53_55.pdf

Mikroprocesorowy system edukacyjny

P R O J E K T Y

Mikroprocesorowy system

edukacyjny, czêæ 2

kit AVT-353

Drug¹ czêæ artyku³u

rozpoczynamy od krótkiego

opisu sposobu programowania

portu I/O, stanowi¹cego okno

na wiat prezentowanego

systemu mikroprocesorowego.

W dalszej czêci artyku³u

omówiono programowanie

wywietlacza LCD

z wbudowanym sterownikiem

HD44780.

Programowanie portu I/O

Opis systemu uruchomienio-

wego by³by niekompletny bez,

chocia¿ skrótowego, omówienia

sposobu programowania uniwer-

salnego uk³adu wejcia/wyjcia

U3. Jak wspomniano, udostêpnia

on trzy porty oznaczone jako

PA, PB i PC. Porty PA i PB s¹

niepodzielne, natomiast port PC

jest podzielony logicznie na dwie

czêci: mniej znacz¹c¹ tetradê

PCl z bitami od PC0 do PC3,

oraz bardziej znacz¹c¹ PCh (bity

od PC4 do PC7). Obie czêci

portu PC, jak i PA oraz PB,

zaprogramowaæ mo¿na jako nie-

zale¿ne wejcia, lub wyjcia.

W zewnêtrznej przestrzeni da-

nych mikrokontrolera uk³ad za-

jmuje cztery komórki pamiêci.

Przyjêto dla portu PA komórkê

o adresie 0, dla PB adres 1, a dla

PC adres 2. Ostatni¹ komórkê,

oznaczon¹ adresem 3 zajmuje

rejestr kontrolny CTRL. Zapisu-

j¹c do niego bajt danych uzys-

kany wed³ug poni¿szego wzoru

mo¿emy okreliæ funkcjê portów

uk³adu:

76543210

1 0 0 PA PCh 0 PB PCl

gdzie PA, PB, PCl, PCh, przy

wartoci 0 funkcjonuje jako wyj-

cie, a przy 1 jako wejcie.

Tak wiêc wpisuj¹c do rejestru

CTRL (adres 3) wartoæ np. 8Ah

definiujemy porty PA oraz PCl

jako wyjcie, natomiast porty PB

wraz z PCh jako wejcie.

Przez wpisanie do rejestru

CTRL inaczej utworzonego bajtu

uzyskujemy mo¿liwoæ indywidu-

alnego ustawiania lub kasowania

bitów portu PC zaprogramowa-

nych uprzednio jako wyjcia:

76543210

0 0 0 0 PCn PCn PCn C/S

gdzie: PCn jest okrelonym dwój-

kowo numerem bitu portu (0..7),

C/S o wartoci 0 oznacza zero-

wanie wybranego bitu, a 1 jego

ustawienie.

Wpisuj¹c do rejestru CTRL war-

toæ np. 5, uzyskujemy ustawienie

linii PC2 portu (zaprogramowa-

nego uprzednio jako wyjcie).

Ten krótki opis nie wyczerpuje

wszystkich mo¿liwoci zastosowa-

nego uk³adu, jest jednak wystar-

czaj¹cy dla rozpoczêcia pierw-

szych prób. Celem uzyskania szer-

szych informacji nale¿y siêgn¹æ

do kart katalogowych uk³adu sca-

lonego 8255 firmy INTEL.

Adaptacja

i programowanie

wywietlacza LCD

W kolejnej czêci opisu przed-

stawiony zostanie sposób przysto-

sowania wywietlacza ciek³okrys-

talicznego do systemu edukacyj-

nego oraz jego mo¿liwoci. Do³¹-

Elektronika Praktyczna 11/97

Mikroprocesorowy system edukacyjny

czenie wywietlacza otwiera sze-

rokie mo¿liwoci prezentacji wy-

ników pracy programów u¿ytkow-

nika. Wywietlacz umo¿liwia, miê-

dzy innymi, wywietlenie wszys-

tkich znaków standardowego zbio-

ru ASCII oraz dziêki wbudowanej

w sterownik inteligencji prze-

niesienie czêci zadañ zwi¹za-

nych z obs³ug¹ procesu wywie-

tlania bezporednio z programu

u¿ytkownika do kontrolera wy-

wietlacza. Dalszy opis dotyczy

wywietlacza alfanumerycznego

o dowolnej organizacji (np. 1 linia

po 16 znaków, 1x20, 2x16, itd.),

sterowanego przez zintegrowany

kontroler typu HD44780 firmy

HITACHI lub jego odpowiednik.

