ترجمة وإعداد كتاب الميكروكونترولر PIC والبرمجة بلغة السى والمترجم mikroC PRO - الصفحة 3 - عيون العرب

**ظل الكيو كو شن كاي** · #11 09-24-2011, 05:10 AM

بوابة " أو الحصرية أو المنفردة" EXCLUSIVE OR GATE

البوابة " أو الحصرية" EXCLUSIVE OR (XOR) معقدة قليلا بالمقارنة بالبوابات الأخرى.
تظهر الحالة المنطقية المرتفعة (1) على مخرجها فقط عندما تكون مداخلها فى حالات منطقية مختلفة .
أى أن أحد المدخلين ينفرد أو ينحصر بالحالة المرتفعة والأخر بالحالة المنخفضة .
هذه العملية المنطقية شائعة الاستخدام فى البرنامج فى المقارنة بين بايت وآخر .
قد تستخدم عملية الطرح فى نفس الغرض ( إذا كانت النتيجة بصفر فإن البايت الأول يساوى البايت الثانى ) .
وعلى العكس من عمليه الطرح فإن ميزة هذه العملية المنطقية أنه لا يمكن الحصول على نتيجة سالبة .

**ظل الكيو كو شن كاي** · #12 09-24-2011, 05:11 AM

السجلات والمنافذ
السجل REGISTER
باختصار السجل أو خلية الذاكرة هي دوائر إلكترونية والتي يمكن أن تتذكر (تحفظ) حالة بايت واحد one byte .

سجلات الوظائف الخاصة SFR REGISTERS
بالإضافة إلى السجلات التي لا تملك أي وظيفة خاصة ومحددة سلفا ، فإن كل ميكروكونترولر به عدد من السجلات والتى يتم تحديد وظيفتها سلفا من قبل الشركة المصنعة ( تسمى سجلات الوظائف الخاصة SFR). وترتبط (تتصل) بتات (خانات) تلك السجلات بالدوائر الداخلية للميكروكونترولر مثل المؤقتات والمحول من تناظرى إلى رقمى A/D والمذبذب وغيره وهو ما يعني أنها تحت القيادة المباشرة لعمل هذه الدوائر، أي الميكروكونترولر .
تخيل ثمانى مفاتيح تتحكم فى عمل دائرة صغيرة داخل الميكروكونترولر , سجلات الوظائف الخاصة تفعل نفس الشىء .

وبعبارة أخرى فإن حالة بتات السجل تتغيير من داخل البرنامج , تقوم السجلات بتشغيل دوائر صغيرة داخل الميكروكونترولر وهذه الدوائر ومن خلال أطراف الميكروكونترولر تتصل بالأجهزة الإلكترونية المحيطة والتى يتم استخدامها ويكون الأمر متروك للمبرمج .

منافذ المداخل / المخارج INPUT / OUTPUT PORTS
من أجل جعل الميكروكونترولر ذو فائدة يجب أن يكون متصلا بأجهزة إلكترونية إضافية أي الأجهزة الملحقة أو المحيطة . peripherals
كل ميكروكونترولر به سجل أو أكثر متصل بأطراف الميكروكونترولر(يسمى منفذ port). لماذا المدخلات / المخرجات؟
لأنه يمكنك تغيير وظيفة الطرف كما يحلو لك.
على سبيل المثال افترض أنك تريد أن يقوم جهازك بتشغيل / إيقاف on / off ثلاثة إشارات لليدات وفي الوقت نفسه بمراقبة (رصد) الحالة المنطقية لخمس حساسات أو مفاتيح ضاغطة . لذلك بعض المنافذ تحتاج إلى إعداد أو تهيئة بحيث يكون هناك ثلاثة مخارج (تتصل بالليدات ) وخمسة مدخل (تتصل بالحساسات ).
يتم الإعداد ببساطة عن طريق البرمجيات ، مما يعني أن وظيفة الطرف يمكن تغييرها أثناء التشغيل.

واحدة من المواصفات الهامة لأطراف المداخل / المخارج I /O هو الحد الأقصى للتيار الذى يمكن تداوله أو التعامل معه.
بالنسبة لمعظم الميكروكنترولر يكون التيار الذى نحصل عليه من طرف واحد كافى لتشغيل ليد أو بعض الأجهزة الأخرى التى تعمل على تيار منخفض (10-20 mA) .
كلما استخدمنا أطراف أكثر كلما إنخفض التيار المسموح به لكل طرف .
بعبارة أخرى يتم تقاسم أقصى تيار منصوص عليه في صفحات المواصفات للميكروكونترولر على جميع منافذ المداخل / المخارج .

وظيفة هامة أخرى للطرف هى أنه يمكن أن يكون له مقاومة سحب أو جذب إلى أعلى
pull-up resistors .
هذه المقاومات توصل الطرف بالجهد الموجب لمصدر القدرة وتصبح فعالة أو مؤثرة عندما يتم إعداد الطرف كمدخل يتصل بمفتاح ميكانيكى أو مفتاح ضاغط .
الميكروكونترولر الحديث به مقاومات سحب لأعلى يتم إعدادها برمجيا .

كل منفذ مداخل / مخارج عادة ما يكون تحت سيطرة سجل وظائف خاصةSFR مخصوص يسمى سجل التحكم بالمنفذ الأمر الذي يعني أن كل بت من هذا السجل يحدد حالة طرف مقابل بالميكروكونترولر .
على سبيل المثال بكتابة المنطق واحد (1) على خانة من سجل التحكم يتم تلقائيا إعداد الطرف المناسب المقابل بالمنفذ كمدخل والجهد الواصل إليه يمكن قراءته كمنطق منخفض 0 أو منطق مرتفع 1.
خلافا لذلك بكتابة صفر على خانة من سجل التحكم يتم تلقائيا إعداد الطرف المقابل المناسب بالمنفذ كمخرج .
جهد المخرج(0V or 5V) يناظر (يتوافق) حالة البت المناسبة لسجل المنفذ .

**ظل الكيو كو شن كاي** · #13 09-24-2011, 05:12 AM

الذاكرات
وحدة الذاكرة MEMORY UNIT
الذاكرة هي جزء من الميكروكونترولر تستخدم لتخزين البيانات. أسهل طريقة لفهمها هو مقارنتها بخزانة ملفات تحتوى على العديد من الأدراج.
لنفترض أن الأدراج مميزة (معلمة) بوضوح بحيث يمكن العثور على محتوياتها بسهولة عن طريق قراءة الملصق الموجود على الجزء الأمامي للدرج.

بالمثل فكل عنوان لذاكرة memory address يناظر موقع (مكان) location ذاكرة واحدة.
يمكن الوصول إلى محتويات أي موقع وقرأته بواسطة عنوانه .
يمكن إما الكتابة على الذاكرة أو القراءة منها .

توجد أنواع عديدة من الذاكرة داخل الميكروكونترولر :
ذاكرة القراءة فقط READ ONLY MEMORY (ROM)
تستخدم ذاكرة القراءة فقط (ROM) فى الحفظ (التخزين) الدائم للبرنامج الذى يتم تنفيذه .
حجم البرنامج الذي يمكن كتابتة يعتمد على حجم هذه الذاكرة.يستخدم الميكروكونترولر الآن العنونة ذات الستة عشر بت 16-bit addressing الأمر الذي يعني أنها قادرة على عنونة تصل إلى 64 كيلوبايت 64 Kb من الذاكرة أي 65535 مواقع. كمبتدأ فأن برنامجك نادرا ما يتجاوز حدود عدة مئات من التعليمات .
توجد عدة أنواع ذاكرة ROM
ذاكرة الروم ذات القناع Masked ROM (MROM)
ذاكرة الروم ذات القناع هى نوع من ذاكرة الروم محتوياتها يتم برمجتها من قبل الشركة المصنعة.
المصطلح "ذات القناع" masked يأتي من عملية التصنيع حيث يتم تغطية أو ستر أو عمل قناع لمناطق بالشريحة قبل عملية التصنيع الضوئية .سعر هذه الذاكرة يكون منخفض جدا في حالة الإنتاج على نطاق واسع .لن نستخدم هذا النوع فى دراستنا .

ذاكرة ROM قابلة للبرمجة مرة واحدة (OTP ROM)
هذه الذاكرة تمكنك من تحميل البرنامج عليها ولكن كما هو واضح من اسمها لمرة واحدة فقط .
إذا تم اكتشاف خطأ بعد تحميلها فالشىء الوحيد الممكن عمله هو تحميل البرنامج الصحيح على شريحة أخرى .

