More Related Content
What's hot (18)
Viewers also liked (20)
Similar to Чипы, платы, роботы (20)
![[DD] 1. Basics of digital design](https://cdn.slidesharecdn.com/ss_thumbnails/1-210616083631-thumbnail.jpg?width=560&fit=bounds)
More from Anton Moiseev (13)
Чипы, платы, роботы
- 3. Настольные системы (компьютеры, ноутбуки) ● Архитектуры: x86, x86_64 ● Производители чипов: Intel, AMD ● Операционные системы: настольные дистрибутивы Linux, Mac OS X, Windows XXX ● Устройства: стационарные компьютеры, ноутбуки, серверы
- 4. Хай-энд мобильные чипы (планшеты и смартфоны) ● Архитектуры: ARM, MIPS, Intel с X86 тоже что-то пробует ● Операционные системы: Google Android, iOS, мобильная Windows, Windows 10 ● Устройства: планшеты, смартфоны; гибридные ноутбуки, серверы с низким энергопотреблением
- 5. Мид-энд чипы — хорошая производительность, низкое потребление энергии (роутеры) ● Архитектуры: MIPS, ARM ● Операционные системы: Linux + окружение BusyBox ● Устройства: роутеры, встраиваемые системы, где нужен Линукс, но не нужна топовая графика или типа того
- 6. Микроконтроллеры (стиральные машины) ● Архитектуры: AVR, MIPS, ARM ● Производители: Atmel ATmega8 (AVR), Microchip PIC32 (MIPS), STMicroelectronics STM32 (ARM) ● Операционные системы: специализированная прошивка без ОС, RTOS'ы ● Устройства: счетчики, стиральные машины, бытовая техника, другие встраиваемые системы, не требовательные к ресурсам
- 7. Из отечественного ● Эльбрус: своя архитектура и свое производство (тянут десктоп с Linux, военное применение) ● Байкал: лицензия ядра мид-энд MIPS, производство в Азии (высокопроизводительные встраиваемые системы — станки с ЧПУ, планируют массовый рынок)
- 9. Raspberry Pi (протухший хай-энд ARM, тянет Linux, Android со скрипом)
- 10. Raspberry Pi 2 (хай-энд ARM посвежее, тянет Android и Windows 10)
- 11. Black SWIFT/Unwired One (мид-энд MIPS)
- 14. и так далее
- 15. Сделать плату
- 16. Дома ● ЛУТ (лазерно-утюжная технология) ● Фототравление ● Фрезерование ● Принтеры, печатающие проводящей краской
- 17. Фрезерование
- 19. Принтер с проводящими чернилами
- 20. На заказ ● Высокая точность, тонкие дорожки, многослойные платы, большой тираж ● Автоматический монтаж компонент (специальный корпус SMD) ● Резонит (Зеленоград), КБ Связь инжиниринг (Дубна), Виптех (Нижний Новгород) ● Китай (с текущим курсом уже не так выгодно)
- 21. Сделать чип
- 22. Языки описания аппаратного обеспечения HDL (Verilog/VHDL) ● на заказ: Дизайн на HDL → завод в Азии → чип ASIC (специализированная микросхема) ● дома: Дизайн на HDL → ПЛИС ● MIPSfpga: исходники промышленного чипа PIC32MZ для запуска на ПЛИС ● opencores.org ● Есть линия в Зеленограде
- 23. практика
- 24. Плата ChipKIT WF32 ● $70 (~5000руб) на digilentinc.com, microchipdirect.com ● Совместима на программном уровне с платформой Arduino ● Программирование на языке Си/С++ ● WiFi, режимы USB хоста и USB-устройства, SD-карта ● Контроллер PIC32MX 80МГц ● 512Кб ПЗУ флеш, 128Кб ОЗУ
- 25. Порты (ножки или пины) ввода-вывода ● Осуществляют связь между программой и внешним миром ● Пронумерованы от 0 до 41 (на WF32) ● Каждый порт может работать в режиме ввода или вывода ● Цифровой режим: для порта определено два значения 1 (HIGH - плюс) и 0 (LOW - минус) ● В режиме вывода программа записывает в указанный порт единицу 1 и на порт подаётся напряжение плюс, при записи 0 подаётся минус (земля/ground/GND)
- 26. Среда разработки MPIDE ● chipkit.net/started/install-chipkit-software/ ● Свободное программное обеспечение ● Работает на Linux, Mac и Windows ● Предварительно необходимо установить платформу Java: java.oracle.com Драйвер платы: ● в Linux уже всё есть, хотя может потребоваться дать права на доступ к устройству /dev/ttyUSBX ● в Windows 7: драйвер в архиве с MPIDE ● в Windows 8: при подключении платы разрешить искать в интернете
- 27. Запускаем среду разработки MPIDE Меню Tools > Board > chipKIT > chipKIT WF32
- 28. Светодиод (LED) и беспаячная макетная плата (breadboard)
- 29. Настройка перед стартом: void setup(), установка режима порта pinMode()
- 30. Бесконечный цикл void loop(), запись значений в порт digitalWrite()
- 31. Загрузка прошивки на плату: наверху вторая слева кнопка Upload
- 32. То горит, то не горит
- 33. Моторчик с коллекторным двигателем Без редуктора будет крутиться, но машинка не поедет Моторчик с редуктором крутится медленнее, но тянет больше нагрузки
- 35. Микросхема-усилитель L293D ● GND — земля (и заодно теплоотвод) ● Vs — питание двигателей: 4,5-36В ● Vss — питание микросхемы: 5В ● ENABLE1/2 — включить/выключить левую/правую половину ● INPUT1/2/3/4 — слабый сигнал от платы ● OUTPUT1/2/3/4 — усиленный сигнал на мотор (от источника Vs)
- 37. Взад-вперёд
- 38. Сервомоторчики: ● Угол поворота 0 — 180 градусов ● 3 провода: питание 5В (+), земля (GND/-), управляющий сигнал
- 42. Сенсор звука: всего 3 ножки ● GND — земля ● +5V — питание 5В ● OUT — значение сенсора: 0 - звук есть, 1 - звука нет
- 43. Реагируем на звук: setup
- 44. Реагируем на звук: loop
- 45. Хлопаем в ладоши
- 52. 2 секунды вперёд, 2 секунды разворачиваемся, ждём секунду; и так вечно бесконечно
- 53. Выключаем штекер от батареек, перемычку J15 переводим из положения EXT в UART
- 54. Подключаем плату через USB к компьютеру, прошиваем из MPIDE
- 55. ВАЖНО: не подключайте плату через USB к компьютеру, если к плате подключено внешнее питание — в лучшем случае лишитесь платы, в худшем — и платы, и пары портов USB на компьютере
- 56. Отключаем USB, возвращаем J15 из UART в EXT, подключаем батарейки
- 57. Учимся программировать с Роботом Машинкой
- 58. Задача — ехать по черной линии: ехать прямо по прямой линии и поворачивать на поворотах
- 59. Датчик линии ● У датчика всего три провода: питание Vcc (5В), земля GDN и сигнал OUT ● OUT=HIGH (т.е. логическая единица), если поднести его к поверхности черного цвета, OUT=LOW (т.е. логический ноль), если поднести его к поверхности любого другого цвета.
