ساخت ربات های کوچک

مقدمه
این مجموعه شامل مطالبی در باره ی ساخت ربات های کوچک و مثال هایی از ساخت ربات هاست .هر ربات برای هوش و حرکت و کنترل موتور و استنبا طات حسی از یک میکروکنترلر PIC استفاده میکند.
با تعویض حسگر ها و برنامه ی میکروکنترلر می توانیم باغ وحشی شامل ربات های دنبال کننده ی نور و ربات های مبنی بر رفتار و …. خلق کنیم.
هر ربات در خود چیز هایی برای یاد دادن دارد.

فصل اول:ربات چیست؟
بشر نام علمى homo-sapiens يا «مرد خردمند» را به خود نسبت داده است، زيرا قابليت هاى ذهنى و حسى ما براى زندگى روزمره بسيار مفيد هستند. حوزه هوش مصنوعی سعى دارد تا موجوديت هاى هوشمند را درك كند. از اين رو يكى از علل مطالعه آن، بيشتر دانستن در مورد خودمان است، اما برخلاف فلسفه و روانشناسى – كه آنها نيز به هوشمندى مرتبط هستند – هوش مصنوعى سعى دارد به همان خوبى كه آنها را مى فهمد، به ساخت آنها نيز قادر شود.

دليل ديگر براى مطالعه هوش مصنوعى، جالب و مفيد بودن اين موجوديت هاى هوشمند است. هوش مصنوعى محصولات مهم و مؤثر زيادى در مراحل اوليه توسعه اش توليد كرده است. اگر چه هيچ كس نمى تواند آينده را به طور مشخص پيش بينى كند، اما آشكار است كه كامپيوتر هايى هوشمند همرديف با انسان، تأثير بسزايى بر زندگى روزمره و همچنين برآينده خواهدداشت.

ربات يك ماشين الكترومكانيكى هوشمند است كه مى توان آن را بارها برنامه ريزى كرد. چندكاره و كارآمد و مناسب براى محيط است.

اجزاى يك ربات:
– وسايل مكانيكى و الكتريكى: شاسى، موتورها، منبع تغذيه و…
– حسگرها (براى شناسايى محيط) دوربين ها، سنسورهاى sonar، سنسورهاى ultrasound و…

– عملكردها (براى انجام اعمال لازم) بازوى ربات، چرخ ها، پاها و…

– قسمت تصميم گيرى (برنامه اى براى تعيين اعمال لازم): حركت در يك جهت خاص، دورى از موانع، برداشتن اجسام و…

– قسمت كنترل (براى راه اندازى و بررسى حركات ربات): نيروها و گشتاورهاى موتورها براى سرعت مورد نظر، جهت مورد نظر، كنترل مسير و…

كلمه رباتيك (robatics) را اولين بار «ايزاك آسيموف» در يك داستان كوتاه ارائه كرد. ايزاك آسيموف (۱۹۹۲-۱۹۲۰) نويسنده كتاب هاى توصيفى درباره علوم و داستان هاى علمى – تخيلى است.

در سال ۱۹۵۴ ميلادى، عصر رباتها با ارائه اولين روبات آدم نما از طرف <<جرج دوول>>
(George Devol) شروع شد.

امروزه، ۹۰ درصد رباتها، ربات هاى صنعتى هستند، يعنى ربات هايى كه در كارخانه ها، آزمايشگاه ها، انبارها، نيروگاه ها، بيمارستان ها، و بخش هاى مشابه به كارگرفته مى شوند. در سال هاى قبل، بيشتررباتهاى صنعتى در كارخانه هاى خودروسازى به كارگرفته مى شدند، ولى امروزه تنها حدود نيمى از رباتهاى موجود در دنيا در كارخانه هاى خودروسازى به كار گرفته مى شوند. مصارف رباتها در همه ابعاد زندگى انسان به سرعت در حال گسترش است تا كارهاى سخت و خطرناك را به جاى انسان انجام دهند. براى مثال امروزه براى بررسى وضعيت داخلى راكتورها از ربات استفاده مى شود تا تشعشعات راديواكتيو به انسانها صدمه نزند.

 

در سال ۱۹۵۶ م پس از توسعه فعاليت هاى تكنولوژى يك، كه بعد از جنگ جهانى دوم، يك ملاقات تاريخى بين جرج سى.دوول (George C.Devol) مخترع و كارآفرين صاحب نام، و «ژوزف اف.انگلبرگر» Joseph ) ( F.Engelberger كه يك مهندس با سابقه بود، صورت گرفت. در اين ملاقات آنها به بحث در مورد داستان آسيموف پرداختند. ايشان سپس به موفقيت هاى بسيارى در توليد رباتها دست يافتند و با تأسيس شركت هاى تجارى به توليد ربات مشغول شدند. انگلبرگر شركت unimate را برگرفته از universal Automation براى توليد ربات پايه گذارى كرد. نخستين رباتهاى اين شركت در كارخانه جنرال موتورز (General Motors) براى انجام كارهاى دشوار در خودروسازى به كار گرفته شد. انگلبرگر را «پدر رباتيك» ناميده اند.

