W13: Obsługa zewnętrznych układów peryferyjnych cz. 2

Transkrypt

Zewnętrzne układy peryferyjne cz. 2
Wykład 13
Techniki mikroprocesorowe
EEPROM I2C
Standardowa pamięć EEPROM
I2C
2
Pamięć EEPROM I2C
• Pamięci EEPROM I2C są popularną rodziną
prosty układów z pamięcią nieulotną EEPROM,
kasowaną elektrycznie, z magistralą I2C
• Układy te różnią się rozmiarem pamięci i
obudową, lecz w większości przypadków są
wzajemnie zamienne z punktu widzenia
podłączenia i obsługi
3
Pamięć EEPROM I2C
• Pamięci EEPROM I2C, jak większość układów
I2C, posiadają piny pozwalające na
konfigurację adresu w liczbie, ich liczba waha
się od 3 do 0 – w przypadku pamięci o
większej pojemności część lub wszystkie
konfigurowalne bity adresowe pełnią rolę
prefiksu adresu (bity wyboru strony) i nie
mogą być użyte do rozróżniania układów I2C
4
Pamięci EEPROM I2C
• Przykładem takich pamięci są układy AT24CXX:
– AT24C01: 1K (128 x 8bit)
– AT24C02: 2K (256 x 8bit)
– AT24C04: 4K (512 x 8bit)
– AT24C08: 8K (1024 x 8bit)
– AT24C16: 16K (2048 x 8bit)
5
Pamięci EEPROM I2C - podłączenie
Pin
Funkcja
1
Wejścia konfiguracyjne adresu
I2C
2
3
4
Masa zasilania
5
Magistrala I2C
6
7
Blokada zapisu
8
Zasilanie
6
Organizacja pamięci
• AT24C01 – 16 stron po 8 bajtów każda,
wymagany adres 7-bitowy
7
Pamięci EEPROM I2C – adresy I2C
• 1K/2K
– Odczyt: 1010 A2A1A01
– Zapis: 1010 A2A1A00
• 4K
– Odczyt: 1010 A2A1P01
– Zapis: 1010 A2A1P00
• 8K
– Odczyt: 1010 A2P1P01
– Zapis: 1010 A2P1P00
• 16K
– Odczyt: 1010 P2P1P01
– Zapis: 1010 P2P1P00
8
Pamięci EEPROM I2C – adresy I2C
• Wyjaśnienia
– Ax=0, jeśli pin Ax jest podłączony do masy
– Ax=1, jeśli pin Ax jest podłączony do Vcc
– Px – bit wyboru strony - najstarsze bity (prefix)
adresu
9
Termometr DS18B20
Termometr DS18B20
10
DS18B20 – informacje ogólne
• Układ DS18B20 jest prostym termometrem
temperatur od -55°C do +125°C z dokładnością
±0.5°C
• Do komunikacji wykorzystuje magistralę 1-Wire
• Czas pomiaru wynosi 750ms, wynik z
konfigurowaną przez użytkownika precyzją od 9
do 12 bitów
• Układ posiada wbudowany alarm przekroczenia
zdefiniowanego zakresu temperatur
11
DS18B20 - podłączenie
12
DS18B20 - podłączenie
13
DS18B20 – rejestry
Bajt
Opis
0
Temperatura (LSB)
1
Temperatura (MSB)
2
Rejestr TH (przechowywany w EEPROM)
3
Rejestr TL (przechowywany w EEPROM)
4
Rejestr konfiguracyjny (przechowywany w EEPROM)
5
Zarezerwowany
6
Zarezerwowany
7
Zarezerwowany
8
CRC
14
DS18B20 – rejestr konfiguracyjny
Bit
Opis
0
0
1
R0
2
R1
3-7 11111
R0
R1
Rozdzielczość
Maksymalny czas konwersji
0
0
9 bit
93.75ms
0
1
10 bit
187.5ms
1
0
11 bit
375ms
1
1
12 bit
750ms
15
DS18B20 – komendy ROM
• Oprócz standardowych komend ROM:
SEARCH_ROM (0xf0), SKIP_ROM (0xcc),
MATCH_ROM (0x55), READ_ROM (0x33),
układ DS12B20 posiada dodatkową komendę
ALARM_SEARCH (0xec), pozwalającą wyszukać
układy zgłaszające alarm po przekroczeniu
przez temperaturę ustalonego zakresu
16
DS18B20 - funkcje
• CONVERT_T (0x44) – wymuś konwersję temperatury
• READ_SCRATCHPAD (0xbe) – odczytaj zawartość
wszystkich (9) rejestrów roboczych
• WRITE_SCRATCHPAD (0x4e) – zapisz zawartość roboczą
rejestrów TH, TL i konfiguracyjnego
• COPY_SCRATCHPAD (0x48) – skopiuj wartość roboczą
rejestrów TH, TL i konfiguracyjnego do EEPROM
• RECALL_E2 (0xb8) – załaduj zawartość EEPROM do
rejestrów roboczych TH, TL i konfiguracyjnego
• READ_POWER_SUPPLY (0xb4) – odczytaj status
zasilania
17
Podwójny mostek H L293D sterowanie silnikiem
krokowym
Podwójny mostek H L293D
Sterowanie silnikiem krokowym
18
L293D
• Mostek H typu L293D jest podwójnym
symetrycznym stopniem mocy, pozwalającym
na
– Podłączenie odbiornika do zasilania
– Zmiany polaryzacji zasilania odbiornika
– Odłączenie odbiornika od zasilania
• Układ zawiera 2 identyczne mostki, które
mogą być sterowane niezależnie od siebie
19
L293D
• Układ L293D wyposażony jest w
zabezpieczenie termiczne, chroniące układ
przed przegrzaniem
• Wersja D może pracować z napięciami od 4.5V
do 36V oraz prądem 600mA (prąd szczytowy
1.2A)
• Wejścia sterujące są kompatybilne z TTL
20
L293D - zastosowanie
• Sterowanie silnikami DC
• Sterowanie silnikami krokowymi bipolarnymi
• Sterowanie obciążeniem oporowym (grzejnik,
żarówka)
• Sterowanie obciążeniem indukcyjnym
(elektromagnesy, przekaźniki)
21
L293D - budowa
22
L293D – sterowanie silnikiem DC
23
L293D – sterowanie silnikiem DC
• Powyższy slajd prezentuje sposób podłączenie
silnika DC małej mocy do mostka L293D
– Silnik podłączony do stopni 1 i 2 ma możliwość
zmiany kierunku obrotu
– Silniki podłączone do stopni 3 i 4 mogą obracać się
tylko w jednym kierunku
– Wejścia 1,2EN (pin 1) i 3,4EN (pin 9) pozwala
włączać i wyłączać silniki
24
L293D i PWM
• Wejścia 1,2EN i 3,4EN pozwalają wykorzystać
przebieg PWM do sterowania mocą dostarczaną
do odbiornika
– W przypadku odbiorników takich jak diody czy żarówki
częstotliwość PWM powinna wynosić powyżej
kilkudziesięciu Hz, żeby zapobiec migotaniu
– W przypadku odbiorników takich jak grzejniki,
częstotliwość nie ma większego znaczenia
– W przypadku silników DC minimalna częstotliwość
powinna wynosić
FPWM = LICZBA_OBROTÓW/(2*LICZBA_UZWOJEŃ)
25
Silniki krokowe
26
Silniki krokowe
• Silnik elektryczny prądu stałego, w którym wirnik nie
obraca się ruchem płynnym, lecz skokowym
• Składa się ze uzwojonego stojanu i wirnika z magnesu
• Liczba kroków wynosi od kilkudziesięciu do kilkuset
• Mają bardzo duży moment obrotowy, mogą pracować z
dowolnie małą prędkością
• Mają stosunkowo niewielką maksymalną prędkość
obrotu
• Ich trwałość jest ograniczona trwałością łożysk
27
Silniki krokowe - rodzaje
• Budowa
– Z magnesem stałym (PM)
– Ze zmienna reluktancją (VR)
– Hybrydowe (HB) – najpopularniejsze
• Uzwojenia
– Bipolarne
– Unipolarne
• Liczba faz
– Dwufazowe
– Trójfazowe
28
Silniki krokowe – budowa
29
Silnik krokowy – budowa
30
31
32
Silniki krokowe – parametry
•
•
•
•
Wielkość kroku (kąty)/liczba kroków na obrót
Maksymalny prąd uzwojenia
Moment obrotowy
Maksymalna temperatura uzwojeń
33
Silniki krokowe - sterowanie
• Silnik unipolarny
34
Silniki krokowe - sterowanie
• Silnik bipolarny
35
L293D – podłączenie silnika krokowego
36
Silniki krokowe – tryby pracy
• Sterowanie falowe – wirnik zatrzymuje się
zawsze w pozycji stabilnej w stosunku do
stojana
