مقاله تابلوي LED

توضیحات پروژه

 مقاله تابلوي LED دارای 47 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله تابلوي LED  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه و مقالات آماده و تنظیم شده است

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي مقاله تابلوي LED،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد

بخشی از متن مقاله تابلوي LED :

مقدمه:
امروزه استفاده از صفحه نمایش های پیام متحرك كاملا رایج است. آنها با صورتها و ویژگی های گوناگون وارد بازار می شوند. بیشتر آنها متكی به میكروپروسسور هستند و در این موارد استثنایی وجود ندارد. این تابلوهای نویسنده ی روان و صفحه نمایش در اكثر خیابانها و بر روی سر در بیشتر مغازه ها برای تبلیغ یك آگهی، جنس و كالا وجود دارد یا بر سر چهار راه ها، برای هشدار دادن به رانندگان قرار گرفته اند.

هدف از ارائه این پروژه طراحی تابلوی نویسنده ای است با حداقل قطعات و كمترین هزینه و ساده ترین نقشه، كه بیشترین كارایی را داشته باشد.
در ابتدای مطلب سعی می كنیم اصول كار برای طراحی یك تابلوی نورانی و روشهای مختلف آن را بررسی كرده و در ادامه كار مدار فوق را شرح دهیم.
در این مدار از یك میكروپروسسور 8051 یا 8952 استفاده شده است و از 208 قطعه LED به رنگ قرمز استفاده شده است. همچنین از یك آی سی 4051 یك رگلاتور 7805 استفاده شده است 8 قطعه ترانزیستور به عنوان كلیدهایی كه می توانند باز و بسته شوند در نظر گرفته شده است و همچنین از 6 كلید برای نوشتن در تابلو استفاده می شود.
در مدار تابلوی نویسنده ی روان، از روش جاروب (SCAN) استفاده شده است و این كار همزمان با جاروب سطرها صورت می گیرد و اطلاعات صفحه كلید از طریق پین 13 به آی سی میكروكنترلر منتقل می گردد.

یك عدد آی سی EEPRAM به شماره ی AT24CO3 استفاده شده است به طوری كه با قطع برق حافظه ای آن پاك نمی شود و به هر مدت كه بخواهید، باقی می ماند.
تابلوی نویسنده روان با آی سی میكروكنترلر 8051، 8259
همراه كلیدهای تایپ و پاك كردن كلمات دلخواه
تشریح عملكرد مدار با زبان ساده
1- بخش اصلی مدار یا تابلوی LED ها:

همان طوری كه در تصاویر چاپ شده مشاهده می كنید به غیر از قسمت نویسنده نورانی كه شامل تعداد زیادی LED می باشد، بقیه مدار بسیار ساده بوده و از تعداد معدودی قطعات متعارف تشكیل شده است.
بخش اصلی مدار، یعنی تابلوی نویسنده از 8 ستون عمودی و 6 ردیف افقی تشكیل شده است كه در مجموع تعداد 208 عدد LED را شامل می شود.
تغذیه پایه منفی این LED ها را آسی میكروا 895 به عهده دارد و جریان پایه های مثبت آنها از پایه ی كلكتور هشت عدد ترانزیستور تامین می شود كه خود این تزانزیستور ها هم توسط آی سی 4051 كه در واقع به مشابه هشت عدد سوئچ عمل می كند، تغذیه و بایاس می شوند.

در روی فیبر نوری 26 خط عمودی پایه های منفیLED ها را مستقیما به آی سی میكرووصل كرده اند و احتیاجی به سیم كشی جداگانه وجود ندارد.
ردیف پایه های مثبت LED ها به ترتیب با حروف H, J, F, E, D, C, B, A مشخص شده اند كه از این هشت ردیف دو ردیف اول و آخر یعنی ردیف A و ردیف H از طریق مدار چاپی مستقیما به ترانزیستور وصل شده اند واحتیاجی به كار اضافی ندارند.