بعدها رباتهاى صنعتى زيادى ساخته شدند و انجمن صنايع رباتيك اين تعريف را براى ربات صنعتى ارائه كرد:

« ربات صنعتى يك وسيله چند كاره و با قابليت برنامه ريزى چند باره است كه براى جابه جايى قطعات، مواد، ابزارها با وسايل خاص به وسيله حركات برنامه ريزى شده، براى انجام كارهاى مختلف استفاده مى شود.» در سال ۱۹۶۲ م شركت خودروسازى جنرال موتورز نخستين روبات Unimate را در خط مونتاژ خود به كار گرفت.

رباتها روز به روز هوشمندتر مى شوند تا هر چه بيشتر در كارهاى سخت و پر خطر به يارى انسان ها بيايند.

انواع رباتها:

۱- رباتهاى امروزى كه شامل قطعات الكترونيكى و مكانيكى هستند در ابتدا به صورت بازوهاى مكانيكى براى جابه جايى قطعات و يا كارهاى ساده و تكرارى به وجود آمدند كه موجب خستگى و عدم تمركز كارگر و افت بازده مى شد. اين گونه رباتها، جا به جاگر (manipulator) نام دارند. جابه جاگرها معمولاً در نقطه ثابت و در فضاى كاملاً كنترل شده در كارخانه نصب مى شوند و به غير از وظيفه اى كه براى آن طراحى شده اند قادر به انجام كار ديگرى نيستند. اين وظيفه مى تواند در حد بسته بندى توليدات، كنترل كيفيت و جدا كردن توليدات بى كيفيت و يا كارهاى پيچيده ترى همچون جوشكارى و رنگزنى با دقت بالا باشد.

۲- نوع ديگر رباتها كه امروزه مورد توجه بيشترى است رباتهاى متحرك هستند كه مانند رباتهاى جابه جا كننده در محيط ثابت و شرايط كنترل شده كار نمى كنند، بلكه همانند موجودات زنده در دنياى واقعى و با شرايط واقعى زندگى مى كنند و سير اتفاقاتى كه ربات بايد با آنها روبه رو شود از قبل مشخص نيست. در اين نوع ربات هاست كه تكنيك هاى هوش مصنوعى بايد در كنترل كننده ربات (مغز ربات( به كار گرفته شود. رباتهاى متحرك به دسته هاى زير تقسيم مى شوند: رباتهاى چرخ دار با انواع چرخ عادى و يا شنى تانك و با پيكربندى هاى مختلف يك، دو يا چند قسمتى رباتهاى پادار مثل سگ اسباب بازى AIBO ساخت سونى يا ربات ASIMO ساخت شركت هوندا.

۳- رباتهاى پرنده

۴- رباتهاى چند گانه (هايبريد) كه تركيبى از روباتهاى بالا يا تركيب با جابه جا گرها هستند.

مزاياى رباتها:

۱- رباتيك و اتوماسيون در بسيارى از موارد مى توانند ايمنى، ميزان توليد، بهره و كيفيت محصولات را افزايش دهند.

۲- رباتها مى توانند در موقعيت هاى خطرناك كار كنند و با اين كار، جان هزاران انسان را نجات دهند.

۳- رباتها به راحتى محيط اطراف خود توجه ندارند و نيازهاى انسانى براى آنها مفهومى ندارد. رباتها هيچگاه خسته نمى شوند.

۴- دقت رباتها خيلى بيشتر از انسانهاست، آنها در حد ميلى يا حتى ميكرو اينچ دقت دارند

۵- رباتها مى توانند در يك لحظه چند كار را با هم انجام دهند، ولى انسانها در يك لحظه تنها يك كار انجام مى دهند.

معايب رباتها:

۱-رباتها در موقعيت هاى اضطرارى توانايى پاسخگويى مناسب ندارند كه اين مطلب مى تواند بسيار خطرناك باشد.

۲- رباتها هزينه بر هستند

۳- قابليت هاى محدود دارند يعنى فقط كارى را كه براى آن ساخته شده اند انجام مى دهند.

اكنون اولين ربات انسان نماى خاورميانه در دانشگاه صنعتى شريف طراحى و ساخته مى شود.

علم رباتیک از سه شاخه اصلی تشکیل شده است:

الکترونیک ( شامل مغز ربات)
مکانیک (شامل بدنه فیزیکی ربات
نرم افزار (شامل قوه تفکر و تصمیم گیری ربات)

اگریک ربات را به یک انسان تشبیه کنیم، بخشهایی مربوط به ظاهر فیزیکی انسان را متخصصان مکانیک می سازند(تصویر۳)، مغز ربات را متخصصان الکترونیک توسط مدارای پیچیده الکترونیک طراحی و می سازند و کارشناسان نرم افزار قوه تفکر را به وسیله برنامه های کامپیوتری برای ربات شبیه سازی می کنند تا در موقعیتهای خاص ، فعالیت مناسب را انجام دهد.

