- PIC16f84A 8-bit enhanced with EEPROM

Transcript

1 PIC16f84A 8bit enhanced with EEPROM

2 و الل ه أ خ ر ج ك م م ه ب ط ىن أ م ه بت ك م ال ت ع ل م ىن ش ي ئ ب و ج ع ل ل ك م ال س م ع و األ ب ص بر و األ ف ئ د ة ل ع ل ك م ت ش ك ر ون الحمد هلل رب العالم ن وأشهد أن ال إله إال هللا وحده ال شر ك له وأشهد أن محمدا عبده ورسوله و صف ه و خل له صلوات رب وسالمه عل ه وعلى آله وأصحابه أجمع ن والتابع ن ومن تبعهم بإحسان إلى وم الد ن.. أما بعد : نع ش ال وم ف ع صر تكنلوج ا ال معلومات ح ث شهد ع صرنا ه ذا تطورا سر عا ال س ما ف ما خص م جال تقن ات مع الجة الب انات وكثرة األجهزة الت تم اختراع ها ف هذا الم جال مثل Microprocessor, PLC, Microcontroller فالقرن العشر ن هو بال شك قرن اإللكترون والصناعات الحاسوب ة وبخاصة ف العقود األربعة األخ رة, فاختراع الترانز ستور شك ل قفز ة نوع ة ف الصناعة االلكترون ة, وغدا هذا العنصر ف ما بعد عنصرا أساس ا ف صناعة الدوائر االلكترون ة. نقطة التحول الثان ة ف الصناعة االلكترون ة بعد الترانز ستور تمثلت بنجاح العلماء ف صناعة دوائر متكاملة (IC) متناه ة الصغر وخصوصا االختراع المتحكم الص غري Microcontroller والت ه عبارة عن دائرة متكاملة وما م ز هذه الدائرة المتكاملة ه الوثوق ة ف األداء إضافة إلى تطور تقن ة تصن عها و سعرها المنخفض الذي جعلها ف متناول الجم ع والمتحكم الص غري ختلف عن بق ة الدارات المتكاملة ف أنه دارة متكاملة قابلة للبرمجة, أي أن عمله تحدد وفق البرنامج المكتوب داخله, وهو ذو وثوق ة عال ة ودقة متناه ة ف معالجة الب انات مما جعله العقل المدب ر ف دارات التحكم االلكترون ة. هذا الكتاب س كون مدخلك نحو الفهم العم ق لمبدء عمل المتحكم الص غري وطر قة برمجة ح ث تكون هذا الكتاب من سبعة وحدات ف الوحدة االولى تناولنا موضوع األنظمة ال عدد ة وك ف ها تمث لها اما الوحدة الثان ة فكانت مقدمة عن بن ة االنظمة القابلة لل برمجة وف الوحدة الثالثة تناولنا البن ة الصلبة Hardware للمتحكم الص غري Microcontroller اما الوحدة الرابعة تناولت موضوع مسجل الب انات الخاصة بالمتحكم الص غريMicrocontroller instruction set وف الوحدة الخامسة تم شرح طقم التعل مات File Register وف الوحدة السادسة سوف تتعلم مبادى البرمجة وطرق برمجة المتحكم الص غري Microcontroller اما الوحدة االخ رة فخصصتها عن االدوات Toolkit والبرامج Softwares المستخدمة ف عمل ة البرمجة. ( 2 )

3 الفهرس Numbrics Systems الوحذة االولى االنظمت العذديت ص 9 ص 1 ص ص ص 3 ص 5 ص 5 ص 5 ص 6 ص 1 ص 1 ص 1 ص 1 ص ص 4 ص 5 ص 6 ص 6 ص 1 ص 1 Decimal system النظام العشري Binary system النظام الثنائ التحو ل من النظام الثنائ الى النظام العشري Conv. Binary to decimal التحو ل من النظام العشري الى النظام الثنائ Conv. Decimal to binary Measurment Units وحدات الق اس Possitive & Negative systems االعداد الموجبة والسالبة Unsigned number االعداد بدون اشارة Signed number االعداد بأشارة Sign & Magnitude االشارة والمقدار 1's Compliments المتمم االول 2's Compliments المتمم الثان Arithmatic operations العمل ات الحساب ة على النظام الثنائ Adding الجمع Comp. Subtracting using s'2 الطرح بأستخدام المتمم الثان Carry حالة المحمل Number Inside Computers االرقام داخل ذاكرة الحاسوب Overflow Condition حالة الطفحان Overflow exambles امثلة على الطفحان Hex. Decimal النظام السادس عشر التحو ل من النظام السادس عشر الى النظام الثنائ وبالعكس ( 3 )

4 Digital System Archetecture الوحذة الثانيت بنيت االنظمت القابلت للبرمجت Hard wire connection Programmable Devices CPU functions Fetch Cycle Execution Cycle ALU Unit Control unit Memory Unit Structure of memory Vonnewman vs Harvard Arch. Input Units Output Unit أنظمة الربط الصلب االنظمة القابلة للبرمجة وض فة وحدة المعالجة المركز ة دورة الجلب دورة التنف ذ وحدة الحساب والمنطق وحدة الس طرة وحدة الذاكرة البن ة الداخل ة للذاكرة بن ة فون ن ومان وبن ة هارفارد وحدات االدخال وحدات االخراج ص 31 ص 31 ص 3 ص 3 ص 3 ص 3 ص 33 ص 36 ص 36 ص 31 ص 31 ص 31 MCU Archetecture الوحذة الثالثت بنيت المتحكم الصغري ص 4 ص 43 ص 43 ص 44 ص 45 ص 46 ص 41 ص 41 ص 41 ص 49 ص 49 ص 49 ص 51 ص 51 ص 5 ص 5 ص 5 ص 5 ص 5 ص 5 ص 53 ص 54 PIC16f84A CPU Direct Addressing Undirect Addressing ALU Unit Status register Control Unit Memory Organization Data Memory GPR SPR Program Memory PWRT OST POR Watchdog Timer Eeprom Timer In/Out ports Reset pin Crystal Oscilattor بن ة المس طر الدق ق وحدة المعالجة المركز ة العنونة المباشرة العنونة الغ ر مباشرة وحدة الحساب والمنطق مسجل الحالة وحدة الس طرة تنظ م الذاكرة ذاكرة الب انات مسجالت االغراض العامة مسجالت االغراض الخاصة ذاكرة البرنامج مؤقت بدا ة اقالع الطاقة مؤقت بدا ة اقالع المذبذب اعادة االقالع عند بدا ة تشغ ل الطاقة مؤقت الحارسة الذاكرة المؤقت أطراف االدخال واالخراج الوصف الدق ق الطراف المس طر الصغري طرف تصف ر الشر حة المذبذب البلوري ( 4 )

5 File Register الوحذة الرابعت ص 56 ص 51 ص 51 ص 51 ص 51 ص 51 ص 59 ص 6 ص 6 ص 63 ص 63 ص 64 ص 65 ص 65 ص 65 ص 66 Special Purpose Register(SPRs) TRISA(TriState Buffer) TRISB(TriState Buffer) PORTA PORTB Status Register Option Register FSR Register (File Select Register) INDF Register TMR Register PCL & PCLATH INTCON EEADR EEDATA EECON1 EECON 2 مسجالت األغراض الخاصة السجل السجل السجل السجل مسجل الحالة المسجل مسجل FSR مسجل INDF مسجل TMR المسجل المسجل المسجل المسجل المسجل المسجل Instructions set الوحذة الخامست طقم التعليماث ص 61 ص 61 ص 69 ص 69 ص 11 ص 1 ص 1 ص 1 ص 1 ص 1 ص 1 ص 13 ص 13 ص 13 ص 14 ص 14 ص 14 ص 15 ص 15 ( 5 ) Bit Orientation Operations التعل مات على مستوى البت Bit Clear Flag BCF التعل مة Bit Set Flag BSF التعل مة Bit Test Flag Skip If Set BTFSS التعل مة Bit Test Flag Skip If Clear BTFSC التعل مة Lateral and Control Instruction تعل مات الس طرة والثوابت MOV Lateral to W Reg. MOVLW التعل مة ADD Lateral to W Reg. ADDLW التعل مة AND Lateral and W Reg. ANDLW التعل مة CALL Statement CALL التعل مة Clear watchdog timer التعل مة CLRWDT Goto Statement Goto التعل مة Exclusive OR Lateral With W Reg. XORLW التعل مة Inclusive OR Lateral With W Reg IORLW التعل مة Subtract Lateral from W Reg. SUBLW التعل مة SLEEP Instruction SLEEP التعل مة Return flag interrupt enable instruction RETFIE التعل مة Return التعل مة RETLW التعل مة Return Instruction Return with lateral to W Reg.

6 ص 15 ص 16 ص 11 ص 11 ص 11 ص 19 ص 19 ص 11 ص 11 ص 11 ص 1 ص 1 ص 1 ص 1 ص 13 ص 13 ص 14 ص 15 ص 16 Byte Orientation Operations ADD W Reg. to flag Subtract W Reg. from flag Swap W Reg. With Flag AND W Reg. with flag EXOR W with flag Inclusive OR W with flag Clear Flag No Operation Instruction Clear Working Register Compliment Flag Instruction Decrement Flag Increment Flag Rotate Right Through Carry Rotate Left Through Carry Move Flag Move W Reg. to Flag Increment Flag Skip if Zero Decrement Flag Skip if Zero التعل مات على مستوى البا ت ADDWF التعل مة SUBWF التعل مة SWAPF التعل مة ANDWF التعل مة XORWF التعل مة IORWF التعل مة CLRF التعل مة NOP التعل مة CLRW التعل مة COMF التعل مة DECF التعل مة INCF تعل مة RRF تعل مة RLF تعل مة MOVF تعل مة MOVWF تعل مة INCFSZ تعل مة DECFSZ تعل مة Programming Concept الوحذة السادست مبادء البرمجت ص 19 ص 91 ص 9 ص 9 ص 9 ص 9 ص 93 ص 94 ص 95 ص 95 ص 96 ص 96 ص 91 ص 99 ص 1 ص 1 ص 14 ص 14 ( 6 ) لغة التجم ع ه كل البرنامج عمل ة الكتابة عمل ة القراءة المتغ رات الثوابت التعل قات التعل مة #define التعل مة ORG التعل مة Cblock الماكرو االجراءات تعل مة أذا الشرط ه تعل مة التكرار مثال عن العنونة المباشرة مثال عن العنونة الغ ر المباشرة مقدمة ف المقاطعات فلسفة المقاطعه Assembly Language Program Structure Writing Operation Reading Operation Variable Constant Comment Macro Instruction Subroutines If Statement While loop Direct Addressing Undirect Addressing Introdution to Interrupt interrupt philosophy

7 Mechanism of interrupt interrupt Flag Timer Timer Modules Timer enable Timer Interrupt WatchDog Timer ال ه عمل المقاطعات علم المقاطعه برمجة المؤقت وحدة المؤقت تفع ل خدمة المؤقت مقاطعة المؤقت مؤقت الحراسه خطوات ته ئة مؤقت الحراسه ال ه عمل مؤقت الحراسه ص 15 ص 16 ص 11 ص 19 ص 19 ص ص ص 3 ص 4 Toolkit & Simulation الوحذة السابعت العذد والمحاكاة المبرمجة عمل ة توص ل المبرمجة easypic7 بجهاز الحاسوب كتابة الشفرة Code واول د ملف Hex. File Hex.File خطوات تول د ملف Proteus المحاكاة بأستخدام برنامج ص 6 ص 6 ص 1 ص 1 ص 3 ( 7 )

8 Dedication اىل كم يسهى يزيد عشة األسالو و بي ا اىل كم شخص يزيد رفع رأص انوط وكزاتت حم د )عهيت انصالة وانسالو( انعزاق احلبية اىل أعش شخصني انذي اوصال ي اىل يا ا ا عيت انواند وانواندة اىل انشخص انذي كا انسبة يف أك ال هذا انكتاب سوجتي انعشيشة اىل أخوتي واصدثائي... ( 8 )

9 Unit one ألوحدة األول ى Numerical System األنظمة العدد ة مقدمة: هذه الوحدة ه م قدمة للنظام ال عشري Decimal الث نائ Binary السادس ع شر Hex. Decimal ك ف ة ت مث لها وك ف ة الت حو ل ب ن هذه اال نظمة ف الح ق قة أن الغا ة األساس ه لتقد م هذه الوحدة ه ال تعرف على ب عض ال مفاه م األساس ة مثل ك ف ة تمث ل األعداد الموج بة والسالبة ف ال نظام ال ثنائ والتعرف على حالة الطفحان Overflow حالة ال م حمل Carry وغ رها من المفاه م الواجب التعرف عل ها قبل الدخول ف عالم الم س طر الدق ق..Microcontroller Decimal System النظام العشري إن الن ظام أالكثر استخداما ف ح اتنا ال وم ة ف ع مل ات الع د و الح ساب هو الن ظام العشري Decimal system هذا الن ظام أساسه Radix هو 1 األساس عشرة عن أن هذا النظام مكون من عشر أعداد Digit لت مث ل ال ق م Values ه,1,2,3,4,5,6,7,8,9 تسمى هذه األرقام معا مالت Coefficient الن ظام العشري فمثال ال عدد 123 مكن ت فس رة ب شكل 1 X X X 1 = = 123 نجد إن هذا ال عدد مكون من ثالث مراتب Digit ه مرتبة األحاد الذي هو الرقم "3" مرتبة الع شرات الذي هو "2" مرتبة المئات الذي هو "1" ومجموع هذه المراتب تكون العدد الذي هو "123" بصورة عامة مكن تمث ل أي عدد بألنظام العشري بهذة الص غة A K X 1 n1 + A K1 X 1 n2 + A K2 X 1 n3... ( 9 )

10 أ ن ح ث تمثل الرقم Digit وموقعة من العدد Number ت مثل أساس Radix النظام العشري هو األس الذي مثل مرتبة ال عدد : A K : 1 : N Binary system ألنظام الثنائ وهو الن ظام الذي ستخدم ف األجهزة ال رقم ة Digital Devices لت مث ل األعداد Numbers و تمث ل األ شارات Signals ه ذا الن ظام أساسة Radix هو "2" األساس أثنان عن أن هذا ال نظام مكون من ر قم ن Two Digit لتمث ل األعداد هما "1", "" سمى هذان ال رقمان معامالت Coefficient الن ظام الثنائ فمثال العدد b"1" تمثل العدد "4" بألنظام ال عشري والعدد b"111" تمثل الع دد "13" بالنظام العشري وه كذا أي أن هذا الن ظام مكون من سلسلسة من األصفار والوحدات فقط.. مالحظة: أصغر خانة ف ال نظام الثنائ تسمى digit) bit (binary bit) MSB(Most significant أقصى خانة ت قع على جهة ال سار تسمى الخانة األكثر أهم ة bit) LSB(Least significant أقصى خانة تقع على جهة ال م ن تسمى الخانة األقل أهم ة و ضح ع دد بألن ظام الث نائ مكون من ثما ن مراتب 8bit الشكل Figure 1.1 Bit 7 Bit MSB Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 LSB Figure 1.1 System Conversion األنظمة ب ن التحو ل أذا ك نت تود برمجة م س طر د ق ق Microcontroller جب أن ت عرف ك ف ة التعامل مع ال نظام الثنائ Binary والن ظام العشري Decimal وك ف ة الت حو ل ب ن هذه األنظمة ألنك ستحتاج عمل ة التحو ل بكثرة اثناء عمل ة البرمجة. programming ( 1 )

11 Binary to Decimal Conversio التحو ل من النظام الثنائ إلى النظام العشري للت حو ل من الن ظام ال ثنائ الى ال نظام العشري bit ف أساس الن ظام Radix الذي هو '2' م رفوعة لل س رقم ال مرتبة أي نضرب كل Binary number := (B 2 B 1 B ) 2 Where b n := B n X 2 position ثم ن جمع كل b n ألستخراج الناتج أي b 2 b+ 1 b+ وهكذا مع م الحظة أن مرتبة األحاد LSB تبدء بالق مة صفر أي أن position := مثال 1.1 حول العدد (11) 2 بالنظام الثنائ الى ما كافئة بالنظام العشري الحل: 1X2 3 + X2 2 + X X2 = = (9) 1 مثال 1.2 حول العدد (11) 2 بالنظام الثنائ الى ما كافئة بالنظام العشري الحل: X X X2 1 + X2 = = (6) 1 Decimal to Binary Conversion التحو ل من النظام العشري إلى النظام الثنائ عند ال تحو ل من ال نظام ال عشري الى ال نظام ال ثنائ نتبع الص غة التال ة نقسم الع دد الذي نر د العدد "1" تحو لة الى النظام الثنائ على أثنان" 2" مثال 1 2 = quotient is 5 reminder = LSB 5 2 ناتج قسمة quotient العدد 2 1 هو "5" والمتبق هو "" الذي عتبر هو الخانة األقل أهم ة LSB ونستخرج باق القسمة وهكذا... وتستمر العمل ة الى أن صبح العدد المقسوم أصغر من المقسوم عل ة لنتوقف ثم نقسم العدد 5 2 = quotient is 2 reminder = 1 bit = quotient is 1 reminder = bit = invalid operation reminder = 1 MSB ( )

12 أذن مكافئ العدد (1) 1 بالنظام الثنائ هو (11) 2 مثال 1.3 حول العدد (14) 2 بالنظام العشري الى ما كافئة بالنظام الث نائ الحل: 14 2 = quotient is 7 reminder = LSB 7 2 = quotient is 3 reminder = 1 bit = quotient is 1 reminder = 1 bit = invalid operation reminder = 1 MSB أذن مكافئ العدد (14) 1 بالنظام الثنائ هو (111) 2 مثال 1.4 حول العدد (15) 2 بالنظام العشري الى ما كافئة بالنظام الث نائ الحل: 15 2 = quotient is 7 reminder = 1 LSB 7 2 = quotient is 3 reminder = 1 bit = quotient is 1 reminder = 1 bit = invalid operation reminder = 1 MSB أذن مكافئ العدد (15) 1 بالنظام الثنائ هو (1111) 2 ( 2 )

13 الجدول table 1.1 و ضح الق م ال عشر ة Decimal وما قابلها بالنظام الثنائ Binary System الع ذد الثنائي الع ذد العشزي Table 1.1 Units of Measurement وحدات الق اس كث ر ما نسمع مصطلحات Giga byte, Mega byte,kilo byte الت ن ش ر بها الى سعات خزن ة مثال نقول أن لدي قرص صلب Hard disk ذو سعة 12 Giga byte ن حن ب ذلك نذكر وحدة الق اس الخاصة باألنظمة ال رقم ة ح ث أ ن أصغر وحدة ق اس ف ال نظام الثنائ تسمى bit والت ت حمل ق متان أما صفر أو واحد مجموع ثمان خانات 8bit تسمى byte أي أن : 1 byte = 8bit 2 byte = 2 x 8bit = 16bit الشكل Figure 1.2 مثل ال byte Bit 7 Bit Figure 1.2 ( 3 )

14 أقصى عدد مكن أن ستوعبة البا ت الواحد 1 byte هو ( ( أي ما كافئها بال نظام الع شري (255( 1 هناك ع القة تستطع من خ اللها معرفة أ قصى عدد مكن أن ت ستوعبة تشك لة من البتات Bits اذا ع لم عدد الخانات الثنائ ة digit) Bit(binary Maximum Value = 2 N 1 where N: is the number of bit Maximum Value = = 2561 = 255 Maximum Value كما أن هناك قانون ت ستط ع من خاللة م عرفة عدد البتات bit numbers اللوغارتمات ح ث اذا ع لم أعظم رقم وذلك بأستخدام Number of bit(n) = Log 2 X where X is the maximum value Number of bit (N) Register )المستوعب او المسجل عبارة عن دائرة خزن رقم ة(مكون من 16bit فما هو اقصى عدد مكن أن مثال 1.5 أذا كان لد ك مستوعب تحملة المستوعب الحل: Maximum Value = = أذن أقصى عدد مكن تحمله هو Register أعظم رقم س توعبة هو ال عدد (32) 1 فما هو عدد البتات Bit Number الذي تكون منة المستوعب مثال 1.6 أذا كان ل د ك مستوعب الحل: Number of bit = 5bit أذن عدد البتات ه.5bit ( 4 )

15 الج دول Table 1.2 ب ن وحدات الق اس ع ذد الخاناخ الث نائيح 8bit 16bit 32bit 124 byte 124 kilobyte 124 Megabyte 124 Gigabyte الوحذج 1byte 1word 1double word 1kilobyte 1Megabyte 1Gigabyte 1Tera byte Table 1.2 Singed and Unsigned Value األعداد الموجبة والسالبة قلنا أن النظام الثنائ مكون من س لسلة من األصفار والواحدات Ones and Zeros و أن هذه السلسلة من األصفار والواحدات عبارة عن أشارات كهربائ ة Electrical Signals السؤال الذي تبادر الى الذهن ك ف تم تمثل االعداد السالبة ف النظام الثنائ!! جب أن تعرف انة هناك نوعان من الب انات حسب طب عة تمث لها ف الحاسبات االلكترون ة Unsigned value Signed value األعداد بدون األشارة االعداد بأشارة Unsigned Value االعداد بدون األشارة وه األعداد الت ال تحتوي على أشارة أي انها كلها أعداد موجبة لنتخ ل لو كان لد نا مستوعب خزن Register مكون من 8bit فأن مدى األعداد الت مكن تمث لها ه Unsigned Range of 8bit 2 8 = 256 أي ان هناك 256 عدد موجب فقط. Signed value األعداد بأشارة وه األعداد الت تحتوي على أشارة سالبة مثل العدد 22 1 بما س لسلة من األصفار والواحدات ك ف س تم تمث ل الرمز السالب ( )!! هناك ثالث طرق لتمث ل األعداد السالبه والموجبة أن األجهزة ال رقم ة تتعامل مع األشارات الكهربائ ة المكونة من ( 5 ) Sign and Magnitude method 1's Compliment method 2's Compliment method طر قة األشارة وال مقدار ط ر قة ال متمم االول 2 ط ر قة ال متمم الثان 3

16 Signe and Magnitude األشارة والمقدار تفترض هذه الطر قة حجز خانة bit لتمث ل أشارة العدد السالب أو الموجب عادة تكون الخانة المحجوزة للشارة العدد Sign ه الخانة MSB إذا كانت هذه الخانة صفر Zero فذلك دل على أن العدد موجب أما اذا كانت الخانة واحد One ف دل ذلك على أن ال عدد سالب مثال لمعرفة ما قابل العدد (11 2 ) بالنظام العشري ننظرالى أخر خانة على جهة ال سار الت تحمل الق مة صفر فهذا دل على ان العدد موجب هذا الجزء من العدد سمى جزء االشارة Sign ثم ننظر الى بق ة العدد الذي مثل جزء المقدار Magnitude الذي مثل العدد '3' اذن العدد هو '3 +' لنأخذ مثال أخر لمعرفة ما قابل العدد (11 2 1) بالنظام العشري بما أن أخر خانة على جهة ال سار ق متها واحد فهذا دل على ان العدد سالب ثم ننظر الى بق ة العدد الذي مثل العدد '6' اذن العدد هو ' 6 ' نستنتج من ذلك أن أي ق مة Values مكونة من جزئ ن جزء االشارة Sign وجزء المقدار Magnitude Sign (+,) Magnitude (value) مالحظة: ع وب Disadvantage أستخدام األعداد السالبة Signed value هو خ سارة المدى Range وذلك بتخص صنا خانة للشارة ح ث Range of 8bit 2 81 = 2 7 = 128 Unsigned الج دول Table 1.3 وضح عدد مكون من 3bit SigneMagnitude ممثل بص غة عدد غ ر إشارة بدون وص غة عدد بأشارة صيغح إشارج والوقذار قيوح خطأ عذد تذوى إشارج عذد ثنائي Table 1.3 الحظ انة ف حالة استخدام عدد بأشارة Signed value لعدد مكون من 3bit سنجد انة المدى Range اصبح 4 ول س 8 والسبب ف ذلك هو تخص صنا الخانة MSB للشارة أي أصبح المدى range هو = فأصبح لد نا اعداد موجبة من الى 3 الت ه, 2,, 1 3 وأعداد سالبة من 4 الى 7 الت ه 3, 2, 1, مع مالحظة ان ال وجد صفر أشارتة سالبة فالصفر اشارتة موجبة لذلك تجد ف الجدول مقابل الق مة ( ) ق مة خاطئة ( 6 )

