กิจกรรมการทดลองกลุ่ม แผงวงจรตรวจจับแบบดิจิตอล

1. IPST-MicroBOX
กล่องสมองกล
กิจกรรมการทดลอง
การทดลองอุปกรณ์กลุม
่

2. แผงวงจรขับ LED สองสี : ZX-LED2C
ZX-LED2
O LED
220
+S LOW
R
Bi-color
G LED
+S HIGH
ใช้ LED แบบ 2 สี ในการแสดงผล โดยเลือกได้ 2 แบบ
ช่อง HIGH ถ้าอินพุตเป็ นลอจิก "1" LED ติดเป็ นสีแดง
ช่อง LOW ถ้าอินพุตเป็ นลอจิก "0" LED ติดเป็ นสีเขียว
ถ้าไม่ใช่สญญาณที กําหนด LED จะดับ
ั

3. การทดลองที 1 ควบคุมการติดดับของ LED
L ED Bl i n k i n g
ZX-LED2C
Bi-color LED
+ S - + S -
1.ทําการเชือมต่อแผงวงจร ZX-LED2C เข้ากับบอร์ด IPST ทีตําแหน่ ง PD7

4. การทดลองที 1 ควบคุมการติดดับของ LED
2.เปิดโปรแกรม AVR Studio สร้างโปรเจ็กต์ใหม่แล้ว
เขียนโปรแกรมต่อไปนี ลงไป
#include <ipst.h>
main()
{
while(1)
{
out_d(7,1);
sleep(500);
out_d(7,0);
sleep(500);
}
}

5. การทดลองที 1 ควบคุมการติดดับของ LED
3. คอมไพล์โปรแกรม ตรวจสอบ
หน้ าต่าง Build ต้องแสดง
ข้อความ "Build Secceeded”
กดปุ่ มเพือคอมไพล์ แสดงว่าโปรแกรมที เขียนขึนไม่มี
ข้อผิดพลาด
4. เปิดโปรแกรม AVR Prog โดย
ไปที หน้ าต่าง Tools เลือก
AVR Prog
ไม่เกิ ดข้อผิดพลาด

6. การทดลองที 1 ควบคุมการติดดับของ LED
4. เปิดโปรแกรม AVR Prog โดยไปที หน้ าต่าง Tools
เลือก AVR Prog
* ข้อที 4 ข้ามขันตอนสําคัญไปคือ การเชือมต่อบอร์ด
IPST เข้ากับคอมพิวเตอร์และจ่ายไฟให้กบบอร์ด IPST
ั
4. ทําการเชือมต่อบอร์ด IPST
เข้ากับเครืองโปรแกรม PX-400
5. เชือมต่อสายระหว่าง PX-400
กับคอมพิวเตอร์
6. จ่ายไฟให้กบบอร์ด IPST
ั
7. เปิดโปรแกรม AVR Prog โดย
ไปทีหน้ าต่าง Tools
เลือก AVR Prog

7. การทดลองที 1 ควบคุมการติดดับของ LED
1. เลือกไฟล์
8. กดปุ่ ม Browse เลือกตําแหน่ งที เก็บ
โปรแกรม (นามสกุล *.hex ) จะเก็บไว้ไน
โฟลเดอร์ Default
9. เลือกเบอร์ของไมโครคอนโทรลเลอร์
ให้ตรง
10. ถ้าไม่จาเป็ นไม่ให้เข้าไปเปลียนแปลง
ํ
ค่าในโฟลเดอร์ Advanced
11. กดปุ่ ม Program เพือโปรแกรมข้อมูล
3. Program ลงไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์
2. เลือกเบอร์

8. sleep - คําสังหน่ วงเวลา
 อยูในไฟล์เฮดเดอร์ sleep.h
่
 การใช้งาน
sleep(m) – หน่วงเวลา m มิลลิวนาที (โดยประมาณ)
ิ
ตําแหน่ งพอร์ต
out_d(x,y) – คําสังกําหนดขาพอร์ตมีลอจิก “0” หรือ “1”
 อยูในไฟล์เฮดเดอร์ in_out.h
่
 การใช้งาน
out_d(7,1) กําหนดให้ PD7 มีลอจิก “1”
out_d(6,0) กําหนดให้ PD6 มีลอจิก “0”

