Hướng dẫn lắp ráp AVR 8: 4 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Chào mừng đến với Hướng dẫn 8!

Trong hướng dẫn ngắn này, chúng tôi sẽ chuyển hướng một chút từ việc giới thiệu các khía cạnh mới của lập trình hợp ngữ để chỉ cách di chuyển các thành phần tạo mẫu của chúng tôi sang một bảng mạch "in" riêng biệt. Lý do là tại thời điểm này, breadboard tạo mẫu chính của chúng tôi đang bị nhồi nhét với quá nhiều chip, dây, nút và đèn LED khiến việc thử nghiệm những thứ mới trở nên khó khăn hơn và vì cuối cùng chúng tôi cũng phải di chuyển các thành phần sang bảng của riêng chúng., chúng ta cũng có thể bắt đầu ngay bây giờ. Nhiều người trong số các bạn có thể đã thành thạo những điều chúng tôi sẽ đề cập trong hướng dẫn này và vì vậy bạn có thể xem Hướng dẫn này chỉ đơn thuần là một kỳ nghỉ thư giãn sau khi viết mã.

Vì vậy, hôm nay chúng ta sẽ di chuyển con lăn xúc xắc ATmega328P và cặp xúc xắc đi kèm sang một bảng bên ngoài có kết nối với bảng chính của chúng tôi để giao tiếp với nó và để cấp nguồn cho nó. Bên cạnh đó, hệ thống dây điện và hoạt động của xúc xắc sẽ được đặt riêng trong thành phần đó.

Bạn có thể dự đoán từ điều này rằng mục tiêu cuối cùng của chúng tôi là thực hiện điều này với từng thành phần mà chúng tôi xây dựng trên đường đi để khi hoàn thành, chúng tôi có thể ẩn tất cả chúng vào một gói trông đẹp mắt sẽ hoạt động thông qua các lần nhấn nút mà không nhìn thấy tất cả của dây và hoạt động bên trong.

Chúng tôi sẽ dành phần lớn hướng dẫn này để thực hiện các công việc vật lý như thiết kế mạch, ánh xạ bảng tạo mẫu và hàn các thứ lại với nhau, nhưng có một chút lập trình chúng tôi cần thực hiện ở phần cuối sau khi di chuyển mọi thứ. Lý do là cuối cùng chúng tôi sẽ sử dụng Giao diện nối tiếp 2 dây để giao tiếp giữa bộ điều khiển "chính" của chúng tôi và tất cả bộ điều khiển "phụ" tạo nên các thành phần của dự án tổng thể của chúng tôi trong loạt bài hướng dẫn này và, như bạn nhớ lại, trong Hướng dẫn 6, chúng tôi đã phát minh ra một loại phương pháp loại Mã Morse để giao tiếp các cuộn xúc xắc của chúng tôi từ con lăn xúc xắc (Hướng dẫn 4) đến Trình phân tích đăng ký (Hướng dẫn 5), hiển thị kết quả của cuộn xúc xắc ở dạng nhị phân trên 8 đèn LED. Vâng, đó chỉ là một phương pháp giao tiếp "cuộn của riêng bạn" mà tôi quyết định sử dụng bởi vì, vào thời điểm đó, còn quá sớm để bắt đầu giao tiếp nối tiếp 2 dây. Bây giờ chúng tôi gần như đã chuẩn bị để đi sâu vào phần cuối sâu của giao tiếp nối tiếp và chúng tôi sẽ làm điều đó trong Hướng dẫn 10, nhưng hiện tại chúng tôi cần dự đoán sự phát triển trong tương lai và nối dây lại đèn LED con lăn xúc xắc của chúng tôi để giải phóng hai chân mà chúng ta cần cho giao tiếp nối tiếp.

Đây là các chân SCL và SDA trên ATmega328P. Bạn có thể thấy bằng sơ đồ sơ đồ chân rằng chúng còn được gọi là ADC5 và ADC4 khi được sử dụng trong chuyển đổi Analog-to-Digital, chúng được gọi là PCINT13 và PCINT12 khi được sử dụng làm chân "Pin Change Interrupt", và cuối cùng chúng ta thường gọi chúng là PC5 và PC4 khi đơn giản được coi là các chân trên PortC. Vì chúng tôi sử dụng hai chân này như một phần của con lăn xúc xắc vì nhiều lý do khác nhau (lý do chính là nó giúp mã hóa dễ dàng hơn và đi dây đến các đèn LED trên bảng dễ dàng hơn) nên bây giờ chúng tôi sẽ phải sửa đổi mã của mình và nối lại dây một chút để giải phóng các chân này để giao tiếp trong tương lai.

Vì vậy, chúng tôi sẽ bắt đầu bằng việc thiết kế, cắt, nối dây và hàn. Sau đó, chúng tôi sẽ viết lại con lăn xúc xắc để hoạt động với thiết lập mới của chúng tôi và cuối cùng kiểm tra nó để đảm bảo nó vẫn hoạt động.

Để hoàn thành Hướng dẫn này, bạn sẽ cần các mục sau:

1. Những thứ tiêu chuẩn bạn luôn cần mà tôi sẽ ngừng lặp lại mọi lúc: bảng tạo mẫu của bạn, bản sao của biểu dữ liệu và bộ hướng dẫn, và bộ não của bạn.
2. Một bảng mạch PCB tạo mẫu không dây như bảng này: https://www.ebay.com/itm/191416297627 Tôi sẽ sử dụng phiên bản Measure Explorer 103RAWD của bảng này: https://www.ebay.com/itm/103RAT -circuit-proto-proto… vì tôi có rất nhiều thứ trong tay, nhưng phiên bản 103RAW-0 mà tôi liên kết ở trên cũng sẽ hoạt động tốt.
3. Dép, dây điện, vật hàn, mỏ hàn, "bàn tay trợ giúp" hoặc bất cứ thứ gì để giữ đồ, v.v … vv, một lần nữa, từ đây trở đi, tôi sẽ ngừng liệt kê những thứ này. Nếu bạn đã thực sự hiểu được điều này trong các Hướng dẫn này thì bạn có thể đã có tất cả những thứ này rồi.

Đây là liên kết đến bộ sưu tập đầy đủ các hướng dẫn về trình biên dịch AVR của tôi:

Bước 1: Thiết kế sơ đồ đấu dây

Điều thú vị về bảng Measure Explorer là nếu bạn dành chút thời gian và vạch ra mọi thứ ngay từ đầu, bạn có thể tiết kiệm cho mình rất nhiều hệ thống dây điện ở cuối. Vì vậy, chúng tôi sẽ bắt đầu bằng cách dành một chút thời gian thiết kế bố cục của chúng tôi trước khi bắt đầu hàn bất cứ thứ gì. Với loại bảng này, bạn phải cắt một loạt các dây kết nối, điều này không hề dễ dàng chút nào, nhưng kết quả là bạn sẽ có được một bảng nhỏ gọn rất đẹp với số lượng dây rối tối thiểu. Điều đầu tiên chúng ta cần làm là thiết kế mạch sao cho phù hợp với bảng. Một cách hay để làm điều này là tải xuống bản đồ của bảng và sau đó sử dụng nó để chơi xung quanh với các thiết kế khác nhau cho đến khi bạn tìm thấy một cái phù hợp. Đây là bố cục cho ME-PB-103RAWD https://www.bluemelon.com/photo/3483513-T800600-j.webp

Bước 2: Cắt mạch trên bảng

Đầu tiên, hãy lấy nét và sử dụng bố cục của bạn mà bạn đã vạch ra ở bước trước, vẽ mạch của bạn trên bảng. I E. vẽ các đường biểu diễn các dây dẫn. Đừng vẽ bất cứ thứ gì về các thành phần, chỉ là các dây kết nối như trong hình đầu tiên. Lưu ý rằng khi bạn vặn vít (và nếu bạn giống tôi, bạn sẽ vặn mọi thứ nhiều lần trong các bước này), bạn có thể sử dụng một cục tẩy và xóa đường kẻ. Làm điều này cho cả hai mặt của bảng.

Tiếp theo, bạn cần phải cắt các kết nối xung quanh các đường. Nếu bạn nhìn kỹ bảng, bạn sẽ thấy rằng mỗi lỗ ghim được kết nối với 4 lỗ liền kề ở cả hai bên của bảng để tất cả các lỗ trên bảng được kết nối với nhau khi bạn bắt đầu. Vì vậy, bạn cần phải cắt dọc theo cả hai bên của mỗi dây của bạn để cách ly chúng. Cách phổ biến nhất để thực hiện việc cắt này là dùng dao Exacto. Nhưng tôi mê dao Exacto và có lẽ sẽ tự cắt. Vì vậy, tôi sử dụng một Dremel với một phần đính kèm dụng cụ cắt mỏng. Tôi ước mình có một số loại phụ kiện mài có độ sắc bén vì loại đó sẽ hoạt động tốt nhất - nhưng tôi không có loại như vậy nên tôi đã sử dụng phụ kiện cưa cắt. (Lưu ý thêm: Sau khi hoàn thành dự án này, tôi thấy rằng các đầu "bánh xe cắt hạng nặng" nhỏ hơn cho Dremels hoạt động tốt nhất, chúng trông giống như những vòng tròn nhỏ của giấy nhám và chúng hoạt động giống như công cụ cắt được hiển thị ở đây ngoại trừ chúng có đường kính nhỏ hơn và như vậy nó dễ dàng hơn nhiều để xem và kiểm soát nơi bạn đang cắt)

