Терморегулятор своими руками схема на микроконтроллере: Термостат своими руками на микроконтроллере — Moy-Instrument.Ru

Содержание

Цифровой термометр-термостат для приборной панели автомобиля на PIC16F628A » RADIOSHEM.RU

Цифровой термометр-термостат для приборной панели автомобиля на PIC16F628A и датчике DS18B20

Данное устройство предназначено для замены штатного термометра автомоблия и управления охлаждающим вентилятором двигателя. Идеально подходит для установки в панель приборов автомобилей ВАЗ, но также подойдет практически для любого автомобиля.

Установив такой прибор вы получите:

— Высокую точность измерения температуры.
— Удобную и красивую индикацию в диапазоне от -55 до +125 градусов.
— Включение вентилятора при достижении 90 градусов и отключение при падении температуры до 87.
— Индикации перегрева. При 100 градусах цифры мигают и подается звуковой сигнал. При 110 градусах звуковой сигнал изменяется.
— Возможность устнановить его на место штатного термометра, не навредив дизайну панели.
— Использование единственного датчика для управления вентилятором и индикации температуры.


— Датчик легко встраивается в корпус неисправного штатного датчика температуры.
— Вывод звукового сигнала может быть настроен, как флаг. (например для управления внешним звуковым синтезатором или «колокольчиком»)
— В момент включения зажигания высвечивается короткая анимационная заставка (на время инициализации датчика, около 2-х секунд).
— Индикация выполнена на 3-х разрядном светодиодном индикаторе, естественно, их цвет может быть любым.

Схема прибора не сложная, собранна на единственной микросхеме — не дорогом и распространенном микроконтроллере PIC16F628A. Все делает именно он. Индикация динамическая, что снижает энергопотребление термометра. Схема показана на рисунке.

Датчик DS18B20 устанавливается в корпус штатного датчика (желательно не исправного, чтобы не курочить рабочий). Так же можно использовать самодельный корпус датчика. Соединение между устройством и датчиком лучше выполнить экранированным проводом, так же провод должен быть достаточно термостойким, т. к. работать ему придется около горячих деталей двигателя (подробнее о правильном монтаже датчика на рисунке в архиве). Все остальные детали монтируются на печатной плате, позволяющей легко вмонтировать этот прибор на место штатного термометра. Реле — это обычное стандартное автомобильное реле, с парой нормально разомкнутых контактов. Именно это реле включает вентилятор охлаждения.

! В новой версии прошивки снижена скорость опроса датчика, тем самым исключая его разогрев и завышение показаний на 1-2 градуса. Прошивка лежит в архиве, однако оставлена и старая версия.

Фото термометра-термостата

Схема терморегулятора для инкубатора своими руками

Приведенная ниже схема является развитием темы симисторного регулятора мощности. В данном случае добавляются термочувствительный и нагревательный элементы благодаря которым и поддерживается требуемая температура. Включая-отключая нагрузку, которой служит электронагреватель, терморегулятор регулирует температуру микросреды инкубатора, аквариума или другого замкнутого пространства.

Схема терморегулятора

  • R1 – 10 кОм;
  • R2 – 22 кОм;
  • R3 – 100 кОм;
  • R4 – 6,8 кОм;
  • R5 – 1 кОм;
  • R6 – 6,8 кОм;
  • R7 – 470 Ом;
  • R8 – 51 Ом;
  • R9 – 5,1 кОм;
  • R10 – 27 кОм 2Вт;
  • С1 – 0,33 мкФ;
  • DA1 – КР140УД6;
  • VT1 – КТ117;
  • VD1 – КС212Ж;
  • VD2 – КД105;
  • VS1 – КУ208Г.

Принцип работы терморегулятора

Итак, рассмотрим как работает схема терморегулятора для инкубатора своими руками: основой данного устройства является операционный усилитель DA1, работающий в режиме компаратора напряжений. На один вход подается изменяющееся напряжение с терморезистора R2, а на второй, задаваемое переменным резистором R5 и подстроечным R4. Для точной и грубой регулировки. В зависимости от области применения, подстроечный резистор можно и исключить.

При равенстве входных напряжений транзистор VT1, управляемый выходом компаратор – закрыт, на управляющем электроде VS1 ноль, а значит закрыт и симистор. При изменении температуры меняется сопротивление R2, а на разницу напряжений на входах компаратор отреагирует подачей открывающего сигнала на VT1. Появившееся на R8 напряжение откроет тиристор, пустив через нагрузку ток. Когда напряжения на входах операционного усилителя выравняются, он отключит нагрузку.
Питание управляющего каскада осуществляется через выпрямительный диод VD2 и гасящее сопротивление R10. При его сверхмалом потреблении тока – это вполне допустимо, как и использование для стабилизации питающего напряжения всего одного стабилитрона VD1. К тому же, управляющие цепи запитываются через нагрузку, на которой тоже происходит падение напряжения, особенно в нагретом состоянии.

Замены деталей

Обратите внимание на мощность резистора R10 — 2Вт, так же этот резистор должен выдерживать мгновенное напряжение 400В, если такой резистор не удается найти, его можно заменить несколькими последовательно включенными резисторами на меньшую мощность и напряжение.

В качестве стабилитрона VD1 можно установить BZX30C12 или любой другой стабилитрон на 12В близкий по параметрам.
Вместо VD2 можно поставить диод с обратным напряжением не менее 400В и током не менее 0,3А: например из серии 1N4004 — 1N4007
На место DA1 можно установить практически любой операционный усилитель, главное чтобы он работал в диапазоне питающих напряжений 10..15В.

А вот однопереходный транзистор КТ117 (VT1) не такой общераспространенный компонент электронных схем (зарубежные однопереходные транзисторы: 2N6027, 2N6028), зато его можно заменить схемой из двух биполярных транзисторов разной структуры и одного резистора 47 кОм. В схеме используются распространенные КТ315 и КТ361, но вполне могут использоваться и другие маломощные комплиментарные биполярные транзисторы.

Области применения терморегулятора

В основном, данное устройство применялось для термостабилизации птичьих инкубаторов. Где в роли тэнов выступали маломощные электрические лампочки по 60 Вт, соединенные параллельно по 4, 6 и 8 штук, в зависимости от размеров инкубатора и количества инкубируемых яиц.

Как монтировать обогреватель для инкубатора

  • лампы должны быть равномерно расположены над поверхностью яиц, на расстоянии 25-30 см от их поверхности;
  • терморезистор должен находиться как можно ближе к поверхности яиц, но не касаться их;
  • использовать вместо лампочек можно и другие нагреватели, но с малой теплоемкостью, к примеру, вольфрамовую проволоку, натянутую на керамическую рамку в форме тетраэдра.

Обогреватель для аквариума

Реже, такой терморегулятор применялся для поддержания заданной температуры в аквариумах с тропическими рыбками. Такая необходимость возникала из-за того, что большинство, выпускаемых для этих целей термообогревателей, имеет механический терморегулятор объединенный с тэном в одном корпусе. А следовательно, они поддерживают в заданных пределах свою, а не окружающую температуру. Это хорошо работает только в помещениях со стабильной, в пределах одного-двух градусов, своей температурой воздуха.

Особенности монтажа

  • из-за инертности воды, датчик и обогреватель должны быть разнесены, но в пределах прямой видимости (без перекрытия растениями и элементами декора) друг от друга;
  • из-за электропроводимости воды, датчик должен быть изолирован, либо средствами с хорошей теплопроводностью, либо тонким слоем обычного герметика;
  • допускается использование как обычных аквариумных обогревателей, так и регулируемых, с выставленной на максимум температурой.

Можно найти и другие сферы применения данному, несложному в изготовлении устройству. К примеру для рассадных парничков, сушильных шкафов, различных термованночек. На что вашей фантазии хватит. Только, если нагрузка допускает возможность короткого замыкания, необходимо добавить плавкий предохранитель на 1 А.

