PIC 16F84 Mikrodenetleyici İleri Programlama

Konya Adil Karaağaç Atl 2008 Seminerleri- Emeği geçen Kişilere Teşekkürler

Seminer 1 Mikrodenetleyici + Led Uygulaması

Mikrodenetleyici gerçekte küçük bir bilgisayardır. Çevremizde o kadar çok mikrodenetleyici kontrollü elektronik cihaz vardır ki bunlara örnek televizyon, radyo, fax-modem, oyuncaklarda, VCR, kamera vb. verebiliriz.

Mikrodenetleyici
Bilgisayarın temel donanımı
Mikrodenetleyici işletimi
Hafızası ve fonksiyonları
ROM (Sadece okunabilir bellek)
RAM ( Rastgele erişilebilen bellek )
PIC mikrodenetleyici
PIC in yapısı
PIC programının geliştirilmesi
PIC yazıcısının devre diagramı
PIC eğitim seti devre diyagramı
PIC16F84
Veri belleği ( DATA memory )
STATUS Yazmacı ( Register ) ( Adresi 03h,83h )

Seminer 2 Röle Kontrol SSR

Bu bölümde de PIC ile role kontrolünün nasıl yapıldığını öğreneceğiz. Elektronik devrelerde küçük rölelerden çok çeşitli tipleri kullanılmaktadır. Büyük elektrik güçleri olan devrelerde ise güç röleleri kullanılmaktadır., Ayrıca bobin ile kontak arasında hiç bir bağlantı olmayan tamamen ışık ile kontrol eden rölelerde vardır. Bunlar SSR ( Solid State Relays ) adı verilir. Normal rölelerde a, b ve c kontak noktalarıdır ve çok amaçlı kullanılmaktadırlar.

SSR ( Solid State Relay ): SSR (Solid State Relays) bobin ile kontak arasında hiç bir bağlantı olmayan tamamen ışık ile kontrol eden rolelerdir. vardır. AA güç kontrolü için oldukça kullanışlıdır. Giriş ve çıkış birimleri tamamen birbirinden ayrıdır ve sadece foto ışık ile birbirlerine etki ederler. Sadece foto triyakın LED ini ON off yapmak suretiyle AA gücünü kolaylıkla kontrol edebiliriz. Bu nedenle PIC portları ile bu LED i kontrol etmek suretiyle AA gücünüde kontrol etmiş oluruz.

Seminer 3- 7 segment kod çözücü ( segment decoder )

PIC’i kullanarak yedi LED segmentli kod çözücü yapalım. Günümüzde bunun hazır entegreleri vardır ve bunlar 7447 ve 9368 ‘dir. Şekil.5-1 de 7447’nin iç yapısı görülmektedir. Şekilde görüldüğü gibi bu kod çözücü tamamen lojik devrelerden meydana gelmiştir.

Seminer 4 DA Motor Kontrolü

Motor sürücüsü DA motorlarda devir yönü değiştirmek için tam köprü sürücüye sahiptir. Bu devre elemanı ile DA motoru saat yönünde, saat yönünün tersi yönde, boşta ve fren durumunda kolaylıkla kontrol edebiliriz.

Özelliği (Motor sürücü TA7257P)
(a) Çıkış akımı ortalama 1.5A , maksimum 4.5Adir.
(b) 4 fonksiyon moda sahiptir.(İleri, Geri, Boşta,Fren) Bütün
bunları 2 ucunu besleyerek 2 lojik sinyalle gerçekleştirebiliriz
(c) Aşırı akım,kısa devre ve ısıya karşı koruma vardır.
(d) İşletim gerilimi : Vcc = 6 – 18V, Vs = 0 – 18V

TA7257P’nin PIN uçları

1 IN1 Giriş ucu
2 IN2 Giriş ucu
3 OUT1 Çıkış ucu
4 GND Toprak ucu
5 OUT2 Çıkış ucu
6 Vs Motor sürücüsü için gerilim ucu
7 Vcc Lojik devrenin çalışması için gerilim ucu

PWM kontrol (Faz genişlik kontrollü ) ( Pulse Width Modulation )

PWM metodu fazın genişliğini kontrol ederek motorun hızını kontrol etmektedir. PWM yöntemi tamamen dijital bir kontroldür. ( 0/1 kontrollüdür. ) PWM ile fazın 1 veya 0 olma durumlarını kontrol ederiz ve çok kullanışlı bir metodtur. Sadece motor hızını değil lambanın yanma parlaklığınıda kontrol edebiliriz.

PIC ‘in portundan gelen sinyal 1 ( 5V ) ise motor dönmeye başlar. Eğer PIC ‘in portundan gelen sinyal 0 ( 0V ) ise motor durur. Bu metodla motor da sadece bir yönde dönme sağlanır.

