Электроника / 1.3

“

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:

(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

(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

(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

(лат. indicator — указатель) — это электронное устройство, предназначенное для визуального контроля за событиями, процессами и сигналами

наиболее сложный тип индикаторов, позволяющий передавать как символьную информацию, так и рисунки

(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

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

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