تصویر۱

تصویر ۲

تصویر۳

تصویر ۴

فصل دوم:رباتیک چیست؟
کلمه ربات توسط Karel Capek نویسنده نمایشنامه R.U.R (روبات‌های جهانی روسیه) در سال ۱۹۲۱ ابداع شد. ریشه این کلمه، کلمه چک اسلواکی(robotnic) به معنی کارگرمی باشد.
در نمایشنامه وی نمونه ماشین، بعد از انسان بدون دارا بودن نقاط ضعف معمولی او، بیشترین قدرت را داشت و در پایان نمایش این ماشین برای مبارزه علیه سازندگان خود استفاده شد.
البته پیش از آن یونانیان مجسمه متحرکی ساخته بودند که نمونه اولیه چیزی بوده که ما امروزه ربات می‌نامیم.
امروزه معمولاً کلمه ربات به معنی هر ماشین ساخت بشر که بتواند کار یا عملی که به‌طور طبیعی توسط انسان انجام می‌شود را انجام دهد، استفاده می‌شود.
ربات‌ها چه کارهایی انجام می‌دهند؟

بیشتر ربات‌ها امروزه در کارخانه‌ها برای ساخت محصولاتی مانند اتومبیل؛ الکترونیک و همچنین برای اکتشافات زیرآب یا در سیارات دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد.
ربات‌ها از چه ساخته می‌شوند؟
ربات‌ها دارای سه قسمت اصلی هستند:
۱- مغز که معمولاً یک کامپیوتر است.

۲- محرک و بخش مکانیکی شامل موتور، پیستون، تسمه، چرخ‌ها، چرخ دنده‌ها و …
۳- سنسور که می‌تواند از انواع بینایی، صوتی، تعیین دما، تشخیص نور، تماسی یا حرکتی باشد.
با این سه قسمت، یک ربات می‌تواند با اثرپذیری و اثرگذاری در محیط کاربردی‌تر شود.
تأثیر رباتیک در جامعه:

ربات‌ها معمولاً در مواردی استفاده می‌شوند که بتوانند کاری را بهتر از یک انسان انجام دهند یا در محیط پر خط فعالیت نمایند مثل اکتشافات در مکان‌های خطرناک مانند آتش‌فشان‌ها که می‌توان بدون به خطر انداختن انسان‌ها انجام داد.علم رباتیک درا صل در صنعت به‌کار می‌رود و ما تأثیر آن را در محصولاتی که هر روزه استفاده می‌کنیم، می‌بینیم. که این تأثیرات معمولاً در محصولات ارزان‌تر دیده می‌‌شود.

مشکلات رباتیک:
البته مشکلاتی هم هست. یک ربات مانند هر ماشین دیگری، می‌تواند بشکند یا به هر علتی خراب شود. ضمناً آن‌ها ماشین‌های قدرتمندی هستند که به ما اجازه می‌دهند کارهای معینی را کنترل کنیم.

در این حوزه نیز مشکلاتی در رابطه با انسان‌های شرور و استفاده از ربات‌ها برای مقاصد شیطانی داریم. مطمئناً ربات‌ها می‌توانند در جنگ‌های آینده استفاده شوند. این می‌تواند هم خوب و هم بد باشد. اگر انسان‌ها اعمال خشونت آمیز را با فرستادن ماشین‌ها به جنگ یکدیگر نمایش دهند، ممکن است بهتر از فرستادن انسان‌ها به جنگ با یکدیگر باشد. ربات‌ها می‌توانند برای دفاع از یک کشور در مقابل حملات استفاده می‌شوند تا تلفات انسانی را کاهش دهد. آیا جنگ‌های آینده می‌تواند فقط یک بازی ویدئویی باشد که ربات‌ها را کنترل می‌کند؟

مزایای رباتیک
مزایا کاملاً آشکار است. معمولاً یک ربات می‌تواند کارهایی که ما انسان‌ها می‌خواهیم انجام دهیم را ارزان‌تر انجام‌ دهد. علاوه بر این ربات‌ها می‌توانند کارهای خطرناک مانند

نظارت بر تأسیسات انرژی هسته‌ای یا کاوش یک آتش‌فشان را انجام دهند. ربات‌ها می‌توانند کارها را دقیقتر از انسان‌ها انجام دهند و روند پیشرفت در علم پزشکی و سایر علوم کاربردی را سرعت بخشند.ربات ها به خصوص در امور تکراری و خسته کننده مانند ساختن صفحه مدار-ریختن چسپ روی قطعات الکتریکی و… سودمندهستند.
تاثیرات شغلی

بسیاری از مردم از اینکه ربات‌ها تعداد شغل‌ها را کاهش دهد و افراد زیادی شغل خود را از دست دهند، نگرانند. این تقریباً هرگز قضیه‌ای بر خلاف تکنولوژی جدید نیست. در حقیقت اثر پیشرفت‌ تکنولوژی مانند ربات‌ها (اتومبیل و دستگاه کپی و…) بر جوامع ، آن است که انسان بهره‌ورتر می‌شود.
قوانین سه‌گانه رباتیک:

ایزاک آسیموف نویسنده داستان‌های علمی تخیلی قوانین سه‌گانه رباتیک را به صورت زیر تعریف‌کرده است:
۱ـ یک ربات نباید به هستی انسان آسیب برساند یا به واسطه بی‌تحرکی، زندگی یک انسان را به مخاطره بیاندازد.
۲ـ یک ربات باید از دستوراتی که توسط انسان به او داده می‌شود، اطاعت کند؛ جز در مواردی که با قانون یکم در تضاد هستند.
۳-یک ربات باید تا جایی که با قوانین یکم وسوم در تضاد نباشد از خود محافظت کند.
آینده رباتیک

جمعیت ربات‌ها به سرعت در حال افزایش است. این رشد توسط ژاپنی‌ها که ربات‌های آن‌ها تقریباً دو برابر تعداد ربات‌های آمریکا است، هدایت شده است.
همه ارزیابی‌ها بر این نکته تأکید دارد که ربات‌ها نقش فزاینده‌ای در جوامع مدرن ایفا خواهند کرد. آن ها به انجام کارهای خطرناک، تکراری، پر هزینه و دقیق ادامه می‌دهند تا انسان‌ها را از انجام آن‌ها باز دارند.

فصل سوم:هوش ربات
میکروکنترولر چیست؟
میکروکنترولر در واقع یک کامپیوتر تک تراشه ارزانقیمت می باشد.
تک تراشه بدین معنی که کل سیستم کامپیوتر در داخل یک تکه نازک سیلیکانی در درون یک محفظه پلاستیکی مدار مجتمع (IC) قرار گرفته است.میکروکنترولر دارای خصوصیات کامپیوتر شخصی استاندارد می باشد.میکروکنترولر محتوی یک CPU وROM وRAM وخطوط I/O (ورودی /خروجی) ودرگاههای سریال و موازی و زمان سنج وبعضی اوقات وسایل جانبی داخلی دیگری نظیر مبدل آنالوگ به دیجیتال(A/D) ومبدل دیجیتال به آنالوگ(D/A) می باشد.به هر حال خصیصه اصلی میکروکنترولر توانایی بارگذاری ذخیره واجرای برنامه است.
چرا از میکروکنترولر استفاده می کنیم؟

چون میکروکنترولرها کامپیوتر های تک تراشه ای ارزانقیمت هستند به سادگی می توان آنها را در مدارات الکترونیکی بزرگتر قرار داد.توانایی ذخیره سازی و اجرای برنامه های منحصر به فرد میکروکنترولرها رابسیار قابل انعطاف ساخته است.به عنوان مثال یک فرد می تواند میکروکنترولر را طوری برنامه ریزی کند که تصمیم گیری نماید و بر اساس شرایط (وضعیت خطوطI/O) و رویدادها عملیاتی انجام دهد .قابلیت انجام عملیات ریاضی و منطقی به میکروکنترولر اجازه می دهد رفتار مدارات الکترونیکی و سیستم های منطقی را تقلید کند.
برنامه ها همچنین می توانند موجب شوند میکروکنترولر مانند یک شبکه عصبی و یا مشابه یک کنترل کننده با منطق فازی رفتار کنند.میکروکنترلر ها در لوازم خانگی به کار برده می شوند و وظیفه هوش این دستگاههای هوشیار را بر عهده دارند.

کامپایلر
کامپایلرهای متعددی در بازار موجود می باشند که به کاربر اجازه می دهند برنامه ها(کد) را به زبا نهای سطح بالای مختلفی بنویسند. زبان های سطح بالا برنامه نویس را از دست و پنجه نرم کردن ومنترل ثبات های میکروکنترلر به هنگام نوشتن برنامه و نیز دسترسی به قسمت های مختلف حافظه و خصایص میکروکنترلر رهایی می بخشد.
زبان سطح بالایی که من استفاده می کنم مشتقی از زبان بیسیک می باشد.این زبان Picbasic نامیده می شود.زبان Picbasic شبیه زبان Pbasic که برای برنامه ریزی سری های Basic Stamp استفاده می شود می باشد.استفاده مستقیم از کامپایلر PIcbasic (یا PicBasic Pro) برای برنامه ریزی میکروکنترلر ها نسبت به میکروکنترولرهای سریBasic Stamp که از EEPROM خارجی سریال به عنوان حافظه ذخیره سازی استفاده می کنند دو مزیت بزرگ دارد:سرعت بیشتر اجرای برنامه (۲۰تا ۱۰۰ بار سریعتر) و کاهش هزینه.
نظری اجمالی بر برنامه ریزی PIC

