Microsisteme cu microprocesoare și microcontrolere

TEMA PROIECT AN EA3 Sem.2 2019-2020

Microcontrolere 2

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 8255, frecvența semnalului de ceas aplicat fiind 22 MHz.

Microsistemul va conține 16 kocteți memorie ROM, de tip 2764 / 8k x 8 respectiv intern kocteți memorie RAM de tip intern.

Microsistemul va conține circuit(e) port paralel de tip 8255, respectiv circuit timer de tip intern.

Microsistemul va gestiona o tastatură cu 24 taste și un afișaj matriceal cu 4x4 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 curgator (deplasare la stanga), 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 0,6 sec și factor de umplere 1/2.

In modul funcționare propriu-zisă, informatia numerica va fi afisata pe celulele LED, deplasarea textului la stanga facandu-se cu viteza de 1,6caractere/secunda.

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 generala, 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).

Capitolul 1 - Proiectarea Hardware

1.1 Proiectarea structurii hardware de comandă a afișajului multiplexat:

Conform datelor de proiectare, afisajul matriceal este alcatuit din 4x4 celule led (dispuse pe 4 linii si 4 coloane), avand terminalul comun de tip Catod comun, ledurile avand lumina verde.

Dispunerea ledurilor într-o celula led de tip Catod comun este prezentata in figura urmatoare:

Figura1. Dispunerea ledurilor intr-o celula led de tip catod comun (d.p.d.v. electric)

Anozii se leaga prin intermediul unor rezistente la o tensiune pozitiva (+5V, tensiunea de alimentarea a circuitelor digitale), rezistentele avand rolul de limitare a curentului si de a prelua surplusul de tensiune pentru a nu circula direct prin leduri.

Catozii ledurilor sunt legati la masa in asa fel incat curentul sa circule de la anod la catod, intensitatea curentului fiind reglata de rezistenta R.

In Figura 2 ledurile sunt dispuse intr-o celula led astfel incat atunci cand anumite leduri sunt aprinse si celelalte sunt stinse, acestea redau forma anumitor cifre .

Figura 2

In matricea de celule LED, conexiunile se fac in modul urmator:

- toti catozii celulelor aflate pe aceeasi coloana sunt comuni (pe verticala);ei apar sub denumirea K1, K2, K3, K4.

- toti anozii celulelor aflate pe aceeasi linie (cate 7 pentru fiecare celula) sunt conectati in comun (a cu a, b cu b, s.a.m.d.), iar apoi sunt conectati la cate un circuit de conversie binar 7 segmente ;

Tehnica afișării multiplexate (afișare dinamică) este eficientă din punct de vedere al consumului de putere și al numărului circuitelor de comandă. Acesta se bazează pe efectul de integrare al ochiului uman la stimuli luminoși. Astfel, celulele de afișare se aprind pe rând cu o frecvență f≥fcritic pâlpâire (fcritic pâlpâire ≈ 47Hz reprezintă frecvența critică de pâlpâire a ochiului uman, frecvență la care senzația de lumină a celulelor care se aprind succesiv este continuă în timp).