Category: программирование

Что-то давно ничего не писал. Наверное, новогодние праздники помешали. Но алкомарафон закончился, поэтому неплохо бы вернуться к нашему контроллеру.

Отступать больше некуда, поэтому пора перенести наши наработки в реальность. Или говоря простым языком, заставить железный контроллер выполнять нашу задачу.

Так как программировать лучше дома, сидя в тепле и уюте, то я ничего сразу паять не буду. И более того. вам не советую. Лучше всего сначала все “обкатать” в контролируемой обстановке, когда возникновение ошибок сведено к минимуму.

Возьмем наш первоначальный алгоритм. Если напряжение поднялось больше 13В, то замкнуть реле ближнего света. Где мы тут можем ошибиться? Да везде – от подбора резисторов для делителя напряжения до распайки реле и неправильного подсоединения. Поэтому сокращаем возможность ошибки до минимума: вместо делителя напряжения бортовой сети воспользуемся обычным переменным резистором, а вместо реле – обычным светодиодиком. Как подключать – я уже писал в предидущем посте. Но если у вас, как и у меня, плата discovery, то там уже есть светодиодики (а значит, вероятность ошибки снижается еще сильнее).

Что бы не ошибиться и быть наглядней, я воспользуюсь макетной платой и специальными проводами для нее. Все это доступно там же, в любом магазине электроники.

Как видно из фотографии, я подключил переменный резистор к GND и 3V, а вывод движка резистора – на PA1. В итоге даже в самом плохом случае, когда я выверну резистор “до упора”, на ножку контроллера попадут безопасные 3 вольта.

Теперь пора описать, где и как писать код. Открываем сгенерированный пару постов назад код и находим в левой панели фаил main.c. В нем ищем кусок кода while(1), как показано на картинке

Вот все, что будет расположено между фигурными скобочками и будет выполняться бесконечно (для тех. кто знаком с ардуиной, это void loop()). Писать надо на языке С, обучать которому я тоже тут не буду.

Еще одно отступление – как управлять выводами. У ардуины есть кошмар под названием port mapping (это когда при смене контроллера все назания ножек меняются и программы перестают работать), на stm тоже до недавнего времени такой кошмар был. Именно был, сейчас все проще.

Итак, если вы посмотрите на микроконтроллер, что обнаружите, что ножки нумеруются от PA0 до PF15. Все функции используют следущую нумерацию ножек – Блок от А до F и номер ножки в блоке.

Переведение ножки PC12 в “высокое” состояние

HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_12,GPIO_PIN_SET);

А ножку PE15 – в “низкое”

HAL_GPIO_WritePin(GPIOE,GPIO_PIN_15,GPIO_PIN_RESET);

Выдаем на 1й канал ЦАП значение переменной s

HAL_DAC_SetValue(&hdac, DAC_CHANNEL_1, DAC_ALIGN_12B_R, s);

И мной написанная (или подправленная) функция для чтения значения АЦП

static int GetADCValue(uint32_t Channel,uint32_t Count)
{
int val = 0;
ADC_ChannelConfTypeDef sConfig;
sConfig.Channel=Channel;
sConfig.Rank=1;
sConfig.SamplingTime=10;
HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc,&sConfig);

for(int i = 0; i < Count; i++) { HAL_ADC_Start(&hadc); HAL_ADC_PollForConversion(&hadc,1); val += HAL_ADC_GetValue(&hadc); } return val / Count; }

Как видно из кода, работает только с ADC1 (ссылки hadc).

В посте описать все невозможно, поэтому рекомендую заглянуть в "Firmware", которую скачал STMCube, и посмотреть там примеры.

Итак, вот мой код

if(GetADCValue(2,3)>2048)
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOE,GPIO_PIN_15,GPIO_PIN_SET);
}
else
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOE,GPIO_PIN_15,GPIO_PIN_RESET);
}


В чем его суть? Если значение, которое прочитали из АЦП, больше 2048, то перевести ножку PE15 на высокий уровень. Если меньше, что наоборот, на низкий.

В чем магия? Магия в двух вещах. Первое, это значение АЦП. Оно может быть от 0 до 4095 (3В на ножке). Как им распорядиться, решать вам. А второе - ножка PE15 на плате подключена с зеленому светодиоду.

Компилируем, заливаем (иконка с буковками LOAD во втором ряду) и наслаждаемся своей первой программой.

Сам код (полностью готовый и скомпилированный) можно взять отсюда http://multik.org/carsim/carputer.rar

Что дальше? А дальше пишем, отлаживаем и снова пишем. Пока не будет готово то, что требовалось изначально.

Желаю удачи в написании своих проектов!

А я чуть попозже напишу о том, как перенести написанное в "железо". Печатные платы и прочие радости радиогубителей 🙂

Сегодня пост будет самым зубодробительным для большинства автомобилистов. Придется вспомнить школьную физику за 5й класс и закон Ома оттуда. Но я покажу, где взять помощи 🙂

Итак, перед нами стоит 3 задачи.

1) Накормить микроконтроллер.
2) Дать данные. То есть позволить микроконтроллеру собирать всякую нужную ему информацию.
3) Позволить ему чем-либо управлять.

В чем основная проблема? Проблема как ни странно, в бортовой сети автомобиля. Напряжение в ней гуляет от 9 вольт до 14,5 вольт с возможными выбросами до 60 вольт. Попутно в этом самом “напряжении” есть куча шумов, всплесков и прочей гадости.

А микроконтроллеры очень нежные. Питаются только 5ю вольтами или 3,3мя. И желательно, что бы эти вольты не гуляли туда сюда больше 5%. То же самое и с входами-выходами. Те же самые условия, только еще желательно, что бы ток, проходящий по ним, не превышал единицы миллиампер. В случае необходимости ток может быть поднят до десятка-другого миллиампер, но это уже черевато.

В качестве завершающего гарнира условий добавлю то, что любой выход может быть внезапно закорочен на “плюс” или “минус”. В общем, на первый взгляд страшно.

Для питания “на быструю руку” давно придуманы готовые схемы. В любом приличном магазине электроники можете произнести слово “L7805” и вам за 10-15 рублей вынесут маленькую черную штучку, которая получает на входе от 8 до 30 вольт, а на выходе выдает стабильные 5 вольт. Вот тут (multik.org/carsim) вам собранная в proteuse схема на поиграться (carsim-power).

Сколько бы вы не давали на “вход” напряжения, на выходе всегда будет около 5В. В чем подвох? Подвоха два. Во-первых, на холостом ходу (когда к ней ничего не подключено) эта штука потребляет единицы миллиампер. Для обычных условий эксплуатации это нормально, а вот если делать что-то типа сигналки, когда схема постоянно подключена к аккумулятору, это .. некрасиво. Во-вторых, если вы задумаете “снимать” с стабилизатора 1-1,5 ампера (хинт – это почти готовая зарядка для телефона), то вы внезапно обнаружите, что стабилизатор греется. Почему? Потому что он вынужден куда-то тратить те вольты, которые оказались ненужными. Считайте сами: пусть будет в бортовой сети 13,4 вольта. Телефон хочет 5В и 1А для своего заряда. Значит стабилизатору надо рассеять где-то (13,4-5)*1=8,4 ватта. Это вполне себе нехилая грелка. И именно поэтому у этого стабилизатора есть металлическое ушко, за которое его прикрепляют к радиатору (Кстати, радиатором может быть любая массивная железная часть автомобиля). Но повторюсь, для обычных применений это вполне себе штуковина.

Но если мы заранее задумаемся о снижении напряжения и тока питания, то есть варианты. К примеру LP2950. Он включается точно так же, как и 7805, но во-первых, на холостом ходу ест десятки микроампер, а во-вторых, больше 100 миллиампер с него не снять. Для многих схем этого может хватить.

Но что делать, если по каким-то причинам надо больше 1,5 ампер и радиолюбителей (что бы собрать блок питания) нет под боком? Тогда на выручку придут готовые DC-DC преобразователи. По сути это собранные и оттестированные блоки питания в миниатюрных корпусах. Например NSD15-12S5 (вход 9.4-36В, выход 5В и 3А) или наш МПА15А (вход 9-18В, выход 5В и 3A). На самом деле их куча, стоит только поискать. В чем их плюсы? Ну, они не греются, имеют встроенные фильтры, управление, защиту от КЗ и прочее, что полагается иметь блокам питания. Основной их минус в цене: от тысячи рублей и выше.

В своих схемах я пользуюсь всеми вышеперечисленными вариантами, но обычно тяготею к первому – больно дешево и просто.

Переходим к следующей задаче – дать микроконтроллеру данные. Проблемы те же самые: не дать микроконтроллеру много вольт и миллиампер. Все используемые варианты давно уже описаны и можно сказать, стали классическими.

Первый: делитель на резисторах. Просто ставим в цепь два резистора, в точке их соединения забираем данные. Уровень напряжения в точке будет равен входному напряжению * соотношение номиналов резисторов. А ток можно подсчитать по закону Ома – i=u/r Опять же, я понимаю, что это тяжко, поэтому вот очередная схема в протеусе, которая позволит “поиграться” (там же файл carsim-power-res). Ну или набрать в поисковике “калькулятор делителя напряжения”.

