מחולל שעון ודופק Esp8266: 3 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:11

מדריך זה מיועד לחתיכת ציוד בדיקה פשוטה; מחולל שעון ודופק.

הוא משתמש בממשק החומרה i2S ב- esp8266 ליצירת שעון בדיקה או רצף דופק. זה מקל על ההרכבה כיוון שאין צורך בחומרה מיוחדת למערכת בסיסית.

• ייצור שעון מ 2Hz עד 20MHz
• ניתן להשתמש בכל תדר
• מחפש את ההתאמה הטובה ביותר של מחיצות השעון ואורך הסיביות משעון בסיס 160MHz
• בדרך כלל התאמה טובה יותר מ- 0.1% לתדרים <100KHz
• סמן בחירת יחס שטח
• סובלנות התאמת התדרים עשויה להיות רגועה כדי לקבל טיפול טוב יותר בחלל הסימנים
• ייצור רכבות דופק המבוסס על הגדרות בקבצים
• GUI מבוסס אינטרנט המאפשר שליטה ממחשב, טלפון, טאבלט
• ניהול Wifi המאפשר הגדרת נתב ראשוני קל
• עדכון תוכנת OTA
• משתמש בספריית I2s מיוחדת (i2sTXcircular) המעניקה שליטה גמישה

שלב 1: חומרה

בניתי את שלי במארז מודפס בתלת מימד המחזיק סוללה 18650 עם מטען USB, מתג הפעלה/כיבוי, תקע כותרת 3 פינים לאות הפלט.

למארז חריץ צר להחזקת האלקטרוניקה ליד הסוללה.

האות יוצא מהפין GPIO3 (RX). ניתן להשתמש בזה ישירות אך ליכולת כונן גבוהה יותר בחרתי לכלול חיץ קטן באמצעות 74LVC2G34. מקבילתי לשני המאגרים במכשיר זה כדי לספק עוד יותר כונן.

הכל נעשה רק בתוכנה במכשיר, והבקרה מתבצעת על ידי מתן שרת אינטרנט כך שדפדפן במחשב, בטלפון או בטאבלט מספק שליטה מלאה.

שלב 2: תוכנה

כדי לבנות ולהגדיר את התוכנה השתמש בקוד בכתובת

• התקן את הספרייה i2sTXcircular (כלול)
• התקן את ספריית BaseSupport (https://github.com/roberttidey/BaseSupport)
• הוסף את ספריית WifiManager
• ערוך סיסמאות ב- BaseConfig.h
• הידור והעלה בסביבת Arduino
• הגדר ניהול רשתות wifi על ידי חיבור ל- AP וגלישה ל- 192.168.4.1
• העלה קבוצה בסיסית של קבצים מתיקיית הנתונים באמצעות STA ip/upload
• לאחר מכן ניתן לבצע העלאות נוספות באמצעות ip/edit - הממשק הרגיל נמצא ב- ip/

איך זה עובד

הספרייה i2sTXcircular מאפשרת בניית שרשרת מעגלית של מאגרים אשר לאחר מכן יוצאים אוטומטית על ידי חומרת i2S ב- esp8266 באמצעות DMA כך שלא תשתמש בתקרת תוכנה ברגע שהיא עוברת.

השעון הבסיסי במכשיר הוא 160MHz המחולק למטה על ידי זוג מפרידים. אות הפלט נקבע לאחר מכן על פי אילו נתונים מוכנסים למאגרים שמופצים על ידי השעון למטה. על ידי בחירת שני המחלקים ועל ידי שימוש בנתוני נתונים רבים שיכולים לייצג כל דופק, ניתן לקרב את התדר באופן הדוק למדי. זה גם מאפשר לשנות את מחזור העבודה (יחס סימן/שטח של פולסי השעון).

קוד ה- javascript של הדפדפן מנסה לייעל את בחירת הפרמטרים כדי לתת התאמה הדוקה לכל תדר שנבחר.

למרות שהמטרה העיקרית היא ייצור שעונים ניתן גם לייצר רכבות דופק מורכבות יותר על ידי הכנסת הגדרה לקובץ דופק אשר לאחר מכן שולט על הנתונים שייווצרו ויכניסו למאגר המעגלי. הפרטים נמצאים בקובצי הדופק לדוגמה.

שלב 3: פעולה

הפעולה נשלטת על ידי ממשק הדפדפן המוצג בתמונה הראשית.

עבור ייצור שעון רגיל אתה פשוט בוחר את שעון המטרה ואת יחס שטח הסימון %. השעון בפועל שהושג ושגיאתו מוצגים. כאשר לוחצים על לחצן Generate Clock אז הפרמטרים נשלחים למכשיר ודור השעון באמצעות פרמטרים אלה מתחיל.

בלחיצה על סרגל מתקדם ניתן לראות פרטים נוספים.

שעון הסיביות מציג את כפל המשנה של 160MHz בו נעשה שימוש.

סיביות וסיביות רווח מראות כמה סיביות משמשות לייצוג סימנים ורווחים.

Div1 ו- Div2 מציגים את שני המחלקים שנבחרו ליצירת שעון הסיביות הקרוב ביותר.

בדרך כלל שני המחלקים נבחרים כדי לתת את ההתאמה הקרובה ביותר לתדר הנבחר ולמקסם את מספר סיביות הנתונים המשמשות, מה שמסייע במתן גמישות רבה יותר לאפשר מחזורי עבודה שונים. עם זאת, לפעמים ההתאמה הטובה ביותר מביאה לספירת סיביות נמוכה ומשאירה מעט מקום לשינוי מחזור העבודה. על ידי שינוי ערך % הסובלנות המחיצים ייבחרו לתת תדר בתוך סובלנות זו אך עם פוטנציאל יותר של נתוני נתונים. נסה למשל להגדיר סובלנות ל- 0.5 או 1.

ניתן גם להגדיר את מספר הביטים למילה לשליטה בבחירת הפרמטרים. 0 (ברירת מחדל) פירושו לבחור ביטים לכל מילה. מספר בודד (למשל 24) פירושו לבחור רק פרמטרים התואמים את זה. ניתן גם להכניס טווח (למשל 24, 31). זה עובד רק עבור יעד יעד מעל 10KHz, מתחת לקנה מידה זה ייכנס לתוקף כך שהמספר יוכפל.

גודל המאגר מציג את המרווח הכולל של המאגר המשמש במילים של 32 סיביות. זה נבחר כדי להבטיח שדופק השעון יוצר התאמה מעגלית מושלמת למאגר. באופן פנימי מאגר זה מחולק למספר ruffers smalle כדי לאפשר ל- DMA הכבול לפעול.

להפעלת פולסים בחרו את ה- TAB של הפולסים. זה מציג את קבצי הדופק הזמינים ולחצן ליד כל אחד מהם שיפיק רכבת דופק על בסיס הגדרתו. אתה יכול לראות את תוכן הקובץ על ידי לחיצה על הקישור שלו. ניתן להעלות קבצי דופק נוספים באמצעות דפדפן הקבצים ip/edit. הם צריכים להתחיל בשם הדופק.