Микроконтролер Arduino Leonardo
Изтегляне 332.11 Kb.
|
- Навигация на страницата:
- Микроконтролер Arduino Leonardo
|
Технически Университет Габрово Курсов проект по Цифрова и микропроцесорна техника Студент: Александър Александров Александров Факултет : АИУТ Фак.№ : 21411104 Микроконтролер Arduino Leonardo Микроконтролера Arduino Leonardo е базиран на ATmega32u4.Той е снабден с 32Kbyte ISP Flash памет, 1Kbyte ЕЕPROM памет и USB контролер за програмиране и комуникация. Захранва се с +5V през USB порта,чрез куплунг предназначен за това намиращ се на самата платка или през пинове VIN и GND, като микроконтролера автоматично избира източника си на захранване. Контролерът предлага 20 входно/изходни извода, като 7 от тях, могат да бъдат широчинно-импулсно модулирани и 12 като аналогови входове. Входно Изходен Интерфейс Всеки от 20-те входно/изходни извода на Leonardo, може да бъде използван като вход или изход използвайки функциите PinMode(), DigitalRead(), DigitalWrite(). Те работят на 5V и могат да понесат товар от максимум 40mA и имат вътрешен pull-up резистор(около 20-50 КΩ), който не е свързан по подразбиране. Някои изводи имат специализирани функции: Serial: 0(RX) и 1(TX). За получаване и предаване на данни, използвайки възможността за серийна комуникация на ATmega32u4. TWI: 2(SDA) и 3(SCL) Контролерът има възможност за TWI/I2C комуникация Външни прекъсвания: Пин 3(Прекъсване 0), 2(Прекъсване 1), 0(Прекъсване 2), 1(Прекъсване 3) и 7(Прекъсване 4), могат да бъдат конфигурирани, за да предизвикат прекъсване при ниско ниво, при преден или заден фронт, или при промяна на стойността. PWM: Пинове 3,5,6,9,10,11 и 13. Предоставят 8-битов Широчинно импулсен изход използвайки функцията analogWrite() LED: Пин 13. Това е вграден в платката на микроконтролера светодиод, който е свързан към пин 13. При високо ниво светодиода е включен, а при ниско изключен. Аналогови входове: Пинове A0-А5, А6-А11 (или цифрови пинове 4,6,8,9,10,11 и 12). Leonardo предлага 12 аналогови входа, като всеки от тях може да бъде използван и като цифров вход или изход. Всеки вход е с 10 битова резолюция, тоест 1024 различни стойности. AREF : Опорно напрежение на аналоговите входове Reset: Използва се за рестартиране на микроконтролера, дава възможност за извеждане на външен бутон за рестарт. Комуникация Контролерът предлага различни варианти за връзка с компютър,Arduino или друг тип контролер. ATmega32u4 позволява и серийна комуникация през USB като виртуален COM порт. Софтуерът на Arduino предлага сериен монитор, чрез който може да се изпращат или получават данни към него. Има и светодиодна индикация (RX/TX), които дават информация за прехвърляне на данни. Процесорът предлага и I2C и SPI комуникация, използвайки Wire библиотека за да опрости работата с I2C шината и съответно SPI библиотека за SPI.Програмирането на контролера става чрез тяхна собствена среда наречена Arduino IDE, която е безплатна за теглене от техния сайт arduino.cc Блок схема на контролера Управление на светодиоден индикатор тип DL1414T и четене на аналогов вход. Ще използваме микроконтролера Leonardo, за да прочетем един от аналоговите му входове и според състояните му, ще изведем информацията на светодиоден индикатор тип DL1414T. За тази цел ще използваме няколко бутона захранени заедно с контролера, като всеки след всеки от тях има свързани последователно резистори с различна стойност.В случая използвам волан от автомобил, който има съответните бутон. Краищата на резисторите се обединяват и се връщат към аналоговия вход. Това ще ни даде различни нива на аналоговия вход, което ще ни даде информация кой от бутоните е натиснат. Светодиодният ни индикатор има 4 позиции, като във всяка една от тях може да визуализира един символ. Всяка от тях се избира чрез сигналите A0 и А1 (пин 4 и 5). Използвайки D0-D6 назначаваме символът, който искаме да изпишем върху индикатора. От таблицата дадена ни от производителя виждаме каква комбинация е нужна за съответния символ. Ще назначим променливи с които ще определим кои входно/изходни пинове ще използваме в нашата програма. Имената им ще съответстват на тези на диодния индикатор. Дефинираме и една променлива btn, която ще използваме за да четем аналоговия вход. int А0 = 3; int А1 = 4; int D0 = 5; int D1 = 6; int D2 = 7; int D3 = 8; int D4 = 9; int D5 = 10; int D6 = 11; int WR = 12; int btn; Всяка от програмите на Arduino, започва с функцията Setup, тя се прочита от контролера еднократно при включването му и повече не се достъпва от него, до следващ рестарт. В нея се конфигурират входно изходните пинове. За да използваме серийния монитор се изисква да се инициализира комуникацията, чрез командата Serial.begin(), като аргумент се задава скоростта с която ще работи. В нашият случай 9600. void setup() { pinMode(А0, OUTPUT); pinMode(А1, OUTPUT); pinMode(D0, OUTPUT); pinMode(D1, OUTPUT); pinMode(D2, OUTPUT); pinMode(D3, OUTPUT); pinMode(D4, OUTPUT); pinMode(D5, OUTPUT); pinMode(D6, OUTPUT); pinMode(WR, OUTPUT); Serial.begin(9600); } След Setup(), следва функцията Loop(), това вече е програмата, която ще се изпълнява от микроконтролера. Използвайки командата AnalogRead(), ще прочетем състоянието на аналоговия вход. btn = analogRead(1); Присвояваме състоянието на аналогов вход 1 към променливата btn. От тук нататък ще използваме променливата btn. Можем да използваме функцията Serial.println(),която ще изведе в серийния монитор на софтуера данните, които желаем.Така ще проверим видим как работи схемата ни дотук. Serial.println(btn); Отваряйки серийния монитор, вече наблюдаваме състоянието на аналоговия вход. След като установим, кой бутон какви стойности ни дава, можем да премахнем командата за мониторинга. За да бъде по-лесно програмирането от тук нататък, ще създадем няколко функции. Първата ще ни послужи за избор на сегмента от индикатора, в който ще изписваме символ. void pos(int n){ if(n==0) { digitalWrite(a0, 1); digitalWrite(a1, 1); } if(n==1) { digitalWrite(a0, 0); digitalWrite(a1, 1); } if(n==2) { digitalWrite(a0, 1); digitalWrite(a1, 0); } if(n==3) { digitalWrite(a0, 0); digitalWrite(a1, 0); } } От тук нататък, когато искаме да изпишем символ в даден сегмент, ще използваме функцията pos(), а като неин аргумент посочваме номера на сегмента (0-3). За да визуализираме символа е нужно, също така да подадем комбинация към индикатора, която можем да видим от таблицата със символи по-горе. В случая използваме мултимедиен волан и имаме бутон за усилване или намаляне на звук, превъртане напред или назад, следващ или предишен, спиране на звука и избор на източник на аудио. Това означава, че нямаме нужда от всички символи, които може да визуализира DL1414T, и ще създадем отново няколко функции, чрез които да ги викаме в програмата. Ако се върнем към таблицата ще видим, че преди да запишем данни сигналът WR трябва да се установи в ниско ниво. Ще използваме символите: E,F,L,M,O,P,R,S,T,U,V За да изпишем символът „Е“ е нужно да подадем към DL1414T, високи нива към D0, D2 и D6. Предварително установяваме WR в ниско ниво, подаваме комбинацията нужна за нашият символ, след което връщаме WR във високо ниво. В противен случай символът, който сме изобразили ще изчезне. void E(){ digitalWrite(WR,0); digitalWrite(D0, 1); digitalWrite(D2, 1); digitalWrite(D6, 1); digitalWrite(WR,1); digitalWrite(D0, 0); digitalWrite(D2, 0); digitalWrite(D6, 0); } По същият начин ще създадем функции, които да ни извеждат всички останали символи. Например „О“ : void O(){ digitalWrite(WR,0); digitalWrite(D0, 1); digitalWrite(D1, 1); digitalWrite(D2, 1); digitalWrite(D3, 1); digitalWrite(D6, 1); digitalWrite(WR,1); digitalWrite(D0, 0); digitalWrite(D1, 0); digitalWrite(D2, 0); digitalWrite(D3, 0); digitalWrite(D6, 0); } След като създадем всички функции от които имаме нужда, остава да определим в програмата, кой бутон сме натиснали и да го визуализираме на индикатора. if (btn > 0 && btn < 10) { pos(0); V(); pos(1); O(); pos(2); L(); pos(3); minus(); } if (btn > 0 && btn < 10) Сравняваме състоянието на аналоговия ни вход с това, което по-рано сме видели в серийния монитор. Задаваме диапазон от 0 до 10, за да сме сигурни, че дори нивото на входа да се измени в някакви минимални граници, ние отново ще имаме нужната информация. pos(0); Избираме 1-вия сегмент на DL1414T. V(); Записваме символ “V” в него. pos(1); Избираме 2-рия сегмент на DL1414T. 0(); Записваме символ “О” в него. pos(2); Избираме 3-тия сегмент на DL1414T. L(); Записваме символ “L” в него. pos(3); Избираме 4-тия сегмент на DL1414T. minus(); Записваме символ “-” в него. Изтегляне 332.11 Kb. Сподели с приятели:
|