Ich bin sicher, dass Ihnen der Begriff „Mikrocontroller“ bekannt sein muss. Es ist ein einzelner Chip, der den Prozessor, den Speicher sowie die darin eingebetteten Eingangs- / Ausgangspins enthält. Wir verwenden häufig Mikrocontroller für eingebettete Anwendungen als Controller zur Steuerung von Aktuatoren wie Motoren oder Displays.

Ich bin mir sicher, dass es viele von Ihnen geben muss, die gerne Ihr eigenes eingebettetes System bauen oder ein einfaches Projekt mit einem Mikrocontroller erstellen würden. Dazu benötigen Sie eine grundlegende Vorstellung von jedem Schritt, der zur Entwicklung eines auf Mikrocontrollern basierenden Projekts erforderlich ist. Hier erkläre ich die grundlegenden Schritte zum Erstellen eines Mikrocontroller-basierten Projekts.

Aber lassen Sie uns vorher eine Vorstellung von dem Projekt bekommen, das wir entwerfen möchten, und der Theorie dahinter.

Ziel des Projekts

Entwerfen eines LED-Blitzlichtsystems mit einem Mikrocontroller

Theorie

Das LED-Blitzlichtsystem kann das Licht durch eine Leuchtdiode erzeugen. Die in herkömmlichen Blitzlichtern verwendeten Glühlampen verbrauchen mehr Energie und haben eine sehr kürzere Lebensdauer. Die LED-Leuchten hingegen verbrauchen weniger Energie und haben eine lange Lebensdauer.

Grundidee hinter dem Design

Der Mikrocontroller erzeugt die logischen Ausgangsimpulse, so dass das LED-Licht in bestimmten Intervallen ein- und ausgeschaltet wird. Es ist ein 40-poliger Mikrocontroller. Der an die Eingangspins des Mikrocontrollers angeschlossene Kristall liefert genaue Taktsignale bei der Kristallfrequenz.

Schritte bei der Entwicklung des Projekts

Schritt 1: Schaltungsentwurf

Der 8051-Mikrocontroller-Kristall arbeitet mit Frequenzen von 11,0592 MHz, da er genaue Taktimpulse für die Datensynchronisation liefern kann. An den Quarzoszillator sind zwei Kondensatoren mit einem Bereich von 20pf bis 40pf angeschlossen, mit denen die Taktsignale stabilisiert werden. Der 8051-Mikrocontroller geht manchmal in den Blockzustand oder in die Berechnung der fehlenden Zeit.

Zu diesem Zeitpunkt müssen wir den Mikrocontroller zurücksetzen. Wenn der Mikrocontroller zurückgesetzt wird, dauert es mit Hilfe des 10k-Widerstands und des 10uf-Kondensators maximal 3 Sekunden Zeitverzögerung.

Schaltungskomponenten:

Hardware-Komponenten:

Gelbe LED
Kristall
Zurücksetzen
8051 Mikrocontroller
Kondensatoren
Widerstände

Softwarekomponenten:

Kein Compiler
Proteus-Software
Eingebettete C-Sprache

Schaltungsverbindungen

Die 5-V-Gleichstromversorgung erfolgt über den 40-Pin des Mikrocontrollers, der die Schaltung ansteuert. Der Kristall ist mit dem 18- und 19-Pin des Mikrocontrollers verbunden. Die Rücksetzschaltung ist an 9 Pins des Mikrocontrollers angeschlossen. Die gelbe LED ist mit dem Pin P0.2 des Mikrocontrollers verbunden.

Schritt 2: Mikrocontroller-Programmcodierung

Öffnen Sie zunächst die Software Kiel uVison2. Dies zeigt die Menüleiste mit den Optionen Datei, Bearbeiten, Anzeigen, Projekt und Tools.
Wählen Sie die Projektoption und dann die Option 'Neues Projekt' aus dem Dropdown-Menü. Geben Sie dem Projekt einen Namen und klicken Sie auf die Schaltfläche 'Speichern', um das Projekt zu speichern. Ein Ordner mit dem Namen 'Ziel' wird erstellt.
Wählen Sie einen Mikrocontroller für Ihr Projekt. Hier wähle ich 'Atmel'. Wählen Sie den genauen Typ des Atmel-Mikrocontrollers aus dem Dropdown-Menü. Hier wird der Mikrocontroller 89C51 ausgewählt. Ein Ordner mit dem Namen 'Quellgruppe' wird im 'Ziel' -Ordner erstellt.
Klicken Sie in der Menüleiste auf das Menü 'Datei'. Wählen Sie 'Neue Datei' aus dem Dropdown-Menü.

Wie Fenster

Schreiben Sie den Code in die Leerstelle.

Das LED-Blitzlichtprogramm:

#einschließen

sbit LED = P0 ^ 2

ungültige Verzögerung (unsigned int a)

“eine variable Stromversorgung aufbauen ”

void main ()

{LED = 0

Während (1)

{LED = 0

Verzögerung (600)

LED = 1

Verzögerung (600)

}}

ungültige Verzögerung (unsigned int b)

{unsigned int k

für (k = 0k

}}

Speichern Sie diesen Code mit der Erweiterung '.C'.
Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf das Ordnersymbol 'Quellgruppe' und wählen Sie die Option 'Dateien zur Gruppe hinzufügen'.
Ein Fenster erscheint. Wählen Sie die hinzuzufügende C-Datei aus.
Wählen Sie das Menü 'Debuggen'. Es überprüft das Programm auf Fehler.
Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf das Ordnersymbol 'Ziel'.
Wählen Sie die Option 'Option für Ziel'.
Ein Zielfenster wird mit einer Menüleiste geöffnet. Klicken Sie auf das Menü 'Ziel'.
Stellen Sie die Kristallfrequenz für den Mikrocontroller ein.
Klicken Sie auf das Menü 'Ausgabe'. Ein Fenster erscheint
Klicken Sie auf die Schaltfläche 'Hex-Datei erstellen'. Eine Hex-Datei wird erstellt.

Schritt 3: Schaltungszeichnung

Diese Schaltung wurde mit Hilfe der Proteus-Software entwickelt. Es handelt sich um eine Schaltungsentwurfs-Software, die eine Datenbank mit Komponenten enthält, mit denen wir die Schaltung erstellen können. Jede einzelne Komponente ist in der Komponentenbibliothek verfügbar.

Proteus-Fenster mit der Schaltung

Öffnen Sie die Proteus-Software. Ein Fenster mit einer Menüleiste wird angezeigt.
Klicken Sie auf das Dateimenü.
Wählen Sie 'Neues Design' aus dem Dropdown-Menü.
Klicken Sie auf das Bibliotheksmenü.
Wählen Sie 'Geräte / Symbol auswählen' aus dem Dropdown-Menü.
Wählen Sie den entsprechenden Kommentar aus, indem Sie darauf doppelklicken, damit die Komponente im Fenster angezeigt wird.
Fügen Sie alle Komponenten hinzu und zeichnen Sie die Schaltung mit den richtigen Verbindungen.

Schaltplan

Schritt 4: Code-Dumping

Das Laden des Codes in den Mikrocontroller wird als Dumping bezeichnet. Die Mikrocontroller verstehen nur die Binärsprache. Also müssen wir den Hex-Code in den Mikrocontroller laden. Auf dem Markt sind viele Softwareprogramme verfügbar, mit denen der Code in den Mikrocontroller geladen werden kann. Hier verwende ich die Programmiersoftware 'Willer', um den Code auf den 8051-Mikrocontroller zu übertragen. Das Programmierkit wird zusammen mit dem Hardware-Kit mit Software geliefert.

Diese Software muss auf dem Computer installiert sein. Das Hardware-Kit wird mit einer Buchse geliefert, an der der Mikrocontroller angebracht ist. Hier sind die Schritte zum Laden des Codes auf den Mikrocontroller.

Willer Programmer Hardware-Kit

Willer Software-Fenster

Die Hardware (Programmierkit) ist über ein serielles Kabel mit dem Computer verbunden
Der Mikrocontroller befindet sich in der Buchse des Hardware-Kits. Drücken Sie die Sperrtaste, um sicherzustellen, dass der Mikrocontroller mit der Karte verbunden ist.
Öffnen Sie die auf dem Computer installierte Software. Es werden einige Betriebsarten angezeigt.
Wählen Sie einen beliebigen Modus. Ein Fenster mit einer Menüleiste wird angezeigt.
Klicken Sie auf das Menü 'Datei' und wählen Sie im Dropdown-Menü die Option 'Datei laden'
Klicken Sie auf die Schaltfläche 'Auto', damit die Hex-Datei in den Mikrocontroller geladen wird.

Schritt 5: Simulation der Schaltung

Öffnen Sie das Projekt in der Proteus-Software.
Klicken Sie auf das Menü 'Debuggen'.
Wählen Sie die Option 'Debugging starten'. Die LED beginnt zu blinken, was anzeigt, dass der Stromkreis läuft.
Wählen Sie nach einiger Zeit die Option 'Debugging beenden'. Die LED hört jetzt auf zu blinken.

Sie sind also bereit, Ihr eigenes Projekt zu erstellen, oder? Sie müssen bemerkt haben, dass ich ein sehr einfaches Projekt mit einem Mikrocontroller durchgeführt und den Code in der Sprache 'C' geschrieben habe. Der Mikrocontroller versteht jedoch die Assemblersprache.