Pic16f877 схемы своими руками

Статьи / Схемы / разное на микроконтроллерах — Универсальная зарядка PIC16F877A

Устройство выполнено на микроконтроллере PIC16F877A. Язык программирования C, CCS компилятор. Умеет заряжать большинство известных аккумуляторов с настраиваемыми параметрами заряда. На дисплее отображается все необходимая информация (ток, напряжение, время, режим). В процессе заряда контролируется температура.

Заряжаемые аккумуляторы: NiCd, NiMh, LiPo,Li-on, LiPoly, SLA

EEprom 256кБ для хранения данных о процессе заряда/разряда без использования ПК

UART возможность подключения к ПК для отображения процесса заряда/разряда

Максимальный ток заряда: 0-5А

Максимальный ток разряда: 440mA (I = U / R -> I = 12/27 -> I = 0.444mA)

Режимы: 0: NiMh, 1: SLA, 2: NiCd, 3: LiPo, 4: Li-Ion

Максимальное количество банок: 6

Максимальная ёмкость аккум. : 3000 мА

Контроль превышения температуры батареи, терморезистор 10К

Частота ШИМ 16кГц

Значение температуры вычесляется с помощью терморезистора, собранного в делитель напряжения.

Разрешение, количество мВ на деление 5В / 1024 = 4,88мВ

С учетом делителя состоящего из двух сопротивлений 10К и 480 Ом, получим Vout=[480 / (480 + 10000)] * 5000мВ = 229,008мВ при 25 градусах

Коэффициент N = 229.008 / 4.88 = 46.9

Вычисляем сколько мВ приходится на один градус 25 / 46,9 = 0,533

Напряжение на аккумуляторе вычисляется с помощью делителя напряжения 18к и 56к

V = 18000 / (18000 + 56000) = 0.2432

Разрешение, количество мВ на деление 5В / 1024 = 4,88мВ

Коэффициент N = 229.008 / 0,2432 = 20,07 мВ на деление

Максимальное возможное измеренное напряжение 20,07 * 1024 = 20,5В

Значение тока снимается с шунта 0,1 Ом, далее усиливается с помощью операционного усилителя.

В измерении тока, важную роль играют сопротивления 3к3 и 19к.

Коэффициент усиления А = 1 + (19к / 3к3) = 6,76

Максимальное измеренное значение тока I = 4,88 / 6,76 * Ishunt =7,2257А

Разрешение, 7226мА / 1024 = 7,06мА на деление

Заряд NiMh NiCd

1) быстрый заряд — током 1С при этом температура должна быть от 0-40 градусов. Рекомендовано заряжать током 0,5С — 1С (меньше 1С) если акку. старый или сильно разряженный. Если температура ниже 0 или выше 40 градусов, то рекомендуем перейти ко второму методу заряда.

При быстрой зарядке контролируются величины в следствии которых прекращается зарядка:

— контроль верхней границы напряжения 1.8В, не исправность акумм.

— dV / dT, как резко изменяется напряжение, если напряжение быстро падает 5 — 10мВ / банку во время зарядки

— изменение температуры при заряде, 1-2 градуса в минуту

— предел времени 90мин

Если при быстрой зарядке возникают проблемы, то следует перейти ко второму способу зарядки.

2) плавающая зарядка — для батарей сильно разряженных.

Заряжается током 0,2-0,3СмА и напряжением 0,8В на банку.

— начальное ожидание 10мин, для обнаружения не исправности по методу dV / dT

— техническое обслуживание 0,003-0,05 СмА

— время быстрой зарядки 60 минут

— общее время, 10 — 20 часов

Заряд SLA (герметичные свинцово-кислотные аккум.)

В отличие от батарей Nixx, эти аккумуляторы заряжаются при фиксированном напряжении, а не фиксированным током.

— начало заряда, постоянным током С/10

— когда напряжение достигает 2,55В на банку переключается в режим постоянного напряжения 2,45В на банку

— если ток падает ниже С/20 переходит в режим поддержания заряда

— в режиме поддержания заряда поддерживается 2,25В на банку, на неограниченное время (максимальное рекомендуемое время 20 часов )

— не допускается разряд до напряжения 1,5В на банку

— максимальное напряжение аккум. 3В на банку

Заряд LiPo (литий-полимерный), Li-on (литий — ионный)

— заряд постоянным током 1С, пока напряжение не достигнет 4,2В

— заряд постоянным напряжением 4,2В, пока не зарядит С/15

— поддержание заряда С/30 в течении 30мин

— не разряжать LiPo ниже 2,5В

— максимальное напряжение LiPo 4,5В

Подключение к ПК и анализ:

Скачать [3,05 Mb] (cкачиваний: 1790) прошивку, исходник, печатку, инструкцию

Скачать [78,77 Kb] (cкачиваний: 1371) печатку

Источник

PIC16F877A — Отладочная плата

Статья адресована тем, кто знаком с электроникой и , может быть, с микроконтроллерами, но , так как и Я, не работал с конкретным видом микроконтроллеров. В ней я хочу изложить свой опыт освоения PIC-контроллера PIC16F877A. В основе изучения создание несложной схемы «Отладочной платы», как универсального электронного устройства, сравнимого с ПЛК для АСУ. В том смысле, что одно и то же устройство, по необходимости, становится различным изделием, в зависимости от программы. Рассмотрим создание нескольких устройств и освоение приемов программирования. В дальнейшем «Отладочную плату» можно будет использовать для создания многих иных проектов. В статье будут рассмотрены вопросы :

Программирование с использованием бесплатно предоставляемых производителем MicroCHIP программных средств MPLAB-XIDE и компилятора XC8.
Освоение программирования портов ввода-вывода, 7-ми сегментных индикаторов, таймеров, прерываний, ADC- преобразователя.

«Отладочные платы», как изделие, появились по инициативе производителей электронной продукции, в частности — микроконтроллеров . Они позволяют быстро и легко осваивать использование продукции. Кроме того – они с успехом могут заменять «макетные платы», изготовление которых является неотъемлемой составной частью проектирования любого электронного устройства. Однако, пока микроконтроллер малоизвестен, производители, в рекламных целях, всячески снижают стоимость «отладочных плат», иногда даже присылают в подарок всем желающим. Но, как только приходит популярность, стоимость такой продукции становится «не по карману» многим желающим. Достаточно взглянуть на цены серий популярных отладочных комплектов : ARDUINO, EasyPIC, NUCLEO, DISCOVERY. При этом стоимость основного компонента – микроконтроллера сравнительно невысока. Для примера, стоимость PIC16F877A находится в районе 5$. Цель данной статьи – показать как создать свою недорогую и оптимальную, без излишеств, отладочную плату. Монтажная схема и печатная плата не рассматривается в виду нецелесообразности определенного вида конструкции. Наиболее приемлемым можно считать вариант монтажа на «универсальной печатной плате». Например такой.

По желанию, любой из повторивших «отладочную плату», сможет нарисовать свой вариант печатной платы, после окончательного выбора наиболее оптимальной принципиальной схемы, исходя из собственных потребностей направления разработки. К примеру — такая версия.

Полная принципиальная схема показана на рисунке №1. Для более детального рассмотрения используйте ссылки на ресурсы.

Подробнее рассмотрим принципиальную схему. В основе устройства микроконтроллер PIC16F877A. Синхронизация тактирования работы производится кварцем 14 МГц, подключенного стандартно согласно документации к выводам 13 и 14. К портам А и B подключены выходные индикаторные светодиоды. К этим выводам (параллельно резистор-светодиод) можно подключить выходные ключи для увеличения нагрузочной способности. Ключи могут быть любого типа – от транзисторно-релейных – до оптопарно–симисторных . Поэтому на принципиальной схеме они не указаны (все-таки «отладочная» плата). Одним из лучших вариантов можно считать «твердотельное реле типа SSR-10DA или SSR-25DA». К портам D, C и E подключены семисегментные индикаторы типа KW2-561AGA с общими анодами, которые можно заменить величайшим количеством аналогов сдвоенных, четверных или одинарных индикаторов с общим анодом, управляемых отдельным подключением анодов. Аноды подключаются через ключи pnp- транзисторов. Также подключены 7 кнопок без фиксации. А, В и С – отдельно к порту С. Использованы дополнительные подтягивающие резисторы 15-24 ком. Использовать внутренние не рекомендую – некоторые экземпляры микроконтроллеров не вытягивают входы, как следствие – ложные срабатывания, особенно в условиях дополнительных помех. Еще четыре кнопки – 1-4 подключены к портам индикатора таким образом, что бы их состояние можно было бы определять одновременно со сканированием анодов индикаторов через единственный порт ввода – RD6. Тем самым экономится три ввода, в сравнении с отдельным подключением. На схеме так же отображен разъем для внутрисхемного программирования ICSP. Вывод MCLR/VPP подключен к +5В через диод, чтобы после программирования, при подаче напряжения питания, микроконтроллер переходил в рабочий режим. Следует помнить, так же, что, программатор должен «отпускать» выводы программирования PGD & PGC. Некоторые самодельные программаторы этого не делают, вследствие упрощения схемы. Имеются несколько незадействованных выводов, которые, при необходимости, можно подключить в схему для наращивания вводов-выводов.

Таким же образом ищем XC8 Compilers. Так же скачиваем и стандартно устанавливаем в систему на компьютер.

Запустим среду программирования MPLAB X IDE. В меню выбираем «Создать новый проект». Выбираем «Стандартный проект» (см.рис) затем – «тип микроконтроллера»-PIC16F877A.

После этого MPLABX предлагает выбрать тип программатора. В данном случае принципиального значения в выборе нет. Можно выбрать Simulator или PICKit. HEX-файл прошивки будет сгенерирован в любом случае. Следующий шаг – выбор компилятора. Выбираем XC8 – компилятор СИ, который был предварительно скачан (free-версия) и установлен. В следующем примере используем MPASM-компилятор, поставляемый бесплатно со всеми MPLAB. Заключительный шаг создания проекта – Выбор имени проекта («AUTOMATIC_LIGHTING_EFFECTS») и папки расположения проекта. Нажатие кнопки Finish заканчивает создание проекта. Теперь в проект необходимо добавить исходный файл программы. Нажимаем правую кнопку на разделе исходные файлы проекта. Затем New ->main.c даем имя файлу, жмем Finish.

Рассмотрим программу, превращающую «универсальное электронное устройство», каковым, несомненно и является отладочная плата, в устройство определенного назначения. Одной из программ-прошивок, достаточно разнообразно использующей многие возможности аппаратного устройства платы, может быть программа «Автомат Световых Эффектов» . Ее исходный текст приведен ниже. По сообщениям MPLAB-X программа использует до 24% памяти программ и до 17% памяти данных. Ещё она использует 96 байт EEPROM, что так же является далеко не полным использованием. Т.е. у микроконтроллера остается еще масса ресурсов для развития программы.

Рассмотрим основные модули программы. В начале программы указана конфигурация работы микроконтроллера (то что в avr называют fuses). Слово конфигурации записывается в скомпелированную прошивку, благодаря чему отпадает необходимость ручной настройки программатора. Для этого в данном компиляторе существуют директивы #pragma config

В данной конфигурации выбран источник тактирования XT-кварц 4 Мгц, отключены WDT,BOR,LVP и защита памяти. В данном примере эти опции не нужны.

Благодаря использованию EEPROM программа запоминает какая «световая картина» была запущена на «Автомат Световых Эффектов» перед выключением.

Еще в EEPROM запрограммировано семь различных «световых картин» и знакогенератор для семисегментного индикатора.

Благодаря использованию EEPROM размер программы значительно компактнее, нежели все коды-сочетания пришлось бы программировать прямо в программе. Впрочем, PIC-контроллеры имеют возможность использовать свободную Flesh-память программ, даже если нет EEPROM. В данной программе для работы с EEPROM используются стандартные макросы XC8 – компилятора. Для загрузки знакогенератора — __EEPROM_DATA(8байт). Это «не исполняемый» макрос. Он обеспечивает загрузку данных не вовремя выполнения программы микроконтроллера, а во время программирования прошивки. Но в исходном тексте программы он обязательно должен вызываться в теле main(). EEPROM_READ(ADR) и EEPROM_WRITE(ADR,байт) — макросы выполняющие обмен данных во время выполнения программы микроконтроллера.

Кнопки A и С – функционируют как установка номера световой картины. При этом номер 8 – режим АВТО, в котором все программы повторяются по очереди. Кнопка В – реверс. А кнопка №1 – СТОП, №2 – быстрое включение АВТО, №3 – резервная, №4 – запуск после нажатия СТОП. Используемые порты ввода-вывода инициируются в теле функции Init_Ports(). Названия всех определений регистров и битов находятся в файле pic16f877a.h компилятора, где их и можно посмотреть. А включать этот файл в тело программы – не обязательно. MPLAB-X сама указывает компилятору какой микроконтроллер был выбран на этапе создания проекта. О том как создавать проекты – смотрите далее. Функция Init_TMR0() настраивает таймер на работу по прерываниям. Благодаря чему обеспечивается запланированное свечение индикаторов и опрос кнопок.

Так же в обработчике прерываний обрабатываются прерывания ADC – преобразователя. Показания которого, определяемые переменным резистором R1 схемы, используются как задатчики темпа работы «Автомат Световых Эффектов». Собственно, это и есть все модули программы , рассмотренные вкратце. При внимательном рассмотрении исходного текста программы легко и быстро можно понять как запрограммировать ту или иную функцию микроконтроллера с помощью компилятора XC8-Free edition.

В следующем примере программы для «PIC16F877A — Отладочная плата», рассмотрим устройство «ЧАСЫ/ТАЙМЕР-ТЕРМОРЕГУЛЯТОР».

Источник