برنامه ریزی میکروکنترلرهای PIC یک فرایند ساده سه مرحله ای می باشد:نوشتن برنامه(کد) کامپایل کردن کد و بار گذاری کد در میکروکنترلر.در ادامه نگاهی به پروسه کار داریم دستورالعمل های گام به گام در فصل های بعد ارائه شده است.
سخت افزار و نرم افزار

برای شروع برنامه ریزی و ساخت بر اساس میکرو کنترلرها به دو قلم کالا نیاز دارید .اولین فقره کامپایلر PicBasic یاPic Basic Pro می باشد.علاوه بر کامپایلر به برد برنامه ریزی کننده EPIC و نرم افزار آن احتیاج دارید.
کامپایلرهای PicBasic وPicBasic Pro
این کامپایلر ها هر دو به یک شیوه عمل می کنند.کد برنامه ذخیره شده از طریق کامپایلر اجرا می شود.کامپایلر فایل متنی را می خوانذولیست دستورالعمل های کد ماشین(فایل با پسوندhex) معادل بر نامه را می سازد .کد ماشین لیستی از اعداد مبنای ۱۶ می باشد که برنامه PicBasic را می نمایاند.لیست اعداد مبنای ۱۶ در میکروکنترلر بارگذاری(پروگرام ) میشود.هنگامی که میکروکنترولر روشن می شود CPU آن در مجموعه اعداد مبنای ۱۶ بارگذاری شده شروع به کار نموده و برنامه PicBasic را اجرا می کند.بارگذاری کد ماشین در میکرو کنترلر بر عهده برد برنامه ریزی کننده EPIC و نرم افزار آن می باشد که ما به زودی نگاهی به آن می اندازیم.

کامپایلر PicBasic Pro به طور قابل توجهی گرانقیمت تر از کامپایلر استاندارد PicBasic می باشد.نسخه Pro (حرفه ای) فرامین بیشتر و گران مایه تری نسبت به آنچه در بسته نرم افزاری کامپایلر Picbasic فراهم است ارائه می کند. برای نمونه تعدادی از دستوراتی که در نسخه Pro یافت می شود امکان استفاده از وقفه ها وخروجی DTMF و دستورات X-10 وکنترل مستقیم صفحات LCD را فراهم می سازند.

حداقل سیستمی که برای کامپایلر مورد نیاز است یک کامپیوتر شخصی کلاس XT که سیستم عامل داس نگارش ۳/۳ یا بالاتر را اجرا کند می باشد. کامپایلر می تواند برنامه ها را برای گونه های زیادی از میکروکنترلر های PIC کامپایل کند.
پروگرامرEPIC

کالای مورد نیاز دیگر مدار برنامه ریزی کننده EPIC است.دستگاه برنامه ریزی کننده EPIC شامل نرم افزار (EPIC) و برد برنامه ریزی کننده (سخت افزار) می باشد .بسته نرم افزاری EPIC دو فایل اجرایی دارد یکی برای سیستم عامل داس و دیگری برای سیستم عامل ویندوز.
این سخت افزارو نرم افزار (EPIC) است که فایل کامپایل شده با پسوند hex را در میکروکنترلر بارگذاری می کند.پروگرامرEPIC با هر دو کامپایلر PicBasic وPicBasicPro سازگار است.
برد پروگرامر یک سوکت برای قرار دادن تراشه PIC وارتباط دادن آن با کامپیوتر داردو انواع زیادی از میکروکنترلر های PIC را پشتیبانی می کند.
FIRMWARE

عده کثیری از برنامه نویسان از کلمه Firmware استفاده می کنند.این واژه هنگامی استفاده می شود که نرم افزار در یک دستگاه سخت افزاری قرار گیرد به طوری که فقط بتواند توسط آن دستگاه خوانده و اجرا شودولی امکان اصلاح شدن آن وجود نداشته باشد.بنابر این هنگامی که برنامه ما در میکروکنترلر قرار گرفت می توان به آن با عنوان Firmware رجوع کرد. عبارت Firmware را می توان به جای نرم افزار به کار برد مانند”بارگذاریFirmware “یا “هنگامی که Firmwaew در دستگاه نصب شد.”
مواد مصرفی

مواد مصرفی اجزای الکترونیکی هستند.خود تراشه میکروکنترلر PIC به همراه پارهرای از اجزای پشتیبان برای روشن کردن میکروکنترلر وراه اندازی آن از نمونه های مواد مصرفی هستند.توصیه می کنم کار خود را با میکروکنترلرpic (16F84)شروع کنیم.۱۶F84 یک تراشه ۱۸ پایه با بسته بندی dip با ۱۳ خط I/O می باشد و حافظه قابل باز نویسی ۱۴ کیلو بیتی دارد. حافظه قابل بازنویسی به شما اجازه می دهد برای آزمایش و اشکال زدایی برنامه ها و مدار ها یتان تراشه PIC را تا ۱۰۰۰ مرتبه برنامه ریزی کنید. حداقل اجزای پشتیبان یک منبع تغذیه ۵ ولت و نوسان ساز و یک مقاومت ۱/۴ وات پول آپ (۷/۴کیلو اهم) می باشد.
میکروکنترلر۱۶F84PIC