Przede wszystkim nale¿y usta-

liæ kolejnoæ wyprowadzeñ wy-

wietlacza korzystaj¹c z rys. 5 ,

który przedstawia po³o¿enie koñ-

cówek komunikacyjnych kontrole-

ra, odpowiadaj¹cych koñcówkom

dwóch z³¹cz wykonanych na p³yt-

ce systemu uruchomieniowego. Je-

¿eli odnalezione w ten sposób

wyprowadzenia wywietlacza,

odpowiadaj¹ bezporednio koñ-

cówkom z³¹cza LCD1 lub LCD2,

to wywietlacz mo¿na pod³¹czyæ

bezporednio. Je¿eli jednak pro-

ducent zastosowa³ inne rozwi¹za-

nie wyprowadzeñ wywietlacza,

powstaje koniecznoæ w³asnorêcz-

nego wykonania przejciówki po-

miêdzy nim, a systemem urucho-

mieniowym. Nale¿y zwróciæ uwa-

gê na zgodnoæ oznaczeñ wypro-

wadzeñ scalonego kontrolera wy-

wietlacza z oznaczeniami wystê-

puj¹cymi w opisie koñcówek

z³¹cz, wykonanych na p³ytce sys-

temu (patrz schemat elektryczny).

Dalszy opis bêdzie dotyczy³ pro-

gramowania funkcji kontrolera.

Do poznania mo¿liwoci kon-

trolera wywietlacza u¿yjemy in-

terfejsu równoleg³ego komputera

PC, oraz znajduj¹cego siê na

do³¹czonej do systemu dyskietce

programu lcd4.exe .

Aby rozpocz¹æ test, wywiet-

lacz nale¿y pod³¹czyæ do kompu-

tera PC w sposób przedstawiony

na rys. 6 . Pomiêdzy z³¹czem

interfejsu a panelem zastosowano

szeæ rezystorów zabezpieczaj¹-

cych przed ewentualnymi zwar-

ciami, mog¹cymi powstaæ w trak-

cie póniejszych dowiadczeñ. Je-

¿eli zastosowany panel LCD nie

posiada potencjometru regulacji

kontrastu, to nale¿y odnaleæ koñ-

cówkê 30 kontrolera na z³¹czu

panela. Umo¿liwia ona zewnêt-

rzn¹ regulacjê kontrastu - dla

uproszczenia koñcówkê tê nale¿y

tymczasowo pod³¹czyæ do masy.

Uruchomienie program testu

mo¿liwoci kontrolera realizuje

komenda : <lcd4.exe [LPTn]> ,

gdzie <LPTn> okrela interfejs

równoleg³y, przez który odbywaæ

siê bêdzie komunikacja z wywiet-

laczem. Dopuszczalnymi nazwami

s¹: LPT1, LPT2 oraz HGC dla

interfejsu równoleg³ego karty HER-

CULES lub czêci komputerów

typu notebook. W razie pomi-

niêcia oznaczenia przyjête zosta-

nie domylne z³¹cze równoleg³e

oznaczone LPT1.

Wszelkie operacje wykonywa-

ne z poziomu programu odbywaj¹

siê w sposób analogiczny jak

w systemie operacyjnym i polega-

j¹ na wprowadzaniu z klawiatury

komputera ci¹gów prostych pole-

ceñ. Tak wiêc dowiadczenia zdo-

byte podczas prób przenosz¹ siê

w sposób bezporedni do progra-

mów u¿ytkownika (napisanych

z u¿yciem procedur systemu ope-

racyjnego). Po uruchomieniu pro-

gram zg³asza siê nag³ówkiem mó-

wi¹cym o oznaczeniu wybranego

³¹cza równoleg³ego oraz sposobie

identyfikacji rozkazów i danych,

po którym wywietlany jest znak

zachêty. Informuje on o mo-

¿liwoci wpisania ci¹gu znaków,

który nastêpnie zostanie przes³any

do kontrolera wywietlacza. Roz-

poznawane s¹ nastêpuj¹ce sek-

wencje rozkazów i danych:

! - inicjacja sterownika panela,

prze³¹czenie w tryb komunika-

cji czterobitowej, ustawienie

obs³ugi jednej linii o d³ugoci

80 znaków, np. bezporednio

po uruchomieniu programu

wprowadziæ nale¿y ci¹g rozka-

zów: !@0C@01 umo¿liwiaj¹cy

wywietlenie tekstów wprowa-

dzanych w dalszej kolejnoci

z klawiatury;

@hh - dwuznakowa liczba heksa-

decymalna okrelaj¹ca rozkaz

dla kontrolera;

#hh - dwuznakowa liczba heksa-

decymalna okrelaj¹ca dan¹

przes³an¹ do pamiêci kontrole-

ra; sekwencja jest przeznaczo-

na typowo dla definicji zna-

ków u¿ytkownika;

$n - jednoznakowa liczba umo¿li-

wiaj¹ca wywietlenie jednego

z omiu znaków definiowanych

przez u¿ytkownika;

tekst - przes³anie ci¹gu znaków do

pamiêci kontrolera.

