Naudojimo instrukcijos
Elektoras Arduino
NANO
Mokymo taryba MCCAB®
3.3 red

Gerbiamas kliente, MCCAB mokymo lenta yra pagaminta pagal galiojančias Europos direktyvas, todėl yra pažymėta CE ženklu. Jo paskirtis aprašyta šioje naudojimo instrukcijoje. Jei pakeisite MCCAB mokymo lentą arba nenaudosite jos pagal paskirtį, tik jūs esate atsakingi už taikomų taisyklių laikymąsi.
Todėl naudokite MCCAB mokymo lentą ir visus jos komponentus tik taip, kaip aprašyta šioje naudojimo instrukcijoje. MCCAB mokymo tarybą galite perduoti tik kartu su šiuo naudojimo vadovu.
Visa informacija šiame vadove yra susijusi su MCCAB mokymo taryba, kurios leidimo lygis yra 3.3 redakcija. Mokymo lentos leidimo lygis atspausdintas jos apačioje (žr. 13 pav. 20 puslapyje). Dabartinę šio vadovo versiją galima atsisiųsti iš websvetainę www.elektor.com/20440 atsisiuntimui. ARDUINO ir kiti Arduino prekių pavadinimai ir logotipai yra registruotieji Arduino SA prekių ženklai. ®

Perdirbimas

Naudota elektros ir elektroninė įranga turi būti perdirbama kaip elektroninės atliekos ir negali būti išmesta į buitines atliekas.
MCCAB mokymo taryboje yra vertingų žaliavų, kurias galima perdirbti.
Todėl išmeskite įrenginį į atitinkamą surinkimo sandėlį. (ES direktyva 2012/19 / ES). Savivaldybės administracija pasakys, kur rasti artimiausią nemokamą surinkimo punktą.

Saugos instrukcijos

Šiose MCCAB mokymo tarybos naudojimo instrukcijose yra svarbi informacija apie paleidimą ir naudojimą!
Todėl prieš naudodami treniruoklių lentą pirmą kartą atidžiai perskaitykite visą naudojimo vadovą, kad išvengtumėte gyvybės ir galūnių sužalojimų dėl elektros smūgio, gaisro ar veikimo klaidų, taip pat mokymo lentos sugadinimo.
Padarykite šį vadovą prieinamą visiems kitiems mokymo lentos naudotojams.
Gaminys buvo sukurtas pagal IEC 61010-031 standartą, buvo išbandytas ir saugiai išvežtas iš gamyklos. Naudotojas privalo laikytis elektros įrangos naudojimo taisyklių, taip pat visų visuotinai priimtų saugos praktikų ir procedūrų. Visų pirma, VDE taisyklės VDE 0100 (mažo tūrio planavimas, montavimas ir bandymastage elektros sistemos), VDE 0700 (buitinio naudojimo elektros įrangos sauga) ir VDE 0868 (garso/vaizdo, informacinių ir ryšių technologijų įranga).
Komerciniuose objektuose taip pat galioja komercinių darbdavių civilinės atsakomybės draudimo asociacijų nelaimingų atsitikimų prevencijos taisyklės.

Naudojami saugos simboliai

Įspėjimas apie elektros pavojų
Šis ženklas nurodo sąlygas ar veiksmus, dėl kurių gali įvykti mirtis arba sužaloti asmenys.
Bendras įspėjamasis ženklas
Šis ženklas nurodo sąlygas arba veiksmus, dėl kurių gali būti sugadintas pats gaminys arba prijungta įranga.

2.1 Maitinimas
Atsargiai:

• Jokiomis aplinkybėmis negali neigiamas ttages arba ttagEs, didesnis nei +5 V, turi būti prijungtas prie MCCAB mokymo valdybos. Vienintelės išimtys yra įėjimai VX1 ir VX2, čia įvesties ttages gali būti nuo +8 V iki +12 V (žr. 4.2 skyrių).
• Niekada nejunkite jokio kito elektros potencialo prie įžeminimo linijos (GND, 0 V).
• Niekada nekeiskite jungčių su įžeminimu (GND, 0 V) ​​ir +5 V, nes tai sugadins MCCAB mokymo lentą!
• Ypač niekada nejunkite ~230 V arba ~115 V tinklotage į MCCAB mokymo tarybą!
  Yra pavojus gyvybei!!!

2.2 Tvarkymas ir aplinkos sąlygos
Kad išvengtumėte mirties ar sužalojimų ir apsaugotumėte įrenginį nuo pažeidimų, būtina griežtai laikytis šių taisyklių:

• Niekada nenaudokite MCCAB mokymo tarybos patalpose, kuriose yra sprogių garų ar dujų.
• Jei MCCAB mokymo taryboje dirba jauni žmonės arba asmenys, kurie nėra susipažinę su elektroninių grandinių valdymu, pvz., mokymo kontekste, tinkamai apmokytas atsakingas pareigas einantis personalas turi prižiūrėti šią veiklą.
  Vaikams, jaunesniems nei 14 metų, neskirta ir jo reikia vengti.
• Jei MCCAB mokymo lenta turi pažeidimo požymių (pvz., dėl mechaninio ar elektrinio įtempimo), saugumo sumetimais jos naudoti negalima.
• MCCAB mokymo lenta gali būti naudojama tik švarioje ir sausoje aplinkoje, kurios temperatūra neviršija +40 °C.

2.3 Remontas ir priežiūra

• Kad būtų išvengta žalos turtui ar sužalojimų, bet kokius remonto darbus, kurių gali prireikti, gali atlikti tik tinkamai apmokytas specialistas, naudojant originalias atsargines dalis.
• MCCAB mokymo taryboje nėra dalių, kurias galėtų tvarkyti naudotojas.

Naudojimas pagal paskirtį

MCCAB Training Board sukurtas paprastam ir greitam žinių apie programavimą ir mikrovaldiklio sistemos naudojimą mokymui.
Produktas skirtas tik mokymo ir praktikos tikslams. Bet koks kitoks naudojimas, pvz., pramoninėse gamybos patalpose, yra neleistinas.

Atsargiai: MCCAB mokymo lenta skirta naudoti tik su Arduino® NANO mikrovaldiklio sistema (žr. 2 pav.) arba su ja 100% suderinamu mikrovaldiklio moduliu. Šis modulis turi būti valdomas su darbiniu tūriutage iš Vcc = +5V. Priešingu atveju kyla pavojus negrįžtamai sugadinti arba sugadinti mikrovaldiklio modulį, treniruočių lentą ir prie treniruočių lentos prijungtus įrenginius.
Atsargiai: ttagesančius nuo +8 V iki +12 V galima prijungti prie mokymo plokštės VX1 ir VX2 įėjimų (žr. šio vadovo 4.2 skyrių). ttagEs visose kitose treniruočių plokštės įėjimuose turi būti nuo 0 V iki +5 V.
Atsargiai: Šiose naudojimo instrukcijose aprašoma, kaip teisingai prijungti ir valdyti MCCAB mokymo lentą su vartotojo kompiuteriu ir bet kokiais išoriniais moduliais. Atkreipkite dėmesį, kad mes neturime jokios įtakos vartotojo sukeltoms veikimo ir (arba) ryšio klaidoms. Tik vartotojas yra atsakingas už teisingą treniruočių lentos prijungimą prie vartotojo kompiuterio ir bet kokių išorinių modulių, taip pat už jos programavimą ir tinkamą veikimą! Už visus nuostolius, atsiradusius dėl netinkamo prijungimo, netinkamo valdymo, netinkamo programavimo ir (arba) netinkamo veikimo, atsako tik vartotojas! Suprantama, kad tokiais atvejais atsakomybės pretenzijos mums neįtraukiamos.

Bet koks kitoks nei nurodytas naudojimas neleidžiamas! MCCAB mokymo plokštės negalima modifikuoti ar pertvarkyti, nes tai gali ją sugadinti arba sukelti pavojų naudotojui (trumpasis jungimas, perkaitimo ir gaisro pavojus, elektros smūgio pavojus). Jei dėl netinkamo treniruočių lentos naudojimo susižalojimas arba sugadinimas turtas, už tai atsako tik operatorius, o ne gamintojas.

MCCAB mokymo taryba ir jos komponentai

1 paveiksle pavaizduota MCCAB mokymo lenta su valdymo elementais. Treniruočių lenta tiesiog pastatoma ant elektrai nelaidžio darbinio paviršiaus ir mini-USB kabeliu prijungiama prie vartotojo kompiuterio (žr. 4.3 skyrių).
Ypač kartu su „Mikrovaldiklių praktiniu kursu Arduino pradedantiesiems“ (ISBN 978-3-89576-545-2), išleistu Elektor, MCCAB mokymo taryba puikiai tinka lengvai ir greitai išmokti programuoti ir naudoti mikrovaldiklių sistema. Vartotojas savo asmeniniame kompiuteryje kuria treniruočių programas MCCAB Training Board naudodamas Arduino IDE – kūrimo aplinką su integruotu C/C++ kompiliatoriumi, kurį gali nemokamai atsisiųsti iš websvetainę  

1 pav. MCCAB mokymo taryba, 3.3 red

Veikimo ir rodymo elementai MCCAB mokymo lentoje:

1. 11 × LED (įėjimų / išėjimų D2…D12 būsenos indikacija)
2. Antraštė JP6, skirta sujungti šviesos diodus LD10 … LD20 su jiems priskirtais GPIO D2 … D12
3. Mikrovaldiklio įėjimų/išėjimų gnybtų blokas SV5 (skirstytojas).
4. RESET mygtukas
5. Mikrovaldiklio modulis Arduino® NANO (arba suderinamas) su mini USB – lizdu
6. LED „L“, prijungtas prie GPIO D13
7. Jungtis SV6 (skirstytojas) mikrovaldiklio įėjimams/išėjimams
8. Potenciometras P1
9. Smeigtuko antraštė JP3, skirta darbiniam tūriui pasirinktitagpotenciometrų P1 ir P2 e
10. Potenciometras P2
11. Kaiščio antraštė JP4, skirta pasirinkti signalą jungties juostelės SV12 X kaištyje
12. Jungties juostelė SV12: SPI sąsaja 5 V (signalas X kaištyje pasirenkamas per JP4)
13. Jungčių juostelė SV11: SPI sąsaja 3.3 V
14. Gnybtų blokas SV10: IC sąsaja 5 V
15. Gnybtų blokas SV8: I2 C sąsaja 3.3 V
16. Gnybtų blokas SV9: 22 IC sąsaja 3.3 V
17. Gnybtų blokas SV7: išorinių įrenginių perjungimo išėjimas
18. LC ekranas su 2 x 16 simbolių
19. 6 × mygtukų jungikliai K1 … K6
20. 6 × stumdomi jungikliai S1 … S6
21. Smeigtuko antraštė JP2 skirta jungikliams prijungti prie mikrovaldiklio įėjimų.
22. Gnybtų blokas SV4: skirstytuvas darbiniam tūriuitages
23. Pjezo garsinis signalas Buzzer1
24. Gnybtų blokas SV1: išorinių įrenginių perjungimo išėjimas
25. Gnybtų juostelė SV3: 3 × 3 LED matricos stulpeliai (išėjimai D6…D8 su serijiniais rezistoriais 330 Ω)
26. Jungties juostelė SV2: 2 x 13 kontaktų išoriniams moduliams prijungti
27. 3 × 3 LED matrica (9 raudoni šviesos diodai)
28. Smeigtuko antraštė JP1, skirta sujungti 3 × 3 LED matricos eilutes su mikrovaldikliu GPIOs D3 … D5
29. Kaiščio antraštės JP6 padėtyje esantis trumpiklis „Buzzer“ sujungia „Buzzer1“ su mikrovaldiklio GPIO D9.

Atskiri treniruočių lentos valdikliai yra išsamiai paaiškinti tolesniuose skyriuose.

4.1 Arduino® NANO mikrovaldiklio modulis 
NANO arba su juo suderinamas mikrovaldiklio modulis yra prijungtas prie MCCAB mokymo plokštės (žr. rodyklę (5) 1 paveiksle, taip pat 2 paveikslą ir M1 4 paveiksle). Šiame modulyje yra AVR mikrovaldiklis ATmega328P, kuris valdo treniruočių plokštės periferinius komponentus. Be to, modulio apačioje yra integruota keitiklio grandinė, jungianti mikrovaldiklio UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) nuosekliąją sąsają su kompiuterio USB sąsaja. Ši sąsaja taip pat naudojama vartotojo kompiuteryje sukurtoms programoms įkelti į mikrovaldiklį arba duomenims perkelti į/iš Arduino IDE (kūrimo aplinkos) nuoseklųjį monitorių. Du šviesos diodai TX ir RX 2 paveiksle rodo duomenų srautą mikrovaldiklio nuosekliosiose linijose TxD ir RxD. Arduino®

2 pav. Mikrovaldiklio modulis Arduino® NANO (Šaltinis: www.arduino.cc)

Šviesos diodas L (žr. 2 pav. ir rodyklę (6) 1 paveiksle – su Arduino NANO suderinamiems klonams žymėjimas „L“ gali skirtis) yra nuolat prijungtas prie mikrovaldiklio GPIO D13 per serijinį rezistorių ir rodo jo būseną LOW arba AUKŠTAS. +5 V ttagApatinėje modulio pusėje esantis reguliatorius stabilizuoja tūrįtage tiekiamas iš išorės MCCAB mokymo valdybai per Arduino ® NANO modulio VIN įvestį (žr. 4.2 skyrių).
Paspaudus mygtuką RESET, esantį ant Arduino ® NANO modulio (žr. 2 pav. ir rodyklę (4) 1 pav.), mikrovaldiklis nustatomas į apibrėžtą pradinę būseną ir jau įkelta programa paleidžiama iš naujo. i Visi vartotojui svarbūs mikrovaldiklio įėjimai ir išėjimai yra prijungti prie dviejų gnybtų juostelių SV5 ir SV6 (rodyklė (3) ir rodyklė (7) 1 pav.). Jungikliais – vadinamaisiais Dupont kabeliais (žr. 3 pav.) – SV5 ir SV6 išvedamus mikrovaldiklio įėjimus/išėjimus (dar vadinamus GPIO = General Purpose Inputs/Outputs) galima prijungti prie valdymo elementų (mygtukų, jungiklių). , …) MCCAB mokymo taryboje arba išorinėse dalyse.

3 pav. Įvairių tipų Dupont kabeliai, skirti GPIO prijungti prie valdymo elementų

Vartotojas turi sukonfigūruoti kiekvieną Arduino® NANO mikrovaldiklio modulio GPIO ant dviejų jungčių juostelių SV5 ir SV6 (rodyklė (3) ir rodyklė (7) 1 paveiksle), kuri Dupont kabeliu prijungiama prie treniruotėse esančios jungties. plokštę arba išorinę jungtį, savo programoje reikiamai duomenų krypčiai kaip įvestis arba išvestis!
Duomenų kryptis nustatoma pagal instrukciją
pinMode(gpio, kryptis); // „gpio“ įveskite atitinkamą PIN kodą // „direction“ įveskite „INPUT“ arba „OUTPUT“
Exampmažiau:
pinMode(2, OUTPUT); // GPIO D2 nustatytas kaip išvestis
pinMode(13, INPUT); // GPIO D13 nustatytas kaip įvestis
4 paveiksle parodytas Arduino® NANO mikrovaldiklio modulio M1 laidas MCCAB mokymo lentoje.

4 pav. Mikrovaldiklio modulio Arduino® NANO laidai MCCAB mokymo lentoje
Svarbiausi mikrovaldiklio modulio Arduino® NANO duomenys:

•Eksploatacinė ttage Vcc:	+5 V
•Išorinis tiekiamas darbinis tūristage VIN numeriu:	+8 V iki +12 V (žr. 4.2 skyrių)
• ADC analoginės įvesties kaiščiai:	8 (AO … A7, žr. m pastabas)
• Skaitmeninės įvesties / išvesties kaiščiai:	12 (D2 … D13) atitinkamai 16 (atrodo, pastabos)
• Dabartinis NANO modulio suvartojimas:	apytiksliai 20 mA
•Maks. GPIO įvesties / išvesties srovė:	40 mA
• Visų GPIO įvesties / išvesties srovių suma:	maksimali 200 mA
• Instrukcijų atmintis (flash atmintis):	32 KB
• Darbinė atmintis (RAM atmintis):	2 KB
•EEPROM atmintis:	1 KB
• Laikrodžio dažnis:	16 MHz
• Serijinės sąsajos:	SPI, I2C (UART, atrodo, pastabos)

Pastabos

• GPIO D0 ir D1 (2 pav. 1 ir 1 modulio M4 kaištis) yra priskirti mikrovaldiklio UART signalams RxD ir TxD ir naudojami nuosekliam ryšiui tarp MCCAB mokymo plokštės ir kompiuterio USB prievado. . Todėl jie vartotojui prieinami tik ribotai (taip pat žr. 4.3 skyrių).
• GPIO A4 ir A5 (23 ir 24 modulio M1 kaištis 4 pav.) yra priskirti mikrovaldiklio IC sąsajos signalams SDA ir SCL (žr. 4.13 skyrių), todėl yra rezervuoti nuosekliam prijungimui prie LC ekrano. MCCAB mokymo lenta (žr. 4.9 skyrių) ir išoriniai I 2 C moduliai, prijungti prie jungčių juostelių SV8, SV9 ir SV10 (rodyklės (15), (16) ir (14) 1 paveiksle). Todėl vartotojas gali juos naudoti tik I 2 C programoms.
• Kaiščiai A6 ir A7 (mikrovaldiklio ATmega25P 26 ir 328 kontaktai 4 pav. gali būti naudojami tik kaip analoginiai mikrovaldiklio analoginio/skaitmeninio keitiklio (ADC) įėjimai. Jų negalima konfigūruoti naudojant funkciją pinMode() (netgi ne kaip įvestį!), tai lemtų netinkamą eskizo veikimą A6 ir A7 yra nuolat prijungti prie potenciometrų P1 ir P2 valytuvų gnybtų (rodyklė (8) ir rodyklė (10) 1 paveiksle), žr. 4.3 skyrių. .
• Jungtys A0 … A3 ant kaiščių antraštės SV6 (rodyklė (7) 1 paveiksle) iš esmės yra analoginiai įėjimai, skirti mikrovaldiklio analoginiam/skaitmeniniam keitikliui. Tačiau, jei 12 skaitmeninių GPIO D2 … D13 nepakanka konkrečiai programai, A0 ... A3 taip pat gali būti naudojami kaip skaitmeniniai įėjimai / išėjimai. Tada jie adresuojami PIN numeriais 14 (A0) … 17 (A3). 2 Pvzamples: pinMode(15, OUTPUT); // A1 naudojamas kaip skaitmeninis išvestis pinMode(17, INPUT); // A3 naudojamas kaip skaitmeninis įvestis
• Kaištis D12 ant kaiščio antraštės SV5 (rodyklė (3) 1 paveiksle) ir kaiščiai D13 ir A0 … A3 ant kaiščio antraštės SV6 (rodyklė (7) 1 paveiksle) nukreipiami į kaiščio antraštę JP2 (rodyklė (21) paveiksle). 1) ir gali būti prijungtas prie jungiklių S1 … S6 arba prie jų lygiagrečiai sujungtų mygtukų K1 … K6, taip pat žr. 4.6 skyrių. Tokiu atveju atitinkamas kaištis turi būti sukonfigūruotas kaip skaitmeninis įėjimas su pinMode instrukcija.

A/D konvertavimo tikslumas
Skaitmeniniai signalai mikrovaldiklio mikroschemoje sukuria elektromagnetinius trukdžius, kurie gali turėti įtakos analoginių matavimų tikslumui.
Jei vienas iš GPIO A0 … A3 naudojamas kaip skaitmeninis išėjimas, svarbu, kad jis nepersijungtų, kai analoginis / skaitmeninis konvertavimas vyksta kitoje analoginėje įėjime! Skaitmeninio išvesties signalo pakeitimas ties A0…A3 analoginio/skaitmeninio konvertavimo metu viename iš kitų analoginių įėjimų A0…A7 gali labai suklastoti šio konvertavimo rezultatą.
IC sąsajos (A4 ir A5, žr. 4.13 skyrių) arba GPIO A0…A3 naudojimas kaip skaitmeniniai įėjimai neturi įtakos analoginių / skaitmeninių konvertavimo kokybei.

4.2 MCCAB mokymo tarybos maitinimas
MCCAB mokymo taryba dirba su vardine veikiančia nuolatine srovetage of Vcc = +5 V, kuris paprastai į jį tiekiamas per Arduino NANO mikrovaldiklio modulio mini USB lizdą iš prijungto kompiuterio (5 pav., 2 pav. ir rodyklė (5) 1 pav.). Kadangi kompiuteris paprastai vis tiek prijungiamas pratimų programoms kurti ir perduoti, tokio tipo maitinimo šaltinis yra idealus.
Tam tikslui treniruočių lenta turi būti mini-USB kabeliu prijungta prie vartotojo kompiuterio USB prievado. Kompiuteris suteikia stabilizuotą nuolatinės srovės tūrįtage maždaug +5 V, kuris galvaniškai izoliuotas nuo tinklo ttage ir gali būti įkraunama maksimalia 0.5 A srove per USB sąsają. +5 V darbinio tūrio buvimastage rodomas šviesos diodu, pažymėtu ON (arba POW, PWR) ant mikrovaldiklio modulio (5 pav., 2 pav.). +5 V ttage tiekiamas per mini-USB lizdą yra prijungtas prie tikrojo veikimo tūriotage Vcc ant Arduino NANO mikrovaldiklio modulio per apsauginį diodą D. Faktinis darbinis tūristage Vcc šiek tiek sumažėja iki Vcc ≈ +4.7 V dėl tūriotage kritimas prie apsauginio diodo D. Šis nedidelis darbinio tūrio sumažinimastage neturi įtakos Arduino® NANO mikrovaldiklio modulio funkcijai. ® Arba treniruočių lenta gali būti tiekiama naudojant išorinį DC tūrįtage šaltinis. Šis ttage, taikomas gnybtui VX1 arba gnybtui VX2, turi būti diapazone VExt = +8 … +12 V. Išorinis tūristage įvedamas į Arduino NANO mikrovaldiklio modulio 30 kaištį (= VIN) per jungtį SV4 arba iš išorinio modulio, prijungto prie jungties SV2 (žr. 5 pav., 4 pav. ir rodyklę (22) arba rodyklę (26) 1 paveiksle) . Kadangi plokštei maitinimas tiekiamas iš prijungto kompiuterio per USB lizdą, neįmanoma pakeisti darbinio tūrio poliškumo.tage. Du išoriniai ttagJie, kurie gali būti tiekiami į VX1 ir VX2 jungtis, yra atjungti diodais, kaip parodyta 4 paveiksle. 

Diodai D2 ir D3 užtikrina dviejų išorinių tūrių atsiejimątages VX1 ir VX2 atveju, ttage turėtų būti vienu metu taikomas abiem išoriniams įėjimams per klaidą, nes dėl diodų tik didesnis iš dviejų tūriųtages gali pasiekti Arduino NANO mikrovaldiklio modulio M30 įvesties VIN (5 kontaktą, žr. 4 ir 1 pav.).
Išorinis DC ttage tiekiamas į mikrovaldiklio modulį per jo VIN jungtį sumažintas iki +5 V ir stabilizuojamas integruoto tūriotage reguliatorius mikrovaldiklio modulio apačioje (žr. 2 pav.). +5 V darbinis ttage sukurtas ttagReguliatorius yra prijungtas prie diodo D katodo 5 pav. D anodą taip pat kompiuteris prijungia prie +5 V potencialo, kai prijungiamas USB jungtis prie kompiuterio. Taigi diodas D yra užblokuotas ir neturi poveikis grandinės funkcijai. Šiuo atveju maitinimas per USB kabelį išjungiamas. +3.3 V pagalbinis ttage yra generuojamas MCCAB mokymo lentoje linijiniu tūriutage reguliatorius nuo +5 V darbinio ttage Vcc mikrovaldiklio modulio ir gali tiekti maksimalią 200 mA srovę.

Dažnai projektuose prieiga prie veikiančios ttages reikalingas, pvz., ttage išorinių modulių tiekimas. Šiuo tikslu MCCAB mokymo taryba pateikia ttage skirstytuvas SV4 (4 pav. ir rodyklė (21) 1 pav.), ant kurio yra du išėjimai tūriuitage +3.3 V ir trys išėjimai ttage +5 V, taip pat šešios įžeminimo jungtys (GND, 0 V), be išorinio tūrio jungties VX1.tage.

4.3 USB jungtis tarp MCCAB mokymo tarybos ir kompiuterio
Programos, kurias vartotojas kuria savo asmeninio kompiuterio Arduino IDE (kūrimo aplinka), USB kabeliu įkeliamos į MCCAB Training Board mikrovaldiklį ATmega328P. Šiuo tikslu mikrovaldiklio modulis MCCAB mokymo plokštėje (rodyklė (5) 1 paveiksle) turi būti prijungtas prie vartotojo kompiuterio USB prievado per mini USB kabelį.
Kadangi mikrovaldiklio modulyje esantis mikrovaldiklis ATmega328P neturi savo USB sąsajos savo mikroschemoje, modulio apačioje yra integruota grandinė, kuri paverčia USB signalus D+ ir D- į ​​serijinius ATmega328P UART signalus RxD ir TxD.
Be to, per mikrovaldiklio UART ir vėlesnę USB jungtį galima išvesti duomenis į nuoseklųjį monitorių, integruotą į Arduino IDE, arba skaityti duomenis iš jo.
Šiuo tikslu biblioteka „Serial“ yra prieinama vartotojui Arduino IDE.
Treniruočių lenta paprastai taip pat maitinama per vartotojo kompiuterio USB sąsają (žr. 4.2 skyrių).

Neskirta, kad vartotojas naudotų mikrovaldiklio RX ir TX signalus, kurie yra prijungti prie kaiščio antraštės SV5 (rodyklė (3) 1 pav.), nuosekliam ryšiui su išoriniais įrenginiais (pvz., WLAN, Bluetooth siųstuvai-imtuvais ar panašiais) , nes tai gali pažeisti integruotą USB UART keitiklio grandinę mikrovaldiklio modulio apačioje (žr. 4.1 skyrių), nepaisant esamų apsauginių rezistorių! Jei vartotojas vis tiek tai daro, jis turi įsitikinti, kad tuo pačiu metu nėra ryšio tarp kompiuterio ir Arduino NANO mikrovaldiklio modulio! Signalai, tiekiami per USB lizdą, gali sutrikdyti ryšį su išoriniu įrenginiu ir, blogiausiu atveju, sugadinti aparatinę įrangą! ®

4.4 Vienuolika šviesos diodų D2 … D12 mikrovaldiklio GPIO būsenai rodyti
Apatinėje kairėje 1 paveikslo dalyje galite pamatyti 11 šviesos diodų LED10…LED20 (rodyklė (1) 1 pav.), kurie gali rodyti mikrovaldiklio įėjimų/išėjimų (GPIO) D2…D12 būseną.
Atitinkama grandinės schema parodyta 4 paveiksle.
Atitinkamas šviesos diodas yra prijungtas prie GPIO, jei trumpiklis yra prijungtas prie atitinkamos kaiščio antraštės JP6 padėties (rodyklė (2) 1 paveiksle).
Jei atitinkamas GPIO D2 … D12 yra AUKŠTO lygio (+5 V), kai prijungtas JP6 trumpiklis, užsidega priskirtas šviesos diodas, jei GPIO yra LOW (GND, 0 V), šviesos diodas išjungiamas.

Jei vienas iš GPIO D2…D12 naudojamas kaip įvestis, gali prireikti išjungti jam priskirtą šviesos diodą nuimant trumpiklį, kad būtų išvengta įvesties signalo apkrovos šviesos diodo veikimo srove (apie 2… 3 mA).
GPIO D13 būsena rodoma jo paties šviesos diodu L tiesiai ant mikrovaldiklio modulio (žr. 1 ir 2 pav.). Šviesos diodo L negalima išjungti.
Kadangi įėjimai/išėjimai A0…A7 iš esmės naudojami kaip analoginiai įėjimai mikrovaldiklio analoginiam/skaitmeniniam keitikliui arba specialioms užduotims atlikti (TWI sąsaja), jie neturi skaitmeninio LED būsenos ekrano, kad nepakenktų šioms funkcijoms.

4.5 Potenciometrai P1 ir P2
Dviejų potenciometrų P1 ir P2 sukimosi ašys 1 paveikslo apačioje (rodyklė (8) ir rodyklė (10) 1 paveiksle) gali būti naudojamos tūriui nustatyti.tages 0 … VPot jų valytuvų jungtyse.
Dviejų potenciometrų laidus galima pamatyti 6 pav.

6 pav.: potenciometrų P1 ir P2 laidai
Dviejų potenciometrų valytuvų jungtys yra prijungtos prie Arduino® NANO mikrovaldiklio modulio analoginių įėjimų A6 ir A7 per apsauginius rezistorius R23 ir R24.
Diodai D4, D6 arba D5, D7 apsaugo atitinkamą mikrovaldiklio analoginį įvestį nuo per didelio ar neigiamo garso.tages.

Atsargiai:
ATmega6P kaiščiai A7 ir A328 visada yra analoginiai įėjimai dėl vidinės mikrovaldiklio lusto architektūros. Jų konfigūracija naudojant Arduino IDE funkciją pinMode () neleidžiama ir gali sukelti netinkamą programos veikimą.

Per mikrovaldiklio analoginį/skaitmeninį keitiklį, nustatytas ttage galima išmatuoti paprastu būdu.
Example potenciometro P1 vertei nuskaityti prie jungties A6: int z = analogRead(A6);
10 bitų skaitinė reikšmė Z, kuri apskaičiuojama pagal ttage ties A6 pagal Z = (1 lygtis iš 5 skyriaus) 1024⋅

Norima viršutinė riba VPot = +3.3 V resp. VPot = +5 V nustatymo diapazonas nustatomas kaiščio antrašte JP3 (rodyklė (9) 1 pav.). Norėdami pasirinkti VPot, JP1 3 arba 3 kaištis yra prijungtas prie kaiščio 2 naudojant trumpiklį.
Kuris ttage turi būti nustatyta su JP3, skirta VPot, priklauso nuo atskaitos tūriotage Analoginio / skaitmeninio keitiklio VREF prie kaiščio antraštės SV6 REF jungties (rodyklė (7) 1 paveiksle), žr. 5 skyrių.
Nuoroda ttage A/D keitiklio VREF prie SV6 kaiščio antraštės REF gnybto ir tūriotage VPot, nurodytas su JP3, turi sutapti.

4.6 Jungikliai S1 … S6 ir mygtukai K1 … K6
MCCAB mokymo lenta suteikia vartotojui šešis mygtukus ir šešis slydimo jungiklius jo pratimams atlikti (rodyklės (20) ir (19) 1 paveiksle). 7 paveiksle pavaizduoti jų laidai. Kad vartotojas galėtų įjungti nuolatinį arba impulsinį signalą vienai iš mikrovaldiklio modulio M1 įėjimų, lygiagrečiai yra sujungti vieno slankio jungiklis ir vienas mygtukas.
Kiekvienos iš šešių jungiklių porų bendra išvestis per apsauginį rezistorių (R25 … R30) yra prijungta prie kaiščio antraštės JP2 (rodyklė (21) 1 paveiksle). Lygiagretus slankiojančio jungiklio ir mygtuko jungiklio su bendru veikimo rezistoriumi (R31 … R36) sujungimas veikia kaip loginis ARBA veiksmas: jei per vieną iš dviejų jungiklių (arba abu jungiklius vienu metu) +5 V vol.tage yra bendrame darbiniame rezistoriuje, šis loginis AUKŠTAS lygis per apsauginį rezistorių taip pat yra atitinkamame JP2 4, 6, 8, 10, 12 arba 2 kaištyje. Tik tada, kai abu jungikliai yra atidaryti, jų bendras jungtis yra atvira ir atitinkamas kaiščių antraštės JP2 kaištis per nuoseklųjį apsauginio rezistoriaus ir darbinio rezistoriaus jungtį ištraukiamas į LOW lygį (0 V, GND).

7 pav. Stumdomųjų / mygtukų jungiklių S1 … S6 / K1 … K6 laidai
Kiekvienas kaiščio antraštės JP2 kaištis gali būti prijungtas prie jam priskirto Arduino įvesties A0 … A3, D12 arba D13
NANO mikrovaldiklio modulis per trumpiklį. Užduotis parodyta 7 paveiksle.
Arba jungiklio jungtis ant kaiščių antraštės JP2 4, 6, 8, 10, 12 arba 2 gali būti prijungta prie bet kurio Arduino® mikrovaldiklio modulio įvesties D2 … D13 arba A0 … A3 ant kaiščių antraštės SV5 arba SV6 ( rodyklę (3) ir rodyklę (7) 1 paveiksle), naudodami Dupont kabelį. Šis lankstus prijungimo būdas yra geresnis už fiksuotą kiekvieno jungiklio priskyrimą konkrečiam GPIO, jei priskirtas ATmega328P mikrovaldiklio GPIO naudojamas specialiai funkcijai (A/D keitiklio įvestis, PWM išvestis…). Tokiu būdu vartotojas gali prijungti savo jungiklius prie GPIO, kurie atitinkamoje programoje yra laisvi, ty neužimti specialios funkcijos.

Savo programoje vartotojas turi sukonfigūruoti kiekvieną Arduino® NANO mikrovaldiklio modulio GPIO kaip įėjimą, kuris yra prijungtas prie komutatoriaus prievado, naudodamas instrukcija pinMode(gpio, INPUT); // „gpio“ įveskite atitinkamą PIN kodą
Example: pinMode(A1, INPUT); // A1 nustatytas kaip S2|K2 skaitmeninis įvestis
Jei prie jungiklio prijungto mikrovaldiklio GPIO per klaidą buvo sukonfigūruotas kaip išėjimas, apsauginiai rezistoriai R25…R30 apsaugo nuo trumpo nuo +5 V iki GND (0 V), kai jungiklis įjungiamas ir GPIO yra žemo lygio. jo išvestyje.

Kad būtų galima naudoti mygtukų jungiklį, lygiagrečiai su juo prijungtas slankiojantis jungiklis turi būti atidarytas (padėtis „0“)! Kitu atveju jų bendra išvestis nuolat yra AUKŠTO lygio, neatsižvelgiant į mygtuko jungiklio padėtį.
Stumdomų jungiklių jungiklių padėtys treniruočių lentoje pažymėtos „0“ ir „1“, kaip parodyta 1 paveiksle.
8 paveiksle parodyta: Jei jungiklis yra „1“ padėtyje, jungiklio išėjimas yra prijungtas prie +5 V (HIGH), „0“ padėtyje jungiklio išėjimas yra atidarytas.

4.7 Pjezo garsinis signalas Buzzer1
Viršutinėje kairėje 1 paveikslo dalyje rodomas „Buzzer1“ (rodyklė (23) 1 paveiksle), leidžianti vartotojui skleisti skirtingų dažnių tonus. Pagrindinė jo grandinė parodyta 9 paveiksle.
Buzzer1 galima prijungti prie MCCAB mokymo plokštės mikrovaldiklio GPIO D9 per trumpiklį, esantį kaiščio antraštės JP6 padėtyje „Buzzer“ (rodyklė (29) 1 paveiksle) (žr. 9 pav., 4 pav. ir rodyklę (2). 1 paveiksle). Trumpiklį galima nuimti, jei GPIO D9 reikia programoje kitiems tikslams.
Jei trumpiklis pašalinamas, taip pat galima perduoti išorinį signalą į kaiščių antraštės JP24 6 kaištį per „Dupont“ kabelį ir jį išvesti „Buzzer1“.

9 pav.: „Buzzer1“ laidai
Norėdami generuoti tonus, vartotojas savo programoje turi sugeneruoti signalą, kuris keičiasi norimu tono dažniu mikrovaldiklio išėjime D9 (dešinėje 9 pav.).
Ši greita AUKŠTO ir ŽEMO lygių seka taiko stačiakampę kintamosios srovės tūrįtage į Buzzer1, kuris periodiškai deformuoja keraminę plokštę garsinio signalo viduje, kad sukurtų atitinkamo tono dažnio garso vibracijas.

Dar paprastesnis būdas generuoti toną – naudoti mikrovaldiklio T/C1 (Timer/Counter 1): AVR mikrovaldiklio ATmega1P T/C1 išėjimą OC328A ant Arduino NANO mikrovaldiklio modulio galima prijungti prie GPIO D9 mikrovaldiklio viduje. lustas. Tinkamai suprogramavus T/C1, labai lengva sukurti stačiakampį signalą, kurio dažnis f = ® 1 ?? (T yra stačiakampio signalo periodas) garsinis signalas paverčiamas norimu tonu. 10 paveiksle parodyta, kad pjezo garsiakalbis nėra Hi-Fi garsiakalbis. Kaip matyti, pjezo garsinio signalo dažnio atsakas yra ne tik linijinis. 10 paveiksle pateiktoje diagramoje parodytas pjezo keitiklio SAST-2155 iš Sonitron garso slėgio lygis (SPL), išmatuotas 1 m atstumu kaip signalo dažnio funkcija. Dėl fizinių savybių ir natūralių rezonansų tam tikri dažniai atkuriami garsiau, kiti – švelniau. Atitinkama pjezo garsinio signalo schema MCCAB mokymo lentoje rodo panašią kreivę.

10 pav.: tipinė pjezo garsinio signalo dažnio atsakas (vaizdas: Sonitron)

Nepaisant šio apribojimo, pjezo garsinis signalas yra geras kompromisas tarp mikrovaldiklio generuojamų garsų atkūrimo kokybės ir jo pėdsakų ant plokštės, todėl jį galima sutalpinti mažoje erdvėje. Tais atvejais, kai reikalinga aukštesnė garso išvesties kokybė, pjezo garsinis signalas gali būti atjungtas nuo išvesties D9 nuimant trumpiklį, o D9 galima prijungti prie išorinės įrangos garso atkūrimui ant kaiščio antraštės SV5, pvz., per Dupont laidą (jei reikia , per ttage skirstytuvas sumažinti ampšviesa, kad būtų išvengta įvesties pažeidimo stagir).

4.8 3 × 3 LED matrica
9 šviesos diodai kairėje 1 paveikslo dalyje yra išdėstyti matricoje su 3 stulpeliais ir 3 eilutėmis (rodyklė (27) 1 paveiksle). Jų schema parodyta 11 paveiksle. 9 šviesos diodai gali būti valdomi tik 6 mikrovaldiklio GPIO dėl matricos išdėstymo.
Trijų stulpelių linijos A, B ir C yra nuolat prijungtos prie mikrovaldiklio kaiščių D8, D7 ir D6, kaip parodyta 11 paveiksle. Trys rezistoriai R5 … R7 stulpelių linijose riboja srovę per šviesos diodus. Be to, stulpelių linijos yra prijungtos prie jungties SV3 (rodyklė (25) 1 paveiksle).

Trijų eilių jungtys 1, 2 ir 3 nukreipiamos į kaiščio antraštę JP1 (rodyklė (28) 1 paveiksle). Juos galima prijungti prie mikrovaldiklio kaiščių D3 … D5 per trumpiklius. Arba JP1 antraštės 2, 3 arba 1 kaiščiai gali būti prijungti Dupont laidais prie bet kurio Arduino NANO mikrovaldiklio modulio išvesties D2 … D13 arba A0 … A3 abiejose antraštėse SV5 ir SV6 (rodyklė (3) ir rodyklė (7) 1 paveiksle), jei vienas iš mikrovaldiklio ATmega3P GPIO D5 … D328, esančių Arduino ® NANO mikrovaldiklio modulyje, yra naudojamas specialiajai funkcijai. 9 šviesos diodai pažymėti A1…C3 pagal jų išdėstymą matricoje, pvz., šviesos diodas B1 yra B stulpelio eilutėje ir 1 eilutės eilutėje.

11 pav. Devyni šviesos diodai 3 × 3 matricos pavidalu

Šviesos diodus dažniausiai valdo vartotojo programa begalinėje kilpoje, kurioje viena iš trijų eilučių 1, 2 ir 3 yra cikliškai nustatyta į LOW potencialą, o kitos dvi eilutės nustatomos į HIGH lygį arba yra didelės varžos. būsena (Hi-Z). Jei turi užsidegti vienas ar daugiau šviesos diodų eilutėje, kuri šiuo metu aktyvuota pagal LOW lygį, jo stulpelio gnybtas A, B arba C yra nustatytas į HIGH lygį. Aktyvios eilutės šviesos diodų stulpelių gnybtai, kurie neturi užsidegti, yra žemo potencialo. Pavyzdžiui,ample, kad užsidegtų abu šviesos diodai A3 ir C3, 3 eilutė turi būti žemo lygio, o stulpeliai A ir C turi būti AUKŠTAME lygyje, o B stulpelis yra žemo lygio, o abi eilutės 1 ir 2 yra AUKŠTAME lygyje. didelės varžos būsena (Hi-Z).
Atsargiai: Jei 3 × 3 LED matricos eilučių linijos yra prijungtos prie GPIO D3 … D5 per trumpiklius, esančius kaiščių antraštėje JP1, arba su kitais mikrovaldiklio GPIO per Dupont kabelius, šios eilutės linijos, taip pat stulpelių linijos D6 ... D8 niekada neturi būti naudojamas kitoms programos užduotims. Dvigubas matricinių GPIO priskyrimas sukeltų gedimų arba net sugadintų treniruočių lentą!

4.9 LCD ekranas (LCD)
Viršutiniame dešiniajame 1 paveikslo kampe yra LC ekranas (LCD), skirtas tekstui arba skaitinėms reikšmėms rodyti (rodyklė (18) 1 paveiksle). LCD turi dvi eilutes; kiekvienoje eilutėje gali būti 16 simbolių. Jo schema parodyta 12 paveiksle.
LC ekrano dizainas gali skirtis priklausomai nuo gamintojo, pvz., balti simboliai mėlyname fone arba juodi simboliai geltoname fone ar kitokia išvaizda.
Kadangi LCD reikalingas ne visose programose, +5 V darbinis ttagJei skystųjų kristalų ekrano foninis apšvietimas turėtų trukdyti, skystųjų kristalų ekraną galima nutraukti patraukus trumpiklį ant kaiščio antraštės JP5.

12 pav.: LC ekrano jungtys

Kontrasto nustatymas
MCCAB Training Board pirkėjas turi reguliuoti LC ekrano kontrastą pirmojo paleidimo metu! Tam į LCD ekraną išvedamas tekstas, o kontrastas sureguliuojamas keičiant 13 pav. parodytą apkarpymo rezistorių (balta rodyklės žyma 13 pav.) atsuktuvu iš treniruočių lentos apačios taip, kad ekrane būtų rodomi simboliai. rodomi optimaliai.
Jei dėl temperatūros svyravimų ar senėjimo būtina reguliuoti, vartotojas gali pakoreguoti LCD kontrastą, prireikus pakoreguodamas šį apkarpymo rezistorių.

13 pav.: LCD kontrasto reguliavimas atsuktuvu

Duomenų perdavimas į LCD ekraną

LC ekranas valdomas per mikrovaldiklio ATmega2P nuosekliąją TWI (=I328 C) sąsają. Jungtis A4 ant kaiščio antraštės SV6 (rodyklė (7) 1 paveiksle) veikia kaip duomenų linija SDA (Serial DAta) ir A5 kaip laikrodžio linija SCL (Serial CLlock).
MCCAB mokymo lentos LC ekranas paprastai turi I2 C adresą 0x27.
Jei dėl gamybos priežasčių reikėtų naudoti kitą adresą, šis adresas nurodomas lipduku ekrane. Naudotojo eskize šis adresas turi būti naudojamas vietoj 0x27 adreso.

LC ekrane įdiegtas valdiklis yra suderinamas su plačiai naudojamu pramoniniu standartu HD44780, kuriam yra daug Arduino bibliotekų (pvz., https://github.com/marcoschwartz/LiquidCrystal_I2C) internete, kad galėtumėte valdyti per
IC2 magistralė. Bibliotekas paprastai galima nemokamai atsisiųsti iš atitinkamos vietos websvetainę.

4.10 Vairuotojas išveda SV1 ir SV7, kad padidintų išėjimo sroves ir tūrįtages
Kaiščių antraštės SV1 (rodyklė (24) 1 pav.) ir SV7 (rodyklė (17) 1 pav.) gali būti naudojamos apkrovoms, kurioms reikia didesnės srovės nei apytiksliai, įjungti ir išjungti. 40 mA, kurią maksimaliai gali tiekti įprastas mikrovaldiklio išėjimas. Veiklos ttagIšorinės apkrovos e gali būti iki +24 V, o išėjimo srovė iki 160 mA. Tai leidžia valdyti mažesnius variklius (pvz., ventiliatoriaus variklius), reles ar mažesnes lemputes tiesiogiai su treniruočių plokštės mikrovaldikliu.
14 paveiksle parodyta dviejų tvarkyklės išėjimų schema.

14 pav.: Tvarkyklės išveda SV1 ir SV7, kad būtų didesnės išėjimo srovės

Brūkšninės sritys 14 paveiksle rodo, kaip apkrovos prijungiamos prie tvarkyklės išvesties, naudojant pvzamprelė ir variklis:

• Išorinio veikimo t. teigiamas poliustage yra prijungtas prie SV3 antraštės 1 kaiščio (plokštėje pažymėtas „+“). SV7. Labiau teigiama apkrovos jungtis taip pat yra prijungta prie kaiščio antraštės SV3 arba SV1 7 kaiščio.
• Labiau neigiama apkrovos jungtis yra prijungta prie SV2 antraštės 1 kaiščio (plokštėje pažymėto "S"). SV7.
• Neigiamas išorinio veikimo ttage yra prijungtas prie SV1 antraštės 1 kaiščio (plokštėje pažymėtas " "). SV7.
  Vairuotojas stage SV1 yra nuolat prijungtas prie mikrovaldiklio GPIO D3 ir tvarkyklėstage SV7 yra nuolat prijungtas prie mikrovaldiklio GPIO D10. Kadangi D3 ir D10 yra PWM palaikantys mikrovaldiklio išėjimai, galima lengvai valdyti, pvz.ample, prijungto nuolatinės srovės variklio greitis arba lemputės ryškumas. Apsauginiai diodai D1 ir D8 užtikrina, kad ttage smailės, atsirandančios išjungiant indukcines apkrovas, negali pažeisti išėjimo stage.
  AUKŠTAS signalas mikrovaldiklio išėjime D3 įjungia tranzistorių T2, o neigiamesnė apkrovos jungtis ties SV1 jungiama į žemę (GND) per perjungimo tranzistorių T2. Taigi apkrova įjungiama, nes visas išorinis darbinis ttage dabar nusileidžia prie jo.
  LOW signalas ties D3 blokuoja tranzistorių T2 ir išjungiama prie SV1 prijungta apkrova. Tas pats pasakytina apie mikrovaldiklio D10 išvestį ir antraštę SV7.

4.11 SV2 lizdo jungtis išoriniams moduliams sujungti
Per lizdo jungtį SV2 (rodyklė (26) 1 paveiksle) išorinius modulius ir spausdintines plokštes galima prijungti prie MCCAB mokymo plokštės. Šie moduliai gali būti jutiklių plokštės, skaitmeniniai/analoginiai keitikliai, WLAN arba radijo moduliai, grafiniai ekranai arba grandinės, skirtos padidinti įvesties/išvesties linijų skaičių, kad būtų galima paminėti tik keletą iš daugelio variantų. Net pilnus taikomųjų programų modelius, tokius kaip mokymo moduliai valdymo inžinerijai ar šviesoforų valdymui, kurių valdymui reikia daug GPIO, galima prijungti prie MCCAB Training Board SV2 lizdo jungties ir valdyti jos mikrovaldikliu. Moteriška jungties juosta SV2 susideda iš 26 kontaktų, kurie yra išdėstyti 2 eilėmis po 13 kontaktų. Nelyginiai kontaktai yra viršutinėje SV2 lizdo juostelės eilėje, poriniai kontaktai yra apatinėje.

15 pav.: Kištukinės jungties SV2 kontaktų priskyrimas

SV2 kaiščių priskyrimas parodytas 15 pav. Visos jungtys, susijusios su išoriniu moduliu MCCAB mokymo plokštėje, išvedamos į lizdo juostą SV2.
GPIO D0 ir D1 (RxD ir TxD) bei analoginiai įėjimai A6 ir A7 nėra prijungti prie SV2, nes D0 ir D1 yra rezervuoti nuosekliajam ryšiui tarp MCCAB mokymo plokštės ir kompiuterio ir yra prieinami tik vartotojui labai ribotas būdas (žr. pastabas 4.1 skyriuje), o A6 ir A7 yra nuolat prijungti prie potenciometrų P1 ir P2 valytuvų gnybtų MCCAB mokymo plokštėje (žr. 4.3 skyrių), todėl jų negalima naudoti kitaip.

Savo programoje vartotojas turi sukonfigūruoti kiekvieną Arduino NANO mikrovaldiklio modulio GPIO dviejose kaiščių antraštėse SV5 ir SV6 (rodyklė (3) ir rodyklė (7) 1 paveiksle), kurią naudoja išorinis SV2 modulis, reikiamai duomenų krypčiai kaip INPUT arba OUTPUT (žr. 4.1 skyrių)! ®
Atsargiai: MCCAB mokymo lentoje esančio mikrovaldiklio ATmega328P GPIO, kuriuos naudoja modulis, prijungtas prie SV2, negali būti naudojami kitoms programos užduotims atlikti. Dvigubas šių GPIO priskyrimas sukeltų gedimų arba net sugadintų treniruočių lentą!

4.12 SPI modulių prijungimo kaiščių antraštės
Smeigtukų antraštės SV11 (rodyklė (13) 1 paveiksle) ir SV12 (rodyklė (12) 1 paveiksle) gali būti naudojamos MCCAB mokymo plokštei prijungti kaip SPI pagrindinį valdiklį su išoriniais pagalbiniais moduliais, turinčiais SPI sąsają (SPI = Serial Peripheral). Sąsaja). Serijinė periferinė sąsaja leidžia greitai sinchroniškai perduoti duomenis tarp mokymo plokštės ir periferinio modulio.
AVR mikrovaldiklio ATmega328P mikroschemoje yra aparatinė SPI, kurios signalai SS, MOSI, MISO ir SCLK gali būti prijungti mikrovaldiklio lusto viduje prie GPIO D10 … D13 ant kaiščių antraštėse SV5 ir SV6 (rodyklė (3) ir rodyklė (7). ) 1 paveiksle).
Arduino IDE SPI moduliams valdyti galima SPI biblioteka, kuri integruota į vartotojo programą su #include.

16 pav.: SPI jungties SV11 kontaktų priskyrimas

Kadangi SPI moduliai su veikimo ttage +3.3 V, taip pat SPI moduliai su darbiniu tūriutage +5 V yra dažni, MCCAB mokymo taryba su SV11 ir SV12 siūlo dvi atitinkamai sujungtas jungties juosteles, kad padengtų abi parinktis.
Jei trumpiklis trumpina 2 ir 3 antraštės JP4 kaiščius (žr. 17 pav. aukščiau), abi SPI sąsajos SV11 ir SV12 naudoja tą patį mikrovaldiklio išvesties kaištį D10 kaip SS (Slave Select) liniją, kaip parodyta 16 ir 17 paveiksluose! Todėl prie SPI modulio vienu metu gali būti prijungta tik viena iš dviejų jungčių SV11 arba SV12, nes tuo pačiu metu naudojant tą pačią SS liniją skirtingiems įrenginiams, SPI linijose gali atsirasti perdavimo klaidų ir trumpųjų jungimų! 4.12.3 skyriuje parodyta galimybė, kaip vis dėlto du SPI pavaldūs gali būti prijungti prie SV11 ir SV12 vienu metu.

4.12.1 Sąsaja SV11 SPI moduliams su +3.3 V darbiniu tūriutage
Jungtis SV11 (rodyklė (13) 1 paveiksle) leidžia vartotojui užmegzti nuoseklųjį SPI ryšį (SPI = Serial Peripheral Interface) tarp MCCAB mokymo plokštės ir išorinio SPI modulio su +3.3 V darbiniu tūriu.tage, nes SPI išvesties signalų SS, MOSI ir SCLK lygiai sąsajoje SV11 sumažinami iki 3.3 V.tage skirstytuvai. 3.3 V lygis SPI įvesties linijoje MISO AVR mikrovaldiklis ATmega328P atpažįsta HIGH signalą, todėl jo nereikia pakelti iki 5 V. SV11 laidai parodyta 16 pav.

4.12.2 Sąsaja SV12 SPI moduliams su +5 V darbiniu tūriutage
Sąsaja SV12 (rodyklė (12) 1 paveiksle) leidžia vartotojui užmegzti nuoseklųjį SPI ryšį tarp MCCAB mokymo plokštės ir išorinio SPI pavaldinio su +5 V darbiniu tūriu.tage, nes sąsajos SV12 signalai SS, MOSI, MISO ir SCLK veikia su 5 V signalo lygiais.
SV12 laidai parodyta 17 pav.

17 pav.: SPI jungties SV12 kontaktų priskyrimas

Kaiščių išdėstymas ant kaiščių antraštės SV12 atitinka rekomenduojamą AVR gamintojo Microchip AVR programavimo sąsajos kaiščių priskyrimą, kuris parodytas 18 pav. Tai suteikia vartotojui galimybę perprogramuoti ATmega328P įkrovos įkroviklį tinkamu programavimo įrenginiu per SPI sąsaja, pvz., jei ją reikia atnaujinti į naują versiją arba ji buvo ištrinta per klaidą.

18 pav.: Rekomenduojamas AVR programavimo sąsajos kontaktų priskyrimas

Signalo X pasirinkimas SV5 12 kontakte
Priklausomai nuo pageidaujamos programos, jungtis X prie SV5 12 kontakto (17 pav.) gali būti priskirta skirtingais signalais:

1. Jungiklis jungia 2 ir 3 kaiščių antraštės JP4 kaiščius.
   Jei 2 ir 3 kaiščių antraštės JP4 (žr. 17 paveikslą aukščiau ir rodyklę (11) 1 paveiksle) trumpam sujungė trumpiklis, mikrovaldiklio GPIO D10 (signalas SS) prijungiamas prie jungties SV5 12 kaiščio. Tada SV12 naudojamas kaip įprasta SPI sąsaja su SS (Slave Select) GPIO D10.
   Šiuo atveju abi SPI sąsajos SV11 ir SV12 naudoja tą pačią SS liniją D10! Todėl prie SPI modulio gali būti prijungta tik viena iš dviejų jungčių juostelių SV11 arba SV12, nes tuo pačiu metu naudojant tą pačią SS liniją skirtingi įrenginiai gali sukelti perdavimo klaidas ir trumpuosius jungimus SPI linijose!
2. Jungiklis jungia 1 ir 2 kaiščių antraštės JP4 kaiščius. Šiuo atveju mikrovaldiklio RESET linija yra prijungta prie kaiščio antraštės SV5 12 kaiščio. Šiame režime SV12 veikia kaip mikrovaldiklio ATmega328P programavimo sąsaja, nes programavimo procesui ATmega328P RESET linija turi būti prijungta prie SV5 kaiščio antraštės X (12 kontakto). Šiuo režimu ATmega328P yra SPI vergas, o išorinis programuotojas yra pagrindinis.

4.12.3 SPI modulių prijungimas vienu metu prie SV11 ir SV12
Jei reikia vienu metu prie MCCAB mokymo tarybos prijungti 3.3 V modulį ir 5 V modulį, tai galima padaryti naudojant 19 pav. parodytą laidą. Kaiščio antraštės JP1 3 ir 4 kaiščiai yra neprijungti, JP2 4 kaištis yra prijungtas prie vieno iš skaitmeninių GPIO D2…D9 ant kaiščio antraštės SV5 (rodyklė (3) 1 paveiksle) per Dupont kabelį, kaip parodyta 19 paveiksle. Tada ši mikrovaldiklio ATmega328P išvestis atlieka užduotį papildomas SS signalas kaiščio antraštės SV5 jungtyje X (12 kontaktas). 19 paveiksle parodyta procedūra naudojant pvzampD9 kaip papildomą jungtį SS2.

