Kezelési útmutató
Elektor Arduino
NANO
Képzőtestület MCCAB®
Rev. 3.3

Tisztelt vásárló! Az MCCAB Training Board a vonatkozó európai irányelvek szerint készül, ezért CE jelöléssel rendelkezik. Rendeltetésszerű használatát ez a kezelési útmutató ismerteti. Ha módosítja az MCCAB Training Board-ot, vagy nem a rendeltetésének megfelelően használja, egyedül Ön felelős a vonatkozó szabályok betartásáért.
Ezért az MCCAB Training Boardot és a rajta lévő összes alkatrészt csak a jelen használati útmutatóban leírtak szerint használja. Az MCCAB Training Boardot csak ezzel a kezelési útmutatóval együtt adhatja át.
A kézikönyvben található összes információ az MCCAB Training Board 3.3 kiadási szintű változatára vonatkozik. A Training Board kiadási szintje az alsó oldalára van nyomtatva (lásd: 13. ábra a 20. oldalon). A kézikönyv aktuális verziója letölthető a webtelek www.elektor.com/20440 letöltéshez. Az ARDUINO és más Arduino márkanevek és logók az Arduino SA bejegyzett védjegyei. ®

Újrafeldolgozás

A használt elektromos és elektronikus berendezéseket elektronikus hulladékként kell újrahasznosítani, és nem szabad a háztartási hulladék közé dobni.
Az MCCAB Training Board értékes nyersanyagokat tartalmaz, amelyek újrahasznosíthatók.
Ezért a készüléket a megfelelő gyűjtőtelepen dobja ki. (EU 2012/19/EU irányelv). Az önkormányzat megmondja, hol találja meg a legközelebbi ingyenes átvételi pontot.

Biztonsági utasítások

Ez az MCCAB Training Board használati útmutatója fontos információkat tartalmaz az üzembe helyezéssel és üzemeltetéssel kapcsolatban!
Ezért az oktatótábla első használata előtt figyelmesen olvassa el a teljes kezelési útmutatót, hogy elkerülje az áramütés, tűz vagy működési hibák okozta élet- és testi sérüléseket, valamint az oktatótábla károsodását.
Tegye elérhetővé ezt a kézikönyvet az edzőtábla összes többi felhasználója számára.
A terméket az IEC 61010-031 szabványnak megfelelően tervezték, tesztelték és biztonságos állapotban hagyták el a gyárat. A felhasználónak be kell tartania az elektromos berendezések kezelésére vonatkozó előírásokat, valamint minden általánosan elfogadott biztonsági gyakorlatot és eljárást. Különösen a VDE VDE 0100 előírásai (a kis térfogatú készülékek tervezése, telepítése és tesztelése)tagItt kell megemlíteni a VDE 0700 (villamos berendezések biztonsága háztartási használatra) és a VDE 0868 (audio/videó, információs és kommunikációs technológiai berendezések) szabványt.
A kereskedelmi létesítményekben a kereskedelmi munkáltatói felelősségbiztosítási szövetségek baleset-megelőzési előírásai is érvényesek.

Biztonsági szimbólumok használata

Elektromos veszélyre való figyelmeztetés
Ez a jel olyan körülményeket vagy gyakorlatokat jelez, amelyek halált vagy személyi sérülést okozhatnak.
Általános figyelmeztető jel
Ez a jel olyan körülményeket vagy gyakorlatokat jelöl, amelyek a termék vagy a csatlakoztatott berendezés károsodását okozhatják.

2.1 Tápellátás
Vigyázat:

• Semmilyen körülmények között nem lehet negatív köttages vagy voltag+5 V-nál nagyobb eséllyel kell csatlakoztatni az MCCAB Training Board-hoz. Az egyetlen kivétel a VX1 és VX2 bemenet, itt a bemeneti voltages a +8 V és +12 V tartományba eshet (lásd a 4.2. szakaszt).
• Soha ne csatlakoztasson más elektromos potenciált a földvezetékre (GND, 0 V).
• Soha ne cserélje ki a földelés (GND, 0 V) ​​és +5 V csatlakozásait, mert ez az MCCAB oktatótáblájának maradandó károsodását eredményezheti!
• Különösen soha ne csatlakoztasson ~230 V vagy ~115 V hálózathoztage az MCCAB Képzőbizottságához!
  Életveszély van!!!

2.2 Kezelés és környezeti feltételek
A halál vagy sérülés elkerülése, valamint a készülék sérülésektől való védelme érdekében szigorúan be kell tartani a következő szabályokat:

• Soha ne működtesse az MCCAB Training Boardot robbanásveszélyes gőzök vagy gázok jelenlétében.
• Ha fiatalok vagy az elektronikus áramkörök kezelését nem ismerő személyek dolgoznak az MCCAB Képzési Testületével, pl. a képzés keretében, megfelelő képzettségű, felelős beosztású személyzetnek kell felügyelnie ezeket a tevékenységeket.
  14 éven aluli gyermekek nem használhatják, és kerülni kell.
• Ha az MCCAB Training Board sérülés jeleit mutatja (pl. mechanikai vagy elektromos igénybevétel miatt), biztonsági okokból nem szabad használni.
• Az MCCAB Training Board csak tiszta és száraz környezetben, legfeljebb +40 °C hőmérsékleten használható.

2.3 Javítás és karbantartás

• Az anyagi károk és a személyi sérülések elkerülése érdekében az esetlegesen szükségessé váló javításokat csak megfelelően képzett szakember végezheti el eredeti pótalkatrészek felhasználásával.
• Az MCCAB Training Board nem tartalmaz a felhasználó által javítható alkatrészt.

Rendeltetésszerű használat

Az MCCAB Training Board a programozási ismeretek egyszerű és gyors oktatására és a mikrokontroller rendszer használatára lett kifejlesztve.
A terméket kizárólag képzési és gyakorlati célokra tervezték. Bármilyen más felhasználás, pl. ipari termelő létesítményekben, nem megengedett.

Vigyázat: Az MCCAB Training Board csak Arduino® NANO mikrokontroller rendszerrel (lásd 2. ábra) vagy azzal 100%-ban kompatibilis mikrokontroller modullal használható. Ezt a modult üzemi térfogattal kell üzemeltetnitagVcc e = +5V. Ellenkező esetben fennáll a mikrokontroller modul, az oktatótábla és az edzőpanelhez csatlakoztatott eszközök visszafordíthatatlan károsodásának vagy tönkremenetelének veszélye.
Vigyázat: VoltagA +8 V és +12 V közötti tartományban esnek az oktatókártya VX1 és VX2 bemenetére csatlakoztatható (lásd a jelen kézikönyv 4.2 fejezetét). A köttages az edzőtábla összes többi bemenetén a 0 V és +5 V közötti tartományban kell lennie.
Vigyázat: Ez a kezelési útmutató leírja, hogyan kell megfelelően csatlakoztatni és működtetni az MCCAB Training Board-ot a felhasználó számítógépével és bármely külső modullal. Felhívjuk figyelmét, hogy nincs befolyásunk a felhasználó által okozott működési és/vagy csatlakozási hibákra. Egyedül a felhasználó felelős az oktatótábla a felhasználó PC-hez és az esetleges külső modulokhoz való megfelelő csatlakoztatásáért, valamint programozásáért és megfelelő működéséért! A hibás csatlakozásból, hibás vezérlésből, hibás programozásból és/vagy hibás működésből eredő károkért kizárólag a felhasználót terheli a felelősség! Ezekben az esetekben érthető módon kizárjuk a velünk szembeni felelősségi igényeket.

A megadottól eltérő felhasználás tilos! Az MCCAB oktatótáblát nem szabad módosítani vagy átalakítani, mert ez károsíthatja vagy veszélyeztetheti a felhasználót (rövidzárlat, túlmelegedés és tűzveszély, áramütés veszélye). Ha az oktatótábla nem rendeltetésszerű használata következtében személyi sérülés vagy anyagi kár keletkezik, ez kizárólag az üzemeltető felelőssége, nem a gyártóé.

