الرئيسية

[عبد الناصر أمازيغ]

كورس تعلم المايكروكنترولر microcontroller بكل بساطة وسهولة

إخواني الكرام ... إن موضوع التحكم عن طريق المايكروكنترولر من أهم المواضيع التكنولوجية المتقدمة والضرورية في علوم الإلكترونيات الحديثة .. ولأن الكثير منا وممن يريد أن يتعلم هذا العلم عانى بل وآسى في بعض الأحيان من أجل التعلم فهو طريق ليس من السهل إختراقه إلا من أكرمه الله بذلك وسهله عليه ... فالعديد والعديد من السنوات قد تضيع دون أي تقدم عملي ملحوظ ... كما حصل معي ومع الكثيرين ...

لذلك أقدم لكم هذه الدورة العملية المختلفة من نوعها ... دورة احتراف البرمجة بإستخدام لغة Micro C.. والتي سنبدأ فيها من البداية بإذن الله ... هذه الدورة يا إخواني الأفاضل تختلف عن أي دورة ستجدوها في أي مكان آخر ... حيث أن التعلم فيها سيكون من خلال التجارب ... وسأحاول بقدر الإمكان الإقلال من الكلام النظري الذي يجعل المبتدئ يشعر بالتعقيد وعدم سهولة الموضوع بل والملل أحيانا .. وسأحاول بقدر الإمكان تبسيط المعلومة وتسهيلها ...
ستكون الدورة بإذن الله مقسمة لمستويان : -

المستوى الأول : نبدأ فيه من البدايات والأساسيات التي يجب معرفتها وسنتعلم في هذا المستوى كيفية التحكم في الدخل والخرج وسنتعلم كيفية استخدام العديد من العناصر الإلكترونية مثل led و sevensegment و switch و buzzer و lcd و.... وكذلك سنتعلم استخدام الريموت كنترول مع البك وعمل برامج كثيرة تعمل بهذه التقنية . كما سنتعلم بإذن الله تعالى التحكم في الأجهزة المنزلية من خلال الـ Pic سواءا بالسويتشات أو بالريموت كنترول وسنتعلم كذلك كيف يمكن التحكم في المواتير و طريقة دورانها واستخدامها في مشروع خط إنتاج صغير لصنع عصير مثلا أو صنع لعبة أطفال تسير بالريموت كنترول والعديد من المشاريع المختلفة في هذا المجال ...وسنتعلم في هذا المستوى أساسيات اللغة ولكن كل ذلك من خلال التجارب ..
أي أننا سنطرح فكرة مشروع معين ولنقوم بتنفيذه سنشرح المعلومات التي نحتاجها في هذه التجربة من قواعد برمجية و أفكار وحيل إلكترونية وربما خدع بصرية ....

المستوى الثاني : وهو يعتمد على الأساسيات التي في المستوى الأول وسنتعلم فيه مزيد من الأشياء الاحترافية نوعا ما مثل التحكم باستخدام الحساسات sensors وكذلك عمل اتصال بين عدد من المتحكمات (pic) وتبادل البيانات بينهم وكذلك كيفية زيادة عدد المداخل والمخارج التي يتعامل معها الـ pic في مشروعك وسنتعلم كذلك وصل المايكروكنترولر بالكمبيوتر(الحاسب الآلي) وتبادل البيانات بينهم هذا بالإضافة إلى أشياء ممتعة أخرى مثل استخدام التلفزيون في دوائرك اي استخدامه كشاشة عرض بدلا من GLCD وكذلك عمل العديد من دوائر الأمن والحماية وسنتعلم أثناء ذلك العديد من المتطلبات والقواعد البرمجية والحيل الإلكترونية التي سنحتاجها في هذا الجانب ... وإن كتب الله لي العمر .. ورزقني مزيد من العلم .. ستكون هناك مزيد من المستويات .

===============

الطريقة التي سيتم الشرح بها ::
كما أخبرتكم فإن التعلم سيكون من خلال التجربة فسأذكر الهدف من التجربة ثم بعد ذلك أبدأ في الخطوات العملية لتنفيذها وأثناء ذلك سيتم شرح المعلومات النظرية والتطبيقة الخاصة بهذا الأمر إلى أن أنتهي من التجربة
وقبل هذا كله لا بد من مقدمة بسيطة (درس واحد فقط) عن ما هو المايكروكنترولر وماهي إمكانياته وما هي المشاريع التي يمكننا أن ننفذها باستخدامه . وكذلك ما هي الأدوات التي نحتاجها لإحتراف برمجة المايكروكنترولر .

====================

ما هو المايكروكنترولر؟؟

يشبه الدائرة المتكاملة IC كما هو واضح بالشكل ولكنه يمتاز بعـدة مـمـيزات عن بقـيـة الـدوائـر المـتـكامـلـة الأخـرى..

من هذه المميزات :
- أن الدوائر المتكاملة الأخرى لها وظيفة محدده تقوم بها فقط
(وقليل منها لها عدة وظائف) أما المايكروكنترولر فليس له وظيفة واحدة فقط بل يمكن أن يكون له عشرات الوظائف والميزة الأكبر أن هذه الوظائف تستطيع تحديدها أنت عن طريق عملية البرمجة .
- بالإضافة إلى تميزه الكبير من خلال مكوناته الداخلية .

المايكروكنترولر من الداخل؟؟
المايكروكنترولر من الداخل ما هو إلا كمبيوتر صغير Minicomputer حيث يتكون من وحدة معالجة Processor وكذلك ذاكرة عشوائية RAM و ذاكرة من النوع ROM بالإضافة إلى وحدة تخزين يوضع عليها البرامج والبيانات (كما في الكمبيوتر الشخصي العادي) بالإضافة إلى وحدة الإدخال والإخراج حيث يكون الإدخال والإخراج عن طريق رجول المايكروكنترولر (Pins) وأقصد بالرجول أطراف المتحكم حيث يخرج المايكروكنترولر الإشارات الكهربية وكذلك يستقبلها عن طريق هذه الرجول , كل ذلك تتحكم فيه أنت كما تريد من خلال عملية البرمجة ...

لماذا اسمه مايكروكنترولر Microcontroller؟؟
لأن وظيفته هي التحكم سمي بـ controller حيث يتحكم
بالدائرة الالكترونية وما تحتويه من عناصر الكترونية ويجري
عليها العمليات المختلفة كما يشاء فهو بمثابة المدير الذي يأمر الموظفين بالعمل ويدير عملهم جميـــعا.
وسمي مايكرو( Micro ) لأن حجمه صغير جدا بالنسبة لإمكانياته الكبيرة ومن المعلوم أن كلمة مايكرو تعني أن القيمة مضوربة في 10 أس سالب 6 ،،
لذلك يطلق عليه البعض أحيانا ( المتحكم الدقيق ) أو المتحكم الصغير أو نكتبها قراءة لإسمه الانجليزي( المايكروكنترولر ).


ما هي إمكانيات المايكروكنترولر؟؟
إمكانيات المايكروكنترولر كثيرة جداً , حيث أنه كما ذكرت يستطيع التحكم في العناصر الالكترونية أو الدوائرة الالكترونية كما يشاء بل ويتعامل أيضا مع الأجهزة الكهربية المختلفة وللتعرف على إمكانيات وقدرات المايكروكنترولر ومنها علي سبيل المثال:::::


**مشروع التحكم في أجهزة المنزل عن طريق المايكروكنترولر . حيث يمكن هذا المشروع المستخدم من التحكم في أجهزة المنزل مثل المصابيح الكهربية وأجهزة التبريد وفتح الباب وغلقه عن طريق الريموت كنترول فعند الضغط على زر معين تقوم الدائرة الالكترونية التي تحتوي على المايكروكنترولر بتشغيل المصابيح الموجودة في الغرفة مثلا وعند الضغط على زر آخر يقوم المايكروكنترولر بغلق المصابيح وكذلك زر للتحكم في تشغيل وإطفاء الثلاجة أو الغسالة وهكذا .

**يستطيع المايكروكنترولر ايضا أن ننفذ به دائرة تجعلنا نتحكم في تشغيل وإطفاء الأجهزة بعد مدة معينة فمثلا نحدد وقت وليكن عشر دقائق يقوم فيها المايكروكنترولر بتشغيل المكيف أو المروحة الكهربية وبعد عشر دقائق يفصل التيار الكهربي عنها .