19 pav. Dviejų SPI modulių vienu metu prijungimas prie MCCAB mokymo plokštės Šiuo atveju abi SPI sąsajos SV11 ir SV12 gali būti prijungtos prie išorinių SPI pavaldinių vienu metu, nes tiek SV11, tiek SV12 dabar naudoja skirtingas SS linijas: Žemas lygis GPIO D10 aktyvina SPI modulį SV11, o LOW lygiu GPIO D9 aktyvina SPI modulį SV12 (žr. 19 pav.).
MCCAB mokymo plokštėje esantis mikrovaldiklis vienu metu gali keistis duomenimis tik su vienu moduliu, prijungtu prie magistralės per SV11 arba SV12. Kaip matote 19 paveiksle, abiejų sąsajų SV11 ir SV12 MISO linijos yra sujungtos kartu. Jei abi sąsajos būtų aktyvuotos tuo pačiu metu LOW lygiu savo SS jungtyje ir perduotų duomenis į mikrovaldiklį, būtų perdavimo klaidos ir trumpieji jungimai SPI linijose!

4.13 TWI (=I8C) sąsajos kaiščių antraštės SV9, SV10 ir SV2
Naudodamas smeigtukų antraštes SV8, SV9 ir SV10 (rodyklės (15), (16) ir (14) 1 paveiksle) vartotojas gali nustatyti serijinį I.
C = Inter-Integrated Circuit). parodyta 2 paveiksle. 

20 pav.: TWI (=I2C) sąsaja MCCAB mokymo valdyboje

C moduliai su +3.3 V darbiniu tūriutage yra prijungti prie SV8 arba SV9. A lygio reguliavimas stage ant SV8 ir SV9 sumažina AVR mikrovaldiklio ATmega5P 328 V signalo lygį iki 3.3 V išorinių modulių signalo lygio. I At SV10 yra prijungti tie I 2 C moduliai, kurie veikia su veikiančiu ttage +5 V. I 2 C sąsaja susideda tik iš dviejų dvikrypčių linijų SDA (Serial DAta) ir SCL (Serial CLock). Kad būtų geriau atskirti, 20 paveiksle linijos SDA ir SCL pažymėtos priesaga 5V prieš lygio reguliavimą stage ir su galūne 3V3 po lygio reguliavimo stage. AVR mikrovaldiklio ATmega328P mikroschemoje yra aparatinė TWI (dviejų laidų sąsaja, funkciškai identiška I 2 C sąsajai), kurios signalus SDA ir SCL galima prijungti mikrovaldiklio lusto viduje prie GPIO A4 ir A5 ant kaiščių antraštės SV6 ( rodyklė (7) 1 paveiksle).
„Arduino IDE“ laidų biblioteka yra skirta I 2 C moduliams valdyti, kuri yra integruota į vartotojo programą su #include. . 2

Patarimai, kaip naudoti ATmega328P analoginį / skaitmeninį keitiklį

Numatytoje nustatyme įjungus darbinį ttage iš mikrovaldiklio modulio Arduino NANO, mikrovaldiklio analoginis/skaitmeninis keitiklis (ADC) turi analoginį tūrįtage diapazonas VADC = 0 … +5 V. Šiuo atveju +5 V darbinis tūristagMikrovaldiklio modulio e Vcc taip pat yra atskaitos tūristage ADC VREF, jei jungties SV6 REF gnybtas (rodyklė (7) 1 paveiksle) yra neprijungtas. ATmega328P ADC konvertuoja analoginį įvesties tūrįtage VADC viename iš jo įėjimų A0 … A7 į skaitmeninę 10 bitų reikšmę Z. Skaitinė reikšmė Z yra dvejetainė arba. šešioliktainis skaičių diapazonas ®

Z = 00 0000 00002 … 11 1111 11112 = 000 … 3FF16.
Tai atitinka dešimtainių skaičių diapazoną
Z = 0 … (2–1) = 0 ….

102310

1024

Leidžiamas analoginės įvesties diapazonas ttage yra VADC = 0 V … 10 1023 REFV⋅
Analoginio/skaitmeninio konvertavimo tikslumas daugiausia priklauso nuo etaloninio tūrio kokybėstage VREF, nes 10 bitų skaitinei vertei Z, sugeneruotai mikrovaldiklio analoginio / skaitmeninio keitiklio, taikoma:

Z =.1024 (1 lygtis)

VADC yra įvesties ttage analoginio/skaitmeninio keitiklio vienoje iš jo įėjimų A0…A7 ir VREF yra atskaitos tūristage rinkinys keitikliui. Nuoroda ttage gali būti matuojamas didelės varžos voltmetru tarp SV6 REF gnybto ir grandinės įžeminimo GND. Analoginio/skaitmeninio konvertavimo rezultatas yra sveikasis skaičius, ty bet kokie skaičiai po kablelio, gaunami padalijus du tūriustages VADC ir VREF yra nutraukti. +5 V darbinis ttagKompiuteris per USB kabelį tiekiamas iš kompiuterio perjungiamojo maitinimo šaltinio. Tačiau išvesties ttagPerjungiamojo maitinimo šaltinio e paprastai turi nereikšmingą kintamosios srovės tūrįtage komponentas, uždėtas ant jo, o tai sumažina analoginio / skaitmeninio konvertavimo tikslumą. Geresnių rezultatų galima pasiekti naudojant +3.3 V pagalbinį tūrįtage stabilizuotas tiesiniu ttagreguliuotojas MCCAB mokymo taryboje kaip atskaitos ttage analoginiam/skaitmeniniam keitikliui. Šiuo tikslu ATmega328P analoginis/skaitmeninis keitiklis inicijuojamas programoje su instrukcija analogReference(EXTERNAL); // nustato ttage ties kaiščiu REF kaip atskaitos ttage pagal pakeistą atskaitos ttagKaiščio antraštės SV6 e ir kaištis REF (rodyklė (7) 1 paveiksle) yra prijungti prie gretimo +3.3 V kaiščio 3V3 ant kaiščio antraštės SV6 per Dupont kabelį arba trumpiklį.
Atkreipkite dėmesį, kad analoginis ttage VADC atskaitos ttage VREF = 3.3 V vis dar konvertuojama į skaitmenines 10 bitų vertes diapazone nuo 0 iki 102310, tačiau analoginio / skaitmeninio keitiklio matavimo diapazonas sumažinamas iki diapazono VADC = 0 ... +3.297 V.
Savo ruožtu pasiekiama mažesnė konversijos rezultatų skiriamoji geba, nes LSB (mažiausia išsprendžiama reikšmė) dabar yra tik 3.2 mV.

Įvesties ttage Analoginio/skaitmeninio keitiklio VADC jo analoginiuose įėjimuose A0 … A7 ant kaiščių antraštės SV6 visada turi būti mažesnis už reikšmę VREF SV6 gnybte REF!
Vartotojas turi užtikrinti, kad VADC < VREF!
Apie A/D konvertavimo tikslumą taip pat žr. pastabą 11 puslapyje.

MCCAB mokymo tarybos biblioteka „MCCAB_Lib“.

Siekiant padėti vartotojui valdyti daugybę MCCAB mokymo tarybos techninės įrangos komponentų (jungikliai, mygtukai, šviesos diodai, 3 × 3 LED matrica, garsinis signalas), yra biblioteka „MCCAB_Lib“, kurią galima nemokamai atsisiųsti iš interneto svetainės.  www.elektor.com/20440 mokomosios lentos pirkėjai.

Tolesnė literatūra apie MCCAB mokymo tarybos naudojimą

Knygoje „Microcontrollers Hands-On Course for Arduino Starters“ (ISBN 978-3-89576-5452) rasite ne tik išsamų mikrovaldiklių programavimo įvadą ir programavimo kalbą C, kuri naudojama Arduino IDE. programoms rašyti, bet ir išsamus bibliotekos „MCCAB_Lib“ metodų aprašymas ir įvairios programos, pvz.amples ir pratimų programas, skirtas naudoti MCCAB mokymo tarybą.

Dokumentai / Ištekliai

elektor Arduino NANO mokymo taryba MCCAB [pdfNaudojimo instrukcija Arduino NANO mokymo taryba MCCAB, Arduino, NANO mokymo taryba MCCAB, mokymo taryba MCCAB, valdyba MCCAB

Nuorodos

• Vartotojo vadovas