Введення
Відомо, що стають доступними нові мови програмуваннявищого рівня, що дозволяють в істотному ступені уникнути залежності від
ЕОМ і полегшити процес програмування. Широке розповсюдженняперсональних комп'ютерів привертає до використання ЕОМ непрофесійнихпрограмістів.
Тим не менше, інтерес до архітектури ЕОМ та програмування на рівнімашинних кодів не згасає, але і явно росте з двох причин. Першапричина полягає в тому, що доступність використання ЕОМ длянепрофесійних програмістів досягається ціною чималих зусильпрофесійних програмістів, які створюють системне програмнезабезпечення, для яких знання архітектури ЕОМ просто необхідні.
Що відбувається нині процес комп'ютеризації неминуче збільшує числофахівців дуже високої кваліфікації - системних програмістів. Другапричина обумовлена зростанням мікропроцесорної техніки. Сучаснімікропроцесори мають такі можливості, які співмірні, а часомперевершують можливості обчислювальних систем, причому мають меншігабаритами, споживанням енергії і вартістю. Програмуваннямікропроцесорів і однокристальних ЕОМ, що вбудовуються в яке-небудьобладнання, виконується, як правило, на мові асемблера, а застосуванняїх вимагає детального знання архітектури ЕОМ.
Темою моєї курсової роботи є розробка котроллери матричноїклавіатури на мікроконтролері. Як нього явибрав мікроконтроллер К1816ВЕ48 (МК48) тому, щосерія К1816, рис.1, призначена для побудови широкого спектру мікроЕОМі мікроконтролерів з метою їх використання для збору та обробкиінформації, в системах регулювання технологічних процесів, цифровоїобробки сигналів в апаратурі зв'язку і т. д.
сукупність споживчих параметрів, таких, як вартість,ефективність, енергоспоживання, робочий діапазон температур --представляються достоїнствами серії К1816 при її використанні в різнійапаратурі.
Різні модифікації призначені в першу чергу для того, щобдопомогти розробнику раціональним чином з найменшими витратами вирішитикомплекс проблем, що виникає при створенні нової апаратури від моменту їїрозробки до серійного виробництва.
Найпростіший в серії К1816 мікроконтроллер К1816ВЕ48 (МК48) має накристалі наступні апаратні засоби: процесор розрядністю 1 байт,стирані програмований ПЗУ програм ємністю 1 Кбайт, ОЗУ данихємністю 64 байти, програмований 8-бітний таймер/лічильник, програмованісхеми введення/виводу (27 ліній), блок векторного переривання від двохджерел, генератор, схему синхронізації і керування.
Структура МК48 і його система команд така, що в разі потребифункціонально-логічні можливості контролера можуть бути розширені. Звикористанням зовнішніх додаткових БІС постійної і оперативної пам'ятіадресний простір МК може бути розширено до 4 Кбайт і 320 байтвідповідно, а шляхом підключення різних інтерфейсних БІС число лінійМК зв'язку з об'єктом управління може бути збільшено практично безобмежень.
МК48 вимагає одного джерела живлення +5 В (10%, розсіює потужністьблизько 1,5 Вт і працює в діапазоні температур від 0 до 700 С. За входів івиходів МК48 електрично сумісні з мікросхемами ТТЛ. МК48 можепрацювати у діапазоні частот синхронізації від 1 до 6 МГц, а мінімальнечас виконання команди складає 2,5 мкс.
З такої характеристики видно, що МК48 володіє значнимифункціонально-логічними можливостями і представляють ефективний засібкомп'ютеризації (автоматизації на основі застосування засобів і методівобробки даних і цифрового управління) різноманітних об'єктів іпроцесів.
Аналіз основних ознак МК48 показує, що їх доцільновикористовувати на етапі дослідно-конструкторської розробки і налагодження систем.
Структурна схема МК48
Рис. 1
Структурна схема та аналіз завдання
У структурній схемі відображено взаємодію мікропроцесора, клавіатуриі користувача.
Рис. 2
До порту 1 підключена група кнопок, згрупованих за матричної схемою,яка представляє собою просту матрицю двійкових перемикачів
(необхідної розмірності), включених на перетині рядків і стовпчиків матриці,
Ідентифікація (кодування) натиснутою клавіші в таких клавіатурах виконуєтьсяпрограмою.
2.Разработка принципової схеми
Рис.3
На рис. 3 зображена принципова схема контролера матричноїклавіатури. Для забезпечення синхронізації роботи мікропроцесора до висновків
CR1, CR2 підключений кварцовий резонатор.
Десять кнопок організовані в матрицю, і при натисканні будь-якої кнопкизамикається рядок і стовпець. Визначивши замкнуті рядок і стовпець, можнавизначити код натиснутою клавіші. Таке сканування клавіатури реалізуєтьсяпрограмно.
Три лінії порту 1 Р1.0, Р1.1, Р1.2 утворюють три лінії кнопок, а довисновків Р2.0, Р2.1, Р2.2, Р2.3 підключені чотири стовпці. Кожна клавіша втакої матриці має свій номер, що відповідає її розташування. Нацифрові клавіші можна нанести позначення, що відповідають їх кодами (від 0з F) Резистори R1-R4 обмежують струм через контакти а діоди забезпечуютьзахист від замикання між собою скануючих ліній у разі одночасногонатискання більш ніж однієї клавіші.
Живлення контролера здійснюється від мережі змінного струму знапругою
220 В і частотою 50 Гц. Оскільки напруга харчування контролераздійснюється постійним струмом з напругою +5 В, то ставиться схемахарчування, яка складається з понижуючого трансформатора, випрямляча,виконаного за схемою діодного мосту і стабілізатора напруги.
3. Розробка блок-схеми і алгоритму програми
Принцип роботи клавіатури наступний:
На одну з ліній порту видається логічний «0», а на інші лінії
«1». Потім відбувається зчитування з ліній стовпців. Якщо фіксується «0»,його позиція відповідає номеру стовпця натиснутою клавіші і разом з номеромпоточного рядка він використовується для визначення коду натиснутою клавіші. Якщона всіх входах «1», процедура сканування триває для наступноїрядка.
Для обслуговування клавіатур в МК-системах використовуються дві процедури:опитування стану клавіатури і введення коду натиснутою клавіші.
Перша процедура робить одноразове звернення до матриці клавіш длявизначення, Натиснуто чи хоча б одна з клавіш. Друга здійснюєциклічний опитування клавіатури до тих пір, поки не буде натиснута (а часто ізвільнена) клавіша. Будучи вбудована в основну програму, другийпроцедура блокує процес управління об'єктом на час очікування натисканняклавіші, а тому звернення до неї здійснюється тільки при виявленнінатиснутою клавіші процедурою опитування стану клавіатури.
Лінії порту 1 використовуються для сканування, а лінії порту 2 - дляопитування матриці клавіш. Кожна клавіша в такій матриці має свій номер,відповідний її розташування. На цифрові клавіші нанесеніпозначення, що відповідають їх кодами (від 0 з B).
Для програмного введення інформації з клавіатур характерний одиннедолік, а саме - спрацьовування по відпускання клавіші, а не після натискання.
Однак при короткочасних натиснення клавіш цей ефект не має особливогозначення.
Приватна процедура сканування служить для виявлення натиснутою клавіші інаступною її ідентифікації. Процедура зводиться до почерговому обнуленнякожній з ліній сканування і опитуванню ліній повернення. У порт 1 видаєтьсябайт сканування (БС), що містить 0 тільки в одному бите. Якщо наперетині лінії сканування та лінії повернення знаходиться натиснута клавіша,то у відповідному бите байти повернення (БВ), що приймається в порт 2, будеперебувати 0.
Послідовність байтів сканування являє собою код "біжитьнуль "; формування чергового байта сканування здійснюється шляхомзсуву його попереднього значення. Напрям зсуву визначаєпослідовність опитування клавіш. Якщо при повному циклі сканування небуло виявлено натиснутою клавіші, то процедура сканування повторюєтьсяспочатку.
Оператор "Є натиснута клавіша?" реалізується тим, що клавіші,підключені до кожної лінії сканування, аналізуються послідовно.
Якщо після аналізу кожної клавіші здійснювати додаток одиниці долічильнику SCANCODE, то процедуру сканування можна поєднати з процедуроюідентифікації натиснутою клавіші (рис. 4).