**ونستطيع أيضا أن نصمم دائرة يتم فيها قياس درجة حرارة المكان وعرضها على شاشة وعند وصول درجة الحرارة لدرجة معينة يقوم المايكروكنترولر بتشغيل جهاز التبريد إلى أن تصل درجة حرارة المكان إلى درجة معينة فيفصل التيار الكهربي عن جهاز التبريد كنوع من توفير الطاقة أو تستخدم مثل هذه المشاريع في الحضانات للمحافظة على حياة الطفل كما يمكن استخدام حساس الأكسجين وحساس الرطوبة لتغذية الحضانة بالأكسجين المناسب والرطوبة المناسبة والتحكم في ذلك بدقة كبيرة .

**نستطيع أيضا تصميم خط إنتاج مصنع باستخدام المايكروكنترولر حيث يتحكم المايكروكنترولر في المواتير الخاصة بالسير وكذلك في الأجهزة المختلفة والعمليات الدقيقة بكل سرعة وبدقة متناهية .

**نستطيع أيضا تصميم دائرة تقوم بفتح الباب وغلقه أوتوماتيكيا بمجرد أن تقترب من الباب يفتح وبعد ان تبتعد عنه ينغلق . وكذلك يمكن عمل دائرة تكون بمثابة عداد للزوار تقوم بعد الزائرين الداخلين والخارجين من المنشأة أو المعرض ونحوه كما يمكن استخدامها أيضا في خط انتاج المصنع حيث تقوم بعد أعداد المنتجات التي تم إنتاجها .

**نستطيع كذلك تصميم دوائر الأمن والحماية والتي تقوم بتشغيل إنذار معين عند دخول السارق بل وربما منعه من عملية السرقة . نستطيع كذلك التحكم في المواتير من ناحية السرعة وكذلك عدد اللفات التي تلفها فمثلا في مشروع خط الانتاج (يوجد سير يحرك المنتج من مكان لأخر ليجرى عليه العمليات المختلفة) هذا السير يتحرك بمواتير نستيطع التحكم في سرعتها وعدد لفاتها للحصول على أجود وأدق النتائج .

**نستطيع أيضا عمل آلة حاسبة ونضيف إليها الإمكانيات المختلفة على حسب ما نريد فمثلا نضيف فيها مثلاً خاصية التحويل من متر إلى سنتيمتر أو أي عملية تحويل أخرى. كما يمكنك جعلها تعمل بحيث عند الضغط على أي زر فيها تصدر صوتا . وهكذا .... كما تريد.

هل تريد عمل ألعاب للأطفال؟ تعمل من خلال الريموت كنترول مثلا سيارة تسير بالريموت كنترول تتحكم في اتجاهها وكذلك في سرعتها .... هل تريد أن تجعل الرموت يتحكم فيها عن بعد كبير يصل إلى عشرات الأمتار .. تستطيع فعل ذلك باستخدام المايكروكنترولر .

هل تريد التحكم في بيتك أو في مصنعك عن طريق استخدام خط الهاتف؟ فمثلا تتصل بالهاتف وتضغط الرقم السري وعند ضغطك على رقم معين يقوم المايكروكنترولر الموصل بالهاتف بتشغيل أجهزة التكييف فتدخل بيتك وتجده ذو درجة حرارة مناسبة . أو مثلا تخرج من بيتك ولا تعلم هل تركت أجهزة المنزل تعمل أم لا فتتصل بالهاتف وتضغط رقم معين فيقوم بإطفاء جميع أجهزة المنزل .. بل وهل تريد أن تتحكم بمصنعك حتى لو كان في دولة أخرى وتتحكم في الأجهزة التي به وتتابع أخبار المصنع والإنتاج لحظة بلحظة عن طريق اتصالك بالهاتف حيث يرد عليك المايكروكنترولر ...

=====================

الأشياء التي ستحتاجها لإحتراف برمجةالمايكروكنترولر:-

1- حاسب آلي (كمبيوتر) عادي

2- جهاز برمجة.

3- البرامج المستخدمة في عملية البرمجة وسنستخدم في هذه الدورة Micro C كما ستحتاج البرنامج الذي يكتب على المايكروكنترولر وسنستخدم Picpgm يمكنك الحصول على روابط التحميل الخاصة بتلك البرامج بالرجوع للملحق الخاص بها والذي سيكون في مشاركة أخرى.كما يمكنك استخدام برامج أخرى للكتابة على الـ PIC


4- مايكروكنترولر من النوع PIC وسنستخدم في البداية النوع PIC16f84a وبعد ذلك PIC16f877a وهناك أنواع أخرى سنستخدمها وسنشير إليها في الوقت المناسب.كما يمكنك أن تؤجل عملية الشراء مؤقتا وتعمل بواسطة برامج المحاكاة


5- بعض المكونات الكهربية والالكترونية مثل : مقاومات , مكثفات , سفن سيجمنت , ريلاي , Tested Board و أسلاك توصيل ( في كل مشروع سنذكر المتطلبات) كما يمكنك أن تؤجل عملية الشراء مؤقتا وتعمل بواسطة برامج المحاكاة

6- اتباع تعليمات( دورة أسرع طريق لاحتراف برمجة الـ PIC ) بدقة والاجتهاد لفهم محتوياتها.

7- حب القراءة وممارستها... يجب عليك باستمرار أن تقرأ في مجال المايكروكنترولر خصوصا وفي مجال الالكترنيات عموما ومتابعة كل جديد والاطلاع على المواقع العربية والاجنبية لاكتساب الخبرات والعلم من الآخرين ... ولن يحدث ذلك إلا بحبك للقراءة ...

8- الإستعانة بأهل الخبرة في هذا المجال ... فمن المؤكد ستواجه بعض المشاكل وسينقصك بعض المعلومات .. فحاول الاستعانة بمن له خبرة في الموضوع فيمكنك الرجوع لبعض المنتديات العلمية سواءاً العربية أو الأجنبية .. وإذا كنت تعرف شخصاً له خبرة في الموضوع فلا تتردد في سؤاله ..
هذه البرامج لابد أن تكون لديك لإستكمال الدورة :
1- micro C لغة البرمجة التي نستخدمها

http://members.aon.at/electronics/pic/picpgm/

2-proteus برنامج المحاكاه ( ملف تورنت)


اللغة التي سنستخدمها هي لغة مايكروسي

البرامج المستخدمة للكتابة على البكPIC كثيرة منها winpic و icprog وغيرها

هل تعلم أن الـ PIC عندما تشتريها جديدة فلن تعمل في أي دائرة ولن يكون لها أي وظيفة تقوم بها .. إلا في حالة وضع أو كتابة برنامج عليها باستخدام الحاسب الآلي عن طريق توصيل الـ PIC بالكمبيوتر من خلال جهاز البرمجة .

جهاز البرمجة : هو الجهاز (أو الدائرة الالكترونية) التي نضع فيها الـ PIC ومن ثم نوصل هذا الجهاز بالحاسب الآلي.....

ونستخدم أحد البرامج المختصة بالكتابة على الـ PIC ولكن هذا بعد أن نكون قد كتبنا الكود ( وهو ما سنتعلمه بالتفصيل) فكما قلت لكم إن الـ PIC نحدد وظيفته ( أو عدة وظائف) من خلال عملية البرمجة وعملية البرمجة نسميها كتابة الكود .

في هذا الملحق كل ما يجب عليك أن تعرفه هو أنه يوجد العديد من أجهزة البرمجة والعديد من الأنواع كل جهاز له إمكانياته .. ويمكنك أن تصنع أنت بنفسك جهاز البرمجة بأن تكون دائرته أو أن تشتريه جاهزاً سواءا من الشركات العالمية الكبرى أو من بعض محلات الإلكترونيات التي تبيعه .

وإليك الآن جهاز البرمجة.. وهو جهاز سهل غير معقد ويمكن للجميع صنعه وهذه صورته .

وهذه هي الرسمة لعمل الدائرة الإلكترونية:::::-----"Circuit Diagram"

كابل سيريل RS232 male-female

معلومة أأكد عليها جهاز البرمجة هو الذي نضع فيه البك PIC كما توضح ذلك الصورة التالية .

وهكذا أكون أستوفيت من الشرح وأرجو أن ينال الموضوع إعجابكم

الموضوعالأصلي : كورس تعلم المايكروكنترولر microcontroller بكل بساطة وسهولة المصدر : منتديات وجدة للنجدة الكاتب:عبد الناصر أمازيغ