این قطعه یک میکروکنتزلز انعطاف پذیر با حافظه فلش می باشد. حافظه فلش اصطلاح علمی برای توصیف حافظه “قابل بازنویسی” می باشد. حافظه فلش ۱۴ کیلو بیتی موجود در تراشه می تواند حداقل ۱۰۰۰ بار چرخه پاک شدن /نوشتن را تحمل کند. بنابر این می توانید تراشه PIC را حداقل ۱۰۰۰ مرتبه برنامه ریزی کرده و استفاده کنید.مدت زمان نگهداری برنامه بین چرخه پاک کردن/نوشتن تقریبا ۴۰ سال می باشد.این تراشه ۱۸ پایه ۱۳ پایه را به خطوط I/O اختصاص داده است.هر پایه می تواند به صورت جداگانه به عنوان ورودی یا خروجی برنامه ریزی شود.وضعیت هر پایه می تواند به وسیله برنامه ریزی در حین اجرا تغییر کند.خصیصه های دیگر شامل ریست هنگام روشن شدن وصرفه جویی انرژی در هنگام خواب و زمان سنج روشن شدن و حفاظت از کد می باشد.
گام اول :نوشتن کد (برنامه به زبان بیسیک)
هر دو کامپایلر PicBasic وPicBasic Pro همراه با یک نسخه رایگان از نرم افزار CodeDesigner بسته بندی شده اند. CodeDesigner یک محیط یکپارچه بری برنامه نویسی و برنامه ریزی میکروکنترلرهای PIC می باشد. این نرم افزار یک ویرایشگر متن پیشرفته می باشد که می تواند هر دو کامپایلر PicBasic و PicBasic Pro و همچنین نرم افزار برنامه ریزی کننده را فراخوانی کرده و مورد استفاده قرار دهد.

اگر نمی خواهید از نرم افزار CodeDesigner استفاده کنید فایل های متنی برنامه را می توانید با استفاده از هر واژه پردازی که بتواند فایل متنی را به صورت متن داس یا اسکی ذخیره کند بنویسید. اگر واژه رداز تجاری در اختیار ندارید می توانید از Notepad ویندوز که به همراه ویندوز XPو۹۵ و ۹۸ ارائه می شود استفاده کنید. اگر با داس کار می کنید از برنامه Edit برای نوشتن فایل های متنی استفاده کنید.

هنگامی که فایل متنی را ذخیره می کنید آن را با پسوند bas ذخیره کنید .به عنوان مثال اگر یک برنامه با نام wink را ذخیره می کنید آن را با عنوان wink.bas ذخیره نمایید.
گام دوم:استفاده از کامپایلر
نرم افزار CodeDesigner پس از تنظیم شدن کامپایلر و نرم افزار برنامه ریزی کننده را فراخوانی خواهد کرد.کامپایلر می تواند به صورت دستی از پنجره داس اجرا شود.برای اجرای دستی نرم افزار کامپایلردستورpbc و به دنبال آن شماره تراشه ای که برنامه ریزی می شود (یعنی۱۶F84) و سپس نام فایل متنی کد برنامه نوشته شده را وارد کنید.در کامپایلر PicBasic Pro عبارت فرمان به جای pbc با pbp شروع می شود و به دنبال آن نام فایل متنی کد برنامه قرار می گیرد.به عنوان مثال اگر در کامپایلر PicBasic فایل متنی کد برنامه که ایجاد کردیم با نام wink باشد آنگاه در صفحه اعلان فرمان داس عبارت زیر را وارد کنید:
pbc-p16f84 wink.bas

برای کامپایلر PicBasic Pro خط فرمان عبارت است از :
Pbp-p16f84 wink.bas
كامپایلر فایل متنی را خوانده و به دو فایل دیگر کامپایل می کند یک فایل با پسوند asm (زبان اسمبلی) و دیگری با پسوند hex (مبنای ۱۶).
فایل wink.asm معادل زبان اسمبلی برنامه بیسیک می باشد. فایلwink.hex كد ماشین برنامه می باشد که به صورت اعداد مبنای۱۶ نوشته شده است. فایلی که در تراشه PICبارگذاری می شود همان فایل با پسوند hex است.
اگر کامپایلر در حین کامپایل کردن کد برنامه بیسیک با اشکالاتی مواجه شود فهرستی از خطاهای موجود را نشان داده و سپس به کار خود پایان می دهد.خطاهای فهرست شده باید پیش از آنکه برنامه با موفقیت کامپایل شود تصحیح شوند.

