Учебная практика ПМ.02 Применение микропроцессорных систем, установка и настройка периферийного оборудования / Отчет по практике 8
.docxПрактическое занятие № 8
Тема: «Управление модулем ARDUINO при помощи кнопок.»
Цель занятия: «Изучить принцип управления модулем Ардуино с помощью кнопок, а также рассмотреть возможность подключения нескольких кнопок к одному аналоговому входу».
Оборудование:
– ПЭВМ в сборе;
– плата Arduino Uno;
– набор кабелей для подключения к ПК;
– набор драйверов;
– наборы: кнопок, резисторов, диодов, транзисторов, светодиодов;
– макетная плата;
– методические рекомендации к выполнению заданий, справочная литература или доступ в сеть Интернет
Ход работы
Чтобы подключить нормально разомкнутую тактовую кнопку к Arduino, можно поступить самым простым способом: один свободный проводник кнопки соединить с питанием или землёй, другой – с цифровым выводом Arduino. Но, вообще говоря, это неправильно. Дело в том, что в моменты, когда кнопка не замкнута, на цифровом выводе Ардуино будут появляться электромагнитные наводки, и из-за этого возможны ложные срабатывания.
Рисунок 1 – Неправильное подключение кнопки
Чтобы избежать наводок, цифровой вывод обычно подключают через достаточно большой резистор (10 кОм) либо к земле, либо к питанию. В первом случае это называется «схема с подтягивающим резистором», во втором – «схема со стягивающим резистором».
Схема с подтягивающим резистором
Сначала подключим к Arduino кнопку по схеме с подтягивающим резистором. Для этого один контакт кнопки соединим с землёй, второй – с цифровым выходом "2". Цифровой выход "2" также подключим через резистор номиналом 10 кОм к питанию +5 В.
Рисунок 2 – Схема подключения кнопки с подтягивающим резистором
Схема с стягивающим резистором
Один контакт кнопки соединим с питанием +5 В, второй – с цифровым выходом "2". Цифровой выход "2" подключим через резистор номиналом 10 кОм к земле.
Произвели сборку схемы в соответствии с рисунком 3.
Рисунок 3 – Схема подключения кнопок к плате
Разработали программу, приведенную ниже, загрузили ее в микроконтроллер и убедились в работоспособности.
//код
Ответы на контрольные вопросы
Укажите назначение элементов в схеме
Светодиод предназначен для проверки правильности работы программы и кнопки.
Резистор перед светодиодом необходим чтобы ограничить токи, направленные к светодиоду
Резисторы, находящиеся после кнопок нужны чтобы избежать наводок (возникновение электрического потенциала, тока от внешнего воздействия электромагнитных полей)
Опишите алгоритм обработки кнопок
Пин МК (в режиме входа) должен иметь заранее известное состояние (1или 0). В «подвешенном» состоянии будет собирать внешние наводки (статические, электрические и электромагнитные излучения). Чтобы привести пин в заранее известное состояние и используют подтягивающие резисторы. Они бывают двух видов, верхние и нижние подтяжки. Верхние (pull-up) подключаются к плюсу питания и нижние (pull-down) к минусу. В ардуино есть встроенные подтягивающие резисторы (pull-up) которые можно включить программно, но я не советую их использовать. Rогда кнопка отключена, пин будет подключен к земле через резистор, сопротивление которого заведомо меньше внутреннего сопротивления пина. Поэтому наводка, попавшая на пин, стечет в землю. Если же подключен полезный сигнал (+5в) то он будет стекать в пин (незначительная часть сигнала стечет в землю через подтяжку).
Вывод: Изучили принцип управления модулем Ардуино с помощью кнопок, а также рассмотрел возможность подключения нескольких кнопок к одному аналоговому входу.