P.S.
Как говорилось выше данный простой терморегулятор применялся в инкубаторах раньше, сейчас на его смену пришли терморегуляторы с микроконтроллерным управлением, способные в автоматическом режиме понижать температуру в течении цикла инкубации. Да и сами инкубаторы обзавелись функцией регулирования влажности и переворачивания яиц.

Самый доступный для сборки терморегулятор для инкубатора

Так как я сам являюсь радиолюбителем, это моё хобби, я сам в свободное время собирал раньше терморегуляторы для инкубатора.

Я не применяю обычные термо реле так как это будет не очень точное поддержание температуры, я нашёл более хорошую схему для терморегулятора на импортных деталях, немного доработал её и вот что получилось.

И для брудеров (это клетки для обогрева молодняка)

Вот ниже схема терморегулятора электронного, у которого точность поддержания заданной температуры в пределах 0.1 -0.2 градуса.

Термик

Мощность подключаемой нагрузки до 500Вт.

Если же к выходному симистору прикрутить алюминиевый радиатор для эффективного охлаждения то он свободно выдержит нагрузку до 1Квт.

Перечень применяемых радио деталей в этом терморегуляторе :

  1. Микросхема LM311 (наш аналог К554СА3)
  2. Симистор BTB16  600BW
  3. Транзистор КТ973Б
  4. Диод  FR 157  на 1000В и ток 1 А.
  5. Стабилитрон KC 168А
  6. Светодиод АЛ307БМ красный
  7. Терморезистор — термодатчик, B57164К-223j  импортный на  22 кОМ
  8. Предохранитель ВП1-2-2А/250В можно на 3А
  9. Конденсаторы К10-17Б или импортные С1 — 0.33мкФ .   С2 — 0.047мкФ
  10. Подстроечный резистор Имп  3296W-103
  11. Переменный резистор СП3-4бм  47кОм , можно импортный на  50кОМ.
  12. Резистор R10 на 2Вт  на 15 кОм
  13. Резисторы R1 — 15 кОм  : R3 — 6.2 kOm : R4 — 510 Om  : R7 — 330 Om
  14.  ———-    R8 — 24 кОм  : R9 — 10 кОм

А вот и печатная плата для этой схемы, она без сверления, радио детали припаиваются прямо сверху на печатные дорожки, отверстия есть только для светодиода, он выводится с другой стороны платы, так же и переменное сопротивление, т.есть его ручка будет со стороны светодиода.

Ниже фотография полностью собранной платы, там же вы поймёте как и где припаиваются сами радиодетали, можно сказать что это монтажная схема терморегулятора.

Так же  терморегуляторы для инкубатора  (теперь цифровые)  которые ниже на фото, высылаю  по почте по вашему заказу после оплаты, так что если вы не можете сами собрать этот терморегулятор я вам помогу его приобрести, даю годовую гарантию, если что случится я заменю его бесплатно.

ВНИМАНИЕ!

Теперь продаётся только цифровая версия с 2016 года.  

Его цена 700руб вместе с Блоком питания на 12 вольт, остаётся только вам подключить нагрузку и всё будет работать.

Я думаю теперь у вас не возникнет вопроса о том где купить цифровой терморегулятор для инкубатора .

Терморегулятор своими руками: схема, видео, фото

Продолжаем нашу рубрику электронные самоделки, в этой статье мы будем рассматривать устройства, поддерживающие определенный тепловой режим, или же сигнализирующие о достижении нужного значения температуры. Такие устройства имеют очень широкую сферу применения: они могут поддерживать заданную температуру в инкубаторах и аквариумах, теплых полах и даже являться частью умного дома. Для вас мы предоставили инструкцию о том, как сделать терморегулятор своими руками и с минимумом затрат.

Немного теории

Простейшие измерительные датчики, в том числе и реагирующие на температуру, состоят из измерительного полуплеча из двух сопротивлений, опорного и элемента, меняющего свое сопротивление в зависимости от прилаживаемой к нему температуры. Более наглядно это представлено на картинке ниже.

Как видно из схемы, резистор R2 является измерительным элементом самодельного терморегулятора, а R1, R3 и R4 опорным плечом устройства. Это терморезистор. Он представляет собой проводниковый прибор, который изменяет своё сопротивление при изменении температуры.

Элементом терморегулятора, реагирующим на изменение состояния измерительного плеча, является интегральный усилитель в режиме компаратора. Данный режим переключает скачком выход микросхемы из состояния выключено в рабочее положение. Таким образом, на выходе компаратора мы имеем всего два значения «включено» и «выключено». Нагрузкой микросхемы является вентилятор для ПК. При достижении температуры определенного значения в плече R1 и R2 происходит смещение напряжения, вход микросхемы сравнивает значение на контакте 2 и 3 и происходит переключение компаратора. Вентилятор охлаждает необходимый предмет, его температура падает, сопротивление резистора меняется и компаратор отключает вентилятор. Таким образом поддерживается температура на заданном уровне, и производится управление работой вентилятора.

Обзор схем

Напряжение разности с измерительного плеча поступает на спаренный транзистор с большим коэффициентом усиления, а в качестве компаратора выступает электромагнитное реле. При достижении на катушке напряжения, достаточного для втягивания сердечника, происходит ее срабатывание и подключение через ее контакты исполнительных устройств. При достижении заданной температуры, сигнал на транзисторах уменьшается, синхронно падает напряжение на катушке реле, и в какой-то момент происходит расцепление контактов и отключение полезной нагрузки.

Особенностью такого типа реле является наличие гистерезиса — это разница в несколько градусов между включением и отключением самодельного терморегулятора, из-за присутствия в схеме электромеханического реле. Таким образом, температура всегда будет колебаться на несколько градусов возле нужного значения. Вариант сборки, предоставленный ниже, практически лишен гистерезиса.

Принципиальная электронная схема аналогового терморегулятора для инкубатора:

Данная схема была очень популярна для повторения в 2000 годах, но и сейчас она не потеряла актуальность и с возложенной на нее функцией справляется. При наличии доступа к старым деталям, можно собрать терморегулятор своими руками практически бесплатно.

Сердцем самоделки является интегральный усилитель К140УД7 или К140УД8. В данном случае он подключен с положительной обратной связью и является компаратором. Термочувствительным элементом R5 служит резистор типа ММТ-4 с отрицательным ТКЕ, это значит, что при нагревании его сопротивление уменьшается.

Выносной датчик подключается через экранированный провод. Для уменьшения наводок и ложного срабатывания устройства, длина провода не должна превышать 1 метр. Нагрузка управляется через тиристор VS1 и максимально допустимая мощность подключаемого нагревателя зависит от его номинала. В данном случае 150 Ватт, электронный ключ — тиристор необходимо установить на небольшой радиатор, для отвода тепла. В таблице ниже представлены номиналы радиоэлементов, для сборки терморегулятора в домашних условиях.

Устройство не имеет гальванической развязки от сети 220 Вольт, при настройке будьте внимательны, на элементах регулятора присутствует сетевое напряжение, которое опасно для жизни. После сборки обязательно изолируйте все контакты и поместите устройство в токонепроводящий корпус. На видео ниже рассматривается, как собрать терморегулятор на транзисторах:

Самодельный термостат на транзисторах

Теперь расскажем как сделать регулятор температуры для теплого пола. Рабочая схема срисована с серийного образца. Пригодится тем, кто хочет ознакомиться и повторить, или как образец для поиска неисправности прибора.

Центром схемы является микросхема стабилизатора, подключенная необычным способом, LM431 начинает пропускать ток при напряжении выше 2,5 Вольт. Именно такой величины у данной микросхемы внутренний источник опорного напряжения.  При меньшем значении тока она ни чего не пропускает. Эту ее особенность стали использовать во всевозможных схемах терморегуляторов.

