|
+125˚С
|
0 11111010 (00FA)
|
|
+25˚С
|
0 00110010 (0032)
|
|
+1/2˚C
|
0 00000001 (0001)
|
|
0˚C
|
0 00000000 (0000)
|
|
–1/2˚C
|
1 11111111
(00FF)
|
|
–25˚С
|
1 11001110
(01CE)
|
|
–55˚С
|
1 10010010 (0192)
|
Временные
диаграммы передачи данных представлены на рис 2. Передача начинается при
поступлении положительного фронта на вход RST (контакт 3). Если на
этот вход подать 0, то передача прекращается. Процессами чтения и записи
управляет тактирующий вход микросхемы. Один тактовый цикл состоит из
отрицательного фронта и следующего за ним положительного. При записи информации
состояние битов данных должно оставаться неизменным во время прохождения
положительного фронта. При считывании данные выводятся из устройства по каждому
отрицательному фронту тактовых импульсов. Когда на тактовом входе высокий
уровень, выход DQ (контакт 1) имеет высокое сопротивление. При чтении данных
младший бит передается первым. Через этот контакт можно как принимать, так и
передавать данные. Схема с использованием термометра DS1620, подключенного к
экспериментальной плате параллельного порта, приведена на рис. 3.
Поскольку
вывод DQ, может использоваться как для чтения, так и для записи, а на экспериментальной плате
параллельного порта таких двунаправленных линий нет, необходимо применять
транзистор. База
транзистора соединена с тактом D1. Когда ИС настроена на прием информации, данные поступают
из ком пьютера на контакт D1, а затем через
транзистор в инверсном виде – на микросхему. Когда она передает информацию, транзистор
должен быть закрыт (это достигается подачей низкого уровня на его базу через
тот же контакт), и данные поступают на контакт S1. Входы СLК/СОNV и RSТ соединены с контактами
С1 и С2. После
прохождения положительного фронта по входу RST микросхема настраивается
на прием управляющей информации. Необходимые данные считываются с линии С1
под управлением тактовых импульсов. Если DS1620 настраивается на
вывод данных, то после загрузки в нее управляющей команды D1 переходит в нулевое
состояние, а биты данных последовательно выводятся под управлением тактовых
импульсов и поступают на контакт S1. Если микросхема должна принимать данные,
они также загружаются под управлением тактовых импульсов.
1.3
Жидкокристаллический индикатор mt-10t7-7
Данный
индикатор может отображать 10 знакомест с точкой. Любой сегмент любого
знакоместа можно включать и выключать независимо от остальных сегментов.
Регистры
данных в БИС делятся на две тетрады: SGx(L) и SGx(H). Запись данных в знакоместо производится за два такта:
сначала в младшую тетраду, затем в старшую. Младшая тетрада отвечает за
сегменты g,
e, d, a, а старшая – за сегменты
h, b, c, d. (см. рис.).
Запись Н
вызывает высвечивание соответствующего сегмента, а запись L- его гашение.
Контрастность
индикатора зависит от напряжения питания модуля. Управление контрастностью
производится подключением внешнего резистора на вывод V0.
Rвнеш.=0 – МАХ
контрастность.
Rвнеш.=¥(нет резистора) –
MIN контрастность.
Описание интерфейса ЖКИ
модуля
Сначала на
шине выставляется адрес необходимого знакоместа, который фиксируется в регистре
адреса при низком уровне на входе WRx (см.таблицу). Входы WR1 и ^WR2 защелкивают информацию,
стоящую на шине, во внутренних регистрах статического типа. Внутри БИС эти
входы объединены по схеме WR1 & ^WR2. Таким образом,
информация запишется только при WR1 = “H” и ^WR2 = “L” одновременно. Такое решение осуществить функцию
CS (выбор кристалла) при
большом количестве модулей на шине, или если на шине имеются другие устройства.
При записи
адреса знакоместа указатель тетрады сбрасывается в положение SGx(L). Запись данных
производится в младшую тетраду при высоком уровне сигнала на входе А0 сигналом WRx. По этому же сигналу
указатель тетрады данных переключается в положение SGx(H), сохраняя при этом тот
же адрес знакоместа. Данные в старшую тетраду SGx(H) записываются аналогично
младшей тетраде SGx(L).
После записи второй тетрады содержимое регистра адрема инкрементируется и можно
записывать данные в следующее знакоместо без записи адреса.
По адресу 0Fh расположен триггер
блокировки шины. Запись в него DB0=”L” вызывает блокировку записи в БИС адресов и данных на 30
сигналов WRx. Разблокировка шины производится записью DB=”H” по адресу 0Fh.
