Программируемый светодиодный мигающий индикатор полиции с использованием STM8 [72 светодиода]: 9 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:50

STM8S001J3 - это 8-битный микроконтроллер, который предлагает 8 Кбайт флеш-памяти программ, а также встроенную EEPROM с настоящими данными. Он упоминается как устройство низкой плотности в семействе микроконтроллеров STM8S. Этот микроконтроллер предлагается в небольшом корпусе SO8N. В этой статье мы собираемся создать программируемое устройство Police LED Flasher, которое можно использовать для транспортных средств, мотоциклов и велосипедов.

использованная литература

Источник:

[1]:

[2]:

[3]:

[4]:

[5]:

[6]:

[7]:

[8]:

[9]:

[10]:

[1]: Анализ схемы На рисунке 1 показана принципиальная схема устройства. Сердце этой схемы - микроконтроллер STM8S001.

Шаг 1: Рисунок 1: Рисунок 1 Принципиальная схема программируемой светодиодной мигалки Police

Начнем анализ с блока питания. C2 и C3 используются для уменьшения шумов входного напряжения. Затем напряжение подается на регулятор 78M09 [1] (REG1). Он используется для стабилизации напряжения на уровне 9В. C4 и C6 используются для уменьшения выходных шумов регулятора.

Выходной сигнал REG1 обрабатывается RC-фильтром первого порядка (R28 и C5). Это помогает еще больше снизить уровень шума, потому что это устройство может постоянно использоваться в шумной среде, например в автомобиле. Лучший способ изучить поведение этого фильтра (или других типов фильтров) - это выполнить практическое измерение. В осциллографе SDS1104X-E появилась удобная функция построения графика Боде, с помощью которой можно выполнять эти полезные вычисления.

REG2 [2] используется для преобразования 9 В в 5 В для питания микроконтроллера STM8s001 [3] (IC1). C7 - дополнительный фильтрующий конденсатор для IC1.

Микроконтроллер IC1 программируется с помощью одного провода SWIM. Это означает модуль однопроводного интерфейса. Это высокоскоростное соединение между MCU и программатором / отладчиком. Этот вывод должен быть подключен к выводу SWIM программатора / отладчика. Контакт заземления также должен быть подключен. Это завершает соединение (P2).

IC2 и IC3 - это логические N-канальные SMD-транзисторы [4], которые используются для включения / выключения светодиодов. Контакты затвора обоих полевых МОП-транзисторов были опущены с помощью резисторов 4,7 кОм, чтобы избежать нежелательного срабатывания (R13, R14). SW1 - это тактильная кнопка, которая используется для переключения между программами прошивки. R27 - это подтягивающий резистор, а C8 снижает возможные дребезги кнопок.

Резисторы от R1 до R26 используются для ограничения тока светодиодов. В каждую часть я поместил по 3 последовательно соединенных светодиода, которые подключены к шине +9 В (рисунок 2). Характеристики светодиодов варьируются от производителя к производителю. Поэтому мы не можем назначить постоянный ограничивающий последовательный резистор для всех обстоятельств. Максимально допустимый ток 5-миллиметрового светодиода составляет около 25 мА. Следовательно, значение резистора, которое может ограничить ток примерно до 15 мА (чуть больше половины), выглядит достаточным и не влияет на срок службы светодиодов и не снижает значительно яркость светодиода.

Можно начать с резистора на 100 Ом и увеличивать его, одновременно контролируя ток. В моем случае я считал 15 мА с помощью резистора на 180 Ом.

Шаг 2: Рисунок 2: Определение оптимального номинала резистора для последовательных светодиодов

[2]: Схема печатной платы На рисунке 3 показана компоновка печатной платы флешера (последняя версия). Это однослойная печатная плата. Все компоненты, кроме светодиодов, имеют SMD и припаяны на медной стороне. В процессе проектирования этой схемы и печатной платы я использовал несколько готовых библиотек от SamacSys. IC1 [5], IC2 [6], IC3 [7], REG1 [8] и REG2 [9] устанавливаются с использованием библиотек SamacSys и его плагина Altium Designer [10] (рисунок 4). Это сэкономило мне много времени на дизайн. Я всегда делаю ошибки, когда проектирую библиотеки с нуля, которые портят мне жизнь и прототипы печатных плат. Эти библиотеки бесплатны и, что более важно, соответствуют стандартам IPC.

Шаг 3: Рисунок 3: Схема печатной платы цепи Police-Flasher (последняя редакция)

Шаг 4: Рисунок 4: Выбранные компоненты в плагине SamacSys Altium

На рисунках 5 и 6 показаны трехмерные изображения последней версии печатной платы.

Шаг 5: Рисунок 5: 3D-вид печатной платы сверху (последняя редакция)

Шаг 6: Рисунок 6: Трехмерный вид печатной платы снизу (последняя редакция)

На рисунке 7 показано изображение первого протестированного прототипа печатной платы. Заказал на PCBWay и получил 5 плат по той же цене. Как видите, качество сборки хорошее. В последней редакции я изменил посадочные места некоторых компонентов (все SMD, кроме светодиодов) и переместил провода питания на нижнюю сторону. Вы припаяете провода питания 12 В непосредственно к плате печатной платы.

Шаг 7: Рисунок 7: Первый прототип платы флешера

[3] Микроконтроллеры SoftwareSTM8 - хорошие микросхемы, но все же STM8CubeMX не поддерживает их полностью. Это означает, что программное обеспечение еще не генерирует код для STM8. Однако вы можете использовать ST Visual Develop (STVP) в качестве компилятора и предварительно написанных библиотек для STM8 (STSW). На рисунке 8 показана IDE STVP. Вам также необходимо установить COSMIC STM8, который будет использоваться STVP в качестве компилятора.

Шаг 8: Рисунок 8: IDE ST Visual Develop

Я использовал библиотеки GPIO и внешних прерываний, чтобы написать три программы для прошивки. Программное обеспечение находится в свободном доступе. Вы можете расширять код и добавлять свои собственные программы. Для получения более подробного описания, пожалуйста, посмотрите видео на YouTube.

[4] Сборка и тестирование

На рисунке 9 показана ведомость материалов. В пайке нет ничего особенного. Самые маленькие детали - это пассивные компоненты 0805, которые можно легко припаять с помощью паяльной проволоки 0,4 мм и обычного паяльника.

Шаг 9: Рисунок 9: Спецификация материалов

Будьте осторожны с положительной и отрицательной полярностью светодиодов. Старайтесь покупать все синие и красные светодиоды у одного производителя, иначе вы не сможете получить ровный и одинаковый свет для всех светодиодов.

На плате есть перемычки. Не забудьте выполнить правильное подключение, используя несколько резисторов с нулевым сопротивлением и тому подобное. Подключите свой программатор STM (с поддержкой SWIM), выберите подходящий файл из папки «Release» и запрограммируйте чип. При нажатии кнопки программа мигания изменяется. Вы можете добавить свои собственные процедуры прошивки и запрограммировать чип.