Arduino PC: 4 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:02

Микроконтроллер нь нэг процессор, санах ой, I/O дагалдах төхөөрөмжтэй чип дээрх компьютер боловч оюутны хувьд бусад DIP нэгдсэн хэлхээнүүдээс бараг ялгаагүй юм шиг санагддаг. Тиймээс бид "Дижитал электроник" сургалтанд хамрагдаж буй ахлах ангийн сурагчдад зориулсан даалгавар болгон "Arduino PC" төслийг боловсруулсан. Энэ нь төслийн өгсөн шаардлагыг хангахын тулд Tinkercad дахь электрон хэлхээг зохион бүтээх, загварчлахыг шаарддаг (доор хэлэлцсэн болно). Зорилго нь оюутнуудад микроконтроллерыг тусгай гар болон LCD (Шингэн болор дэлгэц) ашиглан ашиглаж болох бүрэн хэмжээний компьютер гэж үзэх боломжийг олгодог. Энэ нь ангиас олж авсан ойлголтуудыг ашиглах чадварыг нь шалгах боломжийг бидэнд олгодог.

Энэхүү даалгаврын төслийн хувьд оюутнууд бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг дижитал электроникийн лабораторийн эргэн тойронд байлгах шаардлагагүй бөгөөд хүссэн үедээ ажиллах боломжтой байхын тулд бид Tinkercad -ийг санал болгож байна. Түүнчлэн, багш нар Tinkercad дээр сурагч бүрийн төслийн статусыг хуваалцсаны дараа түүнийг хянахад хялбар байдаг.

Төсөл нь оюутнуудаас дараахь зүйлийг шаарддаг.

1. 15 оролтын товчлуур (0-9 ба 5 тоонуудын хувьд 10 товчлуурууд +, -, x, / ба = -д 10 товчлуур), хамгийн ихдээ 4 холбох (өгөгдөл) зүү (цахилгаан хангамжийг хангахад ашигладаг 2 зүүгээс бусад) бүхий тусгай гар зохион бүтээх. оролтыг Arduino Uno руу илгээх.
2. LCD дэлгэцийг Arduino Uno -той холбоно уу.
3. Дарагдсан товчлуурыг тайлбарлаж, LCD дэлгэц дээр харуулахын тулд Arduino Uno -д зориулж энгийн код бичээрэй.
4. Бүх оролт, үр дүнг -32, 768 -аас 32, 767 хүртэлх бүхэл тоонууд гэж үзвэл энгийн математик үйлдлүүдийг (бүхэл тоон оролтоос хэтрэхгүй) гүйцэтгэхийн тулд.

Энэхүү төсөл нь оюутнуудад сурахад тусалдаг

1. Янз бүрийн оролтыг хоёртын код болгон кодлох.
2. Дижитал хэлхээг ашиглан хоёртын кодлогч зохион бүтээх (энэ бол гарын хэлхээний дизайны гол хэсэг юм).
3. Хоёртын кодчилолоос оруулсан оролтыг тодорхойлох (декодлох).
4. Arduino кодыг бичнэ үү.

Хангамж

Төсөл нь дараахь зүйлийг шаарддаг.

1. Тогтвортой интернет холболттой хувийн компьютерт нэвтрэх.
2. Tinkercad -ийг дэмждэг орчин үеийн хөтөч.
3. Tinkercad данс.

Алхам 1: Гарын хэлхээний дизайн

Гарны хэлхээг зохион бүтээх нь төслийн гол бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэг бөгөөд оюутнууд 15 гол оролт бүрийг 4 битийн өөр өөр хэв маягаар кодлохыг шаарддаг. 4 өөр 4 битийн 16 хэв маяг байдаг боловч ямар ч товчлуур дарагдаагүй тохиолдолд зөвхөн 4 битийн загвар нь үндсэн төлөвийг илэрхийлэхэд шаардлагатай байдаг. Тиймээс бид хэрэгжүүлэхдээ 0000 (өөрөөр хэлбэл 0b0000) өгөгдмөл төлөвийг төлөөлж өгсөн. Дараа нь бид аравтын бутархай цифрийг 1-ээс 4 битийн хоёртын дүрслэлээр (өөрөөр хэлбэл 0001, 0010, 0011, 0100, 0101, 0110, 0111, 1000 ба 1001), аравтын бутархай 0-ийг 1010 (өөрөөр хэлбэл., 0b1010). +','-',' x ','/'ба' = 'математик үйлдлүүдийг тус бүр 1011, 1100, 1101, 1110, 1111 гэж кодчилсон болно.

Кодчилолыг зассны дараа бид зураг дээр үзүүлсэн шиг хэлхээг зохион бүтээсэн бөгөөд товчлуурыг унтраалгаар (товчлуур) дүрсэлсэн болно.

Алхам 2: LCD дэлгэцийг холбох

Arduino Uno -ийн гаралтыг үзэхийн тулд 16x2 хэмжээтэй LCD дэлгэцийг ашигладаг. LCD дэлгэцийг Arduino -той холбох схем нь нэлээд стандарт юм. Үнэн хэрэгтээ Tinkercad нь 16x2 LCD дэлгэцтэй Arduino Uno хэлхээг урьдчилан бүтээсэн болно. Гэсэн хэдий ч бидний боловсруулсан тусгай гар гэх мэт бусад дагалдах хэрэгслүүдийг илүү сайн байрлуулахын тулд LCD дэлгэцтэй холбосон Arduino Uno -ийн зарим зүүг өөрчилж болно. Хэрэгжүүлэхдээ бид зурагт үзүүлсэн хэлхээг ашигласан.

Алхам 3: Arduino Uno -д код бичих

Гарнаас ирж буй оролтыг тайлбарлах, үр дүнг LCD дэлгэц дээр харуулахын тулд бид зааврыг Arduino Uno -д ачаалах хэрэгтэй. Arduino -д зориулсан код бичих нь тухайн хүний өөрийнх нь бүтээлч чадвараас хамаарна. Arduino Uno дахь Atmega328p нь 8 битийн микроконтроллер гэдгийг санаарай. Тиймээс хүн хэт халалтыг илрүүлж, олон тооны хувьд ажиллахын тулд импровиз хийх хэрэгтэй. Гэсэн хэдий ч бид Arduino Uno нь оролтыг тайлж, тоонууд (0-9) болон математикийн зааврыг ялгаж чаддаг болохыг баталгаажуулахыг л хүсч байна. Тиймээс бид өөрсдийн оролтыг жижиг бүхэл тоонуудаар хязгаарладаг (-32, 768-аас 32, 767), мөн гаралт нь ижил мужид орохыг баталгаажуулдаг. Цаашилбал, товчлуурыг тайлах гэх мэт бусад асуудлыг шалгаж болно.

Төслийг хэрэгжүүлэхдээ бидний ашигладаг энгийн кодыг хавсаргав. Үүнийг хуулж, Tinkercad дахь код засварлагч дээр буулгаж болно.

Алхам 4: Бүх зүйлийг хамтад нь хийх

Эцэст нь бид гарны цахилгаан хангамжийн зүүг Arduino-тай холбож өгөгдлийн зүүг (4 битийн өгөгдөл дамжуулдаг) 10, 11, 12, 13 дижитал тээглүүрт холбосон. Arduino код). Мөн бид гар дээрх товчлуур бүрийн хоёртын кодчилолыг харахын тулд өгөгдлийн зүү бүрт LED (330 ом эсэргүүцэлээр) холбосон. Эцэст нь бид системийг туршихын тулд "Симуляцийг эхлүүлэх" товчлуурыг дарсан.