Кибернетический планетоход. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Микроконтроллеры

 Комментарии к статье

Именно так называлась статья П. Алешина, напечатанная в журнале "Радио" № 2 за 1987 г. В ней рассказывалось об игрушке-автомате, которая способна объезжать встречающиеся на пути препятствия. Ее электронная часть была собрана на четырех цифровых микросхемах серии К561 и 16 транзисторах. Применение современной элементной базы позволило уменьшить число деталей до минимума: три микросхемы, кварцевый резонатор, четыре конденсатора, один резистор и светодиод - вот и все, что необходимо для сборки описанного в статье планетохода.

Предлагаемая игрушка, как и прототипы [1, 2], столкнувшись с препятствием, отъезжает назад, поворачивает в сторону от препятствия и снова движется вперед, пока перед ней не окажется новая преграда. Направление маневра определяется состоянием (замкнут/разомкнут) двух микровыключателей, смонтированных за бампером, расположенным в передней части игрушки.

Принципиальная схема электронной части планетохода изображена на рисунке. Его основа - недорогой и доступный микроконтроллер (МК) AT90S1200 фирмы Atmel. Наличие в его составе Flash-памяти программ объемом 1 Кбайт с ресурсом 1000 циклов записи/стирания позволяет совершенствовать программу, а также создавать новые устройства с применением одного и того же МК.

Выводы 18, 17 МК DD1 служат входами, к которым подключены микровыключатели SA1 и SA2, размещенные в переднем бампере игрушки. Логические уровни с выводов 13, 14 и 15, 16 (запрограммированы как выходы) управляют пороговыми устройствами и мостовыми усилителями мощности DA2 и DA1 (TA7291S), нагруженными соответственно правым (М2) и левым (М1) двигателями. К выводу 12 DD1 подключен светодиод HL1. Тактовую частоту задает кварцевый резонатор ZQ1 на частоту 2 МГц.

После подачи питания устройство выдерживает паузу (6...15 с), необходимую пользователю для установки игрушки в нужном направлении. Горящий светодиод HL1 показывает наличие питания. По истечении паузы он гаснет и модель начинает двигаться вперед. При столкновении с препятствием, как уже говорилось, она останавливается, отъезжает назад и поворачивает в сторону от препятствия. Светодиод HL1 в это время горит, индицируя изменение направления движения. По окончании маневра он снова гаснет и модель начинает движение вперед.

Программа на языке ассемблера с детальными комментариями приведена в табл. 1, hex-файл - в табл. 2.

(нажмите для увеличения)

Особо следует подчеркнуть, что в конкретном варианте устройства длительность задержек зависит от частоты резонатора и скорости движения игрушки, поэтому их подбирают экспериментальным путем. Длительность задержки t (в секундах) рассчитывают по формуле t- 393216Х/fрез, где 393216 - число тактов подпрограммы задержки; fрез - частота кварцевого резонатора в герцах; X - значение констант bigpause, pause1, pause2, pause3. Например, если применен кварцевый резонатор на вдвое большую частоту (4 МГц), то соответствующие константы следует также увеличить в два раза (bigpause=200, pause1=30, pause2=l00, pause3=100). Если же частота резонатора такая же, как и в авторском варианте, но скорость движения игрушки слишком велика, и длительности задержек надо, например, сократить в 1,5 раза, то значения констант необходимо уменьшить во столько же раз (соответственно до 66, 10, 35 и 35).

При повторении конструкции можно использовать МК AT90S1200 с любыми цифровыми и буквенными индексами. Самый простой способ запрограммировать МК - подключить его непосредственно к LPT порту IBM-совместимого компьютера (именно так был запрограммирован МК при изготовлении описываемой игрушки). Более подробно об этом способе можно узнать по адресу [3] и в цикле статей [4].

Микросхема TA7291S разработана фирмой TOSHIBA для управления электродвигателями видеомагнитофонов. Она имеет большое входное сопротивление (около 150 кОм), встроенную защиту от одновременного срабатывания (когда на оба управляющих входа поданы уровни лог. 1) и защиту от перегрузки. Микросхема выпускается в трех исполнениях: для обычного (с индексами Р и S) и для поверхностного монтажа (F). Различаются они размерами, числом и назначением выводов, максимальным рабочим током и рассеиваемой мощностью (у варианта с индексом Р она наибольшая). В авторском варианте применена микросхема с индексом S (в скобках на схеме указаны номера выводов исполнения Р).

Частота кварцевого резонатора может быть от 1 до 4 МГц. Удобно применить трехвыводный керамический резонатор (средний вывод подключают к общему проводу), в этом случае конденсаторы С1 и С2 не понадобятся.

Литература

1. Алешковский С. Кибернетический вездеход. - Радио, 1977, № 7, с. 49, 50 и 3-я с. вкладки.
2. Алешин П. Кибернетический планетоход. - Радио, 1987, № 2, с. 49, 50 и 3-я с. вкладки.
3. <sin-bad.narod.ru/Avr.htm>.
4. Долгий А. Программаторы и программирование микроконтроллеров. - Радио, 2004, № 1-6.

Автор: М.Потапчук, г.Ровно, Украина

Смотрите другие статьи раздела Микроконтроллеры.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Мизофония может иметь выраженную генетическую основу 15.10.2026

Для большинства людей звук жевания, дыхания или сопения остается практически незаметной частью повседневной жизни. Однако у людей с мизофонией такие совершенно обычные звуки способны вызывать мгновенную и крайне сильную негативную реакцию. Причины этого состояния до сих пор изучены недостаточно, однако новое исследование указывает на важную роль наследственности. Полученные данные свидетельствуют о том, что предрасположенность к мизофонии может иметь глубокую генетическую основу. Исследованием занималась команда Медицинской школы Йельского университета, сосредоточившая внимание на семейной истории людей с этим расстройством. В отличие от ряда предыдущих работ, проводившихся преимущественно с помощью дистанционных опросов, на этот раз специалисты непосредственно обследовали 101 человека с мизофонией и членов их семей. Такой подход позволил исследователям оценить не только распространенность состояния среди родственников, но и возможные связи с другими особенностями психического здоро ...>>

Запись магнитных данных с помощью сверхбыстрых лазерных импульсов 15.10.2026

Системы хранения данных постоянно сталкиваются с необходимостью одновременно увеличивать скорость записи, плотность информации и энергоэффективность. Один из возможных путей решения этой задачи связан с использованием света для управления магнитными состояниями материала. Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали метод, в котором специально сформированные лазерные импульсы позволяют изменять направление намагниченности, открывая перспективу создания более быстрых и компактных магнитных устройств памяти. Главное отличие нового подхода заключается в том, что исследователи управляют не составом магнитного материала, а характеристиками самого лазерного излучения. Ультрабыстрый лазер концентрирует энергию на микроскопическом участке поверхности. Когда диаметр светового пятна становится меньше 1,36 мкм, специалистам удается переключать направление намагниченности независимо от спиральности света, то есть направления вращения его поляризации. Это позволяет отказаться от ...>>

Биокаталитический способ получения хиральных оксазолидинонов 14.10.2026

Химия все чаще обращается к биологическим молекулам, чтобы сделать синтез сложных веществ более точным и эффективным. Особенно важны такие технологии при создании соединений, у которых одинаковый химический состав может сопровождаться разным пространственным расположением атомов и, следовательно, различными свойствами. Исследователи из Калифорнийского технологического института и Университета Питтсбурга предложили новый биокаталитический подход, позволяющий получать хиральные оксазолидиноны непосредственно из простых неактивированных алкенов. В основе предложенного метода лежит последовательность из двух реакций - азиридинирования и последующего расширения цикла. Этот каскад запускается с помощью гемопротеина, который выполняет функцию катализатора и позволяет направлять химическое превращение в нужную сторону. В результате из относительно простого исходного соединения формируется более сложная циклическая структура с заданной пространственной конфигурацией. Особенно существенным ...>>

Случайная новость из Архива Польза образования для сохранения памяти 07.01.2024 Научные исследования, проведенные в Медицинском центре Джорджтаунского университета, подтверждают, что получение образования может служить своеобразной защитой памяти у пожилых людей, особенно у женщин. Новая работа ученых подчеркивает важность образования в сохранении когнитивных функций, особенно у женщин, и предостерегает от потери памяти в пожилом возрасте. Это открывает новые перспективы в области профилактики и поддержания здоровья пожилого населения. Результаты исследования указывают на то, что дети, особенно девочки, проводящие больше времени на обучении, демонстрируют более высокие показатели памяти в пожилом возрасте. Это открытие может иметь важное значение для предотвращения потери памяти при болезни Альцгеймера и других формах деменции. Исследование сосредотачивалось на декларативной памяти у 704 пожилых людей (в возрасте от 58 до 98 лет). Декларативная память отвечает за способность запоминать события, факты и слова, такие как имена соседей или местонахождение ключей. Участникам показывали изображения с различными объектами, а затем, через несколько минут, проверяли, что из них запомнилось. С возрастом производительность декларативной памяти снижалась, но у женщин, занимавшихся образованием в раннем возрасте, эффект потери памяти оказывался меньше. У мужчин каждый год обучения приносил прирост памяти, превышающий потери, связанные с годами старения, в два раза. В то время как у женщин этот прирост был в пять раз больше. Например, у 80-летней женщины с бакалаврской степенью декларативная память была сравнима с 60-летней женщиной со средним образованием. Таким образом, дополнительные четыре года обучения могут компенсировать потерю памяти, вызванную двадцатилетним старением.

Другие интересные новости:

▪ Революционный метод опреснения воды

▪ Синтез алмазоподобного азота

▪ Микропластик влияет на жизнь в почве

▪ Память DDR4

▪ Графеновый электрогенератор на колебаниях температуры окружающей среды

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Культурные и дикие растения. Подборка статей

▪ статья Эскулап. Крылатое выражение

▪ Какие были основные тенденции развития стран Восточной Европы после Второй мировой войны? Подробный ответ

▪ статья Рабочий на лесоскладских работах. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Электромонтажные изделия. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Вторичные цепи. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026