17 مثال 1.7 ما هو مدى Range لعدد بأشارة Signed Number مكون من 8bit 2 8 = = 2 7 = 128 to to 256 الحل: المدى Range لعدد مكون من 8bit بدون إشارة هو بعد تخص ص خانة لالشارة صبح المدى أي أن مدى االعداد الموجبة الت كون ف ها MSB هو ومدى االعداد السالبة الت كون ف ها MSB هو 1 هو هو مالحظة : SignMagnitude ف ال حق قة الحاسبات األلكترون ة Digital Device األعداد السالبة وذلك بسبب واألجهزة ال رقم ة ال ت س تخدم أسلوب األشارة وال مقدار لت مث ل صعوبة معالجة Processing األعداد السالبة بأستخدام طر قة االشارة وال مقدار. ت كرر حالة الصفر أو وجود عدد صفري سالب (). 1's Compliment المتمم أالول تستخدم هذه الطر قة ف بعض االجهزة الرقم ة لتمث ل االعداد السالبة ال جاد سالب العدد (6) 1 باستخدام المتمم االول نقوم باتباع الخطوات التال ة نحول الرقم (6) 1 الى النظام الثنائ (11) 2 نعكس كل خانة bit من العدد (11) 2 ل صبع العدد (1) 2 أذن سالب العدد (6) 1 هو (1) 1 الجدول Table 1.4 ب ن االختالف ب ن طر قة المتمم االول وطر قة األشارة والمقدار وعدد بدون إشارة 3bit لعدد مكون من Unsigned الو تون األول قيمة خطأ = 7 = = 6 = 1 11 = 5 = 2 1 = 4 = 3 11 = 3 = 4 1 = 2 = 5 1 = 1 = 6 = = 7 األشارج والوقذار ق مة خطأ ع ذد تذوى إشارج الع ذد الث نائي Table 1.4 ( 7 )

18 مالحظة:.1's Compliment.1's Compliment ع وب Disadvantage أستخدام طر قة المتمم االول وجود حالة السالب الصفري (). أ جاب ات Advantage أستخدام طر قة المتمم االول سهولة معالجة االرقام السالبة. (1 11) 2 مثال 1.8 جد سالب العدد أي ما كافئة بالنظام العشري (35) 1 الحل: 2 ن قلب كل خانة من العدد (11 2 1) ل كون ل د نا )11 111( نحول الع دد ( ) الى ال نظام ال عشري )22( أي أن سالب العدد )35( هو )22(. (1) 2 أي ما كافئة بالنظام العشري (2) 1 مثال 1.9 جد سالب العدد الحل: 2 نقلب كل خانة من العدد ل كون (1) 2 لد نا )111( نحول العدد (111) 1 الى النظام العشري )13( أي أن سالب العدد )2( هو )22( 2's Compliment المتمم ألثان وه ال طر قة االكثر استخداما ف معالجة و تمث ل األعداد السالبة ف الحاسبات واالجهزة الرقم ة وذلك كونها تتغلب على حالة الصفر الم كرر وكذلك عدم وجود عدد صفري سالب مثال أل جاد سالب العدد (3) 1 بطر قة المتمم الثان نتبع ال خطوات التال ة نحول العدد 2 (3) 1 الى النظام الثنائ 11( ) نقلب كل خانة bit ل كون لد نا نظ ف واحد الى الناتج ل كون 2 ) ( 2 ) (.(253) 1 2 أذن سالب الع دد (3) 1 بالنظام الثنائ هو ) ( أي ما كافئة بالنظام العشري الجدول Table 1.5 ب ن األختالف ب ن طر قة ال متمم األول وطر قة الم تمم الثان وطر قة األشارة والمقدار وعدد بدون إشارة Unsigned لعدد ثنائ مكون من 3bit ( 8 )

19 الو تون الثاني = 111 = 7 = 1 11 = 6 = 2 11 = 5 = 3 1 = 4 = 4 11 = 3 = 5 1 = 2 = 6 1 = 1 = 7 الو تون االول ق مة خطأ = 7 = = 6 = 1 11 = 5 = 2 1 = 4 = 3 11 = 3 = 4 1 = 2 = 5 1 = 1 = 6 = = 7 ع ذد تذوى إشارج ع ذد ثنائي إشارج وهقذار ق مة خطأ Table 1.5 مالحظة: أ جاب ات Advantage أستخدام طر قة المتمم الثان s'2. Compliment سهولة معالجة Processing األرقام السالبة ال وجود لحالة الصفر السالب () 2 )111( 2 )11( مثال 1.7 جد سالب العدد (11) 1 بأستخدام المتمم الثان (11) 1 الى النظام الثنائ 2 الحل: نحول العدد نقلب كل خانة bit ل كون لد نا )1( 2 نظ ف واحد الى الناتج ل كون )11( (11) 1 بالنظام الثنائ هو أذن سالب الع دد أي ما كافئة بالنظام العشري (5) 1 (11) 2 أي ما كافئة بالنظام العشري (9) 1 مثال 1.8 جد سالب العدد 2 )11( 2 )111( الحل: نقلب كل خانة bit ل كون لد نا نظ ف واحد الى الناتج ل كون أذن سالب الع دد أي ما كافئة بالنظام العشري (7) 1 2 (9) 1 بالنظام الثنائ هو )111( ( 9 )

20 العمل ات الحساب ة على النظام الثنائ Arithmetic Operations ت جري على الن ظام الثنائ الع مل ات الح ساب ة نفسها الت ت جري على الن ظام الع شري مثل ع مل ة الج مع Adding الط رح Subtracting وغ رها من الع مل ات باأل ضافة الى ع مل ات أخرى ت دعى العمل ات المنطق ة Logical Operation مثل عمل ة AND,OR,NOT وغ رها... Addition Arithmetic Operation عمل ة الجمع أذا كان لد نا ع ددان كل ع دد مكون من 4bit لنرمز للعدد األول A أي ان هناك A 3 A 2 A 1 A ونرمز للعدد الثان B أي أن هناك B 3 كما ت جري ع مل ة الج مع ف الن ظام الع شري كما هو موضح ف الشكل Figure 1.2 B + A س تجري عمل ة الجمع ب ن العدد ن B 2 B 1 B B3 A 3 C in B 2 A 2 C in B 1 A 1 C in B A عمل ة ج مع عمل ة ج مع عمل ة ج مع عمل ة ج مع c out c out c out S 3 محمل MSB S 2 S 1 S LSB Figure 1.2 عند أجراء عمل ة الجمع سنجمع الخانة B مع الخانة A ناتج الجمع الذي هو S سوف نضعة ف خانة LSB واذا وجد محمل ) out Carry(c س نتقل الى المرحلة الت تل ها كما هو الحال ف النظام العشري ثم نجمع الخانة A 1 مع الخانة B 1 مع ق مة الم حمل C in الذي هو نفسة المحمل القادم من المرحلة السابقة C out أي C in = C out وهكذا عمل ة الجمع تتم بالطر قة التال ة c in Carry c in c in c in A 3 A 2 A 1 A B 3 B 2 B 1 B S 3 S 2 S 1 S + ( 21 )

21 A n,b n, C in Table 1.6 الحظ الج دول والم حمل الخارج الذي ب ن حاالت األدخال وحاالت األخراج الت ه ناتج عمل ة ال جمع Sum C out An Bn Cin Sum Cout Table 1.6 مثال 1.6 أجمع العدد (11) 2 مع العدد (111) 2 الحل: Carry = أذن ناتج جمع العدد (6) 1 مع العدد (7) 1 هو العدد (13) 1 الذي كافئة بالنظام الثنائ (111) 2 مثال 1.7 أجمع العدد (11) 2 مع العدد (11) 2 الحل: Carry = أذن ناتج جمع الع دد (12) 1 مع الع دد (3) 1 هو الع دد (15) 1 الذي كافئة بالنظام الثنائ (1111) 2 ( 2 )

22 Subtracting Using 2's Compliment الطرح بأستخدام المتمم الثان اذا أشتر ت حاسبة علم ة Scientific Calculator أو أستخدمت الحاسبة العلم ة المرفقة مع نظام التشغ ل Windows لتقوم بعمل ة طرح ع دد ن وذلك ك توفر الوقت والعناء بجعل االله Machine تقوم بعمل ة الطرح عوضا عنك ال ة الطرح ف هذه األجهزة تتم باستخدام الم تمم الثان كما سنالحظة ف السطور التال ة مثال أذا أردت طرح العدد (13) 1 من العدد (5) 1 باستخدام الحاسبة العلم ة كما قلنا سابقا ان النظام الذي تتعامل معة اللالت الرقم ة Digital Devices مثل الحاسبات العلم ة والحاسبات االلكترون ة personal computer والمس طرات الدق قة Microcontroller هو النظام الثنائ binary System وذلك بوجود دوائر خاصة تقوم بعمل ة الطرح لنرى ك ف تتم عمل ة الطرح نقوم أوال بتحول العدد (5) 1 الى النظام الثنائ سنجد أن مكافئ العدد (5) 1 هو (11) 2 ومكافئ العدد (13) 1 هو (111) 2 أي أن العمل ة الت نر د أن نجر ها ه (5 13) أو (11111) الطر قة المستخدمة ف عمل ات الطرح هو بأ جاد المتمم الثان s'2 compliment للعدد المطروح بما أننا سنجد المتمم الثان للعدد (5) 1 أو (11) 2 والذي نقصد ف ة اننا نجد سالب العدد (5) 1 أو (111) 2 لتصبح العمل ة ((5) + 13) أو ( ) أنظر ك ف أن عمل ة الطرح أآلن أصبحت عمل ة جمع أي أن الدائرة الت تقوم بعمل ة الطرح ه نفسها الت تقوم بعمل ة جمع وهذة ه الغا ة من أستخدام المتمم الثان الشكل Figure 1.3 وضح مخطط صندوق Block Diagram لدائرة جمع و طرح باستخدام المتمم الثان B 3 B 2 B 1 B طرح/جمع عكس عكس عكس عكس A 2 C in A 2 C in A 1 C in A إضافه واحد الى LSB دائرة جمع/طرح دائرة جمع/طرح دائرة جمع/طرح دائرة جمع/طرح c out c out c out Carry S 3 S 2 S 1 S Figure ) 2 (111 كما هو معتاد كأالت تتم عمل ة طرح (135) 1 أو Carry x n x n x n x n خطوات ا جاد المتمم الثان للعدد المطروح للته ئة ألجراء عمل ة الطرح : ( 22 )

23 نجد اوال المتمم الثان للعدد (5) 1 أو (11) 2 ألذي هو (111) Carry x n x n x n x n بعد ذلك نجري عمل ة الجمع الت ه ف األصل عمل ة طرح!! Carry Omitted s'2 Compliment ف المتمم الثنائ carry مالحظة : عند ظهور محمل همل الناتج النهائ هو (1) 2 أي ما قابلة بالنظام العشري (8) 1 وهو فعال ناتج عمل ة الطرح ) ) مثال 1.9 أطرح العدد (1) 2 من العدد (11) 2 الحل: العمل ة الت نر د ان نجر ها ه (54( أي ما قابلها بالنظام الثنائ (1) 2 2 (11) )11( 2 نجد المتمم الثان للعدد (4) 1 ل كون لد نا 1 نجمع متمم العدد (4) 1 مع العدد )5( Carry Omitted ( 23 )

24 مثال 1.1 أطرح العدد (11) 2 من العدد (11) 2 الحل: العمل ة الت نر د ان نجر ها ه (36( أي ما قابلها بالنظام الثنائ (11) 2 2 (11) 2 نجد المتمم الثان للعدد (6) 1 ل كون لد نا )11( نجمع متمم العدد 1 (6) 1 مع العدد )3( No carry Carry State المحمل حالة الم حمل هو الخانة الثنائ ة Bit الت ت خرج من الخانة األكثر أهم ة MSB هذا الم حمل له فوائد كث رة منها على س ب ل ال مثال عند مقارنة ع دد ن و نر د معرفة أي ال عدد هو االكبر لنأخذ مثال العدد (4) 1 والعددة (5) 1 عند أجراء عمل ة الطرح التال ة Y = 5 4 نقوم أوال بأ جاد المكافئ الثنائ لكن من العدد (4) 1 الذي هو (1) 2 والعدد (5) 1 الذي هو (11) 1 كما تعلمنا سابقا أن عمل ة الطرح تتم بأستخدام المتمم الثان أي اننا سنجد المتمم الثان للعدد (4) 1 الذي هو (11) 2 لتصبع العمل ة كاالت Carry Omitted الحظ أن ناتج العمل ة هو (1) 1 وهو فعال ناتج عمل ة طرح (4 1 5) الم هم لد نا هو ظهور محمل وهذا دل على أن العدد االول أكبر من العدد الثان لنجري عمل ة الطرح التال ة Y = 4 5 ( 24 )

25 ظ (1) 1 (11) 2 والعدد (4) 1 نقوم أوال بأ جاد المكافئ الثنائ لكن من العدد (5) 1 (5) 1 الذي هو (111) 2 لتصبع العمل ة كاألت الذي هو الذي هو ثم نجد ال متمم الثان للعدد No carry الحظ أن ناتج العمل ة هو (1111) 1 هذا الناتج هو عدد سالب سنناقشة الحقا المهم االول أصغر من العدد الثان لد نا هو عدم ظهور محمل وهذا دل على أن العدد أستنتاج: عند أجراء عمل ة طرح ب ن عدد ن فان المحمل Carry هر عندما كون العدد االول أكبر من العدد الثان عند أجراء عمل ة طرح ب ن عدد ن فان المحمل Carry ال ظهر عندما كون العدد االول أكبر من العدد الثان Number in Computer's Memories األرقام داخل ذاكرة الحاسوب لقد ت علمنا مما سبق أن أ جاد ال متمم الثان معناة أ جاد سالب ال عدد مثال ال عدد (11) 2 الم تمم الثان لة أو سالب الع دد هو (11) 2 السؤال الذي تبادر الى الذ هن ك ف م ز الحاسوب ب ن ال عدد (11) 2 الذي هو (6) 1 والعدد (11) 2 الذي هو العدد (1) 1 لك س تط ع الحاسوب ال تم ز ب ن ال عدد ن ستخدم أسلوب األشارة وال مقدار بح ث خصص الخانة MSB للشارة أي اذا كان MSB واحد فهذا دل على ان العدد سالب, أما اذا كان MSB صفر فهذا دل على أن العدد موجب وحسب الجدول Table 1.7 الوكافئ تالوتون الثاني فقط للعذد السالة الحالح عدد موجب عدد موجب عدد موجب عدد موجب عددموجب عدد سالب عدد سالب عدد سالب عذد ثنائي Table 1.7 ( 25 )

26 الحظ ال عدد (11) 2 هو ع دد موجب وال سبب ف ذلك هو إن أخر بت bit على جهة ال سار أي البت االكثر أهم ة MSB حمل الق مة صفر عندما ن جد ال متمم الثان للعدد (11) 2 والذي هو (11) 2 أنظر إلى الخانة Bit األكثر أهم ة MSB أصبحت تحمل الق مة واحد مش رة بذلك الى إن العدد هو سالب.. Negative Overflow Condition حالة الطفحان أن الوحدات المسؤولة عن عمل ة تخز ن األرقام داخل األجهزة الرقم ة تسمى المسجالت Registers تخ ل أن لد نا حاسبة علم ة وحدات الخزن الداخل ة لها عبارة عن مسجل Register ذات سعة با ت واحد 1byte أي أن المسجل تقبل اعلى ق مة له الت ه ( ) أي ما قبلها بالنظام العشري (255) 1 نستنتج من ذلك أن إمكان ة التخز ن داخل االجهزة الرقم ة محدودة تخ ل لو أردنا جمع العدد 255 مع العدد 1 ماذا حدث عمل ة الجمع ستكون ناتجها 256 أي ما قابلها بالنظام الثنائ ( 2 1) فتظهر حالة الطفحان الت تسبب لنا تصف ر المسجل. Reset Register لقد تجاوز الناتج العدد الم سموح الذي هو 255 أن حالة الطفحان ا ضا تظهر ف الحالة التال ة عند تغ ر اشارة ناتج عمل ة حساب ة مثال عند جمع عدد ن موجب ن وأصبح الناتج عدد سالب تظهر حالة الطفحان أو عند جمع عدد ن سالب ن واصبح الناتج عدد موجب فتظهر حالة الطفحان هذا النوع من الطفحان سمى الطفحان باألشارة Examples أمثلة على الطفحان Unsigned Numbers ختلف الطفحان عند التحدث عن األرقام الموجبة فقط ( األرقام بدون إشارة ).Signed Numbers لنأخذ مثال لنوضح ف ة عمل ة الف ضان لنجمع العدد ن التال ن عنه ف األرقام بإشارة Carry عمل ة الجمع التال ة تحتمل ت فس ر ن o التفس ر االول : لنفرض أن ال عددان (1111) 2 2 (1) ه ما من نوع األعداد بدون األشارة Unsigned Numbers أي أننا نر د جمع ال عدد (15) 1 مع الع دد (1) 1 ل كون الناتج عدد موج ب الذي هو (16) 1 وهو فعال ما حدث ح ث ان الناتج هو ( 2 1) ف هذه الحالة ظهر ف ضان Overflow من النوع االول الذي ف ة تصفر الناتج Reset أما ف ضان Overflow باألشارة ل م ظهر ف هذه الحالة ( 26 )

27 o التفس ر الثان : لنفرض أن العددان (1111) 2 2 (1) هما من نوع األعداد بأشارة Signed Numbers أي أننا نر د جمع العدد (1111) 1 وهو عدد سالب اذا وجدنا المتمم الثان لة نجد انة (1) 1 مع العدد (1) 1 ل كون الناتج عدد موجب الذي هو () 1 وهو فعال ما حدث ح ث ان الناتج هو () 2 والمحمل همل كما تعلمنا عند إجراء عمل ة الطرح باستخدام المتمم الثان ف هذه الحالة لم ظهر ف ضان ال من النوع األول وال من النوع الثان لنأخذ مثال أخر نوضح ف ة عمل ة الطفحان No Carry عمل ة الجمع التال ة تحتمل تفس ر واحد الن كال العددان موجبان (111) 2 2 (111) الحظ أن الناتج هو ع دد سالب والسبب ف ذلك هو إن الخانة االكثر أهم ة MSB تحمل الق مة واحد نت جة لذلك ظهر لد نا طفحان بأشارة Overflow Hex. Decimal النظام السادس عشر لقد كان الم برمج ن قد ما تناقلون برامجهم المكونة من سلسلسة من األصفار والواحدات عن طر ق أوراق Sheets وذلك لبرمجة اجهزتهم Devices أن الشكل Figure 1.4 وضح م جموعة من األصفار والواحدات الت تمثل برنامج مكتوب باللغة الثنائ ة او لغة الماكنة Machine Codes ثنائ ة شفرة : :1111 1: :1111 1: : :1111 1:1111 1: :11111 Figure 1.4 هذا األسلوب أدى الى ظهور شوائب كث رة Bugs نت جة إخطاء ف عمل ة نقل البرنامج مما دفعهم الى إختراع ن ظام جد د سهل عمل ة ال تحو ل من الن ظام ال ثنائ الى الن ظام الجد د وذلك ل صعوبة ال تحو ل من الن ظام الثنائ الى الن طام ال عشري وبالعكس فظهر النظام السادس عشر Hex.Decimal هذا النظام أساسة Radix هو 16 األساس ستة عشر عن أن هذا ال نظام مكون من ستة عشر عددا Digit لت مث ل األعداد ه,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F ح ث إن A=1,B=11,C=12,D=13,E=14,F=15 تسمى هذه األعداد Digits معامالت Coefficient الن ظام السادس عشر ( 27 )

28 الت حويل من الن ظام السادس ع شر إلى الن ظام الث نائي وبالعكس Hex.Decimal to Binary Conversion بما أن 16= 4 2 أي مكن تقس م العدد الثنائ الى مجام ع Group كل مجموعة مكونة من 4bit حسب الجدول Table 1.8 الوكافئ تالنظام السادس عشز A B C D E F عذد ث نائي Table 1.8 مثال حول العدد (11 2 1) الى النظام السادس عشر ) ( الحل: نجزء العدد (11 2 1) الى جزئ ن كل جزء مكون من 4bit أي 11 و 1 ثم نجد مكافئ العدد 11 بالنظام السادس 16 عشر الذي هو 6 ونجد مكافئ العدد 1 بالنظام السادس عشر الذي هو 1 اذن مكافئ العدد (11 2 1) هو )16(. مثال حول العدد ( ) الى النظام السادس عشر ) ( الحل: نجزء العدد ( ) الى جزئ ن كل جزء مكون من 4bit أي 1111 و 111 ثم نجد مكافئ العدد 1111 بالنظام السادس 16 عشر الذي هو F ونجد مكافئ العدد 111 بالنظام السادس عشر الذي هو E اذن مكافئ العدد ( ) هو.)EF( مثال حول العدد (2E) 16 الى النظام الثنائ ) ( الحل: نجزء العدد (E 16 2) الى جزئ ن أي E و 2 ثم نجد مكافئ العدد E بالنظام الثنائ الذي هو (111) 2 ونجد مكافئ العدد 2 بالنظام 2 الثنائ الذي هو (1) 2 اذن مكافئ العدد (2E 16 ( هو )1111(. ( 28 )

29 A مثال (AB) 16 الى النظام الثنائ ) ( حول العدد (111) 2 ونجد مكافئ العدد (AB) 16 الى جزئ ن أي B وA ثم نجد مكافئ العدد B بالنظام الثنائ الذي هو الحل: نجزء العدد 2 الثنائ الذي هو (11) 2 اذن مكافئ العدد AB) 16 ( هو )11111(. بالنظام بهذا أصبح للبرمج ن نظام جد د سهل عل هم التحو ل من النظام الثنائ الى النظام السادس عشر مباشرا وسهل النقل أنظر للشفرة ف الشكل Figure 1.5 شفرة بألن ظام السادس ع شر : D 1 5: D 1 1: D 1 6: D 1 2: 6 D 7: 6 D 3: C C 8: C C 4: C D 9: C D Figure 1.5 ( 29 )

30 Unit two الثانية ألوحدة بن ة األنظمة القابلة للبرمجة Programmable Devices Archetecture األنظمة القابلة للبرمجة ه تلك االنظمة الت لها ص غة محددة ومنظمة والت عتمد عملها اعتمادا كب را على مجموعة تعل مات تصاغ بطر قة مع نة تم نخز نها داخل تلك االنظمة الداء مهام مع نة ولك نفهم مبدء عمل هذه االنظمة دعنا نلق نظرة على انواع االنظمة الرقم ة االلكترون ة Hard wire connection o أنظمة الربط الصلب وه األنظمة المعتمدة على ربط مجموعة من الرقائق الرقم ة Chips لتأد ة مهمة مع نة... Programmable System o االنظمة القابلة للبرمجة وهو ن ظام ر قم ذو ص غة محددة وم نظمة تكون من وحدة معالجة م ركز ة (CPU) Central processing unit ذاكرة Memory وحدات إدخال وحدات أخراج Input and Output Unit o o o Programmable Device الشكل Figure 2.1 وضح المخطط الصندوق block diagram للنظام القابل للبرمجة Input Unit CPU Output Unit Memory Unit ( 31 ) Figure 2.1

31 CPU Function وض فة وحدة المعالجة المركز ة تقوم وح دة المعالحة المركز ة CPU بجلب وتنف ذ البرنامج المخزن ف الذاكرة Memory او بص غة اخرى وضع الت عل مة المخزنة ف الذاكرة Memory ق د التنف ذ وذلك لتأد ة المهمة المطلوبة من قبل شر حة المس طر الدق ق Microcontroller لك نفذ المعالج CPU التعل مة المخزنة ف الذاكرة Memory فأنة مر بمرحلت ن او دورت ن مرحلة الجلب Fetching cycle دورة التنف ذ Execution cycle 2 Fetching cycle دورة الجلب قوم المعالج CPU خالل هذه الفترة بجلب التعل مة المخزنة ف الذاكرة Memory وذلك عن طر ق عنونة الموقع المطلوب من الذاكرة باستخدام عداد خاص دعى عداد الرنامج counter) PC(program عند بدا ة التشغ ل حمل العداد PC الق مة صفر أي انة ؤشر على الموقع االول من الذاكرة ثم تنقل محتو ات هذا الموقع الى مستوعب)سجل( خاص special register دعى سجل التعل مة التعل مة PC لك تم تم زها وتنف ذها وبعد أن تنفذ التعل مة زداد عداد البرنامج instruction وذلك لتهئ ة التعل مة instruction Register(IR) بمقدار واحد وذلك لك ؤشر الى الموقع التال ثم تنقل محتو ات الموقع الى سجل IR ثم ت م ز التعل مة وتتكرر هذه العمل ة الى ان نته البرنامج اذن دورة الجلب تتم كاالت نقل محتو ات عداد البرامج PC الى الذاكرة memory لك ؤشر الموقع المطلوب desiresd location نقل محتو ات الذاكرة Memory الى سجل التعل مة IR o o الشكل Figure 2.2 وضع الترابط ب ن سجل التعل مة IR وعداد البرنامج PC والذاكرة Memory PC: program counter PC Memory "Program" IR: instruction register IR Figure 2.2 Execution cycle دورة التف ذ تبدء هذه الدورة بعد ان تنته دورة الجلب fetch cycle تقوم هذه الدورة بأخذ التعل مة من سجل التعل مة IR وتنقل هذه التعل مة الى دوائر خاصة لك تم الكشف عن التعل مة والتعرف عل ها وتنف ذها أي بأختصار تقوم دورة التنف ذ بتف ذ التعل مة الشكل fetching unit مع وحدة الجلب execution unit وضح وحدة التنف ذ Figure 2.3 ( 3 )