در لحیم كاری LED ها دقت بالایی باید به كار رود. البته مطلب بسیار مهمی كه در لحیم كاری LED ها باید به آن توجه شود. هم ردیف هم قد، هم فاصله وعمود بودن همه ی آنها می باشد كه كوچكترین بی دقتی و بی حوصلگی در این مورد باعث نامنظم شدن ردیف ها شده و تناسب حروف و كلمات و جملات نوشته شده را بر هم خواهد زد و بسیار ناموزون و بد شكل دیده خواهند شد در این كار، می توان به جای LED ها از لامپ نیز استفاده كرد و تابلویی در ابعاد چند متر ساخت.

در این تصویر دو طرف مداری كه برای دیودهای نورانی كوچك طراحی شده است، را مشاهده می كنید.
2 – قسمت ترانزیستور ها و آی سی 4051
8 عدد ترانزیستور 328 BC مثبت، تامین جریان مثبت LED ها را به عهده دارند كه جریان بایاس پایه بیس آنها از طریق IC 4051 تامین می شود.
Ic فوق در واقع یك كلید سلكتور هشت حالته می باشد كه فرامین باز و بسته كردن این كلید ها از طریق آی سی میكرو به آن می رسد و مادامی كه فرمانی به آن نرسد، خروجی های آن خاموش بوده و ترانزیستورها نیز بایاس نخواهند شد و در نتیجه جریان به LED ها نرسیده آنها نیز خاموش خواهند ماند.
3-بخش هوشمند یا مغز و پردازنده و برنامه ریز مدار:

این بخش شامل آی سی میكروكنترولر 8951، 8952 كه شامل ده ها صفحه كاتالوگ و مشخصات فنی بوده و یك مغز متفرك الكترونیكی است كه با چند قطعه دور و بر خود تمام برنامه های این مدار انجام می دهد و توضیح تمامی عملكرد آن در این مقال نمی گنجد.
4- بخش تغذیه مدار:
تمامی مدار با ولتاژ DC 9-12 تغذیه می شود كه توسط یك ترانس Ma 500-5/7 كه به محل تغذیه وصل خواهد شد، مدار به راحتی كار خواهد كرد.
برای تثبیت ولتاژ در مدار، یك عدد رگلاتور 5 ولت در نظر گرفته شده است كه با توجه به جریان كمی كه مدار مصرف خواهد شد، مدار به راحتی كار خواهد كرد.
برای تثبیت ولتاژ در مدار، یك عدد رگلاتور 5 ولت در نظر گرفته شده است كه با توجه به جریان كمی كه مدار مصرف می كند، جریان را به خوبی تامین كرده و به راحتی كار می كند و برای اطمینان از عملكرد دائم آن در دراز مدت بهتر است زیر آن یك رادیاتور گذاشته شود.

برای اینكه، با قطع برق مطالب نوشته شده پاك نشود و قابل دیدن دوباره باشد از یك باطری قابل شارژ 6/3 ولت در مدار استفاده می كنیم. این باطری موقع كار عادی مدار به آرامی شارژ شده وجریان ولتاژ آن با دیود محدود می شود و اگر برای یك لحظه برق قطع شود، جریان لازم برای كار آی سی میكرو را برای مدت كوتاهی تامین نكرده نمی گذارد محتویات آن پاك شود.

5- بخش key bord و تحریر و تعویض حروف و كلمات:
در این مدار از 6 عدد كلیه فشاری برای نوشتن و پاك كردن و حركت دادن و انتخاب حروف و غیره استفاده شده است كه به غیر از كلید شماره ی 6 (k6) كه برای Reset یا پاك كردن كامل صفحه تابلو از تمامی جملات و كلمات نوشته شده می باشد و كار دیگری انجام نمی دهد، كار سایر كلیدها توضیح داده می شود.
به جای اینكه كلید ها روی فیبر مدارهای طراحی شوند، خارج از آن و در یك جعبه كوچك جاسازی می شوند كه توسط سیم ارتباطی رنگی چند رشته و به وسیله یك كانكتور به مدار وصل می شوند كه این روش دیگر قرار دادن كلید ها است. كه توسط تصاویر زیر نمایش داده شده است. توضیح كلیدهای قرار گرفته بر روی بورد:

الف: كلید شماره ی یك (k1) باعلامت Down+slow
این كلید دو كار مختلف انجام می دهد اول با هر بار فشار آن حروف الفبای فارسی و اعداد و علایم از اول تا آخر (Down) روی صفحه ظاهر شده آماده نوشتن می شود.
دوم، بعد از نوشتن كلمات و جملات دلخواه خود در مرحله ی نهایی كه تابلو را روان خواهید ساخت یعنی كلمات به ترتیب از سمت چپ به طرف راست شروع به حركت خواهند كرد. با هر بار فشار این كلید می توانید حركت (sweep) جملات را آرام تر (slow) بكنید. خلاصه مطلب: k1 برای انتخاب حروف الفبا از اول به آخر و آهسته كردن حركت تابلوی روان می باشد.

ب) كلید شماره ی 5 (k5) با علامت up+Fast:
با هر بار فشار دادن این كلید حروف الفبای فارسی از آخر ظاهر می شوند. كار دوم این كلید بعد از اتمام نوشتن كلمات وجملات دلخواه و روان ساختن تابلو (sweep)، سرعت دادن به حركت آنها می باشد. یعنی با هر بار فشار این كلید سرعت حركت بیشتر خواهد شد.
خلاصه مطلب: (k5) برای انتخاب حروف الفبا از آخر به اول و سریعتر كردن حركت تابلوی روان می باشد.

ج: كلید شماره 4(k4) با علامت: (sh) shift:
موقع انتخاب حروف الفبا، با كلیدهای شماره 1 و 5، فقط حروف بزرگ ظاهر می شوند. اما برای انتخاب حروف كوچك بعد از آن كه حرف بزرگ مورد نظر از الفبای فارسی ظاهر شد، كلید شماره ی 4 را فشار خواهید داد، در این صورت حرف كوچك مربوط به همان حرف بزرگ ظاهر خواهد شد.
خلاصه مطلب: كلید شماره ی 4 یا (sh) برای انتخاب حروف كوچك الفبا می باشد.

د: كلید شماره ی 3 (k3) با علامت Enter
با انتخاب هر حرف بزرگ یا كوچك دلخواه كه باید به هم چسبیده و كلمه را بسازد باید یك بار كلید شماره ی 3 را فشار دهید تا آن حرف در حافظه ثبت شده، پاك نشود، والا بدون وجود این كلید شما هر قدر كلیدها را فشار دهید حروف به طور دائم پشت سر هم ظاهر و محو خواهند شد.
كلید شماره ی 3 یا Enter، علاوه بر ثبت و ضبط انتخابی و چسباندن آنها به همدیگر جهت تشكیل كلمه و جمله، دو وظیفه مهم دیگر به عهده دارد و آن اینك:
اول: با فشار مجدد آن حرف انتخابی جلو رفته و فاصله ایجاد می كند.

دوم: به كلمه آن و كلید shift می توان حرف یا حروف با كلمات اشتباهی را پاك كرد. برای این منظور با فشار كلید شیفت یك مثلث ظاهر خواهد شد كه بعد از آن Enter را فشار دهید آخرین حرف انتخابی پاك خواهد شد و با ادامه این كار حروف به ترتیب پاك شده می توان حرف دیگری را جایگزین كرد.
و: كلید شماره ی 2 (k2) با علامت ) RUN(R

این كلید آخرین كلیدی است كه بعد از انجام انواع عملیات تحریر و انتخاب كلمات و تشكیل جملات مورد نظر از طرف چپ تابلو شروع به حركت می كنند كه سرعت حركت آنها را می توان با فشار كلید های (k1) و (k5) تنظیم كرد. در ضمن با فشار مجدد این كلید، تابلوی روان را می توان بی حركت نگاه داشت و در صورت لزوم كلمه وجملاتی را اضافه كرد.
الف- نحوه نمایش علامت، نماد یا حرف الفبا در یك تابلو نورانی بطور ثابت
به عنوان مثال یك ماتریس 3×3 از دیودهای نورانی را در نظر می گیریم. این ماتریس دارای سه ستون و هر كدام شامل سه عدد دیود نورانی می باشد. حال می خواهیم به فرض علامت را توسط این ماتریس نشان دهیم. برای اینكار باید دیودهای شماره 2، 6، 5 و 8 روشن شده و بقیه خاموش نگاه داشته شوند (شكل 1)

برای این منظور می توان از مدار ساده ای كه در (شكل 2) آن را مشاهده می كنید، استفاده كرد.

