सरल इलेक्ट्रॉनिक रिकॉर्डर

पहले तो एक विचार आया

काम पर (मैं दवा में काम करता हूं) दो इलेक्ट्रोकेमिकल रिकॉर्डर्स कश और पीड़ित करते हैं, ठीक है, मैं और उन्हें: काजल, यांत्रिकी - आप इसे अप्रिय जानते हैं। एक बार, मेरे दिमाग में एक विचार आया: क्यों न दो रिकॉर्डर्स को एक एडीसी कंट्रोलर और एक पीसी (यहां तक ​​कि एक कमजोर और पुराने वाले) से युक्त एक साधारण डेटा कलेक्शन सिस्टम के साथ पुराने प्रिंटर को बदलने की जगह ले ली जाए, जो प्रिंटर पर आउटपुट करने की क्षमता के साथ उपयुक्त सॉफ्टवेयर है? और फिर यह मेरे सिर और रीढ़ में लगी ...

गीत

चूँकि मेरे पास एक विचार के अलावा कुछ भी नहीं था: सर्किटरी और इलेक्ट्रॉनिक्स में न तो अनुभव और न ही विशेष ज्ञान, मुझे नेटवर्क की विशालता के बारे में उचित मात्रा में साहित्य और अफवाहें उगलनी पड़ीं। इसके अलावा, इस परियोजना को बजटीय माना जाता था, और इसलिए मुझे LUT विधि में महारत हासिल करनी थी, बोर्ड, ड्रिल और सोल्डर बनाने का तरीका सीखना - जिसके बारे में मुझे कोई पछतावा नहीं है। इस प्रकार, मैं कुछ के माध्यम से चला गया, भले ही छोटा, पथ - परीक्षण और त्रुटि का मार्ग, मैं इस प्रक्रिया में मेरे द्वारा किए गए कुछ टिप्पणियों को लाता हूं, हो सकता है कि कोई उनके साथ अपनी तुलना करे और सहमत हो, या शायद सहमत न हो:

• एक त्वरित शुरुआत, इस तरह, काम नहीं करेगा, भ्रम का निर्माण न करें - आपको पसीना करना होगा;
• सबसे पहले, प्रोटियस जैसे इम्यूलेटर का उपयोग न करना बेहतर है, यह वास्तविक हार्डवेयर पर प्रयोग करने, अपने हाथों को छूने, स्वाद और स्वाद के लिए बहुत अधिक उपयोगी है। सरल डिबगिंग के लिए UART पर्याप्त है;
• सर्किट बोर्ड - brr, मैं LUT + फेरिक क्लोराइड + ड्रिलिंग पसंद करता हूं, यह थोड़ा लंबा हो जाता है, लेकिन आप क्या कर रहे हैं इसकी स्पष्ट समझ देता है;
• मैं आपको smd केस और "miniaturizing" सर्किट बोर्ड स्थापित करने में शामिल नहीं होने की सलाह देता हूं - यह एक शुरुआत के लिए काफी मुश्किल है, कभी-कभी सरल हिंग्ड इंस्टॉलेशन (फिर, समझने के लिए अधिक उपयोगी) के साथ "बढ़े हुए पैमाने" पर बोर्ड को फिर से माउंट करना आसान हो सकता है।

एडीसी सिद्धांत और पहले प्रयास के बारे में

कुछ शोधों के बाद, यह पता चला कि इस विचार को कई तरीकों से महसूस करना संभव है। पैट्रिक गेल (तहखाने देखें) की पुस्तक में सबसे सरल समाधान दिए गए हैं, एनालॉग-टू-डिजिटल सिग्नल रूपांतरण की मूल बातें भी वहां बताई गई हैं। यहाँ एक विशिष्ट चित्र लिया गया है:
सर्किट एक एडीसी चिप पर आधारित है। एक पीसी के साथ इंटरेक्शन सॉफ्टवेयर स्तर पर पीसी के RS-232 इंटरफेस के मॉडेम लाइनों पर दालों के नियंत्रण अनुक्रमों को बनाकर लागू किया जाता है। यह परिस्थिति डेटा दर को सीमित करती है और ट्रांसमिशन त्रुटियों की संभावना को बढ़ाती है। माप की सटीकता ADC (इस मामले में, 8 बिट्स) के रिज़ॉल्यूशन द्वारा निर्धारित की जाती है, ADC (ION LT 1009 CZ) के लिए आपूर्ति की गई संदर्भ वोल्टेज की सटीकता)। सिग्नल डिजिटलीकरण की गति ADC रूपांतरण समय और फिर से, डेवलपर द्वारा इंटरफ़ेस संगठन की सटीकता पर निर्भर करती है। वास्तव में, यह कार्यान्वयन मेरा पहला मुकाबला अनुभव था (नीचे फोटो देखें), लेकिन जल्द ही मुझे निराश कर दिया, क्योंकि मुझे अधिक सुरुचिपूर्ण समाधान की आवश्यकता महसूस हुई। नियंत्रण कार्यक्रम (ड्राइवर) पास्कल में डॉस के तहत लिखा गया था।
इस तरह की योजनाएं, व्यवहार्यता के बावजूद, संकेतित कमियों के कारण व्यावहारिक रूप से उपयोग नहीं की जाती हैं, आमतौर पर एडीसी माइक्रोक्रेसीप्स का उपयोग एक माइक्रोकंट्रोलर के साथ मिलकर किया जाता है, जो पहले से ही हार्डवेयर स्तर पर डेटा ट्रांसफर का आयोजन करता है, साथ ही साथ कुछ नियंत्रण संचालन या आदिम डेटा प्रोसेसिंग करता है। इस तरह के समाधान का एक अच्छा उदाहरण एवीआर माइक्रोकंट्रोलर पर आधारित एक ऐसा सर्किट है:

सर्किट Atmega8 माइक्रोकंट्रोलर, FT232BM USB इंटरफ़ेस चिप, AD7876 ADC चिप और REF195GP ION पर आधारित है। इनपुट पर, एक ऑपरेशनल एम्पलीफायर पर आधारित एक विभेदक इनपुट सिग्नल को 0-5V (ADC संदर्भ वोल्टेज) की सीमा तक लाता है। AD7876 ADC चिप एनालॉग-टू-डिजिटल सिग्नल रूपांतरण करता है और एसपीआई इंटरफ़ेस के माध्यम से डेटा को माइक्रोकंट्रोलर तक पहुंचाता है, जो बदले में, UART और FT332BM इंटरफ़ेस माइक्रोक्रेकिट का उपयोग करके USB पोर्ट का परिणाम देता है।
अपने कार्य के हिस्से के रूप में, मुझे 4 एडीसी चैनलों का उपयोग करने की आवश्यकता है। एक आकर्षक अवसर एक स्विच किए गए इनपुट के साथ माइक्रोकंट्रोलर के अंतर्निहित एडीसी का उपयोग करना है, जो आपको बाहरी एडीसी चिप का उपयोग करने से इनकार करने और चैनलों की आवश्यक संख्या प्रदान करने की अनुमति देगा - एक सस्ता और सरल समाधान। सर्किट में एक विभेदक को शामिल करना आवश्यक नहीं है, क्योंकि प्रत्येक इनपुट पर संकेत का आयाम 2-2.5 वी से अधिक नहीं है।

मेरी डिवाइस की योजना

ADC कंट्रोलर AVR Atmega8 माइक्रोकंट्रोलर पर बनाया गया है। 4 एडीसी चैनलों, सिग्नल एलईडी, पीसी इंटरफ़ेस कार्ड को जोड़ने के लिए एमके के पास पर्याप्त पैर हैं। सर्किट एक बाहरी आयन L1009CZ का उपयोग करता है। RS-232 इंटरफ़ेस के माध्यम से पीसी इंटरफ़ेस कार्ड MAX232 चिप पर आधारित है और मुख्य मॉड्यूल से अलग है, यदि आवश्यक हो, तो इसे USB इंटरफ़ेस के लिए बोर्ड पर FT232 या किसी ब्लूटूथ मॉड्यूल (प्रकार BTM-222 , HC-04) के साथ कार्ड द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है ) ब्लोटूथ इंटरफ़ेस के माध्यम से संचार के लिए। नीचे दिया गया आंकड़ा विकास के तहत डिवाइस के योजनाबद्ध आरेख को दर्शाता है:

पावर सर्किट मानक है - रैखिक स्टेबलाइजर 78L05 के आधार पर, एक संकेत एलईडी HL1 है। योजनाबद्ध आरेख sPlan का उपयोग करके तैयार किया गया है, बोर्ड का लेआउट स्प्रिंट लेआउट में है। तकनीकी श्रृंखला के अंत में - LUT + नक़्क़ाशी + ड्रिलिंग + टांका, हम प्राप्त करते हैं:

नीचे का दृश्य:

सॉफ्टवेयर भाग

कोडिंग के लिए, मैंने विंडोज के लिए AVRStudio + WinAVR (AVR-GCC) का उपयोग किया, लिनक्स के लिए विकल्प ग्रहण + AVR-GCC है। मैंने CodeVisionAVR की कोशिश की - एक शुरुआत के लिए बुरा नहीं है, इसमें एक अंतर्निहित कोड जनरेटर है, कोड की मात्रा पर सीमा 2 kB है।
फर्मवेयर निम्नलिखित एल्गोरिदम के अनुसार काम करता है:

• आरंभीकरण: कार्य - UART_init, ADC_init, LED_init;
• UART के माध्यम से पीसी कॉम-पोर्ट के लिए रुकावट और डेटा हस्तांतरण के लिए एक अंतहीन लूप में चैनलों की सीरियल पूछताछ।

पाठ को डीबग करने के लिए, परीक्षण संदेशों पर विचार किया जाता है। पोलिंग चैनल को स्विच करना संबंधित एलईडी द्वारा हाइलाइट किया गया है। आरंभीकरण के दौरान, सभी 4 एलईडी एक साथ पलक झपकते हैं। एल ई डी के स्विचिंग के लिए आंख पर ध्यान देने योग्य होने के लिए, मैंने जानबूझकर देरी निर्धारित की है।

/* WinAVR version... Chip: ATmega8 Memory Model: SMALL Data Stack Size: 256 bytes Clock frequency: 4.0000 MHz PCO - PC3 - Channels */ // ATmega8 I/O register definitions #include <avr/io.h> #include <util/delay.h> #include <avr/interrupt.h> #include <stdio.h> #define ADC_VREF_TYPE 0x40 #define ADC_CH1_MUX 0x1 #define ADC_CH2_MUX 0x2 #define ADC_CH3_MUX 0x3 // Counter of channel's changes uint8_t i = 0; void LED_init(void){ printf("Led initialization....\r\n"); char j = 0; DDRD|= (1<<DDD7); DDRB|= ((1<<DDB0)|(1<<DDB1)|(1<<DDB2)); for(j=0;j<5;j++) { PORTD|=(1<<PD7); PORTB|=(1<<PB0)|(1<<PB1)|(1<<PB2); _delay_ms(600); PORTB&= ~((1<<PB0)|(1<<PB1)|(1<<PB2)); PORTD&= ~(1<<PD7); _delay_ms(600); } } //Sending of single char static int my_putchar(char c, FILE *stream){ while((UCSRA&(1<<UDRE)) == 0); UDR = c; return 0; } void myUART_init(void){ // USART initialization // Communication Parameters: 8 Data, 1 Stop, No Parity // USART Receiver: Off // USART Transmitter: On // USART Mode: Asynchronous // USART Baud rate: 9600 UCSRA=0x00; UCSRB=0x08; UCSRC=0x86; UBRRH=0x00; UBRRL=0x19; //Redirection of stdout static FILE mystdout = FDEV_SETUP_STREAM(my_putchar, NULL, _FDEV_SETUP_WRITE); stdout = &mystdout; printf("UART initialization....\r\n"); } void ADC_init(void){ // ADC initialization // ADC Voltage Reference: AREF pin // ADC High Speed Mode: Off // ADC Auto Trigger Source: None // Select ADC input 0 printf("ADC initialization....\r\n"); ADMUX=ADC_VREF_TYPE; ADCSRA=0x8E; } // ADC interrupt service routine ISR(ADC_vect){ // Here is sending data in RS-232 printf("I'am in interrupt...\r\n"); uint16_t data = ADCL; data+= (ADCH<<8); printf("Ch_%u=%u\r\n",i,data); //Control of ADMUX's state uint8_t pr = ADMUX; printf("ADMUX = %u\r\n",pr); data = 0; if (i == 3) { i = 0; ADMUX&= ~ADC_CH3_MUX; PORTB&= ~(1<<PB2); PORTD|=(1<<PD7); //Change of channel data = ADMUX; printf("3to0,ADMUX = %u\r\n",data); data=0; _delay_ms(25); } else { if (i == 0) { ADMUX|= ADC_CH1_MUX; PORTD&= ~(1<<PD7); PORTB|= (1<<PB0); //Change of channel data = ADMUX; printf("0to1,ADMUX = %u\r\n",data); data=0; } if (i == 1) { ADMUX&= ~ADC_CH1_MUX; ADMUX|= ADC_CH2_MUX; PORTB&= ~(1<<PB0); PORTB|= (1<<PB1); //Change of channel data = ADMUX; printf("1to2,ADMUX = %u\r\n",data); data=0; } if (i == 2) { ADMUX&= ~ADC_CH2_MUX; ADMUX|= ADC_CH3_MUX; PORTB&= ~(1<<PB1); PORTB|= (1<<PB2); //Change of channel data = ADMUX; printf("2to3,ADMUX = %u\r\n",data); data=0; } i++; _delay_ms(25); } // Start a new AD conversion ADCSRA|=0x40; }; int main(void) { myUART_init(); ADC_init(); LED_init(); printf("I'am in main...\r\n"); // Global enable interrupts sei(); // Start the first AD conversion ADCSRA|=0x40; while (1); } 

डिबगिंग पूर्ण होने के बाद, परीक्षण संदेशों को टिप्पणी करने और अनावश्यक विलंब को हटाने की आवश्यकता होती है। कोड को डेटाशीट में दफन किया गया था, वहां सब कुछ विस्तार से लिखा गया है।

प्रोग्रामर

फर्मवेयर के लिए, सबसे सरल STK200 प्रोग्रामर का उपयोग किया गया था, और सोल्डरिंग की सुविधा के लिए बोर्ड वायरिंग को अपने दम पर किया जाना था। टाल-मटोल किया हुआ अवधूत। मैंने अवास्तविक कोशिश की - एक महान विकल्प, कोई कठिनाई भी नहीं थी।

अंत में, यह काम करता है!

कोड को डिबग करने के बाद, कई मिटाए / लिखे गए चक्र, एमके डिवाइस को जीवन में आया और मेरे महान आनंद के लिए एलईडी झपकाए।

एक पीसी पर मैंने एक COM पोर्ट के साथ काम करने के लिए एक पाठ टर्मिनल का उपयोग किया। बल्क में, यदि आप चाहें, तो आप स्वयं उन्हें लिख सकते हैं, उदाहरण के लिए, क्यूटी + क्यूसिरियलडेविस (कॉम पोर्ट के साथ काम करने के लिए एक अद्भुत पुस्तकालय, हमारे हमवतन डेनिस शियानकोव द्वारा लिखित), या जो भी हो।

निष्कर्ष में

योजनाएं केवल पीसी के लिए सॉफ्टवेयर लिख रही हैं। वास्तव में, मैं पहले से ही एक गुच्छा में क्यूटी + क्यूरीअलडाइसिस + क्यूडब्ल्यूटी का उपयोग करके लिख रहा हूं, और जल्द ही, जल्द ही, मुझे लगता है कि मेरे ग्राफ़ प्रदर्शन पर क्रॉल होंगे। और मैं STM32F श्रृंखला MK पर हार्डवेयर को लागू करने के बारे में भी सोच रहा हूं, एक आधार के रूप में ले रहा है जो STM32VLDISCOVERY पहले से ही हब पर उल्लिखित है - मैं नया हार्डवेयर सीखना चाहता हूं।

उपयोगी साहित्य

उपरोक्त सभी पुस्तकों को पचाने में मदद करें:
पी। होरोविट्ज़, डब्ल्यू। हिल। "सर्किटरी की कला" एक क्लासिक चीज़ है;
पैट्रिक गेल। एक मापने के परिसर में एक व्यक्तिगत कंप्यूटर को कैसे चालू करें, ऊपर उल्लेख किया गया था।