Цифровые выводы платформы Arduino
СОДЕРЖАНИЕ
1 ВВЕДЕНИЕ.. 4
2 НАЧАЛО РАБОТЫ С ARDUINO.. 6
2.1 Цифровые выводы платформы Arduino. 7
2.2 Аналоговые входы описание портов. 8
2.3 Цоколевка Выводы Arduino. 9
2.4 Подтягивающие резисторы.. 10
2.5 Подробности и предостережения. 10
2.6 Широтно-импульсная модуляция. 10
2.7 Аппаратные прерывания в Arduino. 11
3. АЛГОРИТМ РАБОТЫ СВЕТОВЫХ СИГНАЛОВ.. 16
3.1 Структурная схема и состовляющие световых сигналов. 17
3.2 Реализация световых сигналов. 21
3.3 Код проекта. 23
4.ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 26
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ.. 27
ВВЕДЕНИЕ
Аппаратная вычислительная платформа, состоящая из двух основных компонентов: плата ввода-вывода и среда разработки на языке Processing/Wiring. Arduino удобна для разработки электронных устройств как для новичков, так и для профессионалов. Эта платформа пользуется огромной популярностью во всем мире из-за простого языка программирования, открытой архитектуры и программного кода. Особенность данной платформы является то что она программируется без использования программаторов через USB. С помощью Arduino компьютер может выйти за рамки виртуального мира в физический, благодаря множеству датчиков которые можно подключить к плате. Датчики могут получать информацию об окружающей среде, а также управлять различными исполнительными устройствами. Может и взаимодействовать с программным обеспечением на компьютере (например, Flash,Processing,MaxMSP). Плата Arduino состоит из микроконтроллера и элементов обвязки для программирования и интеграции с другими схемами. На многих платах так же имеется линейный стабилизатор напряжения. Тактирование осуществляется на частоте 16 или 8 МГц кварцевым резонатором ( прибор, в котором пьезокристаллический эффект и явление механического резонанса используется для построения высокодобротного (свойство колебательной системы, определяющее полосу резонанса и показывающее, во сколько раз запасы энергии в системе больше, чем потери энергии за один период колебаний ) резонансного элемента электронной схемы. В микроконтроллер предварительно прошивается загрузчик( программа отвечающая за загрузку исполнительных файлов и запуск новых процессов ) BootLoader, поэтому внешний программатор не нужен. Плата Arduino содержит инвертирующую схему для конвертирования уровней сигналов RS-232( Recommended Standart 232, физический уровень для асинхронного интерфейса ) в уровни ТТЛ (Транзисторно-транзисторная логика-разновидность цифровых логических микросхем, построенных на основе биполярных транзисторов (трёхэлектродный полупроводниковый прибор) и резисторов.), и наоборот. Интегрированная среда разработки Arduino - это кросплотформенное приложение на Java, включающая в себя редактор кода, компилятор и модуль передачи прошивки в плату. Язык программирования используемый для Arduino очень похож на СИ++, дополненный некоторыми библиотеками. Обработка программ осуществляется с помощью препроцессора, а компилируется помощью AVR-GCC.
|
|
|
|
|
|
Нашим первым небольшим проектом будет крайне полезная на дороге вещь - светофор.
Кто-нибудь думал о том, как устроен светофор? Там нет сложнейших схем и огромного числа электроники всего-то таймер да небольшая плата управления.
Мы попытаемся сделать небольшой светофор. Это будет идеальным началом для знакомства с Arduino.
НАЧАЛО РАБОТЫ С ARDUINO
Начало работы с Arduino. Для того что бы начать работать с Arduino понадобится следующее: )Плата Arduino 2)USB-кабель )Среда разработки для Arduino. После того как приобретено всё необходимое подключаем плату к компьютеру. Arduino Uno, Mega, Duemilanove и Arduino Nano получают питание автоматически от любого USB-подключения к компьютеру или другому источнику питания. При использовании Arduino Diecimila необходимо убедиться, что плата сконфигурирована для получения питания через USB-подключение. Источник питания выбирается с помощью маленького пластикового джампера, надетого на два из трех штырьков между разъемами USB и питания. Необходимо проверить, чтобы он был установлен на два штырька, ближайших к разъему USB. Подсоедините плату Arduino к компьютеру, используя USB-кабель. Должен загореться зеленый светодиод питания, помеченный PWR. Следующим шагом будет установка драйверов, для имеющейся модели. После того как драйвера были установлены, запускаем среду разработки Arduino. Во многих средах разработки Arduino уже есть готовый пример скетча, который можно запустить и проверить правильность подключения платы к компьютеру. В настройках среды разработки необходимо указать модель платы Arduino, иначе даже при правильно написанном скетче, плата будет работать неправильно. Так же необходимо выбрать последовательный порт. Выберите устройство последовательной передачи платы Arduino из меню Tools | Serial Port. Вероятно, это будет COM3 или выше (COM1 и COM2 обычно резервируются для аппаратных COM-портов). Чтобы найти нужный порт, можно отсоединить плату Arduino и повторно открыть меню; пункт, который исчез, и будет портом платы Arduino. Вновь подсоедините плату и выберите последовательный порт. Далее проверяем работоспособность платы. Нажимаем кнопку «Upload» в программе - среде разработки. Ждём несколько секунд - начинают мигать светодиоды RX и TX на плате. В случае успешной загрузки в строке состояния появится сообщение «Done uploading (Загрузка выполнена). (Замечание. Если имеется в виду плата Arduino Mini, NG или другая плата, то необходимо физически кнопкой подать команду reset непосредственно перед нажатием кнопки «Upload»). Несколько секунд спустя после окончания загрузки будет видно как светодиод вывода 13 (L) на плате начнет мигать оранжевым цветом. Это свидетельствует о правильно подключении платы к компьютеру, её работоспособности и правильной установке программного обеспечения.
|
|
|
|
|
|
Цифровые выводы платформы Arduino
Цифровые выводы выводы (Рисунок 2) платформы Arduino могут работать как входы или как выходы. В данном разделе описывается функционирование выводов в этих режимах. Также необходимо обратить внимание на то, что большинство аналоговых входов Arduino (Atmega) могут конфигурироваться и работать так же как и цифровые порты ввода/вывода. Свойства порта вводы/вывода (pin), сконфигурированного как порт ввода. Выводы Arduino (Atmega) стандартно настроены как порты ввода, таким образом, не требуется явной декларации в функции pinMode() <#"justify">. Подтягивающие (нагрузочные) резисторы Если на порт ввода не поступает сигнал, то в данном случае рекомендуется задать порту известное состояние. Это делается добавлением подтягивающих резисторов 10 кОм, подключающих вход либо к +5 В (подтягивающие к питанию резисторы), либо к земле (подтягивающие к земле резисторы). Микроконтроллер Atmega имеет программируемые встроенные подтягивающие к питанию резисторы 20 кОм. Программирование данных резисторов осуществляется следующим образом. pinMode(pin, INPUT); // назначить выводу порт ввода(pin, HIGH); // включить подтягивающий резистор Подтягивающий резистор пропускает ток достаточный для того, чтобы слегка светился светодиод подключенный к выводу, работающему как порт ввода. Также легкое свечение светодиодов означает то, что при программировании вывод не был настроен как порт вывода в функции pinMode(). Подтягивающие резисторы управляются теми же регистрами (внутренние адреса памяти микроконтроллера), что управляют состояниями вывода: HIGH или LOW. Следовательно, если вывод работает как порт ввода со значением HIGH, это означает включение подтягивающего к питанию резистора, то конфигурация функцией pinMode() порта вывода на данном выводе микросхемы передаст значение HIGH. Данная процедура работает и в обратном направлении, т.е. если вывод имеет значение HIGH, то конфигурация вывода микросхемы как порта ввода функцией pinMode() включит подтягивающий к питанию резистор. Примечание: Затруднительно использовать вывод микросхемы 13 в качестве порта ввода из-за подключенных к нему светодиода и резистора. При подключении подтягивающего к питанию резистора 20 кОм на вводе будет 1.7 В вместо 5 В, т.к. происходит падение напряжения на светодиоде и включенном последовательно резисторе. При необходимости использовать вывод микросхемы 13 как цифровой порт ввода требуется подключить между выводом и землей внешний подтягивающий резистор. Свойства порта ввода/вывода, сконфигурированного как порт вывода. Выводы, сконфигурированные как порты вывода, находятся в низкоимпедансном состоянии. Данные выводы могут пропускать через себя достаточно большой ток. Выводы микросхемы Atmega могут быть источником (положительный) или приемником (отрицательный) тока до 40 мА для других устройств. Такого значения тока достаточно чтобы подключить светодиод (обязателен последовательно включенный резистор), датчики, но недостаточно для большинства реле, соленоидов и двигателей. Короткие замыкания выводов Arduino или попытки подключить энергоемкие устройства могут повредить выходные транзисторы вывода или весь микроконтроллер Atmega. В большинстве случаев данные действия приведут к отключению вывода на микроконтроллере, но остальная часть схемы будет работать согласно программе. Рекомендуется к выходам платформы подключать устройства через резисторы 470 Ом или 1 кОм, если устройству не требуется больший ток для работы.
Рисунок 2 – Arduini uno
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 344; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!