- 61. Трасса без перекрестков, без маркеров, без пересечений: просто замкнутая линия
- 62. Робот умеет ● Ехать вперед ● Ехать назад ● Останавливаться ● Поворачивать налево ● Поворачивать направо ● Определять наличие линии на левом датчике ● Определять наличие линии на правом датчике
- 63. Алгоритм словами ● Если ни левый, ни правый датчик не видят линии (линия между датчиками), едем вперёд. ● Иначе (линия есть под левым или под правым датчиком или сразу под обоими) проверяем, есть ли линия под правым датчиком. ● Если линия есть под правым датчиком, поворачиваем направо. ● Иначе (значит линия под левым датчиком) поворачиваем налево. ● Повторяем всё сначала
- 64. Алгоритм в виде блок-схемы
- 65. Блок-схема → код на С++
- 66. Блоки действий команда вперёд mleft_forward(); mright_forward(); команда назад mleft_backward(); mright_backward();
- 67. Блоки действий команда налево mleft_backward(); mright_forward(); команда направо mleft_forward(); mright_backward();
- 69. Блоки с условиями if( условие ) { // действия, если условие выполнено (ветка "да") ... } else { // действия, если условие не выполнено (ветка "нет") ... }
- 70. Операторы сравнения — булевы выражения для блоков if ● a == b : если a равно b, ПРАВДА, иначе ЛОЖЬ ● a != b : если a не равно b, ПРАВДА, иначе ЛОЖЬ ● a < b : если a меньше b, ПРАВДА, иначе ЛОЖЬ ● a > b : если a больше b, ПРАВДА, иначе ЛОЖЬ ● a <= b : если a меньше или равно b, ПРАВДА, иначе ЛОЖЬ ● a >= b : если a больше или равно b, ПРАВДА, иначе ЛОЖЬ
- 71. Сложные условия из нескольких простых ● a && b (логическое И): если a ПРАВДА И b ПРАВДА, ПРАВДА, иначе ЛОЖЬ ● a || b (логическое ИЛИ): если a ПРАВДА ИЛИ b ПРАВДА, ПРАВДА, иначе ЛОЖЬ ● !a (логическое НЕ): если a ЛОЖЬ, ПРАВДА, иначе ЛОЖЬ
- 72. Выражения для блоков условий ПРАВДА, если левый датчик видит линию ( digitalRead(LINE_SENSOR_L) == 1 ) ПРАВДА, если левый датчик не видит линию ( digitalRead(LINE_SENSOR_L) == 0 ) ПРАВДА, если правый датчик видит линию ( digitalRead(LINE_SENSOR_R) == 1 ) ПРАВДА, если правый датчик не видит линию ( digitalRead(LINE_SENSOR_R) == 0 )
- 74. /** * Сенсор линии: сенсор подключен к входной ножке и * подает на нее сигнал: * 1, если сенсор обнаружил линию (черный цвет), * 0, если сенсор линию не видит (белый цвет). */ #define LINE_SENSOR_L 27 #define LINE_SENSOR_R 28
- 75. void setup() { Serial.begin(9600); Serial.println("Start Robot Car - the line follower!"); pinMode(MOTOR_LEFT_1, OUTPUT); pinMode(MOTOR_LEFT_2, OUTPUT); pinMode(MOTOR_LEFT_EN, OUTPUT); pinMode(MOTOR_RIGHT_1, OUTPUT); pinMode(MOTOR_RIGHT_2, OUTPUT); pinMode(MOTOR_RIGHT_EN, OUTPUT);
- 76. // пин сенсора в режим ввода pinMode(LINE_SENSOR_L, INPUT); pinMode(LINE_SENSOR_R, INPUT); // остановить моторы при старте mleft_stop(); mright_stop(); }
- 77. void loop() { if( digitalRead(LINE_SENSOR_L) == 0 && digitalRead(LINE_SENSOR_R) == 0 ) { //Serial.println("Proverka linii: linii net na 2x datchikah"); // линии нет на обоих датчиках // едем вперед mleft_forward(); mright_forward();
- 78. } else { // линия есть хотябы на одном из датчиков Serial.println("linia na odnom is datchikov");
- 79. if( digitalRead(LINE_SENSOR_R) == 1 ) { // линия под правым датчиком Serial.println("praviy datchik -> povorot napravo"); // ненадолго остановимся, чтобы собраться с мыслями (для отладки) mleft_stop(); mright_stop(); delay(1000); // поворачиваем направо mleft_forward(); mright_backward(); // поворачиваемся 400 миллисекунд, время получено эмпирически delay(400);
- 80. } else { // линии нет под правым датчиком, значит она под левым датчиком Serial.println("leviy datchik -> povorot nalevo"); // ненадолго остановимся, чтобы собраться с мыслями (для отладки) mleft_stop(); mright_stop(); delay(1000); // повернуть налево mleft_backward(); mright_forward(); // поворачиваемся 400 миллисекунд, время получено эмпирически delay(400); } } }