Seminer 5 Step motor Kontrolü

STEP MOTORLAR HAKKINDA GENEL BİLGİLER

Step motorlar fırçasız DA motorları sınıfına girmektedir. Step motorların en fazla kullanıldığı yerler yazıcılar ( printer ), küçük ölçekli CNC tezgahlarında, disket sürücülerde, diğer ufak çaplı uygulamalarda ve azda olsa hız kontrolleri gereken yerlerde kullanlırlar. DA motorlarında en fazla arıza gösteren yerler fırça kısımlarıdır. Bu nedenle fırçasız motorlar fırçalı motorlara göre daha uzun ömürlüdürler. Bu yüzden endüstriyel kontrol sistemleri gibi yerlerde arıza fazla olması istenmediğinden dolayı fırçalı motorlar tercih edilmezler.

Normal DA motorları ile Step motorları karşılaştırdığımızda step motorların donanımları daha karmaşık olduğu görülür. Uygulamada hız ve adım kontrolü istenmiyorsa DA fırçalı motorlar daha iyi sonuç verirler. Ancak hız kontrolü veya pozisyon kontolü gerekli olduğu uygulamalarda step motorlar gerekli olurlar.

Bu doğrultuda step motorlar geri besleme olmadan hız kontrolünde veya pozisyon kontrolünde asla kayma ve şaşma göstermezler. Eğer geri besleme gerektiren bir motor kullanmış olsaydık bu defada geri besleme ünitesi motorun maliyetinden daha fazla yük getirebilirdi. Tipik geri besleme sensörleri optic kod çözücüler, takometreler ve kara vericilerdir.

Her adımın derecesi : Yapacağımız uygulaya göre seçeceğimiz step motor özellikleri çok önemlidir. Motorun her tam adımda döneceği derece miktarı kesin olarak bilinmelidir. Motorun yarım adım işletiminde adım veya dönme miktarı iki katı olacaktır. Ve her adım derecesi yarıya inecektir. Üzerinde adımın kaç derece olduğu yazılmayan motorlar için bu adım sayısı dikkatli bir şekilde elle döndürülerek sayılmalıdır. Bir tam dönüşteki adım sayısını tesbit ettikten sonra dairenin açısı olan 360 ‘a bölersek her bir adımın kaç derece olduğunu bulmuş oluruz. Genel standart olarak : 0.72, 1.8, 3.6, 7.5, 15, ve hatta 90.derece bulabiliriz. Her adımın derecesi motorun kararlılığı ile ilgilidir. Eğer motorun üzerinde sadece adım sayısı veya tur sayısı yazıyorsa bu adım sayısını veya tur sayısını 360’a bölmeliyiz ki bir adımın kaç dereceye tekabül ettiğini bulabilelim.

Uçlarının tesbiti

Step motorların uç bağlantıları ile ilgili elimizde bir catalog veya döküman yok ise uçlarını ohm metre ile bir kaç ölçme ve bir kaç deneme ile ( en fazla 16 deneme ) bulabiliriz.
Step motorlarda 4 adet bobin vardır. Her bobinden birer uç çıkartılmıştır. Bir adette ortak uç olmak üzere 5 uç mevcuttur. Ohm metre ile ölçümümüzde ortak uç ile diğer 4 bobin ucu arasında sabit bir direnç değeri vardır.

Böylece ortak uç bulunabilir. Bu uca motorun çalışma gerilimi uygulanır. Kalan 4 ucu ise transistor veya FET gibi anahtarlama ( ON – OFF ) uçlarına bağlarız. Bağlantımız dıoğru ise motor dönmeye başlar yanlış ise motor dönmez ve titreme yapar. Bu durumda 4 uçtan bazılarının yerini değiştirmemiz gerekir. Doğru uçları bulup motor dönene kadar bu işleme devam edilirki 4 ucun 16 adet kambinasyonu vardır ve en fazla 16 deneme sonucunda gerçek uçları bulmuş oluruz.

Eğer step motorumuz 6 uçlu ise bunun anlamı mevcut olan 4 bobin ikişerli gruplara ayrılarak birer ortak uç çıkartılmış demektir. 2 Bobin ucu 1 ortak uç olmak üzere 3 uçlu iki grup vardır ve bunlar arasında elektriksel bir bağ bulunmamaktadır. Avometre ile 3’lü grupları birbirinden ayırmak oldukça kolaydır. Ayrılan bu gruplarda sabit direnç gösteren uç ortak uçtur. Sonuç olarak bulunan iki ortak uç birleştirilmek suretiyle 5 uçlu step motor elde edilmiş olur. Zaten 5 uçlu step motorlarda bu ortak uçlar içeride yapılmıştır. Bundan sonra yapılacak işler 5 uçlu ile aynıdır.

Step motorların temel özellikleri

(a) Dönüş açısı giriş faz sayısı ile orantılıdır.
(b) Dönüş hızı giriş faz oranı ile orantılıdır. ( Faz frekansına )
(c) Bazı torklar kendi kendine de oluşabilmektedir çünkü kalıcı bir mıknatıs kullanılmaktadır.
(d) Yüksek tork, iyi sonuç ve hafiftirler.
(e) Küçük açı, yüksek verim ve ucuzdurlar.
(f) Bakıma ihtiyaç yoktur çünkü fırçasız bir DA motordur.

Seminer 6 DA Konvertör

DA KONVERTÖR PRENSİBİ
DA, AD dönüşümü şeması
DA konvertör – AD konvertör Devre Şeması
TESTERE DİŞLİ DALGA YAPIMI
Alıştırma (ucgen)
Alıştırma (sinus)

Seminer 7 AD Konvertör

AD KONVERTÖR PRENSİBİ

Bir işlemci binary digit olan 1 ve 0 bilgileri işleyebilir. Mikrobilgisayarlar veya kişisel bilgisayarlar ses gibi analog bir sinyali işleyebilmesi için bunu öncelikle digital sinyale çevirmek zorundadır. Bunun için analoğu digitale çeviren devreler mevcuttur. Biz bu devrelerede AD ( Çevirici ) konvertör devresi diyoruz. Analog sinyal ilk önce örnekleme haline getirilir. Daha sonra bu sinyal AD çeviriciden çıkış sinyali olarak alınır. Bu örnekleme durumu digital sinyal çevriminin tamamlanmasına kadar sabit seviyede durur.

A/D konvertörde ilk durum analog sinyallerinin sayılaştırıldığı bir örnekleme durumudur. Örnekleme pulslerinin frekansı örnekleme frekansı olarak adlandırılır. Örnekleme frekansı ( Sayısı ) ne kadar fazla olursa o derece digital bilgi sayısıda fazla olur. Fm giriş analog sinyallerinin frekansı ve fs örnekleme frekansı na oranı fs >= 2fm kadar olması yeterlidir. fs >= 2fm tarafından sunulan bu ilişki örnekleme teoremidir. Giriş analog sinyallerinin frekansının yarısını geçmemelidir.

Seminer 8 KESME

PIC’de temel kesme konusunu ve önemini işleyeceğiz. Kesme kavramı:
Kesme ana program çalışırken dışarıdan gelen herhangi bir sinyal sonucu ana programın durması ve kısa bir kesme programının çalışmasının ardından ana programın kaldığı yerden devam etmesidir. Bunu bir örnekle açıklayacak olursak evde TV seyrederken kapı çalındığında TV seyretmeyi bırakıp kapıyı açar ve daha sonrada TV seyretmeye devam ettiğimizde kapının çalması dışarıdan gelen bir sinyal olur ve kapıyı açmanızda kesme program olmuş olur.

Bu gibi örneklere günlük hayatımızdan çok fazla verebiliriz. Peki biz buna PIC te neden ihtiyaç duyarız gibi aklımıza soru takıldığında, kesme programlar kullanarak ana programın daha fazla karışık olmasını önler ve daha az komutlar kullanırsınız. PIC lerde kesme sinyal girişi 04h adresindedir. Örneğin, herhangi bir robot çalışırken sensörden gelen bir sinyal olursa bu defa robot başka bir işlemi gerçekleştirmiş olacaktır. Sonuç olarak bir kesme program ana programın çalışmasına son vermez sadece geçici olarak durdurur kesme alt programı çalışmasını bitirdikten sonra ana program kaldığı yerden devam eder.

Seminer 9 Müzik Programı

Bizim eğitim setinde buzzer bulunmaktadır. Bu buzzer PIC’in PA3 ucuna bağlıdır. Tabiki bu ucu aynı zamanda da LED çıkışı içinde kullandığımızdan dolayı birde kalıcı tip anahtar mevcuttur. Biz müzik programını kullanmak istediğimizde bu anahtarının konumunu değiştirmemiz gerekir. Böylece PA3 ucuna Buzzer bağlanmış olur.

Seminer 10 Çizgi Takip Eden Robot

Çizgi takip eden robotu PIC ile kontrol edebiliriz. Bizim çizgi takip eden robotumuz siyah çizgide hareket eder. Bu tür çizgi takip eden robotların büyükleri fabrikalarda kullanılmaktadır.

Bu ışık modilasyonlu foto IC ler arka zeminin ( bulunduğu ortamın ) parlak olmasında geliştirilmiş optic sensörlerdir. Foto IC chipte fotodiyod, önyükselteç, karşılaştırıcı, osilatör, LED sürücü ve sinyal işletim devresi vb. elemanlar bulunmaktadır. Optik sekroniz tip foto sensörler foto reflektör ve foto kesmelere sahip olduklarından bulunduğu ortamın aydınlığından en az şekilde etkilenirler. Ayrıca kolay bir şekilde bu foto IC lere dış LED bağlayarak çıktıları görebiliriz.

Örnek Devrelerin ASM Kodları

7segdata.asm
adcon.asm
damotor1.asm
damotor2.asm
NOTALAR.asm
PB0_kesme.asm
relay1.asm
relay2.asm
robot_car.asm
sakura.asm
seri1.asm
sinus.asm
SSR.asm
stepmotor.asm
testere.asm
TMR0_kesme.asm
ucgen.asm