ذاكرة ROM قابلة للمسح بالأشعةفوق البنفسجية (UV EPROM)

كل من عملية التصنيع وخصائص هذه الذاكرة مطابقة تماما للذاكرة OTP ROM .
الميكروكونترولر الذى يحتوى على هذه الذاكرة يمكن التعرف عليه بوجود نافذة فى الجانب العلوى له .هذه النافذة تمكن من مسح (محو) البيانات تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية القوية. بعد بضع دقائق من الممكن تحميل (تنزيل) برنامج جديد عليها .
تركيب هذه النافذة معقد الأمر الذي يؤثر عادة على السعر. وجهة نظرنا فيها لسوء الحظ سلبى .
ذاكرة الفلاش (الوميض) Flash Memory
أخترع هذا النوع من الذاكرة في الثمانيات في مختبرات شركة إنتل لتكون خليفة للذاكرة
UV EPROM .حيث يمكن كتابة محتويات هذه الذاكرة ومسحها عمليا لعدد غير محدود من المرات ، الميكروكنترولر الذى يحتوى على ذاكرة Flash ROM مثالى للتعليم والتجريب والإنتاج على نطاق صغير.ونظرا لانشارها الواسع يتم تصنيع معظم الميكروكنترولر الأن بتقنية ذاكرة الفلاش . لذا إن كنت تنوى شراء ميكروكونترولر فابحث بالقطع عن ذاكرة الفلاش .

ذاكرة الوصول العشوائى RAM
بمجرد أن يتم إيقاف مصدر القدرة يتم مسح محتويات ذاكرة الوصول العشوائي RAM .
تستخدم هذه الذاكرة فى التخزين المؤقت وإنشاء نتائج وسيطة والتي تستخدم أثناء عملية تشغيل الميكروكونترولر .
على سبيل المثال ، إذا كان البرنامج يقوم بإجراء عملية جمع فمن الضرورى أن يكون هناك سجل يسمى "المجموع" sum . لهذا السبب نسمى أحد سجلات الذاكرة RAM بالاسم sum ونستخدمه لتخزين نتيجة عملية الجمع مؤقتا .

ذاكرة ROM القابلة للمسح كهربائيا EEPROM
قد يتم تغيير محتويات هذه الذاكرة خلال التشغيل (مثل RAM ) ولكنها سوف تظل محتفظة بها بشكل دائم حتى بعد فقدان مصدر القدرة (مثل ROM) .
وبناء عليه فإن ذاكرة EEPROM غالبا ما تستخدم لتخزين القيم التى يتم إنشاؤها خلال التشغيل والتى يجب حفظها بشكل دائم.
على سبيل المثال ، إذا قمت بتصميم قفل إلكتروني أو جهاز تنبيه سيكون أمرا رائعا تمكين المستخدم من إنشاء وأدخال كلمة مرور، لكنه يكون عديم الفائدة إذا تم فقدها كل مرة ينفصل فيها مصدر الطاقة . الحل المثالي هو ميكروكونترولر يحتوى على ذاكرة EEPROM

**ظل الكيو كو شن كاي** · #14 09-24-2011, 05:12 AM

المقاطعة INTERRUPT
معظم البرامج تستخدام المقاطعات في تنفيذها العادية. الغرض من الميكروكونترولر أساسا هو الاستجابة للتغيرات في محيطه. بعبارة أخرى عند وقوع حدث يقوم الميكروكونترولر بفعل شىء.
على سبيل المثال عند الضغط على مفتاح ضاغط بجهاز تحكم عن بعد فإن الميكروكونترولر سوف يسجل ذلك الحدث ويستجيب (يرد) عن طريق تغيير القناة أو فى أرتفاع أو انخفاض شدة الصوت وما إلى ذلك .
إذا قضى الميكروكونترولر معظم وقته فى فحص عدة مفاتيح ضاغطة بشكل لا ينتهى لساعات أو لأيام فإنه لن يكون عمليا على الإطلاق.
هذا هو السبب الذى جعل الميكركونترولر يتعلم بعض الخدع أثناء تطوره.
فبدلا من التحقق (اختبار) كل طرف أو بت باستمرار فإن الميكروكونترولر يوكل العملية إلى جزء متخصص والذى سوف يستجيب فقط عندما يحدث شيء يستحق الاهتمام.
يطلق على الإشارة التي التى تبلغ وحدة المعالجة المركزية عن مثل هذا الحدث بالمقاطعةINTERRUPT.

