Програмируем полицейски светодиоден мигач, използващ STM8 [72 светодиода]: 9 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

STM8S001J3 е 8-битов микроконтролер, който предлага 8 Kbytes памет на Flash програма, плюс вграден истински EEPROM за данни. Той се нарича устройство с ниска плътност в семейството на микроконтролера STM8S. Този MCU се предлага в малък пакет SO8N. В тази статия ще създадем програмируемо полицейско LED мигащо устройство, което може да се използва за превозни средства, мотоциклети и велосипеди.

Препратки

Източник:

[1]:

[2]:

[3]:

[4]:

[5]:

[6]:

[7]:

[8]:

[9]:

[10]:

[1]: Анализ на верига Фигура 1 показва схематичната диаграма на устройството. Сърцето на тази схема е микроконтролер STM8S001.

Стъпка 1: Фигура 1: Фигура 1 Схематична диаграма на програмируемия полицейски LED-мигач

Нека започнем анализа от захранващия блок. C2 и C3 се използват за намаляване на шумовете на входното напрежение. След това напрежението се подава към регулатора 78M09 [1] (REG1). Използва се за стабилизиране на напрежението при 9V. C4 и C6 се използват за намаляване на изходните шумове на регулатора.

Изходът на REG1 се обработва към RC филтър от първи ред (R28 и C5). Той помага още повече да намали шумовете, тъй като това устройство може да се използва непрекъснато в шумна среда, като например превозно средство. Най -добрият начин да се изследва поведението на този филтър (или други типове филтри) е да се извърши практическо измерване. Осцилоскопът SDS1104X-E въведе приятна функция на графиката, която може да извърши това полезно изчисление.

REG2 [2] се използва за преобразуване на 9V в 5V за захранване на STM8s001 MCU [3] (IC1). C7 е допълнителен филтриращ кондензатор за IC1.

IC1 MCU се програмира с помощта на един SWIM проводник. Той означава едножичен интерфейсен модул. Това е високоскоростна връзка между MCU и програмиста/отстраняване на грешки. Този щифт трябва да бъде свързан към SWIM щифта на програмиста/дебъгъра. Заземяващият щифт също трябва да бъде свързан. Това завършва връзката (P2).

IC2 и IC3 са логически N-Channel SMD Mosfets [4], които се използват за включване/изключване на светодиодите. Щифтовете на портата на двата MOSFET са изтеглени надолу с помощта на 4.7K резистори, за да се избегне нежелано задействане (R13, R14). SW1 е тактилен бутон, който се използва за превключване между мигащи програми. R27 е издърпващ се резистор, а C8 намалява възможните шумове за отстраняване на бутоните.

Резисторите R1 до R26 се използват за ограничаване на тока на светодиодите. Във всяка част съм сложил 3 светодиода последователно, които са свързани към +9V шина (Фигура 2). Характеристиките на светодиодите варират от производителя до производителя. Следователно не можем да назначим фиксиран ограничителен резистор за всички обстоятелства. Максималният допустим ток на 5 мм светодиод е около 25 mA. Следователно стойността на резистора, която може да ограничи тока до някъде около 15mA (малко по -висока от половината), изглежда достатъчна и не влияе върху живота на светодиодите и не намалява значително яркостта на LED.

Можете да започнете от 100-омов резистор и да го увеличите и едновременно да наблюдавате тока. В моя случай прочетох 15mA с помощта на 180-омов резистор.

Стъпка 2: Фигура 2: Намиране на най -добрата стойност на резистора за серийните светодиоди

[2]: Разположение на печатни платки Фигура 3 показва оформлението на печатната платка на мигача (последна редакция). Това е еднослойна печатна платка. С изключение на светодиодите, всички компоненти са SMD и запоени от медната страна. В процеса на проектиране на тази схема и печатна платка използвах няколко готови библиотеки от SamacSys. IC1 [5], IC2 [6], IC3 [7], REG1 [8] и REG2 [9] се инсталират с помощта на библиотеките SamacSys и неговата приставка Altium Designer [10] (Фигура 4). Спести ми много време за проектиране. Винаги правя грешки, когато проектирам библиотеките от нулата, които ми съсипват деня и прототипите на печатни платки. Тези библиотеки са безплатни и по -важното е, че следват стандартите на IPC.

Стъпка 3: Фигура 3: Разположението на печатната платка на полицейско-мигащата верига (последна редакция)

Стъпка 4: Фигура 4: Избрани компоненти в плъгина SamacSys Altium

Фигури 5 и 6 показват 3D изгледите на последната ревизия на печатната платка.

Стъпка 5: Фигура 5: 3D изглед на печатната платка отгоре (последна редакция)

Стъпка 6: Фигура 6: 3D изглед на платката от дъното (последна редакция)

Снимка 7 показва изображение на първия тестван прототип на печатна платка. Поръчах го на PCBWay и получих 5 дъски на същата цена. Както можете да видите, качеството на изработката е добро. В последната ревизия аз промених някои отпечатъци на компоненти (всички са SMD с изключение на светодиоди) и преместих захранващите проводници към долната страна. Ще запоите 12V захранващите проводници директно върху платката.

Стъпка 7: Фигура 7: Първият прототип на Flasher Board

[3] Софтуерни STM8 MCU са хубави чипове, но все пак STM8CubeMX не ги поддържа напълно. Това означава, че софтуерът все още не генерира кода за STM8. Можете обаче да използвате ST Visual Develop (STVP) като компилатор и предварително написани библиотеки за STM8s (STSW). Фигура 8 показва STVP IDE. Трябва също да инсталирате COSMIC STM8, за да се използва като компилатор от STVP.

Стъпка 8: Фигура 8: ST Visual Develop IDE

Използвах GPIO и външни библиотеки за прекъсване, за да напиша три мигащи програми. Софтуерът е свободно достъпен. Можете да разширите кода и да добавите свои собствени програми. За повече описание, моля, проверете видеоклипа в YouTube.

[4] Монтаж и тест

Фигура 9 показва сметката на материалите. В запояването няма нищо особено. Най -малките части са 0805 пасивни компоненти, които лесно можете да запоявате с помощта на 0,4 мм запояваща тел и обикновен поялник.

Стъпка 9: Фигура 9: Сметка на материалите

Внимавайте за положителните и отрицателните полярности на светодиодите. Опитайте се да закупите всички сини и червени светодиоди от един и същ производител, в противен случай може да не получите гладки и еднакви светлини за всички светодиоди.

На дъската има някои джъмпери. Не забравяйте да направите правилни връзки, като използвате няколко нулеви ома резистори и други подобни. Свържете вашия STM програмист (с поддръжката на SWIM) и изберете подходящия файл от папката “Release” и програмирайте чипа. Чрез натискане на бутона мигащата програма се променя. Можете да добавите свои собствени мигащи процедури и да програмирате чипа.