تعتبر سلسة Atmel AT89 مجموعة متحكمات 8bit متلائمة مع عائلة المعالجات Intel 8051. تعتمد هذه المتحكمات في هندستها على بنية معالجات Intel 8051 مما يجعلها بالمثانة مما كان، ولها شعبية كمتحكمات عامة نظرا لطريقة صنعها ولرخص تكلفتها أيضا. تكمن قوة هذه المتحكمات في قابلتيها للتعمال مع تقنية USB ووسيلة الإتصال I2C والبرمجة الضمنية SPI وقناة التحكم CAN والمفككات MP3 ووسيلة الإتصال بالعتاد PWM.

البطاقة البرمجية التي نتطرق إلى كيفية صنعها في هذا المقال تخص سلسلة المتحكمات 89Sxx ولك جدولا يظهر لك أحد ميزاتها:

المتحكم

الذاكرة الخاصة (الفلاش)

الذاكرة الحية (RAM)

AT89S51

AT89S52

AT89S53

12K Flash

256 RAM

AT89S8252

8K Flash

256 RAM

AT89S8253

البطاقة المبرمجة تختلف عن البطاقة البرمجية فيما يلي:

البطاقة المبرمجة: نفترص أنك حصلت على ميكروكنترولر. كيف ستبرمجه؟ أو كيف ستدخل فيه برنامجا قمت بإنجازه؟ ستحتاج في هذه الحالة لبطاقة اليكترونية تصلها بالحاسوب لتقوم بتحويل البرنامج إلى الميكروكنترولر. هذه البطاقة تسمى بالبطاقة المبرمجة أو المبرمج.

البطاقة البرمجية: هي امتداد للميكروكنترولر. بمعنى آخر أنها تسهل عليك التعامل مع الميكروكنترولر عندما تريد أن تركبه في جهاز ما. وتساعدك أيضا على برمجته. أي أنها تضم أيضا مهام البطاقة المبرمجة.

بإمكانها التعامل مع المتحكمات ذات الصيغة

89Sxx 40-DIL أمثال 89S51/52/53

89Sxx 40-DIL based design, 89S51/52/53

أمكانية برمجة المتحكم دون نزعه من البطاقة

In System Programming (ISP)

منفذ RS232 و RS485 من أجل التواصل مع أجهزة أخرة كالحواسيب مثلا.

RS232 and RS485 serial port (shared pin) for communicating with serial devices like PC

شاشة رقمية HD44780

HD44780 compatible alphanumeric LCD connectivity with backlight control

4 أزرار للتحكم

4 on-board tact switch

مزودة بـ 16 مربطا (مدخل/مخرج) للاستعمالات المتعددة

16 general purpose IO port pins on 5x2 header (Port0 and Port2)

قابلة للتعال مع الذاكرات 24Cxx I2C EEPROM

24Cxx I2C EEPROM

تقنية RTC ومقبس للبطارية

DS1302 serial Real Time Clock (RTC) with battery backup

مزودة بمقوم كهربائي

On-board supply rectifier and voltage regulator

المركبات الإليكترونية على وجه واحد فقط

Single sided PCB design

ستحتاج للملفات التالية من أجل صنعها بمهنية عالية:

