Navodila za uporabo
Elektor Arduino
NANO
Deska za usposabljanje MCCAB®
Rev. 3.3

Spoštovana stranka, MCCAB Training Board je izdelan v skladu z veljavnimi evropskimi direktivami in zato nosi oznako CE. Njegova predvidena uporaba je opisana v teh navodilih za uporabo. Če spremenite ploščo za usposabljanje MCCAB ali je ne uporabljate v skladu s predvidenim namenom, ste sami odgovorni za skladnost z veljavnimi pravili.
Zato uporabljajte le ploščo za usposabljanje MCCAB in vse komponente na njej, kot je opisano v teh navodilih za uporabo. Tablo za usposabljanje MCCAB lahko posredujete le skupaj s tem priročnikom za uporabo.
Vse informacije v tem priročniku se nanašajo na MCCAB Training Board s stopnjo izdaje Rev. 3.3. Raven izdaje table za usposabljanje je natisnjena na spodnji strani (glejte sliko 13 na strani 20). Trenutno različico tega priročnika lahko prenesete s spletnega mesta webmesto www.elektor.com/20440 za prenos. ARDUINO in druge blagovne znamke in logotipi Arduino so registrirane blagovne znamke Arduino SA. ®

Recikliranje

Rabljeno električno in elektronsko opremo je treba reciklirati kot elektronski odpadek in je ne smete zavreči med gospodinjske odpadke.
MCCAB Training Board vsebuje dragocene surovine, ki jih je mogoče reciklirati.
Zato napravo zavrzite na ustreznem zbirališču. (Direktiva EU 2012/19 / EU). Vaša občinska uprava vam bo povedala, kje najdete najbližje brezplačno zbirno mesto.

Varnostna navodila

Ta navodila za uporabo za MCCAB Training Board vsebujejo pomembne informacije o zagonu in delovanju!
Zato pred prvo uporabo vadbene plošče natančno preberite celoten priročnik za uporabo, da se izognete poškodbam življenja in okončin zaradi električnega udara, požara ali napak pri delovanju ter poškodbam vadbene plošče.
Naj bo ta priročnik na voljo vsem ostalim uporabnikom vadbene plošče.
Izdelek je bil zasnovan v skladu s standardom IEC 61010-031 in je bil testiran ter zapustil tovarno v varnem stanju. Uporabnik mora upoštevati predpise, ki veljajo za ravnanje z električno opremo, kot tudi vse splošno sprejete varnostne prakse in postopke. Predvsem predpisi VDE VDE 0100 (načrtovanje, namestitev in preizkušanje nizkovoltagelektrični sistemi), VDE 0700 (varnost električne opreme za domačo uporabo) in VDE 0868 (oprema za avdio/video, informacijsko in komunikacijsko tehnologijo).
V gospodarskih objektih veljajo tudi predpisi o preprečevanju nesreč zavarovalnih združenj delodajalcev.

Uporabljeni varnostni simboli

Opozorilo o nevarnosti električnega udara
Ta znak označuje razmere ali prakse, ki lahko povzročijo smrt ali telesne poškodbe.
Splošni opozorilni znak
Ta znak označuje pogoje ali postopke, ki lahko povzročijo poškodbe samega izdelka ali povezane opreme.

2.1 Napajanje
Pozor:

• V nobenem primeru ne sme negativna voltages ali voltagvečja od +5 V priključite na ploščo za usposabljanje MCCAB. Edina izjema sta vhoda VX1 in VX2, tukaj je vhod voltages so lahko v območju od +8 V do +12 V (glejte poglavje 4.2).
• Na ozemljitveno linijo (GND, 0 V) ​​nikoli ne priključite nobenega drugega električnega potenciala.
• Nikoli ne zamenjajte priključkov za ozemljitev (GND, 0 V) ​​in +5 V, saj bi to povzročilo trajne poškodbe plošče za usposabljanje MCCAB!
• Zlasti nikoli ne priključite na omrežje ~230 V ali ~115 Vtage odboru za usposabljanje MCCAB!
  Obstaja življenjska nevarnost!!!

2.2 Ravnanje in okoljski pogoji
Da preprečite smrt ali poškodbe in zaščitite napravo pred poškodbami, morate dosledno upoštevati naslednja pravila:

• Nikoli ne upravljajte plošče za usposabljanje MCCAB v prostorih z eksplozivnimi hlapi ali plini.
• Če mladi ali osebe, ki niso seznanjene z rokovanjem z elektronskimi vezji, sodelujejo z MCCAB Training Board, npr. v okviru usposabljanja, mora te dejavnosti nadzorovati ustrezno usposobljeno osebje na odgovornem položaju.
  Uporaba pri otrocih, mlajših od 14 let, ni predvidena in se ji je treba izogibati.
• Če plošča za usposabljanje MCCAB kaže znake poškodb (npr. zaradi mehanske ali električne obremenitve), je iz varnostnih razlogov ne smete uporabljati.
• MCCAB Training Board se lahko uporablja le v čistem in suhem okolju pri temperaturah do +40 °C.

2.3 Popravilo in vzdrževanje

• Da bi se izognili materialni škodi ali telesnim poškodbam, lahko vsa popravila, ki so morda potrebna, izvaja le ustrezno usposobljeno strokovno osebje in z uporabo originalnih nadomestnih delov.
• MCCAB Training Board ne vsebuje nobenih delov, ki bi jih lahko servisiral uporabnik.

Namen uporabe

MCCAB Training Board je razvit za enostavno in hitro učenje znanja o programiranju in uporabi mikrokrmilniškega sistema.
Izdelek je zasnovan izključno za namene usposabljanja in prakse. Kakršna koli druga uporaba, npr. v industrijskih proizvodnih obratih, ni dovoljena.

Pozor: MCCAB Training Board je namenjen samo za uporabo z mikrokrmilniškim sistemom Arduino® NANO (glejte sliko 2) ali mikrokrmilniškim modulom, ki je 100 % združljiv z njim. Ta modul je treba upravljati z delovno voltage od Vcc = +5V. V nasprotnem primeru obstaja nevarnost nepopravljive poškodbe ali uničenja modula mikrokrmilnika, vadbene plošče in naprav, povezanih z vadbeno ploščo.
Pozor: voltagV območju od +8 V do +12 V je mogoče priključiti na vhoda VX1 in VX2 vadbene plošče (glejte razdelek 4.2 tega priročnika). Voltages na vseh drugih vhodih vadbene plošče mora biti v območju od 0 V do +5 V.
Pozor: Ta navodila za uporabo opisujejo, kako pravilno povezati in upravljati ploščo za usposabljanje MCCAB z osebnim računalnikom uporabnika in vsemi zunanjimi moduli. Upoštevajte, da nimamo vpliva na napake pri delovanju in/ali povezavi, ki jih povzroči uporabnik. Za pravilno povezavo vadbene plošče z uporabnikovim osebnim računalnikom in morebitnimi zunanjimi moduli ter za njeno programiranje in pravilno delovanje je odgovoren sam uporabnik! Za vso škodo, ki je posledica napačne povezave, napačnega krmiljenja, napačnega programiranja in/ali napačnega delovanja je odgovoren izključno uporabnik! Zahtevki glede odgovornosti proti nam so v teh primerih razumljivo izključeni.

Drugačna uporaba od navedene ni dovoljena! MCCAB Training Board se ne sme spreminjati ali predelovati, ker bi jo lahko poškodovali ali ogrozili uporabnika (kratek stik, nevarnost pregretja in požara, nevarnost električnega udara). Če pride do telesnih poškodb ali materialne škode zaradi nepravilne uporabe vadbene deske, je to izključno odgovornost upravljavca in ne proizvajalca.

Odbor za usposabljanje MCCAB in njegovi sestavni deli

Slika 1 prikazuje ploščo za usposabljanje MCCAB z njenimi kontrolnimi elementi. Vadbeno ploščo preprosto postavite na električno neprevodno delovno površino in jo prek kabla mini-USB povežete z osebnim računalnikom uporabnika (glejte poglavje 4.3).
Zlasti v kombinaciji z »Microcontrollers Hands-On Course for Arduino Starters« (ISBN 978-3-89576-545-2), ki ga je izdal Elektor, je MCCAB Training Board popolnoma primeren za preprosto in hitro učenje programiranja in uporabe mikrokontrolerski sistem. Uporabnik ustvari svoje programe vadbe za MCCAB Training Board na svojem osebnem računalniku v Arduino IDE, razvojnem okolju z integriranim prevajalnikom C/C++, ki ga lahko brezplačno prenese iz webmesto  

Slika 1: Odbor za usposabljanje MCCAB, Rev. 3.3

Delovni in prikazovalni elementi na plošči za usposabljanje MCCAB:

1. 11 × LED (prikaz stanja za vhode/izhode D2 … D12)
2. Glava JP6 za povezavo LED LD10 … LD20 z GPIO-ji D2 … D12, ki so jim dodeljeni
3. Sponka SV5 (razdelilnik) za vhode/izhode mikrokontrolerja
4. Gumb RESET
5. Mikrokrmilniški modul Arduino® NANO (ali kompatibilen) z mini USB – vtičnico
6. LED “L”, priključen na GPIO D13
7. Konektor SV6 (razdelilnik) za vhode/izhode mikrokrmilnika
8. Potenciometer P1
9. Glava nožice JP3 za izbiro obratovalne voltage potenciometrov P1 in P2
10. Potenciometer P2
11. Glava zatiča JP4 za izbiro signala na zatiču X konektorja SV12
12. Konektorska letev SV12: SPI-vmesnik 5 V (signal na pinu X je izbran prek JP4)
13. Konektorska letev SV11: SPI vmesnik 3.3 V
14. Priključni blok SV10: IC vmesnik 5 V
15. Priključni blok SV8: vmesnik I2 C 3.3 V
16. Priključni blok SV9: 22 IC vmesnik 3.3 V
17. Priključni blok SV7: Preklopni izhod za zunanje naprave
18. LC zaslon z 2 x 16 znaki
19. 6 × tipkalna stikala K1 … K6
20. 6 × drsna stikala S1 … S6
21. Pin glava JP2 za povezavo stikal z vhodi mikrokontrolerja.
22. Sponka SV4: razdelilnik za obratovalni voltages
23. Piezo brenčalo Buzzer1
24. Priključni blok SV1: Preklopni izhod za zunanje naprave
25. Priključna letev SV3: Stebri 3 × 3 LED matrike (izhodi D6 … D8 s serijskimi upori 330 Ω)
26. Konektorska letev SV2: 2 x 13 pinov za priklop zunanjih modulov
27. 3 × 3 LED matrika (9 rdečih LED)
28. Pin glava JP1 za povezavo vrstic LED matrike 3 × 3 z mikrokontrolerjem GPIOs D3 … D5
29. Mostiček na položaju "Buzzer" glave nožice JP6 povezuje Buzzer1 z GPIO D9 mikrokrmilnika.

Posamezne kontrole na vadbeni plošči so podrobno razložene v naslednjih razdelkih.

4.1 Modul mikrokrmilnika Arduino® NANO 
NANO ali modul mikrokrmilnika, ki je združljiv z njim, je priključen na ploščo za usposabljanje MCCAB (glejte puščico (5) na sliki 1 ter sliko 2 in M1 na sliki 4). Ta modul je opremljen z AVR mikrokrmilnikom ATmega328P, ki krmili periferne komponente na vadbeni plošči. Nadalje je na spodnji strani modula integrirano pretvorniško vezje, ki povezuje serijski vmesnik mikrokontrolerja UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) z USB vmesnikom osebnega računalnika. Ta vmesnik se uporablja tudi za nalaganje programov, ki jih ustvari uporabnik na svojem osebnem računalniku, v mikrokrmilnik ali za prenos podatkov v/iz serijskega monitorja Arduino IDE (razvojno okolje). Dve diodi LED TX in RX na sliki 2 označujeta podatkovni promet na serijskih linijah TxD in RxD mikrokrmilnika. Arduino®

Slika 2: Mikrokrmilniški modul Arduino® NANO (Vir: www.arduino.cc)

LED L (glejte sliko 2 in puščico (6) na sliki 1 – oznaka »L« je lahko drugačna za Arduino NANO združljive klone) je trajno povezana z GPIO D13 mikrokrmilnika prek serijskega upora in označuje njegovo stanje LOW oz. VISOKA. +5 V voltagRegulator na spodnji strani modula stabilizira voltage dobavljen zunaj MCCAB Training Board prek vhoda VIN modula Arduino ® NANO (glejte razdelek 4.2).
S pritiskom na gumb RESET na vrhu modula Arduino ® NANO (glej sliko 2 in puščico (4) na sliki 1) se mikrokrmilnik nastavi v definirano začetno stanje in ponovno zažene že naložen program. i Vsi vhodi in izhodi mikrokrmilnika, ki so pomembni za uporabnika, so povezani na dve priključni letvi SV5 in SV6 (puščica (3) in puščica (7) na sliki 1). S pomočjo konektorjev – tako imenovanih kablov Dupont (glej sliko 3) – je mogoče vhode/izhode mikrokrmilnika (imenovane tudi GPIO = vhodi/izhodi splošnega namena), vodene na SV5 in SV6, povezati z upravljalnimi elementi (gumbi, stikala). , …) na odboru za usposabljanje MCCAB ali na zunanje dele.

Slika 3: Različne vrste kablov Dupont za povezavo GPIO-jev s krmilnimi elementi

Uporabnik mora konfigurirati vsak GPIO modula mikrokrmilnika Arduino® NANO na dveh konektorskih trakovih SV5 in SV6 (puščica (3) in puščica (7) na sliki 1), ki je prek kabla Dupont povezan s konektorjem na treningu ploščo ali na zunanji konektor, v svojem programu za zahtevano smer podatkov kot vhod ali izhod!
Smer podatkov je nastavljena z navodilom
pinMode(gpio, smer); // za “gpio” vstavite ustrezno številko pina // za “direction” vstavite “INPUT” ali “OUTPUT”
Examples:
pinMode(2, IZHOD); // GPIO D2 je nastavljen kot izhod
pinMode(13, INPUT); // GPIO D13 je nastavljen kot vhod
Slika 4 prikazuje ožičenje modula mikrokrmilnika Arduino® NANO M1 na plošči za usposabljanje MCCAB.

