Современные методы и устройства отображения информации

70

Наибольшее импульсное напряжение сетки, В

27

Соединение электродов с выводами индикатора приведено в таблице 1.4.

Индикаторы устойчивы к механическим воздействиям, эксплуатация может происходить при температуре от -60° С до +70° С.

Питание катода происходит от обмотки трансформатора с выводом от средней точки. Сетки соединяют между собой, также соединяют и элементы сегменты. /11/

Таблица 1.4 - Соединение электродов матричного индикатора ИВЛМ1-5x7 с выводами

Номер вывода	Электрод
1	2
1	Катод
2	Элементы 3-й строки
3	Элементы 2-й строки
4	Сетка 2-го столбца
5	Сетка 3-го столбца
6	Элементы 1-й строки
7	Сетка 4-го столбца
8	Элементы 4-й строки
9	Катод
10	Катод, проводящий слой.
11	Элементы. 5-й строки
12	Сетка 5-го столбца
13	Элементы 7-й строки
14	Сетка 1 -го столбца.
15	Элементы 6-й строки

Зависимость яркости ВЛИ типа ИВЛМ1-5х7 от напряжений анода и сетки показана на рисунке 1.10.

Зависимость яркости от скважности при различных значениях напряжений анодов и сетки показана на рисунке 1.11.

1.12 Уточненный расчет геометрических размеров информационного поля, с учетом геометрических размеров выбранного индикатора

Конструктивно матричные ВЛИ типа ИВЛМ1-5x7 позволяют состыковать их между собой в горизонтальный ряд, но между вертикальными рядами будет определенный просвет, обусловленный наличием выводов, расположенных с двух сторон баллона. /6/

Рисунок 1.16 - Зависимость яркости ВЛИ типа ИВЛМ1-5х7 от напряжения анодов и сетки

Рисунок 1.17 - Зависимость яркости ВЛИ типа ИВЛМ1-5х7 от скважности при различных значениях напряжения анодов и сетки

Высота информационного поля Н равна:

H = 23•(h_и + h_в + h_п),

где 23 - количество строк;

h_и - высота индикатора, мм;

h_в - высота вывода, мм;

h_п - расстояние между индикаторами, необходимое для монтажа индикаторов на плату, мм.

Н = 23 • (88 + 5 + 8) = 2323 мм.

Ширина информационного ноля В составляет

В = 72•(44,6 + 10) = 3931 мм,

где 72 - количество знакомест в строке;

44,6 - ширина индикатора, мм;

ю10 - расстояние между индикаторами, мм. (Минимальное расстояние между индикаторами составляет 2 мм).

Таким образом, геометрический формат информационного поля 2,323x3,931 м.

2. Техническая часть

2.1 Структурная схема системы вывода информации на буквенно-цифровое табло

Важным вопросом является рассмотрение структуры СОИ. Разработка структурной схемы включает в себя большое количество этапов. В процессе разработки нового устройства необходимо исходить из информации о том, что уже создано. В настоящее время существует матричная газоразрядная индикаторная панель ИГП-1. Существует аналог, построенный на ВЛИ типа ИВ-25. Сейчас промышленностью налажен выпуск ВЛИ типа ИВЛМ1-5х7, который и является базовым элементом при построении табло.

Рассмотрим несколько видов структурных схем СОИ.

Структурная схема алфавитно-цифрового дисплея приведена на рисунке 2.1.

Принцип блочного построения обеспечивает возможность создания различных вариантов исполнения прибора, отличающихся параметрами первичного электропитания, интерфейсом обмена, а также пультом управления.

Для дисплея предусмотрены сменные и взаимозаменяемые пульты ввода данных (ПВД) трех типов: ПВД-01 - клавиатура пульта оператора; ПВД - 02 - клавиатура подготовки данных; ПВД-03 - клавиатура пишущей машинки. По выполняемым функциям ПВД аналогичны пультам, применяемым в устройстве отображения информации ЕС-7297 (клавиатуры ЕС-0101-1 -01, ЕС-0101-1 -02 и ЕС-0101-1-03).

Кодирование знаков, формируемых ПВД, производится по ГОСТ 19768-74 (КОИ-8) с контрольным разрядом на нечетность. При нажатии любой клавиши, за исключением регистровых клавиш и клавиши СБРОС, клавиатура самоблокируется.

