Modul Funduino 1.0

Modul Funduino 1.0 #

Funduino je populárny výukový modul pre Arduino UNO, ktorý je osadený základnými perifériami a konektormi pre pripojenie ďaľších zariadení.

_images/multi_shield_10.png

Obr. 58 Modul Funduino, verzia 1.0.#

Popis a zapojenie #

Zapojenie modulu je na obrázku

_images/fun01_zapojenie.gif

Obr. 59 Zapojenie modulu Funduino, verzia 1.0.#

LED diódy #

Na module sú zapojené 3 LED diódy, ich anódy sú pripojené cez rezistor 1k k napájaciemu napätiu +5V. Katódy sú pripojené k pinom mikrokontroléra, dióda sa rozsvieti pri stave piny LOW. Pripojenie LED je uvedené na nasledujúcom obrázku a v tabulke.

_images/img_0505w.png

Obr. 60 Zapojenie LED diód na module Funduino.#

Funduino

Arduino

NUCLEO-64

D1

D13

PA5

D2

D12

PA6

D3

D11

PA7

D4

D10

PB5

Poznámka

K pinu PA5 je doske NUCLEO-64 štandardne pripojená zelená LED, ktorá ovlyvňuje stav LED D1.

Príklad riadenia LED

Program rozsvietenia a postupn0 zhasnutia LED

from pyb import Pin
from time import sleep

d1 = Pin('PA5', Pin.OUT)
d2 = Pin('PA6', Pin.OUT)
d3 = Pin('PA7', Pin.OUT)
d4 = Pin('PB6', Pin.OUT)

d1.off(); d2.off(); d3.off(),  d4.off()

sleep(0.5)
d1.on()

sleep(0.5)
d2.on()

sleep(0.5)
d3.on()

sleep(0.5)
d4.on()

Tlačítka #

Na module sa nachádzajú tri tlačítka pre všeobecné použitie a resetovacie tlačitko mikrokontroléra.

_images/img_0505z.png

Obr. 61 Zapojenie tlačítok na module Funduino.#

Bzučiak #

Obvody pasívneho bzučiaka sú pripojené k pinu D3. Pre spustenie potrebuje bzučiak signál 1kHz, ktorý je generovaný časovačom TIM2 na kanáli CH2 v móde PWM.

_images/img_0505v.png

Obr. 62 Zapojenie bzuciaka na module Funduino.#

Funduino

Arduino

NUCLEO-64

LS1-3

D3

PB3
Príklad spustenia a zastavenia bzučiaka 
import pyb
from time import sleep

t1 = pyb.Timer(2, freq=1000)

# spistenie bzuciaka
ch2 = t1.channel(2, pyb.Timer.PWM, pin=pyb.Pin.board.PB3, pulse_width_percent=25)
sleep(0.5)

# zastavenie bzuciaka
t1.deinit()

LED Display #

4-znakový LED display je riadený dvoma 8-bitovými posuvnými registrami 74HC595 pripojenými k SPI rozhraniu. Obvod obsahuje 8-bitový posuvný register typu serial-in / paralell-out a 8-bitový pamätový redister tvorený D-klopnými obvodmi. Vnútorná štruktúra obvodu je zobrazená na obrázku

_images/ic_74hc595.png

Obr. 63 Vnútorná štruktúra obvodu 74HC595.#

Výstupy prvého posuvného registra sú pripojené k anódam znakov, výstupy druhého ku katódam segmentov. Pre rozsvietenie jedného znaku potrebujeme do posuvných registrov vyslať postupnosť 2x 8bitov, ktoré sa zapíšu do posuvných registrov.

pin = Pin('PB1', Pin.OUT)
spi = SPI(2, SPI.CONTROLLER, baudrate=100000, polarity=0, phase=0, crc=None)

pin.value(False)         # povolenie zapisu do registrov
spi.send(0xC0)           # kod znaku, vyber segmentov duspleja  
spi.send(oxF1)           # vyber segmentovky
pin.value(True)          # ukoncenie zapisu a preun hodnoy do pamete registra

Poznámka

Sériové rozhranie SPI(2) nie je na module NUCLEO-64 mapované na piny, ktoré vyžaduje modul Funduino, je preto potrebné prepojiť piny na vonkajšom konektore modulu NUCLEO-64 podľa nasledujúceho obrázku:

_images/fund_spi2.png

Obr. 64 Prepojenie pinov (26-21, 30-23, 24-29) pre rozhranie SPI.#

Príklad rozsvietenie jedneho znaku displeja 
from pyb import SPI, Pin, Timer
import time

# kodova tabulka segmentov pre zobrazenie cislic
#              0    1    2    3    4    5    6    7    8    9
num_code = [0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90]

# kodova tabulka pozicie znakov 
#              0    1    2    3
num_pos  = [0xF1,0xF2,0xF4,0xF8]

pin = Pin('PB1', Pin.OUT)
spi = SPI(2, SPI.CONTROLLER, baudrate=100000, polarity=0, phase=0, crc=None)

pin.value(False)
spi.send(num_code[3])    # kod znaku  
spi.send(num_pos[2])     # poloha na displeji
pin.value(True)
Príklad zobrazenia dát na displeja v programovej slučke

Pomocou cyklu for … rozsvietime postupne všetky segmenty displeja, programová slučka je ale blokujúca pre iné aktivity.

from pyb import SPI, Pin, Timer
import time

# kodova tabulka segmentov
num_code = [0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90]

# kodova tabulka znakov 
num_pos  = [0xF1,0xF2,0xF4,0xF8]

# obsah displeja
num_disp = [4,3,7,9]

# chip select
pin = Pin('PB1', Pin.OUT)
spi = SPI(2, SPI.CONTROLLER, baudrate=100000, polarity=0, phase=0, crc=None)

for j in range(4000):
    for i in range(4):
        pin.value(False)
        spi.send(num_code[num_disp[i]])    # kod znaku  
        spi.send(num_pos[i])     # poloha na displeji
        pin.value(True)
Príklad zobrazenia dát na displeja pomocou prerušenia časovača

Cyklus obnovenia stavu displeja je riadený prerušením od časovača. Pri vyvolaní prerušenia je volaná funkcia update_display(), ktorá zobrazí znaky z poľa num_disp[], hodnoty v tomto poli je možné počas behu programu meniť.

from pyb import SPI, Pin, Timer
import time

def update_display(timer):
    for j in range(16):
        for i in range(4):
            c = num_disp[i]
            pin.value(False)
            spi.send(num_code[c])
            spi.send(num_pos[i])
            pin.value(True)
            
        # zhasnutie poslednej cislice v pauze, aby vsetky svietli rovnako
        pin.value(False) 
        spi.send(0xFF)
        spi.send(0xF8)
        pin.value(True)


def display_int(x):
    # zobrazenie cisla 0...9999
    if x in range(0, 10000):
        global num_disp
        a = int(x/1000)
        b = int( (x-a*1000) / 100 )
        c = int( (x-a*1000-b*100)/10)
        d = int( (x-a*1000-b*100 - c*10))
        num_disp=[a,b,c,d]


num_code = [0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90]
num_pos  = [0xF1,0xF2,0xF4,0xF8]
num_disp = [1,2,3,4]

# chip select
pin = Pin('PB1', Pin.OUT)
spi = SPI(2, SPI.CONTROLLER, baudrate=100000, polarity=0, phase=0, crc=None)
tim = Timer(4) 

tim.init(freq = 50)
pin.value(True)

# dynamicka obnova stavu displeja v preruseni casovaca 
tim.callback(update_display)
Contents