الدارة الكهربائية والأجزاء الرئيسية

تصميم البطاقة والشيفرة البرمجية وغيرها

مثال للإستعمال

العربية
إنجليزية
فرنسية

الرمز في الدارة الكهربائية

الكمية

الصيغة

القيمة

مقاومة

Resistor

Resistance

R1, R2, R6, R7, R8

5

R.4

10 KOhm

R3, R4, R5

3

R.4

100 Ohm

R9, R12

2

R.4

330 Ohm

R10, R11

2

R.4

1 KOhm

R13

1

R.4

120 Ohm

مقاومة شبكية
Network Resistor
Réseau de Résistance

RP1

1

SIP9

10K

مقاومة متغيرة
Variable Resistor
Rheostat

VR1

1

VR-COMBO

5 KOhm

مكثف
Capacitor
Condensateur

C1, C4, C5

3

CAP

100 nF

C2, C3

2

CAP-B

47 pF

مكثف إليكتروليتي
Elyctrolyte Capacitor
Condensateur Electrolytique

E1

1

EL2

10 uF

E2, E7

2

E3A

470 uF

E3, E4, E5, E6

4

EL2

1 uF

متذبذب كريستالي
Crystal Oscillator
Quartz

X1

1

XTAL-3

11.0592 MHz

X2

1

XTAL-2

32.768 KHz

صمام ثنائي
Diode

D1, D2, D3, D4, D5, D7

6

DK

1N4148

D6

1

DK3

1N4148

شاشة كريستالية
LCD

D8

1

LCD 16X2 - 2

ذاكرة تسلسلية EEPROM
Serial EEPROM

U1

1

IC8

AT24CXX

مسجل تخزين وإزاحة ذي 8 أشواط
8-stage Shift-& -Store Bus Register

U2

1

IC-16

CD4094

المتحكم
Microcontroller
Microcontroleur

U3

1

IC40

AT89SXX

مشغل/مستقبل ثنائي
Dual Driver/Receiver
Driver/Recepteur Dual

U4

1

IC-16

MAX232

واجهة استقبال وارسال لـ RS485
RS485 Transciever
Transmitteur et Recepteur RS485

U5

1

IC8

DS75176B

الساعة
Clock
Horloge

U6

1

IC8

DS1302

عازل كهروضوئي
Photocoupler
Photocoupleur

U7, U8

2

IC4

TLP, PC817

مقوم كهربائي
Voltage Regulator
Regulateur de Tension

U9

1

TO-220

LM7805CT

رأسية مصفوفة دبابيس
Pin Header

K1, K2

2

IDC10

مصفوفة دبابيس 2×5
IDC 2x5

رأسية 4 دبابيس
4-pin Header

K3

1

CON-4-IA

INT

رأسية دبابيس ISP PROG
ISP PROG Header

K4

1

SIP-6

ISP

دبابيس
Pin

K5, K7, K8, K9, K10

5

2WAY

PS

مقبس الشبكة RJ11
RJ11 Plug

K6

1

RJ11

RJ11

منفذ متتالي RS232
RS232 Serial Port
Port en Serie RS232

K11

1

DB9RA/F

DB9

دبابيس

Pins

J2, J4, J5, J6, J7, J22, J24,J25, J26, J27, J28, J31

12

JPR

JP

J1, J3, J8, J9, J10, J13, J15,J21, J23, J29, J30

11

JPR300

JP

J16, J17, J18, J19, J20

5

JPR500

JP

J11, J12, J14

3

JPR600

JP

جسر
Jumper
Cavalier

JPR1

1

JUMPER

PS

زر ضغطي
Pushbutton
Bouton Poussoire

S1, S2, S3, S4, S5

5

TACT SW-KE

SW

صمام ضوئي
LED

L1, L2

2

5mm

BLUE

مقحل (ترنزستور)
Transistor

Q1, Q2

2

TO-92AA

C3200

جدول قاطعات التيار
DIP Switch

SW1

1

DIPSW8

مرحل
Relay
Relais

RLY1

1

RELAY_DPDT2

REL

بطارية
Battery
Batterie

BAT1

1

BAT-HLDR

3V

VBCK

قنطرة مقومة
Rectifier Bridge
Ponte Redresseur

DB1

1

BRG KECIL1

W01

جدول صمامات ضوئية
Segment LED Bar Graph

DS1

1

8BARGRAPH

BG

الدارة العامة كالتالي، ورغم أنها ليست بالمهمة جدا في صنع البطاقة إلا أنه يمكنك أن تقوم بتحميلها من ملفات البطاقة لتراها بشكل أكبر إذا كنت مهتما.

من فضلك اضطلع على المقالات الثلاث التالية ولو بنظرة خاطفة إذ أنها مهمة في تحويل الدارات الكهربائية إلى بطاقات إلكترونية بمهنية عالية وبصنع يدك فقط:

لا تعتمد على هذه الصورة ولكن قم بالحصول عليها انطلاقا من ملفات البطاقة واطبعها على الورق من أجل المباشرة في صنعها.

استعن بالصورة التالية من أجل وضع المركبات الإليكترونية بشكل صحيح في مواقعها على البطاقة.

نجمل لك فيما يلي مختصرا لبعض جوانبها:

* يُستعمل المنفذ Port1 على شكل ماقل للبيانات للشاشة الرقمية.

* يمكنك استعمال المنفذين Port0 و Port2 من أجل اغراض عامة (دخلٌ وخرجٌ).

* بالنسبة للمنفذ Port3 فإن مربطيه P3.0 و P3.1 يستعملان من وسيلة الإتصال المتتالية (متسلسلة،serial, en serie) للتقنية UART. أما مربط P3.2 فيتسعمل للتحكم بـ RS485 بينما للمربطين P3.3 و P3.4 استعمالات عامة للدخول والخروج. توجد مرابط أخرى مخصصة للاتصال مع الشرائح المتتالية (serial chip) والذاكرات EEPROM وRTC ومسجل الإزاحة المتتالية (Serial Shift Register).

قم بطبع التصميم على الورق ومن ثم اتبع الطريقة التي تحلوا لك في المقال الثاني أو الأول في لا بد من قراءته من أجل صنع اللوحة المطبوعة. وبالإستعانة بصورة تموضع المركبات قم بتركيب جميع المركبات الإليكترونية على اللوحة كالتالي:

يمكنك بطبيعة الحال استعمال أي نوع من المتحكمات التي يكون اسمها على شكل 89Sxx بحيث أن xx يمثلان رقمين يميزان كل متحكم عن الآخر. بالنسبة لنا فقد استعمالنا المتحكم 89S52 ويمكن اختيار ما طاب لك بطبيعة الحال.

لبرمجة هذه البطاقة تحتاج أولا لاستخراج الشيفرة البرمجية من ملفات البطاقة (انظر أعلاه).

يجب برمجة هذه البطاقة عن طريق موصل SPI. يمكن فعل هذا عن طريق إيصال الموصل SPI بالمنفذ SPI على البطاقة المحتوي على 6 مرابط (ارجع لتموضع المركبات). وأيضا انتبه إلى فرق ترتيب المرابط بين الموصل SPI والمنفذ SPI على البطاقة (ممكن أن يكون التريب مختلفا).

هذا المثال يظهر كيف يمكن التحكم بالطاقة عن بعد عن طريق إيصالها بهاتف نقال واستعمال هاتف نقال آخر للتحكم بمهامها عن بعد. بطبيعة الحال ستحتاج لأن تبرمج معالج البطاقة ببرنامج يقوم بهذه المهمة ويسهل عملية الإتصال. تجد مثالا برمجيا لهذه البطاقة في ملفات البطاقة.

اذا استعملت نفس هذا المثال مع بطاقتك، فنقول لك ان التحكم يكون بواسطة رسائل قصيرة (SMS) ترسلها من هاتفك إلى هاتف البطاقة، حيث عندما يستقبلها هذا الأخير تقوم البطاقة بتحليلها واعتبارها أوامر قادمة يجب تنفيذها.

من اجل معرفة استجابة البطاقة للأوامر يمكن تعديل الشيفرة البرمجية للنظام بحيث تقوم البطاقة بإجابة الشخص المتحكم بها عن بعد برسالة قصيرة أيضا.

لتحقيق هذا الإتصال قم بضبط الهاتف والبطاقة على الشكل التالي:

* المربط P3.3 مخصص للاستقبال (يرمز لها بـ RX).

* المربط P3.4 مخصص للارسال (يرمز لها بـ TX).

يتم هذا على مستوى TTL.

ملاحظة: الهواتف التي تعمل على نظام GSM يمكن أن تستقبل الأوامر AT commands.