همه چیز درباره ربات ها

بخشی از فهرست مطالب پروژه همه چیز درباره ربات ها

مقدمه

فصل اول:ربات چیست؟

اجزای یک ربات

انواع ربات ها

مزایای ربات ها

معایب ربات ها

فصل دوم:رباتیک چیست؟

ربات ها چه کارهایی انجام می دهند؟

ربات ها از چه ساخته می شوند؟

تاثیر رباتیک درجامعه

مشکلات رباتیک

مزایای رباتیک

تاثیرات شغلی

قوانین سه گانه ی رباتیک

آینده ی رباتیک

فصل سوم:هوش ربات

میکروکنترلر چیست؟

چرا از میکروکنترلر استفاده می کنیم؟

کامپایلر

نظری اجمالی بر برنامه ریزی PIC

سخت افزار و نرم افزار

کامپایلرهای PICBASIC PRO,PICBASIC

پروگرامرEPIC

Firmware

مواد مصرفی

میکروکنترولر16F84 PIC

گام اول:نوشتن کد(برنامه به زبان بیسیک)

گام دوم:استفاده از   کامپایلر

گام سوم:نصب Firmware یا برنامه ریزی

تراشه PIC

آماده ثابت حرکت

فهرست اجزا

فصل چهارم:نصب کامپایلر

نصب نرم افزار کامپایلر

نصب کامپایلرPro Picbasic

فصل پنجم:نصب نرم افزار EPIC

نصب نرم افزار EPIC در ویندوز

شاخه ی برنامه های کاربردی

فصل ششم:Code Designer

ویژگی های نرم افزار Code Designer

نصب نرم افزار

تنظیم نرم افزار

اولین برنامه

نرم افزار برنامه ریزی کننده EPIC

فصل هفتم :آزمودن میکروکنترولر PIC

تخته آزمایش (برد بورد)

Wink

اشکال زدایی مدار(عیب یابی)

برد آزمایشگر PIC یا صفحه نمایش LCD

برد آزمایشگر PIC

نحوه استفاده

یک تجربه ی ساده

فصل هشتم:هوش

روش هایی برای ایجاذ هوش

هوش کجاست؟

پاسخ های رفتاری لایه ای

روباتیک مبتنی بر رفتار

فصل نهم:نمونه هایی از ربات های

معروف

تفنگ آب پاش(Hoser)

آسیموربات انسان نما

ربات امدادگر(soryu)

ربات خط كشی

فهرست منابع

مقدمه

این مجموعه شامل مطالبی در باره ی ساخت ربات های کوچک و مثال هایی از ساخت ربات هاست .هر ربات برای هوش و حرکت و کنترل موتور و استنبا طات حسی از یک میکروکنترلر PIC استفاده میکند.
با تعویض حسگر ها و برنامه ی میکروکنترلر می توانیم باغ وحشی شامل ربات های دنبال کننده ی نور و ربات های مبنی بر رفتار و .... خلق کنیم.
هر ربات در خود چیز هایی برای یاد دادن دارد.

فصل اول:ربات چیست؟
 بشر نام علمى homo-sapiens یا «مرد خردمند» را به خود نسبت داده است، زیرا قابلیت هاى ذهنى و حسى ما براى زندگى روزمره بسیار مفید هستند. حوزه هوش مصنوعی سعى دارد تا موجودیت هاى هوشمند را درك كند. از این رو یكى از علل مطالعه آن، بیشتر دانستن در مورد خودمان است، اما برخلاف فلسفه و روانشناسى - كه آنها نیز به هوشمندى مرتبط هستند - هوش مصنوعى سعى دارد به  همان خوبى كه آنها را مى فهمد، به ساخت آنها نیز قادر شود.
 دلیل دیگر براى مطالعه هوش مصنوعى، جالب و مفید بودن این موجودیت هاى هوشمند است. هوش مصنوعى محصولات مهم و مؤثر زیادى در مراحل اولیه توسعه اش تولید كرده است. اگر چه هیچ كس نمى تواند آینده را به طور مشخص پیش بینى كند، اما آشكار است كه كامپیوتر هایى هوشمند همردیف با انسان، تأثیر بسزایى بر زندگى روزمره و همچنین برآینده خواهدداشت.

   ربات یك ماشین الكترومكانیكى هوشمند است كه مى توان آن را بارها برنامه ریزى كرد. چندكاره و كارآمد و مناسب براى محیط است.

اجزاى یك ربات:
- وسایل مكانیكى و الكتریكى: شاسى، موتورها، منبع تغذیه و...
- حسگرها (براى شناسایى محیط) دوربین ها، سنسورهاى sonar، سنسورهاى ultrasound و...

- عملكردها (براى انجام اعمال لازم) بازوى ربات، چرخ ها، پاها و...

- قسمت تصمیم گیرى (برنامه اى براى تعیین اعمال لازم): حركت در یك جهت خاص، دورى از موانع، برداشتن اجسام و...

- قسمت كنترل (براى راه اندازى و بررسى حركات ربات): نیروها و گشتاورهاى موتورها براى سرعت مورد نظر، جهت مورد نظر، كنترل مسیر و...

   كلمه رباتیك (robatics) را اولین بار «ایزاك آسیموف» در یك داستان كوتاه ارائه كرد. ایزاك آسیموف (1992-1920) نویسنده كتاب هاى توصیفى درباره علوم و داستان هاى علمى - تخیلى است.

    در سال 1954 میلادى، عصر رباتها با ارائه اولین روبات آدم نما از طرف <<جرج دوول>>
(George Devol) شروع شد.

    امروزه، 90 درصد رباتها، ربات هاى صنعتى هستند، یعنى ربات هایى كه در كارخانه ها، آزمایشگاه ها، انبارها، نیروگاه ها، بیمارستان ها، و بخش هاى مشابه به كارگرفته مى شوند. در سال هاى قبل، بیشتررباتهاى صنعتى در كارخانه هاى خودروسازى به كارگرفته مى شدند، ولى امروزه تنها حدود نیمى از رباتهاى موجود در دنیا در كارخانه هاى خودروسازى به كار گرفته مى شوند. مصارف رباتها در همه ابعاد زندگى انسان به سرعت در حال گسترش است تا كارهاى سخت و خطرناك را به جاى انسان انجام دهند. براى مثال امروزه براى بررسى وضعیت داخلى راكتورها از ربات استفاده مى شود تا تشعشعات رادیواكتیو به انسانها صدمه نزند.

