picaxe - QSL.net
Download
Report
Transcript picaxe - QSL.net
הקדמה ומטרת ההרצאה
הכרות עם בקרים בסיסיים (ממשפחת MICROCHIPו .)PICAXE
הכרות עם צורבים והתהליך מכתיבת קוד לצריבה.
הכרות עם שפת תכנות בסיסית.
הכרות עם שפת תכנות גרפית.
סימולציית קוד.
עבודה מעשית.
מהו מיקרו בקר :
מיקרו-בקר הינו רכיב מתוכנת ,שהוא למעשה מערכת מחשב פונקציונלית שלמה ,המוכללת ברכיב
אלקטרוני בודד .כך ניתן למצוא בתוך הרכיב את כל המרכיבים המקובלים של מערכת מחשב ,כמו יחידת
עיבוד וזיכרון .כפי ששמו מרמז ,מטרתו של המיקרו-בקר היא לבקר על תהליכים ,ולצורך כך ,נמצא
במיקרו-בקרים גם רכיבי כניסות ויציאות (I/O),המשמשים לבקרה ולתקשורת עם העולם החיצוני.
מיקרו-בקרים מצויים כיום כמעט בכל מוצר המכיל אלמנט אלקטרוני/חשמלי כלשהו ,כגון כלי-רכב ,מכונות
ביתיות ומשרדיות וצעצועים .השימוש במיקרו-בקר כמעגל משולב בודד ,במקום מספר רכיבים נפרדים
(מיקרו-מעבד ,זכרונות ובקרי I/O),מאפשר להקטין בגודל ועלות היצור של מוצרים.
מבנה:
יחידת העיבוד המרכזית – הרכיב המרכזי במיקרו-בקר הוא יחידת העיבוד המרכזית CPU.יחידה זו
אחראית בעיקר על הבאת פקודות הקוד מהזכרון ,פענוחן ,הבאת נתונים שונים מהזיכרות וביצוע הפקודות
עליהן .רוחב המילה במיקרו בקרים נע מ 4ביט בפשוטים ביותר ועד 32ביט.
זיכרון – באופן כללי ניתן לחלק את הזכרונות לשני קבוצות:
א .זיכרון תוכנה – עליו נשמר הקוד שכתב המשתמש .זיכרון זה יהיה כמעט תמיד לא נדיף .כיום מרבית
זכרונות אלה הם מסוג פלאש FLASHכך שניתן לצרוב עליהם את הקוד מספר רב של פעמים (יעיל לשלבי
פיתוח ולעדכוני תוכנה/שינויים אצל הלקוח) .בייצור המוני וכשיודעים שלא יעשה שינוי לקוד לאחר הייצור,
עושים שימוש גם ב.ROM.
ב .זיכרון מידע – עליו נשמרים נתונים וערכים שונים של משתנים .זכרון זה הוא בדרך כלל נדיף ומסוג
.RAM
כניסות/יציאות דיגיטאליות – דרכם יכול הבקר לקבל נתונים של אותות דיגיטאליים ולשלוט בהתקני פלט
דיגיטאליים (למשל נוריות LCD ,וכו').
מנגנון פסיקות – מנגנון המאפשר הפסקת התוכנית הראשית וקפיצה לקטע תוכנה אחר כדי לטפל באירוע
חריג ,ב .REAL TIME
כניסות/יציאות לתקשורת – דרכם הבקר יכול לתקשר עם רכיבים דיגיטאליים אחרים .ישנם מספר
פרוטוקלים שהנפוצים שבהם UART, I2C,SPI,SSP,CANחלק מהגדרות/דרישות הפרוטוקול ממומש
בחומרה בבקר .ישנם בקרים מתקדמים שאף תומכים בפרוטוקלי תקשורת כגון Ethernet , USBועוד.
תת משפחות וארכיטקטורה
PICMicro MCU
PIC10
PIC12
PIC16
PIC17/18
בקרים ממשפחת MICROCHIP
שפות תכנות:
אסמבלר – סביבת פיתוח חינמית – – MPLAB IDEניתן להוריד באתר החברה www.microchip.com/
יתרון :חינמי,תכנות זמן אמת.
חיסרון :שפת מכונה ,מסובך לבצע פעולות פשוטות.
שפת – Cקיימים מספר מהדרים ברשת ואפילו חינמיים.
יתרון :נוח ,פשוט לתכנת הממוצע.
חיסרון :יש צורך בידע מוקדם.
– PICBASICסביבת פיתוח העולה . $200-300
יתרון :פשוט מאוד לכתוב קוד ,המון פונקציות בנויות ,תמיכה במגוון מוצרים (כגון ,LCD ,SERVO
תקשורות ועוד).
חיסרון :לא למשתמש המבקש בקרות .REAL TIME
http://www.rentron.com/PicBasic1.htm
סביבה גראפית :סביבה המאפשרת לצייר FLOWCHARTשל התוכנה ללא צורך לכתוב קוד.
http://www.picaxe.com/Software/PICAXE/Logicator-for-PICAXE/
PICAXE בקרים ממשפחת
PICAXE משפחת
A PICAXE microcontroller is designed to be the brain of your electronic project. Originally designed as
an educational system for schools, the PICAXE system has now also been widely adopted by hundreds
of thousands of 'hobbyists' due to its ease of use. Each year thousands of high school students are also
introduced to electronics and microcontrollers via building a PICAXE project.
PICAXE chips are popular because they are very low-cost, and simple to program using free, easy-tolearn software.
The PICAXE chip can react to input sensors and switch outputs on and off accordingly.