Trên đường đi, rất hữu ích khi giữ bảng dưới ánh sáng và đảm bảo rằng các dây thực sự đã được cắt. Bạn có thể khó chịu vì có các kết nối ở cả hai mặt của bảng nên bạn phải lặp lại quá trình cắt một lần nữa với mặt còn lại, nhưng tôi nghĩ bạn sẽ thấy điểm của điều này khi bạn hoàn thành. Tôi đã mắc rất nhiều sai lầm khi cắt những sợi dây đáng lẽ không nên cắt và việc kết nối bên kia vẫn diễn ra tốt đẹp.

Sẽ mất khá nhiều thời gian và sự kiên nhẫn để cắt mạch điện vào bảng nhưng sẽ rất thú vị khi bạn đã thành thạo nó.

Bước 3: Hàn các thành phần và kiểm tra

Bây giờ bạn đã cách ly tất cả các dây trong bảng mạch của mình, bạn có thể bắt đầu hàn các thành phần riêng lẻ.

Đầu tiên tôi hàn các đèn LED cho một trong những viên xúc xắc, sau đó tôi lấy các dây dẫn dương và âm từ bảng mạch của mình và kiểm tra các kết nối cho từng đèn LED để đảm bảo rằng chúng cách ly với nhau và chúng hoạt động.

Tương tự với các con súc sắc khác.

Sau đó, đấu dây điện trở vào mỗi khuôn, và điện trở 10K ở mặt sau của bảng.

Sau đó, gắn bộ dao động tinh thể, mũ 22pf, nút bấm và ATmega328P. Bạn có thể muốn hàn một ổ cắm chip và sau đó lắp ATmega328P của mình vào đó để bạn có thể tháo nó ra nếu muốn và sử dụng lại nó vào việc khác. Tôi vừa hàn chip của mình vào bo mạch vì tôi biết cuối cùng chúng tôi đang xây dựng cái gì với tất cả các hướng dẫn này và tôi biết tôi sẽ thích nó đến mức tôi sẽ không muốn lấy chip ra.

Hãy chú ý, bằng cách nhìn vào mặt sau của bảng, cách chúng tôi đính kèm các tiêu đề. Tôi đã sử dụng đầu ghim dài và uốn cong chúng theo chiều ngang để chúng không nhô ra khỏi bảng. Điều này là để cuối cùng tôi có thể bao phủ bảng đến mức của các nút bấm và đèn LED bằng một hộp chứa và không có tiêu đề cản trở. Chúng ta có một tiêu đề cho Tx, Rx để chúng ta có thể lập trình chip, chúng ta có một tiêu đề cho SDA, SCL để sau này chúng ta có thể sử dụng giao tiếp 2 dây. và chúng tôi có một tiêu đề 3 chân cho AVCC, AREF, GND ở phía bên kia của bảng. Tôi có tất cả các chân nối đất và chân VCC được nối dây với nhau trên chip vì vậy chúng tôi chỉ cần một đầu vào nguồn.

Cuối cùng khi mọi thứ đã được lên dây, chúng ta nối dây die 1 đến die2 như cách chúng ta đã làm trên breadboard để có thể điều khiển cả hai viên xúc xắc chỉ với 9 chân.

Bây giờ chúng ta cần sửa đổi mã của mình để nó kiểm soát thiết lập mới này.

Bước 4: Mã hội và video

Tôi đã đính kèm mã lắp ráp và video về con lăn xúc xắc đang hoạt động. Tất cả những gì tôi đã làm là lấy mã cho con lăn xúc xắc của chúng tôi từ Hướng dẫn 6, sửa đổi các chân để phù hợp với bố cục mới và xóa chương trình con giao tiếp vì chúng tôi sẽ viết một cái mới trong Hướng dẫn 10 Lần tiếp theo, chúng tôi sẽ khám phá bàn phím một lần nữa và học cách điều khiển màn hình 7 phân đoạn. Hẹn gặp lại!