برای نشان داده علامت كلید های s2، s6، s5، s8 بسته، و بقیه باز خواهند ماند كه در نتیجه دیودهای نورانی شماره 2، 6، 5 و 8 روشن وبقیه خاموش می مانند.
اگر بخواهیم علامت را به این صورت نشان دهیم، كافیست LED شماره 6 خاموش شده و در عوض LED شماره 4 روشن شود.

در عمل، به جای كلیدهای s1 تا s9، می توان از خاصیت سویچینگ ترانزیستور ها استفاده كرد كه با اعمال ولتاژ اندكی به نقطه A، ترانزیستور هادی شده و مثل یك كلید بسته عمل كرده جریان را هدایت خواهد كرد.
ب- روش جاروب كردن LED ها (SCAN) به صورت تك به تك

هر گاه LED رادر هر ثانیه 25 بار روشن و خاموش كنیم، بر طبق اصول ثبت تصاویر در شبكه بینائی، این LED همواره روشن دیده خواهد شد (اصول عملكرد سینما و تلویزیون و غیره;.)
بنابراین در ماتریس 3×3 دیودی كه قبلا شرح داده شد، می توان برای نشان داده علامت به ترتیب دیودهای 2، 5، 6 و 9 را به نحوی روشن و خاموش كرد كه اول دیود نوری شماره 2 روشن شده و به فاصله كوتاهی خاموش و بالافاصله دیود نوری شماره 5 روشن و به فاصله كوتاهی خاموش شود و همین طور دیود نورانی های 6 و 8 حال اگر با این عمل طوری انجام گیرد كه زمان روشن و خاموش شدن یا سوئچ هر LED كمتر یا مساوی 25/1 ثانیه باشد، هر چهار دیود همواره روشن دیده خواهند شده در حالی كه می دانیم هر یك از دیودها در هر ثانیه 25 بار روشن و خاموش شده اند.

با توجه به اینكه در این مدار تعداد كل دیودهای نورانی 9 عدد می باشد، و لذا فركانس كل مدار برابر خواهد بود با:
(فركانش سویچ هر دیود) Fd× (تعداد كل دیودها) N = (فركانس جاروب كل دیودها) FS
پس:

مداری همچنین بتواند چنین عملی را انجام دهد، باید مانند (شكل 4) باشد.
در این مدار مقدار مقاومت های R1 تا R3 برابر بوده و برای محدود كردن جریان مصرفی دیودهای جریان مصرفی دیودهای نورانی بكار رفته اند.
كلید هایS1 الی S6 سویچ های ترانزیستوری هستندكه به صورت ساده به شكل كلید نشان داده شده اند.
حال اگر بخواهیم ابتدا دیود نورانی D2 را روشن كنیم، كافی است كلیدهای S2 و S4 همزمان باهم بسته شوند.
در ادامه كار برای خاموش كردن LED دوم، طبیعی است كه S2 و S4 باز خواهند شد واگر بخواهیم LED5 روشن شود، باید S2 و S5 بسته شوند و همین طور الا آخر تا اینكه دیودهای نورانی شماره 2، 5، 6 و 8 یكی پس از دیگری در مدار قرار گیرند.
اگر فركانس جاروب كلی صفحه بالاتر از 25Hz باشد، شكل همواره روشن دیده خواهد شد.

