Микроконтроллеры
Первое знакомство с микроконтроллерами произошло так: друг принес плату с экранчиком, на котором высвечивались цифры. При нажатии на кнопки цифры на экранчике менялись. Я поинтересовался, что еще могут подобные устройства, и полученный ответ меня удивил – практически все. Мне стало интересно узнать больше про данные устройства.
Микроконтроллер – по сути дела компьютер, который обладает небольшой вычислительной мощностью, малым объемом памяти, но при этом и малыми размерами и энергопотреблением и низкой стоимостью. Возможности микроконтроллера ограничиваются, по сути, лишь фантазией и способностями программиста и наличием периферийных устройств.
С помощью микроконтроллера можно собрать как простенькую игрушку, так и сложнейшую схему автоматизации для огромного завода, что при низких ценах и практически повсеместной доступности дает возможность экспериментировать с микроконтроллерной электроникой всем желающим.
Рисунок 1 – Принципиальная схема микроконтроллера
Одним из таких желающих стал и я. Схумы на микроконтроллерах и программы, по которым они работают, являются относительно простыми, но универсальность таких устройств открывала большие перспективы. У меня сразу возникло большое количество идей по применению микроконтроллеров. Вот некоторые из них:
- Первое, что приходит в голову – концепция умного дома. Организовав и хорошо настроив схему автоматики, можно добиться ощущения того, что все дома делается само – включается и выключается свет в комнатах в зависимости от освещения и наличия людей. Двери, открывающиеся автоматически, тоже не являются фантастикой, как и бытовые приборы, работающие по заданным программам. Но все это требует не только довольно значительных знаний, но и более серьезных затрат. Поэтому реализация умного дома была отложена.
- Создание электронных приборов, например термометров, для бытового использования. На основе таких приборов можно создать небольшое устройство автоматики, например терморегулятор. Самое распространенное направление, и более простое, чем первое.
Начать решили с малого.
Были закуплены комплектующие, скачаны необходимые программы и справочники. Первым шагом стала сборка программатора. Был выбран самый простой и быстрый вариант – программатор, работающий через порт LPT. Одновременно на плату был установлен сам микроконтроллер и припаяны все необходимые выводы. В качестве устройства вывода был выбран светодиод, устройством ввода являлась кнопка. Этот шаг был выполнен успешно, и при подключении программатора к контактам платы из колонок компьютера раздался звоночек подключения нового устройства.
Рисунок 2 – Микроконтроллер AtMega 16
Рисунок 3 – Светодиоды
Рисунок 4 – Экран
Рисунок 5 – LPT-программатор
Тестовая программа была проще некуда – при нажатии на кнопку загорается лампочка, при повторном нажатии лампочка
гаснет. Просто, как Hello, world!
. После загрузки в память микроконтроллера тестовой прошивки мы приступили к самой
интригующей части работы – испытанию. Подключено питание, и светодиод, о нем сигнализирующий, горит бодрым красным
огоньком. Нажимаю на кнопку, и светодиод-сигнализатор загорается. Нажимаю второй раз – гаснет. Все получилось, а
значит все провода были спаяны верно, и дорожки нигде не замкнуло. После нескольких пробных включений-выключений питание
было отключено, и плата отправилась в коробку.
Дальнейшим этапом было выбрано подключение датчика температуры. Но в начале работы оказалось, что моих теоретических знаний уже не хватает. Отложив в сторону паяльник, я взялся за книги и начал разбираться в хитросплетениях программы для управления температурным датчиком. За этим увлекательным занятием меня и застала летняя сессия, и в сторону пришлось откладывать уже все остальное.
На сегодняшний день собранное устройство выглядит так:
В дальнейших моих планах подключение к схеме различных датчиков, и вывод полученной информации на ПК. Ну а после этого можно будет приступить к тому, ради чего я и начал осваивать микроконтроллеры – автоматизация исследовательской установки.