Подготовка макета устройства встраиваемой системы
Электроника
“
Этот урок посвящен работе с макетом встраиваемых систем. Давайте изучим его компоненты и соберем макет самостоятельно
Глоссарий
Для успешного освоения материала рекомендуем вам изучить следующие понятия:
Встраиваемая система
(встроенная система, англ. embedded system) — специализированная микропроцессорная система управления, контроля и мониторинга, концепция разработки которой заключается в том, что такая система будет работать, будучи встроенной непосредственно в устройство, которым она управляет
Периферийное устройство
(англ. peripheral) — аппаратура, которая позволяет вводить информацию в компьютер или выводить ее из него. Периферийные устройства являются необязательными для работы системы и могут быть отключены от компьютера
Сервопривод
(от лат. servus — слуга, помощник, раб) или следящий привод — механический привод с автоматической коррекцией состояния через внутреннюю отрицательную обратную связь в соответствии с параметрами, заданными извне
Электронный индикатор
(лат. indicator — указатель) — это электронное устройство, предназначенное для визуального контроля за событиями, процессами и сигналами
Графический индикатор
наиболее сложный тип индикаторов, позволяющий передавать как символьную информацию, так и рисунки
Светодиод или светоизлучающий диод
(СД, СИД; англ. light-emitting diode, LED) — полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении
Знакосинтезирующий индикатор
индикатор, в котором информация, предназначенная для зрительного восприятия, отображается с помощью одного или совокупности дискретных элементов. К знакосинтезирующим относятся, например, все сегментные индикаторы, в том числе семисегментные, и матричные индикаторы
Видеолекция
Конспект
Этот урок посвящен сборке макета встраиваемых систем
Необходимые компоненты
Плата Nucleo stm32 l476 со встроенным программатором и набором разъемов (стандартные и расширенные)
Знакосинтезирующий индикатор типа 1602
Графический индикатор Waveshare
Маломощный сервопривод
Пять тактовых кнопок
Пять маломощных или обычных светодиодов
Пять токоограничивающих резисторов 470 Ом
Перемычки папа-мама (25 шт.), перемычки папа-папа (3 шт.), перемычки мама-мама (20 шт.)
Разъем вилка с рядом 2,54 мм
Беспаечная макетная плата
Кабель USB мини
Важно
Обычно периферийные блоки соединены на печатной плате. Нам лучше использовать блоки, соединенные гибкими перемычками. Это позволит изменить функционал и сделать систему более дешевой
Схема подключения
1. Подключаем индикатор 1602
- используем его в четырехпроводной схеме
- питание осуществляется от платы 3,3 Вольта
2. Подключаем графический индикатор
- он работает в режиме spi и подключается к портам spi микроконтроллера
- дополнительно подключены командные линии для управления режимом индикатора
- питание осуществляется от платы 3,3 Вольта
3. Монтируем кнопки на беспаечную плату
- первые выводы всех кнопок подключаются к порту
- вторые выводы всех кнопок соединяются и идут на массу
4. Монтируем светодиоды на беспаечную плату
- последовательно с каждым светодиодом необходимо поставить токоограничивающий резистор
- аноды подключаются к портам микроконтроллера
5. Подключаем сервопривод
- он питается от 5 Вольт
- отдельно к нему подключается блок питания
- управляющий вывод сервопривода подключается к микроконтроллеру
- масса блока питания и масса устройства соединяются на плате
6. Подключаем плату и ее программатор
Плата подключается к компьютеру через разъем USB мини
Плата подключается к компьютеру через разъем USB мини
Подключение портов микроконтроллера к периферийным модулям
Для лучшего запоминания сгруппируем все в таблицы по периферийным модулям
Слева — стандартные имена выводов, а справа — стандартные имена контроллера stm32. Имена портов можно найти в описании платы или в описании процессора в Cube IDE
Слева — имена выводов, которые обозначены на самом индикаторе, а справа — порты микроконтроллера
Слева — нумерация кнопок, а справа — порты, на которые подключена каждая из кнопок
Слева — нумерация светодиодов с 1-го по 5-ый, а справа — порты микроконтроллера
Слева — управляющий сигнал, питание, масса. Справа — порт микроконтроллера, блок питания, плата
Модель на схеме
Модель в реальности
Важно
Во время монтажа мы должны руководствоваться официальной картой, которая находится в упаковке платы Nucleo или на сайте
Подключение к компьютеру
- На блоке питания устанавливаем напряжение 5 Вольт, ограничение тока 700 мА
- Подключаем блок питания к сервоприводу
- Подключаем земляной провод осциллографа к соответствующему разъему на плате с маркировкой GND
- Подключаем плату к компьютеру через USB кабель
- После подключения находим в диспетчере наше устройство (номер com8)
- С помощью CubeProgrammer определяем наличие программатора и нашего процессора на плате
Модель полностью готова к работе
Важно
По окончании работы не забывайте первым отключить блок питания от сервопривода, потом электроизмерительные щупы от платы и только потом программатор и плату от компьютера
“
Итак, мы изучили компоненты встраиваемых систем и собрали наш макет. Теперь вы сами сможете собрать схему и модель. Давайте попробуем!
Интерактивное задание
Тест
Для закрепления полученных знаний пройдите тест
| Стартуем! |
Почему лучше использовать блоки, соединенные гибкими перемычками?
| Дальше |
| Проверить |
| Узнать результат |
Какое питание необходимо графическому индикатору?
| Дальше |
| Проверить |
| Узнать результат |
Какое напряжение и ограничение тока надо установить при сборке модели?
| Дальше |
| Проверить |
| Узнать результат |
Для какого компонента необходимо подключение отдельного блока питания?
| Дальше |
| Проверить |
| Узнать результат |
К сожалению, вы ответили неправильно
Прочитайте лекцию и посмотрите видео еще раз
| Пройти еще раз |
Неплохо!
Но можно лучше. Прочитайте лекцию и посмотрите видео еще раз
| Пройти еще раз |
Отлично!
Вы отлично справились. Теперь можете ознакомиться с другими компетенциями
| Пройти еще раз |