وحدة المعالجة المركزية CENTRAL PROCESSOR UNIT (CPU)

كما هو واضح من اسمها هى تلك الوحدة التى تراقب وتتحكم في كل العمليات داخل الميكروكونترولر . وهى تتتألف من وحدات فرعية عدةمن أهمها ما يلي :

· وحدة حل (فك) شفرة (كود) التعليمات Instruction Decoder
وهى جزء من الالكترونيات يقوم بحل شفرة التعليمات وبناء على ذلك يقوم بتشغيل دوائر أخرى. 'مجموعة التعليمات' والتى تختلف من عائلة ميكروكونترولر لأخرى تعبر عن قدرات هذه الدائرة.

· وحدة الحساب والمنطق Arithmetical Logical Unit (ALU)
تقوم بإجراء جميع العمليات الرياضية والمنطقية على البيانات .

·المركم (المجمع) Accumulator

وهو سجل وظيفة خاصة يرتبط ارتباطا وثيقا بتشغيل وحدة الحساب والمنطق .
وهو نوع من مكاتب العمل يستخدم لتخزين جميع البيانات التي يجب أن يجرى عليها بعض العمليات ( كالجمع والنقل والإزاحة ..ألخ ).
كما أنها يخزن (يحفظ) النتائج الجاهزة للاستخدام في مزيد من المعالجات .
أحد سجلات الوظائف الخاصة ويسمى "سجل الحالة" Status Register (PSW) يرتبط ارتباطا وثيقا بالمركم وهو يظهر في أي وقت معطى "حالة" status العدد المخزن في المركم ( العدد أكبر أو أقل من الصفر وما إلى ذلك).
يسمى المركم أيضا بسجل العملworking register ويعرف بالسجل W أو حتى W فقط .

الناقل (الممر) BUS
يتكون الناقل busمن 8 أسلاك أو 16 سلك أو أكثر.
يوجد نوعان من الناقلات : ناقل العنوانaddress bus وناقل البيانات data bus .
يتكون ناقل العنوان address bus من عدد خطوط اللازمة لعنونة الذاكرة. فهو يستخدم لنقل العناوين من وحدة المعالجة المركزية إلى الذاكرة.
عرض (سعة) wide ناقل البيانات كعرض البيانات ، في حالتنا العرض هو 8 بت أو 8 أسلاك.وهو يستخدم لربط جميع الدوائر داخل الميكروكونترولر.

**ظل الكيو كو شن كاي** · #15 09-24-2011, 05:13 AM

الاتصال التسلسلى SERIAL COMMUNICATION
التوصيل المتوازي بين الميكروكونترولر والأجهزة الطرفية المحيطة عبر منافذ المداخل /المخارج هو الحل المثالي حالة المسافات القصيرة وحتى عدة أمتار.
عندما يكون ضروريا إقامة اتصال بين جهازين على مسافات أطول فمن غير الممكن استخدام الاتصال المتوازى . بدلا من ذلك يستخدم الاتصال التسلسلي.
اليوم معظم الميكروكنترولر يضم بنائها العديد من الأنظمة المختلفة للاتصال التسلسلى كمعدات قياسية.
أي من هذه النظم سوف تستخدم هذا يتوقف على عوامل كثيرة من أهمها ما يلي :
· كم عدد الأجهزة التى سوف يتبادل معها الميكروكونترولر البيانات ؟
· ما هى السرعة المطلوبة لتبادل البيانات ؟
· ما هى المسافة بين الأجهزة ؟
· هل من الضرورى إرسال واستقبال البيانات فى وقت واحد ؟

واحد من أهم الأمور المتعلقة بالاتصال التسلسلى هو "البروتوكول" Protocol الذي ينبغي أن يتم مراعاته بدقة .
"البروتوكول" هو عبارة عن مجموعة من القواعد التي يجب تطبيقها من أجل أن تتمكن الأجهزة من تفسير (ترجمة) البيانات المتبادلة بشكل صحيح .
لحسن الحظ أن الميكروكونترولر يهتم بذلك تلقائيا بحيث ينحصر عمل المبرمج / المستخدم فى كتابة البيانات المراد إرسالها وقراءة البيانات المستقبلة .
معدل البود (سرعة أو معدل نقل البانات ) BAUD RATE
يستخدم المصطلح معدل البود baud rate للدلالة على عدد البتات المنقولة في الثانية [bps] . لاحظ أنه يشير إلى البت bits وليس البايت bytes.
عادة ما يكون مطلوبا بواسطة البروتوكول أن يتم نقل كل بايت جنبا إلى جنب مع عدة بتات (خانات) تحكم .وهو ما يعني أن بايت واحد في تدفق البيانات المتسلسلة قد يتكون من 11 بت. على سبيل المثال إذا كان معدل البود هو 300 bps عندئذ يمكن نقل 37 بايت كحد أقصى ( بدون أى بت تحكم ) و 27 بايت كحد أدنى (بإضافة 3 بتات تحكم ) فى الثانية الواحدة .