ج- نحوه نمایش با روش جاروب كردن LED ها به صورت ستونی ویا سطری
با توجه به زمان اندكی كه LED ها روشن می ماند، مقدار روشنائی كل صفحه پائین آمده و در محیط های روشن چندان قابل رویت نمی باشد. برای كاهش روشنائی صفحه، می توان جریان مصرفی LED را بالا برد كه این عمل تا حد معینی قابل اجرا می باشد و محدود است. اما، به جای جاروب یك به یك LED ها، می توان این عمل را ستون به ستون انجام داد.
به عنوان مثال در مورد همان علامت ، ابتدا كلید S1 وصل و كلیدهای S4، S5 و S6 باز خواهند ماند. یعنی ستون اول كاملا خاموش است
حال اگر كلید S1 باز شده و كلید S2 همزمان با S4، S5 و S6 بسته شوند، طبیعی است كه ستون دوم روشن خواهد شد. در ادامه كار اگر كلید S2 باز شده و كلید S3 و S5 بسته شوند. فقط LED شماره 6 روشن خواهد شد.

اگر فركانس سویچ هر ستون را بیشتر یا مساوی 25 Hz بگیریم، علامت پیوسته روشن دیده شده و فركانس جاروب به صورت زیر خواهد شد:

ملاحظه می شود كه فركانس جاروب كل مدار به طور قابل ملاحظه ای كاهش یافته و به كمتر از 3/1 رسیده است.
د- روش شیفت دادن (shift)
روش متداول دیگری نیز كه بكار می رود، استفاده از آی سی های شیفت رجستر است كه معمولا به صورت 8 بیتی عمل می كنند. در این روش هر ستون از دیودهای نورانی، توسط خروجی 8 بیتی یك آی سی شیفت رجستر تغذیه می شود و در واقع آی سی های شیفت رجستر یك حافظه 8 بیتی هستند.
در ابتدا با اعمال پالس ساعت، اطلاعات هشت بیتی A0 وارد رجستر شماره 1 شده و در عین حال اطلاعات A1 وارد رجستر 2 می شود و این عمل را همین طور تا N رجستر می توان ادامه داد.

مزیت این روش، امكان روشنائی بیشتر برای LED ها وعدم نیاز به جاروب می باشد.

تشریح عملكرد آی سی 4051
آی سی CMOS به شماره 4051، در واقع یك كلید سلكتور هشت حالته می باشد كه انتخاب حالت سلكتور آن به كمك سه پایه انجام می گیرد در شكل شماره 7a این حالت به خوبی نمایش داده شده است. در حالت عادی كار این آی سی، پایه های 6، 7 و8 آن به خط منفی و پایه 16 به خط مثبت تغذیه وصل می شوند.
در شكل فوق، حروف Q0 الی Q7 نمایشگر سطرهای صفحه ماتریس می باشند و سه ورودی اصلی آن كه از آی سی میكرو فرمان می گیرند، با حروف A، B، و C نشان داده شده اند.

انتخاب حالت های خروجی این آی سی نسبت به ولتاژی كه به پایه های A، B، و C آن از طریق آی سی میكرو اعمال می شود طبق جدول شماره 7b می باشد.
عدد صفر نشان دهنده سطح پائین ولتاژ روی پایه مربوط و عدد 1 نشان دهنده سطح بالای ولتاژ (نزدیك vcc) روی پایه مربوط است.

به عنوان مثال: اگر هر سه پایه A، B، و C به VCC (مثبت) وصل شوند كه با نماد 111 نشان داده شده است، سطر آخر ماتریس انتخاب خواهد شد.
حال وضعیت روشن یا خاموش بودن LED های این سطر، بستگی به وضعیت كلیدهای Sib الی S24b خواهد داشت كه چه حالتی باشند.
مثلا اگر SIb بسته و S2b تا S24b باز باشند، واضح است كه فقط دیود نورانی آخرین سطر سمت چپ روشن خواهد شد.
عملكرد آی سی شماره 89c51 یا 89c52 (میكروكنترلر)

قبلا متوجه شدیم كه با انتخاب سطرها توسط آی سی CMOS، مقادیر ستون ها نیز بایستی با كلید های S1b الی S24b تعیین شوند تا هر LED در نوبت خود روشن شود.
عملكرد كلیدهای بیست و چهار گانه مذكور را به عهده خروجی های (میكروكنترلر) می گذاریم.
میكروكنترلر 8951، دارای 40 پایه می باشد كه از این تعداد پایه، برای ارتباط با دنیای خارج و همین طور تغذیه آن استفاده می شود.
8951 در مجموع دارای 4 مسیر 8 بیتی می باشد كه باصطلاح دروازه یا Port نامیده می شوند.
این Port ها برای ارتباط با سایر مدارهای جانبی آن بكار می روند و به نام های p0، p1، p2 و p3 نامگذاری شده اند.
بنابراین 32 خط یا 32 پایه از این آی سی برای تبادل اطلاعات یا سویچ با دنیای خارج است.

دو پایه آن برای تغذیه خود آی سی بوده و دو پایه دیگر نیز برای تشكیل نوسان ساز كریستالی برای تامین پالس های ساعت خود آی سی استفاده می شود.
از 4 پایه باقیمانده یكی برای Reset در هنگام اعمال تغذیه بوده و 3 پایه باقیمانده برای استفاده از حافظه خارجی بكار می روند. اگر در طراحی مدار از حافظه خارجی استفاده نشود، این سه پایه بلا استفاده می مانند. این آی سی دارای سه نوع حافظه داخلی می باشد كه عبارتند از:
الف- حافظه ثابت
این حافظه با قطع تغذیه آی سی پاك نمی شود و از نوع EEPROM بوده و برای نوشتن برنامه اجرائی میكروكنترلر بكار می رود. مقدای این حافظ در 8951 به مقدار 4Kbyte و در آی سی 8952 برابر 8kbyte (دو برابر) می باشد.
ب- حافظه موقت
این حافظه با قطع تغذیه آی سی پاك می شود و جهت تعریف مقادیر متغیر و محاسبات داخلی برنامه اصلی میكرو بكار می رود. همچنین اطلاعاتی كه كاربر از طریق صفحه كلید مفروض به میكروكنترل می دهد، در این حافظه ذخیره می گردد و قابل ذخیره در حافظه ثابت نیست.
مقدار این حافظه در 8951 برابر 128 بایت و در 8952 دو برابر می باشد.
ج- حافظه های خاص

كه از ثبات های داخلی میكرو تشكیل شده است، مانند حافظه آكومولاتور AC یا ثبات A كه كلید اعمال منطقی مانند: جمع، تفریق، ضرب و تقسیم روی آن انجام می گیرد و یا ثبات های تایمر كه شمارنده های تایمرهای داخلی آی سی را تشكیل می دهد.
نحوه عملكرد port های خروجی یا ورودی میكروكنترلر
هر هشت خط یك port می توانند به صورت تك به تك و در ارتباط با وسایل خارجی باشند. مثلا به یك LED وصل شده آن را روشن یا خاموش كنند و یا یك رله را توسط ترانزیستور تحریك كنند.

علاوه بر این، قادر هستند به عنوان ورودی نیز بكار گرفته شوند. بدین معنی كه حالت خط را تشخیص بدهند (حالت صفر یا یك منطقی) و آن را به واحد پردازش داخلی میكرو انتقال دهند (شكل 8) مدار داخل یك پورت 8 بیتی را نشان می دهد.

در این جا تزانزیستور مو سفت Tr مانند یك سویچ عمل می كند و زمانی كه ولتاژ گیت آن نزدیك VCC باشد، روشن شده و ولتاژ پایه های D و S نزدیك صفر خواهد بود كه در نتیجه در نقطه P كه خارج از میكرو قرار دارد ولتاژ صفر می شود و در این حالت اگر به عنوان مثال مدار مقابل (شكل 9) به نقطه p وصل شود، LED روشن خواهد شد.

مسیر جریان از VCC و از طریق مقاومت 330 اهم به طرف نقطه p كه ولتاژ صفر دارد، جاری شده و در نتیجه LED روشن خواهد شد.
حداكثر جریان قابل تحمل Tr طبق جداول كارخانه سازنده آی سی میكرو، حدود 10mA می باشد و بنابراین به تنهائی قادر به تحریك یك رله نبوده و باید در این مورد از مدار (شكل 10) استفاده شود.

