Содержание 19 номера журнала "Лаборатория электроники и программирования"

Засыпкин С.В.

Лаборатория электроники и программирования

Электронный журнал с приложениями

№ 19

Содержание

1. Шаблоны для проектирования печатных плат. Шаблон для корпуса «G500» с батарейным отсеком.

В данном разделе будут приводиться заготовки (шаблоны ) печатной платы для проектирования в различных САПР. Сегодня вам предлагается шаблон для корпуса «G500» с батарейным отсеком [1] в системе PCAD® [2]. Подписчики данного номера журнала могут получить файл бесплатно для использования его в своих проектах на основе неисключительной лицензии по запросу на электронный адрес журнала.

«» [2]

Шаблон может быть вами доработан самостоятельно под конкретную задачу (например, уменьшены размеры платы).

Список литературы и ссылки

1. Чертеж корпусов G500B_BC, G500G_BC. © «GAINTA Industries LTD.»

2. Программа PCAD ®. © «Altium Limited»

2. Библиотеки для САПР.

В данном разделе будет приводиться описание библиотек элементов и программ для САПР.

Библиотека компонентов для САПР PCAD ®:

Микроконтроллеры:

STM32F051CxTx

ATMEGA32U4

Разъемы:

MICROSD_TFC-WPCE-08,

Акселерометры:

LIS3DH

кнопки:

KFC-003D

Изображения УГО:

Изображения элементов на плате (в увеличенном масштабе):

Подписчики данного номера журнала могут получить файл бесплатно для использования его в своих проектах на основе неисключительной лицензии по запросу на электронный адрес журнала.

Список литературы и ссылки

1. Программа PCAD ®. © «Altium Limited»

3. «Разработка ТЗ и подбор компонентов». Датчики влажности и температуры.

Рассмотрим задачу выбора датчиков температуры и влажности. Поскольку обычно влажность корректируется по температуре, то рассмотрим только приборы, измеряющие оба эти параметра.

При составлении таблицы использовались следующие параметры:

- наименование и фирма-изготовитель.

- измеряемый диапазон влажности

- точность измерений

- время отклика (время измерения)

- диапазон рабочих температур

Диапазон рабочих температур и влажности, точность измерений обычно связаны между собой. Для примера рассмотрим следующие зависимости.

…

4. Программирование на языке С++ на примере микроконтроллера ATmega168. Сеть на NRF24L01.

Приемопередатчики NRF24L01 [1] получили широкое распространение благодаря своей низкой стоимости. С точки зрения создания сети устройств в передаваемом пакете присутствует только один адрес – адрес приемника, для которого предназначен пакет. Также есть возможность сделать на приемнике сервер для создания сети топологии звезда с количеством узлов 6 + 1. Если в сети предусматривается большее количество узлов и другая топология сети, то эту задачу можно решить, добавив в область данных передаваемого пакета адрес передающего устройства. Конечно это уменьшит максимальный объем передаваемых данных с 32 до 27, но зато позволит иметь в сети большее количество устройств.

Сделаем одну плату в качестве сервера, а вторую в качестве клиента. Программа клиента будет циклически менять свой адрес, иммитируя разные устройства. В качестве данных будет передаваться 5 байт адреса и собственно 1 байт данных.

Сервер будет извлекать информацию об адресе клиента и отправлять на этот адрес подтверждение.

Фото макета, собранного на платах «150A» и «145А» :

…

Результат работы программ:

»[4]

5. Модуль гальванической развязки интерфейса USB «158». Часть 3.

Модули гальванической развязки, о которых было рассказано в 9-м и 10-м номере журнала, оказались интересными и полезными читателям. Сейчас разработан третий вариант модуля - «158B».

В третий вариант модуля по сравнению со вторым добавлены следующие возможности:

- плата сделана с учетом возможности установки в корпус «G512» (есть крепежные отверстия)

- для подключения к ПК можно установить разъемы USB как типа А, так и типа B

- возможность установки линейного стабилизатора на плате для питания развязываемого устройства от внешних блоков питания с напряжением 6-12В

…

6. Работа с модулями сотовой связи. Занятие 8.

На данном занятии рассмотрим защиту от зависаний модема.

Можно выделить 2 группы проблем, которые встречаются при работе с модемом.

Первая группа — это проблемы, которые можно решить программным путем, вторая — проблемы, требующие аппаратных решений в дополнение к программным.

1 группа

В случае ошибок первой группы модем возвращает сообщение об ошибке и остается программно-управляемым.

…

2 группа

При работе модем зависает и программно он перестает управляться. Т.е. микроконтроллер продолжает работать (его сторожевой таймер функционирует корректно), а модем не отвечает на команды и не реагирует на сигнал включения-выключения PWRKEY. В таком случае необходимо предусмотреть возможность отключения питания модема с помощью микроконтроллера. Особенно этот момент важен в устройствах, у которых сложно отключить и снова включить питание, например устройства, установленные на вышках, либо удаленных объектах.

…

7. Программирование на языке С на примере микроконтроллера STM8S003K3T6. Работа с UART.

Рассмотрим пример использования UART с помощью библиотеки драйверов. Микроконтроллер имеет один интерфейс UART. Обмен данными будем производить с персональным компьютером. Сигналы интерфейса UART1 подключим через микросхему FT232RL (см. схему), с помощью которой на компьютере будет создан виртуальный COM порт. Для просмотра принятых данных и отправки данных можно использовать любую терминальную программу, например [6].

…

Результат работы в терминальной программе:

»[6]

8. Программирование на языке С на примере микроконтроллера STM32F407VGT6.

Рассмотрим работу с интерфейсом SPI на примере работы со сдвиговыми регистрами типа 74HC595 для управления светодиодными индикаторами.

7-сегментные индикаторы используются для отображения в основном десятичных цифр. Однако на них можно получить изображения и некоторых букв. Кроме семи сегментов обычно присутствует десятичная точка. Встречаются индикаторы на 1, 2, 3, 4 и более цифр. Индикаторы с несколькими цифрами могут иметь дополнительные светодиоды, например двоеточие или мнемонические символы.

…

Для демонстрации примера используется макетная плата «164». Фрагмент ее части, касающийся подключения индикаторов и сдвиговых регистров приведен ниже:

…

Фото макета с работающей программой:

9. Примеры программ на С++ для персональных компьютеров.

Рассмотрим работу с таймером.

Создадим проект на основе диалоговых окон с именем «K23_Timer».

Определим в файле «K23_TimerDlg.cpp» константы для идентификатора таймера и времени счета таймера:

// таймер

#define IDT_TIMER 1 // идентификатор

#define TIMER_INTERVAL 1000 // интервал срабатывания таймера, мс

И глобальную переменную для таймера:

unsigned long cnt; // значение таймера

…

При нажатии на кнопку «Старт» начнется счет секунд, а при нажатии «Стоп» - счет закончится.

«»[1]

10. Встраиваемый «WAV» аудиоплеер «173».

Встраиваемый аудиоплеер предназначен для установки в устройства, в которые вы хотите добавить звуковые функции. Вот ряд таких устройств:

- Речевые информаторы (транспорт, справочные службы)

- Рекламные устройства

- Музыкальные звонки

- Говорящие роботы

- Охранные устройства

- Игрушки

- Голосовые функции в бытовой и офисной технике, квартире

- Аттракционы

- Имитаторы звуков (например, манки для охотников)

И др.

…

Описание схемы:

D1 – микроконтроллер STM32F051 [1], который имеет в своем составе 12-битный ЦАП, используемый для генерации звука

ZQ1, C2, C3 – элементы кварцевого генератора

R1 – резистор, задающий режим загрузки микроконтроллера (память программ)

DA1 – стабилизатор напряжения питания 3,3В

DA2 – УНЧ типа MC34119D [2], включенный по типовой схеме

R2, R4, R5, C10, C12, C13 – фильтр НЧ

R7 – подстроечный резистор для установки уровня громкости

R3 и R6 – задают коэффициент усиления DA2

C8 – для пропуска только переменной составляющей сигнала

С9, C11 – элементы типовой схемы включения DA2

X1 – разъем для программирования микроконтроллера

X2 – разъем для подключения источника питания напряжением 5-9В

X3 – разъем для подключения карты памяти, на которой хранятся воспроизводимые файлы

X4, X5 – интерфейсные разъемы для сигналов управления, кнопок и т.п.

X6 – разъем для подключения динамика (сопротивлением 8 Ом и более)

C1, C4…C6 – блокировочные конденсаторы

Монтажная схема приведена на рис. 2.

Рис. 2. Монтажная схема

…