Рисунок 2.1 - Структурная схема дисплея

На вход ПВД поступают следующие сигналы: разблокировки клавиатуры; включения звукового сигнала; автоматического перевода в верхний регистр (ВР) (только для ПВД-01 и ПВД-02).

С выхода ПВД на блок отображения (БО) поступают: код нажатой клавиши (9 разрядов); сигнал «Сброс»; сигнал «Верхний регистр» (ВP); сигнал «Нижний регистр» (отсутствует у ПВД-03); сигнал «Строб», определяющий достоверность кода.

Блок индикации (БИ) обеспечивает воспроизведение на экране дисплея данных как в табличной форме (алфавитно-цифровые данные), так и в виде текстовых сообщений.

В БИ входят следующие основные узлы: индикаторная панель; схема управления; источники питания.

Схемы управления БИ обеспечивают сопряжение блока индикации с блоком управления (БУ), прием от БУ координат точки на экране, осуществляют селективную выборку электродов ИП и обеспечивают режим ее работы, который задан кодом режима, поступающим от БУ.

Управление режимом работы осуществляется при помощи 3-разрядных кодов режимов «Запись точки», «Гашение точки», «Стирание экрана». Одновременно с кодом режима от БУ поступают коды координат X и Y в виде 9-разрядных кодов.

БИ выдает на БУ сигнал «Запрос режима», свидетельствующий о готовности БИ к приему информации.

БУ дисплея является устройством универсального типа и реализован на микроЭВМ.

Схема сопряжения с интерфейсом служит для электрической и логической связи дисплея с системой обработки информации.

Схемы сопряжения с микроЭВМ обеспечивают стыковку микроЭВМ с ее внешними абонентами (БИ и ПВД), вырабатывают сигналы запросов прерываний микроЭВМ при поступлении запросов на обслуживание от БИ, ПВД и других аппаратных узлов и обеспечивают сокращение времени выполнения операций редактирования.

МикроЭВМ выполняет функция обмена, преобразования и хранения информации. Внутренние ресурсы микроЭВМ, так же как ОЗУ и ПЗУ, могут быть расширены путем подсоединения к ней дополнительных модулей, входящих в состав унифицированных технических средств или разработанных с учетом интерфейсов микроЭВМ.

Рассматриваемая структура обладает определенной гибкостью, характерной для микропроцессорных систем. Она обеспечивается наличием программируемого оборудования, общих магистралей адреса и данных, а также модульностью построения, которое обеспечивает универсальность структуры как на этапе ее использования в конкретной схеме, так и при модернизации устройства. В последнем случае возможно модульное наращивание аппаратных и программных средств.

При конкретной разработке дисплея это дает возможность сопряжения устройства с различными интерфейсами простой заменой схемы интерфейса, размещенной на отдельном конструктивном модуле.

Далее рассмотрим обобщенную структурную схему СОИ, показанную на рисунке 2.2.

От источника информации (ИИ) информация поступает в СОИ через устройство интерфейса (УИ) по параллельным или последовательным каналам связи. С помощью УИ осуществляется механическое, электрическое и алгоритмическое согласование между собой выходных цепей ИИ и входных цепей СОИ. В УИ входит совокупность линий связи, устройства согласования сигналов по уровню и мощности, а также устройства формирования: сигналов, обеспечивающих заданный алгоритм обмена информацией. Стандартный интерфейс, включающий в себя аппаратную часть и программное обеспечение, определяющее алгоритм обмена информацией, играет важную роль в унификации узлов информационных систем, обеспечивающую взаимозаменяемость отдельных устройств и наращиваемость системы.

Рисунок 2.1 - Структурная схема дисплея

ИИ могут быть информационно-измерительные устройства, клавиатура ввода буквенно-цифровой информации, ЭВМ, устройства формирования фото-, кино- и телевизионных изображений и т.д.

Следует отметить, что в системах с ЭВМ возможен двусторонний обмен информацией, что позволяет организовать диалоговый режим работы. При таком режиме работы оператор с помощью специальных устройств редактирует информацию, выведенную на СОИ с ЭВМ, а затем вновь вводит ее в ЭВМ. Диалоговый режим работы широко используется в автоматизированных системах проектирования и в системах автоматизации научных исследований.

Буферное запоминающее устройство (БЗУ) служит для промежуточного хранения информации, получаемой от ИИ, что позволяет согласовать работу СОИ и ИИ по скорости, а также организовать режим регенерации изображения без обращения к ИИ. Информационная модель в БЗУ хранится в виде совокупности кодов элементов информационной модели, расположенных в той последовательности, в которой они должны располагаться на информационном ноле. Так, при формировании текстовой информационной модели в БЗУ заносятся стандартные коды знаков в последовательности, определяемой текстом.

Преобразователь кодов информационной модели (ПКИМ) осуществляет преобразование кодов элементов информационной модели, заданных алфавитом ИИ, в код, определяемый алфавитом индикатора.

Устройство адресации (УА) задает положение (адрес) элемента информационной модели на информационном поле.

Индикатор является прибором, осуществляющим непосредственное преобразование электрических сигналов в видимое изображение.

Устройство управления (УУ) осуществляет энергетические и другие преобразования сигналов с выхода ПКИМ, необходимые для управления работой индикатора. Индикатор вместе с УУ образует блок индикации, называемый также видеомонитором.

Устройство синхронизации (УС) обеспечивает синхронизацию работы всех узлов СОИ между собой и с источником информации.

На основе рассмотренных типовых структур СОИ разработаем структурную схему системы вывода информации на буквенно-цифровое табло, изображенную на рисунке 2.3.

За основу возьмем принцип блочного построения системы, который обеспечит возможность создания различных исполнений системы, отличающихся параметрами первичного электропитания, интерфейсом, обмена, а также пультом управления.

Для дальнейшей разработки имеем три основных блока: блок индикации, блок ввода данных и блок управления.

Блок ввода данных имеет клавиатуру для ввода данных в систему, панель индикации режима работы и узел звуковой сигнализации.

Блок ввода данных предусматривает также возможность использования сменных и взаимозаменяемых пультов ввода данных ПВД. На вход ПВД поступают сигналы включения звукового сигнала и сигналы отображения режима работы (РЕЖИМ). С выхода ПВД на блок управления БУ поступают код нажатой клавиши и сигнал СБРОС.

Блок индикации БИ обеспечивает воспроизведение на экране дисплея данных как в табличной форме (алфавитно-цифровые данные), так и в виде текстовых сообщений.

В БИ входят следующие основные узлы: индикаторная панель; схема управления; источники питания.

Схемы управления БИ обеспечивают сопряжение блока индикации с блоком управлений БУ, прием от БУ координат точки на экране, осуществляют селективную выборку электродов ИП и обеспечивают режим его работы, который задается БУ. БИ выдает на БУ сигнал ЗАПРОС РЕЖИМА, свидетельствующий о готовности БИ к приему информации.

Блок управления дисплея является устройством универсальным и реализован на микроЭВМ.

Схема сопряжения с микроЭВМ обеспечивает стыковку микроЭВМ с ее внешними абонентами (БИ и ПВД), вырабатывает сигналы запросов прерываний микроЭВМ при поступлении запросов на обслуживание от БИ, ПВД и других аппаратных узлов и обеспечивает сокращение времени операций редактирования.

Рисунок 2.2 - Обобщенная структурная схема СОИ

МикроЭВМ выполняет функции: обмена, преобразования и хранения информации. Внутренние ресурсы микроЭВМ, так же как ОЗУ и ПЗУ, могут быть расширены путем подсоединения к ней дополнительных модулей, входящих в состав унифицированных технических средств или разработанных с учетом интерфейсов микроЭВМ.

От ПВД информация поступает в СОИ через схему сопряжения (СС) с ЭВМ по параллельным и последовательным каналам связи. С помощью СС осуществляется механическое, электрическое и алгоритмическое согласование между собой выходных цепей ПВД и входных цепей СОИ. В СС входят совокупность линий связи, устройства согласования сигналов по уровню и мощности, а также устройства формирования управляющих сигналов, обеспечивающих заданный алгоритм обмена информацией.

Буферное запоминающее устройство (БЗУ) служит для промежуточного хранения информации, получаемой от ПВД, что позволяет согласовать работу СОИ и ПВД по скорости, а также организовать режим регенерации изображения без обращения к ПВД. Информационная модель в БЗУ хранится в виде совокупности кодов элементов информационной модели, расположенных в той последовательности, в которой они должны располагаться на информационном поле.

Преобразователь кодов информационной модели (ПКИМ) осуществляет преобразование кодов элементов информационной модели, заданных, алфавитом ПВД, в код, определяемый алфавитом индикатора.

