Микропроцессорная системы отображения информации (стр. 5 из 9)
Для выбора ОЗУ нужно на элемент "3-И-НЕ" подать инвертированный сигнал с линии A12, неинвертированный сигнал с линии A11 и сигнал с элемента "3-И".
Рисунок 10 – Принципиальная схема селектора адреса.
Для выбора ПККИ нужно на элемент "3-И-НЕ" подать неинвертированный сигнал с линии A12, инвертированный сигнал с линии A11 и сигнал с элемента "3-И".
Таким образом, для конструирования селектора адреса потребуется 5 инверторов, 1 элемент "3-И" и 3 элемента "3-И-НЕ".
Поэтому выбираем следующие микросхемы:
К555ЛН1 – 6 инверторов;
К555ЛИ3 – 3 элемента "3-И";
К155ЛА4 – 3 элемента "3-И-НЕ".
Рассчитаем принципиальной схемы устройства ввода. Для ввода данных в устройстве отображения информации используется клавиатура. Клавиатура представляет собой набор клавиш. Каждая клавиша состоит из микропереключателя, кнопки и возвратно-пружинного механизма. Кнопка предназначена для удобства работы с клавиатурой, а также для придания клавиатуре эстетического вида.
| 1000 |
В качестве микропереключателя используется командная кнопка КН-1, которая имеет следующие параметры:
| 1000 0,01 50 1,5 15000 40 12 12 |
-сопротивление изоляции, МОм, не менее 1000
-электрическая прочность изоляции при нормальных
климатических условиях, В 100
-сопротивление электрических контактов, Ом, не более 0,01
-коммутируемое напряжение, В 50
-коммутируемый ток, А 1,5
-износостойкость, циклов коммутации 15000
-масса, г 40
-высота, мм 12
-ширина, мм 12
Для осуществления функций ввода информации в систему с помощью клавиатуры используем программируемый контроллер клавиатуры и индикации (ПККИ) К580ВВ79.
К580ВВ79 - программируемое интерфейсное устройство, предназначенное для ввода и вывода информации в системах, выполненных на основе микропроцессоров К580ВМ80А. Микросхема состоит из двух функционально автономных частей: клавиатурной и дисплейной.
Клавиатурная часть обеспечивает ввод информации в микросхему через "линии возврата" RET7 - - RET0 с клавиатуры, имеющей объем матрицы 8x8 разрядов. Кроме того, в ней предусмотрен специальный режим обнаружения ошибок при замыкании двух и более клавиш, а также введена схема устранения дребезга при замыкании - размыкании клавиши.
Входную линию выбора микросхемы CS подключим к линии выбора ПККИ селектора адреса, линии С и SR - к соответствующим выходам тактового генератора. Двунаправленные линии данных DO - D7 контроллера подсоединим к линиям шины данных, входную линию адреса АО - к одноименной линии ША, а входные линии чтения RD и записи WR - к линиям ШУ RDIO и WRIO, соответственно. Сигнал СО/STB используется для того, чтобы содержимое входов RET7 RET0 записывалось в буферные схемы клавиатуры по стробирующим импульсам. Данный вход заземляется.
Поскольку данное устройство будет работать без прерываний, то выходная линия INT не используется.
Входной сигнал SH предназначен для выбора верхнего или нижнего регистра вводимых символов, но поскольку в системе символы фиксированы, то выход SH не используется и заземляется.
Для сканирования матрицы клавиатуры используются линии сканирования ПККИ S3 - SO. Подключим эти линии ко входам дешифратора для того, чтобы преобразовать код с выхода этих линий в позиционный код. В качестве дешифратора используем микросхему К555ИД7. Это высокоскоростной дешифратор - де-мультиплексор, преобразующий двоичный код, поступающий на его входы в напряжение низкого логического уровня, появляющееся на одном из его выходов. Дешифратор имеет трехвходовый логический элемент разрешения ЕЗ-Е1, при этом, дешифрация происходит, когда на входах Е1 и Е2 напряжение низкого уровня, а на выходе ЕЗ - высокого. Поэтому входные линии Е1 и Е2 заземляются, а ЕЗ - подключается к шине питания ипит = +5 В через резистор.
Микросхема имеет следующие параметры:
- минимальное напряжение высокого уровня U двх = 2,4 В,
- максимальный входной ток I двх = 0,04 мА.
Приведем таблицу истинности дешифратора К555ИД7 (таблица 4),
Таблица 4 - Таблица истинности дешифратора К555ИД7
| E1 | E2 | E3 | DI0 | DI1 | DI2 | DO0 | DO1 | DO2 | DO3 | DO4 | DO5 | DO6 | DO7 |
| 1 | X | X | X | X | X | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| X | 1 | X | X | X | X | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| X | X | 0 | X | X | X | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
Сопротивление Rl найдем из следующих соображений: верхним пределом сопротивления является значение, которое обеспечивает на входе микросхемы минимальное напряжение высокого уровня Uдвх при максимальном входном токе 1'двх; минимальное же значение определяется ограничением значения входного тока. Поэтому максимальное значение сопротивления R1 найдем по формуле:
. (6)Тогда:
кОм.Минимальное значение сопротивления определится следующим образом: примем, что на этом сопротивлении падает напряжение, равное 0,5 % от напряжения питания, тогда:
.Поэтому:
Ом.Таким образом, значение сопротивления резистора лежит в пределах от 625 Ом до 65 кОм.
Выбор элементов производим из стандартного ряда Е 24. Выбираем R1=1 кОм.
Мощность рассеяния сопротивления R вычисляется по формуле:
.Тогда мощность рассеивания R1 равно:
мкВт.Выходные линии дешифратора, формирующие сигналы сканирования, подключим к столбцам матрицы клавиш. Сигналы со строк матрицы подадим на линии возврата RET7 — RET0 контроллера клавиатуры.
Рассчитаем частоту сканирования одной клавиши клавиатуры, учитывая, что частота синхронизации МП /с = 2 МГц.
При программировании синхронизации ПККИ максимально выставляемый коэффициент деления равен Кпкки= 31. Тогда частота синхронизации ПККИ составит:
, 
Гц.Клавиатура содержит 48 клавиш, следовательно, частота сканирования одной клавиши:
И время сканирования клавиши:
Это значительно больше минимального значения составляющего 80 мкс.
При нажатии клавиши в ходе сканирования ПККИ выдает на шину данных код клавиши в следующем формате:
Таблица 5 – код клавиш.
 | SH | Номер строки (SCAN) | Номер столбца (RET) | ||||
| D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 |
Номер строки SCAN и номер столбца RET представляют собой двоичное число. Биты SH и
у нас не используются.Составим таблицу кодировки клавиатуры. Клавиатура имеет размер 6х8, неиспользуемые строки в таблицу 6 не вносятся.
Клавиши на клавиатуре располагаются в соответствии с таблицей 6. Как упоминалось выше код клавиши в формате ПККИ обрабатывается процессором и на шину данных выставляется уже код в КОИ – 7.
Таблица 6 – коды клавиш.
| SCAN/RET | 000 | 001 | 010 | 011 | 100 | 101 | 110 | 111 |
| 000 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 001 | 9 | 0 | / | Ц | У | К | Е | ВК |
| 010 | Н | Г | Ш | Щ | З | Х | Ъ | - |
| 011 | Ф | Ы | В | А | П | Р | О | - |
| 100 | Я | Ч | С | М | И | Т | Ь | SP |
| 101 | Л | Д | Ж | Э | Б | Ю |
Клавиши на клавиатуре располагаются в соответствии с этой таблицей. Как упоминалось выше код клавиши в формате ПККИ обрабатывается процессором и на шину данных выставляется уже код в КОИ – 7. Обработка процессором кода ПККИ заключается в обращении к встроенной в ПЗУ таблице соответствия кода ПККИ коду КОИ – 7. Т.е. ПЗУ практически переводит код символа из одного формата в другой. Причем по кодам функциональных клавиш содержатся в адреса подпрограмм обработчиков в ПЗУ. Иначе говоря скажем при нажатии пользователем клавиши ПККИ выдает на ШД байт данных, который соответствует этой клавиши. Микропроцессор прибавляет к этому числу какое то число являющееся коэффициентом перевода числа в адрес ПЗУ, по этому адресу записан код клавиши в КОИ – 7, который и выставляется на шину данных. Далее микропроцессор проверяет, не адрес ли это и если нет как в нашем случае, пересылает код клавиши дисплейной части ПККИ в ОЗУ. Иначе дело происходит при нажатии на функциональную клавишу. Действия происходят практически аналогично, но только в ПЗУ прописан адрес подпрограммы обработчика и микропроцессор определяя, что это адрес начинает выполнять подпрограмму обработчик. Таблица должна содержаться в ПЗУ после программы, поместим ее на самый верх доступной памяти, размер таблицы составляет 48 байт составим таблицу соответствия которая будет записана в ПЗУ, причем поместим ее на самый верх доступной области ПЗУ чтобы избежать ее пересечения с программой. Самый доступный верхний адрес ПЗУ 07FFh отнимем от него последний адрес таблицы 2Fh (101111) (точка) и узнаем, коэффициент пересчета, чтобы получить адрес записанного в таблице элемента (символа). FFh – 2Fh = D0h. Т.е. должно прибавляться число D0h. Составим таблицу на основании этого таблицу 7.