81 matches
-
periferice ale sistemelor embedded.................................. 81 4.1. Tehnici de accesare a dispozitivelor periferice............................... 81 4.2. Liniile digitale de I/ O............................................ .......................... 83 4.3. Module timer ............................................... ................................... 90 4.4. Convertoare AD și DA ............................................... .................... 98 4.5. Circuite de comandă a afișoarelor cu cristale lichide ................... 108 4.6. Module de comunicație serială asincronă..................................... 119 4.7. Interfața de programare și depanare în circuit .............................. 125 5. Alimentarea cu energie electrică a sistemelor embedded .................... 127 5.1. Alimentarea de la rețeaua electrică...................................... ........ 127 5.2
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
100 de terminale, prețul scăzut, capabilitatea mare de curent (20mA per pină a porturilor I/O, existența unei game largi de programatoare ieftine, multitudinea de periferice integrate (timere, convertoare AD și DA, interfețe de comunicație seriale, CAN, LIN, USB, comanda afișoarelor LCDĂ. Un alt avantaj este existența variantelor cu gamă extinsă de temperatură, -40...125oC, pentru aplicații în industria automobilului. Microcontrolerele Microchip sunt împărțite pe mai multe familii, în funcție de aplicația Țintă -: PIC10, PIC12 și PCI16 pentru aplicații simple, sunt microcontrolere având
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
codului la schimbarea dispozitivului în cadrul familiei. Dispozitivele oferă o gamă largă de periferice integrate, ce justifică abrevierea ce dă numele familiei - Mixed Signal Processor(convertoare AD și DA, timere, interfețe de comunicație seriale, porturi I/O, circuite de comandă a afișoarelor LCD, circuite supervizoare ale tensiunii de alimentare, comparatoare, module dedicate anumitor aplicații de metrologie). Câteva din caracteristicile importante ale acestei familii sunt: -arhitectură cu set restrâns de instrucțiuni pe 16 biți optimizată pentru programare în limbaj de nivel înalt și
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
-multiplicator hardware pe 16 biți; -6 porturi de intrare-ieșire pe 8 biți; -circuit watchdog de supervizare a funcționării procesorului; În figura 2.51 se prezintă structura unui dispozitiv cu set bogat de periferice integrate și capabilități de comandă directă a afișoarelor LCD cu maxim 160 de segmente și 4 linii comune, MSP430F449. Figura 2.51 Structura unui microcontroler (MSP430F449) cu posibilități de comandă a afișoarelor LCD Printre avantaje pot fi menționate consumul redus, calitatea perifericelor integrate, ușurința în programarea în limbajul
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
prezintă structura unui dispozitiv cu set bogat de periferice integrate și capabilități de comandă directă a afișoarelor LCD cu maxim 160 de segmente și 4 linii comune, MSP430F449. Figura 2.51 Structura unui microcontroler (MSP430F449) cu posibilități de comandă a afișoarelor LCD Printre avantaje pot fi menționate consumul redus, calitatea perifericelor integrate, ușurința în programarea în limbajul C, documentația detaliată și modulele ieftine de dezvoltare și programare. Dezavantajele acestor dispozitive sunt viteza mai scăzută (maxim 16MIPS) și calitatea ceva mai scăzută
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
ale unui sistem embedded Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 84 folosite la comanda unor dispozitive cu funcții similare se poate utiliza tehnica multiplexării. Un exemplu des întâlnit în practică este multiplexarea led-urilor afișoarelor de diferite tipuri (cu șapte segmente sau matricealeă, după cum se prezintă în figura 4.5: Figura 4.5 Multiplexarea led-urilor comadate de pini de ieșire ai sistemului embedded Pinii de intrare se folosesc uzual pentru citirea stării unor linii
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
ADC10 prin modificarea unor biți de control din registrele ADC10CTL0 și ADC10CTL1 se poate face doar dacă bitul ENC este zero. Bitul ENC trebuie setat înainte de a face orice tip de conversie de date. 4.5. Circuite de comandă a afișoarelor cu cristale lichide Afișoarele cu cristale lichide utilizează mult mai puțină energie decât cele cu diode electroluminiscente și se pretează pentru aplicațiile de consum redus - dispozitive portabile alimentate de la baterii sau acumulatori. Dispozitivele cu cristale lichide nu emit lumină ci
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
biți de control din registrele ADC10CTL0 și ADC10CTL1 se poate face doar dacă bitul ENC este zero. Bitul ENC trebuie setat înainte de a face orice tip de conversie de date. 4.5. Circuite de comandă a afișoarelor cu cristale lichide Afișoarele cu cristale lichide utilizează mult mai puțină energie decât cele cu diode electroluminiscente și se pretează pentru aplicațiile de consum redus - dispozitive portabile alimentate de la baterii sau acumulatori. Dispozitivele cu cristale lichide nu emit lumină ci controlează intensitatea luminii reflectate
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
de obicei un ansamblu de LED-uri, pentru a putea fi utilizat în medii întunecate, ceea ce crește semnificativ consumul sistemului și poate face ca în anumite condiții un afișor cu LED-uri să consume mai puțin. Există trei categorii de afișoare sau module cu cristale lichide, clasificate în funcție de posibilitățile de afișare oferite și de gradul de integrare a electronicii de suport. Afișoare LCD cu segmente: sunt cele mai simple, nu au electronică integrată și trebuie comandate de circuite integrate specializate sau
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
poate face ca în anumite condiții un afișor cu LED-uri să consume mai puțin. Există trei categorii de afișoare sau module cu cristale lichide, clasificate în funcție de posibilitățile de afișare oferite și de gradul de integrare a electronicii de suport. Afișoare LCD cu segmente: sunt cele mai simple, nu au electronică integrată și trebuie comandate de circuite integrate specializate sau de module special integrate în microcontrolere. Prin segment nu se înțelege doar o porțiune dintr-o linie dreaptă, ci unitatea de
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
comandate de circuite integrate specializate sau de module special integrate în microcontrolere. Prin segment nu se înțelege doar o porțiune dintr-o linie dreaptă, ci unitatea de afișare elementară ce poate fi comandată individual. Exemple de astfel de dispozitive sunt afișoarele LCD numerice cu șapte segmente întâlnite în ceasuri, aparate de măsură sau alte aplicații portabile simple. Prin adăugarea de segmente fiecărui digit în parte se pot afișa toate caracterele alfanumerice; segmentele individuale pot avea orice formă dorită inclusiv simboluri speciale
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
alte aplicații portabile simple. Prin adăugarea de segmente fiecărui digit în parte se pot afișa toate caracterele alfanumerice; segmentele individuale pot avea orice formă dorită inclusiv simboluri speciale - bară de progres, antenă, baterie, plic etc., conform cerințelor aplicației. Producătorii de afișoare LCD oferă servicii de realizare de dispozitive dedicate aplicației, conform cerințelor clientului. Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 109 Figura 4.32 Structura unui afișor LCD Figura 4.32 prezintă structura constructivă de bază
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
utilizare, este umbrit de numărul mare de pini necesar pentru afișarea multor segmente (N+1 piniă. Reducerea numărului de pini necesari se face prin multiplexare, care presupune existența unui număr mai mare de electrozi comuni COMx - 2, 3, 4 la afișoarele simple și chiar mai mulți (16 plane comuneă la afișoarele alfanumerice și grafice complexe ([46]Ă. Relația dintre numărul de segmente ce pot fi afișate individual N și numărul de pini de segment N SEG și de plane comune N COM este
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
afișarea multor segmente (N+1 piniă. Reducerea numărului de pini necesari se face prin multiplexare, care presupune existența unui număr mai mare de electrozi comuni COMx - 2, 3, 4 la afișoarele simple și chiar mai mulți (16 plane comuneă la afișoarele alfanumerice și grafice complexe ([46]Ă. Relația dintre numărul de segmente ce pot fi afișate individual N și numărul de pini de segment N SEG și de plane comune N COM este COMPINICOM NNNN (10Ă iar 24 2 max PINI COM PINI
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
de segmente de afișat este impus, este necesar un număr total de pini ai afișorului: COM COM PINI N N N N (12Ă NNpentruN N N N COMCOM COM PINI min (13Ă Procesul de multiplexare este mai complex în cazul afișoarelor cu cristale lichide față de multiplexarea afișoarelor cu LED-uri, de exemplu, din cauza cerinței păstrării în permanență a unei componente continue nule a tensiunii pe fiecare segment, ceea ce determină utilizarea unor forme de undă complexe atât pentru electrozii comuni, cât și
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
este necesar un număr total de pini ai afișorului: COM COM PINI N N N N (12Ă NNpentruN N N N COMCOM COM PINI min (13Ă Procesul de multiplexare este mai complex în cazul afișoarelor cu cristale lichide față de multiplexarea afișoarelor cu LED-uri, de exemplu, din cauza cerinței păstrării în permanență a unei componente continue nule a tensiunii pe fiecare segment, ceea ce determină utilizarea unor forme de undă complexe atât pentru electrozii comuni, cât și pentru semnalele de segment. În continuare
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
și mai mult forma semnalelor ce trebuie aplicate afișorului cu cristale lichide, după cum se observă în figura 4.34: Figura 4.34 Multiplexare cu patru linii comune a unui afișor LCD Generarea unor forme de undă complexe necesare controlării unor afișoare cu cristale lichide cu multiplexare necesită cipuri specializate sau module dedicate acestei funcțiuni integrate în microcontroler. Un exemplu de astfel de modul integrat de comandă a până la 160 de segmente LCD și multiplexare până la 4:1 este cel din microcontrolerele
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
LCD și multiplexare până la 4:1 este cel din microcontrolerele familiei Texas Instruments MSP430F4XX, prezentat Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 113 în figura 4.35. Figura 4.35 Modul integrat de comandă a afișoarelor LCD cu segmente Structura este tipică, cu generator de forme de undă, multiplexor analogic cu generarea tensiunilor neutre pentru electrozii comuni, circuite de control a segmentelor, memorie de afișare și multiplexoare de segmente. Memoria de afișare este un tablou de
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
care fiecare bit reprezintă un segment, deci pot fi controlate maxim 20x8=160 de segmente. Circuitul oferă 40 de linii de segment S0..S39 și 4 linii comune COM0..COM3, ceea ce înseamnă că pot fi controlate 40 de segmente la afișoare statice, 80 la LCD-uri cu multiplexare 2:1, 120 la multiplexare 3:1 și 160 în cazul folosirii unor afișoare cu multiplexare 4:1. Elementul central al modulului integrat pentru comanda afișoarelor LCD Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
segment S0..S39 și 4 linii comune COM0..COM3, ceea ce înseamnă că pot fi controlate 40 de segmente la afișoare statice, 80 la LCD-uri cu multiplexare 2:1, 120 la multiplexare 3:1 și 160 în cazul folosirii unor afișoare cu multiplexare 4:1. Elementul central al modulului integrat pentru comanda afișoarelor LCD Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 114 este memoria de afișare sau memoria de segmente, organizată pe linii și pe coloane
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
pot fi controlate 40 de segmente la afișoare statice, 80 la LCD-uri cu multiplexare 2:1, 120 la multiplexare 3:1 și 160 în cazul folosirii unor afișoare cu multiplexare 4:1. Elementul central al modulului integrat pentru comanda afișoarelor LCD Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 114 este memoria de afișare sau memoria de segmente, organizată pe linii și pe coloane conform figurii 4.36. Figura 4.36 Harta memoriei de afișare la
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
și pe coloane conform figurii 4.36. Figura 4.36 Harta memoriei de afișare la modulul LCD din microcontrolere din familia MSP430F4XX În funcție de tipul de afișor folosit și configurat, anumite coloane din această memorie pot fi inactive. De exemplu, la afișoare LCD statice, au relevanță doar coloanele corespunzătoare biților 4 și 0, deci a patra și a opta coloană. Setarea unui bit în aceste coloane determină activarea segmentului LCD conectat la linia comună corespunzătoare coloanei și la linia de segment corespunzătoare
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
S1. Reciproc, pentru activarea segmentului S33 COM0, trebuie scrisă în locația LCDMEM[16] (corespunzătoare lui S33-S32Ă valoarea 0x10, corespunzătoare lui COM0 și segment impar. Afișarea caracterelor alfanumerice se face prin activarea combinată a segmentelor individuale. Realizarea programelor de comandă a afișoarelor cu cristale lichide necesită consultarea simultană a 3 documente - ghidul de utilizare a familiei de microcontrolere, dispunerea segmentelor și a pinilor afișorului LCD, și schema de conectare a afișorului LCD la microcontroler. Procesul este destul de laborios și necesită foarte multă
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
segment este activat cu fiecare bit util din memoria de afișare și astfel se poate face programarea microcontrolerului pentru afișarea diferitelor informații pe dispozitivul LCD. Dacă configurarea modului de multiplexare, a rezistențelor divizorului de tensiune pentru generarea pragurilor intermediare (la afișoare cu multiplexareă și a frecvenței generatorului de timp nu ridică probleme deosebite, exemplele oferite de Texas Instruments fiind elocvente, o atenție deosebită trebuie acordată activării pinilor de segment. La anumite microcontrolere din familia MSP430F4XX, semnalele de segment și de linie
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
LCDPx=1, pinii segmentelor S0...S15 sunt selectați în mod de funcționare LCD; pentru LCDPx>1, se selectează segmente în grupe de câte 4 pini, adică LCDPx=2 selectează S0...S19, LCDPx=3 selectează S0 .... S23 și așa mai departe. Afișoare LCD alfanumerice (la nivel de caracteră se realizează pe baza unei arii de puncte împărțite pe grupuri ce reprezintă caracterele, dispuse de obicei în 1- 4 rânduri a 8-72 caractere. Fiecare caracter se reprezintă prin un grup de 5x8 sau
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]