Проектирование системы отображения информации на базе микроконтроллера

Для организации цикла динамической индикации и опроса клавиатуры задействуем прерывание по совпадению таймера T0микроконтроллера в режиме СТС. Рассчитаем числовое значение для загрузки в регистр сравнения OCR0.где – тактовая частота микроконтроллера; – коэффициент деления предделителя таймера T0.Подставим числовые значения, выполним расчет для частоты:5 Разработка блок-схемы программного обеспеченияБлок-схема основного модуля программы разрабатываемой СОИ приведена на рисунке 5.1.Рисунок 5.1 – Блок-схема основного модуля программыПри включении питания микроконтроллера и окончания процедуры сброса производим инициализацию портов ввода/вывода микроконтроллера.Линии 0 – 4 порта PDзадействованы для управления дешифратором столбцов ГРИ и процедуры динамического сканирования клавиатуры. Настраиваем их на вывод информации.Через линии 0 – 3 порта РС производится опрос строк матрицы клавиатуры. Настраиваем их на ввод информации. Включаем внутреннюю подтяжку к линии питания +5 В.Сигналами на линиях 0 – 2 порта РВ выполняется загрузка сдвигового регистра управления катодами ГРИ. Настраиваем их на вывод информации.Выполняем инициализацию таймера Т0, переключаем его в режим СТС (по совпадению), задаем коэффициент деления тактовой частоты (предделительfclk/2, OCR0=9Ch.Маскируем прерывание по совпадению таймера T0.Производим глобальное разрешение прерываний.На этом функции основного модуля программы исчерпаны. Вся дальнейшая работа программы будет производиться в обработчике прерывания по совпадению таймера Т0 с частотой обращения 51200 раз в секунду.Укрупненно блок-схема обработчика прерывания по совпадению таймера Т0 разрабатываемой СОИ приведена на рисунке 5.2.Рисунок 5.2 – Блок-схема обработчика прерывания по совпадению таймера Т0При входе вобработчик прерывания производится выдача очередного значения в сдвиговый регистр управления катодами ГРИ. Каждое 32 обращение к обработчику прерывания изменяет адрес управления дешифратором для переключения активного столбца ГРИ в режиме динамического управления индикатором, переключает опрашиваемый столбец матрицы клавиатуры.На основании опроса состояния линий строк матрицы клавиатуры, рассчитывается номер нажатой клавиши Key.Если Key = 0 (ни одна из клавиш не нажата) переходим к завершению работы обработчика прерываний.Если была нажата какая-либо из функциональных клавиш (влево, вправо, вверх, вниз и т.д.) выполняем перемещение курсора, соответствующее функциональному назначению нажатой клавиши. Переходим к завершению работы обработчика прерываний.Если же была нажата символьная клавиша, заменяем содержимое ячейки памяти соответствующее текущей позиции курсора на введенный символ. Переходим к завершению работы обработчика прерываний.Коды индикатора (таблица знакогенератора) представлены в таблице 5.1.Пример отображаемой информации приведен на рисунке 5.3.Рисунок 5.3 – Пример отображаемой на индикаторе информацииТаблица 5.1 – Коды индикатораСимволКОИ-7Код1230 0х30 62/99/115/123/111/103/62/0 1 0х31 12/14/12/12/12/12/12/0 2 0х32 30/99/96/56/6/3/63/0 3 0х33 30/51/48/28/48/5/30/0 4 0х34 56/60/54/51/127/48/48/0 5 0х35 63/3/31/48/48/51/30/0 6 0х36 28/6/3/31/51/51/30/0 7 0х37 63/48/48/24/12/12/12/0 8 0х38 30/51/51/30/51/51/30/0 9 0х39 30/51/51/62/48/24/14/0 А 0х410 112/120/108/102/126/102/102/0 Б0х411 62/6/6/62/102/102/62/0 В 0х412 62/102/102/62/102/102/62/0 Г 0х413 126/6/6/6/6/6/6/0 Д 0х414 56/60/54/54/54/54/126/51 Е 0х415 126/6/6/62/6/6/126/0 Ж0х416 219/219/126/60/126/219/219/0 З0х417 60/54/48/56/48/54/60/0 И 0х418 102/102/118/126/118/102/102/0 Й 0х419 60/102/118/126/118/102/102/0 К 0х41A 102/54/30/14/30/54/102/0 Л 0х41B 112/120/108/102/102/102/102/0 М 0х41C 99/119/127/127/107/107/99/0 Н 0х41D 102/102/102/126/102/102/102/0 О 0х41E 60/102/102/102/102/102/60/0 П0х41F 126/102/102/102/102/102/102/0 Р0х420 62/102/102/102/62/6/6/0 С 0х421 60/102/6/6/6/102/60/0 Т 0х422 127/24/24/24/24/24/24/0 У 0х423 102/102/102/124/98/102/60/0 Ф 0х424 126/219/219/219/126/24/24/0 Х 0х425 54/54/60/24/60/54/54/0 Ц0х426 102/102/102/102/102/102/254/192 Ч 0х427 102/102/102/124/98/98/98/0 Ш0х428 219/219/219/219/219/219/255/0 Щ0х429 219/219/219/219/219/219/255/192 Ъ 0х44A 7/6/6/62/102/102/62/0 Ы0х42B 99/99/99/111/123/123/111/0 Продолжение таблицы 5.1123Ь 0х42C 6/6/6/62/102/102/62/0 Э 0х42D 30/49/96/127/96/49/30/0 Ю0х42E 115/219/219/223/219/219/115/0 Я 0х42F 124/102/102/102/124/108/102/0 , 0х2C 0/0/0/0/0/12/12/6 : 0х3A 0/12/12/0/0/12/12/0 . 0х2E 0/0/0/0/0/12/12/0 - 0х2D 0/0/0/63/0/0/0/0 _ 0х5F 0/0/0/0/0/0/0/255 ЗаключениеЦель курсового проекта - практическое закрепление знаний по аппаратным и программным способам реализации средств отображения информации, приобретение навыков проектирования систем отображения информации достигнута.В процессе выполнения работы сформулированы и решены следующие задачи:- разработан алгоритм работы устройства;- выбрана и обоснована структурная схема устройства;- разработана функциональная схема устройства;- разработана электрическая принципиальная схема и произведен расчет ее элементов;- составлена блок-схема программного обеспечения.Список использованных источников1.ГОСТ 27833-88 Средства отображения информации. Термины и определения[Электронный документ]http://docs.cntd.ru/document/1200015838 Режим доступа - свободный.2. Алиев Т.М. Системы отображения информации: Учеб.пособие для вузов / - М.: Высш. шк., 1988.-223с.: ил. 3. Вуколов, Н. И. Знакосинтезирующие индикаторы: справочник / Н.И. Вуколов, А. Н. Михайлов. – М.: Радио и связь, 1980. – 576с.4. Использование сдвиговых регистров в устройствах индикации https://mcucpu.ru/index.php/pdevices/ustrojstva-indikatsii/105-shiftrregis..5. Белов, А. В. Разработка устройств на микроконтроллерах AVR / А.В. Белов. – СПб. :Наука и Техника, 2013. –528с.6. Евстифеев, А. В. Микроконтроллеры AVR фирмы ATMEL / А.В. Евстифеев. – М.:Издательский дом «Додэка-XXI», 2014. –288с.7. Техническая документация [Электронный ресурс] http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/80247/ATMEL/ATMEGA8.html Режим доступа - свободный.8. Александров Е.К. Микропроцессорные системы: учеб.пособие для вузов / Е.К.Александров [и др.];под ред.Д.В.Пузанкова .— М. : Политехника, 2002 .— 935с. : ил.9. Токарев В.Л. Аппаратные средства вычислительной техники: учеб.пособие для вузов / В.Л.Токарев .— Тула : Изд-во ТулГУ, 2005 .— 470c.10.Техническая документация [Электронный ресурс] https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/12198/ONSEMI/74HC595.htmlРежим доступа - свободный.11. Техническая документация [Электронный ресурс] https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/5143/MOTOROLA/MPSA42.htmlРежим доступа - свободный.12. Техническая документация [Электронный ресурс]https://www.microshemca.ru/ID3/Режим доступа - свободный.13. Техническая документация [Электронный ресурс] https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/99372/ONSEMI/BC547.html Режим доступа - свободный.14. Техническая документация [Электронный ресурс] https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/5148/MOTOROLA/MPSA92.html Режим доступа - свободный.15. Техническая документация [Электронный ресурс] https://lampagid.ru/prochee/chasy-na-gazorazryadnyh-indikatorah-in-14 Режим доступа - свободный.Поз.обозн.НаименованиеКол.ПримечаниеМикросхемыD1ATMEGA81DD2К555ИД31DD3-DD674HC5954ТранзисторыVT33,VT36, VT39,VT42, VT45,VT48, VT51,VT54, VT57,VT60, VT63,VT66, VT69,VT72, VT75,VT78, VT82,VT85, VT88,VT91, VT94,VT97, VT100,VT103, VT106,VT109, VT112,VT115, VT118,VT121, VT124,VT127, VT130BC54735VT1-VT32, VT34,VT37, VT40,VT43, VT46,VT49, VT52,VT55, VT58,VT61, VT64,VT67, VT70,VT73, VT76,VT79, VT83,VT86, VT89,VT92, VT95,VT98, VT101,VT104, VT107,VT110, VT113,VT116, VT119,VT122, VT125,VT128, VT131,VT132MPSA4266VT35,VT38, VT41,VT44, VT47,VT50, VT53,VT56,VT59,VT62,MPSA9234Поз.обозн.НаименованиеКол.ПримечаниеVT65,VT68, VT71,VT72, VT77,VT80, VT84,VT87, VT90,VT93, VT96,VT99, VT102,VT105, VT108,VT111, VT114,VT117, VT120,VT123, VT126,VT129, VT133,VT134ДиодыVD1-VD121N4148РезисторыR1-R32,R33-R35,R38-R40,R43-R45,R48-R50,R53-R55,R58-R60,R63-R65,R68-R70,R73-R75,R78-R80,R83-R85,R88-R90,R93-R95,R98-R100,R103-R105,R108-R110,R113-R115,R118-R120,R123-R125,R128-R130,R133-R135,R138-R140,R143-R145,R148-R150,R153-R155,R158-R160,R163-R165,R168-R170,R173-R175,R178-R180,C1 – 4 – 0,125 – 10 кОм ± 5%135Поз.обозн.НаименованиеКол.ПримечаниеR183-R185,R188-R190,R193-R195,R197-R203R36,R,41 R46,R51, R56,R61, R66,R71, R76,R81, R86,R91, R96,R101, R106,R111, R116,R121, R126,R131, R136,R141, R146,R151, R156,R161, R166,R171, R176,R181, R186,R191, R196,R198C1 – 4 – 0,125 – 1 МОм ± 5%34R37,R,42 R47,R52, R57,R62, R67,R72, R77,R82, R87,R92, R97,R102, R107,R112, R117,R122, R127,R132, R137,R142, R147,R152, R157,R162, R167,R172, R177,R182, R187,R192, R197,R197C1 – 4 – 0,125 – 13кОм ± 5%34Стандартные изделияHG1Индикатор ИГПП-32/321SB1-SB48КнопкаDTSM-61 SMD48