HackerBox 0040: PIC of Destiny: 9 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Zdravím hackerov HackerBoxu z celého sveta. HackerBox 0040 nás necháva experimentovať s mikrokontrolérmi PIC, breadboarding, LCD displejmi, GPS a ďalšími. Tento návod obsahuje informácie o tom, ako začať s HackerBox 0040, ktorý je možné zakúpiť tu do vypredania zásob. Ak by ste chceli dostávať takýto HackerBox každý mesiac priamo do vašej poštovej schránky, prihláste sa na odber HackerBoxes.com a zapojte sa do revolúcie!

Témy a vzdelávacie ciele pre HackerBox 0040:

• Vyvíjajte vstavané systémy s mikrokontrolérmi PIC
• Pozrite sa na programovanie vstavaných systémov v obvode
• Otestujte možnosti napájania a taktovania vstavaných systémov
• Pripojte mikrokontrolér PIC k výstupnému modulu LCD
• Experimentujte s integrovaným prijímačom GPS
• Ovládajte PIC osudu

HackerBoxes je služba mesačného predplatného pre elektroniku a počítačovú technológiu pre domácich majstrov. Sme nadšenci, tvorcovia a experimentátori. Sme snílkami snov.

Hacknite planétu

Krok 1: Zoznam obsahu pre HackerBox 0040

• Mikrokontrolér PIC PIC16F628 (DIP 18)
• Mikrokontrolér PIC PIC12F675 (DIP 8)
• PICkit 3 obvodový programátor a debugger
• Programovací cieľ soketu ZIF pre PICkit 3
• Káble USB a vodiče záhlavia pre PICkit 3
• GPS modul s integrovanou anténou
• 16x2 Alfanumerický modul LCD
• Napájací zdroj pre chlebové dosky s MicroUSB
• Kryštály 16,00 MHz (HC-49)
• Hmatateľné chvíľkové tlačidlá
• Difúzne ČERVENÉ 5mm LED diódy
• Potenciometer orezávania 5K Ohm
• 18pF keramické kondenzátory
• Keramické kondenzátory 100nF
• Rezistory 1K ohm 1/4W
• Rezistory 1/4W 10K Ohm
• 830 -bodová (veľká) nespájkovaná doska
• Súprava tvarovaného prepojovacieho drôtu so 140 kusmi
• Celluloidové gitarové trsátka
• Exkluzívny štítok PIC16C505

Pomôžu aj ďalšie veci:

• Spájkovačka, spájkovačka a základné spájkovacie nástroje
• Počítač na spustenie softvérových nástrojov

A čo je najdôležitejšie, budete potrebovať zmysel pre dobrodružstvo, hackerského ducha, trpezlivosť a zvedavosť. Budovanie a experimentovanie s elektronikou, aj keď je to veľmi prospešné, môže byť občas náročné, náročné a dokonca frustrujúce. Cieľom je pokrok, nie dokonalosť. Keď vytrváte a užívate si dobrodružstvo, dá sa z tohto koníčka odvodiť veľké uspokojenie. Každý krok robte pomaly, všímajte si detaily a nebojte sa požiadať o pomoc.

V sekcii Časté otázky o HackerBoxes je množstvo informácií o súčasných a potenciálnych členoch. Na takmer všetky e-maily netechnickej podpory, ktoré dostávame, sme tam už odpovedali, a preto si veľmi vážime, že ste si našli pár minút na prečítanie častých otázok.

Krok 2: Mikrokontroléry PIC

Rodina mikrokontrolérov PIC je vyrobená spoločnosťou Microchip Technology. Názov PIC pôvodne označoval radič periférneho rozhrania, ale neskôr bol opravený na programovateľný inteligentný počítač. Prvé časti v rodine vyšli v roku 1976. Do roku 2013 bolo dodaných viac ako dvanásť miliárd jednotlivých mikrokontrolérov PIC. Zariadenia PIC sú obľúbené medzi priemyselnými vývojármi aj nadšencami kvôli nízkym nákladom, širokej dostupnosti, veľkej používateľskej základni, rozsiahlej zbierke poznámok k aplikácii, dostupnosti nízkonákladových alebo bezplatných vývojových nástrojov, sériovému programovaniu a možnosti programovania pamäte Flash. (Wikipedia)

HackerBox 0040 obsahuje dva mikrokontroléry PIC dočasne umiestnené na prepravu v zásuvke ZIF (nulová vkladacia sila). Prvým krokom je odstránenie dvoch PIC zo zásuvky ZIF. Urobte to teraz!

Dva mikrokontroléry sú PIC16F628A (datasheet) v balení DIP18 a PIC12F675 (datasheet) v balení DIP 8.

Tu uvedené príklady používajú PIC16F628A, PIC12F675 však funguje podobne. Odporúčame vám, aby ste si to vyskúšali vo vlastnom projekte. Jeho malá veľkosť predstavuje efektívne riešenie, keď potrebujete iba malý počet I/O pinov.

Krok 3: Programovanie mikrokontrolérov PIC pomocou PICkit 3

Pri použití nástrojov PIC je potrebné vyriešiť mnoho konfiguračných krokov, takže tu je celkom základný príklad:

• Nainštalujte softvér MPLAB X IDE z Microchip
• Na konci inštalácie sa vám zobrazí odkaz na inštaláciu kompilátora MPLAB XC8 C. Určite to vyberte. XC8 je kompilátor, ktorý budeme používať.
• Vložte čip PIC16F628A (DIP18) do zásuvky ZIF. Všimnite si polohy a orientácie uvedenej na zadnej strane cieľovej dosky plošných spojov ZIF.
• Nastavte prepínače prepojky podľa označenia na zadnej strane cieľovej dosky plošných spojov ZIF (B, 2-3, 2-3).
• Pripojte päťpólovú programovaciu hlavičku cieľovej dosky ZIF do záhlavia PICkit 3.
• Pripojte PICkit 3 k počítaču pomocou červeného miniUSB kábla.
• Spustite MPLAB X IDE.
• Vyberte položku ponuky a vytvorte nový projekt.
• Konfigurujte: samostatný projekt vložený mikročipom a kliknite na ĎALEJ.
• Vyberte zariadenie: PIC16F628A a kliknite na NEXT
• Vyberte ladiaci program: žiadny; Hardvérové nástroje: PICkit 3; Kompilátor: XC8
• Zadajte názov projektu: blikanie.
• Kliknite pravým tlačidlom myši na zdrojové súbory a v časti nové vyberte položku nový main.c
• Pomenujte súbor c ako „mrknutie“
• Prejdite do okna> zobrazenie pamäte tagov> konfiguračné bity
• Nastavte bit FOSC na INTOSCIO a všetko ostatné na OFF.
• Kliknite na tlačidlo „vygenerovať zdrojový kód“.
• Vložte vygenerovaný kód do vyššie uvedeného súboru blink.c
• Tiež vložte toto do súboru c: #define _XTAL_FREQ 4000000
• Minulosť v hlavnom bloku nižšie uvedeného kódu c:

prázdny hlavný (prázdny)

{TRISA = 0b00000000; pričom (1) {PORTAbits. RA3 = 1; _pozdenie_ms (300); PORTAbits. RA3 = 0; _pozdenie_ms (300); }}

• Zostavte kompilátor kliknutím na ikonu kladiva
• Prejdite na produkciu> nastaviť konfiguráciu projektu> prispôsobiť
• Vyberte PICkit 3 v ľavom paneli vyskakovacieho okna a potom z rozbaľovacieho poľa v hornej časti vyberte Napájanie.
• Kliknite na pole „cieľ napájania“, nastavte cieľové napätie na 4,875 V, kliknite na položku Použiť.
• Vráťte sa na hlavnú obrazovku a kliknite na ikonu zelenej šípky.
• Zobrazí sa upozornenie na napätie. Hit pokračovať.
• V stavovom okne by ste nakoniec mali dostať „Programovanie/Overenie dokončené“.
• Ak sa programátor nechová, môže pomôcť vypnúť IDE a jednoducho ho znova spustiť. Všetky vami zvolené nastavenia by mali byť zachované.

Krok 4: Breadboarding PIC naprogramovaného pomocou Blink.c

Akonáhle je PIC naprogramovaný (predchádzajúci krok), môže byť spustený na nespájkovanú dosku na testovanie.

Pretože bol vybraný interný oscilátor, potrebujeme zapojiť iba tri piny (napájací, uzemňovací, LED).

Napájanie na nepájivú dosku je možné dodávať pomocou napájacieho modulu. Ukazovatele na používanie modulu napájania:

• Naneste viac spájky na bočné úchytky zásuvky microUSB, než sa odlomí - nie potom.
• Uistite sa, že „čierne kolíky“smerujú do uzemňovacej lišty a „biele kolíky“do napájacej lišty. Ak sú obrátené, ste na zlom konci breadboardu.
• Prepnite oba prepínače na 5 V pre zahrnuté čipy PIC.

Po umiestnení mikrokontroléra PIC si všimnite indikátor pin 1. Kolíky sú očíslované od kolíka 1 proti smeru hodinových ručičiek. Pripojte kolík 5 (VSS) k GND, kolík 14 (VDD) k 5V a kolík 2 (RA3) k LED. Všimnite si vo vašom kóde, I/O pin RA3 sa cyklicky zapína a vypína, aby blikala dióda LED. Dlhší pin LED by sa mal pripojiť k PIC, zatiaľ čo kratší pin by sa mal pripojiť k 1K odporu (hnedý, čierny, červený). Opačný koniec odporu by sa mal pripojiť k lište GND. Rezistor jednoducho funguje ako prúdový limit, takže LED dióda nevyzerá ako skrat medzi 5V a GND a odoberá príliš veľa prúdu.

Krok 5: Programovanie v obvode

Dongle PICkit 3 je možné použiť na programovanie obvodu PIC čipu. Dongle môže tiež napájať obvod (terč na chlieb) rovnako ako sme to urobili s cieľom ZIF.

• Odpojte napájací zdroj od dosky na chlieb.
• Pripojte zvody PICkit 3 k prepojovaciemu panelu na 5V, GND, MCLR, PGC a PGD.
• Zmeňte čísla oneskorenia v kóde C.
• Skompilujte (ikona kladiva) a potom naprogramujte PIC.

Pretože boli zmenené počty oneskorení, LED dióda by teraz mala blikať inak.

Krok 6: Použitie externého kryštálového oscilátora

Pri tomto experimente PIC prepnite z vnútorného oscilátora na vysokorýchlostný externý kryštálový oscilátor. Externý kryštálový oscilátor je nielen rýchlejší o 16 MHz namiesto 4 MHz), ale je oveľa presnejší.

• Zmeňte konfiguračný bit FOSC z INTOSCIO na HS.
• Zmeňte nastavenie FOSC IDE aj #define v kóde.
• Zmeňte #define _XTAL_FREQ 4000000 z 4000000 na 16000000.
• Preprogramujte PIC (možno znova zmeňte čísla oneskorenia)
• Overte činnosť pomocou externého kryštálu.
• Čo sa stane, keď vytiahnete kryštál z doštičky?

Krok 7: Ovládanie výstupného modulu LCD

PIC16F628A je možné použiť na pohon výstupu na 16x2 alfanumerický modul LCD (údaje), keď je zapojený, ako je tu znázornené. Pripojený súbor picLCD.c poskytuje jednoduchý príklad programu na zápis textového výstupu do modulu LCD.

Krok 8: Prijímač času a polohy GPS

Tento modul GPS dokáže pomerne presne určiť čas a polohu zo signálov prijatých z vesmíru do jeho malej integrovanej antény. Na základnú prevádzku sú potrebné iba tri kolíky.

Po pripojení správneho napájania sa rozsvieti červená LED dióda „Napájanie“. Akonáhle sú zachytené satelitné signály, zelená LED „PPS“začne pulzovať.

Napájanie je napájané z pinov GND a VCC. VCC môže pracovať na 3,3 V alebo 5 V.

Tretí pin, ktorý je potrebný, je pin TX. Pin TX vysiela sériový tok, ktorý je možné zachytiť do počítača (pomocou adaptéra TTL-USB) alebo do mikrokontroléra. Existuje mnoho príkladov projektov na príjem údajov GPS do Arduina.

Toto git repo obsahuje dokumentáciu PDF pre tento typ modulu GPS. Pozrite sa aj na u-centrum.

Tento projekt a video ukazuje príklad zachytenia dátumu a času s vysokou presnosťou z modulu GPS do mikrokontroléra PIC16F628A.

Krok 9: Žite HackLife

Dúfame, že ste si užili tohtoročnú cestu do DIY elektroniky. Oslovte a podeľte sa o svoj úspech v nižšie uvedených komentároch alebo na facebookovej skupine HackerBoxes. Ak máte akékoľvek otázky alebo potrebujete s čímkoľvek pomôcť, určite nám dajte vedieť.

Pripojte sa k revolúcii. Žite HackLife. Môžete si nechať doručiť chladnú škatuľu hacknuteľných projektov elektroniky a počítačovej techniky každý mesiac priamo do vašej schránky. Stačí surfovať na HackerBoxes.com a prihlásiť sa na odber mesačnej služby HackerBox.