4. Программирование
Программа должна писаться для каждого конкретного случая использования устройства отдельно, поэтому автор не приводит здесь никаких вариантов, а только рассматривает основные принципы программного управления схемой.
Практически любой язык программирования имеет функции, позволяющие записать число по заданному адресу в порт ввода-вывода. Управление схемой осуществляется через вызовы таких функций. Для записи 8-битового числа в буферный регистр схемы необходимо записать его в регистр данных параллельного порта, затем записать в регистр управления любое число, имеющее в соответствующем разряде единицу (соответствующем выводу С выбранного буферного регистра), и затем в него же ноль. Для чтения 4 битов данных достаточно просто прочитать регистр состояния порта, для чтения остальных битов предварительно измените состояние линии 016. Необходимо учитывать, что некоторые входные и выходные линии порта проинвертированы.
Адреса регистров для LPT1 приведены в таблице (верно для большинства компьютеров, но для корректного определения адресов следует использовать данные BIOS):
Регистр данных… 378h
Регистр состояния… 379h
Регистр управления… 37Ah
Автор: Сафонников В. В. (E-maiclass="underline" sw@ufanet.ru).
6.16. Электронные часы с будильником на AT90S2313-10PI
В данном проекте описаны электронные часы с будильником, выполненные на AVR-микроконтроллере типа AT90S2313-10PI. Часы имеют светодиодный индикатор отображения текущего времени и встроенный аккумулятор для поддержания хода при пропадании сетевого напряжения, что очень актуально в условиях непрекращающегося экономического кризиса. Устройство содержит минимум комплектующих и имеет несложную электрическую схему. Часы были испытаны автором на протяжении нескольких месяцев, что показало их надежность и работоспособность.
Рис. 6.19. Электрическая принципиальная схема
Краткое описание устройства часов
Предлагаемый вашему вниманию проект был выполнен «по ходу дела» при освоении автором микроконтроллеров семейства AVR фирмы Atmel. Один из этих «жучков» и был использован при разработке часов. Выбор именно AT90S2313-10PI объясняется широкой доступностью и невысокой ценой этого кристалла, а также наличием в нем памяти программ объемом 2 Кб и программно реализованного стека.
Как видно, микроконтроллер является основной и единственной микросхемой, используемой в данной разработке. Для задания тактовой частоты контроллера используется кварцевый резонатор на 10 МГц, но управляющую программу очень легко переделать и для резонаторов с другими частотами. В качестве устройства отображения использованы два индикатора красного цвета свечения с общим анодом, каждый индикатор состоит из двух цифр с десятичными точками. Цифры имеют отдельные аноды. Можно применить любые индикаторы с общим анодом, лишь бы ток сегмента не превышал 20 мА и каждая цифра имела бы собственный анод. Рекомендуется выбирать индикаторы с большими цифрами, тогда часы будут хорошо видны в темноте.
Индикация текущего времени осуществляется динамически, в данный конкретный момент времени отображается лишь одна цифра, что позволяет значительно снизить аппаратные затраты. Происходит это так. Аноды каждой из четырех цифр обоих индикаторов являются раздельными, что позволяет в данный момент времени подключить к источнику питания только один анод и отобразить одну цифру. Для этого часы имеют четыре транзисторных ключа, выполненных на транзисторах типа КТ361Е (VT1…VT4), и резисторах (R2…R9). Ключи управляются микроконтроллером, причем соответствующий ключ открыт, если на выводе контроллера присутствует логический ноль. Одноименные сегменты всех четырех цифр соединены вместе и через токоограничивающие резисторы R21…R27 подключены к выводам порта В (выводы РВ.0…РВ.6). Десятичная точка не используется, она «принесена в жертву» добавленному в часы будильнику и всегда выключена. Управляющая программа один за другим подключает цифры к источнику питания, и одновременно на соответствующие выводы порта В выставляется код отображаемой цифры. Поскольку сканирование индикатора происходит очень быстро, мерцание цифр становится незаметным.
Для перевода минут, часов и установки будильника используются кнопки S1…S3. Обновление показаний индикатора происходит каждую секунду. При нажатии более чем на одну кнопку управляющая программа игнорирует нажатие кнопок. Для установки будильника следует нажать кнопку ALARM и подождать двукратного звукового сигнала (не более секунды) для входа в режим будильника. Для перехода обратно в режим часов кнопку ALARM нужно удерживать до подачи однократного сигнала. В качестве выхода для сигнала будильника используется вывод РВ.7 порта В, а в качестве усилителя — схема на транзисторе VT5. В роли сигнализатора применен звонок от импортных часов сопротивлением около 15 Ом. Для отключения будильника используется выключатель S4 (лучше всего — кнопка с фиксацией).