همه چیز در یک برد میکروکنترلر: 8 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

در این طراحی بورد میکروکنترلر همه کاره ، هدف این است که عملکرد بیشتری نسبت به آردوینو داشته باشد ، پس از حدود 100 ساعت طراحی ، تصمیم گرفتم آن را با جامعه به اشتراک بگذارم ، امیدوارم از تلاش شما قدردانی کرده و از آن حمایت کنید (هر گونه سوال یا اطلاعات خوش آمدید)

مرحله 1: اهداف

هر پروژه ای نیازهای متفاوتی دارد: سنسورها ، محرک ها و محاسبه ، مقرون به صرفه ترین راه استفاده از میکروکنترلر مانند هر آردوینو است ، در این مورد من از آشنایی بیشتر با یکی از میکروکنترلرهای محدوده PIC16F استفاده می کنم.

اطلاعات PIC16F1829:

اقتصادی ؛)

داخلی 32 مگاهرتز

رابط UART یا USB (ch340)

SPI یا I2C x2

تایمرها (8/16-bit) x4 x1

ADC x12 10 بیتی

ورودی / خروجی x18

و موارد دیگر (اطلاعات در برگه اطلاعات)

بسته های متفاوتی وجود دارد اما وقتی یک PCB غیر دست ساز تولید می کنید ، کوچکترین آن ارزان ترین است

مرحله 2: ارتقاء MCU

میکروکنترلر به خازن و پیکربندی سخت افزاری برای پین تنظیم مجدد نیاز دارد ، اما کافی نیست

- مدار منبع تغذیه

- ارتقاء سخت افزار

- بوت لودر

- رابط انسانی

- پیکربندی پین

مرحله 3: مدار منبع تغذیه

- حفاظت ضد قطبی منبع تغذیه (MOSFET-P)

من از دیود داخلی mosfet برای رانندگی استفاده می کنم و وقتی این اتفاق می افتد Gate Voltage برای داشتن RDSon بسیار پایین link_info کافی است.

-تنظیم کننده معمولی ولتاژ (VCO) من از LD1117AG و بسته بندی TO-252-2 (DPAK) مشابه lm7805 اما ارزان تر و LDO استفاده می کنم

- فیلترهای خازنی معمولی (100n)

- فیوز برق USB

برای جلوگیری از بیش از 1A

- فیلتر فریت برای برق USB

تحت آزمایش

مرحله 4: ارتقاء سخت افزار

برای اهداف کلی تصمیم دارم اضافه کنم:

- تنظیم مجدد نرم افزار اگر سایر موارد کنترل می شوند ، با تاخیر در تنظیم مجدد اولیه ، میکروکنترلر را راه اندازی نمی کند ، پس از تغذیه و پایداری ولتاژ برای کنترل سایر موارد ایمن است.

پین تنظیم مجدد رد می شود ، این MCU را هنگامی که 0V است تنظیم مجدد می کند ، مدار RC (مقاومت خازن) پالس را طولانی تر می کند و دیود خازن را هنگامی که VCC 0V است تخلیه می کند

- N-Channel Mosfet AO3400A

زیرا یک میکروکنترلر استاندارد نمی تواند بیش از 20 میلی آمپر یا 3 میلی آمپر در هر پین بدهد بعلاوه توان مصرفی کل مصرف را به 800 میلی آمپر محدود می کند و mosfets می تواند از ارتباط تبدیل 5 ولت به 3.3 ولت استفاده کند.

- OP-AMP LMV358A

برای تقویت سیگنال های بسیار ضعیف ، خروجی هایی با مقاومت کم و ابزارهای اندازه گیری جریان و غیره …

مرحله 5: بوت لودر

بوت لودر دستور نوشتن را می دهد ، اما به طور خلاصه عملکرد آن بارگیری برنامه است. به عنوان مثال در Arduino One میکروکنترلر دیگری با پشتیبانی USB بومی وجود دارد ، در مورد همه PIC ها ، بوت لودر PICKIT3 است ، حتی اگر ما داشته باشیم CH340C (بوت لودر نخواهد بود ، میکروکنترلر USB به سریال UART نام دارد).

PICKIT3 -> بوت لودر از طریق ICSP (برنامه نویسی سریال در مدار)

CH340C -> ارتباط USB سریال

همه در حال توسعه است ، اما bootloader کار می کند.

مرحله 6: رابط انسانی

- پشتیبانی USB

CH340C یک مبدل USB به سریال تعبیه شده است

پیکربندی استاندارد سریال در 9600 باود ، 8 بیت ، 1 بیت توقف ، بدون برابری ، کمترین بیت قابل ارسال اول و غیر وارونه

- دکمه تنظیم مجدد

برای تنظیم مجدد میکروکنترلر در مدار Soft-Start Reset اجرا می شود ، اما ICSP RST غالب است

-دکمه کاربر

معمولاً 10k برای پایین کشیدن پین های خروجی

- 3 میلی متر LEDs x8 5V - 2.7 Vled = 2.3 Vres

2.3 Vres / 1500 Rres = 1.5 mA (می توانید روشنایی بیشتری دریافت کنید)

2.3 Vres * 1.5 mA => 4 mW (کمتر از 1/8W)

مرحله 7: پیکربندی پین

راه حل با کمی فاصله این است که لایه پین را نشان داده و آنها را به موازات صفحه ، لحیم کنید ، پین های دو ردیف و ضخامت مربوط به تخته ، مشابه اتصال دهنده pci express

اما پین مرکزی معمولی به پین 100 میلی متر = 2.55 میلی متر است

فاصله تقریبا 2 میلی متر = 2.55 - 0.6 (پین)

همچنین ضخامت معمولی برد 1.6 است که اشکالی ندارد

این یک مثال با 2 تخته 1 میلی متری است

مرحله 8: پایان

هر قطعه ای که من ادغام کرده ام به طور جداگانه با سایر اجزا (TH) و نسخه اولیه آزمایش شده است ، من آن را با پلتفرم easyEDA طراحی کردم و در JLC و LCSC سفارش دادم (به این ترتیب ابتدا سفارش باید در JLC سفارش داده شود و یکبار سفارش داده شود با همان جلسه خرید را در LCSC انجام می دهید و اضافه می شود)

حیف است که من هیچ عکسی ندارم و نتوانستم آن را با هم اثبات کنم ، برای مدتی که سفارش چین و تهیه تمام اسناد و مدارک طول می کشد ، اما برای دستورالعمل های زیر است زیرا طرح کلی را پوشش می دهد در اینجا ، هر گونه سوالی را می توانید در نظرات بگذارید.

و این همین است ، وقتی سفارش می رسد من آن را لحیم می کنم ، آن را با هم امتحان می کنم ، مشکلات را گزارش می کنم ، به روز می کنم ، اسناد ، برنامه ، و احتمالاً یک فیلم می سازم.

با تشکر ، خداحافظ و پشتیبانی!

پیوند: easyEDA ، YouTube ، بدیهی است دستورالعمل ها