HackerBox 0040: PIC of Destiny: 9 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Zdravím hackery HackerBox z celého světa. HackerBox 0040 nás experimentuje s mikrokontroléry PIC, prkénkem, LCD displeji, GPS a dalšími. Tento Instructable obsahuje informace pro začátek s HackerBox 0040, který lze zakoupit zde do vyprodání zásob. Pokud byste chtěli každý měsíc dostávat HackerBox přímo do své schránky, přihlaste se k odběru na HackerBoxes.com a připojte se k revoluci!

Témata a vzdělávací cíle pro HackerBox 0040:

• Vyvíjejte vestavěné systémy s mikrokontroléry PIC
• Prozkoumejte obvodové programování vestavěných systémů
• Otestujte možnosti napájení a taktování u vestavěných systémů
• Propojte mikrokontrolér PIC s výstupním modulem LCD
• Experimentujte s integrovaným přijímačem GPS
• Ovládejte PIC osudu

HackerBoxes je služba měsíčního předplatného pro elektroniku a počítačovou technologii pro kutily. Jsme fandové, tvůrci a experimentátoři. Jsme snílci snů.

ZRUŠTE PLANETU

Krok 1: Seznam obsahu pro HackerBox 0040

• Mikrokontrolér PIC PIC16F628 (DIP 18)
• Mikrokontrolér PIC PIC12F675 (DIP 8)
• PICkit 3 In-Circuit Programmer and Debugger
• ZIF Socket Programming Target for PICkit 3
• Kabely USB a vodiče záhlaví pro PICkit 3
• GPS modul s integrovanou anténou
• 16x2 alfanumerický LCD modul
• Napájení na prkénko s MicroUSB
• Krystaly 16,00 MHz (HC-49)
• Hmatová momentální tlačítka
• Difúzní ČERVENÉ 5mm LED diody
• Potenciometr trimru 5K Ohm
• 18pF keramické kondenzátory
• Keramické kondenzátory 100nF
• Rezistory 1K ohm 1/4W
• Rezistory 1/4W 10K Ohm
• 830 bodová (velká) pájecí deska bez pájky
• Tvarovaná propojovací sada se 140 kusy
• Celluloidové kytarové trsátka
• Exkluzivní obtisk PIC16C505

Některé další věci, které budou užitečné:

• Páječka, pájka a základní pájecí nástroje
• Počítač pro spouštění softwarových nástrojů

A co je nejdůležitější, budete potřebovat smysl pro dobrodružství, hackerského ducha, trpělivost a zvědavost. Vytváření a experimentování s elektronikou, i když je velmi přínosné, může být občas ošidné, náročné a dokonce frustrující. Cílem je pokrok, ne dokonalost. Když vytrváte a užíváte si dobrodružství, lze z tohoto koníčku odvodit velké uspokojení. Udělejte každý krok pomalu, pamatujte na detaily a nebojte se požádat o pomoc.

Ve FAQ HackerBoxes je k dispozici velké množství informací pro současné i potenciální členy. Téměř všechny e-maily netechnické podpory, které dostáváme, jsou zde již zodpovězeny, takže si velmi vážíme toho, že jste si přečetli FAQ několik minut.

Krok 2: Mikrokontroléry PIC

Řadu mikrokontrolérů PIC vyrábí společnost Microchip Technology. Název PIC původně označoval řadič periferního rozhraní, ale později byl opraven na Programovatelný inteligentní počítač. První části rodiny vyšly v roce 1976. Do roku 2013 bylo dodáno více než dvanáct miliard jednotlivých mikrokontrolérů PIC. Zařízení PIC jsou oblíbená u průmyslových vývojářů i fandů díky nízké ceně, široké dostupnosti, velké uživatelské základně, rozsáhlé sbírce poznámek k aplikacím, dostupnosti levných nebo bezplatných vývojových nástrojů, sériovému programování a možnosti programování paměti Flash. (Wikipedie)

HackerBox 0040 obsahuje dva mikrokontroléry PIC dočasně usazené pro přepravu v zásuvce ZIF (nulová vložná síla). Prvním krokem je odebrání dvou PIC ze zásuvky ZIF. Udělejte to prosím hned!

