Здесь представлены примеры различных программ на языке Си для микроконтроллеров Atmel AVR. Все примеры написаны под микроконтроллер ATmega16, поэтому при переносе на другие МК семейства AVR это нужно учитывать. Тактовая частота микроконтроллера во всех примерах 8 МГц (используется тактирование от внутреннего генератора). Код примеров разбит на блоки и снабжен комментариями.
Проекты написаны в среде Eclipse (инструкция по установке и настройке Eclipse для AVR) и легко могут быть импортированы в Eclipse. Также можно использовать данные проекты и в среде AVR studio (изменится только структура файлов проекта). При обнаружении ошибок просьба сообщить на почту.
Blink – Самый простой пример. К порту C подключены 8 светодиодов. Светодиоды зажигаются логической единицей на линии порта. В цикле светодиоды порта включаются и выключаются. Свеобразный аналог Hello World в мире встраиваемых систем.
IO Ports – В данном примере рассматривается работа с портами ввода-вывода. К порту C подключены 8 светодиодов (линии 0-7). К линии 2 порта D подключена кнопка, с подтяжкой на землю. При нажатии кнопка выдает на линию 0 порта С уровень логической единицы.
КАК СТАТЬ ДИДЖЕЕМ С НУЛЯ
Цикл программы организован следующим образом: при запуске включается бегущий огонь, сначала загорается светодиод на линии 0 порта C, затем на линии 1 и т.д. По достижении линии 7 направление бегущего огня меняется (от 7 к 0). При нажатии на кнопку бегущий огонь останавливается и загораются одновременно все светодиоды. После повторного нажатия на кнопку бегущий огонь продолжает перемещаться с места остановки.
Dynamic Indication – В данном примере рассматривается работа с 7-сегментным индикатором. В моём случае он имеет 4 разряда (цифры). Поскольку у меня на плате установлены транзисторы для управления разрядами, то управление осуществляется выводом логической единицы и на разряды и на сегменты. Схема подключения следующая: к линиям 0-7 порта C подключены сегменты индикатора, а к линиям 0-3 порта В разряды индикатора. При запуске на индикатор выводятся цифры 1 2 3 4.
UART – В данном примере рассматривается периферийного модуля UART (универсальный асинхронный приёмопередатчик). Модуль UART можно настроить как на работу с прерываниями, так и без них (вручную, путём работы с флагами).
Пример работает следующим образом: при получении байта, МК переходит в обработчик прерывания (используется только прерывание по приёму данных) и разбирает численное значение байта (0-255) на цифры, которые и выводятся на 7-сегментный индикатор. Схема подключения аналогична предыдущему примеру. Передача осуществляется по двум линиям UART (порт D линии 0-1), к которым необходимо подключить линии RX и TX преобразователя USB-UART. Для настройкки без прерываний необходимо обнулить бит RXCIE в регистре UCSRB и вручную опрашивать интерфейс в основном цикле программы.
Clock – В данном примере рассматривается реализация простых часов с 7-сегментным индикатором и парой кнопок. Только здесь уже требуется 6 разрядов, хотя секунды можно опустить. Кнопки с подтяжкой на землю. При нажатии кнопка выдает на линию высокий логический уровень.
Программирование ПЛК (программируемых логических контроллеров). Введение.
Индикатор подключается как и в предыдущих примерах (сегменты к порту C, разряды к порту B), а кнопки к линиям 2-3 порта D. Кнопка используется PD2 для установки минут, а PD3 для установки часов. По нажатию каждой из кнопок увеличивается значение соответствующего разряда (минуты или часы).
DS18B20 – В данном примере рассматривается работа с цифровым датчиком температуры DS18B20. Показания температуры выводятся на 7-сегментный индикатор. Вывод DQ датчика поключен к ноге (пину) PD5. Линия должна быть подтянута к плюсу питания резистором на 4.7-10 кОм (согласно документации). Датчик опрашивается каждые 5 секунд.
