Ndriçuesit e sensorit të lëvizjes Basys3: 8 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:26

Për projektin tonë përfundimtar në dizajnin dixhital, ne vendosëm të simulojmë dritat e sensorëve të lëvizjes. Ato aktivizohen jo vetëm kur një objekt është pranë tij, por gjithashtu aktivizohen vetëm gjatë një kohe të caktuar të ditës. Ne jemi në gjendje ta modelojmë këtë duke përdorur FPGA (bordi Basys3). Ndërsa përdorim FPGA, ne i lejojmë një përdoruesi të futë një kohë në të cilën sensorët e lëvizjes mund të fillojnë të aktivizohen, dhe më pas sensorët do të dërgojnë një sinjal në varësi të cilit sensor është të ndizni atë dritë specifike në atë dhomë ose zonë. Ne e modeluam këtë duke lejuar që të aktivizohet vetëm një sensor lëvizjeje në një kohë të caktuar dhe duke ndezur dritat e dhëna në përputhje me rrethanat. Për shkak të ngushtimit të kohës, ne nuk jemi në gjendje të bëjmë që koha e futur nga përdoruesi të ndikojë në aktivizimin e sensorit të lëvizjes. Sidoqoftë, baza e logjikës sonë duhet të lejojë që dikush ta përsërisë lehtë dhe ta përmirësojë atë.

### Lidhja më poshtë tregon një video të Projektit

drive.google.com/file/d/1FnDwKFfFFDo8mg25j1sW61lUyEqdavQG/view?usp=sharing

Hapi 1: Pajisjet e nevojshme

Për këtë projekt, do t'ju duhet sa vijon:

-Basys3 Bordi

-USB në kabllo microusb

-8 tela kërcyes të bordit të bukës

-Burboard

-2 LED të shpërndarë

Hapi 2: Diagrami i Blackbox/Makina me gjendje të fundme

Ky diagram i kutisë së zezë tregon hyrjet e kërkuara të nevojshme për ndezjen e dritave led. Hyrja e orës dhe hyrjet Min përfaqësojnë kohën që përdoruesi fut në bordin e basys3 (duke përdorur çelsin). Ndërsa, për hyrjen sw paraqet në cilën pjesë të dhomës është përdoruesi (përsëri duke përdorur çelsin për të përfaqësuar vendndodhjen objekti është).

FSM tregon kalimin nga një zonë në një zonë tjetër të një dhome ku një objekt ndodhet në një kohë të caktuar. Ekzistojnë 4 sensorë të ndryshëm në dhoma të ndryshme që përfaqësohen si (s1, s2, s3, s4). Të cilat kontrollojnë daljet, ose dritat në dhoma të ndryshme për shembull drita (L1, L2, L3). Gjendja fillestare e sensorëve nuk zbulon askënd, kështu që të gjitha dritat janë fikur. Për të kaluar në gjendjen tjetër (Gjendja 1), s1 duhet të zbulojë dikë, s2, s3 dhe s4 do të jenë të fikur. Kjo do të nxjerrë L1 (ndizni dritën 1), L2 dhe L3 do të jenë të fikur. Për të kaluar në gjendjen 2 nga gjendja 1, s1, s3 dhe s4 duhet të jenë të fikur, s2 duhet të jetë aktiv. Kjo do të ndizet L1 dhe L2. Për të kaluar në gjendjen tjetër nga kjo gjendje, s3 duhet të jetë i ndezur dhe të gjithë sensorët e tjerë të fikur. Kjo do të ndizet L2 dhe L3, L1 do të jetë e fikur. Për të kaluar në gjendjen përfundimtare S4 duhet të jetë i ndezur dhe të gjithë sensorët e tjerë duhet të jenë të fikur. Kjo do të ndizet vetëm L3, të gjitha dritat e tjera do të fiken. Nëse një person hyn në dhomë nga ana s4 dhe del nga s1 të gjitha hapat do të jenë në renditje të kundërt.

Hapi 3: Ora dixhitale BlackBox

Qëllimi i orës dixhitale që krijuam është që dritat e sensorëve të mos aktivizohen gjatë ditës, dhe të punojnë vetëm gjatë kohës që përdoruesi ka futur. Ora dixhitale merr orë në hyrje dhe mins_in duke përdorur çelsin në tabelën basys3, dhe për të qenë në gjendje ta ngarkoni atë në tabelë ju duhet të shtypni (led_btn) në mënyrë që ta shfaqë atë në bord. Ne gjithashtu shtuam butonin e rivendosjes (rst_b) në mënyrë që të mund të ngarkoni përsëri në një kohë të ndryshme. Meqenëse basys3 ka hapësirë të mjaftueshme për të shfaqur 3 raste të ndryshme informacioni, ne i zbatuam sekondat në sfond. Për këtë qëllim, ne zbatuam një ndërprerës të sekondave kështu që ai do të rritet vetëm në kohë kur përdoruesi të vendosë të ndezë hyrjen (e_sec) në tabelën basys3. Puna e kornizës së brendshme brenda orës dixhitale është e përbërë nga flip-flops që ruajnë kohën e futur dhe sportele që rrisin kohën që përdoruesi fut vetëm kur (e_sec) është i ndezur. Ne do të shtojmë kodin në mënyrë që të shihni se si është zbatuar saktësisht.

Hapi 4: Komponentët së bashku dhe Përshkrimi

Fotografitë e mësipërme tregojnë se si përbërësit janë të lidhur së bashku. Fillon duke marrë së pari hyrjet orë dhe minuta. Sinjalet nga ato hyrje dërgohen në numërimin e orës dhe minutave kundër, ku i bashkon bitet së bashku, dhe numëruesit e sinjalit dalës dërgohen në komponentin SSEG ku konverton bit në karaktere të veçanta që do të shfaqen në tabelën basys3. Sidoqoftë, sinjali nga numëruesit nuk do të dërgohet në komponentin SSEG derisa përdoruesi të ketë shtypur hyrjen (led_btn) kjo është bërë sepse ne nuk krijuam FSM për orën dixhitale. Gjithashtu, koha e futur nuk do të rritet derisa çelësi i hyrjes (e_sec) të jetë aktiv, sepse përndryshe numëruesi i sekondave do të funksiononte gjithmonë në sfond. Pasi numëruesi sek të ketë arritur '59' ai do të dërgojë sinjal te minutat në mënyrë që të rritet mins e njëjta gjë bëhet nga minutë në orë. Gjithashtu, ka hyrje të sensorit të lëvizjes dhe sinjalet dërgohen në komponentin FSM ku përcakton se në cilën gjendje të shkojë në varësi të sensorit. Gjendja e tij fillestare është kur të gjithë sensorët janë të fikur. I gjithë përshkrimi i FSM u përshkrua në hapin 2.

Hapi 5: Kodi

Hapi 6: Modifikimet e së ardhmes

Në të ardhmen, shtimi i sensorëve aktual të lëvizjes me kombinimin e LED -ve në projekt do të ishte përmirësim. Kështu që ne mund të rrisim kompleksitetin e projektit dhe të shohim nëse mund të krijojmë një sensor modern të dritës së lëvizjes. Kjo do të krijojë më shumë probleme pasi do të duhet të mendoni edhe për afërsinë e objektit në mënyrë që dritat të ndizen në përputhje me rrethanat. Përveç kësaj, të gjitha funksionet e tjera paraprake. Gjithashtu, përmirësimi i funksionalitetit të orës dixhitale duke përdorur një FSM gjithashtu në vend që të prisni që përdoruesi të aktivizojë sekonda (e_sec). FSM për një orë dixhitale do të ishte e ngjashme me atë të sensorit të lëvizjes.

Hapi 7: Përfundimi

Në përgjithësi, ky projekt na ka ndihmuar të kemi një kuptim më të mirë se si funksionojnë makinat me gjendje të fundme. Për më tepër, me FSM gjithmonë duhet të keni parasysh se duhet të dini se në çfarë gjendje jeni dhe kur doni të kaloni në një gjendje tjetër. Me fjalë të tjera, ju duhet të dini se ku jeni në një kohë të caktuar dhe ku do të jeni më vonë në kohë. Duke pasur parasysh se cilët faktorë do t'ju lejojnë (inputet) të kaloni në një gjendje tjetër dhe çfarë do të bëjë kur të arrijë atje (dalje). Ne gjithashtu mësuam se si të ruajmë informacionin brenda tabelës basys3 duke përdorur flip-flops të cilët janë regjistra, dhe si të rrisim kohën duke përdorur sportelet të cilët shtojnë numrat binarë së bashku.

Hapi 8: Fillimi

Dy_sseg.vhdl = universal_sseg_dec.vhd

Ratner, James dhe Cheng Samuel.. Ratface Engineering.universal_sseg_dec.vhd