Dva mikrokontroléry jsou PIC16F628A (datový list) v balíčku DIP18 a PIC12F675 (datový list) v balíčku DIP 8.

Zde uvedené příklady používají PIC16F628A, nicméně PIC12F675 funguje podobně. Doporučujeme vám vyzkoušet si to na vlastním projektu. Jeho malá velikost umožňuje efektivní řešení, když potřebujete pouze malý počet I/O pinů.

Krok 3: Programování mikrokontrolérů PIC pomocí PICkit 3

Při používání nástrojů PIC je třeba vyřešit mnoho konfiguračních kroků, takže zde je docela základní příklad:

• Nainstalujte software MPLAB X IDE z Microchip
• Na konci instalace se vám zobrazí odkaz na instalaci kompilátoru MPLAB XC8 C. Určitě to vyberte. XC8 je kompilátor, který budeme používat.
• Vložte čip PIC16F628A (DIP18) do zásuvky ZIF. Poznamenejte si polohu a orientaci uvedenou na zadní straně cílové desky plošných spojů ZIF.
• Nastavte propojky podle pokynů na zadní straně cílové desky ZIF (B, 2-3, 2-3).
• Zapojte pětipólovou programovací hlavičku cílové desky ZIF do záhlaví PICkit 3.
• Připojte PICkit 3 k počítači pomocí červeného kabelu miniUSB.
• Spusťte MPLAB X IDE.
• Vyberte možnost nabídky a vytvořte nový projekt.
• Konfigurujte: samostatný projekt vložený mikročipem a stiskněte NEXT.
• Vyberte zařízení: PIC16F628A a stiskněte NEXT
• Vyberte ladicí program: Žádný; Hardwarové nástroje: PICkit 3; Kompilátor: XC8
• Zadejte název projektu: bliká.
• Klikněte pravým tlačítkem na zdrojové soubory a v části nové vyberte nový main.c
• Pojmenujte soubor c jako „mrknutí“
• Přejděte do okna> zobrazení paměti tagů> konfigurační bity
• Nastavte bit FOSC na INTOSCIO a vše ostatní na OFF.
• Klikněte na tlačítko „vygenerovat zdrojový kód“.
• Vygenerovaný kód vložte do výše uvedeného souboru blink.c
• Také vložte toto do souboru c: #define _XTAL_FREQ 4000000
• Minulost v hlavním bloku níže uvedeného kódu c:

prázdný hlavní (prázdný)

{TRISA = 0b00000000; while (1) {PORTAbits. RA3 = 1; _delay_ms (300); PORTAbits. RA3 = 0; _delay_ms (300); }}

• Pro kompilaci stiskněte ikonu kladiva
• Přejděte do produkce> nastavit konfiguraci projektu> přizpůsobit
• Vyberte PICkit 3 v levém panelu vyskakovacího okna a poté z rozevíracího pole v horní části vyberte Napájení.
• Klikněte na pole „cílový výkon“, nastavte cílové napětí na 4,875 V a stiskněte Použít.
• Zpět na hlavní obrazovku stiskněte ikonu zelené šipky.
• Zobrazí se varování o napětí. Hit pokračovat.
• Ve stavovém okně byste nakonec měli dostat „Programování/Ověření dokončeno“.
• Pokud se programátor nechová, může pomoci vypnout IDE a znovu jej spustit. Všechna vámi zvolená nastavení by měla být zachována.

Krok 4: Breadboarding PIC naprogramovaný pomocí Blink.c

Jakmile je PIC naprogramován (předchozí krok), může být spuštěn na pájecí desku pro testování.

Protože byl vybrán interní oscilátor, potřebujeme připojit pouze tři piny (napájení, uzemnění, LED).

Napájení může být dodáváno na prkénko pomocí napájecího modulu. Ukazatele pro použití napájecího modulu:

• Dejte více pájky na boční výstupky zásuvky microUSB, než se odlomí - ne potom.
• Zajistěte, aby „černé kolíky“směřovaly do zemnící lišty a „bílé kolíky“do napájecí kolejnice. Pokud jsou obrácené, jste na špatném konci prkénka.
• Přepněte oba přepínače na 5V pro zahrnuté čipy PIC.

Po umístění mikrokontroléru PIC si všimněte indikátoru pin 1. Piny jsou očíslovány od kolíku 1 proti směru hodinových ručiček. Připojte pin 5 (VSS) k GND, pin 14 (VDD) k 5V a pin 2 (RA3) k LED. Všimněte si ve vašem kódu, I/O pin RA3 se cyklicky zapíná a vypíná, aby blikala LED. Delší pin LED by se měl připojit k PIC, zatímco kratší pin by se měl připojit k 1K odporu (hnědý, černý, červený). Opačný konec rezistoru by se měl připojit ke kolejnici GND. Rezistor jednoduše funguje jako proudový limit, takže LED dioda nevypadá jako zkrat mezi 5V a GND a odebírá příliš mnoho proudu.

Krok 5: Programování v obvodu

Klíč DIC PICkit 3 lze použít k programování obvodu PIC čipu. Dongle může také napájet obvod (terč na prkénko) stejně jako my s cílem ZIF.

• Odpojte napájecí zdroj od prkénka.
• Připojte vodiče PICkit 3 k prkénku na 5V, GND, MCLR, PGC a PGD.
• Změňte čísla zpoždění v kódu C.
• Znovu zkompilujte (ikona kladiva) a poté naprogramujte PIC.

Protože byla změněna čísla zpoždění, měla by LED dioda nyní blikat jinak.

Krok 6: Použití externího krystalového oscilátoru

Pro tento experiment PIC přepněte z interního oscilátoru na vysokorychlostní externí krystalový oscilátor. Externí krystalový oscilátor je nejen rychlejší o 16 MHz místo 4 MHz), ale je mnohem přesnější.

• Změňte konfigurační bit FOSC z INTOSCIO na HS.
• Změňte nastavení FOSC IDE a #define v kódu.
• Změňte #define _XTAL_FREQ 4000000 z 4000000 na 16000000.
• Přeprogramujte PIC (možná znovu změňte čísla zpoždění)
• Ověřte provoz pomocí externího krystalu.
• Co se stane, když vytáhnete krystal z prkénka?

Krok 7: Řízení výstupního modulu LCD

PIC16F628A lze použít k pohonu výstupu na 16x2 alfanumerický LCD modul (data), pokud je zapojen podle obrázku. Připojený soubor picLCD.c poskytuje jednoduchý příklad programu pro zápis textového výstupu do modulu LCD.

Krok 8: Přijímač času a polohy GPS

Tento modul GPS dokáže poměrně přesně určit čas a místo ze signálů přijímaných z vesmíru do jeho malé integrované antény. Pro základní provoz jsou zapotřebí pouze tři kolíky.

Po připojení správného napájení se rozsvítí červená kontrolka LED „Napájení“. Jakmile jsou získány satelitní signály, začne zelená LED „PPS“pulzovat.

Napájení je piny GND a VCC. VCC může pracovat na 3,3 V nebo 5 V.

Třetím nezbytným pinem je pin TX. Pin TX produkuje sériový proud, který lze zachytit do počítače (pomocí adaptéru TTL-USB) nebo do mikrokontroléru. Existuje mnoho příkladů projektů pro příjem dat GPS do Arduina.

Toto git repo obsahuje dokumentaci pdf pro tento typ modulu GPS. Podívejte se také na u-center.

Tento projekt a video ukazuje příklad zachycení vysoce přesného data a času z modulu GPS do mikrokontroléru PIC16F628A.

Krok 9: Žijte HackLife

Doufáme, že jste si užili tento měsíc plavbu do kutilské elektroniky. Oslovte a podělte se o svůj úspěch v níže uvedených komentářích nebo na facebookové skupině HackerBoxes. Určitě nám dejte vědět, pokud máte nějaké dotazy nebo potřebujete s čímkoli pomoci.

Připojte se k revoluci. Žijte HackLife. Můžete si každý měsíc nechat doručit skvělou krabici hacknutelných projektů elektroniky a počítačové techniky přímo do vaší poštovní schránky. Stačí procházet na HackerBoxes.com a přihlásit se k měsíční službě HackerBox.