Slika 4: Ožičenje mikrokrmilniškega modula Arduino® NANO na plošči za usposabljanje MCCAB
Najpomembnejši podatki mikrokrmilniškega modula Arduino® NANO:

• Obratovalni voltage Vcc:	+5 V
•Zunanja delovna voltage pri VIN:	+8 V do +12 V (glejte razdelek 4.2)
•Analogni vhodni zatiči ADC:	8 (AO … A7, glejte naslednje opombe)
•Digitalni vhodni/izhodni zatiči:	12 (D2 … D13) oz. 16 (videti opombe)
• Trenutna poraba NANO modula:	pribl. 20 mA
• Maks. vhodni/izhodni tok GPIO:	40 mA
• Vsota vhodnih/izhodnih tokov vseh GPIO:	največ 200 mA
•Pomnilnik navodil (Flash spomin):	32 KB
• Delovni pomnilnik (RAM pomnilnik):	2 KB
•Pomnilnik EEPROM:	1 KB
• Urna frekvenca:	16 MHz
• Serijski vmesniki:	SPI, I2C (za UART se zdijo opombe)

Opombe

• GPIO D0 in D1 (pin 2 in pin 1 modula M1 na sliki 4) sta dodeljena s signaloma RxD in TxD UART mikrokrmilnika in se uporabljata za serijsko povezavo med ploščo za usposabljanje MCCAB in vrati USB osebnega računalnika. . Uporabniku so torej na voljo le v omejenem obsegu (glejte tudi razdelek 4.3).
• GPIO A4 in A5 (pin 23 in pin 24 modula M1 na sliki 4) sta dodeljena signaloma SDA in SCL vmesnika IC mikrokrmilnika (glejte razdelek 4.13) in sta zato rezervirana za serijsko povezavo z zaslonom LC na ploščo za usposabljanje MCCAB (glejte razdelek 4.9) in na zunanje module I 2 C, povezane s priključnimi trakovi SV8, SV9 in SV10 (puščice (15), (16) in (14) na sliki 1). Uporabniku so torej na voljo samo za aplikacije I 2 C.
• Nožici A6 in A7 (pin 25 in pin 26 mikrokrmilnika ATmega328P na sliki 4) se lahko uporabljata le kot analogni vhod za Analog/Digital Converter (ADC) mikrokrmilnika. Ne smeta ju konfigurirati s funkcijo pinMode() (niti ne kot vnos!), bi to povzročilo nepravilno obnašanje skice. A6 in A7 sta trajno povezana s sponkama brisalcev potenciometrov P1 in P2 (puščica (8) in puščica (10) na sliki 1), glejte poglavje 4.3 .
• Priključki A0 … A3 na pin glavi SV6 (puščica (7) na sliki 1) so načeloma analogni vhodi za analogno/digitalni pretvornik mikrokrmilnika. Če pa 12 digitalnih GPIO-jev D2 … D13 ne zadostuje za določeno aplikacijo, se A0 … A3 lahko uporabi tudi kot digitalni vhod/izhod. Nato se naslovijo prek številk pinov 14 (A0) … 17 (A3). 2 Npramples: pinMode(15, IZHOD); // A1 se uporablja kot digitalni izhod pinMode(17, INPUT); // A3 se uporablja kot digitalni vhod
• Zatič D12 na glavi zatiča SV5 (puščica (3) na sliki 1) in zatiči D13 in A0 … A3 na glavi zatiča SV6 (puščica (7) na sliki 1) so speljani na glavo zatiča JP2 (puščica (21) na sliki 1) in se lahko priključi na stikala S1 … S6 ali na vzporedno povezana tipkala K1 … K6, glejte tudi poglavje 4.6. V tem primeru mora biti ustrezni pin konfiguriran kot digitalni vhod z navodilom pinMode.

Natančnost A/D pretvorbe
Digitalni signali znotraj čipa mikrokontrolerja ustvarjajo elektromagnetne motnje, ki lahko vplivajo na natančnost analognih meritev.
Če se eden od GPIO-jev A0 … A3 uporablja kot digitalni izhod, je zato pomembno, da se ta ne preklaplja, medtem ko na drugem analognem vhodu poteka analogno/digitalna pretvorba! Sprememba digitalnega izhodnega signala na A0 … A3 med analogno/digitalno pretvorbo na enem od drugih analognih vhodov A0 … A7 lahko znatno ponaredi rezultat te pretvorbe.
Uporaba vmesnika IC (A4 in A5, glejte razdelek 4.13) ali GPIO-jev A0 … A3 kot digitalnih vhodov ne vpliva na kakovost analogno-digitalnih pretvorb.

4.2 Napajanje plošče za usposabljanje MCCAB
Odbor za usposabljanje MCCAB deluje z nominalnim operativnim DC voltage od Vcc = +5 V, ki se vanj običajno napaja preko mini-USB vtičnice mikrokrmilniškega modula Arduino NANO iz priključenega osebnega računalnika (slika 5, slika 2 in puščica (5) na sliki 1). Ker je za ustvarjanje in prenos vadbenih programov običajno priključen osebni računalnik, je ta vrsta napajanja idealna.
V ta namen mora biti vadbena plošča povezana z USB priključkom uporabnikovega osebnega računalnika preko mini-USB kabla. PC zagotavlja stabiliziran DC voltage od pribl. +5 V, ki je galvansko ločen od omrežne voltage in ga je mogoče obremeniti z največjim tokom 0.5 A prek vmesnika USB. Prisotnost delovne napetosti +5 Vtage je označen z LED z oznako ON (ali POW, PWR) na modulu mikrokrmilnika (slika 5, slika 2). +5 V voltage, ki se dobavlja prek vtičnice mini-USB, je priključen na dejansko delovno voltage Vcc na mikrokrmilniškem modulu Arduino NANO prek zaščitne diode D. Dejanska vol.tage Vcc rahlo pade na Vcc ≈ +4.7 V zaradi voltage padec na zaščitni diodi D. To majhno zmanjšanje delovne voltage ne vpliva na delovanje modula mikrokrmilnika Arduino® NANO. ® Alternativno lahko vadbeno ploščo napaja zunanji DC voltage vir. Ta voltage, priključen na sponko VX1 ali na sponko VX2, mora biti v območju VExt = +8 … +12 V. Zunanja vol.tage se napaja v pin 30 (= VIN) modula mikrokrmilnika Arduino NANO prek priključka SV4 ali iz zunanjega modula, priključenega na priključek SV2 (glejte sliko 5, sliko 4 in puščico (22) ali puščico (26) na sliki 1) . Ker se plošča napaja iz priključenega računalnika prek vtičnice USB, ni mogoče obrniti polarnosti delovne vol.tage. Dva zunanja voltagNapajalniki, ki se lahko napajajo na priključke VX1 in VX2, so ločeni z diodami, kot je prikazano na sliki 4. 

Diodi D2 in D3 zagotavljata ločitev dveh zunanjih voltages pri VX1 in VX2, v primeru voltage pomotoma uporabiti za oba zunanja vhoda hkrati, ker je zaradi diod samo višja od obeh vol.tages lahko doseže vhodni VIN (pin 30, glejte sliki 5 in sliki 4) mikrokrmilniškega modula Arduino NANO M1.
Zunanji DC voltage, dobavljen modulu mikrokrmilnika na njegovem priključku VIN, se zmanjša na +5 V in stabilizira z integriranim vol.tagregulator na spodnji strani modula mikrokrmilnika (glejte sliko 2). Delovna vol. +5 Vtage, ki jih ustvari voltagRegulator je priključen na katodo diode D na sliki 5. Anoda D je prav tako povezana s potencialom +5 V s strani osebnega računalnika, ko je priključen USB priključek na osebni računalnik. Dioda D je tako blokirana in nima vpliv na delovanje vezja. Napajanje prek kabla USB je v tem primeru izklopljeno. +3.3 V pomožne voltage se ustvari na odboru za usposabljanje MCCAB z linearnim voltage regulator iz +5 V delovne voltage Vcc modula mikrokrmilnika in lahko dovaja največji tok 200 mA.

Pogosto je v projektih dostop do operacijskega voltages je zahtevan npr. za voltage dobava zunanjih modulov. V ta namen MCCAB Training Board zagotavlja voltage razdelilnik SV4 (slika 4 in puščica (21) na sliki 1), na katerem sta dva izhoda za vol.tage +3.3 V in tremi izhodi za voltage +5 V in šest ozemljitvenih priključkov (GND, 0 V) ​​so na voljo poleg priključnega zatiča VX1 za zunanjo vol.tage.

4.3 Povezava USB med MCCAB Training Board in osebnim računalnikom
Programi, ki jih uporabnik razvije v Arduino IDE (razvojnem okolju) na svojem osebnem računalniku, se preko USB kabla naložijo v mikrokrmilnik ATmega328P na MCCAB Training Board. V ta namen mora biti mikrokrmilniški modul na MCCAB Training Board (puščica (5) na sliki 1) povezan z USB vhodom uporabnikovega osebnega računalnika preko mini-USB kabla.
Ker mikrokrmilnik ATmega328P na mikrokrmilniškem modulu nima lastnega vmesnika USB na svojem čipu, ima modul na spodnji strani integrirano vezje za pretvorbo signalov USB D+ in D- v serijske signale RxD in TxD UART-a ATmega328P.
Poleg tega je možno izhodne podatke ali branje podatkov iz serijskega monitorja, ki je integriran v Arduino IDE prek UART mikrokrmilnika in kasnejše povezave USB.
V ta namen je v Arduino IDE uporabniku na voljo knjižnica “Serial”.
Vadbena plošča se običajno napaja tudi preko USB vmesnika uporabnikovega osebnega računalnika (glej poglavje 4.2).

Ni predvideno, da uporabnik uporablja signala RX in TX mikrokontrolerja, ki sta povezana na pin header SV5 (puščica (3) na sliki 1), za serijsko komunikacijo z zunanjimi napravami (npr. WLAN, Bluetooth sprejemniki in podobno). , saj lahko to kljub obstoječim zaščitnim uporom poškoduje integrirano vezje pretvornika USB UART na spodnji strani mikrokrmilniškega modula (glejte poglavje 4.1)! Če uporabnik to vseeno naredi, mora hkrati paziti, da ni komunikacije med osebnim računalnikom in mikrokrmilniškim modulom Arduino NANO! Signali, dovedeni preko USB vtičnice, bi povzročili motnje komunikacije z zunanjo napravo in v najslabšem primeru tudi poškodbe strojne opreme! ®

4.4 Enajst LED diod D2 … D12 za prikaz stanja GPIO-jev mikrokrmilnika
V spodnjem levem delu slike 1 lahko vidite 11 LED diod LED10 … LED20 (puščica (1) na sliki 1), ki lahko prikazujejo stanje vhodov/izhodov mikrokrmilnika (GPIO) D2 … D12.
Ustrezen diagram vezja je prikazan na sliki 4.
Ustrezna svetleča dioda je priključena na GPIO, če je mostiček priključen na ustrezen položaj glave nožice JP6 (puščica (2) na sliki 1).
Če je ustrezen GPIO D2 … D12 na VISOKEM nivoju (+5 V), ko je mostiček na JP6 priključen, zasveti dodeljena LED, če je GPIO na NIZKEM (GND, 0 V), je LED izklopljen.

Če je eden od GPIO-jev D2 … D12 uporabljen kot vhod, bo morda treba deaktivirati LED, ki mu je dodeljena, tako da odstranite mostiček, da se izognete obremenitvi vhodnega signala zaradi delovnega toka LED (pribl. 2 … 3 mA).
Stanje GPIO D13 je označeno z lastno LED L neposredno na modulu mikrokrmilnika (glejte sliko 1 in sliko 2). LED L ni mogoče deaktivirati.
Ker se vhodi/izhodi A0 … A7 v osnovi uporabljajo kot analogni vhodi za analogno/digitalni pretvornik mikrokontrolerja ali za posebne naloge (TWI vmesnik), nimajo digitalnega LED prikaza stanja, da ne bi motili teh funkcij.

4.5 Potenciometra P1 in P2
Rotacijske osi obeh potenciometrov P1 in P2 na dnu slike 1 (puščica (8) in puščica (10) na sliki 1) lahko uporabite za nastavitev vol.tages v območju 0 … VPot na njihovih priključkih brisalcev.
Ožičenje obeh potenciometrov lahko vidite na sliki 6.

Slika 6: Ožičenje potenciometrov P1 in P2
Priključki brisalcev obeh potenciometrov so preko zaščitnih uporov R6 in R7 povezani z analognimi vhodi A23 in A24 mikrokrmilniškega modula Arduino® NANO.
Diode D4, D6 ali D5, D7 ščitijo ustrezni analogni vhod mikrokrmilnika pred previsoko ali negativno vol.tages.

Pozor:
Zatiča A6 in A7 ATmega328P sta vedno analogna vhoda zaradi notranje arhitekture čipa mikrokrmilnika. Njihova konfiguracija s funkcijo pinMode() Arduino IDE ni dovoljena in lahko povzroči nepravilno delovanje programa.

Prek analogno-digitalnega pretvornika mikrokrmilnika se nastavljena voltage je mogoče izmeriti na preprost način.
Example za branje vrednosti potenciometra P1 na povezavi A6: int z = analogRead(A6);
10-bitna numerična vrednost Z, ki je izračunana iz voltage pri A6 glede na Z = (enačba 1 iz razdelka 5) 1024⋅

Želena zgornja meja VPot = +3.3 V oz. VPot = +5 V območja nastavitve je nastavljeno z glavo nožice JP3 (puščica (9) na sliki 1). Če želite izbrati VPot, je pin 1 ali pin 3 JP3 povezan s pin2 z mostičkom.
Kateri voltage mora biti nastavljen z JP3 za VPot, odvisno od referenčnega voltage VREF analogno-digitalnega pretvornika na konektorju REF glave nožice SV6 (puščica (7) na sliki 1), glejte razdelek 5.
Referenčni voltage VREF A/D-pretvornika na priključku REF glave nožice SV6 in vol.tage VPot, določen z JP3, se mora ujemati.

4.6 Stikala S1 … S6 in gumbi K1 … K6
MCCAB Training Board ponuja uporabniku šest tipk in šest drsnih stikal za njegove vaje (puščice (20) in (19) na sliki 1). Slika 7 prikazuje njihovo ožičenje. Da bi uporabniku omogočili dovajanje trajnega ali pulznega signala na enega od vhodov mikrokrmilniškega modula M1, sta vzporedno povezana enodrsno stikalo in eno tipkalno stikalo.
Skupni izhod vsakega od šestih stikalnih parov je preko zaščitnega upora (R25 … R30) povezan z zatičem JP2 (puščica (21) na sliki 1). Vzporedna vezava drsnega stikala in tipkalnega stikala s skupnim delovnim uporom (R31 … R36) deluje kot logična operacija ALI: Če preko enega od obeh stikal (ali obeh stikal hkrati) +5 V voltage je prisoten na skupnem delujočem uporu, je ta logična VISOKA raven preko zaščitnega upora prisotna tudi na ustreznem zatiču 2, 4, 6, 8, 10 ali 12 JP2. Šele ko sta obe stikali odprti, je njuna skupna povezava odprta in ustrezni pin glave pina JP2 se potegne na LOW nivo (0 V, GND) preko serijske povezave zaščitnega upora in delovnega upora.

Slika 7: Ožičenje drsnih/gumbnih stikal S1 … S6 / K1 … K6
Vsak zatič glave zatiča JP2 je mogoče povezati z dodeljenim vhodom A0 … A3, D12 ali D13 Arduina
NANO mikrokontrolerski modul preko mostička. Dodelitev je prikazana na sliki 7.
Druga možnost je, da stikalno povezavo na nožicah 2, 4, 6, 8, 10 ali 12 glave nožice JP2 povežete s katerim koli vhodom D2 … D13 ali A0 … A3 modula mikrokrmilnika Arduino® na glavi nožic SV5 ali SV6 ( puščica (3) in puščica (7) na sliki 1) s kablom Dupont. Ta prilagodljiv način povezave je boljši od fiksne dodelitve vsakega stikala določenemu GPIO, če se dodeljeni GPIO mikrokrmilnika ATmega328P uporablja za posebno funkcijo (vhod A/D-pretvornika, izhod PWM …). Tako lahko uporabnik poveže svoja stikala z GPIO-ji, ki so v zadevni aplikaciji prosti, torej niso zasedeni s posebno funkcijo.

Uporabnik mora v svojem programu konfigurirati vsak GPIO mikrokrmilniškega modula Arduino® NANO kot vhod, ki je povezan z vrati stikala, z uporabo navodil pinMode(gpio, INPUT); // za “gpio” vstavite ustrezno številko PIN
Example: pinMode(A1, INPUT); // A1 je nastavljen kot digitalni vhod za S2|K2
V primeru, da je bil GPIO mikrokrmilnika, priključenega na stikalo, pomotoma konfiguriran kot izhod, zaščitni upori R25 ... R30 preprečijo kratek stik med +5 V in GND (0 V), ko je stikalo aktivirano in ima GPIO nizko raven na svojem izhodu.

Za uporabo tipkalnega stikala mora biti vzporedno z njim priključeno drsno stikalo odprto (položaj “0”)! V nasprotnem primeru je njihov skupni izhod stalno na VISOKEM nivoju, ne glede na položaj stikala s tipkami.
Položaji stikal drsnih stikal so označeni z "0" in "1" na vadbeni plošči, kot je prikazano na sliki 1.
Slika 8 prikazuje: Če je stikalo v položaju "1", je izhod stikala priključen na +5 V (HIGH), v položaju "0" je izhod stikala odprt.

4.7 Piezo brenčalo Buzzer1
Zgornji levi del slike 1 prikazuje Buzzer1 (puščica (23) na sliki 1), ki uporabniku omogoča oddajanje tonov različnih frekvenc. Njegovo osnovno vezje je prikazano na sliki 9.
Brenčalo1 je mogoče povezati z GPIO D9 mikrokrmilnika na vadbeni plošči MCCAB prek mostička na položaju »brenčalo« na glavi nožice JP6 (puščica (29) na sliki 1) (glejte sliko 9, sliko 4 in puščico (2) na sliki 1). Mostiček lahko odstranite, če je GPIO D9 potreben v programu za druge namene.
Če je mostiček odstranjen, je možno uporabiti tudi zunanji signal na pin 24 glave nožic JP6 prek kabla Dupont in ga oddajati z Buzzer1.

Slika 9: Ožičenje Buzzer1
Za generiranje tonov mora uporabnik v svojem programu generirati signal, ki se spreminja z želeno frekvenco tona na izhodu D9 mikrokontrolerja (skicirano desno na sliki 9).
To hitro zaporedje VISOKIH in NIZKIH ravni uporablja pravokotno AC voltage na Buzzer1, ki občasno deformira keramično ploščo znotraj brenčala, da proizvede zvočne vibracije z ustrezno tonsko frekvenco.

Še enostavnejši način za generiranje tona je uporaba T/C1 (Timer/Counter 1) mikrokrmilnika: T/C1 izhod OC1A mikrokrmilnika AVR ATmega328P na modulu mikrokrmilnika Arduino NANO je mogoče povezati z GPIO D9 znotraj mikrokrmilnika čip. Z ustreznim programiranjem T/C1 je zelo enostavno ustvariti pravokotni signal, katerega frekvenca je f = ® 1 ?? (T je obdobje pravokotnega signala) brenčalo pretvori v želeni ton. Slika 10 prikazuje, da piezo brenčalo ni hi-fi zvočnik. Kot lahko vidite, je frekvenčni odziv piezo brenčala vse prej kot linearen. Diagram na sliki 10 prikazuje raven zvočnega tlaka (SPL) piezo pretvornika SAST-2155 podjetja Sonitron, izmerjeno na razdalji 1 m kot funkcijo frekvence signala. Zaradi fizikalnih lastnosti in naravnih resonanc se nekatere frekvence reproducirajo glasneje, druge pa tišje. Ustrezen diagram piezo brenčala na plošči za usposabljanje MCCAB prikazuje podobno krivuljo.

Slika 10: Tipičen frekvenčni odziv piezo brenčala (Slika: Sonitron)

Kljub tej omejitvi je piezo brenčalo dober kompromis med kakovostjo reprodukcije zvokov, ki jih ustvarja mikrokrmilnik, in njegovim odtisom na plošči, kar mu omogoča namestitev v majhnem prostoru. V primerih, ko je potrebna višja kakovost izhoda zvoka, lahko piezo brenčalo odklopite od izhoda D9 z odstranitvijo mostička in D9 lahko povežete z zunanjo opremo za reprodukcijo zvoka na pin glavi SV5, npr. preko kabla Dupont (če je potrebno). , prek voltage delilnik za zmanjšanje ampda se izognete poškodbam vhodnih stagin).

4.8 LED matrika 3 × 3
9 LED diod v levem delu slike 1 je razporejenih v matriko s 3 stolpci in 3 vrsticami (puščica (27) na sliki 1). Njihovo vezje je prikazano na sliki 11. 9 LED diod je zaradi matrične razporeditve mogoče krmiliti s samo 6 GPIO-ji mikrokrmilnika.
Linije s tremi stolpci A, B in C so trajno povezane z zatiči D8, D7 in D6 mikrokrmilnika, kot je prikazano na sliki 11. Trije upori R5 … R7 v linijah stolpcev omejujejo tok skozi LED. Poleg tega se na konektor SV3 (puščica (25) na sliki 1) priključijo stebričaste linije.

Trivrstični priključki 1, 2 in 3 so speljani do glave čepa JP1 (puščica (28) na sliki 1). Na pine mikrokrmilnika D3 … D5 jih lahko povežemo s pomočjo mostičkov. Druga možnost je, da se nožice 1, 2 ali 3 na glavi JP1 prek kablov Dupont povežejo s katerim koli izhodom D2 … D13 ali A0 … A3 modula mikrokrmilnika Arduino NANO na obeh glavah SV5 in SV6 (puščica (3) in puščica (7) na sliki 1), če je eden od dodeljenih GPIO-jev D3 … D5 mikrokrmilnika ATmega328P na mikrokrmilniškem modulu Arduino ® NANO uporabljen za posebno funkcijo. 9 LED diod je označenih z A1 … C3 glede na njihovo razporeditev v matriki, npr. LED B1 se nahaja v črti stolpca B in v vrstici vrstice 1.

Slika 11: Devet LED diod v obliki matrike 3 × 3

Svetleče diode običajno krmili uporabniški program v neskončni zanki, v kateri je ena od treh vrstic 1, 2 in 3 ciklično nastavljena na NIZEK potencial, medtem ko sta drugi dve vrsti nastavljeni na VISOKO raven ali sta v visoki impedanci. stanje (Hi-Z). Če naj sveti ena ali več LED diod v vrstici, ki je trenutno aktivirana z NIZKO stopnjo, je njihov stolpčni priključek A, B ali C nastavljen na VISOKO raven. Sponke stolpcev LED v aktivni vrstici, ki ne svetijo, imajo NIZEK potencial. Na primerample, da zasvetita obe LED A3 in C3, mora biti vrstica 3 na NIZKI ravni, stolpca A in C morata biti na VISOKI ravni, medtem ko je stolpec B na NIZKI ravni in obe vrstici vrstic 1 in 2 sta na VISOKI ravni ali v stanje visoke impedance (Hi-Z).
Pozor: Če so vrstne linije 3 × 3 LED matrike bodisi povezane z GPIO-ji D3 … D5 prek mostičkov na glavi zatiča JP1 ali z drugimi GPIO-ji mikrokrmilnika prek Dupontovih kablov, te vrstne linije kot tudi stolpčne linije D6 … D8 se nikoli ne sme uporabljati za druga opravila v programu. Dvojna dodelitev matričnih GPIO bi povzročila okvare ali celo poškodbe vadbene plošče!

4.9 LC-zaslon (LCD)
Desno zgoraj na sliki 1 je LC zaslon (LCD) za prikaz besedila ali številskih vrednosti (puščica (18) na sliki 1). LCD ima dve vrstici; vsaka vrstica lahko prikaže 16 znakov. Njegovo vezje je prikazano na sliki 12.
Zasnova LC zaslona se lahko razlikuje glede na proizvajalca, npr. beli znaki na modrem ozadju ali črni znaki na rumenem ozadju ali drugačen videz.
Ker LCD ni potreben v vseh programih, je +5 V voltagLCD-prikazovalnika lahko prekinete tako, da povlečete mostiček na glavi nožice JP5, če bi motila osvetlitev ozadja LCD-prikazovalnika.

Slika 12: Povezave LC zaslona

Nastavitev kontrasta
Kupec MCCAB Training Board mora med prvim zagonom prilagoditi kontrast LC zaslona! Da bi to naredili, se besedilo prikaže na LCD-zaslonu in kontrast se prilagodi tako, da spremenite prirezovalni upor, prikazan na sliki 13 (bela puščica na sliki 13), z izvijačem na dnu vadbene plošče, tako da znaki na zaslonu prikazane optimalno.
Če je potrebna ponovna nastavitev zaradi temperaturnih nihanj ali staranja, lahko uporabnik popravi kontrast LCD-ja s prilagoditvijo tega prirezovalnega upora, če je potrebno.

Slika 13: Nastavitev kontrasta LCD-ja z izvijačem

Prenos podatkov na LC-zaslon

LC-Display je krmiljen preko serijskega TWI (=I2 C) vmesnika mikrokontrolerja ATmega328P. Konektor A4 na glavi nožice SV6 (puščica (7) na sliki 1) deluje kot podatkovna linija SDA (Serial DAta), A5 pa kot urna linija SCL (Serial CLoc).
Zaslon LC na plošči za usposabljanje MCCAB ima običajno naslov I2 C 0x27.
Če je treba zaradi proizvodnih razlogov uporabiti drug naslov, je ta naslov označen z nalepko na zaslonu. V uporabniški skici mora biti ta naslov nato uporabljen namesto naslova 0x27.

Krmilnik, nameščen na zaslonu LC, je združljiv s široko uporabljenim industrijskim standardom HD44780, za katerega obstaja veliko število knjižnic Arduino (npr. https://github.com/marcoschwartz/LiquidCrystal_I2C) na internetu za nadzor prek
vodilo IC2. Knjižnice je običajno mogoče brezplačno prenesti iz ustreznega webmesto.

4.10 Gonilnik izhoda SV1 in SV7 za višje izhodne tokove in voltages
Zatične glave SV1 (puščica (24) na sliki 1) in SV7 (puščica (17) na sliki 1) se lahko uporabljajo za vklop in izklop bremen, ki zahtevajo višje tokove od pribl. 40 mA, ki ga lahko zagotovi običajni izhod mikrokrmilnika. Operativni voltagZunanja obremenitev je lahko do +24 V, izhodni tok pa do 160 mA. To omogoča upravljanje manjših motorjev (npr. motorjev ventilatorjev), relejev ali manjših žarnic neposredno z mikrokrmilnikom vadbene plošče.
Slika 14 prikazuje shemo vezja dveh izhodov gonilnika.

Slika 14: Gonilnik izhoda SV1 in SV7 za višje izhodne tokove

Črtkana območja na sliki 14 prikazujejo, kako so obremenitve povezane z izhodom gonilnika z uporabo example releja in motorja:

• Pozitivni pol zunanje delovne voltage je priključen na pin 3 (označen z "+" na plošči) glave SV1 oz. SV7. Bolj pozitivna povezava bremena je povezana tudi s pin 3 pin glave SV1 ali SV7.
• Bolj negativna povezava bremena je priključena na pin 2 (označen s "S" na plošči) glave SV1 oz. SV7.
• Negativni pol zunanje delovne voltage je priključen na pin 1 (označen z ” ” na plošči) glave SV1 oz. SV7.
  Voznik stage SV1 je trajno povezan z GPIO D3 mikrokrmilnika in gonilnikovtage SV7 je trajno povezan z GPIO D10 mikrokrmilnika. Ker sta D3 in D10 izhoda mikrokrmilnika, ki podpirata PWM, je mogoče enostavno krmiliti, npr.ample, hitrost priključenega enosmernega motorja ali svetlost žarnice. Zaščitni diodi D1 in D8 zagotavljata, da voltage konice, ki nastanejo pri izklopu induktivnih bremen, ne morejo poškodovati izhoda stage.
  Signal HIGH na izhodu D3 mikrokontrolerja vklopi tranzistor T2 in bolj negativna povezava bremena na SV1 je povezana z maso (GND) preko preklopnega tranzistorja T2. Tako se vklopi obremenitev, ker celotna zunanja delovna voltage zdaj pade na to.
  NIZEK signal na D3 blokira tranzistor T2 in obremenitev, priključena na SV1, je izklopljena. Enako velja za izhod D10 mikrokontrolerja in glavo SV7.

4.11 Konektor vtičnice SV2 za povezavo zunanjih modulov
Prek konektorja vtičnice SV2 (puščica (26) na sliki 1) je mogoče zunanje module in tiskana vezja priključiti na MCCAB Training Board. Ti moduli so lahko senzorske plošče, digitalni/analogni pretvorniki, WLAN ali radijski moduli, grafični zasloni ali vezja za povečanje števila vhodnih/izhodnih linij, če omenimo le nekaj od številnih možnosti. Celo popolne modele aplikacij, kot so moduli za usposabljanje za inženiring krmiljenja ali krmiljenje semaforjev, ki za svoje krmiljenje zahtevajo veliko GPIO-jev, je mogoče povezati s konektorjem vtičnice SV2 na plošči za usposabljanje MCCAB in jih krmiliti njegov mikrokrmilnik. Ženska konektorska letev SV2 je sestavljena iz 26 kontaktov, ki so razporejeni v 2 vrstah po 13 kontaktov. Liho oštevilčeni kontakti so v zgornji vrstici, sodo oštevilčeni kontakti so v spodnji vrstici vtičnice SV2.

Slika 15: Razporeditev nožic vtičnega konektorja SV2

Razporeditev pinov SV2 prikazuje Slika 15. Vse povezave, ki so pomembne za zunanji modul na plošči za usposabljanje MCCAB, so speljane na vtičnico SV2.
GPIO D0 in D1 (RxD in TxD) ter analogna vhoda A6 in A7 niso povezani s SV2, ker sta D0 in D1 rezervirana za serijsko povezavo med MCCAB Training Board in osebnim računalnikom in sta uporabniku na voljo le v zelo omejen način (glejte opombe v razdelku 4.1) in sta A6 in A7 trajno povezana s sponkami brisalcev potenciometrov P1 in P2 na plošči za usposabljanje MCCAB (glejte razdelek 4.3) in ju zato ni mogoče uporabiti drugače.

Uporabnik mora v svojem programu konfigurirati vsak GPIO modula mikrokrmilnika Arduino NANO na dveh glavah pinov SV5 in SV6 (puščica (3) in puščica (7) na sliki 1), ki ju uporablja zunanji modul na SV2, za zahtevano smer podatkov kot INPUT ali OUTPUT (glejte poglavje 4.1)! ®
Pozor: GPIO-ji mikrokrmilnika ATmega328P na plošči za usposabljanje MCCAB, ki jih uporablja modul, povezan s SV2, se ne smejo uporabljati za druge naloge v programu. Dvojna dodelitev teh GPIO bi povzročila okvare ali celo poškodbe vadbene plošče!

4.12 Glave nožic za povezavo modulov SPI
Glavi nožic SV11 (puščica (13) na sliki 1) in SV12 (puščica (12) na sliki 1) se lahko uporabita za povezavo MCCAB Training Board kot glavnega SPI z zunanjimi podrejenimi moduli, ki imajo vmesnik SPI (SPI = Serial Peripheral vmesnik). Serijski periferni vmesnik omogoča hiter sinhroni prenos podatkov med vadbeno ploščo in perifernim modulom.
AVR mikrokrmilnik ATmega328P ima strojni SPI na svojem čipu, katerega signale SS, MOSI, MISO in SCLK je mogoče povezati znotraj mikrokrmilniškega čipa na GPIO-je D10 … D13 na glavah nožic SV5 in SV6 (puščica (3) in puščica (7). ) na sliki 1).
V Arduino IDE je za krmiljenje SPI modulov na voljo knjižnica SPI, ki je integrirana v uporabniški program z #include

Slika 16: Razporeditev pinov SPI konektorja SV11

Ker moduli SPI z delovno voltage +3.3 V kot tudi SPI moduli z delovno voltage +5 V so običajni, MCCAB Training Board ponuja s SV11 in SV12 dve ustrezno ožičeni povezovalni trakovi, ki pokrivata obe možnosti.
Če mostiček skrajša kontakte 2 in 3 glave JP4 (glejte sliko 17 zgoraj), oba vmesnika SPI SV11 in SV12 uporabljata isti izhodni pin D10 mikrokrmilnika kot linijo SS (Slave Select), kot prikazujeta sliki 16 in slika 17! Zato je na SPI modul lahko hkrati povezan le eden od obeh konektorjev SV11 ali SV12, saj bi hkratna uporaba istega SS voda za različne naprave povzročila napake pri prenosu in kratke stike na SPI vodih! V razdelku 4.12.3 je prikazana možnost, kako se kljub temu lahko na SV11 in SV12 hkrati povežeta dva podrejena SPI.

4.12.1 Vmesnik SV11 za SPI module z +3.3 V delovno voltage
Priključek SV11 (puščica (13) na sliki 1) omogoča uporabniku vzpostavitev serijske povezave SPI (SPI = Serial Peripheral Interface) med ploščo za usposabljanje MCCAB in zunanjim modulom SPI z delovno napetostjo +3.3 V.tage, ker se ravni izhodnih signalov SPI SS, MOSI in SCLK na vmesniku SV11 znižajo na 3.3 V z vol.tage delilniki. Nivo 3.3 V na vhodni liniji SPI MISO mikrokrmilnik AVR ATmega328P prepozna kot signal HIGH in ga zato ni treba dvigniti na nivo 5 V. Ožičenje SV11 je prikazano na sliki 16.

4.12.2 Vmesnik SV12 za SPI module z +5 V delovno voltage
Vmesnik SV12 (puščica (12) na sliki 1) omogoča uporabniku vzpostavitev serijske povezave SPI med ploščo za usposabljanje MCCAB in zunanjim podrejenim SPI z napetostjo +5 Vtage, ker signali SS, MOSI, MISO in SCLK vmesnika SV12 delujejo s 5 V signalnimi nivoji.
Ožičenje SV12 je prikazano na sliki 17.

Slika 17: Razporeditev pinov SPI konektorja SV12

Razporeditev pinov na glavi pinov SV12 ustreza priporočeni dodelitvi pinov vmesnika za programiranje AVR proizvajalca AVR Microchip, ki je prikazan na sliki 18. To daje uporabniku možnost, da ponovno programira zagonski nalagalnik ATmega328P z ustrezno napravo za programiranje prek vmesnik SPI, npr. če potrebuje posodobitev na novo različico ali je bil pomotoma izbrisan.

Slika 18: Priporočena dodelitev pinov vmesnika za programiranje AVR

Izbira signala X na pinu 5 SV12
Odvisno od želene aplikacije se lahko povezavi X na nožici 5 SV12 (slika 17) dodelijo različni signali:

1. Mostiček povezuje zatiča 2 in 3 glave zatiča JP4.
   Če sta zatiča 2 in 3 glave zatiča JP4 (glejte sliko 17 zgoraj in puščico (11) na sliki 1) v kratkem stiku z mostičkom, je GPIO D10 (signal SS) mikrokrmilnika priključen na zatič 5 konektorja SV12. SV12 se nato uporablja kot običajni vmesnik SPI s SS (Slave Select) GPIO D10.
   V tem primeru oba SPI vmesnika SV11 in SV12 uporabljata isto SS linijo D10! Zato je na modul SPI dovoljeno priključiti le enega od obeh konektorjev SV11 ali SV12, ker bi sočasna skupna uporaba istega SS voda s strani različnih naprav povzročila napake pri prenosu in kratke stike na SPI vodih!
2. Mostiček povezuje zatiča 1 in 2 glave zatiča JP4. V tem primeru je linija RESET mikrokrmilnika povezana s pinom 5 glave pina SV12. V tem načinu SV12 deluje kot programski vmesnik za mikrokrmilnik ATmega328P, ker mora biti za proces programiranja linija RESET ATmega328P povezana s pinom X (pin 5) glave pinov SV12. V tem načinu je ATmega328P podrejeni SPI, zunanji programator pa glavni.

4.12.3 Hkratna povezava SPI modulov na SV11 in SV12
Če je treba istočasno povezati 3.3 V modul in 5 V modul na ploščo za usposabljanje MCCAB, je to mogoče izvesti z ožičenjem, prikazanim na sliki 19. Zatiča 1 in 3 glave zatiča JP4 nista povezana, nožica 2 JP4 je povezana z enim od digitalnih GPIO-jev D2 … D9 na glavi nožice SV5 (puščica (3) na sliki 1) prek kabla Dupont, kot je prikazano na sliki 19. Ta izhod mikrokrmilnika ATmega328P nato izpolnjuje nalogo dodatni SS signal na konektorju X (pin 5) glave nožice SV12. Slika 19 prikazuje postopek z uporabo example od D9 kot dodatni priključek SS2.

Slika 19: Istočasna povezava dveh modulov SPI z MCCAB Training Board V tem primeru sta lahko oba vmesnika SPI SV11 in SV12 hkrati povezana z zunanjimi podrejenimi napravami SPI, ker tako SV11 kot SV12 zdaj uporabljata različni liniji SS: NIZKA raven pri GPIO D10 aktivira modul SPI na SV11 in nivo LOW na GPIO D9 aktivira modul SPI na SV12 (glejte sliko 19).
Mikrokrmilnik na MCCAB Training Board lahko izmenjuje podatke samo z enim modulom, ki je hkrati povezan na vodilo preko SV11 ali SV12. Kot lahko vidite na sliki 19, so linije MISO obeh vmesnikov SV11 in SV12 povezane skupaj. Če bi bila oba vmesnika hkrati aktivirana na nivoju LOW na svojem SS-konektorju in bi prenašala podatke v mikrokontroler, bi prišlo do napak pri prenosu in kratkih stikov na SPI linijah!

4.13 Glave nožic SV8, SV9 in SV10 za vmesnik TWI (=I2C)
Preko konektorjev pin SV8, SV9 in SV10 (puščice (15), (16) in (14) na sliki 1) lahko uporabnik vzpostavi serijski I
C = Inter-Integrated Circuit) mikrokrmilnika na vadbeni plošči z zunanjo povezavo I2 C (moduli I2C. V podatkovnem listu mikrokrmilnika AVR ATmega328P se vmesnik I2C imenuje TWI (dvožilni vmesnik). Ožičenje treh konektorjev je prikazano na sliki 20. 

Slika 20: Vmesnik TWI (=I2C) na plošči za usposabljanje MCCAB

C moduli z +3.3 V delovno voltage so priključeni na SV8 ali SV9. Prilagoditev nivoja stage na SV8 in SV9 zmanjša nivo signala 5 V mikrokrmilnika AVR ATmega328P na nivo signala 3.3 V zunanjih modulov. I Na SV10 so povezani tisti moduli I 2 C, ki delujejo z obratovalno voltage +5 V. Vmesnik I 2 C je sestavljen le iz dveh dvosmernih linij SDA (Serial DAta) in SCL (Serial Clock). Za boljše razlikovanje sta na sliki 20 vrstici SDA in SCL označeni s pripono 5V pred nastavitvijo nivoja stage in s pripono 3V3 za nivojsko prilagoditvijo stage. Mikrokrmilnik AVR ATmega328P ima na svojem čipu strojno opremo TWI (Two Wire Interface, funkcionalno enak vmesniku I 2 C), katerega signala SDA in SCL je mogoče povezati znotraj mikrokrmilniškega čipa na GPIO A4 in A5 na pin glavi SV6 ( puščica (7) na sliki 1).
V Arduino IDE je za krmiljenje modulov I 2 C na voljo žična knjižnica, ki je integrirana v uporabniški program z #include . 2

Namigi za uporabo analogno-digitalnega pretvornika ATmega328P

V privzeti nastavitvi po vklopu voltage mikrokrmilniškega modula Arduino NANO ima analogno-digitalni pretvornik (ADC) mikrokrmilnika analogno vol.tage območje VADC = 0 … +5 V. V tem primeru je +5 V delovna voltage Vcc modula mikrokrmilnika je tudi referenčni voltage VREF ADC, pod pogojem, da je priključek REF konektorja SV6 (puščica (7) na sliki 1) nepovezan. ADC ATmega328P pretvori analogni vhod voltage VADC na enem od svojih vhodov A0 … A7 v digitalno 10-bitno vrednost Z. Numerična vrednost Z je v binarni oz. šestnajstiško število ®

Z = 00 0000 00002 … 11 1111 11112 = 000 … 3FF16.
To ustreza obsegu decimalnih števil
Z = 0 … (2– 1) = 0 ….

102310

1024

Dovoljeno območje analognega vhoda voltage je VADC = 0 V … 10 1023 REFV⋅
Natančnost analogno/digitalne pretvorbe je odvisna predvsem od kakovosti referenčne voltage VREF, ker za 10-bitno numerično vrednost Z, ki jo ustvari analogno-digitalni pretvornik mikrokrmilnika, velja:

Z =.1024 (enačba 1)

VADC je vhodna voltage analogno-digitalnega pretvornika na enem od njegovih vhodov A0 … A7 in VREF je referenčna vol.tage set za pretvornik. Referenčni voltage je mogoče izmeriti z visokoimpedančnim voltmetrom med priključkom REF SV6 in ozemljitvijo vezja GND. Rezultat analogno-digitalne pretvorbe je celoštevilska vrednost, tj. vsa decimalna mesta, ki izhajajo iz deljenja dveh vol.tagES VADC in VREF sta izklopljena. Delovna vol. +5 Vtage, ki ga napaja osebni računalnik prek kabla USB, se ustvari s stikalnim napajalnikom računalnika. Vendar pa je izhod voltage stikalnega napajalnika ima običajno nezanemarljivo AC voltagNanj je nameščena komponenta, ki zmanjšuje natančnost analogno/digitalne pretvorbe. Boljše rezultate je mogoče doseči z uporabo +3.3 V pomožne voltage stabiliziran z linearno voltagregulator v odboru za usposabljanje MCCAB kot referenčni voltage za analogno-digitalni pretvornik. V ta namen se analogno/digitalni pretvornik ATmega328P inicializira v programu z navodilom analogReference(EXTERNAL); // nastavi voltage na nožici REF kot referenčna voltage po spremenjeni referenčni voltage in pin REF glave nožice SV6 (puščica (7) na sliki 1) sta povezana s sosednjim +3.3 V zatičem 3V3 na glavi nožice SV6 prek Dupontovega kabla ali mostička.
Upoštevajte, da analogni voltage VADC pri referenčni voltage VREF = 3.3 V se še vedno pretvori v digitalne 10-bitne vrednosti v območju 0 … 102310, vendar je merilno območje analogno-digitalnega pretvornika zmanjšano na območje VADC = 0 … +3.297 V.
V zameno je dosežena boljša ločljivost rezultatov pretvorbe, ker je LSB (najmanjša ločljiva vrednost) zdaj samo 3.2 mV.

Vhodna voltage VADC analogno-digitalnega pretvornika na njegovih analognih vhodih A0 … A7 na pin glavi SV6 mora biti vedno manjši od vrednosti VREF na sponki REF SV6!
Uporabnik mora zagotoviti, da je VADC < VREF!
Za »Natančnost A/D pretvorbe« glejte tudi opombo na strani 11.

Knjižnica “MCCAB_Lib” za odbor za usposabljanje MCCAB

Za podporo uporabniku pri nadzoru številnih komponent strojne opreme (stikala, gumbi, LED, 3 × 3 LED matrika, brenčalo) na MCCAB Training Board je na voljo knjižnica “MCCAB_Lib”, ki jo je mogoče brezplačno prenesti z internetne strani.  www.elektor.com/20440 s strani kupcev učne plošče.

Dodatna literatura o uporabi odbora za usposabljanje MCCAB

V knjigi “Microcontrollers Hands-On Course for Arduino Starters” (ISBN 978-3-89576-5452) ne boste našli le podrobnega uvoda v programiranje mikrokrmilnikov in v programski jezik C, ki se uporablja v Arduino IDE. za pisanje programov, pa tudi podroben opis metod knjižnice “MCCAB_Lib” in različnih aplikacijskih npr.amplekcije in programe vadbe za uporabo MCCAB Training Board.

Dokumenti / Viri

elektor Arduino NANO Training Board MCCAB [pdf] Navodila za uporabo Arduino NANO plošča za usposabljanje MCCAB, Arduino, NANO plošča za usposabljanje MCCAB, plošča za usposabljanje MCCAB, plošča MCCAB

Reference

• Uporabniški priročnik