Как видим, классическая схема с измерительным плечом осталась: R5, R4 – дополнительные резисторы делителя напряжения, а R9 — терморезистор. При изменении температуры происходит сдвиг напряжения на входе 1 микросхемы, и в случае, если оно достигло порога срабатывания, то напряжение идет дальше по схеме. В данной конструкции нагрузкой для микросхемы TL431 являются светодиод индикации работы HL2 и оптрон U1, для оптической развязки силовой схемы от управляющих цепей.

Как и в предыдущем варианте, устройство не имеет трансформатора, а получает питание на гасящей конденсаторной схеме C1, R1 и R2, поэтому оно так же находится под опасным для жизни напряжением, и при работе со схемой нужно быть предельно осторожным. Для стабилизации напряжения и сглаживания пульсаций сетевых всплесков, в схему установлен стабилитрон VD2 и конденсатор C3. Для визуальной индикации наличия напряжения на устройстве установлен светодиод HL1. Силовым управляющим элементом является симистор ВТ136 с небольшой обвязкой для управления через оптрон U1.

При данных номиналах диапазон регулирования находится в пределах 30-50°С. При кажущейся на первый взгляд сложности конструкция проста в настройке и легка в повторении. Наглядная схема терморегулятора на микросхеме TL431, с внешним питанием 12 вольт для использования в системах домашней автоматики представлена ниже:

Данный терморегулятор способен управлять компьютерным вентилятором, силовым реле, световыми индикаторами, звуковыми сигнализаторами. Для управления температурой паяльника существует интересная схема с использованием все той же интегральной микросхемы TL431.

Для измерения температуры нагревательного элемента используют биметаллическую термопару, которую можно позаимствовать с выносного измерителя в мультиметре или купить в специализированном магазине радиодеталей. Для увеличения напряжения с термопары до уровня срабатывания TL431, установлен дополнительный усилитель на LM351. Управление осуществляется через оптрон MOC3021 и симистор T1.

При включении терморегулятора в сеть необходимо соблюдать полярность, минус регулятора должен быть на нулевом проводе, иначе фазное напряжение появится на корпусе паяльника, через провода термопары. В этом и является главный недостаток этой схемы, ведь не каждому хочется постоянно проверять правильность подключения вилки в розетку, а если пренебречь этим, то можно получить удар током или повредить электронные компоненты во время пайки.  Регулировка диапазона производится резистором R3. Данная схема обеспечит долгую работу паяльника, исключит его перегрев и увеличит качество пайки за счет стабильности температурного режима.

Еще одна идея сборки простого терморегулятора рассмотрена на видео:

Регулятор температуры на микросхеме TL431

Также дополнительно рекомендуем просмотреть еще одну идею сборки термостата для паяльника:

Простой регулятор для паяльника

Терморегулятор – неотъемлемая часть практически любого инкубатора, и его конструкция зависит от того, насколько он сложен и объемен. В зависимости от типа инкубатора такой прибор требуемой модификации можно приобрести в готовом виде или собрать своими руками.

Терморегулятор для инкубатора: особенности, схема и видеообзор

Многие птицеводы хотят разводить кур с помощью инкубатора. Главный ключ к успеху — это постоянная температура, которую можно контролировать с помощью терморегулятора. Как сделать терморегулятор своими руками для инкубатора просто и правильно — об этом вы узнаете далее.

Изготавливаем простой терморегулятор

Для успешного развития зародышей необходима постоянная температура 37,7 °C. Колебание температуры должно быть в области +/—0,1 °C, при лампочках мощности 12 вольт. Для поддержания ее на этом уровне используются регуляторы температуры. Своими руками, обладая определёнными знаниями, довольно просто создать этот электротехнический прибор.

Инструменты и материалы

  • паяльник;
  • отвертки;
  • лупа;
  • плоскогубцы.
  • изолента;
  • медные провода;
  • фольгированный текстолит;
  • лампы;
  • светодиоды;
  • плата;
  •  полупроводники;
  • электронные элементы, такие как тиристор, стабилитроны, терморезистор, транзисторы и прочее.

Схема терморегулятора

Пошаговая инструкция

  1. Первое, что нужно, это соответствующая микросхема, например, К561ЛА7, CD4011B и другие.
  2. Схему нужно подготовить к прокладыванию дорожек. Как это сделать и в каком порядке лучше всего соединять между собой элементы схем, вы сможете узнать в видео.
  3. К таким схемам подходят терморезисторы с напряжением 1 kOm до 15 kOm, он должен находиться внутри инкубатора в висячем положении.
  4. Нагреватель должен быть включён в цепь тиристора, так как смена напряжения, зависящая от падения температуры, влияет на транзисторы.
  5. В результате такой цепочки нагреватель будет греть систему до тех пор, пока напряжение в термодатчике не вернётся в обратное положение.
  6. В таких терморегуляторах необходима настройка датчиков. При сильных перепадах температуры окружающей среды желательно контролировать нагрев в инкубаторе.

Цифровой прибор на микроконтроллере

Также можно смастерить простой терморегулятор, если есть нужда в микроконтроллере и вентиляторе в 12 вольт.

Инструменты и материалы

Такой прибор является модификацией простого, соответственно, помимо материалов, описанных выше нужно приобрести:

  • стандартные красные светодиоды;
  • кнопки;
  • внутренний генератор на 4 Мгц;
  • дисплей.

Внешний вид простого терморегулятора

Пошаговая инструкция

  1. Микроконтроллер должен быть связан с датчиком температуры и иметь выходы портов для стандартных светодиодов, которые связаны с генератором.
  2. При подаче питания на схему 220V включаются светодиоды, сигнализирующие о работе.
  3. В микроконтроллере есть память, которая возвращает сбившиеся установки в изначально указанные значения.

Видео «Как сделать термостат своими руками»

Все подробные инструкции, примеры и правила для того, чтоб сделать терморегулятор (термостат) для инкубатора, вы можете узнать в этом видео.

 Загрузка … Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Похожие статьи

Замена термостата, пошаговое руководство

Это руководство по замене термостата проведет вас шаг за шагом процесс выбора и установки нового агрегата. Обращение к дилеру систем кондиционирования воздуха для этого стоимость не менее 200 долларов. С помощью опытного специалиста по ОВКВ вы можете сделать это самостоятельно. и сохраните. Вы можете посмотреть, как это делает профессионал, на плеере ниже и даже купить новый термостат.

** ПРИМЕЧАНИЕ ** ТОЛЬКО ВЫ МОЖЕТЕ РЕШИТЬ, ЕСТЬ ЛИ У ВАС НАВЫКИ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЭТА ЗАДАЧА.ДАННОЕ РУКОВОДСТВО НЕ МОЖЕТ РАССМОТРЕТЬ ВСЕ ВОЗМОЖНЫЕ СИТУАЦИИ.

Мы рассмотрим здесь только установку цифровых модулей, потому что есть действительно никакой пользы от установки механического агрегата.

Проблемы с вашим существующим термостатом?

Если у вас возникли проблемы с печью или кондиционером, вы можете проверить термостат. для правильной работы. Для начала отключите питание печи и / или блока переменного тока и переключите вентилятор из автоматического режима в в режиме.Затем, если у вас возникли проблемы с печью, вы можете отключить клеммы r и w. на термостате. Скрутите два провода вместе и снова включите питание. Если печь включается, термостат неисправен и вам следует продолжить замену термостата. Если печь не включается, проблема не в термостате. Если у вас проблемы с переменным током, отсоедините провода от клемм r и y и скрутите их вместе. Снова включите питание печи и / или блока переменного тока.Если система запускает термостат неисправен и подлежит замене. Если AC по-прежнему не работает, проблема не в термостат.

Какой тип термостата мне нужен?

Первым шагом является осмотр ваших систем отопления и охлаждения, чтобы определить, какой у вас тип (тепло насос, бойлер, топка, плинтус электрический) Если у вас бойлер, нужно посчитать количество проводов в старом термостате. если ты для трех проводов требуется специальный блок.Другое дело — проверить количество ступеней нагрева и охлаждения. Это может Лучше всего это сделать, заглянув внутрь старого термостата. Если у вас более одного этапа при охлаждении будут клеммы y1 и y2 с проводами на них. Если у вас двухступенчатый печи будут клеммы w1 и w2 с проводами на них. Затем вы должны знать источник питания, доступный для устройства. Этого можно добиться глядя на существующий элемент управления. Если вы заменяете цифровой блок, ищите клемму C.Если клеммы C нет или к ней не подключен провод, вам понадобится аккумулятор. эксплуатируемый сменный блок. Если есть клемма C с прикрепленным к ней проводом, вы можете использовать система или блок с батарейным питанием. Если вы заменяете механический термостат, лучше всего чтобы получить замену с батарейным питанием.

** ГОРЯЧИЙ СОВЕТ ** Обычно рекомендуется поискать новое устройство с двойным питание. Это означает, что он может питаться от системы или аккумулятора. Он скажет вам на пакет.

Теперь, когда вы знаете, какой тип замены вам нужен, вы можете проверить наши характеристики термостата. страницу, чтобы найти лучшие бренды.

Посмотреть видео

Вы можете посмотреть пошаговое видео здесь!

определение микроконтроллера и синонимов микроконтроллера (английский)

Кристалл от Intel 8742, 8-битного микроконтроллера, который включает в себя ЦП с тактовой частотой 12 МГц, 128 байт ОЗУ, 2048 байт СППЗУ и ввод / вывод в том же чипе.

Микроконтроллер (иногда сокращенно µC , uC или MCU ) представляет собой небольшой компьютер на одной интегральной схеме, содержащий ядро ​​процессора, память и программируемые периферийные устройства ввода / вывода. Программная память в виде NOR flash или OTP ROM также часто включается в чип, как и обычно небольшой объем RAM. Микроконтроллеры предназначены для встроенных приложений, в отличие от микропроцессоров, используемых в персональных компьютерах или других приложениях общего назначения.

Микроконтроллеры

используются в автоматически управляемых продуктах и ​​устройствах, таких как системы управления автомобильными двигателями, имплантируемые медицинские устройства, пульты дистанционного управления, офисная техника, бытовая техника, электроинструменты, игрушки и другие встроенные системы. Уменьшая размер и стоимость по сравнению с конструкцией, в которой используется отдельный микропроцессор, память и устройства ввода / вывода, микроконтроллеры делают более экономичным цифровое управление еще большим количеством устройств и процессов. Распространены микроконтроллеры смешанного сигнала, объединяющие аналоговые компоненты, необходимые для управления нецифровыми электронными системами.

Некоторые микроконтроллеры могут использовать четырехбитные слова и работать с тактовой частотой до 4 кГц для низкого энергопотребления (милливатты или микроватты). Как правило, они будут иметь возможность сохранять функциональность во время ожидания события, такого как нажатие кнопки или другое прерывание; энергопотребление во время сна (частота процессора и большинство периферийных устройств отключены) может составлять всего нановатт, что делает многие из них хорошо подходящими для приложений с длительным сроком службы батарей. Другие микроконтроллеры могут выполнять критически важные для производительности роли, где им может потребоваться действовать больше как процессор цифровых сигналов (DSP) с более высокими тактовыми частотами и потребляемой мощностью.

История

Первым однокристальным микропроцессором стал 4-битный Intel 4004, выпущенный в 1971 году, а Intel 8008 и другие более мощные микропроцессоры станут доступны в течение следующих нескольких лет. Однако оба процессора требовали внешних чипов для реализации работающей системы, что увеличивало общую стоимость системы и делало невозможным экономичную компьютеризацию устройств.

Смитсоновский институт утверждает, что инженерам TI Гэри Буну и Майклу Кокрану удалось создать первый микроконтроллер в 1971 году.Результатом их работы стал TMS 1000, который поступил в продажу в 1974 году. Он сочетал в себе постоянную память, память для чтения / записи, процессор и часы на одном кристалле и был предназначен для встраиваемых систем. [1]

Частично в ответ на существование однокристального TMS 1000, [2] Intel разработала компьютерную систему на микросхеме, оптимизированной для приложений управления, Intel 8048, первые коммерческие части которой были поставлены в 1977 году. [2] Он объединил ОЗУ и ПЗУ на одном чипе.Этот чип будет использоваться более чем в миллиардах клавиатур ПК и других многочисленных приложениях. В то время президент Intel Люк Дж. Валентер заявил, что микроконтроллер был одним из самых успешных в истории компании, и увеличил бюджет подразделения более чем на 25%.

У большинства микроконтроллеров в то время было два варианта. У одного была стираемая программная память EPROM, которая была значительно дороже, чем вариант PROM, который можно было программировать только один раз. Для стирания EPROM требовалось воздействие ультрафиолетового света через прозрачную кварцевую крышку.Одноразовые детали можно было изготавливать в более дешевых непрозрачных пластиковых упаковках.

В 1993 году введение памяти EEPROM позволило микроконтроллерам (начиная с Microchip PIC16x84) [1] [требуется ссылка ] быстро электрически стереть без дорогостоящего пакета, необходимого для EPROM, что позволяет как быстрое прототипирование, так и Системное программирование. В том же году Atmel представила первый микроконтроллер, использующий флэш-память. [3] Другие компании быстро последовали их примеру с обоими типами памяти.

Стоимость

со временем резко упала: самые дешевые 8-битные микроконтроллеры были доступны в количестве менее 0,25 доллара (тысячи) в 2009 году, [ цитата требуется ] и некоторые 32-разрядные микроконтроллеры примерно за 1 доллар в аналогичных количествах.

В настоящее время микроконтроллеры дешевы и легко доступны для любителей, с большими онлайн-сообществами вокруг определенных процессоров.

В будущем MRAM потенциально может использоваться в микроконтроллерах, так как она имеет неограниченный срок службы, а стоимость процесса наращивания полупроводниковой пластины относительно невысока.

Объемы

Около 55% всех продаваемых в мире процессоров — это 8-битные микроконтроллеры и микропроцессоры. По данным Semico, в 2006 году было продано более четырех миллиардов 8-битных микроконтроллеров. [4]

В типичном доме в развитой стране, скорее всего, будет всего четыре микропроцессора общего назначения и около трех десятков микроконтроллеров. Типичный автомобиль среднего класса имеет до 30 или более микроконтроллеров. Их также можно найти во многих электрических устройствах, таких как стиральные машины, микроволновые печи и телефоны.

Микроконтроллер PIC 18F8720 в 80-выводном корпусе TQFP.

Встроенный дизайн

Микроконтроллер можно рассматривать как автономную систему с процессором, памятью и периферийными устройствами и можно использовать как встроенную систему. [5] Большинство микроконтроллеров, используемых сегодня, встроены в другое оборудование, такое как автомобили, телефоны, бытовые приборы и периферийные устройства для компьютерных систем. Хотя некоторые встроенные системы очень сложны, многие из них имеют минимальные требования к памяти и длине программы, без операционной системы и с низкой сложностью программного обеспечения. Типичные устройства ввода и вывода включают переключатели, реле, соленоиды, светодиоды, небольшие или настраиваемые ЖК-дисплеи, радиочастотные устройства и датчики данных, таких как температура, влажность, уровень освещенности и т. Д. Встроенные системы обычно не имеют клавиатуры, экрана, дисков, принтеров. или другие распознаваемые устройства ввода-вывода персонального компьютера и могут не иметь устройств взаимодействия с человеком любого типа.

