Міністерство освіти та науки України
Національний університет “Львівська політехніка”
Звіт
до лабораторної роботи № 3
з курсу “Мікропроцесорні пристрої”
РЕЖИМИ ВІДОБРАЖЕННЯ ІНФОРМАЦІЇ В
ЦИФРОВИХ СИСТЕМАХ НА БАЗІ МІКРОКОНТРОЛЕРА СІМЕЙСТВА MCS-51 (AT90S8515 та АТ89С51)
Львів – 2012
Мета роботи: вивчення методів та технічних і програмних засобів відображення інформації б цифрових системах на базі мікрокоитролера сімейства MCS-51 фірми Atmel (AT90S8515 jtqi АТ89С51), зокрема, з використанням пристроїв динамічного та статичного типів, а також пристроїв відображення однобітної інформації.
1. ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ
1.1. Режими відображення цифрової інформації
Є два основних методи відображення цифрової інформації: статичний та динамічний.
Статичний режим полягає у постійному висвічуванні на кожному індикаторі дисплея інформації від одного джерела. Цей режим менш економічний, оскільки всі індикатори постійно світяться, безперервно споживаючи енергію.
Динамічний режим полягає у почерговому циклічному висвічуванні інформації на кожному індикаторі дисплея від свого джерела. Вій є більш економічним, тому що в кожен окремий момент часу світяться не всі індикатори дисплея, а тільки якийсь один. При цьому також зменшуються апаратні ;затрати на реалізацію індикатора.. Це зумовлює більш широке його застосування.
1.1. Прості засоби відображеніїи цифрової інформації
Простими приладами відображення однобі гної інформації в цифрових пристроях є світлодіоди і цифрові індикатори
У напівпровідникових світлодіодах використовується властивість р-n переходу випромінювати світло у видимій частині спектру при протіканні через нього прямого струму (Іпр=5-20мА, ипр=2-ЗВ).
Для ; відображення цифрової інформації найбільшого поширення набули семисегмептні індикатори, в яких зображення цифри складають з семи лінійних світлодіодиих сегментів розташованих у вигляді цифри 8.
На основі світлодіодів і семисегмеитпих індика горів будуються засоби відображення інформації (дисплеї), які можуть працювати в динамічному або статичному режимах.
1.2. Принципи побудови засобів відображення інформації На рис.2 показано цифровий дисплей стичного типу, який складається з 4-х цифрових індикаторів HLHHL4. Тут використано наступні позначення: DA - дешифратор адреси, необхідний для вибору відповідного ресстра; R1-R4 - реєстри, в яких зберігається; двійкошш, код числа,, що відображається на відповідному індикаторі (відповідний реєстр виоирається дешифратором адрес DA); DC1-DC4 - семисегментпі дешифратори, що перетворюють двійковий код в семисегмеитний код; HL1-HL4 - семисегментні індикатори;
ШД - шина даних, по якій здійснюється передача даних на індикацію.
Рис.2. Структурна схема статичного індикатора
У такій системі кожен індикатор HLn під'єднай через власний дешифратор DCn і реєстр RGnlflo шини даних, вибір регістрів RGn проводиться за допомогою селектора (дешифратора) адреси DA. Апаратні витрати при такій організації складають п пар регістр + дешифратор при її десяткових розрядах індикатора.
В динамічному режимі індикації почергово і циклічно кожен індикатор HLn поєднується до джерела інформації (ресстр RD), що завантажується від МК через загальну шину даних, рис 3. Тут використані такі позначення:
Рис.З. Структурна схема динамічного індикатора
RD - реєстр даних для тимчасового зберігання числа або символу, що відображається; RA - регієстр адреси, в якому тимчасового зберігається двійковий код, що є адресою вибраного індикатора;
DA - nepefB0pi0Ba4 адреси, що задається двійковим кодом, у позиційний код; HL1-HL4 - семисегментні індикатори.
Вибір індикатора здійснюється дешифратором адрес DA. У реєстрі RD зберігається цифровий код, призначений для відображення. У реєстрі 1-І А зберігається адреса індикатора.
При такому під'єднаній значно зменшуються апаратні витрати. Але необхідно забезпечити достатній час свічення одного індика гора, для того, щоб не зменшувалася яскравість. Також необхідно забезпечити таку частоту перемикання індикаторів, щоб не було помітно мерехтіння. Переваги такого індикатора помітні при кількості розрядів індикації більше ніж 5.'
У лабораторному стенді статична індикація реалізована на чотирьох статичних семисегментних індикаторах HG1 (розряди HG1.0. I-IG1.1, HG1.2, HG1.3). Звернення до щіх відбувається, як до елементів пам'яті з адресами А0001і(ліва пара знакомісць), В0001і(права пара знакомісць).
Динамічна індикація реалізована на платі розширення Іза допомогою чотирьохрозрядного семисегментного індикатора HL2. Управління динамічною індикацією здійснюється через порт В мікросхеми системного контроллера (див. електричну схему індикації рис. 4, додаток 1), сигнали вибірки відповідного індикатора поступають від лінії порту РСО, РС1 до дешифратора адреси розряду DD3.
Додаток 1
Рис.4. Електрична схема індикації
ПРАКТИЧНА ЧАСТИНА
Завдання 1
Написати програму, яка б засвідчувала рядок світло діодів так, щоб вогонь розходився від центру до країв рядка.
ORG 0
Start:
mov A, #00011000b
mov DPTR, #0a006h
movx @DPTR,A
ACALL ZAT
mov A, #00100100b
mov DPTR, #0a006h
movx @DPTR,A
ACALL ZAT
mov A, #01000010b
mov DPTR, #0a006h
movx @DPTR,A
ACALL ZAT
mov A, #10000001b
mov DPTR, #0a006h
movx @DPTR,A
ACALL ZAT
Jmp Start
ZAT:
mov R1,#0FFh
C2: mov R2,#0FFh
C4: djnz R2,C4
djnz R1,C2
ret
end
Завдання 2
Написати програму, яка б почергово висвітлювала на світлодіодній матриці числа.
ORG 0
ACALL ONE
ACALL TWO
Start:
Jmp Start
ONE:
mov R1,#0FFh
C2: mov R2,#0FFh
mov A, #00000010b
mov DPTR, #8000h
movx @DPTR,
mov A, #1111110b
mov DPTR, #8000h
movx @DPTR,A
ACALL ZAT_mini
mov A, #00000100b
mov DPTR, #8000h
movx @DPTR,
mov A, #0000000b
mov DPTR, #8000h
movx @DPTR,A
ACALL ZAT_mini
mov A, #00001000b
mov DPTR, #8000h
movx @DPTR,
mov A, #1011110b
mov DPTR, #8000h
movx @DPTR,A
ACALL ZAT_mini
C4: djnz R2,C4
djnz R1,C2
ret
TWO:
mov R1,#0FFh
C2: mov R2,#0FFh
mov A, #00000001b
mov DPTR, #8000h
movx @DPTR,
mov A, #1001110b
mov DPTR, #8000h
movx @DPTR,A
ACALL ZAT_mini
mov A, #00000010b
mov DPTR, #8000h
movx @DPTR,
mov A, #0110110b
mov DPTR, #8000h
movx @DPTR,A
ACALL ZAT_mini
mov A, #00000100b
mov DPTR, #8000h
movx @DPTR,
mov A, #0111010b
mov DPTR, #8000h
movx @DPTR,A
ACALL ZAT_mini
mov A, #00001000b
mov DPTR, #8000h
movx @DPTR,
mov A, #0111100b
mov DPTR, #8000h
movx @DPTR,A
ACALL ZAT_mini
mov A, #00010000b
mov DPTR, #8000h
movx @DPTR,
mov A, #1011110b
mov DPTR, #8000h
movx @DPTR,A
ACALL ZAT_mini
C4: djnz R2,C4
djnz R1,C2
ret
ZAT_mini:
mov R3,#0FFh
C4: djnz R3,C4
ret
end
ВИСНОВОК:
Під час виконання цієї лабораторної роботи я ознайомився з внутрішньою структурою мікроконтролера сімейства-MCS-51 фірми Atmel, зокрема ознайомився з програмно-доступних елементів та системами команд, використовуючи лабораторний стенд. Набув досвіду розроблення простих програм, діагностики помилок, завантаження програм у пам’ять мікроконтролера та запуску їх на виконання.