После подачи
питания содержимое регистров SGx не определено, поэтому при включении питания
необходимо делать программную очистку регистров. Состояние триггера блокировки
тоже не определено, поэтому перед началом вывода информации на индикатор
необходимо произвести разблокировку шины. Разблокировка шины производится
записью DB0=”H” по адресу 0Fh.
2. Схемы
сопряжения (функциональная и принципиальная)
2.1
Структурная схема
2.2
Принципиальная схема
3.
Алгоритм решения задачи
3. Разработка программы
Разработка
программы производится на языке Assembler c параллельной отладкой
средствами AVR Studio.
Вывод
В ходе данной
курсовой работы был разработан цифровой регулятор температуры на базе
термостата DS1620 и микроконтроллера AT90S2313 с рабочим диапазоном температур -55˚С до 125˚С. Поддерживается
заданная температура с помощью двух исполнительных органов: «нагревателя» и
«охладителя». Текущая температура, а также значение верхнего и нижнего значения
температурного коридора отображается на ЖКИ в градусах по Цельсию с точностью
0,5˚С.
Список
литературы.
1. Научно- технический
журнал «Схемотехника» №2, 2001–2002 гг.
2. Пособие «Средства
сопряжения с ПК»
3.Internet:
http://www.ferrite.ru
Приложение: программа на языке Assembler
;*************************************************************************
;* Термостат
на базе микроконтроллера AT90S2313 *
;* с
использованием микросхемы термодатчика DS1620 *
;*************************************************************************
;*************************************************************************
;* Название: Цифровой
регулятор температуры
;* Дата
разработки: 20.06.02
;* Объект: AVR
микроконтроллер AT90S2313 и термостат DS1620
;* Автор: Бендюк
Максим Сергеевич
;*
;*
;*************************************************************************
.include
"2313DEF.INC"
;*****
Константы
.equ
preset=192 ;T/C0 Preset constant (256-64)
.def
result=r16 ;Result and intermediate data
.def temp=r16 ;временный
регистр
.def temp1=r17 ;временный
регистр
.def temp2=r18 ;временный
регистр
.def temp3=r19 ;временный
регистр
.def ramsize=r19 ;размер
блока
.def tmode=r22 ;Регистр
режима
.def key=r20 ;Регистр
нажатой клавиши
.def keyc=r21 ;Счетчик
для прграммы обработки нажатия клавиши
.def TMIN=r22 ;ячейка
с содержимым минимальной температуры термостата
.def TMINL=r22 ;младший
.def TMINH=r23 ;старший
.def TMAX=r24 ;ячейка
с содержимым максимальной температуры термостата
.def TMAXL=r24 ;младший
.def TMAXH=r25 ;старший
.def TNORM=r26 ;ячейка
с содержимым текущей температуры термостата
.def TNORML=r26 ;младший
.def TNORMH=r27 ;старший
.equ DLCD=$66 ;стартовый
адрес SRAM для буфера индикатора
;маладшая
ячейка соответствует левому символу
;на дисплее
.def fbinL =r16;двоичное
значение, младший байт
.def fbinH =r17;двоичное
значение, старший байт
;биты портов
.equ K1 =3 ;бит
первой кнопки
.equ K2 =4 ;бит
второй кнопки
.equ K3 =5 ;бит
третьей кнопки
.equ WR1 =5 ;бит
WR1
.equ WR2 =6 ;бит
WR2
.equ A0 =7 ;бит
A0
.equ DQ =0 ;бит
DQ канал данных термостата
.equ CLK =1 ;бит
CLK канал синхронизации данных
;*************************************************************************
;*
;* PROGRAM
START - программа начинает выполняться с этого места
;*
;*************************************************************************
.cseg
.org
$0000
rjmp
RESET;Reset handle
.org
$0020