Прерывания

Микроконтроллеры

должны обеспечивать реакцию в реальном времени (предсказуемую, но не обязательно быструю) на события во встроенной системе, которой они управляют.Когда происходят определенные события, система прерывания может сигнализировать процессору, чтобы он приостановил обработку текущей последовательности команд и начал процедуру обслуживания прерывания (ISR, или «обработчик прерывания»). ISR выполнит любую требуемую обработку в зависимости от источника прерывания, прежде чем вернуться к исходной последовательности команд. Возможные источники прерывания зависят от устройства и часто включают в себя такие события, как переполнение внутреннего таймера, завершение аналого-цифрового преобразования, изменение логического уровня на входе, например, при нажатии кнопки, и данные, полученные по каналу связи.Когда потребление энергии важно, как в устройствах с батарейным питанием, прерывания могут также вывести микроконтроллер из состояния сна с низким энергопотреблением, когда процессор останавливается до тех пор, пока периферийное событие не потребует каких-либо действий.

Программы

Обычно программы микроконтроллера должны умещаться в доступной программной памяти на кристалле, поскольку создание системы с внешней расширяемой памятью было бы дорогостоящим. Компиляторы и ассемблеры используются для преобразования кодов языков высокого уровня и ассемблера в компактный машинный код для хранения в памяти микроконтроллера.В зависимости от устройства, программная память может быть постоянной, доступной только для чтения, которая может быть запрограммирована только на заводе, или программная память может быть изменяемой на месте флеш-памятью или стираемой постоянной памятью.

Производители часто выпускают специальные версии своих микроконтроллеров, чтобы помочь при разработке аппаратного и программного обеспечения целевой системы. Первоначально они включали версии EPROM, которые имеют «окно» в верхней части устройства, через которое память программ может быть стерта ультрафиолетовым светом, готовая к перепрограммированию после программирования («прожига») и цикла тестирования.С 1998 года версии EPROM редки и были заменены EEPROM и flash, которые проще в использовании (можно стереть электронным способом) и дешевле в производстве.

Могут быть доступны и другие версии, где доступ к ПЗУ осуществляется как к внешнему устройству, а не как к внутренней памяти, однако они становятся все более редкими из-за широкой доступности дешевых программаторов микроконтроллеров.

Использование программируемых устройств на микроконтроллере может позволить обновление микропрограмм на месте или разрешить поздние заводские изменения продуктов, которые были собраны, но еще не отгружены. Программируемая память также сокращает время, необходимое для развертывания нового продукта.

Там, где требуются сотни тысяч идентичных устройств, использование деталей, запрограммированных во время производства, может быть экономичным вариантом. Эти «запрограммированные по маске» части имеют программу, заложенную таким же образом, как и логика микросхемы, в то же время.

Настраиваемый микроконтроллер включает в себя блок цифровой логики, который может быть персонализирован для обеспечения дополнительных возможностей обработки, периферийных устройств и интерфейсов, адаптированных к требованиям приложения.Например, AT91CAP от Atmel имеет логический блок, который может быть настроен производителем в соответствии с требованиями пользователя.

Другие особенности микроконтроллера

Микроконтроллеры

обычно содержат от нескольких до нескольких десятков контактов ввода / вывода общего назначения (GPIO). Контакты GPIO программно конфигурируются либо для состояния ввода, либо для вывода. Когда контакты GPIO настроены на входное состояние, они часто используются для считывания датчиков или внешних сигналов. Сконфигурированные в состояние выхода, контакты GPIO могут управлять внешними устройствами, такими как светодиоды или двигатели.

Многим встроенным системам необходимо считывать данные с датчиков, вырабатывающих аналоговые сигналы. Это предназначение аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Поскольку процессоры созданы для интерпретации и обработки цифровых данных, то есть единиц и нулей, они не могут ничего делать с аналоговыми сигналами, которые могут быть отправлены на него устройством. Таким образом, аналого-цифровой преобразователь используется для преобразования входящих данных в форму, которую может распознать процессор. Менее распространенной функцией некоторых микроконтроллеров является цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), который позволяет процессору выводить аналоговые сигналы или уровни напряжения.

Помимо преобразователей, многие встроенные микропроцессоры также включают различные таймеры. Одним из наиболее распространенных типов таймеров является программируемый интервальный таймер (PIT). PIT может либо отсчитывать от некоторого значения до нуля, либо до емкости счетного регистра, переполняясь до нуля. Как только он достигает нуля, он отправляет прерывание процессору, показывая, что счет завершен. Это полезно для таких устройств, как термостаты, которые периодически проверяют температуру вокруг себя, чтобы узнать, нужно ли включать кондиционер, обогреватель и т. Д.

Выделенный блок широтно-импульсной модуляции (ШИМ) позволяет ЦП управлять преобразователями мощности, резистивными нагрузками, двигателями и т. Д. Без использования большого количества ресурсов ЦП в жестких циклах таймера.

Блок универсального асинхронного приемника / передатчика

(UART) позволяет принимать и передавать данные по последовательной линии с очень небольшой нагрузкой на ЦП. Специальное встроенное оборудование также часто включает в себя возможности для связи с другими устройствами (микросхемами) в цифровых форматах, таких как I²C и последовательный периферийный интерфейс (SPI).

Высшая степень интеграции

Микроконтроллеры

могут не реализовывать внешний адрес или шину данных, поскольку они объединяют ОЗУ и энергонезависимую память на том же чипе, что и ЦП. Используя меньшее количество контактов, микросхему можно поместить в гораздо меньший и более дешевый корпус.

Интеграция памяти и других периферийных устройств на одном кристалле и их тестирование как единое целое увеличивает стоимость этого чипа, но часто приводит к снижению чистой стоимости встроенной системы в целом. Даже если стоимость ЦП со встроенными периферийными устройствами немного превышает стоимость ЦП и внешних периферийных устройств, меньшее количество микросхем обычно позволяет использовать меньшую и более дешевую печатную плату и снижает трудозатраты, необходимые для сборки и тестирования печатной платы.

Микроконтроллер — это отдельная интегральная схема, обычно имеющая следующие характеристики:

Эта интеграция резко сокращает количество микросхем, а также объем проводки и места на печатной плате, которые потребуются для создания эквивалентных систем с использованием отдельных микросхем. Кроме того, в частности, на устройствах с малым числом выводов каждый вывод может взаимодействовать с несколькими внутренними периферийными устройствами, при этом функция вывода выбирается программно. Это позволяет использовать деталь в более широком спектре приложений, чем если бы выводы имели специальные функции.Микроконтроллеры оказались очень популярными во встроенных системах с момента их появления в 1970-х годах.

В некоторых микроконтроллерах используется гарвардская архитектура: отдельные шины памяти для инструкций и данных, позволяющие осуществлять доступ одновременно. Если используется гарвардская архитектура, командные слова для процессора могут иметь размер в битах, отличный от длины внутренней памяти и регистров; например: 12-битные инструкции, используемые с 8-битными регистрами данных.

Часто бывает сложно решить, какое периферийное устройство интегрировать.Производители микроконтроллеров часто жертвуют рабочими частотами и гибкостью системной конструкции в соответствии со сроками вывода на рынок требований своих клиентов и общей более низкой стоимостью системы. Производители должны найти баланс между минимизацией размера чипа и дополнительными функциями.

Архитектура микроконтроллеров сильно различается. Некоторые конструкции включают ядра микропроцессоров общего назначения с одной или несколькими функциями ПЗУ, ОЗУ или ввода-вывода, интегрированными в корпус. Другие конструкции специально созданы для приложений управления.Набор команд микроконтроллера обычно содержит множество инструкций, предназначенных для побитовых операций, чтобы сделать управляющие программы более компактными. [6] Например, универсальному процессору может потребоваться несколько инструкций для проверки бита в регистре и перехода, если бит установлен, тогда как микроконтроллер может иметь единственную инструкцию для обеспечения этой обычно необходимой функции.

Микроконтроллеры

обычно не имеют математического сопроцессора, поэтому арифметика с плавающей запятой выполняется программно.