32 PC: program counter PC Memory "Program" IR: instruction register IR Execution Unit Figure 2.3 تتنوع التعل مات instruction حسب طب عة الوض فة الت تؤد ها أي مكن تقس م التعل مات الى مجام ع arethmatic instruction moving instruction jump instruction مجموعة التعل مات)اال عازات( الحساب ة مجموعة ا عازات النقل مجموعة ا عازات القفز o o o تسمى مجموعة اال عازات هذه بطقم التعل مات instruction set س تم شرح هذه اال عازات بشكل مفصل ف فصول الحقة, غالب الت عل مات الت تنفذ من قبل وحدة ال معالجة ال مركز ة ه تعل مات حساب ة تحتاج هذه التعل مات الحساب ة الى دوائر جمع وطرح ودائر منطق ة logic circuit الداء الوضائف المنطق ة مثل And,Or,Not الوحدة المسؤولة عن اجراء هذه العمل ات ه وحدة ال حساب وال منطق ALU(arithmetic and logic unit) Arithmatic and logic unit وحدة الحساب والمنطق وه الوحدة المسؤولة عن إجراء العمل ات الحساب ة والمنطق ة تحتوي هذه الوحدة كما قلنا على مجموعة دوائر جمع طرح دوائر منطق ة الجراء العمل ات المنطق ة ف الحق قة ترتبط مع هذه الوحدة مجموعة مساحات خزن ة صغ رة تدعى Register File لنوضح فكرة Register file لنفرض ان أردت منك أن تجري العمل ة 5+6 أنت عرفت أن العمل ة جمع وذلك لوجود اشارة (+) هذا الجزء سمى اال عاز instruction س قوم عقلك بالته ئة الجراء عمل ة الجمع لنفرض أن ف عقلك وحدة الحساب والمنطق ALU ه الت ستقوم بالعمل ة اال عاز وحدة ال كف الجراء عمل ة الجمع فأنت تحتاج الى معامالت Operand هذه المعامالت هما العددان (6),(5) اللذان س جمعان ف وحدة الحساب والمنطق بعد ان تتم عمل ة الجمع تقوم وحدة ALU بخزن الناتج ف Register file أذن Register file تخزن معامالت الر اض ة الت س تم معالجتها وكذلك النواتج من وحدة ALU كذلك Register file تستخدم ف وظائف أخرى مثال تخصص مواقع مع نة لخزن الب انات Data القادمة من أطراف االدخال او تخص ص مواقع ترتبط مباشره مع وحدات االخراج بح ث ان أي ق مة تحملها هذه المواقع ستظهر على وحدات االخراج الشكل Figure 2.4 وضح وحدة الحساب والمنطق ALU مع Register file Input/output Register File ALU ( 32 ) Figure 2.4

33 Control unit وحدة الس طرة السؤال الذي تبادر الى الذهن ما ه الدائرة المسؤلة عن نقل محتو ات العداد PC الى السجل الخاص بتحد د عنوان الذاكرى memory والذي هو السجل register) MAR(memory address نقل محتو ات الذاكرة Memory الى سجل التعل مة IR ز ادة محتوى العداد PC وذلك لك ؤشر الى الموقع التال من الذاكرة next location of memory فك شفرة التعلم ة وتنف ذها execution and decoding ف وحدة الحساب والمنطق او أي وحدة اخرى o o o o ف الحق قة الوحدة المسؤلة عن هذه العمل ات ه وحدة الس طرة Control Unit واح انا تسمى وحدة تول د دورة الماكنة Machine cycle generation وحدة الس طرة ترسل اشارات س طرة Control Siginal الى باق وحدات وحدة المعالجة المركز ة CPU وذلك لك تضمن التزامن Synchronization ف عمل هذه الوحدات الشكل Figure 2.5 ب ن مخطط لوحدة تول د دورة الماكنة t 4 t 3 t 2 t 1 Machine cycle generation Frequncy OSCILLATOR Figure 2.5 وحدة الس طرة)وحدة تول د دورة الماكنة( تحت على اربع اشارات Siginal أو أكثر حسب نوع المعالج Processor هذه االشارات تسمى t 1 t, 2 t, 3 t, 4 عند اول نبظة للمذبذب Oscillator فأن وحدة الس طرة ترسل اشارة فقط عبر t 1 اما بق ة االشارات تكون غ ر مفعلة تستخدم هذه االشارة لنقل محتو ات عداد البرنامج PC اىل وحدة الذاكرة Memory عندما تأت النبظة الثان ة من المذبذب فأن وحدة الس طرة ترسل اشارة فقط عبر t 2 كذلك بق ة االشارات تكون غ ر مفعلة تستخدم هذه االشارة لنقل محتو ات وحدة الذاكرة memory الى سجل التعل مة عندما تأت النبظة الثالثة من المذبذب فأن وحدة الس طرة ترسل اشارة فقط عبر t 3 وتكون بق ة االشارات غ ر مفعلة تستخدم هذه االشارة لز ادة محتو ات عداد البرنامج pc بواحد ولذلك لك ؤشر الى الموقع التال من الذاكرة وسبب ز ادة عداد البرنامج خالل الفترة t 3 هو عندما تأت t 1 خالل الدورة التال ة الجد دة فانة العداد PC س كون مؤشر الى الموقع التال و ح ث أن t 1 تقوم بنقل محتو ات العداد PC الى موقع الذاكرة memory لك تم تحد د موقع الذاكرة الذي عنوانة هو محتو ات العداد PC عندما تأت النبظة الرابعة من المذبذب فأن وحدة الس طرة ترسل اشارة فقط عبر t 4 وتكون بق ة االشارات غ ر مفعلة تستخدم هذه الفترة لفك شفرة التعل مة وتنف ذها وحدة الس طرة هذه مبسطة ف الحق قة تحتاج فك شفرة التعل مة وتنف ذها اكثر من فترة زمن ة t عندما تأت النبظة الخامسة من المذبذب فأن وحدة الس طرة ترسل اشارة فقط عبر t 1 وبق ة االشارات غ ر مفعلة أي تعاد الدورة من جد د أذن نستنتج من ذلك ان كل اربع نبظات من المذبذب تنفذ تعل مة كاملة وكلما زادت سرعة المذبذب زادت سرعة تعاقب الفترات الزمن ة t الجدول Table 2.1 وضح فترات time وحدة الس طرة ( 33 )

34 T 1 T 2 T 3 T 4 الحالح دورة ماكنة االولى, نتيجتها تنفيذ تعليمة كاملة العوليح خالل الفتزج الزهنيح الوفزدج T نقل محتو ات عداد البرنامج الى وحدة الذاكرة نقل نقل محتو ات الذاكرة الى سجل التعل مه ز ادة محتو ات عداد البرنامج بواحد فك شفرة التعل مة وتنف ذها نقل محتو ات عداد البرنامج الى وحدة الذاكرة نقل نقل محتو ات الذاكرة الى سجل التعل مه ز ادة محتو ات عداد البرنامج بواحد فك شفرة التعل مة وتنف ذها الوذتذب النبضة النبضة 2 النبضة 3 النبضة 4 النبضة 5 النبضة 6 النبضة 7 النبضة 8 ما ال نها ة دورة ماكنة الثانية, نتيجتها تنفيذ تعليمة كاملة Table 2.1 مثال 2.1 مذبذب oscillator ذو تردد 1 KHZ ربط الى معالج دورة الماكنة تستغرق اربع فترات زمن ة لك تم تنف ذ تعل مة واحدة فما هو الوقت الذي تستغرقة التعل مة الواحدة لك تنفذ وما هو عدد التعل مات الت مكن تنف ذها ف الثان ة الواحدة الحل: بما أن التردد مقلوب الزمن أي Time أي أن الزمن Time أي أن النبظة t تسترق فترة زمن ة مقدارها.1 من الثان ة اذن اربع نبظات تستغرق = من الثان ة أي ان فترة تنف ذ تعل مة واحد ه.4 من الثان ة اما عدد التعل مات الت مكن تنف ذه ف الثان ة الواحده ه Num. of instruction per second عدد التعل مات الت تنفذ ف الثان ة الواحدة ه 25 تعل مة ف الثان ة Num. of instruction per second ( 34 )

35 الشكل Figure 2.6 وضع المخطط الصندوق نموذج مبسط للمعالج CPU أما الشكل Figure 2.7 وضع المخطط الصندوق مفصل للمعالج CPU هناك وحدة المكدس Stack ساتطرق لها ف مواض ع الحقة انشاء هللا لم اض فها هنا وذلك لتسه ل عمل ة الفهم وكذلك لتسلسل االفكار Program Memory Address Instruction x 1 x x2 11 XXXX Etc Etc Data Bus Address Bus CPU Program Counter Instruction Register Decoder Logic Execution Logic Control Signals Figure 2.6 PC: program counter Input/output PC Memory "Program" Register File ALU IR: instruction register IR Execution Unit t 1 t 2 t 3 t 4 Control unit Oscillator Figure 2.7 ( 35 )

36 الحظ ان وحدة التنف ذ execution unit ترسل اشاراة الى وحدة ALU وذلك لك تخبر ALU بنوع العمل ة الت س تم تنف ذها داخل وحدة ALU وكذلك وحدة التنف ذ ترسل اشارة الى Register file وذلك لتحد د عنوا ن السجالت المراد اجراء العمل ه عل ها وارسالها الى وحدة ALU كما ترسل وحدة التنف ذ execution unit اشارات الى أطراف االدخال واالخراج وذلك لته ئتها لعمل ة ادخال الب انات Data او اخراجها من الشكل اعالة تالحظ كذلك هناك ثالث انواع من النواقل الب انات Buses ه ناقل العناو ن : Address Bus وهو الناقل الذي نقل عناو ن Address مثل الناقل الذي ربط عداد البرنامج PC بوحدة الذاكرة ناقل الب انات : Data Bus هو الناقل الذي نقل الب انات Data مثل الناقل الذي ربط وحدة الذاكرة مع سجل التعل مة IR وكذلك الناقل الذي ربط وحدة ALU مع Register file نواقل الس طرة : Control Buss وهو الناقل الذي رسل اشارات الس طرة ل ضمن عمل وتزامن الوحدات االخرى مثل هذه االشارات ه إشارات وحدة الس طرة t 1 t, 2 t, 3 t, 4 إشارات الس طرة موضحة ف الشكل اعالة بشكل اسهم Arrow o o o لك ؤدي CPU عملة حتاج الى توج ة عمل ة التوج ة تتم عن طر ق سلسلة من أالوامر instruction ت سمى برنامج.. هذا البرنامج خز ن داخل ذاكرة... memory Memory وحدة الذاكرة وه الوحدة الت خزن ف ها البرنامج الذي س نفذ من قبل وحدة المعالجة المركز ة CPU وهناك نوعان رئ س ان من الذواكرة ذاكرة الولوج العشوائ RAM(Random Access memory) 2 وه ذاكرة تفقد معلوماتها بعد انقطاع الت ار الكهربائ عنها عادة تستخدم لخزن الب انات او المعط ات الت تعالج من قبل وحدة المعالجة المركز ة.CPU ذاكرة القراءة فقط ROM(Read only memory) وه ذاكرة ال تفقد معلوماتها حتى بعد انقطاع الت ار الكهربائ عنها وه على أنواع أهما ذاكرة EPROM وه ذاكرة قابلة للم سح وتحتفظ بب اناتها حتى بعد انقطاع مصدر التغذ ة عنها لذلك تستخدم هذه الذاكرة لخزن البرنامج..Program Internal Structure of Memory البنية الداخلية للذاكرة تتكون الذاكرة بصورة عامة من مجموعة مواقع locations لكل موقع من هذه المواقع عنوان محدد Address عن طر ق هذا العنوان مكن الوصول الى الموقع المطلوب واخذ الب انات من الموقع المحدد رسل العنوان عن طر ق ناقل العناو ن adrdress bus تخرج الب انات المطلوبة Data من الذاكرة عن طر ق ناقل سمى ناقل الب انات data Bus كما اشرنا ال ة سابقا كما أن هناك اشارات تستخدم لتحد د العمل ة الت تجري على الذاكرة مثل اشارة Write الت تعن بها اننا نر د خزن المعلومات داخل الذاكرة واشارة Read الت نعن بها أننا نر د قراءة محتو ات الذاكرة الشكل Figure 2.8 وضح المخطط الصندوق النموذج للذاكرة ( 36 )

37 Write Read 1bit Address Bus Location Location 1 Location 2 Location 124 8bit Data Bus(Data Out) Figure 2.8 كما أن هناك عالقة ب ن عدد البتات لناقل العناو ن وعدد مواقع الذاكرة الت ه مثال اذا عدد بتات ناقل العناو ن 14bit فأن عدد المواقع هو 124 موقع Number of bits of Address Bus Number of Locations= 2 Number of Locations= 2 1bit = VonNeumann vs Harvard structure بنية فون نيومان وبنية هارفارد تقسم الذاكرة حسب نوع الب انات المخزنة الى قسم ن program memory data memory ذاكرة البرنامج ذاكرة المعط ات o o قد اقترح العام VonNeumann على أن البرنامج Program والمعط ات Data تقع ف نفس رقاقة الذاكرة هذا النظام متبع ف الحواس ب الشخص ة Personal computer أما العالم Harvard أقترح على أن البرنامج Program والمعط ات Data مفصولة عن بعضهما البعض أي أن كل قسم قع على رقاقة هذا النظام متبع ف المس طرات الدق قة Microcontroller الشكل Figure 2.9 وضح ذلك... ( 37 )

38 Program Memory 8bit CPU 14bit Data Memory CPU 8bit Data Memory and Program memory Harvard Figure 2.9 VonNeumann مالحظة : ذاكرة البرنامج program memory ه الذاكرة الت خزن ف ها التعل مات sinstruction وذاكرة الب انات Data memory ه الذاكرة الت تخزن ف ها المعط ات Operand او المعامالت المراد معالجتها وغ رها من الب انات الضرور ة مثال تخز ن الق م ثابتة مثل النسبة الثابتة π الت ق مته 3.14 وذلك لالستفادة منها اثناء معالجة البرنامج Input Unit وحدة األدخال وه الوحدة الت من خاللها تدخل االشارات الرقم ة Digital Siginal او الب انات Data الى النظام وذلك لالستفادة من هذه الب انات ومعالجتها أشارات االدخال ممكن أن تأت من متحسسات Sensors أو مفات ح Switch او من وحدات التحو ل التماثل الى الرقم (ADC) Analog to Digital Converter الشكل Figure 2.1 وضح ترك ب مبسط لوحدة االدخال الحظ أن الب انات الداخلة تخزن ف File Register CPU Control Unit ALU Data In ADC Data In File Register Figure 2.1 Output Unit االخراج وحدة وه الوحدة الت من خاللها تخرج االشارات الرقم ة Digital Siginal او الب انات Data من النظام الى وحدات االخراج مثل الثنائ ات الباعثة للضوء LED او العارضات ذات السبع قطع 7 Segmint او االشارات الرقم ة ممكن أن تربط الى محوالت الرقم ة الى تماثل ة وذلك لتغذ ة وحدات اخراج تعمل على االشارات التماثل ة الحظ ف الشكل Figure 2.11 Digital to Analog Converter(DAC) الب انات الخارجة تخزن ف File Register ( 38 )

39 CPU Control Unit ALU File Register Data Out 7 Seg. Decoder Driver Figure 2.11 ف المس طرات الدق قة Microcontroller تجد منفذ واحد ستخدم ف عمل ات االدخال وف عمل ات االخراج عند التعامل مع هذه المنافذ جب اوال ته ئة المنفذ Configuring the ports أي اخبار المنفذ هل هو منفذ ادخال أو منفذ أخراج أوجزء منه أدخال والجزء االخر اخراج حسب متطلبات الحاجة عادة وجد موقع خاص ضمن File Register هذه الموقع تستط ع من خالله تحد د نوع المنفذ الحظ الشكل Figure 2.12 CPU Data In/Out Control Unit ALU Direction File Register Figure 2.12 ( 39 )

40 Unit three الثالثة ألوحدة PIC16f84A بن ة المس طر م قدمة: الصغري ف هذه الوحدة سوف نتع رف على ب ن ة الم س طر الصغري Architecture of Microcontroller وعلى ت نظ م ذاكرة الم س طر الصغري Memory Organization كما سنتعرف من خالل هذة الوحدة على ك ف ة ته ئة المس طر الصغري للعمل أرجوا من القارء الك ر م قراءة هذه الوحدة بت رك ز ألن هذه الوحدة ت عتبر أساس الفهم الص ح ح لب رمجة الم س طر الد ق ق و عملة. ( 41 )

41 ما هو الم سيطر الصغري Microcontroller عبارة عن شر حة الكترون ة Chip مضمنة Embedded داخل منظومة system أو دائرة لتأد ة وظائف مع نة ستخدم المس طر الدق ق ف ح اتنا ال وم ة بشكل واسع مثل Video Games أجهزة االلعاب الالكترون ة Split, Airconditions أجهزة الكهربائ ة مثل Digital Clocks األجهزة المكتب ة مثل PID,PLC أجهزة الس طرة الرقم ة o o o o الشكل توفر الم س طر الد ق ق ف السوق بش كل دائرة متكاملة (IC) integrated circuit بأبعاد عدة سنت مترات Centimeter Processor معالج IC وضح شر حة م س طر د ق ق وجد داخل هذه الدائرة المتكاملة Figure 3.1 وذاكرة لخزن البرنامج وتحتوي على أطراف ألدخال وأخراج الب انات Data او االشارات Signals ف أنواع مع نة توجد محوالت أشارات تماثل ة الى رقم ة (ADC) Analog to Digital Converter ومحوالت أشارات رقم ة الى تماثل ة (DAC) Digital to Analog Converter كما حتوي المس طر الدق ق على وظائف إضاف ة مثل المؤقتات Timer والعدادات Counter ومعدالت االشاره (PWM) Pulse Width Modulation الستخدامها ف عمل ات تضم ن االشارات وذلك بغ ة ارسالها. Figure 3.1 سوف نتحدث ف هذه الوحدة عن ب ن ة أحد انواع األجهزة القابلة للب رمجة وهو الم س طر الد ق ق Microcontroller من ش ركة Microchip تتنتج شركة Microchip س لس لة من الم س طرات الد ق قة Microcontroller تحت أسم Controller) PIC(Programmable interface من هذه السلسلة هو المتحكم PIC16F84A تصف هذا المس طر بالمواصفات التال ة حتوي هذا المس طر على 35 تعل مة فقط. جم ع التعل مات تأخذ دورة ماكنة واحدة One machine cycle ما عدا ت عل مات التفرع jump instruction فأنها تأخذ دورتان ماكنة. عمل على تردد 4 Mega Hertz دورة الماكنة لهذا المس طرة مكونة من 4 نبظات التمام تف ذ تعل مة كاملة أي أن فترة الزمن ة الت تستغرقها التعل مة الواحدة هو. 4 microsecond حتوي على ذاكرة برنامج program memory قدرها 1 kilobyte حتوي على مؤقت Timer ستخدم ف عمل ات التوق ت Timer والعد Counting حتوي على ذاكرة EEPROM لخزن الب انات Data واسترجاعها. o o o o o o ( 4 )

42 Architecture of PIC16F84A ب نية الم سيطر الصغري PIC16f84A بن ة الم س طر الد ق ق ال تختلف ك ث را عن ب ن ة باق األجهزة القابلة للب رمجة مثل Microprocessor وغ رها م عظم األجهزة القابلة للبرمجة تتكون من شق ن Hardware Software البن ة الصلبة بن ة البرمج ات o o Hardware الب نية الصلبة وه المكونات الماد ة الملموسة Physical Component من االجهزة القابلة للبرمجة مثل جهاز الحاسوب تكون من لوحة المفات ح المعالج الذاكرة هذه المواد كلها تعتبر مكونات صلبة Hardware اما نظام التشغ ل والبرمج ات فتعتبر مكونات البرمج ات Software الت تد ر وتشرف على عمل المكونات الصلبة Hardware ف هذه الوحدة سنتطرق لب ن ة الم س طر الد ق ق الص لبة PIC16f84A وضح بن ة المس طر الدق ق اما الب رمج ات فس نتركها لوحدات الحقة الشكل Figure 3.2 Hardware Figure 3.2 ( 42 )

43 Central Processing Unit (CPU) وحدة المعالجة المركزية CPU وحدة الم عالجة الم ركز ة CPU كما مر عل نا ف الوحدة السابقة ه قلب الم س طر الد ق ق Microcontroller وه المسؤولة عن ج لب وفك شفرة وتنف ذ التعل مة Instruction كما ع رفنا سابقا أن دورة الماكنة تبدء بعمل ة Fetch أي ج لب الت عل مة من ذاكرة البرنامج program memory لتخزن ف مسجل التعل مة Register) IR(instruction وفق الخ طوات التال ة : قوم عداد الرنامج Counter) PC(Program بعنونة الذاكره كما هو موضع ف الشكل Figure 3.2 وذلك اللتقاط الت عل مة من الذاكرة الحظ أن المس طر PIC16f84A طول عداد البرنامج PC له هو 13bit. التقاط التعل مة من ذاكرة البرنامج Program Memory الت عنوانها هو محتو ات ع داد البرنامج PC ل نته بها الم طاف ف م سجل الت عل مة Instruction Register الحظ أن طول الكلمة Word الت تخرج من ذاكرة البرنامج هو 14bit الحظ الشكل Figure 3.2 أن الغا ة األساس ة الغلب التعل مات ف هو استهداف أو الوصول File Register هناك طر قتان لعنونة او الوصل الى File Register هما 2 الع نونة المباشرة Direct Addressing الع نونة الغ ر مباشرة Indirect Addressing 2 Direct Addressing العنونة المباشرة أن File Register عبارة عن وحدة خ زن ة تستخدم لخزن الب انات المهمة والمراد معالجتها وكذلك تحتوي على مواقع لها عالقة باعدادات Configuration وحدات األدخال واألخراج وغ رها موضوع File Register س تم مناقشة باسهاب الحقا لنأخذ أول ا عاز لنا ف الذي هو BSF Reg., b تقوم هذه التعل مة او األ عاز برفع احد بتات مسجل Register الى الق مة واحد تتكون هذه التعل مة من جزئ ن الجزء األول وه شفرة الع مل ة code) Opcode (operation الت ه BSF وه اختصار لكلمة Bit set flag الت تخبر المعالج او المس طر الدق ق بالوض فة الن نر د اجراءها الت ه جعل أحدى بتات bit م سجل Register ق متة واحد. الجزء الثان هو الم عامالت Operand الذي هو Reg. الذي قصد به المسجل الهدف الذي نر د رفع احد بتاتة الى الق مة واحد والجزء b والذي هو رقم البت المراد جعل او رفع ق مته الى الواحد من المسجل المستهدف 2 مالحظة: أن سعة المسجالت Registers الم وجدوه ف File Register هو 8bit 8bit لذلك طلق على المس طر الدق ق PIC16f84A أنة نظام ذو ( 43 )

44 مثال 3.1 bit xc أحد المسجالت الموجدة ف file Register تساوي واحد من هذا المسجل هو المسجل الذي عنوانة بالنظام السادس عشر المطلوب جعل ق مة البت الثالث الحل: BSF xc, 2 ; 1 مالحظة: توضع السابقة x قبل الر قم وذلك للدالله على أن الرقم بالنظام السادس عشر Hex مثال x2,x8,xd الحظ أن المسجل xc قد تم الوصول ال ة مباشرتا من التعل مة xc,3 BSF وهذا ما سمى بالعنونة المباشرة لنعود الى الشكل Figure 3.2 ان طول الكلمة الخارجة من الذاكرة 14bit وه الت ستحمل التعل مة xc,3 BSF الى مسجل التعل مة IR وعند وصولها تنشطر الى جزئ ن كما هو موضح ف الشكل Figure 3.2 جزء شفرة العمل ة Opcode ل ذهب الى وحدة فك الشفرة التنف ذ Instruction Decoder And Execution وجزء المعامالت Operand حامال المعامالت الت تمثل عنوان المسجل المراد اجراء العمل ة عل ة عبر ناقل العنونة المباشرة Direct Addressing الى file Register الحظ ف الشكل Figure 3.2 هناك ش ء اسمة Addr. MUX وهو اختصار Address multiplexing أي مازج العنوان وهو مثل المفتاح الذي حول ب ن العنونة المباشرة والعنوانة الغ ر مباشرة ف عمل ة العنونة المباشرة س رتبط File Register مع ناقل العنونة المباشر Direct Addressing عن طر ق المازج Addr. MUX Direct Addressing العنونة الغير المباشرة قصد بالعنونة الغ ر م باشرة هو أن عنونه أو الوصول الى أحد مسجالت File Register ال تم عن طر ق التعل مة instruction بل تم عن طر ق مسجل أخر خاص وهو المسجل Register) FSR(file select الحظ الشكل Figure 3.3 اذا حمل هذا المسجل على سب ل المثال بالق مة FSR = XC فان هذه المسجل FSR ش ر بذلك الى المسجل الذي عنوانة XC من File Register وتضهر محتو ات المسجل XC الذي عنون عن طر ق المسجل FSR على مسجل سمى flag) INDF(indirect register الذي هو موجود ضمن File Register ل تم معالجتها هذا الموضوع س تم مناقشتة بشكل اوسع ف وحدات الحقة ( 44 )

45 Figure 3.3 الشكل Figureهو 3.3 جزء من بن ة معالج المس طر PIC16f84A ع مدت الى تقسم بن ة المعالج وذلك لك سهل عمل ة فهما واست عابها لنفهم ما هو مسجل العمل Working Register او Reg. W الموجود ف الشكل Figure 3.2 جب عل نا فهم أل ة عمل وحدة الحساب والمنطق ALU ف المس طر PIC16f84A ALU (Arithmetic and logic unit) وحدة الحساب والمنطق وه الوحدة المسؤولة عن إجراء الع مل ات الح ساب ة والم نطق ة وأهم ما ف وحدة الحساب والمنطق هو م سجل الع مل register) W(work وهو مسجل ستخدم بكثرة ف الم س طر الد ق ق PIC16f84A لك نفهم أل ة عمل وحدة الحساب والمنطق ALU جب ان ننتبة الى الحظ ف الشكل Figure 3.4 أن أحد م عامالت أو مدخالت وحدة الحساب والمنطق ALU هو م سجل العمل Reg. W أي عند اجراء ع مل ة الج مع او أي عمل ة داخل وحدة الحساب والمنطق ALU جب أن كون م سجل الع مل Reg. W م حمل بق مة أحد معامالت العمل ة الحساب ة الحظ ف الشكل Figure 3.4 ان الطرف الثان او المعامل الثان لوحدة ALU حمل من اتجاه ن المعامل الثان أما ان كون رقم. File Register قادم من التعل مة مباشرتا او ان المعامل الثان قادم من أحد مسجالت Literal الحظ ان ناتج وحدة ALU أما أن خزن ف مسجل العمل وذلك عند ما تكون االشارة =D او خزن ف احد مسجالت File Register عندما تكون 1=D تم تع ن ق مة D من التعل مة مباشرتا. كما ان لمسجل العمل فوائد كث رة ح ث انه الوس ط ف اكثر تعلم ات البرمجة أنشاء هللا. instruction الم س طر الد ق ق وهذا ما سوف تكتشفة ف وحدة ( 45 )

46 Figure 3.4 Status Register مسجل الحالة هناك مسجل ضمن بن ة الم سطر الد ق ق PIC16f84A سمى م سجل الحالة Status Register أو م سجل األعالم Flag register وسم بم سجل الحالة النة سجل حالة أو ناتج العمل ة الت أؤد ت داخل وحدة الح ساب والم نطق ALU وهو م سجل مكون من 3bit كل بت ش ر الى حالة من الحاالت التال ة علم التصف ر : Zero flag عندما صبح ناتج ع مل ة ح ساب ة داخل وحدة ALU ساوي صفر فان هذا العلم رفع الى الواحد وإال فانة صبح صفر. علم المحمل : Carry flag رفع هذا العلم الى الحالة واحد عند ظهور محمل Carry من الخانة االكثر أهم ة MSB وإال اصبح ق مة هذا الع لم صفر. علم المحمل الثانوي : Decimal carry flag رفع هذا العلم الى الحالة واحد عند ظهور محمل من البت الثالث الى البت الرابع وإال تصبح ق مة هذا العلم صفر. 2 3 Figure 3.5 مالحظة: حاالت األعالم الثالثة هذه تجده مضمنة داخل مسجل ف File Register سمى مسجل الحالة Status الشكل وحدة ALU ذاهبة الى مسجل الحالة Status Register ب ن أشارات خارجة من ( 46 )

47 Figure 3.5 Control Unit وحدة السيطرة بعد أن تتم ع مل ة الج لب Fetch cycle تص ل الت عل مة الى مس جل الت عل مة IR لتنشطر الى جزئ ن جزء المعامالت Operand الذي ذهب عن طر ق ناقل العنونة المباشرة Direct Addressing ل صل الى Register File عن طر ق مازج العنوان Address Multiplexer والجزء األخر هو األ عاز او شفرة العمل ة Opcode الذي ذهب الى وحدة فك الشفرة لك تم ز الشفرة وتنفذ Decoding and execution ان الوحدة المسئولة عن كل هذه الع مل ات ه وحدة الس طرة او وحدة تول د دورة الماكنة Machine Cycle Generation أن وحدة الس طرة ف الم س طر الد ق ق PIC16f84A تتكون من أربع نبظات تسمى Q Q, 1 Q, 2 Q, 3 الشكل Figure 3.6 ب ن مخطط صندوق بس ط لوحدة تول د دورة الماكنة Q3 Q2 Q1 Q Machine Cycle Generation Frequency Oscilltor Figure 3.6 ( 47 )

48 Memory Organization تنظيم الذاكرة هناك ذاكرتان ف وحدة المس طر الدق ق PIC16f84A هما ذاكرة البرنامج Program memory وذاكر الب انات data memory لكل من هاتان الذاكرتان نواقلهما Buses الخاصة لذلك مكن قراءة الذاكرتان ف نفس الدورة. Cycle Data memory ذاكرة البيانات ف المس طر الدق ق PIC16f84A ت سمى ذاكرة الب انات ب file Register وه ذاكرة مكونة من 256 موقع او FFh بالنظام السادس عشر Hex. كل موقع متكون من 8bit هذه الذاكرة مقسمة الى جزئ ن Two bank هما Bank الذي بدء من العنوان h الى العنوان 7Fh و Bank 1 الذي بدء من العنوان 8h الى العنوان FFh أي ان كل bank تكون من 128 موقع كما هو موضح ف الشكل Figure 3.7 Figure 3.7 تقسم ذاكرة الب انات File register الى قسم ن مجموعة م سجالت األغراض الخاصة Registers(SPRs) Special Purpose مجموعة م سجالت األغراض العامة Registers(GPRs) General Purpose o o ( 48 )

49 General Purpose Register(GPRs) مسجالت األغراض العامة تستخدم هذة هذه المسجالت للغراض العامة مثل خزن المعامالت Operands خزن نواتج العمل ات Result وغ رها من الع مل ات تبدء هذه المسجالت عند bank من الموقع Ch وتنته عند الموقع 4Fh اما عند bank 1 فانها تبدء من الموقع 8Ch وتنته عند الموقع. CFh Special Purpose Register(SPRs) مسجالت األغراض الخاصة تستخدم هذة هذه المسجالت للغراض الخاصة مثل ته ئة أطراف Peripheral المس طر الدق ق PIC16f84A تهئ ة المؤقتات والعدادات وغ رها من الع مل ات لكل موقع من هذه المواقع له وض فة مع نة ستتعرف عل ها خالل مواصلتك لقراءة الكتاب تبدء هذه المسجالت عند. 8Bh وتنته عند الموقع 8h فانها تبدء من الموقع اما عند bank 1 Bh وتنته عند الموقع h من الموقع bank مالحظة : ألحظ أنه عند bank فان المواقع من 5h الى 7Fh فه غ ر منفذة unimplemented أي متروكة وكذلك بالنسبة ل bank1 فأن المواقع من Dh الى FFh Program Memory ذاكرة البرنامج حتوي الم س طر الد ق ق PIC16f84A ع داد ب رنامج Program Counter ذو سعة 13bit أي انة ستط ع عنونة ذاكرة سعتها 8191= 13 2 أي 8K byte ما قابلها بالنظام السادس عشر هو 1FFF ف الحق قة العناو ن المنفذة implemented من الذاكرة كما هو موضح ف الشكل Figure 3.8 ه من (3FF) فقط اما العناو ن (4FF1FFF) فه غ ر منفذة unimplemented أي انة ال مكن تخز ن برنامج ضمن هذه المواقع كما رتبط مع عداد البرنامج PC بصورة وث قة ذاكرة المكدس Stack الت تستخدم لخزن ق مة عداد البرنامج PC ف تعل مات القفز jump instruction انتبة الى العنوان h من ذاكرة البرنامج Program memory سمى هذا العنوان شعاع التصف ر Reset Vector أي عند تشغ ل الم س طر الد ق ق او أعادة اقالعة Restart فانه بدء التنف ذ من هذا العنوان وانتبة ا ضا الى العنوان 4h فانه سمى شعاع مقاطعة األطراف Peripheral Interrupt Vector أي عند حدوث مقاطعة للمس طر الدق ق فانة بدء التنف ذ من هذا العنوان س تم شرح المقاطعات ف فصول الحقة أن شاء هللا. ( 49 )

50 Figure 3.8 Power Up Timer (PWRT) مؤقت بداية اقالع الطاقه هناك دائرة مؤقت Timer circuit داخل وحدة الم س طر الد ق ق Microcontroller تقوم هذه الدائرة بتوف ر فترة تأخ ر مقدارها 72 مل ثان ة قبل ان نهض ) عمل( المس طر الدق قmicrocontroller وذلك لك تظمن استقرار الطاقة الن عدم استقرار مصدر الطاقة ؤثر على عمل المس طر الدق ق. Oscillator Start Up Timer(OST) مؤقت بداية اقالع المذبذب تعمل دائرة المؤقت هذه عمل power up timer ح ث توفر هذه الدائرة فترة تأخ ر زمن ة قبل ان تعمل وحدة الس طرة Control Unit الت غذ ها المذبذب وذلك لك نظمن استقرار الذبذبة الن عدم استقرار الذبذبة ؤثر على عمل وحدة الس طرة وبذلك عمل الم س طر الد ق ق. ( 51 )

51 Power On Reset (POR) أعادة أالقالع عند بداية تشغيل الطاقة عند تجه ز بالطاقه لغرض ت شغ لة Running جب التأكد من أن مستوى الطاقة المطلوب مزود بشكل صح ح لك عمل الم س طر الد ق ق بشكل ص ح ح لحسن الح ظ حتوي الم س طر الد ق ق Microcontroller على دائرة تتأكد من ان تجه ز الطاقه وصل للحد المطلوب واال أعاد الجهاز االقالع من جد د Reset تمسى هذه الدائرة Reset(POR).Power On Watchdog timer مؤقت الحراسه ماذا حدث لو ع لق Stuck الم س طر الد ق ق هل هناك زر restart العادة تشغل المس طر الدق ق طبعا ال فماذا نفعل لو كان المس طر الدق ق ف موقع عمل field ودخل ف حالة العلق Stuck توجد دائرة داخل تقوم بعمل ة مراقبة الم س طر الد ق ق اذا علق Stuck المس طر الدق ق تقوم هذه الدائرة باعادة أقالع تسمى هذه الدائرة بمؤقت الحراسة Watchdog timer س تم شرح هذا الموضوع بشكل مفصل ف فصول الحقة. Stack Memory المكدس حتوي الم س طر الد ق ق PIC16f84A على مكدس Stack ذو سعة 8 مواقع ستخدم ف عمل ات القفز EEPROM Memory الذاكرة EEPROM حتوي المس طر الدق ق PIC16f84A على ذاكرة EEPROM قابلة للقراءة والكتابة ذات سعة 64 موقع وكل موقع ذو طول كلمة 8bit تستخدم لخزن المعلومات ح ث ان هذه المعلومات ستضل مخزونة حتى بعد فصل مصدر التغذ ة عن الشر حة ترتبط مع هذه الذاكرة مسجل ن مسجل العنوان EEADR عند تحم ل هذا المسجل بق مة مع نة فاننا بذلك نش ر الى موقع من مواقع ذاكرة EEPROM ال 64 عند خزن ب انات عند موقع الذاكرة المعنون عن طر ق مسجل EEADR فاننا نحمل الب انات Data المراد خزنها الى المسجل EEDATA وكذلك عند قراءة معلومات من الذاكرة EEPROM المعنون عن طر ق مسجل EEADR فاننا نجد الب انات Data قد حملت الى المسجل EEDATA عمل ات القراءة والكتابة تتم عن طر ق تعل مات واعدادات خاصة سنتناولها ف فصول الحقة ان شاء هللا. Timer المؤقت حتوي المس طر الدق ق على مؤقت ستخدم ف عمل ات التوق ق Timing كما ستخدم ف عمل ات العد Counting س تم شرح الموضوع ف فصول الحقة. Input/Output Unit أطراف االدخال واالخراج حتوي الم س طر الد ق ق على منفذ ن Ports ألدخال أو أخراج الب انات الى او من الم س طر الد ق ق المنفذ االول سمى Port A وهو منفذ مكون من 5bit ممكن أن ستخدم هذا المنفذ كمنفذ أدخال أو أخراج وعناو ن هذا المنفذ ه RA,RA1,RA2,RA3,RA4 والمنفذ االخر سمى Port B وهو منفذ مكون من 8bit وكذلك مكن ان ستخدم هذا المنفذ كمنفذ أدخال او أخراج وعناو ن هذا المنفذ ه RB,RB1,RB2,RB3,RB4,RB5,RB6,RB7 كما أن هناك أطراف لها اكثر من وض فة مثل الطرف RA4 ستخدم كطرف قدح للمؤقت Interrupt كوض فة المقاطعة كما ستخدم الطرف RB TCKl أو للعداد و سمى Timer ( 5 )

52 PIC16F84A الوصف الدقيق ألطراف المسيطر 8 تم تغل ف Packaging الم س طر الد ق ق بشكل دائرة متكاملة circuit) IC(Integrated. PIC16f84A اطراف المس طر Figure وضح 3.9 مكونة من طرف الشكل Figure 3.9 o من الشكل Figure 3.9 نالحظ أن أطراف الم س طر الدق ق PIC16f84A ه RARA4 المرفئ Port A وهو مرفئ مكون من 5bit الت ه RA,RA1,RA2,RA3,RA4 ممكن أن ستخدم هذا المرفئ ف عمل ات أالدخال أو عمل ات أالخراج RBRB7 المرفئ Port B وهو مرفئ مكون من 8bit الت ه RB,RB1,RB2,RB3,RB4,RB5,RB6,RB7 ممكن أن ستخدم هذا المرفئ ف عمل ات أالدخال أو عمل ات أالخراج o VDD=+5 VDC, VSS=Ground VSS & VDD أطراف التغذ ة للشر حة o OSC2/CLKOUT & OSC1/CLKIN أطراف المذبذب Oscillator للمس طر PIC16f84A التردد ضروري لعمل وحدة الس طرة او عمل الم س طر الد ق ق اذا لم تربط مذبذب ال نفذ الم س طر الد ق ق البرنامج المخزن ف ذاكرتة عمل المس طر الدق ق PIC16f84A على تردد 4 MHZ MCLR(memory clear) عند تسل ط جهد منخفظ على هذا الطرف تم مسح البرنامج من الشر حة o o ( 52 )

53 مالحظة : األطراف التال ة لها وظائف أخرى تحدد اثناء عمل ة Configuration interrupt لبرنامج المس طر الدق ق o RB له وظ فة المقاطعة RA4 ممكن ان عمل هذا الطرف كطرف قدح لعداد Counter أو مؤقت. Timer o Memory Clear طرف تصفير الشريحة عند ت سل ط جهد منخفظ على ه ذا الط رف تم مسح برنامج الش ر حة لذلك نربط هذا الطرف الى الج هد الموجب 5+ Vdc موضح ف الشكل Figure 3.1 كما هو Figure 3.1 Oscillator المذبذب المذبذب عنصر مهم لعمل المس طر الدق ق وأن أخت ار نوع وق مة المذبذب تؤثر أ جابا او سلب ا على عمل المس طر الدق ق تم الحصول على ذبذبات أو نبضات الضرور ة لعمل المس طر الدق ق بطر قت ن RC Oscillator بأستخدام مذبذب بلوري XT Oscillator بأستخدام مقاومة ومتسعة لتشك ل دائرة رن ن o o ( 53 )

54 XT Oscillator المذبذب بلوري المذبذب البلوري Quartz Oscillator عبارة عن قطعة معدن ة بطرف ن تقوم هذه القطعة المعدن ة بتول د الذبذبة الضرور ة لعمل المس طر PIC16f84A كتب على الغالف الخارج للقطعة المعدن ة ق مة التردد الذي ولدة المذبذب البلوري تذكر أن PIC16f84A عمل على تردد 4 MHz عادة تربط متسعات س رام ك ة C1, C2 الى أطراف المذبذب البلوري ذات ق مة 15 ب كو فاراد الشكل Figure 3.11 ب ن ك ف ة ربط مذبذب بلوري الى طرف 16,15 للم س طر الد ق ق سنكتف بذكر طر قة المذبذب البلوري النه اكثر استقرار ة من المذبذب. RC 4 MHz Figure 3.11 الشكل Figure 3.12 وضع ك ف ة توص ل المذبذب البلوري ذو ق مة 4 MHz الى طرف ن 16,15 من PIC16f84A وكذلك توص ل الطرف الموجب لمصدر التغذ ة الذي ق مته 5 VDC الى طرف VDD الذي هو الطرف 14 ب نما ربط الطرف السالب لمصدر التغذ ة الى الطرف VSS الذي هو الطرف 5 مع توص ل المتسعات Capacitors متسعتان بق مة 15 picofarad على طرف المذبذب ومتسعة بق مة 1 microfarad ألغرتض الحما ة من الضج ج Noise تذكر ربط الطرف 4 الذي هو طرف MCLR الى الطرف الموجب للبطار ة. 4 MHz Figure 3.12 ( 54 )

55 Unit four الرابعة ألوحدة File Register ال سجل مقدمة: عتبر File Register هو قلب المس طر الدق ق PIC16f84A ومعظم العمل ات تجري على File Register وه ذاكرة مكونة من 256 موقع او FFh بالنظام السادس عشر Hex. كل موقع متكون من 8bit هذه الذاكرة مقسمة الى جزئ ن Two bank هما Bank الذي بدء من العنوان h الى العنوان 7Fh و Bank 1 الذي بدء من العنوان 8h الى العنوان FFh أي ان كل bank تكون من 128 موقع كما هو موضح ف الشكل Figure 4.1 ( 55 )

56 Figure 4.1 تقسم ذاكرة الب انات File register الى قسم ن مجموعة م سجالت األغراض الخاصة Registers(SPRs) Special Purpose مجموعة م سجالت األغراض العامة Registers(GPRs) General Purpose o o General Purpose Register(GPRs) م سجالت األغراض العامة تستخدم هذة المسجالت للغراض العامة مثل خزن المعامالت Operands خزن نواتج العمل ات Result وغ رها من الع مل ات تبدء هذه المسجالت عند bank من الموقع Ch وتنته عند الموقع 4Fh اما عند bank 1 فانها تبدء من الموقع 8Ch وتنته عند الموقع. CFh Special Purpose Register(SPRs) م سجالت األغراض الخاصة تستخدم هذة هذه المسجالت للغراض الخاصة مثل ته ئة أطراف Peripheral المس طر الدق ق PIC16f84A تهئ ة المؤقتات والعدادات وغ رها من الع مل ات لكل موقع من هذه المواقع له وض فة مع نة ستتعرف عل ها خالل مواصلتك لقراءة الكتاب تبدء هذه المسجالت عند File تكون 8Bh وتنته عند الموقع 8h فانها تبدء من الموقع اما عند bank 1 Bh وتنته عند الموقع h من الموقع bank Register من مجموعة مسجالت للغراض خاصة عددها 22 سجل وه كاألت ( 56 )

57 TRISA(TriState Buffer) مسجل ال وهو سجل مكون من 8bit (المستخدم منها فقط 5bit ( النة تعامل مع port A المكون من 5bit وض فتة تحد د أتجاة نقل الب انات Data أي تحد د طرف األدخال Input أو األخراج Output وجد هذا المسجل ف الموقع x85 من bank1 الق مة صفر تعن الطرف المحدد من port a هو طرف أدخال input أما الق مة واحد فتعن ان الطرف هو طرف أخراج Output لك نجعل porta كلة منفذ أخراج ما عل نا سوى تحم ل المسجل trisa بالق مة x Trisa = x // the binary is ولك نجعل porta كلة منفذ أدخال ما عل نا سوى تحم ل المسجل trisa بالق مة xff Trisa = xff // the binary is ولك نجعل اول طرف RA من porta xfe بالق مة trisa طرف ادخال Input وباق االطراف ه اطراف خروج Output ما عل نا سوى تحم ل المسجل Trisa = xfe //the binary is مالحظة: راجع الوحدة االولى النظام السادس عشر Hex. Decimal system TRISB(TriState Buffer) مسجل ال عمل هذا السجل نفس عمل المسجل trisa ولكنة مسؤول عن المنفذ portb وهو سجل مكون من 8bit من bank1 هو االدخال او االخراج وجد هذا المسجل ف الموقع x86 portb مسجل ال وض فتة تحد د أي بت من PORTA وهو سجل مكون من 8bit وض فتة استقبال الب انات ف حالة الكون المنفذ A أدخال أو أخراج الب انات الى العالم الخارج ف حالة كون المنفذ A أخراج و وجد هذا المسجل ف الموقع x5 من bank PORTB مسجل ال وهو سجل مكون من 8bit وض فتة استقبال الب انات ف حالة الكون المنفذ B أدخال أو أخراج الب انات الى العالم الخارج ف حالة كون المنفذ B أخراج و وجد هذا المسجل ف الموقع x6 من bank ( 57 )

58 Status Register م سجل الحالة وهو مسجل مكون من 8bit كل بت لة وض فة مع نة الشكل Fig 4.2 ب ن مسجل الحالة و وجد هذا المسجل ف الموقع x3 من bank وكذلك وجد عن الموقع x83 من bank 1 Bit 7 Bit IRP RP1 RP TO PD Z DC C Figure 4.2 C(carry flag bit) علم المحمل علم المحمل صبح هذ البت "" عندما تكون النت جة الحساب ة الحال ة لوحدة ALU موجبة اما اذا كانت سالبة س تحول هذا البت الى صفر DC(Decimal CarryAuxiliary carry) علم المحمل الثانوي ضهر عند حوث محمل من البت الثالث الى البت الرابع ف النت جة الحساب ة الحال ة لوحدة ALU o o Z(zero flag) علم التصف ر ضهر عندما كون الناتج صفر ف النت جة الحساب ة الحال ة لوحدة.ALU o bank select(rp) طرف تحد د bank من المعروف أن المس طر الدق ق تكون من two bank ولك نتحو ل ب ن هذ ن banks نستخدم الطرف Rp ح ث ستخدم الطرف Rp لتحد د أي bank من File Register س تم التعامل معه ح سب o Bit = select "bank " Bit 1 = select "bank 1" Power Down(PD) أنخفاظ الطاقة رفع هذا الطرف الى الق مة واحد عند بدا ة تشغ ل المس طر الدق ق و صفر reset عندما دخل المس طر الدق ق ف نمط حفظ استهالك الطاقة مثل تنف ذ تعل مة Sleep كما حصل ف الحاسب الشخص عند تركة لفترة بدون ان تقوم بأي عمل او عند تنف ذ التعل مة CLRWDT وذلك لتصف ر مؤقت الحراسة. Bit = execute "Sleep" or "CLRWDT" instruction Bit 1 = Power On ( 58 )

