Семисегментный индикатор для Arduino (4)

Часть IV

(окончание, см. Часть III, Часть II и Часть I)

Итак, время брать в руки паяльник. Используем стандартную макетную плату для пайки с шагом 2,54мм (шаг важен, поскольку надо установить вилку PLS, чтобы попасть ей в розетку PBS на Arduino - а там именно такое расстояние между контактами). Выбираем размер так, чтобы она не закрывала второй ряд колодок с цифровыми pin-ами, например, у меня получился размер 96 x 52 мм.

Я использовал двустороннюю макетку без дорожек, но зато с металлизацией всех отверстий. Вот что получилось в итоге:

Чтобы не паять лишний разъем ICSP для ATMEGA8, я поставил панельку. Кнопка сброса - чисто декоративная, и на самом деле, ее можно и не ставить вовсе. Длинная гребенка голубого цвета - это резисторная сборка (6 резисторов по 330 Ом). Вещь удобная, но, будучи поставлено вертикально, постоянно гнется при неосторожном обращении с бескорпусным изделием. Зато - опять-таки - экономия места.

Паяем проводники, глядя в принципиальную схему. Поскольку LED-ы индикаторов соединены в шину, напрашивается тривиальное решение по расположению:

Конденсатор по питанию довольно компактно влез между вилкой PLS и панелькой:



Если вы попробуете сразу запустить плату после пайки - у вас ничего не выйдет. Причина - отсутствие кварца, на который рассчитывает ATMEGA. Если вы уже отлаживались с ним в составе Arduino, программатор вместе с bootloader-ом прошил весьма определенные FUSE-биты, в том числе отвечающие за выбор схемы тактирования: внешний кварц на 16 МГц. У нас используется внутренний на 8 МГц, поэтому FUSE-биты надо изменить.

Поместите ATMEGA8 в устройство с ICSP-гребенкой (тот же Arduino), подключитесь к ней с помощью программатора и поменяйте fuses следующим образом (подробное описание битов - в документации):

Fuse High Byte: SPIEN=0, CKOPT = 1, BOOTSZ = 01, BOOTRST = 0;
Fuse Low Byte: SUT = 01, CKSEL = 0100;

Остальные биты стоит оставить незапрограммированными, получаем шестнадцатиричные значения: hfuse = 0xda, lfuse = 0xd4.

Например, если вы используете Parallel Programmer и Arduino IDE, надо запустить avrdude со следующими параметрами:

avrdude -p m8 -c dapa -t

где m8 - это тип контроллера, ATMEGA8; dapa - это тип программатора, а -t - войти в терминальный режим. Находясь в оном (avrdude> - это приглашение), набираем:

avrdude> write hfuse 0 0xda
avrdude> write lfuse 0 0xd4
avrdude> q

Вот теперь - точно должно заработать! Но будьте терпеливы: Arduino bootloader понятия не имеет, что теперь его тактовая частота понизилась в 2 раза. Его алгоритм предполагает ожидание около 10 секунд после старта (мало ли - думает он - может новый sketch сейчас зальют?!). Теперь же, после подачи питания, bootloader будет ждать 20 секунд. Дальше на экране появится три минуса, затем будет отображаться то, что передается по TWI.

Если ничего не отобразилось, то надо смотреть, правильно ли собрана схема. Например, я умудрился инвертировать сброс, в итоге он работал только при нажатой кнопке ;)

Последние штрихи: вернемся к fuse-битам. Наверное, стоит сделать так, чтобы bootloader не запускался вовсе, а сразу стартовал наш sketch. Это довольно просто: достаточно сообщить об этом ATMEGA через hfuse: установить флаг BOOTRST в 1. Проделываем всё тоже самое, что и выше, только вместо 0xda пишем 0xdb.

Конечно же, первым делом я соорудил градусник. Датчик подключается к цифровым pin-ам, которые не перекрыты макетной платой:

Подведем итоги.

1. Контроллером дисплея служит ATMEGA8, как и хотелось;
2. Программа написана на Wiring-е, отлажена в Arduino, легко менятеся, расширяется по числу индикаторов, а также типу (переделывается под общий анод).
3. Число деталей минимизировано - кроме контроллера восемь резисторов 330 Ом и один - 10К, а также сами индикаторы.
4. Интерфейс взаимодействия по TWI (I2C) получился относительно простым, хотя и пришлось в итоге поставить задержку 100 мс между посылками информационных блоков. Для человеческого глаза - вполне приемлемо.

Чего хотелось бы еще?

1. Неплохо было бы сделать печатную плату, повысив компактность;
2. Оформить ввод-вывод в виде библоитеки и подключать ее, чтобы не писать каждый раз одно и то же;
3. Сделать полноценный алфавитно-цифровой дисплей.