4. Розробка тексту вихідної програми
R4 - лічильник коду сканування
ORG 300H; перехід на 300 сторінку
РПП
DB 7EH, 30H, 6DH, 79H; коди семисегментний
DB 33H, 5BH, 5FH, 70H; індикатора
DB 7FH, 7BH, 76H, 1EH;
ORG 0; перехід у початокпрограми
START: MOV R4, # 0; скидання SCANCODE
MOV R7, # 3; завантаження лічильника сканування
MOV R6, # 11111110B; завантаження вихідного байти сканування
LOOP: MOV A, R6
OUTL P1, A; висновок поточного байтисканування
RL A; зсув байтівсканування
MOV R6, A; збереження поточного байтисканування
IN A, P2; введення байти повернення
MOV R5, # 4; завантаження лічильника опитувань
LOOK: RRC A; зсув байтів повернення
JNC NEXT; вихід з процедури при виявленні першихнатиснутою клавіші
INC R4; інкремент SCANCODE
DJNZ R5, LOOK; декремент лічильника опитувань і цикл,якщо не нуль
DJNZ R7, LOOP; декремент лічильника сканування іцикл, якщо не 0
JMP START; почати сканування спочатку
next: mov a, r4; завантаження в акумулятор коду символу movp3 a, @ a; зчитування байтів індикації з таблиці
outl bus, a; видача байти індикації на індикаторчерез порт BUS end вихід із програми
ЗМІСТ
Завдання нароботу ................................................. .....................< br>.................. 3
Вступ ....................... ......................................< br>.......................................... 4
1. Аналіз поставленого завдання. Структурна схема МКсистеми ........... 6
2. Розробка принципової схеми МКсистеми .................................. 7
3.Вибор і опис алгоритмупрограми ............................................... 8
3.1. Розробка загальної блок-схеми алгоритму (БСА) роботи контролера ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ........... 9
4. розробка тексту вихідноїпрограми ............................................... 10
4.1. Налагодження програми за допомогою індивідуальногозавдання ........... 11
5. Таблиця «прошивки» РПЗУ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..... 12
Висновок .............. .............................................< br>..................................... 12
Списоклітератури ................................................. .................< br>.................. 13
Налагодження програми:
| Номер натиснутою | Порт 1 | Порт 2 | Порт ССІ BUS |
| клавіші | | | |
| «6» | 11111101 | 11111011 | 01011111 |
| «А» | 11111011 | 11111011 | 01110110 |
Таблиця «прошивки» РПЗУ:
7E | 30 | 6D | 79 | 33 | 5B | 5F | 70 | 7F | 7B | 76 | 1E | 72 | | 1a | 00 | 00 | 00 | bc
| 00 | bf | 03 | be | fe | fe | 39 | e7 | | AE | 0A | BD | 04 | 67 | E6 | 17 | 1C | ED | 0D
| EF | 06 | 04 | | 00 | FC | E3 | 02 | C1 | 00 | 00 | 00 | 01 | FF | | | | |
Висновок.
Для візуального контролю натиснутою кнопки, можливе підключеннясемисегментний індикатора до одного з портів, в даному випадку до порту BUS.
Виведення коду на ССІ здійснено програмно, тим самим досягається відображеннякоду натиснутою клавіші на ССІ. Для зручності індикації на цифрові клавішінанесені позначення, що відповідають їх кодами (від 0 з B).
Таким чином застосування мікропроцесорних систем в пристрояхрізного типу, дозволяє скоротити кількість елементів у схемі, зробитипристрій більш якісним, а також дозволяє здійснити найбільш
"Доброзичливий" інтерфейс з користувачем.
Список літератури
Лін. В. PDP -11 і VAX-11. Архітектура ЕОМ та програмування мовоюасемблера. М. Радио и связь, 1989.-315 с.
Варламов И.В., Касаткин И.Л. Мікропроцесори в побутовій техніці. М. Радіои связь, 1990.-102 с.
Калабеков Б.А. Цифрові пристрої і мікропроцесорні системи. М. Радіои связь, 1997.-336 с.
Міністерство Російської Федерації з транспорту і зв'язку
Новосибірський коледж телекомунікацій та інформатики
Сибірського державного університету телекомунікацій та інформатики
КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
За дисципліни «Обчислювальна техніка»
На тему: «Розробка контролера матричної клавіатури на мікроконтролері
К1816ВЕ48»
Виконав: Баталов Д. Ю.
Гр. М-31
Перевірив: Іванов В. С.
2005
------------------ -----
Користувач
Клавіатура
Мікропроцесор
Рецензії.
КТИ гр. М-31
Листів
Контролер матричної клавіатури на мікроконтролері
затвердив.
Н. Контр.
Т. Контр.
Іванов В.С.
Перевір.
Баталов Д.Ю
розробк. < p> 1
Лис
Дата
Підпис
№ докум.
Лист < p> Изм.
4
Лист
Дата
Підпис
№ докум.
Лист
Изм.
5
Лист
Дата
Підпис < p> № докум.
Лист
Изм.
6
Лист
Дата
Підпис
№ докум.
Лист
Изм.
7
Лист
Дата
Підпис
№ докум.
Лист
Изм.
КТІ.000.000 .001. ПЗ
8
Лист
Дата
Підпис
№ докум.
Лист
Изм.
9
Лист
Дата
Підпис < p> № докум.
Лист
Изм.
10
Лист
Дата
Підпис
№ докум.
Лист
Изм.
Изм.
Лист
№ докум.
Підпис
Дата
Лист
11
12
Лист
Дата
Підпис
№ докум.
Лист
Изм.
13
Лист
Дата
Підпис
№ докум.
Лист
Изм.