59 Timer Out (TO) أنقضاء الوقت ترفع هذا الطرف الى الق مة واحد عند بدا ة تشغ ل المس طر الدق ق او عند تنف ذ تعل مة CLRWDT او تعل مة Sleep و صفر هذا الخانة عندما نته مؤقت الحراسة من العد WatchDog Timer مش را مش را لحدث غ ر طب ع اصاب المس طر الدق ق أي أن التعل مة الحال ة لم تنفذ Bit = WatchDog Timer End Bit 1 = Power On, execute "Sleep" or "CLRWDT" instruction مالحظة: الطرف ن RP1,IRP مهملة ف المس طر الدق ق Pic16f84a Option Register الم سجل x81 option Fig 4.3 وهو مسجل مكون من 8bit bank1 كل بت لة وض فة مع نة الشكل ب ن مسجل و وجد هذا المسجل ف الموقع من Bit 7 RBPU INTEDG Bit TOCS TOSE PSA Ps2 Ps1 Ps Figure 4.3 Ps,Ps1,Ps2 Prescaler أطراف تحد د مقسم التردد أذا كنت من متخصص علم االلكترون ات الرقم ة وقد استخدمت عداد تصاعدي بأستخدام مجموعة نطاطات Flipflop فاك د أنت تعرف أن العدادات تستخدم كمقسمة للتردد وذلك بأخذ طرف من أطراف مخارج العداد ال حظ الشكل Figure 4.4 تجد عداد سمى 8bit prescaler خرج هذا العداد ربط الى مازج multiplexer من نوع 81 Mux الحظ ان اشارت تحد د دخل المازج ه ps,ps1,ps2 اي أن خرج العدد س قسم بشكل موزون اي عند الخرج االول للعداد ستجد أن ق مة التردد ه نفسها تردد دخل العداد وعند الخرج الثان ستجد أن خرج العداد هو التردد مقسوم على 2 وعند الطرف الثالث س كون التردد مقسوم على 4 وهكذا ستخدم المازج كمفتاح. Selector ( 59 )

60 f in/4 Figure 4.4 مالحظة : لمز د من المعلومات ف ك ف استخدام العدادات كمقسمة للتردد اقرء أحد كتب االلكترون ات الرقم ة. الجدول التال ب ن نسبة تقس م التردد لكل من المؤقت timer ومؤقت الحراسة Watchdog timer Ps2,ps1,ps نسثح التقسين watchdog 1=frequncy in 1/2 1/4 1/8 1/16 1/32 1/64 1/128 نسثح التقسين timer 1/2 1/4 1/8 1/16 1/32 1/64 1/128 1/256 Table 4. PSA(prescaler assignment) PSA الطرف o ف المس طر الدق ق pic16f84a وجد نوعان من المؤقتات وهما مؤقت الحراسة watchdog timer والمؤقت timer وكال الموقتان عدادان اعت اد ان حتاجان الى تردد frequency لك عمالن وا ضا مكن تقس م هذا التردد باالعتماد على ق م ps,ps1,ps2 الحظ الجدول table 4. اذن الخ ار PSA قوم باسناد المقسم الى مؤقت الحراسة عندما كون PSA=1 و سند المقسم الى المؤقت timer عندما تكون PSA= ونسبة التقس م كما علمنا تعتمد على ps,pos1,ps2 أعلم ان تردد موقت الحراسة WDTMR هو نفسة تردد المذبب Oscilator وتردد المؤقت هو Oscilator/4 اي تردد المصدر مقسم على اربعة. ( 61 )

61 الشكل التال Figure 4.5 مثل الدائرة الداخل ة لمؤقت الحراسة Watchdog timer والموقت Timer J CL K Figure 4.5 مالحظة : الغا ة األساس ة الستخدام مقسم التردد prescaler هو لتحد د سرعة العدد Counting TOCS(TIMER OUT,COUNTER) TOCS الطرف o حتوي المس طر الدق ق على وض فة المؤقت timer العداد counter باستخدام هذه الخانة مكن التنقل ب ن النمط ن اذا كانت ق مة الخانة صفر فنمط المؤقت timer هو المفعل ف المس طر الدق ق اما اذا كانت ق مة الخانة واحد فنمط العداد counter هو المفعل TOSE(timer out,counter trigger edge) TOSE الخانة o بالنسبة للعداد لك زداد حتاج الى عمل ة قدح من احدى اطراف المس طر تم ذلك عند طر ق الطرف RA4/TOCK 1 الخانة مكنا تحد د نوع جبهة القدح من الحافة الصاعدة او الحافة النازلة حسب.. من خالل هذه Tose=logic Tose=logic 1,rising edge,falling edge اما بالنسبة لنمط المؤقت ف مكن بدء المؤقت Start timing عن طر ق الطرف RA4 ( 6 )

62 INTEDG(interrupt edge) INTEDG الخانة o تستخدم لتحد د حافة القدح لعمل ة المقاطعة interrupt س تم شرح المقاطعات ف فصول الحقة وتكون الحافة INTEDG = logic INTEDG = logic 1,falling edge,rising edge RBPU(Register 'B' pull up Resistor enable) RBPU الخانة o عند كل طرف من اطراف المرفأ portb وجد مقاومة سحب pull up resistor الخانة صفر او ابطالها عندما تكون ق مة هذه الخانة واحد هذه المقامات ممكن تفع لها عندما تكون ق مة هذه مالحظة : لمعلومات اكثر عن مقاومات pull up,pull down راجع اي كتاب عن االلكترون ات الرقم ة. FSR Register (File Select Register) م سجل FSR وهو مسجل مكون من 8bit قع عند العنوان x4 من bank والعنوان x84 من bank 1 عند تحم ل هذا المسجل بق مة مع نة فانة عتبر هذة الق مة عنوان Address لمسجل اي أن ق مة مسجل FSR تش ر الى عنوان مسجل اخر مثال لو حملنا المسجل FSR بالق مة x5 اي اننا حملنا المسجل بعنوان Prota ف ش ر المسجل FSR الى المسجل Porta وتضهر محتو ات المسجل porta عند المسجل INDF الذي سنشرحة ف الفقرة التال ة. INDF Register (Indirect Addressing Register) م سجل INDF قوم هذا المسجل بخزن محتو ات مسجل تم االشارة ال ة عن طر ق المسجل FSR قع عند العنوان x من bank والعنوان x8 من INDR والمسجل FSR تسمى طر قة العنونة هذ بالعنونة الغ ر مباشرة الحظ الشفرة التال ة الت تب ن العالقة ب ن المسجل bank 1 هذه الشفرات للتوض ح فقط وال تتبع قواعد برمج ة مع نة porta = x22 FSR = x5 // address of porta INDF = x22 //data of porta ( 62 )

63 TMR Register (Timer Register) م سجل TMR وهو مسجل مكون من 8bit خزن ق مة العد الحال ة اوق مة الوقت المنقض للموقت عند تفع ل المؤقت او العداد و ق هذا المسجل عن العنوان x1 من. bank Program Counter Latch low & Latch High م سجل PCL & PCLATH ذاكرة البرنامج program memory ف المس طر PIC16f84a المنفذ منها فقط 1 Kilo والباق مهمل هذة المساحة 1 Kilo تسمى صفحة page كل صفحة عادة تتكون من 1 Kilo ف مس طرات اخرى مثل المس طر PIC16f877a تكون من أكثر من صفحة و ستخدم المسجل PCl والمسجل PClath للتنقل ب ن هذة الصفحات Page وكذلك التغلب على مشكلة االلتفاف warpping حول الصفحة التهتم كث رة عن هذة المشكلة وكذلك التنقل ب ن الصفحات فالمس طر PIC16f84a ببساطة تكون من صفحة واحدة اي مكنك التنقل خالل الصفحة الواحدة فقط عن طر ق هذ ن المسجل ن لنعود الى عداد البرنامج Counter(PC) Program الذي هو مسجل مكون من 13bit ال byte السفل (PC<7:>) أت من المسجل PCL وهو مسجل قابل للقراءة والكتابة قع عند العنوان x2 من bank والعنوان x82 من bank1 أما باق العنوان (PC<12:8>) ف مكن الكتابة ال ة فقط بصورة غ ر مباشرة عن طر ق المسجل PCLATH وهو مسجل مكون من 5bit فقط الذي قع عند العنوان xa من bank والعنوان x8a من bank1 بشكل طب ع تم ز ادة عداد البرنامج بشكل ذات وذلك لتنف ذ البرنامج المخزن ف ذاكرة البرنامج Program memory و تم تغ ر محتو ات عداد البرنامج عن تنف ذ تعل مات القفز واستدعاء الدوال والمقاطعات و مكن ا ضا القفز الى اي موقع عن طر ق تحم ل هذ ن المسجل ن ولكن كن حذرا عند التعامل معهما لك ال ختل س ر البرنامج الشكل Figure 4.6 ب ن العالقة ب ن عداد البرنامج Program counter والمسجل ن PCL & PCLATH Figure 4.6 ( 63 )

64 INTCON(Interrupt Controller Register) م سجل INTCON تكون هذا المسجل من 8bit كل خانة لها وض فة مع نة هذا المسجل مسئول عن تنف ذ او تفع ل خدمة المقاطعات ف المتحكم الصغري الشكل Fig 6.7 ب ن مسجل والعنوان x8b من bank1 microcontroller قع هذا المسجل عند العنوان xb من bank INTCON Bit 7 Bit GIE PEIE TMRIE INTE RBIE TMRIF INTF RBIF Figure 4.7 الوظائف الت قوم بها المسجل INTCON GIE(Global Interrupt Enable) GIE الخانة o عندما ترفع هذة الخانة الى الواحد فانة مكن خدمة المقاطعات بجم ع انواعها اما عندما تصفر هذة الخانة فانة المس طر الدق ق بطل خدمة المقاطعات. PEIE(Programmable Earsable ROM Interrupt Enable) PEIE الخانة o عندما ترفع هذة الخانة الى الق مة واحد فأن المس طر الدق ق مكن خدمة مقاطعة الذاكرة EEPROM والت تش ر الى انتهاء عمل ة الكتابة. EEPROM أما عندما تصفر هذة الخانة فانة تم ابطال خدمة المقاطعة الكتمال عمل ة الكتابة للذاكرة Writting TMRIE(Timer Interrupt Enable) TMRIE الخانة o times أما عندما ترفع هذة الخانة الى الق مة واحد فأن المس طر الدق ق مكن خدمة مقاطعة Timer عندما تصفر هذة الخانة فانة تم ابطال خدمة مقاطعة المؤقت. Timer المؤقت والت تحدث انتهاء الوقت INTE(Interrupt Enable) INTE الخانة o عندما ترفع هذة الخانة الى الق مة واحد فأن المس طر الدق ق مكن خدمة مقاطعة ابطال خدمة مقاطعة. INT بواسطة الطرف INT أما عندما تصفر هذة الخانة فانة تم RBIE( Portb RB(7:4) Interrupt Enable) RBIE الخانة o عندما ترفع هذة الخانة الى الق مة واحد فأن المس طر الدق ق مكن خدمة مقاطعة RB7,RB6,RB5,RB4 تصفر هذة الخانة فانة تم ابطال خدمة مقاطعة عن طر ق هذة االطراف. بواسطة االطراف أما عندما INTF(Interrupt Flag) INTF الخانة o ( 64 ) رفع هذا العلم بشكل ذات عند حدوث مقاطعة عند الطرف. INT المس طر الدق ق Microcontroller

65 RBIF (Register portb Interrupt Flag) TMRIF (Timer Out Interrupt Flag) الخانة RBIF رفع هذا العلم الى الق مة واحد بشكل ذات عند حدوث مقاطعة من الطرف.RB4RB7 الخانة TMRIF o o رفع هذا العلم الى الحالة واحد عند طفحان المؤقت Timer مش ر الى انتهاء الزمن المحدد للمؤقت. EEADR(EEPROM Address Register) م سجل EEADR ستخدم هذا المسجل المكون من 8bit لتحد د عنوان Address الذاكرة Eeprom لك تم القراءة او الكتابة الى هذا الذاكرة قع هذا المسجل عند الموقع x9 من. bank EEDATA(EEPROM Data Register) م سجل EEDATA ستخدم هذا المسجل المكون من 8bit الرسال الب انات Data الى الذاكرة eeprom ل تم خزن الب انات باالعتماد على العنوان الذي تم تحد دة بواسطة المسجل EEADR كذلك قوم هذا المسجل باستقبال الب انات الت تم قراءتها من ذاكرة eeprom قع هذا المسجل عند الموقع x8 من. bank EECON(EEPROM Controller Register) م سجل EECON1 تكون هذا المسجل من 8bit المستغل منها فقط 5bit قوم هذا المسجل بالتحكم بعمل ات القراءة والكتابة الى الذاكرة eeprom قع هذا المسجل عند العنوان x88 من bank 1 ب ن الشكل Fig 4.8 المسجل eecon1 Bit 7 Bit EEPGD WRERR WREN WR RD Figure 4.8 الوضائف الت قوم بها المسجل EECON1 RD (Read Operation) RD الخانة o عند رفع هذة الخانة القراءة. واحد الق مة الى تمكن عمل ة القراءة من الذاكرة eeprom وال مكن تصف رها النها تصفر بعد أن تتم عمل ة WR (Write Operation) WR الخانة o عند رفع هذة الخانة الكتابة. واحد الق مة الى تبدء عمل ة الكتابة الى الذاكرة eeprom وال مكن تصف رها النها تصفر بعد أن تتم عمل ة ( 65 )

66 WREN (Write Enable Operation) WREN الخانة o عند رفع هذة الخانة الى الق مة واحد تمكن عمل ة الكتابة الى الذاكرة eeprom وعند تصف رها النها تصفر تبطل عمل ة الكتابة. WRERR (Write Error) الخانة WRERR عندما ترفع هذة الخانة الى الق مة واحد الكتابة تمت. فانة تش ر بذلك الى حدوث خطأ ف عمل ة الكتابة أما عندما تصفر فذلك دل على أن عمل ة o EEPGD (Eeprom Program Memory Or Data Memory) EEPGD الخانة o عندما ترفع هذة الخانة الى الق مة واحد فانة تش ر بذلك الى ذاكرة البرنامج eeprom program memoey أما عند تصف ر هذة الخانة فأنة تم التاش ر الى ذاكرة الب انات eeprom data memory م سجل EECON(EEPROM Controller Register) EECON 2 هذا الموقع غ ر منفذ. Unimplemented ( 66 )

67 Unit five ألوحدة الخامسة Instruction Set طقم التعل مات م قدمة: ت عتبرهذة PIC16f84A ف هذه الوحدة سوف نت عرف على م جموعة الت عل مات Instruction Set المتوفرة ف المتحكم الصغري الوحدة كمرجع لك ت عود ال ة عند الحاجة الى الت عرف الى و ض فة ت عل مة م ع نة عند قراءتك لهذة الوحدة سوف تسأل نفسك ما الفائدة أو الغا ة من تعل مة ما ال تقلق فالتعل مة بحد ذاتها بدون فائدة ما لم تتكامل مع م جموعة ت عل مات لتؤدي و ض فة م ع نة مكونة ما سمى بالبرنامج Program مع تقدمك ف فصول الكتاب وكتابة برامج سوف تت ضح الفكرة اكثر من الج د معرفه أن عدد الت عل مات المتوفرة ومنها ما ستغرق فترة هو 32 تعل مة منها ما ستغرق فترة زمن ة مقدارها 1 ما كروثان ة PIC16f84A ف الما كروكونترولر مقدارها 2 ما كروثان ة. ( 67 )

68 Program الب رنامج عبارة عن س لسلة من الت عل مات أو األ عازات instruction الم تتابعة الت توجه ع مل الما كروكونترولر PIC16f84A و ض فة مع نة. لغرض تأد ة Instruction Set ط قم الت عليمات لقد ق لنا أن البرنامج عبارة عن م جموعة من الت عل مات Instructions تقسم التعل مات ف الما كروكونترولر PIC16f84A إلى الممتابعة أذن العنصر األساس لتكو ن البرنامج هو الت عل مة Bit Orientation Operations Byte Orientation Operation Lateral and Control Operations التعل مات على مستوى البت التعل مات على مستوى البا ت تعل مات الس طرة والثوابت Bit Orientation Operations التع ليمات على م ستوى البت وه الت عل مات الت ت جري على بت مع ن ض من م سجل م ع ن مثل تغ ر ق مة بت من 1 الى أو من الى 1 عادة شار الى البت المراد إجراء الع مل ة عل ة بالرمز "b" ب نما رمرز للم سجل الم راد ت غ ر أحد بتاتة بالرمز "f" الجدول Table 5.1 و ضح م جموعة الت عل مات على مستوى البت المتوفرة ف الما كروكونترولر PIC16f84A Table 5.1 Bit Clear Flag التعل مة BCF ت قوم ه ذه الت عل مة بت صف ر أحد بتات م سجل Register وتأخذ الت عل مة الص غة التال ة BCF f, b ح ث : f: م ثل الم سجل الم راد ت صف ر أحد بتاتة f مثل رق م البت المراد ت صف رة من الم سجل b: ( 68 )

69 م الحظة: ت ستهلك هذه الت عل مة د ورة ماكنة واحدة أي أن هذه الت عل مة ت ستغرق ف ترة ز من ة مقداره 1 ما كروثان ة Bit Set Flag التعل مة BSF ت قوم هذه الت عل مة برفع أحد بتات مسجل Register الى الق مة واحد وتأخذ الت عل مة الص غة التال ة BSF f, b ح ث : f: مثل الم سجل الم راد ر فع أحد بتاتة Bit إلى الق مة واحد f الم راد ر فع ق مته إلى الواحد من الم سجل Bit مثل ر قم البت b: م الحظة: ت ستهلك هذه الت عل مة د ورة ماكنة واحدة أي أن هذه الت عل مة ت ستغرق ف ترة ز من ة مقداره 1 ما كروثان ة Bit Test Flag Skip If Set التعل مة BTFSS Code التال ة لك ن فهم وض فة هذه الت عل مة د عنا نأخذ الشفرة 1 BTFSS xc, 2 2 BSF xc, 2 3 BCF xc, 3 تقوم التعل مة األولى والت ه xc,2 BTFSS بفحص البت Bit الثان من المسجل xc فأذا كان واحد حمل عداد البرنامج PC بعنوان الت عل مة الثالثة الت ه xc,3 BCF ل نفذها بص غة أخرى عندما ت نفذ الت عل مة BTFSS وكان البت المراد فحصة ساوي واحد تم ق فز الت عل مة الت ت ل ت عل مة BTFSS ل تم تنف ذها أي س تم قفز التعل مة الثان ة الى التعل مة الثالثة والت ه xc,3 BCF لقوم المعالج بتنف ذها أما أذا كان البت Bit الم راد فحصة حمل الق مة صفر ف تم تنف ذ التعل مة الت تل التعل مة BTFSS مباشرتا أي س تم تنف ذ التعل مة الثان ة xc,3 BSF و ستمر تنف ذ البرنامج أي س تم تنف ذ التعل مة الثالثة ا ضا والرابعة وهكذا اذن التعل مة BTFSS تعتبر من تعل مات القفز Jump وتأخذ التع ل مة الص غة التال ة BTFSS f, b ( 69 )

70 ح ث: f: مثل الم سجل الم راد فحص أحد بتاتة f مثل ر قم البت الم راد ف حصة من الم سجل b: مالحظة: ت ستهلك هذه الت عل مة دورة ماكنة واحدة إذا لم تحقق الش رط أي إذا كان البت الم راد ف حصة صفر أن هذه الت عل مة ف هذه الحالة تس تغرق فترة ز من ة مقدارها 1 ما كرو ثان ة أما إذا ت حقق الش رط أي عندما كون البت المراد فحصة حمل الق مة واحد فستأخذ هذه الت عل مة دورتان ماكنة أي ان الفترة الز من ة الت ت ستغرقها الت عل مة ستكون 2 ما كروثان ة. Bit Test Flag Skip If Clear التعل مة BTFSC ت عمل هذه الت عل مة ع كس ع مل ت عل مة BTFSS ح ث أن تعل مة BTFSC تقفز Jumping أذا كان البت Bit الم راد ف حصة حمل الق مة صفر أما اذا كان البت المراد فحصة حمل الق مة واحد فس تم تنف ذ التعل مة الت تل ت عل مة BTFSC مباشرتا تأخذ التعل مة الص غة التال ة BTFSC f, b ح ث: f: مثل الم سجل الم راد فح ص أحد بتاتة f مثل ر قم البت الم راد ف حصة من الم سجل b: مالحظة: ت ستهلك هذه الت عل مة دورة ماكنة واحدة إذا لم تحقق الش رط أي إذا كان البت الم راد ف حصة واحد أن هذه الت عل مة ف هذه الحالة تس تغرق فترة ز من ة مقدارها 1 ما كرو ثان ة أما إذا تحقق الشرط أي عندما كون البت المراد فحصة حمل الق مة صفر فستأخذ هذه الت عل مة دورتان ماكنة أي ان الفترة الز من ة الت ت ستغرقها الت عل مة ستكون 2 ما كروثان ة. ( 71 )

71 Lateral and Control Instruction تعليمات السيطرة والثوابت وه التعل مات الت تس طر على س ر عمل البرنامج مثل تعل مات القفز Jump وكذلك تتضمن التعل مات الخاصة بتحم ل ق م ثابتة K الى مسجل مع ن الجدول Table 5.2 وضح مجموعة تعل مات الس طرة والثوابت Table 5.2 MOV Lateral to W Reg. التعل مة MOVLW تقوم هذه التعل مة بنقل ق مة ثابتة Lateral الى مسجل العمل Reg. W وتأخذ التعل مة الص غة التال ة MOVLW K ح ث:. W Reg. مثل الرقم الثابت المراد أجراء نقلة مسجل العمل K: مالحظة: تستهلك هذه التعل مة دورة ماكنة واحدة أي أن هذه التعل مة تستغرق فترة زمن ة مقداره 1 ما كرو ثان ة ADD Lateral to W Reg. التعل مة ADDLW تقوم هذه التعل مة بجمع ق مة ثابتة Lateral الص غة التال ة مع ق مة مسجل العمل Reg. W وتخزن النت جة ف مسجل العمل Reg. W تأخذ التعل مة ADDLW K ( 7 )

72 ح ث:. W Reg. مثل الرقم الثابت المراد جمعة مع مسجل العمل K: AND Lateral and W Reg. التعل مة ANDLW تقوم هذه التعل مة بأجراء عمل ة AND المنطق ة ب ن مسجل العمل Reg. W وق مة ثابتة وتأخذ التعل مة الص غة التال ة ANDLW K ح ث: K: مثل الرقم الثابت المراد أجراء عمل ة AND المنطق ة عل ة. مالحظة: تستهلك هذه التعل مة دورة ماكنة واحدة أي أن هذه التعل مة تستغرق فترة زمن ة مقداره 1 ما كرو ثان ة CALL Statement التعل مة CALL تقوم هذه التعل مة باستدعاء برنامج ثانوي Subroutine مخزون ف موقع اخر من الذاكرة تأخذ التعل مة الص غة التال ة CALL K ح ث: K: مثل أسم البرنامج الثانوي Subroutine المراد استدعاءة. مالحظة: تستهلك هذه التعل مة دورتان ماكنة أي أن هذه التعل مة تستغرق فترة زمن ة مقداره 2 ما كرو ثان ة Clear Watchdog Timer التعل مة CLRWDT تقوم هذه التعل مة بتعط ل وض فة مؤقت الحراسة تأخذ التعل مة الص غة التال ة. CALL K مالحظة: تستهلك هذه التعل مة دورة ماكنة واحدة أي أن هذه التعل مة تستغرق فترة زمن ة مقداره 1 ما كرو ثان ة ( 72 )

73 Goto Statement التعل مة Goto تقوم هذه التعل مة بالقفز الى موقع أخر من الذاكرة تأخذ التعل مة الص غة التال ة Goto K ح ث: K: مثل عنوان موقع الذاكرة المراد القفز ال ة. مالحظة: تستهلك هذه التعل مة دورتان ماكنة أي أن هذه التعل مة تستغرق فترة زمن ة مقداره 2 ما كرو ثان ة Exclusive OR Lateral With W Reg. التعل مة XORLW تقوم هذه التعل مة بأجراء عمل ة ExOR المنطق ة ب ن مسجل العمل Reg. W وق مة ثابتة وتأخذ التعل مة الص غة التال ة XORLW K ح ث: K: مثل الرقم الثابت المراد أجراء عمل ة ExOR المنطق ة عل ة. مالحظة: تستهلك هذه التعل مة دورة ماكنة واحدة أي أن هذه التعل مة تستغرق فترة زمن ة مقداره 1 ما كرو ثان ة Inclusive OR Lateral With W Reg. التعل مة IORLW تقوم هذه التعل مة بأجراء عمل ة OR المنطق ة ب ن مسجل العمل Reg. W وق مة ثابتة وتأخذ التعل مة الص غة التال ة IORLW K ح ث: K: مثل الرقم الثابت المراد أجراء عمل ة OR المنطق ة عل ة. ( 73 )