   در سال 1956 م پس از توسعه فعالیت هاى تكنولوژى یك، كه بعد از جنگ جهانى دوم، یك ملاقات تاریخى بین جرج سى.دوول (George C.Devol) مخترع و كارآفرین صاحب نام، و «ژوزف اف.انگلبرگر» Joseph ) ( F.Engelberger كه یك مهندس با سابقه بود، صورت گرفت. در این ملاقات آنها به بحث در مورد داستان آسیموف پرداختند. ایشان سپس به موفقیت هاى بسیارى در تولید رباتها دست یافتند و با تأسیس شركت هاى تجارى به تولید ربات مشغول شدند. انگلبرگر شركت unimate را برگرفته از universal Automation براى تولید ربات پایه گذارى كرد. نخستین رباتهاى این شركت در كارخانه جنرال موتورز (General Motors) براى انجام كارهاى دشوار در خودروسازى به كار گرفته شد. انگلبرگر را «پدر رباتیك» نامیده اند.

    بعدها رباتهاى صنعتى زیادى ساخته شدند و انجمن صنایع رباتیك این تعریف را براى ربات صنعتى ارائه كرد:

«   ربات صنعتى یك وسیله چند كاره و با قابلیت برنامه ریزى چند باره است كه براى جابه جایى قطعات، مواد، ابزارها با وسایل خاص به وسیله حركات برنامه ریزى شده، براى انجام كارهاى مختلف استفاده مى شود.» در سال 1962 م شركت خودروسازى جنرال موتورز نخستین روبات Unimate را در خط مونتاژ خود به كار گرفت.

    رباتها روز به روز هوشمندتر مى شوند تا هر چه بیشتر در كارهاى سخت و پر خطر به یارى انسان ها بیایند.

انواع رباتها:

 1- رباتهاى امروزى كه شامل قطعات الكترونیكى و مكانیكى هستند در ابتدا به صورت بازوهاى مكانیكى براى جابه جایى قطعات و یا كارهاى ساده و تكرارى به وجود آمدند كه موجب خستگى و عدم تمركز كارگر و افت بازده مى شد. این گونه رباتها، جا به جاگر (manipulator) نام دارند. جابه جاگرها معمولاً در نقطه ثابت و در فضاى كاملاً كنترل شده در كارخانه نصب مى شوند و به غیر از وظیفه اى كه براى آن طراحى شده اند قادر به انجام كار دیگرى نیستند. این وظیفه مى تواند در حد بسته بندى تولیدات، كنترل كیفیت و جدا كردن تولیدات بى كیفیت و یا كارهاى پیچیده ترى همچون جوشكارى و رنگزنى با دقت بالا باشد.

 2- نوع دیگر رباتها كه امروزه مورد توجه بیشترى است رباتهاى متحرك هستند كه مانند رباتهاى جابه جا كننده در محیط ثابت و شرایط كنترل شده كار نمى كنند، بلكه همانند موجودات زنده در دنیاى واقعى و با شرایط واقعى زندگى مى كنند و سیر اتفاقاتى كه ربات باید با آنها روبه رو شود از قبل مشخص نیست. در این نوع ربات هاست كه تكنیك هاى هوش مصنوعى باید در كنترل كننده ربات (مغز ربات( به كار گرفته شود. رباتهاى متحرك به دسته هاى زیر تقسیم مى شوند: رباتهاى چرخ دار با انواع چرخ عادى و یا شنى تانك و با پیكربندى هاى مختلف یك، دو یا چند قسمتى رباتهاى پادار مثل سگ اسباب بازى AIBO ساخت سونى یا ربات ASIMO ساخت شركت هوندا.

3- رباتهاى پرنده

4- رباتهاى چند گانه (هایبرید) كه تركیبى از روباتهاى بالا یا تركیب با جابه جا گرها هستند.

مزایاى رباتها:

1- رباتیك و اتوماسیون در بسیارى از موارد مى توانند ایمنى، میزان تولید، بهره و كیفیت محصولات را افزایش دهند.

 2- رباتها مى توانند در موقعیت هاى خطرناك كار كنند و با این كار، جان هزاران انسان را نجات دهند.

 3- رباتها به راحتى محیط اطراف خود توجه ندارند و نیازهاى انسانى براى آنها مفهومى ندارد. رباتها هیچگاه خسته نمى شوند.

4- دقت رباتها خیلى بیشتر از انسانهاست، آنها در حد میلى یا حتى میكرو اینچ دقت دارند

 5- رباتها مى توانند در یك لحظه چند كار را با هم انجام دهند، ولى انسانها در یك لحظه تنها یك كار انجام مى دهند.

معایب رباتها:

1-رباتها در موقعیت هاى اضطرارى توانایى پاسخگویى مناسب ندارند كه این مطلب مى تواند بسیار خطرناك باشد.

2- رباتها هزینه بر هستند

3-  قابلیت هاى محدود دارند یعنى فقط كارى را كه براى آن ساخته شده اند انجام مى دهند.

اكنون اولین ربات انسان نماى خاورمیانه در دانشگاه صنعتى شریف طراحى و ساخته مى شود.

  علم رباتیک از سه شاخه اصلی تشکیل شده است:


        الکترونیک ( شامل مغز ربات)
          مکانیک (شامل بدنه فیزیکی ربات
          نرم افزار (شامل قوه تفکر و تصمیم گیری ربات)

اگریک ربات را به یک انسان تشبیه کنیم، بخشهایی مربوط به ظاهر فیزیکی انسان را متخصصان مکانیک می سازند(تصویر3)، مغز ربات را متخصصان الکترونیک توسط مدارای پیچیده الکترونیک طراحی و می سازند و کارشناسان نرم افزار قوه تفکر را به وسیله برنامه های کامپیوتری برای ربات شبیه سازی می کنند تا در موقعیتهای خاص ، فعالیت مناسب را انجام دهد.