رله بكار رفته در این مدار ازنوع 6 ولتی بوده و جریان لازم برای تحریك آن توسط یك ترانزیستور PNP تامین می شود.
هر گاه پایه بیش ترانزیستور ولتاژی نزدیك صفر داشته باشد، روشن شده و ولتاژ پایه امیتر به كلكتور صفر می شود كه در این حالت ولتاژ نقطه A به VCC نزدیك شده رله عمل می كند.
دیود موازی شده با رله، به خاطر حفاظت از ترانزیستور در مقابل جریان القائی برگشتی از بوبین رله می باشد.

اگر در هر مدار شكل های 9 و 10، ولتاژ نقطه p برای VCC گردد، عمل مدار متوقف شده LED خاموش می شود و یا رله از كار می افتد و این اتفاق زمانی می تواند عملی شود كه ولتاژ G (گیت) ترانزیستور داخل میكرو كنترلر (Tr) به صفر برسد تا خاموش شده و ولتاژ نقطه p از طریق مقاومت R (شكل 8) به محدوده VCC برسد.
همانطور كه در شكل 8 مشاهده می كنید، كنترل ولتاژ G ترانزیستور را یك گیت NOT (n1) به عهده دارد كه خود نیز به یك حافظه یك بیتی متصل است و اگر این حافظه تك بیتی مقدار (l) منطقی را داشته باشد، ولتاژ G همواره برابر (0) خواهد بود و در نتیجه در خروجی p همواره ولتاژی برابر VCC ظاهر خواهد شد كه نتیجه ‌آن (1) منطقی شدن خروجی p می باشد.
اما اگر مقدار ذخیره شده در داخل حافظه تك بیتی را به (0) تغییر دهیم، خروجی گیت NOT برابر (1) منطقی و حدود VCC ظاهر خواهد شد كه نتیجه آن (10) منطقی شدن خروجی p می باشد.

اما اگر مقدار ذخیره شده در داخل تك بیتی را به (0) تغییر دهیم، خروجی گیت NOT برابر (1) منطقی و حدود VCC خواهد شد كه نتیجه آن روشن شدن Tr را به همراه داشته و آن هم به نوبه خود ولتاژ نقطه p را درحدود صفر ولت یا (0) منطقی خواهد كرد.
دستور لازم برای (1) كردن حافظه تك بیتی، SETB و برای (0) كردن، CLR می باشد. حال اگر بخواهیم به جای یك دیود نورانی (شكل 9)، 24 عدد دیود نورانی را همزمان روشن كنیم می توانیم از مدار (شكل 11) استفاده كنیم.

طبیعی است با صفر شدن ولتاژ نقطه P، ترانزیستور PNP روشن شده، در نتیجه یك ستون كامل متشكل از 24 عدد LED همزمان روشن خواهند شد.
اگر به شكل های 8 الی 11 با دقت و حوصله نظر كنید، نحوه عملكرد Port های آی سی میكروكنترلر 8951 را بخوبی درك خواهید كرد.
اكون می خواهیم ببینیم چگونه از این پورت ها به عنوان (ورودی) می توان استفاده كرد؟
نحوه خواندن اطلاعات از طریق Port
اگر ولتاژ p صفر باشد، فشار دادن كلید S1 تاثیری در آن نخواهد داشت و به عبارت دیگر تغییر حالتی در ولتاژ نقطه p رخ نداده و تبادل اطلاعاتی انجام نگرفته و آی سی میكروكنترلر نیز عكس العملی نشان نخواهد داد.

اما اگر نقطه p حالت (1) منطقی را داشته باشد چطور؟ ; در این حالت فشردن S1 صفر ولت را به نقطه p اعمال خواهد كرد كه در نتیجه افت ولتاژی از VCC به صفر خواهیم داشت.
با توجه به اینكه قبل از فشار S1 ولتاژ نقطه p از طریق R برابر VCC بوده و Tr هم خاموش بود، در نتیجه فشار S1 باعث می شود جریان از طریق R به زمین برقرار شده و افت ولتاژی برابر VCC روی R ایجاد شود كه نتیجه آن صفر شدن ولتاژ نقطه p می باشد.
این تغییر ولتاژ از طریق گیت بافر n2 به خطوط باس مشترك داخلی میكرو انتقال یافته و در نتیجه میكروكنترلر اثرات فشردن S1 را تشخیص خواهد داد.
با این تفاصیل، برای خواندن حالت یك خط از Port، ابتدا باید آن را به سطح (1) منطقی رساند و در این حالت صفر شدن خط است كه به عنوان تغییر حالت به حساب می آید.
به (شكل 13) توجه كنید:

