آموزش سریع میکروکنترلر AVR

فهرست مطالب:

فیوز بیت ها، منابع کلاک وReset
آشنایی با زبان C
پروژه 1: فلاشر ساده
پروژه 2: کانتر یک رقمی با 7-Segment
پروژه 3: نمایشگر کریستال مایع (LCD)
پروژه 4: اسکن صفحه کلید ماتریسی
پروژه 5: نمایشگرهای LED Dot Matrix
وقفه های خارجی
پروژه 6: آشکار ساز عبور از صفر
تایمر/کانتر صفر
پروژه 7:  فرکانس متر دیجیتال
پروژه 8: کنترل موتورDC  باPWM
عملکرد تایمر دو
پروژه 9: ساعت با وضعیت آسنکرون تایمر
تایمر/کانتر یک
پروژه 10: کنترل سروُ موتور
پروژه 11: تولید موج سینوسی
پورت سریال (RS-232)
پروژه 12: پورت سریال در ویژوال بیسیک
پروژه 13: ارتباط دهی USB با RS232
I2C Bus (TWI) 
پروژه 1۴: ارتباط با EEPROM های I2C
مبدل آنالوگ به دیجیتال
پروژه 1۵: اندازه گیری دما با سنسور LM35
مقایسه کننده ی آنالوگ
SPI Bus 
Mode های Sleep و تایمر Watchdog

دانلود فایل PDF

به نقل ازavr

Pspice 9.1 Student Version

The 9.1 PSpice Student Version lets you test drive these products:

• PSpice A/D
• Capture
• Schematics
• PSpice Optimizer

The Student Version of PSpice is intended for use by college students and professors who are interested in learning about analog and mixed-signal simulation. It is not intended to demonstrate the capabilities of any product other than PSpice. Because it is distributed freely, certain limitations have been imposed on the libraries and functionality. If you are interested in obtaining a fully functional version of PSpice, contact Orcad Sales at 1-800-671-9505. (International customers may call 1-503-671-9500.)

Download Files from HERE

ترمیستور چیست؟

 نیم رساناهایی که به سبب ضریب مقاومت گرمایی زیادشان بکار می‌روند، به مقاومتهای حساس به دما یا ترمیستور thermistors که از عبارت temperature sensitive resistors گرفته شده ، معروف هستند.

 مقاومتهای حساس به دما در شاخه‌های مهندسی کاربردهای مهم و زیادی دارند: در کنترل خودکار ، فاصله سنجی و نیز در دماسنجهای خیلی دقیق و حساس بکار برده می‌شوند. دماسنجهای مقاومتی یا بارترها barertte دستگاهی است برای اندازه گیری چگالی شار تابشی که طرز کار آن بر پایه تغییر مقاومت الکتریکی پیل حساس نیم رسانایی در موقع گرم کردن آن استوار است)، را خیلی پیش در آزمایشگاهها بکار می‌بردند. ولی قبلا آنها را از فلز می‌ساختند که به سبب محدودیت گسترده کاربردشان ، مشکلات زیادی به بار می‌آوردند. برای اینکه مقاومت بارتر را در مقایسه با مقاومت سیمهای رابط بالا ببرند، ناچار بودند بارتر را از سیم نازک و دراز بسازند. به علاوه تغییر مقاومت فلزات با دما خیلی کم است و از این اندازه گیری دما به کمک بارتر فلزی به اندازه گیری خیلی دقیق مقاومت نیاز داشت. بارترهای نیم رسانایی (ترمیستورها) این معایب را ندارند. مقاومت ویژه الکتریکی آنها آنچنان بالاست که یک بارتر می‌تواند فقط چند میلیمتر طول داشته باشد. با چنین ابعاد کوچکی ، ترمیستور خیلی زود به دمای محیط بیرون می‌رسد. همین امر به آن امکان می‌دهد که دمای اشیای کوچک (مثلا برگ گیاهان یا ناحیه‌هایی روی پوست بدن) را اندازه بگیرد.

 ترمیستورهای مدرن (ترمیستورهای نیم رسانا)

حساسیت ترمیستورهای امروزی چنان بالاست که تغییری به اندازه یک میلیونیم کلوین را می‌توان به کمک آنها آشکار سازی و اندازه گیری کرد. این وضع عملی بودن کاربرد آنها را در دستگاههای جدید به جای پیلهای ترموالکتریک برای اندازه گیری شدت تابش خیلی ضعیف نشان می‌دهد. در ابتدا انرژی لازم برای آزاد شدن الکترون از حرکت گرمایی یعنی انرژی داخلی نیم رساناها ، تأمین می‌شد. ولی این انرژی را جسم می‌تواند در ضمن جذب انرژی نور به الکترون انتقال دهد. مقاومت چنین نیم رساناهایی بر اثر نور به مقدار زیادی کاهش می‌یابد. این پدیده را نور رسانش فوتو رسانش یا اثر فوتو الکتریکی ذاتی گویند. اصطلاح ذاتی در اینجا تأکید بر این واقعیت دارد که الکترونهای آزاد شده با نور ، مانند انتشار الکترون از فلز درخشانی که به “اثر فوتوالکتریک غیر ذاتی“ معروف است، مرزهای جسم را ترک نمی‌کنند. این الکترونها در جسم باقی می‌مانند و دقیقا رسانندگی آن را تغییر می‌دهند. دستگاههایی که بر پایه این پدیده ساخته می‌شوند را در مقیاس صنعتی برای دستگاههای اعلان و خودکار بکار می‌برند (مانند دزدگیر و ...). فقط بخش کوچکی از الکترونهای آزاد نیم رسانا در حالت آزادند و در جریان شرکت می‌کنند. اما درست این است که بگوییم همین الکترونها بطور دائم در حالت آزادند و دیگران در حالت مقید. بر عکس ، در نیم رساناها همزمان دو فرآیند رخ می‌دهد: از یک طرف با صرف انرژی داخلی یا انرژی نورانی فرآیند آزادسازی الکترونها اتفاق می‌افتد. از طرف دیگر ، فرآیند ربایش الکترونهای آزاد ، یعنی ترکیب مجدد آنها با بعضی از یونهای باقیمانده (یعنی ، اتمهایی که الکترونهایشان را از دست داده‌اند) مشاهده می‌شود. بطور متوسط ، هر الکترون آزاد شده فقط مدت کوتاهی (از 3-10 تا 8-10 ثانیه) آزاد می‌ماند. همواره الکترونهایی وجود دارد که پیوسته جایشان را با الکترونهای مقید عوض می‌کنند. تعادل بین الکترونهای آزاد و مقید از نوع تعادل دینامیکی است.

برخی از منابع دروس اصلی رشته مهندسی برق:

موارد پیشنهادی با * مشخص شده است. بدیهی است که ممکن است کتاب درسی با آن متفاوت باشد. همچنین دروسی که در کنکور کارشناسی ارشد می آید با ** مشخص شده است.

 الکترومغناطیس ** : - الکترومغناطیس میدان و موج – چنگ * - الکترومغناطیس – ویلیام هیت - الکترومغناطیس – دکتر احمد صفایی - الکترومغناطیس - دکتر سلیمانی

 معادلات دیفرانسیل **: - معادلات دیفرانسیل – دکتر مسعود نیکوکار * - معادلات دیفرانسیل – بویس و دیپریما - معادلات دیفرانسیل – سیمونز - معادلات دیفرانسیل – دکتر شیدفر

ریاضی مهندسی **: - ریاضیات مهندسی پیشرفته (جلد 2) - کرویت سیگ * - ریاضیات مهندسی پیشرفته – وایلی - مجموعه سوالات ریاضیات مهندسی برای کارشناسی ارشد – دکتر نیکوکار

 الکترونیک **: - میکروالکترونیک –عاآدل سدرا و کنت اسمیت – ترجمه ملکان و واحدی * - الکترونیک - نشلسکی - مدارهای الکترونیک – گری میر - تحلیل و طراحی مدارهای الکترونیک (2 جلد) – تقی شفیعی - الکترونیک (2 جلد) – میرعشقی

 مدار**: - نظریه اساسی مدارها و شبکه ها (2 جلد) – چارلز دسور – ترجمه جبه دار - تحلیل مهندسی مدار – هیت – ترجمه دیانی * - مدارهای الکتریکی – دکتر عابدی - مدارهای الکتریکی – دکتر نیکروش - مدارهای الکتریکی – دکتر هدتنی

 کنترل **: - سیستم های کنترل خطی – اوگاتا – ترجمه دیانی * - کنترل خطی – دورف - کنترل خطی – بنجامین کو - کنترل خطی – دکتر خاکی صدیق - سیستم های کنترل خطی – کامران خسرویان کرمانی

ماشین های الکتریکی **: - ماشین های الکتریکی – پ س سن * - ماشین های الکتریکی – چاپمن - ماشین های الکتریکی – سلمون ترجمه لسانی - ماشین های الکتریکی – فیتز جرالد - ماشین های الکتریکی – بیمباهارا - ماشین های الکتریکی با کاربرد هایی از الکترونیک قدرت – ال هاواری

 آمار و احتمال **: - آمار و احتمال – شلدون راس - آمار و احتمال – والدپول - آمار و احتمال – دریک - نظریه احتمالات و نتیجه گیری آماری – لارسون - آمار و احتمال (2 جلد) – دکتر نیکوکار (برای شروع خوب است *) - تئوری احتمالات و آمار کاربردی – دکتر آریانژاد

تجزیه و تحلیل سیگنال ** : - سیگنال ها و سیستم ها - اپنهایم * - سری شومز Dsp

بررسی سیستم های قدرت **: - بررسی سیستم های فدرت – استیونسن * - بررسی سیستم های فدرت – گلاور - بررسی سیستم های فدرت – الگرد - بررسی سیستم های فدرت – تالیف هادی سعادت – ترجمه کاظمی

 اندازه گیری الکتریکی : - اندازه گیری الکتریکی – ساونی * تکنیک پالس: - تکنیک پالس – معتمدی و نشاطی *

محاسبات عددی : - محاسبات عددی – دکتر نیکوکار و درویش - محاسبات عددی – دکتر دهمرده * - ...

 ریاضیات عمومی : - حساب دیفرانسیل و انتگرال - توماس - حساب دیفرانسیل و انتگرال – سیلورمن * - حساب دیفرانسیل و انتگرال – لیتهولد - حساب دیفرانسیل و انتگرال – آدامز - ریاضی مهندسی – کرویت سیگ ج 1 - ریاضی عمومی – مارون

زبان انگلیسی ** : - زبان عمومی برای رشته های مهندسی – حقانی و جمعی از نویسندگان * - زبان برای دانشجویان مهندسی برق - حقانی *

مدار منطقی : - طراحی دیجیتال – موریس مانو *

 معماری کامپیوتر: - معماری کامپیوتر – موریس مانو * - معماری کامپیوتر ( ارشد) - یوسفی

میکرو پروسسور: - میکروپروسسور 8086 – دکتر خاکی * - میکروکنترلر 8051 – مکنزی - Z80 - میکروکنترلر 8051 – مزیدی *

پردازش تصویر: - پردازش تصویر – گونزالس *

برنامه نویسی مقدماتی: - برنامه نویسیc – جعفر نژاد قمی * - برنامه نویسی به زبان پاسکال – جعفر نژاد قمی - برنامه نویسی ساخت یافته به زبان پاسکال و حل مسائل نمونه – کافمن

 فیزیک عمومی1 (مکانیک) : - فیزیک ج 1 – هالیدی * - مکانیک تحلیلی – سایمون - مکانیک تحلیلی – فولز

فیزیک عمومی 2 (فیزیک الکتریسیته) : - فیزیک جلد 3 – هالیدی * - الکترومغناطیس – ریتس - الکترومغناطیس – آلونسو و فین - مبانی نظری الکترومغناطیس - میلفورد

شبکه های کامپیوتری : - شبکه های کامپیوتری – تنن بام *

طراحی الگوریتم: - طراحی الگوریتم – دکتر نعیمی پور *

هوش مصنوعی: - هوش مصنوعی – ترجمه و تالیف دکتر مهرداد فهیمی - هوش مصنوعی – ترجمه رهنمون و هماوندی

Converting Heat from Mobile Phones Back into Electricity

Silicon nanowires may lead the way to converting waste heat into electricity, according to research reported yesterday in the journal Nature. Two separate teams, one at Caltech and the other at the University of California, Berkeley, reported that they could increase silicon's ability to convert heat into electric current by as much as 100 times.

The difference in temperature between two sides of a chip [red is hot, blue is cold] cause electrons to flow in a roughened silicon nanowire

The application could take surplus heat generated within mobile phones during use, or even from the human body when in standby and convert it to electricity.

Thermoelectric conversion relies on a difference between hot and cold areas in a device. Heat flowing from the hot side to the cold side creates current, which can be captured and used to power a device or stored for subsequent use. Bulk silicon has traditionally been considered a poor material for thermoelectric conversion, because its thermal conductivity is too high; heat travels across it so well that it's difficult to create the necessary temperature differential.

"If you were going to make a high-performance thermoelectric, you would never use silicon, because as a bulk material it's pretty lousy," says James Heath, a chemist who led the research at Caltech. He was surprised by his own results; he expected some increase in efficiency, but not as much as he got.

Thermoelectric conversion efficiency is measured by a number dubbed ZT. Several factors go into that number, and it can be increased both by lowering the thermal conductivity of a material and by increasing its electrical conductivity. Whereas bulk silicon at room temperature has a ZT of 0.01, the Berkeley team increased that to 0.4, and the Caltech team increased it to 0.6. That puts silicon nanowires about on par with bismuth telluride, the compound from which commercial converters are made despite the fact that it is relatively expensive and challenging to work with. Making thermoelectric devices out of silicon, which is abundant, cheap, and easily handled, could help create a new market for the devices.

Both research teams found that they could decrease silicon's thermal conductivity - and therefore increase the conversion efficiency - by fashioning the material into nanowires with diameters of 10 to 100 nanometers and introducing defects in the silicon that slowed the flow of phonons - the acoustic vibrations in the crystal lattice of a material that carry heat.

"Defects are important here," says Peidong Yang, a materials scientist at Berkeley. "They can block the phonon transport from one end to the other end, so the thermal conductivity can be drastically reduced."

Yang says his group engineered defects into the nanowires at three different length scales. First, by fashioning the bulk silicon into nanowires, they made the material very small compared with the phonons so that the size of the wires themselves affected how the phonons could move. They also made the surface of the wires rough, introducing a set of defects at a smaller scale. Finally, they doped the silicon with boron to introduce defects at an atomic level.

Heath induced a greater drop in thermal conductivity by making his nanowires even smaller than Yang's - only 10 to 20 nm in diameter. Normally, a wire would carry two types of phonons, he explains: one that causes the wire's diameter to expand or contract, and one that causes it to lengthen or shorten. Like a rubber band that gets thinner when stretched, the two work in opposition. But when the nanowires get small enough, the two types merge into a single type of phonon, and that slows down the heat transport even more.

An array of nanowires [green] convert heat from the temperature difference between two slivers of a microchip. Current in flowing through a heater [red] causes the temperature difference

Unfortunately, when Heath made the wires 10 nm wide, which gave him the best results for thermal conductivity, the electrical conductivity crucial to thermoelectric conversion also dropped.

Mildred Dresselhaus, a physicist at MIT who had predicted that using nanowires would lead to better thermoelectric conversion, says she's pleased with Yang's and Heath's research. Their reports "represent a significant advance in the field," she says. "The applications field is now taking off, and interest in the field by the science community has grown a lot in the last two to three years."

One of the easiest applications would be for recycling waste heat from computer chips into electricity. "You gain twice," says Heath. "Number one, you're getting rid of heat, which is bad in a laptop, and number two, you're gaining efficiency." He thinks that applications could come with just a couple of years' work.

Both teams are pressing ahead to see what they can achieve next. The researchers believe a material with a ZT of 3 or 4 would be very appealing commercially. Heath hopes to apply his findings to other materials that might start out with better properties than silicon and be improved further. He's doing work with silicon germanium, for instance, which has much lower thermal conductivity than pure silicon.

Cronin Vining, a consultant on thermoelectrics, says the commercial market for thermoelectric devices is very small at present but could grow with better materials. He says the nanowire work is impressive, but he's not ready to say that thermoelectrics could, for instance, help stem global warming by increasing the efficiency of power plants. "As they stand, their properties are not really good enough to be useful," Vining says. "But this is the very first result on silicon in 60 years that's of any interest at all."