Стивен Барретт - Встраиваемые системы. Проектирование приложений на микроконтроллерах семейства 68HC12/HCS12 с применением языка С

/*Функция сравнивает прочитанное значение порта PORTB с тем значением, */

/*которое было выдано на порт PORTB. Если они равны, то ни одна клавиша в */

/*ряду не нажата */

/*------------------------------------------------------------------------*/

char keypad(unsigned char keypress, unsigned char row) {

char key1;

if (keypress != row) { /*какая-то клавиша нажата*/

key1 = which_key(keypress); /*определить клавишу*/

putchars(key1); /*передать символ на дисплей*/

} else if(keypress == row) { /*ни одна из клавиш не нажата*/

key1 = 'Z';

}

return (key1);

}

/*------------------------------------------------------------------------*/

/* Функция char which_key определяет код нажатой клавиши методом перебора */

/*табличных значений */

/*------------------------------------------------------------------------*/

char witch_key(unsigned char keypress) {

char key;

switch(keypress) /*распознавание кода клавиши*/

{

case 0xEE:

key = '0'; /*нажата клавиша "0"*/

break;

case 0xDE:

key = '1'; /*нажата клавиша "1"*/

break;

case 0xBE:

key = '2'; /*нажата клавиша "2"*/

break;

case 0x7E:

key = '3'; /*нажата клавиша "3"*/

break;

case 0xED:

key = '4'; /*нажата клавиша "4"*/

break;

case 0xDD:

key = '5'; /*нажата клавиша "5"*/

break;

case 0xBD:

key = '6'; /*нажата клавиша "6"*/

break;

case 0x7D:

key = '7'; /*нажата клавиша "7"*/

break;

case 0xEB:

key = '8'; /*нажата клавиша "8"*/

break;

case 0xDB:

key = '9'; /*нажата клавиша "9"*/

break;

case 0xBB:

key = 'A'; /*нажата клавиша "A"*/

break;

case 0x7B:

key = 'B'; /*нажата клавиша "B"*/

break;

case 0xE7:

key = 'C'; /*нажата клавиша "C"*/

break;

case 0xD7:

key = 'D'; /*нажата клавиша "D"*/

break;

case 0xB7:

key = 'E'; /*нажата клавиша "E"*/

break;

case 0x77:

key = 'F'; /*нажата клавиша "F"*/

break;

default:

key = 'Z';

} /*конец распознавание кода клавиши*/

return(key);

}

/*----------------------------------------------------------*/

Представленный программный код не является полностью завершенной рабочей программой, поскольку в нем отсутствуют элементы защиты от дребезга контактов, отсутствует текст функции вывода символов на ЖК дисплей. Мы исправим эти недостатки несколько позже, в разделе 5.6.

В этом параграфе мы научимся подключать различные типы светодиодных индикаторов к выходам микроконтроллера. Основываясь на полученных ранее сведениях об электрических характеристиках светодиода видимого спектра излучения, мы рассмотрим, как подключить к МК линейку из восьми светодиодов и семисегментный индикатор. Далее мы обсудим, проблемы сопряжения с семисегментным индикатором больших размеров. Завершим параграф рассмотрением оригинальной схемы индикации состояния типичных для микропроцессорной техники выходных логических буферов с тремя состояниями.

В процессе наладки любой микропроцессорной системы крайне удобно использовать светодиоды для индикации состояния тех или иных логических выходов. Светодиод имеет два вывода: анод (+) и катод (–). Для того, чтобы светодиод излучал, напряжение между анодом и катодом должно быть положительным. Светодиоды характеризуются двумя основными параметрами: рабочим током и напряжением прямого смещения. Типичные значения рабочих токов светодиодов лежат в диапазоне от 10 до 15 мА, при этом прямое падение напряжения составляет 1,5 В.

а) Подключение светодиода

б) Подключение «линейки» из восьми светодиодов

в) Подключение семисегментного индикатора

Рис. 5.7.Примеры схем подключения светодиодных индикаторов к МК

На рис. 5.7,a показана схема подключения светодиода к выводу МК. В параграфе 5.1.2 мы убедились в невозможности подключения светодиода непосредственно к выводу МК. Выходные буферы МК не способны обеспечить величины тока светодиода, достаточной для свечения с приемлемой для человеческого глаза яркостью. Поэтому в приведенной схеме использован буферный элемент 7404. При выборе буферного элемента следует убедиться, что максимальное значение выходного тока нуля I OL этого элемента не ниже номинального значения прямого тока светодиода 10…15 мА. Так для выбранной модели элемента 7404 максимальное значение выходного тока логического нуля составляет 16 мА.

В схеме рис. 5.7,a логический элемент должен обязательно быть с инверсией на выходе. Тогда если выход МК в состоянии логической 1, выход элемента в 0, по цепи светодиода протекает ток, и светодиод светится. Наоборот, если на выходе МК логический 0, выход логического элемента в 1, и светодиод погашен. Для правильной работы схемы напряжение V CC должно обязательно превышать напряжение прямого смещения светодиода 1,5 В. Для выбранного значения V CC подбирается резистор R, величина которого ограничивает ток светодиода. Выбирая величину V CC отличной от напряжения питания МК, необходимо помнить, что, если в цепи светодиода ток отсутствует, то напряжение V CC прикладывается к выходному буферу логического элемента. Для обычных логических элементов это напряжение не превышает 5,0 В, а для элементов с повышенным коллекторным напряжением — 15 В.

Пример.Определите величину сопротивления резистора R на рис. 5.7,а. Предположите, что прямой ток светодиода должен быть равным 15 мА.

Решение.Падение напряжения на резисторе R в цепи рис. 5.7,а составляет:

V R = V CC – V D – V OL = 5,0 – 1,5 – 0,4 = 3,1 В

Тогда величина сопротивления резистора определяется неравенством:

R ≥ V R / I D = 3,1 В/15 мА = 206 Ом.

Выбираем ближайший к расчетному значению номинал резистора 220 Ом.

Очень часто разработчик желает индицировать состояние всех линий какого-либо порта. Для этой цели удобно использовать так называемые линейки светодиодов, которые подобно DIP переключателям сгруппированы по 8 и смонтированы в корпусе, который размещается на посадочное место для DIP. Схема подключения такой линейки светодиодов показана на рис. 5.7,б. С точки зрения конструктивного исполнения для такой схемы целесообразно использовать резисторную сборку, что и отражено на рис. 5.7,б.