סדר האשפה CPE 133: 14 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

לשיעור CPE 133 שלנו ב- Cal Poly נאמר לנו ליצור פרויקט VHDL/Basys 3 שיעזור לסביבה והיה פשוט מספיק כדי שנוכל ליישם אותו עם הידע החדש שלנו בעיצוב דיגיטלי. הרעיון מאחורי הפרויקט שלנו שבאופן כללי אנשים לא חושבים לאן הם זורקים את האשפה שלהם. החלטנו ליצור מכונה שתאלץ אנשים להשקיע מחשבה היכן הם שמים את הזבל שלהם. מיון האשפה שלנו מעביר את קלט המשתמש דרך שלושה מתגים, שכל אחד מהם מייצג אשפה, מיחזור או קומפוסט. לאחר שהמשתמש בחר את סוג הפסולת שהוא רוצה להיפטר הוא לוחץ על כפתור. לחצן זה יגרום לפתיחת מכסי המיכל המתאימים. המכונה השתמשה גם בתצוגה ב- Basys 3 כדי לציין אם המכסים פתוחים כעת. כאשר הכפתור משתחרר המכסים ייסגרו שוב כך שהמכונה תהיה מוכנה למשתמש הבא.

שלב 1: חומרים

החומרים הדרושים לפרויקט זה הם:

לוח Basys 3

מחשב עם Vivado מותקן

3x סרוו*

3 רגל חוט נחושת

חותך/חשפן חוטים

מלחם והלחמה

*מכיוון שהסרווסים יקרים ואנחנו סטודנטים, החלפנו נגד 68 אוהם ו- LED לכל סרוו כאב טיפוס (הקוד מתפקד באותו אופן)

שלב 2: התחלת קידוד

יש הרבה קוד לכתוב לפרויקט הזה. אנו נשתמש בקוד VHDL שנכתב ב- Vivado. כדי להתחיל נרצה ליצור פרויקט חדש. ראשית, תן את שם הפרויקט ותציין את סוג הפרויקט. הקפד לבחור באותן הגדרות כמו בתמונה. לאחר שהגעת למסך המקורות תרצה להוסיף שישה מקורות בשם "למעלה", "flip_flop", "פלחים", "servo_top", "servo_sig" ו- "clk_div". הקפד לבחור VHDL עבור השפה של כל קובץ, לא Verilog. במסך האילוצים עליך ליצור קובץ אחד להקצאת הסיכה. שם הקובץ אינו חשוב. לאחר מכן תתבקש לבחור את הלוח בו תשתמש. וודא שבחרת נכון. תמונות הפניה לבחירה נכונה. השלב האחרון יבקש ממך לציין את הכניסות והפלטים של כל קובץ מקור. שלב זה יכול להיות מקודד מאוחר יותר אז לחץ על הבא.

שלב 3: קובץ אילוצים

בשלב זה נכתוב את קובץ האילוצים. זה אומר ל- Vivado אילו סיכות ישלחו/יקבלו אילו אותות מהמעגל. נזדקק לשעון, שלושה מתגים, תצוגת שבעה קטעים (שבע קתודות וארבעה אנודות), כפתור ושלושת סיכות ה- PMOD הפלטות בהן הסרוו/לד ישתמש. תמונות הפניה לאופן בו הקוד אמור להיראות.

שלב 4: קובץ Flip Flop

הקובץ הבא שנכתוב הוא קובץ המקור flip_flip. זה יהיה יישום VHDL של כפכפי D. במילים אחרות הוא יעבור רק את הקלט שלו לפלט בקצה העולה של אות השעון וכאשר לוחצים על הכפתור. זה ייקח שעון, D והכפתור כקלט ויוציא Q. התייחס לתמונות לקוד. מטרת קובץ זה היא לאפשר לפתיחת הפחים רק כאשר לוחצים על הכפתור ולא להיפתח ישירות בכל פעם שהמתג הופך ונסגר רק כאשר המתג הופך לאחור.

שלב 5: קובץ פלחים

הקובץ הבא שייכתב הוא קובץ הפלחים. זה ייקח את הכפתור כמו בערכי קלט ופלט עבור שבע הקתודות וארבע האנודות של תצוגת שבעת הקטע של Basys 3. קובץ זה גורם לתצוגת שבעת הקטע להציג "C" כאשר הפחים סגורים ו- "O" כאשר הפחים פתוחים. לקוד ראו תמונה מצורפת.

שלב 6: קובץ מחלק השעון

סרוווס מתפקד על ידי לקיחת אות PWM בתדר של 64k הרץ ואילו השעון המובנה ב- Basys 3 מתפקד במהירות 50M הרץ. קובץ מחלק השעונים ימיר את שעון ברירת המחדל לתדר ידידותי לסרוו. הקובץ ייקח את השעון ואות איפוס כקלט ויפיק אות שעון חדש. עיין בתמונה המצורפת לקבלת קוד.

שלב 7: קובץ איתות סרוו

קובץ אות הסרוו יקבל כניסת שעון, קלט איפוס וקלט מיקום רצוי. הוא יפיק אות PWM שיניע את הסרוו למיקום הרצוי. קובץ זה משתמש באות השעון שנוצר בקובץ האחרון ליצירת אות PWM עבור הסרוו עם מחזורי עבודה שונים בהתאם למיקום הרצוי. זה מאפשר לנו להפוך את סרוו השולטים במכסים של פחי האשפה. עיין בתמונה המצורפת לקוד.

שלב 8: קובץ סרוו עליון

מטרת קובץ זה היא לאסוף את שני הקבצים האחרונים למנהל התקן סרוו פונקציונלי. זה ייקח שעון, איפוס ומיקום כקלט יפיק את אות ה- PWM של סרוו. הוא ישתמש הן במחיצת השעונים והן בקובץ אות הסרוו כמרכיבים ויכלול אות שעון פנימי להעביר את השעון שהשתנה ממחלק השעונים לקובץ אות הסרוו. ראה תמונות ב

שלב 9: קובץ עליון

זהו הקובץ החשוב ביותר של הפרויקט מכיוון שהוא עוטף את כל מה שיצרנו יחד. זה ייקח את הכפתור, שלושת המתגים והשעון ככניסות. הוא ייתן את שבעת הקתודות, ארבעת האנודות ושלושת אותות הסרווו/לד כפלט. הוא ישתמש בכפכפים, בקטעים ובקבצי servo_top כרכיבים ויהיה לו מתג פנימי ואות סרוו פנימי.

שלב 10: בדיקה ב- Vivado

הפעל סינתזה, יישום וכתוב זרם ביטים ב- Vivado. אם אתה נתקל בהודעות שגיאה מצא את מיקום השגיאה ולאחר מכן השווה לקוד הנתון. עבד על כל השגיאות עד שכל ההרצות האלה יסתיימו בהצלחה.

שלב 11: בניית חומרה מבוא

בשלב זה תיצור את חומרת ה- LED בה השתמשנו באב -הטיפוס שלנו. אם משתמשים בסרווס הפרויקט צריך להיות מוכן לפעולה כל עוד משתמשים בסיכות הנכונות. אם אתה משתמש במנורות LED, בצע את השלבים שלהלן.

שלב 12: הכנה

חותכים את החוט לשישה חלקים שווים. הפשיטו את הקצוות של כל פיסת חוט מספיק כדי שהלחמה עלולה להתרחש. נורות LED, נגדים וחוטים נפרדים לשלוש קבוצות. לחמם ברזל הלחמה.

שלב 13: הלחמה

הלחם כל אחד מנגדי 68 אוהם לצד השלילי של ה- LED המקביל שלהם. הלחמה חוט על הצד החיובי של ה- LED וחוט נוסף על הצד של הנגד שלא מולחם אל הלד. אמורות להיות לך שלוש מתכשירי ה- LED בתמונה למעלה.

שלב 14: סיום

הכנס כל חוט חיובי לסיכת PMOD המתאימה וכל שלילי לתוך סיכת PMOD טחונה. אופציונלי להוסיף פחי קרטון לייצוג פחי אשפה ולהסתיר את הבלגן שלך. ברגע שהחוטים מחוברים כראוי והקוד מועלה כראוי ללוח ללא שגיאות המכשיר אמור לפעול כמתוכנן. אם משהו משתבש חזור לשלבים הקודמים כדי לפתור בעיות. תהנה עם "ממיין האשפה" החדש שלך.