Справа можно увидеть амперметр (показывает миллиамперы) и вольтметр. Наша задача – добиться таких сочетаний резисторов R1 и R2, что бы на микроконтроллер не приходило больше 3В (если ардуино, то 5) и потребление тока было минимальным (а то так повесим с десяток датчиков, сжигающих на резисторах по 10 миллиампер и получим 0,1 ампера, способных посадить аккумулятор в “ноль”). Казалось бы, простая задача? Но давайте снова посмотрим на то, что может происходить в бортовой сети. От 9 до 60 вольт … Если сделать совсем классический вариант, то 99% времени напряжение на ножке контроллера будет составлять доли вольта. Как-то некрасиво.

Поэтому обычно рассчитывают делитель на входное напряжение 0-15В, а всплески (которых может и не быть) убирают отдельным элементом. Есть много схем, но я предпочитаю самую простую в изготовлении: на вход, перед делителем, ставлю защитный диод (он же супрессор, он же TVS). Скажем, китайский SA15 пропускает через себя все, что попадает в диапазон 0-15 вольт. Остальное он убирает и убирает довольно качественно (в смысле после него конденсатор если и нужен, то только для сглаживания). Минус у него только один – если что, то он (диод) превращается в простое короткое замыкание, заставляя сгорать всё что можно перед собой. Для 99% случаев этого достаточно, а для оставшегося 1% существуют предохранители. Схемы я нарисую в следующем посте.

ВАЖНО: нельзя использовать “делители напряжения” для схем, где есть напряжения больше нескольких десятков вольт. Просто небезопасно для здоровья. Для этого есть второй вариант.

Вторым вариантом ввода сигнала в микроконтроллер является оптопара. Внутри оптопары стоит светодиодик, который своим светом управляет транзистором, “включая” или “выключая” выходы. У оптопары главный плюс в следующем: легко можно измерять наличие сотен и тысяч вольт. Самая обычная оптопара легко “развязывает” до 1500 вольт. Минус же тоже существенный: с её помощью нельзя (практически, да) измерять уровень сигнала. Только “есть” или “нет”.

Кнопки и прочие выключатели обычно присоединяются в микроконтроллер напрямую – там обычно неоткуда возникнуть “бякам”. Если возможность есть, то либо опять поставить на входе супрессор, либо стабилитрон с керамическим конденсатором. Опять же, страшные схемы в следующем посту.

С вводом разобрались. Теперь с выводом. Сначала я начал писать свой текст, но потом вспомнил, что есть отличный пост на эту тему. Не мой, но это же не повод не считать его отличным?

062-Как подключить к микроконтроллеру нагрузку?

Моими любимыми способами являются использование “составного транзистора Дарлингтона” и “полевой транзистор”. Тут их переписывать не буду, ибо все прекрасно описано по ссылке выше. Мой выбор между способами простой: если надо коммутировать что-то до 5-10 ампер или быстро включать-выключать, выбираем транзистор. Выше – реле через составной транзистор. Быстро включать-выключать большие нагрузки мне не приходилось, но думаю, схем на всяких тиристорах и симисторах навалом.

Что бы проиллюстрировать вообще все вышеприведенное, вот вам очередная схема (она же в файле carsim-final)

Думаю, вдумчиво читающим уже почти все понятно, но на всякий случай прокомментирую. Слева вверху я сымитировал бортовую сеть автомобиля. Можно переключиться на 12В, 13,4, 16В и на регулируемое. Правее – стабилизатор напряжения на 5В. Слева внизу – делитель напряжения на резисторах R1 и R2 и развязка через оптопару U2. Правее стабилизатора две схемы включения нагрузки – через N-канальный полевой транзистор IRF610 и через сборку Дарлингтона ULN2003A.

К моему сожалению, proteus довольно небрежно относится (или у меня такая версия) к мощностям элементов, поэтому симуляция иногда прерывается (как и игнорируется D2). Если такое случилось, просто запустите заново.

В общем, схема выглядит достаточно страшной, что бы напугаться окончательно, особенно с непривычки. Но открою страшный секрет: для отладки нашей первоначальной задачи достаточно к плате с микроконтроллером дополнительно прикупить обычный переменный или подстроечный резистор на 500 Ом и выше. Индикатором срабатывания будет “пользовательский” светодиод, который есть на большинстве плат. Но как обычно, об этом в следующем посту.

Итак, со схемами в proteus наигрались, теперь голова полна идеями, хотелками и желалками. Но ни одна идея не реализуется сама собой, поэтому надо выбрать “движок” для нее.

Как выбирают контроллер?

Во-первых, по личным предпочтениям. Кому-то нравится одна архитектура, кому-то другая. У кого-то уже есть опыт с одними микроконтроллерами и ему лень изучать другие … Но я считаю, что раз опыта и предпочтений нет, поэтому – stm32. Вам на данном этапе все равно, а мне потом спасибо скажете.

Во-вторых, по скорости. Если задача сложная, то думаю понятно, что работающий на 72МГц контроллер обгонит работающего на 16МГц (грубо – у кого больше литраж у двигателя, тот быстрее разгонится или больше увезет). А если устройство работает от батареек, то наоборот, устройство работающее на 16МГц легко даст фору работающему на 72х (опять же, чем больше литров, тем чаще на заправку надо будет ездить). Но на данном этапе нам совершенно все равно, какая скорость у контроллера – для нас подойдет любая.

И наконец, по числу портов и их возможностями. Все порты делятся на два типа: цифровые и аналоговые. Цифровые оперируют уровнями типа “есть сигнал” и “нету сигнала”, а аналоговые – “какой уровень у сигнала?”. Говоря другими словами – кнопки, выключатели и прочие переключатели – это цифровые, а всякие регуляторы, измерители и прочее – аналоговые. На каждую кнопку, релюшку или измеритель надо по одному порту (конечно, есть куча возможностей, как от этого уйти, но пока нам этого не надо). И крайне рекомендую при выборе зарезервировать пару портов под всякие доделки и внезапно всплывшие идеи.

Ладно, хватит разговоров, пора выбирать то, на чем делать будем, а то очень охота в магазине денег потратить, пока еще есть возможность.

Что будем делать-то? В смысле для чего мы все это затеяли? Давайте начнем с простого. Пусть будет система автоматического включения света в машине. Как пример использования: садимся в машину, включаем зажигание, заводим машину и через некоторое время наш контроллер включает фары. Выключили зажигание – все выключилось. Сплошные бонусы: стартеру легче крутить двигатель – фары не отбирают лишних ампер и вам не надо будет помнить о включении фар.

Какой будет алгоритм работы?

1. Измеряем напряжение бортовой сети
2. Напряжение меньше 13В? если да, иди на п.1
3. Подождать 5 секунд.
4. Включить фары.

Все, никаких заморочек. Просто и совсем не страшно. Как видно, нам потребуется всего 2 порта: один аналоговый для измерения напряжения в сети и один цифровой, для управления релюшкой фар.

(отступление) Не хотите фары включать? Ну тогда например можно автоматически включать и выключать компрессор в пневмосистеме. Или в зависимости от температуры включать нагреватель или вентилятор. В общем, подойдет любой вариант “измерил что-то и как это что-то достило такого-то уровня – включил или выключил нечто”.

Вернемся к нашим баранам. Нам нужен микроконтроллер, у которого есть как минимум 1 аналоговый порт на вход и 1 цифровой порт на выход. Сейчас смешно, да. Но потом всего будет не хватать и начнутся мучения.

Теперь готовимся скачать много из сети. Для начала нам нужна программа STM32CubeMx. (Все поисковики ее легко находят, но вот прямая ссылка http://www.st.com/web/catalog/tools/FM147/CL1794/SC961/SS1533/PF259242?sc=stm32cube там мотайте страницу в самый низ и справа будет маленькая красная кнопочка Download).

Зачем нужна эта программа? Как я писал в первом посте, STM32 имеют один, но очень большой и неприятный минус – очень сложно начать с ними работать. В этих микроконтроллерах очень много возможностей и вариаций, поэтому даже просто запустить его составляет очень большую проблему. Команды инициализации, предназначенные для одной серии, не подходят для другой. Один и тот же порт может выполнять разные функции на разной частоте, причем все это настраивается в четырех или пяти местах. В общем, реальный кошмар после атмеловских контроллеров и 99% причин неработащих программ.

Вот и придумали этакий “генератор кода инициализации”, когда можно мышкой не торопясь повыбирать порты и их функции. При этом идет одновременный контроль правильности использования порта и непересечение его с другими функциями. В общем, скачивайте, распаковывайте и запускайте программу (может потребовать java, так что тоже ставьте). Как ставить программы, нажимая next, я рассказывать не буду 🙂

Перед вами откроется очень информативное окно. New Project – это создать новый проект, Load Project – загрузить старый, который редактировали раньше. Нам естесственно надо выбрать создать новый. И тут …

И тут перед вами откроется окно, в котором собрана вся (почти) линейка микроконтроллеров. Первая вкладка – MCU Selector позволяет выбрать подходящие контроллеры в их голом виде. Слева в табличке функционал, справа – подходящие контроллеры. Скажем, нужно нам в нашем проекте использовать одновременно ethernet и часы реального времени, так значит ставим галочки и получаем, что нам подходят 88 микроконтроллеров из 590 (на момент написания). Но эта вкладка для продвинутых пацанов.

Нам нужна следующая вкладка, которая называется Board Selector. Тут уже можно выбрать готовые платы, со всем распаянным. Сразу рекомендую нажать кнопку “>>”, которая будет показывать изображение платы.

Механизм тот же самый – слева выбираем что хочется, а справа получаем список того, где это есть. Потом открываем веб-сайт ближайшего магазина электроники и смотрим на наличие и цену. Лично у меня есть платы STM32L100 и STM32F3 (именно она изображения на скриншоте). Так как F3 мне нравится больше, то и в дальнейшем я буду использовать именно эту плату. Но повторюсь, вы можете использовать любую плату или процессор – главное, что бы он вам подошел по характеристикам.

Выбрав плату или процессор, жамкаем на кнопоку ОК в самом низу. Компьютер немного подумает и потом выдаст примерно вот такую картинку.

Слева будут всякие возможности, которые умеет процессор, а справа – как и на что распределены ножки и процессора. Если вы вышли сюда из выбора плат, то программа сама показала, что на плате куда подключено. Как видите, все ножки помечены разными цветами.

Желтенькие и светлозеленые – ножки, назначение которых изменить нельзя. Питание, земля и прочие подобные ножки.
Оранживенькие – ножки, на которые повешено то, что есть на плате и что можно либо отключить, либо заиспользовать. У меня это кварцевые резонаторы, гироскоп с компасом, USB порт и так далее.
Зелененькие – это ножки, на которые тоже повешено то, что есть на плате, но это ТО – кнопки, светодиодики и прочее. Грубо говоря, отличие только в сложности с точки зрения контроллера. Таким же цветом будут обозначаться и ножки, которые вы выделили для вашего проекта.
Серенькие – свободные ножки, которые можно использовать.

“Пришпилленость” ножки означает, что программа не может менять ее назначение, как бы этого ей не хотелось. Дело в том, что если у вас нету предпочтения, какой именно порт для чего использовать, то программа постарается “раскидать” их так, что бы микроконтроллер был наиболее функциональным.

Как менять назначение ножек? Есть два способа. Первый – это просто мышкой ткните на ножке. Вот для примера я ткнул на ножке, которая у меня подключена к голубой кнопке.

Как видите, эта ножка может выполнять аж 17 функций, но сейчас она работает как GPIO_Input (я ниже объясню, что это значит).

А второй способ – воспользоваться левой вкладкой и включить нужную функцию.

Как видим, у функции вообще горит желтый предупреждающий знак, который показывает, что что-то с ней не то. Открыв ее, можно увидеть подсвеченным красным подфункцию. В данном случае это IN1. Подведя мышку к красному, можно узнать, что с чем конфликтует. В данном конкретном случае можно увидеть, что 1й канал 1го аналого-цифрового преобразователя конфликтует на ножке процессора PA0, которая уже стоит в режиме GPIO_Input. Белиберда, да? Но ничего. Для примера можно обидеться и раз нам не дают использовать IN1, выбрать IN3, что бы это не значило. И обратите внимание, на рисунке процессора справа одновременно начнет показываться как “занятая” соответствующая ножка процессора. В нашем случае это PA3, в левом нижнем углу.

Дальше можно начинать включать те или иные функции, сообразуясь со своим мнением о прекрасном и расположением выводов на данной конкретной плате.

Итак, как же понять, какие функции можно повесить на ножку? Что бы не забивать голову, я опишу только наиболее нужные и часто используемые функции. Назначение других можете узнать сами, когда прижмет (но 90% это никогда не понадобится).

Итак, что можно выбрать?

ADC – Или АЦП, аналогово-цифровой преобразователь. Показывает значение напряжения. У большинства АЦП есть каналы, к которым он может подключаться. А каналы напрямую подключены к ножкам. То есть когда вам надо измерить напряжение на 1,2 и 3й ножке, то микроконтроллер на самом деле будет выполнять примерно следующее “подключить ацп к ножке 1, измерить, подключить ацп к ножке 2, измерить, подключить ацп к ножке 3, измерить”. В принципе, для большинства задач этого достаточно, ведь измерение одного канала занимает от 1 до 10 мс. Но есть задачи, когда необходимо реально одновременно измерить напряжение на несколких ножках. В таком случае используют два или больше АЦП. Например, в F3 серии аж 4 АЦП, поэтому мы можем измерять 4 уровня одновременно. Если мы заиспользуем все доступные ресурсы, то сможем за 0,1с измерить 59 аналоговых выводов (ардуинщики, вы рыдаете? :).

DAC – или ЦАП. Цифро-аналоговый преобразователь. Преобразует некоторое значение в уровень сигнала на выходе. Обычно один DAC имеет от 1 до 10 выходов, каждый из которых можно регулировать отдельно.

TIM – таймеры. Срабатывающие “раз в нное время” сигналы. На таймерах в stm делается очень многое – от PWM (управление сервомоторами и яркостью) до подсчета частоты смены сигнала на входе. Немножко к ним имеют отношение RTC – часы реального времени (которые считают минуты и секунды, а не тики и такты) и WDG – системы, которые автоматически перезагружают контроллер, если он завис, но я их касаться не буду

USART/UART – контроллеры для связи с “внешним миром”: с компьютерами, с другими контроллерами и так далее.

И наконец GPIO. Это порты общего назначения. То есть на них можно вешать все, что душе угодно. Они могут быть GPIO_Input – порт, работающий на вход (который принимает сигнал “есть” и “нет”) и GPIO_Output – порт, работающий на выход (который выдает сигнал “есть” и “нет”). Вы можете увидеть GPIO_Reset – это означает, что порт находится в хз каком стоянии и GPIO_EXTI – это выход прерывания. В общем лишнее на данном этапе.

Все ножки маркируются следующим способом: [подсистема]_[функция]. Пример:

ADC1_IN6 – 6й вход 1го АЦП контроллера
DAC1_OUT1 – 1й выход 1го ЦАП контроллера
USART1_TX – порт передачи 1 контроллера связи.

Но вернемся назад. Из всего выше перечисленного нам нужен один ADC ввод и один GPIO_Output вывод. Для ввода я заиспользую ADC1_IN2 (ножка PA1), а для вывода GPIO_Output – PC5. Они расположены на одной стороне реальной платы, поэтому мне будет удобно с ними работать. И что самое главное, они не конфликтуют ни с чем, что уже есть на плате.

Щелкаем и меняем назначение нужных нам ножек. Обратите внимание на то, что у PA1 нет булавки, а у PC5 – есть. Это та самая функция переназначения портов, когда вдруг функционал будет конфликтовать, а нам нет разницы, откуда его брать. Что бы “прикрепить” функционал к ножке, надо просто правой кнопкой мышки по ней щелкнуть и выбрать Signal Pinning. Теперь ни одна сволочь не отберет у нас ее :). Кстати, там же можно и дать название ножке, что бы не запутаться.

Согласитесь, так немного красивее? И так по всем ножкам-функциям, которые нам потребуются в нашем будующем устройстве. Не подходит что-то – возвращяемся назад и выбираем другую плату/микроконтроллер. Но я буду считать, что мы этот этап успешно преодолели и с большим трудом выбрали и назначили так нужные нам аналоговый порт на вход и цифровой порт на выход.

Можно сохранить проект на всякий случай, ибо это только начало.

Теперь щелкаем следующую вкладку – Clock Configuration. И у некоторых сейчас порвет мониторы 🙂

На этой вкладке вы можете увидеть, с какой скоростью работают внутренности микроконтроллера. Эта вкладка очень полезна тогда, когда мы озабочены энергопотреблением микроконтроллера. Играясь тут, можно легко на порядок понизить энергопотребление микроконтроллера. Но нам это не надо, поэтому переходим на следующую – Configuration

Тут отображаются те системы, которые будут использоваться в нашем контроллере. Не бойтесь лишних. Просто программа умная и сама добавлят то, что необходимо для жизни микроконтроллера.

На картинке мы видим включенный контроллер ADC1 (для него нужны контроллер DMA, NVIC и RCC) и контроллер GPIO (Для него нужен RCC). В общем, давайте поверим, что нам это надо.

На этом экране у нас есть возможность тонкой настройки. Жмем на ADC1

Тут собраны все тонкие настройки для данного контроллера. Особо менять нечего, за исключением подсвеченного – Continuous Conversion Mode. Поставьте его в Enabled. Данная галочка говорит, что мы желаем запрограммировать контроллер так, что бы он постоянно мерял свои входы. И более того, измерянные значения сразу присваивал переменным. Ну ленивый я, пусть железка сама все делает 🙂

Аналогичную картинку можно получить и по GPIO портам.

Тут можно тоже поизменять разные параметры, но нам тут менять тоже ничего не надо.

В общем, полезная вкладка, особенно когда начинаешь использовать более сложные вещи, как USART или USB – здесь можно настроить все.

И наконец, последняя вкладка – Power Consumption Calculator. Тут можно прикинуть, сколько электричества будет потреблять микроконтроллер.

Но подчеркиваю, именно прикинуть. Ибо система не знает, сколько потребляет то, что еще подключено к этому контроллеру. На приведенном выше скриншоте я уже понажимал все кнопки. Согласно картинке, если мы ничего не будем подключать к этому микроконтроллеру, то на полной мощности он будет потреблять 30 миллиампер. Или говоря другими словами, от одной батарейки АА он проработает 3 с лишним суток. И это я не тыкал в различные режимы энергосбережения …

Итак, остался один последний шаг. Сгенерировать исходный код, котрый будет компилироваться и прошиваться в контроллер. На панели сверху есть кнопка “шестеренка с палкой”. Нажимаем ее и …

Заполняем, где будут располагаться файлики и как мы обзовем проект. Так же выберем, для какой среды разработки будет генерироваться исходный текст. Выбор небольшой и все предлагаемые системы – полный шлак (тут конечно у каждого свои фломастеры, но тот же бесплатный CoCox уделывает Keil как бог черепаху), поэтому выберите MDK-ARM, как наиболее описанную в русском интернете.

Если вы запускаете генерацию в первый раз, система предложит скачать Firmware Package именно для вашего процессора. Ждем пока скачает и нагенерирует.

Увидели это окошко? Поздравляю! Вы прошли большую часть пути. Остался еще один шаг. Всего один …

Открываем браузер на https://www.keil.com/download/product/ и выбираем MDK-ARM v5. Вам дадут анкету, в которой реально проверяется только email. Проверяется – в смысле их сервер подключается к вашему серверу и проверяет валидность ящика, поэтому емайлы типа 2@1.co не проходят. Остальное нужно только для того, что бы выбрать, на каком языке потом вам напишет продавец со словами “купите у нас”. Как обычно, у данной версии есть ограничения и самым главным из которых является ограничение в объеме кода в 32 килобайта. Поверьте, это довольно приличный объем для микроконтроллеров и вам его хватит надолго. Но если вас это напрягает, то сами знаете где можно найти вылеченную версию совершенно бесплатно.

На данном этапе можете спокойно идти пить чай. Версия, которую вам предлагают, занимает 500 мегабайт и скачаться мгновенно не может. А самизнаетекакая версия занимает еще больше, потому что в нее напихали всякого нужного и ненужного.

Как обычно, рассказывать как ставить программы с помощью нажатия кнопки next, я не буду. Единственное, что при первом запуске вылезет Packs Installer – дождитесь, пока он отработает и закрывайте его. Так что ставьте Keil и в той папочке, куда сохранили проект, найдите каталог Projects, в нем MDK-ARM и там ваш файл с типом mVision4 Project. Нажимаем на него …

Я тут его немного сплющил, но вы увидите именно это. Теперь нажимаем на кнопочку, которая во втором ряду, под “открыть”. Похожа на папку для бумаг, в которую входит стрелочка. Ну или на клавиатуре F7. Этим мы запускаем компиляцию всего того, чего мы нагородили выше.

И только после того, как вы увидели в окошке снизу строчку 0 Errors(s), 0 Warning(s) вы можете поздравить себя – у вас есть полностью готовая прошивка для микроконтроллера. Ну и что, что она пока ничего не делает, зато 90% нашей первоначальной задачи уже выполнено. Теперь вы можете идти в магазин и покупать реальный микроконтроллер за реальные деньги. И у вас есть уверенность, что он заработает.

А вот как и что подключать к контроллеру – это уже в следующем посте.

Отписываясь на форумах, я обнаружил что после предложений “давай сделай, это же не сложно” получал в ответ “не, у меня с электричеством плохо, боюсь чего-нибудь сжечь” или другие подобные ответы. Товарищи, господа и пацаны! Поверьте, автомобиль по своей сути – набор проводков, предохранителей и выключателей. Даже “мозги” машины внутри себя состоят из большого количества выключателей. Так что придется сделать отступление и помочь овладеть этими переключателями.

Раз вы читаете это, значит у вас есть компьютер и браузер. Открываете браузер и идете на http://www.labcenter.com/. Там все по английски, но вам нужен раздел Downloads, а там скачать prodemo.exe. В этом здоровом файле находится редактор схем и печатных плат. А так же симулятор этих самых электрических схем. То есть вы можете как угодно “коротить”, “вешать сопли” и развлекаться другими способами: никакого урона электронике вы не нанесете.

Со скачанным с сайта есть одна засада: он не сохраняет и не печатает нарисованного. Но в интернете можно найти уже вылеченное и даже руссифицированное. Если сами не можете, спросите и вам ответят. В интернете же легко можно найти и инструкции, как и что делать с ним, поэтому я буду очень короток. Нет, я пойду другим путем.

Вот тут http://multik.org/carsim/ лежит готовый проект для proteus (просто скачайте файл carsim.dsn и кликните на нем – он откроется в proteus). Он довольно приблизительно имитирует электропроводку обычной машины. Знающие электрику начнут кривить носом и искать ошибки (а они там есть), а незнающие могут нажать слева внизу кнопочку “play” (треугольник вправо, если кто не понял) и поиграться. Поиграться в буквальном смысле: выключатели выключают и включают лампочки, а пипикалка пипикает.

При этом схема полностью отражает реалии: скажем, можно заменить предохранитель на имеющий более низкий номинал (Выделите мышкой предохранитель и нажмите Ctrl-E, там увидите что-то типа 2А) и увидеть, как он сгорает при попытке включить нагрузку.

Итак, что бы было понятно что к чему, пройдусь по схеме слева-направо.

Здесь имитация генератора и ключа зажигания (SW1), аккумулятора и отключателя массы (SW2) вместе с главным предохранителем. Вольтметр показывает напряжение в “бортовой сети”.

Тут имитация работы ближнего и дальнего света. Переключатель SW3 имеет три положения – выключено, ближний свет и дальний свет. Лампы L1 и L2 отвечают за “ближний”, а L3 и L4 – за “дальний”.

Эта часть имитирует салонный свет. 5 выключателей – это концевики дверей и багажника. Пока любой из них замкнут (соответствующая дверь открыта), будет гореть свет в салоне или лампочка L5.

Здесь можно поиграться с “уровнем топлива в баке”. Красивой стрелочки я не нашел, поэтому можете считать вольтметр за цифровой индикатор уровня горючего.

С последней частью предлагаю разобраться самим, главное громкость поменьше сделайте 🙂

Итак, я буду считать, что наиболее нетерпеливые наигрались, а некоторые даже пошли читать инструкции или даже смотреть (в гугле “proteus начинающим” выдаст все необходимое).

Вернемся к нашим баранам, а конкретно к тому, что мы можем встретить в машине для использования в наших целях.

Кнопки. Бывают нормально замкнутые (концевики в дверях) и нормально разомкнутые (кнопка сигнала). Принцип простой: нажал, она сменила состояние (замыкала цель – теперь размыкает) и будет в таком состоянии, пока ее не отпустить.

Выключатель. Такой же, как кнопка, только состояние фиксируется (держать не надо)

Переключатель. Полностью аналогичен выключателю, только коммутирует несколько выходов. Пример – SW3 выше. Или замок зажигания.

Енкодер. Тот же переключатель, только после переключения на последний выход начинает с первого. Самое распространенное применение – крутилки громкости на современных магнитолах. Можно вращать в любую сторону сколько угодно раз.

Переменный резистор (он же переменное сопротивление). Штука, меняющая свое сопротивление в зависимости от каких-то условий. Наиболее распространенный пример – датчик уровня топлива. Много топлива – сопротивление маленькое, мало – сопротивление большое.

И … в принципе все. Все остальные датчики можно рассматривать как комбинацию предидущих. Скажем, датчик Холла (используется как датчик скорости в раздатке/коробке и на колесах) – для наших целей это тот же самый переменный резистор, только его переменность зависит от магнитного поля. Датчик температуры – это выключатель или опять же резистор, состояние которых зависит от температуры. Датчик дождя – это резистор, который реагирует на отраженный каплями воды свет от стоящего рядом светодиодика.

Да, особняком стоят всякие OBD, CAN и прочие, но там все в цифре и я этого коснусь потом.

Как читать разные датчики я опишу через пару постов. Сейчас могу упомянуть только то, что из-за нежности микроконтроллеров ничего нельзя подключать “напрямую”.

С обратным управлением все гораздо проще: микроконтроллеры “дохлые” и поэтому без транзисторов/релюшек не обойтись вообще никак. Типовые схемы я тоже опишу.

Согласитесь, совсем не страшно же? Тогда в следующем посту будем выбирать конкретный микроконтроллер под ваши нужды.