Підключення великої кількості кнопок до одного входу мікроконтролера. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Радіоаматор-конструктор

Коментарі до статті

Ідея запропонованого рішення було викладено у [1]. Суть його – у підключенні максимальної кількості контактних датчиків (герконів, кнопок) до мікроконтролера з використанням мінімального числа його висновків. Реалізовано цю ідею за допомогою універсального таймера КР1441ВІ1. Час-задающая RC-ланцюг таймера складена з конденсатора та набору резисторів, з'єднаних послідовно з кожною кнопкою. Певній замкнутій кнопці відповідає своя частота проходження імпульсів, що генеруються таймером, яку і вимірює мікроконтролер [2].

Оригінальний варіант має дві істотні недоліки. Один із них - використання двох входів мікроконтролера. На один з них подано імпульси, що генеруються. Другий служить визначення факту замикання кнопки, це легко може бути зроблено програмно, з допомогою чого цей вхід мікроконтролера можна використовуватиме інших цілей. Інший недолік - вимірювання частоти, а чи не періоду повторення імпульсів. Внаслідок цього для отримання лінійної залежності частоти від номера кнопки використано велику кількість резисторів різних номіналів.

Рис. 1. Схема конструкції

Пропонований технічний розв'язок, схема якого показана на рис. 1, вільно від цих недоліків. Таймер КР1441ВІ1 структури КМОП (аналог LMC555) працює в автоколивальному режимі зі шпаруватістю імпульсів 2 [3]. У цьому режимі період повторення імпульсів дорівнює

T = 2·ln2·C·R,

де C і R - відповідно ємність і опір елементів часу, що задає ланцюга. При C = C1 і R = R1N, що складається з N (за кількістю кнопок) однакових резисторів опором R1, з'єднаних послідовно, період T дорівнює:

T≈1,39·C1·R1·N

Він виходить пропорційним числу резисторів між конденсатором C1 та першою замкненою кнопкою SB1 - SB32 і легко може бути виміряний мікроконтролером. Як і в першоджерелі, при одночасному замиканні кількох кнопок та, що має менший номер, має пріоритет.

Резистор R38 необхідний підтримки генерації імпульсів, коли всі кнопки розімкнені. Підстроювальним резистором R35 встановлюють необхідне для правильного визначення номера натиснутої кнопки співвідношення періоду коливань таймера та тривалості вимірювального інтервалу, що формується мікроконтролером.

Демонстраційна програма мікроконтролера з переривання IRQ0 вимірює тривалість періоду T, переводить його в номер кнопки та виводить на РКІ MT-16S2S [4]. Зв'язок мікроконтролера з РКІ організована за трипровідним послідовним інтерфейсом. Введенням та висновком інформації зайняті всього чотири висновки мікроконтролера, інші можуть бути застосовані для інших цілей.

Для вимірювання періоду використаний восьмирозрядний таймер-лічильник мікроконтролера 0. За наростаючим перепадом рівня на вході запиту переривання IRQ0 програма зчитує тривалість виміряного періоду та обнулює лічильний регістр. Для підвищення точності вимірювання обнулюється і лічильник. Оскільки розподільник усіх таймерів-лічильників у мікроконтролерах серії ATtiny загальний, це може впливати на тривалість часових інтервалів, що формуються таймером-лічильником 1 у разі його використання з ділителем, відмінним від одиниці. При розімкнених контактах всіх кнопок відбувається переповнення лічильника, що вимірює період. За відповідним перериванням і визначається розімкнений стан.

Максимальна кількість кнопок, що розпізнаються, залежить від нестабільності інтервалів часу, що формуються таймером і мікроконтролером. При тактуванні мікроконтролера від внутрішнього RC-генератора і застосуванні під час задаючого RC-ланцюга таймера плівкового конденсатора з малим ТКЕ, резисторів з малим ТКС і відхиленням від номіналу не більше 1% число кнопок може досягати 12-16. При більш точній добірці резисторів вдалося розпізнавати 32 кнопки. Ще більше збільшити їхню кількість може дозволити стабілізація частоти тактового генератора мікроконтролера кварцовим резонатором.

У макеті пристрою застосовані імпортний плівковий конденсатор C1 (аналог К73-17) та резистори R1 - R32 для поверхневого монтажу CR1206-FX-5621ELF опором 5,62 кОм ±1%. З 50 резисторів з однієї стрічки відібрано 32 штуки з різницею максимального та мінімального опору не більше 20 Ом. Для зменшення впливу на період коливань залежності вихідної напруги таймера DA1 від числа підключених резистори R1-R32 резистори з меншим опором мають менші позиційні номери, а виходи таймера 3 і 7 з'єднані разом.

Підстроювальний резистор R35 повинен бути багатооборотним, наприклад СП5-3 або подібним. Підстроювання виконують наступним чином. Замикають кнопку з позиційним номером на одиницю менше максимального (в даному випадку SB31) і знаходять два положення двигуна підстроювального резистора R35, що відповідають зміні показань РКІ з 31 на 32 і з 31 на 30. Встановлюють двигун в середнє між знайденими положення.

Рис. 2. Перевірка пристрою та налагодження програми мікроконтролера

Перевірка пристрою та налагодження програми мікроконтролера виконано на макеті, зображеному на рис. 2. Байти конфігурації мікроконтролера були запрограмовані в такий спосіб: молодший - 0xBF, старший - 0xD4, додатковий - 0xFF. Оскільки потрібної кількості кнопок для макета не знайшлося, довелося замість них використовувати перемикач ПП7-4ЛВ. Резистори для поверхневого монтажу напаяні безпосередньо на плати перемикача. При підібраних резистори в кімнатних умовах номери замкнутих контактів перемикача визначалися правильно, хоча мікроконтролер працював від внутрішнього RC-генератора.

Програму мікроконтролера можна завантажити з ftp://ftp.radio.ru/pub/2016/11/key-tx.zip.

література

1. 2-Wire Keypad Interface Using a 555 Timer. - URL: radiolocman.com/shem/schematics.html? di=88598.
2. Євстіфєєв А. В. Мікроконтролери AVR сімейства Tiny - М.: "ДОДЕКА-XXl", 2007.
3. LMC555 CMOS Timer. - URL: pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/9100/NSC/LMC555CN.html.
4. MT-16S2S. Рідкокристалічний індикатор буквено-цифровий 2 рядки по 16 символів. - URL: melt.com.ru/docs/MT-16S2S.pdf.

Автор: С. Іванов

Дивіться інші статті розділу Радіоаматор-конструктор.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Медичні датчики Maxim MAX30208 та MAXM86161 12.09.2019 Носімі медичні та фітнес-прилади часто вимірюють такі життєво важливі показники, як температура тіла та частота серцевих скорочень. При конструюванні мініатюрних пристроїв розробники обмежені такими факторами, як низька ємність дискового елемента живлення та малі габарити корпусу натільного пристрою. Два нові медичні датчики Maxim - MAX30208 та MAXM86161 - забезпечують більш високу точність вимірювань та ідеально підходять для безперервного моніторингу життєво важливих показників, таких як температура тіла, частота серцевих скорочень та насиченість крові киснем (SpO2). Цифровий датчик температури MAX30208 забезпечує клінічну точність вимірювання температури (±0,1°C) та здатний швидко реагувати на її зміну. Пристрій також відповідає строгим вимогам до споживаної енергії та розмірам, що пред'являються мініатюрним пристроям, таким як смарт-годинник і медичні датчики у вигляді пластиру. Порівняно з конкуруючими виробами, прилад дуже простий у використанні і допускає підключення кількох датчиків до однієї шини, може бути встановлений на звичайну або гнучку друковану плату (FPC), має малий самонагрів та споживає лише половину енергії за типових умов експлуатації. Монітор частоти серцевих скорочень і пульсоксиметрії MAXM86161 є на сьогоднішній день найменшим комплексним рішенням на ринку, що забезпечує високоточні вимірювання частоти серцевих скорочень і SpO2 для програм, що носяться. Призначений для застосування в навушниках, цей прилад пропонує найкращий у галузі малий форм-фактор (на 40% менше, ніж у найближчого конкурента), а також найкраще співвідношення сигнал-шум (SNR 100 дБ). MAXM86161 ефективно бореться із зовнішнім засвіченням завдяки найвищій у галузі точності вимірювань. Він споживає приблизно на 35% менше енергії, ніж конкуруючі продукти, що ефективно продовжує термін служби акумуляторів пристроїв (менше 10 мкА@25sps). Крім того, пристрій включає закінчений аналоговий інтерфейс (AFE), усуваючи необхідність зовнішніх мікросхем або оптичних модулях AFE.

Інші цікаві новини:

▪ Очищувач-генератор

▪ Універсальний драйвер для GP-LC7028-Q5D

▪ Пластик перетворюється на їстівні гриби

▪ Слони бояться не мишей, а бджіл

▪ Маршрутизатор ASUS RT-AC3200 3200 Мбіт/с

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Особистий транспорт: наземний, водний, повітряний. Добірка статей

▪ стаття Вільгельм Буш. Знамениті афоризми

▪ стаття Яким євреям дозволялося служити в армії нацистської Німеччини? Детальна відповідь

▪ стаття Будинок мандрівника. Поради туристу

▪ стаття Як зробити з монітора телевізор. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Прості широкосмугові антени. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024