Вход на сайт

Зарегистрировавшись на сайте Вы сможете добавлять свои материалы






Самодельные устройства на pic микроконтроллерах


Устройства на микроконтроллерах





Электронный звуковой отпугиватель диких животных от приусадебного участка - схема на базе МК Attiny13.

22.08.2020 Прочитали: 883

Проект самодельных электронных часов на светодиодных лентах, есть функция термометра. Прошивка и схема присутствуют.

05.06.2020 Прочитали: 2467

Схема простого индикатора степени заряда батареи на специальном многоцветном светодиоде и PIC10F220.

01.06.2020 Прочитали: 1714

Пример схемы для управления старым двигателем от жесткого диска (винчестера ПК) с использованием модуля Arduino и 3-х транзисторов.

06.04.2020 Прочитали: 3412

Стрелочно-светодиодный монитор загрузки процессора и винчестера компьютера, подключаемый через USB.

24.01.2020 Прочитали: 5425





Введение в микроконтроллеры PIC и их архитектуру

PIC - это микроконтроллер с периферийным интерфейсом, который был разработан в 1993 году компанией General Instruments Microcontrollers. Он управляется программным обеспечением и запрограммирован таким образом, чтобы выполнять различные задачи и управлять линией генерации. Микроконтроллеры PIC используются в различных новых приложениях, таких как смартфоны, аудио аксессуары и современные медицинские устройства.

Микроконтроллеры PIC

На рынке доступно множество PIC, от PIC16F84 до PIC16C84.Эти типы PIC представляют собой доступные флеш-карты. Компания Microchip недавно представила флеш-чипы различных типов, например 16F628, 16F877 и 18F452. 16F877 стоит вдвое дороже старого 16F84, но в восемь раз больше, чем размер кода, с большим объемом оперативной памяти и гораздо большим количеством контактов ввода-вывода, UART, аналого-цифровым преобразователем и множеством других функций.


Архитектура микроконтроллеров PIC

Микроконтроллер PIC основан на архитектуре RISC. Его архитектура памяти соответствует гарвардскому образцу раздельной памяти для программ и данных с отдельными шинами.

Архитектура микроконтроллера PIC

1. Структура памяти

Архитектура PIC состоит из двух запоминающих устройств: памяти программ и памяти данных.

Программная память: Это пространство памяти 4K * 14. Он используется для хранения 13-битных инструкций или программного кода. Доступ к данным памяти программ осуществляется регистром счетчика программ, который содержит адрес памяти программ. Адрес 0000H используется как область памяти сброса, а 0004H используется как область памяти прерываний.

Память данных: Память данных состоит из 368 байтов RAM и 256 байтов EEPROM. 368 байт ОЗУ состоит из нескольких банков. Каждый банк состоит из регистров общего назначения и регистров специальных функций.

Регистры специальных функций состоят из регистров управления для управления различными операциями ресурсов микросхемы, такими как таймеры, аналого-цифровые преобразователи, последовательные порты, порты ввода-вывода и т. Д. Например, регистр TRISA, биты которого могут быть изменены для изменения операции ввода или вывода порта A.

Регистры общего назначения состоят из регистров, которые используются для хранения временных данных и результатов обработки данных. Эти регистры общего назначения представляют собой 8-битные регистры.

Рабочий регистр: Он состоит из области памяти, в которой хранятся операнды для каждой инструкции. Он также хранит результаты каждого выполнения.

Регистр состояния: Биты регистра состояния обозначают состояние ALU (арифметико-логического устройства) после каждого выполнения инструкции.Он также используется для выбора любого из 4 банков ОЗУ.

Регистр выбора файла: Он действует как указатель на любой другой регистр общего назначения. Он состоит из адреса регистрового файла и используется при косвенной адресации.

Другой регистр общего назначения - это регистр программного счетчика, который представляет собой 13-битный регистр. 5 старших битов используются как PCLATH (защелка программного счетчика) для независимой работы как любой другой регистр, а младшие 8 бит используются как биты счетчика программ.Счетчик программ действует как указатель на инструкции, хранящиеся в памяти программ.

EEPROM: Состоит из 256 байт памяти. Это постоянная память, как и ПЗУ, но ее содержимое можно стирать и изменять во время работы микроконтроллера. Содержимое EEPROM может быть прочитано или записано с использованием специальных функциональных регистров, таких как EECON1, EECON и т. Д.

2. Порты ввода / вывода

Серия PIC16 состоит из пяти портов, таких как порт A, порт B, порт C. , Порт D и Порт E.

Порт A: Это 16-битный порт, который может использоваться как порт ввода или вывода в зависимости от состояния регистра TRISA.

Порт B: Это 8-битный порт, который может использоваться как порт ввода и вывода. 4 его бита, когда они используются в качестве входных, могут быть изменены при получении сигналов прерывания.

Порт C: Это 8-битный порт, работа которого (вход или выход) определяется состоянием регистра TRISC.

Порт D: Это 8-битный порт, который помимо того, что является портом ввода-вывода, действует как подчиненный порт для подключения к шине микропроцессора.

Порт E: Это 3-битный порт, который выполняет дополнительную функцию сигналов управления для аналого-цифрового преобразователя.

3. Таймеры

Микроконтроллеры PIC состоят из 3 таймеров, из которых Таймер 0 и Таймер 2 являются 8-битными таймерами, а Time-1 - 16-битным таймером, который также может использоваться как счетчик.

4. Аналого-цифровой преобразователь

Микроконтроллер PIC состоит из 8-канального 10-разрядного аналого-цифрового преобразователя. Работа аналого-цифрового преобразователя контролируется этими специальными функциональными регистрами: ADCON0 и ADCON1.Младшие биты преобразователя хранятся в ADRESL (8 бит), а старшие биты хранятся в регистре ADRESH. Это требует аналогового опорного напряжения 5В для его работы.

5. Генераторы

Генераторы используются для генерации синхронизации. Микроконтроллеры PIC состоят из внешних генераторов, таких как кристаллы или RC-генераторы. В случае кварцевых генераторов кристалл подключается между двумя выводами генератора, и величина конденсатора, подключенного к каждому выводу, определяет режим работы генератора.Различные режимы - это режим с низким энергопотреблением, режим кристалла и режим высокой скорости. В случае RC-генераторов значение резистора и конденсатора определяет тактовую частоту. Тактовая частота составляет от 30 кГц до 4 МГц.

6. Модуль CCP:

Модуль CCP работает в следующих трех режимах:

Режим захвата: В этом режиме фиксируется время прихода сигнала или, другими словами, значение таймера1, когда Штифт КПК идет высоко.

Режим сравнения: Он действует как аналоговый компаратор, который генерирует выходной сигнал, когда значение таймера1 достигает определенного эталонного значения.

Режим ШИМ: Обеспечивает выход с широтно-импульсной модуляцией с разрешением 10 бит и программируемым рабочим циклом.

К другим специальным периферийным устройствам относятся сторожевой таймер, который сбрасывает микроконтроллер в случае какой-либо программной неисправности, и сброс при отключении питания, который сбрасывает микроконтроллер в случае каких-либо колебаний мощности, и другие. Для лучшего понимания этого микроконтроллера PIC мы приводим один практический проект, который использует этот контроллер для своей работы.

Уличный фонарь, который загорается при обнаружении движения транспортного средства

Этот проект управления светодиодным уличным освещением предназначен для обнаружения движения транспортного средства на шоссе, чтобы включить блок уличных фонарей впереди него и выключить задние фонари для экономии энергии .В этом проекте программирование микроконтроллера PIC выполняется с использованием встроенного языка C или ассемблера.

Уличный фонарь, который загорается при обнаружении движения автомобиля

Цепь источника питания подает питание на всю цепь, понижая, выпрямляя, фильтруя и регулируя источник питания переменного тока. Когда на шоссе нет транспортных средств, все огни остаются выключенными, чтобы можно было сэкономить электроэнергию. Инфракрасные датчики размещаются по обе стороны дороги, поскольку они обнаруживают движение транспортных средств и, в свою очередь, отправляют команды микроконтроллеру для включения или выключения светодиодов.Блок светодиодов будет гореть, когда транспортное средство приближается к нему, и как только транспортное средство уходит с этого маршрута, интенсивность света становится низкой или полностью выключается.

Проекты микроконтроллеров PIC могут использоваться в различных приложениях, таких как периферийные устройства для видеоигр, аудио аксессуары и т. Д. Кроме того, для получения любой помощи по любым проектам вы можете связаться с нами, оставив комментарий в разделе комментариев.

.

Введение в архитектуру PIC и MPLABX

В 1980 году Intel разработала первый микроконтроллер (8051) с гарвардской архитектурой 8051, и с тех пор микроконтроллеры совершили революцию в индустрии электроники и встраиваемых систем. А с развитием технологий со временем у нас появилось гораздо больше эффективных микроконтроллеров с низким энергопотреблением, таких как AVR, PIC , ARM. Эти микроконтроллеры более функциональны и просты в использовании, они имеют новейшие протоколы связи, такие как USB, I2C, SPI, CAN и т. Д.Даже Arduino и Raspberry Pi полностью изменили взгляд на микроконтроллеры, а Raspberry Pi - это не просто микроконтроллер, а весь компьютер внутри.

Это будет первая часть серии руководств, которые еще не вышли, которые помогут вам в изучении микроконтроллеров PIC . Если вы из электроники и всегда хотели начать с изучения некоторых микроконтроллеров и окунуться в мир кодирования и создания вещей, то эта серия руководств станет вашим первым шагом.

Микроконтроллер

PIC - очень удобный выбор для начала работы с проектами микроконтроллеров, потому что он имеет отличные форумы поддержки и будет служить прочной основой для построения всех ваших передовых микроконтроллеров, которые вам еще предстоит изучить.

Эти учебные пособия предназначены для учащихся с абсолютным или средним уровнем знаний ; Мы планировали начать с самых простых проектов до самых продвинутых. Мы ожидаем от учащихся без предварительных требований , так как мы здесь, чтобы помочь вам на любом уровне.В каждом учебнике будет теоретическое объяснение и моделирование, за которым следует практическое руководство. В этих руководствах не используются какие-либо платы для разработки, мы создадим собственные схемы, используя перфокарту. Так что готовьтесь и каждую неделю уделяйте время совершенствованию себя с помощью микроконтроллеров.

Теперь давайте начнем с простого введения в микроконтроллеры PIC и некоторых настроек программного обеспечения, которые помогут нам приступить к следующему руководству. Проверьте видео в конце для установки и настройки MPLABX, XC8, Proteus и быстрой распаковки программатора PICkit 3.

Архитектура микроконтроллера PIC и приложения:

Микроконтроллер PIC был представлен компанией Microchip Technologies в 1993 году. Первоначально эти PIC были разработаны как часть компьютеров PDP (Программируемый процессор данных) , и каждое периферийное устройство компьютера было подключено с помощью этого микроконтроллера PIC. Отсюда PIC получил свое название как контроллер периферийного интерфейса . Позже Microchip разработала множество микросхем серии PIC, которые можно использовать для любого небольшого приложения, например, для освещения, до более сложного.

Каждый микроконтроллер должен быть построен на основе какой-либо архитектуры, наиболее известным типом архитектуры является архитектура Гарварда, наша PIC основана на этой архитектуре, поскольку она принадлежит к классическому семейству 8051. Давайте перейдем к небольшому вступлению об архитектуре Harvard PIC .

Микроконтроллер PIC16F877A состоит из встроенного ЦП, портов ввода / вывода, организации памяти, аналого-цифрового преобразователя, таймеров / счетчиков, прерываний, последовательной связи, генератора и модуля CCP, который в совокупности делает IC мощным микроконтроллером для начинающих. начнем с.Общая блок-схема архитектуры PIC показана ниже

.

ЦП (центральный процессор):

Микроконтроллер имеет центральный процессор для выполнения арифметических операций, логических решений и операций, связанных с памятью. ЦП должен координировать работу ОЗУ и других периферийных устройств микроконтроллера.

Он состоит из ALU (Арифметический логический блок), с помощью которого он выполняет арифметические операции и логические решения. MU (блок памяти) также присутствует для хранения инструкций после их выполнения. Этот MU определяет размер программы нашего MC. Он также состоит из CU (блок управления), который действует как коммуникационная шина между ЦП и другими периферийными устройствами микроконтроллера. Это помогает получить данные после их обработки в указанных регистрах.

Оперативная память (RAM):

Оперативная память - это та память, которая определяет скорость нашего микроконтроллера.ОЗУ состоит из банков регистров, каждый из которых выполняет определенную задачу. В целом их можно разделить на два типа:

  • Регистр общего назначения (GPR)
  • Регистр специальных функций (SFR)

Как следует из названия, GPR используется для общих функций регистра , таких как сложение, вычитание и т. Д. Эти операции ограничены 8-битными. Все регистры GPR доступны для записи и чтения пользователем. У них нет никаких функций, если это не указано в программном обеспечении.

В то время как SFR используется для выполнения сложных специальных функций , которые также включают некоторую 16-битную обработку, их регистры могут быть только прочитаны (R), и мы не можем ничего записать (W) в них. Таким образом, у этих регистров есть предопределенные функции для выполнения, которые устанавливаются во время производства, и они просто отображают нам результат, с помощью которого мы можем выполнять некоторые связанные операции.

Постоянная память (ПЗУ):

Постоянная память для чтения - это место, где хранится наша программа.Это определяет максимальный размер нашей программы; поэтому она также называется программной памятью . Когда MCU находится в работе, программа, хранящаяся в ПЗУ, выполняется в соответствии с каждым командным циклом. Этот блок памяти можно использовать только при программировании PIC, во время выполнения он становится постоянным запоминающим устройством.

электрически стираемая программируемая постоянная память (EEPROM):

EEPROM - это еще один тип модуля памяти. В этом блоке памяти могут храниться значения во время выполнения программы.Здесь хранятся только значения , электрически стираемые , то есть эти значения будут сохраняться в PIC, даже когда IC выключена. Их можно использовать как небольшой объем памяти для хранения выполненных значений; однако объем памяти будет меньше, чем КБ.

Флэш-память :

Флэш-память

- это также Программируемая постоянная память для чтения (PROM), в которой мы можем читать, писать и стирать программу тысячи раз.Обычно микроконтроллер PIC использует этот тип ПЗУ.

Порты ввода / вывода

  • Наш PIC16F877A состоит из пяти портов, а именно: порт A, порт B, порт C, порт D и порт E.
  • Из всех пяти ПОРТОВ только порт A 16-битный, а PORT E 3-битный. Остальные ПОРТЫ 8-битные.
  • Контакты этих ПОРТОВ могут использоваться как вход или выход, в зависимости от конфигурации регистра TRIS.
  • Помимо выполнения операций ввода-вывода, выводы также могут использоваться для специальных функций, таких как SPI, прерывание, PWM и т. Д.

Автобус:

Термин «шина» - это просто набор проводов, соединяющих устройство ввода или вывода с ЦП и ОЗУ.

Шина данных используется для передачи или приема данных.

Адресная шина используется для передачи адреса памяти от периферийных устройств к ЦП. Контакты ввода / вывода используются для подключения внешних периферийных устройств; UART и USART, оба протокола последовательной связи используются для взаимодействия с последовательными устройствами, такими как GSM, GPS, Bluetooth, IR и т. Д.

Выбор микроконтроллера PIC для наших руководств:

Микроконтроллеры

PIC компании Microchip делятся на 4 больших семейства. В каждом семействе есть множество компонентов, обеспечивающих встроенные специальные функции:

  1. Первое семейство, PIC10 (10FXXX) - называется Low End.
  2. Второе семейство, PIC12 (PIC12FXXX) - называется Mid-Range.
  3. Третье семейство - PIC16 (16FXXX).
  4. Четвертое семейство - PIC 17/18 (18FXXX)

Поскольку мы начинаем изучать PIC, давайте выберем IC, которая используется и доступна повсеместно.Эта микросхема принадлежит к семейству 16F, номер детали - PIC16F877A. От первого руководства до конца мы будем использовать ту же микросхему, что и , эта микросхема оснащена всеми расширенными функциями, такими как SPI, I2C и UART и т. Д. Но если вы не получите ничего из этого сейчас, все в порядке. , мы будем продвигаться по каждому руководству и, наконец, будем использовать все вышеупомянутые функции.

После того, как ИС выбрана, очень важно прочитать техническое описание ИС.Это должно быть первым шагом в любой концепции, которую мы собираемся опробовать. Теперь, когда мы выбрали PIC16F877A, давайте прочитаем спецификацию этой IC в таблице данных.

Peripheral Feature, упоминает, что он имеет 3 таймера , два из которых 8-битные, а один 16-битный предварительный делитель. Эти таймеры используются для создания временных функций в нашей программе. Их также можно использовать как счетчики. Он также показывает, что у него есть опции CCP (сравнение захвата и ШИМ) , которые помогают нам генерировать сигналы ШИМ и считывать входящие частотные сигналы.Для связи с внешним устройством он имеет SPI, I2C, PSP и USART . В целях безопасности он оборудован с функцией сброса неисправности (BOR), , которая помогает в сбросе программы while.

Аналоговые функции, Указывает, что ИС имеет 10-битный 8-канальный АЦП . Это означает, что наша ИС может преобразовывать аналоговые значения в цифровые с разрешением 10 бит и имеет 8 аналоговых контактов для их чтения. У нас также есть два внутренних компаратора, которые можно использовать для сравнения входящего напряжения напрямую, без фактического считывания их через программное обеспечение.

Специальные возможности микроконтроллера, означает, что он имеет 100000 циклов стирания / записи, означает, что вы можете запрограммировать его примерно 100000 раз. In-Circuit Serial Programming ™ (ICSP ™), помогает нам программировать IC напрямую, используя PICKIT3. Отладка может быть выполнена с помощью внутрисхемной отладки (ICD ). Еще одной функцией безопасности является сторожевой таймер (WDT), , который представляет собой самонадежный таймер, который при необходимости сбрасывает всю программу.

На рисунке ниже представлены распиновки нашей микросхемы PIC16F877A . Это изображение представляет каждую булавку на фоне ее имени и других характеристик. Это также можно найти в таблице данных. Держите это изображение под рукой, потому что оно поможет нам в работе с оборудованием.

Выбор программного обеспечения для наших руководств:

Микроконтроллер

PIC может быть запрограммирован с помощью различного программного обеспечения, доступного на рынке. Есть люди, которые до сих пор используют язык ассемблера для программирования микроконтроллеров PIC.Для наших руководств мы выбрали самое современное программное обеспечение и компилятор, которые были разработаны самой Microchip.

Для программирования микроконтроллера PIC нам понадобится IDE (интегрированная среда разработки) , в которой происходит программирование. Компилятор , , в котором наша программа преобразуется в читаемую MCU форму, называемую HEX-файлами. IPE (интегрированная среда программирования) , которая используется для сброса нашего шестнадцатеричного файла в наши микроконтроллеры PIC.

IDE: MPLABX v3.35

IPE: MPLAB IPE v3.35

Компилятор: XC8

Компания

Microchip предоставила все эти три программы бесплатно. Их можно скачать прямо с их официальной страницы. Я также предоставил ссылку для вашего удобства. После загрузки установите их на свой компьютер. Если у вас есть какие-либо проблемы, вы можете просмотреть видео , приведенное в конце.

Для моделирования мы использовали программное обеспечение под названием PROTEUS 8 , предоставленное Labcenter.Это программное обеспечение можно использовать для моделирования нашего кода, созданного с помощью MPLABX. Существует бесплатное демонстрационное программное обеспечение, которое можно скачать с их официальной страницы по ссылке.

Подготовка оборудования:

Все наши обучающие программы заканчиваются оборудованием. Чтобы изучить PIC наилучшим образом, всегда рекомендуется тестировать наши коды и схемы на оборудовании, потому что надежность моделирования очень низкая. Коды, которые работают в программном обеспечении для моделирования, могут работать не так, как вы ожидали, на вашем оборудовании.Следовательно, мы будем создавать наши собственные схемы на платах Perf, чтобы сбрасывать наши коды.

Для создания дампа или загрузки нашего кода в PIC нам понадобится PICkit 3. Программатор / отладчик PICkit 3 - это простой и недорогой внутрисхемный отладчик, который управляется ПК, на котором запущена MPLAB IDE (v8.20. или выше) на платформе Windows. Программатор / отладчик PICkit 3 является неотъемлемой частью набора инструментов разработчика. В дополнение к этому нам также понадобится другое оборудование, такое как плата Perf, паяльная станция, микросхемы PIC, кварцевые генераторы, конденсаторы и т. Д.Но мы будем добавлять их в наш список по мере прохождения наших руководств.

Я принес свой PICkit 3 от Amazon, видео распаковки можно найти в видео ниже. Также предоставляется ссылка на PICKIT3; цена может быть немного высока, но поверьте мне, это стоит того.

ТЕПЕРЬ, ГОТОВО, МЫ НАЧНЕМ РАБОТУ С НАШЕГО СЛЕДУЮЩЕГО Учебника

.

Интерфейс устройств с PIC-микроконтроллером

Рисунок 1: Базовый интерфейс микроконтроллера

Микроконтроллеры стали очень полезными во встроенном дизайне, поскольку они могут легко взаимодействовать с другими устройствами, такими как датчики, переключатели, ЖК-дисплеи, клавиатуры, двигатели и даже другие микроконтроллеры. Микроконтроллер в основном используется как мозг или интеллектуальный процессор для управления другими устройствами, подключенными (сопряженными) к нему во встроенных системах, как и ПЛК в промышленной автоматизации.

Подключить устройство к микроконтроллеру просто означает подключить устройство к микроконтроллеру. Эта статья упростит любому человеку с очень ограниченным опытом работы в электронике, чтобы научиться взаимодействовать с часто используемыми устройствами, такими как светодиод, переключатель, транзистор, реле, дисплей, клавиатура, зуммер и т. Д., С микроконтроллером PIC. .

Многие методы интерфейса были разработаны на протяжении многих лет для решения сложной проблемы балансировки критериев проектирования схем, таких как стоимость, размер, вес, энергопотребление, надежность, доступность.

1. Подключение светоизлучающего диода (СИД)

Светоизлучающий диод (СИД) - это полупроводниковый источник света, который при прямом смещении излучает свет. Светодиоды
используются в основном для индикации состояния электронных схем, например, для индикации включения или выключения питания, но в настоящее время они используются во многих приложениях, включая освещение и обнаружение луча.

Светодиод похож на диод, у него две ножки: более длинная ножка - анод (+), а более короткая - катод (-).Катод также обозначен плоской стороной на корпусе.

Интенсивность света, излучаемого светодиодом, зависит от величины прямого тока, проходящего через устройство, но мы должны следить за тем, чтобы не превышать максимально допустимый прямой ток и не потреблять больше тока, чем может выдержать выходной контакт PIC. PIC может подавать или потреблять ток 25 мА на каждый вывод ввода / вывода.
При разработке схемы светодиода мы должны знать типичное падение напряжения, в таблице 1 ниже перечислены некоторые характеристики некоторых светодиодов.

Цвет Типичное падение напряжения Типичный прямой ток
Красный 2,0 В 20 мА
Оранжевый 2,0 В 20 мА
Желтый 2,1 В 20 мА
Зеленый 2,2 В 20 мА
Синий 3,0 В 20 мА
Инфракрасный 1.2 В 50 мА

Таблица 1: Типичные характеристики светодиодов

Большинство светодиодов имеют типичное прямое падение напряжения около 2 В при типичном рабочем токе около 10 мА (всегда хорошо не работать с устройством на верхний предел тока), важно прочитать таблицу, чтобы получить правильные значения.
Светодиод может быть подключен к микроконтроллеру двумя различными способами: в режиме источника тока (рисунок 3) или в режиме потребления тока (рисунок 2).

Рисунок 2: Светодиод, подключенный в режиме потребления тока Рисунок 3: Светодиод, подключенный в режиме источника тока

В режиме потребления тока, для включения светодиода должен быть подан логический LOW (выход 0) на подключенный вывод в то время как в текущем режиме источника питания на контакт должен быть подан ВЫСОКИЙ логический уровень (выход 1), чтобы светодиод включился.

Предполагается, что выходное напряжение порта составляет + 5 В, когда порт находится в состоянии ВЫСОКИЙ логический уровень. Предполагая, что светодиод должен работать с прямым током 10 мА и что он имеет прямое падение напряжения 2 В, мы можем легко вычислить значение резистора ограничения тока как:
Поскольку PIC может подавать до 25 мА, ток может быть увеличенным для большей яркости. В нашем примере мы выберем сопротивление 220 Ом (прямой ток около 13,6 мА), но сопротивление 330 Ом также может хорошо справиться с этой задачей.

Чтобы узнать больше о том, как взаимодействовать со светодиодом, прочтите статью:

Подключение светоизлучающих диодов (светодиодов) к микроконтроллеру PIC

Посмотрите видеоурок

2. Взаимодействие с коммутатором

Рисунок 4: различные формы коммутаторов

Переключатели представляют собой цифровые входы и широко используются в электронных проектах, поскольку большинству систем необходимо реагировать на команды пользователя или датчики.Считывание переключателя очень полезно, потому что переключатель широко используется и может также представлять широкий спектр цифровых устройств в реальном мире, таких как кнопки, концевые датчики, переключатели уровня, бесконтактные переключатели, клавиатуры (комбинация переключателей) и т. Д.
Подключение переключиться на микроконтроллер просто, все, что нам нужно, это подтягивающий или понижающий резистор.

Рисунок 5: Коммутатор с подтягивающим резистором Рисунок 6: Переключатель с подтягивающим резистором

Подтягивающий или понижающий резистор очень важен, без резистора это будет сложно чтобы определить состояние штифта, это называется плавающим.
, допустим, вывод микроконтроллера настроен как вход. Если к контакту ничего не подключено, и программа микроконтроллера считывает состояние контакта, будет ли оно высоким (подтянутым к VCC) или низким (потянутым к земле)? Сложно сказать. Но с резистором, подключенным к VCC (подтягивающим), как на рисунке 5, или подключенным к земле (подтягивающим), как на рисунке 6, будет гарантировать, что контакт находится в высоком или низком состоянии.
Подтягивающие резисторы встречаются чаще, поэтому мы остановимся на них.
На рисунке 3, если переключатель разомкнут, вход PIC будет высоким (+ 5 В), а когда переключатель замкнут, вход PIC будет низким.Если бы резистора не было, то могло быть короткое замыкание.
Внутренние подтягивающие резисторы также могут быть включены программно, если внешние резисторы не будут использоваться, обратитесь к таблице данных, чтобы узнать больше.
Теперь мы знаем причины, по которым мы должны использовать подтягивающий или понижающий резистор, следующий вопрос: какое значение должно быть у этого резистора?
Чем больше сопротивление этого подтягивающего резистора, тем медленнее контакт должен реагировать на изменения напряжения, это связано с тем, что система, которая питает входной контакт, по сути, представляет собой конденсатор, соединенный с подтягивающим резистором, таким образом, это образует RC Для зарядки и разрядки фильтров RC требуется некоторое время.Поэтому, если у вас очень быстро меняющийся сигнал (например, USB), подтягивающий резистор высокого номинала может ограничить скорость, с которой контакт может надежно изменять состояние.
И с другой стороны, если вы выберете более низкое сопротивление, когда переключатель замкнут, больший ток будет направлен на землю, что не является хорошей идеей, особенно если схема питается от батареи. Обычно значение 10 кОм должно работать нормально.

Чтобы узнать больше о том, как считать переключатель, прочтите статью:

Переключатели чтения с микроконтроллером PIC

Посмотрите видеоурок

3.Подключение светозависимого резистора (LDR)

Светозависимый резистор (LDR) - это резистор, который изменяет свое значение в зависимости от интенсивности падающего на него света. Как правило, LDR имеет высокое сопротивление в темноте и низкое сопротивление на свету.

Рисунок 7: Светозависимый резистор Рисунок 8: Подключение светозависимого резистора

На рисунке 8 LDR подключен как часть схемы делителя напряжения. Выход подключен к аналоговому входу микроконтроллера.Таким образом, изменение сопротивления LDR преобразуется в изменения выходного напряжения, которые могут быть считаны аналоговым входом PIC.