Среда программирования

Изначально микроконтроллеры

были запрограммированы только на ассемблере, но теперь для целевых микроконтроллеров также широко используются различные языки программирования высокого уровня. Эти языки либо разработаны специально для этой цели, либо являются версиями языков общего назначения, таких как язык программирования C. Компиляторы для языков общего назначения обычно имеют некоторые ограничения, а также улучшения для лучшей поддержки уникальных характеристик микроконтроллеров.Некоторые микроконтроллеры имеют среды, помогающие разрабатывать определенные типы приложений. Поставщики микроконтроллеров часто предоставляют бесплатные инструменты, чтобы упростить внедрение их оборудования.

Многие микроконтроллеры настолько причудливы, что им фактически требуются собственные нестандартные диалекты C, такие как SDCC для 8051, которые не позволяют использовать стандартные инструменты (например, библиотеки кода или инструменты статического анализа) даже для кода, не связанного с аппаратными функциями. Переводчики часто используются, чтобы скрыть такие мелкие причуды.

Для некоторых микроконтроллеров также доступна прошивка интерпретатора

. Например, BASIC на ранних микроконтроллерах Intel 8052; [7] BASIC и FORTH на Zilog Z8 [8] , а также на некоторых современных устройствах. Обычно эти интерпретаторы поддерживают интерактивное программирование.

Симуляторы доступны для некоторых микроконтроллеров. Это позволяет разработчику анализировать, каким должно быть поведение микроконтроллера и его программы, если бы они использовали реальную часть.Симулятор покажет состояние внутреннего процессора, а также выходов, а также позволит сгенерировать входные сигналы. Хотя, с одной стороны, большинство симуляторов не могут имитировать много другого оборудования в системе, они могут выполнять условия, которые в противном случае может быть трудно воспроизвести по желанию в физической реализации, и могут быть самым быстрым способом отладки и анализа. проблемы.

Последние микроконтроллеры часто интегрируются со схемой отладки на кристалле, которая при доступе к внутрисхемному эмулятору через JTAG позволяет отладить микропрограммное обеспечение с помощью отладчика.

Виды микроконтроллеров

По состоянию на 2008 год существует несколько десятков архитектур микроконтроллеров и производителей, включая:

  • Core процессоры ARM (многие производители)

Электроэнергия | Электрические токи и цепи | Как производится и транспортируется электроэнергия

Все состоит из атомов. В каждой из них по три частиц : протоны, нейтроны и электроны. Электроны вращаются вокруг центра атома .У них отрицательный заряд . Протоны, находящиеся в центре атомов, имеют положительный заряд .

Обычно в атоме столько же протонов, сколько электронов. Он стабильный или сбалансированный . Углерод , например, имеет шесть протонов и шесть электронов.

Ученые могут заставить электроны перемещаться от одного атома к другому. Атом, который теряет электроны, заряжен положительно, атом, который получает больше электронов, заряжен отрицательно.

Электричество создается, когда электроны перемещаются между атомами. Положительные атомы ищут свободные отрицательные электроны, и притягивают их, так что они могут быть сбалансированы .

Проводники и изоляторы

Электричество проходит через одни объекты лучше, чем через другие. Проводники — это материалы, через которые электроны могут перемещаться более свободно. Медь , алюминий, сталь и другие металлы являются хорошими проводниками.Как и жидкостей, вроде соленой воды.

Изоляторы — это материалы, в которых электроны не могут двигаться. Они остаются на месте . Стекло, резина, пластик или сухое дерево — хорошие изоляторы. Они важны для вашей безопасности , потому что без них вы не смогли бы прикоснуться к горячей кастрюле или к розетке телевизора.

Электрический ток

Когда электроны движутся по проводнику, создается электрический ток .Ток, который всегда течет в одном направлении, называется постоянным током (DC). Например, аккумулятор производит постоянный ток. Ток, который течет назад и вперед , называется переменным током (AC).

Электрические схемы

Электроны не могут свободно прыгать по воздуху к положительно заряженному атому. Им нужна цепь для перемещения. Когда источник энергии , такой как батарея, подключен к лампочке , электроны могут перемещаться от батареи к лампочке и обратно.Мы называем это электрической схемой .

Иногда в электрическом устройстве есть много цепей, которые заставляют его работать. Телевизор или компьютер могут состоять из миллионов частей, которые соединены друг с другом различными способами.

Вы можете остановить прохождение тока , вставив в цепь переключатель . Вы можете разомкнуть цепь и остановить движение электронов.

Кусок металла или проволока также можно использовать для выработки тепла.Когда электрический ток проходит через такой металл , он может быть замедлен сопротивлением . Это вызывает трение и нагревает провода. Поэтому можно поджарить хлеб в тостере или высушить волосы теплым воздухом из фена.

В некоторых случаях провода могут стать слишком горячими, если через них проходит слишком много электронов. Специальные переключатели , называемые предохранителями , защищают проводку во многих зданиях.

Виды электроэнергии

Статическое электричество
  • происходит, когда происходит накопление электронов
  • он остается на одном месте, а затем перескакивает на объект
  • не требуется замкнутый контур для потока
  • это вид электричества, который вы чувствуете, когда трусите пуловером о предмет или когда тащите ногами по ковру.
  • молния представляет собой форму статического электричества

Текущая электроэнергия
  • происходит, когда электроны свободно перемещаются между объектами
  • ему нужен проводник — нечто, в чем он может течь, например, провод.
  • текущее электричество необходимо замкнутая цепь
  • это во многих электрических приборах, в наших домах — тостеры, телевизоры, компьютеры.
  • батарея — это форма электрического тока

Как работают аккумуляторы

Аккумулятор содержит жидких или пасты , которые помогают ему производить электрических зарядов . Плоский конец батареи имеет отрицательный заряд , а конец с выступом имеет положительный заряд.

Когда вы соединяете провод между обоими концами, течет ток . Когда ток проходит через лампочку , электрическая энергия преобразуется в свет.

Химические вещества в аккумуляторе поддерживают заряд на концах и заряд аккумулятора. Со временем химическое вещество становится все слабее и слабее, и батарея не может производить больше энергии.

Как производится электричество

Генераторы

используются для преобразования механической энергии в электрическую. Магнит вращает внутри катушки из провода . Когда магнит движется, в проводе возникает электрический ток.

На большинстве электростанций используются турбины для вращения генератора. Вода нагревается для образования пара , который толкает лопатки турбины. Для нагрева воды можно использовать газ, нефть или уголь. Некоторые страны строят электростанции на реках, где движущаяся вода толкает лопасти турбины .

Как измеряется электричество

Электричество — это , измеренное в ваттах, названо в честь Джеймса Ватта, который изобрел паровой двигатель .Потребуется около 750 Вт, чтобы получить , равное на одну лошадиную силу.

Киловатт-час — это энергия 1000 ватт, которые работают в течение одного часа. Если, например, вы используете 100-ваттную лампочку в течение 10 часов, вы израсходовали 1 киловатт электроэнергии.

Как транспортируется электроэнергия

Электроэнергия, произведенная генератором, проходит по кабелям к трансформатору , который изменяет напряжение электричества. Линии электропередач несут высоковольтную электроэнергию на очень большие расстояния.Когда он достигает вашего родного города, другой трансформатор понижает напряжение, а более мелкие линии электропередачи доставляют его в дома, офисы и фабрики.

Электробезопасность

Важно понимать, почему и как можно защитить себя от поражения электрическим током.