 
تصویر1
 
تصویر 2
 
تصویر3
 
تصویر 4

فصل دوم:رباتیک چیست؟
کلمه ربات توسط Karel Capek  نویسنده نمایشنامه R.U.R  (روبات‌های جهانی روسیه) در سال 1921 ابداع شد. ریشه این کلمه، کلمه چک اسلواکی(robotnic) به معنی کارگرمی باشد.
در نمایشنامه وی نمونه ماشین، بعد از انسان بدون دارا بودن نقاط ضعف معمولی او، بیشترین قدرت را داشت و در پایان نمایش این ماشین برای مبارزه علیه سازندگان خود استفاده شد.
البته پیش از آن یونانیان مجسمه متحرکی ساخته بودند که نمونه اولیه چیزی بوده که ما امروزه ربات می‌نامیم.
امروزه معمولاً کلمه ربات به معنی هر ماشین ساخت بشر که بتواند کار یا عملی که به‌طور طبیعی توسط انسان انجام می‌شود را انجام دهد، استفاده می‌شود.
 ربات‌ها چه کارهایی انجام می‌دهند؟
بیشتر ربات‌ها امروزه در کارخانه‌ها برای ساخت محصولاتی مانند اتومبیل؛ الکترونیک و همچنین برای اکتشافات زیرآب یا در سیارات دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد.
ربات‌ها از چه ساخته می‌شوند؟
ربات‌ها دارای سه قسمت اصلی هستند:
    1-  مغز که معمولاً یک کامپیوتر است.
    2-  محرک و بخش مکانیکی شامل موتور، پیستون، تسمه، چرخ‌ها، چرخ دنده‌ها و ...
    3-  سنسور که می‌تواند از انواع بینایی، صوتی، تعیین دما، تشخیص نور، تماسی یا حرکتی باشد.
با این سه قسمت، یک ربات می‌تواند با اثرپذیری  و اثرگذاری در محیط کاربردی‌تر شود.
تأثیر رباتیک در جامعه:
ربات‌ها معمولاً در مواردی استفاده می‌شوند که بتوانند کاری را بهتر از یک انسان انجام دهند یا در محیط پر خط فعالیت نمایند مثل اکتشافات در مکان‌های خطرناک مانند آتش‌فشان‌ها که می‌توان بدون به خطر انداختن انسان‌ها انجام داد.علم رباتیک درا صل در صنعت به‌کار می‌رود و ما تأثیر آن را در محصولاتی که هر روزه استفاده می‌کنیم، می‌بینیم. که این تأثیرات معمولاً در محصولات ارزان‌تر دیده می‌‌شود.
مشکلات رباتیک:
البته مشکلاتی هم هست. یک ربات مانند هر ماشین دیگری، می‌تواند بشکند یا به هر علتی خراب شود. ضمناً آن‌ها ماشین‌های قدرتمندی هستند که به ما اجازه می‌دهند کارهای معینی را کنترل کنیم.
در این حوزه نیز مشکلاتی در رابطه با انسان‌های شرور و استفاده از ربات‌ها برای مقاصد شیطانی داریم. مطمئناً ربات‌ها می‌توانند در جنگ‌های آینده استفاده شوند. این می‌تواند هم خوب و هم بد باشد. اگر انسان‌ها اعمال خشونت آمیز را با فرستادن ماشین‌ها به جنگ یکدیگر نمایش دهند، ممکن است بهتر از فرستادن انسان‌ها به جنگ با یکدیگر باشد. ربات‌ها می‌توانند برای دفاع از یک کشور در مقابل حملات استفاده می‌شوند تا تلفات انسانی را کاهش دهد. آیا جنگ‌های آینده می‌تواند فقط یک بازی ویدئویی باشد که ربات‌ها را کنترل می‌کند؟
مزایای رباتیک
مزایا کاملاً آشکار است. معمولاً یک ربات می‌تواند کارهایی که ما انسان‌ها می‌خواهیم انجام دهیم را ارزان‌تر انجام‌ دهد. علاوه بر این ربات‌ها می‌توانند کارهای خطرناک مانند

نظارت بر تأسیسات انرژی هسته‌ای یا کاوش یک آتش‌فشان را انجام دهند. ربات‌ها می‌توانند کارها را دقیقتر از انسان‌ها انجام دهند و روند پیشرفت در علم پزشکی و سایر علوم کاربردی را سرعت بخشند.ربات ها به خصوص در امور تکراری و خسته کننده مانند ساختن صفحه مدار-ریختن چسپ روی قطعات الکتریکی و... سودمندهستند.
تاثیرات شغلی
 بسیاری از مردم از اینکه ربات‌ها تعداد شغل‌ها را کاهش دهد و افراد زیادی شغل خود را از دست دهند، نگرانند. این تقریباً هرگز قضیه‌ای بر خلاف تکنولوژی جدید نیست. در حقیقت اثر پیشرفت‌ تکنولوژی مانند ربات‌ها (اتومبیل و دستگاه کپی و...) بر جوامع ، آن است که انسان بهره‌ورتر می‌شود.
قوانین سه‌گانه رباتیک:
 ایزاک آسیموف نویسنده داستان‌های علمی تخیلی قوانین سه‌گانه رباتیک را به صورت زیر تعریف‌کرده است:
1ـ یک ربات نباید به هستی انسان آسیب برساند یا به واسطه بی‌تحرکی، زندگی یک انسان را به مخاطره بیاندازد.
2ـ یک ربات باید از دستوراتی که توسط انسان به او داده می‌شود، اطاعت کند؛ جز در مواردی که با قانون یکم در تضاد هستند.
3-یک ربات باید تا جایی که با قوانین یکم وسوم در تضاد نباشد از خود محافظت کند.
آینده رباتیک
 جمعیت ربات‌ها به سرعت در حال افزایش است. این رشد توسط ژاپنی‌ها که ربات‌های آن‌ها تقریباً دو برابر تعداد ربات‌های آمریکا است، هدایت شده است.
همه ارزیابی‌ها بر این نکته تأکید دارد که ربات‌ها نقش فزاینده‌ای در جوامع مدرن ایفا خواهند کرد. آن ها به انجام  کارهای خطرناک، تکراری، پر هزینه و دقیق ادامه می‌دهند تا انسان‌ها را از انجام آن‌ها باز دارند.


فصل سوم:هوش ربات
میکروکنترولر چیست؟
میکروکنترولر در واقع یک کامپیوتر تک تراشه ارزانقیمت می باشد.
   تک تراشه بدین معنی که کل سیستم کامپیوتر در داخل یک تکه نازک سیلیکانی در درون یک محفظه پلاستیکی مدار مجتمع (IC) قرار گرفته است.میکروکنترولر دارای خصوصیات کامپیوتر شخصی استاندارد می باشد.میکروکنترولر محتوی یک CPU وROM  وRAM  وخطوط I/O  (ورودی /خروجی) ودرگاههای سریال و موازی و زمان سنج وبعضی اوقات وسایل جانبی داخلی دیگری نظیر مبدل آنالوگ به دیجیتال(A/D) ومبدل دیجیتال به آنالوگ(D/A) می باشد.به هر حال خصیصه اصلی میکروکنترولر توانایی بارگذاری ذخیره واجرای برنامه است.
چرا از میکروکنترولر استفاده می کنیم؟
چون میکروکنترولرها کامپیوتر های تک تراشه ای ارزانقیمت هستند به سادگی می توان آنها را در مدارات الکترونیکی بزرگتر قرار داد.توانایی ذخیره سازی و اجرای برنامه های منحصر به فرد میکروکنترولرها رابسیار قابل انعطاف ساخته است.به عنوان مثال یک فرد می تواند میکروکنترولر را طوری برنامه ریزی کند که تصمیم گیری نماید و بر اساس شرایط (وضعیت خطوطI/O)  و رویدادها عملیاتی انجام دهد .قابلیت انجام عملیات ریاضی و منطقی به میکروکنترولر اجازه می دهد رفتار مدارات الکترونیکی و سیستم های منطقی را تقلید کند.
برنامه ها همچنین می توانند موجب شوند میکروکنترولر مانند یک شبکه عصبی و یا مشابه یک کنترل کننده با منطق فازی رفتار کنند.میکروکنترلر ها در لوازم خانگی به کار برده می شوند و وظیفه هوش این دستگاههای هوشیار را بر عهده دارند.
کامپایلر
کامپایلرهای متعددی در بازار موجود می باشند که به کاربر اجازه می دهند برنامه ها(کد) را به زبا نهای سطح بالای مختلفی  بنویسند. زبان های سطح بالا برنامه نویس را از دست و پنجه نرم کردن ومنترل ثبات های میکروکنترلر  به هنگام نوشتن برنامه و نیز دسترسی به قسمت های مختلف حافظه و خصایص میکروکنترلر رهایی می بخشد.
زبان سطح بالایی که من استفاده می کنم مشتقی از زبان بیسیک می باشد.این زبان Picbasic نامیده می شود.زبان Picbasic  شبیه زبان Pbasic که برای برنامه ریزی سری های Basic Stamp استفاده می شود می باشد.استفاده مستقیم از کامپایلر PIcbasic (یا PicBasic Pro) برای برنامه ریزی میکروکنترلر ها نسبت به میکروکنترولرهای سریBasic Stamp که از EEPROM خارجی سریال به عنوان حافظه ذخیره سازی استفاده می کنند دو مزیت بزرگ دارد:سرعت بیشتر اجرای برنامه (20تا 100 بار سریعتر) و کاهش هزینه.
نظری اجمالی بر برنامه ریزی PIC
برنامه ریزی میکروکنترلرهای PIC یک فرایند ساده سه مرحله ای می باشد:نوشتن برنامه(کد)   کامپایل کردن کد و بار گذاری کد در میکروکنترلر.در ادامه نگاهی به پروسه کار داریم دستورالعمل های گام به گام در فصل های بعد ارائه شده است.
سخت افزار و نرم افزار
برای شروع برنامه ریزی و ساخت بر اساس میکرو کنترلرها به دو قلم کالا نیاز دارید .اولین فقره کامپایلر PicBasic یاPic Basic Pro می باشد.علاوه بر کامپایلر به برد برنامه ریزی کننده EPIC و نرم افزار آن احتیاج دارید.
کامپایلرهای PicBasic وPicBasic Pro
این کامپایلر ها هر دو به یک شیوه عمل می کنند.کد برنامه ذخیره شده از طریق کامپایلر اجرا می شود.کامپایلر فایل متنی را می خوانذولیست دستورالعمل های کد ماشین(فایل با پسوندhex) معادل بر نامه را می سازد .کد ماشین لیستی از اعداد مبنای 16 می باشد که برنامه PicBasic  را می نمایاند.لیست اعداد مبنای 16 در میکروکنترلر بارگذاری(پروگرام ) میشود.هنگامی که میکروکنترولر روشن می شود CPU آن در مجموعه اعداد مبنای 16 بارگذاری شده شروع به کار نموده و برنامه PicBasic را اجرا می کند.بارگذاری کد ماشین در میکرو کنترلر بر عهده برد برنامه ریزی کننده EPIC و نرم افزار آن می باشد که ما به زودی نگاهی به آن می اندازیم.
کامپایلر PicBasic Pro  به طور قابل توجهی گرانقیمت تر از کامپایلر استاندارد PicBasic می باشد.نسخه Pro (حرفه ای) فرامین بیشتر و گران مایه تری نسبت به آنچه در بسته نرم افزاری کامپایلر Picbasic فراهم است ارائه می کند. برای نمونه تعدادی از دستوراتی که در نسخه Pro یافت می شود امکان استفاده از وقفه ها وخروجی DTMF و دستورات X-10 وکنترل مستقیم صفحات LCD را فراهم می سازند.
حداقل سیستمی که برای کامپایلر مورد نیاز است یک کامپیوتر شخصی کلاس XT که سیستم عامل داس نگارش 3/3 یا بالاتر را اجرا کند می باشد. کامپایلر می تواند برنامه ها را برای گونه های زیادی از میکروکنترلر های PIC کامپایل کند.
پروگرامرEPIC
کالای مورد نیاز دیگر مدار برنامه ریزی کننده EPIC است.دستگاه برنامه ریزی کننده EPIC شامل  نرم افزار (EPIC) و برد برنامه ریزی کننده (سخت افزار) می باشد .بسته نرم افزاری EPIC دو فایل اجرایی دارد یکی برای سیستم عامل داس و دیگری برای سیستم عامل ویندوز.
این سخت افزارو نرم افزار (EPIC) است که فایل کامپایل شده با پسوند hex را در میکروکنترلر بارگذاری می کند.پروگرامرEPIC با هر دو کامپایلر PicBasic  وPicBasicPro سازگار است.
برد پروگرامر یک سوکت برای قرار دادن تراشه PIC وارتباط دادن آن با کامپیوتر داردو انواع زیادی از میکروکنترلر های PIC را پشتیبانی می کند.
FIRMWARE
  عده کثیری از برنامه نویسان از کلمه Firmware استفاده می کنند.این واژه هنگامی استفاده می شود که نرم افزار در یک دستگاه سخت افزاری قرار گیرد به طوری که فقط بتواند توسط آن دستگاه خوانده و اجرا  شودولی امکان اصلاح شدن آن وجود نداشته باشد.بنابر این هنگامی که برنامه ما در میکروکنترلر قرار گرفت می توان به آن با عنوان Firmware رجوع کرد. عبارت Firmware  را می توان به جای نرم افزار به کار برد مانند"بارگذاریFirmware "یا "هنگامی که Firmwaew در دستگاه نصب شد."
مواد مصرفی
  مواد مصرفی اجزای الکترونیکی هستند.خود تراشه میکروکنترلر PIC به همراه پارهرای از اجزای پشتیبان برای روشن کردن میکروکنترلر وراه اندازی آن از نمونه های مواد مصرفی هستند.توصیه می کنم کار خود را با میکروکنترلرpic  (16F84)شروع کنیم.16F84 یک تراشه 18 پایه با بسته بندی dip با 13 خط I/O می باشد و حافظه قابل باز نویسی 14 کیلو بیتی دارد. حافظه قابل بازنویسی به شما اجازه می دهد برای آزمایش و اشکال زدایی برنامه ها و مدار ها یتان تراشه PIC را تا 1000 مرتبه برنامه ریزی کنید. حداقل اجزای پشتیبان یک منبع تغذیه 5 ولت و نوسان ساز و یک مقاومت 1/4 وات پول آپ (7/4کیلو اهم) می باشد.
میکروکنترلر16F84PIC 
  این قطعه یک میکروکنتزلز انعطاف پذیر با حافظه فلش می باشد. حافظه فلش اصطلاح علمی برای توصیف حافظه "قابل بازنویسی" می باشد. حافظه فلش 14 کیلو بیتی موجود در تراشه می تواند حداقل 1000 بار چرخه پاک شدن /نوشتن را تحمل کند. بنابر این می توانید تراشه PIC را حداقل 1000 مرتبه برنامه ریزی کرده و استفاده کنید.مدت زمان نگهداری برنامه بین چرخه پاک کردن/نوشتن تقریبا 40 سال می باشد.این تراشه 18 پایه 13 پایه را به خطوط I/O اختصاص داده است.هر پایه می تواند به صورت جداگانه به عنوان ورودی یا خروجی برنامه ریزی شود.وضعیت هر پایه می تواند به وسیله برنامه ریزی در حین اجرا تغییر کند.خصیصه های دیگر شامل ریست هنگام روشن شدن وصرفه جویی انرژی در هنگام خواب و زمان سنج روشن شدن و حفاظت از کد می باشد.
گام اول :نوشتن کد (برنامه به زبان بیسیک)
  هر دو کامپایلر PicBasic وPicBasic Pro همراه با یک نسخه رایگان از نرم افزار CodeDesigner بسته بندی شده اند. CodeDesigner یک محیط یکپارچه بری برنامه نویسی و برنامه ریزی میکروکنترلرهای PIC می باشد. این نرم افزار یک ویرایشگر متن پیشرفته می باشد که می تواند هر دو کامپایلر PicBasic و PicBasic Pro و همچنین نرم افزار برنامه ریزی کننده را فراخوانی کرده و مورد استفاده قرار دهد.
  اگر نمی خواهید از نرم افزار CodeDesigner  استفاده کنید فایل های متنی برنامه را می توانید با استفاده از هر واژه پردازی که بتواند فایل متنی را به صورت متن داس یا اسکی ذخیره کند بنویسید. اگر واژه رداز تجاری در اختیار ندارید می توانید از Notepad ویندوز که به همراه ویندوز XPو95 و 98 ارائه می شود استفاده کنید. اگر با داس کار می کنید از برنامه Edit  برای نوشتن فایل های متنی استفاده کنید.
هنگامی که فایل متنی را ذخیره می کنید آن را با پسوند bas   ذخیره کنید .به عنوان مثال اگر یک برنامه با نام wink را ذخیره می کنید  آن را با عنوان wink.bas  ذخیره نمایید.
گام دوم:استفاده از کامپایلر
نرم افزار CodeDesigner پس از تنظیم شدن کامپایلر و نرم افزار برنامه ریزی کننده را فراخوانی خواهد کرد.کامپایلر می تواند به صورت دستی از پنجره داس اجرا شود.برای اجرای دستی نرم افزار کامپایلردستورpbc و به دنبال آن شماره تراشه ای که برنامه ریزی می شود (یعنی16F84) و سپس نام فایل متنی کد برنامه نوشته شده را وارد کنید.در کامپایلر PicBasic Pro عبارت فرمان به جای pbc  با pbp شروع می شود و به دنبال آن نام فایل متنی کد برنامه قرار می گیرد.به عنوان مثال اگر در کامپایلر PicBasic فایل متنی کد برنامه که ایجاد کردیم با نام wink باشد آنگاه در صفحه اعلان فرمان داس عبارت زیر را وارد کنید:
pbc-p16f84  wink.bas
برای کامپایلر PicBasic Pro  خط فرمان عبارت است از :
Pbp-p16f84  wink.bas
كامپایلر فایل متنی را خوانده و به دو فایل دیگر کامپایل می کند یک فایل با پسوند asm (زبان اسمبلی) و دیگری با پسوند hex (مبنای 16).
فایل wink.asm معادل زبان اسمبلی برنامه بیسیک می باشد. فایلwink.hex كد ماشین برنامه می باشد که به صورت اعداد مبنای16 نوشته شده است. فایلی که در تراشه PICبارگذاری می شود همان فایل با پسوند hex است.
 اگر کامپایلر در حین کامپایل کردن کد برنامه بیسیک با اشکالاتی مواجه شود فهرستی از خطاهای موجود را نشان داده و سپس به کار خود پایان می دهد.خطاهای فهرست شده باید پیش از آنکه برنامه با موفقیت کامپایل شود تصحیح شوند.
گام سوم:نصب Firmware یا برنامه ریزی تراشه PIC
برد برنامه ریزی کننده EPIC را توسط یک کابل DB25 به درگاه چاپگر وصل کنید .اگر از برنامه CodeDesigner استفاده می کنید پروگرامر EPIC را از طریق منو راه اندازی نمایید.برد برنامه ریزی کننده EPIC  باید پیش از اجرای نرم افزار به کامپیوتر وصل شده و روشن شود.در غیر این صورت نرم افزار پیغام خطای "EPIC Programmer not found "را نشان می دهد.در کنار نرم افزار EPIC windows (epicwin.exe )که می توانید آنرا به طور دستی در سیستم عامل ویندوز یا نرم افزار CodeDesigner  اجرا کنید یک نسخه تحت داس از برنامه با نام epic.exe وجود دارد .
فایل بارگذاری شده و اعداد در پنجره کد سمت چپ نمایش داده می شوند .تراشه 16f84 را در سوکت روی برد برنامه ریزی کننده قرار داده و از منوی Run گزینه program را انتخاب کنید . همچنین می توانید کلیدهای ctrl وp را روی صفحه کلید فشار دهید. حال برنامه در میکرو کنترلر PIC بارگذاری شده و میکروکنترلر آماده است تا در مدارتان قرار گیرد و کار کند.
آماده , ثابت, حرکت
فصل های بعدی شامل دستورالعمل های گام به گام برای نصب نرم افزار در کامپیوتر و برنامه ریزی تراشه PICmicro می باشد.
فهرست اجزا
کامپایلر PicBasic Pro
کامپایلر PicBasic
کامپایلر EPIC
کامپایلر 16f84
کابل 6 فوتی (25 DB)
کریستال 4 مگا هرتز
2عدد خازن 22 پیکو فاراد
یک عدد تخته آزمایش(برد برد)
یک عدد خازن 1/0 میکرو فاراد
8عدد LED قرمز رنگ
8 عدد مقاومت 470 اهم
یک عدد مقاومت 7/4 کیلو اهم
یک عدد آی سی تثبیت کننده ولتاژ(7805)
2 عدد کلید 4 وضعیته قابل نصب بر مدار چاپی
گیره باتری مخصوص باتری 9 ولت

فصل چهارم:نصب کامپایلر
برای تبدیل کردن برنامه های PicBasic به دستورالعملهایی که بتوانند در میکروکنترلر بارگذاری و اجرا شوند ابتدا باید فایل متنی برنامه را در کامپایلر اجرا کنید.بنابر این اولین قدم  بارگذاری نرم افزار کامپایلر در دیسک سخت کامپیوترتان می باشد.در زیر دستورالعملهای نصب  کامپایلر آمده است.
نصب نرم افزار کامپایلر
اولین کاری  که باید انجام دهید ساختن یک زیر شاخه برای نرم افزار کامپایلر PicBasic در دیسک سخت کامپیوتر می باشد که من برای ساختن این زیر شاخه از برنامه ویندوز اکسپلرر استفاده خواهم کرد. این برنامه را می توان در پوشه programs در سیستم عاملهای 95و98 ودر پوشه accessories در سیستم عاملهای 2000وME وXP یافت.
یک زیر شاخه با نام PBC در دیسک سخت کامپیوتر ایجاد کنید سپس فایل ها را از دیسک به آن کپی کنید.
"قرارداد:فرض بر این است که دیسک سخت کامپیوتر درایو c باشد."
برنامه ویندوز اکسپلرر را اجرا کنید . دیسک سخت را از پنجره folders انتخاب کنید.سپس منوی file را انتخاب کنید.بعد از آن منوی new را انتخاب کردهو روی گزینه folders کلیک کنید.نام PBC را در آیکون پوشه جدید وارد کنید.
دیسکت 5/3 اینچی کامپایلر PicBasic را در درایو فلاپی قرار داده و در ویندوز اکسپلرر درایو A را از پنجره folder انتخاب كنید. همه فایل های داخل دیسکت در قسمت سمت راست به نمایش در می آیند.همه فایل ها را علامت گذاری نمودهو گزینه copyرااز منوی Edit انتخاب کنید.سپس در سمت چپ ویندوز اکسپلرر شاخه PBC را برگزینید.پس از آن به منوی Edit برگردید و گزینه Pasteراانتخلب کنید.همه فایل ها و زیر شاخه ها در دیسک سخت کپی خواهند شد.

نصب کامپایلر PicBasic Pro
نصب کامپایلر PicBasic PRO رویه ای متفاوت از آنچه برای کامپایلر PicBasic گفته شد دارد.برای نصب این کامپایلر باید یک برنامه خود گسترنده را اجرا کنید که این برنامه فایل ها و برنامه های مورد نیاز را از حالت فشرده خارج می کند.توصیه می شود که یک زیر شاخه با نام PBP در دیسک سخت کامپیوترتان ایجاد کنید.برنامه ویندوز اکسپلرر را انتخاب کرده و روی گزینه New کلیک کنید.نام PBP را در آیکن پوشه جدید وارد کنید.
دیسکت 5/3 اینچی کامپایلر را در درایو فلاپی قرار دهید . حال از اینجاست که روال نصب کردن نسبت به PicBasic تغییر می کند.کسانی که از ویندوزهای 95و98 استفاده می کنند یک پنجره MS-DOS Prompt باز کنند.روی Start كلیک کرده و گزینه Programs را انتخاب کنید سپس روی گزینه MS-Prompr کلیک کنید.کاربربن ویندوز XPوMEو2000 یک پنجره Command Prompt باز کنند.روی گزینه All Programs کلیک کرده و گزینه Accessories را انتخاب کنیدو بعد از آن روی    گزینه ی   Command Prmptکلیک کنید.
در هر کدام از پنجره های Command Prompt یاMS-DOS prompt باید یکسری از فرامین داس را تایپ کنید . فرامین داس در خط فرمان تایپ می شوند و سپس برای اجرا کلید Enterفشار داده می شود.
در اینجا فهرستی از فرامین داس که مورد استفاده ما می باشد به همراه عملکردشان آمده است:
فرمان    عملكرد
cd    تعیین شاخه
Md    ایجاد شاخه
Copy    کپی کردن فایل ها
Xcopy    کپی کردن فایل ها و زیر شاخه ها
path    تعیین مسیر جستجو برای فایل های اجرایی
Dir    شاخه
از اینجا به بعد به پنجره های Command Prompt و MS-Prompt با عنوان پنجره های داس رجوع می شود.هنگامی که پنجره داس باز است در یک زیر شاخه از دیسک سخت قرار خواهید داشت.اعلان داس شما ممکن است به صورت مقابل باشد:C:Windows
اعلان داس اطلاعات مهمی ارائه می کند :C به ما می گو ید که در درایو هستیم.Windows به ما می گو ید که در زیر شاخه ویندوز هستیم.
ما می خواهیم که از شاخه ریشه کار کنیم . این کار را با فرمان CD انجام می دهیم. این فرمان کاربر را در سلسله شاخه ها یک مرتبه بالا می آورد و کار بر را بدون توجه به اینکه تا چه عمقی به زیر شاخه ها نفوذ کرده است به شاخه ریشه می آورد . شاخه ریشه بالاترین نقطه از سلسله مراتب شاخه است.از زیر شاخه ویندوز فرمان CDرا تایپ کرده و کلید Enter را فشار دهید تا به ریشه دیسک سخت باز گردید.
ما قبلا با استفاده از ویندوز اکسپلرر زیر شاخه PBPرا برای کامپایلر PicBasic Pro ایجاد کردیم.می خواهیم به آن زیر شاخه برویم:فرمان زیر را وارد کرده و Enter  را فشار دهید.        
C:> cd pbp
 سپس دیسکت 5/3 اینچی PicBasic Pro را در درایو A قرار داده و عبارت زیر را مقابل اعلان داس تایپ کنید:
c:pcp >  a: pbpxxx  -d                                                                                                                                                                       
در اینجا xxx شماره نسخه کامپایلر درون دیسکت می باشد. این دستور همه فایل های مورد نیاز را در شاخه PBP کپی و نصب می کند . هنگامی که فایل ها در دیسکت سخت بار گذاری شدند دیسک را خارج کرده و برای روز مبادا در یک جای امن نگهداری کنید.
اکنون برنامه PicBasic Pro نصب شده است . می توانید پنجره داس را ببندید.

