HackerBox 0040: PIC del destí: 9 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Salutacions als hackers de HackerBox de tot el món. HackerBox 0040 ens fa experimentar amb microcontroladors PIC, taulers de pantalla, pantalles LCD, GPS i molt més. Aquest manual instructiu conté informació per començar a utilitzar HackerBox 0040, que es pot comprar aquí fins que esgotin els subministraments. Si voleu rebre un HackerBox com aquest a la vostra bústia de correu cada mes, subscriviu-vos a HackerBoxes.com i uniu-vos a la revolució.

Temes i objectius d'aprenentatge per a HackerBox 0040:

• Desenvolupar sistemes incrustats amb microcontroladors PIC
• Exploreu la programació en circuit de sistemes incrustats
• Proveu les opcions de subministrament d’alimentació i rellotge de sistemes incrustats
• Interfície d'un microcontrolador PIC a un mòdul de sortida LCD
• Experimenteu amb un receptor GPS integrat
• Obtingueu el PIC del destí

HackerBoxes és el servei de caixa de subscripció mensual per a electrònica de bricolatge i tecnologia informàtica. Som aficionats, creadors i experimentadors. Som els somiadors dels somnis.

HACK EL PLANETA

Pas 1: Llista de contingut per a HackerBox 0040

• Microcontrolador PIC PIC16F628 (DIP 18)
• Microcontrolador PIC PIC12F675 (DIP 8)
• Programador i depurador en circuit PICkit 3
• Objectiu de programació de sòcol ZIF per a PICkit 3
• Cable USB i cables de capçalera per a PICkit 3
• Mòdul GPS amb antena incorporada
• Mòdul LCD alfanumèric de 16x2
• Font d'alimentació de taulers de pa amb MicroUSB
• Cristalls de 16,00 MHz (HC-49)
• Botons momentanis tàctils
• LEDs VERMELL difusos de 5 mm
• Potenciòmetre de retallador de 5K Ohm
• Condensadors ceràmics de 18pF
• Condensadors de ceràmica 100nF
• Resistències 1K Ohm 1 / 4W
• Resistències 10K Ohm 1 / 4W
• Taula de pa sense soldadura de 830 punts (gran)
• Kit de filferro Jumper format amb 140 peces
• Seleccions de guitarra cel·luloide
• Etiqueta de troquel PIC16C505 exclusiva

Algunes altres coses que us seran útils:

• Soldador, soldador i eines bàsiques de soldadura
• Ordinador per executar eines de programari

El més important és que necessiteu un sentiment d’aventura, esperit de pirata informàtic, paciència i curiositat. Construir i experimentar amb electrònica, tot i que és molt gratificant, pot ser complicat, desafiant i fins i tot frustrant de vegades. L’objectiu és el progrés, no la perfecció. Quan persisteix i gaudeix de l'aventura, d'aquesta afició es pot obtenir una gran satisfacció. Feu cada pas lentament, tingueu en compte els detalls i no tingueu por de demanar ajuda.

A les preguntes freqüents sobre HackerBoxes hi ha una gran quantitat d’informació per a membres actuals i potencials. Gairebé tots els correus electrònics d’assistència no tècnica que rebem ja s’hi responen, així que agraïm molt que dediqueu uns minuts a llegir les PMF.

Pas 2: Microcontroladors PIC

La família de microcontroladors PIC està fabricada per Microchip Technology. El nom PIC es referia inicialment a Peripheral Interface Controller, però posteriorment es va corregir a Ordinador intel·ligent programable. Les primeres parts de la família van sortir el 1976. El 2013 ja s’havien enviat més de dotze milions de microcontroladors PIC individuals. Els dispositius PIC són populars tant entre els desenvolupadors industrials com els aficionats al seu baix cost, àmplia disponibilitat, gran base d’usuaris, extensa col·lecció de notes d’aplicacions, disponibilitat d’eines de desenvolupament gratuïtes o de baix cost, programació en sèrie i capacitat de memòria Flash reprogramable. (Viquipèdia)

HackerBox 0040 inclou dos microcontroladors PIC temporalment asseguts per al transport en un sòcol ZIF (zero insertion force). El primer pas és treure els dos PIC del sòcol ZIF. Feu-ho ara!

