1
Чтение данных дисплея и адрес курсора
0
1
0
Запись данных дисплея и параметров
1
1
0
Запись команды
RD или E – сигнал чтения или разрешения. Когда выбран интерфейс семейства 8080, этот сигнал действует как активный низко уровневый строб-импульс чтения.
WR или R/W – сигнал записи. Когда выбран интерфейс семейства 8080, этот сигнал действует как активный низко уровневый строб-импульс чтения. Шина данных защёлкивается по переднему фронту этого сигнала.
CS - выбор чипа. Этот активный по низкому уровню вход разрешает SED1335F.
RES – сброс. Этот активный по низкому уровню вход осуществляет аппаратный сброс SED1335F.
Схема представлена на рисунке 3.8.
Рисунок 3.8 – Схема подключения ЖКД
Аналоговый сигнал подаётся на вход Ain1 или Ain2. Сигнал ослабляется или усиливается по амплитуде в зависимости от заданного количества вольт на деление. После этого он преобразуется в дифференциальную форму трансформатором. И затем попадает на аналоговый вход АЦП. АЦП оцифровывает сигнал и каждые 25 нс на цифровых выходах АЦП появляется цифровой код соответствующий определённому уровню напряжения. Этот цифровой код считывается МК и записывается в память XRAM через промежуток времени, зависящий от количества секунд на деление. То есть происходит прореживание цифрового кода.
После записи в память, МК не реагирует ни на какие прерывания, а выводит информацию о сигнале в виде осциллограммы на ЖКД. После вывода одного кадра происходит считывание следующего кадра с выходов АЦП.
5 Описание программы для микроконтроллера
Разработка программы для МК C8051F120 фирмы Silicon Laboratories с системой команд совместимой с MCS – 51 проводилось с помощью программного продукта Keil mVision2 версии 2.40a, симулирующего работу МК.
Программа состоит из блока настройки портов ввода – вывода, генератора, периферийных устройств, прерываний, ЖКД и подпрограммы для ввода данных с АЦП - InputADC. На рисунке 5.1 показана блок – схема алгоритма программы для МК.
Используемые в программе переменные:
– kfn – коэффициент частоты дискретизации (n=1 или 2 – номер канала);
– CoefAmplif – содержит число выводимое в порт P6 для задания коэффициента усиления;
– i – переменна – счётчик;
– Num – переменная, используема для записи в XRAM последовательности чисел;
– Switch – порт, управляющий аналоговыми коммутаторами;
– Button_kf – порт, к которому подключены кнопки задающие kf
– Button_CefAmplif - порт, к которому подключены кнопки задающие CefAmplif
– Padc1 – АЦП канал 1;
– Padc2 – АЦП канал 2;
Сначала программа подключает файл с определением регистров специального назначения, которые имеются в данном микроконтроллере. Регистрам общего назначения присваиваются имена переменных приведённых выше. Порты P4 и P5 подключены к цифровым выходам АЦП и настроены как цифровые входы с открытым стоком. С помощью приоритетного декодера матрицы на разряд P0.0 выводится сигнал тактирования АЦП с частотой SYSCLK/4 (SYSCLK=100 МГц).
В переменную kf производится запись в младшие четыре разряда – коэффициента kf1 для задания частоты дискретизации сигнала с канала 1 и в старшие четыре разряда - коэффициента kf2 для задания частоты дискретизации сигнала с канала 2. Связь значения коэффициента и частоты дискретизации приведена в таблице 3.1 (n=1 или 2).
Таблица 5.1 – Связь коэффициента частоты и периода дискретизации
|
kfn |
f, Гц |
T, с |
TimeOnDiv |
|
1 |
10М |
100н |
4 мкс |
|
2 |
5М |
200н |
5 мкс |
|
3 |
2.5М |
400н |
10 мкс |
|
4 |
500к |
2мк |
50 мкс |
|
5 |
250к |
4мк |
100 мкс |
|
6 |
50к |
20мк |
500 мкс |
|
7 |
25к |
40мк |
1 мс |
|
8 |
5к |
200мк |
5 мс |
|
9 |
2.5к |
400мк |
10 мс |
|
10 |
500 |
2м |
50 мс |
|
11 |
250 |
4м |
100 мс |
Частота дискретизации соответствующая количеству секунд на деление определяется по формуле:
, (3.3)
где n – количество байт содержащих информацию об уровне сигнала;
TimeOnDiv – количество секунд на деления;
tmax и tmin – границы временного интервала.
Скорость работы МК позволяет сохранять информацию о сигнале за 90 нс. Поэтому максимальная частота дискретизации сигнала
(5.1) .
Необходимая частота дискретизации сигнала задаётся с помощью задания задержки между считываниями данных с АЦП. Для создания задержки используется таймер TMR3. Таймер тактируется системным тактовым сигналом, и изменение значения таймера на 1 происходит каждые 10 нс. Для создания необходимой задержки в таймер записывается число, с которого он начинает счёт. Флаг переполнения таймера проверяется до тех пор, пока таймер не переполнится. Таким образом, создаётся задержка с точностью до 10 нс.
В переменную CoefAmplif загружается байт данных, содержащий информацию о коэффициенте усиления и о виде измеряемого напряжения (переменного или постоянного). Биты 7 и 6 управляют ключами S2A и S2C соответственно, которые подключают или отключают конденсатор. Биты 5, 4, 3 и 2, 1, 0 задают коэффициент усиления или ослабления Ku для канала 1 и канала 2 соответственно.
Связь Ku и вида измеряемого напряжения с числом в переменной CoefAmplif приведена в таблице 5.2 (n=1 или 2 – номер канала).
Таблица 5.2 – Зависимость Ku и вида напряжения от CoefAmplif
|
CoefAmplif |
Вид напряжения |
Kun |
|
XX 000 000 |
X |
1/2 |
|
XX 001 001 |
X |
1/5 |
|
XX 010 010 |
X |
1/10 |
|
XX 011 011 |
X |
10 |
|
XX 100 100 |
X |
1 |
|
XX 000 000 |
DC |
X |
|
XX 000 000 |
AC |
X |
Ниже представлена блок-схема программы для МК.
Рисунок 5.1 – Блок схема алгоритма программы для МК
Ниже приведено более подробное описание настройки контроллера SED1335.
После вывода кода 40h (команда «System Set») на шину данных контроллера, производится вывод восьми байтов (P1 – P8), содержащих параметры команды.
В программе задаются следующие значения этих параметров:
P1=30h.
M0=0 - внутренний генератор символов ROM.
М1=0 - генератор символов RAM1; 32 знака.
М2=0 - высота символа 8 пикселов (2716 или эквивалент ROM).
W/S=0 - однопанельное управление
IV=1- нет коррекции верхней строки экрана (нет смещения)
T/L=1 - режим ТВ
DR=0 - нормальная операция
P2=87h.
FX=7h - ширина символа равна 8 пикселей.
WF=1 - двухкадровое управление АС
P3 = FY= 07h - высота символа равна 8 пикселей.
P4 = С/R = 27h - адресный диапазон равен 40 байтов на одну строку дисплея.
