مقدمه
همانطورکه می دانید محاسبه واندازه گیری مقادیرعناصرالکتریکی درطراحی وپیاده سازی مدارهای الکتریکی والکترونیکی نقش مهمی دارد . این مسئله زمانی که تفاوت های جزئی درمقادیر محاسباتی این عناصرنتایج متفاوتی رادریک سیستم باعث میشوند اهمیت بیشتری می یابد .
دراین پروژه طراحی وپیاده سازی یک اهم متروخازن سنج دیجیتال بررسی میشود .
هدف ازانجام این پروژه محاسبه مقدارمقاومت برحسب اهم وظرفیت خازن برحسب فاراد می باشد . شرح مراحل کارومشخصات فنی مداروقطعات به کاررفته به طورمفصل درفصل های بعد مورد بررسی قرارگرفته است که خلاصه ای ازهرفصل درزیربیان می گردد .
درفصل اول به معرفی قطعات وآی سی های مورد استفاده درمدارمی پردازیم . ازجمله میکروکنترلر۸۰۵۱ وآی سی تایمر۵۵۵ .
فصل دوم مربوط به مشخصات فنی وشرح کارپروژه می باشد . دراین فصل با نحوه عملکرد مدارآشنا می شوید .
درفصل سوم نقشه کلی مداروکدبرنامه میکروکنترلربیان شده است .
درخاتمه لازم است ازاستادگرامی جناب آقای دکتریعقوبی که دراین پروژه مارا راهنمایی فرمودند کمال تشکروقدردانی راداشته باشیم .
تابستان ۱۳۸۵
عمارقنبری نهبندان – حمزه قنبری نهبندانی

فصل اول

مقدمه
دراین فصل به بررسی اجزای مداروشرح پایه های آنها می پردازیم . اجزای اصلی مداراهم سنج دیجیتال عبارتند از :
۱- میکروکنترلر۸۰۵۱
۲- آی سی تایمر۵۵۵
۳- کلید ۱۲ پایه
لازم به ذکراست که مدارشامل اجزای دیگری نیزمیباشدکه درفصل بعد مورد بررسی قرارگرفته است . دراین فصل ماتنها به بررسی قطعات اصلی می پردازیم .
میکروکنترلر۸۰۵۱

پایه VCC : پایه ۴۰ ولتاژ تغذیه را برای تراشه فراهم می کند ولتاژ منبع ۵V + است .
پایه GND : پایه ۲۰ زمین است .
پایه های XTAL1 و XTAL2 :

۸۰۵۱ دارای یک اسیلاتور( نوسان ساز) درون تراشه ای است ولی برای راندن آن به یک ساعت کریستال نیاز است اغلب یک اسیلاتورکریستال کوارتز به ورودیهای XTAL1 ( پایه ۱۹ ) و ) XTAL2پایه ۱۸ ) وصل است اسیلاتورکریستال کوارتزمتصل به XTAL1 و XTAL2 به دوخازن ۳OPF وصل می باشد یک طرف هر یک ازخازن ها مثل شکل ۲-۱ به زمین وصل است .
باید توجه کرد که سرعت های مختلفی درخانواده ۸۰۵۱ وجود دارد غرض ازسرعت حداکثر، فرکانس متصل به XTAL است . مثلاً یک تراشه ۱۲MHZ باید به فرکانس ۱۲MHZ یاکمتر وصل شود .
پایه RST : پایه ۹ ، پایه RESET (بازنشانی ) است . این پایه به یک ورودی فعال بالاست بعد ازاعمال یک پالس بالا به این پایه ، میکروکنترلربازنشانده شده وچه فعالیت هارارها می کند . اغلب به این حالت ، بازنشانی به هنگام روشن شدن می گویند . فعال کردن یک بازنشانی به هنگام روشن شدن موجب ازدست همه مقادیردرعبادت ها می شود . جدول ۱-۱ لیست غیرکاملی ازثبات های ۸۰۵۱ ومقادیرآنها را پس ازبازنشانی به هنگام روشن شدن نشان می دهد .

پایه EA : هنگامی که برنامه داخل ROM داخلی میکروکنترلراست این پایه به VCC متصل می شود . درصورتی که برنامه درROM خارجی باشد این پایه به GND وصل می شود . درهرصورت این پایه نباید آزاد باشد .
پایه PSEN : جهت فعال سازی ROM خارجی است.
پایه ALE : هنگامی که میکروکنترلر به یک حافظه بیرونی وصل است پورت ۰ هر دو مقدار آدرس و داده را تهیه می کند. این پایه جهت تعیین آدرس و یا داده بودن مقادیر روی پورت O است.
پایه های پورت I/O و عملکرد آن ها :
چهارپورت P0 ، P1 ، P2 ، P3 هر کدام ۸ پایه را بکار می برند تا پورت ها را ۸ بیتی سازند. همه پورت ها پس از RESET بصورت خروجی در می آیند، و آماده استفاده به عنوان خروجی هستند برای استفاده از هریک از این پورت ها به عنوان ورودی، باید آنها را برنامه ریزی کرد.
آی سی تایمر ۵۵۵

شکل ۳-۱ نمودار پایه های ۵۵۵
تایمر ۵۵۵ یک آی سی ۸ پایه است که کاربرد وسیعی در مدارهای الکترونیک دارد. موارد کاربرد آی سی ۵۵۵ به شرح زیر می باشد :
– زمان سنجی دقیق – تولید پالس
– تولید تأخیر زمانی – تولید امواج مثلثی
– مدولاسیون محل پالس PPM – زمان سنجی ترتیبی
– مدولاسیون پهنای پالس PWM
این آی سی از دو مقایسه کننده که یک فلیپ فلاپ را بکار می اندازند تشکیل شده است.

پایه های ۵۵۵ :
۱- زمین : ولتاژ این پایه باید پایین ترین ولتاژ اعمال شده به بقیه پایه ها را داشته باشد.
۲- تریگر : در صورتی که ولتاژ آن از حد معینی کمتر شود ، ولتاژ پایه خروجی بالا می رود.
۳- خروجی : در حالت عادی ولتاژ آن ایین است.
۴- غیر فعال کننده : وقتی ولتاژ این سر کمتر از v 4/0 باشد اندازه گیری زمان متوقف می شود.
۵- ولتاژ کنترل : جهت تعیین ولتاژ مرجع است.
۶- ولتاژ آستانه : در صورتیکه ولتاژ این سر از مقدار معینی بیشتر شود Reset می شود و ولتاژ خروجی تغییر می کند.
۷- تخلیه : جهت تخلیه خازن زمان سنج است.
۸- تغذیه : ولتاژ تغذیه ای بین v 5/4 تا v12 را فراهم می کند.
کلید ۱۲ پایه :

این کلید همانطور که از اسمش پیداست شامل ۱۲ پایه مطابق شکل ۴-۱ (الف) است که هر سه پایه یک کلید مستقل همانند شکل ۴-۱ (ب) است. همانطور که در شکل ۴-۱ (ب) مشاهده می شود هر کلید شامل یک سر مشترک و دو سر انتخابی است ، که در هر لحظه یکی از دو مسیر A1 به A ( یا A به A1 ) و یا A2 به A ( یا A به A2 ) برقرار است. هنگامی که کلید زده می شود همزمان چهار کلید A ، B ، C و D زده می شوند. برای مثال در هنگام بالا بودن کلیه ۱۲ پایه A به A1 ، B به B1 ، C به C1 و D به D1 وصل می شود.

فصل دوم

مقدمه
در این فصل به بررسی نحوه عملکرد اجزای مدار و چگونگی قرار گرفتن هر قطعه در مدار می پردازیم.
البته جهت ساده تر شدن مطالب هر قطعه و مدارش جداگانه بررسی می شوند و نقشه کلی مدار در فصل سوم آورده شده است.
رگلاتور: جهت تهیه منبع تغذیه مدار است. همانطور که در شکل ۱-۲ مشاهده می شود ولتاژ متغیر v 5 به پایه شماره دو اعمال می شود و از پایه شماره سه ولتاژ ثابت v 5 گرفته می شود،پایه شماره یک به زمین وصل می شود.

LCD (نمایشگر ) :
جهت نمایش اطلاعات است که شامل پایه های زیر است :
۱) Vss : پایه زمین نمایشگر است.
۲) Vcc : جهت اتصال به منبع تغذیه است.
۳) VEE : برای کنترل میزان درخشندگی نمایش کاراکترها است.
۴) Rs : در داخل LCD دو ثبات وجود دارد و پایه Rs برای انتخاب آنها به ترتیب زیر بکار می رود. اگر RS=0 باشد ثبات دستورالعمل فرمان انتخاب می شود و اجازه می دهد فرمان هایی همچون پاک کردن نمایشگر، نشاندن مکان نما و غیره صادر شوند. اگر Rs=1 باشد ثبات داده انتخاب می گردد، و به کاربر اجازه ارسال داده (یا بازیابی) روی LCD برای نمایش را می دهد.
۵) R/W : ورودی RW به کاربر اجازه نوشتن اطلاعات در LCD و یا خواندن از آن فراهم می سازد. R/w=1 برای خواندن و R/w=0 برای نوشتن است.
۶) E : نمایشگر از این پایه برای لچ کردن اطلاعات ارائه شده به پایه های داده اش استفاده می کند.
۷) D0=D7 : 8 بیت خط داده برای ارسال اطلاعات به LCD یا خواندن محتوای ثبات های داخلی LCD بکار می روند.