فصل پنجم: نصب نرم افزار EPIC
نصب این نرم افزار از طریق ویندوز آسان است.برای این کار فایل install.bat موجود در دیسک 5/3 اینچی EPIC را اجرا کنید . این فایل برنامه خود گسترنده اصلی را اجرا می کند که این برنامه زیر شاخه EPIC را در دیسک سخت کامپیوتر اجرا کرده وسپس برنامه و فایل های پشتیبان را از حالت فشرده خارج و در زیر شاخه  EPIC کپی می کند.
 نصب نرم افزار EPIC در ویندوز
در ویندوز روی دکمه Start و سپس Run کلیک کنید.دیسکت EPIC را در درایو A    قرار دهید.هنگامی که پنجره منوی Run باز شد گزینهBrowse را انتخاب کنید.از پنجره Browse درایوA را انتخاب کنید با این کار فهرستی از فایل های درایو A نمایش داده می شود.فایل Install.bat را انتخاب کرده وسپس روی دکمه Open  کلیک کنید.
این عمل شما را به پنجره Run باز می گرداند.فایل Install.bat باید در پنجره نشان داده شود.روی دکمه OKکلیک کنید.با این کار پنجره داس باز شده و برنامه اجرایی موجود در دیسکت EPICشروع به کار می کند.برنامه اجرایی یک زیر شاخه جدید با نام EPIC در دیسک سخت کامپیوتر ایجاد مینماید.سپس همه فایل های لازم را از حالت فشرده خارج کرده و در زیر شاخه EPICکپی می کند.
شاخه برنامه های کاربردی
فکر خوبی است که اکنون یک زیر شاخه دیگر ایجاد کنیم جایی که بتوانیم همه برنامه های PicBasic که می نویسیم را در آن نگهداری کنیم.این عمل موجب می گردد که  شاخه های PBC (یاPBP) وepic تمیز و مرتب مانده و با برنامه هایمان شلوغ نشوند.
از طریق ویندوز اکسپلرر زیر شاخه ای با نام Applics در دیسک سخت ایجاد کنید.

فصل ششم:Code Designer
در این فصل نرم افزار CodeDesigner را نصب نموده و آنرا مورد استفاده قرار می دهیم.این نرم افزار یک محیط یکپارچه واسطه برای میکروکنترلر های سریPIC می باشد و این امکان را به  شما می دهد که در محیط آن کد بنویسیدو آنرا کامپایل کنید و سپس در میکرو کنترلر بارگذاری نمایید.
برای کامپایل کردن در محیط CodeDesigner هنوز به یکی از کامپایلرهای بیسیک احتیاج خواهید داشت. بارگذاری برنامه کامپایل شده در میکروکنترلر نیز مستلزم استفاده از سخت افزار و نرم افزار برنامه ریزی کنندهEPIC می باشد.این نرم افزار کامپایلر و نرم افزار برنامه ریزی کننده را در هم ادغام می کند به طوری که از طریق این محیط می توانید از کامپایلر و نرم افزار برنامه ریزی کننده استفاده کنید.
CodeDesigner خصیصه های پر استفاده فراوانی دارد که آنرا نسبت به یک ویرایشگر متن ساده برتری می بخشند و در نوشتن متن برنامه به شما کمک می کنند.
ویژگی های نرم افزار CodeDesigner
1-تکمیل اتوماتیک:این نرم افزار با لیست های گشودنی هوشمند خود عبارات نا تمام را تکمیل می کند و نوشتن برنامه را تسهیل می کند.
2- پشتیبانی از چند برنامه به طور همزمان تمایز خطا با رنگ متفاوت: پس از آنکه پروژه خود را کامپایل کردید این نرم افزار خطوط اشتباه را با زنگ متفاوتی متمایز می نماید.
3- راهنمای سریع نحوی:هنگامی که یک عبارت معتبر برای PicBasic را وارد می کنید این راهنما صورت نحوی صحیح آن عبارت را به شما می نمایاند.
4- توصیف عبارات: هنگامی که دستورات را تایپ می کنید توصیف عملکرد این دستورها در نوار وضعیت نشان داده می شوند.
5- راهنمای عبارات:با قرار دادن مکان نما روی یک کلمه از برنامه خود می توانید از طریق این راهنما اطلاعاتی در مورد آن کلمه به دست آورید.
6- کادر برچسب:این کادر برچسب کادر جاری را نشان می دهدو همچنین به شما این امکان را می دهد که به یک برچسب دیگر پرش کنید.
7- عبارات نحوی رنگی: عبارات مختلف از جمله کلمات رزرو شده ورشته ها و اعدادو توضیحاتو تعریف ها و ... با رنگهای مختلف از هم متمایز می شوند که این ویژگی خواندن برنامه را تسهیل می کنند.
8- علامت گذاری:این نرم افزار به شما امکان می دهد که قسمت های مختلف برنامه را علامت گذاری کنید.
9- عملیات Undo و Redo :هگر یک عبارت را پاک کردید و نمی خواستید  چنین کاری انجام دهید اصلا مهم نیست .با کلیک کردن روی دکمه Undo می توانید آن عبارت را باز گر دانید.
10- قابلیت چاپ کد های برنامه
11- قابلیت کپی و حذف و درج کردن بر اساس سطر و ستون
12- قابلیت جستجو و جایگزینی
13- قابلیت کامپایل کردن و راه اندازی مدار برنامه ریزی کننده
14- نمای چندگانه:این قابلیت به شما امکان می دهد که برنامه خود را به آسانی ویرایش نمایید.
15- قابلیت کپی و انتقال متون توسط ماوس
یکی از ویژگی هایی که من به آن علاقه دارم ویژگی شماره 8 است که با نوشته شدن هر خط برنامه اجزای آن با رنگ های متفاوت مشخص می شوند این امر خواندن برنامه و یافتن خطا را تسهیل می کند.
هنگامی که کامپایلر PicBasic  یا  PicBasic Pro را خریداری می نمایید یک نسخه رایگان از نرم افزار  CodeDesigner با نام CodeDesigner Lite یا نسخه مقدماتی در بسته بندی آن قرار دارد .در این نسخه برنامه هایان می توانند حداکثر 150 خط داشته باشند و همچنین می توانید سه برنامه را به طور همزمان باز کنید .چنانچه می خواهید بدون خریداری کامپایلر از این نرم افزار استفاده کنید می توانید آنرا به صورت رایگان از اینترنت دریافت کنید.
نسخه استاندارد این نرم افزار 75 دلار قیمت دارد و محدودیت های نسخه مقدماتی را ندارد .این نسخه به شما اجازه می دهد برنامه هایتان را با تعداد خطوط نا محدود بنویسید و تعداد فایل های نا محدودی را به طور همزمان باز کنید .البته وقتی می گوییم نامحدود یعنی متناسب با تواناییهای کامیوتر شما.
نرم افزار CodeDesigner بر سهولت و سودمندی کار می افزاید به طوری که می توانید برنامه خود را در محیط آن بنویسید و عیب یابی کنید و در تراشه بار گذاری نمایید.اگر اشکالی در برنامه وجود داشته باشد , از طریق این نرم افزار رفع اشکال و کامپایل مجدد برنامه آسانتر می شود . هنگامی که اشکالات به طور کامل بر طرف شدند , برنامه می تواند از طریق نرم افزار و سخت افزار برنامه ریزی کنده PIC در میکروکنترلر بار گذاری شود.اکنون میکروکنترلر و مدارات مورد آزمایش قرار می گیرند.
اگر تراشه درست عمل کند , من کار خود را خوب انجام داده ام  من کار خود را خوب انجام داده ام ; در غیر این صورت برنامه را باز نویسی می کنم و یا مدارات را مجددا طراحی می کنم.
نصب نرم افزار
بار گذاری این نرم افزار همانند اغلب نرم افزار های تحت ویندوز صورت می گیرد. این نرم افزار را مطابق دستورالعمل های همراه  آن در دیسک سخت کامپیوتر بار گذاری کنید.در حین نصب; این نرم افزار زیر شاخه ای در شاخه ی Program Files ایجاد می کندو یک میانبر (shortcut) در منوی All  Programs قرار می دهد.
تنظیم نرم افزار
برای آنکه CodeDesigner برنامه را کامپایل کند و سپس در میکروکنترلر بار گذاری کند باید آدرس های پیش فرضی را که در آنها به دنبال نرم افزارهای پشتیبان می گردد ; تنظیم کنیم که با وارد کردن مسیر های مربوط به مکان ذخیره سازی برنامه ها و کامپایلر و نرم افزار می توا نیم آنهارا تنظیم نماییم.
نرم افزار CodeDesigner  را اجرا کنید .برای مرتب نمودن تنظیمات, روی منوی Compile و سپس Compiler Options کلیک کنید.
پنجره Compiler Options گشوده می شود.در کادر متن فوقانی از طریق منوی کشویی نوع کامپایلر مورد استفاده را تعیین نمایید:PicBasic یا PicBasic Pro .
در کادر دوم مسیر و نام کامپایلر را تعیین می کنیم.
در کادر متن سوم مشخص می کنیم که نرم افزار برنامه های ما را در چه مکانی ذخیره نماید.دکمه Browse  که در کنار کادر قرار دارد را بزنید و از پنجره ی مربوطه زیر شاخه Applice را انتخاب و سپس روی دکمه OK کلیک کنید .
حال باید گزینه های مربوط به نرم افزار برنامه ریزی کننده را تنظیم کنیم.روی منوی Programmer وسپس Programmer Options  کلیک کنید.با این عمل پنجره Programmer Options  گشوده می شود. روی دکمه ی Browse که در کنار کادر Programmer Pathname قرار دارد کلیک کنید. فایل epicwin.exe را از زیر شاخه ی EPIC انتخاب کنید. روی دکمه ی Open  کلیک کنید با این کار به پنجره قبلی باز می گردید. مسیر جدیدی که انتخاب کردهاید باید در کادر Programmer Pathname  نشان داده شود.روی دکمه OK کلیک کنید.
با تنظیم شدن نرم افزار CodeDesigner آمادهایم تا اولین برنامه خود را بنویسیم.