Температура выводится на 4-разрядный индикатор: знак, два разряда на целуюю часть и один на вещественную. Документация к датчику здесь.
DHT11 – В данном примере рассматривается работа с датчиком температуры и влажности DHT11. Показания температуры выводятся на 7-сегментный индикатор. Вывод DATA (также SDA) датчика поключен к ноге (пину) PD5. Линия должна быть подтянута к плюсу питания резистором на 4.7-10 кОм (согласно документации). Датчик опрашивается каждые 5 секунд.
Измеряются температура и влажность, но на дисплей выводится только влажность (целое двухзначное число). Документация к датчику здесь.
DHT22 – В данном примере рассматривается работа с датчиком температуры и влажности DHT22. По сравнению с DHT11 данный датчик обладает большей точностью и более широким диапазоном измерений. Показания температуры выводятся на 7-сегментный индикатор. Вывод DATA (также SDA) датчика поключен к ноге (пину) PD5.
Линия должна быть подтянута к плюсу питания резистором на 4.7-10 кОм (хотя согласно документации это и необязательно). Датчик опрашивается каждые 5 секунд. Измеряются температура и влажность, но на дисплей выводится только влажность (вещественное двухзначное число с одним знаком после запятой). Документация к датчику здесь.
BMP180 – В данном примере рассматривается работа с цифровым датчиком температуры и атмосферного давления BMP180. Показания атмосферного давления выводятся на 7-сегментный индикатор. Датчик подключаетсяпо интерфейсу I2C. Линии SDA и SCL должны быть подтянуты к плюсу питания резисторами на 4.7-10 кОм. Датчик опрашивается каждые 10 секунд.
Измеряются температура и давление, но на дисплей выводится только атмосферное давление в мм. ртутного столба (целое число). Документация к датчику здесь.
BH1750 – В данном примере рассматривается работа с цифровым датчиком освещенности BH1750. Показания освещенности выводятся на 7-сегментный индикатор. Датчик подключается по интерфейсу I2C. Линии SDA и SCL должны быть подтянуты к плюсу питания резисторами на 4.7-10 кОм. Датчик опрашивается каждые 5 секунд.
Документация к датчику здесь.
Видео: » c для avr (Функция)» Уроки программирования микроконтроллеров avr на си Скачать
Видео: Как просто научиться программировать микроконтроллеры PIC и AVR / Бегущие огни за 8 минут! Скачать
ADC Indication – Данный пример аналогичен примеру с UART. Отличие в том, что байт берется с линии 0 порта А (линия 0 АЦП, ADC0). Микроконтроллер по таймеру производит аналого-цифровое преобразование напряжения на линии 0 порта А, (младшие 2 бита отбрасываются как шум). При измерении используется внутренняя опора 5 В. К линии PD2 порта D подключена кнопка, которая определяет режим вывода показаний.
При нажатии на кнопку выводится результат измерений в виде числа от 0 до 255. Если кнопка не нажата, то результат измерений переводится в вольты и выводится на индикатор (с точностью до десятых).
Fast PWM – В данном примере показана настройка аппаратного ШИМ (широтно-импульсная модуляция, англ. PWM). К линиям 4 и 5 порта D подключены светодиоды, а к линиям 2-3 и 6-7 порта D – кнопки каналов A и B соответственно. Кнопки с подтяжкой на землю (при нажатии кнопка выдает на линию порта уровень логической единицы) Кнопки на линях 2 и 3 соответственно увеличивают и уменьшают коэффициент заполнения ШИМ (меняется яркость светодиода) канала А. Кнопки на линях 6 и 7 соответственно увеличивают и уменьшают коэффициент заполнения ШИМ канала B. Число сравнения для каждого из каналов меняется в диапазоне от 0 до 255. Для канала А шаг изменения равен 10, для канала В шаг равен 5.
HCSR04 – В данном примере рассматривается работа с ультразвуковым датчиком расстояния HCSR04. К линии PD3 подключен вывод Trigger датчика, а к линии PD2 вывод Echo. Поключение 7-сегментного индикатора аналогично предыдущим примерам. МК периодически опрашивает датчик и определяет расстояние до препятсвия в сантиметрах. После этого число разбивается на цифры и выводится на дисплей.
Документация к датчику здесь.
Matrix Keyboard – В данном примере показана работа с матричной клавиатурой. Микроконтроллер динамически опрашивает клавиатуру, а затем определяет номер нажатой клавиатуры. Размер поля 3 на 3 – получаем 9 кнопок. Нажатие первых 8-ми приводит к зажиганию светодиода на соответствующей линии порта А, нажатие 9-ой кнопки зажигает все светодиоды порта А. Матричная клавиатура подключается к линиям 0-5 порта С (три столбца и три строки). В архиве схема и печатная плата матричной клавиатуры (Diptrace).
Shift Register – В данном примере рассматривается работа с модулем SPI на примере сдвигового регистра 74HC595. К регистру подключены светодиоды, в качестве линии CS используется линия 4 порта B (вывод not SS). Линия DS (14 нога) регистра идет к MOSI (PB5), линия SHCP (11 нога) к линии SCK (PB7), линия STCP (12 нога) к линии SS (PB4).
Линии MR (10 нога) и OE (13 нога) должны быть подтянуты к высокому и низкому логическим уровням соответственно. По таймеру микроконтроллер меняет состояние светодиодов: поочерёдно горят то чётные светодиоды, то нечётные. Если при этом передать байт по UART’у, то он будет выведен в порт на светодиоды. Чтобы обратно переключиться в режим мигания необходимо послать по UART’у 0x00 (ноль). Документация к микросхеме 74HC595 здесь.
SG-90 Servo – В данном примере рассматривается работа с сервоприводом SG-90. Используется аппаратный ШИМ. Линия ШИМ сервпопривода подключена к каналу А аппаратного ШИМ. Кнопки поворота подключены к линиям PD2 и PD3. Кнопка на линии PD2 увеличивает длительность импульса, кнопка на линии PD3 уменьшает длительность импульса. Длительность импульса меняется от 1 до 2 мс.
Описание сервомотора здесь.
RGB Lamp – В данном примере рассматривается работа с трехцветным RGB-светодиодом. Реализовано плавное переливание цветов с использованием программного ШИМ. Линии красного, зеленого и синего цветов подключаются соответственно к линиям 2, 3 и 4 порта D.
TSOP4836 NEC – В данном примере рассматривается работа с фотоприемником TSOP4836 и протоколом передачи NEC, который широко используется в инфракрасных пультах дистанционного управления. При получении команды на дисплей выводится ее код. Поключение 7-сегментного индикатора аналогично предыдущим примерам. Описание фотоприемника здесь.
WS2812 Ring – В данном примере рассматривается работа со светодиодами WS2812 с встроенным ШИМ-контроллером. К контроллеру подключено такое кольцо из 16 светодиодов (количество светодиодов в кольце можно указать в коде). Библиотека для работы с WS2812 не моя (взята на гитхабе и немного допилена, копирайт сохранён). В программе сначала задается массив цветов (красный, зеленый, синий), а затем в цикле реализуется их сдвиг и плавным изменением интенсивности. Линия IN первого светодиода подключается к линии PD2 порта D. Описание светодиодов здесь.
MFRC522 RFID – В данном примере рассматривается работа со считывателем RFID карточек MFRC522. Cчитыватель подключён к контроллеру по стандартной схеме. Библиотека для работы с MFRC522 не моя (взята на гитхабе и немного допилена, копирайт сохранён). При запуске контроллер определяет тип ридера и отправляет данные в UART. Затем идет непрерывная проверка обнаружения RFID устройств.
При поднесении карточки или брелка считывается его адрес и отправляется в UART (адрес 32 бита, 4 байта). Описание считывателя здесь.
Введение
1. Подготовка к изучению
Для изучения нам понадобятся:
Стандартные библиотеки C для микроконтроллеров AVR ;
Видео: c для avr (макросы) программирование на си для avr микроконтроллеров Скачать
Источник: altarena.ru
Микроконтроллеры. Составление программы. Инструменты проектирования схем, программирования, отладки, моделирования
Итак, о хорошем дальше. Во-первых, в интернете и программных пакетах разработчика существует уже масса типовых решений с исходным кодом и схемами. И этим можно и даже нужно пользоваться! Гугл никто не отменял. Вы сможете найти если не 100%, то как минимум 70% ‘кирпичиков’, из которых вы начнете создавать свое индивидуальное устройство.
Идеально, конечно, если нужное вам устройство уже кто-то создал и вам останется лишь повторить схему и прошить микрокод. Схем и вправду много. И я на первых порах этим с удовольствием пользовался.
Во-вторых, не нужно сразу бежать в магазин и покупать массу радиодеталей и сам микроконтроллер. Вы сможете творить полностью виртуально! Вы не ‘спалите’ пару микроконтроллеров, реле, датчиков. Сохраните массу времени и нервов.
И только когда у вас все ‘заработает’ с некоторыми допущениями в виртуальной среде, вы просто распечатаете себе список компонентов и с легкой душой отправитесь в магазин. Не забудьте прикупить парочку лишних деталек. В процессе сборки и отладки случаются всякие казусы. Это позволит вам не бегать лишний раз в магазин, а в будущем иметь запасные части, которые могут выйти из строя, особенно, если автоматика ответственная.
Программирование. Инструменты
Вашему вниманию подборка материалов:
Практика проектирования электронных схем Искусство разработки устройств. Элементная база. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Подробные описания.
Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам
Контроллер без ‘программной начинки’ нам ничего не сделает. Увы. Поэтому нужно написать для него программу. На его языке. И записать эту программу непосредственно в специальную память микроконтроллера.
Эта специальная память позволяет гарантированно делать до 1000 перепрошивок устройства. Обычно этого более чем достаточно. Если вы когда-нибудь меняли прошивку в своем телефоне, то процесс практически идентичен. Только теперь прошивку создаете вы сами! Здорово, правда?
А еще лучше, что в любой момент вы можете добавить парочку новых функций, подправить программку и обновить прошивку.
Я все же рекомендую вам писать программы на Си. Во-первых, это удобнее и вы получаете результат гораздо быстрее. Код ваш существенно короче, структурированнее и нагляднее. «Узкие» или специальные вещи можно всегда вставлять в код Си на ассемблере – непосредственно командами микроконтроллера. Почти 100%, что они у вас появятся в исходном тексте.
Во-вторых, уже существуют множество библиотек Си для различных элементов (датчики, контроллеры и пр).
В-третьих, вы избавляете себя от множества ошибок при кодировании и гораздо повышаете скорость и удобство отладки. Искать ‘жучки’ в ассемблерном коде гораздо тяжелее.
Резюмируя – писать на ассемблере круто, удовольствия от работающей программы гораздо больше, программа будет занимать меньше места, но ваши трудозатраты вырастут многократно. Одним словом – это жесть. Последний раз в жизни я писал чисто ассемблерные программы году эдак в 1990м для процессора 80486. Тогда это было оправдано – программисты соревновались за каждый байт кода, и это вызывало неимоверный интерес.
Да и потом, когда проходит время, лучше открыть Си код. Я, например, склонен к самоочистке мозга и через некоторое время смотрю на собственный код как в первый раз. Поэтому предпочитаю смотреть на более удобочитаемый.
