สร้างบอร์ดพัฒนาของคุณเอง: 8 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

คำแนะนำนี้จะแสดงวิธีสร้างบอร์ดพัฒนาของคุณเองตั้งแต่เริ่มต้น! วิธีนี้เรียบง่ายและไม่ต้องใช้เครื่องมือขั้นสูง คุณสามารถทำได้ที่โต๊ะในครัว นอกจากนี้ยังช่วยให้เข้าใจถึงการทำงานของ Ardruinos และบอร์ดพัฒนาอื่นๆ ได้ดีขึ้น

คุณสามารถออกแบบบอร์ดพัฒนาให้เหมาะสมกับวัตถุประสงค์เฉพาะของคุณได้ บอร์ดพัฒนาที่แสดงในรูปภาพนี้ใช้เพื่อควบคุมรอบต่อนาทีของมอเตอร์กระแสตรง DC-motor ถูกควบคุมจากคอมพิวเตอร์โดยใช้พอร์ตอนุกรม ไฟ LED ถูกใช้เพื่อช่วยเมื่อต้องการการดีบัก

ในคำแนะนำนี้ ฉันจะแสดงวิธีสร้างบอร์ดพัฒนาอเนกประสงค์ ดังนั้นรายการชิ้นส่วนจะไม่เหมือนกับที่แสดงในภาพ

ขั้นตอนที่ 1: อะไหล่

รายการส่วน:

• 1 Atmel ATmega88 (หรือโปรเซสเซอร์ใด ๆ ที่เหมาะกับความต้องการของคุณมากที่สุด)
• 1 ซ็อกเก็ต IC แบบจุ่ม 28
• ตัวต้านทาน 1 10k โอห์ม
• ตัวต้านทาน 100 โอห์ม 1 ตัว
• 1 ไดโอด
• ตัวเก็บประจุ 3 0.1 μF
• ตัวเก็บประจุ 1 10 μF
• 1 LED-ไดโอด
• ตัวต้านทาน 1 330 โอห์ม
• จัมเปอร์บางตัว
• หมุดตัวผู้ (หรือตัวเมีย)
• แผ่นกระดานแบบชิ้น (ใช้แบบมีแถบและไม่ใช่แบบเมทริกซ์ ดูรูป)

เพื่อให้สามารถตั้งโปรแกรมไมโครคอนโทรลเลอร์ได้ในภายหลัง คุณจะต้องมีโปรแกรมเมอร์ ISP (การเขียนโปรแกรมในระบบ) ฉันใช้ AVRISP mkII (https://www.atmel.com/tools/avrispmkii.aspx) มีโปรแกรมเมอร์ ISP มากมายให้เลือก หรือคุณสามารถสร้างโปรแกรมเมอร์ของคุณเองได้ นอกจากนี้ยังมีบางวิธีในการกำหนดค่า Arduino เพื่อทำหน้าที่เป็นโปรแกรมเมอร์ ISP

ขั้นตอนที่ 2: เทโอริ

ในการสร้างและตั้งโปรแกรมบอร์ดพัฒนาตั้งแต่เริ่มต้น คุณจะต้องอ่านเอกสารข้อมูลบางส่วน บางครั้งอาจเป็นเรื่องยากที่จะหาสิ่งที่คุณกำลังมองหา แต่ฉันจะให้สิ่งที่สำคัญที่สุด

เอกสารข้อมูล ATmega88

การพิจารณาการออกแบบฮาร์ดแวร์

อันดับแรก เราต้องดูที่พินเอาต์ของ ATmega88 ซึ่งสามารถพบได้ในแผ่นข้อมูล

พอร์ตสำคัญบางอย่างที่ต้องพิจารณาเป็นพิเศษมีดังต่อไปนี้:

• พิน 1 นี่คือพินรีเซ็ตที่จะรีเซ็ตโปรเซสเซอร์เมื่อโปรเซสเซอร์เหลือน้อย หมุดนี้จะต้องดึงขึ้น ดังนั้นหมุดจะสูงเสมอ เว้นแต่คุณต้องการรีเซ็ต (นี้จะแสดงในภายหลัง)
• Pin 7 และ 20 คือตำแหน่งที่ควรเชื่อมต่อ Vcc, 5V
• พิน 9 และ 10: คริสตัลภายนอกสามารถเชื่อมต่อกับหมุดเหล่านี้ได้ แต่เราจะใช้ออสซิลเลเตอร์ภายใน ดังนั้นเราจึงสามารถจัดการหมุดเหล่านี้ได้เหมือนกับหมุดดิจิทัลทั่วไป
• พิน 17, 18 และ 19: สิ่งเหล่านี้จะถูกใช้สำหรับการเขียนโปรแกรม (ซึ่งจะแสดงในภายหลัง)

ขั้นตอนที่ 3: เค้าโครง Stripborad

ในการสร้างแผนภาพวงจร เราจะใช้ StripCAD ตามลิงค์เพื่อดาวน์โหลดโปรแกรม

โปรแกรมนี้อาจใช้งานยากเล็กน้อยเนื่องจากไม่เป็นมิตรกับผู้ใช้ แต่จะมีประสิทธิภาพเมื่อคุณรู้วิธีใช้งาน เล่นกับมันสักหน่อยแล้วคุณจะเชี่ยวชาญในไม่ช้า เคล็ดลับดีๆ ดังต่อไปนี้

• กด c เพื่อค้นหาส่วนประกอบ
• กด v เพื่อรับตัวแปรต่างๆ
• กดเมาส์ซ้ายคลิกระหว่างจุดสองจุดในแนวนอนเพื่อให้เกิดการหยุดชะงัก
• กดเมาส์ซ้ายคลิกระหว่างจุดสองจุดในแนวตั้งเพื่อรับสะพานประสาน

เมื่อค้นหาส่วนประกอบ:

• "DILxx" จะให้ Dual In-Line ตามด้วยจำนวนพิน
• "SILxx" จะให้ Single In-Line ตามด้วยจำนวนพิน

หรือเพียงแค่ค้นหาส่วนประกอบที่คุณต้องการ

ขั้นตอนที่ 4: พินรีเซ็ตแบบดึงขึ้น

จากเอกสารการพิจารณาการออกแบบฮาร์ดแวร์ด้าน 6 เราจะพบวงจรในภาพ อ่านข้อความในเอกสารเพื่อความเข้าใจที่ดีขึ้น นี่คือขั้นตอนที่เราจัดการกับการดึงขึ้นสำหรับพิน 1

อาจเป็นการดีที่จะใส่การรีเซ็ตด้วยตนเองสำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ สามารถใช้โดยเชื่อมต่อ SIL2 กับตัวต้านทาน 100 โอห์มกับกราวด์ ลัดวงจร SIL2 ด้วยจัมเปอร์และไมโครคอนโทรลเลอร์จะรีเซ็ต ตัวต้านทาน 100 โอห์มจะป้องกันไม่ให้ตัวเก็บประจุลัดวงจร มิฉะนั้นเพียงทำตามแผนภาพวงจรจากเอกสาร

ในภาพที่สอง การเชื่อมต่อแบบดึงขึ้นจะแสดงใน StripCAD

ขั้นตอนที่ 5: พาวเวอร์ซัพพลาย

เพื่อหลีกเลี่ยงสัญญาณรบกวน ให้วางตัวเก็บประจุ 10 μF ไว้ใกล้กับแรงดันไฟฟ้าขาเข้าบนบอร์ด เพื่อหลีกเลี่ยงสัญญาณรบกวนที่เกิดจากตัวเก็บประจุ 0.1 μF ของบอร์ดจะถูกวางไว้ระหว่างพิน 7 และ 8 และระหว่างพิน 20 ถึง 22 ตัวเก็บประจุเหล่านี้จะทำหน้าที่เป็นตัวกรองความถี่ต่ำ ควรวางตัวเก็บประจุขนาดเล็กไว้ใกล้กับหมุดให้มากที่สุดเพื่อให้ได้ผลดีที่สุด

นอกจากนี้ยังสามารถเพิ่มตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าบางชนิดได้เช่น 78L05 เพื่อให้ทำงานโดยใช้แบตเตอรี่

