1.5. Контрольні запитання

1. Поясніть структуру і призначення навчально-відлагоджувального стенда EV8031/AVR.

2. Проведіть тестування стенда.

3. Які вузли та елементи розміщенні на платі розширення, поясніть їх призначення.

4. Архітектура та основні модулі базового ОМК серії MCS-51.

5. Які функції виконує програма, що розміщена у Flash-пам’яті ОМК АТ89С51 та як організована пам’ять стенда?

6. Поясніть структуру карти портів введення/виведення стенда і плати розширення.

7. Як транслюється в машинний код набрана програма?

8. Як завантажується програма із ПК в пам’ять програм стенда?

9. Назвіть команди асемблера х51, що використовувались при складанні програми.

10. Як програмно здійснюється гасіння розрядів статичного індикатора?

Лабораторна робота № 2

Програмування ОМК для виведення інформації на статичні, динамічні та знакосинтезуючі індикатори.

2.1. Мета роботи

Вивчення схем статичної та динамічної індикації. Розробка програм для відображення цифрової інформації на семисигментних та матричних світлодіодних індикаторах, спряжених з ОМК сімейства MCS – 51

2.2. Теоретичні відомості

Індикатори виконуються рідкокристалічними або світлодіодними. Більшість рідкокристалічних індикаторів має вбудовані мікроконтролери, що суттєво спрощує їх використання. Світлодіодні індикатори мають різноманітні схеми спряження з ОМК і в кожному конкретному випадку – відповідні алгоритми і програми керування.

У напівпровідникових світло діодах використовується властивість p-n переходу випромінювати світло у видимій частині спектра при протіканні через нього прямого струму I_пр=5-20mA (U_пр=2-3В). Для відображення цифрової інформації найбільшого поширення набули семисегментні індикатори, в яких зображення цифр складається із семи лінійних світлодіодних сегментів, що утворюють цифру ‘’8’’. Матричні знакосинтезуючі індикатори виконуються у вигляді матриці 5×7 елементів ( світло випромінюючих діодів ), яка має 7 рядків ( у діодів в рядку з’єднують катоди ) і 5 стовпців ( у діодів в стовпці з’єднуються аноди ). Використовуючи відповідні комбінації, на них можна відображати практично всі існуючі цифри і символи.

На відміну від рідкокристалічних індикаторів, світлодіодні індикатори надійно працюють у випадку низьких температур та слабкого освітлення.

Рис. 1. Структурна схема статичної індикації: СА – селектор адреси; R1÷RN – регістри для тимчасового зберігання двійкових кодів чисел; DC1÷DCN - дешифратори, що перетворюють двійковий код чисел у семисегментний код індикаторів; HL1÷HLN – семисегментні світлодіодні індикатори; ШД - шина даних для передачі даних на індикацію.

При побудові підсистем відображення інформації на світлодіодних індикаторах використовують статичну і динамічну схеми індикації. В схемі статичної індикації ( рис.1) кожен з індикаторів HL1÷HLN підключений через відповідний власний дешифратор DC1÷DCN і регістр-фіксатор R1÷RN до шини даних ШД. По ній двійкова цифрова інформація надходить з портів ОМК в регістри-фіксатори. Схеми статичної індикації мають високу надійність, але їх недоліком є елементна надлишковість. Тому переважно використовують схеми динамічної індикації ( рис. 2 ).

Для її реалізації кожний з індикаторів HL1÷HLN почергово і циклічно підключається через загальну шину даних ШД та регістр даних RD до джерела інформації – портів ОМК.

В регістрі RD зберігається цифровий код, що призначений для відображення. Вибір індикатора здійснюється дешифратором DA, причому двійковий код його адреси тимчасово зберігається в регістрі RA.

При такій схемі індикації значно зменшується елементна надлишковість, але ускладнюється алгоритм керування підсистемою відображення інформації. Необхідно забезпечити достатній час свічення одного індикатора, щоб не зменшувалась яскравість та забезпечити таку частоту перемикання, щоб не було помітне мерехтіння. Перевага цього способа є помітною при кількості індикаторів більше п`яти.

Рис.2. Структурна схема динамічної індикації.

RD – регістр даних для тимчасового зберігання відображуваного числа або символу; RA – регістр адреси для тимчасового зберігання двійкового коду адреси семисегментного індикатора; ШД – шина даних, по якій здійснюється передача даних на індикацію; RA – регістр адреси для тимчасового зберігання війкового коду адреси індикатора; DA – дешифратор адреси, що перетворює її двійковий код у семисегментний код; HL1-HLN – семисегментні індикатори.

Електрична схема підключення пристроїв індикації на стенді EV8031 наведена на рис. 3.

Рис.3. Електрична схема підключення пристроїв індикації на стенді EV 8031.

Статична індикація реалізована на чотирьох статичних семисегментних індикаторах HG1 (розряди HG1.0; HG1.1; HG1.2; HG1.3). Звернення до них при програмуванні відбувається як до комірок пам`яті з адресами А000h (пара старших розрядів), А001h (пара молодших розрядів). Передача даних на індикатори здійснюється з портів ОМК (MCU АТ89С51) по шині даних (D0-D7). Сигнали вибору мікросхем індикаторів (CS) формуються дешифратором адреси (DС) і надходять на входи А000h; A001h регістрів – дешифраторів RG – DC.

Динамічна індикація реалізована на платі розширення за допомогою чотирьох розрядного семи сегментного індикатора HL2 (рис.3). Керування динамічною індикацією здійснюється по ліням порту паралельного інтерфейсу : РВ0; РВ1; РВ2; РВ3; РВ4; РВ5; РВ6 і РВ7, причому сигнали вибору відповідного індикатору (D1, D2, D3, D4) надходять по лінії порту паралельного інтерфейсу РС0 і РС1 через дешифратор адреси розряду (DС 2:4).

Знакосинтезуюча індикація також реалізована на платі розширення за допомогою матриці HG1 5х7 світлодіодів (рис.3).керування світлодіодною матрицею здійснюється по лініях РА0; РА1; РА2; РА3; РА4 і РС0; РС1; РС2; РС3; РС4; РС5; РС6 портів паралельного інтерфейсу. Наприклад, для того, щоб засвітити крапку з координатами [1;1] треба виставити рівень логічної “1” на лінії РА0 і рівень логічного “0” на лінії РС0.

Також на стенді передбачена лінійка світлодіодів HL1-HL8, доступ до яких здійснюється як до комірки зовнішнього ОЗП за адресою А006h. Світлодіоди засвічуються записом логічних “1” у відповідні розряди.

Завданням лабораторної роботи є складання програм виведення цифрової інформації з ОМК сімейства MCS-51 на світлодіодні системи відображення.

Розглянемо як приклад програму засвічування і гасіння на статичному індикаторі числа 404 Н з частотою 1 Гц

ORG 0	; директива, що вказує початкову ; адресу пам’яті програми
Continue: mov A, # 0	; очищення акумулятора
mov DPTR, #0A004h	; записати в регістр-вказівник ; адреси DPTR адресу гасіння ; А004 Н
movx @DPTR, A	; скасувати гасіння розрядів ; індикатора
mov A, # 04h	; записати в акумулятор число ; 04 Н
mov DPTR, # 0A000h	; установити в DPTR адресу ; молодшої пари розрядів ; індикатора
movx @DPTR, A	; засвітити число 04 H
mov DPTR, # 0A001h	; установити DPTR адресу ; молодшої пари індикаторів
movx @DPTR, A	; засвітити число 04 H
call DEL	; виклик підпрограми затримки, ; що визначає час свічення ; індикатора
mov A, #00001111b	; записати в розряди акумулятор ; чотири двійкових „1”
mov DPTR, # 0A004h	; записати в регістр-вказівник ; DPTR адресу гасіння
movx @ DPTR, A	; погасити 4 розряди індикатора
call DEL	; виклик підпрограми затримки, ; що визначає час гасіння ; індикатора
Jmp Continue	; перехід на початок програми
DEL: mov R1, # 0FFh C2: mov R2, # 0FFh C4: djnz R2, C4 djnz R1, C2 ret	; Програма часової затримки
END	; вихід з програми