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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Manipulador con sensor de aceleración. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Microcontroladores Para trabajar en una PC hoy en día, se utilizan una variedad de manipuladores: ratones, joysticks, trackballs. El artículo describe otro tipo de manipulador que reemplaza al "ratón" de la computadora, pero no requiere una superficie horizontal plana para moverse. Simplemente puede sostenerlo en la mano y el puntero del "ratón" se moverá cuando incline el manipulador en la dirección adecuada. Este método de control puede ser muy efectivo en algunos juegos de computadora, por ejemplo, en simuladores de vuelo, o como manipulador alternativo para computadoras portátiles. El manipulador propuesto (su diagrama esquemático se muestra en la Fig. 1) se basa en un microcontrolador (MC) PIC16F84A y un medidor de aceleración integrado ADXL202E (acelerómetro) de Analog Devices. Estos dispositivos son sensores de aceleración lineal y se utilizan ampliamente para medir los ángulos de inclinación de los cuerpos, las fuerzas de inercia, las cargas de choque y las vibraciones. El acelerómetro ADXL202E es biaxial para una aceleración máxima de ±2g en ambos ejes [1]. Para facilitar la interfaz con el MC, las señales de salida de este microcircuito son pulsos rectangulares con una tasa de repetición constante. La información sobre la aceleración se transmite por su duración relativa (la relación entre la duración del pulso y el período de oscilación) [2]. Una duración de 0,5 corresponde a una aceleración cero.
Actualmente existen tres tipos de interfaz para dispositivos de ratón: serie, PS/2 y USB. La interfaz serial es la más fácil de implementar tanto desde el punto de vista del hardware como del software. Para la interfaz serial, el protocolo más común es "microsoft mouse", que es una transmisión serial de tres bytes en formato 7N1 (siete bits de información, sin bit de paridad, un bit de parada) a una velocidad de 1200 bps. La descripción de los bytes de información se da en la Tabla. 1.
Cabe señalar que el registro. 1 en la interfaz RS-232 corresponde al nivel -12 y el registro. 0 - +12 V. El diagrama de transmisión del primer byte, correspondiente al movimiento cero a lo largo de los ejes y el botón derecho presionado (SB2), se muestra en la fig. 2. La gran mayoría de las placas base modernas tienen un adaptador de interfaz serial integrado que funciona de manera estable cuando se aplican niveles TTL a la entrada.
El controlador del sistema operativo puede reconocer el mouse configurando la señal RTS, y el mouse debe devolver el valor 0x4D (símbolo "M"). El movimiento relativo del mouse se envía como dx (valor positivo significa moverse hacia la derecha) y dy (valor positivo significa moverse hacia abajo). La tensión de alimentación del manipulador se forma a partir de la señal RTS utilizando el diodo Zener VD1. Durante el funcionamiento, el controlador del ratón mantiene un nivel constante de +12 V en esta salida. Los pulsos de salida del chip DD1 son procesados por el DD2 MK y convertidos en señales de interfaz en serie, que se alimentan a través del conector XP1 al puerto COM de la computadora. Los botones SB1, SB2 del manipulador corresponden a los botones izquierdo y derecho de un mouse estándar. El interruptor SA1 se puede utilizar para seleccionar las características del manipulador: dependencia lineal o cuadrática del movimiento del puntero en el ángulo del manipulador. Consideremos brevemente los puntos principales del programa de control MC. Después de encender, configura los puertos de E/S, interrumpe las fuentes y emite una secuencia de bytes al puerto COM para identificarse como un dispositivo de tipo "mouse". Luego, el MK espera una interrupción del chip DD1 y mide la duración del pulso usando el temporizador incorporado. Al mismo tiempo, sondea cíclicamente los botones SB1 y SB2. Cuando el estado de alguno de ellos cambia o hay una aceleración distinta de cero, se transmite una secuencia de tres bytes según Tabla. 1. El estado del interruptor SA1 se verifica antes de cada envío de una secuencia de bytes, lo que le permite cambiar el modo de operación del manipulador directamente en el proceso de su uso. La resistencia R1 establece la tasa de repetición de pulsos en la salida DD1, R3 protege el puerto MK de una sobrecarga en caso de un cortocircuito accidental de los cables en el cable y el conector. Todas las partes del manipulador, excepto la horquilla XP1, están montadas en una placa de circuito impreso. El chip DD1 está ubicado en la parte inferior del tablero (pins hacia arriba) y está orientado de modo que su eje X proporcione el movimiento del cursor en el plano horizontal y el eje Y, en el vertical. La numeración de las conclusiones DD1 en fig. 1 corresponde al microcircuito en el paquete LCC-8 (los números de pin se indican entre paréntesis cuando se usa el microcircuito en el paquete QC-14). Los condensadores C1, C2 y la resistencia R1 deben ubicarse muy cerca del chip DD1. En el dispositivo, se permite el uso de MK PIC16F84A en cualquier diseño. Horquilla XP1 - computadora DB-9F. La longitud del cable de conexión no supera los 2 m. Los códigos del programa de control MK se dan en la Tabla. 2. Al programarlo, debe establecer los siguientes valores de bit en la palabra de configuración: tipo de oscilador (OSC) - HS, temporizador de vigilancia (WDT) apagado, retardo después del encendido (PWRTE) apagado.
Montado a partir de piezas reparables y sin errores en la instalación (y, por supuesto, en el programa MK), no requiere el dispositivo de ajuste. Lo único que se debe hacer (cuando se utilizan algunos casos de resonadores de cuarzo) es elegir la constante de pausa en el programa MK, que es responsable de la formación de la tasa de cambio. La discrepancia entre el valor de esta constante se manifiesta en el movimiento caótico del puntero en la pantalla con la posición del manipulador sin cambios. La sensibilidad dentro de pequeños límites se puede cambiar seleccionando la resistencia R1. La mayoría de los sistemas operativos existentes describen el manipulador descrito como un mouse estándar para un puerto serie y no requiere un controlador especial. Tenga en cuenta que el dispositivo no funciona a través del adaptador COM->PS / 2, ya que solo admite una interfaz serie. El código fuente del programa para MK. Literatura
Autor: S.Kuleshov, Kurgan
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