Podstawy projektowania systemów mikroprocesorowych, cz 8

K U R S
Podstawy projektowania systemów
mikroprocesorowych, część 8
Jednym z podstawowych element�w interfejsu ułytkownika
w systemach cyfrowych jest klawiatura. W tej cz�ści
cyklu pokazujemy, w jaki spos�b dołączyĘ i jak
obsługiwaĘ lokalne klawiatury o stykach dołączanych
bezpośrednio do port�w mikrokontrolera.
tur matrycowych. Obec- wpływa r�wnieł na prostot� oprog-
nie w układach potrzebują- ramowania. Detekcja naciśni�cia
cych dułej liczby klawiszy co- przycisku odbywa si� na zasadzie
raz popularniejsze staje si� wyko- odczytu stanu konkretnej linii por-
rzystanie gotowych klawiatur tu - �0� oznacza klawisz wciśni�-
z komputer�w PC. ty. Uwzgl�dniając zjawiska łącze-
Jełeli w projektowanym systemie niowe (drgania styk�w) obsługa
Obsługa klawiatury nie jest potrzebna duła liczba kla- programowa mołe byĘ identyczna
Chociał klawiatura bez wątp- wiszy, wykorzystuje si� bezpośred- jak om�wiona wcześniej dla in-
ienia naleły do grupy om�wionych nie połączenie mikrowyłącznik�w nych element�w stykowych. Nale-
w poprzednim odcinku element�w tworzących klawiatur� do linii por- ły jedynie zwielokrotniĘ liczb� po-
stykowych, to jednak spos�b obsłu- tu mikrokontrolera. Sytuacj� taką mocniczych zmiennych odpowiada-
gi dułej liczby przycisk�w jest za- przedstawiono na rys. 27. Połącze- jących liczbie stosowanych klawi-
gadnieniem nieco bardziej skompli- nie wykonano bezpośrednio, bez szy. Wadą prezentowanego układu
kowanym (choĘ przy niewielkiej ładnych dodatkowych rezystor�w jest koniecznośĘ zarezerwowania
liczbie przycisk�w spos�b obsługi podciągających (oczywiście, o ile jednej linii portu mikrokontrolera
nie r�łni si� od obsługi pojedyn- wykorzystywane linie posiadają re- dla jednego klawisza i związane
czych element�w stykowych). Kla- zystory wewn�trzne), gdył umiesz- z tym trudności wygospodarowania
wiatura jest jednym z najpopular- czona zazwyczaj w pobliłu mikro- linii sygnałowych przy wi�kszej
niejszych urządze� wejściowych kontrolera klawiatura nie jest na- liczbie klawiszy i innych urządze�
umołliwiających komunikacj� ułyt- rałona na zakł�cenia oraz nie ma korzystających z port�w mikrokont-
kownika z systemem mikroproceso- konieczności stosowania prąd�w rolera.
rowym i wpływanie na spos�b je- gwarantujących samooczyszczanie Na rys. 28 przedstawiono nie-
go działania. W zalełności od fun- styk�w (nast�puje ono w spos�b co bardziej ekonomiczne rozwiąza-
kcji pełnionej przez dany system mechaniczny, wskutek działania nie. Linie jednego portu są wyko-
klawiatura mołe osiągaĘ rozmiary znacznej siły nacisku palca). Pros- rzystywane przez dwa urządzenia
układu kilkunastu czy kilkudziesi�- tota układowa tego rozwiązania - w tym przypadku jednym urzą-
ciu klawiszy. W zalełności od licz-
by klawiszy zmienia si� takłe spo-
s�b obsługi programowej, poczyna-
jąc od bezpośredniego odczytu sta-
nu portu, a ko�cząc na rozbudowa-
nych procedurach obsługi klawia-
Rys. 27 Rys. 28
Elektronika Praktyczna 10/2003
88
K U R S
Na rys. 29 przedstawiono spo-
List. 10. Procedura obługująca prostą klawiaturę pokazaną na rys. 28
s�b dołączenia klawiatury do mik-
;KLAWISZE - zmienna bajtowa przechowująca stan klawiszy (1 - naciśnięty)
;BUFOR - zmienna bajtowa przechowująca daną do wysłania do zatrzasku rokontrolera z wykorzystaniem
wsp�lnych linii z innym urządze-
;sekwencje napisano jako podprogramy wywoływane rozkazem LCALL
niem, kt�rym jest... r�wnieł kla-
KLAWIATURA:
wiatura! Przedstawiony na rysun-
MOV P1,#0FFH ;ustawienie linii portu P1
ku układ podłączenia przycisk�w
CLR P3.0 ;zerowanie linii P3.0
tworzy klawiatur� matrycową. Cha-
MOV A,P1 ;odczyt stanu linii
rakterystyczną cechą takiego roz-
CPL A ;negacja bitów (aby uzyskać 1 dla naciśniętego klawisza)
wiązania jest mołliwośĘ wyr�łnie-
MOV KLAWISZE,A ;zapamiętanie stanu klawiatury
nia na schemacie wierszy i ko-
SETB P3.0 ;ustawienie linii P3.0 (aby naciskanie klawiszy nie
lumn, na przeci�ciu kt�rych znaj-
;wpływało na stan linii portu P1
dują si� elementy zwierające
RET ;powrót do programu głównego
(przyciski). Mołliwa do obsłułenia
liczba klawiszy jest zalełna od
ZATRZASK:
liczby wierszy i kolumn matrycy,
MOV P1,BUFOR ;przesłanie danych do portu P1 i jest r�wna iloczynowi tych
dw�ch wartości.
SETB P3.7 ;generacja sygnału strobującego
CLR P3.7 ;(należy pamiętać o wyzerowaniu linii P3.7 po resecie
Zasada działania układu jest
;mikrokontrolera - w części programu inicjującej
nast�pująca: odczytywanie stanu
;zmienne i rejestry)
klawiszy odbywa si� w spos�b
RET ;powrót do programu głównego
grupowy, tzn. jednocześnie odczy-
dzeniem jest klawiatura, natomiast Układ działałby r�wnieł popra- tywany jest stan jednego rz�du
drugim układ zatrzaskowy (latch) wnie, gdyby pomini�to zastosowa- klawiszy (jeden wiersz lub jedna
74LS573 (mołe to byĘ takłe do- ne diody włączone szeregowo kolumna) - zał�łmy, łe w naszym
wolny inny układ posiadający wej- z przyciskami, jednak mogłyby wy- układzie b�dziemy klawiatur�
ście zezwalająco/strobujące i pozo- stąpiĘ przekłamania przy zapisie sprawdzaĘ odczytując stan klawi-
stający oboj�tny na stan linii, gdy do rejestru, gdyby w czasie trans- szy pogrupowanych w wiersze
wejście to jest nieaktywne). Przed- misji kilka przycisk�w było naciś- (zgodnie z kolejną numeracją na
stawiony schemat uwzgl�dnia je- ni�tych r�wnocześnie. Dlatego teł schemacie). W takiej konfiguracji
dynie klawiatur� czteroprzyciskową lepiej wspomniane diody zastoso- linie P1.4 do P1.7 b�dą pracowa-
(dla zachowania czytelności rysun- waĘ. Przykładową sekwencj� roz- ły jako wejście, natomiast linie
ku), ale nic nie stoi na przeszko- kaz�w obsługujących wspomniany P1.0 do P1.3 jako wyjście (nie
dzie, aby podłączona klawiatura układ zamieszczono na list. 10. jest konieczne stosowanie rezysto-
wykorzystywała wszystkie osiem
List. 11. Program obsługi klawiatury matrycowej (schemat na rys. 29)
linii portu.
;KLAW1_8 - pomocnicza zmienna bajtowa pamiętająca stan klawiszy SW1
Układ ten działa nast�pująco:
; do SW8 (najmłodszy bit oznacza stan SW8, 1 oznacza
jełeli chcemy przesyłaĘ dane do ; klawisz wciśnięty)
;KLAW8_16 - pomocnicza zmienna bajtowa pamiętająca stan klawiszy SW8
rejestru zatrzaskowego, w�wczas
; do SW16 (najmłodszy bit oznacza stan SW16, 1 oznacza
; klawisz wciśnięty)
konieczne jest ustawienie linii
P3.0 w stan wysoki. Nast�pnie
CZYTAJ_KLAWISZE: ;procedura wywoływana przez LCALL
MOV P1,#0FFH ;ustawienie linii portu P1 w stan wysoki
wysyłamy do portu P1 bajt prze-
znaczony do przesłania, a potem
CLR P1.3 ;wyzerowanie linii P1.3
MOV A,P1 ;odczyt stanu linii portu P1 (czytamy 1 wiersz)
generujemy sygnał strobujący (im-
SETB P1.3 ;ustawienie linii P1.3 (bo stan już odczytaliśmy)
puls): ustawiamy i zerujemy lini� CPL A ;negacja (aby 1 oznaczała wciśnięty klawisz)
ANL A,#0F0H ;maskowanie młodszych 4 bitów - interesują nas starsze
P3.7 - zbocze opadające powoduje
MOV KLAW1_8,A ;zapamiętanie stanu 4 klawiszy
zatrzaśni�cie informacji w rejestrze
CLR P1.2 ;wyzerowanie linii P1.2
i pami�tanie jej gdy P3.7=0. Gdy
MOV A,P1 ;odczyt stanu linii portu P1 (czytamy 2 wiersz)
SETB P1.2 ;ustawienie linii P1.2
chcemy obsłułyĘ klawiatur�, nale-
CPL A ;negacja
ły wpisaĘ do portu P1 wartośĘ
ANL A,#0F0H ;maskowanie
SWAP A ;zamienienie miejscami połówek bajtu (bo wiersz 2 to 4
0xFF (ustawienie wszystkich linii
;młodsze bity KLAW1_8)
w stan wysoki w celu wykorzysta- ORL A,KLAW1_8 ;połączenie informacji o obu wierszach
MOV KLAW1_8,A ;zapamiętanie stanu wszystkich ośmiu klawiszy
nia ich jako wejścia), a nast�pnie
wyzerowaĘ lini� P3.0. Jełeli kt�- CLR P1.1 ;wyzerowanie linii P1.1
MOV A,P1 ;odczyt stanu linii portu P1 (czytamy 3 wiersz)
ryś z klawiszy zostanie wciśni�ty,
SETB P1.1 ;ustawienie linii P1.1
CPL A ;negacja
to odpowiednia linia portu P1 zo-
ANL A,#0F0H ;maskowanie
stanie wprowadzona w stan niski
MOV KLAW8_16,A ;zapamiętanie stanu 4 klawiszy (SW9-SW12)
(wskutek połączenia z linią P3.0
CLR P1.0 ;wyzerowanie linii P1.0
pozostającą w stanie niskim). Od- MOV A,P1 ;odczyt stanu linii portu P1 (czytamy 4 wiersz)
SETB P1.0 ;ustawienie linii P1.0
czytując stan portu P1 odczytuje-
CPL A ;negacja
my zatem stany klawiszy (�0� - ANL A,#0F0H ;maskowanie
SWAP A ;zamienienie miejscami połówek bajtu
klawisz wciśni�ty) - po dokonaniu
ORL A,KLAW8_16 ;połączenie informacji o obu wierszach
MOV KLAW8_16,A ;zapamiętanie stanu wszystkich ośmiu klawiszy
odczytu naleły z powrotem usta-
wiĘ lini� P3.0 w stan wysoki.
RET ;powrót do programu głównego
Elektronika Praktyczna 10/2003
89
K U R S
r�w podciągających dla linii P1.0
i P1.1 mikrokontroler�w
AT89Cx051, gdył stan wysokiej
impedancji i stan wysoki są tu
nierozr�łnialne - na prac� układu
wpływa tylko stan niski). Wst�p-
nie naleły do portu P1 wpisaĘ
same jedynki (ustawiĘ wszystkie
linie), nast�pnie mołemy przejśĘ
do odczytu pierwszego wiersza.
Dokonujemy tego zerując progra-
mowo lini� P1.3 (linie P1.0 do
Rys. 29
P1.2 pozostają w stanie wysokim)
i odczytując stan wyprowadze� W przypadku naciśni�cia wi�cej liczby klawiszy. Rozwiązania prob-
P1.4...P1.7 - stan tych linii od- nił jednego klawisza istnieje niebez- lemu są dwa: mołna zastosowaĘ
zwierciedla stan klawiszy w pier- piecze�stwo odczytania przez układ specjalizowany układ scalony lub
wszym wierszu (SW1...SW4) - dziwnej kombinacji naciśni�tych kla- lepiej odpowiednio oprogramowany
przykładowo stan niski na linii wiszy (podobna cecha jak w ukła- drugi mikrokontroler (rozwiązanie
P1.6 oznacza wciśni�cie SW2. dzie z rys. 28, choĘ tutaj nie zosta- niejednokrotnie ta�sze i elastyczniej-
W podobny spos�b post�pujemy ną przekłamane ładne transmitowa- sze) odpowiedzialny tylko i wyłącz-
dla pozostałych wierszy, kolejno ne dane - tylko klawiatura korzysta nie za wykrywanie faktu naciska-
zerując pojedynczo linie P1.2, z tych linii portu). Aby temu zapo- nia klawiszy i komunikujący si�
P1.1 i P1.0 (pozostałe linie w sta- biec mołna zastosowaĘ diod� szere- z gł�wnym mikrokontrolerem za po-
nie wysokim) i odczytując stan gowo włączoną z kałdym klawiszem mocą niewielkiej liczby linii (jed-
czterech starszych linii portu. (patrz rys. 28). W naszym przypad- na, g�ra dwie linie) lub zastoso-
Rozwiązanie programowe b�dzie ku (odczytywane wiersze klawiatu- waĘ to samo rozwiązanie w goto-
polegaĘ na jednorazowym odczy- ry) diody naleły włączyĘ katodami wej postaci dostarczanej przez wie-
taniu stanu wszystkich klawiszy, w kierunku linii wierszy lu producent�w sprz�tu komputero-
a nast�pnie przekazaniu informacji (P1.0...P1.3). Gdybyśmy klawiatur� wego - standardową klawiatur�
o naciśni�ciach do programu gł�w- chcieli odczytywaĘ kolumnami, to komputera PC-AT. Zastosowanie
nego (przez zapami�tanie w po- naleły diody podłączyĘ odwrotnie. klawiatury PC ma t� zalet�, łe jest
mocniczej zmiennej). Przykładową Zastosowanie klawiatury matry- stosunkowo tanie, a takłe bardzo
procedur� obsługi klawiatury mat- cowej w systemie mikroprocesoro- łatwe w adaptacji i estetyczne - od-
rycowej zamieszczono na list. 11. wym pozwala na zaspokojenie na- pada koniecznośĘ borykania si�
Gdyby zaistniała potrzeba od- wet bardzo rozbudowanych potrzeb z rozwiązaniami mechanicznymi
czytywania stanu klawiatury ko- dotyczących klawiatury. Istnieją jed- i obudową klawiatury. Jedyną wadą
lumnami, to zmienią si� jedynie nak aplikacje, w kt�rych zastosowa- takiego rozwiązania jest koniecznośĘ
funkcje wyprowadze�: kolejno ze- nie rozbudowanego układu klawia- zapoznania si� z dośĘ nietypowym
rowaĘ b�dziemy wyprowadzenia tury jest niemołliwe ze wzgl�du na sposobem komunikacji klawiatury
P1.4...P1.7, a odczytywaĘ P1.0...P1.3 wykorzystanie w innych celach li- z mikroprocesorem. Szczeg�ły przed-
(tym razem konieczne b�dą rezys- nii port�w mikrokontrolera - po stawimy za miesiąc.
tory podciągające dla P1.0 i P1.1 prostu brakuje nam wolnych linii Paweł Hadam, AVT
mikrokontroler�w AT89Cx051). niezb�dnych do obsługi dułej pawel.hadam@ep.com.pl
Elektronika Praktyczna 10/2003
90

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Podstawy projektowania systemów mikroprocesorowych, cz 3
Podstawy projektowania systemów mikroprocesorowych, cz 2
Podstawy projektowania systemów mikroprocesorowych, cz 9
Podstawy projektowania systemów mikroprocesorowych, cz 7
Podstawy projektowania systemów mikroprocesorowych, cz 5
projektowanie systemow informatycznych
Podstawy projektowania i implementacji?z?nych
Podstawy projektowania linii kolejowych
zarzadzanie projektami systemowymi,6

więcej podobnych podstron