AMK Computer
Zaujímavé odkazy
Vitaj
je 2024-10-06 00:30:51
Číslicová technika I
Číslicová technika je označenie pre obor zaoberajúci sa zariadeniami, ktoré spracovávajú signály nespojito vo forme číslicových dát (na rozdiel od zariadení, ktoré ich spracovávajú spojito a označujú sa analógové). Je základom mnohých zariadení súčasnej techniky.
Jej základom sú obvody, označované ako TTL, alebo CMOS. Nachádzajú sa v celej rade elektronických zariadení. Počnúc diaľkovým ovládaním k televízoru počnúc a samotným počítačom (ktorý j...
Číslicová technika je označenie pre obor zaoberajúci sa zariadeniami, ktoré spracovávajú signály nespojito vo forme číslicových dát (na rozdiel od zariadení, ktoré ich spracovávajú spojito a označujú sa analógové). Je základom mnohých zariadení súčasnej techniky.
Jej základom sú obvody, označované ako TTL, alebo CMOS. Nachádzajú sa v celej rade elektronických zariadení. Počnúc diaľkovým ovládaním k televízoru počnúc a samotným počítačom (ktorý je číslicovými obvodmi priam prepchatý).
Porovnanie analógového a číslicového signálu vidíme na obrázku č.3.
Jej základom sú obvody, označované ako TTL, alebo CMOS. Nachádzajú sa v celej rade elektronických zariadení. Počnúc diaľkovým ovládaním k televízoru počnúc a samotným počítačom (ktorý je číslicovými obvodmi priam prepchatý).
Porovnanie analógového a číslicového signálu vidíme na obrázku č.3.
Logické obvody
Obvody, ktoré spracovávajú digitálny signál. Ich vstupné a výstupné charakteristiky sú dané funkciou obvodu a vstupné a výstupné napätia sú dané použitou technológiou TTL (+5V) alebo C-MOS (dokážu spracovávať aj vyššie napätia, cca až 15V. Sú však kompatibilné s TTL technológiou a spoľahlivo pracujú aj pri napätí +5V. Jeden z obvodov TTL logiky vidíme na obrázku č. 1.
Arduino.
Arduino je open-source platforma, založená pôvodne na mikrokontroléri ATMega od firmy Atmel a grafickom vývojovom prostredí, ktoré vychádza z prostredia Wiring (podobný projekt ako Arduino, teda doska s mikrokontrolérom a IDE[1]) a Processing (prostredie pre výuku programovania).[2] Arduino môže byť použité k vytváraniu samostatných interaktívnych zapojení alebo môže byť pripojené k softvéri na počítači (napr. Macromedia Flash, Processing, Max/MS...
Arduino je open-source platforma, založená pôvodne na mikrokontroléri ATMega od firmy Atmel a grafickom vývojovom prostredí, ktoré vychádza z prostredia Wiring (podobný projekt ako Arduino, teda doska s mikrokontrolérom a IDE[1]) a Processing (prostredie pre výuku programovania).[2] Arduino môže byť použité k vytváraniu samostatných interaktívnych zapojení alebo môže byť pripojené k softvéri na počítači (napr. Macromedia Flash, Processing, Max/MSP, Pure Data, SuperCollider). Momentálne možno kúpiť verzie, ktoré sú už skompletované; schéma a návrh plošného spoja je dostupná pre tých, ktorí si chcú postaviť Arduino sami.
Projekt Arduino získal ocenenie v kategórii digitálnych komunít na Prix Ars Electronica 2006.
Vývojové prostredie Arduina (IDE) je viacplatformová aplikácia, naprogramovaná v Jave. Je navrhnuté tak, aby umožnilo programovať aj ľuďom, ktorí nemajú veľké skúsenosti s programovaním. Obsahuje editor kódu s bežnými vlastnosťami ako farebné označovanie syntaxe, automatické zarovnávanie a párovanie zátvoriek. Je schopné program skompilovať a nahrať do Arduina jedným kliknutím tlačidla. Program pre Arduino sa pomenúva anglickým slovom sketch.[25]
Programy pre Arduino sa píšu v programovacom jazyku C a C++(Niekedy je nesprávne označovaný ako Wiring[26]). IDE obsahuje knižnicu funkcií, ktoré uľahčujú písanie najzákladnejších operácii s hardvérom. Užívateľ musí definovať iba dve funkcie, aby sa získal spustiteľný program:
setup(): funkcia, ktorá sa spúšťa iba raz na začiatku programu a používa sa na nastavenie parametrov
loop(): funkcia, ktorá je periodicky spúšťana, pokiaľ je mikrokontrolér pripojený ku zdroju elektrickej energie
Typický prvý program pre Arduino je program na blikanie LED diódou. Program môže vyzerať takto[27]. Program využíva tri interné funkcie pinMode()[28], digitalWrite()[29] a delay()[30]. Tento program je obvykle nahraný na doske od samotného výrobcu.
Základné funkcie pogramu
Vstupy a výstupy ARDUINA
Na obrázku č. 2 vidíme vstupy a výstupy Arduina:
Napájacie napätie privedieme na vstupný konektor. Odporúčané vstupné napätie je 7,5V až 12V. Toto napätie sa ďalkej upravuje na potrebných 5V v napäťovom stabilizátore, čo si vyžaduje logika TTL. Ďalej je vstupný USB B konektor, pomocou ktorého dokážeme Arduino pripojiť k počítaču. USB konektor počítača obsahuje okrem vodičov na sériový prenos dát aj napájacie napätie 5V, čo môžeme s výhodou využiť aj na napájanie arduina.
Tlačidlo RESET slúži na reset obvodu pri zlyhaní programu - napríklad pri zacyklení. Obvod CH341 slúži ako prevodník USB na sériovú linku, s ktorou arduino vie pracovať. Ďalej kolíky označené ako ICS slúžia na prípadné programovanie arduina.
Ďalej kolíky D0 až D13 sú vstupné/výstupné kolíky, ktoré slúžia na digitálnu komunikáciu s okolím. Digitálny vstup/výstup pracuje s logikou TTL. Naviac kolíky D3, D5, D6, D9, D10, D11 sú špeciálne kolíky s funkciou PWM.
PWM (Pulse Width Modulation) kolík na Arduine umožňuje simulovať analógový výstup pomocou digitálneho signálu. PWM signál sa vytvára rýchlym zapínaním a vypínaním napätia, pričom pomer času, počas ktorého je signál zapnutý (duty cycle), určuje výsledné napätie.
Na doske Arduino sú PWM kolíky označené symbolom "~". Napríklad na Arduine Uno sú to kolíky 3, 5, 6, 9, 10 a 11. Tieto kolíky môžeme použiť na riadenie jasu LED, rýchlosti motorov a iných aplikácií, kde je potrebné meniteľne napätie.
Kolíky A0 až A5 predstavujú vstupné analógové kolíky. (bližšie informácie neskôr). Je však dôležité podotknúť, že kolíky A4 a Ah sú zároveň prepojené s kolíkmi SDA a SCL.
Kolíky SDA (Serial Data) a SCL (Serial Clock) na Arduine slúžia na komunikáciu pomocou I2C (Inter-Integrated Circuit) protokolu. Tento protokol umožňuje pripojenie viacerých zariadení (napríklad senzorov a displejov) k Arduinu pomocou iba dvoch vodičov.
SDA (Serial Data): Tento kolík prenáša dáta medzi Arduinom a pripojenými zariadeniami.
SCL (Serial Clock): Tento kolík prenáša hodinový signál, ktorý synchronizuje prenos dát medzi zariadeniami.
Na doske Arduino Uno sú kolíky SDA a SCL umiestnené na analógových kolíkoch A4 a A5. Použitím knižnice Wire.h môžeme jednoducho komunikovať s I2C zariadeniami.
Arduino má rôzne vstupné a výstupné kolíky (piny), ktoré umožňujú pripojenie a ovládanie rôznych zariadení. Tu je stručný prehľad:
Vstupné a výstupné kolíky:
Digitálne piny: Tieto piny môžu byť použité ako vstupy alebo výstupy. Na doske Arduino Uno je 14 digitálnych pinov označených ako D0 až D13.
Analógové piny: Tieto piny sú určené na čítanie analógových signálov. Na doske Arduino Uno je 6 analógových pinov označených ako A0 až A5.
Napájacie piny:Tieto piny poskytujú napájanie pre pripojené zariadenia. Zahŕňajú 5V, 3.3V a GND (zem).
Vlastnosti
Digitálne piny: Môžu byť nastavené ako vstupné alebo výstupné pomocou funkcie pinMode(). Môžu čítať alebo zapisovať hodnoty HIGH (vysoké napätie) a LOW (nízke napätie).
Analógové piny: Používajú sa na čítanie analógových hodnôt v rozsahu od 0 do 1023 pomocou funkcie analogRead().
PWM (Pulse Width Modulation): Niektoré digitálne piny (napr. D3, D5, D6, D9, D10, D11 na Arduino Uno) podporujú PWM, čo umožňuje simulovať analógové výstupy pomocou funkcie analogWrite().
Príkazy
Tieto základné príkazy a vlastnosti nám umožnia začať pracovať s Arduinom a vytvárať rôzne projekty.
Projekt Arduino získal ocenenie v kategórii digitálnych komunít na Prix Ars Electronica 2006.
Vývojové prostredie Arduina (IDE) je viacplatformová aplikácia, naprogramovaná v Jave. Je navrhnuté tak, aby umožnilo programovať aj ľuďom, ktorí nemajú veľké skúsenosti s programovaním. Obsahuje editor kódu s bežnými vlastnosťami ako farebné označovanie syntaxe, automatické zarovnávanie a párovanie zátvoriek. Je schopné program skompilovať a nahrať do Arduina jedným kliknutím tlačidla. Program pre Arduino sa pomenúva anglickým slovom sketch.[25]
Programy pre Arduino sa píšu v programovacom jazyku C a C++(Niekedy je nesprávne označovaný ako Wiring[26]). IDE obsahuje knižnicu funkcií, ktoré uľahčujú písanie najzákladnejších operácii s hardvérom. Užívateľ musí definovať iba dve funkcie, aby sa získal spustiteľný program:
setup(): funkcia, ktorá sa spúšťa iba raz na začiatku programu a používa sa na nastavenie parametrov
loop(): funkcia, ktorá je periodicky spúšťana, pokiaľ je mikrokontrolér pripojený ku zdroju elektrickej energie
Typický prvý program pre Arduino je program na blikanie LED diódou. Program môže vyzerať takto[27]. Program využíva tri interné funkcie pinMode()[28], digitalWrite()[29] a delay()[30]. Tento program je obvykle nahraný na doske od samotného výrobcu.
Základné funkcie pogramu
void setup(){
// tu napíšeš príkazy pre nastavenie arduina (definuj vstupy, výstupy na kolíkoch)
}
void loop(){
// nekonečná slučka – tu napíšeš program, ktorý sa má vykonávať
}
Vstupy a výstupy ARDUINA
Na obrázku č. 2 vidíme vstupy a výstupy Arduina:
Napájacie napätie privedieme na vstupný konektor. Odporúčané vstupné napätie je 7,5V až 12V. Toto napätie sa ďalkej upravuje na potrebných 5V v napäťovom stabilizátore, čo si vyžaduje logika TTL. Ďalej je vstupný USB B konektor, pomocou ktorého dokážeme Arduino pripojiť k počítaču. USB konektor počítača obsahuje okrem vodičov na sériový prenos dát aj napájacie napätie 5V, čo môžeme s výhodou využiť aj na napájanie arduina.
Tlačidlo RESET slúži na reset obvodu pri zlyhaní programu - napríklad pri zacyklení. Obvod CH341 slúži ako prevodník USB na sériovú linku, s ktorou arduino vie pracovať. Ďalej kolíky označené ako ICS slúžia na prípadné programovanie arduina.
Ďalej kolíky D0 až D13 sú vstupné/výstupné kolíky, ktoré slúžia na digitálnu komunikáciu s okolím. Digitálny vstup/výstup pracuje s logikou TTL. Naviac kolíky D3, D5, D6, D9, D10, D11 sú špeciálne kolíky s funkciou PWM.
PWM (Pulse Width Modulation) kolík na Arduine umožňuje simulovať analógový výstup pomocou digitálneho signálu. PWM signál sa vytvára rýchlym zapínaním a vypínaním napätia, pričom pomer času, počas ktorého je signál zapnutý (duty cycle), určuje výsledné napätie.
Na doske Arduino sú PWM kolíky označené symbolom "~". Napríklad na Arduine Uno sú to kolíky 3, 5, 6, 9, 10 a 11. Tieto kolíky môžeme použiť na riadenie jasu LED, rýchlosti motorov a iných aplikácií, kde je potrebné meniteľne napätie.
Kolíky A0 až A5 predstavujú vstupné analógové kolíky. (bližšie informácie neskôr). Je však dôležité podotknúť, že kolíky A4 a Ah sú zároveň prepojené s kolíkmi SDA a SCL.
Kolíky SDA (Serial Data) a SCL (Serial Clock) na Arduine slúžia na komunikáciu pomocou I2C (Inter-Integrated Circuit) protokolu. Tento protokol umožňuje pripojenie viacerých zariadení (napríklad senzorov a displejov) k Arduinu pomocou iba dvoch vodičov.
SDA (Serial Data): Tento kolík prenáša dáta medzi Arduinom a pripojenými zariadeniami.
SCL (Serial Clock): Tento kolík prenáša hodinový signál, ktorý synchronizuje prenos dát medzi zariadeniami.
Na doske Arduino Uno sú kolíky SDA a SCL umiestnené na analógových kolíkoch A4 a A5. Použitím knižnice Wire.h môžeme jednoducho komunikovať s I2C zariadeniami.
Arduino má rôzne vstupné a výstupné kolíky (piny), ktoré umožňujú pripojenie a ovládanie rôznych zariadení. Tu je stručný prehľad:
Vstupné a výstupné kolíky:
Digitálne piny: Tieto piny môžu byť použité ako vstupy alebo výstupy. Na doske Arduino Uno je 14 digitálnych pinov označených ako D0 až D13.
Analógové piny: Tieto piny sú určené na čítanie analógových signálov. Na doske Arduino Uno je 6 analógových pinov označených ako A0 až A5.
Napájacie piny:Tieto piny poskytujú napájanie pre pripojené zariadenia. Zahŕňajú 5V, 3.3V a GND (zem).
Vlastnosti
Digitálne piny: Môžu byť nastavené ako vstupné alebo výstupné pomocou funkcie pinMode(). Môžu čítať alebo zapisovať hodnoty HIGH (vysoké napätie) a LOW (nízke napätie).
Analógové piny: Používajú sa na čítanie analógových hodnôt v rozsahu od 0 do 1023 pomocou funkcie analogRead().
PWM (Pulse Width Modulation): Niektoré digitálne piny (napr. D3, D5, D6, D9, D10, D11 na Arduino Uno) podporujú PWM, čo umožňuje simulovať analógové výstupy pomocou funkcie analogWrite().
Príkazy
pinMode(pin, mode)digitalWrite(pin, value)digitalRead(pin)analogRead(pin)analogWrite(pin, value)Tieto základné príkazy a vlastnosti nám umožnia začať pracovať s Arduinom a vytvárať rôzne projekty.
223 Číslicová technika
Číslicová technika je označenie pre obor zaoberajúci sa zariadeniami, ktoré spracovávajú signály nespojito vo forme číslicových dát (na rozdiel od zariadení, ktoré ich spracovávajú spojito a označujú sa analógové). Je základom mnohých zariadení súčasnej techniky.
Bližšie informácie nájdeš v článkoch.
Ďalšie kategórie:
Novinky
AMK Computer © 2024