Ústav radioelektroniky. Mikroprocesorová technika a embedded systémy. doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.

Transkript

1 Ústav radioelektroniky Vysoké učení technické v Brně Zobrazovací zařízení, zpracování analogových signálů Mikroprocesorová technika a embedded systémy Přednáška 6 doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.

2 Obsah přednášky Ovládání zobrazovacích zařízení 7segmentový displej Znakové LCD displeje Grafické displeje Zpracování analogových signálů Připomenutí Interní A/D převodník AVR Analogový komparátor u AVR Způsoby programování mikrokontrolérů

3 Obsah přednášky Ovládání zobrazovacích zařízení 7segmentový displej Znakové LCD displeje Grafické displeje Zpracování analogových signálů Připomenutí Interní A/D převodník AVR Analogový komparátor u AVR Způsoby programování mikrokontrolérů

4 Ovládání zobrazovacích zařízení přímé propojení s MCU Přímé propojení: např. LED, 7segmentový displej. PC7 PC2 PA3 PA3 PA4 A1 PA2 PA4 A1 PA2 PA7 A6 PA5 PA7 A6 PA5 PA0 PA0 Obrázek: Zapojení 7segmentového displeje v laboratoři Mikroprocesorové techniky; 6 symbolů.

5 Pozn.: Příklad použití 7segmentového displeje 1 #i n c l u d e <avr\ io. h> // hlavičkový soubor pro mikrokontrolér 2 #i n c l u d e <a v r \ i n t e r r u p t. h> // h l a v i č k o v ý s o u b o r pro p ř e r u š e n í 3 4 // p r o t o t y p f u n k c e z o b r a z u j í c í j e d e n symbol na požadované p o z i c i 5 i n t showseg ( char, char ) ; 6 7 i n t main ( v o i d ){ // h l a v n í f u n k c e 8... // kód h l a v n í f u n k c e 9 sei ( ) ; // g l o b á l n í p o v o l e n í v š e c h p ř e r u š e n í 10 w h i l e ( 1 ) ; // nekonečná smyčka r e t u r n ( 1 ) ; // h l a v n í f u n k c e v r a c í hodnotu 1 13 } ISR (... ){ // o b s l u h a p ř e r u š e n í p ř i p ř e t e č e n í č a s o v a č e // kód o b s l u h y p ř e r u š e n í 17 // z o b r a z e n í j ednoho symbolu symbol na p o z i c i p o s i t i o n 18 showseg ( symbol, position ) ; 19 } i n t showseg ( char symbol, char position ){ 22 s w i t c h ( symbol ){ 23 case 0 : // z o b r a z symbol // d o p l ň t e kód c e l é f u n k c e 25 } 26 r e t u r n ( 0 ) ; // n á v r a t o v á hodnota f u n k c e 27 }

6 Znakové LCD displeje Řízení komunikace s displejem (znakový, grafický). Zobrazitelná plocha obsahuje běžně od 8 1 do 40 4 znaků, bez nebo s podsvícením (nejčastěji žluto-zelené) proudový odběr. Většina LCD displejů obsahuje řídicí obvod HD44780 firmy Hitachi (příp. jeho derivát); prostřednictvím tohoto obvodu je možné komunikovat s displejem. Tento řadič obsahuje jak znakovou sadu i instrukce pro ovládání. Komunikace probíhá pomocí 8 datových signálů (DB0 DB7) a je řízena 3 řídicími signály (RS, R/W a E): RS identifikuje, zda se přenáší instrukce nebo zobrazitelná data, R/W volba operace čtení nebo zápisu (z pohledu MCU), E spouštěcí ( vzorkovací ) signál. (a) (b) (c) Obrázek: Různé provedení znakových LCD displejů.

7 Datová komunikace mezi LCD a MCU Existují dva základní způsoby datové komunikace mezi LCD a MCU, využívající plný (8bitová komunikace) nebo redukovaný (4bitová komunikace) počet datových signálů. 8bitová komunikace vyžaduje I/O pinů mikrokontrolérů. 4bitová komunikace: I/O pinů: u LCD se využívá horní polovina datových pinů DB7 až DB4, rozdělení datového slova do dvou niblů v časovém multiplexu, tj. dva pulzy řídicího signálu E. Tabulka: Popis pinů LCD displeje MC1604 (16 4 znaků). Obrázek: Zapojení LCD displeje na vývojové desce ATmega16. Č. pinu Symbol Popis 1 V Napájecí napětí (GND). 2 V+ Napájecí napětí (+). 3 V0 Kontrast znaků. 4 RS Výběr instrukce/data. 5 R/W Výběr čtení/zápis. 6 E Signál Enable DB0 DB7 Datové piny. 15 A Podsvícení anoda. 16 C Podsvícení katoda.

8 Řízení komunikace mezi LCD a MCU Význam hodnot řídicích signálů: RS = 0: přenáší se instrukce (např. pro smazání obsahu displeje), RS = 1: data (např. text k zobrazení). R/W = 0: zápis dat/instrukcí do LCD, R/W = 1: čtení z LCD. sestupná hrana kladného pulzu signálu E startuje komunikaci. Data na sběrnici musí být ustálena již před nástupnou hranou. Minimální doba trvání impulzu? Možnost úspory dalšího pinu R/W = GND. Příklad Nakreslete časové průběhy všech signálů při zápisu instrukce 0b do LCD pomocí (a) 8bitové a (b) 4bitové komunikace. Znaky jsou zobrazovány jako matice 5 8 (většina znaků je menších); jsou v LCD uloženy ve vnitřní paměti RAM. Znaky adresované (0x10 0x1F) a (0x80 0x9F) nelze zobrazit (odpovídají řídicím znakům z ASCII tabulky). Data, která chceme zobrazit, jsou v LCD uložena v paměti s označením DDRAM (Display Data RAM). Je možné definovat až 8 uživatelských znaků (adresa 0 7). Tento segment je označován jako CGRAM (Character Generator RAM).

9 Instrukční sada řídicího obvodu HD44780 Tabulka: Vybrané příkazy HD44780 pro komunikaci s LCD displejem. RS R/W DB7 : DB0 Popis instrukce Smazání displeje x Návrat kurzoru na pozici (0,0) IS Nastavení posuvu kurzoru. I: inkrementace pozice kurzoru. S: posuv displeje DCB Zapnutí displeje/kurzoru. D: zapnutí displeje. C: zobrazení kurzoru. B: blikání kurzoru L NFxx Nastavení rozlišení. L=1(0): nastavení 8(4)bitové komunikace. N=1(0): dva(jeden) řádky displeje. F=1(0): velikost fontu 5 10(5 7) cgram Nastavení adresy cgram v CGRAM segmentu ddram Nastavení adresy v DDRAM segmentu. 1 0 data Zápis dat do paměti CGRAM. Zobrazení znaku z adresy data. 1 0 data Zápis dat do paměti CGRAM nebo DDRAM. 1 1 data Čtení dat z paměti CGRAM. Čtení dat z adresy data. 1 1 data Čtení dat z paměti CGRAM nebo DDRAM. RS = 0 instrukce RS = 1 data

10 Inicializace LCD displeje Inicializace komunikace s displejem (základní nastavení řadiče HD44780). Provést jednou začátek aplikace. Pozor na časování jednotlivé příkazy vyžadují minimální časové prodlevy. Zpoždění v knihovně realizováno též prostřednictvím funkce lcd clrscr(). 1 v o i d lcd_init ( v o i d ){ 2 3 DDRA = 0 xfe ; // v i z p ř i p o j e n í LCD v l a b o r a t o ř i 4 _delay_ms ( 16 ) ; // d e l a y 5 lcd_command ( 0b ) ; // 4 bitová komunikace ; v i z vybrané příkazy 6 lcd_command ( 0 b ) ; // v í c e řádků d i s p l e j e 7 lcd_command ( 0 b ) ; // n a s t a v e n í posuvu k u r z o r u 8 lcd_command ( 0 b ) ; // z a p n u t í d i s p l e j e 9 }

11 Znaková sada LCD displeje A B C D E F

12 Znaková sada LCD displeje Znaky se definují v matici 5 8 bodů. Zobrazený pixel bude v této matici obsahovat hodnotu 1, body které mají být skryty, obsahují 0. Jeden znak je tedy reprezentován osmicí slov (jedno slovo na řádek). Nový znak má smysl uložit do paměti CGRAM na samém začátku aplikace. (a) 100 % 0b b b b b b b b11111 (b) 40 % 0b b b b b b b b11111 (c) 0 % 0b b b b b b b b11111 Obrázek: Nově definované znaky pro LCD displej indikátor nabití baterie. 1 lcd_init ( ) ; // i n i c i a l i z a c e LCD d i s p l e j e v i z k n i h o v n a 2 lcd_clrscr ( ) ; // smazání obsahu LCD 3 4 lcd_command ( 0b ) ; // příkaz : Nastavení adresy 0 v CGRAM 5 lcd_data ( 0 b01110 ) ; // u l o ž p r v n í ř á d e k symbolu od a d r e s y 0 6 lcd_data ( 0 b11111 ) ; 7 lcd_data ( 0 b11111 ) ; 8 lcd_data ( 0 b11111 ) ; 9 lcd_data ( 0 b11111 ) ; 10 lcd_data ( 0 b11111 ) ; 11 lcd_data ( 0 b11111 ) ; 12 lcd_data ( 0 b11111 ) ; // u l o ž p o s l e d n í ř á d e k nového symbolu 13 lcd_clrscr ( ) ; // smazání obsahu LCD ( nutné )

13 Knihovna v jazyce C pro práci s LCD Peter Fleury: (Pozn.: Datové piny MUSÍ být namapovány na dolní polovině portu.) Tabulka: Soupis vybraných funkcí z knihovny pro LCD. Název funkce Popis funkce lcd init() ; Inicializace LCD displeje. lcd clrscr() ; Smazání obsahu LCD displeje. lcd gotoxy( 0, 2 ) ; Přesun kurzoru na pozici (0, 2), tj. 1. sloupec, 3. řádek. lcd putc( A ) ; Zobrazení znaku A. lcd puts( "BMPT" ) ; Zobrazení řetězce znaků BMPT. lcd command( 0x40 ) ; Zápis 1bytové instrukce 0x40 do LCD displeje. lcd data( 0x0A ) ; Zápis 1bytových dat 0x0A do LCD displeje. LCD pro Arduino: using-lcd-module-with-avrs/...

14 Pozn.: Zobrazení proměnné typu float na LCD Nutné přidat knihovny libprintf flt a libm do překladu aplikace. Správné nastavení linkování: -Wl,-u,vfprintf. (a) Obrázek: Přidání knihoven do překladu v prostředí AVR Studio. (b) 1 #i n c l u d e <s t d i o. h> // s t a n d a r d n í I /O k n i h o v n a ( nutné pro s p r i n t f ) 2 #i n c l u d e lcd h. h // knihovna pro LCD f l o a t temp ; // g l o b á l n í proměnná typu f l o a t 5 char buffer [ 1 6 ] ; // g l o b. proměnná ř e t ě z c e k z o b r a z e n í na d i s p l e j i // n a p l n ě n í ř e t ě z c e b u f f e r p ř í s l u š n ý m textem 8 sprintf ( buffer, Hodnota = %5.2 f, temp ) ; 9 10 // z o b r a z e n í ř e t ě z c e na d i s p l e j i 11 lcd_puts ( buffer ) ; 12...

15 Pozn.: Grafické displeje Odlišné řídicí obvody: Např. DOGM132X-5 od společnosti ELECTRONIC ASSEMBY monochromatický grafický displej s rozlišením pixelů (řadič ST7565R). Grafický displej ATM12864 s rozlišením pixelů (řadič KS0108): Absence znakové sady. Rozdělení obrazu na dvě části (64 64) každá vlastní řadič. Signály paralelně, kromě CS1 a CS2 levá, pravá část displeje. (a) (b) Obrázek: Grafický displej ATM12864.

16 Pro komunikaci s řadičem T6963 byl použit mikroprocesor PIC16F690, který má datovou paměť o velikosti 4kB. Další vlastnosti tohoto mikrokontroléru jsou popsány v literatuře [3]. Pro použitý typ displeje je vhodnější větší paměť, protože jeden obrázek přes celý displej zabere 3,84 kb u displejů s rozlišením 240x128. Na obrázku obr. 3 je uvedeno zjednodušené schéma zapojení. Program byl napsán v jazyce C s využitím dema vývojového prostředí Mikroelektronika MikroC (odkaz ke stáhnutí dema naleznete zde: [4]). Program je přidán na CD k tomuto dokumentu. Pokud nemáte k dispozici displej s řadičem T6963, a přesto byste si chtěli vyzkoušet jakým způsobem se s ním komunikuje, je možné použít program Multisim od firmy NI. Demo (odkaz ke stáhnutí dema naleznete zde:) obsahuje ukázku zapojení a vzorový program přímo s tímto řadičem. Pozn.: Dotykovy panel (touch screen) 2 Displej s dotykovým panelem I De lenı podle druhu zı ska nı informace o poloze 2.1 Úvod I Dotykové panely se dnes používají k ovládání stále častěji a uživateli mnohdy zjednoduší a zpříjemní řízení různých programů. DP můžeme rozdělit podle druhu získávané informace na analogové a digitální. U analogových DP je k určení místa dotyku třeba použít AD převodník. Je možné zakoupit I speciální obvody určeny přímo pro DP, např: ADS 7864E od firmy TI. U digitálních DP se místo dotyku určí maticovým způsobem obdobně jako u klávesnic, tedy skenováním řádků a sloupců. Analogove : je nutne pouz ı t A/D pr evodnı k, pr ı p. specia lnı obvod. Napr. ADS7864E (12-Bit, 6-Channel Simultaneous Sampling ADC), fy TI, Digita lnı : skenova nı r a dku a sloupcu identicke s maticovou kla vesnicı, Uka zka: Graficky displej PG240128WRF-ATA-H-Y7 (r adic T6963c) s 10 5 dotykovy mi 15 odporového I/O pinu (digita lnı jsem vyzkoušel ovládání digitálního DP, který informace). je výrobcem COL5 COL4 COL3 COL2 COL1 ROW1 ROW2 ROW3 ROW4 ROW5 COL6 COL7 COL8 COL9 COL10 NC U4 VDD VDD VSS RA5 RA4 RA3 RA0 RA1 RA2 RC5 RC4 RC3 RC6 RC7 RC0 RC1 RC2 RB7 RB4 RB5 RB6 20 GND GND VDD PIC16F690 GND GND VSS VDD V0 C/D RD WR D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 CE RESET VEE MD2 FS1 NC Prakticky T 6963C instalován na displej firmy Powertrip: PG240128WRF-ATA-H-Y7 (viz. obr. 1). Jedná se o Obr. 3:ovládá Schéma zapojení mikrokontroléru PIC16F690 ke grafickému displeji PG240128WRF. černobílý grafický displej v provedení FSTN s bílým podsvícením (CCFL), displej inteligentní řadič T6963. Rozlišení displeje je 240 x 128 bodů a rozlišení DP je 10 xna5obrázku bodů.obr. 4 je zobrazen displej, na kterém je testován DP. Aktivní je na DP TOUCH 10k VDD pouze poslední řádek a umožňuje stisknout tlačítka T1 až T8 (T9 a T10 není aktivní). Při stisku daného tlačítka se slovy zobrazí číslo tlačítka, které bylo stisknuto. Tlačítko 8 (T8) má navíc funkci vypínání grafické části, to znamená, že při stisku T8, zmizí nápis UREL a po stisku, kteréhokoli jiného tlačítka se opět tento nápis zobrazí. Obr. 1: Grafický displej PG240128WRF-ATA-H-Y7. Obr. 4: Displej PG240128WRF při testování dotykového panelu. (a) (b) 6 (c) Obra zek: Aplikace s graficky m displejem: (a, b) PG240128WRF-ATA-H-Y7, (c) 3,2 ( ?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item2ead465ff4). I Uka zky aplikacı s graficky mi displeji napr.: I I I I Samostatne projekty DP, Kulig DP, Marcon Stra nky pr edme tu MPOA, MMIA (dr. Povalac ) 3

17 Obsah přednášky Ovládání zobrazovacích zařízení 7segmentový displej Znakové LCD displeje Grafické displeje Zpracování analogových signálů Připomenutí Interní A/D převodník AVR Analogový komparátor u AVR Způsoby programování mikrokontrolérů