The various different PICAXE chip sizes (8, 14, 18, 20, 28 and 40 pins) give great flexibility on how the
system can be used - simply select the chip size as required for your project. On PICAXE parts almost
all the pins can be user configured to be an output, a digital (on/off) input, an analogue input or a touch
sensor. Advanced features such as PWM, I2C, SPI, RS232 and 1-Wire interfacing can also be easily
achieved if required.
PICAXE Microcontrollers
A PICAXE chip is a standard Microchip PIC microcontroller that has been pre-programmed with the
PICAXE bootstrap firmware code. The bootstrap code enables the PICAXE microcontroller to be reprogrammed 'in position' directly via a simple 'three wire' download cable connection. This eliminates
the need for an (expensive) conventional PIC programmer, making the whole download programming
system a low-cost USB cable. The same software and download cable is used for all PICAXE chip
sizes and project boards
בקרים ממשפחת PICAXE
תכנות PICAXE
רכיבי ה PICAXEתומכים באופן מלא בתוכנות גרפיות.
רכיבי ה PICAXEאינם נצרבים ע"י צורבים אלא ע"י כבל תקשורת -יתרון גדול.
בקרים ממשפחת PICAXE
מה צריך כדי להתחיל
רכיב PICAXEמחובר בתצורת מעגל בסיסי.
כבל תכנות (.)$10
מקור מתח – .4.5V – 5.5V
INPUTS + OUTPUTS
בקרים ממשפחת PICAXE
מעגל בסיסי עבור 28X2
PICAXE בקרים ממשפחת
כסביבת עבודהLOGICATOR שימוש בתוכנת
http://www.picaxe.com/Software/PICAXE/Logicator-for-PICAXE/
.סביבה גראפית
.PICBASIC תמיכה בכתיבת קוד ב
.אפשרות לצריבה ישר מהתוכנה
.סימולציה
.LIVE ICE תמיכה בריצה במוד
)' וכוAUDIO,SERVO,'חיישני טמפ,LCD ,המון פונקציות מובנות(תקשורות
MANUALS :
1)GETTING STARTED: http://www.picaxe.com/docs/picaxe_manual1.pdf
2)BASIC COMMANDS : http://www.picaxe.com/docs/picaxe_manual2.pdf
3)MICRO. INTERFACES: http://www.picaxe.com/docs/picaxe_manual3.pdf
תפעול פין יציאה
תכנות בסיסי – הבהוב נורות
שינויי מוצאים.
יצירת השהייה
קריאת פין כניסה
תכנות בסיסי – הדלקת נורות כתלות בכניסה
בדיקת כניסה דיגיטלית.
שינויי מוצאים.
יצירת השהייה.
שימוש בתצוגת LCD
שימוש בתצוגה ()SERIAL LCD
יתרונות ה :SERIAL LCD
• ממשק חסכוני בפינים (דרוש קו אחד במקום 6או .)10
• שימוש בפונקצית תקשורת בסיסית (.)UART
• פשטות ההפעלה.
• מחיר $15-20
צורת החיבור:
SERIAL LCD
כתיבת טקסט על תצוגת LCD
שימוש ב ADCוהצגה על מסך
מדידת כניסה אנלוגית) )ADCוהצגה על מסך LCD
מדידת טמפרטורה
מדידת טמפ' והצגה על מסך
שימוש ברכיב DS18B20
שליטה על מנוע סרוו
מהו מנוע סרוו?:
מנוע סרוו הוא מנוע זרם ישר בעל מערכת תמסורת פנימית של גלגלי שיניים ובקרה אלקטרונית על מיקום המנוע .מה שמיחד
מנועי סרוו היא העובדה שהם אינם מסתובבים בצורה חופשית כמו מנועי DC,אלא נעים על פי זווית – לרוב בין 0ל180-
מעלות.מנועי סרוו פועלים בחוג סגור ,כלומר הינם בעלי בקרה על מיקום המנוע ,ובעלי יכולת תיקון פערים מהמיקום הרצוי.
כיצד שולטים במנוע סרוו?
שליטה במנועי סרוו מבוצעת על ידי שליחת אות דיגיטאלי אל חוט הבקרה של המנוע .הרעיון הכללי הוא שליחת גל מרובע
( )Square Waveאל המנוע ,כאשר אורך הגל הוא זה שקובע את הזווית אליה ינוע המנוע.
לדוגמה ,כאשר נספק למנוע גל בו רוחב הפולס הוא 1מילי-שנייה ,המנוע ינוע אל זוויתו המינימאלית – 0מעלות.
כאשר נספק למנוע גל בו רוחב הפולס הוא 1.5מילי-שנייה ,המנוע ינוע אל זוויתו האמצעית – 90מעלות.
כאשר נספק למנוע גל בו רוחב הפולס הוא 2מילי-שנייה ,המנוע ינוע אל זוויתו הגדולה ביותר – 180מעלות.
תרשים סכמטי:
שליטה על מנוע סרוו
סרוו המשך
שליטה על הסרוו ע"י פונקציה מוכנה .
שליטה אלחוטית אינפרה אדום
יתרונות:
שליטה נפוצה וזולה במערכות ביתיות.
חומרה פשוטה במקלט ואו במשדר.
מקלט ומשדר נתמכים באופן מלא ע"י . LOGICATOR
ניתן לקנות שלטים מוכנים לפרוטוקול המתאים(.)$10
מימוש מקלט:
פרוייקט גמר
מערכת אזעקה
4חיישנים דיגיטליים()ON OFF
2חיישנים אנלוגיים (שימוש ב )ADC
שימוש ב INFRAREDכדי לדרוך ואו לכבות את המערכת.
שימוש ב LCD
שימוש בתקשורת למחשב ()RS232 UART
יצירת AUDIOבדמות אזעקה
בהצלחה