74 Subtract Lateral from W Reg. التعل مة SUBLW تقوم هذه التعل مة بطرح ق مة ثابتة Lateral من ق مة مسجل العمل Reg. W وتخزن النت جة ف مسجل العمل Reg. W تأخذ التعل مة الص غة التال ة SUBLW K ح ث:. W Reg. مثل الرقم الثابت المراد طرحة من مسجل العمل K: مالحظة: تستهلك هذه التعل مة دورة ماكنة واحدة أي أن هذه التعل مة تستغرق فترة زمن ة مقداره 1 ما كرو ثان ة SLEEP Instruction التعل مة SLEEP تقوم هذه التعل مة بأدخال المس طر الدق ق ف وضع توف ر الطاقة standby Mode ح ث توقف المعالج عن العمل وعند ورود أي اشارة مقاطعة الى المسطر عود المس طر للنهوض من جد د وتاخذ التعل مة الص غة التال ة SLEEP مالحظة: تستهلك هذه التعل مة دورة ماكنة واحدة أي أن هذه التعل مة تستغرق فترة زمن ة مقداره 1 ما كرو ثان ة Return flag interrupt enable instruction التعل مة RETFIE لك نفهم عمل هذه التعل مة جب ان نفهم ما ه المقاطعة مبدء المقاطعة هو مقاطعة او توقف المعالج عن تنف ذ البرنامج الحال او الرئ س Main Program لتنف ذ برنامج أخر سمى برنامج خدمة المقطاعات routine(isr) interrupt service وبعد االنتهاء من برنامج خدمة المقاطعات جب ان عود التنف ذ الى البرنامج الرئ س Main Program أذن تعل مة RETFIE تقوم بنقل التنف ذ من برنامج خدمة المقاطعات الى البرنامج الرئ س او بص غة اخرى ه تعل مة العودة الى البرنامج الرئ س س تم مناقشة هذا الموضوع بشكل مفصل الحقا وتاخذ التعل مة الص غة التال ة. RETFIE مالحظة: تستهلك هذه التعل مة دورتان ماكنة واحدة أي أن هذه التعل مة تستغرق فترة زمن ة مقداره 2 ما كرو ثان ة ( 74 )

75 Return Instruction التعل مة RETURN تستخدم هذه التعل مة للعودة من برنامج الفرع Subroutine الى البرنامج الرئ س التعل مة تأخذ الص غة التال ة. RETURN مالحظة: تستهلك هذه التعل مة دورتان ماكنة واحدة أي أن هذه التعل مة تستغرق فترة زمن ة مقداره 2 ما كرو ثان ة Return with lateral to W Reg. التعل مة RETLW تستخدم هذه التعل مة للعودة من برنامج فرع Subroutine بق مة ثابتة Lateral value التعل مة تأخذ الص غة التال ة. الى البرنامج الرئ س ولكن عند العودة تحمل ق مة مسجل العمل Reg. W RETLW K ح ث:. subroutine عند العودة من البرنامج الفرع W Reg. مثل الرقم الثابت المراد نقلة الى مسجل العمل K: مالحظة: تستهلك هذه التعل مة دورتان ماكنة واحدة أي أن هذه التعل مة تستغرق فترة زمن ة مقداره 2 ما كرو ثان ة Byte Orientation Operations التعليمات على مستوى البايت وه التعل مات الت تجري على على مستوى Byte معظم هذه التعل مات تتعامل مع وحدة الحساب والمنطق ALU مثل أجراء العمل ات الحساب ة والمنطق ة وغ رها عاده شار الى البا ت أو المسجل المراد اجراء العمل ة عل ة بالرمز "f" ب نما رمز للمكان الذي ستخزن ف ة النت جة بالرمز "d" ح ث أذا كان "=d" س تم تخز ن النت جة ف مسجل العمل Reg. W اما اذا كانت "1=d" فس تم تخز ن النت جة ف المسجل f الحظ الشكل Figure 5.1 ( 75 )

76 Figure 5.1 الجدول Table 5.3 وضح مجموعة التعل مات على مستوى البت المتوفرة ف المس طر PIC16f84A Table 5.3 ADD W Reg. to flag التعل مة ADDWF تقوم هذه التعل مة بأجراء عمل ة الجم ع ب ن مسجل العمل Reg. W وأي مسجل أخر f تاخذ هذه التعل مة الص غة التال ة ADDWF f, d ( 76 )

77 ح ث: f: مثل المسجل المراد جمعة مع مسجل العمل d: تاخذ ق متان اما او 1 اذا =d س تم تخز ن ناتج الجمع ف مسجل العمل W=W+f اما اذا كانت ق مة 1=d فس تم تخز ن الناتج ف المسجل f أي f=f+w مالحظة: تستهلك هذه التعل مة دورة ماكنة واحدة أي أن هذه التعل مة تستغرق فترة زمن ة مقداره 1 ما كرو ثان ة مثال 5.1 قم بأضافة العدد 4 الى محتو ات المسجل Ch الحل: MOVLW x4 ADDWF xc, 1 نقوم أوال بتحم ل مسجل العمل بالق مة x4 عن طر ق التعل مة MOVLW x4 ثم نقوم بأجراء عمل ة الجمع ب ن ق مة مسجل العمل W xc والق مة واحد ل تم خزن ناتج الجمع ف المسجل ADDWF عن طر ق التعل مة xc,1 xc وق مة المسجل Reg. Subtract W Reg. from flag التعل مة SUBWF تقوم هذه التعل مة بطرح ق مة مسجل العمل Reg. W من مسجل أخر f تاخذ هذه التعل مة الص غة التال ة SUBWF f, d ح ث: f: مثل المسجل المراد طرح ق مة مسجل العمل Reg. W منه d: تاخذ ق متان اما او 1 اذا كانت =d س تم تخز ن ناتج الطرح ف مسجل العمل W=fW اما اذا كانت ق مة 1=d فس تم تخز ن الناتج ف المسجل f أي f=fw مالحظة: تستهلك هذه التعل مة دورة ماكنة واحدة أي أن هذه التعل مة تستغرق فترة زمن ة مقداره 1 ما كرو ثان ة ( 77 )

78 Swap W Reg. With Flag التعل مة SWAPF وتاخذ تقوم هذه التعل مة بعمل ة تبد ل Swapping االربع بتات السفل ة low nipple للمسجل f مع اربع بتات العلو ة High nipple التعل مة الص غة التال ة SUBWF f, d ح ث: f: مثل المسجل المراد طرح ق مة مسجل العمل Reg. W منه d: تاخذ ق متان اما او 1 اذا كانت =d س تم تخز ن ناتج الطرح ف مسجل العمل W=fW اما اذا كانت ق مة 1=d فس تم تخز ن الناتج ف المسجل f أي f=fw مالحظة: تستهلك هذه التعل مة دورة ماكنة واحدة أي أن هذه التعل مة تستغرق فترة زمن ة مقداره 1 ما كرو ثان ة AND W Reg. with flag التعل مة ANDWF تقوم هذه التعل مة بأجراء عمل ة AND المنطق ة ب ن مسجل العمل Reg. W وأي مسجل أخر f تاخذ هذه التعل مة الص غة التال ة ANDWF f, d ح ث: f: مثل المسجل المراد اجراء عمل ة AND المنطق ة عل ة مع مسجل العمل d: تاخذ ق متان اما او 1 اذا =d س تم تخز ن ناتج عمل ة AND المنطق ة ف مسجل العمل أما اذا كانت ق مة 1=d فس تم تخز ن الناتج ف المسجل f مالحظة: تستهلك هذه التعل مة دورة ماكنة واحدة أي أن هذه التعل مة تستغرق فترة زمن ة مقداره 1 ما كرو ثان ة ( 78 )

79 EXOR W with flag التعل مة XORWF تقوم هذه التعل مة بأجراء عمل ة AND المنطق ة ب ن مسجل العمل Reg. W وأي مسجل أخر f تاخذ هذه التعل مة الص غة التال ة XORWF f, d ح ث: f: مثل المسجل المراد اجراء عمل ة AND المنطق ة عل ة مع مسجل العمل d: تاخذ ق متان اما او 1 اذا =d س تم تخز ن ناتج عمل ة EXOR المنطق ة ف مسجل العمل أما اذا كانت ق مة 1=d فس تم تخز ن الناتج ف المسجل f مالحظة: تستهلك هذه التعل مة دورة ماكنة واحدة أي أن هذه التعل مة تستغرق فترة زمن ة مقداره 1 ما كرو ثان ة Inclusive OR W with flag التعل مة IORWF تقوم هذه التعل مة بأجراء عمل ة OR المنطق ة ب ن مسجل العمل Reg. W وأي مسجل أخر f تاخذ هذه التعل مة الص غة التال ة IORWF f, d ح ث: f: مثل المسجل المراد اجراء عمل ة OR المنطق ة عل ة مع مسجل العمل d: تاخذ ق متان اما او 1 اذا =d س تم تخز ن ناتج عمل ة OR المنطق ة ف مسجل العمل أما اذا كانت ق مة 1=d فس تم تخز ن الناتج ف المسجل f مالحظة: تستهلك هذه التعل مة دورة ماكنة واحدة أي أن هذه التعل مة تستغرق فترة زمن ة مقداره 1 ما كرو ثان ة ( 79 )

80 Clear Flag التعل مة CLRF تقوم هذه التعل مة بتصف ر ق مة مسجل مع ن تأخذ التعل مة الص غة التال ة CLRF f ح ث: f: مثل المسجل المراد تصف رة. مالحظة: تستهلك هذه التعل مة دورة ماكنة واحدة أي أن هذه التعل مة تستغرق فترة زمن ة مقداره 1 ما كرو ثان ة No Operation Instruction التعل مة NOP ال تقوم هذه التعل مة بأي وض فة تستخدم عادة ف عمل ات التاخ ر Delay ح ث أن هذه التعل مة تأخذ دورة ماكنة واحدة لذلك تستغرق هذه التعل مة فتره زمن ة مقدارها 1 ما كروثان ة تأخذ التعل مة الص غة التال ة مثال 5.1 NOP قم بتول د تأخ ر مقداره 3 ما كرو ثان ة الحل: NOP NOP NOP لقد قمنا بكتابة ثالث تعل مات NOP كل تعل مة تستغرق فترة زمن ة مقدارها 1 ما كروثان ة بدون تأد ة أي وض فة اذا المحصلة الكل ة لهذة التعل مات الثالثة 3 ما كروثان ة Clear Working Register التعل مة CLRW تقوم هذه التعل مة بتصف ر ق مة مسجل العمل Reg. W تأخذ التعل مة الص غة التال ة CLRW ( 81 )

81 مالحظة: تستهلك هذه التعل مة دورة ماكنة واحدة أي أن هذه التعل مة تستغرق فترة زمن ة مقداره 1 ما كرو ثان ة Compliment Flag Instruction التعل مة COMF تقوم هذه التعل مة بأ جاد متمم Compliment مسجل f تأخذ التعل مة الص غة التال ة COMF f,d ح ث: f: مثل المسجل المراد أ جاد متممه d=1 f إذا كانت =d d: المسجل f س تم تخز ن ناتج متمم المسجل ف مسجل العمل Reg. W أما اذا كانت ق مة فس تم تخز ن ناتج المتمم ف مالحظة: تستهلك هذه التعل مة دورة ماكنة واحدة أي أن هذه التعل مة تستغرق فترة زمن ة مقداره 1 ما كرو ثان ة Decrement Flag التعل مة DECF تقوم هذه التعل مة بأنقاص ق مة مسجل f بالق مة واحد وتأخذ التعل مة الص غة التالبة DECF f,d ح ث: f: مثل المسجل المراد أنقاص ق متة بواحد f فس تم تخز ن الناتج ف المسجل أما اذا كانت ق مة 1=d W Reg. س تم تخز ن الناتج ف مسجل العمل إذا كانت =d d: مالحظة: تستهلك هذه التعل مة دورة ماكنة واحدة أي أن هذه التعل مة تستغرق فترة زمن ة مقداره 1 ما كرو ثان ة ( 8 )

82 Increment Flag تعل مة INCF تقوم هذه التعل مة بز ادة ق مة مسجل f بالق مة واحد وتأخذ التعل مة الص غة التال INCF f,d ح ث: f: مثل المسجل المراد ز ادة ق متة بواحد f فس تم تخز ن الناتج ف المسجل أما اذا كانت ق مة 1=d W Reg. س تم تخز ن الناتج ف مسجل العمل إذا كانت =d d: مالحظة: تستهلك هذه التعل مة دورة ماكنة واحدة أي أن هذه التعل مة تستغرق فترة زمن ة مقداره 1 ما كرو ثان ة Rotate Right Through Carry تعل مة RRF تقوم هذه التعل مة بأزاحة Shift ودوران Rotate محتو ات مسجل f باتجاة ال م ن وعند خروج البت األقل أهم ة LSB من المسجل f خزن ف خانة المحمل carry من مسجل الحالة Status register وعند خروج ق مة المحمل Carry خزن ف خانة االكثر اهم ة MSB من المسجل f أي أن المحمل Carry دخل ف عمل ة الدوران Rotation الحظ الشكل Figure 5.2 Register MSB LSB Carry figure 5.2 تأخذ التعل مة الص غة التال ة RRF f,d ح ث: f: مثل المسجل المراد دوران f فس تم تخز ن الناتج ف المسجل أما اذا كانت ق مة 1=d W Reg. س تم تخز ن الناتج ف مسجل العمل إذا كانت =d d: ( 82 )

83 مالحظة: تستهلك هذه التعل مة دورة ماكنة واحدة أي أن هذه التعل مة تستغرق فترة زمن ة مقداره 1 ما كرو ثان ة Rotate Left Through Carry تعل مة RLF تقوم هذه التعل مة بأزاحة Shift ودوران Rotate محتو ات مسجل f باتجاة ال سار وعند خروج البت االكثر أهم ة MSB من المسجل f خزن ف خانة المحمل carry من مسجل الحالة Status register وعند خروج ق مة المحمل Carry خزن ف خانة األقل أهم ة LSB من المسجل f الحظ الشكل Fig 5.3 Register Carry MSB LSB figure 5.3 تأخذ التعل مة الص غة التال ة RLF f,d ح ث: f: مثل المسجل المراد دوران محتو اتة باتجاة ال سار f فس تم تخز ن الناتج ف المسجل أما اذا كانت ق مة 1=d W Reg. س تم تخز ن الناتج ف مسجل العمل إذا كانت =d d: مالحظة: تستهلك هذه التعل مة دورة ماكنة واحدة أي أن هذه التعل مة تستغرق فترة زمن ة مقداره 1 ما كرو ثان ة Move Flag تعل مة MOVF تقوم هذه التعل مة بنقل محتو ات المسجل f الى مسجل العمل Reg. W أو نقل محتو ات المسجل f الى نفسة ستسأل ما الغا ة من نقل مسجل الى نفسة نستفاد من هذه الحالة اننا نر د ان نعرف مثال هل ق مة هذا المسجل صفر أما ال نحن نعلم ان مسجل الحالة status Register تحدث update بعد كل عمل ة تجالي ف وحدة الحساب والمنطق ALU اذن عند نقل مسجل الى نفسة عن طر ق التعل مة MOVF س تحدث علم الصفر Zero Falg الموجود ف مسجل الحالة Status Register تأخذ التعل مة الص غة التال ة ( 83 )

84 MOVF f,d ح ث: f: مثل المسجل المراد أجراء العمل ة عل ة f فس تم تخز ن الناتج ف المسجل أما اذا كانت ق مة 1=d W Reg. س تم تخز ن الناتج ف مسجل العمل إذا كانت =d d: مالحظة: تستهلك هذه التعل مة دورة ماكنة واحدة أي أن هذه التعل مة تستغرق فترة زمن ة مقداره 1 ما كرو ثان ة مثال 5.2 ح دث Update مسجل الحالة Status Register بح ث تضمن حالة المسجل Eh الحل: MOVF xe,1 Move W Reg. to Flag تعل مة MOVWF تقوم هذه التعل مة بنقل محتو ات مسجل العمل Reg. W الى مسجل f تأخذ التعل مة الص غة التال ة MOVWF f ح ث: f: مثل المسجل المراد نقل محتو ات مسجل العمل Reg. W ال ة f فس تم تخز ن الناتج ف المسجل أما اذا كانت ق مة 1=d W Reg. س تم تخز ن الناتج ف مسجل العمل إذا كانت =d d: مالحظة: تستهلك هذه التعل مة دورة ماكنة واحدة أي أن هذه التعل مة تستغرق فترة زمن ة مقداره 1 ما كرو ثان ة ( 84 )

85 Increment Flag Skip if Zero تعل مة INCFSZ تقوم هذه التعل مة بز ادة محتو ات مسجل f بالق مة واحدة ثم تفحص النت جة اذا كانت اكبر من الصفر تم تنف ذ التعل مة الت تل تعل مة INCFSZ اما اذا كانت النت جة صفر فس تم قفز التعل مة الت تل تعل مة INCFSZ هذه التعل مة مشابهة تقر با لعمل تعل مة BTFSZ ف عمل ة القفز تأخذ التعل مة الص غة التال ة INCFSZ f,d ح ث: f: مثل المسجل أجراء العمل ة عل ة f فس تم تخز ن الناتج ف المسجل أما اذا كانت ق مة 1=d W Reg. س تم تخز ن الناتج ف مسجل العمل إذا كانت =d d: مالحظة: تستهلك هذه التعل مة دورة ماكنة واحدة أذا كانت ق مة المسجل بعد الز ادة اكبر من صفر أي ال تتم عمل ة القفز Jump تستغرق التعل مة ف هذه الحالة فترة زمن ة مقداره 1 ما كرو ثان ة اما اذا كانت ق مة المسجل بعد الز ادة تساوي صفر فتستغرق وحدة الس طرة دورتان ماكنة أي ستستغرق التعل مة فترة زمن ة مقدارها 2 ما كروثان ة مثال 5.3 تتبع trace التعل مات التال ة 1 MOVLW xff 2 MOVWF xc 3 INCFSZ xc,1 4 DECF xc,1 5 INCF xc,1 الحل: تقوم أول تعل متان بنقل الق مة ffh الى مسجل العمل W عن طر ق تعل مة MOVLW xff وذلك بغ ة نقلة الى مسجل االغراض العامة Ch عن طر ق تعل مة MOVWF xc ثم تأت التعل مة الثالثة التعل مةل INCFSZ لتقوم بز ادة محتو ات المسجل Ch بواحد بما أن المسجل Ch حتوي أالن على الق مة FFh وعند ز ادتة بواحد س تم تصف ر المسجل وذلك الن سعة المسجل Ch القصوى ه 8bit أي الق مة القصوى ه FFh راجع الوحدة االولى عمل ة الف ضان Overflow بما أن المسجل Ch حمل الق مة صفر أالن ستقوم التعل مة INCFSZ بالقفز الى التعل مة الخامسة xc,1 INCF لتقوم بز ادة محتو ات المسجل Ch بواحد لتصبح محتو ات المسجل Ch ه الق مة. 1 ( 85 )

86 Decrement Flag Skip if Zero تعل مة DECFSZ تقوم هذه التعل مة بانقاص محتو ات مسجل f بالق مة واحدة ثم تفحص النت جة اذا كانت اكبر من الصفر تم تنف ذ التعل مة الت تل تعل مة DECFSZ اما اذا كانت النت جة صفر فس تم قفز التعل مة الت تل تعل مة DECFSZ تأخذ التعل مة الص غة التال ة ح ث: f: مثل المسجل المراد أجراء العمل ة عل ة DECFSZ f,d f فس تم تخز ن الناتج ف المسجل أما اذا كانت ق مة 1=d W Reg. س تم تخز ن الناتج ف مسجل العمل إذا كانت =d : d مالحظة: تستهلك هذه التعل مة دورة ماكنة واحدة أذا كانت ق مة المسجل بعد النقصان اكبر من صفر أي ال تتم عمل ة القفز Jump تستغرق التعل مة ف هذه الحالة فترة زمن ة مقداره 1 ما كرو ثان ة اما اذا كانت ق مة المسجل بعد النقصان تساوي صفر فتستغرق وحدة الس طرة دورتان ماكنة أي ستستغرق التعل مة فترة زمن ة مقدارها 2 ما كروثان ة مثال 4.1 تتبع trace التعل مات التال ة 1 MOVLW x1 2 MOVWF xc 3 DECFSZ xc,1 4 DECF xc,1 5 INCF xc,1 الحل: تقوم أول تعل متان بنقل الق مة 1h الى مسجل العمل W عن طر ق تعل مة MOVLW x1 وذلك بغ ة نقلة الى مسجل االغراض العامة Ch عن طر ق تعل مة MOVWF xc ثم تأت التعل مة الثالثة التعل مةل DECFSZ لتقوم بانقاص محتو ات المسجل Ch بواحد بما أن المسجل Ch حتوي أالن على الق مة 1h وعند انقاصه بواحد س تم تصف ر المسجل بما أن المسجل Ch حمل الق مة صفر أالن ستقوم التعل مة DECFSZ بالقفز الى التعل مة الخامسة xc,1 INCF لتقوم بز ادة محتو ات المسجل Ch بواحد لتصبح محتو ات المسجل Ch ه الق مة. 1 ( 86 )

87 Unit Six ألوحدة السادسة Programming Concept مبادء البرمجة مقدمة: لك عمل المس طر الدق ق جب أن نرشدة ولك تم أرشاد جب خزن مجموعة من التعل مات المتناسقة والت تعمل معا الداء مهمة مع نة ف هذه الوحدة سوف نتعرف على ك ف ة كتابة البرامج وعلى ه كل ة البرامج والتعرف على مبادء البرمجة Programming Concept. ( 87 )

88 Programming البرمجة لقد تعرفنا على البرنامج وقلنا انة مجموعة من التعل مات المتتابعة لتأد ة مهمة مع نة تم خزن البرنامج داخل ذاكرة المس طر الصغري به ئة ثنائ ة او سلسلة من األصفار والواحدات لكتابة البرنامج نحتاج لغة برمجة والت ه عبارة عن بروتوكول او ص غة متفق عل ها لكتابة البرنامج كما هو الحال ف لغات البشر فهناك اللغة االنكل ز ة والفرنس ة والعرب ة ولكل من هذه اللغات قواعد مع نة لتشكل جمل سل مة وهكذا هو الحال مع االنظمة الرقم ة تتم عمل ة كتابة البرامج بطر قت ن textual language اللغات النص ة هذه اللغات توفر لنا كتابة التعل مات باستخدام مجموعة من الرموز واالرقام والكلمات القر بة الى اللغة االنكل ز ة تم ترجمة هذا السالسل من الكلمات الى سلسلة من االصفار والواحدات تفهما الماكنة تسمى Machine language باستخدام مجمع خاص سمى Assembler ف لغات واطئة المستوى Low level language مثل لغة التجم ع Assembly او سمى مترجم Compiler ف لغات عال ة المستوى High level language مثل لغات C,Basic,Pascal وغ رها من لغات الحاسوب. Read x; If x>4 Out=x*4; Else Out=x Visual language اللغات المرئ ة وه اللغات الت كتب البرامج ف ها بشكل مخططات انس اب ة flow codes كما هو موضح ف الشكل Fig 6.1 Figure 6.1 ( 88 )

89 Assembly language لغة التجم ع ه الص غة السهلة القراءة للبشر المقابلة للغة اآللة. فلغة اآللة عبارة عن تتابع من البتات (bits) تصبح أسهل للقراءة عندما تستبدل برموز تعبر عنها. تمثل عمل ة حاسوب ة أو أمر للحاسوب ولكل معالج لغة تجم ع خاصة به وتحتاج لغة التجم ع ما سمى المجم ع Assembler وهو الذي قوم بتحو ل لغة التجم ع الت ستط ع البشر قراءتها والتعد ل ف ها إلى لغة اآللة الت ستط ع المعالج تنف ذها. وتستخدم هذه اللغة اآلن من قبل البشر وذلك لبرمجة أجزاء من نظم التشغ ل أو برمجة انظمة الزمن الحق ق. Real time system و تتكون اسطر برامج لغة التجم ع من ثالثة أجزاء: العالمة (Label) وهو ما تم به اإلشارة لسطر ما ل تم استدعاءه ف عمل ات القفز واالستدعاء. األمر (Instruction) وهو كون مناظر ف الغالب ألمر ف المعالج وهو ما س قوم المعالج بتنف ذه عند الوصول لهذا السطر أثناء تنف ذ البرنامج. المعامل (Operand) وهو المتغ ر الذي س تم تطب ق األمر عل ه. أمثلة على األوامر: START: BSF x5,5 ;initialize من مم زاتها تستهلك اقل مساحة الس طرة على البرنامج ه للمبرمج ولس ت للمجمع اللغة الت تخاطب المكونات الماد ة مباشرتأ فتسهل عمل ة ادارة األجهزة. قبل كتابة التعل مات هناك توج هات directive جب كتابتها مع البرنامج هذة التوجات توجة المعالج CPU ا ن ه بدا ة البرنامج وا ن ه نها ة البرنامج كما توجة المعالج CPU الى ترجمة البرنامج الى تعل مات فهمها المس طر المقصود خزن البرنامج ف ة. ( 89 )

90 Program Structure ه كل البرنامج تكون ه كل البرنامج من دالة رئ س ة main function تكتب ضمنها التعل مات بلغة التجم ع Assembly Language كما تحتوي على تعل مة القفز goto وذلك لك دخل المس طر الدق ق ف حلقة تكرار ال منته ة ل نفذ البرنامج بشكر مستمر الحظ الشفرات التال ة list p=16f84a include <p16f84a.inc> main ;instructions ;instructions goto main end التعل متان االولى والثان ة تسمى توج هات Directive تستخدم لتوج ة المترجم Assembler ل ترجم البرنامج بما تناسب مع المس طر الدق ق pic16f84a ما التعل مة الثالثة main فه عبارة عن عنوان label الذي ترجع ال ة التعل مة Goto main لتشكل حلقة ال متناه ة ومن خالل هذة الحلقة نكتب التعل مات الت ستتكرر بشكل مستمر اما التعل مة االخ رة End فه تدل على نها ة البرنامج. PORTA &PORTB Configuration ته ئة المنافذ تكون المس طر الدق ق pic16f84a من 13 منفذ ولك نستخدم هذة المنافذ جب ته ئتها اي تحد د اي طرف من اطراف المنافذ ه طرف دخول او طرف خروج عادة عمل ة الته ئة تتم مرة واحدة عند بدا ة تشغ ل المس طر الدق ق النها تنفذ مرة واحدة فقط لذلك نكتبها خارج الدالة الرئ س ة main كاألت list p=16f84a include <p16f84a.inc> BSF x3,5 ; Go to Bank 1 "Bit Set Flag" Register, Bit MOVLW xff ; mov xxx to W Register MOVWF x85 ; Move W to Trisa MOVLW x ; mov to W Register MOVWF x86 ; Mov W to Trisb BCF x83,5 ; Go to Bank "Bit Clear Flag" Register, Bit main ;instructions ;instructions goto main end تم ته ئة المنافذ عن طر ق المسجل trisa,trisb وكما هو معلوم من الوحدة الخامسة أن هذ ن المسجل ن قعان ف bank 1 من file register لذلك جب ان نتحول الى bank 1 ل تم تحم لهما بالب انات المطلوبة و تم ذلك عن طر ق المسجل status وبالتحد د البت الخامس Rp برفعة الى الق مة واحد عن طر ق التعل مة Bsf x3,5 وبعد ان تحولنا الى bank1 نتسط ع تحم ل المسجل trisa بالق مة xff اي ما قابلها بالنظام الثنائ ( ) والت تعن ان المنفذ porta هو منفذ ادخال ب انات input و تم ذلك عن طر ق ( 91 )

91 التعل مة movlw xff والتعل مة movwf x5 ثم نه ء المنفذ port b بنفس الطر قة ثم بعد ذلك نعود الى bank وذلك بتصف ر البت الخامس Rp من المسجل Status عن طر ق التعل مة bcf x83,5 لمز د من المعلومات عن استخدام التعل مات راجع الوحدة الخامسة. Writing Operations عمل ة الكتابة عمل ة الكتابة Writing الى المنفذ او األخراج output عمل ة مهمة وذلك ألخراج الب انات الى العالم الخارج وذلك لالستفاده منها ف تشغ ل المصاب ح LED او سوق المرحالت Relays البرنامج التال ب ن عمل ة الكتابة writing الى المنفذ port a عن طر ق البت الثالث. list p=16f84a include <p16f84a.inc> BSF x3,5 ; Go to Bank 1 "Bit Set Flag" Register, Bit MOVLW xfb ; mov xx to W Register MOVWF x85 ; Move W to Trisa BCF x83,5 ; Go to Bank "Bit Clear Flag" Register, Bit Main BSF x5,2 goto main end قمنا اوال بعمل ة ته ئة المنفذ porta ل كون البت الثالث هو طرف اخرج output عن طر ق تحم ل السجل trisa بالق مة xfb ثم قمنا بكتابة تعل ماتنا داخل الدالة الرئ سة main function وذلك برفع البت الثالث من porta بالق مة واحد وذلك عن طر ق التعل مة bsf x5,2 تذكر ان عنوان porta هو x5 ف file register اذا وصلت دا ود باعث للضوء LED ستجدة قد اشتغل. Reading Operations عمل ة القراءة عمل ة القراءة Reading من المنافذ مهمة لقراءة الب انات من المح ط الخارج مثال لمعرفة حالة المفات ح Switches او المتحسسات Sensors البرنامج التال ب ن عمل ة القراءة Reading من المنفذ port b عن طر ق البت السادس اذا كان البت السادس ف حالة توص ل نشغل البت الرابع من. portb list p=16f84a include <p16f84a.inc> BSF x3,5 ; Go to Bank 1 MOVLW x4 ; move 1 to W Register MOVWF x86 ; Mov W to Trisb BCF x83,5 ; Go to Bank Main BTFSS x6,6 ; "Bit Test Flag Skip if Set " Register,bit GOTO bit_is_reset GOTO Main bit_is_reset BSF x6,4 GOTO Main end ( 9 )

92 قمنا اوال بعمل ة ته ئة المنفذ portb ل كون البت السادس هو طرف دخول input عن طر ق تحم ل السجل trisb بالق مة x4 ثم قمنا بكتابة تعل ماتنا داخل الدالة الرئ سة main function وذلك عن طر ق فحص البت السادس من portb وذلك عن طر ق التعل مة btfss وبعد تحقق الشرط قمنا برفع البت الرابع من portb راجع الوحدة الخامسة لمز د من المعلومات حول التعل مات. instructions Programming Concept مبادء البرمجة توفر لغة البرمجة مجموعة من اللبنات األساس ة لالستناد عل ها خالل عمل ة تكو ن البرنامج ومجموعة من القواعد الت تمكن من التعامل مع الشفرات وتنظ مها بشكل متناسق لغرض أداء العمل المطلوب. Variable المتغيرات ف عمل ة برمجة المس طرات الدق قة المتغ رات ه مواقع خزن ة داخل ذاكرة المس طر الصغري Pic16f84a لهذة المواقع الخزن ة أسم محدد و مكن تعر ف المتغ رات ف المس طر الصغري على غرار باق لغات البرمجة وتكون الص غة كأالت Name_Of_ variable Set Value أمثلة على المتغ رات Level set 5 Set_point set 2 و مكن كتابتة المتغ رات بالص غة التال ة Variable Name_Of_Constant = Value أمثلة على المتغ رات Variable level= 5 Variable Set_point = 2 ( 92 )

93 Constant EQU السناد أسماء للق م Values وتكون الثوابت ه ق م مسندة لها اسماء معرفة لتسه ل التعامل مع الق م,Values الص غة كأالت مكن استخدام تعل مة NameOf_ Constant EQU Value أمثلة على الثوابت Trisa EQU x85 Porta EQU x5 و مكن كتابتها بالص غة التال ة Constatnt Name_Of_Constant = Value أمثلة على الثوابت Constatnt trisa= x85 Constatnt trisb= x5 Comment التعليقات وه عبارة عن نصوص غ ر قابلة للترجمه وال فسرها المعالج تستخدم لالرشاد والتذك ر وما م ز التعل قات انها مسبوقة بالرمز ";" وتأخذ الص غة التال ة ; # this is comment # BCF xf,1 ;this is comment to clear bit 1 of register xf ( 93 )

94 #DEFINE التعليمة تقوم هذة التعل مة بأسناد نص text الى ق مة Value وتأخذ الص غة التال ة #DEFINE TEXT VALUE Examble: #DEFINE Input 1 #DEFINE Output البرنامجات التال ان متكافئان كتب البرنامج االول بص غة منظمة باستخدام المعرفات اما البرنامج الثان فقد كتب بص غة مباشرة مثال 6. سنتعلم ف هذا المثال ك ف ة أجراء عمل ة الضرب ف المس طر الصغري لنفرض لد نا متغ ران وهما X,Y والمتغ ر Z ونر د أجراء العمل ة االت ة Z := X * Y عمل ة الضرب ببساطة ه عمل ة جمع أي أن عمل ة الضرب X*Y لنفرض نر د أجراء العمل ة 5*X فالعمل ة ه Z := X + X + X + X + X ;adding X five times لقد قمنا بعمل ة جمع المتغ ر X خمس مرات وذلك الن ق مة المتغ ر Y ه 5 عمل ة الضرب ف هذة الحالة تصلح فقط عندما تكون االعداد صح ح ة والناتج اقل من 255 أي أن عمل ة الضرب كون ناتجها 8bit هناك خوازم ات أعقد مكنك االستعانة بها لك كون الشرح واضح لم اتطرق لها ( 94 )

95 الحظ الشفرة التال ة الت قمنا بتعر ف ثالث متغ رات int1,int2,product وحملنا المتغ رات int1=8,int2=7 ثم قمنا بعمل ة تصف ر كل من المتغ ران product,wreg بعد ذلك قمنا بعمل حلقة تكرار تكرر بقدر ق مة int2 وذلك عن طر ق التعل مة Decfsz int2 والت تطرح الق مة واحد من المتغ ر int2 اذا لم تساوي صفر قفز الى العنوان MULT_LOOP ل قوم بعمل ة جمع المتغ ر int1 مع ق مة المسجل WREG الذي ناتج عمل ة الجمع السابقة وهكذا #DEFINE int1 xd #DEFINE int2 xe #DEFINE product xf movlw x8 ; Multiply 8 movwf int1 movlw x7 ; by 7 movwf int2 ; MULTIPLY_SETUP clrw clrf product MULT_LOOP movfw int1 addwf product ; Move int1 to W, then add ; to product decfsz int2 goto MULT_LOOP ; Every time we go through the loop ; we decrement int2, until it's Zero ORG التعليمة تقوم هذه التعل مة بتحد د بدا ة موقع تخز ن البرنامج ف الذاكرة وبشكل افتراض تم تخز ن البرنامج عند الموقع x ان لم تكتب التعل مة ORG x Start org movlw xff movwf PORTB CBLOCK التعليمة تقوم هذه التعل مة بتع ن اسماء لق م ولكن بشكل متسلسل ح ث تقوم بأعطاء ق مة االول ة الول ثابت Constant وبق ة الثوابت تم تحد د ق مها ذات ا باالعتماد على الق مة االول ة الحظ المثال التال Cblock x2 First, second, third endc ;first=x2, second=x3, third=x4 ( 95 )

96 و مكن الحظ انك اسندت الق مة x2 الى الثابت first اما الثابت second س كون ق متة first+1 والثابت third س كون second+1 ز ادة الق مة باكثر من واحد الحظ المثال التال. Cblock x2 First:4, second:2, third endc ;first=x6, second=x8, third=x9 قمنا باسندت الق مة x2 الى الثابت first وبما ان ق مة الز ادة ه 4 نت جة وجود الالحقة 4: ستكون ق مة x2+x4=x6 اي أن ق مة first=x6 اما الثابت second س كون ق متة first+2 والثابت third س كون.second+1 الماكرو Macro Instruction عبارة عن مجموعة من التعل مات تكتب بشكل اجراء لها اسم محدد تسهل عمل المبرمج اثناء البرمجة لكن اثناء ترجمة البرنامج الى لغة االلة س تم تبد ل كل استدعاءات الماكرو بالشفرة الفعل ة للماكرو وتأخذ الص غة التال ة My_micro_name ; instructions endm macro Suproutine االجراءات االجرائات Subroutine او البرامج الفرع ة عبارة عن برامجاو اجزاء برامجثانو ة تم استخدامها الداء غرض مع ن ومن فوائدها: تقل ل وتالف التكرار ف بناء البرامج مرة اخرى. تقل ل الوقت المطلوب لبناء البرامج والمشارع. التقل ل من الذاكرة المطلوبة لشفرات وب انات المشروع. وتكون بالص غة التال ة list p=16f84a include <p16f84a.inc> MAIN CALL subroutine GOTO MAIN end Subroutine ;Instruction Return ( 96 )

97 جب أن تكون برامجك منظمة ومنسقة ومدعمة بالتعل قات ل سهل على االخر ن قراءتها وفهما كما تسهل عل ك تذكرها عند الرجوع ال ها مستقبال أنظر الى البرنامج التال كتب بص غة منظمة بأستخدام االجراءات والماكرو والمعرفات list p=16f84a include <p16f84a.inc> ;*********** my first program ************************* ;code of subroutine Goto Initialized bank macro bsf x3,5 endm bank macro bcf x83,5 endm Initialized ;give identifiers and configures ports Portb EQU x6 Porta EQU x5 Trisa EQU x85 Trisb EQU x86 ;set port b input Bank1 Movlw xff Movwf Trisb ;set port a output Clrf Trisa Bank Main ; instruction goes here end ( 97 )

98 branching Instruction تعليمات التفرع تستخدم تعل مات التفرع للقفز jumping خالل س ر البرنامج لتحق ق اغراض مع نة او قفز تعل مات مع نة او تكرار تعلم ات وهكذا if statement تعلمية اذا الشرطية تعتبر تعل مة اذا الشرط ة if statement من التعل مات المهمة ف لغات البرمجة وتأخذ الص غة العامة التال ة If ( Condition ) // do something if condition is true; Else // do something if condition is false; ولنوضح تعل مة اذا الشرط ة فلنأخذ المثال التال. Val اذا كان صفر تم تحم ل المتغ ر xe مثال 6.2: قم بعمل ة فحص البت الخامس من مسجل الغرض العام واحد نحمل المتغ ر Val بالقم ة 5 بالق مة 3 ام اذا كان البت الخامس الحل : تعتمد عمل ة المقارنة ف هذا المثال على التعل مة Btfss والت البت الخامس من المسجل xe اذا كان واحد قفز الى التعل مة الت تسند القم ة 5 الى المتغ ر val ثم واجة التعل مة Goto end_if ل قفز الى نها ة ترك بة اذا الشرط ة لتعاد عمل ة المقارنو من جد د أما اذا كانت ق مة البت الخامس من المسجل xe ه صفر تنفذ التعل مة القفز Goto bin_is_reset ل قفز الى التعل مة Val set 3 ل تم تحم ل المتغ ر Val بالق مة 3 وهكذا. list p=16f84a include <p16f84a.inc> Variable Val = main BTFSS xe,5 GOTO bin_is_reset Val Set 5 GOTO end_if bin_is_reset Val Set 3 end_if end goto main ( 98 )

99 While Loop While لتكرار مجموعة من التعل مات و مكن استخدم تعل مة التكرار ف لغة التجم ع باالسلوب األت تعليمة التكرار تستخدم التعل مة list p=16f84a include <p16f84a.inc> main MOVLW xa MOVWF xe LOOP DECFSZ xe GOTO still_in_loop GOTO end_loop still_in_loop inst. Inst. ;instruction to be executed inside loop Inst. GOTO LOOP goto main end end_loop قمنا ف البرنامج السابق بعمل ة تكرار loop تقوم بتكرار مجموعة تعل مات 1 مرات اوال قمنا بتحم ل العدد 1 او ما قابلها بالنظام السادس عشر xa الى مسجل االغراض العامة xe ثم قمنا بعمل ة طرح هذا المسجل وفحصة الى ان تم تصف ر المسجل xe وذلك عن طر ق التعل مة. Decfsz و مكن ا ضا استخدام الص غة التال ة لتنف ذ حلقة التكرار Variable x= While x<1 ;Instructions endw ( 99 )

100 مثال 6.3: اكتب برنامج لجعل ومض LED Subroutine ب ن فترة واخرى بأستخدام االجراءات Flashing الحل: المطلوب هو جعل دا ود باعث للضوء LED ومض ب ن فترة واخرى كما هو مب ن ف الشكل وذلك عن طر ق الطرف RB7 Fig 6.2 Figure 6.2 قمنا بكتابة أجراء Subroutine اسمة Delay حتوي هذا االجراء على حلقة تكرار قمنا ف بدا ة االجراء بتحم ل الق مة xff الى مسجل االغراض العامة xe وقمنا بطرح هذة المسجل ومقارنة مع الق مة صفر عن طر ق التعل مة Decfsz فاذا كانت ق مة المسجل xe تساوي صفر خرج المس طر من االجراء delay واال تتكر العمل ة الى أن تصبح ق مة المسجل xe تساوي صفر أما الدالة الرئ س ة main function فه تحتوي على تعر ف المنفذ protb والذي اصبح منفذ أخراج وقمنا بعمل ة أخراج أشارة الى البت السابع من portb عن طر ق التعل مة portb,7 bsf ثم تاللها تأخ ر delay ثم تاللها أطفاء portb,7 bcf وهكذا list p=16f84a include <p16f84a.inc> STATUS_BANK EQU 3h STATUS_BANK1 EQU 83h trisb EQU 86 portb EQU 6 BSF STATUS_BANK,5 MOVLW x ; b" " MOVWF trisb BCF STATUS_BANK1,5 START BSF portb,7 CALL Delay BCF portb,7 CALL Delay GOTO START Delay MOVLW xff MOVWF xe Repeat Decfz E,1 GOTO Repeat RETURN ( 11 )

101 مثال : 6.4 أكتب برنامج قوم بفحص ق مة الموقع xe هل ه اكبر من العدد 4 او اصغر من العدد 4 او تساوي العدد 4. الحل: الفكرة ه بطرح العد المطلوب فحصة او مقارنتة من العدد 4 وذلك تم عن طر ق اجراء عمل ة الطرح ثم فحص مسجل الحالة Status اذا كان العدد االول ساوي العدد الثان فان ق مة 1= flag zero اما اذا كان العدد االول اكبر من العدد الثان فأن flag=1 carry اما اذا كان العدد االول اصغر من العدد الثان فأن flag= carry راجع الوحدة االولى الطرح بأستخدام المتمم الثان و تم برمجة العمل ة كأالت. list p=16f84a include <p16f84a.inc> ;identifiers my_location EQU xe Status EQU x3 main Movlw x4 SUBWF my_location BTFSC Status,2 Goto equ_ Btfsc Status, GOTO less_than _ GOTO greater_than _ Equ_ instruction. Instruction. GOTO main less_than_ instruction. Instruction. GOTO main greater_than_ instruction. Instruction. GOTO main ;move literal to Work register value ;subtract w reg. from specified register ;goto equal procedure ;goto less than procedure ;goto to greater then procedure end ( 1 )

102 Direct Addressing العنونة المباشرة قصد بالعنونة المباشرة ه الوصول Accessing الى المسجل مباشرتا كما هو مب ن ف المثال األت list p=16f84a include <p16f84a.inc> main DECF xe,1 RLF xe,1 goto main end قمنا ف المثال السابق بطرح محتو ات المسجل xe مباشرتا فقط بذكر عنوان المسجل ثم قمنا بتزح ف المزجل بت واحد الى ال م ن هذة الطر قة تسمى العنونة المباشرة. UnDirect Addressing العنونة الغير المباشرة قصد بالعنونة الغ ر المباشرة ه الوصول Accessing الى المسجل ما تم بطر قة غ ر مباشرة وذلك بأستخدام المسجل FSR كما هو مب ن ف المثال االت راجع الوحدة الخامسة لمز د من المعلومات عن المسجل FSR والمسجل. INDF list p=16f84a include <p16f84a.inc> main MOVLW xe MOVWF x4 DECF x RRF X goto main end ;FSR ;INDF ( 12 )

103 مثال 6.5: البرنامج التال ستخدم للس طرة على مستوى خزان وذلك عن الطر ق الفحص المستمر للمتحسس السفل عندما تصبح ق مة المتحسس السفل صفر فهذا دل على ان الخزان فارغ نقوم بتشغل بفتح الصمام وننتظر الى ان تصبح ق مة المتحسس العلوي تساوي واحد والت تدل على ان الخزان قد ملئ وتعاد العمل ة الشكل Fig 6.3 ب ن رسم توض ح للعمل ة. valve Flow in Valve Compressor Flow out Figure 6.3 list p=16f84a include <p16f84a.inc> ;######### Control tanl level ########### STATUS_BANK EQU 3h STATUS_BANK1 EQU 83h trisa EQU x85 trisb EQU x86 porta EQU x5 portb EQU x6 BSF STATUS_BANK,5 MOVLW xch ; xxxx 11xx bit3 =LL bit2=hl MOVWF trisa MOVLW xh ; xxx xxxx MOVWF trisb BCF STATUS_BANK1,5 MAIN BTFSC porta,3 ; test the tank if empty GOTO MAIN BSF portb,7 ;1xxx xxxx turn on bump REPEAT BTFSS porta,2 ; test the tank if full GOTO REPEAT BCF portb,7 ;1xxx xxxx turn on bump GOTO MAIN end ( 13 )

104 Introduction to interrupt Scan ك ل ط رف من أطراف الم س طر الد ق ق م ق دمة في الم قاطعات إذا أردت ان تبرمج ل وحة مفات ح ت ربط الى الم س طر الصغري بالط بع سوف ت قوم بف حص الذي وصل الى ل وحة المفات ح للت عرف على الزر الم ضغوط الم ثال التال و ضح ذلك Loop Portb equ x6 BTFSC portb, ; action for key_ BTFSC portb,1 ; action for key_1 BTFSC portb,2 ; action for key_2 Goto Loop ;rest of program polling السؤال الذي تبادر الى الذ هن!! ه ذا الن وع من الف حص Scan سمى األنتخاب ك ف س تم ت نف ذ ب رنامج أخر م خزون داخل ش ر حة الم س طر الصغري ف الو قت الذي ن جري ف ة ع مل ة األنتخاب Polling طبعا م حال ألننا داخل حلقة مغلقة close loop لف حص أطراف الم س طر الم ربوطة الى ل وحة ألمفات ح وعند تحسس أي طرف نقوم بتأد ة الم همة الم طلوبة أ ذن نستنتج من ذلك الم س طر ال ستط ع تنف ذ اكثر من مهمة واذا حاولت وتمكنت فستحاول تنف ذ المهمة ثم ترجع لتفح ص األطراف Scanning بش كل متكرر تخ ل لو أن المس طر نفذ المهمة األخرى وف نفس الوقت ضغط شخص على لوحة ألمفات ح ب س رعة ثم ترك release ألمفتاح عندها الم س طر عندما عود لف حص األطراف ال جد أي طرف ش ر الى وجود زر مضغوط!! ممكن إن الم س طر ال تح سس أو فقد األشارة ف عمل ة األنتخاب..Polling o o interrupt philosophy فلسلفة المقاطعة معنى المقاطعة ف الل غة وهو مقاطعة ش ء أو ع مل ما ألداء عمل اكثر أهم ة ثم الع ودة الى الع مل السابق.. وهو فعال ما حدث ف الم س طر الصغري ح ث أن المقاطعة interrupt تقاطع عمل المس طر الحال لتأد ة مهمة أخرى بعد إتمام المهمة عود المس طر لوضعة الطب ع. ( 14 )

105 Mechanism of interrupt الية عمل المقاطعات المقاطعة تقر با مشابهة لع مل األجراءات Subroutine ح ث وجد برنامج فرع ستدعى عند حدوث المقاطعة هذا الب رنامج الف رع سمى برنامج خدمة المقاطعات routine) ISR(interrupt service تم استدعاءة بطر قت ن من داخل الب رنامج الرئ س Main program باستخدام ت عل مات خاصة وهو ما سمى ب interrup. software عن ط ر ق أطراف المس طر الدق ق وهو ما سمى ب Hardware interrupt الشكل Figure 6.5 ب ن برنامج خدمة المقاطة مع البرنامج الرئ س main function ISR Address x4 Main program CALL Figure 6.5 حسنا... دعنى نلق الضوء على موضوع استدعاء خدمة ISR عن طر ق أطراف المس طر الصغري عند الن ظر الى المس طر الصغري عند الطرف RB ست جد ان لة و ض فة إضاف ة ألت ه INT أي انة ممكن ان ستخدم ه ذا الطرف لخدمة المقاطعة الخارج ة وكذلك RB4RB7 ممكن تفع ل خدمة المقاطعة عل ها قبل استخدام المقاطعات جب عل نا اخبار المس طر الصغري microcontroller باننا سنستخدم خدمة المقاطعة. جب ت حد د أي طرف س ستخدم لخدمة المقاطعة واي طرف س ستخدم كخدمة.I/O o o ( 15 )