9. แผงวงจรสวิ ตช์ : ZX-SWITCH
ZX- D SWITCH
SWITCH 10k S
+ LOW
510 S
+ HIGH
R
G Bi-color LED
+5 0V ลอจิก “0” +5
R1
10k 5V ลอจิก “1” R1
0V 10k
5V
SW1 SW1
GND GND

10. การทดลองที 2 การอ่านค่าจากแผงวงจรสวิตช์
1.ทําการเชือมต่อแผงวงจร ZX-LED2C เข้ากับบอร์ด IPST ทีตําแหน่ ง PD7
2. เชือมต่อแผงวงจรสวิตช์เข้ากับช่อง PB4
ZX-LED2C
Bi-color LED
ATMEGA16
+ S - + S -

11. การทดลองที 2 การอ่านค่าจากแผงวงจรสวิตช์
3. เปิดโปรแกรม AVR Studio สร้างโปรเจ็กต์ใหม่แล้ว
เขียนโปรแกรมต่อไปนี ลงไป
#include <ipst.h>
main()
{
while(1)
{
if(in_b(4)==0)
{
out_d(7,1);
}
else
{
out_d(7,0);
}
}
}

12. การทดลองที 2 การอ่านค่าจากแผงวงจรสวิตช์
4. คอมไพล์โปรแกรม
5. ดาวน์โหลดโปรแกรมลงไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์
6. ทดสอบการทํางานของโปรแกรม
เมือกดสวิตช์ LED ......
เมือปล่อยสวิตช์ LED …..

13. บททดสอบ 1 สวิตช์กดติด กดดับ
ZX-LED2C
Bi-color LED
ATMEGA16
+ S - + S -
เขียนโปรแกรมใช้ฮาร์ดแวร์เดิม เมือกดสวิตช์ 1 ครัง LED ติด กดสวิตช์อีก 1 ครัง LED
ดับ สลับกันไปเรือย ๆ

14. เฉลย รูปแบบที 1
#include <ipst.h>
void main()
{
while(1)
{
if(in_b(4)==0)
{
toggle_d(7);
sleep(300);
}
}
}

15. เฉลย รูปแบบที 2
#include <ipst.h>
char a=0;
main()
{
while(1)
{
if(in_b(4)==0)
{
if (a==0)
{
a=1;
out_d(7,1);
}
else
{
a=0;
out_d(7,0);
}
sleep(300);
}
}
}

16. ฟั งชันสําหรับอ่ านค่ าจากพอร์ ตอินพุต
ฟั งก์ ชน in_a สําหรับอ่านค่าระดับสัญญาณดิจิตอลจากพอร์ ต A
ั
ฟั งก์ ชน in_b สําหรับอ่านค่าระดับสัญญาณดิจิตอลจากพอร์ ต B
ั
ฟั งก์ ชน in_c สําหรับอ่านค่าระดับสัญญาณดิจิตอลจากพอร์ ต C
ั
ฟั งก์ ชน in_d สําหรับอ่านค่าระดับสัญญาณดิจิตอลจากพอร์ ต D
ั
รูปแบบฟังก์ชน
ั
+5V
R4 R5 R7 R9 ตัวอย่าง
150R 10k 10k 10k
RB5 6
char in_a(x) RB6 7
R6
150R
SW1
if (in_b5==0)
char in_b(x) RB7 8
R8
150R
SW2 {
out_d(6,1);
char in_c(x) GND
31
SW3
}
char in_d(x)
GND 11
พารามิเตอร์ x ทําหน้ าทีกําหนดขาสัญญาณทีต้องการอ่านค่าซึงมีค่าตังแต่ 0 ถึง 7
การคืนค่า อาจมีค่าเป็ น 0 หรือ 1

17. แผงวงจรแสดงผลตัวเลข 4 หลัก : Display4
ใช้แสดงผลในรูปแบบของตัวเลข 4 หลัก
หรือไฟแสดงตําแหน่ ง 8 จุดหรือผสมกัน
• ใช้ LED ตัวเลข 7 ส่วน 4 หลักแบบแคโทดร่วม
และมี LED จํานวน 8 ดวง สามารถเลือกให้แยกกัน
แสดงผลหรือรวมกันก็ได้
• มีจุดต่อขาพอร์ต C แบบ 10 ขา จํานวน 2 จุด
เพือต่อกับแผงวงจรหลัก MicroBOX และต่อพ่วง
เพือขยายจํานวนหลักทีต้องการแสดงผล
เมือขยายจะเป็ นการขยายคราวละ 4 หลัก
และมีจุดต่อ 3 ขา อันเป็ นขาควบคุมการแสดงผลของ
แต่ละหลัก หากใช้ปกติ 4 หลักจะมีจุดต่อควบคุม 4 ชุด

18. วงจรของแผงวงจรแสดงผลตัวเลข 4 หลัก : Display4
+5V
C1
20
01uF/50V
+5V VCC
IC1 Rp2
K2 1k*8
PORT
74HC541 DISP1 DISP2 DISP3 DISP4
2 18 a
A0 Y0
3 A1 Y1 17 b
4 16 c
A2 Y2
5 15 d
A3 Y3
6 14 e
A4 Y4
7 A5 Y5 13 f
8 12 g
A6 Y6
9 11 dp
A7 Y7
1 19 R1-R8
K1 OE1 OE2
PORT GND 300R Q1 Q2 Q3 Q4
10 KRC102M KRC102M KRC102M KRC102M
Rp1
+5V
220k*8
J1
DIGIT1
J2
DIGIT2
LED1-LED8
common
J3 controlled ON
DIGIT3
Q5
J4 KRC102M J1
DIGIT4
J5
LED

19. ฟังก์ชน segment หรือ SEGMENT สําหรับแสดงผลข้อมูลที LED ตัวเลข 7 ส่วน
ั
รูปแบบฟังก์ชน void segment(unsigned int val)
ั
พารามิ เตอร์ val ทําหน้ าทีกําหนดค่าข้อมูลทีต้องการแสดงผลข้อมูลที LED ตัวเลข 7 ส่วน(ทัง 4 หลัก)
ช่วงข้อมูลทีเป็ นไปได้คือตังแต่ 0 ถึง 9999 เท่านัน ถ้าค่าข้อมูลมีค่ามากกว่านี จะแสดงข้อความเป็ น “----”
ตัวอย่างที 1
segment(2549); // แสดงค่าข้อมูล 2549 ที LED ตัวเลข 7 ส่วน
ตัวอย่ างที 2
int i=0;
while(1)
{
sleep(1000); // หน่ วงเวลา 1 วินาที
segment(i++); // แสดงค่ าข้ อมูลของ i ที 7 เซกเมนต์ พร้ อมเพิมค่ า i
}

20. การทดลองที 3
แสดงผลข้อมูลที 7 เซกเมนต์ โดยเพิมค่าขึน 1 ค่าทุกๆ 1 วินาที เริมต้นทีค่า 0
1. ทําการเชือมต่อแผงวงจร 7
เซกเมนต์เข้ากับบอร์ด IPST
• เชือมต่อสายข้อมูล 8 บิตจากพอร์ต C
เข้ากับจุดต่อ PORT ของ DSP4
• ต่อสายจากจุด PB4 เข้ากับจุดต่อ DIGIT4
• ต่อสายจากจุด PB3 เข้ากับจุดต่อ DIGIT3
• ต่อสายจากจุด PB2 เข้ากับจุดต่อ DIGIT2
• ต่อสายจากจุด PB1 เข้ากับจุดต่อ DIGIT1

21. การทดลองที 3
2. เปิดโปรแกรม AVR Studio สร้างโปรเจ็กต์ใหม่แล้ว
เขียนโปรแกรมต่อไปนี ลงไป
#include <ipst.h>
main()
{
int i=0;
while(1)
{
segment(i++);
sleep(1000);
}
}

22. การทดลองที 3
4. คอมไพล์โปรแกรม
5. ดาวน์โหลดโปรแกรมลงไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์
6. ทดสอบการทํางานของโปรแกรม

23. การทดลองที 4 แสดงผลข้อมูลที 7 เซกเมนต์ โดยการเพิมค่าขึน 1 ค่าทุกๆ 1 วินาที
เริมต้นจาก 0 เมือนับถึง 10 ให้ปิดการแสดงผล
#include <ipst.h>
main()
1. ใช้วงจรในการทดลองที 3
{
int i=0;
for(i=0;i<11;i++) 2. เปิดโปรแกรม AVR Studio
{ สร้างโปรเจ็กต์ใหม่แล้ว เขียน
segment(i); โปรแกรมต่อไปนี ลงไป
sleep(1000);
}
segment_off();
while(1);
}

24. การทดลองที 5 แสดงผลข้อมูลที 7 เซกเมนต์ โดยแสดงค่าจํานวนครังในการกดสวิตช์
(ใช้วิธีกดค้างค่าการนับจะไม่เพิมขึน)
1. ใช้วงจรในการทดลองที 3
แล้วต่อสวิตช์เพิมเติม
เข้าที ตําแหน่ ง PD7
ในตําแหน่ งขา LOW

25. การทดลองที 5 แสดงผลข้อมูลที 7 เซกเมนต์ โดยแสดงค่าจํานวนครังในการกดสวิตช์
(ใช้วิธีกดค้างค่าการนับจะไม่เพิมขึน)
#include <ipst.h> 2. เปิดโปรแกรม AVR Studio
main() สร้างโปรเจ็กต์ใหม่
{ แล้วเขียนโปรแกรมต่อไปนี ลงไป
int i=0; 4. คอมไพล์โปรแกรม
while(1) 5. ดาวน์ โหลดโปรแกรมลงไปยัง
{
segment(i); ไมโครคอนโทรลเลอร์
if(in_d(7)==0) 6. ทดสอบการทํางานของโปรแกรม
{
while(in_d(7)==0);
sleep(100);
i++;
}
}
}

26. การทดลองที 6 แสดงค่าจํานวนครังในการกดสวิตช์ที 7 เซกเมนต์ เพิมขึนที ละ 1
เมือกดค้างค่าการนับจะเพิมขึนอย่างต่อเนื อง
1. ใช้วงจรในการทดลองที 5
#include <ipst.h>
main()
2. เปิดโปรแกรม AVR Studio
{ สร้างโปรเจ็กต์ใหม่
int i=0; แล้วเขียนโปรแกรมต่อไปนี ลงไป
while(1) 4. คอมไพล์โปรแกรม
{ 5. ดาวน์ โหลดโปรแกรมลงไปยัง
segment(i);
if(in_d(7)==0)
ไมโครคอนโทรลเลอร์
{ 6. ทดสอบการทํางานของโปรแกรม
i++;
sleep(200);
}
}
}

27. บททดสอบ 2
เขียนโปรแกรมตังเวลานับ 60 วินาที
ในแบบนับลง (Count down) เมือนับ
ลงมาจนกระทังถึง 0 หน้ าจอแสดงผล
จะต้องดับลงอัตโนมัติ

28. บททดสอบ 3
เขียนโปรแกรมแสดงผลข้อมูลที
7 เซกเมนต์ โดยให้แสดงค่าเริมต้น
ที 100
เมือกดสวิตช์ที PD7 ค่าการนับจะต้อง
เพิมขึน 1 ค่า
เมือมีการกดสวิตช์ที PD6 ค่าการนับ
จะต้องลดลง 1 ค่า

29. การทดลองที 7 แสดงผล LED 8 หลัก โดยแสดงค่าความสัมพันธ์ของตัวเลขที
กําหนดให้ออกไปแสดงผลในรูปเลขฐานสอง 0b11000001
1. เชือมต่ อสายข้อมูล 8 บิ ตจากพอร์ต C
ของบอร์ด IPST เข้ากับบอร์ด DSP-4
2. ต่อสายจากจุด PB0 เข้ากับบอร์ด DSP-4
3. จัมเปอร์จมไปทาง COM CONTROL
ั

30. การทดลองที 7 แสดงผล LED 8 หลัก โดยแสดงค่าความสัมพันธ์ของตัวเลขที
กําหนดให้ออกไปแสดงผลในรูปเลขฐานสอง 0b11000001
4. เปิดโปรแกรม AVR Studio สร้างโปรเจ็กต์ใหม่ แล้วเขียนโปรแกรมต่อไปนี ลงไป
5. คอมไพล์โปรแกรม
6. ดาวน์ โหลดโปรแกรมลงไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์
7. ทดสอบการทํางานของโปรแกรม
#include <ipst.h>
main()
{
while(1)
{
led8(0b11000001);
}
}

31. การทดลองที 8 ไฟกระพริบ LED 8 หลัก โปรแกรมจะสังให้ LED บิต 2 (หลักที 3 เมือนับ
จากซ้ายมือ) กับบิต 7(หลักที 8 เมือนับจากซ้ายมือ)กระพริบต่อเนื อง
1. ใช้วงจรในการทดลองที 7
2. เปิดโปรแกรม AVR Studio
#include <ipst.h> สร้างโปรเจ็กต์ใหม่ แล้วเขียน
main()
{
โปรแกรมต่อไปนี ลงไป
while(1) 3. คอมไพล์โปรแกรม
{ 4. ดาวน์ โหลดโปรแกรมลงไปยัง
led8(0b10000100); ไมโครคอนโทรลเลอร์
sleep(200); 5. ทดสอบการทํางานของโปรแกรม
led8(0b00000000);
sleep(200);
}
}

32. การทดลองที 9 ไฟกระพริบ LED 8 หลัก ไล่ลาดับจากซ้ายไปขวา
ํ
1. ใช้วงจรในการทดลองที 7
#include <ipst.h> 2. เปิดโปรแกรม AVR Studio
main() สร้างโปรเจ็กต์ใหม่ แล้วเขียน
{
char i = 0b10000000; โปรแกรมต่อไปนี ลงไป
while (1) 3. คอมไพล์โปรแกรม
{ 4. ดาวน์ โหลดโปรแกรมลงไปยัง
led8(i);
i = i >> 1; ไมโครคอนโทรลเลอร์
if (i == 0) 5. ทดสอบการทํางานของโปรแกรม
{i = 0b10000000;}
sleep(100);
}
}

33. บททดสอบ 4
เขียนโปรแกรมแสดงไฟวิงที LED 8 หลัก
โดยวิงวนจากบิต 0 ไปยังบิต 7

34. แผงวงจรลําโพงเปี ยโซ : SPEAKER
• ใช้ลาโพงเปี ยโซ มีอิมพีแดนซ์ 32W
ํ
• มีค่าความถีเรโซแนนซ์ในย่าน 1 ถึง 3kHz
K1
SOUND
C1
+ 10/16V
S
SP1
Piezo
speaker

35. ชุดคําสังสําหรับกําเนิดเสียง
ฟังก์ชน beep กําเนิดเสียงความที 2kHz นาน 10 mSec
ั
รูปแบบ
ตัวอย่าง
beep_a(char ch)
beep_b(char ch) beep_d(3);
beep_c(char ch) ส่งเสียงออกลําโพงทีตําแหน่ ง PD3
beep_d(char ch)
ฟังก์ชน sound กําเนิดเสียงโดยกําหนดความถีและระยะเวลาได้
ั
รูปแบบ ตัวอย่าง
sound_a(char ch,int freq,int time) sound_b(3,800,500)
sound_b(char ch,int freq,int time)
ส่งเสียงออกลําโพงทีตําแหน่ ง PB3
sound_c(char ch,int freq,int time)
sound_d(char ch,int freq,int time) ความถี 800 Hz ระยะเวลา 0.5 วินาที

36. การทดลองที 10 โปรแกรมกําเนิดสัญญาณเสี ยงแบบง่ายที ขา PD6
1. เชือมต่อลําโพงเปี ยโซเข้ากับ PD6
* ยังไม่ต้องถอดบอร์ด 7 เซกเมนต์ออก เพือใช้ในการทดลองต่อไป
SPEAKER

37. การทดลองที 10 โปรแกรมกําเนิดสัญญาณเสี ยงแบบง่ายที ขา PD6
2. เปิดโปรแกรม AVR Studio
สร้างโปรเจ็กต์ใหม่ แล้วเขียน
โปรแกรมต่อไปนี ลงไป
#include <ipst.h> 3. คอมไพล์โปรแกรม
main() 4. ดาวน์ โหลดโปรแกรมลงไปยัง
{ ไมโครคอนโทรลเลอร์
while (1)
{
5. ทดสอบการทํางานของโปรแกรม
beep_d(6);
sleep(200);
beep_d(6);
sleep(1000);
}
}

38. การทดลองที 11 โปรแกรมกําเนิดสัญญาณเสี ยงแบบง่ายแบบที 2 ที ขา PD6
2. เปิดโปรแกรม AVR Studio
สร้างโปรเจ็กต์ใหม่ แล้วเขียน
โปรแกรมต่อไปนี ลงไป
#include <ipst.h> 3. คอมไพล์โปรแกรม
main() 4. ดาวน์ โหลดโปรแกรมลงไปยัง
{ ไมโครคอนโทรลเลอร์
while (1)
{
5. ทดสอบการทํางานของโปรแกรม
sound_d(6,800,500);
sleep(200);
sound_d(6,800,500);
sleep(1000);
}
}