RETI
RETI
RETI
RETI
RETI
RETI
RETI
RETI
RETI
RETI
;*************************************************************************
; настройка
констант
SETCONST:
ldi temp,20
mov TMINL,temp
ldi temp,0
mov TMINH,temp
ldi temp,25
mov TMAXL,temp
ldi temp,0
mov TMAXH,temp
ret
;*************************************************************************
; передача констант
OUTCONST:
mov temp,TMINl
mov temp1,TMINH
ldi temp2,2 ;запись
нижней температуры
rcall TERMOUT2
mov temp,TMAXL
mov temp1,TMAXH
ldi temp2,1 ;запись
нижней температуры
rcall TERMOUT2
ldi temp1,0xee ;
инициализация термостата
rcall TERMOUT1
ret
;*************************************************************************
; Натройка
портов ввода вывода
port_set:
ldi result,$ff ;PORTB
настраивается на вывод
out DDRB,result ;для
работы с индикатором
ldi result,$00 ;все
биты устанавливаются в ноль
out PORTB,result;PORTD
настраивается для работы
ldi result,0b01000011 ;
с клавиатурой и
out DDRD,result ;микросхемой
термометра
ldi result,0b11111001 ;
с клавиатурой и
out PORTD,result ;микросхемой
термометра
ret
;*************************************************************************
;* очистка
буфера ЖКИ
CLRLCD:
ldi ramsize,10 ;очистка
буфера индикатора
ldi temp,0
ldi ZH,high(DLCD)
ldi ZL,low(DLCD)
clrlcdloop:
st Z+,temp
dec ramsize
brne clrlcdloop ;если
не закончили повторить
rjmp LCDOUT
;*************************************************************************
; Вывод
содержимого буфера на индикатор
LCDOUT:
ldi temp,low(DLCD) ;установить
Z как указатель на буфер
mov ZL,temp ;индикатора
ldi temp,high(DLCD)
mov ZH,temp
ldi ramsize,10
LCDOUT1:
mov temp,ramsize ;запись
в индикатор адреса символа
andi temp,0b00001111
out PORTB,temp
cbi PORTB,A0
sbi PORTB,WR1
cbi PORTB,WR1
ld temp1,Z+ ;
получить байт из DLCD
mov temp,temp1
andi temp,0b00001111 ;получить младшую тетраду
sbrs temp,A0
out PORTB,temp
sbi PORTB,WR1
cbi PORTB,WR1
mov temp,temp1
swap temp
andi temp,0b00001111 ;получить старшую тетраду
sbrs temp,A0
out PORTB,temp
sbi PORTB,WR1
cbi PORTB,WR1
dec ramsize ;
brne LCDOUT1 ;если
не закончили повторить
ret
;*************************************************************************
;* вывод
готовой строки в буфер и вывод буфера на ЖКИ
;* temp -
номер строки
;* ramsize -
количество выводимых символов
STRLCDD:
ldi YH,high(tcstr)
ldi YL,low(tcstr)
add temp,temp
add temp,temp
add YL,temp
ldi ramsize,4
;*************************************************************************
;* вывод
готовой строки в буфер и вывод буфера на ЖКИ
;* Y -
указатель на строку temp - положение
;* ramsize -
количество выводимых символов
STRLCD:
ldi ZH,high(DLCD)
ldi ZL,low(DLCD)
strtolcdloop:
ld temp,Y+
st Z+,temp
dec ramsize
brne strtolcdloop ;если
не закончили повторить
rjmp LCDOUT
;*************************************************************************
;* получение
данных из термостата
;* temp2 -
команда temp - первые 8 бит temp1 - 9-ый бит
TERMIN:
ldi ramsize,8
terminloop:
sbi PIND,DQ
sbrc temp2,0
cbi PIND,DQ
sbi PIND,CLK
cbi PIND,CLK
ror temp2
dec ramsize
brne terminloop ;если
не закончили повторить
ldi ramsize,0x8
sbi DDRD,DQ
termindloop:
sbi PIND,DQ
sbrc temp,0
cbi PIND,DQ
sbi PIND,CLK
cbi PIND,CLK
ror temp2
dec ramsize
brne termindloop ;если
не закончили повторить
sbi PIND,DQ
sbrc temp1,0
cbi PIND,DQ
sbi PIND,CLK
cbi PIND,CLK
cbi DDRD,DQ
ret
;*************************************************************************
;* передача
одного байта данных на термостат
;*
temp2 - команда
TERMOUT1:
ldi ramsize,8
termout1loop:
sbi PIND,DQ
sbrc temp2,0
cbi PIND,DQ
sbi PIND,CLK
cbi PIND,CLK
ror temp2
dec ramsize
brne termout1loop ;если
не закончили повторить
ldi ramsize,0x8
ret
;*************************************************************************
;* передача
одного байта данных на термостат и 9 бит
;* temp2 -
команда temp - первые 8 бит temp1 - 9-ый бит
TERMOUT2:
ldi ramsize,8
termout2loop:
sbi PIND,DQ
sbrc temp2,0
cbi PIND,DQ
sbi PIND,CLK
cbi PIND,CLK
ror temp2
dec ramsize
brne termout2loop ;если
не закончили повторить
ldi ramsize,0x8
termout2loopdat:
clc
sbi PIND,CLK
sbic PIND,DQ
sec
cbi PIND,CLK
ror temp2
dec ramsize
brne termout2loopdat ;если не закончили повторить
ldi temp1,0
sbic PIND,DQ
ldi temp1,1
cbi PIND,CLK
cbi DDRD,DQ
ret
;*************************************************************************
;* получение
кода нажатой клавиши если она нажата более 20 мс
;* код кнопки
находится в регистре key если сброшен бит Z
KEYPRESS:
ldi temp1,20 ;количество
попыток для гашения
;дребезга контактов
keyloop:
in temp,PIND
andi temp,0b00111000
breq keynopress
sbic PIND,K1
ldi key,1
sbic PIND,K2
ldi key,2
sbic PIND,K3
ldi key,3
dec temp1
brne keyloop ;если
не закончили повторить
keynopress:
and key,key
ret
;*************************************************************************
;* ожидание
отпускания клавиши
KEYUP:
ldi temp1,20 ;количество
попыток для гашения
;дребезга контактов
keyuloop:
in temp,PIND
andi temp,0b001110000
breq unpress
dec temp1
brne KEYUP ;если
не закончили повторить
unpress:
and key,key
ret
;*************************************************************************
; программа
переводит температуру в зависимости от режима
; и выводит
на индикатор для индикации
;
calckterm
outTmax:
mov fbinL,TMAXL
mov fbinH,TMAXH
rjmp outterm
outTmin:
mov fbinL,TMAXL
mov fbinH,TMAXH
rjmp outterm
calckterm:
mov temp,tmode
rcall STRLCD
mov fbinL,TNORML
mov fbinH,TNORMH
cpi tmode,1
breq outTmin
cpi tmode,2
breq outTmax
ldi temp,0xb
outterm:
ldi ZH,high(DLCD+5)
ldi ZL,low(DLCD+5)
ldi temp2,0xb
sbrs fbinH,0
ldi temp2,0x10
; ldi temp3,0
; sub temp3,temp2
; ror temp3
st Z+,temp2
inc ZL
inc ZL
ldi temp2,5
sbrs fbinL,0
ldi temp2,0
st Z+,temp2
ldi fbinH,0
clc
ror fbinL
rcall bin16BCD5
mov temp3,fbinH
mov temp2,fbinL
swap temp2
andi temp3,0xf
andi temp2,0xf
andi temp,0xf
rcall getcod
mov temp1,temp
set
bst temp1,4
mov temp,temp2
rcall getcod
mov temp2,temp
mov temp,temp3
rcall getcod
mov temp3,temp
ldi ZH,high(DLCD+6)
ldi ZL,low(DLCD+6)
st Z+,temp3
st Z+,temp2
st Z+,temp1
rcall LCDOUT
;*************************************************************************
; программа
возвращает код символа для индикатора
; значение
temp заменяется на значение необходимое для отображения на
; индикаторе
и оно помещается назад в ячейку temp
getcod:
ldi ZH,high(LCDCG*2)
ldi ZL,low(LCDCG*2);init
Z-pointer
add ZL,temp
lpm ;get
constant
mov temp,r0
ret
;*************************************************************************
; данные для
отображения на индикаторе
LCDCG: ;тип код
.DB 0xEE ;число
0
.DB 0x60 ;число
1
.DB 0x2F ;число
2
.DB 0x6D ;число
3
.DB 0xE1 ;число
4
.DB 0xCD ;число
5
.DB 0xCF ;число
6
.DB 0x68 ;число
7
.DB 0xEF ;число
8
.DB 0xED ;число
9
.DB 0x10 ;символ.
a
.DB 0x01 ;символ
- b
.DB 0x87 ;символ
t c
.DB 0x46 ;символ
u d
.DB 0x67 ;символ
d e
.DB 0x07 ;символ
c f
.DB 0x00 ;символ
blanck 10 пустой символ
;строка tc-
tcstr:
.DB
0x0c,0x0f,0x0b,0x10
;строка tu-
tustr:
.DB
0x0c,0x0d,0x0b,0x10
;cтрока td-
tdstr:
.DB
0x0c,0x0e,0x0b,0x10
;*************************************************************************
;*
;* PROGRAM
RESET - главная программа
;*
;*************************************************************************
RESET:
ldi temp,low(RAMEND)
out SPL,temp ;
настройка стека на верх памяти данных
rcall
port_set ; настроить порты
rcall CLRLCD
;*************************************************************************
;*
;* mainloop -
главный цикл программы
;*
;*************************************************************************
mainloop:
ldi temp1,250
mov r5,temp1
mainloop1:
rcall KEYPRESS ;определения
нажатия кнопки
brne keyis ;
переход если хотябы одна кнопка нажата
rjmp returnin ;возврат
к основному цыклу
keyis:
ldi temp1,250
mov r5,temp1
cpi temp,1
rcall key1press
cpi temp,2
rcall key2press
cpi temp,3
rcall key3press
returnin:
ldi temp1,0xaa ;
чтениее текущей температуры термостата
rcall TERMIN
ldi temp2,0xaa ;
инициализация термостата
rcall TERMIN
mov TNORML,temp
mov TNORMH,temp1
rcall calckterm ;
расчет температуры
dec r5
brne mainloop1 ;
после ожиданжжия в течении минуты
ldi tmode,0 ;
возвратиться в основной режим
rjmp mainloop
;*************************************************************************
;* обработка
клавиши режима
key1press:
and tmode,tmode
brne k1setmax
dec tmode
rjmp keyret
k1setmax:
ldi temp,2
mov tmode,temp
keyret:
rcall calckterm
rjmp KEYUP
;*************************************************************************
;* обработка
клавиши изменения значения вверх
key2press:
cpi tmode,1
brne key2min
cpi tmode,2
brne key2max
rjmp keyret
key2min:
sbrs TMINH,0
rjmp key2minm
inc TMINL
brmi key2mins
rjmp keyret
key2mins:
ldi TMINH,0
rjmp keyret
key2minm:
cpi TMINL,0xfa
brmi keyret
inc TMINL
rjmp keyret
key2max:
sbrs TMAXH,0
rjmp key2maxm
inc TMINL
brmi key2maxs
rjmp keyret
key2maxs:
ldi TMAXH,0
rjmp keyret
key2maxm:
cpi TMAXL,0xfa
brmi keyret
inc TMAXL
rjmp keyret
;*************************************************************************
;* обработка
клавиши изменения значения вниз
key3press:
cpi tmode,1
brne key3min
cpi tmode,2
brne key3max
rjmp keyret
key3min:
sbrc TMINH,0
rjmp key3minm
dec TMINL
brmi key3mins
rjmp keyret
key3mins:
ldi TMINH,1
rjmp keyret
key3minm:
cpi TMINL,0x92
brmi keyret
dec TMINL
rjmp keyret
key3max:
sbrc TMAXH,0
rjmp key3maxm
dec TMAXL
brmi key3maxs
rjmp keyret
key3maxs:
ldi TMAXH,1
rjmp keyret
key3maxm:
cpi TMAXL,0x92
brmi keyret
dec TMAXL
rjmp keyret
;*************************************************************************
;1. Текст
программы "bin16BCD5"- преобразование 16-битного двоичного
;значения в
упакованный BCD формат
;*************************************************************************
;* Количество
слов кода:25 + возврат
;* Количество
циклов:25/176 (Мин/Макс) + возврат
;*
Использованные младшие регистры:нет
;*
Использованные старшие регистры:4(fbinL,fbinH/tBCD0,tBCD1,tBCD2)
;*
Использованные указатели:нет
;*************************************************************************
;*****
Регистровые переменные подпрограммы
.def fbinL =r16;двоичное
значение, младший байт
.def fbinH =r17;двоичное
значение, старший байт
.def tBCD0 =r17;BCD
значение, цифры 1 и 0
.def tBCD1 =r18;BCD
значение, цифры 3 и 2
.def tBCD2 =r19;BCD
значение, цифра 4
;Примечание:
Переменные fbinH и tBCD0 должны размещаться в одном
;регистре.
;***** Код
;*************************************************************************
bin16BCD5:
ldi tBCD2, -1
bin16BCD5_loop_1:
inc
tBCD2
subi
fbinL, low(10000)
sbci
fbinH, high(10000)
brsh
bin16BCD5_loop_1
subi
fbinL, low(-10000)
sbci
fbinH, high(-10000)
ldi tBCD1,
-0x11
bin16BCD5_loop_2:
subi
tBCD1, -0x10
subi
fbinL, low(1000)
sbci
fbinH, high(1000)
brsh
bin16BCD5_loop_2
subi
fbinL, low(-1000)
sbci
fbinH, high(-1000)
bin16BCD5_loop_3:
inc
tBCD1
subi
fbinL, low(100)
sbci
fbinH, high(100)
brsh
bin16BCD5_loop_3
subi
fbinL, -100
ldi
tBCD0, -0x10
bin16BCD5_loop_4:
subi
tBCD0, -0x10
subi
fbinL, 10
brsh
bin16BCD5_loop_4
subi
fbinL, -10
add
tBCD0, fbinL
ret
;*************************************************************************