Выходное напряжение (Vout) будет: (R1 / (LDR1 + R1)) X 5V

Следует также отметить, что выходная характеристика LDR не является линейной, и поэтому показания не будут линейно изменяться при изменении интенсивности света. , как правило, сопротивление больше изменяется при более ярком освещении. Это должно быть скомпенсировано в программном обеспечении, используя меньший диапазон при более темных уровнях освещения.Поэкспериментируйте, чтобы найти наиболее подходящие настройки для схемы.

Эту же схему можно использовать для сопряжения термистора с микроконтроллером PIC, LDR на рисунке 8 можно заменить термистором.

4. Сопряжение с 7-сегментным дисплеем

7-сегментный дисплей - это самый ранний тип электронного дисплея, в котором используются 7 светодиодных полос, расположенных таким образом, что можно использовать для отображения чисел от 0 до 9. ( на самом деле 8 сегментов, если считать десятичную точку, но общее название - 7-сегментный дисплей.Эти устройства обычно используются в цифровых часах, электронных счетчиках, счетчиках, сигнальном и другом оборудовании для отображения только числовых данных.
Он не отличается от светодиода с точки зрения взаимодействия. , путем включения и выключения соответствующих сегментов мы можем легко отображать числа от 0 до 9 и, при необходимости, десятичную точку (DP).

Рисунок 9: 7-сегментный дисплей с десятичной запятой Рисунок 10: 7-сегментный дисплей 3

Сегменты дисплеев обычно обозначаются буквами от «a» до «g».
На рисунках 9 и 10 показано, как 7-сегментный дисплей может отображать цифры.
На рисунке 9 все сегменты (светодиоды) включены для отображения цифры «8» с десятичной точкой. С другой стороны, на рисунке 10 сегменты a, b, c, d и g включены для отображения цифры «3». любая комбинация может использоваться для отображения любой желаемой цифры.

Взаимодействие с 7-сегментным дисплеем в основном похоже на подключение 7 светодиодов (LED), поскольку каждый сегмент является светодиодом (мы могли бы насчитать 8, если учитывать сегмент с десятичной точкой).Все, что нам нужно, это включить соответствующий последовательный резистор, как описано выше в разделе 1.

Рисунок 11: 7-сегментный дисплей, подключенный к микроконтроллеру PIC с помощью последовательных резисторов 7 x 220 Ом

Чтобы узнать больше о как подключить 7-сегментный дисплей, прочтите:

7-сегментный дисплей в интерфейсе с микроконтроллером PIC

Посмотрите видеоурок

5.Сопряжение с ЖК-дисплеем

ЖК-дисплеи представляют собой буквенно-цифровые (или графические) дисплеи. Они часто используются в приложениях на базе микроконтроллеров. На рынке представлено множество устройств разных форм и размеров. Что касается технологии сопряжения, мы можем сгруппировать их в две категории: параллельные ЖК-дисплеи и последовательные ЖК-дисплеи.

Параллельные ЖК-дисплеи, такие как популярная серия Hitachi HD44780, подключены к схеме микроконтроллера таким образом, что данные передаются на ЖК-дисплей с использованием более чем одной строки и обычно четырех строк данных (4-битный режим) или восьми строк данных (8-битный режим) используются.
Последовательный ЖК-дисплей подключается к микроконтроллеру с помощью только одной линии данных, и данные передаются с использованием протокола асинхронной передачи данных RS232. Последовательные ЖК-дисплеи, как правило, намного проще в использовании, но они дороже, чем параллельные. В этой статье мы обсудим только параллельные ЖК-дисплеи, так как они дешевле и чаще используются в проектах на базе микроконтроллеров.

Это устройство с ЖК-дисплеем обычно имеет 14 контактов, которые отмечены на печатной плате. Некоторые модели имеют 16 контактов, если de

.Электроника

- Чем микроконтроллер в коммерческих устройствах отличается от микроконтроллера для любителей, такого как AVR или PIC?

Переполнение стека
  1. Около
  2. Товары
  3. Для команд
  1. Переполнение стека Общественные вопросы и ответы
  2. Переполнение стека для команд Где разработчики и технологи делятся частными знаниями с коллегами
  3. Вакансии Программирование и связанные с ним технические возможности карьерного роста
.

Смотрите также