MCS-51 Microcontroller Training Board
ปีการศึกษา 2554
วัตถุประสงค์และประโยชน์
- เพื่อเป็นสื่อการเรียนการสอนประกอบวิชาไมโครคอนโทรลเลอร์
- เพื่อให้นักเรียนได้ฝึกปฏิบัติการใช้งานไมโครคอนโทรลเลอร์ได้อย่างถูกต้อง
- เพื่อแก้ไขความยุ่งยากในการทดลองงานด้านไมโครคอนโทรลเลอร์
- เพื่อให้นักเรียนที่ใช้ชุดทดลองมีทัศนคติที่ดีต่อวิชาชีพ
- เพื่อให้นักเรียนสามารถต่อยอดนำการใช้งานไมโครคอนโทรลเลอร์ไปประดิษฐ์สิ่งประดิษฐ์อื่นๆได้
- เป็นต้นแบบในการพัฒนาสื่อการเรียนการสอนในรายวิชาอื่นๆต่อไป
บทสรุปงานสิ่งประดิษฐ์ที่นำเสนอ
ชุดทดลองไมโครคอนโทรลเลอร์นี้เป็นชุดทดลองที่ออกแบบสร้างขึ้นมาเพื่อให้นักเรียนใช้ประกอบการเรียนในวิชาไมโครคอนโทรลเลอร์ได้ศึกษาทำความเข้าใจโครงสร้าง การทำงานของไมโครคอนโทรลเลอร์และฝึกทักษะการใช้งานไมโครคอนโทรลเลอร์ในการเขียนโปรแกรมเพื่อควบคุมติดต่อกับอุปกรณ์ภายนอกต่างๆโดยผ่านทางพอร์ตเอาท์พุต รวมไปจนถึงการรับข้อมูลเข้ามาเพื่อประมวลผลการที่จะทำให้นักเรียนที่เรียนวิชานี้ได้เข้าใจการทำงานนั้นจึงต้องมีสื่อการเรียนการสอนที่เป็นลักษณะการใช้งานจริงโดยผ่านกระบวนการเขียนโปรแกรมสั่งงานที่ถูกต้องและสัมผัสกับอุปกรณ์ต่อร่วมจริง จึงจะทำให้นักเรียนสามารถเรียนรู้การใช้งานไมโครคอนโทรลเลอร์ได้อย่างถูกต้องและนำไปประยุกต์ใช้งานได้ในการออกแบบนั้นได้นำเอาไมโครคอนโทรลเลอร์ และอุปกรณ์ในส่วนต่างๆมารวบรวมไว้ในชุดเดียวกันถึง 20 วงจร และมีใบงานประกอบการทดลอง โดยแบ่งเป็นภาคต่างๆได้ดังนี้
- ชิพไมโครคอนโทรลเลอร์ 8 บิต
- วงจรกำเนิดสัญญาณนาฬิกา 11.0592 MHz
- วงจรภาคจ่ายไฟ 12 VDC และ 5 VDC
- วงจรเชื่อมต่อพอร์ทอนุกรม RS232
- วงจรแปลง USB เป็น RS232
- วงจรขับ LED 7 ส่วน 2 หลักเชื่อมต่อแบบมัลติเพล็กซ์
- วงจรขับ LED 8 ดวง 8 บิต
- วงจรขับสเต็ปปิ้งมอเตอร์แบบยูนิโพล่าร์ ขนาด 12 V 500 mA
- วงจรขับกระแสสูงผ่าน Relay
- วงจรขับลำโพงเปียโซ
- จุดเชื่อมต่อบัสข้อมูล 8 บิต ผ่านพอร์ต 0 มีตัวต้านทานพูลอัพ
- วงจรแปลงสัญญาณดิจิตอลเป็นอะนาลอกขนาด 8 บิต แบบ R-2R
- วงจรสร้างฐานเวลาจริงผ่านระบบบัสโดยใช้ไอซี DS 1307 พร้อมแบตเตอรี่สำรอง
- ดิปสวิทช์ 4 ตัว
- สวิทช์เมตริกซ์ขนาด 4*3 จุด
- จุดต่อรับสัญญาณอินเตอร์รัปและไทม์เมอร์จากภายนอก INT0 , INT1 , T0
- สวิทช์กดติดปล่อยดับ 2 ตัว
- วงจรตรวจวัดอุณหภูมิ ตามมาตรฐาน1-WIRE ใช้ ไอซีเบอร์ DS 1820
- วงจรทดลองเชื่อมต่อหน่วยความจำอีอีพรอมอนุกรมผ่านระบบบัส ไอซีเบอร์ 24C16
- โมดุล LCD ขนาด 16 ตัวอักษร 2 บรรทัดสามารถปรับความสว่างในการแสดงผลได้
ทฤษฎี / หลักวิชาการที่นำมาใช้ในการประดิษฐ์คิดค้น
ไมโครคอนโทรลเลอร์หมายถึงอุปกรณ์การควบคุมขนาดเล็ก ซึ่งภายในจะมีส่วนประกอบของ ซีพียู หน่วยความจำและพอร์ตอินพุทเอาท์พุต มาประกอบเข้าด้วยกัน
และใช้การเขียนโปรแกรมเพื่อกำหนดหรือควบคุมการทำงานได้ตามต้องการ โดยมากจะพบการใช้งานไมโครคอนโทรลเลอร์ในเครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆ เช่น เครื่องซักผ้าที่ต้องมีการกดปุ่มสั่งงานให้ทำการซักในรูปแบบที่โปรแกรมกำหนด หรือในเตาอบไมโครเวฟที่มีการสั่งงานให้เตาอบทำงานในโปรแกรมต่างๆ ในพัดลมก็มีการนำไมโครคอนโทรลเลอร์ไปใช้งานโดยสั่งผ่านรีโมท และก็จะพบในงานอุตสาหกรรมด้านอื่นๆ อีกมากมาย
ไมโครคอนโทรลเลอร์ตระกูล MCS-51 ได้ถูกคิดค้นขึ้นโดยบริษัท อินเทล และได้มีการนำไปใช้งานอย่างแพร่หลายและในช่วงเวลาที่ผ่านมามีหลายบริษัทเช่น Dallas , Philips, Atmel ได้ลิขสิทธิ์ในการผลิตและจัดจำหน่ายจาก Intel และบริษัทต่างก็มีการพัฒนาความสามารถและความเร็วของไมโครคอนโทรลเลอร์ตระกูล MCS-51 มากขึ้นแต่ยังคงไว้ซึ่งโครงสร้างที่สำคัญเหมือนเดิม
วัสดุอุปกรณ์
ตัวความต้านทาน, R เนทเวอร์ค 10 K 9 ขา, ตัว C, คริสตอล, แทกสวิทช์, IC เบอร์ต่างๆ, ซอกเกทแถวเดียว, พินเฮดเดอร์ 20 ขา, ซอกเกทไอซี, มินิจั๊มเปอร์, เทอมินอลบล็อก, ขั้ว DB 9, ขั้ว DC, ฮีทซิ้งค์ + ไมก้า, VR 10 K, ดิปสวิทช์ 4 ตำแหน่ง, รีเลย์ 12 V, เปียโซ, LED สี, LED 7 Segment 2 หลัก, ไดโอด, จอ LCD, สายแพ, บอร์ด UCON-UART, อะแดปเตอร์ 12 V 1A, กล่อง, แผ่นวงจร PCB, ทรานซิสเตอร์, สเต็ปปิ้งมอเตอร์
ผู้รับผิดชอบโครงงาน
นายวิศณุ มิดดี้ แผนกวิชา อิเล็กทรอนิกส์ ปวส. 2/1 (หัวหน้า)
นายนริศ ชะนะชัย แผนกวิชา อิเล็กทรอนิกส์ ปวส. 2/1
ที่ปรึกษาโครงงาน
อาจารย์เสถียร สาระพงษ์, อาจารย์เอกรินทร์ มีหิรัญ