به عنوان مثال: Port صفر(p0) را با هشت خط ارتباطی در نظر می گریم:
در این مدار (شكل 13)، اگر بخواهیم كلید S1 را بخوانیم، بایستی ابتدا دستور زیر اجرا شود:
SETB—P0.7
به نحوه قرار گیری R1 دقت كنید، پورت p0 بر خلاف پورت های P1 الی P3، دارای مقاومت شناور داخلی نبوده بنابراین باید از مقاومت خارجی استفاده شود.
با اجرای دستور فوق، p0.7 در سطح منطقی (1) قرار گرفته و با فشردن كلید S1 ولتاژ آن به صفر می رسد كه این تغییر ولتاژ توسط میكروكنترلر قابل تشخیص است.
اكنون اگر بخواهیم LED روشن شود از این دستور استفاده می كنیم.
CLR- P0.0

این دستور ترانزیستور داخلی P0.0 را روشن كرده وباعث روشن شدن LED خواهد شد.
با در نظر گرفتن حالت بیت در یك پورت، در متن برنامه از دستورات (پرش) به شرح زیر استفاده می شودو
در صورتی كه خط مورد نظر (1) باشد (محل پرش)، (نام خط) JB
در صورتی كه خط مورد نظر (0) (محل پرش)، (نام خط) JNB
نوسان ساز داخلی آی سی 8951 و تغذیه آن

برای كار عادی این آی سی نیاز به پالس های ساعت داریم كه در واقع طول مدت زمان اجرای یك خط دستور را كنترل می كند.
دستورات برنامه، همانطور كه اشاره شد از ابتدای حافظه دائمی یا ثابت داخلی آی سی شروع می شوند.
برای تهیه پالس های لازم مدار خارجی با كریستال طبق (شكل 14) باید ایجاد شود.

مقدار كریستال می تواند حداكثر تا 12 MHZ افزایش یابد. در شكل فوق نحوه اتصال تغذیه نیز نشان داده شده است. و خازن 100nf برای حفاظت آی سی میكرو در مقابل تغییرات لحظه ای ولتاژ بكار گرفته شده است.
نحوه Reset كردن آی سی میكروكنترل
برای اینكه میكروكنترلر در لحظه وصل تغذیه Reset شده واجرای دستورات موجود در حافظه دایم را از ابتدا شروع كند، باید پایه 9 آن در وهله اول در سطح منطقی VCC قرار گرفته و بعد از مدتی به سطح صفر برسد.

در مدار (شكل 15) خازن C1 ابتدا خالی بوده و با وصل شده، تغذیه، پایه 9 از طریق همین خازن در سطح ولتاژ VCC قرار خواهد گرفت و به تدریج با شارژ شدن خازن، ولتاژ پایه 9 از طریق مقاومت R1 به سطح صفر خواهد رسید.

پین ها پایه های لازم برای استفاده از حافظه های ثابت و موقت خارجی
پایه های PSEN (Program Stor Enable ) و ALE (Address Latch Enable) EA (Extrnal Access) برای ارتباط با حافظه های خارجی بكار می روند.
در صورتی كه در طراحی مدار نیازی به حافظه خارجی نبوده و حافظه های داخلی كفاف كار را بدهند، معمولا از این پایه ها استفاده نشده به حالت آزاد راها می شوند.
دو خط PSEN و ALE به عنوان خروجی و خط EA به عنوان ورودی عمل می كند.

اگر از حافظه خارجی استفاده نشود، چون سطح ولتاژ خط EA باید برای VCC باشد، و لذا با استفاده از یك مقاومت و یا مستقیما به خط مثبت وصل می شود.
پایه بندی میكروكنترلر 8951
با توجه به اینكه از حافظه خارجی استفاده نخواهد شد، پایه EA به خط مثبت وصل شده است و پایه های PSEN , ALE به حال آزاد گذاشته شده اند.

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید