Анимация менен DIY автомобилдик бурулуш сигналы: 7 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:38

Жакында, анимацияланган индикатордун алдыңкы жана арткы LED үлгүлөрү унаа тармагында норма болуп калды. Бул иштеп жаткан LED үлгүлөрү көбүнчө унаа өндүрүүчүлөрдүн соода белгисин билдирет жана визуалдык эстетика үчүн колдонулат. Анимациялар ар кандай иштеп жаткан үлгүлөрдө болушу мүмкүн жана бир нече дискреттүү ICлерди колдонуп MCU жок ишке ашырылышы мүмкүн.

Мындай конструкциялардын негизги талаптары болуп төмөнкүлөр саналат: кадимки иштөө учурунда кайра иштөө жөндөмдүүлүгү, бардык светодиоддорду күйгүзүү мүмкүнчүлүгү, аз энергия керектөө, ката учурунда LDO жөндөгүчүн өчүрүү, LED драйверин иштетүүдөн мурун жүктөө ж. бир өндүрүүчүдөн экинчисине. Мындан тышкары, адатта, автомобилдик колдонмолордо, TSSOP ICлери, адатта, QFN ICлерине салыштырмалуу бышыктыгынан улам артыкчылыкка ээ, анткени алар өзгөчө катаал шарттарда ширетүүчү чарчоо көйгөйлөрүнө жакын. Бактыга жараша, бул автомобиль тиркемеси үчүн, Dialog Semiconductor ылайыктуу CMIC менен камсыз кылат, тактап айтканда SLG46620, QFN жана TSSOP топтомдорунда жеткиликтүү.

Анимацияланган индикатордун LED үлгүлөрүнө коюлган бардык талаптар учурда автомобиль тармагында дискреттик ICлерди колдонуу менен аткарылган. Бирок, CMIC тарабынан берилген ийкемдүүлүк деңгээли теңдешсиз жана бир нече өндүрүүчүлөрдүн аппараттык дизайнын өзгөртпөстөн ар кандай талаптарга оңой жооп бере алат. Мындан тышкары, ПХБнын изин азайтуу жана чыгымдарды үнөмдөө да жетишилет.

Бул Нускамада SLG46620 жардамы менен ар кандай анимацияланган индикатордун жарык моделдерине жетүүнүн деталдуу сүрөттөлүшү берилген.

Төмөндө биз чечүү кантип анимация менен автомобилдик бурулуш сигналын түзүү үчүн программаланганын түшүнүү үчүн керектүү кадамдарды сүрөттөдүк. Бирок, эгер сиз программалоонун жыйынтыгын алууну кааласаңыз, GreenPAK программасын жүктөп алыңыз, буга чейин бүткөн GreenPAK Дизайн Файлын көрүңүз. GreenPAK Development Kitти компьютериңизге сайыңыз жана анимация менен автомобилдик бурулуш сигналын түзүү үчүн программаны басыңыз.

1 -кадам: Индустриянын мааниси

Бул Нускамада көрсөтүлгөн бурулуш сигналдарынын үлгүлөрү учурда автомобиль индустриясынын LED көрсөткүчтөрүнүн ырааттуулугун көзөмөлдөө үчүн бир катар дискреттик ICлерди колдонуу менен автомобиль тармагында ишке ашырылган. Тандалган CMIC SLG46620 учурдагы өнөр жай үлгүсүндөгү жок дегенде төмөнкү компоненттерди алмаштырат:

● 1 № 555 Таймер IC (мис. TLC555QDRQ1)

● 1 Жонсон эсептегич (мис. CD4017)

● 2 No.

● 1 ЖОК ЖЕ дарбаза (мис. CAHCT1G32)

● Бир нече пассивдүү компоненттер, башкача айтканда индукторлор, конденсаторлор, резисторлор ж.

1 -таблица учурдагы өнөр жай чечимине салыштырмалуу индикатордук жарык ырааттуу бурулуш сигналынын үлгүлөрү үчүн тандалган Dialog CMICти колдонуу менен алынган нарктын артыкчылыгын камсыздайт.

Тандалган CMIC SLG46620 баасы 0,50 доллардан төмөн болмок, андыктан LED башкаруу схемасынын жалпы наркы кыйла төмөндөйт. Мындан тышкары, олуттуу салыштырмалуу PCB изин азайтууга да жетишилет.

2 -кадам: системанын дизайны

1 -сүрөттө биринчи сунушталган схеманын диаграммасы көрсөтүлгөн. Схеманын негизги компоненттерине LDO чыңалуусун жөндөгүч, автомобилдик LED драйвери, CMIC SLG46620, логикалык деңгээлдеги 11 MOSFET жана 10 LED кирет. LDO чыңалуу жөндөгүчү CMICке тийиштүү чыңалууну камсыз кылат жана эгер батареянын чыңалуусу белгилүү бир деңгээлден төмөндөсө, CMIC PG (Power Good) пини аркылуу баштапкы абалга келет. LED айдоочу тарабынан аныкталган ар кандай ката абалында, LDO чыңалуу жөндөгүчү өчүрүлөт. SLG46620 CMIC санариптик сигналдарды MOSFET аркылуу 1-10 деп белгиленген индикаторлордун бурулушун иштетүү үчүн жаратат. Андан тышкары, тандалган CMIC бир каналдуу драйвер үчүн иштетүү сигналын чыгарат, ал өз кезегинде MOSFET Q1 драйверин туруктуу учурдагы режимде жүктөө үчүн айдайт.

Бул схеманын варианты дагы мүмкүн, бул жерде 2 -сүрөттө көрсөтүлгөндөй, бир нече каналдын драйвери колдонулат. Бул вариантта ар бир каналдын айдоо агымы бирдиктүү каналдын драйверине салыштырмалуу азаят.

3 -кадам: GreenPak Дизайн

Ийкемдүү индикатор LED үлгүлөрүнүн максатына жетүүнүн ылайыктуу жолу - бул чектүү абалдагы машина (FSM) түшүнүгүн колдонуу. Диалог жарым өткөргүч камтылган ASM блогун камтыган бир нече CMICтерди камсыз кылат. Бирок, тилекке каршы, ошол CMICтердин баары QFN пакеттеринде бар, катаал чөйрө үчүн сунушталбайт. Ошентип, SLG46620 QFN жана TSSOP таңгагында бар.

Үч мисал үч түрдүү LED анимациясы үчүн берилген. Биринчи эки мисал үчүн, биз 1 -сүрөттө көрсөтүлгөндөй бир канал драйверин карайбыз. Үчүнчү мисал үчүн, 2 -сүрөттө көрсөтүлгөндөй, бир нече канал драйверлери бар деп болжолдойбуз жана ар бир канал өзүнчө светодиодду айдоо үчүн колдонулат. Ушул эле түшүнүктү колдонуу менен башка үлгүлөрдү да алууга болот.

Биринчи мисал дизайнында, 1ден 10го чейинки диоддор 3-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, белгилүү бир программалоочу убакыт аяктагандан кийин биринин артынан бири күйгүзүлөт.

Экинчи мисал дизайнында, 2 LED диапазонунда 4 -сүрөттө көрсөтүлгөндөй үлгүгө ырааттуу түрдө кошулат.

5 -сүрөттө үчүнчү сунушталган дизайндагы үлгүгө альтернативдүү диоддор кантип кошулганын сүрөттөйт.

SLG46620до жеткиликтүү ASM блогу жок болгондуктан, чектелген мамлекеттик Мур машинасы жеткиликтүү блокторду колдонуу менен иштелип чыккан, тактап айтканда, DFFs жана LUTs. А 16 мамлекеттик Мур Машинасы үч мисал үчүн 2 -таблицанын жардамы менен иштелип чыккан. 2 -таблицада азыркы абалдын жана кийинки абалдын бардык биттери берилген. Мындан тышкары, бардык чыгуу сигналдары үчүн биттер да берилет. 2 -таблицадан кийинки абалдын теңдемелери жана бардык жыйынтыктар азыркы абалдын биттери боюнча бааланат.

4-бит Мур Машинасын өнүктүрүүнүн өзөгүндө 4 DFF блогу турат. Ар бир DFF блогу функционалдык түрдө төрт биттин бир бөлүгүн билдирет: ABCD. Индикатор сигналы жогору болгондо (күйгүзүү индикаторуна туура келет), ар бир саат импульсунда бир абалдан экинчисине өтүү талап кылынат, натыйжада ар кандай LED үлгүлөрү пайда болот. Башка жагынан алганда, индикатор сигналы төмөн болгондо, ар бир дизайн мисалында бардык светодиоддору бар стационардык үлгү - бул максат.

Figure 3 ар бир мисал үчүн иштелип чыккан 4-бит (ABCD) Мур машинасынын иштешин көрсөтөт. Мындай FSMди өнүктүрүүнүн негизги идеясы - кийинки абалдын ар бир битин, иштетүү сигналын жана ар бир чыгаруу пин сигналын (LED үчүн дайындалган) азыркы абал боюнча көрсөтүү. Бул жерде LUTs салым кошот. Учурдагы абалдын бардык 4 биттери, негизинен, сааттын импульсунун четиндеги кийинки абалда керектүү сигналга жетүү үчүн ар кандай LUTтарга берилет. Сааттын импульсу үчүн эсептегич ылайыктуу мезгил менен импульстук поездди камсыз кылуу үчүн конфигурацияланган.

Ар бир мисал үчүн, кийинки абалдын ар бир бити K-Карталардан алынган төмөнкү теңдемелердин жардамы менен азыркы абалына карата бааланат:

A = D '(C' + C (A B) ') & IND + IND'

B = C 'D + C D' (A B) '& IND + IND'

C = B 'C D + B (C' + A 'D') & IND + IND '

D = A B ' + A' B C D + A B C '& IND + IND'

мында IND индикатор сигналын билдирет.

Үч мисалдын ар бири боюнча кошумча маалымат төмөндө келтирилген.

4 -кадам: Дизайн мисалы 1

1 -мисал үчүн иштетүүчү сигналдын жана LED айдоо сигналдарынын теңдемелери, ар бир LED 1 -схемада схеманы колдонуу менен ырааттуу күйгүзүү менен, төмөндө көрсөтүлгөн.

En = A + A 'B (C + D)

DO1 = A 'B C' D

DO2 = A 'B C D'

DO3 = A 'B C D

DO4 = A B 'C' D '

DO5 = A B 'C' D

DO6 = A B 'C D'

DO7 = A B 'C D

DO8 = A B C 'D'

DO9 = A B C 'D

DO10 = A B C.

7-сүрөттө 1-мисалдагы Matrix-0 GreenPAK дизайны көрсөтүлгөн. 4 DFFs 4-бит Мур машинасын иштеп чыгуу үчүн колдонулат. Кайра коюу опциясы бар DFFлер (Matrix-0дон 3 жана Matrix-1ден 3) Мур Машинасын ыңгайлуу абалга келтирүү үчүн тандалган. 72 мС ылайыктуу мезгилге ээ болгон эсептегич, ар бир мезгилден кийин Машинанын абалын өзгөртүү үчүн конфигурацияланган. Тийиштүү конфигурациялары бар LUTs DFFs киргизүү, айдоочу сигналды иштетүү (En) жана чыгаруу пиндери үчүн функцияларды алуу үчүн колдонулат: DO1-DO10.

8 -сүрөттө көрсөтүлгөн Матрицада GreenPAKтин калган ресурстары дизайнды аягына чейин баяндалган методологияны колдонуу менен колдонулат. Айкындык үчүн көрсөткүчтөр тиешелүү түрдө белгиленген.

5 -кадам: Дизайн мисал 2

Иштетүү сигналынын теңдемелери жана 2 -мисал үчүн LED айдоочу сигналдар, 1 LEDдеги схеманы колдонуу менен ырааттуу түрдө эки LED кошуу менен, төмөндө көрсөтүлгөн.

En = D '(A' B C + A B 'C' + A B 'C + A B) + A B C

DO1 = 0

DO2 = A 'B C D'

DO3 = 0

DO4 = A B 'C' D '

DO5 = 0

DO6 = A B 'C D'

DO7 = 0

DO8 = A B C 'D'

DO9 = 0

DO10 = A B C.

Figure 9 жана Figure 10, 2-мисалдагы Matrix-0 & 1 GreenPAK конструкциялары берилген. Негизги дизайн Мисал 1 дизайнына окшош. Негизги айырмачылыктар Driver Enable (En) функциясында жана бул дизайнда жок кылынган DO1, DO3, DO5, DO7 жана DO10 байланышы жок.

6 -кадам: Дизайн мисалы 3

3 -мисал үчүн иштетүүчү сигналдын жана LED айдоочу сигналдын теңдемелери, 2 -схемадагы схеманы колдонуу менен альтернативдүү LED ырааттуу кошумча үлгүсүн жаратып, төмөндө келтирилген.

En1 = (A 'B C' + A B 'C' + B C) D

En2 = (A B 'C + A B) D

DO1 = D (A+B)

DO2 = A B C D

DO3 = D (A+ C B)

DO4 = A B C D

DO5 = D A

DO6 = A B C D

DO7 = D A (C 'B + C)

DO8 = A B C D

DO9 = D A B

DO10 = A B C D

Figure 11 жана Figure 12, 3-мисалдагы Matrix-0 & 1 GreenPAK конструкциялары берилген. Бул долбоордо 1 жана 2 -драйверлер үчүн драйверлерди иштетүүчү эки башка сигнал бар (En1 & En2). Мындан тышкары, чыгуучу пиндер тиешелүү түрдө конфигурацияланган LUTтардын чыгышына туташкан.

Бул 1 -мисал, 2 -мисал жана 3 -мисалдын GreenPAK дизайн бөлүгүн аяктайт.

7 -кадам: Эксперимент жыйынтыгы

1 -мисал, 2 -мисал жана 3 -мисалдын дизайнын текшерүүнүн ыңгайлуу жолу - бул эксперимент жана визуалдык текшерүү. Ар бир схеманын убактылуу жүрүм -туруму логикалык анализатордун жардамы менен анализделет жана жыйынтыктар ушул бөлүмдө берилет.

Figure 13 мисал 1 үчүн ар кандай чыгаруу сигналдарынын убактылуу жүрүм -турумун көрсөтөт (IND = 1). DO1-DO5 чыгаруу пиндери үчүн сигналдар 2-таблицага ылайык белгиленген убакыт аяктагандан кийин экинчисинин артынан жанганын байкоого болот. Айдоочу иштетүү (En) сигналы DO1-DO10 сигналдарынын кайсынысы болбосун күйгүзүлгөндө жана башка учурда өчөт. Анимация учурунда индикатор сигналы төмөн болгондо (IND = 0), En жана DO10 сигналдары күйгүзүлүп, логикалык бийик бойдон кала берет. Кыскача айтканда, жыйынтыктар талаптарга жооп берет жана 1 -мисал үчүн теориялык сунуштарды ырастайт.

14 -сүрөттө, индикатор сигналы күйгүзүлгөн (IND = 1) Мисал 2 үчүн ар кандай чыгуу сигналдарынын убакыт диаграммасы чагылдырылган. DO1-DO5 чыгаруу пиндери үчүн сигналдар 2-таблицага ылайык бир нече убакыттан кийин кезектешип кезектешип күйгүзүлгөнү байкалат. DO1, DO3 жана DO5 тиштери төмөн бойдон калууда, ал эми DO2 жана DO4 сигналдары кезектешип бурулат. ырааттуу түрдө DO6-DO10 үчүн ошол эле үлгүлөр да байкалат (анализаторлордун киришинин чектелгендигине байланыштуу сүрөттө көрсөтүлгөн эмес). DO1-DO10 сигналдарынын бирөө күйгүзүлгөндө, Driver Enable (En) сигналы дагы күйүп турат, антпесе өчөт. Анимацияда индикатор сигналы төмөндөгөн сайын (IND = 0), En жана DO10 сигналдары күйгүзүлөт жана логикалык бийик бойдон кала берет. Натыйжалар 2 -мисалдагы талаптарга жана теориялык ойлорго так жооп берет.

15 -сүрөт көрсөтөт, индикатор сигналы күйгүзүлгөн (IND = 1) 3 -мисал үчүн ар кандай чыгуу сигналдарынын убакыт диаграммасы. DO1-DO7 чыгаруу пиндери үчүн сигналдар 2-таблицада көрсөтүлгөндөй күйгүзүлгөндүгүн байкоого болот. Мындан тышкары, пин DO9 сигналы 2-таблицага ылайык иштейт (сүрөттө көрсөтүлгөн эмес). DO2, DO4, DO6, DO8, DO10 казыктары төмөн бойдон калууда. DO1, DO3 жана DO5тен сигнал күйгүзүлгөндө En1 логикалык бийиктигине айланат жана En2 DO7 жана DO9дан келген сигнал жогорулаганда логикалык бийиктигине айланат. Бүт анимация учурунда, индикатор сигналы төмөндөгөндө (IND = 0), бардык чыгуу сигналдары: En1, En2 жана DO1-DO10 күйгүзүлөт жана логикалык бийик бойдон кала берет. Демек, жыйынтыктар 3 -мисал үчүн коюлган талаптарга жана теориялык сунуштарга жооп берет деген тыянак чыгарууга болот.

Жыйынтык

Анимация менен ар кандай автомобилдик бурулуш сигналдарынын деталдуу сүрөттөлүшү берилген. Бул колдонмо үчүн ылайыктуу диалог CMIC SLG46620 тандалды, анткени ал катаал чөйрөдө өнөр жай колдонмолору үчүн ылайыктуу TSSOP пакетинде да бар. Жалгыз жана көп каналдуу унаа айдоочуларын колдонгон эки негизги схема ийкемдүү удаалаш LED анимация моделдерин иштеп чыгуу үчүн сунушталган. Тиешелүү Finite State Moore Machine моделдери каалаган анимацияны түзүү үчүн иштелип чыккан. Иштетилген моделдин жарактуулугу үчүн ыңгайлуу эксперимент жүргүзүлгөн. Иштетилген моделдердин функционалдуулугу теориялык долбоорго дал келери аныкталган.