|
بررسی انتقال داده‌های اطلاعاتی در باند M 433 بین دو میکروکنترلر
مقاله بررسی انتقال داده‌های اطلاعاتی در باند M 433 بین دو میکروکنترلر در 58 صفحه ورد قابل ویرایش
|
|
| دسته بندی | فنی و مهندسی |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 55 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 58 |
بررسی انتقال داده‌های اطلاعاتی در باند M 433 بین دو میکروکنترلر
مقدمه:
از آنجایی که ساخت و ارائه پروژه یکی از مهمترین ارکان تحصیل یک دانشجو در رشته الکترونیک میباشد لذا انتخاب و ارائه پروژه ای متناسب با رشته تحصیلی بسیار شایان اهمیت است.
پروژه ای که در اینجا به بررسی آن میپردازیم به ما این امکان را میدهد که اطلاعات را در باند 433M بین دو میکروکنترلر انتقال دهیم این کار بصورت بی سیم و بدون استفاده از پورت سریال صورت گرفته ما در این پروژه ابتدا از ماژولهای RF استفاه کردیم اما به دلیل ساخت نامناسب آنها و فرکانس بالایی که ما در آن کار می کردیم شاهد نویزهایی بودیم که نتیجه دلخواه را به ما نمی داد بنابراین برای اخذ نتیجه بهتر تصمیم بر استفاده ازکیتهای PT گرفتیم. PT ها به ما این امکان را می دادند که با کد کردن اطلاعات در برد فرستنده آنها را بدون هیچ پارازیتی درگیرنده ببینیم البته برنامه نویسی مربوط به PT ها نقش مهمی را در این امر ایفا میکند که ما در پیوست برنامه فرستنده و گیرنده را خواهیم دید.
بدین ترتیب هر عددی که ما در برد و فرستنده بوسیله کیبرد انتخاب می کنیم پس از نمایش روی LCD بوسیله pt22 کد میشود و به برد گیرنده فرستاده میشود pt22 وظیفه Dcode کردن دیتا را به عهده دارد و پس از بازگشایی کد میکرو آن را روی LCD نمایش میدهد.
فهرست مطالب
مقدمه
فصل 1: اصول و نحوه عملکرد میکروکنترلرها
فصل 2: اصول و نحوه عملکرد فرستنده ها و گیرنده های رادیویی
فصل 3: مدار فرستنده و گیرنده
-1) آشنایی با میکروکنترلرها
گر چه کامپیوترها تنها چند دهه ای است که با ما همراهند، با این حال تأثیر عمیق آنها بر زندگی ما با تأثیر تلفن، اتومبیل و تلویزیون رقابت می کنند … تصور ما از کامپیوتر معمولاً «داده پردازی» است که محاسبات عددی را بطور خستگی ناپذیر انجام میدهد.
ما کامپیوترها را به عنوان جزء مرکزی بسیاری از فرآورده های صنعتی و مصرفی از جمله درسوپرمارکت ها، داخل صندوق های پول و ترازو، در اجاق ها و ماشین های لباسشویی، ساعتهای دارای سیستم خبر دهنده و ترموستات ها، VCR ها و … در تجهیزات صنعتی مانند مته های فشاری و دستگاه های حروفچینی نوری می یابیم. در این مجموعه ها کامپیوترها وظیفه «کنترل» را در ارتباط با «دنیای واقعی»، برای روشن و خاموش کردن وسایل و نظارت بر وضعیت آنها انجام می دهند. میکروکنترلرها (برخلاف ریزکامپیوترها و ریز پرازنده ها) اغلب در چنین کاربردهایی یافت میشوند.
با این که بیش از بیست سال از تولد ریزپردازنده ها نمی گذرد، تصور وسایل الکترونیکی و اسباب بازیهای امرزوی بدون آن کار مشکلی است. در 1971 شرکت اینتل، 8080 را به عنوان اولین ریزپردازنده موفق عرضه کرد.
مدت کوتاهی پس از آن شرکت موتورولا، RCA و سپس تکنولوژی MOS و شرکت زایلوگ انواع مشابهی را به ترتیب به نامهای 6800 و 1801 و 6502 و Z80 عرضه کردند. گر چه این IC ها (مدارهای مجتمع) به خودی خود فایده ای زیادی نداشتند اما به عنوان بخشی از یک کامپیوتر تک بورد یا SBC ، به جزء مرکزی فرآورده های مفیدی برای آموزش طراحی با ریزپردازنده ها تبدیل شدند. از این SBC ها که به سرعت به آزمایشگاه های طراحی در کالج ها و شرکهای الکترونیک راه پیدا کردند میتوان برای نمونه از D2 ساخت موتورولا، KIM-1 ساخت Mos Technology و SCK-85 متعلق به شرکت اینتل نام برد.
«ریزکنترلگر» قطعه ای شبیه به ریز پردازندها ست در 1976 اینتل 8748 را به عنوان اولین قطعه ی خانواده ی ریزکنترلرگرهای MCS-48TM معرفی کرد. 8748 با 17000 ترانزیستور در یک مدار مجتمع شامل یک CPU ، 1 کیلوبایت EPROM ، 64 بایت RAM ،27 پایه ورودی - خروجی (I/O) ویک تایمر 8 بیتی بود.
این IC و دیگر اعضای MCS-48TM که پس از آن آمدند، خیلی زود به یک استاندارد صنعتی در کاربردهای کنترل گرا تبدیل شدند. جایگزین کردن اجزاء الکترومکانیکی در فرآورده هایی مثل ماشینهای لباسشویی و چراغ های راهنمایی از ابتدای کار یک کاربرد مورد توجه برای این میکروکنترلرها بودند و همین طور باقی ماندند. دیگر فرآورده هایی که در آنها میتوان میکروکنترلر را یافت عبارتند از اتومبیلها، تجهیزات صنعتی، وسایل سردرگمی و ابزارهای جانبی کامپیوتر (افرادی که یک PC از IBM دارند کافی است به داخل صفحه کلید نگاه کنند تا مثالی ازیک میکروکنترلر را در یک طراحی با کمترین اجزاء ممکن ببینند).
توان ، ابعاد و پیچیدگی میکروکنترلرها با اعلام ساخت 8051 یعنی اولین عضو خانواده میکروکنترلر MCS-51TM در 1980 توسط اینتل پیشرفت چمشگیری کرد. در مقایسه با 8084 این قطعه شامل بیش از 60000 ترانزیستور، 4K بایت ROM ،128 بایت RAM ، 32 خط I/O، یک درگاه سریال و دو تایمر 16 بیتی است که از لحاظ مدارات داخلی برای یک IC ، بسیار قابل ملاحظه است.
امروزه انواع گوناگونی از این IC وجو ددارند که به طور مجازی این مشخصات را دو برابر کرده اند. شرکت زیمنس که دومین تولید کننده قطعات MCS-51TM است ، SAB 80515 را بعنوان یک 8051 توسعه یافته در یک بسته ی 68 پایه با 6 درگاه (پورت) I/O بیتی، 13 منبع وقفه و یک مبدل آنالوگ به دیجیتال با 8 کانال ورودی عرضه کرده است. وخانواده ی 8051 به عنوان یکی از جامعترین و قدرتمندتر ین میکروکنترلرهای 8 بیتی شناخته شده و جایگاهش را به عنوان یک میکروکنترلر مهم برای سالهای آینده یافته است.
-2) مزایا و کاربردهای مدولاسیون
هدف اصلی مدولاسیون در یک سیستم مخابراتی ایجاد سیگنال مدوله شده ای است که با مشخصات کانال مخابراتی همخوانی داشته باشد. در واقع مدولاسیون چند مزیت و کاربرد عملی دارد که در زیر به اختصار در مورد آنها صحبت خواهیم کرد.
مدولاسیون برای انتقال مؤثر انتقال سیگنال به فواصل دور همیشه با حرکت امواج الکترومغناطیسی همراه است چه محیط هدایت کننده ای باشد و چه نباشد بازده هر روش انتقالی به فرکانس سیگنال منتقل شده بستگی دارد با استفاده از خاصیت انتقال فرکانسی مدولاسیون CW میتوان اطلاعات پیام را روی حاملی سوار کرد که فرکانسش برای روش انتقال برگزیده شده مناسب باشد.
به عنوان مثال در مخاربره رادیوی در خط دید باید انتنهایی به کاربرده شود که ابعادشان حداقل یک دهم طول موج سیگنال باشد. انتقال یک سیگنال صوتی مدوله نشده که مولفه های فرکانسی آن تا KHz هم می رسد، مستلزم به کارگیری آنتنهایی با ابعاد حدود km 300 است. انتقال سیگنال مدوله شده در MHz 100 به صورت FM این امکان را میدهد که مخابره با آنتنهای دارای اندازه های معقول بازده بهتری دارند. Tomasi مبحث فشرده ای راجع به انتشار امواج و آنتنها دارد.
مدولاسیون برای غلبه بر محدودیتهای سخت افزاری: طراحی سیستم مخابراتی ممکن است با قیودی راجع به هزینه و در دسترس بودن امکانات سخت افزاری همراه باشد، سخت افزارهایی که عملکردشان غالباً به فرکانس مورد استفاده بستگی دارد. مدولاسیون به طراحی این امکان را میدهد که سیگنال را در گستره ای قرار دهد که در آن محدودیت سخت افزاری وجود ندارد. یک نکته در این ارتباط مسئله پهنای باند کسری است که به صورت پهنای باند مطلق تقسیم بر فرکانس مرکزی تعریف میشود. هزینه ها و پیچیدگی های سخت افزاری در صورت پهنای باند مطلق تقیسم بر فرکانس مرکزی تعریف میشود. هزینه ها و پیچیدگی های سخت افزاری در صورت قرارداشتن پهنای باند کسری در محدوده 1 تا 10 درصد می نیمم میشود . ملاحظات پهنای باند کسری از آنجا ناشی می شوند که واحد مدولاسیون هم در گیرنده ها وجود دارد و هم در فرستنده ها
پس میتوان نتیجه گرفت که سیگنالهای با پهنای باند زیاد باید روی حاملهای فرکانس بالا مدوله شوند. چون آهنگ اطلاعات طبق قانون هارتلی- شنون با پهنای باند متناسب است. نتیجه می گیریم که برای ارسال اطلاعات با آهنگ بالا به یک حامل فرکانس بالا نیاز داریم. برای مثال یک سیستم میکروویو GHz 5 میتواند در یک فاصله زمانی معین ، 10000 برابر یک کانال رادیویی kHz 500 انتقال میکند. اگر در طیف الکترومغناطیسی بالاتر برویم مثلا می توانیم به یک پرتو نور لیزری با امکان پهنای باندی معادل 10 میلیون کانال تلویزیونی دست یابیم.
مدولاسیون برای کاهش نویز و تداخل : یک روش سر راست برای مبارزه با نویز و تداخل افزایش توان سیگنال، برای غلبه بر آلودگیهای نویزی و تداخلی است. ولی افزایش توان هزینه دارد و ممکن است به وسائل آسیب برساند. (یکی از کابلهای بین قاره ای در اثر افزایش ولتاژی که برای دستیابی به سیگنال دریافتی قابل استفاده صورت گرفته بود از بین رفت). خوشبختانه FM و بعضی روشهای مدولاسیون دیگر ویژگیهای با ارزشی از لحاظ حذف نویز و تداخل دارند.
این خاصیت کاهش نویز پهن باند نام دارد زیرا پهنای باند لازم برای انتقال بسیار برزگتر از پهنای باند سیگنال مدوله کننده است. مدولاسیون پهن باند به طرح این امکان را میدهد که کاهش توان سیگنال را با افزایش پهنای باند جبران کند این بده بستان در قانون هارتلی - شنون نیز دیده می شود.
مدولاسیون برای اختصاص فرکانسی: وقتی رادیو را روشن میکنید و ایستگاه خاصی را می گیرید، دارید از میان سیگنالهای متعددی که دریافت میشوند یکی را بر می گزینید. چون هر ایستگاه فرکانس حامل اختصاصی خود را دارد ، سیگنال مطلوب را میتوان با فیلتر کردن جدا کرد. اگر مدولاسیون نبود در هر ناحیه ای تنها یک ایستگاه می توانست برنامه پخش کند و پخش همزمان توسط ایستگاهی دیگر باعث تداخلی نومید کننده می شد.
