Arduino համակարգիչ ՝ 4 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:47

Չնայած միկրոկառավարիչը համակարգիչ է `չիպի վրա` ինտեգրված պրոցեսորով, հիշողությամբ և I/O ծայրամասային սարքերով, այնուամենայնիվ, ուսանողի համար, այն գրեթե չի տարբերվում այլ DIP ինտեգրալ սխեմաներից: Հետևաբար, մենք նախագծեցինք «Arduino PC» նախագիծը ՝ որպես առաջադրանք «Թվային էլեկտրոնիկա» դասընթացին մասնակցող ավագ դպրոցականների համար: Նրանցից պահանջվում է նախագծել և մոդելավորել էլեկտրոնային սխեման Tinkercad- ում `տվյալ նախագծի պահանջներին հասնելու համար (քննարկվում է ստորև): Նպատակն է ուսանողներին հնարավորություն տալ միկրոկոնտրոլերներին տեսնել որպես լիարժեք համակարգիչ (չնայած հնարավորությունների սահմանափակմամբ), որը կարող է օգտագործվել անհատական ստեղնաշարի և LCD- ի (Հեղուկ բյուրեղյա էկրան) հետ: Այն նաև թույլ է տալիս մեզ ստուգել դասարանում սովորած հասկացություններն օգտագործելու նրանց կարողությունը:

Այս առաջադրանքի նախագծի համար մենք խորհուրդ ենք տալիս Tinkercad- ին, որպեսզի ուսանողները բաղադրիչների համար չպահեն թվային էլեկտրոնիկայի լաբորատորիան և կարողանան աշխատել իրենց հարմարության դեպքում: Բացի այդ, ուսուցիչների համար հեշտ է հետևել յուրաքանչյուր ուսանողի նախագծի կարգավիճակին Tinkercad- ի միջոցով, երբ այն կիսվի նրանց կողմից:

Նախագիծը պահանջում է, որ ուսանողները.

1. Նախագծեք անհատական ստեղնաշար `15 մուտքագրման ստեղներով (10 ստեղն 0-9 համարի և 5 հրահանգների համար +, -, x, / և =) և առավելագույնը 4 կապող (տվյալների) կապում (բացի 2 պիներից, որոնք օգտագործվում են էլեկտրամատակարարում ապահովելու համար) Arduino Uno- ին մուտքագրման համար:
2. Միացրեք LCD- ը Arduino Uno- ի հետ:
3. Arduino Uno- ի համար գրեք պարզ կոդ `սեղմված ստեղնը մեկնաբանելու և ցուցադրելու այն LCD- ում:
4. Պարզ մաթեմատիկական գործողություններ կատարելու համար (ամբողջ թվով մուտքեր) `ենթադրելով, որ բոլոր մուտքերն ու արդյունքները միշտ ամբողջ թիվ են` -32, 768 -ից 32, 767 միջակայքում:

Այս նախագիծը օգնում է ուսանողներին սովորել

1. Կոդավորեք տարբեր մուտքագրումներ երկուական կոդերի մեջ:
2. Նախագծեք երկուական կոդավորիչ `օգտագործելով թվային միացում (սա ստեղնաշարի սխեմաների նախագծման առանցքն է):
3. Որոշեք (վերծանեք) առանձին մուտքագրումները իրենց երկուական կոդավորումներից:
4. Գրեք Arduino կոդեր:

Պարագաներ

Նախագիծը պահանջում է.

1. Կայուն ինտերնետ կապով անհատական համակարգչի հասանելիություն:
2. Browserամանակակից զննարկիչ, որը կարող է աջակցել Tinkercad- ին:
3. Tinkercad հաշիվ:

Քայլ 1. Ստեղնաշարի սխեման նախագծելը

Ստեղնաշարի սխեման նախագծելը նախագծի հիմնական բաղադրիչներից մեկն է, որը պահանջում է, որ ուսանողները 15 հիմնական մուտքերից յուրաքանչյուրը կոդավորեն տարբեր 4-բիթ նախշերով: Չնայած կան 16 հստակ 4-բիթ նախշեր, այնուամենայնիվ, մեկ 4-բիթ օրինակը բացառապես պահանջվում է կանխադրված վիճակը ներկայացնելու համար, այսինքն ՝ երբ ոչ մի ստեղն սեղմված չէ: Հետևաբար, մեր իրականացման ընթացքում մենք նշանակեցինք 0000 (այսինքն ՝ 0b0000) ՝ կանխադրված կանխադրված վիճակը ներկայացնելու համար: Այնուհետև մենք 1-9 տասնորդական թվանշանները կոդավորեցինք դրանց փաստացի 4-բիթանոց երկուական ներկայացմամբ (այսինքն `համապատասխանաբար 0001, 0010, 0011, 0100, 0101, 0110, 0111, 1000 և 1001), և 0 տասնորդական թվանշանները` 1010-ով (այսինքն ՝, 0b1010): '+', '-', 'x', '/' և '=' մաթեմատիկական գործողությունները կոդավորված են համապատասխանաբար `1011, 1100, 1101, 1110 և 1111:

Կոդավորումները ամրագրելով ՝ մենք նախագծեցինք սխեման, ինչպես ցույց է տրված նկարում, որտեղ ստեղները ներկայացված էին անջատիչներով (սեղմման կոճակներ):

Քայլ 2: LCD- ի միացում

Arduino Uno- ի ելքը դիտելու համար օգտագործվում է 16x2 LCD էկրան: LCD- ն Arduino- ի հետ միացնելու սխեման բավականին ստանդարտ է: Փաստորեն, Tinkercad- ն ապահովում է նախապես կառուցված Arduino Uno միացում, որն ընդմիջվում է 16x2 LCD- ով: Այնուամենայնիվ, կարելի է փոխել Arduino Uno- ի որոշ կապիչներ, որոնք միացված են LCD- ին, որպեսզի ավելի լավ տեղավորեն այլ ծայրամասային սարքեր, ինչպես մեր մշակած սովորական ստեղնաշարը: Մեր իրականացման ընթացքում մենք օգտագործեցինք նկարում ցուցադրված սխեման:

Քայլ 3. Arduino Uno- ի համար ծածկագիր գրելը

Ստեղնաշարից եկող մուտքը մեկնաբանելու և արդյունքը LCD- ով ցուցադրելու համար մենք պետք է հրահանգները բեռնենք Arduino Uno- ում: Արդուինոյի համար ծածկագիր գրելը լիովին կախված է սեփական ստեղծագործությունից: Հիշեք, որ Arduino Uno- ի Atmega328p- ը 8-բիթանոց միկրոկոնտրոլեր է: Այսպիսով, մարդ պետք է իմպրովիզացիա անի, որպեսզի այն բացահայտի հեղեղը և աշխատի մեծ թվերի համար: Այնուամենայնիվ, մենք պարզապես ուզում ենք ստուգել, որ Arduino Uno- ն կարող է վերծանել մուտքագրումը և տարբերակել թվերը (0-9) և մաթեմատիկական հրահանգները: Հետևաբար, մենք սահմանափակում ենք մեր մուտքերը փոքր ամբողջ թվերով (-32, 768-ից 32, 767) ՝ միաժամանակ ապահովելով, որ ելքը նույնպես ընկնի նույն տիրույթում: Ավելին, կարելի է շուրջը աշխատել ՝ ստուգելու այլ հարցեր, ինչպիսիք են կոճակի անջատումը:

Կցված է մի պարզ ծածկագիր, որը մենք օգտագործել ենք ծրագրի իրականացման ընթացքում: Սա կարող է պատճենվել և տեղադրվել Tinkercad- ի կոդերի խմբագրիչում:

Քայլ 4: Ամեն ինչ միասին հավաքելը

Ի վերջո, մենք միացրեցինք ստեղնաշարի սնուցման պինները Arduino- ի հետ և տվյալների կապերը (որոնք կրում են 4-բիթանոց տվյալները) միացրեցինք 10, 11, 12 և 13 թվային կապերին (այնպես, ինչպես նշված է Arduino կոդ): Մենք նաև LED (330 օմ դիմադրության միջոցով) միացրեցինք տվյալների յուրաքանչյուր կապում `ստեղնաշարի յուրաքանչյուր ստեղնի երկուական կոդավորումը դիտելու համար: Վերջապես, մենք հարվածում ենք «Սկսեք մոդելավորում» կոճակին ՝ համակարգը փորձարկելու համար: