Файл: Лабы по МП от Нефёдова.doc

Рис. 4.1 Схема подключения клавиатуры на плате лабораторного стенда ЛС-2.

Для определения текущего состояния клавиатуры микроконтроллер должен периодически считывать состояния выводов PD4 – PD6, последовательно устанавливая на выводах PD0 – PD3 состояние "0". Для этого служит процедура опроса клавиатуры, посредством выполнения которой микроконтроллер определяет позицию нажатой кнопки. В реальных системах опрос клавиатуры производится периодически по сигналам таймера или осуществляется по запросу прерывания, формируемому клавиатурой. Основной проблемой при обслуживании клавиатуры является защита от дребезга контактов, который может привести к формированию ложной информации. Для защиты применяются как аппаратные, так и программные средства. На плате лабораторного макета аппаратных средств защиты от дребезга контактов нет, поэтому должны применяться исключительно программные методы, все варианты которых сводятся к повторному чтению состояния клавиатуры.

Нажатие клавиши должно вызывать ввод в цифровую систему определенного 8-разрядного символа. Кодировка клавиш, которая должна быть реализована при выполнении данной работы на лабораторном макете, задается преподавателем.

Порты ввода-вывода.

У микроконтроллеров ATmega128 имеется 6 универсальных параллельных портов ввода/вывода A, B, C, D, E, F и G.

Все порты ввода-вывода микроконтроллера работают по принципу чтение-модификация-запись при использовании их в качестве портов универсального ввода-вывода. Это означает, что изменение направления ввода-вывода одной линии порта командами SBI и CBI будет, происходит без ложных изменений направления ввода-вывода других линий порта. Данное распространяется также и на изменение логического уровня (если линия порта настроена на вывод) или на включение/отключение подтягивающих резисторов (если линия настроена на ввод). Каждый выходной буфер имеет симметричную характеристику управления с высоким втекающим и вытекающим выходными токами. Выходной драйвер обладает нагрузочной способностью, которая позволяет непосредственно управлять светодиодными индикаторами. Ко всем линиям портов может быть подключен индивидуальный выборочный подтягивающий к плюсу питания резистор, сопротивление которого не зависит от напряжения питания. На всех линиях порта установлены защитные диоды, которые подключены к VCC и Общему (GND).

Регистры портов ввода-вывода.

Ссылки на регистры и биты регистров даны в общей форме. При этом символ “х” заменяет наименование порта A, B, C, D, E, F и G, а символ “n” заменяет номер разряда порта от 0 до 7.

Для каждого порта ввода-вывода в памяти ввода-вывода зарезервировано три ячейки: одна под регистр данных – PORTx, другая под регистр направления данных – DDRx и третья под состояние входов порта – PINx. Ячейка, хранящая состояние на входах портов, доступна только для чтения, а регистры данных и направления данных имеют двунаправленный доступ. Кроме того, установка бита выключения подтягивающих резисторов PUD регистра SFIOR отключает функцию подтягивания на всех выводах всех портов.

Регистр данных порта PORTx

Регистр направления данных порта - DDRx

Регистр входных данных порта - PINx

Таблица 4.1 – Адреса регистров портов ввода-вывода.

Настройка выводов.

Режим и состояние для каждого вывода определяется значением соответствующих разрядов трех регистров: DDxn, PORTxn и PINxn.

Биты DDxn регистра DDRx определяют направленность линии ввода-вывода. Если DDxn=1, то Pxn конфигурируется на вывод. Если DDxn=0, то Pxn конфигурируется на ввод.

Если PORTxn = 1 при конфигурации линии порта на ввод, то разрешается подключение подтягивающего резистора. Для выключения данного резистора необходимо записать в PORTxn лог. 0 или настроить линию порта на вывод. Во время сброса все линии портов находятся в третьем (высокоимпедансном) состоянии.

Таблица 4.2 – Настройка вывода порта.

Выполнение основного задания

1. Ознакомиться со схемой платы лабораторного стенда и подключением клавиатуры и индикатора к выводам микроконтроллера.

2. Запустить на персональном компьютере интегрированную систему программирования AVRStudio. Командой ProjectNew Project создать новый проект Lesson4. С использованием редактора текста создать демонстрационную программу:

.device ATmega128

.include "m128def.inc"

;===================================================================

;Определения регистров и битов

;===================================================================

.def temp =r16

.def dig1 =r17

.def dig2 =r18

.def dig3 =r19

.def deley =r20

.def deley1 =r21

.def scan_kbd =r22

.equ razr1 =PE4

.equ razr2 =PE5

.equ razr3 =PE6

.equ seg =PORTC

.equ kbd =PIND

.equ row1 =PD0

.equ row2 =PD1

.equ row3 =PD2

.equ row4 =PD3

.equ col1 =PD4

.equ col2 =PD5

.equ col3 =PD6

;===================================================================

;********* Вектор сброса ********************

;===================================================================

.CSEG

.org $0000 ;начальный адpес пpогpаммы

rjmp RESET

;===================================================================

;Вывод показаний на индикатор из регистров dig1, dig2 и dig3

;===================================================================

Display:

mov temp,dig1

rcall _rd_tbl

cbi PORTE,razr1

rcall _deley

sbi PORTE,razr1

mov temp,dig2

rcall _rd_tbl

cbi PORTE,razr2

rcall _deley

sbi PORTE,razr2

mov temp,dig3

rcall _rd_tbl

cbi PORTE,razr3

rcall _deley

sbi PORTE,razr3

ret

;===================================================================

;Подпрограмма перекодировки значения в семисегментный код

;===================================================================

_rd_tbl:

ldi ZH,High(seg_table*2) ;загpужаем указатель на таблицу

ldi ZL,Low(seg_table*2)

add ZL,temp ;вычисляем адpес

lpm ;читаем байт в r0

out seg,r0 ;включаем нужные сегменты

ret

;===================================================================

;Подпрограмма сканирования клавиатуры

;===================================================================

Keyboard:

cbi PORTD,row1

rcall del_key

in temp,kbd

sbi PORTD,row1

com temp

cbr temp,$8F