ΜΙΚΡΟΕΛΕΓΚΤΗΣ PICAXE 18M2

Transcript

1 ΘΕΜΑ : ΜΙΚΡΟΕΛΕΓΚΤΗΣ PICAXE 18M2 ΔΙΑΡΚΕΙΑ:? περίοδος

2 Οι μικροελεγκτές είναι υπολογιστές χωρίς περιφερειακά, σε ολοκληρωμένα κυκλώματα. Μπορούν να συνδυάσουν αρκετές από τις βασικές λειτουργίες άλλων ειδικών μικροτσίπ σε ένα μόνο ολοκληρωμένο κύκλωμα Αποτελούνται από: Μία CPU εκτέλεση προγραμμάτων Μία μνήμη αποθήκευση & ανανέωση διάφορων μεταβλητών (RAM και EPROM (ή EΕPROM)). Θύρες εισόδων εξόδων - επικοινωνία διαδραστικά και αμφίδρομα με τους χρήστες (αισθητήρες, βομβητές, λαμπτήρες κ.α). Η κύρια διαφορά τους από τους σύγχρονους Η/Υ: Έχουν περιορισμένη μνήμη (μερικά Kbytes), Δεν έχουν σκληρό δίσκο Λειτουργούν με χαμηλή ισχύ Μικρότερη ταχύτητα επεξεργασίας δεδομένων Τι είναι μικροεπεξεργαστές; 27/9/ :02 (00)

3 Οι μικροελεγκτές PICAXE είναι συνηθισμένοι μικροελεγκτές, στους οποίους οι κατασκευαστές έχουν ήδη φορτώσει τον κώδικα PICAXE bootstrap. Οι κώδικες PICAXE bootstrap, είναι ρουτίνες (προγράμματα) τα οποία φορτώνονται από πριν στους μικροελεγκτές, καθιστώντας τους έτσι ικανούς να προγραμματίζονται πάνω στην ίδια την κατασκευή, μέσω μιας απλής σύνδεσης τριών ακροδεκτών Οι κώδικες αυτοί, περιλαμβάνουν προγράμματα τα οποία χρησιμοποιούνται από τους μικροελεγκτές έτσι ώστε να μειώνεται ο όγκος των πληροφοριών και ο χρόνος που απαιτείται όταν φορτώνεται ένα πρόγραμμα. PICAXE bootstrap 27/9/ :02 (00)

4 1. Είναι τύπου CMOS 2. Περιέχουν μικροεπεξεργαστή CPU 3. Περιέχουν μνήμη δεδομένων 224bytes RAM, 128bytes ΕΕPROM 4. Περιέχουν μνήμη προγραμματισμού 2048 bytes flash memory 5. Μπορούν να τροφοδοτηθούν από πηγή 2-6 V 6. Περιέχουν 15 και 13 εισόδους και εξόδους (15 και 13 I/O) αντίστοιχα, από τις οποίες: 7. 2 αναλογικές εισόδους (ο PIC16F84A δεν περιλαμβάνει αναλογικές εισόδους) 8. 5 ψηφιακές εισόδους 9. 8 εξόδους Τα προηγούμενα χρόνια. 27/9/ :02 (00)

5 PICΑΧΕ-18Μ2, πλεονεκτεί έναντι των προηγούμενων δύο, διότι περιέχει ήδη τον κώδικα bootstrap Έτσι : είναι γρηγορότεροι στον προγραμματισμό και στη λειτουργία τους. έχουν πολύ χαμηλό κόστος - κατασκευαστικά είναι ίδιοι αλλάζει η λειτουργία τους ανάλογα με τον κώδικα που έχουν προγραμματιστεί. είναι διαμορφώσιμοι ο χρήστης μπορεί να αλλάξει τη λειτουργία των ακροδεκτών τους προγραμματίζονται με απλές εντολές δεν απαιτούν συσκευές προγραμματισμού οι οποίες έχουν κάποιο κόστος περιέχουν προγράμματα τα οποία χρησιμοποιούν όταν χρειάζεται και έτσι μειώνεται ο όγκος των πληροφοριών όταν ο χρήστης φορτώνει το πρόγραμμα του. Σύγκριση PICAXE 18M2 vs PIC16F628 PIC16F84A 27/9/ :01 (00)

6 Μνήμη τύπου CMOS Κυκλώματα εισόδου/εξόδου είναι τύπου FET και είναι TTL συμβατά. 1 CPU (def. 8 MHz max 32 MHz) Μνήμη 256 bytes RAM & 256 bytes ΕΕPROM Μνήμη προγραμματισμού τύπου flash memory 2048 bytes Μπορεί να εκτελέσει 4 προγράμματα ταυτόχρονα (Multitasking) Μπορεί να τροφοδοτηθεί από πηγή 1,8-5,5 V (Pin 5 & 16) Διαθέτει 18 ακροδέκτες - οι 16 μπορούν να διαμορφωθούν αναλόγως των αναγκών του χρήστη. PICAXE 18M2 27/9/ :01 (00)

7 Ο κάθε ακροδέκτης (εκτός από τον 5 και 14) μπορεί να χρησιμοποιηθεί με διάφορες ιδιότητες. Αυτές είναι: In-ψηφιακή είσοδος Out-έξοδος ADC-μετατροπέας αναλογικού σήματος σε ψηφιακό DAC-μετατροπέας ψηφιακού σήματος σε αναλογικό Touch-είσοδος αισθητήρα αφής Serial Out/in-καλώδιο προγραμματισμού Hserin/out-πληροφορίες από/προς άλλο μικροελεγκτή i2c-αναλογική είσοδος ηψηλής ανάλυσης/ακρίβειας pwm-παραγωγή ψευδοαναλογικής εξόδου PICAXE-18M2 ακροδέκτες 27/9/ :02 (00)

8 Analogue 2 / In SERIAL OUT 2 P 17 I SERIAL IN 3 C 16 In 7 In 5 4 A 15 In 6 X 0 V V E Out Out 7 Out Out 6 8 Out 2 8 M 11 Out 5 Out Out 4 Analogue 1 / In 1 Analogue 0 / In 0 Αναλογικές ή/και Analogue 0 / In 0 : ακροδέκτης 17 Ψηφιακές είσοδοι : Analogue 1 / In 1 : ακροδέκτης 18 Analogue 2 / In 2 : ακροδέκτης 1 Ψηφιακές είσοδοι: In 5 : ακροδέκτης 4 In 6 : ακροδέκτης 15 In 7 : ακροδέκτης 16 Έξοδοι: Out 0 : ακροδέκτης 6 Out 1 : ακροδέκτης 7 Out 2 : ακροδέκτης 8 Out 3 : ακροδέκτης 9 Out 4 : ακροδέκτης 10 Out 5 : ακροδέκτης 11 Out 6 : ακροδέκτης 12 Out 7 : ακροδέκτης 13 Η ονομασία και η λειτουργία των ακροδεκτών έχει ως ακολούθως: Τροφοδοσία (, +V): Θετικό πηγής στον ακροδέκτη 14, αρνητικό πηγής στον ακροδέκτη 5. Επαναφορά (reset) μικροτσίπ: Δεν υπάρχει. Ψηφιακές είσοδοι (In): Ακροδέκτες 4,15, 16. Αναλογικές (ADC) ή Ψηφιακές είσοδοι (In): Ακροδέκτες 1, 17, 18. Έξοδοι (Out): Ακροδέκτες 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 και 13. PICAXE-18M2 ακροδέκτες στα πλαίσια του μαθήματος

9 Τάση τροφοδοσίας 2-5,. Συνήθως χρησιμοποιούμε 4, (3 μπαταρίες AA του 1,) Μπορούμε να χρησιμοποιούμε 4 μπαταρίες AA του 1, δηλαδή 6V και δίοδο ανόρθωσης 1Ν4001 7, 12V μέσω ρυθμιστή 78L05 που δίνει σταθερή έξοδο Οι μαθητές να ξέρουν να σχεδιάζουν την τροφοδοσία του PICAXE από έξω. Συνδέουμε πυκνωτή 100nF για απορροφήσει τυχόν σπινθήρων που δημιουργούνται από τον κεντρικό διακόπτη του κυκλώματος Συνδεσμολογία τροφοδοσίας Πρέπει να γνωρίζετε την συνδεσμολογία τροφοδοσίας