Устройство адресации (УА) задает положение (А) элемента информационной модели на информационном поле.

Устройство синхронизации (УС) обеспечивает синхронизацию работы всех узлов СОИ между собой и с ПВД.

Рассматриваемая структура обладает определенной гибкостью. Она обеспечивается наличием программируемого оборудования, общих магистралей адреса и данных, а также модульностью построения, которое обеспечивает универсальность структуры как на этапе ее использования в конкретной схеме, так и при модернизации устройства.

2.2 Функциональная схема системы отображения информации

индикатор цифровой табло алгоритм программный

На основе выбранной структурной схемы разработаем функциональную схему, где более подробно рассмотрим отдельные блоки (рисунок 2.4).

В качестве микроЭВМ выберем БИС КМ1816ВЕ48, выполняющую функции обмена, преобразования и хранения информации.

Данные о нажатой клавише через порт ввода, в качестве которого выбран контроллер ППА КР580ВВ55А, поступают в микроЭВМ. На панели ввода данных предусмотрена индикация режима работы и узел звуковой сигнализации для удобства работы оператора.

МикроЭВМ обрабатывает полученную информацию и через буферный регистр выдает код нажатой клавиши на БЗУ.

В БЗУ информация записывается в таком порядке, в каком должна быть представлена на табло. Когда вся информация записана в БЗУ, система переходит к этапу индикации.

В качестве устройства адресации служит группа счетчиков. Под воздействием тактовых импульсов ТИ, поступающих через блок сопряжения от микроЭВМ, мультивибратор выдает тактовые сигналы с частотой, необходимой для организации динамической индикации.

Первая группа счетчиков (Сч 1,1, Сч 1.2) служит для установления кода адреса записи данных. ТИ поступают от микроЭВМ на вход мультивибратора, который на своем выходе выставляет импульс, который поступает на счетный вход Сч 1.1, отвечающего за выбор знакоместа в строке. Пройдя 72 знакоместа в ряду, Сч 1.1 выдает сигнал на вход Сч 1.2, который организует выбор строки.

Вторая группа счетчиков (Сч 2.1, Сч 2.2) служит для установки кода адреса чтения данных. Сч 2.1 организует выбор знака в строке под воздействием

ТИ, поступающих с выхода Сч 3.1, отвечающего за выбор строки в знакоместе; Сч 2.2 организует выбор строки под воздействием сигнала, поступающего с выхода Сч 2.1.

Рисунок 2.3 - Структурная схема буквенно-цифровой СОИ

Код, выставляемый обеими группами счетчиков, приходит на вход мультиплексора, который при поступлении сигнала нажатия клавиши (ЗАП/ИНД ) с блока сопряжения формирует адрес для записи в БЗУ. Если сигнал с блока клавиатуры не поступает, то мультиплексор формирует адрес чтения из БЗУ.

В качестве ПКИМ установлен знакогенератор (ЗГ). На адресный вход знакогенератора поступает код символа с БЗУ, который выдает данные определенного знакоместа, и код строки знака с выхода Сч 3.1. под воздействием сигнала РУС/ЛАТ, приходящего с блока сопряжения, ЗГ выдает данные определенной строки знака, которые поступают на узел коммутации сеток (УКС).

В тоже время код строки знака с выхода счетчика 3.1 поступает на узел коммутации анодов (УКА). УКА, под воздействием кода строки, поступающего с выхода Сч 2.2, и УКС коммутируют аноды и сетки напряжением таким образом, что включаются поочередно каждая из 7 строк знака определенной строки табло. Код знака в cтроке поступает с выхода Сч 2.1 на вход дешифратора, который поочередно формирует сигнал на 72 выходах, который поступает на узел коммутации катодов (УКК). УКК коммутирует катоды напряжением таким образом, что поочередно подключаются знакоместа 72 столбцов табло.

Таким образом, УКА, УКК и УКС коммутируют высокое напряжение так, что на панели индикации отображается информация, записанная с клавиатуры в БЗУ.

Всю работу системы можно разделить на два подрежима: режим индикации и режим записи. Алгоритм последовательности сигналов определяется алгоритмом работы ОЗУ, которое работает в двух режимах: режим записи и режим чтения. Диаграммы работы ОЗУ показаны на рисунках 2.5, 2.6.

