Объявление

Свернуть
Пока нет объявлений.

Микроконтроллеры в моддинге

Свернуть
X
Свернуть

  • Микроконтроллеры в моддинге

    Наверное, не многие люди слышали такой термин как «микроконтроллер», но на самом деле это очень распространенное устройство — без него редко обходиться какая-либо современная техника. Телевизоры, стиральные машины, мобильные телефоны, компьютеры и периферия, автомобили и многое другое — все они содержат в себе микроконтроллеры.

    В этой небольшой статье я постараюсь рассказать о том, что это за зверь такой «микроконтроллер», какие у них плюсы и минусы, их особенностях и возможностях, а также о том, как их можно применять в моддинге.
    Что такое микроконтроллер

    Микроконтроллер, по сути дела, является небольшим компьютером, выполненным в виде небольшой микросхемы, в которой на одном «кристалле» содержатся все основные компоненты: процессор, периферия, устройства ввода-вывода, а также, чаще всего, оперативная память (ОЗУ) и энергонезависимая память (ПЗУ). Конечно, мощность такого компьютера совсем небольшая и не сравниться с мощностью настольного или портативного компьютера, но ведь далеко не для всех задач она и нужна — для, относительно, простых задач, для которых, обычно, и применяют микроконтроллеры их мощности предостаточно. Основным же плюсом использования одного микроконтроллера, в котором интегрированы все необходимые компоненты, вместо россыпи отдельных микросхем (процессор, ОЗУ, ПЗУ, периферия), является снижение стоимости, размеров, энергопотребления, а также затрат на разработку и сборку необходимого устройства. Ранее микроконтроллеры называли «однокристальными микро-ЭВМ», но со временем это название было вытеснено более современным (и лучше отражающим предназначение этого девайса) словом микроконтроллер (от англ. слова control — «управление»).

    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	01.jpg 
Просмотров:	1 
Размер:	19.0 Кб 
ID:	1900 />

    Общий вид микроконтроллера ATmega8

    Впервые такое устройство как микроконтроллер, которое тогда называлось еще однокристальной микро-ЭВМ, было разработано в далеком 1971 году сотрудниками компании Texas Instruments, инженерам М. Кочрену и Г. Буну, которые и предложили интегрировать изобретенный незадолго до этого микропроцессор на один кристалл со всеми необходимыми компонентами.

    Поскольку под разные задачи лучше всего использовать наиболее подходящие для них микроконтроллеры, а количество применений для микроконтроллеров поистине неиссякаемое, то логично, что компании производители выпускают большое, измеряемое в сотнях, количество самых разнообразных по своим техническим характеристикам микроконтроллеров. По своим характеристикам, микроконтроллеры бывают как совсем простые — четырех разрядные (4 битные) с небольшой рабочей частотой, измеряемой в килогерцах, так и очень навороченные — до 64 битных с тактовой частотой, измеряемой в мегагерцах.

    Микроконтроллеры выпускаются очень большим количеством разнообразных компаний, для перечисления которых не хватило бы даже целой статьи, так что в сегодняшней статье я расскажу о микроконтроллерах, которые производит корпорация Атмел (Atmel), основанная в далеком 1984 году. Семейство этих микроконтроллеров зовётся AVR — это восьмибитные микроконтроллеры, разработанные в 1996 году. Фирма Atmel выпускает несколько семейств микроконтроллеров:
    • 4-разрядные
    • 8-разрядные: MCS-51, AVR
    • 32-разрядные: ARM, AVR32

    Само семейство микроконтроллеров AVR делится на две большие группы микроконтроллеров: Tiny и Mega. Отличаются они между собой набором функций, которые в них заложены. Основным же различием внутри группы является внутренняя частота и объём памяти, используемый для хранения программы. Большее распространение среди радиолюбителей получили микроконтроллеры семейства Mega по причине того, что они имеют больше возможностей и функций, конкретнее – ATmega8, который имеет тактовую частоту 16 МГц и объём памяти в 8 Кбайт.
    Возможности и особенности микроконтроллеров

    Так что же могут микроконтроллеры?
    Благодаря тому, что микроконтроллер, по сути дела, является маленьким компьютером его возможности очень широки. К примеру, микроконтроллеру можно поручить измерение разнообразных величин, обработку различных сигналов и управление широким спектром разных девайсов. Во многом возможности микроконтроллеров ограничены только вашим воображением и умениями работать с ними. Но у микроконтроллеров есть и определенные особенности, одной из которых является то, что все микроконтроллеры поступают с завода в продажу «пустые», то есть, если на них подать напряжение, то мы не получим ровным счетом ничего. Просто кусок кремния. Для того, что бы микроконтроллер начал выполнять какие-то операции, начиная с включения светодиода, заканчивая ШИМ-регулированием напряжения — ему нужно «объяснить» как это сделать, т.е. прошить микроконтроллер исполняющей программой, которую можно написать на ассемблере или на Си.
    Применение микроконтроллеров в моддинге

    Многие, наверняка, уже догадались, что можно сделать сделать с микроконтроллерами, дочитав для этого момента. Конечно же, их можно и нужно применять в компьютерном моддинге! Поскольку так называемым «обвесом» микроконтроллера (набором электродеталей, периферией и т.д.) может быть практически всё (реле, транзисторы, светодиоды, индикаторы, LCD дисплеи и многое другое), в зависимости от нужных функций микроконтроллера (сигнализация, управление), то и возможности использования микроконтроллеров в моддинге поистине безграничны. Коротко перечислим некоторые из них:

    Микроконтроллеры можно «научить» считывать сигнал с таходатчика (датчика скорости вращения) вентилятора или помпы и выводить значения на LCD или индикаторный дисплей. Таким же образом микроконтроллер может послужить для вычисления основных электрических величин: сопротивления, напряжения и силы тока. Всё это так же можно вывести на LCD дисплей.

    Если к микроконтроллеру подключить необходимый датчик, то из него можно сделать термометр на светодиодных индикаторах, который отлично впишется в ваш моддинг проект. Такое устройство хорошо впишется во многие дизайны, а затраты на изготовление будут минимальными (до 4 у.е.)!

    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	02.jpg 
Просмотров:	1 
Размер:	82.8 Кб 
ID:	1901 />

    Термометр на основе светодиодных индикаторов
    Если приловчиться, изучить микроконтроллеры более детально и освоить необходимый язык программирования, то можно написать программу для ШИМ-регулятора, который, в свою очередь, будет управлять скоростью вращения корпусных вентиляторов. Многие моддеры мечтали об эксплозивном реобасе — вот ваш шанс!

    Так же можно использовать микроконтроллеры как средство вывода информации о загрузке процессора, оперативной памяти или заполненности винчестера на тот же LCD дисплей, который органично впишется в любой дизайн. Один из таких информационных дисплеев, отображающих загрузку процессора и сетевого подключения на стрелочных индикаторах, уже всплывал у нас в новостях.

    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	00839-09_06_2010-usb-performance-monitor.jpg 
Просмотров:	1 
Размер:	193.8 Кб 
ID:	1902 />

    Индикатор, собранный на основе микроконтроллеров
    Самое простое применение микроконтроллеров в моддинге — это заставить «мигать» светодиоды в нужном вам режиме. Это я осуществил в своём проекте «Modular Wire Adapter», где светодиоды хаотично мигают и создают вид «работы» устройства. Достаточно эффектно! Смотрите сами:


    Использование микроконтроллеров

    Как я уже писал, для того чтобы использовать микроконтроллер его необходимо прошить соответствующей программой, но это не все, поскольку микроконтроллер это не товар конечного потребления (как, например, MP3 плеер), а электронный компонент, на основе которого можно сделать необходимое устройство. Обычно этот процесс состоит из нескольких пунктов:
    • Определение задач, которые будет исполнять микроконтроллер
    • Создание схемы на основе микроконтроллера или, как бывает чаще, поиск нужной схемы в интернете
    • Написание программы-прошивки для микроконтроллера или, опять же, скачка программы, сделанной другим энтузиастом
    • Прошивка программы в микроконтроллер
    • Сборка и подключение всего устройства
    • Использование самодельного гаджета

    Для того чтобы прошить микроконтроллер его необходимо подключить к ПК, для чего используется специальное устройство, которое называется программатор. С его помощью и осуществляется взаимосвязь между микроконтроллером и компьютером. Можно даже сказать, что программатор — это своеобразный мост.

    Программу для микроконтроллера вы, к примеру, пишите на языке программирования Си (кстати, Си намного проще, чем ассемблер), после чего создаёте файл прошивки и с помощью программы прошивальщика прошиваете ваш микроконтроллер данной прошивкой. На самом деле всё довольно просто и, при желании, достаточно легко осваивается! Лично я использую для всех этих действий программу CodeVisionAVR так как она очень удобна и поддерживает практически все виды программаторов. От себя — очень советую!