18 Připomenutí A/D převodu Převzato z materiálů semináře DSP Primer firmy Xilinx, 22. května 2011, Praha.

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29 A/D převod s pomocí AVR MCU umožňuje zpracovávat vstupní analogové signály pomocí A/D převodníku (Analog to Digital Converter) a komparátoru (Analog Comparator). ATmega16: 8kanálový, 10bitový převodník piny PA0 až PA7. Hodnota ve formě dvojkového doplňku (viz přednáška Číselné reprezentace v MPT ). Vstupní úroveň je brána bud vůči GND, případně lze převádět diferenční hodnotu dvou vstupních kanálů a to včetně nastavitelného zesílení. Minimální hodnota: 0 V. Maximální hodnota: napětí referenčního napětí V REF. A/D převodník může pracovat z několika režimech: jednoduchý převod (Single Conversion). Převede se hodnota jediného vzorku, poté je převod zastaven, automatické spouštění (Auto Triggering). Speciální událost (např. externí přerušení, změna hodnoty komparátoru, přetečení časovače, komparace časovače/čítače,...) může zahájit A/D převod. Převod je zahájen náběžnou hranou vybraného signálu; pokud přijde nová náběžná hrana a převod není dokončen, pak je ignorována. (Umožňuje zahájení převodu v konstantních intervalech.), tzv. volný běh (Free Running). Převod je prováděn neustále jeden je ukončen, druhý spuštěn. Po dokončení A/D převodu je výsledek zapsán do datových registrů A/D převodníku, tj. do ADCH:L; možnost generovat přerušení viz vektory přerušení.

30 Figure 98. Analog to Digital Converter Block Schematic Blokové schéma A/D převodníku ADC CONVERSION COMPLETE IRQ ADTS[2:0] INTERRUPT FLAGS 8-BIT DATA BUS REFS1 ADC MULTIPLEXER SELECT (ADMUX) REFS0 ADLAR MUX4 MUX3 MUX2 MUX1 MUX0 ADEN ADIE ADC CTRL. & STATUS REGISTER (ADCSRA) ADSC ADATE ADIF ADIF ADPS2 ADPS1 ADPS ADC DATA REGISTER (ADCH/ADCL) TRIGGER SELECT ADC[9:0] MUX DECODER AVCC CHANNEL SELECTION GAIN SELECTION PRESCALER START CONVERSION LOGIC AREF INTERNAL 2.56V REFERENCE 10-BIT DAC SAMPLE & HOLD COMPARATOR - + GND BANDGAP REFERENCE ADC7 ADC6 SINGLE ENDED / DIFFERENTIAL SELECTION ADC5 ADC4 POS. INPUT MUX ADC MULTIPLEXER OUTPUT ADC3 ADC2 ADC1 + - GAIN AMPLIFIER ADC0 NEG. INPUT MUX

31 Časování A/D převodníku ATmega16 interní A/D převodník potřebuje pro 10bitový převod hodinový signál o frekvenci od 50 khz do 200 khz: řídicí frekvence může být větší, pokud je postačující nižší rozlišení než 10bitové, A/D převodník obsahuje předděličku (2, 4, 8, 16, 32, 64, 128) ke generování vhodné frekvence, odvozené od frekvence hodinového signálu jádra MCU (f CPU ). Doba dokončení A/D převodu závisí na zvoleném režimu, přičemž převod první hodnoty trvá déle než všechny následující inicializace vnitřních obvodů jednotky. Celková doba převodu se skládá z doby navzorkování a samotného převodu.

32 209 sion completes, while ADSC remains high. For a summary of conversion times, see Table 81. Doba trvání A/D převodu Figure 101. ADC Timing Diagram, First Conversion (Single Conversion Mode) First Conversion Next Conversion Cycle Number ADC Clock ADEN ADSC ADIF ADCH ADCL MSB of Result LSB of Result MUX and REFS Update Sample & Hold Conversion Complete MUX and REFS Update Obrázek: Doba převodu prvního vzorku. Navzorkování prvního vzorku vstupního signálu (sample & hold) trvá 13,5 A/D cyklů. Dokončení prvního převodu včetně inicializace analogových obvodů trvá 25 hodinových cyklů A/D převodníku (frekvence khz).

33 Doba trvání A/D převodu Figure 102. ADC Timing Diagram, Single Conversion One Conversion Next Conversion Cycle Number ADC Clock ADSC ADIF ADCH ADCL MSB of Result LSB of Result Sample & Hold MUX and REFS Update Conversion Complete MUX and REFS Update Figure 103. ADC Obrázek: Timing Doba Diagram, převodu Auto druhého Triggered a Conversion následujících vzorků. One Conversion Next Conversion Cycle Number Navzorkování ostatních vzorků trvá jen 1,5 cyklů. ADC Clock Dokončení Trigger převodu ostatních vzorků trvá jen 13 cyklů. Source Maximální vzorkovací frekvence jednoho kanálu je tak: ADATE 3,8 ksps při min. frekvenci f ADCmin = 50 khz a ADIF 15,3 ksps při max. f ADCmax = 200 khz. ADCH MSB of Result ADCL LSB of Result Sample & Hold Conversion Prescaler

34 Vyjádření výsledku A/D převodu nbitový jednoduchý A/D převod konvertuje vstupní napětí lineálně mezi GND a V REF v 2 n krocích (tj. hladiny 0 až 2 n 1). Tzv. jednoduchý převod: ADCH:L = V IN V REF (2 n 1) (1) V IN : převáděná hodnota napětí na zvoleném vstupním pinu, V REF : zvolené referenční napětí. Diferenční převod: ADCH:L = V POS V NEG V REF (2 n 1 1) GAIN (2) V POS : napětí na neinvertujícím vstupním pinu, V NEG : napětí na invertujícím vstupním pinu (viz blokové schéma A/D převodníku), GAIN: zvolené zesílení, Výsledek ve dvojkovém doplňku (10 bitů, tj. od 512 do +511).

35 Výběr signálů pro A/D převod viz blokové schéma ADC Lze vybrat různé vstupní a referenční signály pro převod. Volby referenčního napětí: externí napětí na pinu AREF, úroveň napájecího napětí, vnitřní zdroj reference 2,56 V. Volby vstupních kanálů: individuální vstupy na pinech PA7:0 (ADC7:0), některé předvolené kombinace dvou vstupních kanálů se zesílením 1, 10, 100 nebo 200 (viz katalogový list ATmega16). Jednotlivé kanály nelze převádět paralelně vždy je potřeba vybrat jediný vstupní signál (prostřednictvím řídicích registrů). Po dokončení jednoho převodu (využití přerušení): změnit vstupní kanál a zahájit převod na následujícím kanále; viz Ukázka programu pro AVR na konci prezentace REFS1REFS0ADLARMUX4 MUX3 MUX2 MUX1 MUX0 ADMUX Obrázek: Struktura kontrolního registru ADMUX (ADC Multiplexer Selection Register) ADEN ADSCADATE ADIF ADIE ADPS2ADPS1ADPS0 ADCSRA Obrázek: Struktura kontrolního registru ADCSRA (ADC Control and Status Register A).

36 Příklad užití A/D převodu Příklad Jakou hodnotu obsahuje registrový pár ADCH:L, je-li nastaven diferenční převod vstupů ADC3 = 300 mv a ADC2 = 500 mv, zesílení GAIN = 10 a vnitřní zdroj referenčního napětí V REF = 2,56 V? Řešení ADCH:L = V POS V NEG V REF (2 n 1 1) GAIN ADCH:L = 0,3 0,5 2,56 (511) = 0x271 (viz dvojkový doplněk)

37 Analogový komparátor u AVR Analogový komparátor porovnává neinvertovaný vstup AIN0 s invertovaným AIN1 og Comparator (u ATmega16 The Analog piny Comparator PB2, compares PB3). the input values on the positive pin AIN0 and negative pin AIN1. When the voltage on the positive pin AIN0 is higher than the voltage on Pokud je the úroveň negative pin napětí AIN1, AIN0 the Analog > Comparator AIN1, výstup Output, komparátoru ACO, is set. The ACO=1 comparator s (Analog Comparator output can Output). be set to (Synchronizace trigger the Timer/Counter1 výstupu Input Capture komparátoru function. In aaddition, ACO bitu the trvá comparator can trigger a separate interrupt, exclusive to the Analog Comparator. The 1 2 cykly.) user can select Interrupt triggering on comparator output rise, fall or toggle. A block diagram of the comparator and its surrounding logic is shown in Figure 97. Může být generováno přerušení při překlopení komparátoru z 1 0, 0 1, nebo při libovolné změně. Figure 97. Analog Comparator Block Diagram (2) BANDGAP REFERENCE ACBG ACME ADEN ADC MULTIPLEXER OUTPUT (1) Notes: 1. See Table 80 on page Refer to Figure 1 on page 2 and Table 25 on page 58 for Analog Comparator pin placement.

38 Porovnávané signály Analogový komparátor umožňuje kromě porovnávání dvou vstupních signálů z pinů PB2 (AIN0) a PB3 (AIN1), připojení ještě jiných signálů (hodnot). Neinvertovaný vstup: externí signál z pinu PB2 nebo, vnitřní zdroj napět ové úrovně o velikosti 1,23 V. Invertovaný vstup: externí signál z pinu PB3 nebo, libovolný vstupní kanál A/D převodníku, tj. signály z pinů PA7:0 (ADC7:0). (Konkrétní vstup nastavuje multiplexer A/D převodníku.) Příklad Navrhněte obvodové zapojení aplikace, kontrolující napětí na napájecí baterii. Pokles necht je signalizován blikající LED diodou. Nakreslete vývojový diagram této aplikace.

39 Příklad užití analogového komparátoru Monitorování stavu napájecí baterie pomocí komparátoru. Jestliže AIN1>AIN0, výstup komparátoru = 0, LED1 bliká. Nastavení odporových děličů: AIN1 = R3 R3+R1 5V, AIN1 = 38 5V = 2, 2V, AIN0 = R4 R4+R2 V BAT, AIN0 = V BAT, min. napětí baterie V BATmin = 6V. Obsluha přerušení ANA COMP vect: vypnutí komparátoru, zahájení blikání LED1 pomocí č/č 0,... Obrázek: Aplikace, kontrolující napětí na napájecí baterii.

40 Obsah přednášky Ovládání zobrazovacích zařízení 7segmentový displej Znakové LCD displeje Grafické displeje Zpracování analogových signálů Připomenutí Interní A/D převodník AVR Analogový komparátor u AVR Způsoby programování mikrokontrolérů

41 Způsoby programování mikrokontrolérů Programování, nebo tzv. download mikrokontrolérů znamená nakopírování vytvořené aplikace (nejčastěji ve formátu Intel HEX) do programové paměti (Flash) mikrokontroléru. (Programátory umožňují také načtení, verifikaci a smazání paměti.) Základní způsoby downloadu: paralelní programování, rozhraní JTAG (umožňuje také ladění aplikace v cílovém MCU), sériové programování (ISP In-System Programming) pomocí SPI rozhraní (viz Sériová komunikace). Paralelní programování: nutný větší počet vodičů. Zpravidla pomocí externího programátoru vyjmutí mikrokontroléru ze systému, což je komplikované, krkolomné, někdy nemožné, rychlost downloadu je velká.

42 Se riove programova nı v syste mu I Se riove programova nı v syste mu (ISP: In-System Programming): I I I I I I Obra zek: Pr ipojenı se riove ho programova nı. obsahujı vs echny mikrokontrole ry, nenı nutne vyjı mat mikrokontrole r ze syste mu, neposkytuje moz nost lade nı aplikace, vyuz ı va se komunikace po se riove m rozhranı SPI (Serial Peripheral Interface); viz pr edna s ka Se riove komunikace v MPT, SPI je duplexnı, synchronnı pr enos pomocı c tyr vodic u : SCK (hod. signa l), MOSI (Master Out Slave In), MISO (Master In Slave Out), SS (Slave Select). Lze programovat programovou a EEPROM pame t. Hodnota na pinu RESET je pr ipojena na GND (na rozdı l od paralelnı ho programova nı ). Pozn.: V laborator i: AVRISP mkii od Atmel. Obra zek: ISP programa tor BiProg pro Atmel, dr. Povalac,

43 Zdroje informací VÁŇA, V. Mikrokontroléry ATMEL AVR; popis procesorů a instrukční soubor. Ben technická literatura, Praha, 2003, ISBN Atmel Corporation. Atmel Microcontrollers, (září 2013).