Calculator Project مشروع آلة حاسبة
نبذه تاريخيه
.ان تاريخ اختراع الآلة الحاسبة طويل جدا" , حيث تم انتاجها أول مرة في عام 1820م , ولايمكن مقارنتها بالآلات الحاسبة التي نستخدمها الآن لتقدم التكنولوجيا في عصرنا الحالي
حيث كانت احجامها في تلك الايام أكبر بعشرات المرات عن حجمها الآن
أول آلة حاسبة تم اختراعها
الآلة الحاسبة من الداخل
تتكون الآلة الحاسبة بشكل عام من العناصر التالية:
(مصدر للطاقة / بطارية أو خلايا شمسية).
لوحة المفاتيح: تتكون من مفاتيح الأرقام المستخدمة لإدخال الأوامر الوظيفة (الجمع،الطرح، الضرب، القسمة، الجذر التربيعي، الخ.)
رقاقة المعالج (المعالج) تتضمن ما يلي:
* وحدة المسح الضوئي- عندما يتم تشغيل الآلة الحاسبة، تقوم هذه الوحدة بمسح لوحة المفاتيح لالتقاط إشارة كهربائية في حالة الضغط على إحدى المفاتيح.
* وحدة التشفير - تحويل الأرقام والعمليات الحسابية إلى النظام الثنائي .
* مسجل X ومسجل Y - وهي عبارة عن مخازن يتم تخزين الأرقام فيها مؤقتا أثناء القيام بالعمليات الحسابية. كل الأرقام تدخل في المسجل X أولا. يظهر الرقم المخزن في السجل X على الشاشة.
* مسجل الأعلام - وفيه يتم تخزين العملية الحسابية هنا حتى تحتاج إليها الآلة الحاسبة.
* الذاكرة الدائمة (ROM) - ويتم تخزين التعليمات المدمجة مع الآلة الحاسبة والخاصة بـ (العمليات الحسابية، الجذور التربيعية والنسب المئوية وحساب المثلثات وما إلى ذلك) على شكل النظام الثنائي. هذه التعليمات هي "البرامج" المخزنة بشكل دائم ولا يمكن محوها.
* ذاكرة المستخدم (RAM) - وفيها يمكن تخزين الأرقام التي أدخلها المستخدم. يمكن تغيير محتويات ذاكرة المستخدم أو محوها من قبل المستخدم.
* وحدة المنطق الحسابية ( ALU ) وفيها يتم تنفيذ جميع العمليات الحسابية والتعليمات المنطقية، ويقدم النتائج بالنظام الثنائي.
* وحدة فك الترميز - وفيها يتم تحويل الناتج من النظام الثنائي إلى الأرقام "العشرية" التي يمكن عرضها على وحدة العرض.
لوحة العرض : وفيها يتم عرض الأرقام المدخلة والأوامر والنتائج. وتستخدم سبع خطوط (مقاطع) لتمثيل كل رقم في الآلة الحاسبة الأساسية.
وبعد أن تعرفنا على المكونات الرئيسية للآلة الحاسبة , أصبح الآن بأمكاننا تصميمها بواسطة لوحة الآردوينو والتي سوف تختصر علينا الكثير من المراحل مثل الذاكرة المؤقتة و ايضا" الذاكرة الثابتة بالإضافة ايضا" الى وحدة الحساب و المنطق ALU , لان جميعها مدمج داخل المتحكم AT MEGA 328 فهو الدماغ للوحة الآردوينو .
القطع و المكونات التي نحتاجها لإتمام مشروعنا .....
ملاحظة :- تستطيع تنفيذ المشروع بواسطة عدة فئات من لوحات الآردوينو , فيمكن ان تنفيذها بواسطة آردوينو نانو Arduino Nano كما يوضح الفيديو , وايضا" يمكن ان تنفذها بواسطة آردوينو أنو Arduino Uno كما في المخطط الذي ستشاهده لاحقا" , جميعها تؤدي نفس الوظيفة لا فرق بينها فقط ما عليك سوى ان تقوم باختيار فئة اللوحة التي تريد تنفيذ المشروع بواسطتها من خلال برنامج الآردوينو لكي يتم تحميلها الكود البرمجي , لا تحتاج الى تعديل على الكود فقط اختار فئة اللوحة وحملها البرنامج " الكود "
التعريف بالقطع و مكونات المشروع ...
1- لوحة المفاتيح Keypad وهي عبارة عن مجموعة من المفاتيح متصله مع بعضها البعض لتشكل مصفوفه من المفاتيح عددها 4X4 = 16. << اضغط هنا لمشاهدتها في المتجر
2 - لوحة الآردوينو في تحوي الدماغ الذي ينفذ الاوامر المطلوبه منه , وذلك بواسطة المتحكم AT MEGA328 من أنتاج شركة آتميل حيث يستطيع تنفيذ الاوامر بسرعة عالية تصل الى 16 ميغا هيرتز . << لمشاهدة لوحة الآردوينو في المتجر أضغط على اسم اللوحة التي تريدها << Arduino Uno / Arduino Nano
3 - كيبل يو آس بي USB Cable بواسطته تستطيع ربط اللوحة مع جهاز الحاسوب لقيام بعدة مهام من اهمها تنزيل البرنامج على اللوحة وايضا" لتغذية اللوحة بالجهد الكهربائي .
4 - شاشة السائل الكرستالي LCD حيث تمثل وحدة الاظهار للقيم الناتجة عن العمليات الحسابية << اضغط هنا لمشاهدتها في المتجر
5 - مقاومات كربونية وعددها اثنتان وتستخدم للتحكم بشدة التباين للكتابة ويمكن استبدالها بمقاومة واحد متغيرة قيم المقاومات 1K اوم و الثانية 10K اوم
6 - اسلاك توصيل وتستخدم لتوصيل اطراف كلا" من لوحة المفاتيح و الشاشة مع لوحة الآردوينو . اضغط هنا لمشاهدتها في المتجر
الصورة التالية مخطط التوصيلات للمشروع ( آلة حاسبة باستخدام الآردوينو )