10 Απαιτείται η χρήση ειδικού καλωδίου του οποίου η μία άκρη είναι βύσμα τύπου stereo 3,5 mm. Ο μικροελεγκτής πρέπει να είναι και συνδεδεμένος με το θετικό και αρνητικό δίαυλο της πηγής (+ V, ) διαφορετικά η μεταφορά των δεδομένων από τον Η/Υ στον μικροελεγκτή δεν είναι δυνατή. Δεν απαιτείται οι μαθητές να το ξέρουν εκτός ύλης. Συνδεσμολογία προγραμματισμού

11 10kΩ 1kΩ in 2(an2) serial out serial in in 5 in 6 out 0 out PICAXE 18M in 1(an1) in 0(an0) in 7 out 7 out 6 Οι αντιστάτες 1kΩ μπαίνουν για προστασία του μικροελεγκτή από πιθανή υπέρταση. Μαγνητικός διακόπτης Ωστικός Διακόπτης Διακόπτης κλήσης Μονοπολικός διακόπτης Μικροδιακόπτης out out 5 out out 4 Στις in0, in1, in2, in5, in6, in7 συνδέουμε διακόπτες σε συνδυασμό με αντιστάτες 10kΩ. Στις in0, in1, in2 συνδέουμε και αναλογικές εισόδους. Ανάλογα με την θέση τους ως προς το διαιρέτη τάσης και την κατάστασης τους δίνουν λογικό 0 ή 1. Βασικές Συνδέσεις - Ψηφιακές Είσοδοι 27/9/ :02 (00)

12 in 2(an2) serial out serial in out 0 out 1 out 2 out in 5 in PICAXE 18M in 1(an1) in 0(an0) in 7 out 7 out 6 out 5 out 4 LDR 10kΩ Στις αναλογικές εισόδους του μικροελεγκτή Analogue In0, In1 και In2 μπορούν να συνδεθούν ως είσοδοι: 1. Μεταβλητοί αντιστάτες, 2. Αισθητήρες με σταθερούς ή μεταβλητούς αντιστάτες. **Οι αισθητήρες πάντα πάνω** Στο λογισμικό καθορίζουμε το επιθυμητό επίπεδο λειτουργίας σε μία κλίμακα από που αντιστοιχεί στις τιμές τάσης που δίδει στην είσοδο ο διαιρέτης τάσης. ΒΑΘΜΟΝΟΜΗΣΗ ΑΝΑΛΟΓΙΚΩΝ ΕΙΣΟΔΩΝ Βασικές Συνδέσεις - Αναλογικές Είσοδοι

13 Στις εξόδους του μικροελεγκτή μπορούν να συνδεθούν χωρίς ενίσχυση : Δίοδοι φωτοεκπομπής (LED) Ηχεία Πιεζοηλεκτρικά ηχεία In2 In1 In0 In7 In5 PICAXE-18M2 In6 +V Out0 Out7 Out1 Out6 Out2 Out3 Out5 Out4 10μF 330Ω Βασικές Συνδέσεις - Έξοδοι (χωρίς ενίσχυση)

14 Στις εξόδους του μικροελεγκτή μπορούν να συνδεθούν με ενίσχυση : In2 In1 In0 Λάμπες Κινητήρες Βομβητές D Μέσω ενισχυτή ρεύματος είτε ένα τρανζίστορ TR είτε μέσω ολοκληρωμένου κυκλώματος ULN2803 (8 Darlington pairs) Στις εξετάσεις οι μαθητές θα πρέπει να γνωρίζουν επίσης πως συνδέουμε στην έξοδο : In7 In5 Out0 Out1 PICAXE-18M2 In6 +V Out7 Out6 1kΩ TR Out2 Out5 Out3 Out4 Βασικές Συνδέσεις - Έξοδοι (με ενίσχυση)

15 Σημείωση: Ο τρόπος σύνδεσης ενός μικροκινήτηρα γίνεται μέσω αντιστάτης (R) και τρανζίστορ (TR) Η σύνδεση αυτή δεν επιτρέπει στον κινητήρα να περιστρέφει είτε δεξιόστροφα είτε αριστερόστροφα. Η σύνδεση αυτή είναι κατάλληλη για την περίπτωση που ο κινητήρας θα κινείται μόνο κατά μία φορά. Η εντολή που ελέγχει την κίνηση του κινητήρα σε αυτή την περίπτωση είναι η εντολή Outputs κάνοντας χρήση μόνο μίας εξόδου και εκτελώντας μόνο μία κίνηση. Τι γίνεται στην περίπτωση που θέλω ο κινητήρας να περιστρέφεται και αριστερόστροφα αλλά και δεξιόστροφα; Βασικές Συνδέσεις - Έξοδοι (με ενίσχυση)

16 Για να πετύχουμε ό κινητήρας να εν αλλάζει φορά [περιστροφής θα κάνουμε χρήση της εντολής MOTOR Με την εντολή MOTOR δεσμεύουμε ταυτόχρονα δύο διπλανές εξόδους του PICAXE. Out0 & Out1 Motor A, Out2 & Out3 Motor B κλπ. Προϋποθέσεις για χρήση της εντολής Motor Χρήση ειδικού μικρoκινητήρα χαμηλής αδράνειας / υψηλής απόδοσης Χρήση ειδικού ολοκληρωμένου L293D για κοινούς κινητήρες. Το L293D ελέγχει δύο μικροκινήτηρες. Άρα το PICAXE ελέγχει 4 μικροκινητήρες μέσω δύο L293D. ΠΡΟΣΟΧΗ: δυο γειτονικοί έξοδοι του PICAXE για τον έλεγχο ενός κινητήρα (Out1 & Out2). Στο L293D είσοδοι και έξοδοι να είναι πάντα από την ίδια πλευρά. (In1 & In2 ή In3 & In4) αντίστοιχα (Out1 & Out 2 ή Out3 & Out4) Βασικές Συνδέσεις - Έξοδοι Κινητήρας και L2930D

17 In2 In1 In In7 In1 IN3 In5 Out0 PICAXE-18M2 In6 +V Out7 M Out1 L293D Out3 Out1 Out6 Out2 Out4 Out2 Out5 In2 In4 Out3 Out4 +V 9 Βασικές Συνδέσεις - Έξοδοι Κινητήρας και L2930D

18 In2 In1 In In7 In1 IN3 In5 Out0 PICAXE-18M2 In6 +V Out7 Out1 L293D Out3 M Out1 Out6 Out2 Out4 Out2 Out5 In2 In4 Out3 Out4 +V 9 Βασικές Συνδέσεις - Έξοδοι Κινητήρας και L2930D

19 In2 In1 In In7 In1 IN3 In5 Out0 PICAXE-18M2 In6 +V Out7 M Out1 L293D Out3 M Out1 Out6 Out2 Out4 Out2 Out5 In2 In4 Out3 Out4 +V 9 Βασικές Συνδέσεις - Έξοδοι Κινητήρας και L2930D

20 330Ω μαζί με την δίοδο φωτοεκπομπής. 10KΩ στους διαιρέτες τάσης τόσο στις αναλογικές όσο και ψηφιακές. 1KΩ προστασία τρανζίστορ. 1KΩ προστασία ψηφιακές εισόδους. 100nF για τροφοδοσία. για το τρανζίστορ αρκεί μόνο το σύμβολο TR δεν απαιτείται μοντέλο π.χ BFY51 για την δίοδο ανόρθωσης αρκεί μόνο το σύμβολο D δεν απαιτείται μοντέλο π.χ 1N4001 Εκτός ύλης : PIC16F628 & PIX16F84A. Συνδεσμολογία προγραμματισμού. Συνδεσμολογία διακόπτη επαναφοράς. Προσοχή

21 Βιβλίο Σελίδα 233 Άσκησεις Ασκήσεις για το Σπίτι

22 Enter Title

23 Enter Title