User manual

ManualsBrandsCONRAD COMPONENTS ManualsScience KitsCourse material Profi Mikrocontroller 14 years and over

Experimentální sada

Mikrokontroléry 10104

Obj. č. 19 22 86

Vážený zákazníku,

děkujeme Vám za Vaši důvěru a za nákup experimentální sady.

Tento návod k obsluze je součástí výrobku. Obsahuje důležité pokyny k uvedení výrobku do provozu

a k jeho obsluze. Jestliže výrobek předáte jiným osobám, dbejte na to, abyste jim odevzdali i tento

návod k obsluze.

Ponechejte si tento návod, abyste si jej mohli znovu kdykoliv přečíst!

Úvod

Mikrokontrolér je programovatelný ovladač, který ve své podstatě funguje na velmi jednoduchém

principu. Mikrokontroléry se nacházejí téměř ve všech elektronických domácích spotřebičích, herních

zařízeních a dokonce i bezpilotních kosmických plavidlech. Zařízení provádí předem naprogramované

procesy. Nejdůležitější je však vhodná volba mikrokontroléru proto, aby plně odpovídal potřebám

požadované aplikace. Na výběr je celá řada těchto zařízení s různými programovacími jazyky.

Většina z nich však podporuje programovací jazyk C, Basic nebo Assembler. Programování většinou

vyžaduje programovací jednotku. Seznamte se proto prostřednictvím této sady se všemi možnostmi

mikrokontrolérů.

Mikrokontrolér skýtá možnost širokého využití. Programování může být realizováno i pomocí dvou

tlačítek. Programovací tlačítko PBC přitom pracuje jen s několika málo příkazy. Jeho funkce však lze

dále rozvíjet a celý systém tak dále „učit“ (funkce Learn). Naprogramované aplikace je možné kdykoliv

upravovat aniž by bylo nutné provádět další složité úkony.

Mikrokontroléry slouží zejména pro měření, regulaci výkonu a řízení různých systémů.

Naprogramovaný mikrokontrolér se používá jako součást různých elektronických obvodů a proto

je nezbytná jeho alespoň základní znalost. V sadě se proto seznámíte s postupem při jeho

programování. Efekt, který mikrokontrolér přinese, se projevuje mnohem výrazněji, než u jiných

systémů. Všechny programovací jazyky jsou ve svém základu velmi podobné a převod do jiného

jazyka je proto mnohem jednodušší.

TPS-Mikrokontrolér je vlastně jednočipový počítač (mikropočítač / mikroprocesor), který má 4 digitální

vstupy E1 – E4 a čtyři digitální výstupy A1 – A4. Navíc disponuje dvěma analogovými vstupy AD1

a AD2 a kvazi-analogovým výstupem PWM. Resetovací vstup s připojeným tlačítkem Reset znovu

spustí program. Kontrolér je napájen 3 bateriemi AA články s provozním napětím 4.5 V. Jeho provoz

je však možný při napětí v rozsahu od 2,2 V do 5,5 V.

Technické údaje

Typ mikroprocesoru HT46F47

Hodinová frekvence 2 MHz

Interní EEPROM 128 bajtů

Zdroj napájení 2,2 V až 5,5 V DC

Spotřeba proudu 1 mA při 4,5 V

4 výstupní porty až 10 mA

1 PWM výstup až 10 mA

4 vstupní porty klidový stav 1

2 analogové vstupy 0 V DC

Tlačítko (2 polohy) klidový stav 1

Obsah experimentální sady

Základní deska

Přihrádka na baterie

Vodiče

Mikroprocesor HT46F47 s TPS firmware

3 tlačítka

4 LED, 5 mm, červené

1 LED, 5 mm, zelená

1 LDR (fotorezistor)

3 diskové kondenzátory 100 nF

1 elektrolytický kondenzátor 47 µF

5 rezistorů 2,2 kΩ

1 rezistor 10 kΩ

1 rezistor 27 kΩ

2 rezistory 100 kΩ

Summary of content (15 pages)

PAGE 1
Úvod Experimentální sada Mikrokontroléry 10104 Obj. č. 19 22 86 Vážený zákazníku, Mikrokontrolér je programovatelný ovladač, který ve své podstatě funguje na velmi jednoduchém principu. Mikrokontroléry se nacházejí téměř ve všech elektronických domácích spotřebičích, herních zařízeních a dokonce i bezpilotních kosmických plavidlech. Zařízení provádí předem naprogramované procesy. Nejdůležitější je však vhodná volba mikrokontroléru proto, aby plně odpovídal potřebám požadované aplikace.
PAGE 2
K programování jsou zapotřebí tlačítka S1 a S2 a jednoduchý LED displej pro zobrazení výstupů A1 – A4. K dispozici je celkem 14 jednoduchých příkazů (command) s dalšími daty nebo sub-commands. Příkazy a data jsou kódovány ve 4-bitová binární čísla od 0000 do 1111 (v desítkové soustavě 0 - 15) a jsou přímo viditelné na LED displeji. Příslušné číslo je naprogramováno do tlačítka S1 po jeho stisknutí při programování. S2 přepíná mezi příkazem a daty a navyšuje adresu v příkazovém řádku.
PAGE 3
Použití PWM-LED Adresa 20 21 22 23 24 Příkaz 1 2 1 2 3 Data 1 8 8 8 4 Popis LED 1 Prodleva 500 ms LED 8 Prodleva 500 ms Jump –4 (návrat) V případě, že nedojde k očekávanému procesu, zkontrolujte nejprve polaritu připojeného napětí k LED. Dále je možné v obvodu naměřit určité hodnoty. Použijte proto digitální multimetr s měřícím rozsahem maximálně 20 V. Napětí obvodu měřte vždy proti zemi (negativní pól).
PAGE 4
PWM signál může být usměrněn na stejnosměrné napětí s RC low-pass filtrem. Výstup PWM se tak stává analogovým výstupem. Tento program generuje stejnosměrné napětí, které se postupně zvyšuje z 0 V až do 4,5 V. Průběh napětí je vhodné sledovat použitím osciloskopu. Připojení fotorezistoru Low-Pass Filter na PWM výstupu Fotorezistor připojený na vstupu AD1 PWM výstupní napětí Tento program je velmi podobný předchozímu programu (digitální výstupy a PWM výstup).
PAGE 5
Generátor náhodných hodnot Propojením E3 s GND dojde ke spuštění základního programu – generátoru náhodných čísel. Tlačítko S1 zajišťuje vyhodnocování podmínek. Připojený vstup má interní pull-up rezistor, kterým prochází kladné Vcc napětí. Tlačítko je připojeno k GND. Stisknutím tlačítka dojde k přepnutí vstupu S1 do hodnoty 0. Program generátoru náhodných čísel Krátkým stisknutím dochází k vygenerování nového výsledku. Otestujte funkci programu opakovaným vygenerováním různých výsledků.
PAGE 6
Adresa 34 35 36 37 38 39 3A 3B 3C 3D Příkaz 2 C 3 4 2 7 5 C 3 3 Data 2 C 2 0 2 1 4 E 4 9 Popis Prodleva 5 ms S1 = 0? Jump –2 A=0 Prodleva 5 ms A=A1 Port = A S1 = 1? Jump –4 Jump –9 Krátce stiskněte tlačítko S1. Výsledek může být například 1010, resp. 10 (decimální soustava). Pakliže je časová jednotka programu 10 ms, doba pro zobrazení je tak 100 ms. Při dalším experimentování můžete dosáhnout hodnoty nižší než 50 ms. Výběr programu K programování slouží tlačítka S1 = vkládání dat a S2 = programování.
PAGE 7
Pokud došlo k nechtěnému stisknutí tlačítka S1, je i přesto dál možné zadat správné číslo. Přejděte až za číslo 15, za kterým následuje hodnota 0. Po kompletním zadání je nový program spouštěn po stisknutí tlačítka reset. Přitom je patrné, že LED jsou rozsvícené. Přesto nedochází k žádnému dalšímu procesu. Mikroprocesor nebude reagovat na stav u vstupů E1 a E4, vzhledem k tomu, že došlo pouze k částečné úpravě továrního programu. Tovární programy tak není možné spustit.
PAGE 8
Operace s proměnnými Doposud bylo u parametrů pro jednotlivé příkazy použito pouze číselných hodnot. Programovat je v takovém případě vhodné, pakliže je program spouštěn pokaždé stejným způsobem. Složitější programy však pracují s proměnnými daty, provést lze například operace A = A + B V závislosti na obsahu proměnných A a B, může být pokaždé jiný výsledek. Výsledný program pro ovládání LED může mít následující výstup. Mikroprocesor má celkem 4 proměnné A, B, C a D.
PAGE 9
C5: if Din.1 = 1 then Adr = Adr + 1 C6: if Din.2 = 1 then Adr = Adr + 1 C7: if Din.3 = 1 then Adr = Adr + 1 C8: if Din.0 = 0 then Adr = Adr + 1 C9: if Din.1 = 0 then Adr = Adr + 1 CA: if Din.2 = 0 then Adr = Adr + 1 CB: if Din.
PAGE 10
Operace Loop Proces Loop (smyčka) umožňuje spuštění určitého procesu v předem definovaném počtu opakovaní. Například při provedení určitého příkazu 5x. Využívá se proto proměnné C. Jako první musí být do proměnné A načtena hodnota 5, teprve poté do C. Příkaz A2 provádí absolutní výpočet do 02 a ve stejné chvíli snižuje obsah proměnné C na 1. Pokud C dosáhne hodnoty 0, nebude příkaz Jump už dále vykonáván. Adresa Absolute Jump se odkazuje na uvedenou stránku.
PAGE 11
Subprogramy Soumrakový spínač Pokud je zapotřebí opakovaně použít některých částí programu, lze je zapsat do subprogramu. Dochází tím navíc k úspoře paměťového prostoru a ubývá tím i celkový zápis programu. V následujícím příkladu je uvedeno použití subprogramu, který je z paměti vyvolán na 2 místech hlavního programu. Subprogram zahrnuje pouze 1 příkaz (A = A – 1) a následný Jump příkaz. Nejedná se však přitom o úsporu paměťového místa.
PAGE 12
0E 0F 10 11 12 15 6 C 9 C 7 9 2 1 0 E 2 0 A=C Skip if A>B Jump 00 Skip if S1 = 1 A=A–1 Jump 00 10 11 12 13 14 15 C 3 1 4 5 3 3 0 0 F 9 0 Skip if A=B End LED off A = 15 PWM=A End Číselný zámek: 87 43 51 D0 C3 30 10 45 51 D0 C3 30 10 42 51 D0 C3 30 10 4F 59 30 Stmívač LED: 80 59 27 52 4F 51 62 C2 9B CF 71 52 40 51 62 C1 90 CE 72 90 Číselný zámek Princip programu je založen na PWM výstupu, který sepne v případě vložení správného číselného kódu. Číselné zadání se provádí pomocí tlačítek S1 a S2.
PAGE 13
Strana 3: 54 CE 71 33 22 CC 32 40 22 71 54 CE 34 39 FF FF – náhodné spuštění, stop S1 Strana 1: C3 94 83 90 47 81 C3 9A 83 94 43 82 C3 90 84 90 - výběr a spuštění programů Strana 4: 86 D0 40 71 54 23 CD 34 D8 40 54 3B FF FF FF FF – Program stopky: start/stop Strana 2: 11 28 18 28 34 71 54 59 26 34 69 54 59 26 34 FF – střídavě blikající LED, odpočet, AD/PWM
PAGE 14
Strana 5: 4F 93 45 53 19 11 21 19 11 21 19 11 20 B4 10 E0 – Subprogram: zvukový výstup Strana 7: CC 31 40 54 23 CE 32 CF 30 CC 33 71 23 CC 31 3C – Subprogram zadávání tlačítkem Strana 6: 23 CE 32 23 CC 31 E0 FF 23 CF 32 23 CD 31 E0 FF Subprogram S1/S2
PAGE 15
Přehled příkazů Recyklace Elektronické a elektrické produkty nesmějí být vhazovány do domovních odpadů. Likvidujte odpad na konci doby životnosti výrobku přiměřeně podle platných zákonných předpisů. Šetřete životní prostředí! Přispějte tak k jeho ochraně! Překlad tohoto návodu zajistila společnost Conrad Electronic Česká republika, s. r. o. Všechna práva vyhrazena. Jakékoliv druhy kopií tohoto návodu, jako např. fotokopie, jsou předmětem souhlasu společnosti Conrad Electronic Česká republika, s. r. o.