ATMega8 Archives - Automatika.rs

Šta je kontroler prekida, watchdog timer i POR-Power or reset kod mikrokontrolera?

Marko Nikolić — Sat, 05 Aug 2017 18:29:31 +0000

Kontroler prekida, watchdog timer kao i Power or reset – POR samo jedni od mnogobrojnih delova složenog mikrokontrolerskog sistema. Isto tako korisni kao i drugi delovi mikrokontrolela, a to su: PWM signal, brojači, tajmeri, konvertori i drugo. Dalje u tekstu možete pronaći detalja opis kao i princip rada.

Kontroler prekida

U mikrokontrolerskom sistemu postoji više izvora prekida. Rad CPU ponekad treba prekinuti ako je jedan od brojača odbrojao, ili kada je neki impuls detektovan, kada je A/D konverzija završena, kada je pristigao podatak sa serijske veze, itd. U principu, svaka periferija ima nekoliko svojih razloga za prekid.

Neko treba da kontroliše sve ove izvore prekida. Taj neko je interrupt controller , kontroler prekida. Uobičajeno je da ovaj kontroler poseduje barem dva konfiguraciona registra. Jedan je registar kojim se dozvoljava ili zabranjuje pojedini izvor prekida (jedan bit za jedan izvor, 1 – prekid je dozvoljen, 0 – prekid je zabranjen). Obično postoji i globalni bit dozvole, na slici dole EA (enable all). Ukoliko EA nije setovan, ni jedan prekid nije dozvoljen. Drugi registar služi za podešavanje prioriteta pojedinih prekida. Ovim se definiše koji se prekid prvi servisira, i da li neki prekid može prekinuti prekid koji se trenutno servisira. Kod složenih jedinica postoji i dodatni konfiguracioni registar, koji služi za podešavanje načina rada kontrolera prekida, podešava se dozvola ili zabrana ugnježnjavanja prekida, podešava se da li su prekidi aktivni na nivo ili na ivicu, itd…

Slika br.1 Kontroler prekida kod mikrokontroler 8051

Watchdog timer

Watchdog je u osnovi potpuno nezavisni sistemski brojač (može biti 16-bitni, 32-bitni). Jednom dozvoljen njegov rad, postavlja ovaj brojač u režim neprekidnog brojanja ka gore. U momentu kada watchdog dostigne unapred zapisanu vrednost generiše se reset signal za µC. Da se ovo ne bi desilo, korisnički program mora periodično da osvežava odgovarajući registar (ili registre) watchdog sistema, i da time inicira reset brojačkog sistem na početnu poziciju. Ukoliko korisnički program ovo ne uradi , smatra se da je program ‘odlutao’, da sistem nije više stabilan i da je najbolje resetovati µC. Jednostavan primer za ovu situaciju je greška u čitanju jednog bita adrese skoka. Ovo je moguće usled šuma u sistemu, uglavnom nastaje usled loše projektovane procesorske pločice. Program se grana na lokaciju koja nije predviñena, tamo nema programa , obično se takve instrukcije tretiraju kao NOP, program ne radi ništa predviñeno, a ujedno ni ne osvežava watchdog i watchdog resetuje sistem.

Slika br.2 Način rada watchdog timer-a

POR – Power on reset

Svi µP, µC ili DSP su predviñeni da rade u odreñenom opsegu napajanja. Uobičajeno jednosmerno napajanje potrebno za µP i µC je 5V, ±10%. Uobičajeno jednosmerno napajanje za novu generaciju DSP je 3,3V, ±10%. Prilikom uspostavljanja napajanja, kao i prilikom nestanka, jednosmerni napon vrši ekskurziju od ili ka 0V. U tom režimu rad CPU, memorije, kao i svih ostalih delova sistema je potpuno nedefinisan, i može prouzrokovati neželjene izlazne signale. Ovo je veoma opasno, pogotovo za mikrokontrolerski sistem koji kontroliše rad celokupnog elektromotornog pogona. Da bi se ovaj problem rešio, u µC ili DSP se ugrañuje dodatno kolo (POR) koje zadržava ureñaj u resetu dok se ne postigne potrebni nivo napajanja. Ukoliko ureñaj ne poseduje ovo dodatno kolo problem je moguće rešiti spoljašnjim POR kolom.

Slika br.3 Primer dodavanja spoljašnjeg POR kola

The post Šta je kontroler prekida, watchdog timer i POR-Power or reset kod mikrokontrolera? appeared first on Automatika.rs.