Els dos microcontroladors són un PIC16F628A (full de dades) en un paquet DIP18 i un PIC12F675 (full de dades) en un paquet DIP 8.

Els exemples aquí utilitzen el PIC16F628A, però el PIC12F675 funciona de manera similar. Us animem a provar-ho en un projecte propi. La seva petita mida és una solució eficient quan només necessiteu un petit nombre de pins d'E / S.

Pas 3: Programació de microcontroladors PIC amb PICkit 3

Hi ha molts passos de configuració que cal abordar quan s’utilitzen les eines PIC, així que aquí teniu un exemple bastant bàsic:

• Instal·leu el programari MPLAB X IDE des de Microchip
• Al final de la instal·lació, se us presentarà un enllaç per instal·lar el compilador MPLAB XC8 C. Assegureu-vos de seleccionar-ho. XC8 és el compilador que farem servir.
• Inseriu el xip PIC16F628A (DIP18) al sòcol ZIF. Tingueu en compte la posició i l'orientació que apareixen al revers del PCB objectiu ZIF.
• Configureu els commutadors jumper tal com s’indica al revers de la placa objectiu ZIF (B, 2-3, 2-3).
• Connecteu la capçalera de programació de cinc pins de la placa de destinació ZIF a la capçalera PICkit 3.
• Connecteu el PICkit 3 a l'ordinador mitjançant el cable vermell miniUSB.
• Executeu l'IDE MPLAB X.
• Seleccioneu l'opció de menú per crear un projecte nou.
• Configureu: projecte independent incrustat de microxip i premeu NEXT.
• Seleccioneu el dispositiu: PIC16F628A i premeu NEXT
• Seleccioneu el depurador: Cap; Eines de maquinari: PICkit 3; Compilador: XC8
• Introduïu el nom del projecte: parpellejar.
• Feu clic amb el botó dret als fitxers font i, a sota de nou, seleccioneu main.c nou
• Doneu al fitxer c un nom com "parpellejar"
• Aneu a la finestra> vista de memòria d'etiquetes> bits de configuració
• Establiu el bit FOSC a INTOSCIO i tota la resta a OFF.
• Feu clic al botó "genera codi font".
• Enganxeu el codi generat al fitxer blink.c anterior
• Enganxeu-lo també al fitxer c: #define _XTAL_FREQ 4000000
• Passat al bloc principal del codi c següent:

void main (buit)

{TRISA = 0b00000000; mentre que (1) {PORTAbits. RA3 = 1; _delay_ms (300); PORTAbits. RA3 = 0; _delay_ms (300); }}

• Premeu la icona de martell per compilar
• Aneu a producció> configureu la configuració del projecte> personalitzeu
• Seleccioneu PICkit 3 al tauler esquerre de la finestra emergent i, a continuació, Energia des del camp desplegable de la part superior.
• Feu clic a la casella "objectiu de potència", configureu el voltatge objectiu a 4.875V i premeu Aplica.
• De nou a la pantalla principal, premeu la icona de fletxa verda.
• Apareixerà un avís sobre tensió. Feu clic a continua.
• Finalment, hauríeu d'obtenir "Programació / verificació completa" a la finestra d'estat.
• Si el programador no es comporta, pot ajudar a apagar l'IDE i simplement executar-lo de nou. Cal mantenir tots els paràmetres seleccionats.

Pas 4: Tauler de configuració del PIC programat amb Blink.c

Un cop programat el PIC (pas anterior), es pot deixar caure a una placa de soldadura sense soldadura per provar-la.

Com que es va seleccionar l’oscil·lador intern, només necessitem connectar tres pins (alimentació, terra, LED).

Es pot subministrar energia a la placa mitjançant el mòdul d'alimentació. Punteres per utilitzar el mòdul d'alimentació:

• Poseu una mica més de soldadura a les pestanyes laterals del sòcol microUSB abans que es trenqui, no després.
• Assegureu-vos que els "passadors negres" entren al rail de terra i els "pins blancs" al rail de potència. Si s’inverteixen, es troba a l’extrem equivocat de la taula de treball.
• Gireu els dos commutadors a 5V per als xips PIC inclosos.

Després de col·locar el microcontrolador PIC, observeu l'indicador de pin 1. Els pins es numeren a partir del pin 1 en sentit antihorari. Connecteu el pin 5 (VSS) a GND, el pin 14 (VDD) a 5V i el pin 2 (RA3) al LED. Tingueu en compte al vostre codi que el pin RA3 d'E / S està encès i apagat per parpellejar el LED. El pin més llarg del LED s’hauria de connectar al PIC, mentre que el pin més curt s’hauria de connectar a una resistència de 1 K (marró, negre, vermell). L'extrem oposat de la resistència hauria de connectar-se al carril GND. La resistència simplement actua com a límit de corrent perquè el LED no sembli un curt entre 5V i GND i atrai massa corrent.

Pas 5: programació en circuit

El dongle PICkit 3 es pot utilitzar per programar el circuit de xip PIC. El dongle també pot subministrar alimentació al circuit (l'objectiu de la taula de treball) tal com vam fer amb l'objectiu ZIF.

• Traieu la font d'alimentació de la placa.
• Connecteu els cables PICkit 3 a la placa de suport a 5V, GND, MCLR, PGC i PGD.
• Canvieu els números de retard al codi C.
• Torneu a compilar (icona de martell) i, a continuació, programeu el PIC.

Com que es van canviar els números de retard, el LED hauria de parpellejar de manera diferent ara.

Pas 6: utilitzar un oscil·lador de cristall extern

Per a aquest experiment PIC, canvieu de l'oscil·lador intern a un oscil·lador de cristall extern d'alta velocitat. No només l’oscil·lador de cristall extern és més ràpid de 16 MHz en lloc de 4 MHz), sinó que és molt més precís.

• Canvieu el bit de configuració FOSC d’INTOSCIO a HS.
• Canvieu tant el paràmetre FOSC IDE com el #define al codi.
• Canvieu #define _XTAL_FREQ 4000000 de 4000000 a 16000000.
• Torneu a programar el PIC (potser canvieu de nou els números de retard)
• Verifiqueu el funcionament amb el cristall extern.
• Què passa quan traieu el vidre de la pissarra?

Pas 7: conduir un mòdul de sortida LCD

El PIC16F628A es pot utilitzar per conduir la sortida a un mòdul LCD alfanumèric de 16x2 (dades) quan es connecta com es mostra aquí. El fitxer adjunt picLCD.c ofereix un exemple senzill de programa per escriure la sortida de text al mòdul LCD.

Pas 8: Receptor de localització i hora GPS

Aquest mòdul GPS pot determinar el temps i la ubicació amb precisió a partir dels senyals rebuts de l'espai a la seva petita antena integrada. Només són necessaris tres pins per al funcionament bàsic.

El LED vermell "Energia" s'encendrà quan es connecti l'alimentació adequada. Un cop adquirits els senyals del satèl·lit, el LED "PPS" verd amb arrencada a polsar.

Es subministra alimentació als pins GND i VCC. El VCC pot funcionar en 3,3V o 5V.

El tercer pin que cal és el pin TX. El pin TX genera un flux en sèrie que es pot capturar en un ordinador (mitjançant un adaptador TTL-USB) o en un microcontrolador. Hi ha nombrosos exemples de projectes per rebre dades GPS a un Arduino.

Aquest repositori de git inclou documentació en pdf per a aquest tipus de mòduls GPS. Consulteu també u-center.

Aquest projecte i aquest vídeo mostren un exemple de captura de data i hora d'alta precisió des d'un mòdul GPS en un microcontrolador PIC16F628A.

Pas 9: Viu el HackLife

Esperem que us hagi agradat el viatge d’aquest mes cap a l’electrònica de bricolatge. Arribeu i compartiu el vostre èxit als comentaris següents o al grup de Facebook HackerBoxes. Indiqueu-nos si teniu cap pregunta o necessiteu ajuda per res.

Uneix-te a la revolució. Viu el HackLife. Podeu obtenir una bona caixa de projectes electrònics i informàtics piratejables que es lliuren directament a la vostra bústia de correu cada mes. Només cal que navegueu a HackerBoxes.com i subscriviu-vos al servei mensual de HackerBox.