    Собирать устройство на основе микроконтроллера можно как на протравленной плате, так и на макетной или даже методом навесного монтажа, в зависимости от того, как вам удобней и сложности предполагаемого устройства.

    Выводы про микроконтроллеры

    Микроконтроллеры — весьма перспективная для моддинга штука, так как на ее основе можно создавать разнообразные гаджеты и примочки для вашего моддинг проекта, которые не только отлично впишутся в его дизайн, но и выведут его на качественно новый уровень, как по внешнему виду, так и по функционалу. Причем особый плюс заключается в том, что именно с помощью микроконтроллеров можно реализовать различные сложные кастомные гаджеты, которых попросту нет в продаже, что позволит сделать моддинг проект действительно уникальным.
    Из плюсов микроконтроллеров я бы выделил:
    • широкий спектр применения
    • минимум материальной базы для изготовления устройств
    • нет трудностей с приобретением

    Ну, куда без минусов:
    • для начала нужно иметь программатор
    • придётся выучить Си или ассемблер, хотя бы на самом базовом уровне

    На мой взгляд, плюсы в данном случае однозначно перевешивают минусы. Если вы заинтересовались микроконтроллерами, то не пугайтесь трудностей, в лице изучения языка программирования Си для микроконтроллеров. Лично я его не знаю , но это не мешает мне создавать интересные гаджеты. Тем более, в интернете полно литературы по изучению этого языка. Спасибо всем, кто дочитал статью до этих строк.

      Возможность размещать комментарии к сообщениям отключена.

    Метки статей

    Свернуть

    Меток пока нет.

    Новые статьи

    Свернуть

    • «NO EXCUSES» — специальная программа компании MOTOROLA
      admin
      Дмитрий Панфилов
      «NO EXCUSES» — специальная программа компании MOTOROLA

      Ни для кого не секрет, что микропроцессоры и микроконтроллеры находят самое широкое применение в различных областях науки и техники. Сегодня трудно указать область электроники, где не использовались бы микроконтроллеры. Количество простейших применений, требующих интеллектуального управления процессом, возрастает лавинообразно. Реализация гибких алгоритмов управления на базе микроконтроллеров дает широкому кругу разработчиков уникальный инструмент для создания «интеллектуальных» систем управления. Умение разумно его применять во многом определяет успех оборудования в конкурентной борьбе на рынке.

      MOTOROLA штурмует трехмиллиардный рубеж

      Статистика гласит, что наибольшую долю рынка встраиваемых систем управления занимают восьмиразрядные микроконтроллеры. Здесь показателен...
      10.02.2017, 14:56
    • Частотомер на PIC16F873 с двух строчным ЖКИ способный измерять частоты
      admin
      alt="" />Частотомер на PIC16F873 с двух строчным ЖКИ способный измерять частоты от 10Гц до 45МГц. Чувствительность по входу около 50мВ, входное сопротивление 250 Ком, входная ёмкость 15пФ. Питание девятивольтная батарея 6F22.В память можно вносить значения, которые будут, прибавлены к входной частоте или вычтены из неё.

      При входной частоте меньше 655.35 КГц вес младшего разряда 10Гц, при входной частоте меньше 6.5535 МГц вес младшего разряда 100Гц, при входной частоте больше 6.5535 МГц вес младшего разряда 1 КГц. Переключение диапазона измерения происходит автоматически.
      Схема прибора изображена на рис.1.Входной сигнал проходит через цепь J3, R8, R9, C7, C6...
      10.02.2017, 14:56
    • Управление нагрузкой 220В переменного напряжения с использованием симисторов
      admin
      Для плавного управления нагрузкой, например, лампой освещения, можно использовать симистор. Открывается симистор током при подачи на управляющий электрод импульса. Закрывается, когда ток, проходящий через него, становится равным нулю, когда переменное напряжение меняет знак.
      ...
      10.02.2017, 14:56
    • Управление модулем Ke-USB24A из Excel
      admin
      Всю прелесть программирования USB модуля Ke-USB24A можно оценить когда встает вопрос о необходимости написания программы на каком-либо не очень широко распространенном языке или для какой-либо среды, которая, казалось бы не предусматривает возможность работы с USB устройствами. Как тут быть? - разбираться с подключением библиотек, вызовами системных функци и т.д.? Все это зачастую бывает сложно. Модуль Ke-USB24A совсем другое дело!...
      10.02.2017, 14:55
    • Управление матрицей 8х8 - легко!
      admin
      Матрица управляется так же как и 7-сегментные индикаторы - динамически. Мега16 портом А управляет одной координатой (выбирает сторку для вывода инфы), порт С - выводит ту самую информацию. Информация берётся из массива.
      />

      />
      Что бы пользоваться редактором, нужно переменную STROKA из примера переименовать в rows_arr.
      Вложения: matrica8x8.fcf_avr (56 Кб) Любители ПИКов, вам не составит труда пореколбасить этот пример под ПИКи. Пришлось себя з...
      10.02.2017, 14:55
    • То, что улучшает нашу жизнь (микросхемы для домашних и игровых устройств)
      admin
      Журнал «Компоненты и технологии» №8 2001 г.
      Ракович Н. Н.

      "В человеке все должно быть прекрасно… и у него в доме тоже"
      (Почти по А. П. Чехову)
      В последнее время при чтении профессиональных электронных журналов и статей, посвященных использованию электронных компонентов, у меня возникло и окрепло унылое ощущение, что вся гигантская индустрия полупроводников существует лишь для создания компьютеров, интеллектуального промышленного оборудования и прочих столь же серьёзных изделий. Полное осознание этой тенденции произошло после знакомства с продукцией фирмы Holtek. Приятно удивило большое количество микросхем, которые не только улучшают быт или делают жизнь более безопасной, но и не дадут соскучиться при избытке свободного времени.
      Итак, что же предлагает Holtek для разработчиков бытовой электроники?
      Отдельной линейкой представлены микросхемы для цифровых медицинских термометров. Однокристальные КМОП ИС НТ7500, НТ7501, НТ7510 позволяют измерять температуру в диапазоне от +32°С до +42°С с точностью ±0,1°С. В приборах предусмотрена звуковая сигнализация окончания измерения, а автоматическое отключение питания и вывод информации на ЖКИ-дисплей в сочетании с 1,5 В батарейкой делают его очень экономичным. Модели НТ7500 и НТ7501 практически одинаковы, различаясь лишь тем, что в НТ7500 предусмотрены две шкалы (Цельсия и Фаренгейта), а в НТ7501 реализована только шкала Цельсия и функция самотестирования при включении. ИС НТ7510 идентична НТ7500, но при подключении к ней синтезатора речи НТ84018-0D можно создать "говорящий" термометр.
      Термометр фиксирует нездоровье. А причиной его могут стать самые разные проблемы, в том числе и расшалившиеся нервы. Помогая сохранить здоровье, Holtek предлагает семейство кодеров и декодеров, основное назначение которых - системы сигнализации и охраны: защита от взлома, противопожарная сигнализация, управление гаражными воротами, автомобильные охранные системы, системы безопасности, радиотелефоны и другие системы дистанционного управления.
      Рассмотрим кодеры и декодеры серий 212, 312, 318.
      Кодеры серии 212 (НТ12А/НТ12Е) - КМОП БИС для систем дистанционного управления. Они шифруют информацию, содержащую N адресных бит и 12-N бит данных. Каждый вход адреса/данных может быть установлен в одно из двух логических состояний (отсюда название серии). Зашифрованные адреса/данные передаются, начиная со старшего бита, через радиоканал или ИК-канал. Для увеличения функциональной гибкости предусмотрено управление передачей по сигналу ТЕ (НТ12Е) или по сигналам D8-D11. В НТ12Е дополнительно предусмотрен выход 38 кГц для ИК-систем.
      Декодеры серии 212 (НТ12D/НТ12F) - пара к кодерам этой же серии. Они принимают последовательные адреса и данные от кодера по радио- или по ИК-каналу. После троекратной проверки входных данных при отсутствии ошибок эти данные декодируются и поступают на выход. Декодеры серии 212 могут обрабатывать информацию, аналогичную для кодеров (N адресных бит и 12-N бит данных). НТ12D обеспечивает обработку 8 адресных бит и 4 бит данных, а НТ12F используется для декодирования 12-разрядной адресной информации.
      В кодерах серий 312 и 318 каждый вход адреса/данных может быть запрограммирован на три состояния, при...
      10.02.2017, 14:55
    Обработка...
    X