گام سوم:نصب Firmware يا برنامه ریزی تراشه PIC
برد برنامه ریزی کننده EPIC را توسط یک کابل DB25 به درگاه چاپگر وصل کنید .اگر از برنامه CodeDesigner استفاده می کنید پروگرامر EPIC را از طریق منو راه اندازی نمایید.برد برنامه ریزی کننده EPIC باید پیش از اجرای نرم افزار به کامپیوتر وصل شده و روشن شود.در غیر این صورت نرم افزار پیغام خطای “EPIC Programmer not found “را نشان می دهد.در کنار نرم افزار EPIC windows (epicwin.exe )که می توانید آنرا به طور دستی در سیستم عامل ویندوز یا نرم افزار CodeDesigner اجرا کنید یک نسخه تحت داس از برنامه با نام epic.exe وجود دارد .

فایل بارگذاری شده و اعداد در پنجره کد سمت چپ نمایش داده می شوند .تراشه ۱۶f84 را در سوکت روی برد برنامه ریزی کننده قرار داده و از منوی Run گزینه program را انتخاب کنید . همچنین می توانید کلیدهای ctrl وp را روی صفحه کلید فشار دهید. حال برنامه در میکرو کنترلر PIC بارگذاری شده و میکروکنترلر آماده است تا در مدارتان قرار گیرد و کار کند.
آماده , ثابت, حرکت

فصل های بعدی شامل دستورالعمل های گام به گام برای نصب نرم افزار در کامپیوتر و برنامه ریزی تراشه PICmicro می باشد.
فهرست اجزا
کامپایلر PicBasic Pro
کامپایلر PicBasic
کامپایلر EPIC

کامپایلر ۱۶f84
کابل ۶ فوتی (۲۵ DB)
کریستال ۴ مگا هرتز

۲عدد خازن ۲۲ پیکو فاراد
یک عدد تخته آزمایش(برد برد)
یک عدد خازن ۱/۰ میکرو فاراد
۸عدد LED قرمز رنگ
۸ عدد مقاومت ۴۷۰ اهم
یک عدد مقاومت ۷/۴ کیلو اهم

یک عدد آی سی تثبیت کننده ولتاژ(۷۸۰۵)
۲ عدد کلید ۴ وضعیته قابل نصب بر مدار چاپی
گیره باتری مخصوص باتری ۹ ولت

فصل چهارم:نصب کامپایلر
برای تبدیل کردن برنامه های PicBasic به دستورالعملهایی که بتوانند در میکروکنترلر بارگذاری و اجرا شوند ابتدا باید فایل متنی برنامه را در کامپایلر اجرا کنید.بنابر این اولین قدم بارگذاری نرم افزار کامپایلر در دیسک سخت کامپیوترتان می باشد.در زیر دستورالعملهای نصب کامپایلر آمده است.
نصب نرم افزار کامپایلر

اولین کاری که باید انجام دهید ساختن یک زیر شاخه برای نرم افزار کامپایلر PicBasic در دیسک سخت کامپیوتر می باشد که من برای ساختن این زیر شاخه از برنامه ویندوز اکسپلرر استفاده خواهم کرد. این برنامه را می توان در پوشه programs در سیستم عاملهای ۹۵و۹۸ ودر پوشه accessories در سیستم عاملهای ۲۰۰۰وME وXP یافت.
یک زیر شاخه با نام PBC در دیسک سخت کامپیوتر ایجاد کنید سپس فایل ها را از دیسک به آن کپی کنید.
“قرارداد:فرض بر این است که دیسک سخت کامپیوتر درایو c باشد.”

برنامه ویندوز اکسپلرر را اجرا کنید . دیسک سخت را از پنجره folders انتخاب کنید.سپس منوی file را انتخاب کنید.بعد از آن منوی new را انتخاب کردهو روی گزینه folders کلیک کنید.نام PBC را در آیکون پوشه جدید وارد کنید.

دیسکت ۵/۳ اینچی کامپایلر PicBasic را در درایو فلاپی قرار داده و در ویندوز اکسپلرر درایو A را از پنجره folder انتخاب كنيد. همه فایل های داخل دیسکت در قسمت سمت راست به نمایش در می آیند.همه فایل ها را علامت گذاری نمودهو گزینه copyرااز منوی Edit انتخاب کنید.سپس در سمت چپ ویندوز اکسپلرر شاخه PBC را برگزینید.پس از آن به منوی Edit برگردید و گزینه Pasteراانتخلب کنید.همه فایل ها و زیر شاخه ها در دیسک سخت کپی خواهند شد.

نصب کامپایلر PicBasic Pro
نصب کامپایلر PicBasic PRO رویه ای متفاوت از آنچه برای کامپایلر PicBasic گفته شد دارد.برای نصب این کامپایلر باید یک برنامه خود گسترنده را اجرا کنید که این برنامه فایل ها و برنامه های مورد نیاز را از حالت فشرده خارج می کند.توصیه می شود که یک زیر شاخه با نام PBP در دیسک سخت کامپیوترتان ایجاد کنید.برنامه ویندوز اکسپلرر را انتخاب کرده و روی گزینه New کلیک کنید.نام PBP را در آیکن پوشه جدید وارد کنید.