• Sterowanie pełnokrokowe – silnik zatrzymuje
się zawsze pomiędzy dwoma pozycjami
stabilnymi w stosunku do stojana
• Sterowanie półkrokowa – tryb łączący cechy
obu powyższych
37
Silniki krokowe – sterowanie falowe
38
Silniki krokowe – sterowanie falowe
• Sekwencja sterująca (sterownik L293D) dla
silnika krokowego bipolarnego
Wejście L293D
Krok 1
Krok 2
Krok 3
Krok 4
Krok 5
1A
1
nc
0
nc
1
2A
0
nc
1
nc
3A
nc
0
nc
1
nc
4A
nc
1
nc
0
nc
1,2EN
1
0
1
0
1
3,4EN
0
1
0
1
0
39
Silniki krokowe – sterowanie pełnokrokowe
40
Silniki krokowe – sterowanie pełnokrokowe
Wejście L293D
Krok 1
Krok 2
Krok 3
Krok 4
Krok 5
1A
1
0
0
1
1
2A
0
1
1
0
0
3A
0
0
1
1
0
4A
1
1
0
0
1
1,2EN
1
1
1
1
1
3,4EN
1
1
1
1
1
41
Silniki krokowe – sterowanie półkrokowe
42
43
Wejście
L293D
Krok 1
Krok 2
Krok 3
Krok 4
Krok 5
Krok 6
Krok 7
Krok 8
Krok 9
1A
1
1
nc
0
0
0
nc
1
1
2A
0
0
nc
1
1
1
nc
0
0
3A
nc
0
0
0
nc
1
1
1
nc
4A
nc
1
1
1
nc
0
0
0
nc
1,2EN
1
1
0
1
1
1
0
1
1
3,4EN
0
1
1
1
0
1
1
1
0
44
Serwomechanizmy
Serwomechanizmy
45
Serwomechanizm
• Serwomechanizm to silnik prądu stałego
wyposażony w układ kontroli i sterowania
położeniem
• Kąt obrotu zwykle mieści się w przedziale 0180°
• Do sterowania kątem obrotu wykorzystywany
jest przebieg PWM
46
Serwomechanizm
47
Serwomechanizm – budowa
48
Serwomechanizm – budowa
49
Serwomechanizm – sterowanie
• Jeden cykl przebiegu sterującego dla
większości serwomechanizmów trwa 20ms
• Impuls sterujący ma długość od 0.4 do 2.5ms
• Nawet pomiędzy dwoma
serwomechanizmami tego samego typu mogą
występować istotne różnice w reakcji na
przebieg o danym wypełnieniu
50
Serwomechanizm - sterowanie
51
Odbiornik podczerwieni
Odbiornik podczerwieni
TFMS5xx0
52
TFMS5xx0 – informacje ogólne
• Odbiorniki serii TFMS5xx0 są scalonymi
odbiornikami sygnałów podczerwieni,
wyposażonymi w filtr optyczny, wzmacniacz,
układ kontroli wzmocnienia, demodulator i
cyfrowe wyjście zgodne z TTL
53
TFMS5xx0 - budowa
54
TFMS5xx0 – częstotliwości robocze
Oznaczenie
Częstotliwość nośna
TFMS 5300
30 kHz
TFMS 5330
33 kHz
TFMS 5360
36 kHz
TFMS 5370
36.7 kHz
TFMS 5380
38 kHz
TFMS 5400
40 kHz
TFMS 5560
56 kHz
55
TFMS5xx0
• Podczas projektowania układu do transmisji
danych w podczerwieni należy zwrócić
szczególną uwagę na częstotliwość nośną oraz
długość fali nadajnika - dla układu TFMS5xx0
powinna być z przedziału 900-1000 nm,
optymalna to 950 nm
56
TFMS5xx0
• Relacja responsywności (% bezbłędnych
odbiorów) i odchylenia częstotliwości nośnej
57
TFMS5xx0
• Stosunek zasięgu działania i kąta padania
promienia
58
TFMS5xx0 - zastosowanie
• Odbiorniki rodziny TFMS5xx0 umożliwiają
odbiór sygnału pilotów zdalnego sterowania
sprzętu RTV, pracujących w oparciu o
protokoły takie jak NEC, Sony SIRC, Philips RC5
i Philips RC6
59

W13: Obsługa zewnętrznych układów peryferyjnych cz. 2

Transkrypt

Podobne dokumenty

rom i emulatory pobrania

TROLEJBUS HYBRYDOWY

Załącznik nr 1 - Opis przedmiotu zamówienia

Projekty realizowane w czerwcu 2015

Pamięć 24C16 U93616B - tronikelektronika.pl

M_2 mgr d - Mechatronika

Systemy mikroprocesorowe II

W14: Wbudowane systemy czasu rzeczywistego i podstawy