Как всегда вам необходимо для себя найти инструментарий разработки и моделирования. Я для себя остановился на следующем:
Компилятор Си со средой разработки – CodeVisionAVR. Очень ‘легкая’ программка. Включает массу опций, собственные библиотеки для различных чипов и работу с программаторами. Чем он отличается от того Си, который у вас, возможно, уже установлен на компьютере?
Тем, что он компилирует вашу программу непосредственно в код машинных команд МК и учитывает его архитектуру для размещения и исполнения программы. Таким образом, собранная и скомпилированная в машинный код, программа, сразу будет пригодна для прошивки непосредственно в память МК.
Хорошим подспорьем в этой программе будет Мастер CodeWizardAVR. C помощью него очень удобно генерировать код для использования таймеров, прерываний, шин и пр.
Среда для разработки схем и пошаговой отладки: Proteus Pro (ISIS). Содержит достаточно обширную базу электронных компонентов, удобна в работе. Содержит также примеры схем. Ценным свойством является возможность редактирования компонентов и возможность прямо из программы загрузить дейташит изготовителя на нужную детальку.
Непосредственно в этой программе вы можете выполнять свою программу на выбранном микроконтроллере и следить за виртуальной работой вашего устройства. В конце проектного цикла программа позволяет от схемы переходить непосредственно к печатным платам.
К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.
Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи.
Пушпульный импульсный преобразователь напряжения. Выбор ключа — биполя.
Как сконструировать пуш-пульный импульсный источник питания. Как выбрать мощные .
Диодные схемы. Схемные решения. Схемотехника. Частота, мощность, шумы.
Классификация, типы полупроводниковых диодов. Схемы, схемные решения на диодах. .
Силовой импульсный преобразователь, источник синуса, синусоиды, синусо.
Принцип работы, самостоятельное изготовление и наладка импульсного силового прео.
Зарядное устройство. Импульсный автомобильный зарядник. Зарядка аккуму.
Схема импульсного зарядного устройства. Расчет на разные напряжения и токи.
Пушпульный импульсный источник питания. Онлайн расчет. Форма. Подавлен.
Как рассчитать пуш-пульный импульсный преобразователь напряжения. Как подавить п.
Источник: gyrator.ru
Урок 1. Введение. Общие сведения, скорее впечатления, об STM32.
Вводная статья курса уроков по программированию микроконтроллеров STM32.
Этой статьей начинаю цикл уроков, посвященных программированию микроконтроллеров STM32.
Тема очень интересная, по популярности может превзойти ”Уроки Ардуино”. В принципе, это в какой-то степени продолжение или расширение ”Уроков Ардуино”. По крайней мере, я собираюсь постоянно ссылаться на статьи из этой рубрики, проводить аналогию между ними и уроками STM32.
Я не призываю бросать программировать на Ардуино и переходить только на STM32. Но есть задачи, которые на Ардуино выполнить невозможно или намного сложнее. Да и разве плохо уметь создавать системы, устройства на обоих типах микроконтроллеров.
Язык программирования в принципе один и тот же. Тем более одинаковы аппаратные компоненты, подключаемые к контроллеру: кнопки, светодиоды, дисплеи, модули проводных и беспроводных технологий связи и т.п.
Много информации уже есть на сайте. Например, зачем мне заново рассказывать про технологию клиент-сервер, если в рубрике ”Уроки Ардуино” есть статья об этом.
Контроллеры STM32 значительно превосходят по техническим характеристикам платы Ардуино на 8 разрядных микроконтроллерах ATmega328, ATmega2560 и т.п. У них более высокая производительность, больше объем памяти, периферийные устройства разнообразнее по функциям, номенклатуре, количеству. STM32 позволяют реализовывать значительно более сложные задачи, чем платы Ардуино.
Несмотря на вышесказанное я считаю, что программировать STM32 не сложнее, чем Ардуино. По крайней мере, я собираюсь так преподнести материал. Хотя объем информации будет больше.
Уроки рассчитаны как на опытных программистов, изучающих STM32, так и на людей, делающих первые шаги в программировании. Т.е. я собираюсь приводить строгую информацию и сопровождать ее подробными пояснениями. Для второй категории читателей я буду давать ссылки на аналогичные темы в ”Уроках Ардуино”. Не хочется одно и то же ”разжевывать” несколько раз.
Буду преподносить оптимальный с моей точки зрения подход к программированию STM32. Кто-то может с ним не согласиться.
Итак. Я ставлю цель:
- научить вас практическому программированию микроконтроллеров STM32;
- расширить ваши знания в области программирования на языке C++, конечно у кого их не хватает;
- представить строгую техническую информацию о контроллерах STM32 на русском языке;
- какая-то часть уроков будет посвящена аппаратной части, подключаемой к микроконтроллеру.
Общие сведения о микроконтроллерах семейства STM32.
Возможности контроллеров STM32 потрясают! По крайней мере, меня.
Плата с микроконтроллером STM32F103C8T6 по стоимости сопоставима с ценой плат Ардуино на базе ATmega328 и значительно дешевле плат типа Arduino Mega2560.
По моей партнерской ссылке она стоит всего 175 руб.
Но по техническим характеристикам! Что стоит только сравнение разрядности обрабатываемых данных. 32 против 8!
У меня ощущение, что я сравниваю Ардуино не с маленькой дешевой платой, а с дорогим монстрообразным 32 разрядным контроллером. Судите сами.
| Параметры | STM32F103C8T6 | Arduino Nano |
| Разрядность | 32 бит | 8 бит |
| Частота | 72 мГц | 16 мГц |
| Объем FLASH | 64 кБайт | 32 кБайт |
| Объем ОЗУ | 20 кБайт | 2 кБайт |
| Число выводов | 37 | 22 |
| Аппаратное умножение и деление | Есть, 32 разряда | Только умножение, 8 разрядов |
| АЦП | 2 АЦП, 12 разрядов, 10 входов, 1 мкс время преобразования | 10 разрядов, 8 входов, 100 мкс время преобразования |
| Контроллеры прямого доступа к памяти | 7 каналов | нет |
| Таймеры | 7 | 3 |
| UART | 3 (выше скорость, больше режимов) | 1 |
| I2C | 2 | 1 |
| SPI | 2 | 1 |
| USB | 1 | нет |
| CAN | 1 | нет |
| Часы реального времени | есть | нет |
| Модуль аппаратного расчета CRC кода | есть | нет |
К этому можно бесконечно добавлять с приставкой ”гораздо более мощные, совершенные, функциональные”: система прерываний, порты ввода-вывода, коммуникационные интерфейсы и т.п.
И это еще далеко не самый мощный вариант STM32. У меня есть плата STM32F407VET6 с частотой 210 мГц и АЦП со скоростью преобразования до 7,2 миллионов выборок в секунду. Собираюсь на ней сделать динамическую подсветку телевизора, т.е. обрабатывать видеосигнал.
Техническая документация.
Я не буду пересказывать общую информацию о микроконтроллерах STM32. Советую вам просмотреть книжку “Мартин М. Инсайдерское руководство по STM32”, чтобы иметь общее представление о STM32. Я не стал давать ссылку. Не знаю, как обстоят дела с авторским правом на этот документ. Но найдете без труда.
Подробно компоненты и узлы STM32 будем изучать в уроках.
Из строгой официальной документации надо иметь:
- Общее описание микроконтроллера STM32F103C8. Периферия, электрические характеристики.
- Справочное руководство. Описание регистров, работы периферии.
- Описание ядра микроконтроллера, система команд.
- Описание библиотеки HAL для STM32F1.
Все документы на английском языке, с официального сайта STMicroelectronics, но все что будем использовать, я распишу на русском.
В следующем уроке рассмотрим нашу базовую плату STM32, добавим к ней узлы для загрузки программ из компьютера во FLASH-память микроконтроллера.
Источник: mypractic.ru