الدرس الثالث: المدخلات والمخرجات

إدخال البيانات إلى البيك

كما ذكرنا فإن البيك هو جهاز رقمي ، ولكن يمكنه استقبال البيانات في كل من الأشكال التناظرية أو الرقمية. فلذلك يكون للمبرمج المرونة فى اختيار ما إذا كانت بعض أطراف البيك ينبغي أن تستخدم كمدخلات تماثلية أو مدخلات رقمية أو حتى مخرجات رقمية.

هذه المرونة يمكن أن تؤدي إلى الارتباك قليلا، فعلى سبيل المثال فى الميكرو PIC16F877A المبين بالشكل التالى فإن pin2 كما هو ملاحظ تأخذ الرمز 'RA0/AN0'. وهذا يعني أن pin2 يمكن استخدامها Bit 0 من المنفذ A إذا استندنا الى الرمز RA0 أو ان تستخدم Bit 0 كمدخل تماثلى استنادا الى الرمز AN0

وظيفة كل pin تتحدد عن طريق ضبط محتويات السجلات الداخلية داخل البيك. وعند البرمجة بلغة التجميع او السى يجب التأكد من صحة ضبط المسجلات فى البرنامج قبل حقنها داخل المتحكم. والشكل التالي يعطي بعض التفاصيل عن المتحكم PIC16F877A

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

يحتوى هذا المتحكم على عدد 5 منافذ (A, B, C, D, E) اطراف المنفذ A تأخذ الرموز من RA0 الى RA5 وكذلك المنفذ B رموزه من RB0 الى RB7 وهكذا.

ويجب ملاحظة أن المنفذ A له 6 اطراف فقط و المنافذ (B, C, D,) لكل واحد منها 8 أطراف بينما المنفذ E له 3 أطراف فقط.

وهذا يسمح لنا بتوصيل حوالى ستة أجهزة استشعار رقمية للمنفذ A لهذا المتحكم. إذا كنا نريد استخدام أجهزة الاستشعار التماثلية فيجب استخدام الأطراف محول التماثلى الى رقمى ذات الرموز 'ANx'. كل هذه الأطراف يمكنها قراءة اشارات الدخل التماثلية بين (Vdd (5V و (الارضى) Vss ولا ننسى أن هذا يحدث للمنفذ A للمتحكم.

يجب أيضا أن نلاحظ أن معظم أطراف البيك لها وظائف بديلة. فعلى سبيل المثال الطرف 25 يرمز له 'RC6/TX/CK'. هذا يشير إلى الوظائف المتعددة للطرف 25 فلذلك يمكن استخدامه كمسجل C بت 6 استنادا للرمز 'RC6 أو كطرف نقل X استنادا للرمز TX او طرف ساعة استنادا للرمز CK.

لحسن الحظ أن Flowcode يعتني بكل الاعدادات الداخلية لوظائف الأطراف والتى تعتبر هامة بالنسبة لنا.

إخراج البيانات من البيك

البيك هو عبارة عن جهاز رقمي لقد ذكرنا ذلك عدة مرات فلذلك فإن نواتج الخرج بالنسبة له هى إشارات رقمية. وفي معظم الحالات، فنحن بدورنا نستخدم هذه الخاصية فى تشغيل وإيقاف الأجهزة حيث أن:
الخرج "1" يعنى التشغيل ON.
الخرج "0" يعنى الإيقاف OFF.
من المهم جدا أن نضع خطة لكيفة ربط هذه الأجهزة ، وإلا فإنها يمكن أن تعمل بشكل غير صحيح. والشكل التالى يبين ثمانية ليدات تم توصيلها بالمنفذ B لمتحكم PIC16F84 ولذلك لتبسيط المثال.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

مع ملاحظة أن الأربعة ليدات ذوات اللون الأحمر تم توصيلها بين خط مصدر جهد موجب و بين المنفذ B فى هذه الحالة فإن البيك يسحب تيار. بينما الأربعة ليدات الخضراء تم توصيلها بين أطراف البيك وخط الأرضى (0V) . فى هذه الحالة فإن البيك يصدر تيار. كل الإضاءات الحمراء تحدث عندما تكون اطراف البيك عند الجهد المنخفض فتعطى خرج "0". بينما كل الإضاءات الخضراء تحدث عندما تكون أطراف البيك متصلة بجهد مرتفع فتعطى خرج "1".
هناك حدودا لمدى تحكم المنفذ فى كمية التيار. عادة ، يمكن لطرف الخرج الواحد التعامل مع تيار يصل الى 25mA وهذا بيكون كافى لقدح الليد مباشرة.ولكن الأجهزة التي تعمل بطاقة عالية سوف تحتاج دوائر إضافية لربطها مع البيك وهذه الأمور يتم التعامل معها في وقتها. ومع ذلك فيجب ملاحظة أن الحد الأقصى لتيار المنفذ الكلى حوالى 100mA لذلك لا يمكن القول بأن جميع أطراف المنفذ يمكنها إنتاج 25mA في نفس الوقت.