أنظمة الاتصال التسلسلى الأكثر شيوعا هي :

نظام الاتصال البينى للدوائر المتكاملة I2C (INTER INTEGRATED CIRCUIT)
هو نظام لتبادل البيانات التسلسلية بين الميكروكنترولر والدوائر المتكاملة المتخصصة للجيل الجديد.
يستخدم هذا النظام عندما تكون المسافة بينهما قصيرة ( عادة ما يكون المستقبل والمرسل على نفس اللوحة المطبوعة ).
يتم تأسيس الاتصال عبر موصلين . أحدهما يستخدم لنقل البيانات ويستخدم الآخر فى التزامن (إشارة الساعة).
كما هو مبين في الشكل أدناه : أحد الأجهزة يكون دائما الماسترmaster (السيد –الرئيسى-القائد). يتم عنونة أحد الرقائق التابعة slave chip قبل بدأ الاتصال . بهذه الطريقة يمكن لميكروكونترولر واحد أن يتصل بعدد 112 جهاز مختلف .
عادة ما يكون معدل البود 100 Kb/sec (النظام القياسى ) أو 10 Kb/sec (نظام معدل البود البطىء). ظهر في الآونة الأخيرة أنظمة تعمل على معدل بود 3.4 Mb/sec . المسافة بين الأجهزة التي تتصل عبر الناقل I2C محدودة بعدة أمتار.

نظام الربط (الواجة) التسلسلى للأجهزة المحيطة (الخارجية ) SPI
(SERIAL PERIPHERAL INTERFACE BUS)
هو نظام للاتصال المتسلسل والذي يستخدم حتى أربعة موصلات والشائع منها ما يستخدم ثلاثة.
يستخدم أحد الموصلات لاستقبال البيانات وموصل أخر لإرسال البيانات وموصل ثالث للتزامن وقد يستخدم موصل رابع كبديل لاختيار الجهاز المراد الاتصال معه .
هذا النظام من النوع "المزدوج الكامل" full duplex وهذا يعني أنه يتم إرسال البيانات واستقبالها في نفس الوقت.
أعلى معدل بود فى هذا النظام أعلى من نظيره فى نظام الاتصال I2C .

نظام الاستقبال / الارسال العام (الشامل) الغير متزامن UART
UNIVERSAL ASYNCHRONOUS RECEIVER/TRANSMITTER

هذا النوع من الاتصالات غير متزامن وهذا يعني عدم استخدام الخط المخصص لنقل إشارات الساعة clock signal.
في بعض التطبيقات مثل الاتصال اللاسلكى أو من خلال موجات الأشعة تحت الحمراء للتحكم عن بعد يعتبر هذا النظام ميزة حاسمة (مصيرية) .
كل من الاستقبال والارسال يعمل بنفس المعدل المحدد مسبقا من أجل الحفاظ على التزامن اللازم .
هذه هي الطريقة البسيطة جدا لنقل البيانات لأنها أساسا تمثل تحويل البيانات 8 بت من الشكل المتوازى إلى الشكل المتسلسل .
معدل البود ليس عاليا وقد يصل إلى 1 Mbit/sec.

المواضيع المتشابهه
الموضوع	كاتب الموضوع	المنتدى	مشاركات	آخر مشاركة
دورة تدريبية عملية على برمجة الميكروكونترولر PIC بلغة السى :تجاربLab ومشاريع Projects	ظل الكيو كو شن كاي	تحميل كتب مجانية, مراجع للتحميل	52	06-24-2015 05:48 PM
تحميل كتاب فوتوشوب مميز بلغة العربية	hatemsalah23	دروس الفوتوشوب - Adobe Photoshop	3	07-22-2010 03:28 AM
مميز :- كتاب بلغة العربية لتعلم الفوتوشوب	hatemsalah23	تحميل كتب مجانية, مراجع للتحميل	2	07-18-2010 03:18 PM
موقع يعرض ترجمة القرآن الكريم بلغة الصم والبكم	الملكة ريم	نور الإسلام -	1	11-17-2009 08:41 PM