Proiectarea cu microprocesoare

Să se proiecteze un microsistem electronic prin care se permite comanda și controlul unei tabele cu afișare numerică, de tip text curgator la stanga, folosind celule LED cu șapte segmente.

Microsistemul se va proiecta folosind un MPU/MCU de tip 8051, frecvența semnalului de ceas aplicat fiind 12 MHz.

Microsistemul va conține 6 kocteți memorie ROM, de tip 2716/2Kx8 respectiv 8 kocteți memorie RAM de tip 6216 /2Kx8.

Microsistemul va conține circuit(e) port paralel de tip intern, respectiv circuit timer de tip intern.

Microsistemul va gestiona o tastatură cu 18 taste și un afișaj matriceal cu 12/3x4 celule LED cu 7 segmente, având terminalul comun catod și culoarea green. Atât tastatura cât și afișajul vor fi comandate în tehnica multiplexată. Celulele LED cu 7 segmente vor fi asezate din punct de vedere mecanic pe o singura linie.

Tabela va dispune de un software realizat în limbaj de asamblare prin care se va permite programarea informatiei numerice care se va afisa curgător (deplasare la stânga), cu orice valori numerice, inclusiv spații goale.

Tabela va avea două moduri de lucru: programarea și funcționarea propriu-zisă.

În modul programare, va putea fi accesată orice celulă LED din tabelă care va putea fi programată cu orice valoare numerică sau spațiu liber. Celula LED cu șapte segmente care urmează să fie programată va fi iluminată intermitent (ON-OFF) cu o perioada de 0.8 sec și factor de umplere 1/2.

În modul funcționare propriu-zisă, informația numerică va fi afișată pe celulele LED, deplasarea textului la stânga făcându-se cu viteza de 3.5 caractere/secundă.

Se cer:

- Proiectul în format scris care va conține 2 mari capitole: proiectarea hardware și proiectarea software;

- Proiectarea hardware va conține demersul de proiectare pentru conectarea memoriilor, circuitelor I/O, precum și o schemă hardware generală, format min A3, cu toate circuitele utilizate și conexiunile dintre ele; va fi prezentat modul de programare a tabelei prin folosirea tastelor (manualul de utilizare);

- Proiectarea software va conține organigrame generale, organigrame detaliate, software-ul în limbaj de asamblare precum și lista (tabelul) variabilelor folosite pe parcursul proiectului, intr-un format indicat (nr.crt., denumire variabilă, descriere variabilă, mod reprezentare, valoare de inițializare, adresa de plasare în memoria RAM).

1. 1. AFIȘAJUL MULTIPLEXAT

Afișarea dinamică (multiplexată) se bazează pe efectul de integrare, adaptare a ochiului uman la stimuli luminosi. Celulele de afișare se aprind pe rând, cu o frecvență f≥f critic pâlpâie = 47Hz, care reprezintă frecvența critică de pâlpâire a ochiului uman, frecvență la care senzația de lumină a celulelor care se aprind succesiv este continuă în timp.

Aprinzând celulele mai rar, nu se va mai crea senzația de aprindere continuă. Prin aprinderea mai deasă nu va crește consumul de energie al circuitelor utilizate, întrucât tranzistoarele din componența acestora funcționează în comutație, având la saturație și la blocare tensiunea, respectiv curentul zero, puterea disipată VCE ∙IC fiind nulă. Consumul de energie apare pe durata fronturilor impulsurilor, iar o creștere a frecvenței impulsurilor are drept consecință mărirea numărului de fronturi/secundă , deci a puterii disipate de aceste circuite.

Matricea de afișare: compusă din 12 celule LED distribuite pe 3 linii si 4 coloane, fiecare celulă având conexiunea catod comun si culoare verde.

Frecvența de aprindere a coloanelor matricei este de 4∙50Hz=200Hz (adică coloanele se aprind una după cealaltă la interval de = 0,005 s = 5 ms).

T= = = 0,02s = 20ms

Notez: t = = = 5 ms - timpul în care LED-ul trebuie să fie aprins.