MIKROTERMINÁL EAC 1. Univerzální terminál pro komunikaci s uživatelem NEBO jednoduché hodiny zobrazující datum a den v týdnu další program

Transkript

1 MIKROTERMINÁL EAC 1 Univerzální terminál pro komunikaci s uživatelem NEBO jednoduché hodiny zobrazující datum a den v týdnu další progr Popis zařízení Mikroterminál je jednoduché zařízení pro komunikaci uživatele s nadřízeným systémem. Pro komunikaci s uživatelem je k dispozici osm 7-mi seg. zobrazovačů, 6 tlačítek, piezo a pro komunikaci s nadřízeným systémem je určeno sériové rozhraní RS nebo v budoucnu IC (viz popis softwaru). Další vlastnosti mikroterminálu : - integrovaný stabilizátor 5V - integrovaný převodník nap. úrovní MAX - možnost ovládat sběrnici IC z rozhraní RS - na IC připojená EEPROM pěť - při nezapojení displeje a klávesnice se uvolněné porty dají přímo ovládat z RS (IN/OUT) - jednoduché zapojení s minimem součástek a jednostranný plošný spoj Technické údaje Napájecí napětí : nestab V (případně vyšší s chlazením) nebo stab. 5V Rozhraní/rychlost : RS (1,, 8, 96 Bd) IC Deska ploš. spojů : 18 x 58 jednostranný Popis konstrukce Srdcem mikroterminálu je jednočipový mikroprocesor ATMEL 89C51 IO1. Reset po zapnutí vytváří C8 a R11. Krystal X1 11,59 MHz, kondenzátory C6 a C7 jsou extérní součástky oscilátoru. Rozhraní RS je přípojitelné na konektoru K1 (Někde označován jako CO1) v TTL logice nebo na K v logice +/- (-15 V). Tyto nap. úrovně vytváří IO MAX a okolní kondenzátory. Popis prop. kabelu na seriový port počítače PC je rozepsán v tab. 1A. (Pin 1 je t, kde začíná popis konektoru) --- SeTeL.cz / 6 ---

2 Cannon 9 pin Cannon 5 pin Terminál K Pin na IO (MAX) Popis 5 7 GND 8 RxD (vstup-příjem) 1 7 TxD (výstup-vysílání) Další použitelné rozhraní je IC, simulované software na pinech P. a P.. Odpory R15 a R16 a Zenerovy diody D1 a D1 ochrání vstupy portů proti přepětí nebo zápornému napětí. Na toto rozhraní je přípojená seriová EEPROM Cxxx IO5. Toto rozhraní je k dispozici na konektorech K a K5, kde je i napětí 5V a ochrana popis viz. tab. 1B. Terminál K Terminál K5 (+přep. ochrana) Popis 1 1 GND Vcc (+5V) SClk (IC hodiny) SDat (IC Data) Displej je tvořen čtyřmi dvojitými sedmi segmentovki LD1- typu HDSP551 zapojenými pro funkci v multiplexním režimu. Pozor pro jednodušší návrh plošného spoje jsou anody i katody zapojeny na přezkáčku ( viz schéma zapojení). Společné katody spíná přes odpory R1-8 celý port P1. Anody spínají tranzistory NPN T1-8 přímo ovládané obvodem IO typu 17. Tento obvod obsahuje bit. čítač a převodník do kódu 1 z 1. Vstup CLK je trvale na log. 1 a obvod se ovládá krátkými pulsy z portu P.5 na vstup /ENA. Odpor R1 a kondenzátor C tvoří dolní propust, ktrá na tyto pulsy nereaguje a vyresetuje obvod až při velmi dlouhém pulsu při inicializaci. ačítka TL1-6 jsou také připojenana na port P1. Diody D6-11 slouží k oddělení tlačítek od displeje při podržení více tlačítek současně. Logická na pinu P.7 uvolňuje čtení klávesnice. Piezo X je zapojeno přes ochranný odpor R1 na pin P. (velikostí tohoto odporu lze regulovat hlasitost pieza). Procesor generuje tóny softwarově. Červená led D5 může sloužit, buď jako jednoduchá indikace zapnutí, nebo při přerušení spoje na DPS a zapojení propojky JP1 (pod piezo) jako světelná indikace gererování tónu nebo pro jinou signalizaci. Zdroj 5V je zapojen standartně se stabilizátorem 785 I. Pro odběr do ma a vstupním napětí né vyšším než 1V není potřeba chladič. Konstrukce a oživení Terminál je postaven na jednoduché desce s plošnými spoji (viz obr. a ). Deska se skládá ze částí : pravý modul - zdroj 5V se stabilizátorem střední část - displej s klávesnicí a řídící logikou levý modul - měnič napětí pro RS a seriová pěť EEPROM Pokud nějaká část nebude potřeba, stačí tu část DPS odstřihnout nebo neosazovat. Zrovna tak, pokud nebude potřeba nějaká další část (displej, tlačítka, piezo, led,...) nemusí se osazovat, protože všechny tyto části jsou na sobě nezávislé. --- SeTeL.cz --- / 6 ---

3 Desku osazujeme podle zaběhlého pravidla "nejprve pasivní a pak aktivní". Pod všechny IO doporučuji použít patice, pod procesor je to skoro nutnost. Pár součástek je v pouzdru SMD, ale při pečlivé práce není se zapájením žádný problém. Tranzistorům T 1-6 před zasunutím do DPS vytvarujeme vývody podle pájecích oček. Tranzistory musí být zapájeny níž než displeje. Kondenzátor C1 se musí zapájet ze strany spojů a ohnout k DPS, jinak by vyčníval nad displej. Po zapájení všech použitých součástek připojíme nap. napětí k terminálu a zkontrolujeme napětí +5V na napájecích místech všech IO. Je-li vše v pořádku, zasuneme všechny IO a znovu zapneme. Na displeji se objeví LOGO a piezo pípne. Připojíme port RS do sériového portu PC a vyzkoušíme komunikaci. Softwarové ovládání po RS Nastavení sériového portu je 8 bit data, 1 Stop bit, žádná parita. Rychlost komunikace může být 1,, 8 nebo 96 Bd. Po resetu je nastavena na 1 (případně jiná podle dohody). Každý příkaz začíná sekvencí h, 5h, h, (ASCII '@ TC'). Další byte určuje příkaz (horní bity) a počet dalších platných a načítaných bajtů. Popis příkazů viz tab.. byte název 1.par.par.par.par 5.par 18h BcdWr 8x byte Atributy+ zápis na displej viz. Displej Ovládání 8h BinWr 8x byte BIN zápis na displej viz. Displej Ovládání xh ICWr SlvAdr data data... xh ICRd SlvAdr! data... počet 6.par 7.par popis zápis na IC (x-počet paretrů, 1. je adresa obvodu na IC např. seriová EEPROM - Ah, další je libovolný počet dat max.15) čtení z IC, možnosti: * čtení 1 bytu na předem nastavené adrese - pošlu pouze SlvAdr * čtení x bytů z předem nastavené adresy - pošlu SlvAdr, počet * čtení x bytů s nastavením adresy - SlvAdr, data1, datax, počet 51h TonWr 1h-h zahraje tón na Piezu : 1-hluboký, -vysoký, -trilek 6xh StatWr RegBit RegCekej TH1 zapíše control registry (x-počet paretrů) 7h StatRd RegBit RegCekej TH1 8xh PortWr port-p1 port-p Ver1 Ver1 Flags RegB its čtení stavu terminálu přímí zápis na porty x=1 - pouze P1, x= - P1 i P (log. 1 = vstupní mód pinu, log. = pin přizeměn) 9h PortRd port-p1 port-p přečtení stavu portů (při zapsané log. čtu vždy log. ) Ah Reset softwarový reset terminálu Status/control registry: (pořadí bitů) Byte RegBit je status/control registr, určující chování terminálu (popis bitů viz tab. ). --- SeTeL.cz --- / 6 ---

4 bit Název popis BitED K 1 BitIC 5 BitEn BitESt isk BitET on BitTm a 1=progr přestane občerstvovat displej a číst klávesnici 1= progr upřednostňuje IC, = RS (na toto rozhraní se posílá stisk klaves) 1=zakáže příjem příkazů z druhého rozhraní než jaký určuje BitIC 1=zakáže posílání stisku 1=zakáže pípání při stisku 1=vypne zobrazení na displeji (1=tma) 6 BitOut ovládání výstupu P. (pouze pokud je BitETon=1) 7 BitTo n 1=progr pípne jako při stisku Byte RegCekej viz odstavec Softwarové ovládání po IC. ini c. Byte TH1 určuje rychlost sériového kanálu, vhodné hodnoty viz tab.. 1 = E8h = Fh 8 = FAh 96 = FDh Byty Ver1 a Ver1 pouze informují o verzi řídícího progru v kódu. Byte Flags je status registr pro IC viz tab. 5. bit Název popis NoAck 1= připojené zařízení na IC nereaguje 1 BusFault 1= doslo k chybě na sběrnici IC ICBusy 1= sběrnice IC se používá Byte RegBits je vnitřní status registr viz. tab. 6. bit Název popis BitBlik blikací bit 1 BitStisk příznak stisku klávesnice BitStEnd příznak ukončení stisku BitStPos příznak odeslání stisku BitSPIn příznak přijetí dat po RS 5 BitPrikaz přisel příkaz po RS 6 BitStart přijem dat z IC se správnou slave adresou 7 BitVysil pouze při potřebe vysílat po RS přímo Pokud nechcete používat diplej ani klávesnici, stačí pin P.7 podržet při resetu na log.. Toto nastaví Bit EDK na log. --- SeTeL.cz --- / 6 ---

5 1 (viz tab. ) a progr nebude občerstvovat displej ani číst klávesnici. Byty Reg Bits, Reg Cekej a TH1, stejně jako logo naprogruji podle žádosti.. Softwarové ovládání pro IC Celý terminál měl zároveň sloužit jako most mezi RS a IC a to obousměrně. Záměrně říkám, že měl, protože tato funkce je tak nějak navíc a není ještě ze 1% funkční. V tab. 7 jsou uvedeny všechny slave adresy, na které reaguje nebo které vysílá. Byte RegCekej určuje dobu v ms, od přijetí posledního bajtu do kdy čeká na další bajt. Pokud tato doba uběhne, předpokládá se konec přenosu a data se vyšlou na druhý typ portu. Po resetu se Reg Cekej nastavuje na ms. Na tyto přesuny má procesor vyhraženou vyrovnávací pěť 16 B na vysílání a 16 B na příjem. Vysílání SlaveSend equ Ch ;slave adresa, kterou posila po IC SlaveData equ SlaveSend+8h ;na tuto slave posila data SlaveIC equ SlaveSend+h ;posila po RS pri cteni z IC SlaveStat equ SlaveSend+h ;posila po RS status SlavePorty equ SlaveSend+6h ;posila po RS stav P1 a P SlaveAll equ SlaveSend+Fh ;posila po RS vsechny registry Příjem SlaveRead equ Dh ;slave adresa, na kterou reaguje SlaveToSP equ SlaveRead ;po tehle adrese posila do RS Slave equ SlaveRead+h ;adresa pro zapis na disp. SlaveBIN equ SlaveRead+h ;adresa pro zapis na disp. BIN SlaveTon equ SlaveRead+6h ;adresa pro zahrani tonu SlaveSStat equ SlaveRead+8h ;posli status Klávesnice - ovládání Klávesnici procesor čte vždy po občerstvení celého displeje přibližně každých 1 ms. Komunikace probíhá systémem klávesnice stisknuta, klávesnice změna, klávesnice uvolněna. Procesor vysílá stav při každé změně klávesnice v tomto tvaru (viz Tab. 8) : 1.Byte SlaveSend (viz. Tab.7) 7- Příznak uvolnění Zakázání vysílání, přesměrování, atd... příslušné ovládací bity: viz tab. 6-" ".Byte Displej - ovládání Každá číslovka má v pěti vyhrazeno 1 B na BIN data, která jsou přímo zobrazována a 1 B na atributy a kód. Binární data jsou klasická (nejnižší bit = rozsvícený segment A) viz obr H 6-G 5-F -E -D -C 1-B -A SeTeL.cz / 6 ---

6 Zápis do bin. dat nemění nastavení atributů. F E A G D B C H data jsou v tomto formátu : 7 1=Of f 6 1=Bli k 5 Des.teč ka Bit Des.tečka se pouze kopíruje do BIN registru při zápisu. Zápis do dat pokud je 5 nižších bitů 1 (???11111b), nezmění nastavení BIN dat. Lze použít na dodatečnou změnu atributu Závěr Tento terminál byl koncipován jako velmi univerzální systém vhodný do všech možných přístrojů, kde je potřeba komunikovat s uživatelem. Zároveň splňuje požadovanou jednoduchost (jednostranný DPS a minimum součástek). Sezn součástek Odpory R SMD R9,1 k7 SMD R11,1 15k SMD R1 8 SMD R1,15,16 1 SMD Kondenzátory C1 m/5v C,,1 1n C n C5,8,9,11,16 1uF/6,V C6,7 p SMD C1-15 u/16v-tantal Diody D1-1N7 D5 LED-nizkopřík. D6-11 1N18 D1,1 Zener. 5,1V Tranzistory T1-8 NPN BC69 Integrované obvody IO1 AT89C51 IO 17 IO 785 IO MAX,AD IO5 Cxx Krystaly XTAL1 Displeje LD1- ačítka TL MHz HDSP551 GM str.9 Ostatní RE1 PIEZO KPB11 Lámací konektorové kolíky jednořadé 9 Všechny data a progry se mohou použít pouze k nekomerčním účelům. V opačném případě kontaktujte autora emil@setel.cz. --- SeTeL.cz / 6 ---