Проектирование удаленного устройства индикации (стр. 2 из 3)

2.3 Схемасброса

Схемасбросадолжнаформироватьимпульслогическогонулядля подачиегонаинверсныйвыводсбросамикроконтроллераRESET. Это импульсдолженформироватьсяпри, например, нажатиинакнопку сбросаустройстваилиприпереключенииключа. Кромеэтого, этот сигналсбросадолженподаватьсяинавыводсбросаLCD - дисплея.

Длятакойсхемыподходитвключениетранзистора, показанноена рис.3. Когдаключоткрыт, транзисторнаходитсявзакрытом состоянииинавходыRESETAVRиRSTLCD-дисплеяпоступает сигналлогическойединицы. Когдаключзамыкается, транзистор открываетсяинавходысбросаустройствпоступаетсигнал логическогонуля.

Рис.3 Схемаформированиясигналасброса

2.4 Схемывходныхивыходныхустройств

Входнымустройствомвнашемпроектеявляетсямикросхема обеспечениясвязипопротоколупередачиданныхRS-485 МАХ 485 со следующимиэлектрическимихарактеристиками:

Изэтихпараметроввидно, чтомикросхемаМАХ485 согласуетсяс микроконтроллеромATmegal6.

Рис. 4 ПодключениемикросхемыMAX4S5

Выходноеустройствожидкокристаллическийграфический дисплейBG12864DфирмыBolyminсовстроеннымконтроллером Т6963С. Этотдисплейобладаетследующимихарактеристиками:

•Механическиехарактеристики

•Назначениевыводов

ВсоответствиисэтимипараметрамисхемаподключенияLCD-дисплеякмикроконтроллерубудетследующей:

2.5 Схемастабилизаторанапряжения

Вкачествестабилизаторанапряжениявнашемустройстве используетсяимпульсныйпонижающийстабилизаторLM2574, который обладаетследующимихарактеристиками:

• входноенапряжение - до 60 V {дляHVверсий)

• выходноенапряжение - 3.3 V, 5 V, 12 V, 15V

• выходнойток - 0.5 А

Схемавключениястабилизаторадляпреобразования +10 V - +5 Vприведенанарис.6:

Рис. 6 (Схема стабилизатора напряжения

3. Проектированиепрограммногообеспечения микроконтроллера

3.1 Проектированиефункцииинициализациимикроконтроллера

Процедураинициализациимикроконтроллерадолжнасостоятьиз процедурилиоператоровинициализациивсехузловсамого микроконтроллераивсехпериферийныхустройств, иустановитьвсе начальныезначениядляихрегистров. Такимобразом, мыдолжны проинициализироватьследующиеузлыустройства - портА, портС, УСАПП, таймер 0 иLCD-дисплей.

ПортыАиСвначалеработыустройстваработаюттолькона выводданных, поэтомуприихнастройкенеобходимов соответствующиерегистрыDDRxзаписатьзначение 0, темсамым настроив все их выводы на передачу данных. Для этого используются две процедуры;

voidInitPortAWrite(void){

DDRA = Oxff; }

void InitPortCWrite(void){ DDRC = Oxff; PORTC = 0x30;

ИнициализациятаймераОпроходитпоследующемуалгоритму - устанавливаетсяделительчастотына 1024 записьюзначения 5 в регистрTCCRO. Затемразрешаетсяпрерываниеэтоготаймераи устанавливаетсяегоначальноезначение:

void InitTimer(void)

_disable_interrupt() ;

TCCRO = 5;// установитьделительчастоты 1024

TIMSK |= (1 «TOIEO); // разрешитьпрерываниятаймера

TCNTO = TmrO_Reload;

enable_interrupt{);

]

ИнициализацияУСАППработаетследующимобразом - врегистр

UBRRзаписываетсязначение, котороесоответствуетзаданной скоростипередачиданныхдлясоответствующейчастотыработы микроконтроллера.

