Lietošanas instrukcijas
Elektors Arduino
NANO
MCCAB® mācību padome
Rev. 3.3

Cienījamais klient! MCCAB Training Board ir ražots saskaņā ar piemērojamajām Eiropas direktīvām, un tāpēc tam ir CE marķējums. Tās paredzētā izmantošana ir aprakstīta šajā lietošanas instrukcijā. Ja pārveidojat MCCAB apmācības padomi vai neizmantojat to atbilstoši paredzētajam mērķim, jūs esat atbildīgs par piemērojamo noteikumu ievērošanu.
Tāpēc izmantojiet tikai MCCAB Training Board un visas tā sastāvdaļas, kā aprakstīts šajā lietošanas instrukcijā. MCCAB mācību padomi drīkst nodot tikai kopā ar šo lietošanas rokasgrāmatu.
Visa informācija šajā rokasgrāmatā attiecas uz MCCAB Training Board ar izdevuma līmeni 3.3. redakcija. Mācību padomes izdevuma līmenis ir uzdrukāts tā apakšējā pusē (sk. 13. attēlu 20. lpp.). Šīs rokasgrāmatas pašreizējo versiju var lejupielādēt no webvietne www.elektor.com/20440 lejupielādei. ARDUINO un citi Arduino zīmolu nosaukumi un logotipi ir reģistrētas Arduino SA preču zīmes. ®

Pārstrāde

Nolietotās elektriskās un elektroniskās iekārtas ir jāpārstrādā kā elektroniskie atkritumi, un tās nedrīkst izmest kopā ar sadzīves atkritumiem.
MCCAB Training Board satur vērtīgas izejvielas, kuras var pārstrādāt.
Tāpēc izmetiet ierīci atbilstošā savākšanas noliktavā. (ES Direktīva 2012/19 / ES). Pašvaldības administrācija jums pateiks, kur atrast tuvāko bezmaksas savākšanas punktu.

Drošības norādījumi

Šajā MCCAB mācību padomes lietošanas instrukcijā ir ietverta svarīga informācija par nodošanu ekspluatācijā un ekspluatāciju!
Tāpēc pirms pirmās lietošanas reizes rūpīgi izlasiet visu lietošanas instrukciju, lai izvairītos no dzīvības un ķermeņa savainojumiem elektriskās strāvas trieciena, ugunsgrēka vai darbības kļūdu dēļ, kā arī no treniņu paneļa bojājumiem.
Padariet šo rokasgrāmatu pieejamu visiem citiem apmācības dēļa lietotājiem.
Produkts ir izstrādāts saskaņā ar IEC 61010-031 standartu un ir pārbaudīts un ir izvests no rūpnīcas drošā stāvoklī. Lietotājam jāievēro noteikumi, kas attiecas uz apiešanos ar elektroiekārtām, kā arī visi vispārpieņemtie drošības pasākumi un procedūras. Jo īpaši VDE noteikumi VDE 0100 (maza tilpuma ierīču plānošana, uzstādīšana un pārbaudetage elektriskās sistēmas), VDE 0700 (elektrisko iekārtu drošība sadzīves vajadzībām) un VDE 0868 (iekārtas audio/video, informācijas un sakaru tehnoloģijām).
Komercobjektos darbojas arī komerciālo darba devēju civiltiesiskās apdrošināšanas asociāciju nelaimes gadījumu novēršanas noteikumi.

Izmantotie drošības simboli

Brīdinājums par elektriskām briesmām
Šī zīme norāda uz apstākļiem vai praksi, kas var izraisīt nāvi vai miesas bojājumus.
Vispārīga brīdinājuma zīme
Šī zīme norāda apstākļus vai praksi, kas var izraisīt paša izstrādājuma vai pievienotā aprīkojuma bojājumus.

2.1 Barošanas avots
Uzmanību:

• Nekādā gadījumā nedrīkst negatīvs sējtages vai voltagja ir lielāks par +5 V, jābūt savienotam ar MCCAB mācību padomi. Vienīgie izņēmumi ir ieejas VX1 un VX2, šeit ieejas tilptages var būt diapazonā no +8 V līdz +12 V (skatīt 4.2. sadaļu).
• Nekad nepievienojiet zemējuma līnijai nekādu citu elektrisko potenciālu (GND, 0 V).
• Nekad nemainiet savienojumus ar zemējumu (GND, 0 V) ​​un +5 V, jo tas var izraisīt neatgriezeniskus MCCAB apmācības padomes bojājumus!
• Jo īpaši nekad nepievienojiet ~230 V vai ~115 V tīklamtage MCCAB mācību padomei!
  Pastāv briesmas dzīvībai!!!

2.2. Lietošanas un vides apstākļi
Lai izvairītos no nāves vai ievainojumiem un pasargātu ierīci no bojājumiem, stingri jāievēro šādi noteikumi:

• Nekad nedarbiniet MCCAB mācību padomi telpās ar sprādzienbīstamiem tvaikiem vai gāzēm.
• Ja MCCAB apmācību padomē strādā jaunieši vai personas, kuras nepārzina elektronisko shēmu apstrādi, piemēram, apmācību kontekstā, šīs darbības jāuzrauga atbilstoši apmācītam personālam atbildīgā amatā.
  Lietošana bērniem, kas jaunāki par 14 gadiem, nav paredzēta un ir jāizvairās.
• Ja MCCAB apmācības padomei ir bojājumu pazīmes (piemēram, mehāniskas vai elektriskās slodzes dēļ), to nedrīkst izmantot drošības apsvērumu dēļ.
• MCCAB Training Board drīkst izmantot tikai tīrā un sausā vidē temperatūrā līdz +40 °C.

2.3 Remonts un apkope

• Lai izvairītos no īpašuma bojājumiem vai miesas bojājumiem, visus remontdarbus, kas var būt nepieciešami, drīkst veikt tikai atbilstoši apmācīts speciālists, izmantojot oriģinālās rezerves daļas.
• MCCAB apmācības padomē nav nevienas lietotāja apkopējamas daļas.

Paredzētais lietojums

MCCAB Training Board ir izstrādāts vienkāršai un ātrai zināšanu apguvei par programmēšanu un mikrokontrolleru sistēmas lietošanu.
Produkts ir paredzēts tikai apmācībai un praksei. Jebkāda cita izmantošana, piemēram, rūpnieciskās ražošanas iekārtās, nav pieļaujama.

Uzmanību: MCCAB Training Board ir paredzēts lietošanai tikai ar Arduino® NANO mikrokontrollera sistēmu (skat. 2. attēlu) vai ar to 100% saderīgu mikrokontrollera moduli. Šis modulis jādarbina ar darbības tilpumutage no Vcc = +5 V. Pretējā gadījumā pastāv mikrokontrollera moduļa, treniņu paneļa un ar treniņu dēli pieslēgto ierīču neatgriezeniska bojājuma vai iznīcināšanas risks.
Uzmanību: Voltages diapazonā no +8 V līdz +12 V var tikt pieslēgti treniņu paneļa ieejām VX1 un VX2 (skatiet šīs rokasgrāmatas 4.2. sadaļu). sējtagpie visām pārējām apmācības paneļa ieejām jābūt diapazonā no 0 V līdz +5 V.
Uzmanību: Šajās lietošanas instrukcijās ir aprakstīts, kā pareizi savienot un darbināt MCCAB Training Board ar lietotāja datoru un jebkuriem ārējiem moduļiem. Lūdzu, ņemiet vērā, ka mums nav ietekmes uz lietotāja izraisītām darbības un/vai savienojuma kļūdām. Tikai lietotājs ir atbildīgs par pareizu treniņu dēļa pieslēgšanu lietotāja datoram un jebkuriem ārējiem moduļiem, kā arī par tā programmēšanu un pareizu darbību! Par visiem bojājumiem, kas radušies nepareiza savienojuma, nepareizas vadības, nepareizas programmēšanas un/vai nepareizas darbības rezultātā, ir atbildīgs tikai lietotājs! Saprotams, ka šajos gadījumos atbildības prasības pret mums ir izslēgtas.

Jebkāda lietošana, izņemot norādīto, nav atļauta! MCCAB apmācības paneli nedrīkst pārveidot vai pārveidot, jo tas var to sabojāt vai apdraudēt lietotāju (īssavienojums, pārkaršanas un aizdegšanās risks, elektriskās strāvas trieciena risks). Ja treniņu dēļa nepareizas lietošanas rezultātā rodas miesas bojājumi vai īpašuma bojājumi, par to ir atbildīgs tikai operators, nevis ražotājs.

MCCAB mācību padome un tās sastāvdaļas

1. attēlā parādīta MCCAB mācību padome ar tās vadības elementiem. Treniņu dēli vienkārši novieto uz elektriski nevadošas darba virsmas un savieno ar lietotāja datoru, izmantojot mini-USB kabeli (skat. 4.3. sadaļu).
Īpaši kombinācijā ar “Mikrokontrolleru praktisko kursu Arduino iesācējiem” (ISBN 978-3-89576-545-2), ko izdevis Elektor, MCCAB apmācības padome ir lieliski piemērota, lai viegli un ātri apgūtu programmēšanu un mikrokontrolleru sistēma. Lietotājs izveido savas vingrojumu programmas MCCAB Training Board savā datorā Arduino IDE, izstrādes vidē ar integrētu C/C++ kompilatoru, ko viņš var bez maksas lejupielādēt no webvietne  

1. attēls: MCCAB mācību padome, 3.3. red

Darbības un displeja elementi MCCAB mācību padomē:

1. 11 × LED (statusa indikācija ieejām/izejām D2…D12)
2. Galvene JP6 gaismas diožu LD10 … LD20 savienošanai ar tiem piešķirtajiem GPIO D2 … D12
3. Termināla bloks SV5 (sadalītājs) mikrokontrollera ieejām/izejām
4. RESET poga
5. Mikrokontrollera modulis Arduino® NANO (vai saderīgs) ar mini USB – ligzdu
6. LED “L”, savienots ar GPIO D13
7. Savienotājs SV6 (sadalītājs) mikrokontrollera ieejām/izejām
8. Potenciometrs P1
9. Piespraudes galvene JP3 darbības apjoma izvēleitagpotenciometru P1 un P2 e
10. Potenciometrs P2
11. Pin galvene JP4, lai izvēlētos signālu pie savienotāja sloksnes SV12 kontakta X
12. Savienotāju sloksne SV12: SPI interfeiss 5 V (signāls pie kontakta X tiek izvēlēts, izmantojot JP4)
13. Savienotāju sloksne SV11: SPI interfeiss 3.3 V
14. Termināla bloks SV10: IC interfeiss 5 V
15. Termināla bloks SV8: I2 C interfeiss 3.3 V
16. Termināla bloks SV9: 22 IC interfeiss 3.3 V
17. Termināla bloks SV7: ārējo ierīču komutācijas izeja
18. LC displejs ar 2 x 16 rakstzīmēm
19. 6 × spiedpogu slēdži K1 … K6
20. 6 × bīdāmie slēdži S1 … S6
21. Pin galvene JP2 slēdžu pievienošanai mikrokontrollera ieejām.
22. Termināla bloks SV4: sadalītājs darba tilpumamtages
23. Pjezo zummeris Buzzer1
24. Termināla bloks SV1: ārējo ierīču komutācijas izeja
25. Termināla sloksne SV3: 3 × 3 LED matricas kolonnas (izejas D6 … D8 ar sērijas rezistoriem 330 Ω)
26. Savienotāju sloksne SV2: 2 x 13 tapas ārējo moduļu pievienošanai
27. 3 × 3 LED matrica (9 sarkanas gaismas diodes)
28. Piespraudiet galveni JP1, lai savienotu 3 × 3 LED matricas rindas ar mikrokontrolleru GPIOs D3 … D5
29. Džemperis tapas galvenes JP6 pozīcijā “Buzzer” savieno Buzzer1 ar mikrokontrollera GPIO D9.

Individuālās vadības ierīces uz treniņu paneļa ir detalizēti izskaidrotas nākamajās sadaļās.

4.1 Arduino® NANO mikrokontrollera modulis 
NANO vai ar to saderīgs mikrokontrollera modulis ir pievienots MCCAB apmācības panelim (skatiet bultiņu (5) 1. attēlā, kā arī 2. attēlu un M1 4. attēlā). Šis modulis ir aprīkots ar AVR mikrokontrolleri ATmega328P, kas kontrolē treniņu paneļa perifērijas komponentus. Turklāt moduļa apakšējā pusē ir integrēta pārveidotāja shēma, kas savieno mikrokontrollera UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) seriālo interfeisu ar datora USB interfeisu. Šo interfeisu izmanto arī, lai ielādētu lietotāja datorā izveidotās programmas mikrokontrollerī vai pārsūtītu datus uz/no Arduino IDE (izstrādes vides) seriālā monitora. Divas gaismas diodes TX un RX 2. attēlā norāda datu trafiku mikrokontrollera seriālajās līnijās TxD un RxD. Arduino®

2. attēls: mikrokontrollera modulis Arduino® NANO (avots: www.arduino.cc)

Gaismas diode L (skat. 2. attēlu un bultiņu (6) 1. attēlā — apzīmējums “L” ar Arduino NANO saderīgiem kloniem var atšķirties) ir pastāvīgi savienots ar mikrokontrollera GPIO D13, izmantojot virknes rezistoru un norāda tā stāvokli LOW vai AUGSTS. +5 V tilptagRegulators moduļa apakšējā pusē stabilizē tilpumutage tiek piegādāts ārēji MCCAB Training Board, izmantojot Arduino ® NANO moduļa VIN ievadi (skatiet 4.2. sadaļu).
Nospiežot pogu RESET, kas atrodas Arduino ® NANO moduļa augšpusē (sk. 2. attēlu un bultiņu (4) 1. attēlā), mikrokontrolleris tiek iestatīts uz definētu sākuma stāvokli un jau ielādēta programma tiek restartēta. i Visas lietotājam svarīgās mikrokontrollera ieejas un izejas ir savienotas ar divām spaiļu sloksnēm SV5 un SV6 (bultiņa (3) un bultiņa (7) 1. attēlā). Izmantojot savienotājus – tā sauktos Dupont kabeļus (skat. 3. attēlu) – pie SV5 un SV6 izvadītās mikrokontrollera ieejas/izejas (sauktas arī par GPIO = General Purpose Inputs/Outputs) var savienot ar darbības elementiem (pogām, slēdžiem). , …) MCCAB mācību padomē vai ārējām daļām.

3. attēls: dažāda veida Dupont kabeļi GPIO savienošanai ar vadības elementiem

Lietotājam ir jākonfigurē katrs Arduino® NANO mikrokontrollera moduļa GPIO uz divām savienotāju joslām SV5 un SV6 (bultiņa (3) un bultiņa (7) 1. attēlā), kas ir savienota ar Dupont kabeli ar savienotāju apmācībā. plates vai ārējam savienotājam, savā programmā vajadzīgajam datu virzienam kā ieejai vai izvadei!
Datu virziens tiek iestatīts ar instrukciju
pinMode(gpio, virziens); // "gpio" ievietojiet atbilstošo PIN numuru // "virzienam" ievietojiet "INPUT" vai "OUTPUT"
Exampmazāk:
pinMode(2, OUTPUT); // GPIO D2 ir iestatīts kā izeja
pinMode(13, INPUT); // GPIO D13 ir iestatīts kā ievade
4. attēlā parādīta Arduino® NANO mikrokontrollera moduļa M1 elektroinstalācija uz MCCAB apmācības paneļa.

4. attēls: mikrokontrollera moduļa Arduino® NANO vadi uz MCCAB apmācības paneļa
Svarīgākie mikrokontrollera moduļa Arduino® NANO dati:

•Darbības sējtage Vcc:	+5 V
•Ārēji piegādāts darba tilptage pie VIN:	+8 V līdz +12 V (sk. 4.2. sadaļu)
• ADC analogās ievades tapas:	8 (AO … A7, skatīt šādas m piezīmes)
•Ciparu ievades/izvades tapas:	12 (D2 … D13) resp. 16 (šķiet piezīmes)
• Pašreizējais NANO moduļa patēriņš:	apm. 20 mA
•Maks. GPIO ieejas/izejas strāva:	40 mA
• Visu GPIO ieejas/izejas strāvu summa:	maksimālā 200 mA
• Instrukciju atmiņa (zibatmiņa):	32 KB
•Darba atmiņa (RAM atmiņa):	2 KB
•EEPROM atmiņa:	1 KB
• Pulksteņa frekvence:	16 MHz
• Seriālās saskarnes:	SPI, I2C (UART šķiet piezīmes)

Piezīmes

• GPIO D0 un D1 (2. attēlā moduļa M1 kontakts 1 un kontakts 4) ir piešķirti ar mikrokontrollera UART signāliem RxD un TxD un tiek izmantoti seriālajam savienojumam starp MCCAB apmācības paneli un datora USB portu. . Tādēļ tie lietotājam ir pieejami tikai ierobežotā apjomā (skatīt arī 4.3. apakšpunktu).
• GPIO A4 un A5 (23. attēlā moduļa M24 kontakts 1 un 4) ir piešķirti mikrokontrollera IC interfeisa signāliem SDA un SCL (sk. 4.13. sadaļu) un tāpēc ir rezervēti seriālajam savienojumam ar LCD displeju. MCCAB Training Board (sk. 4.9. sadaļu) un ārējiem I 2 C moduļiem, kas savienoti ar savienotāju sloksnēm SV8, SV9 un SV10 (bultiņas (15), (16) un (14) 1. attēlā). Tādēļ tie ir pieejami tikai lietotājam I 2 C lietojumprogrammām.
• Tapas A6 un A7 (mikrokontrollera ATmega25P 26. un 328. tapas 4. attēlā var izmantot tikai kā analogās ieejas mikrokontrollera analogajam/digitālajam pārveidotājam (ADC). Tās nedrīkst konfigurēt, izmantojot funkciju pinMode()) (pat ne kā ievadi!), tas novestu pie nepareizas skices darbības A6 un A7 ir pastāvīgi savienotas ar potenciometru P1 un P2 tīrītāju spailēm (bultiņa (8) un bultiņa (10) 1. attēlā), skatiet 4.3. .
• Savienojumi A0 … A3 uz tapas galvenes SV6 (bultiņa (7) 1. attēlā) principā ir analogās ieejas mikrokontrollera analogajam/digitālajam pārveidotājam. Tomēr, ja 12 digitālie GPIO D2 … D13 nav pietiekami konkrētam lietojumam, A0 … A3 var izmantot arī kā digitālās ieejas/izejas. Pēc tam tie tiek adresēti, izmantojot pin numurus 14 (A0) … 17 (A3). 2 Piemamples: pinMode(15, OUTPUT); // A1 tiek izmantots kā digitālā izeja pinMode(17, INPUT); // A3 tiek izmantots kā digitālā ievade
• Tapa D12 uz tapas galvenes SV5 (bultiņa (3) 1. attēlā) un tapas D13 un A0 … A3 tapas galvenē SV6 (bultiņa (7) 1. attēlā) ir novirzīta uz tapas galveni JP2 (bultiņa (21) attēlā) 1) un var tikt savienoti ar slēdžiem S1 … S6 vai ar tiem paralēli savienotajiem spiedpogām K1 … K6, skatīt arī 4.6. sadaļu. Šajā gadījumā attiecīgais kontakts ir jākonfigurē kā digitālā ievade ar pinMode instrukciju.

A/D konversijas precizitāte
Digitālie signāli mikrokontrollera mikroshēmā rada elektromagnētiskus traucējumus, kas var ietekmēt analogo mērījumu precizitāti.
Ja kāds no GPIO A0 … A3 tiek izmantots kā digitālā izeja, ir svarīgi, lai tas nepārslēgtos, kamēr notiek analogā/digitālā pārveidošana citā analogajā ieejā! Digitālā izejas signāla maiņa pie A0 … A3 analogās/digitālās pārveides laikā vienā no citām analogajām ieejām A0 … A7 var ievērojami viltot šīs pārveidošanas rezultātu.
IC interfeisa (A4 un A5, sk. 4.13. sadaļu) vai GPIO A0…A3 izmantošana kā digitālās ieejas neietekmē analogo/digitālo pārveidojumu kvalitāti.

4.2. MCCAB mācību padomes barošanas avots
MCCAB mācību padome strādā ar nominālo darba līdzstrāvas tilpumutage no Vcc = +5 V, kas parasti tiek piegādāts tai caur Arduino NANO mikrokontrollera moduļa mini-USB ligzdu no pievienotā datora (5. attēls, 2. attēls un bultiņa (5) 1. attēlā). Tā kā dators parasti ir pievienots vingrojumu programmu izveidei un pārraidīšanai, šāda veida barošanas avots ir ideāls.
Šim nolūkam treniņu dēlim jābūt savienotam ar lietotāja datora USB portu, izmantojot mini-USB kabeli. Dators nodrošina stabilizētu līdzstrāvas tilpumutage no apm. +5 V, kas ir galvaniski izolēts no tīkla ttage un to var ielādēt ar maksimālo strāvu 0.5 A, izmantojot tā USB interfeisu. +5 V darba tilpuma klātbūtnetage norāda gaismas diode, kas apzīmēta ar ON (vai POW, PWR) uz mikrokontrollera moduļa (5. attēls, 2. attēls). +5 V tilptage, kas tiek piegādāts caur mini-USB ligzdu, ir pievienots faktiskajam darba tilpumamtage Vcc Arduino NANO mikrokontrollera modulī, izmantojot aizsargdiodi D. Faktiskais darbības apjomstage Vcc nedaudz samazinās līdz Vcc ≈ +4.7 V tilpuma dēļtage kritums pie aizsardzības diodes D. Šis nelielais darbības tilpuma samazinājumstage neietekmē Arduino® NANO mikrokontrollera moduļa darbību. ® Alternatīvi, treniņu dēli var nodrošināt ar ārēju DC voltage avots. Šis sējtage, kas tiek lietots terminālim VX1 vai terminālim VX2, jābūt diapazonā VExt = +8 … +12 V. Ārējam tilpumamtage tiek ievadīts Arduino NANO mikrokontrollera moduļa tapā 30 (= VIN) vai nu caur savienotāju SV4, vai no ārējā moduļa, kas savienots ar savienotāju SV2 (sk. 5. attēlu, 4. attēlu un bultiņu (22) vai bultiņu (26) 1. attēlā) . Tā kā plate tiek nodrošināta ar strāvu no pievienotā datora, izmantojot USB ligzdu, nav iespējams mainīt darbības skaļuma polaritāti.tage. Divi ārējie sējtages, ko var piegādāt VX1 un VX2 savienojumiem, ir atsaistītas ar diodēm, kā parādīts 4. attēlā. 

Diodes D2 un D3 nodrošina divu ārējo tilpumu atsaistitages pie VX1 un VX2, gadījumā voltage kļūdas dēļ jāpiemēro abām ārējām ieejām vienlaikus, jo diožu dēļ tikai augstākais no diviem tilpumiemtages var sasniegt Arduino NANO mikrokontrollera moduļa M30 ievades VIN (kontakts 5, sk. 4. un 1. attēlu).
Ārējais DC tilptage, kas tiek piegādāts mikrokontrollera modulim pie tā VIN savienotāja, ir samazināts līdz +5 V un stabilizēts ar integrēto vol.tage regulators mikrokontrollera moduļa apakšējā pusē (sk. 2. attēlu). +5 V darba tilptage, ko rada sējtage regulators ir savienots ar diodes D katodu 5. attēlā. D anodu arī dators pieslēdz +5 V potenciālam, kad ir pievienots USB savienojums ar datoru. Tādējādi diode D ir bloķēta un tai nav ietekme uz ķēdes darbību. Strāvas padeve, izmantojot USB kabeli, šajā gadījumā tiek izslēgta. +3.3 V papildu tilptage tiek ģenerēts MCCAB apmācības padomē ar lineāru tilpumutage regulators no +5 V darba tilptage Vcc no mikrokontrollera moduļa un var nodrošināt maksimālo strāvu 200 mA.

Nereti projektos, pieeja darbības sējtages ir nepieciešams, piemēram, sējtage ārējo moduļu piegāde. Šim nolūkam MCCAB mācību padome nodrošina sējtage sadalītājs SV4 (4. attēls un bultiņa (21) 1. attēlā), uz kura ir divas izejas tilp.tage +3.3 V un trīs izejas tilptage +5 V, kā arī seši zemējuma savienojumi (GND, 0 V) ​​ir pieejami papildus savienojuma tapai VX1 ārējam spriegumam.tage.

4.3. USB savienojums starp MCCAB apmācības padomi un datoru
Programmas, ko lietotājs izstrādā Arduino IDE (izstrādes vidē) savā datorā, tiek ielādētas MCCAB Training Board mikrokontrollerī ATmega328P, izmantojot USB kabeli. Šim nolūkam mikrokontrollera modulim MCCAB apmācības panelī (bultiņa (5) 1. attēlā) jābūt savienotam ar lietotāja datora USB portu, izmantojot mini-USB kabeli.
Tā kā mikrokontrollera ATmega328P mikrokontrollera modulī mikroshēmā nav sava USB interfeisa, moduļa apakšējā pusē ir integrēta shēma, lai pārveidotu USB signālus D+ un D- ATmega328P UART seriālajos signālos RxD un TxD.
Turklāt ir iespējams izvadīt datus vai nolasīt datus no seriālā monitora, kas integrēts Arduino IDE, izmantojot mikrokontrollera UART un sekojošo USB savienojumu.
Šim nolūkam Arduino IDE lietotājam ir pieejama bibliotēka “Serial”.
Treniņu dēlis parasti tiek arī barots, izmantojot lietotāja datora USB interfeisu (skatīt 4.2. sadaļu).

Nav paredzēts, ka lietotājs izmanto mikrokontrollera signālus RX un TX, kas ir savienoti ar tapu galveni SV5 (bultiņa (3) 1. attēlā), seriālajai saziņai ar ārējām ierīcēm (piemēram, WLAN, Bluetooth raiduztvērējiem vai līdzīgiem) , jo tas var sabojāt integrēto USB UART pārveidotāja ķēdi mikrokontrollera moduļa apakšpusē (skat. 4.1. sadaļu), neskatoties uz esošajiem aizsargrezistoriem! Ja lietotājs to tik un tā dara, viņam ir jāpārliecinās, vai vienlaikus nav sakaru starp datoru un Arduino NANO mikrokontrollera moduli! Signāli, kas tiek piegādāti caur USB ligzdu, var izraisīt sakaru traucējumus ar ārējo ierīci un sliktākajā gadījumā arī aparatūras bojājumus! ®

4.4 Vienpadsmit gaismas diodes D2…D12 mikrokontrollera GPIO statusa indikācijai
1. attēla apakšējā kreisajā daļā var redzēt 11 gaismas diodes LED10 … LED20 (bultiņa (1) 1. attēlā), kas var norādīt mikrokontrollera ieeju/izeju (GPIO) statusu D2 … D12.
Atbilstošā shēmas shēma ir parādīta 4. attēlā.
Attiecīgā gaismas diode ir pievienota GPIO, ja džemperis ir iesprausts atbilstošajā tapas galvenes JP6 pozīcijā (bultiņa (2) 1. attēlā).
Ja atbilstošais GPIO D2 … D12 ir HIGH līmenī (+5 V), kad ir pievienots JP6 džemperis, iedegas piešķirtā gaismas diode, ja GPIO ir LOW (GND, 0 V), gaismas diode tiek izslēgta.

Ja kā ieeju izmanto kādu no GPIO D2…D12, var būt nepieciešams deaktivizēt tam piešķirto gaismas diode, noņemot džemperi, lai izvairītos no ieejas signāla slodzes ar gaismas diodes darbības strāvu (apm. 2… 3 mA).
GPIO D13 statusu norāda tā LED L tieši uz mikrokontrollera moduļa (sk. 1. un 2. attēlu). LED L nevar deaktivizēt.
Tā kā ieejas/izejas A0…A7 pamatā tiek izmantotas kā analogās ieejas mikrokontrollera analogajam/digitālajam pārveidotājam vai īpašiem uzdevumiem (TWI interfeiss), tām nav digitāla LED statusa displeja, lai nepasliktinātu šīs funkcijas.

4.5. Potenciometri P1 un P2
Divu potenciometru P1 un P2 rotācijas asis 1. attēla apakšā (bultiņa (8) un bultiņa (10) 1. attēlā) var izmantot, lai iestatītu tilpumu.tages diapazonā 0 … VPot pie to tīrītāju savienojumiem.
Abu potenciometru elektroinstalācijas ir redzamas 6. attēlā.

6. attēls. Potenciometru P1 un P2 vadi
Abu potenciometru tīrītāju savienojumi ir savienoti ar Arduino® NANO mikrokontrollera moduļa analogajām ieejām A6 un A7, izmantojot aizsargrezistorus R23 un R24.
Diodes D4, D6 vai D5, D7 aizsargā attiecīgo mikrokontrollera analogo ieeju no pārāk augsta vai negatīva skaļuma.tages.

Uzmanību:
ATmega6P tapas A7 un A328 vienmēr ir analogās ieejas mikrokontrollera iekšējās mikroshēmas arhitektūras dēļ. To konfigurācija ar Arduino IDE funkciju pinMode() nav atļauta un var izraisīt nepareizu programmas darbību.

Izmantojot mikrokontrollera analogo/digitālo pārveidotāju, iestatītais tilptage var izmērīt vienkāršā veidā.
Example potenciometra P1 vērtības nolasīšanai pie savienojuma A6: int z = analogRead(A6);
10 bitu skaitliskā vērtība Z, kas tiek aprēķināta no tilptage pie A6 saskaņā ar Z = (1. vienādojums no 5. sadaļas) 1024⋅

Vēlamā augšējā robeža VPot = +3.3 V resp. VPot = +5 V no iestatījumu diapazona ir iestatīts ar tapas galveni JP3 (bultiņa (9) 1. attēlā). Lai atlasītu VPot, JP1 kontaktdakša 3 vai 3 ir savienota ar kontaktu 2, izmantojot džemperi.
Kurš sējtage ir jāiestata ar JP3 VPot atkarībā no atsauces tilpumatage analogā/digitālā pārveidotāja VREF pie tapas galvenes SV6 REF savienotāja (bultiņa (7) 1. attēlā), skatiet 5. sadaļu.
Atsauces sējtage A/D pārveidotāja VREF SV6 tapas galvenes REF terminālī un vol.tage VPot, kas norādīts ar JP3, ir jāsakrīt.

4.6 Slēdži S1 … S6 un pogas K1 … K6
MCCAB Training Board nodrošina lietotājam sešas spiedpogas un sešus slīdošos slēdžus viņa vingrinājumiem (bultiņas (20) un (19) 1. attēlā). 7. attēlā parādīta to elektroinstalācija. Lai lietotājs varētu pielietot pastāvīgu vai impulsa signālu vienai no mikrokontrollera moduļa M1 ieejām, paralēli ir savienots viens slīdslēdzis un viens spiedpogas slēdzis.
Katra no sešiem slēdžu pāriem kopējā izeja caur aizsargrezistoru (R25 … R30) ir savienota ar tapas galveni JP2 (bultiņa (21) 1. attēlā). Slīdslēdža un spiedpogas slēdža paralēlais savienojums ar kopēju darbības rezistoru (R31 … R36) darbojas kā loģiska VAI darbība: ja caur vienu no diviem slēdžiem (vai abiem slēdžiem vienlaikus) tiek nospiests +5 V vol.tage atrodas kopējā darba rezistorā, šis loģiskais AUGSTS līmenis caur aizsargrezistoru atrodas arī JP2 atbilstošajā 4., 6., 8., 10., 12. vai 2. tapā. Tikai tad, kad abi slēdži ir atvērti, to kopējais savienojums ir atvērts un atbilstošā tapas galvenes JP2 tapa tiek novilkta uz LOW līmeni (0 V, GND), izmantojot aizsargrezistora un darba rezistora virknes savienojumu.

7. attēls: Bīdīšanas/spiedpogu slēdžu S1 … S6 / K1 … K6 vadi
Katru tapas galvenes JP2 tapu var savienot ar tai piešķirto Arduino ieeju A0 … A3, D12 vai D13
NANO mikrokontrollera modulis caur džemperi. Uzdevums parādīts 7. attēlā.
Alternatīvi, slēdža savienojumu uz tapas galvenes JP2 4., 6., 8., 10., 12. vai 2. kontaktu var savienot ar jebkuru Arduino® mikrokontrollera moduļa ieeju D2 … D13 vai A0 … A3 uz tapu galvenēm SV5 vai SV6 ( bultiņu (3) un bultiņu (7) 1. attēlā), izmantojot Dupont kabeli. Šis elastīgais savienojuma veids ir vēlams, nevis katra slēdža fiksēta piešķiršana noteiktam GPIO, ja ATmega328P mikrokontrollera piešķirtais GPIO tiek izmantots īpašai funkcijai (A/D pārveidotāja ieeja, PWM izeja…). Tādā veidā lietotājs var pieslēgt savus slēdžus GPIO, kas attiecīgajā aplikācijā ir brīvi, ti, nav aizņemti ar īpašu funkciju.

Lietotājam savā programmā kā ieeju ir jākonfigurē katrs Arduino® NANO mikrokontrollera moduļa GPIO, kas ir savienots ar slēdža portu, izmantojot instrukciju pinMode(gpio, INPUT); // “gpio” ievadiet atbilstošo PIN numuru
Example: pinMode(A1, INPUT); // A1 ir iestatīts kā S2|K2 digitālā ievade
Gadījumā, ja slēdzim pievienotā mikrokontrollera GPIO ir kļūdaini konfigurēts kā izeja, aizsargrezistori R25…R30 novērš īssavienojumu starp +5 V un GND (0 V), kad slēdzis tiek iedarbināts un GPIO ir LOW. tās izejā.

Lai varētu izmantot spiedpogas slēdzi, tam paralēli pievienotajam slīdslēdzim ir jābūt atvērtam (pozīcija “0”)! Pretējā gadījumā to kopējā izvade ir pastāvīgi HIGH līmenī neatkarīgi no spiedpogas slēdža stāvokļa.
Bīdāmo slēdžu slēdžu pozīcijas uz treniņu dēļa ir apzīmētas ar “0” un “1”, kā parādīts 1. attēlā.
8. attēlā redzams: Ja slēdzis atrodas pozīcijā “1”, slēdža izeja ir pievienota +5 V (HIGH), pozīcijā “0” slēdža izeja ir atvērta.

4.7. Pjezo zummeris Buzzer1
1. attēla augšējā kreisajā daļā ir redzams Buzzer1 (bultiņa (23) 1. attēlā), kas ļauj lietotājam izstarot dažādu frekvenču signālus. Tās pamata shēma ir parādīta 9. attēlā.
Buzzer1 var savienot ar mikrokontrollera GPIO D9 MCCAB apmācības panelī, izmantojot džemperi, kas atrodas tapas galvenes JP6 pozīcijā “Buzzer” (bultiņa (29) 1. attēlā) (sk. 9. attēlu, 4. attēlu un bultiņu (2). 1. attēlā). Džemperi var noņemt, ja GPIO D9 ir nepieciešams programmā citiem mērķiem.
Ja džemperis ir noņemts, tapas galvenes JP24 6. tapai ir iespējams arī pievienot ārēju signālu, izmantojot Dupont kabeli, un to izvadīt ar Buzzer1.

9. attēls. Buzzer1 vadi
Lai ģenerētu toņus, lietotājam savā programmā jāģenerē signāls, kas mainās ar vēlamo toņu frekvenci pie mikrokontrollera izejas D9 (sk. pa labi 9. attēlā).
Šī ātrā HIGH un LOW līmeņu secība piemēro taisnstūrveida maiņstrāvas tilpumutage uz Buzzer1, kas periodiski deformē keramisko plāksni skaņas signāla iekšpusē, lai radītu skaņas vibrācijas atbilstošā toņa frekvencē.

Vēl vienkāršāks signāla ģenerēšanas veids ir izmantot mikrokontrollera T/C1 (Timer/Counter 1): Arduino NANO mikrokontrollera moduļa AVR mikrokontrollera ATmega1P T/C1 izvadi OC328A var savienot ar GPIO D9 mikrokontrollera iekšpusē. mikroshēma. Ar atbilstošu T/C1 programmēšanu ir ļoti viegli ģenerēt taisnstūra signālu, kura frekvence f = ® 1 ?? (T ir taisnstūra signāla periods) skaņas signāls tiek pārveidots vēlamajā tonī. 10. attēlā parādīts, ka pjezo skaņas signāls nav hi-fi skaļrunis. Kā redzams, pjezo zummera frekvences reakcija ir nekas cits kā lineāra. Diagrammā 10. attēlā parādīts Sonitron pjezo devēja SAST-2155 skaņas spiediena līmenis (SPL), kas izmērīts 1 m attālumā kā signāla frekvences funkcija. Fizikālo īpašību un dabiskās rezonanses dēļ atsevišķas frekvences tiek atskaņotas skaļāk, bet citas - maigāk. Atbilstošā pjezo skaņas signāla diagramma MCCAB apmācības panelī parāda līdzīgu līkni.

10. attēls. Pjezo skaņas signāla tipiskā frekvences reakcija (attēls: Sonitron)

Neskatoties uz šo ierobežojumu, pjezo skaņas signāls ir labs kompromiss starp mikrokontrollera radīto skaņu reproducēšanas kvalitāti un tā nospiedumu uz tāfeles, kas ļauj to ievietot nelielā telpā. Gadījumos, kad nepieciešama augstāka skaņas izvades kvalitāte, pjezo zummeru var atvienot no izejas D9, noņemot džemperi, un D9 var savienot ar ārējo aprīkojumu skaņas reproducēšanai uz tapas galvenes SV5, piemēram, izmantojot Dupont kabeli (ja nepieciešams , izmantojot sējtage dalītājs, lai samazinātu ampapgaismojums, lai izvairītos no ieejas bojājumiemtagun).

4.8 3 × 3 LED matrica
9 gaismas diodes 1. attēla kreisajā daļā ir sakārtotas matricā ar 3 kolonnām un 3 rindām (bultiņa (27) 1. attēlā). To shēma ir parādīta 11. attēlā. Matricas izvietojuma dēļ 9 gaismas diodes var vadīt tikai ar 6 mikrokontrollera GPIO.
Trīs kolonnu līnijas A, B un C ir pastāvīgi savienotas ar mikrokontrollera tapām D8, D7 un D6, kā parādīts 11. attēlā. Trīs rezistori R5 … R7 kolonnu līnijās ierobežo strāvu caur gaismas diodēm. Turklāt kolonnu līnijas ir savienotas ar savienotāju SV3 (bultiņa (25) 1. attēlā).

Trīs rindu savienojumi 1, 2 un 3 tiek novirzīti uz tapas galveni JP1 (bultiņa (28) 1. attēlā). Tos var savienot ar mikrokontrollera tapām D3 … D5 ar džemperu palīdzību. Alternatīvi, JP1 galvenes tapas 2, 3 vai 1 var savienot ar Dupont kabeļiem ar jebkuru Arduino NANO mikrokontrollera moduļa izeju D2 … D13 vai A0 … A3 abās galvenes SV5 un SV6 (bultiņa (3) un bultiņa (7) attēlā), ja kāds no mikrokontrollera ATmega1P piešķirtajiem GPIO D3 … D5 uz Arduino ® NANO mikrokontrollera moduļa tiek izmantots īpašai funkcijai. 328 gaismas diodes ir marķētas ar A9 … C1 atbilstoši to izvietojumam matricā, piemēram, LED B3 atrodas kolonnas rindā B un rindas 1. rindā.

11. attēls: deviņas gaismas diodes 3 × 3 matricas formā

Gaismas diodes parasti kontrolē lietotāja programma bezgalīgā cilpā, kurā viena no trim rindām 1, 2 un 3 ir cikliski iestatīta uz LOW potenciālu, bet pārējās divas rindas ir iestatītas uz HIGH līmeni vai ir augstas pretestības līmenī. stāvoklis (Hi-Z). Ja ir jāiedegas viena vai vairākas gaismas diodes rindā, kuru pašlaik aktivizē LOW līmenis, tās kolonnas spaile A, B vai C ir iestatīta uz HIGH līmeni. Aktīvās rindas gaismas diožu kolonnu spailes, kuras nav jāiedegas, ir ar ZEMU potenciālu. Piemēram,amplai iedegtos abas gaismas diodes A3 un C3, 3. rindai ir jābūt LOW līmenī un kolonnām A un C jābūt AUGSTĀ līmenī, savukārt B kolonnai ir LOW līmenī un abām rindas 1. un 2. rindām jābūt AUGSTĀ līmenī. augstas pretestības stāvoklis (Hi-Z).
Uzmanību: Ja 3 × 3 LED matricas rindu līnijas ir savienotas ar GPIO D3 … D5, izmantojot džemperus uz tapas galvenes JP1, vai ar citiem mikrokontrollera GPIO, izmantojot Dupont kabeļus, šīs rindu līnijas, kā arī kolonnu līnijas D6 … D8 nekad nedrīkst izmantot citiem programmas uzdevumiem. Divkārša matricas GPIO piešķiršana izraisītu darbības traucējumus vai pat treniņu dēļa bojājumus!

4.9 LCD displejs (LCD)
1. attēla augšējā labajā stūrī ir LCD displejs (LCD) teksta vai skaitlisko vērtību attēlošanai (bultiņa (18) 1. attēlā). LCD ir divas rindas; katrā rindā var parādīt 16 rakstzīmes. Tās shēma ir parādīta 12. attēlā.
LC displeja dizains var atšķirties atkarībā no ražotāja, piemēram, ir iespējamas baltas rakstzīmes uz zila fona vai melnas rakstzīmes uz dzeltena fona vai cits izskats.
Tā kā LCD nav nepieciešams visās programmās, +5 V darba tilptagLCD ekrāna e darbību var pārtraukt, pavelkot džemperi uz tapas galvenes JP5, ja LCD fona apgaismojums traucē.

12. attēls: LCD displeja savienojumi

Kontrasta iestatījums
MCCAB Training Board pircējam ir jāpielāgo LCD displeja kontrasts pirmās palaišanas reizē! Lai to izdarītu, LCD displejā tiek izvadīts teksts un kontrasts tiek noregulēts, mainot 13. attēlā redzamo apgriešanas rezistoru (balta bultiņas atzīme 13. attēlā) ar skrūvgriezi no treniņu dēļa apakšas tā, lai displejā redzamās rakstzīmes. tiek parādīti optimāli.
Ja temperatūras svārstību vai novecošanas dēļ ir nepieciešama pielāgošana, lietotājs var labot LCD kontrastu, vajadzības gadījumā pielāgojot šo apgriešanas rezistoru.

13. attēls: LCD kontrasta regulēšana ar skrūvgriezi

Datu pārsūtīšana uz LCD displeju

LC displejs tiek vadīts, izmantojot mikrokontrollera ATmega2P seriālo TWI (=I328 C) interfeisu. Savienotājs A4 uz tapas galvenes SV6 (bultiņa (7) 1. attēlā) darbojas kā datu līnija SDA (Serial DAta) un A5 kā pulksteņa līnija SCL (Serial CLock).
LC displejam MCCAB apmācības panelī parasti ir I2 C adrese 0x27.
Ja ražošanas iemeslu dēļ jāizmanto cita adrese, šī adrese tiek norādīta ar uzlīmi uz displeja. Pēc tam lietotāja skicē šī adrese ir jāizmanto adreses 0x27 vietā.

LC displejā uzstādītais kontrolieris ir savietojams ar plaši izmantoto industriālo standartu HD44780, kuram ir liels skaits Arduino bibliotēku (piem. https://github.com/marcoschwartz/LiquidCrystal_I2C) internetā, lai kontrolētu, izmantojot
IC2 autobuss. Bibliotēkas parasti var lejupielādēt bez maksas no attiecīgajām webvietne.

4.10 Draiveris izvada SV1 un SV7, lai nodrošinātu lielāku izejas strāvu un tilpumutages
Tapu galvenes SV1 (bultiņa (24) 1. attēlā) un SV7 (bultiņa (17) 1. attēlā) var izmantot, lai ieslēgtu un izslēgtu slodzes, kurām nepieciešama lielāka strāva nekā apm. 40 mA, ko parastā mikrokontrollera izeja var nodrošināt maksimāli. Darbības sējtage no ārējās slodzes var būt līdz +24 V un izejas strāva var būt līdz 160 mA. Tas ļauj vadīt mazākus motorus (piem., ventilatora motorus), relejus vai mazākas spuldzes tieši ar treniņu dēļa mikrokontrolleri.
14. attēlā parādīta divu draivera izeju shēmas shēma.

14. attēls. Draiveris izvada SV1 un SV7 lielākai izejas strāvai

14. attēlā svītrotie apgabali parāda, kā slodzes tiek savienotas ar draivera izvadi, izmantojot piemampreleja un motora īpašība:

• Ārējā darbības tilpuma pozitīvais polstage ir savienots ar 3. tapu (uz tāfeles apzīmēta ar “+”) galvenes SV1 resp. SV7. Pozitīvākais slodzes savienojums ir savienots arī ar tapas galvenes SV3 vai SV1 tapu 7.
• Slodzes negatīvākais savienojums ir savienots ar 2. tapu (uz plates apzīmēta ar "S") galvenes SV1 resp. SV7.
• Ārējā darbības tilpuma negatīvais polstage ir savienots ar SV1 galvenes 1. tapu (uz tāfeles marķēta " ") resp. SV7.
  Vadītājs stage SV1 ir pastāvīgi savienots ar mikrokontrollera GPIO D3 un draivera stage SV7 ir pastāvīgi savienots ar mikrokontrollera GPIO D10. Tā kā D3 un D10 ir mikrokontrollera izejas ar PWM, ir iespējams viegli kontrolēt, piemēram,ample, pievienotā līdzstrāvas motora ātrumu vai spuldzes spilgtumu. Aizsargdiodes D1 un D8 nodrošina, ka tilptage pīķi, kas rodas, izslēdzot induktīvās slodzes, nevar sabojāt izeju stage.
  HIGH signāls pie mikrokontrollera izejas D3 ieslēdz tranzistoru T2 un negatīvāks slodzes savienojums pie SV1 tiek pieslēgts zemei ​​(GND), izmantojot komutācijas tranzistoru T2. Tādējādi tiek ieslēgta slodze, jo visa ārējā darba tilptage tagad nokrīt pie tā.
  LOW signāls pie D3 bloķē tranzistoru T2, un SV1 pievienotā slodze tiek izslēgta. Tas pats attiecas uz mikrokontrollera izeju D10 un galveni SV7.

4.11 SV2 ligzdas savienotājs ārējo moduļu savienošanai
Izmantojot ligzdas savienotāju SV2 (bultiņa (26) 1. attēlā), ārējos moduļus un iespiedshēmas plates var pievienot MCCAB apmācības padomei. Šie moduļi var būt sensoru plates, digitālie/analogie pārveidotāji, WLAN vai radio moduļi, grafiskie displeji vai shēmas, lai palielinātu ievades/izvades līniju skaitu, lai nosauktu tikai dažas no daudzajām iespējām. Pat pilnīgus lietojumprogrammu modeļus, piemēram, apmācības moduļus vadības inženierijai vai luksoforu vadībai, kuru vadībai ir nepieciešami daudzi GPIO, var pievienot MCCAB Training Board SV2 ligzdas savienotājam un vadīt ar tā mikrokontrolleri. Sieviešu savienotāju sloksne SV2 sastāv no 26 kontaktiem, kas ir izvietoti 2 rindās pa 13 kontaktiem katrā. Nepāra numuru kontakti atrodas augšējā rindā, pāra skaitļu kontakti atrodas SV2 ligzdas sloksnes apakšējā rindā.

15. attēls. Kontaktligzdas savienotāja SV2 tapu piešķiršana

SV2 tapu piešķiršana parāda 15. attēlu. Visi savienojumi, kas attiecas uz ārējo moduli MCCAB apmācības panelī, tiek izvadīti uz ligzdas joslu SV2.
GPIO D0 un D1 (RxD un TxD) un analogās ieejas A6 un A7 nav savienotas ar SV2, jo D0 un D1 ir rezervētas seriālajam savienojumam starp MCCAB apmācības padomi un datoru un ir pieejamas tikai lietotājam. ļoti ierobežotā veidā (skatiet piezīmes 4.1. sadaļā), un A6 un A7 ir pastāvīgi savienoti ar potenciometru P1 un P2 tīrītāju spailēm MCCAB apmācības panelī (sk. 4.3. sadaļu), un tāpēc tos nevar izmantot citādi.

Lietotājam savā programmā ir jākonfigurē katrs Arduino NANO mikrokontrollera moduļa GPIO uz divām tapu galvenēm SV5 un SV6 (bultiņa (3) un bultiņa (7) 1. attēlā), ko izmanto ārējais modulis SV2, nepieciešamajam datu virzienam kā IEVADE vai IZVĒTE (skat. 4.1. nodaļu)! ®
Uzmanību: MCCAB Training Board mikrokontrollera ATmega328P GPIO, ko izmanto ar SV2 savienots modulis, nedrīkst izmantot citiem programmas uzdevumiem. Šo GPIO dubulta piešķiršana izraisītu darbības traucējumus vai pat treniņu dēļa bojājumus!

4.12. Tapu galvenes SPI moduļu savienošanai
Tapu galvenes SV11 (bultiņa (13) 1. attēlā) un SV12 (bultiņa (12) 1. attēlā) var izmantot, lai savienotu MCCAB Training Board kā SPI galveno ar ārējiem pakārtotajiem moduļiem, kuriem ir SPI interfeiss (SPI = Serial Peripheral). Interfeiss). Serial Peripheral Interface nodrošina ātru sinhronu datu pārsūtīšanu starp apmācības plati un perifērijas moduli.
AVR mikrokontrollera ATmega328P mikroshēmā ir aparatūras SPI, kuras signālus SS, MOSI, MISO un SCLK var savienot mikrokontrollera mikroshēmā ar GPIOs D10 … D13 uz tapu galvenēm SV5 un SV6 (bultiņa (3) un bultiņa (7). ) 1. attēlā).
Arduino IDE SPI moduļu vadībai ir pieejama SPI bibliotēka, kas ir integrēta lietotāja programmā ar #include

16. attēls. SPI savienotāja SV11 tapu piešķiršana

Tā kā SPI moduļi ar darbības tilptage +3.3 V, kā arī SPI moduļi ar darba tilpumutage +5 V ir izplatīti, MCCAB Training Board piedāvā ar SV11 un SV12 divas attiecīgi savienotas savienojuma sloksnes, lai aptvertu abas iespējas.
Ja džemperis saīsina galvenes JP2 3. un 4. tapu (skat. 17. attēlu iepriekš), abās SPI saskarnēs SV11 un SV12 tiek izmantota viena un tā pati mikrokontrollera izejas tapa D10 kā SS (Slave Select) līnija, kā parādīts 16. un 17. attēlā! Līdz ar to SPI modulim vienlaicīgi drīkst pieslēgt tikai vienu no diviem savienotājiem SV11 vai SV12, jo vienas un tās pašas SS līnijas vienlaicīga izmantošana dažādām ierīcēm radītu pārraides kļūdas un īssavienojumus SPI līnijās! Sadaļā 4.12.3 ir parādīta iespēja, kā tomēr vienlaikus ar SV11 un SV12 var pieslēgt divus SPI vergus.

4.12.1. Interfeiss SV11 SPI moduļiem ar +3.3 V darba tilpumutage
Savienotājs SV11 (bultiņa (13) 1. attēlā) ļauj lietotājam izveidot seriālo SPI savienojumu (SPI = Serial Peripheral Interface) starp MCCAB Training Board un ārējo SPI moduli ar +3.3 V darba tilpumu.tage, jo SPI izejas signālu SS, MOSI un SCLK līmeņi saskarnē SV11 ir samazināti līdz 3.3 V par tilpumutage sadalītāji. 3.3 V līmeni SPI ievades līnijā MISO AVR mikrokontrolleris ATmega328P atpazīst kā HIGH signālu, un tāpēc tas nav jāpaaugstina līdz 5 V līmenim. SV11 elektroinstalācija ir parādīta 16. attēlā.

4.12.2. Interfeiss SV12 SPI moduļiem ar +5 V darba tilpumutage
Interfeiss SV12 (bultiņa (12) 1. attēlā) ļauj lietotājam izveidot seriālo SPI savienojumu starp MCCAB Training Board un ārējo SPI vergu ar +5 V darba tilpumu.tage, jo interfeisa SV12 signāli SS, MOSI, MISO un SCLK darbojas ar 5 V signāla līmeņiem.
SV12 elektroinstalācija ir parādīta 17. attēlā.

17. attēls. SPI savienotāja SV12 tapu piešķiršana

Tapu izvietojums uz tapas galvenes SV12 atbilst ieteicamajam AVR ražotāja Microchip AVR programmēšanas interfeisa kontaktdakšas piešķīrumam, kas parādīts 18. attēlā. Tas dod lietotājam iespēju pārprogrammēt ATmega328P sāknēšanas ielādētāju ar piemērotu programmēšanas ierīci, izmantojot SPI interfeiss, piemēram, ja tas ir jāatjaunina uz jaunu versiju vai tas ir kļūdas dēļ izdzēsts.

18. attēls. Ieteicamais AVR programmēšanas interfeisa kontaktu piešķīrums

Signāla X izvēle SV5 12. tapā
Atkarībā no vēlamā lietojuma savienojumam X pie SV5 12. kontakta (17. attēls) var piešķirt dažādus signālus:

1. Džemperis savieno tapas galvenes JP2 3. un 4. tapu.
   Ja tapas galvenes JP2 3. un 4. tapas (skatiet 17. attēlu iepriekš un bultiņu (11) 1. attēlā) ir īssavienojums ar džemperi, mikrokontrollera GPIO D10 (signāls SS) ir savienots ar savienotāja SV5 12. tapu. Pēc tam SV12 tiek izmantots kā parasta SPI saskarne ar SS (Slave Select) GPIO D10.
   Šajā gadījumā abas SPI saskarnes SV11 un SV12 izmanto vienu un to pašu SS līniju D10! Tāpēc SPI modulim var pievienot tikai vienu no divām savienotāju sloksnēm SV11 vai SV12, jo vienas un tās pašas SS līnijas vienlaicīga lietošana dažādās ierīcēs izraisītu pārraides kļūdas un īssavienojumus SPI līnijās!
2. Džemperis savieno tapas galvenes JP1 2. un 4. tapu. Šajā gadījumā mikrokontrollera RESET līnija ir savienota ar tapas galvenes SV5 12. tapu. Šajā režīmā SV12 darbojas kā programmēšanas interfeiss mikrokontrolleram ATmega328P, jo programmēšanas procesam ATmega328P RESET līnijai jābūt savienotai ar tapas galvenes SV5 kontaktu X (pin 12). Šajā režīmā ATmega328P ir SPI vergu un ārējais programmētājs ir galvenais.

4.12.3 SPI moduļu vienlaicīga pievienošana SV11 un SV12
Ja MCCAB apmācības padomei vienlaikus ir jāpievieno 3.3 V modulis un 5 V modulis, to var realizēt ar vadu, kas parādīta 19. attēlā. Tapas galvenes JP1 3. un 4. tapas nav savienotas, JP2 4. kontaktdakša ir savienota ar vienu no digitālajiem GPIO D2 … D9 kontaktu galvenē SV5 (bultiņa (3) 1. attēlā), izmantojot Dupont kabeli, kā parādīts 19. attēlā. Pēc tam šī mikrokontrollera ATmega328P izeja izpilda uzdevumu papildu SS signāls kontakta X savienotājā (5. kontaktdakša) tapas galvenē SV12. 19. attēlā parādīta procedūra, izmantojot piemample no D9 kā papildu savienotāju SS2.

19. attēls. Divu SPI moduļu vienlaicīga pievienošana MCCAB apmācības padomei Šajā gadījumā abas SPI saskarnes SV11 un SV12 var vienlaikus savienot ar ārējiem SPI padevējiem, jo ​​gan SV11, gan SV12 tagad izmanto dažādas SS līnijas: LOW līmenis plkst. GPIO D10 aktivizē SPI moduli SV11 un LOW līmenī GPIO D9 aktivizē SPI moduli SV12 (sk. 19. attēlu).
MCCAB apmācības padomes mikrokontrolleris var apmainīties ar datiem tikai ar vienu moduli, kas vienlaikus pievienots kopnei, izmantojot SV11 vai SV12. Kā redzams 19. attēlā, abu interfeisu SV11 un SV12 MISO līnijas ir savienotas kopā. Ja abas saskarnes tiktu aktivizētas vienlaicīgi ar LOW līmeni savā SS savienotājā un pārsūtītu datus uz mikrokontrolleru, rezultāts būtu pārraides kļūdas un īssavienojumi SPI līnijās!

4.13. TWI (=I8C) saskarnes tapu galvenes SV9, SV10 un SV2
Izmantojot tapu galvenes SV8, SV9 un SV10 (bultiņas (15), (16) un (14) 1. attēlā), lietotājs var izveidot seriālo I.
C = Inter-Integrated Circuit) mikrokontrollera uz treniņu plates ar ārējo I2 C pieslēgumu (I2C moduļi. AVR mikrokontrollera ATmega328P datu lapā I2C interfeiss nosaukts TWI (Two Wire Interface). Trīs savienotāju vadi ir parādīts 20. attēlā. 

20. attēls: TWI (=I2C) interfeiss MCCAB apmācības padomē

C moduļi ar +3.3 V darba tilptage ir savienoti ar SV8 vai SV9. A līmeņa regulēšana stage uz SV8 un SV9 samazina AVR mikrokontrollera ATmega5P 328 V signāla līmeni līdz ārējo moduļu 3.3 V signāla līmenim. I At SV10 ir savienoti tie I 2 C moduļi, kas darbojas ar darba tilpumutage +5 V. I 2 C interfeiss sastāv tikai no divām divvirzienu līnijām SDA (Serial DAta) un SCL (Serial CLock). Lai labāk atšķirtu, 20. attēlā līnijas SDA un SCL ir apzīmētas ar sufiksu 5V pirms līmeņa regulēšanas stage un ar piedēkli 3V3 pēc līmeņa regulēšanas stage. AVR mikrokontrollera ATmega328P mikroshēmā ir aparatūras TWI (divu vadu interfeiss, funkcionāli identisks interfeisam I 2 C), kura signālus SDA un SCL var savienot mikrokontrollera mikroshēmas iekšpusē ar GPIOs A4 un A5 uz tapas galvenes SV6 ( bultiņa (7) 1. attēlā).
Arduino IDE ir pieejama vadu bibliotēka I 2 C moduļu vadībai, kas ir integrēta lietotāja programmā ar #include . 2

Padomi par ATmega328P analogā/digitālā pārveidotāja izmantošanu

Noklusējuma iestatījumā pēc ieslēgšanas darba tilptagmikrokontrollera moduļa Arduino NANO analogajam/digitālajam pārveidotājam (ADC) ir analogais tilpumstage diapazons VADC = 0 … +5 V. Šajā gadījumā +5 V darba tilpumstagMikrokontrollera moduļa e Vcc ir arī atsauces tilpumstage ADC VREF, ja savienotāja SV6 REF spaile (bultiņa (7) 1. attēlā) nav savienota. ATmega328P ADC pārveido analogo ieeju voltage VADC vienā no ieejām A0 … A7 digitālā 10 bitu vērtībā Z. Skaitliskā vērtība Z ir binārā resp. heksadecimālais skaitļu diapazons ®

Z = 00 0000 00002 … 11 1111 11112 = 000 … 3FF16.
Tas atbilst decimālskaitļu diapazonam
Z = 0 … (2–1) = 0 ….

102310

1024

Atļautais analogās ieejas diapazons, tilptage ir VADC = 0 V … 10 1023 REFV⋅
Analogās/digitālās pārveides precizitāte galvenokārt ir atkarīga no atsauces apjoma kvalitātestage VREF, jo uz 10 bitu skaitlisko vērtību Z, ko ģenerē mikrokontrollera analogais/digitālais pārveidotājs, attiecas:

Z =.1024 (1. vienādojums)

VADC ir ievades tilptagAnalogā/digitālā pārveidotāja e vienā no ieejām A0 … A7 un VREF ir atsauces tilpumstage komplekts pārveidotājam. Atsauces sējtage var izmērīt ar augstas pretestības voltmetru starp SV6 REF spaili un ķēdes zemējumu GND. Analogās/digitālās konversijas rezultāts ir vesela skaitļa vērtība, ti, jebkuras decimāldaļas, kas iegūtas, dalot divus tilpumustages VADC un VREF ir nogriezti. +5 V darba tilptage, kas tiek ievadīta no datora, izmantojot USB kabeli, tiek ģenerēta no datora komutācijas barošanas avota. Tomēr izlaides sējtage komutācijas barošanas avotam parasti ir nenozīmīgs maiņstrāvas tilpumstagUz tā ir uzlikts komponents, kas samazina analogās/digitālās pārveides precizitāti. Labākus rezultātus var sasniegt, izmantojot +3.3 V papildu tilpumutage stabilizēts ar lineāro tilptagregulators MCCAB mācību padomē kā atsauces sējtage analogajam/digitālajam pārveidotājam. Šim nolūkam ATmega328P analogais/digitālais pārveidotājs tiek inicializēts programmā ar instrukciju analogReference(EXTERNAL); // nosaka voltage pie tapas REF kā atsauces tilptage saskaņā ar mainīto atsauces sējtage un tapa REF tapas galvenes SV6 (bultiņa (7) 1. attēlā) ir savienota ar blakus esošo +3.3 V tapu 3V3 uz tapas galvenes SV6, izmantojot Dupont kabeli vai džemperi.
Lūdzu, ņemiet vērā, ka analogais voltage VADC pie atsauces sējtage VREF = 3.3 V joprojām tiek pārveidots par ciparu 10 bitu vērtībām diapazonā no 0 … 102310, bet analogā/digitālā pārveidotāja mērījumu diapazons tiek samazināts līdz diapazonam VADC = 0 … +3.297 V.
Savukārt tiek panākta smalkāka pārveidošanas rezultātu izšķirtspēja, jo LSB (mazākā izšķiramā vērtība) tagad ir tikai 3.2 mV.

Ievades apjomstage Analogā/digitālā pārveidotāja VADC tā analogajās ieejās A0 … A7 uz tapas galvenes SV6 vienmēr jābūt mazākai par vērtību VREF SV6 spailē REF!
Lietotājam ir jānodrošina, lai VADC < VREF!
Informāciju par “A/D konvertēšanas precizitāti” skatiet arī piezīmē 11. lpp.

MCCAB mācību padomes bibliotēka “MCCAB_Lib”.

Lai palīdzētu lietotājam vadīt daudzos aparatūras komponentus (slēdžus, pogas, gaismas diodes, 3 × 3 LED matricu, zummeru) MCCAB Training Board, ir pieejama bibliotēka “MCCAB_Lib”, kuru var bez maksas lejupielādēt no interneta vietnes.  www.elektor.com/20440 mācību padomes pircēji.

Papildu literatūra par MCCAB mācību padomes izmantošanu

Grāmatā “Microcontrollers Hands-On Course for Arduino Starters” (ISBN 978-3-89576-5452) jūs atradīsiet ne tikai detalizētu ievadu mikrokontrolleru programmēšanai un programmēšanas valodai C, kas tiek izmantota Arduino IDE. programmu rakstīšanai, bet arī detalizēts bibliotēkas “MCCAB_Lib” metožu apraksts un dažādas lietojumprogrammas, piemēram,amples un vingrojumu programmas MCCAB apmācības padomes lietošanai.

Dokumenti / Resursi

elektor Arduino NANO Training Board MCCAB [pdfLietošanas instrukcija Arduino NANO Training Board MCCAB, Arduino, NANO Training Board MCCAB, Training Board MCCAB, Board MCCAB

Atsauces

• Lietotāja rokasgrāmata