دیسکت ۵/۳ اینچی کامپایلر را در درایو فلاپی قرار دهید . حال از اینجاست که روال نصب کردن نسبت به PicBasic تغییر می کند.کسانی که از ویندوزهای ۹۵و۹۸ استفاده می کنند یک پنجره MS-DOS Prompt باز کنند.روی Start كلیک کرده و گزینه Programs را انتخاب کنید سپس روی گزینه MS-Prompr کلیک کنید.کاربربن ویندوز XPوMEو۲۰۰۰ یک پنجره Command Prompt باز کنند.روی گزینه All Programs کلیک کرده و گزینه Accessories را انتخاب کنیدو بعد از آن روی گزینه ی Command Prmptکلیک کنید.
در هر کدام از پنجره های Command Prompt یاMS-DOS prompt باید یکسری از فرامین داس را تایپ کنید . فرامین داس در خط فرمان تایپ می شوند و سپس برای اجرا کلید Enterفشار داده می شود.

در اینجا فهرستی از فرامین داس که مورد استفاده ما می باشد به همراه عملکردشان آمده است:
فرمان عملكرد
cd تعیین شاخه

Md ایجاد شاخه
Copy کپی کردن فایل ها
Xcopy کپی کردن فایل ها و زیر شاخه ها
path تعيين مسير جستجو براي فايل هاي اجرايي
Dir شاخه
از اینجا به بعد به پنجره های Command Prompt و MS-Prompt با عنوان پنجره های داس رجوع می شود.هنگامی که پنجره داس باز است در یک زیر شاخه از دیسک سخت قرار خواهید داشت.اعلان داس شما ممکن است به صورت مقابل باشد:C:\Windows
اعلان داس اطلاعات مهمی ارائه می کند :C به ما می گو ید که در درایو هستيم.Windows به ما می گو ید که در زیر شاخه ویندوز هستیم.
ما می خواهیم که از شاخه ریشه کار کنیم . این کار را با فرمان CD انجام می دهیم. این فرمان کاربر را در سلسله شاخه ها یک مرتبه بالا می آورد و کار بر را بدون توجه به اینکه تا چه عمقی به زیر شاخه ها نفوذ کرده است به شاخه ریشه می آورد . شاخه ریشه بالاترین نقطه از سلسله مراتب شاخه است.از زیر شاخه ویندوز فرمان CDرا تایپ کرده و کلید Enter را فشار دهید تا به ریشه دیسک سخت باز گردید.
ما قبلا با استفاده از ویندوز اکسپلرر زیر شاخه PBPرا برای کامپایلر PicBasic Pro ایجاد کردیم.می خواهیم به آن زیر شاخه برویم:فرمان زیر را وارد کرده و Enter را فشار دهید.
C:\> cd pbp
سپس دیسکت ۵/۳ اینچی PicBasic Pro را در درایو A قرار داده و عبارت زیر را مقابل اعلان داس تایپ کنید:
c:\pcp > a:\ pbpxxx -d

در اینجا xxx شماره نسخه کامپایلر درون دیسکت می باشد. این دستور همه فایل های مورد نیاز را در شاخه PBP کپی و نصب می کند . هنگامی که فایل ها در دیسکت سخت بار گذاری شدند دیسک را خارج کرده و برای روز مبادا در یک جای امن نگهداری کنید.
اکنون برنامه PicBasic Pro نصب شده است . می توانید پنجره داس را ببندید.

 

فصل پنجم: نصب نرم افزار EPIC
نصب این نرم افزار از طریق ویندوز آسان است.برای این کار فایل install.bat موجود در دیسک ۵/۳ اینچی EPIC را اجرا کنید . این فایل برنامه خود گسترنده اصلی را اجرا می کند که این برنامه زیر شاخه EPIC را در دیسک سخت کامپیوتر اجرا کرده وسپس برنامه و فایل های پشتیبان را از حالت فشرده خارج و در زیر شاخه EPIC کپی می کند.
نصب نرم افزار EPIC در ویندوز

در ویندوز روی دکمه Start و سپس Run کلیک کنید.دیسکت EPIC را در درایو A قرار دهید.هنگامی که پنجره منوی Run باز شد گزینهBrowse را انتخاب کنید.از پنجره Browse درایوA را انتخاب کنید با این کار فهرستی از فایل های درایو A نمایش داده می شود.فایل Install.bat را انتخاب کرده وسپس روی دکمه Open کلیک کنید.
این عمل شما را به پنجره Run باز می گرداند.فایل Install.bat باید در پنجره نشان داده شود.روی دکمه OKکلیک کنید.با این کار پنجره داس باز شده و برنامه اجرایی موجود در دیسکت EPICشروع به کار می کند.برنامه اجرایی یک زیر شاخه جدید با نام EPIC در دیسک سخت کامپیوتر ایجاد مینماید.سپس همه فایل های لازم را از حالت فشرده خارج کرده و در زیر شاخه EPICکپی می کند.