Multimetër PIC16F877: 6 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:12

PICMETER Hyrje

Ky projekt PICMETER është rritur në një mjet të dobishëm dhe të besueshëm për çdo entuziast elektronik.

• Ai funksionon me një mikro kontrollues PIC16F877 / 877A.
• Shtë një sistem zhvillimi PIC
• Multishtë shumë-metër me 19 funksione (voltmetër, frekuencë matës, gjenerator sinjali, termometër…)
• Shtë një kontrollues përbërës (R, L, C, diodë…) me deri në 5 vargje në secilin funksion.
• Ajo ka një radio ASK me brez 433MHz, e cila pret një lloj aplikimi.
• Shtë një sistem blerjeje në distancë, ku një kompjuter tjetër (PC) mund të mbledhë të dhëna përmes portës serike për shfaqje grafike. (Hasshtë përdorur si pjesa e përparme e projektit të EKG).
• Ajo ka një strukturë të regjistrimit (për regjistrimin e të dhënave gjatë orëve), rezultatet ngarkohen nga EEPROM.
• Prodhon sinjale testimi për të drejtuar disa motorë.
• Testedshtë testuar plotësisht, shihni fotografitë në Hapin 5.
• Softueri lëshohet si Burim i Hapur

Ky udhëzues është një version i shkurtuar i Dokumentacionit të Plotë. Ai përshkruan harduerin dhe softuerin e mjaftueshëm për të tjerët që ta ndërtojnë atë ose si një projekt të përfunduar, ose ta përdorin atë si një sistem zhvillimi për të bërë ndryshime të mëtejshme, ose thjesht të shfletoni ide për t'u përdorur në projekte të tjera.

Furnizimet

Çipi i vetëm kritik për të blerë është Mikroçipi PIC16F877A-I/P

• A = rishikimi i mëvonshëm i cili ndryshon nga origjinali në përcaktimin e bitave të konfigurimit.
• I = Gama e temperaturës industriale
• P = Paketë plastike 40-plumbëshe e dyfishtë në linjë, 10 MHz, kufij normal VDD.

Gjithashtu karakteri Hitachi LM032LN 20 me 2 rreshta LCD i cili ka ndërtuar kontrolluesin HD44780.

Pjesët e tjera janë vetëm përbërës elektrikë të përgjithshëm, PCB me shirita, LM340, LM311, LM431, transistorë me përdorim të përgjithshëm të ulët, etj.

Hapi 1: Përshkrimi i PICBIOS

PICBIOS Përshkrimi

Ky program funksionon në një tabelë PIC16F877 dhe zë 4k pjesën e poshtme të kujtesës së programit. Ai siguron mjedisin e softuerit për një program aplikimi që zë gjysmën e lartë të kujtesës së programit. Ideashtë e ngjashme në ide me PC-BIOS me disa komanda "debug" si për zhvillimin e programit dhe ka 5 përbërës:

1. Menyja kryesore
2. Programi i konfigurimit
3. Ndërfaqja e linjës së komandës (përmes portit serik)
4. Drejtuesit e kernelit dhe pajisjeve
5. Ndërfaqja e programimit të aplikacionit

Hapi 2: Përshkrimi i PICMETER

PICMETER Përshkrimi

Prezantimi

Ashtu si një multimetër (volt, amps, ohms) ky ka shumë funksione të cilat zgjidhen me anë të një sistemi menuje. Por të qenit një kombinim i harduerit dhe softuerit e bën atë shumë të shkathët, për shembull veçori të tilla si regjistrimi për periudha të gjata dhe dërgimi i të dhënave serike janë në dispozicion.

Menyja është "zemra" ku funksionet zgjidhen me anë të butonave [majtas] dhe [djathtas]. Pastaj për secilin funksion zgjidhen vargjet e ndryshme me butonat [inc] dhe [dec]. Për shembull, kondensatorët maten nga rreth 0.1nF në 9000uF me anë të 5 diapazoneve të veçanta.

2.1 Softueri PICMETER

Ky është organizuar si një program aplikimi i cili zë 4k pjesën e sipërme të kujtesës së programit dhe mbështetet në funksionet e PICBIOS për pajisjen I/O dhe trajtimin e ndërprerë. Përbëhet nga seksioni i menysë i cili funksionon si detyrë në sfond dhe anketon butonat çdo 20ms. Kur shtypet një buton për të ndryshuar funksionin ose ndryshuar diapazonin, thirret rutina e përshtatshme. Kur nuk shtypet asnjë buton, leximi i matur azhurnohet me intervale rreth 0.5 sek. Në thelb menuja është një tabelë kërkimi.

2.2 Funksioni i Metrit - seksione

Ka shumë funksione, kështu që kjo pjesë është e ndarë në seksione, secila prej të cilave merret me funksione të një natyre të ngjashme. Kjo është një listë e shkurtër e seksioneve, shihni Dokumentacionin e Plotë për të parë sesi funksionon secili seksion në detaje. Për shkak të kufizimeve të portit, ekzistojnë 3 variacione të projektit (shiko Dokumentacionin e Plotë). Funksionet me shkronja normale janë të zakonshme për të gjitha projektet. Funksionet NNDNSHIRLINSUAR përfshihen vetëm në projektin PICMETER1. Funksionet në ITALICS përfshihen vetëm në projektet PICMETER2 ose PICMETER3.

Seksioni VoltMeter - Skedari burimor është vmeter.asm

Përmban funksione që bazohen në matjen e tensionit duke përdorur ADC.

• Tensioni ADC (lexon tensionin në hyrjen e zgjedhur, AN0 në AN4)
• AD2 Dual (shfaq tensionin në AN0 dhe AN1 njëkohësisht)
• Termometri TMP -10 deri në 80? degC (2N3904 ose dhënës i dyfishtë LM334)
• LOG - vendos intervalin e prerjeve
• OHM - Matja e rezistencës (metoda e potenciometrit) nga 0Ω në 39MΩ në 4 vargje
• DIO-Diodë, mat tensionin përpara (0-2.5V)
• CON - Vazhdimësia (bip kur rezistenca është më e vogël se pragu prej 25, 50 ose 100)

Komponenti Meter1 - Skedari burimor është meter1.asm

Matja e kondensatorit, induktorit dhe rezistencës duke përdorur qarkun krahasues LM311. Bazuar në matjen e kohës së një cikli ngarkimi.

• CAL - kalibrim - mat fikse 80nf dhe 10μF për vetë -testim dhe rregullim
• Cx1 - matja e kondensatorit nga 0.1nF në 9000μF në 5 vargje
• Lx1 - matja e induktorit nga 1mH në ?? mH në 2 vargje
• Rx1 - matja e rezistencës nga 100Ω në 99MΩ në 3 rreze

Komponenti Meter2 Skedari burimor Meter2.asm

Matja e komponentit duke përdorur oshilator alternativ të relaksimit LM311 dhe oshilator Colpitts. Bazuar në matjen e periudhës kohore të N cikleve. Kjo është pak më e saktë se metoda e mësipërme pasi matet koha e N = deri në 1000 cikle. Moreshtë më shumë një zgjidhje harduerike dhe kërkon më shumë ndërtim.

• Cx2 - matja e kondensatorit nga 10pF në 1000 μF në 5 vargje.
• Rx2 - matja e rezistencës nga 100 ohm në 99M në 5 vargje.
• Lx2 - matja e induktorit nga 1mH në 60mH në 1 interval.
• osc - matja e induktorit (metoda Colpitts) nga 70μH në 5000μH? në 2 vargje.

Frekuenca Metër - skedari burimor Fmeter.asm

Përmban funksione që përdorin sportelet dhe kohëmatësit PIC, dhe pak më shumë;

• FREQ - Matës frekuence nga 0Hz në 1000kHz në 3 vargje
• XTL - mat frekuencën e kristaleve LP (nuk janë testuar)
• SIG - gjenerator sinjali nga 10Hz në 5KHz në 10 hapa
• SMR - motor stepper - drejtim i kundërt
• SMF- motor stepper- drejtim përpara.

Komunikimet - Skedari i burimit është comms.asm

Funksionet për transmetimin/marrjen e sinjalit për të testuar seritë dhe pajisjet periferike SPI;

• Testi UTX serik TX & inc dhe shkalla e zbritjes së bitit nga 0.6 në 9.6k
• Testi URX serik RX & inc dhe shkalla e zbritjes së bitit nga 0.6 në 9.6k
• SPM - teston SPI në modalitetin master
• SPS - teston SPI në modalitetin e skllavit

Moduli i Radios FSK - Skedari burimor është Radio.asm

Funksionet që përdorin radio RM01 dhe RM02 marrin dhe transmetojnë module. Këto module ndërfaqen përmes SPI, i cili përdor shumicën e kunjave të Portit C.

• RMB - vendosni normën BAUD të modulit të radios
• RMF - vendosni frekuencën RF të modulit të radios
• RMC - vendos frekuencën e orës së modulit të radios
• XLC - rregullon ngarkesën e kapacitetit kristalor
• POW - vendos fuqinë e transmetuesit
• RM2 - transmetoni të dhënat e provës (moduli RM02)
• RM1 - merrni të dhëna testimi (moduli RM01)

Moduli i Kontrollit - kontrolli i skedarit burimor.asm

• SV1 - Servo Output (duke përdorur CCP1) nga 1ms në 2ms në hapa 0.1ms
• SV2 - Servo Output (duke përdorur CCP2) nga 1ms në 2ms në hapa 0.1ms
• PW1 - Dalja PWM (duke përdorur CCP1) nga 0 në 100% në 10% hapa
• PW2 - Dalja PWM (duke përdorur CCP2) nga 0 në 100% në 10% hapa

Marrja e të dhënave nga distanca - Skedari i burimit është i largët.asm

Modaliteti në distancë (Rem) - një grup komandash në mënyrë që njehsori të mund të përdoret nga një kompjuter përmes një ndërfaqe serike. Një komandë mbledh të dhëna të regjistruara në EEPROM gjatë një periudhe orësh. Një komandë tjetër lexon tensionet me shpejtësinë e plotë të ADC në tamponin e kujtesës, pastaj e transmeton tamponin në PC, ku rezultatet mund të shfaqen në mënyrë grafike. Në mënyrë efektive ky është një oshiloskop, që funksionon në intervalin e frekuencës audio

Koha - Skedari burimor është time.asm

Tim - thjesht shfaq kohën në formatin hh: mm: ss dhe lejon ndryshimin duke përdorur 4 butona

Hapi 3: Përshkrimi i qarkut

Përshkrimi i qarkut

3.1 Bordi i Zhvillimit Bazë

Figura 1 tregon një bord bazë zhvillimi për të vënë në funksion PICBIOS. Veryshtë shumë standard dhe i drejtpërdrejtë, burim energjie i rregulluar me 5V dhe kondensatorë shkëputës, C1, C2….

Ora është kristal 4 MHz, kështu që TMR1 shënon në intervale 1us. Kondensatorët 22pF C6, C7 rekomandohen nga Microchip, por nuk duket se janë vërtet të nevojshëm. Titulli ICSP (programimi në seri-serial) përdoret për të programuar fillimisht një PIC bosh me PICBIOS.

Porti serik (COM1)- shënimi TX dhe RX ndërrohen, dmth. COM1-TX është i lidhur me Portin C-RX, dhe COM1-RX është i lidhur me Portin C-TX (zakonisht i referuar si një "modem null"). Gjithashtu nivelet e sinjalit të kërkuar për RS232 duhet të jenë vërtet +12V (hapësirë), dhe -12V (shenjë). Sidoqoftë, nivelet e tensionit 5V (hapësirë) dhe 0V (shenjë) duken të përshtatshme për të gjithë kompjuterët që kam përdorur. Pra, nivelet e sinjalit të RX dhe TX janë përmbysur vetëm nga drejtuesi i linjës (Q3) dhe marrësi i linjës (Q2).

LCD LM032LN (2 rreshta me 20 karaktere) përdor standardin "ndërfaqe HD44780". Softueri përdor modalitetin e gërvishtjes 4-bit dhe shkruan vetëm, i cili përdor 6 kunja të portës D. Softueri mund të konfigurohet për zhurmë të ulët (bitët e Portës D 0-3) ose goditjen e lartë (bitët e Portës D 4-7) siç përdoret këtu Me

Çelësat e butonit të shtypjes sigurojnë katër hyrje për zgjedhjen e menysë. Përdorni shtytjen për të bërë çelsin pasi softueri zbulon skajin që bie. Rezistencat tërheqëse (= 25k) janë të brendshme në PORT B. Porti RB6 nuk mund të përdoret për çelsin, për shkak të kapakut 1nF (i cili rekomandohet për ICSP). Nuk ka nevojë për një çelës rivendosjeje?

butoni0

opsionet e menysë kanë mbetur [◄]

butoni 1

opsionet e menysë drejtë

butoni 2

diapazoni/vlera e rritjes/zgjidhni

butoni3

diapazoni/vlera e uljes/zgjidhni

3.2 Hyrjet Analog dhe Kontrolluesi i Komponentëve - Bordi 1

Figura 2 tregon qarkun analog për PICMETER1. Hyrjet analoge AN0 dhe AN1 përdoren për matjen e tensionit me qëllime të përgjithshme. Zgjidhni vlerat e rezistencës për zbutësit për të dhënë 5V në kunjat e hyrjes AN0/AN1.

Për intervalin e hyrjes 10V, m = 1 + R1/R2 = 1 + 10k/10k = 2

Për gamën e hyrjes 20V, m = 1 + (R3 + R22)/R4 = 1 + 30k/10k = 4

AN2 përdoret për matjen e temperaturës duke përdorur transistorin Q1 si një dhënës temperature "të papërpunuar". Koeficienti i temperaturës së transistorit NPN në 20 celcuis = -Vbe/(273+20) = -0.626/293 = -2.1 mV/K. (shiko matjen e temperaturës në pjesën Analog). LM431 (U1) siguron një referencë të tensionit 2.5V në AN3. Së fundmi AN4 përdoret për testimin ose përbërësin në seksionin Analog.

Për matjen e komponentit, komponenti i testit është i lidhur përmes hyrjes RE2 (D_OUT) dhe AN4. Rezistencat R14 deri R18 sigurojnë pesë vlera të ndryshme të rezistencës të përdorura për matjen e rezistencës (metoda e potenciometrit) në seksionin Analog. Rezistencat "lidhen në qark" duke vendosur kunjat e Portës C/Port E si Hyrje ose Dalje.

Meter1 kryen matjen e komponentit duke ngarkuar kombinime të ndryshme të kondensatorit dhe rezistencës të njohur/të panjohur. LM311 (U2) përdoret për të krijuar ndërprerje CCP1 kur një kondensator ngarkohet në pragun e sipërm (75% VDD) dhe shkarkohet në pragun e poshtëm (25% VDD) Këto tensione pragu përcaktohen nga R8, R9, R11 dhe potenciometri R10 i cili jep pak rregullimi Kur testoni kondensatorët, kondensatori C13 (= 47pF) plus kapaciteti i humbur i bordit sigurojnë zbukurim 100pF. Kjo siguron që, kur komponenti i testit hiqet, intervali midis ndërprerjeve të CCP1 tejkalon 100us, dhe nuk mbingarkon PIC -un. Kjo vlerë e zbukurimit (100pF) zbritet nga matja e komponentit me softuer. D3 (1N4148) siguron rrugën e shkarkimit kur teston induktorët dhe mbron D_OUT, duke parandaluar që tensioni të shkojë negativ.

λΩπμ

Hapi 4: Udhëzuesi i ndërtimit

Udhëzues ndërtimi

Një gjë e mirë është se ky projekt është ndërtuar dhe testuar në faza. Planifikoni projektin tuaj. Për këto udhëzime supozoj se jeni duke ndërtuar PICMETER1, edhe pse procedura është e ngjashme për PICMETER2 dhe 3.

4.1 Bordi i Zhvillimit PCB

Ju duhet të ndërtoni tabelën themelore të zhvillimit (Figura 1) e cila duhet të përshtatet në një PCB me madhësi standarde 100 me 160 mm, planifikoni paraqitjen për ta mbajtur sa më të rregullt. Pastroni PCB -në tuaj dhe kallaji të gjithë bakrin, përdorni përbërës dhe lidhje të besueshme, të testuara aty ku është e mundur. Përdorni prizën 40 pin për PIC. Kontrolloni vazhdimësinë e të gjitha nyjeve të ngjitura. Mund të jetë e dobishme të shikoni fotot e paraqitjes së bordit tim më lart.

Tani keni një PIC të zbrazët dhe duhet të programoni PICBIOS në flash memorie. Nëse tashmë keni një metodë programimi - mirë. Nëse jo, unë rekomandoj metodën e mëposhtme të cilën e kam përdorur me sukses.

4.2 AN589 Programues

Ky është një qark i vogël i ndërfaqes që lejon një PIC të programojë nga një kompjuter duke përdorur portën e printerit (LPT1). Dizajni u botua fillimisht nga Microchip në një shënim aplikimi. (referenca 3). Merrni ose bëni një programues të pajtueshëm me AN589. Unë kam përdorur një model të përmirësuar AN589 të përshkruar këtu. Ky është ICSP - do të thotë që ju futni PIC në prizën 40 pin për ta programuar atë. Pastaj lidhni kabllon e printerit me hyrjen AN539 dhe kabllon ICSP nga AN589 në bordin e zhvillimit. Dizajni im i programuesit merr fuqinë e tij nga bordi i zhvillimit përmes kabllit ICSP.

4.3 Cilësimet e PICPGM

Tani keni nevojë për disa programe programimi për të funksionuar në PC. PICPGM punon me programues të ndryshëm përfshirë AN589, dhe shkarkohet falas. (Shih Referencat).

Nga Menyja e Pajisjeve, Zgjidhni Programues AN589, në LPT1

Pajisja = PIC16F877 ose 877A ose zbulimi automatik.

Zgjidhni Skedarin Hex: PICBIOS1. HEX

Zgjidhni Erase PIC, pastaj Program PIC, pastaj Verifikoni PIC. Me pak fat ju merrni mesazhin e përfundimit të suksesshëm.

Hiqni kabllon ICSP, Rinisni PIC, me shpresë se do të shihni ekranin PICBIOS në LCD, përndryshe kontrolloni lidhjet tuaja. Kontrolloni menunë e nisjes duke shtypur butonat e majtë dhe të djathtë.

4.4 Lidhja Serike (Hiperterminale ose Stuko)

Tani kontrolloni lidhjen serike midis PIC dhe PC. Lidhni kabllon serik nga PC COM1 në bordin e zhvillimit dhe drejtoni një program komunikimi, si Win-XP Hyper-Terminal i vjetër, ose PUTTY.

Nëse përdorni Hyperterminal, konfiguroni si më poshtë. Nga menyja kryesore, Thirrni> Shkëputu. Pastaj File> Properties> Connect to tab. Zgjidhni Com1, pastaj klikoni butonin Konfiguro. Zgjidhni 9600 bps, pa barazi, 8 bit, 1 ndalesë. Kontrolli i rrjedhës së harduerit”. Pastaj Thirrni> Thirrni për t'u lidhur.

Nëse përdorni PuTTY, Connection> Serial> Connect to COM1, dhe 9600 bps, pa barazi, 8 bit, 1 ndalesë. Zgjidhni "RTS/CTS". Pastaj Sesioni> Serial> Hap

Në menunë PICBIOS Boot, zgjidhni "Modaliteti i komandës", më pas shtypni [inc] ose [dec]. Mesazhi i shpejtë "PIC16F877>" duhet të shfaqet në ekran (nëse jo kontrolloni ndërfaqen tuaj serike). Shtypi? për të parë listën e komandave.

4.5 Programi PICMETER

Pasi të funksionojë lidhja serike, programimi i kujtesës flash është aq i thjeshtë sa dërgimi i një skedari gjashtëkëndësh. Futni komandën "P", e cila përgjigjet me "Dërgo skedar gjashtëkëndësh …".

Duke përdorur hiper-terminalin, nga menyja Transferimi> Dërgo skedar teksti> PICMETER1. HEX> Hap.

Përparimi tregohet nga ":". pasi çdo linjë e kodit gjashtëkëndësh është e programuar. Së fundi Suksesi i Ngarkesës.

Nëse jeni duke përdorur PuTTY, mund t'ju duhet të përdorni Notepad dhe të kopjoni/ngjisni të gjithë përmbajtjen e PICMETER1. HEX në PuTTY.

Në mënyrë të ngjashme për të verifikuar, futni komandën "V". Në hiper-terminal, nga menyja Transferimi> Dërgo skedar teksti> PICMETER1. HEX> OK.

Paralajmërim = xx … Nëse programoni një çip 16F877A, do të merrni disa mesazhe paralajmëruese. Kjo ka të bëjë me ndryshimet midis 877 dhe 877A, të cilat programohen në 4 blloqe fjalësh. Fatkeqësisht lidhësi nuk e lidh fillimin e seksioneve në 4 kufijtë e fjalëve. Zgjidhja e thjeshtë është që të keni 3 udhëzime NOP në fillim të secilit seksion, kështu që thjesht injoroni paralajmërimet.

Rinisni dhe në menunë e nisjes BIOS, zgjidhni "Run application". Duhet të shihni PICMETER1 në LCD.

4.6 Drejtoni PICMETER1

Tani filloni të ndërtoni më shumë seksione të bordit të zhvillimit (Figura 2) për të marrë funksionet e Voltmeter, Component Meter që funksionojnë sipas kërkesës.

Meter1 ka nevojë për një kalibrim. Në funksionin "Cal", rregulloni R10 për të dhënë lexime prej 80.00, 80.0nF dhe 10.000uF përafërsisht. Pastaj lexoni një 100pF të vogël në funksionin Cx1. Nëse leximi është jashtë, ose ndryshoni kapakun e prerjes C13, ose ndryshoni vlerën e "trimc" në meter1.asm.

Tani ekzekutoni PICBIOS Setup dhe ndryshoni disa cilësime kalibrimi në EEPROM. Kalibroni temperaturën duke rregulluar kompensimin 16-bit (format i lartë, i ulët). Ju gjithashtu mund të keni nevojë të ndryshoni vlerën "delayt".

Nëse qëllimi juaj është të ndërtoni projektin ashtu siç është - Urime - keni mbaruar! Më tregoni për suksesin tuaj në Instructables.

4.7 MPLAB

Por nëse dëshironi të bëni ndryshime, ose të zhvilloni projektin më tej, duhet të rindërtoni programin duke përdorur MPLAB. Shkarkoni MPLAB nga Microchip. Ky është ai "i vjetër" që është i thjeshtë dhe i drejtpërdrejtë për t'u përdorur. Unë nuk kam provuar mjetin e ri të zhvillimit të labx i cili duket shumë më i komplikuar.

Detajet se si të krijoni një projekt të ri, dhe më pas të shtoni skedarë në projekt në Dokumentacionin e Plotë.

Hapi 5: Fotografitë e Testimit

Foto mbi termometrin, duke lexuar 15 gradë Celsius

Frekuenca e testimit, leximi = 416k

Testimi i induktorit të shënuar 440uF, lexon 435u

Testimi i rezistencës 100k, lexon 101k, kjo është e lehtë.

Testimi i kondensatorit 1000pF, leximi është 1.021nF

Hapi 6: Referencat dhe Lidhjet

6.1 Fleta e të dhënave PIC16F87XA, Microchip Inc.

ww1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/39582b.pdf

6.2 Specifikimi i Programimit të Memorjes PIC16F87XA FLASH, Mikroçip

ww1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/39589b.pdf

6.3 Shënim Aplikimi AN589, Microchip Inc.

ww1.microchip.com/downloads/en/appnotes/00589a.pdf

6.4 Shkarkimi i PICPGM

picpgm.picprojects.net/

6.5 MPLab IDE v8.92 shkarko pa pagesë, Mikroçip

pic-microcontroller.com/mplab-ide-v8-92-free-download/

6.6 Fletë të dhëna për modulet Hope RFM01-433 dhe RFM02-433, Zgjidhje RF

www.rfsolutions.co.uk/radio-modules-c10/hope-rf-c238

6.7 LT Spice, Pajisje Analog

www.analog.com/en/design-center/design-tools-and-calculators/ltspice-simulator.html

6.8 Një qark programues fotografish i bazuar në AN589, Projektet më të mira-Mikrokontrollues

www.best-microcontroller-projects.com/pic-programmer-circuit.html

6.9 Skedarët me burim të hapur

burim i hapur