Znaki !, @, #, $ s¹ zastrze¿one

i nie powinny byæ u¿ywane w in-

nym kontekcie, ni¿ opisany wy-

¿ej. Próba niew³aciwego ich u¿y-

cia jest sygnalizowana jako b³¹d.

Pozosta³a czêæ ci¹gu znaków,

wystêpuj¹ca po b³êdnym u¿yciu

znaku zastrze¿onego jest ignoro-

wana. Kontroler HD44780 realizu-

je nastêpuj¹ce rozkazy, podzielo-

ne funkcjonalnie na trzy grupy:

1) Rozkazy o znaczeniu trwa-

³ym - po wprowadzeniu okrelone

dzia³anie utrzymuje siê a¿ do

wydania innego rozkazu z danej

podgrupy:

- podgrupa A - organizacja wy-

wietlacza:

@20 - tryb jednoliniowy (stan

po inicjacji);

@28 - tryb dwuliniowy;

- podgrupa B - kontrola wywiet-

lania:

@08 - wygaszenie wywietlacza

(stan po inicjacji);

@0C - w³¹czenie wywietlacza

bez za³¹czenia kursora;

@0D - w³¹czenie wywietlacza

oraz za³¹czenie kursora fun-

kcjonuj¹cego jako pulsowanie

znaku;

@0E - w³¹czenie wywietlania,

oraz za³¹czenie kursora fun-

kcjonuj¹cego jako podkrele-

nie znaku (zale¿y od typu

wywietlacza);

- podgrupa C - sposób wprowa-

dzania znaków:

@04 - kursor przesuwa siê od

pozycji pocz¹tkowej w lewo,

np. @01@87@04<tekst> , po

czym przeskakuje na pozycjê

Rys. 5. Wyprowadzenia sterownika

Hitachi.

Elektronika Praktyczna 11/97

Mikroprocesorowy system edukacyjny

koñcow¹ linii znikaj¹c

z wywietlacza - aby zoba-

czyæ wprowadzone znaki na-

le¿y kilkukrotnie powtórzyæ

rozkaz @1C , co zobrazuje na

wywietlaczu jednoczenie

koniec ( @CF ) i pocz¹tek linii

( @80 );

@05 - wstawia znak na pozycjê

kursora, przesuwa tekst w pr-

awo, kursor pozostaje przy

tym nieruchomy, np.

@01@87@05<tekst> od lewej

strony wywietlacza pojawia-

j¹ siê koñcowe znaki linii

(ostatni znak - @CF , pierwszy

- @80 );

@06 - kursor przesuwa siê od

pozycji pocz¹tkowej w prawo

(stan po inicjacji), po czym

znika z wywietlacza - aby

zobaczyæ wprowadzone znaki

nale¿y kilkukrotnie powtó-

rzyæ rozkaz @18 , co zobrazu-

je je na wywietlaczu, jed-

noczenie jednak z lewej stro-

ny zniknie pocz¹tek linii;

@07 - wstawia znak na pozycjê

kursora, przesuwa tekst w le-

wo, kursor pozostaje przy

tym nieruchomy, np.

@01@87@07<tekst> .

2) Rozkazy o znaczeniu chwi-

lowym - po wykonaniu nie wp³y-

waj¹ na dalsze dzia³anie kontro-

lera panela:

- inicjacja pamiêci wywietlanych

tekstów:

@01 - kasowanie wywietlacza,

kursor i okno wywietlacza

od pozycji pocz¹tkowej linii

(pozycja @80 );

@02 - kursor i okno wywiet-

lacza od pozycji pocz¹tkowej

linii (pozycja @80 );

- kierunek ruchu kursora lub wy-

wietlanego tekstu:

@10 - przesuwa kursor w lewo

o znak; @14 - przesuwa kur-

sor w prawo o znak;

@18 - przesuwa kursor wraz

z wywietlanym tekstem

w lewo, ods³aniaj¹c kolejne

znaki z prawej strony;

@1C - przesuwa kursor wraz

z wywietlanym tekstem

w prawo, ods³aniaj¹c kolejne

znaki z lewej strony;

- ustawienie pozycji kursora:

@<80h+nn> - dwuznakowa

liczba heksadecymalna po-

wsta³a w wyniku zsumowa-

nia bazy ( 80h ), i przesuniêcia

( nn ), gdzie:

<nn> - liczba heksadecymalna

okrelaj¹ca po³o¿enie kursora

w pamiêci wywietlanych tek-

stów; dla trybu jednoliniowe-

go s¹ dostêpne pozycje kur-

sora z zakresu: nn = 0..4F (80

znaków), wybierane rozkaza-

mi @80 do @CF , natomiast

dla trybu dwuliniowego s¹

dostêpne pozycje kursora:

- pierwsza linia: nn = 0..27 (40

znaków), wybierane @80 do @A7 ;

- druga linia: nn = 40..67 (40

znaków), wybierane @C0 do @E7 ;

np. umieszczenie kursora w ós-

mej pozycji realizuje rozkaz @87 ;

3) Rozkaz definicji znaków

u¿ytkownika:

@<01zzzwww> - dwuznakowa

liczba heksadecymalna zapi-

sana binarnie, okrelaj¹ca do-

stêp do programowanego

wiersza wybranego znaku,

gdzie:

<www> - numer wiersza znaku

(0 do 6);

<zzz> - numer programowane-

go znaku (0 do 7).

Wszystkie bajty danych wpro-

wadzane po tym rozkazie s¹ kie-

rowane do pamiêci znaków defi-

niowanych przez u¿ytkownika -

opuszczenie opcji mo¿liwe jest po

wydaniu rozkazu inicjacji pamiêci

lub ustawienia pozycji kursora

(np. @02 , lub @80 ), np. przyk³ado-

wa definicja znaku zapisanego

binarnie: 01110 - 0Eh, 00001 -

01h, 01111 - 0Fh, 10001 - 11h,

01111 - 0Fh, 00010 - 02h, 00001

- 01h, 00000 - 00h wygl¹da

nastêpuj¹co:

@01$3 - wywietlenie znaku

niezdefiniowanego;

@58#0E#01#0F#11#0F#02#01#00

- definicja znaku;

@81 - opuszczenie opcji defi-

nicji znaku;

@01bl$3d - wywietlenie tekstu

z zdefiniowanym znakiem.

Opis sposobu programowania

kontrolera wywietlacza wydawaæ

siê mo¿e enigmatyczny, jednak ze

wzglêdu na wystêpuj¹c¹ du¿¹ ró¿-

norodnoæ typów, ró¿ni¹cych siê

przede wszystkim organizacj¹,

trudno by³oby w sposób zwiêz³y

przedstawiæ wszystkie aspekty ich

programowania. Z koniecznoci

ograniczono siê do organizacji

jednoliniowej, wychodz¹c z za³o-

¿enia, ¿e organizacja dwuliniowy

w niewielkim stopniu odbiega od

przedstawionej w opisie. Zasadni-

Rys. 6.

cza ró¿nica dotyczy w³aciwie

jednego rozkazu - ustawienia po-

zycji kursora. Pamiêtaæ jednak

nale¿y, aby bezporednio po uru-

chomieniu programu lcd4.exe za-

inicjowaæ kontroler dla trybu

dwuliniowego ci¹giem rozkazów:

!@28@0C@01 .

Z³o¿ony wydawaæ siê mo¿e

sposób opisu niektórych rozkazów

- praktyka autora pokazuje, ¿e dla

efektywnego u¿ycia panela LCD,

jest konieczna znajomoæ rozka-

zów z grupy drugiej (rozkazy

o znaczeniu chwilowym). Rozkazy

z grupy pierwszej maj¹ znaczenie

raczej drugoplanowe, natomiast

rozkaz z grupy trzeciej w praktyce

realizowany jest przez specjalizo-

wan¹ procedurê systemu opera-

cyjnego.

Celem uzupe³nienia nale¿y do-

daæ, ¿e sposób zestawienia kolej-

noci rozkazów realizowanych

przez kontroler wywietlacza zo-

sta³ podyktowany koniecznoci¹

maksymalnego uproszczenia oraz

ujednolicenia opisu. Odbiega on

tym samym od informacji, jakie

znaleæ mo¿na w katalogach firmy

HITACHI lub innych, produku-

j¹cych odpowiednik opisanego ste-

rownika.

Krzysztof Kury³owicz

Elektronika Praktyczna 11/97

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: