Arduino PC: 4 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:45

Mikro nəzarətçi, bir şagird üçün hələ də inteqrasiya edilmiş prosessoru, yaddaşı və I/O ətraf qurğuları olan bir çipdəki bir kompüter olsa da, digər DIP inteqral sxemlərindən heç bir fərq hiss etmir. Buna görə də "Rəqəmsal Elektronika" kursuna gedən orta məktəb şagirdləri üçün tapşırıq olaraq "Arduino PC" layihəsi hazırladıq. Verilmiş layihə tələblərinə nail olmaq üçün onlardan Tinkercad -da bir elektron dövrə dizayn etməyi və simulyasiya etməyi tələb edir (aşağıda müzakirə olunur). Məqsəd, tələbələrə mikrokontrolörləri xüsusi bir klaviatura və LCD (Maye Kristal Ekran) ilə istifadə edilə bilən tam hüquqlu bir kompüter (qabiliyyəti məhdud olsa da) kimi görmələrini təmin etməkdir. Həm də sinifdə öyrənilən anlayışlardan istifadə etməkdə bacarıqlarını yoxlamağa imkan verir.

Bu tapşırıq layihəsi üçün, tələbələrin komponentlər üçün rəqəmsal elektronika laboratoriyasına yapışmamaları və öz rahatlıqları ilə işləyə bilmələri üçün Tinkercad -ı tövsiyə edirik. Həm də müəllimlər hər bir tələbənin Tinkercad üzərindəki layihəsini paylaşdıqdan sonra onun vəziyyətini izləmək asandır.

Layihə tələbələrdən tələb edir:

1. 15 giriş düyməsinə (+, -, x, / və = üçün 0-9 və 5 rəqəmləri üçün 10 düymə) və maksimum 4 birləşdirən (məlumat) pininə (enerji təchizatı üçün istifadə olunan 2 pindən başqa) malik xüsusi bir klaviatura hazırlayın. girişi Arduino Uno -ya göndərmək üçün.
2. Arduino Uno ilə bir LCD interfeysi.
3. Arduino Uno üçün basılan düyməni şərh etmək və LCD -də göstərmək üçün sadə kod yazın.
4. Sadə riyazi əməliyyatları yerinə yetirmək üçün (bütün ədəd girişləri üzərində) bütün girişləri və nəticələri həmişə -32, 768 ilə 32, 767 aralığında olan tam ədədlər hesab edirik.

Bu layihə şagirdlərə öyrənməyi asanlaşdırır

1. Fərqli girişləri ikili kodlara kodlayın.
2. Rəqəmsal dövrə istifadə edərək ikili kodlayıcı dizayn edin (bu klaviatura dövrə dizaynının ürəyidir).
3. İkili kodlamalardan fərdi girişləri müəyyənləşdirin (deşifr edin).
4. Arduino kodları yazın.

Təchizat

Layihə tələb edir:

1. Sabit internet bağlantısı olan fərdi kompüterə giriş.
2. Tinkercad -ı dəstəkləyən müasir bir brauzer.
3. Tinkercad hesabı.

Addım 1: Klaviatura dövrəsinin dizaynı

Klaviatura dövrəsinin dizaynı, şagirdlərin 15 əsas girişin hər birini 4 bitlik fərqli modellərə kodlamasını tələb edən layihənin əsas komponentlərindən biridir. 16 fərqli 4 bit nümunəsi olmasına baxmayaraq, ancaq 4 düymlük bir nümunə, heç bir düyməyə basılmadıqda, standart vəziyyəti əks etdirmək üçün tələb olunur. Buna görə tətbiqimizdə standart vəziyyəti təmsil etmək üçün 0000 (yəni 0b0000) təyin etdik. Sonra, 1-9 onluq rəqəmlərini faktiki 4 bitlik ikili təmsilçiliyinə görə kodladıq (yəni, 0001, 0010, 0011, 0100, 0101, 0110, 0111, 1000 və 1001) və ondalık rəqəmi 1010 (yəni., 0b1010). '+', '-', 'x', '/' və '=' riyazi əməliyyatları sırasıyla 1011, 1100, 1101, 1110 və 1111 olaraq kodlandı.

Kodlamaları düzəltdikdən sonra, düymələrin açarlarla (düymələr) təmsil olunduğu dövrəni şəkildə göstərildiyi kimi hazırladıq.

Addım 2: LCD ilə əlaqə qurun

Arduino Uno -nun çıxışını görmək üçün 16x2 LCD istifadə olunur. LCD -ni Arduino ilə birləşdirmək üçün sxem olduqca standartdır. Əslində, Tinkercad, 16x2 LCD ilə əlaqəli əvvəlcədən qurulmuş Arduino Uno dövrə təmin edir. Bununla birlikdə, inkişaf etdirdiyimiz xüsusi klaviatura kimi digər ətraf cihazları daha yaxşı yerləşdirmək üçün LCD ilə əlaqəli Arduino Uno pinlərindən bəziləri dəyişdirilə bilər. Həyata keçirərkən, şəkildə göstərilən sxemdən istifadə etdik.

Addım 3: Arduino Uno üçün Kod Yazma

Klaviaturadan gələn girişi şərh etmək və nəticəni LCD -də göstərmək üçün təlimatları Arduino Uno -ya yükləməliyik. Arduino üçün kod yazmaq insanın yaradıcılığına bağlıdır. Unutmayın ki, Arduino Uno-dakı Atmega328p 8 bitlik bir mikro nəzarətçidir. Dolayısıyla, daşqınları aşkar etmək və çox sayda işləmək üçün doğaçlama etmək lazımdır. Ancaq Arduino Uno-nun girişi deşifr edə biləcəyini və ədədlər (0-9) ilə riyazi təlimatları ayırd edə biləcəyini yoxlamaq istəyirik. Buna görə, girişlərimizi kiçik tam ədədlərlə məhdudlaşdırırıq (-32, 768 ilə 32, 767), eyni zamanda çıxışın eyni aralığa düşməsini təmin edirik. Əlavə olaraq, düymələrin çıxarılması kimi digər problemləri yoxlamaq üçün işləyə bilərsiniz.

Layihəni həyata keçirərkən istifadə etdiyimiz sadə bir kod əlavə edilmişdir. Bu kopyalana və Tinkercaddakı kod redaktoruna yapışdırıla bilər.

Addım 4: Hər şeyi bir yerə yığın

Sonda, klaviaturanın enerji təchizatı sancaqlarını Arduino ilə əlaqələndirdik və məlumat pinlərini (4 bitlik məlumatları daşıyan) rəqəmsal pinlərə 10, 11, 12 və 13-ə bağladıq. Arduino kodu). Klaviaturadakı hər düymənin ikili kodlaşdırmasını görmək üçün hər bir məlumat pininə bir LED (330 ohm rezistor vasitəsilə) bağladıq. Nəhayət, sistemi sınamaq üçün "Simulyasiyanı Başla" düyməsini vurduq.