كما سنرى مع Flowcode فإنه عند القيام بمحاكاة النظام فإن فلوكود يسمح لنا بأن نضبط حالة اطراف الخرج الخاصة بالميكروكنتروار. مع ملاحظة أن عملية محاكاة الليدات داخل Flowcode تفترض أن مصدر التيار الكهربائي هو البيك ذاته كما فى حالة الليدات الخضراء في الدائرة السابقة.

مقننات التيار فى البيك

مرحلة ما سوف تصبح مهتم بمواصفات كل واحدة من أطراف البيك وذلك عندما بالحدود والقيم المفروضة على البيك عندما يستخدم فى الإخراج. فيجب أن تكون قصيرة قد يسبب تلفا دائما للميكروكنترولر.

القيمة القصوى للتيار لأى طرف من اطراف البيك هو 25 ميلى أمبير
القيمة القصوى الكلية للتيار لأى من المنافذ الخمسة للبيك هو 200 ميلى أمبير
القيمة القصوى للتيار الخارج من طرف الأرضى Vss للبيك هو 300 ميلى أمبير
القيمة القصوى للتيار الداخل الى طرف التغذية Vdd للبيك هو 250 ميلى أمبير

بصفة عامة فإن مقاومات حماية تستخدم على الاطراف للحد من التيار وعدم تعديه القيم القصوى المقننة لأطراف الميكروكنترولر.

جزاكم الله خير ياأخي العزيز لقد استفدت حقاً من الدرس

اخي العزيز مامعنى 25 ميلي أمبير يعني كم فولط ؟؟ لم افهم هذه النقطة

ذاكر كتب:: جزاكم الله خير ياأخي العزيز لقد استفدت حقاً من الدرس

اخي العزيز مامعنى 25 ميلي أمبير يعني كم فولط ؟؟ لم افهم هذه النقطة

أخى الكريم هناك فرق بين الامبير وهو وحدة قياس التيار الكهربى والفولت وحدة قياس الجهد الكهربى .. فعنما يسلط جهد على حمل معين فإن تيار ما سوف يمر فى هذا الحمل ويجب ان يكون الحمل يتحمل مرور التيار فيه .. فإن زاد عن هذا الحد الذى يتحمله فسوف يحترق
المسكروكنترولر كذلك تحمل تيار معين فى كل طرف من اطرافه يجب ان لا نتعداه وهو ما ذكرته 25 ميلي أمبير
ان شاء الله تكون الفكرة واضحة ... بالتوفيق

أيوا فهمت الآن جزاكم الله خير
ولكن لو كان مثلاً زودناه ببطارية 5 V كيف نعرف التيار الذي سوف يمر إن كان 25 ميلي أمبير ام اكثر

ذاكر كتب:: أيوا فهمت الآن جزاكم الله خير
ولكن لو كان مثلاً زودناه ببطارية 5 V كيف نعرف التيار الذي سوف يمر إن كان 25 ميلي أمبير ام اكثر

اخى ذاكر .. المتحكم فعلا يحب الا تتعدى تغذيته 5 فولت ولكن يجب ان لا يتم سحب تيار من اى طرف منه اكثر 25 ميلى امبير .. لذلك فتستخدم مقاومات لتحديد التيار كى لا يتعدى هذه القيمة وتحسب قيمة المقاومة على اساس الحمل المتصل بطرف المتحكم .. وبالتوفيق

توضيح
بعد إذن استاذنا الغالي آدمن
أخي ذاكر اذا ارنا ربط حمل معين على اي طرف من اطراف البك يجب ان لايتجاوز التيار المسحوب من ذلك الطرف 25 ملي امبير كما ذكر استاذنا ادمن وأضيف ان سحب التيار هذا يعتمد على مقاومة الحمل المربوط على هذا الطرف لذلك عند ربط LED يعني ديود ضوئي نضع مقاومة تحديد التيار بحدود 220 اوم اما اذا اردنا ربط ريليه يجب استخدام ترانزستور وذلك حتى يكون سحب التيار للريليه من مصدر التغذية ودور تيار مخرج البك لتشغيل الترانزستور فقط.

البتراوي كتب:: توضيح
بعد إذن استاذنا الغالي آدمن
أخي ذاكر اذا ارنا ربط حمل معين على اي طرف من اطراف البك يجب ان لايتجاوز التيار المسحوب من ذلك الطرف 25 ملي امبير كما ذكر استاذنا ادمن وأضيف ان سحب التيار هذا يعتمد على مقاومة الحمل المربوط على هذا الطرف لذلك عند ربط LED يعني ديود ضوئي نضع مقاومة تحديد التيار بحدود 220 اوم اما اذا اردنا ربط ريليه يجب استخدام ترانزستور وذلك حتى يكون سحب التيار للريليه من مصدر التغذية ودور تيار مخرج البك لتشغيل الترانزستور فقط.

بارك الله فيك اخى الكريم على هذه المشاركة المميزة والى مزيد من التقدم

» الدرس التاسع: مصدر التغذية للميكروكنترولر
» الدرس الخامس: برمجة الميكروكنترولر
» الدرس الأول: التعرف على الميكروكنترولر
» الدرس الرابع: أنواع الذاكرة
» الدرس الثانى: الأنظمة الرقمية والتماثلية