Сайт проектирования и технологий

для экзамена по программированию и блок-схемам

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ ИНДЕКСНОЙ СТРАНИЦЫ

В. Райан 2002-2017

Видео на YouTube — Введение в микроконтроллеры PIC

Микроконтроллеры PIC быстро заменяют компьютеры, когда речь идет о программировании роботизированных устройств.Эти микроконтроллеры маленькие и могут быть запрограммированы на выполнение ряда задач и идеально подходят для школы и промышленные проекты. На компьютере написана простая программа, она затем загружается в микроконтроллер, который, в свою очередь, может управлять роботизированным устройство. Нажмите на разделы ниже, чтобы просмотреть подробное объяснение

PDF ФАЙЛ — ПОСТЕР — PIC-МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ
1.Начало урока — Микроконтроллер PIC
2. Пример ответа
3. Входы и выходы- Идентификационный вопрос
МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ GENIE PIC И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ CIRCUIT WIZARD
Микроконтроллер GENIE E18 PIC
1.Что такое микроконтроллер PIC? Что это может делать?
2. Типовая компоновка GENIE E18 PIC Микроконтроллер
3. Добавление датчиков в микроконтроллер Genie E18 — Датчик света / темноты
4. Добавление датчиков в микроконтроллер Genie E18 — Датчик температуры
5.Типичный школьный микроконтроллер PIC, проект
6. Совет проекта GENIE E18
7. Мастер схем — различные виды схем (Совет проекта GENIE E18)
8. Альтернативная компоновка — GENIE E18 PCB
9.Базовая схема и компоненты — GENIE E18 Микроконтроллер
АНАЛОГОВЫЕ ВХОДЫ
10. Использование аналогового входа — светозависимый резистор
11.Использование аналогового входа — потенциометр / переменная Резистор
12. Использование аналогового входа — термистор
PDF-ФАЙЛ — РАБОЧАЯ ТАБЛИЦА ДЛЯ ПЕЧАТИ — АНАЛОГОВЫЕ ДАТЧИКИ
МИКРОКОНТРОЛЛЕР GENIE C08 PIC
1.Плата проекта микроконтроллера GENIE CO8
2. Базовая компоновка — микроконтроллер PIC Genie C08
3. GENIE C08 — в эксплуатации
4.Доступные микроконтроллеры GENIE PIC

МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ PICAXE

МИКРОКОНТРОЛЛЕР PICAXE-08

1.Микроконтроллер PICAXE-08 Интегральная схема

2. Совет проекта PICAXE-08

3. Вход, процесс, выход — PICAXE-08 Микроконтроллер

4. Использование перемычки на PICAXE-08 Микроконтроллер

5.Подключение PICAXE-08 Микроконтроллер для других компонентов — 1

6. Подключение PICAXE-08 микроконтроллер к другим компонентам — 2

7. Программирование PICAXE-08 с помощью Крокодил Технологии

8.Добавление сенсора к PICAXE-08 Схема

МИКРОКОНТРОЛЛЕР PICAXE-18

1. Микроконтроллер PICAXE-18 и Расположение выводов

2.Микроконтроллер PICAXE-18 — Основные операции

3. Микроконтроллер ThePICAXE-18, драйвер Чип и датчики

4. Микроконтроллер PICAXE-18 и Модуль преобразователя

5.Альтернативный макет для PICAXE -18

6. Программирование PICAXE Микроконтроллер с программным обеспечением Crocodile Technology

7. Базовый микроконтроллер PIC Проекты с умными материалами

8.PICAXE-18 — вопросник

9. Механизмы / PIC-микроконтроллер. Экзаменационный вопрос

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ
1. Контрольные вопросы микроконтроллера
2.Вопрос
3. Программирование микроконтроллера — вопрос
ЛОГИКАТОР
1.ПОС Микроконтроллеры
2. Совет проекта
3. Работа с Simple Project Board
4. Версия PCB платы проекта
5.Вопросы по программированию — базовые Команды
6. Проблема со светофором — использование программного обеспечения логикатора и микроконтроллеров PIC
7. Устройство охраны дома
8. Добавление мощного двигателя или соленоида

УМНЫЕ КАРТЫ

1.Что такое смарт-карта?

2. Устройства для смарт-карт

3. Программист смарт-карт

4. Устройство чтения смарт-карт

5.Использование модуля программирования для Программа

6. Примеры программных строк

7. Программирование с использованием программного обеспечения и Компьютер

Интернет www.technologystudent.com

ремонт схемы микроконтроллера

Устранение неисправностей цепи микроконтроллера в электронике Оборудование

Почему я упоминаю слово «микроконтроллер» вместо «микропроцессор»? Поскольку ИС, которые были обнаружены в большинстве электронного оборудования, — это микроконтроллер, а не микропроцессор (ЦП).Однако многие электронные Ремонтники просто назвали ИС ЦП, что, как мне показалось, вводило в заблуждение. Вот я собираюсь объясните вам, в чем разница между этими двумя микросхемами.

В чем разница между микропроцессором и Микроконтроллер?

Микроконтроллер — это специализированная форма микропроцессора, созданная для самодостаточный и рентабельный, когда микропроцессор обычно предназначен для универсального использования, например, в персональном компьютере (ПК).Микроконтроллер — это интеграция ряда полезных функций в одном корпусе ИС. Это следующие функции:

1) Способность выполнять сохраненный набор инструкций для выполнения определенных пользователем задач.


2) Возможность доступа к микросхемам внешней памяти для чтения и записи данных с и на объем памяти.

Микроконтроллер обычно имеет основное ядро ​​ЦП, ROM / EPROM / EEPROM / FLASH, RAM и некоторые вспомогательные функции (например, таймеры и контроллеры ввода / вывода) интегрированы в одну микросхему.

Микропроцессорная ИС

— это обычно само ядро ​​ЦП, хотя в настоящее время имеют некоторые дополнительные детали, также интегрированные в тот же чип (например, кэш-память).

Микроконтроллеры

IC часто используются в бытовой электронике, например в мониторах, Телевизоры в автомобилях, стиральные машины, оргтехника, игрушки, бытовая техника и т. Д.

Для получения дополнительной информации о микроконтроллерах щелкните здесь:

http: // rab.ict.pwr.wroc.pl/dydaktyka/supwa/mcu/docs/pdf2/misc/sg186r3.pdf

Я все еще помню, как в начале 90-х и раньше многие аналоговые мониторы что я ремонтировал, не имеет схемы микроконтроллера. Все функции мониторов контролировались переменными резисторами. Скажем если с яркостью монитора есть проблемы, нам просто нужно следить за регулировкой яркости, начиная с переменного резистора на передней панели и проследить его в обратном направлении, и было очень легко найти неисправность.Вы можете использовать этот метод для трассировки на другой цепи, а также на Подушкообразная схема, схема горизонтального размера, схема вертикального размера и т. Д.

Однако, когда более новый тип мониторов (цифровые мониторы), использующий На рынке появилась схема микроконтроллера. У меня проблемы с поиском неисправности, и вы не можете следовать тому пути, который вы использовали для поиска. неисправность аналоговых мониторов.Ниже я отвечу на некоторые из наиболее часто задаваемых вопросов от других участников:

Вопрос 1: Предполагается, что микропроцессору требуется 5 В для работы, и если напряжение питания недостаточно, например 4,2 В или 3 В и т.д., влияет ли это на общую производительность микропроцессора?

Ответ: Да, безусловно, он либо вообще не будет работать (есть входной сигнал, но нет выходного), либо будет работать периодически.Вот почему всякий раз, когда я получаю электронное письмо с вопросом о странных проблемах с электронным оборудованием, которое они ремонтируют, я всегда просил проверить напряжение питания. Убедитесь, что напряжение питания находится в пределах спецификации. Периодически означает оборудование иногда может работать, а иногда нет, и даже если оборудование работает, оно может внезапно отключиться и перезапуститься снова, и если вы ремонтируете мониторы, OSD (экранное меню) может появиться само по себе, создавая множество странных проблем с дисплеем и и т.п.

Вопрос 2: Как мне узнать, какой из них является контактом подачи напряжения, если у меня нет принципиальной схемы?

Ответ: Единственный выбор, который у вас есть, — это проследить назад от каждого контакта микропроцессора, пока вы не найдете напряжение ИС регулятора с номером детали 7805 или любым другим новым номером детали, который вам нужно проверить через поиск в Интернете. В Вывод микроконтроллера должен вести вас к одной из ножек микросхемы регулятора напряжения.Некоторые не используют регулятор напряжения, но используют транзисторы Схема, в которой источник напряжения снимался с выхода импульсного источника питания.

Вопрос 3: Будет ли кристалл в цепи микроконтроллера вызывать проблемы?

Ответ: Конечно — он не только не будет работать (в результате чего оборудование перестанет работать), но также может вызвать периодические проблема тоже, как и любые другие электронные компоненты.Если вы используете осциллограф для проверки контактов CRYSTAL, и у вас не было шансов синусоиды очень высокий КРИСТАЛЛ сам имеет проблему или это может быть неисправность микроконтроллера или соответствующих компонентов. Прерывистый Кристалл в мониторе (ЖК или ЭЛТ) может вызвать внезапное появление OSD (экранного меню) после использования в некоторых случаях, и OSD может внезапно гаснет сам по себе, не нажимая кнопки управления на передней панели

Лучший тест для выявления проблемы с кристаллами — совместное использование морозильной камеры (спрея охлаждающей жидкости). с феном.

Вопрос 4: Может ли микросхема EEPROM вызвать проблемы в электронном оборудовании?

Ответ: Да, если внутренние данные были повреждены. Для вашей информации EEPROM IC редко закорачивается. С отсутствующим или поврежденные данные внутри EEPROM IC, микроконтроллер не может правильно выполнять программы / функции. Например, все контрольные функции работают правильно, за исключением функции цепи боковой подушечки (SPCC).Вы тщательно проверили SPCC, но не смогли найти ни одного плохие компоненты. Если вы посмотрите на фото ниже, вы увидите, что сигнал боковой подушки для булавок исходит от вывода 39 микроконтроллера. Так что же делает этот сигнал отсутствующим? На самом деле с микросхемой микроконтроллера все в порядке, это произошло из-за поврежденных данных в EEPROM. ИС, из-за которой микроконтроллер перестал подавать сигнал на схему SPCC.

Если вы встретите, позвольте сказать 4 из 7 функций управления в мониторе (при условии, что все функции управления от микроконтроллера IC) не работают одновременно, очень высоки шансы, что EEPROM и соответствующий цепь неисправна.Очень редко можно обнаружить, что одновременно неисправны четыре функции управления. Конечно, есть шансы, что Сама микросхема микроконтроллера имеет проблемы, но для вашей информации, как правило, микросхема микроконтроллера намного более долговечна и надежна, чем EEPROM IC. Однако есть некоторые отдельные случаи, особенно в некоторых моделях ЖК-мониторов Samsung, где данные внутри микроконтроллера повреждены, вызывая множество странных проблем из-за отсутствия дисплея, отключения дисплея и проблем с экранным меню.Удивительно, но данные в EEPROM все еще были хороший.

Если вам необходимо решить проблему с повреждением данных, необходимо перепрограммировать ИС и Требование состоит в том, что у вас должны быть исходные данные и программист. Без исходных данных пустые ИС не работали в оборудование.

Вопрос 5 : Как мы узнаем, работает ли микросхема микроконтроллера или нет? Этот вопрос похож на «Как мы тестируем микросхему микроконтроллера»?

Ответ:

Во-первых, ИС микроконтроллера должна получать стабильное напряжение питания.Отсутствует или низкий напряжение питания приведет к тому, что микроконтроллер не будет работать.

Второй — Микроконтроллер IC должен быть сброшен первым, как только вы включите оборудование. Другими словами, сброс выполняется при включении питания. Напряжение сброса обычно составляет 5 вольт (в некоторых конструкциях напряжение сброса ниже). Вывод сброса на микроконтроллере инициирует инструкцию вернуться к началу программы. См. Схему сброса в диаграмма ниже.

Третий — вы должны получить синусоидальную волну (форму волны), измеренную осциллографом на двух контактах. кварцевого генератора. Устойчивая форма сигнала означает, что либо кварцевый генератор, либо соответствующие компоненты неисправны, либо Сама микросхема микроконтроллера неисправна.

Четвертый — Так как большая часть сигналов светодиода питания оборудования в настоящее время исходит от Микроконтроллер IC, состояние цвета светодиода скажет вам, является ли микроконтроллер IC хорошей или плохой.

Красный светодиод указывает на неисправность самой микросхемы микроконтроллера или неисправности. Микроконтроллер IC не получил соответствующий сигнал, например, отсутствует горизонтальный или вертикальный сигнал или отсутствуют оба сигнала для ИС микроконтроллера может привести к тому, что светодиод станет КРАСНЫМ цветом.

Примечание: Короткое замыкание соответствующих компонентов, таких как диод, конденсатор и т. Д., Также может привести к тому, что светодиод станет красным.Таким образом, вы необходимо убедиться, что каждый из контактов IC не замыкается на землю. Лучшая ссылка для проверки — иметь схему диаграмма.

Зеленый светодиод указывает на то, что микросхема микроконтроллера работает (получено напряжение питания, цепь сброса в порядке, кварцевый генератор в порядке, есть входящие сигналы и т. д.). Однако, хотя сейчас светодиод горит зеленым, а все хорошее напряжение, сигналы и т. д., это не означает, что ИС микроконтроллера выдает все необходимые сигналы, потому что это зависит от данные, полученные от EEPROM IC.Поврежденные данные могут привести к тому, что светодиод станет красным, а также приведет к потере одного или нескольких сигналов. объяснено в вопросах 4. Если вы не подтвердите, что микросхема EEPROM исправна, то только вы подозреваете, что микроконтроллер плохой. IC.

Вопрос 6 : Как узнать, какие выводы ИС микроконтроллера управляют какой схемой, особенно когда у нас нет схемы диаграмма?

Ответ : Хорошо, предполагая, что вы столкнулись с ошибкой монитора, что не работает управление горизонтальным положением.С тех пор, как мы не знаю, какой вывод микроконтроллера IC контролирует этот сигнал, что мы делаем здесь, это проверяем все выводы с помощью аналогового измерителя который устанавливается на диапазон 10 В постоянного тока и помещает красный зонд на первый контакт микроконтроллера. и черный зонд к холодной земле. Теперь, включив монитор и выбрав в экранном меню элемент управления горизонтальным положением, отрегулируйте его. от + к — и от — назад к +. Это приведет к тому, что контакты горизонтального положения изменит свое выходное напряжение, скажем, с 2 до 5 вольт и с 5 вольт обратно на 2 вольта.

Если первый контакт, на который вы поместили красный датчик, не меняется в соответствии с настройте элемент управления горизонтальным положением, затем поместите его на контакт 2 и снова отрегулируйте настройку экранного меню, пока не найдете контакт, на котором напряжение изменится в соответствии с настройкой. Эта булавка является булавкой горизонтального положения, и теперь вы можете полностью сосредоточиться на работе. устранение неполадок с этого штифта и далее.

Заключение — Перечитайте эту статью еще раз и примените ее к любому из электронное оборудование, которое вы ремонтируете. Сделайте свой собственный тест и обязательно запишите все результаты теста в книгу для дальнейшего использования. Что ж, На этом все готово для информационного бюллетеня по ремонту в этом месяце, и надеюсь, что вы будете в курсе и в следующем месяце Может восстановить информационный бюллетень. Всего вам самого доброго и удачного вам дня!

Нажмите здесь, чтобы узнать, как стать профессионалом в Тестирование электронных компонентов

Нажмите здесь, чтобы узнать, как можно стать профессионалом в ремонте ЖК-мониторов

Рекомендация:

Рекомендуемый ЖК-телевизор Mr Kent Восстановите сайт членства — посетите сейчас!

Рекомендуемое членство по ремонту плазменных телевизоров Mr Kent сайт-Посетите сейчас!


.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *