ПЗ (1230212), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Назначение и нумерация всех внешних выводов LCD:
- GND – общий провод;
- Vcc – напряжение питания + 5 В;
- V0 – контрастность;
- RS – линия выбора регистра;
- R/W – линия выбора направления передачи данных (чтение или запись);
- E – линия синхронизации;
- DB0 – DB7 – линии шины данных;
- A – анод подсветки (подключаем сюда + 5 В через резистор 100 Ом);
- К – катод подсветки (подключаем к общему проводу).
Рисунок 3.21 – Динамическое управление ЖК-индикатором
В таблице 3.5 представлено описание команд, используемых для управления ЖК- модулем.
Таблица 3.5 – Основные команды для управления ЖК-модулем
| Команда | RS | R/W | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D2 | D1 | D0 | Описание |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
| Сброс | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | Очистка дисплея |
| Установка состояния на выходе | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | I/D | S | Установка направления смещения курсора и сдвига индикации |
| Контроль вкл и выкл | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | D | C | B | Включение и выкл индикатора (D), курсора (C),мерцание символа (B) |
| Установка функции | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | DL | N | F | - | - | Длина слова (DL=1:8 бит), числа строк (N), набор символов(F) |
| Установка адреса | 0 | 0 | 1 | Адрес DD-RAM-00…..7Fh | Установка адресата DD-RAM и соответствующей позиции дисплея | |||||||
| Чтение флага занятости | 0 | 1 | BF | Состояние счетчика адреса | Считывает флаг занятости (BF), а также счетчик адреса | |||||||
Окончание таблицы 3.5
| 1 | 2 | 3 | 4-12 | 13 |
| Запись данных | 1 | 0 | Данные | Запись данных в память DD-RAM |
| Чтение данных | 1 | 1 | Данные | Чтение данных в память DD-RAM |
3.7 Разработка структурной схемы устройства.
При разработке структурной схемы переносного цифрового миллисекундомера нужно исходить из назначения устройства, условий его работы, заданных параметров и технических требований к устройству.
Структурная схема проектируемого миллисекундомера определяется основными требованиями: точность измерения, стабильностью питания, экономией энергии питания, удобства пользования. На рисунке 3.22 представлена структурная схема цифрового миллисекундомера.
Рисунок 3.22 – Структурная схема проектируемого миллисекундомера
Основной задачей решаемой при составлении структурной схемы является определение, и рациональное совмещение блоков устройства, которые подключаются к микроконтроллеру.
Проектируемый секундомер содержит следующие узлы:
- кварцевый резонатор с частотой 4,096 МГц, работает как тактирующее устройство микроконтроллера; резонатор обеспечивает наиболее удобную, подходящую частоту тактового генератора;
- кнопка, которая обеспечивает подачу питания от батареек к преобразователю напряжения;
- микроконтроллер ATmega8;
- две батарейки типа AA, обеспечивающие питание прибора;
- повышающий преобразователь напряжения MAX756, поднимающий выходное напряжение от батареек до необходимого уровня питания микроконтроллера;
- жидкокристаллический индикатор, используемый для отображения цифровой символьной информации;
- схема внешнего и внутреннего сброса, необходимая для приведения регистров микроконтроллера в исходное состояние при включении питания прибора, а также обнуления индикации при некорректном измерении.
Для того чтобы реализовать данный миллисекундомер на микроконтроллере ATmaga8, необходимо организовать цикл опроса порта сигнального входа при положительном уровне с задержкой в 1 мс, затем подсчитывать эти циклы и подавать на индикатор.
Если рассматривать принцип работы цифрового миллисекундомера по структурной схеме, то с батареек через повышающий преобразователь, подается импульс запуска, после этого происходит сброс всех регистров микроконтроллера в исходное состояние. После сброса устройство начинает свою работу и ждет высокого уровня сигнала на сигнальном входе, периодически выводя количество миллисекунд на индикатор. После измерения, необходимо произвести сброс индикатора в нуль, нажав на кнопку “Сброс”. Устройство готово к следующему измерению.
3.8 Разработка принципиальной электрической схемы.
Переносной миллисекундомер реализуется на базе микроконтроллера ATmega8. Расположение и назначение выводов микроконтроллера приведено на рисунке 3.4. Функциональное назначение выводов ATmega8, которые будут использованы для проектирования, приведено в таблице 3.6.
Таблица 3.6 – Назначение выводов микроконтроллера ATmega8
| Обозначение вывода | Номер вывода DIP | Тип I/О/Р | Описание |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| PB0 (ICP) | 14 | I/O | B0 (Вход захвата таймера/счетчика T1 (режим Capture)) |
| PB1 (OC1A) | 15 | I/O | B1 (Выход A таймера/счетчика T1 (режимы Compare, PWM)) |
| PB2 (SS/OC1B) | 16 | I/O | B2 (Выбор Slave) устройства в канале SPI/ Выход B таймера/счетчика T1 (режимы Compare, PWM)) |
| PB (MOSI/OC2) | 17 | I/O | B3 (Выход (Master) или вход (Slave) данных канала SPI/Выход таймера/счетчика T2 (режимы Compare, PWM)) |
| PB4 (MISO) | 18 | I/O | B4 (Вход (Master) или выход (Slave) данных канала SPI) |
| PB5 (SCK) | 19 | I/O | B5 (Выход (Master) или вход (Slave) тактового сигнала SPI) |
| PB6 (XTAL1/TOSC1) | 9 | I/O | B6 (Вход тактового генератора/Вывод для подключения резонатора к таймеру/счетчику T2) |
| PB7 (XTAL2/TOSC2) | 10 | I/O | B7 (Выход тактового генератора/Вывод для подключения резонатора к таймеру/счетчику T2) |
| PC0 (ADC0) | 23 | I/O | C0 (Вход АЦП) |
| PC1 (ADC1) | 24 | I/O | C1(Вход АЦП) |
| PC2 (ADC2) | 25 | I/O | C2 (Вход АЦП) |
| PC3 (ADC3) | 26 | I/O | C3 (Вход АЦП) |
Окончание таблицы 3.6
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| PC4 (ADC4/SDA | 27 | I/O | C4 (Вход АЦП/Линия данных модуля TWI) |
| PC5 (ADC5/SCL) | 28 | I/O | C5 (Вход АЦП/Тактовый сигнал модуля TWI) |
| PC6 (RESET) | 1 | I/O | C6 (Вход сброса) |
| PD0 (RXD) | 2 | I/O | D0 (Вход USART) |
| PD1 (TXD) | 3 | I/O | D0 (Выход USART) |
| PD2 (INT0) | 4 | I/O | D2 (Вход внешнего прерывания) |
| PD3 (INT1) | 5 | I/O | D3 (Вход внешнего прерывания) |
| PD4 (T0/XCK) | 6 | I/O | D4 (Вход внешнего тактового сигнала таймера/счетчика T0/Вход/выход внешнего тактового сигнала USART) |
| PD5 (T1) | 11 | I/O | D5 (Вход внешнего тактового сигнала таймера/счетчика T1) |
| PD6 (AIN0) | 12 | I/O | D6 (Положительный вход компаратора) |
| PD7 (AIN1) | 13 | I/O | D7 (Отрицательный вход компаратора) |
| AREF | 21 | P | Вход опорного напряжения для АЦП |
| GND | 22 | P | Аналоговый общий вывод |
| AVCC | 20 | P | Вывод источника питания АЦП |
| GND | 8 | P | Общий вывод |
| VCC | 7 | P | Вывод источника питания |
С целью экономии энергии источника питания, для отображения измеряемого времени применяется ЖКИ. В качестве питания для проектируемого миллисекундомера используется источник постоянного напряжения, а именно – две батарейки типа АА. Напряжение на выходе от двух батареек равно 2,6 В, а как известно для корректной работы микроконтроллера необходимо 5 В, следовательно, необходимо повысить напряжение на входе микроконтроллера до 5 В. В разрабатываемом приборе будет использоваться повышающий преобразователь MAX756.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