ขั้นตอนที่ 6: โปรแกรมเมอร์ ISP

ในการตั้งโปรแกรมโปรเซสเซอร์ คุณจะต้องมีโปรแกรมเมอร์ ISP มีตัวเชื่อมต่อที่แตกต่างกัน 6 พินหรือ 10 พิน ฉันใช้อันที่มีหกพิน ดูเอกสารฮาร์ดแวร์เพื่อดูว่าควรออกแบบการเชื่อมต่ออย่างไร

ISP-programmer ย่อมาจาก In-System programming ความสะดวกของโปรแกรมเมอร์ประเภทนี้คือคุณสามารถตั้งโปรแกรมอุปกรณ์ของคุณเมื่อติดตั้งในระบบที่สมบูรณ์ แทนที่จะติดตั้งชิปของคุณก่อนติดตั้งลงในระบบ นอกจากนี้ยังง่ายต่อการตั้งโปรแกรมใหม่เมื่อติดตั้งลงในระบบแล้ว

ดูขั้นตอนถัดไปสำหรับวิธีการเชื่อมต่อ ISP

ขั้นตอนที่ 7: เค้าโครง

เมื่อออกแบบเสร็จแล้วให้กดพิมพ์เพื่อบันทึกเป็น PDF (หรือใช้ไฟล์แนบ) เปิดไฟล์ PDF และพิมพ์ โปรดทราบว่าควรตั้งค่าการตั้งค่าเครื่องพิมพ์เป็นขนาดจริง มิฉะนั้น การออกแบบจะไม่ตรงกับสตริปบอร์ด

เป็นความคิดที่ดีเสมอที่จะรวมไฟ LED ไว้เพื่อแสดงว่าพลังงานที่ไปยังบอร์ดพัฒนาเปิดอยู่หรือไม่ เคล็ดลับง่ายๆ นั้นสามารถบันทึกการดีบักที่ไม่จำเป็นได้มากมาย

ขั้นตอนในการผลิตบอร์ดพัฒนาของคุณเอง:

1. พิมพ์แผนภาพวงจรแล้วใช้กรรไกรตัดออก
2. ตัดแผ่น Stripboard ที่ใหญ่พอออกเพื่อให้แผ่นกระดาษวางอยู่ด้านบน
3. วางกระดาษไว้เหนือแผ่นกระดานเพื่อให้รูตรงกัน ใช้แท่งกาวธรรมดาติดกระดาษเข้ากับแผ่นกระดาน กาวกระดาษไปด้านข้างโดยไม่มีแถบทองแดง
4. เริ่มต้นด้วยการก่อกวนที่กาชาด
5. ติดตามเพื่อสร้างและประสานจากส่วนประกอบต่ำสุดไปสูงสุด ซึ่งจะทำให้การประกอบง่ายขึ้น
6. ต่อเข้ากับแหล่งจ่ายไฟ (5V) แล้วเริ่มโปรแกรม

ตอนนี้ฮาร์ดแวร์ของบอร์ดพัฒนาเสร็จแล้ว!

ขั้นตอนที่ 8: การเขียนโปรแกรม

ฉันใช้ Atmel Studio สำหรับการเขียนโปรแกรมใน C ดาวน์โหลดโปรแกรมและเริ่มสร้างโครงการที่ยอดเยี่ยมด้วยบอร์ดพัฒนาของคุณเอง เป็นไปได้ที่จะบูตโหลด Arduino แต่ถ้าคุณต้องการความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับสิ่งที่ซ่อนอยู่ลึกลงไปด้านล่างในภาษา Arduino ให้ลองใช้ตัวอย่างในภาษา C ตัวอย่างเช่น ทดสอบตัวจับเวลา การขัดจังหวะ และการอ่านแบบแอนะล็อก

ในแผ่นข้อมูล ATmega88 คุณจะพบโค้ดตัวอย่างมากมายสำหรับงานเฉพาะต่างๆ ที่ไมโครคอนโทรลเลอร์ของคุณสามารถทำได้

อย่างที่คุณเห็น นี่เป็นวิธีง่ายๆ ในการสร้างต้นแบบต่างๆ สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ง่าย ราคาถูก และไม่ต้องใช้เครื่องมือพิเศษ

รองชนะเลิศการประกวดไมโครคอนโทรลเลอร์ 2017