Arduino kompyuter: 4 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:25

Garchi mikrokontroller - bu har bir o'quvchi uchun protsessor, xotira va kirish -chiqish periferiyasi o'rnatilgan chipli kompyuter, lekin u boshqa DIP integral mikrosxemalaridan deyarli farq qilmaydi. Shuning uchun biz "Raqamli elektronika" kursiga qatnaydigan o'rta maktab o'quvchilari uchun topshiriq sifatida "Arduino PC" loyihasini ishlab chiqdik. Bu ulardan loyiha talablariga erishish uchun Tinkerkad elektron sxemasini loyihalash va simulyatsiya qilishni talab qiladi (quyida muhokama qilinadi). Maqsad-talabalarga mikrokontrolderlarni to'liq klaviatura va LCD (Suyuq kristalli displey) yordamida ishlatilishi mumkin bo'lgan to'liq kompyuter sifatida ko'rish imkoniyatini berish. Bu, shuningdek, darsda o'rganilgan tushunchalarni ishlatishda ularning mahoratini tekshirishga imkon beradi.

Ushbu topshiriq loyihasi uchun biz Tinkercad -ni tavsiya qilamiz, shunda o'quvchilar komponentlar uchun raqamli elektronika laboratoriyasiga yopishib qolmasliklari va o'zlariga qulay vaqtda ishlashlari mumkin. Bundan tashqari, o'qituvchilar har bir talabaning loyihasini Tinkerkad orqali baham ko'rishlari oson.

Loyiha talabalardan quyidagilarni talab qiladi:

1. Maxsus klaviatura yaratish uchun 15 ta kirish tugmachalari (0-9 va 5 raqamlari uchun 10 tugmachalari +, -, x, / va = uchun) va maksimal 4 ta ulanish (ma'lumot) pinlari (quvvat manbaini ta'minlash uchun ishlatilgan 2 pimdan tashqari). Arduino Uno -ga ma'lumotlarni yuborish uchun.
2. Arduino Uno bilan LCD displey interfeysi.
3. Arduino Uno tugmachasini talqin qilish va uni LCD displeyda ko'rsatish uchun oddiy kod yozing.
4. Barcha kirishlar va natijalar har doim -32, 768 dan 32, 767 oralig'idagi butun sonlar deb hisoblab, oddiy matematik operatsiyalarni bajarish uchun (butun sonli kirishlar bo'yicha).

Ushbu loyiha talabalarga o'rganishga yordam beradi

1. Turli xil kirishni ikkilik kodlarga kodlash.
2. Raqamli elektron yordamida ikkilik kodlovchi tuzing (bu klaviatura sxemasi dizaynining yuragi).
3. Ikkilik kodlashdan individual kirishni aniqlang (dekodlash).
4. Arduino kodlarini yozing.

Ta'minotlar

Loyiha quyidagilarni talab qiladi:

1. Internetga barqaror ulangan shaxsiy kompyuterga kirish.
2. Tinkercad -ni qo'llab -quvvatlaydigan zamonaviy brauzer.
3. Tinkercad hisobi.

1 -qadam: Klaviatura sxemasini loyihalash

Klaviatura sxemasini loyihalash-bu loyihaning asosiy tarkibiy qismlaridan biri bo'lib, u talabalardan har biri 15 kalitli kirishni har xil 4-bitli naqshlarga kodlashni talab qiladi. 16 ta 4-bitli aniq naqshlar mavjud bo'lsa-da, faqat bitta 4-bitli model faqat standart holatni ko'rsatish uchun talab qilinadi, ya'ni hech qanday tugma bosilmasa. Shuning uchun biz amalga oshirishda standart holatni ko'rsatish uchun 0000 (ya'ni 0b0000) ni tayinladik. Keyin biz 1-9 kasrli raqamlarni 4 bitli ikkilik tasvir bilan kodladik (ya'ni, 0001, 0010, 0011, 0100, 0101, 0110, 0111, 1000 va 1001) va 0 dan 1010 gacha (ya'ni., 0b1010). '+', '-', 'x', '/' va '=' matematik operatsiyalari mos ravishda 1011, 1100, 1101, 1110 va 1111 sifatida kodlangan.

Kodlarni tuzatib, biz rasmda ko'rsatilgandek sxemani yaratdik, bu erda kalitlar kalitlar (tugmalar) bilan tasvirlangan.

2 -qadam: LCD displeyini ulash

Arduino Uno chiqishini ko'rish uchun 16x2 o'lchamli LCD ishlatiladi. LCDni Arduino bilan ulash sxemasi juda standart. Aslida, Tinkercad 16x2 LCD displeyli interfeysli oldindan qurilgan Arduino Uno sxemasini taqdim etadi. Biroq, biz ishlab chiqargan maxsus klaviatura kabi boshqa tashqi qurilmalarni yaxshiroq joylashtirish uchun LCD displey bilan bog'langan Arduino Uno pinlarining bir qismini o'zgartirish mumkin. Amalga oshirishda biz rasmda ko'rsatilgan sxemadan foydalanganmiz.

3 -qadam: Arduino Uno uchun kod yozish

Klaviaturadan keladigan kirishni talqin qilish va natijani LCD displeyda ko'rsatish uchun biz ko'rsatmalarni Arduino Uno -ga yuklashimiz kerak. Arduino uchun kod yozish har kimning shaxsiy ijodiga bog'liq. Esda tutingki, Arduino Uno-dagi Atmega328p 8 bitli mikrokontrollerdir. Shunday qilib, to'lqinni aniqlash va ko'pchilik uchun ishlash uchun improvizatsiya qilish kerak. Biroq, biz Arduino Uno kirishni dekodlashi va raqamlar (0-9) va matematik ko'rsatmalarni farqlay olishini tekshirmoqchimiz. Shunday qilib, biz kirishni kichik tamsayılar bilan cheklaymiz (-32, 768 dan 32, 767 gacha), shu bilan birga chiqish ham shu diapazonda bo'lishini ta'minlaymiz. Bundan tashqari, siz tugmachani o'chirish kabi boshqa muammolarni tekshirishingiz mumkin.

Loyihani amalga oshirishda biz ishlatgan oddiy kod biriktirilgan. Buni nusxalash va Tinkercad kod muharririga joylashtirish mumkin.

4 -qadam: Hammasini bir joyga to'plash

Oxir-oqibat, biz klaviaturaning quvvat manbai pinlarini Arduino-ga uladik va ma'lumotlar pimlarini (4-bitli ma'lumotlarni tashuvchi) 10, 11, 12 va 13-raqamli pinlarga uladik. Arduino kodi). Shuningdek, biz klaviaturadagi har bir tugmani ikkilik kodlashni ko'rish uchun har bir ma'lumot piniga LED (330 ohmli rezistor orqali) uladik. Nihoyat, biz tizimni sinab ko'rish uchun "Simulyatsiyani boshlash" tugmasini bosdik.