Воронин_Антиплагиат (1230178), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Существует ряд плат с унифицированным конструктивом, допускающимконструктивно жесткое соединение процессорной платы и плат расширения в стопку черезштыревые линейки. Кроме того, выпускаются платы уменьшенных габаритов (например Nano) испециальных конструктивов для задач робототехники. Независимыми производителями такжевыпускается большая гамма всевозможных датчиков и исполнительных устройств, в той или инойстепени совместимых с базовым конструктивом [22]Arduino.
В настоящее время Arduino пользуется большой популярностью благодаря удобству и простоте языкапрограммирования, открытой архитектуре и программному коду. Существует несколько версий платформСтр. 9 из 2516.06.2016 11:00АнтиплагиатArduino,http://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.23683761&r...отличающиеся,восновном,типомиспользуемогомикроконтроллерасемействаATmega.Принципиально может быть использована любая из версий платформ, причем, строго говоря, далеко не всевозможности платформы будут при этом использованы. Помимо регистрации сигналов, с помощью Arduinoможно также организовать и формирование управляющих сигналов, используя выходы, поддерживающие ШИМ.Кроме того, возможна программная реализация цифровых регуляторов или фильтров любой степени сложности[2].Рисунок 2.2 – Плата микроконтроллера Arduino NanoАналоговые входы Arduino рассчитаны на напряжение от 0 до 5 В, поэтому входные сигналы должны бытьпредварительно нормированы, для чего предусмотрена отдельная плата.
На плате нормирования сигналовреализованы инвертирующие схемы усиления на базе операционных усилителей (ОУ) со смещением сигналовпо уровню. Для питания ОУ использован двуполярный источник питания + 12,5 В (на основе 2 однополярныхисточников).Получаемые показания с двигателей о частоте вращения будут отображаться на ЖК дисплее 1602 (Рисунок2.3), который имеет две строки по шестнадцать символов каждая из строк. Жидкокристаллический индикаторМТ-16S2H-состоит из БИС контроллера управления и ЖК панели.
Контроллер управления КБ10[15]ВВГ6, производство ОАО «АНГСГРЕМ», аналогичен H44780 фирмы HITACHI и KS0066 фирмы SAMSUNG.Индикатор выпускаетсясо светодиодной подсветкой. Внешний вид приведен на рисунке 14. [15]Индикатор позволяет отображать две строки по шестнадцать символов.Символы отображаются в матрице 5×8 точек. Между символами имеются интервалы шириной в однуотображаемую точку. Каждому отображаемому на ЖКИ символу соответствует его код в ячейке ОЗУиндикатора. Индикатор содержитдвавидапамяти-кодовотображаемыхсимволовипользовательского знакогенератора, а также логику для управления ЖК панелью [3].[15]Рисунок 2.3 – Внешний вид жидкокристаллического индикатораДанный индикатор позволяет:индикаторимеет программно-переключаемые две страницы встроенного знакогенератора (алфавиты: русский,украинский, белорусский, казахский и английский);работать как по 8-ми, так и по 4-х битной шине данных (задается при инициализации);принимать команды с шин данных;записывать данные в ОЗУ с шин данных;читать данные из ОЗУ на шину данных;читать статус состояния на шину данных;запоминать до 8-ми изображений символов, задаваемых пользователем;выводить мигающий ( или не мигающий) курсор двух типов;управлять контрастностью и подсветкой.[15]Таблица 2.1– Динамические характеристики индикатораНазвание Обозначение Ucc=5 Ucc=3 Единицы измерения Мин.
Макс. Мин. Макс. Время цикла чтения/записиtcycE 500 _ 1000 _ н.секДлительность импульса разрешения чтения /записи PWEH 230 _ 450 _ н.сек Время нарастания испада tEr, tEf _ 20 _ 25 н.сек Время предустановки адреса tAS 40 _ 60 _ н.сек Время удержанияадреса tAN 10 _ 20 _ н.сек Время выдачи данных tR _ 120 _ 360 н.сек Время задержки данныхTHR 5 _ 5 _ н.сек Время предустановки данных [15]tSW 80 _ 195 _ н.сек Время удержания данных tH 10 _ 10 _ н.секТаблица 2.2 – Назначение внешних выводов индикатораВывод Обозначение Назначение вывода 1 GN Общий вывод (ОВ) 2 UCC Напряжение питания( 5В/3В) 3 UoУправление контрастностьюОкончание таблицы – 2.24 АОАдресный сигнал-выбор между передачей данных 5 R/W Выбор режима записи или чтения 6 E [15]Разрешение обращений к индикатору(а также сбор данных) 7 OШина данных(8-ми битный режим)(младший бит в 8-ми битном режиме) 8 1 Шина данных(8-мибитный режим) 9 2 Шина данных(8-ми битный режим) 10 3 Шина данных(8-ми битный режим) 11 4Стр.
10 из 2516.06.2016 11:00Антиплагиатhttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.23683761&r...Шина данных(4-ми битный режим)(младший бит в 4-ми битном режиме) 12 5 Шина данных(8-ми и4-х битные режимы) 13 6 Шина данных(8-ми и 4-х битные режимы) 14 7 Шина данных(8-ми и 4-хбитные режимы)(младший бит) 15 +[15]LE + питание подсветки 16 -LE - питание подсветкиРисунок 2.4 – Схема подключения ЖК дисплея к ArduinoДля подключения ЖК дисплея к Arduino (Рисунок 2.4) нужно закрепить экран на панель и подведите к каналампитания панели питание +5 В и землю с Arduino.
Питание и земля понадобятся не один раз, поэтому удобнеепробросить их именно на панель (Рисунок 2.5). После чего идет включение подсветки дисплея. Фоноваяподсветка дисплея – это отдельный контур, не связанный с остальным. Включить её можно подав +5 В на 15-йконтакт дисплея и подключив 16-й контакт к земле. Соединив эти два контакта с соответствующими каналами,можно включить Arduino и увидеть, что дисплей засветился (Рисунок 2.6) [4].Рисунок 2.5 – Подключение ЖК дисплея к ArduinoОбратите внимание, что на некоторых моделях нумерация контактов идёт не просто справа-налево от первогодо шестнадцатого, а несколько более хитро. Так, например, на экране 16×2 от входа первый контактфизически находится на 14-й позиций, второй на 13-й и так далее справа-налево вплоть до 14 на первойпозиции, а 15 и 16 расположены справа.
Нумерация около контактов дисплея поможет не запутаться.Рисунок 2.6 – Включение фоновой подсветки дисплеяДля включения питания знакосинтезатора необходимо подключить цепь, отвечающую за отображение символов(Рисунок 2.6). Для этого предназначены контакты 1, 2 и 3 на дисплее. Перед подключением отключите Arduinoот питания.первый – это земля. Соедините его с шиной земли.второй – питание. Соедините его с шиной +5 В.третий – контрастность. Для получения максимально контрастного изображения соедините его с шиной земли.Вы можете подать на этот контакт произвольное напряжение от 0 до 5 В, чем оно выше, тем тусклее будетизображение,но вместесэтимснизится энергопотребление.Длявозможностиплавнойрегулировкиконтрастности можете подать на этот контакт выходной сигнал потенциометра.После подключения, если включить Arduino, вы можете увидеть прямоугольные знакоместа.
В зависимости откомбинации цветов текста и подсветки они могут быть как яркими и хорошо заметными, так и едва заметными.Это нормально: в любом случае, текст будет смотреться отлично.Далее подключаем шины данных. Для коммуникации между Arduino и экраном необходимо использоватьнесколько линий взаимодействия:2 или 3 для командования дисплеем;4 или 8 для передачи данных (кодов символов и команд).Таким образом занятыми окажутся от 6 до 11 контактов от обоих устройств.
Если вам не требуется считывать сдисплея, что подходит под большинство сценариев использования, для команд понадобится 2 линии (Рисунок2.7).Если скорость обновления данных так же не является проблемой, для передачи данных достаточно 4-х линий.Итак, для подключения дисплея достаточно использовать 6 линий, 6 контактов на Arduino.
Рассмотрим именноэтот сценарий.Рисунок 2.7 – Включение питания знакосинтезатора дисплеяКак упоминалось, нам не нужно считывать с дисплея, мы будем в него только писать. Поэтому соединим 5-йконтакт дисплея, который отвечает за выбор чтение/запись с шиной земли. Это означает «всегда писать».Затем, соединяем Ардуино и экран нашими 6-ю линиями коммуникации (Рисунок 2.8). Какие именно контактыбудут выбраны на Arduino не имеет значения: мы зададим их в программе, но для примера была выбрана такаяконфигурация:4-й контакт дисплея – 4-й контакт Arduino.Это [32]линия адресного сигнала.
Известная как A0 или RS. В зависимости от того, 0 она или 1,дисплей [27]понимает имеем ли мы на линии данных команду вроде «передвинуть курсор» или кодсимвола для отображения.6-й контакт дисплея – 5-йконтакт Arduino. Это [32]линия разрешения доступа к данным.Известная, как E или Enable. Когда [27]эта линия [32]становится единицей, дисплей исполняеткоманду или выводит символ с линии данных[27] .11-й, 12-й, 13-й, 14-й контакт дисплея[32]– 10-й, 11-й, 12-й, 13-й контакт Arduino соответственно. Это линии данных.
Известные как 4, 5, 6, 7.Рисунок 2.8 – Подключение шины данныхДля упрощения схемы сбора и подсоединения дисплея и микроконтроллера была создана плата (Рисунок 2.9), ккоторой крепится LC дисплей и сам микроконтроллер Arduino. Эта плата делает конструкцию более компактной,исключая множество соединительных проводов.
К этой плате припаивается провод питания, который будетзапитывать все устройство и провода, идущие к датчикам с фото и светодиодами. И соответственно на платуустанавливается микроконтроллер и дисплей, отображающий показания оборотов двигателей. Эта платаСтр. 11 из 2516.06.2016 11:00Антиплагиатhttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.23683761&r...создавалась в программе Sprint-Layout (Рисунок 2.10).Изготовлялась плата на станке РС PROTOTYPE MACHINE EP 2006.Рисунок 2.9–Внешний вид платы устройства контроля частоты вращения валаРисунок 2.10–Схема платы устройства контроля частоты вращения вала выполненная в программе Sprint-LayoutПосле того, как на плату были присоединены все комплектующие устройства, все это помещалосьнепосредственно в сам корпус устройства (Рисунок 2.11).
Корпус устройства представляет собой небольшуючерную пластмассовую коробку, из которой будут выведены провода питания и съема получаемой информацииот двигателей. В передней части будет выведен ЖК дисплей, на который будут выводиться данные о частотевращения двигателей.Рисунок 2.11 – Внешний вид устройства контроля частоты вращения вала в собранном виде2.1 Принципиальная схема устройства частоты вращения.
Параметры элементов.Принципиальная схема устройства заключается в подключении фотодиода к микроконтроллеру черезтранзисторный усилитель, а именно через транзистор VT1 C546- b и трех резисторов R1, R2, R3 (Рисунок 2.12).Запитываются они от микроконтроллера напряжением +5В. Питание поступает через резистор R2 на фотодиодV2 и через резистор R1 уходит на землю. Через резистор R3 получает питание транзистор VT1 и далее питаниеуходит на землю. Получивший питание фотодиод V2 передает полученные импульсы через транзистор VT1 намикроконтроллер.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
