هدف از انجام این پروژه تبدیل عکس های رنگی با فرمتهای Jpeg .،bmp.، bmp .، gif .، TIF .
به حالت سیاه و سفید(Black & White ) و نمایش این تصویر برروی LCD گرافیکی(64*128 ) این پروژه از سه بخش تشکیل شده است.
بخش اول: عمل تبدیل عکس های رنگی به سیاه و سفید که این کار توسط برنامه مطلب(Matlab ) انجام می شود.
بخش دوم: عمل انتقال داده از pc به حافظه داده (RAM یا PROM E)
بخش سوم: عمل برداشت از حافظه داده و نمایش برروی LCD گرافیکی
بخش اول:
بر ای اینکه بتوان عکس های رنگی را به سیاه و سفید تبدیل کرد از برنامه مطلب استفاده کردیم.
در این برنامه توابعی وجود دارد که براحتی عکس های رنگی را به سیاه و سفید(binary Image ) تبدیل می کند.
بخش دوم:
در این بخش با استفاده از برنامه مطلب و پورت چاپگر موازی و طراحی سخت افزاری برای انتقال داده بصورت موازی به حافظه داده عمل انتقال داده از pc به حافظه داده انجام گرفت.
بخش سوم:
در این بخش هم یک طراحی سخت افزاری برای برداشت داده از حافظه داده و نمایش روی LCD انجام گرفت.
در ادامه هر کدام از بخش ها را به تفصیل شرح می دهیم.
مطلب مانند یک ماشین محاسب با امکانات کامل است.
مانند یک ماشین حساب معمولی، می تواند اعمال ریاضی ساده ای مثل: جمع، تفریق، ضرب و تقسیم را انجام دهد.
مانند یک ماشین حساب مهندسی، قابلیت انجام عملی را روی اعداد مختلط، ریشه ها و توانهای مربعات لگاریتم ها و عبارات مثلثاتی مثل سینوس، کسینوس، تانژانت را دارد.
مانند یک ماشین حساب قابل برنامه ریزی شما قادر به ذخیره و بازیابی اطلاعات هستید و می توانید دستورات را ایجاد، اجرا و برای خودکار کردن عملیات محاسباتی معادلات مبهم آنها را ذخیره کنید.
می توانید مقایسه های منطقی را انجام دهید و ترتیب اجرای دستورات را کنترل کنید.
مطلب ابزاری کار با محاسبات ریاضی است.
مطلب یک زبان برنامه نویسی آسان برای کاربر با مشخصات بسیار پیشرفته و ساده تر از زبانهای کامپیوتری نظیر بیسیک و پاسکال و C است.
2- نحوه نوشتن برنامه در Matlab: پس از واردشدن به برنامه از منوی File گزینهNew و سپس M-File را برگزینید.
با این کار پنجره ای جهت نوشتن دستورات ظاهر می شود پس از اتمام نوشتن برنامه و ذخیره کردن آن که بصورت پیش فرض در پوشه work ذخیره می شود.
با استفاده از Debuge Run می توان برنامه را اجرا کرد.
Matlab با استفاده از یکسری توابع عمل تبدیل عکس های رنگی به سیاه و سفید را انجام میدهد.
به این صورت که هر عکس رنگی را ابتدا به gray scale و سپس Black & White تبدیل می کند.
مطلب برای انجام این کار به صورت زیر عمل می کند.
ابتدا فایل رنگی توسط تابع Imread خوانده می شود( هر کدام از توابع توضیح داده می شود) و در یک متغیر آرایه ای ذخیره می شود.
در مرحله بعد با استفاده از تابع rgb2gray عمل تبدیل عکس رنگی به gray scale انجام می شود.
در انتها تابع Im2bw عمل تبدیل عکس gray scale را به Black &white انجام می دهد.
مطلب برای انجام این کار به صورت زیر عمل می کند.
در انتها تابع Im2bw عمل تبدیل عکس gray scale را به Black &white انجام می دهد.
3- تبدیل عکس های رنگی به Binary Image 1-3-1 تابع Imread این تابع یک تصویر را از یک فایل گرافیکی می خواند و در یک متغیر آرایه ای ذخیره می کند.
A=Imread ('filename ', fmt); این تابع یک تصویر رنگی gray scale را از طریق مسیری که توسط رشته file name مشخص می شود می خواند و د ر آرایه A ذخیره می کند.
fmt فرمت فایل است.
که می تواند .Tif .gif .bmp .jpeg باشد اگر تصویر بصورت grayscale باشد آرایه A بصورت دوبعدیی(M-by-N ) خواهد بود و اگر تصویر رنگی باشد آرایه A بصورت سه بعدی(M-by-N-by-3 ) است.
2-3-1 تابع rgb 2 gray : این تابع یک تصویر RGB را به gray scale تبدیل می کند.
gray(RGB); I=rgb 2 3-3-1تابع Im 2 bw : Bw=im 2 bw(I,Level) این تابع عمل تبدیل یک تصویر را به تصویر باینری انجام می دهد.
اینکار براساس مقدار آستانه ای که در Level تعیین می شود انجام می گیرد.
این تابع ابتدا تصویر RGB را به حالت gray Scale تبدیل می کند.- اگر قبلاً این کار انجام نشده باشد - سپس با استفاده از مقدار آستانه ای که در Level تعیین می شود عمل تبدیل تصویر به یک تصویر باینری را انجام می دهد و حاصل را در یک آرایه دو بعدیBW(M-by-N) ذخیره می کند.
خروجی تصویر باینری که در BW ذخیره می شود برای تمام پیکسل های تصویر ورودی که روشنایی آنها بیشتر از سطح Level است مقدار یک(white ) و برای تمام پیکسلهای ورودی که روشنایی آنها کمتر از سطح Level است مقدار صفر(black ) را در نظر می گیرد.
4-3-1 تابع Imshow : از این تابع هم برای نمایش تصویر استفاده می شود.
Imshow(I); فصل دوم: رابط موازی با توجه به اینکه برنامه Matlab از پورت موازی به صورت یک پورت ساده استفاده می کند از این پورت برای انتقال داده از pc به حافظه داده استفاده شد.
1- پورت موازی در Matlab : در برنامه مطلب برای استفاده از پورت موازی باید ابتدا یک شی ورودی / خروجی دیجیتال(Digital I/O Object ) ایجاد کرد.
این کار توسط تابع digitalio انجام می شود.
2- تابع Digitalio : DIO=digitalio ('adaptor',ID); این تابع یک شی ورودی/ خروجی دیجیتال را بوجود می آورد و به متغیر DIO نسبت می دهد.
'adptor' : نام رابط است که در اینجا parallel می باشد.
:ID مشخصه رابط را تعیین می کند.
در یک کامپیوتر PC سه پورت موازی وجود دارد که با برچسب های LPT3,LPT2,LPT1 مشخص می شود.
این سه پورت به صورت استاندارد هستند و مطلب فقط از آنها استفاده می کند.
اگر پورت جدیدی به سیستم اضافه شود مطلب نمی تواند از آنها استفاده کند.
درواقع LPT2 LPT1 LPT3 مشخصه های رابط موازی هستند.
آدرس این پورتها بصورت 278h,378hex و 3Bch است.
Creat a digital I/O Object for parallel port LPT 1 .
DIO=digitalio ('parallel ', 'LPT1'); نکاتی که در موردdigital I/O object باید بیان کرد آن است که: 1- وقتی این شی بوجود می آید، هیچگونه خط سخت افزاری ندارد.
برای اجرایی کردن این وسیله، باید خطوط سخت افزاری به این شیء اضافه گردد که این کار توسط تابع addline انجام می شود.
2- برنامه مطلب پورت موازی را برای خود قفل نمی کند بلکه برنامه های دیگر هم نمی توانند به آن دسترسی داشته باشند که این ممکن است باعث ایجاد برخورد(ConFlict ) گردد.
پس از ساختن شی دیجیتال ورودی / خروجی (digital I/O Object) باید به آن خطوط سخت افزاری اضافه گردد.
این کار توسط تابع addline انجام می شود.
3- تابع addline : addline (obj, hwline,port,'direction'); A digital I/O object : obj Hw Line :The numrie IDS of the hardware lines added to the device object.
Port : the numric IDS of the digital I/O port Direction : the line directions can be In or out دستور addline خطوط سخت افزاری که با یک شماره یا یک بازه از اعداد مشخص می شود را به پورت شی دیجیتالی که در مرحله قبل ایجاد شد نسبت می دهد.
direction هم جهت خطوط را که می تواند ورودی یا خروجی باشد مشخص می کند.
همانطور که معلوم است می توان مقادیر را از یک خط ورودی خواند و یا مقادیر را در یک خط خروجی نوشت: بطورکلی پورتهای I/O دیجیتالی را می توان به 2 گروه طبقه بندی کرد: 1- Port - configurable device : در یک Port - configurable device نمی توان به صورت منحصر به فرد به هر خط آدرس دهی کرد یعنی هر خط پورت نمی تواند به صورت جداگانه ورودی یا خروجی باشد.
بنابراین وقتی به این نوع پورتها آدرس دهی می شود تمام خطوط یا ورودی می شوند یا خروجی.
مثلاً اگر یکی از خطوط Port - configurable device را بصورت ورودی قرار دهیم تمام خطوط پورت به صورت ورودی می گردد.
2- Line -configurable devices : در Line -configurable devices می توان به صورت منحصر به فرد به هر خط آدرس دهی کرد.
یعنی هر خط پورت می تواند بصورت جداگانه ورودی یا خروجی شود یعنی از هر خط Line -configurable می توان به صورت جداگانه خواند یا نوشت.
Port 0 همیشه Line –configurable است و باقی Port ها به صورت Port –configurable هستند .
نکته: Line -configurable است و باقی پورتها به صورت Port - configurable device است.
4- خصوصیات پورت موازی: پورت موازی دارای 8 خط داده، 4 خط کنترل، 5 خط وضعیت، و 8 خط زمین است.
در استفاده های عادی این خطوط بوسیله نرم افزار کامپیوتر و وسایل جانبی براساس پروتکل مانند Standard 1284-1994 IEEE کنترل می شود.
این پروتکل ها پروسیجرهایی را برای ارسال و دریافت داده به صورت دست دهی، بازگردانده اطلاعات وضعیت و سایر موارد تعریف می کند.
به هر حال مطلب از این پورت موازی بصورت یک وسیله I/O دیجیتال استفاده می کند و به هیچ پروسیجری نیاز نیست.
برای دسترسی به خطوط پورت موازی بیشتر PC ها به کانکتور DB-25 مجهز هستند.
این خطوط از سطوح منطقی TTL استفاده می کنند.
نکته مهم: خطوط 17،14،11،1 بصورت سخت افزاری inverse هستند.
Port 0 بصورت Line-configure able است و پورتهای 1 و 2 بصورت port-configurable هستند.
علاوه بر نکته فوق پورتهای 0-2 دارای خصوصیات زیر نیز هستند.
Port 0 is line configurable for reading and writing.
Port 1 is port configurable for reading.
Port 2 is port configurable for reading and writing.
بنابراین پورتهای صفر و2 هم قابلیت پیکربندی برای نوشتن و هم قابلیت پیکربندی برای خواندن دارند.
ولی از پورت یک فقط می توان خواند.
این پورتها به صورت پیش فرض مقدار یک منطقی(v 5) را برروی خطوط خود دارند.
در LPT1 ثبات داده با آدرس port0= 378 h ثبات وضعیت با آدرس port1= 379 h ثبات کنترل با آدرس port2= 37Ah Par port = digitalio('parallel',Lpt1'); addline(par port , 0:7,'out'); addline(par port , 0,2,'out'); addline(par port , 0,1 ,'in'); Addline(par port , 1,2,'out'); از شماره های Index در برنامه مطلب برای دسترسی به خطوط سخت افزاری پورت موازی استفاده می شود.
5- نوشتن در خطوط پورت: عمل نوشتن در خطوط پورت بوسیله تابع putvalue انجام می شود.
Putvalue (obj.Line(Index),data) Obj.Line(index)=one or more lines contained by obj.
Data = a decimal value or binary vector این دستور مقدار data رادر خطی از شی ورودی / خروجی دیجیتال که بوسیله Index مشخص می شود می نویسد.
اگر پورت از نوع port-configurable باشد مقدار data در تمام خطوط پورت نوشته می شود.
ولی اگر مقدار پورت بصورت Line-configurable باشد مقدار فقط در خطی که توسط Index مشخص می شود نوشته می شود.
6- خواندن از خطوط پورت: عمل خواندن از خطوط پورت بوسیله تابع getvalue انجام می شود.
Out=getvalue(obj.Line(Index); این تابع مقدار جاری را که در خطLine(Index) وجود دارد را بازمی گرداند.
مقداری که این تابع باز می گرداند بصورت binary vector است.
فصل سوم: قطعات مورد استفاده : 1- میکروکنترلر 8051: در سال 1981 شرکت intel میکروکنترلری به نام8051 را معرفی کرد.
این میکروکنترلر دارای 128 بایتRAM ، k 4 بایت Rom ، دوتایمر، یک پورت سریال و چهارپورت موازی( هر یک 8 بیت) بود که همه آنها در یک تراشه تعبیه شده بودند.
8051 یک پروسسور 8 بیت است.
یعنی cpuهر بار می تواند فقط روی 8 بیت داده کار می کند.
داده های بزرگتر از 8بیت باید به قطعات 8بیت بشکنند و سپس بوسیله cpu پردازش شوند.
8051 کلاً چهار پورت I/0 با عرض 8 بیت دارد.
امروزه شرکتهای مختلفی به تولید 8051 با مقدار Rom داخلی متفاوت می پردازند.
Feature Quantity Rom 4k bytes RAM 128 bytes Timer 2 I/0 pin 32 Serial port 1 Intruppt sources 6 نحوه اتصال اولیه برای میکروکنترلر 8051 : آی سی ذخیره ساز 74ls373 latch شامل 8 فلیپ فلاپ D می باشد که از آن می توان بعنوان یک پورت خروجی استفاده کرد.
پایه های D 1 تا D 8 بیان کننده بایت ورودی( الی) و خروجی های Q 1 الی Q 8 بیان کننده بایت خروجی( الی) می باشد.
پایه 11(G ) و پایه 1() برای کنترل عملکرد پورت می باشد.
اگر پایه به زمین وصل گردد آنگاه پایه G یا فعالساز به صورت زیر عمل می کند.
اگر پایه G غیرفعال( صفر) باشد ورودی هیچ تأثیری بر خروجی ندارد.
اگر پایه G فعال( یک ) باشد وروی در خروجی ظاهر می گردد و با لبه پائین رونده G ورودی در خروجی ذخیره(Latch ) می گردد.
معمولاً از این آی سی بعنوان پورت خروجی استفاده می شود که در آن پایه به زمین وصل می گردد و پایه G بعنوان پایه انتخاب(chip select ) عمل می کند که البته فعال با ولتاژ بالا می باشد.
Graphic LCD فصل چهارم: بخش سخت افزاری طراحی سخت افزاری برای دریافت داده ها از pc