Projekt Elektroniczny

Repozytorium do nauki. Celem jest poznanie projektowania PCB i układów cyfrowych. Verilog, Arduino, ESP32 i Raspberry PI. Będę tutaj publikować swoje postępy w miarę kontynuacji.

Ostatecznym celem jest wydrukowanie rzeczywistego obwodu lub PCB.
Aby to osiągnąć, najpierw przerabiam podstawy. Szkice Arduino służą do oswojenia się z elementami fizycznymi: przyciskami, diodami LED, odczytywaniem sygnałów – tego typu rzeczy. Strona Veriloga służy do głębszego zrozumienia logiki cyfrowej – jak podstawowe bloki, takie jak rejestry, liczniki i pamięć, faktycznie ze sobą współpracują.

Procesor jest tworzony po to, abym mógł w najbardziej bolesny możliwy sposób nauczyć się, jak elektronika działa na najniższym poziomie.

Bo najwyraźniej cierpienie jest dobre.

SAP-1 — Komputer tak prosty, jak to możliwe (odnośnik): https://karenok.github.io/SAP-1-Computer/

Struktura

arduino/      Eksperymenty ze sprzętem fizycznym na Arduino
processor/    Moduły Verilog — eksperymenty z logiką cyfrową

Procesor (Verilog)

Zbudowany i symulowany przy użyciu Digital. Pełny schemat znajduje się w pliku main.dig.

Moduł	Plik	Opis
8-bitowy sumator	`adder_8bit.v`	Dodaje dwie 8-bitowe wartości z przeniesieniem wejściowym/wyjściowym
8-bitowy rejestr	`register_8bit.v`	Rejestr taktowany z możliwością zapisu i synchronicznym resetem
Licznik rozkazów	`program_counter.v`	Zwiększa się z każdym cyklem zegara, obsługuje zatrzymanie i reset
Pamięć	`memory_256x8.v`	256-bajtowa synchroniczna pamięć RAM
Multiplekser 8-do-1	`mux_8_to_1.v`	Wybiera jedną z 8 linii danych
8-bitowy licznik	`counter_8bit.v`	Zlicza w górę przy każdym cyklu zegara, z możliwością ładowania i resetu
Wykonaj raz	`do_once.v`	Przerzutnik jednorazowy – przepuszcza sygnał dokładnie raz

Szkice Arduino

1. Urządzenie włącz-wyłącz (całkowicie bezużyteczne)

Opis:
Podstawowe urządzenie przełączające z fizycznym przyciskiem i dwiema diodami LED (czerwoną i niebieską).

Zachowanie:

Po włączeniu zasilania świeci się czerwona dioda LED.
Naciśnięcie przycisku wyłącza czerwoną diodę LED i włącza niebieską.
Puszczenie przycisku przywraca poprzedni stan.

Obwód: przycisk na pinie 9 (INPUT_PULLUP), niebieska dioda LED na pinie 2, czerwona dioda LED na pinie 7.

Moi przodkowie czekali na moment wynalezienia tego urządzenia. I oto wreszcie jesteśmy.

2. Test przycisku

Ustawia pin w stan HIGH. I to wszystko.

3. Test odczytu

Odczytuje pin i wypisuje wartość na port szeregowy. Podstawowe rzeczy na początek.

4. Sterowanie ruchem

Opis:
Automatyczna sygnalizacja świetlna z 3 stanami. Cykl zielony → żółty → czerwony na czasomierzu. Przycisk przerywa cykl i natychmiast wymusza czerwony (przejście dla pieszych).