Среды разработки микроконтроллеров – для новичков в радиоделе

April 15, 2014 by admin Комментировать »

Несколько слов о среде разработки AVR-контроллеров AVRStudio Её можно бесплатно скачать с сайта разработчика микроконтроллеров Atmel Помимо ассемблера среда разработки поддерживает кодирование на языке Си с помощью бесплатного компилятора GCC Кстати современная версия компилятора поддерживает и С++ Это, скорее, важно для программистов, привыкших работать с этой версией языка Си

Как и все современные среды разработки, AVRStudio имеет отладчик и работает с рядом программаторов Так что, если вы остановили свой выбор на микроконтроллере AVR, если решили купить программатор, то есть смысл выбрать тот, что работает со средой программирования AVRStudio

И, почему я упоминал модуль Arduino – он тоже может программироваться из среды AVRStudio Используя модуль Arduino, вы сэкономите на покупке программатора Позже я расскажу ещё об

одном свойстве этого модуля А сейчас осталось упомянуть, что сегодня доступна 5 версия AVRStudio

Рис 164 Среда программирования AVRStudio 40

Для PIC-контроллеров можно использовать среду разработки от производителя Microchip MPLAB Сейчас появилась версия MPLAB X IDE, но и предыдущие версии обеспечивают всем необходимым для написания кода на ассемблере или Си, отладки и загрузки в микросхему, используя один из программаторов, с которым работает MPLAB

Рис 165 Среда программирования MPLAB

Предыдущие версии MPLAB (и AVRStudio) вполне успешно работали в Linux, хотя в Linux есть и свои среды разработки микроконтроллеров, работающие с бесплатными компиляторами языков высокого уровня

Многие начинающие работать с микроконтроллерами считают, что язык программирования, например Си, выучить сложнее, чем ассемблер Всё наоборот И ещё одна ошибка начинающих – они считают, что язык Basic, это совсем для «маленьких» Отнюдь

Рис 166 Среда разработки программ для PIC-контроллеров на языке Basic

Любой язык программирования предназначен к написанию  кода программы Самый трудный уровень программирования – машинные коды Более лёгкий способ – использование ассемблера Но легче освоить языки высокого уровня И все языки высокого уровня давно отошли от своих первоначальных видов, перестав быть языками для начинающих или языками для опытных программистов Сегодня выбор языка программирования, как и выбор микроконтроллера, обусловлен поставленной задачей и предыдущим опытом работы

Почему я часто советую использовать графический язык программирования

Любая программа вначале описывается Удобно это делать в графическом виде Как это давно используется в электрических схемах: графическое описание соединения всех компонентов устройства Вот пример среды разработки, использующей графический язык программирования Эта среда разработки называется Flowcode Чем она ещё удобна, так это возможностью одни и те же программы применить как к микроконтроллерам AVR, так и к PIC-контроллерам Достаточно готовую программу, написанную для одного вида контроллера, импортировать в программу для другого вида

И, поскольку трансляция в файл загрузки происходит в несколько этапов, вы получаете код, написанный на языке Си, и код на ассемблере То есть, изучая эти языки, вы имеете возможность вначале создать простую программу, проверить её работу на макетной плате, а затем обратиться к коду на другом языке, который использовать в другой среде разработки Правка, как правило, из- за разных компиляторов, требуется незначительная (если потребуется) Так Flowcode может работать с компилятором HI-TECH, с которым работает и программа MPLAB

237

Рис 167 Среда разработки Flowcode

Единственный, но очень важный недостаток этой среды разработки – её нужно покупать Однако, делая первые шаги, вполне можно использовать демо-версию Есть и бесплатный аналог этой среды разработки, но для Linux Называется программа KTechlab Помимо работы с контроллерами она позволяет ознакомиться с работой многих электронных компонентов Пока предпочтительней использовать не последнюю, а предыдущую (на сегодня) версию Или проделать с ней то, о чём я рассказывал в своей книге «Неоконченный рассказ о программе KTechlab»

Рис 168 Среда разработки KTechlab

И пример программы в этой среде разработки:

Рис 169 Пример программы в среде KTechlab

Среда разработки KTechlab позволяет отладить и проверить работу простых устройств, не выходя из программы Как и программа Flowcode Более сложные решения, дополненные другими элементами, удобно проверять в программе ISIS (Proteus), которую мы неоднократно использовали выше

Рис 1610 Проверка и отладка микроконтроллера в программе ISIS

Надеюсь, что мне удалось показать вам, что микроконтроллеры – это в первую очередь естественное развитие цифровой и микропроцессорной техники Показать, что это  очень интересно и совсем не загадочно Нужно только набраться терпения, подойти к вопросу рассудительно и без спешки, и доставить себе удовольствие в работе с этими прекрасными созданиями

Будучи развитием цифровой техники, микроконтроллеры в последнее время становятся популярны и в среде тех, кто привержен аналоговой технике Встроенные в микроконтроллеры модули АЦП и ЦАП, позволяют на базе микроконтроллера сделать, например, прекрасный ревербератор Который… Все вы знаете, что большая часть компакт-дисков с музыкой – это оцифровка виниловых грампластинок То есть, несут стерео запись Если вы любитель музыки, способный держать в руках паяльник, то можете поэкспериментировать с этими записями, используя разностный сигнал стереоканалов, пропущенный через ревербератор Получается очень интересная звуковая картина даже у знакомых произведений

Микроконтроллеры очень удобно применять в разных устройствах автоматики Будет ли это цифровой замок или устройство для аквариума

Конечно, намереваясь что-то разработать и собрать своё, следует руководствоваться здравым смыслом Приведу такой пример Для пополнения лаборатории мы задумали собрать генератор Для этого достаточно использовать одну микросхему серии 155 стоимостью 50-60 рублей Если вам нужен генератор одной частоты, то остальные детали обойдутся ещё рублей в 50 Но, если вы хотите получить несколько частот на выходе генератора, вам понадобится переключатель Что обойдётся вам ещё рублей в 200 Я заглянул сейчас на сайт агентства «Десси»: вы можете заказать по почте микроконтроллер PIC16F628A,  который обойдётся в 100 рублей

Используя контроллер и несколько кнопок, вы легко соберёте генератор с широким диапазоном частот Мало того, вы сможете управлять скважностью импульсов, что бывает иногда очень полезно И, наконец, это очень интересно  самому разработать и собрать такое устройство

Выше я говорил, что можно купить, а можно собрать модуль Arduino Разница в цене готового устройства и компонентов будет не столь значительна И в этом случае вам следует  только решить, что вам по силам, и что интереснее

Завершая эту главу беглого обзора микроконтроллеров, я хочу сказать, что любой, кто интересуется электроникой, должен попробовать работать с микроконтроллерами Это не круто, это интересно

Мы не собираемся лудить кастрюли И паяльник мы не просто включим, а для того, чтобы провести ряд «живых» экспериментов На протяжении всего предыдущего рассказа я использовал программы-симуляторы Их назначение в первую очередь образовательное, научить студентов азам электроники Поэтому возникает вопрос, а можно ли им доверять в практической деятельности

Вот этим мы сейчас и займёмся Постараемся сравнить результаты моделирования с проверкой на макете ряда схем Дело в том, что программы-симуляторы, существующие сегодня, являются прекрасным инструментом Но, как и любой инструмент, они требуют ясного понимания, где этот инструмент удобно применить Ведь вам не придёт в голову откручивать винт молотком (если нужда не заставит), вы возьмёте отвёртку – так вам подсказывает опыт С компьютером то же самое, нужен опыт, чтобы понять, где его применить, а где лучше обойтись без него

Если вы решили заняться электроникой, то вам обязательно понадобится осциллограф Ранее я несколько раз упоминал модуль Arduino, рассказывая о микроконтроллерах Причина в том, что модуль совместно с программой XOscillo (если верить автору программы) позволяет получить осциллограф, работающий до частоты в 7 кГц

Рис 171 Работа программы XOscillo с модулем Arduino

Большие возможности и выше наблюдаемую частоту вы получите, потратив около 2000 рублей:

Рис 172 USB осциллограф-приставка

Я уже упоминал модель осциллографа-приставки к компьютеру PCS100A Этот одноканальный осциллограф позволит вам наблюдать сигналы до 12 МГц Стоит он около 5000 рублей Единственный недостаток – необходимость иметь на компьютере LPT-порт

Некогда, довольно давно, я потратил более своей месячной зарплаты на покупку осциллографа С1-94 Мною двигала не столько необходимость, на работе был осциллограф посерьёзнее, сколько любопытство и пристрастие к разного рода приборам Прошло много лет, но я ни разу не пожалел о содеянном Осциллограф работает и сейчас, хотя сейчас я пользуюсь им редко Недавно я повторил этот шаг, обзаведясь похожим прибором:

Рис 173 Осциллограф-приставка PCSGU250

Приобрёл я его в интернет-магазине «Чип и Дип», обошёлся он мне примерно в 15000 рублей, но я надеюсь, что и в этот раз не пожалею о покупке Именно этот прибор я использую в дальнейшем рассказе

Для проведения экспериментов нам понадобится макетная плата, на которую я советую добавить панельку под микросхему DIP18 Её можно использовать для установки микросхем и других компонентов, нужных для проведения опытов

Я использую обычный паяльник: 25 Вт, 220 В Если вы будете экспериментировать с полевыми транзисторами или микросхемами, содержащими такие транзисторы, то можете рискнуть, не принимая никаких дополнительных мер, либо прочитать про эти дополнительные меры и воспользоваться рекомендациями

Время от времени следует поглядывать на жало до включения паяльника Припой растворяет жало паяльника, образуя кратер с неровными краями

Образовавшаяся каверна и острые края могут повредить дорожки печатной платы, когда вы выпаиваете детали И из-за плохого контакта рабочей поверхности с контактной площадкой пайка не получается так быстро и аккуратно, как с хорошо «заправленным» паяльником

Рис 174 Жало паяльника после долгой работы

Пора взять в руки напильники и привести медное жало паяльника в порядок

Я не исключаю, что современные паяльники не требуют такой обработки Но иногда от паяльника требуется добавить капельку припоя размером с булавочную головку Для этого нужно, чтобы припой слегка «тянулся», когда его берёшь паяльником, а это  у меня получается только  с паяльником, у которого медное жало

После обработки жала паяльника его осталось облудить Самый простой способ – включить паяльник, подождать пока нагреется достаточно, чтобы расплавить канифоль после этого я натираю рабочую часть жала припоем, по мере разогрева паяльника рабочая поверхность облуживается и паяльником можно пользоваться

Рис 175 Исправленное жало паяльника

Источник: Гололобов ВН,- Самоучитель игры на паяльнике (Об электронике для школьников и не только), – Москва 2012

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты