Раздел 3. Практическая реализация программы на микроконтроллере

Задача. Построить схему на микроконтроллере, в моем случае это микроконтроллер АТ89С2051 фирмы Atmel,который в зависимости от положения 4 переключателей зажигал бы 6 светодиодов (лампочек).

Решение: для реализации построил простейшую схему светодиодного индикатора (Рис.3.1.), которое используется не только в моем примере, а и в любом устройстве в качестве светового индикатора.

Рис.3.1 Простейшая схема светодиодного индикатора

Использовав схемы вышеупомянутых схем (Рис.2.1.,2.2.,3.1.), построил схему согласно поставленной задачи. Код программы написан на языке ассемблера для микроконтроллера АТ89С2051 (Cross-Assembler 8051, Version 1.2h).

Как видно из схемы порт Р1 работает как порт ввода. Шесть младших P3 работают на вывод. Возможен и обратный вариант (Р1 на вывод, Р3 на ввод).

Я же выбрал тот вариант, который наиболее рационален с точки зрения удобства составления программы.

Рассмотрим принцип работы построенной схемы.

Рис.4.5 Схема светодиодной индикации с переключателями

В исходном состоянии на выводы Р3.0…Р3.5 подается сигнал логической единицы. На все выводы порта Р1 (Р1.0…Р1.3) также поданы единицы. Но во втором случае единицы поданы для того, чтобы обеспечить возможность работы линий в режиме ввода. Контроллер периодически опрашивает состояние клавиш путем изменения сигнала на выходах Р3.0…Р3.5 и считывания сигнала из порта Р1. В случае обнаружения замыкания контакта одной из клавиш, программа выполняет закрепленные за этой клавишей действия.

Каким же образом осуществляется опрос клавиш? Процедура опроса клавиш поочередно переводит одну из линий Р3.0…Р3.5 в нулевое состояние. Сначала в нулевое состояние переводится линия Р3.5 Сразу после этого контроллер производит чтение числа из порта Р1. Если ни одна из клавиш не нажата, то все разряды считанного числа будут равны единице (считанное число будет равно 0FFH). Если хотя бы одна из клавиш К1…К4 окажется нажатой, то число, прочитанное из порта Р1, будет отличаться от значения 0FFH. Предположим, что нажали клавишу К1. Тогда сигнал логического нуля с выхода Р3.0 поступит на вход Р1.0 и младший разряд считанного числа окажется равным нулю. В этом случае процессор из порта прочитает 0FЕH. Нажатие любых других клавиш К2. К4 приведет к обнулению других разрядов считываемого числа. В результате для разных комбинаций получим разные коды.

4 выключателя                               6 светодиодов

K1 K2 K3 K4                        HL1 HL2 HL3 HL4 HL5 HL6

 0 0 0 0                0  0 0 0 0      0

 1 0 0 0                            1  0 0 0 0 0

 0 1 0 0                            0  1 0 0 0 0

 0 0 1 0                            0  0 1 0    0 0

 0 0 0 1                            0  0 0 1 0 0

 1 1 1 1                            1  1 1 1 1 1

 1 0 0 1                            1  0 0 0 1 1

 1 0 1 0                            1  0 1 0 1 1

Вывод

Рассмотренная выше практическая задача дает четкое представление о значимости представленного устройства. Трудно представить сферу современной деятельности человека, где не использовались бы данные устройства. Телефоны, телевизоры, жидкокристаллические мониторы, кондиционеры, холодильники, новогодние гирлянды, компьютеры и многое другое не могут работать без микроконтроллеров. Микроконтроллеры намного лучше своих предшественников: ламп и полупроводников. Они намного меньших размеров и обладают большей производительностью.

В процессе выполнения курсовой работы были рассмотрены практические примеры подключения микроконтроллеров и их программирование.

Применение микроконтроллеров в технике очень актуально. Так как они существенно ускоряют работу поставленной им задачи. Отсюда и важность их изучения и применения в устройствах.