УСАПП и параметры кадра данных. Кроме этого, т.к. прием и обработка данных в программе происходит через кольцевой буфер, то в процедуре инициализации необходимо провести начальные установки для головы и хвост буфера - обнулить их.

void USART_Init( unsigned int baudrate )

unsigned char x;

UBRROH = (unsigned char) (baudrate»8) ; UBRROL = (unsigned char) baudrate;

UCSRB = ({1 « RXCIE) j <1«ЮС£Н) ) ;

UCSRC = (1«URSEL) | (3«UCSZO) | (1«UPM1);

x = 0;

USART_RxTail = x; USARTJRxHead = x;

}

3.2 Проектирование процедур обработки прерываний

В процессе работы нашего устройства могут возникнуть два прерывания - от таймера 0 и от УСАПП. Прерывание от таймера О обрабатывается очень просто: перезагружается начальное значение и флаг его срабатывания устанавливается в 1.

pragma vector=TIMERO_OVF_vect

interrupt void TIMERO_OVF_interrupt(void)

{

TCNT0=TmrO_Reload; TmrOFlag = 1;

}

ПрерываниеотУСАППговоритотом, чтоприемпакетаданных былзаконченипринятвбуферныйрегистрUDR. Обработчикэтого прерываниядолженпринятьэтиданныеипоместитьвкольцевой буфер. Дляэтогодолженбытьрассчитанновыйиндексбуфера (указательголовы) иеслиэтотиндексвдругсталравенуказателю хвоста, этоговоритотом, чтопроизошлаошибкаибуфер приемникапереполнился.

^pragma vector=USART_RXC__vect

^interrupt void USART_RX_interrupt{ void )

{

unsigned char data; unsigned char tmphead;

data = UDR;

tmphead = ( USART_RxHead + 1 );

USART_RxHead = tmphead; /* СохранитьновыйиндексV

if < tmphead == USART_RxTail )

(

/* Ошибка! Буфферприемникапереполнен */

)

USART_RxBuf[tmphead] = data; /* Сохранитьполученныеданныевбуффере */

}

3.3 Проектированиепроцедурвводаинформации

Вводинформациивразрабатываемоеустройствоосуществляется черезУСАППпопротоколуRS-4 85. Какужеотмечалось, прием данныхвпрограммепроисходитпопрерываниюотУСАПП, обработчик которогопомещаетпринятыйбайтвОуферприемника. Вглавной программе, длятого, чтобыможнобылоанализироватьэтотбуфери читатьданныеуженепосредственноизнего, необходимапроцедура, котораябудетдоставатьданныеизбуфератакимобразом, чтобы первымипоступалибайты, попавшиевбуферраньшевсех. Это делаетпроцедураUSART_Receive(), котораясначалаждет поступленияданныхвбуфер, азатемпоодномубайтудостаетих оттуда.

BYTE USART_Receive( void )

unsigned char tmptail;

while ( USARTJixHead == USART_RxTail )

;

tmptail = USART_RxTail + 1; USART_RxTail = tmptail; return USART_RxBuf[tmptail];

3.4 Проектированиепроцедурвыводаинформации

ВыводинформациивнашемустройствеосуществляетсянаLCD-дисплей. Основнойпроцедурой, котораяотображаетстроки поступившихданныхнадисплее - этопроцедураAutoWriteMode(), котораяпосутиуправляетдисплеем, выводянанего последовательносимволы, хранящиесявглобальноммассиве OutString[], врежимеавтозаписи, Приэтомнамнеобходимотолько менятьадреспозиции, вкоторуювыводятсяданные.

WORD AutoWriteMode(WORD Address, BYTE NumBytes)

{

SetAddressPointer(Address); SendCommanct{SET_DATA_AUTO_HRITE_COMMAND);

forfint i = 0; i < NumBytes; i++) {

AutoWrite(OutString[i]);

Address++; }

SendCommand(AUTO_RESET_COMMAND); return Address; }

3.5 Проектирование процедур управления периферийными устройствами

Все процедуры управления LCD-дисплеем осуществляются согласно системе команд встроенного контроллера Т6963:

3.6 Проектированиепроцедурыmain()

Процедураmain{) работаетследующимобразомпосле инициализациивсеузловAVRипериферийныхустройств, разрешаетсявыполнениевсехпрерываний. Послеэтогопрограмма ждетсрабатываниятаймера, которыйнастроентакимобразом, что оннемногочаще, чемможетпроисходитьпрерываниеотУСАПП. Сигналомтого, чтотаймер 0 сработалслужитфактустановки глобальнойпеременнойTmrOFlagв 1, чтоделаетсяобработчиком прерыванийтаймера.

Затем, всевремя, покакольцевойбуфернебудетпуст, происходитсчитываниеданныхизнего. Считанныйбайтпомещается встроку-массивOutString[], иувеличиваетсясчетчикпринятых байт.

Послеэтогопроверяется, анебыллипоследнийпринятыйиз буферабайтпризнакомокончаниястроки. Еслида, товрежиме автозаписиэтастрокавыводитсянадисплей (заисключением последнегосимволаконцастроки). Послеэтогострокаобнуляется исчетчикпринятыхбайтустанавливаетсявноль.

Влюбомслучаепроисходитсбросфлагатаймеравнольи происходитожиданиеследующегосрабатываниятаймера.

4. Листингпрограммы

Файлмакроопределенийmy_header.h:

^define BYTE unsigned char ttdefine WORD unsigned int

ttdefine READ_STATUS_COMMAND 0x39

ttdefine DATA_WRITE_COMMAND 0x32

tfdefine COMMANDjmTE_COMMAND ОхЗА

// Установкарегистров

^define SET_CURSOR_COMMAKD 0x21

tfdefine SET_OFFSET_COMMAND 0x22

#define SET_ADDRESS_COMMAND 0x24

// Установкаконтрольногослова

#define SET_TEXT_HOME_ADDRESS_COMMAND 0x^0

fldefine SET_TEXT_AREA_COMMAHD0x41

#define SET_GR№HIC_HOME_ADDRESS_CO№1AND 0x42

#define SET_GRAPHIC_AREA_CCMMAND0x43

// Константыустановкирежима

^define OR_MODE0x80

tfdefine EXOR_MODE0x81

^define ANDJMODE0x83

#define TEXT_ATTRIBUTE_MODE0x84

^define INTERNAL_CG_ROM_MODE 0x80

tfdefine EXTERNAL_CG_RAM__MODE 0x88

// Константырежимадисплея

#define DISPLAY_OFF0x90

^define CURSOR_ON_BLIHK_OFF0x92

^define CURSOR_ON_BLINK_OK0x93

#define TEXT_ON_GRAPHIC_OFF0x94

#define TEXT__OFF_GRAPHIC_ON0x98

^define TEXT_ON_GRAPHIC_OnOX9C

// Размеркурсора

#define ONE_LINE OxAO

tfdefine TWO_LINE OxAl

^define THREE_LINEOxA2

ttdefine FOUR_LINE ОхАЗ

^define FIVE_LINE OxA4

^define SIX_LINE OxA5

^define SEVEN_LINEOxA6

^defineEIGHT_LINEOxA7

// Автоматическоечтение/данных

tfdefine SET_DATA_AUTO_WRITE_COMMAND OxBO

^define SET_DATA_AUTO_READ_COMMAND OxBl

^define AUTO_RESET_COMMANDOxB2

#define SCREEN_PEEK_CCMMANDOxEO

#define SCREEN_COPY_CC»1MANDOxE8

// Установка/сбросОитов

tfdefine SET_BIT OxFO

^define RESET_BIT OxF8

^define BIT_0 OxFO

#define BIT_1 OxFl

ttdefine BIT_2 OxF2

^define BIT_3 OxF3

idefine BIT_4 OxF4

#define BIT_5 OxFS

^define BIT_6 OxF6

^define BIT_7OxF7

Файлглавкойпрограммыkurs.c;

/* Includes */ ^include <iom!28.h> ^include <ina90.h>

Sinclude "my_header.h"

^define USART_RX_BUFFER_SI2E 128

itdefine TmrOReload 4

static unsigned char TmrOFlag;

Static unsigned char USART_RxBuf[USART_RX_BUFFER_SIZE];

static volatile unsigned char USART_RxHead; static volatile unsigned char USART_RxTail;

staticBYTEOutString[128];

// Процедурыинициализацииустройств

void InitAVR(void);

void USART_Init( unsigned int baudrate );

void InitLCD(void);

void InitTimer(void);

void InitPortARead(void);

void InitPortAWrite(void)?

voidInitPortCWrite(void);

// ПроцедурыдляработысУСАППиLCD

unsigned char USART_Receive( void );

void Data«rite<BYTE Data);

void CommandWrite(BYTE Command);

void ReadStatus(void);

void ReadStatus2(void);

void SendCoimand{BYTE Command);

void SendlByteCommand(BYTE Data, BYTE Command);

void Send2ByteCommand(WORD Data, BYTE Command);

void SetCursorPointer(WORD Position)

void SetAddressPointer(WORD Address)

void ByteWriteToRam(WORD AddressPointer, BYTE Data)

void AutoWrite(BYTE Data);

void mainf void )

BYTE HumBytes = 0;

InitAVR();

_SEI(); /* Разрешитьпрерывания */

while (!)

{

if(TmrOFlag) // Произошлосрабатываниетаймера

{

BYTE rec = 0;

while(DatalnReceiveBuffer() != 0) // Покабуффернепуст