HackerBox 0040: PIC of Destiny: 9 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Xin gửi lời chào đến các Hacker HackerBox trên toàn thế giới. HackerBox 0040 đã cho chúng tôi thử nghiệm với Vi điều khiển PIC, breadboarding, màn hình LCD, GPS, v.v. Có thể hướng dẫn này chứa thông tin để bắt đầu với HackerBox 0040, bạn có thể mua thông tin này tại đây trong khi hết hàng. Nếu bạn muốn nhận được một HackerBox như thế này ngay trong hộp thư của mình mỗi tháng, hãy đăng ký tại HackerBoxes.com và tham gia cuộc cách mạng!

Các chủ đề và mục tiêu học tập cho HackerBox 0040:

• Phát triển hệ thống nhúng với Bộ vi điều khiển PIC
• Khám phá lập trình trong mạch của các hệ thống nhúng
• Kiểm tra các tùy chọn cung cấp điện và xung nhịp cho các hệ thống nhúng
• Giao diện Vi điều khiển PIC với mô-đun đầu ra LCD
• Thử nghiệm với bộ thu GPS tích hợp
• Nắm giữ PIC of Destiny

HackerBoxes là dịch vụ hộp đăng ký hàng tháng dành cho công nghệ máy tính và điện tử DIY. Chúng tôi là những người có sở thích, nhà sản xuất và thử nghiệm. Chúng ta là những kẻ mơ mộng.

HACK KẾ HOẠCH

Bước 1: Danh sách nội dung cho HackerBox 0040

• Vi điều khiển PIC PIC16F628 (DIP 18)
• Vi điều khiển PIC PIC12F675 (DIP 8)
• Trình gỡ lỗi và lập trình trong mạch PICkit 3
• Mục tiêu lập trình ZIF Socket cho PICkit 3
• Cáp USB và dây Header cho PICkit 3
• Mô-đun GPS với Ăng-ten tích hợp
• Mô-đun LCD chữ và số 16x2
• Bộ cấp nguồn Breadboard với MicroUSB
• Tinh thể 16,00MHz (HC-49)
• Các nút thời điểm xúc giác
• Đèn LED 5mm ĐỎ khuếch tán
• Chiết áp tông đơ 5K Ohm
• Tụ gốm 18pF
• Tụ gốm 100nF
• Điện trở 1K Ohm 1 / 4W
• Điện trở 10K Ohm 1 / 4W
• 830 Point (lớn) Breadboard không hàn
• Bộ dây Jumper hình thành với 140 miếng
• Lựa chọn đàn guitar Celluloid
• Decal bế PIC16C505 độc quyền

Một số điều khác sẽ hữu ích:

• Hàn sắt, thuốc hàn và các dụng cụ hàn cơ bản
• Máy tính để chạy các công cụ phần mềm

Quan trọng nhất, bạn sẽ cần một cảm giác phiêu lưu, tinh thần hacker, sự kiên nhẫn và sự tò mò. Việc xây dựng và thử nghiệm với thiết bị điện tử, mặc dù rất bổ ích, nhưng đôi khi có thể khó khăn, thử thách và thậm chí khiến bạn nản lòng. Mục tiêu là sự tiến bộ, không phải sự hoàn hảo. Khi bạn kiên trì và tận hưởng cuộc phiêu lưu, bạn có thể thỏa mãn rất nhiều từ sở thích này. Hãy thực hiện từng bước một cách chậm rãi, chú ý đến các chi tiết và đừng ngại yêu cầu sự giúp đỡ.

Có rất nhiều thông tin cho các thành viên hiện tại và tương lai trong Câu hỏi thường gặp về HackerBoxes. Hầu hết tất cả các email hỗ trợ không liên quan đến kỹ thuật mà chúng tôi nhận được đều đã được trả lời ở đó, vì vậy chúng tôi thực sự đánh giá cao việc bạn dành vài phút để đọc Câu hỏi thường gặp.

Bước 2: Bộ vi điều khiển PIC

Họ vi điều khiển PIC được tạo ra bởi Microchip Technology. Tên PIC ban đầu dùng để chỉ Bộ điều khiển Giao diện Ngoại vi, nhưng sau đó được sửa thành Máy tính Thông minh Lập trình được. Các bộ phận đầu tiên trong gia đình ra mắt vào năm 1976. Đến năm 2013, hơn 12 tỷ bộ vi điều khiển PIC riêng lẻ đã được xuất xưởng. Các thiết bị PIC phổ biến với cả các nhà phát triển công nghiệp và những người yêu thích do chi phí thấp, tính khả dụng rộng rãi, cơ sở người dùng lớn, bộ sưu tập các ghi chú ứng dụng phong phú, sẵn có các công cụ phát triển miễn phí hoặc chi phí thấp, lập trình nối tiếp và khả năng tái lập trình bộ nhớ Flash. (Wikipedia)

HackerBox 0040 bao gồm hai Bộ vi điều khiển PIC được đặt tạm thời để vận chuyển trong một ổ cắm ZIF (lực chèn bằng không). Bước đầu tiên nó để loại bỏ hai PIC khỏi ZIF socket. Hãy làm điều đó ngay bây giờ!

Hai bộ vi điều khiển là PIC16F628A (biểu dữ liệu) trong gói DIP18 và PIC12F675 (biểu dữ liệu) trong gói DIP 8.

Các ví dụ ở đây sử dụng PIC16F628A, tuy nhiên PIC12F675 hoạt động tương tự. Chúng tôi khuyến khích bạn thử nó trong một dự án của riêng bạn. Kích thước nhỏ bé của nó tạo nên một giải pháp hiệu quả khi bạn chỉ cần một số lượng nhỏ các chân I / O.

Bước 3: Lập trình vi điều khiển PIC với PICkit 3

Có rất nhiều bước cấu hình cần được giải quyết khi sử dụng các công cụ PIC, vì vậy đây là một ví dụ khá cơ bản:

• Cài đặt phần mềm MPLAB X IDE từ Microchip
• Khi kết thúc quá trình cài đặt, bạn sẽ thấy một liên kết để cài đặt Trình biên dịch MPLAB XC8 C. Hãy chắc chắn để chọn điều đó. XC8 là trình biên dịch mà chúng tôi sẽ sử dụng.
• Chèn chip PIC16F628A (DIP18) vào ổ cắm ZIF. Lưu ý vị trí và hướng được liệt kê ở mặt sau của PCB đích ZIF.
• Đặt các công tắc jumper như được chỉ ra ở mặt sau của PCB đích ZIF (B, 2-3, 2-3).
• Cắm tiêu đề lập trình năm chân của bảng đích ZIF vào tiêu đề PICkit 3.
• Kết nối PICkit 3 với máy tính bằng cáp miniUSB màu đỏ.
• Chạy MPLAB X IDE.
• Chọn tùy chọn menu để tạo một dự án mới.
• Định cấu hình: dự án độc lập nhúng vi mạch và nhấn NEXT.
• Chọn thiết bị: PIC16F628A và nhấn NEXT
• Chọn trình gỡ lỗi: Không có; Công cụ phần cứng: PICkit 3; Trình biên dịch: XC8
• Nhập tên dự án: nhấp nháy.
• Nhấp chuột phải vào các tệp nguồn và trong phần mới, chọn main.c mới
• Đặt tên cho tệp c như "nháy"
• Điều hướng đến cửa sổ> chế độ xem bộ nhớ thẻ> bit cấu hình
• Đặt bit FOSC thành INTOSCIO và mọi thứ khác thành TẮT.
• Nhấn vào nút "tạo mã nguồn".
• Dán mã đã tạo vào tệp flash.c của bạn ở trên
• Cũng dán tệp này vào tệp c: #define _XTAL_FREQ 4000000
• Quá khứ trong khối chính của mã c bên dưới:

void main (void)

{TRISA = 0b00000000; trong khi (1) {PORTAbits. RA3 = 1; _delay_ms (300); PORTAbits. RA3 = 0; _delay_ms (300); }}

• Nhấn vào biểu tượng cái búa để biên dịch
• Điều hướng đến sản xuất> đặt cấu hình dự án> tùy chỉnh
• Chọn PICkit 3 trong bảng điều khiển bên trái của cửa sổ bật lên, sau đó chọn Nguồn từ trường thả xuống ở trên cùng.
• Nhấp vào ô "mục tiêu nguồn", đặt điện áp mục tiêu thành 4.875V, nhấn Áp dụng.
• Quay lại màn hình chính, nhấn vào biểu tượng mũi tên màu xanh lá cây.
• Một cảnh báo về điện áp sẽ bật lên. Nhấn tiếp tục.
• Cuối cùng, bạn sẽ nhận được “Lập trình / Xác minh Hoàn thành” trong cửa sổ trạng thái.
• Nếu lập trình viên không hoạt động, có thể giúp tắt IDE và chỉ cần chạy lại. Tất cả các cài đặt đã chọn của bạn nên được duy trì.

Bước 4: Breadboarding PIC được lập trình bằng Blink.c

Khi PIC được lập trình (bước trước), nó có thể được thả vào một breadboard không hàn để thử nghiệm.

Vì bộ dao động bên trong đã được chọn, chúng tôi chỉ cần đấu dây vào ba chân (nguồn, đất, LED).

Nguồn có thể được cung cấp cho breadboard bằng cách sử dụng mô-đun cấp nguồn. Các con trỏ để sử dụng mô-đun cung cấp điện:

• Đặt thêm một số chất hàn vào các tab bên của ổ cắm microUSB trước khi nó bị đứt - không phải sau đó.
• Đảm bảo các "chốt đen" đi vào thanh ray nối đất và "ghim trắng" vào thanh ray điện. Nếu chúng bị đảo ngược, bạn đang ở sai đầu của breadboard.
• Lật cả hai công tắc sang 5V cho các chip PIC đi kèm.

Sau khi định vị bộ vi điều khiển PIC, hãy lưu ý chỉ báo chân 1. Các chân được đánh số từ chân 1 theo kiểu ngược chiều kim đồng hồ. Dây chân 5 (VSS) vào GND, chân 14 (VDD) vào 5V và chân 2 (RA3) vào đèn LED. Lưu ý trong mã của bạn, chân I / O RA3 đang được bật và tắt theo chu kỳ để nhấp nháy đèn LED. Chân dài hơn của đèn LED nên kết nối với PIC, trong khi chân ngắn hơn nên kết nối với điện trở 1K (nâu, đen, đỏ). Đầu đối diện của điện trở nên kết nối với đường sắt GND. Điện trở chỉ hoạt động như một giới hạn hiện tại để đèn LED không giống như ngắn giữa 5V và GND và tạo ra quá nhiều dòng điện.

Bước 5: Lập trình trong mạch

PICkit 3 dongle có thể được sử dụng để lập trình chip PIC trong mạch. Dongle cũng có thể cung cấp năng lượng cho mạch (mục tiêu breadboard) giống như chúng ta đã làm với mục tiêu ZIF.

• Tháo nguồn điện khỏi breadboard.
• Kết nối dây dẫn PICkit 3 với breadboard ở 5V, GND, MCLR, PGC và PGD.
• Thay đổi số trễ trong mã C.
• Biên dịch lại (biểu tượng cái búa) và sau đó Lập trình PIC.

Vì các số trễ đã được thay đổi, đèn LED sẽ nhấp nháy khác ngay bây giờ.

Bước 6: Sử dụng bộ dao động tinh thể bên ngoài

Đối với thí nghiệm PIC này, hãy chuyển từ bộ dao động bên trong sang bộ dao động tinh thể bên ngoài tốc độ cao. Bộ dao động tinh thể bên ngoài không chỉ nhanh hơn 16MHz thay vì 4MHz) mà còn chính xác hơn nhiều.

• Thay đổi bit cấu hình FOSC từ INTOSCIO sang HS.
• Thay đổi cả cài đặt FOSC IDE và #define trong mã.
• Thay đổi #define _XTAL_FREQ 4000000 từ 4000000 thành 16000000.
• Lập trình lại PIC (có thể thay đổi lại số trễ)
• Xác minh hoạt động với tinh thể bên ngoài.
• Điều gì xảy ra khi bạn kéo viên pha lê khỏi breadboard?

Bước 7: Điều khiển mô-đun đầu ra LCD

PIC16F628A có thể được sử dụng để điều khiển đầu ra tới Mô-đun LCD chữ và số 16x2 (dữ liệu) khi có dây như được hiển thị ở đây. Tệp đính kèm picLCD.c cung cấp một chương trình ví dụ đơn giản để ghi đầu ra văn bản vào mô-đun LCD.

Bước 8: Bộ thu vị trí và thời gian GPS

Mô-đun GPS này có thể xác định thời gian và vị trí khá chính xác từ các tín hiệu nhận được từ không gian vào ăng-ten tích hợp nhỏ của nó. Chỉ cần ba chân để hoạt động cơ bản.

Đèn LED "Nguồn" màu đỏ sẽ sáng khi nguồn điện thích hợp được kết nối. Sau khi thu được tín hiệu vệ tinh, đèn LED "PPS" màu xanh lục bắt đầu phát xung.

Nguồn được cấp cho các chân GND và VCC. VCC có thể hoạt động trên 3.3V hoặc 5V.

Chân thứ ba cần thiết là chân TX. Chân TX xuất ra một dòng nối tiếp có thể được ghi vào máy tính (thông qua bộ chuyển đổi TTL-USB) hoặc vào bộ vi điều khiển. Có rất nhiều dự án ví dụ để nhận dữ liệu GPS vào Arduino.

Kho git này bao gồm tài liệu pdf cho loại mô-đun GPS này. Cũng kiểm tra u-center.

Dự án và video này minh họa một ví dụ về việc ghi lại ngày và giờ có độ chính xác cao từ mô-đun GPS vào bộ vi điều khiển PIC16F628A.

Bước 9: Sống trong HackLife

Chúng tôi hy vọng bạn sẽ thích chuyến đi trong tháng này vào lĩnh vực điện tử DIY. Tiếp cận và chia sẻ thành công của bạn trong các bình luận bên dưới hoặc trên Nhóm Facebook HackerBoxes. Chắc chắn hãy cho chúng tôi biết nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào hoặc cần trợ giúp về bất cứ điều gì.

Tham gia cách mạng. Sống trong HackLife. Bạn có thể nhận được một hộp đồ điện tử có thể hack và các dự án công nghệ máy tính được gửi đến hộp thư của bạn mỗi tháng. Chỉ cần lướt qua HackerBoxes.com và đăng ký dịch vụ HackerBox hàng tháng.