Міністерство освіти та науки України
Національний університет “Львівська політехніка”
РЕЖИМИ ВІДОБРАЖЕННЯ ІНФОРМАЦІЇ В
ЦИФРОВИХ СИСТЕМАХ НА БАЗІ МІКРОКОНТРОЛЕРА СІМЕЙСТВА MCS-51 (AT90S8515 та АТ89С51)
Звіт
до лабораторної роботи № 3
з курсу “Мікропроцесорні пристрої”
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 ний 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.
Знакосинтезуюча індикація реалізована на платі розширення за допомогою матриці світлодіодів 5x7 HG1. Управління светодіодною матрицею здійснюється по лініях PA0- PA4 и PC0-PC6. Наприклад для того щоб засвітити крапку з координатами [1;1] необхідно виставити рівень логічної одиниці на лінії РАО, і рівень логічного нуля на лінії РСО.
Також в стенді є лінійка світлодіодів HL1-ML8 доступ до ;.ких здійснюється як до зовнішнього ОЗУ за адресою 0A006h. Світлодіоди засвічуються записом логічних одиниць у відповідні розряди.
Додаток 1
Рис.4. Електрична схема індикації
ПРАКТИЧНА ЧАСТИНА
Відображення числа 04 на статичному індикаторі з частотою 1 Гц
CSEG
ORG 0
Continue:
mov A, #0
mov DPTR, #0A004h
movx @DPTR,A
mov A, #04h
mov DPTR, #0A000h
movx @DPTR, A
mov DPTR, #0B000h
movx @DPTR, A
CALL ZAT
mov A, #00001111b
mov DPTR, #0A004h
movx @DPTR, A
CALL ZAT
jmp Continue
ZAT:
mov R1, #0FFh
C2: mov R2,#0FFh
C4: djnz R2, C4
djnz R1, C2
ret
END
2.Відобразити почергово числа 1234 на статичному індикаторі.
CSEG
ORG 0
Continue:
Mov R0, #12h
mov R1, #34h
mov R2, #14h
mov A, #R0
mov DPTR, #0A000h
movx @DPTR,A
mov A, R1
mov DPTR, #0B000h
movx @DPTR, A
CALL ZAT
mov A, #00001110b
mov DPTR, #0A004h
movx @DPTR, A
CALL ZAT
mov A, #00001101b
movx @DPTR, A
CALL ZAT
mov A, #00001011b
movx @DPTR, A
CALL ZAT
mov A, #00000111b
movx @DPTR, A
CALL ZAT
jmp Continue
ZAT:
mov R3, #01h
C0: mov R1, #0FFh
C1: mov R2,#0FFh
C2: djnz R2, C2
djnz R3, C0
ret
END
3. Почергово засвічувати світлодіоди по два з середини до країв.
CSEG
ORG 0
Continue:
Mov R0, #01h
mov R1, #1
mov A, #R0
mov DPTR, #0A006h
movx @DPTR,A
mov A, R1
mov DPTR, #0B006h
movx @DPTR, A
CALL ZAT
mov A, #00011000b
mov DPTR, #0A006h
movx @DPTR, A
CALL ZAT
mov A, #00100100b
movx @DPTR, A
CALL ZAT
mov A, #01000010b
movx @DPTR, A
CALL ZAT
mov A, #10000001b
movx @DPTR, A
CALL ZAT
jmp Continue
ZAT:
mov R3, #01h
C0: mov R1, #0FFh
C1: mov R2,#0FFh
C2: djnz R2, C2
djnz R3, C0
ret
END
ВИСНОВОК:
Під час виконання цієї лабораторної роботи я ознайомилась з внутрішньою структурою мікроконтролера сімейства-MCS-51 фірми Atmel, зокрема ознайомилась 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.