106 لتفع ل خدمة المقاطعة عند الطرف RB نتبع الخطوات التال ة نمكن خدمة المقاطعات العامة GIE من المسجل INTCON كاألت BSF xb,7 2 نمكن خدمة المقاطعة عند الطرف RB بتمك ن الخانة INTE من المسجل INTCON كاالت BSF xb,4 عند هذه اللحظة المس طر الدق ق س كون لة العلم متى س ذهب لبرنامج خدمة المقاطعة ISR وذلك عند تحسس اشارة عند الطرف RB فقط بق شئ واحد مهم هل المقاطعة ستتم عندما!! falling edge تحول من المنطق الواحد الى المنطق الصفر الطرف RB o rising edge تحول من المنطق الصفر الى المنطق الواحد الطرف RB o هذا تم تحد دة من خالل مسجل خاص داخل المس طر الدق ق دعى Option الخانة الت تهمنا حال ا ه الخانة السادسة ح ث Intedg = bit 1 (rising edge 5V) default value Intedg = bit (falling edge 5V) Interrupt flag علم المقاطعة وجد هذا العلم ف السجل INTCON ف الخانة bit(1) وض فة هذا البت هو عند حدوث مقاطعة و دخل المس طر الصغري الى برنامج خدمة المقاطعة ISR رفع هذا العلم الى الق مة واحد وذلك لمنع أي مقاطعة تقاطع عمل المس طر الصغري داخل ISR لسوء الحظ ان المس طر الصغري عند خروجة من خدمة ISR فأن هذا العلم ال رجع الى حالة الصفر أي أن المس طر ال قبل أي مقاطعة طالما أن هذا البت واحد لذلك جب تصف ر reset هذه الخانة برمج ا عند الخروج من خدمة المقاطعة. مالحظة: عند بدا ة تشغ ل المس طر الصغري بشكل طب ع ؤشر عداد البرنامج PC على الموقع x من الذاكرة عند حدوث مقاطعة فان عداد البرنامج حمل بالق مة x4 مؤد ا الى جعل المس طر الصغري ؤشر الى موقع الذاكرة x4 لذلك جب اخبار PIC باننا سوف نحجز الموقع x4 لبرنامج خدمة المقاطعة ISR ونفصلة عن البرنامج الرئ س كاألت ( 16 )

107 المس طر س ذهب الى هذا العنوان عند بدا ة التشغ ل ; h ORG القفز الى دالة البرنامج الرئ س ; Main GOTO هذا العنوان هو بدا ة برنامج خدمة المقاطة; ORG 4h التعل مات المراد تنف ذها عن حدوث مقاطعة ; Main RETFIE العودة من برنامج خدمة المقاطعات; التعل مات الت تر د تنف ذها داخل الدالة الرئ س ة ; End Goto Main مثال : 6.6 ف هذا المثال سوف نقوم بتفع ل خدمة المقاطعة عند الطرف Rb ح ث أذا كان هناك أشارة عند الطرف Rb تم استدعاء برنامجة خدمة المقاطعات ISR بشكل ذات وذلك لك رفع البت االول من المسجل porta الى الق م واحد. list p=16f84a include <p16f84a.inc> بدء المس طر التف ذ من هذا العنوان ; h ORG goto init بدا ة برنامج خدمة المقاطعات ; 4h ORG bsf x5, ;x5 is porta RETFIE Init Main Goto Main End BCF xb,1 ;INTF= of INTCON عمل ات ته ئة المس طر الصغري ; bsf x3,5 clrf x86 bsf x86, bcf x85, bcf x83,5 بدا ة البرنامج الرئ س ; bsf xb,7 ;GIE=1 of INTCON bsf xb,4 ;INTE=1 of INTCON ( 17 )

108 Timers المؤقت قبل ان ندخل ف موضوع المؤقت دعنا نتحدث عن وحدة س طرة قل ال وحدة الس طرة او الوحدة الت تولد دورة الماكنة machine cycle generation ه ف الحق ق ة عبارة عن عداد حلق مكون من 4bit كل دورة كاملة لهذا العداد تش ر الى نها ة تعل مة سرعة هذا العداد الحلق او سرعة دورة الماكنة تعتمد على سرعة المذبذب, oscillator الشكل Fig 6.5 ب ن وحدة الس طرة T4 T3 T2 T1 Ring Counter Machine cycle generation 4MHZ OSCILLATOR Figure 6.5 تم خالل االربع دورات PC : T1 خالل هذه الدورة تم نقل محتو ات الى الذاكرة لج لب التعل مة الى مسجل IR ونفس الوقت زداد عداد البرنامج بواحد ل ش ر الى التعل مة التال ة. : دورة تنف ذ التعل مة وه متغ رة تعتمد على نوع التعل مة. T4,T3,T2 2 مجمل األربع نبظات هذه الت تم ف ها جلب وتنف ذ التعل مة تسمى دورة التعل مة machine cycle تحتاج الى اكثر من دورة ماكنة. one machine cycle مع مالحظة انة بعض التعل مات كلنا نعلم ان التردد مقلوب الزمن أي t=1/4mhz=.25 micro second وبما ان التعل مة تحتاج اربع نبظات من دورة الماكنة لك تنفذ بشكل كامل Instruction cycle=.25 mico second * 4 pulse = 1 micro second أي ان التعل مة تحتاج 1 micro second لك تنفذ. مالحظة: كل التعل مات ف المس طر الصغري تاخذ دورة ماكنة واحدة أي 1 micro باستثناء التعل مات الت ف ها عمل ة القفز. jump ( 18 )

109 اذن نستنتج من ذلك بامكان ان نحسب الوقت الذي ستغرقة المس طر الدق ق التمام تنف ذ برنامجنا مثال البرنامج التال MOVLW x2 MOVWF xe INCF xe 1 micro 1 micro 1 micro اذن الوقت المستغرق لتنف ذ البرنامج السابق هو 3 micro الحظ البرنامج التال MOVLW xa 1 micro MOVWF xe 1 micro Loop DECFSZ xe,1 1 micro or 2 micro = 1*9 + 2 =11 micro second GOTO loop 2 micro 2*9 microsecond =18 microsecond End 1 micro الوقت المستغرق هو =32 microsecond نستنتج من ذلك انة بامكانك ان تكتب دالة او اجراء تاخ ر حسب المدة الت ترغب بها باالعتماد على زمن كل تعل مة Timer modules وحدة المؤقت المؤقت ف المس طر الصغري PIC16f84A هو مؤقت ذو سعة 8bit سمى TMR والذي مكن أستخدامة كمؤقت أو عداد عند أستخدام هذا المؤقت كعداد Counter قوم هذا المؤقت بالز ادة عند كل نبضبة تأت الى الطرف TOCK1 أما عند أستخدامة كمؤقت Timer prescaler assignment الموجود ف المسجل option زداد هذا المسجل بشكل ذات بنسبة تعتمد على مصدر التردد ومقسم التردد لتفع ل المؤقت Timer جب تفعيل خدمة المؤقت Timer Enable عرفنا ان المؤقت من الوحدات السابقة عبارة عن مسجل ذو 8bit وهذا المسجل تعتمد سرعة الز ادة ف ة بنسبة تعتمد على تردد الدخل باالضافة الى مقسمم التردد ماذا حدث فعال عندما صل مسجل المؤقت الى 256 وه اقصى ق مة لة النة مسجل ذو 8bit وعند ز ادة هذة الق مة بواحد صبح المسجل حمل الق مة مش را بذلك الى حدوث حالة طفحان هذة الحالة تستدعى خدمة المقاطعة عند تفع ل مقاطعة المؤقت لتنفذ برنامج خدمة المقاطعات ISR ما هما االن ه العالقة الت من خاللها سنعرف زمن استدعاء خدمة المقاطعة وه timer frequency =(f/4) Prescaler Overflow time = 1/timer frequency (256tmr) ( 19 )

110 ح ث أن ق مة tmr تمثل ق مة مسجل المؤقت ومقسم التردد prescaler تمثل نسبة التقس م والت ه موضحه ف الجدول التال Ps2,ps1,ps نسثح التقسين timer 1/2 1/4 1/8 1/16 1/32 1/64 1/128 1/256 مثال : 6.7 لنفرض أنك حملت المسجل tmr بالق مة x64 وق مة مقسم التردد ه ps2,ps1,ps ه 1 فما هو زمن حدوث حالة الطفحان كان التردد 4 Mhz اذا Table 6.1 الحل: نحول الق مة x64 الت ه بالنظام السادس عشر الى ما قابلها بالنظام العشري والت ه 1 وبما أن مقسم التردد حمل بالق مة 1 اذن نسبة التقس م ه 1/8 من الجدول Table 6.1 وكان تردد المصدر هو. 4 Mhz timer frequency =(4 Mhz/4) 1/8 =.125 Mhz Overflow time = 1/.125 Mhz (2561)=124µs لنقوم أالن بتعد ل بس ط على المعادالت أعالة لنعوض المعادلة رقم (1) ف المعادلة رقم (2) فنحصل ح ث أن الزمن T هو مقلوب تردد المصدر ( 1 )

111 األن نر د معرفة الق مة الت سنحمل بها المسجل tmr عند زمن طفحان مع ن سنقوم بتعد ل المعادلة رقم (3) لتصبح بالشكل التال الجدول Table 6.2 ب ن ق م مختلفة للمسجل Tmr عند ق م مختلفة من overflow الق م الفارغة داللة أن الق ة الناتجة ه ق مة سالبة وال جوز تحم ل المسجدل Tmr بالق م السالبة. Table 6.2 Timers interrupt مقاطعة المؤقت ل تم مقاطعة ال Timer والذهاب الى خدمة المقاطعة ISR جب أن دخل مسجل المؤقت timer ف حالة طفحان overflow ق مة المسجل Timer تنتقل من الق مة xff الى الق مة x و تم ذلك أي أن اخبار المس طر الدق ق باننا نر د تفعل خدمة المؤقت وذلك عن طر ق السجل option عند الق مة TOCS ح ث أن TOCS= timer mode TOCS =1 counter mode ( )

112 تحد د فترة المؤقت وه بشكل افتراض 16 micro second اذا كانت ps=,ps1=,ps2= الكن أعلم ان prescaler تشارك مع ش ئ ن whatchdog و Timer و تم تحد د أي العمل ة المطلوبة عن طر ق الطرف assignment) PSA(Pin ح ث 2 PSA = Timer prescaler PSA =1 Watchdog prescaler WATCHDOG TIMERS (WDT) م ؤقت الحراسة سؤال طرح نفسة!! ماذا حدث لو ع لق Stuck الم س طر الد ق ق هل هناك زر restart العادة تشغل المس طر الدق ق طبعا ال فماذا نفعل لو كان المس طر الدق ق ف موقع عمل field ودخل ف حالة العلق Stuck السطور التال ة سنتعرف بها على ك ف ة التغلب على هذه الحالة ك ف علم المس طر الدق ق انة علق Stuck!! نحن نعلم أن دور الماكنة تبدء بعمل ة الج لب Fetch الت تم ف ها ج لب ال تعل مة من ال ذاكرة الى سجل التعل مة Instruction register حالة العلق Stuck هو ان وحدة المعالجة المركز ة CPU لم تستلم ت عل مة من الذاكرة مما سبب خلل ف س ر البرنامج وهو فعال ما حدث ف حاسباتنا الشخص ة فنظطر الى إعادة تشغ ل الحاسوب لقد قلنا أن المس طر الدق ق ال حتوي على زر اعادة التشغ ل Restart الفكرة الت ابتكروها مهندس الحاسبات هو وضع مؤقت بدء هذا المؤقت عند دورة الجلب بالعد Fetch cycle أي عندما قوم المعالج بارسال طلب التعل مة الى الذاكرة اذا أنتهت ق مة المؤقت ولم ستلم المعالج اي تعل مة من الذاكرة الى مسجل التعل مة IR قوم المس طر الدق ق باعادة تشغ ل نفسة ذات ا هذا المؤقت سمى Watch Dog WDT و ختصر Timer ف الحق قة مؤقت الحراسة هو عبارة عن عداد ذو ثمان خانات 8bit عد من الق مة x الى الق مة xff بشكل ذات وعند نها ة كل عمل ة عد أي عند الق مة xff زداد مؤقت الحراسة ل صبح x مؤد ا ذلك لطفحان مؤقت الحراسة ل بدء العد من جد د متى بدء مؤقت الحراسة بالعد!! بدء مؤقت الحراسة بالعد خالل مرحلة الجلب fetch cycle من دورة الماكنة machine cycle إذا لم ستلم CPU أي تعل مة خالل فترة الجلب وقد وصل مؤقت الحراسة بالعد الى الق مة xff وقد طفح المؤقت أي تحول من الق مة xff الى الق مة x عندها س تم عمل reset لشر حة المس طر الدق ق.. السؤال الذي تبادر الى الذهن!! اذا طلبت العد من الصفر الى العشرة من شخص ن طبعا سرعة العد ستختلف فمثال الشخص االول عد كل ثان ة اما الشخص الثان فمثال عد كل ثان ت ن أذن ما ه الفترة الت زداد ف ها مؤقت الحراسة!! بشكل افتراض المؤقت عد كل 8 ما كرو ثان ة وهذة الق مة قابلة للتغ ر باستخدام سجل.. option اخبار المس طر الدق ق بتفع ل enable او ابطال disable خدمة مؤقت الحراسة WDT ( 2 )

113 watchdog timer preparation option عن طر ق الخانات ps,ps1,ps2 حسب خ ط وات ت هيئة مؤقت ال حراسة جب ت حد د ال فترة ال زمن ة ألت عد ف ها مؤقت ال حراسة وذلك عن طر ق المسجل الجدول Table 6.3 Ps Ps Ps Rate 1:1 1:2 1:3 1:4 1:5 1:6 1:7 1:8 WDT Time 18 ms 38 ms 72 ms 144 ms 288 ms 576 ms 1.1 second 2.2 second Table 6.3 تذكر!!! أن الخانات PS,PS1,PS2 مشتركة ب ن المؤقت Timer ومؤقت الحراسة WDT لذلك جب تحد د الوض فة التابعة لهذة الخانات وذلك عن طر ق الخانة PSA من مسجل Option ح ث اذا رفعة هذه الخانة PSA الى الق مة واحد فهذا عن أن ق مة التقس م PS,PS1,PS2 ه لمؤقت الحراسة WDT بمجرد ما ترفع ق مة الخانة PSA الى الواحد تم تفع ل مؤقت الحراسة حسب الشفرة التال ة Bsf x3,5 Bsf x81,3 BCF x83,5 مكنك أن تصفر مؤقت الحراسة وكذلك ق م PS,PS1,PS2 عن طر ق التعل مة CLRWDT ;Clear WatchDog Timer أ ذا اردت أن تغ ر ق م prescaler الشفرة التال ة توضح ذلك movlw xd ;This is b' 111' in Hex movwf 81h ;This is the Option Register ( 3 )

114 watchdog timer operation الية عمل مؤقت الحراسة عند النظر للشكل Figure 6.1 تجد ان هناك مصدر ن للتردد Clock generator المصدر الذي جهز المؤقت CLKOUT والذي ساوي تردد المذبذب البلوري مقسوم على اربعة. المصدر الذي جهز مؤقت الحراسة WDT وهو مذبذب مستقل. Figure 6.1 عندما ترفع ق مة PSA الى الواحد هذا ؤدي الى أن كل من selector 2, selector 4 التان هما عبارة عن منتق ب انات multiplexer س ش ران الى الب انات القادمة من الطرف "1" من multiplexer وهذا ؤدي الى ان المذبذب WDT س عبر عن طر ق selector 2 ذاهب الى المقسم Prescaler الذي قسم التردد باألعتماد على ق مة كل من PS,PS1,PS2 ل خرج التردد المقسم الى selector 4 الذي فتح الطر ق الى مؤقت الحراسة WDT(TimeOut) ل قوم بعمل ة العد. ( 4 )

115 Unit Seven السابعة ألوحدة Toolkit & Simulation العدد والمحاكاة م قدمة: ف هذه الوحدة سوف نت عرف على االدوات ToolKit المستخدمة ف عمل ة البرمجة وكذلك على عمل ة المحاكاة للمس طر الدق ق بأستخدام برامج الحاسوب Computer Software وذلك للكشف عن العلل Bugs وتصح حها قبل تحم ل Download البرنامج الى ذاكرة المس طر الدق ق ( 5 )

116 عملية البرمجة ل تم برمجة جب أن ربط الى جهاز حاسوب (PC) Personal Computer و م ذلك عن طر ق مبرمجة خاصة تم توص لها الى منافذ الحاسوب سواء كان هذا المنفذ Eathernet او منفذ Rs232 أو منفذ USP وذلك باالعتماد على نوع المبرمجة كما ف الشكل ادناة المبرمجة : تتوفر ف السوق أنواع مختلفة من المبرمجات من هذة المبرمجات عبارة عن عدة متكاملة مثل المبرمجة من شركة Microchip هذة المبرمجة مزودة بقواعد Socket لمختلف انواع PIC microcontrolrs وكذلك تم توص ل مفات ح ومصابح للفحص وجهزت بوحدات 7 segment,lcd character 16*2, graphic lcd وغ رها من الوحدات مثل الذاكرة وحدات دخل تماثل ة والكث ر ما عل ك سوا شرائها من السوق وقراءة الدل ل المرفق مع المبرمجة لتعرف اكثر عن مزا اها. عملية توصيل المبرمجة easypic7 بجهاز الحاسوب لك تم توص ل المبرمجة easypic7 بجهاز حاسوب تحتاج الى ك بل توص ل من نوع Usb شب ة بك بل الطابعة الك بل مرفق مع المبرمجة الحظ الشكل Figure 7.1 تحتاج الى سواقة Driver لتعر ف المبرمجة الى نظام الحاسوب هذه التعر ف مرفق مع المبرمجة اسم التعر ف هو mikroprog Windows Version فقط حدد نوع النظام For PIC Drivers v2. تحتاج الى برنامج mikroprog قوم هذا البرنامج بعمل ة نقل الملف hex. File الذي تم تول دة باستخدام ب ئة البرمة وذلك ل تم نقلة الى ذاكرة المس طر الدق ق microcontroller بعد أن تقوم بتوص ل المبرمجة الى جهاز الحاسوب عن طر ق ك بل Usb وقمت بتنص ب التعار ف Drivers وبرنامج Microprog للتأكد من أن المبرمجة تم توص لها بشكل صح ح الى جهاز الحاسوب قم بتشغ ل برنامج Microprog واجهة البرنامج مب نة ف الشكل Figure 7.2 تجد ف اسفل واجهة البرنامج أ قومة بشكل رمز منفذ USP عندما تكون باللون الرمادي فأنة المبرمجة تكون ف حالة حالة عدم توص ل أما اذا كانت باللون االحمر فهذا دل على ان المبرمجة موصلة بشكل صح ح الحظ الشكل Figure 7.3 ( 6 )

117 Figure 7.3 Figure 7.1 Figure 7.2 كتابة الشفرة Code وتول د الملف hex. File لك تولد ملف hex. الذي س تم خزنة ف ذاكرة المس طر الدق ق تحتاج الى مترجم قوم هذا المترجم بترجمة السالسل النص ة Strings الى لغة تفهمها االنظمة الرقم ة بشكل ملف سمى hex. File توفر شركة microchip مترجم سمى mplab هذا المترجم ستقبل سالسل نص ة مكتوبة بص غة لغة التجم ع Assembly language خطوات تول د ملف hex. File قم بتنص ب برنامج Mplab الشكل Figure 7.4 ب ن واجهة البرنامج Figure 7.4 ( 7 )

118 سنفتح النافذة المب ة ف الشكل Figure 7.5 project wizard أختر project من قائمة Figure 7.5 من النافذة project wizard انقر على زر next تضهر نافذة جد دة أختر منها نوع المس طر الدق ق Device type كما هو موضح ف الشكل Figure 7.6 Figure 7.6 عند النقر على زر تضهر النافذة التال ة والت تحدد ف ها مسار المترجم Assember اترك االعدادات Figure 7.7 next االفتراص ة لها ثم انقر على زر next Figure 7.3 ( 8 )

119 بعد النقر على زر next تظهر النافذة التال ة Figure 7.8 على زر next كما هو موضح ف الشكل والت تحدد من خاللها أسم والمسار الذي تر د حفظ ملف hex. ف ة ثم انقر Figure 7.8 تضهر لك النافذة الموضحة ف الشكل Figure 7.9 اضغط زر. next والت تطلب منك أضافة ملفات خارج ة الى مشروعك ال تقم باضافة اي ملف فقط Figure 7.9 finsh والت تلخص الخطوات الت قمت بها فقط أضغط على زر تظهر لك النافذة التال ة Figure 7.1 Figure 7.1 ( 9 )

120 بعد أن تم تحد د نوع المس طر الدق ق Microcrontroller type وتم تحد د اسم ومسار الملف hex. تم أضافة ملفات المشروع كما هو موضح ف الشكل Figure 7.11 Figure 7.11 من القائمة file Figure 1.12 ستنبثق نافذة لتحر ر االوامر Codes قم بكتابة البرنامج الذي تر د ترجمتة كما هو موضح ف الشكل أختر new Figure 7.12 ( 21 )

121 من القائمة file أختر Save وذلك لحفظ الملف ف اي مكان تر د ول كن المسار F:\myproject\untitled.asm ستتغ ر النصوص الى نصوص ملونة كما ف الشكل Figure 1.13 Figure 7.13 من النافذة myproject.mcw المب نة ف الشكل Figure 1.14 أضغط بالزر اال من على الملف source files ستنبثق نافذة فرع ة popup menue أختر منها Fliles Add ستنفتح نافذة مستكشف الملفات أختر الملف الذي قمت بحفظة ف الفقرة السابقة والذي هو untitled.asm Figure 7.13 اذهب الى القائمة project وأختر أالمر build all ستنبثق نافذة تطلب منك تحد د نوع طر قة تخز ن البرنامج اذا اخترت االمر Absolute فانك تولد ملف مطلق اي ثابت عند عنوان مع ن وال تغ ر موقع البرنامج داخل الذاكرة أما اذا أخترت االمر Relocatable فان موقع البرنامج س كون نسب وقابل للتغ ر ف داخل الذاكرة كما هو موضح ف الشكل أختر االمر Absolute اي أننا نود أن كون البرنامج محدد عند x من الذاكرة ( 2 )

122 اذا كانت العمل ات الت قمت بها صح حة فستظهر لك النافذة التال ة Figure 1.14 والت تش ر الى أن عمل ة تول د ملف hex. تمت بطر قة صح حة. microprog Figure 7.14 عمل ة نقل الملف hex. الى ذاكرة المس طر الدق ق microcontroller لك تتم عمل ة نقل الملف hex. المتولد من برنامج mplab نحتاج الى برنامج التال ة Figure 1.15 عند تشغ ل البرنامج تشاهد نافذة البرنامج Figure 7.14 نالحظ من الشكل أنة عن طر ق القائمة list box المعنونة MCU Family نستط ع تحد د من خاللها عائلة المس طر الدق ق مثال العائلة PIC16F ثم عن طر ق القائمة list box المعنونة MCU نستط ع تحد د نوع المس طر الدق ق ول كن مثال المس طر PIC16f84A بد أن تمت عمل ة تحد د نوع المس طر الدق ق microcontroller عل نا تحم ل الملف hex. الى البرنامج وذلك عن طر ق المجموعة Hex file option ثم النقر على الزر load لتحم ل الملف Hex. ما عل نا االن سوى نقل البرنامج الى المس طر الدق ق. Write عن طر ق الزر microcontroller ( 22 )

123 Simulation using proteus المحاكاة بأستخدام برنامج proteus وجد هناك العد د من برامج المحاكاة المستخدمة لمحاكاة الدارات اإللكترون ة ولكن ما م ز برنامج Proteus هو الدقة والسهولة ف محاكاة المشار ع وخصوصا أ نه حتوي على مكاتب كث رة لكافة القطع اإللكترون ة وهو ستط ع أن حاك الدارات الت تحتوي على المتحكمات بسهولة جدا م ما ت ح للمصمم بأن ختبر عمل المتحكم قبل أن تم حقن البرنامج ف المتحكم Microcontroller مما سهل عمل ة التطو ر ف البرامج بسهولة وإضافة لذلك ستط ع المتدرب أو الذي درس برمجة المتحكمات أن تم إختبار برامجه و عدل عل ها دون أن تم تطب قها. واجة البرنامج proteus 7 proteus 7 mplab بعد أن قمت بتول د الملف hex. File Figure1.15 عن طر ق برنامج افتح برنامج واجهة البرنامج موضحة ف الشكل Figure 7.15 بعد أن قمت بفتح البرنامج قم بفتح مكتبة العناصر Device كما هو موضح ف الشكل Figure 1.16 تحتوي المكتبة على كافة العناصر االلكترون ة من المقاومات والمتسعات الى المعالجات الدق قة microprocessor والحاكمات الدق قة microcontroller Figure 7.16 ( 23 )

124 PIC16f84a MICRO ستنفتح نافذة المكتبة pick devices نافذة انتق القائمة ثم انتق المس طر الصغري بالنقر المزدوج كما هو موضح ف الشكل Figure 1.17 Figure 7.17 بعد أن قمت بربط المكونات مع المس طر الصغري كما هو موضح ف الشكل Figure 1.18 أدناة Figure 7.18 ( 24 )

125 Hex file Figure 1.19 أنقر نفرا مزدوجا على المس طر الصغري microcontroller قمت بتول دة من برنامج mplab ستنفتح نافذة تطلب من تحد د الملف الذي Figure 7.19 بعد أن قمت بعمل ة تحم ل برنامج proteus بمسار الملف hex file القائمة أختر Start/Restart debugging قم بتشغ ل المحاكاة Simulation وذلمك من القائمة Debug ثم من تم بحمد هللا ( 25 )