마이크로 컨트롤러가 로버를 제어합니다.

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마이크로컨트롤러는 전지형 차량을 제어합니다. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

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광범위한 기능, 비교적 쉬운 프로그래밍 및 저렴한 비용으로 인해 단일 칩 마이크로 컨트롤러는 아마추어 무선 창의성에 매력적입니다. 제안된 장치는 젊은 무선 아마추어가 마이크로컨트롤러를 쉽게 연구하고 이 연구를 시각적이고 생생하며 즐겁게 만들기 위해 무선 공학계를 위한 시각 보조 도구로 개발되었습니다.

이 제품은 두 개의 전기 모터로 구동되는 캐터필러 우주 전지형 차량인 대형 전기 기계 장난감을 기반으로 합니다. 사용 가능한 국내 마이크로 컨트롤러 KR1878BE1에 의해 제어됩니다. 이 프로그램은 기계를 광원에 자동으로 안내하고 접근하는 일련의 순차적 작업을 제공합니다. 모든 작업에는 이미 독자들에게 친숙한 Winbond Electronics의 특수 칩 Chipcorder 메모리에 녹음된 해당 음성 메시지가 수반됩니다.

아래에 설명된 장치는 다음과 같이 작동합니다. 전원이 켜지면 제어 LED가 두 번 깜박여 마이크로 컨트롤러의 정상 작동을 알립니다. 그런 다음 20초 이내에 기계는 왜 그리고 누구에 의해 만들어졌는지 뿐만 아니라 단일 칩 마이크로 컨트롤러 KR1878BE1에 의해 제어된다는 사실을 알려줍니다. 또한 그녀는 자신의 작업에 대해보고합니다. 광원을 찾아 가까이 다가간 후 앞 방향의 조명 수준을 결정하고 오른쪽으로 약 10 ° 회전하고 조명을 다시 측정합니다. . 오른쪽으로 돌린 후 작아지면 같은 10 °만큼 왼쪽으로 돌고, 증가하면 다시 오른쪽으로 돌고 조명을 다시 측정하는 등입니다. 멈추지 않을 때까지 조명이 증가하는 방향으로 (최대 조명 방향으로 약간 점프하면서) 반대 방향으로 한 바퀴 돌립니다.

그 결과 처음으로 찾은 최대 조도 방향이 결정됩니다. 그 후 자동차가 목표물에 접근하기 시작합니다. 일정 시간 동안 목표물을 향해 이동합니다. 또한 이 작업 시퀀스는 지정된 횟수만큼 수행됩니다. 모든 작업은 음성 메시지로 설명됩니다. 프로그램의 마지막 단계가 완료된 후 기계는 프로그램이 완료되었음을 보고합니다. (기계의 10° 회전은 해당 전기 모터의 작동 시간과 저자가 사용한 전기 기계 장난감의 애벌레의 속도에 의해 결정됩니다.)

장치의 제어 부분의 개략도가 그림에 나와 있습니다. 1. 기본은 DD1 KR1878BE1 마이크로컨트롤러[1-3]입니다. 스위칭 방식이 일반적입니다. 클럭 주파수는 ZG1 석영 공진기에 의해 설정됩니다. HL1 LED는 마이크로컨트롤러가 정상적으로 시작되었고 프로그램이 실행 중임을 나타내는 역할을 합니다.

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신호 소스는 포토다이오드 VD2입니다. 연산 증폭기 DA2.1의 도움으로 광전류가 전압으로 변환됩니다. 저항 R13과 커패시터 C9는 저역 통과 필터를 형성합니다. 연산 증폭기 DA2.2의 팔로워는 ADC DA4의 입력과의 조정을 보장합니다. 예시적인 전압은 일체형 제너 다이오드 DA6 및 전류 제한 저항 R34를 사용하여 생성됩니다. 저항 R12는 VD2 광다이오드의 특정 복사본에 대해 선택되어 조명이 최대에 가까울 때 ADC 입력의 전압이 2,5V와 같은 예시 전압을 초과하지 않습니다.

이 장치는 직렬 인터페이스와 함께 10비트 ADC TLC1549CP를 사용합니다. 이를 통해 마이크로컨트롤러는 2개의 신호 라인만 사용하여 ADC에서 데이터를 제어하고 수신할 수 있습니다. ADC 작동의 타이밍 다이어그램은 그림 21에 나와 있습니다. 10. CS 신호가 적용된 후 이전 변환 결과의 최상위 비트가 DATA 출력에 나타납니다. 다음 비트를 얻으려면 ADC의 I/O CLOCK 입력에 펄스를 적용해야 합니다. 감소에 따라 다음 비트가 DATA 출력에 나타나는 식으로 동시에 I / O CLOCK 입력에서 세 번째 펄스가 감소함에 따라 ADC의 IN 입력에서 입력 아날로그 신호의 샘플링이 시작됩니다. 입력 I/O CLOCK에서 21번째 펄스가 감소하면 이전 변환 결과의 출력이 종료되고 새로운 변환이 시작됩니다. CS 입력에 하이 레벨을 적용해야 합니다. XNUMX µs 이상 경과 후 CS 신호를 인가하여 변환 결과를 읽을 수 있습니다. 일반적인 알고리즘은 다음과 같습니다. 먼저 ADC에서 이전 변환의 불필요한 XNUMX비트를 "푸시"한 다음 최소 XNUMXμs를 기다린 다음 현재 변환 결과를 읽습니다.

전기 모터 M1 및 M2의 공급 전압은 트랜지스터 VT1 및 VT2에서 만들어진 키를 통해 공급됩니다. 마이크로 컨트롤러 PA2 및 TIME의 출력에 높은 수준의 전압이 나타나면 트랜지스터 VT1 및 VT2가 열리고 전기 모터가 트랙을 회전하기 시작합니다. 이 실시예에서, 제품은 트랙 중 하나를 제동함으로써 앞으로 이동하고 회전할 수 있다. 트랙을 역회전시켜 반전 또는 회전을 보장해야 하는 경우 4개의 키에 XNUMX개의 라인(이 경우 PAXNUMX 포트도 사용됨)에서 XNUMX개의 트랜지스터와 추가 트랜스코더 칩이 있어야 합니다. 이러한 스위치는 저자가 조립하고 테스트했지만 실제로는 후진 기어 없이도 할 수 있으며 모터 제어 장치가 크게 단순화되었습니다.

장치의 나머지 장치는 제품 소리를 내도록 설계되었으며 제외해도 제어 부분의 작동에 영향을 미치지 않습니다. ISD3 시리즈 [5-1400]의 미세 회로 DA4 및 DA6는 [7]에 설명된 ISD4004 시리즈와 기록 시간이 더 짧고(20초) 마이크로프로세서 제어가 필요하지 않은 더 간단한 인터페이스가 다릅니다. DA3 및 DA5 칩의 포함은 사용 설명서에 설명된 것과 일치합니다. 설정시 모든 짧은 음성 메시지는 첫 번째에 녹음되고 하나의 긴 음성 메시지는 두 번째에 녹음됩니다.

시프트 레지스터 DD2는 원하는 문구의 녹음이 시작되는 2비트 주소를 축적하는 역할을 합니다. 출력 PB5를 통해 광원 검색을 시작하기 전에 마이크로 컨트롤러는 DA2에 신호를 보내 재생을 시작하고 하나의 긴 메시지를 재생합니다. 대상을 가리키고 접근하는 과정에서 마이크로 컨트롤러는 DD3를 통해 DA1의 주소 입력에 원하는 문구의 시작 주소를 출력한 후 문구 재생을 시작하라는 신호가 RVR 출력을 통해 전송됩니다. 메시지는 DA1 칩을 기반으로 하는 전력 증폭기에 의해 증폭됩니다. 볼륨은 트리밍 저항 RXNUMX에 의해 조정됩니다. 광원을 가리키고 접근하기 위해 지정된 수의 단계를 완료하면 모델이 중지됩니다.

PAO 및 PB4 핀(포인트 A 및 B)은 두 개의 버튼을 연결하기 위해 예약되어 있습니다(버튼의 두 번째 핀은 장치의 공통 와이어에 연결됨). 마이크로 컨트롤러 내부에서 +5V 전원 버스에 연결된 저항은 프로그래밍 방식으로 이 핀에 연결됩니다. 버튼 접점이 닫히면 해당 핀의 전압이 0으로 떨어집니다. 이러한 입력에서 전압 강하에 대한 인터럽트 모드를 프로그래밍하면 인터럽트 처리 루틴을 추가하면 장애물에 대응하도록 자동차를 "가르칠" 수 있습니다.

마이크로 컨트롤러의 메모리에 입력해야 하는 프로그램 코드는 표에 나와 있습니다. 1.

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이 장치는 전선을 통해 5V 소스로 전원을 공급받으며 앞으로 이동할 때(두 모터가 모두 작동 중일 때) 약 0,5A의 전류를 소비합니다(사용된 모터에 따라 다름). 시작하는 순간 소비되는 전류가 훨씬 더 크다는 점에 유의해야 합니다. 작성자는 모터당 최소 1,2A 이상을 얻었으며 전원 회로에 간섭이 있어 마이크로 컨트롤러가 다시 시작되었습니다. 저항 R2 및 R3을 모터와 직렬로 연결하여 제거했습니다.

장치의 대부분의 부품은 125x65mm 브레드보드에 장착됩니다(그림 3).

마이크로 컨트롤러가 로버를 제어합니다.

미세 회로 DA3 및 DA5의 경우 28 소켓 소켓이 설치되고 DD1 - 18 소켓의 경우 소켓이 설치됩니다. 모든 저항기 - MSC 산화물 커패시터 - K50-35 또는 유사한 외국 제품, 나머지 - KM. 거의 모든 포토 다이오드 VD2를 사용할 수 있습니다. 서로 다른 유형의 세 가지 포토다이오드를 테스트했으며 모두 좋은 결과를 얻었습니다. 이 경우 저항 R12의 저항은 47에서 820kOhm으로 변경되었습니다. 백열등을 광원으로 사용하는 경우 태양광의 영향을 덜 받는 IR 포토다이오드를 사용하는 것이 바람직합니다. 통합 제너 다이오드 LM385Z-2,5 (DA6) 대신 저항 R133의 저항을 34ohm으로 줄여 KS330A를 사용할 수 있습니다. KT863A 트랜지스터(VT1, VT2)를 교체하는 것은 바람직하지 않습니다(높은 기본 전류 전달 계수와 낮은 에미터-컬렉터 포화 전압의 두 가지 매개변수에 따라 선택됨).

음성 메시지 녹음시 DD1 마이크로 컨트롤러를 패널에서 제거하고 DA3 대신 DA5 칩을 설치하고 필요한 문구를 작성한 다음 제자리로 되돌리고 DA5를 자체로 긴 메시지가 녹음됩니다. 모든 작업이 완료되면 마이크로 컨트롤러도 제자리에 설치됩니다.

DA5 대신 설치된 칩에 대한 메시지는 다음과 같이 기록됩니다. 첫 번째 기록 전에 스위치 SA1을 사용하여 주소 7h가 입력 AO-A00에 설정됩니다(모든 SA1 접점이 닫힌 위치에 있음). 이것은 칩의 메모리에서 첫 번째 사운드 조각의 시작 주소가 됩니다. 그런 다음 원하는 문구를 녹음하는 전체 시간 동안 SB2("REC") 버튼을 길게 누릅니다. 버튼에서 손을 떼면 녹음이 중지되고 조각 끝 코드가 사운드 조각 끝의 미세 회로 메모리에 자동으로 기록됩니다.

불행히도 끝의 정확한 주소를 결정하는 것은 불가능합니다. 따라서 SA1의 도움으로 "부족"이 있는 조각의 끝에 대략 해당하는 주소가 설정됩니다. 이는 조각을 기록하는 데 필요한 시간, 주소 및 기록 시간의 대응 표(약식 - 표 2 참조)를 기반으로 수행할 수 있습니다.

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ISD1420의 경우 주소를 01h로 변경하면 0,125초의 시간에 해당합니다. "Target found"와 같은 짧은 메시지는 약 1,5초 동안 지속됩니다. 주소 설정 후 플레이 버튼 SB1("PLAT")을 짧게 눌러 입력한 주소가 프래그먼트 끝의 주소보다 작으면 프래그먼트 끝에서 한 조각이 들리고 HL2 LED 주소가 더 크면 상대적으로 오랜 시간 동안 침묵이 있다가 HL2 LED가 깜박이며 재생이 칩의 메모리 끝에 도달했음을 의미합니다. 방법으로 메시지의 끝 주소가 결정됩니다. 이전 메시지의 끝 다음에 오는 주소는 다음 메시지의 시작 주소가 됩니다. 메시지가 시작되는 모든 주소는 신중하게 기록해야 합니다. 저자가 얻은 것 대신 프로그램에 포함되고 그가 말한 문구의 길이에 해당합니다.

음성 메시지의 양이 충분하지 않으면 저항 R1의 저항을 높이거나 차동 입력이 있는 다른 증폭기를 사용할 수 있습니다. 커패시터 C6의 커패시턴스를 0,1uF로 줄일 수 있으므로 마이크로 컨트롤러의 시작 속도가 빨라집니다. 모터 제어 모듈에서 저항 R4 및 R5의 저항을 270옴으로 줄여야 할 수 있습니다.

프로젝트 파일

문학

KR1878BE1 - 8비트 RISC 마이크로컨트롤러. - OJSC 앙스트렘.
(KR1878BE1 설명, 번역 프로그램, 프로그래머 등).
Bogomolov D. 마이크로 컨트롤러의 주파수 측정기. - 라디오, 2000, No. 10, p. 4 - 6.
.
- ISD1420 시리즈의 미세 회로에 대한 설명(파일 1400_1.pdf-1400_3.pdf).
- ISD1420 시리즈 및 이와 유사한 마이크로 회로 사용의 다양한 측면에 대한 설명(파일 apin10.pdf - 회로 예, apin03.pdf - 시간 및 주소 대응 테이블, apin04.pdf - 자주 묻는 질문, apin05.pdf - 정보 마이크로 회로 작동 방식, apin06 .pdf - 칩 사용 및 LM386과의 협력, apin07.pdf - 주소 지정에 대해).
Shitikov A. ISD4004-16M - 단일 칩 음성 녹음/재생 시스템. - 라디오. 2002, 2호, p. 19 - 21; 3, p. 15, 16.

저자: N.Ostroukhov, Surgut, Tyumen 지역

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