Kako da sami napravite PLC?

Miloš Jurošević — Tue, 26 Mar 2013 23:00:00 +0000

PLC (Programabilni Logički Kontroler) predstavlja osnovni uređaj u automatizaciji, bez kog se ne može zamisliti nijedna ozbiljnija automatizovana mašina. Ovde će biti prikazan projekat, koji se može doraditi i unaprediti, kako bi i Vi sami mogli da napravite svoj PLC. Ovaj PLC je zasnovan na ATmega8 mikrokontroleru, a sadrži između ostalog osam ulaza i četiri izlaza, PWM generator, releje, tranzistore i druge neophonde komponente, o čemu će biti više reči dalje u tekstu.

Uređaj sadrži po jedan AD konvertor i PWM generator. Kako bi se proširila memorija dodat je ISP (I2C) EEPROM. Na izlazu uređaj koristi releje, kako bi mogao da prekida i jednosmerne i naizmenične veličine. Kod pravih PLC-ova tranzistori se koriste za jednosmerne veličine, triaci za naizmenične veličine, a releji za opšte namene (AC/DC).

Uglavnom kod svih PLC-ova, ulazni signal je galvanski odvojen od procesorske jedinice pomoću optokaplera. Tako će biti i kod ovog PLC-a. Prilikom korišćenja PLC-a, često se meša više različitih izvora napajanja. Pošto procesorska jedinica ima svoj napajački deo, ne bi bilo dobro da ulazni signali, koji potiču sa drugih napajanja dođu do procesora. Zato je bitno galvansko odvajanje. Osnovne karakteristike ovog PLC-a su:

Napon na pajanja: 7 – 12 VDC
Potrošnja struje: 400 – 500 mA
Ulazni napon (V_in): 4 – 6 VDC
Izlazni napon (V_out): 120 VAC ili 24VDC
Maksimalna izlazna struja: 0,5 A pri 120 VAC, 1 A pri 24 VDC
Maksimalna izlazna snaga: 30 W

Hardverska realizacija

Šema uređaja (koju možete preuzeti na kraju teksta) je veoma jednostavna, te neće biti detaljno analizirani svi njeni segmenti. Analiziraćemo samo ulazna i izlazna kola.

Šema ulaznog kola PLC-a prikazana je na slici 1. Ulazni signali se vezuju na priključak označen kao “INPUT TERMINAL BLOCK”, dok se priključak obeležen kao “INPUT1” povezuje sa mikrokontrolerom. LED10 je LE dioda koja signalizira da je prisutan ulazni signal. Otpornik R11 ograničava struju kroz LED10 i kroz LE diodu optokaplera. Ukoliko ulazni signal nije prisutan, tranzistor je u zakočenju, te struja kroz njega ne prolazi. U tom slučaju Vcc napon se preslikava na pin mikrokontrolera. Pri postojanju ulaznog signala, LED u optokapleru aktivira tranzistor, te se preko njega pin mikrokontrolera povezuje sa GND. Znači, pri postojanju signala na ulazu u kolo (logička 1), mikrokontroler detektuje logičku nulu i obratno, kada nema signala na ulazu (logička 0), mikrokontroler detektuje logičku 1. Otpornik R11 od 330Ω je odabran za napon ulaznog signala od 5V. U slučaju potrebe za drugačijim naponskim nivoom, potrebno je promeniti ovaj otpornik.

Slika 1. Električna šema ulaznog kola PLC-a

Izlazno kolo je krajnje jednostavno. Kao što smo već napomenuli, u pitanju je relejni izlaz (slika 2). Špulna releja se aktivira pomoću tranzistora. Dioda D1 treba da zaštiti tranzistor od struje indukovane u špulni releja, u momentu isključivanja tranzistora. LED1 sa otpornikom R13 signalizira prisustvo izlaznog signala, dok otpornik R1 ograničava struju baze tranzistora.

Slika 2. Električna šema izlaznog kola PLC-a

Izgled ploče gotovog PLC-a prikazan je na slici 3. Ovako napravljen uređaj treba spakovati u odgovorajuću kutiju i on je spreman za upotrebu.

Slika 3. Izgled gotovog uređaja

Softver

Softver zavisi od mesta primene samog PLC-a, te se njime ovde nećemo baviti. U nastavku biće dat primer upotrebe PLC-a za upravljanje novogodišnjim lampionima.

Kompletnu električnu šemu uređaja, izgled PCB-a, kao i primer firmware-a možete preuzeti ovde.

The post Kako da sami napravite PLC? appeared first on Automatika.rs.

Kako napraviti detektor boja?

Miloš Jurošević — Mon, 12 Nov 2012 23:00:00 +0000

U ovom projektu koristićemo ADJD E622 QR999 senzor koji konvertuje svetlost u napon i kojim ćemo detektovati boju površine koja se nalazi ispred senzora. Ova vrsta senzora se često koristi u robotici kao i na drugim mestima gde je potrebno detektovati boju. U okviru projekta dat je kompletan source kod za mikrokontroler, kao i šema izgledom PCB-a.

Hardver uređaja se sastoji iz dva jednostavna PCB-a. Prvi predstavlja adapter za senzor, pošto je on smešten u SMD kućište. Izgled ovog PCB-a prikazan je na slici 1.

Slika 1. PCB adapter senzora

Šema glavne pločice sa ATmega8 mikrokontrolerom je veoma jednostavna. Šema je prikazana na slici 2.

Slika 2. Šema glavne pločice

Mikrokontroler ATmega8 se koristi za očitavanje izlaza senzora preko ADC ulaznih pinova. Četiri sjajne LE diode koriste se kako bi se obezbedila dovoljna količina svetlosti za očitavanje i na taj način se izbegla zavisnost uređaja od spoljašnjeg osvetljenja. Ove LED su opcione i mogu se isključiti pomoću džampera JP1. Tri digitalna izlazna pina se koriste kako bi se prikazala detektovana boja, uključivanjem crvene, zelene ili plave LED. Ovi pinovi mogu biti korišćeni i za trigerovanje frugih modula. Oscilator od 6 MHz se mora koristiti kako bi se dobio korektan baud rate, mada se može podesiti i drugi baud rate. U svrhu otklanjanja grešaka, UART port je povezan sa 3-pinskim konektorom P2. Izgled gotovog uređaja prikazan je na slici 3.

Slika 3. Izgled gotovog uređaja

Kod ovog uređaja je veoma jednostavan. RGB komponente su semplovane AD konvertorom mikrokontrolera. Digitalna filtracija je izvršena izračunavanjem prosečne vrednosti 128 merenja. Nakon toga izvršena je standardna HSV transformacija. Kada se izvrši merenje pored uključivanja LED uređaj šalje i sve relevantne podtke sa merenja na UART. Na video klipu koji sledi možete videti kako uređaj zapravo funkcioniše.

Šeme uređaja i kompletan CodeVisionAVR projekat možete pronaći ovde.Izvor: Electronics-base.com

The post Kako napraviti detektor boja? appeared first on Automatika.rs.

Napravi čitač Morzeove azbuke

Marko Nikolić — Wed, 16 May 2012 22:00:00 +0000

Morzeova azbuka služi za prenos poruka na daljinu. Svako slovo je zamenjeno signalom koji se sastoji iz kratkih i dugih zvučnih ili svetlosnih signala. U radio-telegrafiji, Morzeova azbuka se prenosi zvučnim signalima frekfencije 800Hz i to tako da dugi znak traje kao tri kratka (trajanje kratkog znaka zavisi od brzine emitovanja Morzeovog koda). Tišina između dva signala je u trajanju jednog kratkog signala, a između znakova se pravi pauza u trajanju jednog dugog signala.

Ovaj uređaj radi tako što ”čuje” zvučni signal tj. Morzeov kod preko mikrofona i onda ga prevodi u tekstualni prikaz na 2×16 LCD displeju. Uređaj može da prevede 32 karaktera (aA-zZ i 0-9). Kondenzatori se koriste za filtriranje loših signala, ATMega8 obrađujuje i procesuira podatke na displej. Uređaj perfektno radi na frekvenciji od 1.2KHz – 1.5KHz, ali uz manje modifikacije može se promeniti i opseg frekvencije.

Mikrofon koji prima signal je povezan između mase i VCC+. Nakon dobijanja signala male veličine, aktivira se operacioni pojačavač koji je povezan sa mikrofonom preko kondenzatora C1 kako bi se dolazni signal pojačao. Izlaz operacionog pojačavača je povezan na AD konvertor mikrokontrolera preko kondenzatora C2. Pull-down otpornik je vezan između ulaznog pina (ADC) i mase kako bi se eliminisao signal buke.

Slika 1. Šema uređaja.

Šemu uređaja, PCB i source kod možete preuzeti ovde.

The post Napravi čitač Morzeove azbuke appeared first on Automatika.rs.