Az MCCAB Training Board és összetevői

Az 1. ábrán az MCCAB Training Board látható a vezérlőelemekkel. Az edzőtáblát egyszerűen egy elektromosan nem vezető munkafelületre kell helyezni, és mini-USB-kábellel csatlakoztatni kell a felhasználó számítógépéhez (lásd a 4.3-as részt).
Különösen az Elektor által kiadott „Microcontrollers Hands-On Course for Arduino Starters” (ISBN 978-3-89576-545-2) programmal kombinálva az MCCAB Training Board tökéletesen alkalmas a programozás és a használat egyszerű és gyors megtanulására. mikrokontroller rendszer. A felhasználó az MCCAB Training Board edzésprogramjait PC-jén az Arduino IDE-ben, egy integrált C/C++ fordítóval rendelkező fejlesztői környezetben készíti el, amelyet ingyenesen letölthet a webtelek  

1. ábra: Az MCCAB Training Board, Rev. 3.3

Az MCCAB Training Board működési és megjelenítési elemei:

1. 11 × LED (a bemenetek/kimenetek állapotjelzője D2 … D12)
2. JP6 fejléc az LD10 … LD20 LED-ek összekapcsolásához a hozzájuk rendelt D2 … D12 GPIO-kkal
3. SV5 sorkapocs (elosztó) a mikrokontroller be-/kimeneteihez
4. RESET gomb
5. Mikrokontroller modul Arduino® NANO (vagy kompatibilis) mini USB aljzattal
6. „L” LED, GPIO D13-hoz csatlakoztatva
7. SV6 csatlakozó (elosztó) a mikrokontroller be-/kimeneteihez
8. P1 potenciométer
9. JP3 tűfejléc a működési térfogat kiválasztásáhoztagA P1 és P2 potenciométerek e
10. P2 potenciométer
11. JP4 lábfej az SV12 csatlakozócsík X érintkezőjén lévő jel kiválasztásához
12. Csatlakozócsík SV12: SPI-interfész 5 V (az X érintkező jele a JP4-en keresztül van kiválasztva)
13. Csatlakozócsík SV11: SPI interfész 3.3 V
14. SV10 sorkapocs: IC interfész 5 V
15. SV8 sorkapocs: I2 C interfész 3.3 V
16. SV9 sorkapocs: 22 IC interfész 3.3 V
17. SV7 sorkapocs: Kapcsoló kimenet külső eszközökhöz
18. LC kijelző 2 x 16 karakterrel
19. 6 × nyomógombos kapcsolók K1 … K6
20. 6 × tolókapcsoló S1 … S6
21. JP2 tűfej a kapcsolóknak a mikrokontroller bemeneteihez való csatlakoztatásához.
22. SV4 sorkapocs: elosztó az üzemi térfogathoztages
23. Piezo csengő Buzzer1
24. SV1 sorkapocs: Kapcsoló kimenet külső eszközökhöz
25. SV3 sorkapocsléc: 3 × 3 LED mátrix oszlopai (D6…D8 kimenetek 330 Ω-os soros ellenállásokkal)
26. Csatlakozócsík SV2: 2 x 13 érintkező külső modulok csatlakoztatásához
27. 3 × 3 LED mátrix (9 piros LED)
28. JP1 fejléc a 3 × 3 LED mátrix sorainak a GPIOs D3 … D5 mikrokontrollerrel való összekapcsolásához
29. A JP6 tűfej „Buzzer” pozíciójában található jumper összeköti a Buzzer1-et a mikrokontroller GPIO D9-ével.

Az edzőtáblán lévő egyes kezelőszervek részletes leírása a következő szakaszokban található.

4.1 Az Arduino® NANO mikrokontroller modul 
A NANO vagy egy vele kompatibilis mikrokontroller modul az MCCAB Training Board-hoz csatlakozik (lásd az (5) nyilat az 1. ábrán, valamint a 2. ábrát és az M1-et a 4. ábrán). Ez a modul az ATmega328P AVR mikrokontrollerrel van felszerelve, amely vezérli a perifériás komponenseket az edzőpanelen. Továbbá a modul alsó oldalán található egy integrált átalakító áramkör, amely az UART mikrokontroller (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) soros interfészét köti össze a PC USB interfészével. Ez az interfész arra is szolgál, hogy a felhasználó által a számítógépén létrehozott programokat betöltsék a mikrokontrollerbe, vagy adatokat vigyenek át az Arduino IDE (fejlesztői környezet) soros monitorára/ról. A 2. ábrán látható két TX és RX LED jelzi a mikrokontroller TxD és RxD soros vonalain folyó adatforgalmat. Egy Arduino®

2. ábra: Arduino® NANO mikrovezérlő modul (Forrás: www.arduino.cc)

Az L LED (lásd a 2. ábrát és a (6) nyilat az 1. ábrán – az „L” jelölés eltérő lehet az Arduino NANO kompatibilis klónoknál) egy soros ellenálláson keresztül állandóan a mikrokontroller GPIO D13-ához van csatlakoztatva, és jelzi annak állapotát LOW ill. MAGAS. A +5 V voltagA modul alsó oldalán található szabályozó stabilizálja a térfogatottagAz Arduino ® NANO modul VIN-bemenetén keresztül az MCCAB Training Boardhoz kívülről van ellátva (lásd a 4.2 szakaszt).
Az Arduino ® NANO modul tetején található RESET gomb megnyomásával (lásd a 2. ábrát és a nyilat (4) az 1. ábrán) a mikrokontroller egy meghatározott kezdeti állapotba kerül, és egy már betöltött program újraindul. i A mikrokontroller összes felhasználó számára fontos be- és kimenete a két SV5 és SV6 sorkapocsléchez csatlakozik (nyíl (3) és nyíl (7) az 1. ábrán). Csatlakozók – ún. Dupont kábelek (lásd 3. ábra) – segítségével az SV5-nél és SV6-nál kivezetett mikrokontroller be-/kimenetei (más néven GPIO-k = General Purpose Inputs/Outputs) kezelőelemekhez (gombok, kapcsolók) kapcsolhatók. , …) az MCCAB Képzési Testületén vagy külső részein.

3. ábra: Különböző típusú Dupont kábelek a GPIO-k vezérlőelemekhez történő csatlakoztatásához

A felhasználónak konfigurálnia kell az Arduino® NANO mikrokontroller modul minden GPIO-ját a két SV5 és SV6 csatlakozócsíkon (nyíl (3) és nyíl (7) az 1. ábrán), amely Dupont kábelen keresztül csatlakozik az edzésen lévő csatlakozóhoz. kártyára vagy külső csatlakozóra, programjában a kívánt adatirányra be- vagy kimenetként!
Az adatirány beállítása az utasítással történik
pinMode(gpio, irány); // a „gpio” esetén írja be a megfelelő PIN-kódot // a „direction” esetén írja be az „INPUT” vagy „OUTPUT” kifejezést
Examples:
pinMode(2, OUTPUT); // A GPIO D2 kimenetként van beállítva
pinMode(13, INPUT); // A GPIO D13 bemenetként van beállítva
A 4. ábra az Arduino® NANO M1 mikrokontroller modul bekötését mutatja az MCCAB Training Boardon.

4. ábra: Az Arduino® NANO mikrokontroller modul bekötése az MCCAB oktatótáblán
Az Arduino® NANO mikrokontroller modul legfontosabb adatai:

• Üzemi köttage Vcc:	+5 V
•Külső tápellátású üzemi térfogattage a VIN-nél:	+8 V – +12 V (lásd a 4.2. szakaszt)
• Az ADC analóg bemeneti érintkezői:	8 (AO … A7, lásd a következő m jegyzeteket)
• Digitális bemeneti/kimeneti érintkezők:	12 (D2 … D13) ill. 16 (jegyzeteknek tűnik)
•A NANO modul jelenlegi fogyasztása:	kb. 20 mA
•Max. GPIO bemeneti/kimeneti árama:	40 mA
•Az összes GPIO bemeneti/kimeneti áramának összege:	maximum 200 mA
• Utasítási memória (flash memória):	32 KB
•Munkamemória (RAM memória):	2 KB
•EEPROM memória:	1 KB
• Órajel frekvencia:	16 MHz
• Soros interfészek:	SPI, I2C (az UART-hoz, úgy tűnik, megjegyzések)

Megjegyzések

• A D0 és D1 GPIO-k (az M2 modul 1. és 1. érintkezője a 4. ábrán) a mikrokontroller UART RxD és TxD jeleihez vannak hozzárendelve, és az MCCAB Training Board és a PC USB portja közötti soros összeköttetésre szolgálnak. . Ezért ezek csak korlátozott mértékben állnak a felhasználó rendelkezésére (lásd még a 4.3 pontot).
• Az A4 és A5 GPIO-k (az M23 modul 24-as és 1-es érintkezője a 4. ábrán) a mikrokontroller IC interfészének SDA és SCL jeleihez vannak hozzárendelve (lásd a 4.13 szakaszt), és ezért az LC-kijelző soros csatlakozására vannak fenntartva. az MCCAB Training Board (lásd a 4.9 szakaszt) és az SV2, SV8 és SV9 csatlakozócsíkokhoz csatlakoztatott külső I 10 C modulokhoz (15, (16) és (14) nyilak az 1. ábrán). Ezért csak az I 2 C alkalmazásokhoz érhetők el a felhasználó számára.
• Az A6 és A7 lábak (az ATmega25P mikrokontroller 26-ös és 328-os érintkezője a 4. ábrán csak analóg bemenetként használhatók a mikrokontroller Analog/Digital Converter (ADC) számára. Ezeket nem szabad a pinMode() funkcióval konfigurálni (még akkor sem). bemenetként!), ez a vázlat hibás viselkedéséhez vezet.. Az A6 és A7 állandóan csatlakozik a P1 és P2 potenciométer ablaktörlő kapcsaihoz (nyíl (8) és nyíl (10) az 1. ábrán), lásd a 4.3. .
• Az SV0 tűfejen található A3 … A6 csatlakozások (nyíl (7) az 1. ábrán) elvileg analóg bemenetek a mikrokontroller analóg/digitális átalakítójához. Ha azonban a 12 digitális GPIO D2 … D13 nem elegendő egy adott alkalmazáshoz, az A0 … A3 digitális bemenetként/kimenetként is használható. Ezután a 14-es (A0) … 17-es (A3) PIN-kóddal szólítják meg őket. 2 Plamples: pinMode(15, OUTPUT); // Az A1 digitális kimenetként használatos pinMode(17, INPUT); // Az A3 digitális bemenetként használatos
• Az SV12 tűfej D5 tűje (nyíl (3) az 1. ábrán) és a D13 és A0 … A3 tűk az SV6 tűfejen (nyíl (7) az 1. ábrán) a JP2 tűfejhez (nyíl (21) az ábrán) 1) és csatlakoztatható az S1 … S6 kapcsolókhoz vagy a hozzájuk párhuzamosan kapcsolt K1 … K6 nyomógombokhoz, lásd még a 4.6 fejezetet. Ebben az esetben a megfelelő érintkezőt digitális bemenetként kell konfigurálni a pinMode utasítással.

Az A/D konverzió pontossága
A mikrokontroller chipen belüli digitális jelek elektromágneses interferenciát keltenek, ami befolyásolhatja az analóg mérések pontosságát.
Ha az egyik GPIO-t A0 … A3 digitális kimenetként használjuk, fontos, hogy ez ne kapcsoljon át, miközben analóg/digitális átalakítás történik egy másik analóg bemeneten! A digitális kimenőjel A0…A3-on történő megváltoztatása analóg/digitális átalakítás során az egyik másik A0…A7 analóg bemeneten jelentősen meghamisíthatja az átalakítás eredményét.
Az IC interfész (A4 és A5, lásd 4.13. fejezet) vagy az A0…A3 GPIO-k digitális bemenetként történő használata nem befolyásolja az analóg/digitális átalakítás minőségét.

4.2 Az MCCAB Training Board áramellátása
Az MCCAB Training Board névleges üzemi egyenárammal dolgoziktage Vcc = +5 V, amelyet általában az Arduino NANO mikrokontroller modul mini-USB aljzatán keresztül táplálnak rá a csatlakoztatott PC-ről (5. ábra, 2. ábra és nyíl (5) az 1. ábrán). Mivel az edzésprogramok elkészítéséhez és továbbításához általában amúgy is a PC-re van csatlakoztatva, ez a tápegység ideális.
Ehhez az edzőtáblát mini-USB kábelen keresztül a felhasználó számítógépének USB-portjához kell csatlakoztatni. A PC stabilizált DC voltage kb. +5 V, amely galvanikusan le van választva a hálózatról voltage és USB interfészén keresztül maximum 0.5 A áramerősséggel terhelhető. A +5 V üzemi voltagAz e-t az ON (vagy POW, PWR) feliratú LED jelzi a mikrovezérlő modulon (5. ábra, 2. ábra). A +5 V voltagA mini-USB aljzaton keresztül táplált e csatlakozik a tényleges üzemi voltage Vcc az Arduino NANO mikrokontroller modulon a D védődiódán keresztül. A tényleges üzemi térfogattage Vcc enyhén csökken Vcc ≈ +4.7 V értékre a voltage csepp a D védődiódánál. Az üzemi térfogat kismértékű csökkenésetage nem befolyásolja az Arduino® NANO mikrokontroller modul működését. ® Alternatív megoldásként az edzőtábla egy külső DC voltage forrás. Ez a köttagAz e VX1 vagy VX2 kapocsra alkalmazva a VExt = +8 … +12 V tartományban kell lennie.tagAz e az Arduino NANO mikrovezérlő modul 30-as érintkezőjébe (= VIN) kerül betáplálásra vagy az SV4 csatlakozón keresztül, vagy az SV2 csatlakozóhoz csatlakoztatott külső modulról (lásd 5. ábra, 4. ábra és nyíl (22) vagy nyíl (26) az 1. ábrán) . Mivel a kártya a csatlakoztatott számítógépről kap áramellátást az USB aljzatán keresztül, nem lehet megfordítani az üzemi hang polaritását.tage. A két külső köttagA VX1 és VX2 csatlakozókra táplálható áramokat diódák választják le, a 4. ábra szerint. 

A D2 és D3 diódák biztosítják a két külső voltages VX1 és VX2 esetén, voltagtévedésből mindkét külső bemenetre egyszerre kell alkalmazni az e-t, mert a diódák miatt a két hang közül csak a magasabbtages elérheti az Arduino NANO M30 mikrokontroller modul bemeneti VIN-jét (5-as érintkező, lásd 4. és 1. ábra).
A külső DC voltagA mikrokontroller modulnak a VIN csatlakozóján keresztül táplált e +5 V-ra csökken, és a beépített vol stabilizáljatage szabályozó a mikrokontroller modul alsó oldalán (lásd a 2. ábrát). A +5 V üzemi voltagkötet által generált etagA szabályozó a D dióda katódjához csatlakozik az 5. ábrán. A D anódját a PC a +5 V-os potenciálra is csatlakoztatja, ha a számítógéphez csatlakoztatott USB-csatlakozó be van dugva. A D dióda így blokkolva van, és nincs hatással van az áramkör működésére. Az USB-kábelen keresztüli tápellátás ebben az esetben ki van kapcsolva. A +3.3 V-os segédlettagAz e-t az MCCAB Training Board-on egy lineáris voltage szabályozó +5 V üzemi voltage Vcc a mikrokontroller modulon, és maximum 200 mA áramot képes szolgáltatni.

Gyakran a projektekben hozzáférés a működési köttages szükséges, pl. a voltage külső modulok ellátása. Erre a célra az MCCAB Képzési Tanácsa a köttagSV4 elosztó (4. ábra és nyíl (21) az 1. ábrán), amelyen két kimenet található a vol.tage +3.3 V és három kimenet a voltage +5 V, valamint hat földelőcsatlakozás (GND, 0 V) ​​elérhető a VX1 csatlakozótüske mellett a külső vol.tage.

4.3 USB kapcsolat az MCCAB Training Board és a PC között
Azok a programok, amelyeket a felhasználó az Arduino IDE-ben (fejlesztői környezetben) fejleszt a számítógépén, USB-kábellel betöltődik az MCCAB Training Board ATmega328P mikrokontrollerébe. Ebből a célból az MCCAB Training Board mikrovezérlő modulját (nyíl (5) az 1. ábrán) mini-USB kábelen keresztül a felhasználó számítógépének USB-portjához kell csatlakoztatni.
Mivel a mikrokontroller modulon lévő ATmega328P mikrokontroller chipjén nincs saját USB interfész, a modul alsó oldalán egy integrált áramkör található, amely a D+ és D- USB jeleket az ATmega328P UART RxD és TxD soros jeleivé alakítja.
Ezen túlmenően lehetőség van az Arduino IDE-be integrált Serial Monitorra adatokat kiadni vagy onnan olvasni a mikrokontroller UART-ján és az azt követő USB-kapcsolaton keresztül.
Ebből a célból a „Serial” könyvtár elérhető a felhasználó számára az Arduino IDE-ben.
Az oktatótábla általában a felhasználó számítógépének USB interfészén keresztül is táplálkozik (lásd a 4.2 fejezetet).

Nem célja, hogy a felhasználó a mikrokontroller RX és TX jeleit, amelyek az SV5 tűfejléchez csatlakoznak (nyíl (3) az 1. ábrán), külső eszközökkel (pl. WLAN, Bluetooth adó-vevő vagy hasonló) való soros kommunikációhoz használja. , mert ez a meglévő védőellenállások ellenére károsíthatja a mikrovezérlő modul alsó oldalán található integrált USB UART átalakító áramkört (lásd 4.1. fejezet)! Ha a felhasználó mégis megteszi, akkor meg kell győződnie arról, hogy a PC és az Arduino NANO mikrokontroller modulja között egyszerre ne legyen kommunikáció! Az USB aljzaton keresztül érkező jelek a külső eszközzel való kommunikáció károsodásához, legrosszabb esetben a hardver károsodásához is vezethetnek! ®

4.4 A tizenegy LED D2…D12 a mikrokontroller GPIO-inak állapotjelzésére
Az 1. ábra bal alsó részén látható a 11 LED10 … LED20 LED (nyíl (1) az 1. ábrán), amelyek jelezhetik a mikrokontroller be-/kimeneteinek (GPIO-k) D2 … D12 állapotát.
A megfelelő kapcsolási rajz a 4. ábrán látható.
A megfelelő fénykibocsátó dióda csatlakoztatva van a GPIO-hoz, ha egy jumper van bedugva a JP6 tűfej megfelelő pozíciójába (nyíl (2) az 1. ábrán).
Ha a megfelelő GPIO D2 … D12 HIGH (+5 V) szinten van, amikor a JP6 jumperét csatlakoztatják, a hozzárendelt LED világít, ha a GPIO LOW (GND, 0 V), akkor a LED kialszik.

Ha a D2…D12 GPIO-k egyikét használják bemenetként, akkor szükség lehet a hozzárendelt LED deaktiválására a jumper eltávolításával, hogy elkerüljük a bemeneti jel terhelését a LED üzemi árama miatt (kb. 2 … 3 mA).
A GPIO D13 állapotát a saját L LED jelzi közvetlenül a mikrokontroller modulon (lásd 1. és 2. ábra). Az L LED nem kapcsolható ki.
Mivel az A0…A7 bemenetek/kimenetek alapvetően analóg bemenetekként szolgálnak a mikrokontroller analóg/digitális átalakítójához vagy speciális feladatokhoz (TWI interfész), nem rendelkeznek digitális LED állapotkijelzővel, hogy ne sértsék ezeket a funkciókat.

4.5 A P1 és P2 potenciométerek
Az 1. ábra alján található két P2 és P1 potenciométer forgótengelye (az 8. ábrán a (10) és a (1) nyíl) használható a térfogat beállítására.tages a 0 … VPot tartományba esik az ablaktörlő csatlakozásainál.
A két potenciométer bekötése a 6. ábrán látható.

6. ábra: A P1 és P2 potenciométerek bekötése
A két potenciométer ablaktörlő csatlakozásai az R6 és R7 védőellenállásokon keresztül csatlakoznak az Arduino® NANO mikrokontroller modul A23 és A24 analóg bemeneteire.
A D4, D6 vagy D5, D7 diódák védik a mikrokontroller megfelelő analóg bemenetét a túl magas vagy negatív hangerőtőltages.

Vigyázat:
Az ATmega6P A7 és A328 lábai mindig analóg bemenetek a mikrokontroller belső chip architektúrája miatt. Konfigurálásuk az Arduino IDE pinMode() függvényével nem megengedett, és a program hibás működéséhez vezethet.

A mikrokontroller analóg/digitális átalakítóján keresztül a set voltage egyszerű módon mérhető.
Example a P1 potenciométer értékének leolvasására az A6 csatlakozásnál: int z = analógRead(A6);
A 10 bites Z számérték, amelyet a voltage az A6-nál Z = szerint (1. egyenlet az 5. szakaszból) 1024⋅

A kívánt felső határ VPot = +3.3 V ill. A beállítási tartomány VPot = +5 V értéke a JP3 tűfejjel van beállítva (nyíl (9) az 1. ábrán). A VPot kiválasztásához a JP1 3. vagy 3. érintkezője egy jumper segítségével csatlakozik a 2. érintkezőhöz.
Melyik köttagAz e-t JP3-mal kell beállítani a VPot-hoz a referencia kötettől függőentage Az analóg/digitális átalakító VREF-je az SV6 tűfej REF csatlakozójánál (nyíl (7) az 1. ábrán), lásd az 5. részt.
A referencia kötettagAz A/D-konverter VREF-je az SV6 tűfej REF terminálján és a vol.tagA JP3-mal megadott VPot-nak egyeznie kell.

4.6 Az S1 … S6 kapcsolók és a K1 … K6 gombok
Az MCCAB Training Board hat nyomógombot és hat csúszókapcsolót biztosít a felhasználó számára a gyakorlatokhoz (nyilak (20) és (19) az 1. ábrán). A 7. ábra a vezetékezésüket mutatja. Annak érdekében, hogy a felhasználó állandó vagy impulzusjelet adjon az M1 mikrokontroller modul egyik bemenetére, párhuzamosan csatlakozik egy csúszókapcsoló és egy nyomógombos kapcsoló.
Mind a hat kapcsolópár közös kimenete védőellenálláson (R25 … R30) keresztül csatlakozik a JP2 tűfejhez (21. nyíl az 1. ábrán). A tolókapcsoló és a közös üzemi ellenállással (R31 … R36) rendelkező nyomógombos kapcsoló párhuzamos csatlakoztatása logikai VAGY műveletként működik: Ha a két kapcsoló valamelyikén keresztül (vagy mindkét kapcsolón egyszerre) a +5 V vol.tage van jelen a közös munkaellenálláson, ez a logikai HIGH szint a védőellenálláson keresztül a JP2 megfelelő 4-es, 6-es, 8-os, 10-as, 12-es vagy 2-es érintkezőjén is. Csak akkor, ha mindkét kapcsoló nyitva van, a közös csatlakozásuk nyitott, és a JP2 tűfej megfelelő érintkezője LOW (0 V, GND) szintre húzódik a védőellenállás és a munkaellenállás soros csatlakozásán keresztül.

7. ábra: Az S1 … S6 / K1 … K6 toló-/nyomógombos kapcsolók bekötése
A JP2 lábfej minden tűje csatlakoztatható az Arduino hozzárendelt A0 … A3, D12 vagy D13 bemenetéhez
NANO mikrokontroller modul egy jumperen keresztül. A feladat a 7. ábrán látható.
Alternatív megoldásként a JP2 tűfej 4., 6., 8., 10., 12. vagy 2. érintkezőjén lévő kapcsolócsatlakozás az Arduino® mikrovezérlő modul bármely D2…D13 vagy A0…A3 bemenetéhez csatlakoztatható az SV5 vagy SV6 tűfejeken ( nyíl (3) és nyíl (7) az 1. ábrán) Dupont kábel segítségével. Ez a rugalmas csatlakozási mód előnyösebb, mint az egyes kapcsolók fix hozzárendelése egy adott GPIO-hoz, ha az ATmega328P mikrokontroller hozzárendelt GPIO-ját egy speciális funkcióhoz (A/D-konverter bemenet, PWM kimenet…) használják. Így a felhasználó a kapcsolóit azokhoz a GPIO-khoz kötheti, amelyek az adott alkalmazásban ingyenesek, azaz nem foglalnak el speciális funkciót.

Programjában a felhasználónak bemenetként kell konfigurálnia az Arduino® NANO mikrokontroller modul minden GPIO-ját, amely egy switch porthoz csatlakozik, a pinMode(gpio, INPUT) utasítással; // a „gpio” esetén írja be a megfelelő PIN-kódot
Example: pinMode(A1, INPUT); // Az A1 az S2|K2 digitális bemeneteként van beállítva
Abban az esetben, ha a kapcsolóhoz csatlakoztatott mikrokontroller GPIO-ját véletlenül kimenetként konfigurálták, az R25…R30 védőellenállások megakadályozzák a rövidzárlatot +5 V és GND (0 V) között, amikor a kapcsolót működtetik, és a GPIO ALACSONY szintű. a kimenetén.

A nyomógombos kapcsoló használatához a vele párhuzamosan kapcsolt tolókapcsolónak nyitottnak kell lennie ("0" állás)! Egyébként a közös kimenetük tartósan HIGH szinten van, függetlenül a nyomógombos kapcsoló állásától.
A csúszókapcsolók kapcsolóállásait az 0. ábrán látható módon „1” és „1” jelzéssel látjuk el az edzőtáblán.
A 8. ábrán látható: Ha a kapcsoló „1” állásban van, a kapcsoló kimenete +5 V-ra van kötve (HIGH), „0” állásban a kapcsoló kimenete nyitott.

4.7 A piezo hangjelző Buzzer1
Az 1. ábra bal felső részén látható a Buzzer1 (nyíl (23) az 1. ábrán), amely lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy különböző frekvenciájú hangokat bocsásson ki. Alapáramkörét a 9. ábra mutatja.
A Buzzer1 csatlakoztatható az MCCAB Training Board mikrokontrollerének GPIO D9-éhez a JP6 lábfej „Buzzer” pozíciójában található jumper segítségével (nyíl (29) az 1. ábrán) (lásd 9. ábra, 4. ábra és nyíl (2)) az 1. ábrán). A jumper eltávolítható, ha a GPIO D9-re más célra van szükség egy programban.
Ha az áthidalót eltávolítják, a JP24 lábfej 6-es érintkezőjére is lehet külső jelet juttatni Dupont kábelen keresztül, és a Buzzer1 által kiadni.

9. ábra: A Buzzer1 bekötése
A hangok generálásához a felhasználónak a programjában egy olyan jelet kell generálnia, amely a kívánt hangfrekvenciával változik a mikrokontroller D9 kimenetén (a 9. ábra jobb oldalán látható).
A HIGH és LOW szintek gyors sorozata téglalap alakú AC voltage a Buzzer1-hez, amely időszakonként deformálja a kerámialapot a berregő belsejében, hogy a megfelelő hangfrekvencián hangrezgéseket keltsen.

A hang létrehozásának még egyszerűbb módja a mikrokontroller T/C1 (Timer/Counter 1) használata: Az Arduino NANO mikrokontroller modulon lévő ATmega1P AVR mikrokontroller T/C1 kimenete OC328A csatlakoztatható a mikrokontrolleren belüli GPIO D9-hez. Forgács. A T/C1 megfelelő programozásával nagyon könnyű olyan téglalapjelet előállítani, amelynek frekvenciája f = ® 1 ?? (T a téglalap jel periódusa) a berregő a kívánt hangra alakítja át. A 10. ábra azt mutatja, hogy a piezo berregő nem hifi hangszóró. Amint látható, a piezo zümmögő frekvenciaválasza minden, csak nem lineáris. A 10. ábrán látható diagram a Sonitron SAST-2155 piezo átalakítójának hangnyomásszintjét (SPL) mutatja 1 m távolságban a jelfrekvencia függvényében. A fizikai tulajdonságok és a természetes rezonanciák miatt bizonyos frekvenciák hangosabban, mások halkabban reprodukálódnak. Hasonló görbét mutat az MCCAB Training Board piezo hangjelzésének megfelelő diagramja.

10. ábra: A piezo berregő tipikus frekvenciaválasza (Kép: Sonitron)

E korlátozás ellenére a piezo berregő jó kompromisszum a mikrokontroller által generált hangok reprodukálási minősége és a kártyán lévő hely között, ami lehetővé teszi, hogy kis helyen is elférjen. Azokban az esetekben, amikor jobb minőségű hangkimenetre van szükség, a piezo berregőt le lehet választani a D9 kimenetről a jumper eltávolításával, és a D9 külső berendezéshez csatlakoztatható hangvisszaadás céljából az SV5 tűfejen, pl. Dupont kábelen keresztül (ha szükséges). , egy köttage osztó csökkenti a amplitude, hogy elkerüljük a bemenet sérülését stagés).

4.8 A 3 × 3 LED-es mátrix
Az 9. ábra bal oldalán található 1 LED egy 3 oszlopból és 3 sorból álló mátrixba van elrendezve (nyíl (27) az 1. ábrán). Áramkörük a 11. ábrán látható. A mátrix elrendezés miatt 9 LED a mikrokontroller 6 GPIO-jával vezérelhető.
A háromoszlopos A, B és C vezetékek állandóan csatlakoznak a mikrokontroller D8, D7 és D6 érintkezőihez a 11. ábrán látható módon. Az oszlopsorokban található három R5…R7 ellenállás korlátozza a LED-eken áthaladó áramot. Ezenkívül az oszlopvonalak az SV3 csatlakozóhoz csatlakoznak (nyíl (25) az 1. ábrán).

A háromsoros 1, 2 és 3 csatlakozások a JP1 tűfejhez vannak vezetve (nyíl (28) az 1. ábrán). A mikrokontroller D3…D5 érintkezőihez jumperekkel csatlakoztathatók. Alternatív megoldásként a JP1 fejléc 2-es, 3-es vagy 1-as érintkezője Dupont kábeleken keresztül csatlakoztatható az Arduino NANO mikrokontroller modul bármely D2…D13 vagy A0…A3 kimenetéhez mindkét SV5 és SV6 fejlécen (nyíl (3) és nyíl (7). az 1. ábrán, ha az Arduino ® NANO mikrokontroller modulon található ATmega3P mikrokontroller D5…D328 GPIO-jainak egyikét speciális funkcióhoz használják. A 9 LED a mátrixon belüli elrendezésüknek megfelelően A1 … C3 címkével van ellátva, például a B1 LED a B oszlopsorban és az 1. sor sorában található.

11. ábra: A kilenc LED 3 × 3-as mátrix formájában

A LED-eket általában a felhasználói program vezérli egy végtelen hurokban, amelyben az 1., 2. és 3. sor közül az egyik ciklikusan LOW potenciálra van állítva, míg a másik két sor MAGAS szintre vagy nagy impedanciájú. állapot (Hi-Z). Ha az ALACSONY szint által aktivált sorban egy vagy több LED világít, akkor az oszlop A, B vagy C kivezetése MAGAS szintre van állítva. Az aktív sorban lévő LED-ek oszlopkapcsai, amelyek nem világítanak, ALACSONY potenciálon vannak. Plample, ahhoz, hogy mind az A3, mind a C3 LED világítson, a 3. sornak ALACSONY, az A és C oszlopoknak MAGAS szinten kell lenniük, míg a B oszlopnak LOW szinten kell lennie, és mindkét sor 1. és 2. sorának MAGAS szinten kell lennie. nagy impedanciájú állapot (Hi-Z).
Vigyázat: Ha a 3 × 3 LED mátrix sorvonalai vagy a D3…D5 GPIO-khoz csatlakoznak a JP1 lábfejen található jumpereken keresztül, vagy a mikrokontroller más GPIO-jaihoz Dupont kábeleken keresztül, akkor ezek a sorok, valamint a D6…D8 oszlopsorok soha nem használható más feladatokhoz a programban. A mátrix GPIO-k kettős hozzárendelése hibás működéshez, vagy akár az edzőtábla károsodásához vezethet!

4.9 Az LC-kijelző (LCD)
Az 1. ábra jobb felső sarkában található az LC-kijelző (LCD) szöveg vagy számértékek megjelenítésére (nyíl (18) az 1. ábrán). Az LCD két soros; minden sor 16 karaktert jeleníthet meg. Áramkörét a 12. ábra mutatja.
Az LC-kijelző kialakítása a gyártótól függően változhat, pl. kék alapon fehér karakterek, sárga háttéren fekete karakterek vagy más megjelenés lehetséges.
Mivel az LCD nem minden programban szükséges, a +5 V üzemi voltagAz LCD e megszakítható a JP5 tűfejen lévő jumper meghúzásával, ha az LCD háttérvilágítása zavarja.

12. ábra: Az LC-kijelző csatlakozásai

Kontraszt beállítás
Az MCCAB Training Board vásárlójának az első indításkor be kell állítania az LC kijelző kontrasztját! Ehhez egy szöveg jelenik meg az LCD-n, és a kontrasztot úgy állítjuk be, hogy a 13. ábrán látható vágóellenállást (fehér nyíl a 13. ábrán) az edzőtábla aljáról csavarhúzóval megváltoztatjuk úgy, hogy a kijelzőn látható karakterek optimálisan jelennek meg.
Ha a hőmérséklet-ingadozások vagy az öregedés miatt újrabeállításra van szükség, a felhasználó szükség esetén módosíthatja az LCD kontrasztját a vágóellenállás beállításával.

13. ábra: Az LCD kontrasztjának beállítása csavarhúzóval

Az adatok továbbítása az LC-kijelzőre

Az LC-kijelző vezérlése az ATmega2P mikrokontroller soros TWI (=I328 C) interfészén keresztül történik. Az A4 csatlakozó az SV6 tűfejen (nyíl (7) az 1. ábrán) SDA (Serial DAta) adatvonalként, az A5 pedig SCL órajelként (Serial CLock) működik.
Az MCCAB Training Board LC-kijelzőjének I2 C-címe általában 0x27.
Ha gyártási okok miatt más címet kell használni, ezt a címet egy matrica jelzi a kijelzőn. A felhasználó vázlatában ezt a címet kell használni a 0x27 cím helyett.

Az LC-kijelzőre telepített vezérlő kompatibilis a széles körben használt HD44780 ipari szabvánnyal, amelyhez számos Arduino könyvtár (pl. https://github.com/marcoschwartz/LiquidCrystal_I2C) az interneten keresztül történő vezérléshez
IC2 busz. A könyvtárak általában ingyenesen letölthetők a megfelelő oldalról webtelek.

4.10 A meghajtó SV1 és SV7 kimenetet ad a nagyobb kimeneti áramok és voltages
Az SV1 (nyíl (24) az 1. ábrán) és az SV7 (nyíl (17. ábra) az 1. ábrán) tűfejekkel olyan terheléseket lehet be- és kikapcsolni, amelyek nagyobb áramot igényelnek, mint a kb. 40 mA, amit egy normál mikrokontroller kimenet maximum tud leadni. Az üzemi köttagA külső terhelés e legfeljebb +24 V, a kimeneti áram pedig 160 mA lehet. Ez lehetővé teszi a kisebb motorok (pl. ventilátormotorok), relék vagy kisebb izzók közvetlen vezérlését az edzőtábla mikrokontrollerével.
A 14. ábra a két meghajtó kimenet kapcsolási rajzát mutatja.

14. ábra: A meghajtó kimenete SV1 és SV7 a nagyobb kimeneti áramok érdekében

A 14. ábrán a szaggatott területek azt mutatják, hogy a terhelések hogyan kapcsolódnak a meghajtó kimenetéhez, plampegy relé és egy motor:

• A külső üzemi térfogat pozitív pólusatage csatlakozik az SV3 fejléc 1. érintkezőjéhez (a kártyán „+” jelzéssel), ill. SV7. A terhelés pozitívabb csatlakozása szintén az SV3 vagy SV1 tűfej 7. érintkezőjéhez csatlakozik.
• A terhelés negatívabb csatlakozása az SV2 fejléc 1. érintkezőjére (a kártyán „S” felirattal) csatlakozik, ill. SV7.
• A külső működési térfogat negatív pólusatage csatlakozik az SV1 fejléc 1-es érintkezőjéhez (a kártyán " " feliratú), ill. SV7.
  A sofőr stagAz SV1 állandóan csatlakozik a mikrokontroller GPIO D3-jához és a meghajtóhoztagAz SV7 állandóan csatlakozik a mikrokontroller GPIO D10 csatlakozójához. Mivel a D3 és a D10 a mikrokontroller PWM-képes kimenetei, könnyen vezérelhető, pl.ample, a csatlakoztatott egyenáramú motor fordulatszáma vagy egy izzó fényereje. A D1 és D8 védődiódák biztosítják, hogy a voltagAz induktív terhelések kikapcsolásakor fellépő csúcsok nem károsítják az s kimenetettage.
  A mikrokontroller D3 kimenetén lévő HIGH jel bekapcsolja a T2 tranzisztort, és az SV1 terhelés negatívabb csatlakozása a T2 kapcsolótranzisztoron keresztül a földre (GND) van kötve. Így a terhelés be van kapcsolva, mert a teljes külső üzemi voltage most leszáll róla.
  Az ALACSONY jel a D3-on blokkolja a T2 tranzisztort, és az SV1-re kapcsolt terhelés kikapcsol. Ugyanez vonatkozik a mikrokontroller D10 kimenetére és az SV7 fejlécre.

4.11 SV2 aljzat csatlakozó külső modulok csatlakoztatásához
Az SV2 aljzatcsatlakozón keresztül (26. nyíl az 1. ábrán) külső modulok és nyomtatott áramköri lapok dokkolhatók az MCCAB Training Boardhoz. Ezek a modulok lehetnek érzékelőkártyák, digitális/analóg átalakítók, WLAN- vagy rádiómodulok, grafikus kijelzők vagy áramkörök a bemeneti/kimeneti vonalak számának növelésére, hogy csak néhányat említsünk a sok lehetőség közül. Az MCCAB Training Board SV2 aljzatcsatlakozójához még komplett alkalmazásmodellek is csatlakoztathatók, mint például az irányítástechnika vagy a közlekedési lámpák vezérléséhez szükséges oktatási modulok, amelyek vezérléséhez sok GPIO szükséges, és a mikrokontrollerrel vezérelhető. Az SV2 anya csatlakozószalag 26 érintkezőből áll, amelyek 2, egyenként 13 érintkezős sorban vannak elrendezve. A páratlan sorszámú érintkezők a felső, a páros érintkezők az SV2 aljzatcsík alsó sorában vannak.

15. ábra: Az SV2 aljzat csatlakozó tűkiosztása

Az SV2 tűkiosztása a 15. ábrán látható. Az MCCAB Training Board külső moduljaihoz kapcsolódó összes csatlakozás az SV2 aljzatcsíkhoz van vezetve.
A D0 és D1 GPIO-k (RxD és TxD), valamint az A6 és A7 analóg bemenetek nincsenek csatlakoztatva az SV2-höz, mivel a D0 és D1 az MCCAB Training Board és a PC közötti soros kapcsolatra vannak fenntartva, és csak a felhasználó számára érhetők el. nagyon korlátozott módon (lásd a 4.1. szakasz megjegyzéseit), az A6 és A7 pedig állandóan csatlakozik az MCCAB Training Board P1 és P2 potenciométereinek ablaktörlő kapcsaihoz (lásd a 4.3 szakaszt), ezért nem használhatók másként.

A programjában a felhasználónak az Arduino NANO mikrokontroller modul minden GPIO-ját be kell állítania a két tűfejen, az SV5 és SV6 (nyíl (3) és nyíl (7) az 1. ábrán), amelyet az SV2 külső modulja használ, a szükséges adatirányhoz INPUT vagy OUTPUT néven (lásd 4.1 fejezet)! ®
Vigyázat: Az MCCAB Training Boardon található ATmega328P mikrokontroller GPIO-jait, amelyeket egy SV2-höz csatlakoztatott modul használ, nem szabad a programban más feladatokhoz használni. Ezeknek a GPIO-knak a kettős hozzárendelése meghibásodásokhoz, vagy akár az edzőtábla károsodásához vezethet!

4.12 A tűfejek az SPI-modulok csatlakoztatásához
Az SV11 (nyíl (13) az 1. ábrán) és az SV12 (nyíl (12) az 1. ábrán) tűfejek segítségével az MCCAB Training Board SPI-mesterként csatlakoztatható olyan külső slave modulokhoz, amelyek SPI interfésszel rendelkeznek (SPI = soros periféria). Felület). A soros periféria interfész gyors szinkron adatátvitelt tesz lehetővé az oktatótábla és a periféria modul között.
Az ATmega328P AVR mikrokontroller chipjén hardveres SPI található, melynek SS, MOSI, MISO és SCLK jelei a mikrokontroller chipen belül csatlakoztathatók a D10 … D13 GPIO-khoz az SV5 és SV6 tűfejeken (nyíl (3) és nyíl (7). ) az 1. ábrán).
Az Arduino IDE-ben az SPI-modulok vezérléséhez elérhető az SPI-könyvtár, amely a felhasználói programba az #include segítségével integrálva van.

16. ábra: Az SV11 SPI-csatlakozó tűkiosztása

Mivel az SPI modulok működési kötetteltage +3.3 V, valamint SPI modulok üzemi térfogattaltagAz e +5 V gyakori, az MCCAB Training Board az SV11-hez és az SV12-hez két, megfelelően vezetékes csatlakozócsíkot kínál mindkét lehetőség lefedésére.
Ha egy jumper rövidre zárja a JP2 fejléc 3. és 4. érintkezőjét (lásd a fenti 17. ábrát), akkor mindkét SV11 és SV12 SPI interfész a mikrokontroller ugyanazt a D10 kimeneti lábát használja, mint az SS (Slave Select) vonalat, amint azt a 16. és 17. ábra mutatja! Ezért a két SV11 vagy SV12 csatlakozó közül egyszerre csak az egyik csatlakoztatható SPI modulhoz, mert ugyanazon SS vonal egyidejű használata különböző eszközökhöz átviteli hibákhoz és rövidzárlatokhoz vezetne az SPI vonalakon! A 4.12.3. szakasz bemutatja annak lehetőségét, hogy ennek ellenére két SPI slave csatlakoztatható egyidejűleg az SV11-hez és az SV12-höz.

4.12.1 Az SV11 interfész +3.3 V üzemi feszültségű SPI modulokhoztage
Az SV11 csatlakozó (13. nyíl az 1. ábrán) lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy soros SPI-kapcsolatot (SPI = Serial Peripheral Interface) hozzon létre az MCCAB Training Board és egy +3.3 V üzemi feszültségű külső SPI-modul között.tage, mivel az SS, MOSI és SCLK SPI kimeneti jelek szintje az SV11 interfészen 3.3 V-ra csökkentage osztók. A MISO SPI bemeneti vonal 3.3 V-os szintjét az ATmega328P AVR mikrokontroller HIGH jelként ismeri fel, ezért nem kell 5 V-ra emelni. Az SV11 kábelezése a 16. ábrán látható.

4.12.2 Az SV12 interfész +5 V üzemi feszültségű SPI modulokhoztage
Az SV12 interfész (12. nyíl az 1. ábrán) lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy soros SPI-kapcsolatot létesítsen az MCCAB Training Board és egy +5 V üzemi feszültségű külső SPI slave között.tage, mert az SV12 interfész SS, MOSI, MISO és SCLK jelei 5 V jelszinttel működnek.
Az SV12 kábelezése a 17. ábrán látható.

17. ábra: Az SV12 SPI-csatlakozó tűkiosztása

Az SV12 tűfejen lévő érintkezők elrendezése megfelel az AVR gyártó Microchip AVR programozói interfészének javasolt tűkiosztásának, amely a 18. ábrán látható. Ez lehetőséget ad a felhasználónak az ATmega328P bootloaderének újraprogramozására egy megfelelő programozó eszközzel. az SPI felületet, pl. ha frissítésre van szüksége egy új verzióra, vagy véletlenül törölték.

18. ábra: Az AVR programozói interfész javasolt tűkiosztása

Az X jel kiválasztása az SV5 12. érintkezőjén
A kívánt alkalmazástól függően az SV5 12. érintkezőjén lévő X csatlakozóhoz (17. ábra) különböző jelek rendelhetők:

1. Egy jumper köti össze a JP2 tűfej 3. és 4. érintkezőjét.
   Ha a JP2 lábfej 3. és 4. érintkezője (lásd a fenti 17. ábrát és a (11.) nyilat az 1. ábrán) rövidre zárja egy jumperrel, akkor a mikrokontroller GPIO D10 (SS jel) az SV5 csatlakozó 12. érintkezőjéhez csatlakozik. Az SV12 normál SPI interfészként használatos az SS (Slave Select) GPIO D10-el.
   Ebben az esetben mindkét SV11 és SV12 SPI interfész ugyanazt a D10 SS vonalat használja! Ezért a két SV11 vagy SV12 csatlakozócsík közül csak az egyik csatlakoztatható SPI modulhoz, mert ugyanazon SS vonal egyidejű, különböző eszközök általi közös használata átviteli hibákat és rövidzárlatokat okozna az SPI vonalakon!
2. Egy jumper köti össze a JP1 tűfej 2. és 4. érintkezőjét. Ebben az esetben a mikrokontroller RESET vonala az SV5 lábfej 12. érintkezőjéhez csatlakozik. Ebben az üzemmódban az SV12 az ATmega328P mikrokontroller programozói interfészeként működik, mivel a programozási folyamathoz az ATmega328P RESET vonalát az SV5 lábfej X (12. érintkező) érintkezőjéhez kell csatlakoztatni. Ebben a módban az ATmega328P az SPI slave, a külső programozó pedig a master.

4.12.3 SPI-modulok egyidejű csatlakoztatása az SV11-hez és az SV12-hez
Ha egy 3.3 V-os modult és egy 5 V-os modult egyidejűleg kell csatlakoztatni az MCCAB Training Boardhoz, ez a 19. ábrán látható huzalozással valósítható meg. A JP1 lábfej 3. és 4. érintkezője nincs csatlakoztatva, A JP2 4. érintkezője Dupont kábelen keresztül csatlakozik a D2…D9 digitális GPIO egyikéhez az SV5 tűfejen (3. ábrán a (1) nyíl) a 19. ábrán látható módon. egy további SS jel az SV328 tűfej X csatlakozóján (5. érintkező). A 12. ábra a plample a D9 kiegészítő csatlakozójaként SS2.

19. ábra: Két SPI modul egyidejű csatlakoztatása az MCCAB Training Boardhoz Ebben az esetben mindkét SV11 és SV12 SPI interfész egyidejűleg csatlakoztatható külső SPI slave-ekhez, mivel az SV11 és SV12 is különböző SS vonalakat használ most: ALACSONY szint A GPIO D10 aktiválja az SPI-modult az SV11-nél, és a LOW szinten a GPIO D9-nél az SPI-modult az SV12-nél (lásd: 19. ábra).
Az MCCAB Training Board mikrovezérlője egyszerre csak egy, a buszra SV11-en vagy SV12-n keresztül csatlakoztatott modullal cserélhet adatot. Amint a 19. ábrán látható, mindkét SV11 és SV12 interfész MISO vonalai össze vannak kötve. Ha mindkét interfész egyszerre aktiválódna LOW szinten az SS-csatlakozóján és adatokat továbbítana a mikrokontrollernek, akkor átviteli hibák és rövidzárlatok keletkeznének az SPI vonalakon!

4.13 Az SV8, SV9 és SV10 tűfejek a TWI (=I2C) interfészhez
Az SV8, SV9 és SV10 tűfejek (15, (16) és (14) nyilak az 1. ábrán) segítségével a felhasználó létrehozhat egy soros I.
C = Inter-Integrated Circuit) a mikrokontroller oktatókártyán külső I2 C csatlakozással (I2C modulok. Az AVR mikrokontroller ATmega328P adatlapján az I2C interfész neve TWI (Two Wire Interface) A három csatlakozó bekötése a 20. ábra mutatja. 

20. ábra: A TWI (=I2C) interfész az MCCAB oktatótáblán

C modulok +3.3 V üzemi térfogattaltage csatlakozik az SV8-hoz vagy az SV9-hez. Egy szintbeállítás stagAz e az SV8 és SV9 esetén az ATmega5P AVR mikrokontroller 328 V-os jelszintjét a külső modulok 3.3 V-os jelszintjére csökkenti. Az I Az SV10-nél azok az I 2 C modulok vannak csatlakoztatva, amelyek az üzemi voltage +5 V. Az I 2 C interfész csak a két kétirányú SDA (Serial DAta) és SCL (Serial CLock) vonalból áll. A jobb megkülönböztetés érdekében a 20. ábrán az SDA és SCL vonalakat 5V utótaggal jelöltük a szintbeállítás s előtttage és a 3V3 utótaggal a szintbeállítás után stage. Az ATmega328P AVR mikrokontroller chipjén hardveres TWI (Two Wire Interface, funkcionálisan megegyezik az I 2 C interfésszel) található, melynek SDA és SCL jelei a mikrokontroller chipen belül csatlakoztathatók az SV4 tűfejen található A5 és A6 GPIO-khoz ( nyíl (7) az 1. ábrán).
Az Arduino IDE-ben az I 2 C modulok vezérléséhez elérhető a vezetékes könyvtár, amely az #include segítségével integrálva van a felhasználói programba . 2

Tippek az ATmega328P analóg/digitális átalakítójának használatához

Alapbeállításban bekapcsolása után az üzemi voltagAz Arduino NANO mikrokontroller modul analóg/digitális átalakítója (ADC) analóg vol.tage tartomány VADC = 0 … +5 V. Ebben az esetben a +5 V üzemi voltagA mikrokontroller modul e Vcc-je egyben a referencia voltage az ADC VREF-je, feltéve, hogy az SV6 csatlakozó REF kivezetése (nyíl (7) az 1. ábrán) nincs csatlakoztatva. Az ATmega328P ADC egy analóg bemenetet alakít áttage VADC az egyik A0 … A7 bemenetén egy digitális 10 bites Z értékbe. A Z számérték bináris ill. hexadecimális számtartomány ®

Z = 00 0000 00002 … 11 1111 11112 = 000 … 3FF16.
Ez a decimális számtartománynak felel meg
Z = 0 … (2–1) = 0 ….

102310

1024

Az analóg bemenet megengedett tartománya voltage VADC = 0 V … 10 1023 REFV⋅
Az analóg/digitális átalakítás pontossága elsősorban a referencia kötet minőségétől függtage VREF, mert a mikrokontroller analóg/digitális átalakítója által generált 10 bites Z számértékre vonatkozik:

Z =.1024 (1. egyenlet)

A VADC a bemeneti voltagAz analóg/digitális átalakító e az egyik A0…A7 és VREF bemenetén a referencia térfogattage készlet az átalakítóhoz. A referencia köttagAz e egy nagy impedanciájú voltmérővel mérhető az SV6 REF kapcsa és az áramköri GND földelés között. Az analóg/digitális konverzió eredménye egy egész szám, azaz a két térfogat osztásából származó tetszőleges tizedesjegyektages VADC és VREF le van vágva. A +5 V üzemi voltagA PC által az USB kábelen keresztül betáplált e-t a számítógép kapcsolóüzemű tápegysége állítja elő. Azonban az output voltagA kapcsolóüzemű tápegység e általában nem elhanyagolható AC voltage komponens van rárakva, ami csökkenti az analóg/digitális átalakítás pontosságát. Jobb eredmény érhető el a +3.3 V-os segédvolt használatávaltage stabilizálva a lineáris voltage szabályozó az MCCAB Képzési Tanácsában, mint referencia kötettage az analóg/digitális átalakítóhoz. Ebből a célból az ATmega328P analóg/digitális átalakítója inicializálva van a programban az analógReference(EXTERNAL) utasítással; // beállítja a voltage a REF érintkezőnél referencia voltage a megváltozott referencia köttagAz SV6 tűfej e és REF érintkezője (nyíl (7) az 1. ábrán) Dupont kábelen vagy áthidalón keresztül csatlakozik az SV3.3 tűfej szomszédos +3 V 3V6 lábához.
Felhívjuk figyelmét, hogy az analóg voltage VADC a referencia köttagAz e VREF = 3.3 V továbbra is digitális 10 bites értékekké alakul át a 0 … 102310 tartományban, de az analóg/digitális átalakító mérési tartománya a VADC = 0 … +3.297 V tartományra csökken.
Cserébe az átalakítási eredmények finomabb felbontását érjük el, mert az LSB (a legkisebb feloldható érték) már csak 3.2 mV.

A bemenet voltage Az analóg/digitális átalakító VADC értékének az A0 … A7 analóg bemeneteinél az SV6 tűfejen mindig kisebbnek kell lennie, mint az SV6 REF kapcsa VREF értéke!
A felhasználónak gondoskodnia kell arról, hogy a VADC < VREF!
Az „A/D konverzió pontosságáról” lásd még a 11. oldalon található megjegyzést.

Az „MCCAB_Lib” könyvtár az MCCAB Képzési Tanácsa számára

Az MCCAB Training Board számos hardverelemének (kapcsolók, gombok, LED-ek, 3 × 3 LED mátrix, berregő) vezérlésének támogatására az „MCCAB_Lib” könyvtár áll rendelkezésre, amely ingyenesen letölthető az Internetről  www.elektor.com/20440 az oktatótábla vásárlói által.

További irodalom az MCCAB Training Board használatáról

A „Microcontrollers Hands-On Course for Arduino Starters” (ISBN 978-3-89576-5452) című könyvben nemcsak a mikrokontrollerek programozását és az Arduino IDE-ben használt C programozási nyelvet talál részletesen. a programok megírásához, hanem az „MCCAB_Lib” könyvtár metódusainak részletes leírása és számos alkalmazás pl.amples és edzésprogramok az MCCAB Training Board használatához.

Dokumentumok / Források

elektor Arduino NANO Training Board MCCAB [pdf] Használati utasítás Arduino NANO Training Board MCCAB, Arduino, NANO Training Board MCCAB, Training Board MCCAB, Board MCCAB

Hivatkozások

• Felhasználói kézikönyv