Передача начинается любой командой, по которой в SBUF поступает байт данных. В момент времени tl устройство управления ВЕ48 по сигналу «Разрешение записи» записывает байт в сдвигающий регистр передатчика, устанавливает триггер девятого бита и запускает блок управления передачей.

Запись начинается при условии R = 1 и CS = 1. В момент времени t2 блок управления приемником формирует разрешающий сигнал «Прием», по которому на выход TxD передаются синхросигналы сдвига и в сдвигающем регистре приемника начинают формироваться значения бит данных, которые считываются с выхода RxD.

Рисунок 2.5 - Диаграмма режима записи

Рисунок 2.6 - Диаграмма режима считывания

2.3 Выбор элементной базы

Важным этапом в проектировании является выбор элементной базы.

В качестве базы были выбраны микросхемы серии КР1533. Технология ТТЛ позволяет получить микросхемы с широким диапазоном значений параметров, характеризующих быстродействие и энергопотребление микросхем. Отметим свойство совместимости микросхем ТТЛ независимо от быстродействия и принадлежности к той или иной серии по напряжению питания и значениям уровней напряжений логического 0 и логической 1.

Уровни микросхем ТТЛ в настоящее время фактически приняты во всем мире в качестве единых уровней для микросхем независимо от технологии их изготовления и принципа построения. Это означает, что микросхема, изготовленная, например, по МДП - технологии, будет тем не менее иметь ТТЛ -уровни выходных напряжений 0 и 1, то есть 0,4 и 2,4 В соответственно, и входных напряжений 0 и 1: 0,8 и 2 В соответственно.

По технологии КМДП изготавливаются микросхемы на комплементарных транзисторах. Комплементарной парой называют два МДП - транзистора с каналами разного типа проводимости. В этом смысле они являются дополняющими друг друга. Отсюда и название таких структур. Если КМДП -транзисторы соединить последовательно по цепям сток-исток и подключить к источнику питания, то получим инвертор, входом которого являются соединенные затворы, а выходом будет точка соединения стоков двух транзисторов. В таком инверторе в статическом режиме один из транзисторов закрыт и поэтому ток потребления пренебрежимо мал. Этим свойством КМДП - инверторов обусловлено основное достоинство микросхем на их основе - малое энергопотребление. Современная КМДП - технология позволяет изготавливать микросхемы с низкой чувствительностью к изменению напряжения питании в широком диапазоне значений. В частности, микросхемы КМДП многих серий сохраняют работоспособность при изменении напряжения от 3 до 15 В. /9/

Маломощные быстродействующие цифровые интегральные микросхемы серии КР1533 предназначены для организации высокоскоростного обмена и обработки цифровой информации, временного и электрического согласования в вычислительных системах. Микросхемы серии КР1533 по сравнению с известными сериями логических ТТЛ - микросхем обладают минимальным произведением быстродействия на рассеиваемую мощность.

Микросхемы изготавливаются по усовершенствованной эпитаксиально-планарной технология с диодами Шоттки и окисной изоляцией, одно- и двухуровневой металлизированной разводкой на основе PtSi-TiW-AlSi. /22/ЗУ, выполненные по технологии КМДП, позволяют сохранить информацию при отключении питания и переходе на резервный источник. Для ВЛИ разработана серия МДП ИС, позволяющих облегчить создание системы отображения информации. Это интегральные микросхемы К161КН1 и К161КН2. Данная интегральная микросхема предназначена для коммутирования высокого напряжения в устройствах широкого применения. Мощность, потребляемая микросхемой на КМДП - транзисторах, расходуется в основном во время переходного процесса на заряд выходных паразитных емкостей. /9/

2.4 Принципиальная схема системы отображения информации

Блок ввода информации совместно с блоком ОЗУ необходимы для вывода информации на табло, осуществляемого с клавиатуры.

Клавиатура контактная, построена по схеме со сканированием матрицы кнопок.

Она формирует на выходе коды символов согласно ГОСТ 13052-74 (КОИ-8). Для удобства работы предусмотрен режим автоповтора, то есть непрерывной выдачи кода символа при длительном (более 1с) нажатии на клавишу, и звуковая сигнализация, а также выполняется индикация режима работы. Выходной интерфейс клавиатуры байтный, параллельный. Клавиатура при отсутствии передачи потребляет (только элементами индикации) ток 40 мА, а в момент передачи не более 100 мА. Она содержит 67 клавиш и имеет размеры 328x152x30 мм. Внешний вид клавиатуры представлен на рисунке 2.6. Вместо данной клавиатуры можно использовать любую другую, совместимую по интерфейсным сигналам, например, большую по габаритам клавиатуру 15ВВВ-97-006, обычно применяемую с дисплеем 15ИЭ-0-13.

Контроллер клавиатуры, организованный на основе микроЭВМ, предназначен для работы с клавиатурой и обеспечивает формирование кодов букв, знаков, цифр и команд в коде КОИ-8, а также вывод данных на ВУ, имеющие интерфейс ИРПР СМ ЭВВМ ОСТ 25778-77. Питание контроллера клавиатуры осуществляется от источника постоянного тока напряжением +5 В ± 5%.

Подключается клавиатура к системе через ППА (DD12). Через линии канала адреса А, настроенного на вывод информации в режиме 0 на линии 1 - 8 клавиатуры последовательно поступают сканирующие импульсы. В процессе опроса контактов клавиатуры подпрограмма обслуживания последовательно формирует низкий уровень на каждой из линий порта А (на семи других линиях уровни остаются высокими). Сразу после этого подпрограмма считывает и анализирует содержимое порта В. Если ни одна из клавиш не нажата, то на все разряды этого порта через резисторы R13 - R20 (2 кОм) подается напряжение +5В, то есть уровень логической единицы. При нажатии на какую-либо клавишу низкий уровень с соответствующей линии канала А поступает на одну из линий порта В. Подпрограмма определяет номер нажатой клавиши и формирует соответствующий ему семиразрядный код.

При нажатии на каждую из основных клавиш могут формироваться три различных кода, в зависимости от того, была ли нажата вместе с основной одна из клавиш модификации кода СС или УС, формирующих специальные, управляющие или графические символы.

Клавиша «РУС/ЛАТ» определяет, какой из двух алфавитов будет отражаться на табло.

Рисунок 2.7 - Внешний вид клавиатуры

Дребезг контактов устраняется программно, так же как и защита от одновременного нажатия нескольких клавиш.

На плате клавиатуры установлены светодиоды VD2 и VD3 (АЛ307Б), которые сигнализируют о включении системы и о состоянии клавиши «РУС/ЛАТ» (как и остальные, она не имеет фиксации в нажатом положении).

СС - служебные сигналы.

УС - управляющие сигналы.

МикроЭВМ КМ1816ВЕ48 (DD11) содержит на кристалле 8-разрядный процессор, РПЗУ команд емкостью 1024 байт, ОЗУ емкостью 64 байт, 8-разрядный таймер-счетчнк событий, интерфейс ввода-вывода. Микросхема выполнена по n-МДП технологии. Представляет собой однокристальную 8-разрядную микроЭВМ, содержащую функциональные узлы (процессор, ОЗУ, многоканальный интерфейс ввода-вывода, таймер-счетчик, систему прерываний, тактовый генератор, устройство синхронизации, программную память), обеспечивающую универсальность и гибкость системы. Максимальная тактовая частота микроЭВМ составляет 6МГц, чего вполне достаточно для организации динамической индикации.

Условное обозначение микроЭВМ представлено на рисунке 2.8.

Данные о выводах микросхемы сведены в таблицу 2.1

Таблица 2.1 - Обозначение выводов микросхемы КМ1816ВЕ48

Обозначение	Вход\Выход	Назначение вывода
1	2	3
ТО	Вход/Выход	Вход при командах условного перехода JTO,JNTO; выход ТИ после выполнения коман-ды ENTO CLK
BQ1 BQ2	Вход	Для подключения кварцевого генератора, LC-цепи или внешнего ТГ
SR	Вход	Сигнал инициализации микроЭВМ
SS	Вход	Сигнал, используемый совместно с сигналом ALE для организации пошагового выполнения программы
INT	Вход	Сигнал прерывания, если прерывание разреше-но. Используется при команде условного пере-хода JNI
EMA	Вход	Сигнал переключения в режим работы с внешней памятью
RD	Выход	Стробирующий сигнал при чтении из внешней памяти данных и при считывании информации в порт Р0 из внешних устройств
PME	Выход	Стробирующий сигнал при чтении из внешней памяти npoграмм. Используется только при работе с внешней памятью
WR	Выход	Стробирующий сигнал при записи во внешнюю память данных и при записи информации из порта РО во внешние устройства
ALE	Выход	Стробирующий сигнал адреса. Выдается 1 раз в каждом машинном цикле. Используется для стробирования адреса внешней памяти программ и данных, Активен отрицательный, фронт
Порт Р0 DBO- DB7	Вход/Выход	8-разрядный трехстабилъный двунаправленный порт, информация в который может быть записана или считана синхронно с сигналами RD, WR. Порт может быть статически зафиксирован. Он выдает 8 младших разрядов адреса при работе с внешней памятью программ и принимает код команды из внешней памяти программ по сигналу РМЕ. Порт выдает адрес и данные при выполнении команд обращения к внешней памяти данных по сигналам ALE, RD, WR, принимает адрес и данные при программировании внутреннего ППЗУ
GND	Вход	Общий
Р2(0) -Р2(7)	Вход/Выход	8-разрядный квазидвунаправленный порт Р2. Включает в себя 4 старших разряда адреса при обращении к внешней памяти [Р2(3) Р2(0) -выход], а также служит в качестве 4-разрядной шины для расширения каналов ввода/вывода совместно с сигналом PR
Р1(0)-Р1(7)	Вход/Выход	8-разрядный квазидвунаправленный порт Р1. Служит для приема и выдачи данных
PR	Вход/Выход	Используется как вход для расширения каналов ввода/вывода и как вход в режиме программирования ППЗУ
UDD		Напряжение питания при программировании (+ 25 В) и при работе (+5 В)
T1	Вход	Используется при командах условного перехода JNT, JNТ1, а также как вход счетчика внешних событий после выполнения команды STRT CNT
Uсc		Напряжение питания +5 В

Память, расположенная на кристалле, занимает адреса с 0000 по 03FF. Счетчик команд (СК) предназначен для формирования текущего адреса местонахождения команды в программной памяти.

ОЗУ предназначено для хранения данных, получаемых при обработке информации. Ячейки ОЗУ (64) разбиты на два банка регистров общего назначения (РОН) с адресами 00Н - 07Н (банк 0) и 18Н - 1FH (банк 1). Восьмиуровневый 16-разрядный стек с адресами 08 - 17, ячейки ОЗУ 20 -3F используются только как ОЗУ данных.

В микроЭВМ предусмотрена возможность расширения памяти путем подключения микросхем ОЗУ емкостью до 256 байт. Информация внешнего ОЗУ стробируется сигналами RD, WR. Линия Т0 может использоваться для выдачи тактовых сигналов частотой 6 МГц. Линия Т1 может быть использована как вход счетчика внешних событий для таймера-счетчика. Линия INT может быть использована для внешнего аппаратного прерывания.

Встроенный генератор - это последовательная резонансная схема, работающая в диапазоне 1 - 6 MГц. Выводы BQ1 и BQ2 используются для подключения внешнего кварца, LC-цепи. Вывод BQ1 является входом, а вывод BQ2 является выходом. На выводы BQ1 и BQ2 можно подавать также сигналы от внешнего источника тактовых сигналов.

Инициализация (сброс) микросхемы осуществляется сигналом SR (активный уровень - низкий). При увеличении объема памяти данных за счет подключения внешнего ЗУ обмен данными между ОЗУ и микроЭВМ осуществляется через двунаправленный порт Р0. При этом адрес данных фиксируется по сигналу ALE, а прием и выдача данных - по сигналам RD, WR.

Рисунок 2.8 - Условное обозначение микроЭВМ КМ 1816ВЕ48

Для выполнения программы непрерывно на вывод SS необходимо подать напряжение высокого уровня.

Микросхема по входам и выходам совместима c ТТЛ - схемами.

Программу РПЗУ можно изменить путем стирания содержимого ультрафиолетовым излучением с последующим электрическим программированием.

Сопряжение микроЭВМ с матрицей клавиатуры, индикаторами режима работ клавиатуры, узлом звуковой сигнализации и интерфейсом ИРПР осуществляет однокристальное программируемое устройство ввода/вывода параллельной информации (DD12 КР580ВВ55А).

Устройство сопряжения с интерфейсом ИРПР (DD10 - КР580ВА86, DD13 -КР1533ЛА8, DD14- KP1533TЛ2, VT1 - КТ340А) обеспечивает согласование электрических параметров сигналов с каналом, формирует управляющие сигналы «ГОТОВНОСТЬ ИСТОЧНИКА» (ГИ), управление выводом сигналов «СТРОБ» ( СТР ) и «КОНТРОЛЬНЫЙ РАЗРЯД» (КР).

При подготовке контроллера к работе выполняется программирование БИС DD12, формирование исходных кодов режима работы и управления контроллером. Определение момента нажатия клавиши и защита от ложного срабатывания при дребезге контактов осуществляется программно. При формировании кода координаты нажатой клавиши производится проверка на наличие/отсутствие одновременного нажатия нескольких клавиш.

В качестве блока ОЗУ выбраны микросхемы К573РУ3. ЗУ, выполненные по технологии КМДП, позволяют сохранить информацию при отключении питания и переходе на резервный источник. С выхода DD10 код нажатой клавиши поступает на блок ОЗУ. Запись информации осуществляется сразу во все 8 ОЗУ по входу DI при наличии кода адреса на входах А0-А11, напряжения логического нуля на входе CS и напряжения логической единицы на входе W /R . Информация поступает на ОЗУ через приемники информации, у которых нет входной защиты, следовательно, можно передавать сигналы на расстоянии. При записи информации в ОЗУ выходные шины микросхем находятся в высокоимпедансном состоянии. Для КМДП ИС это запрещено, на выходе должен быть определенный уровень. Для этого на выходе ставят сопротивления R1 - R8, которые дают уровень логического нуля при считывании на выходной код.

На адресный вход микросхемы К155РЕ3 (DD15) поступает код нажатой клавиши. В ИС ПЗУ зашита информация о клавишах перемещения курсора и смены строки, которая с выхода DD15 поступает на информационные входы счетчиков (DD17 - DD21) устройства адресации.

Рассмотрим устройство адресации и знакогенератор.

Принцип действия табло накладывает определенные требования на организацию счетчиков в устройстве адресации при записи и высвечивании информации. Для непрерывной засветки информации на табло необходима частота не менее 5 МГц, которая вырабатывается микроЭВМ и поступает на УА через блок сопряжения.

В УА необходимы две группы счетчиков DD17 - DD21, DD24 - DD28. Первая группа служит для установления кода адреса записи данных. Использованы счетчики серии КР1533ИЕ7, которые организуют выборку одного из 72 знакомест в ряду (DD20 и DD21) и выбор одной из 23 строк (DD17 и DD18). Тактовые импульсы поступают от микроЭВМ через блок сопряжения на вход мультивибратора КР1533АГ3 (DD 16.1), который на выходе выставляет импульс, который поступает на счетный вход счетчика DD20, отвечающего за выбор знакоместа в строке. Пройдя 72 знакоместа в ряду, счетчик DD21 выдает сигнал на счетчики DD17 и DD18, которые организуют выбор стоки. На информационные входы микросхем DD17-DD18 поступают сигналы перемещения курсора и перевода строки.

Вторая группа счетчиков DD24 - DD28 служит для установления кода адреса чтения данных, использованы счетчики КР1533ИЕ5. Счетчик DD24 производит выборку строки в знаке; DD25, DD26- номер знакоместа в строке; DD27, DD28 - номер строки.

Код, выставляемый обеими группами счетчиков, приходит на вход мультиплексоров DD37-DD39, которые при поступлении на вход S сигнала нажатия клавиши с блока ввода информации формируют адрес для записи в ОЗУ. Если сигнал с блока клавиатуры не поступает, то мультиплексоры формируют адреса чтения из ОЗУ. В качестве мультиплексора выбрана микросхема К1533КП11.

Интегральные микросхемы DD19 и DD22 предназначены для организации работы клавиш ^, v, >, <, то есть выполняют условные операции. Использованы микросхемы К1533ЛЛ1.

Для высвечивания маркера, необходимого для распознавания того, где загорится индикатор при следующем нажатии клавиши, собрана цепочка из трех схем сравнения DD34-DD36. Использованы микросхемы К1533СП1.

Счетчик DD24 выставляет код номера строки в знаке, которая выбирается по аноду, приходящий на вход знакогенератора. Одновременно на входы знакогенератора поступают данные кодов знака с выходов ОЗУ.

В качестве ЗГ применяется блок памяти на основе БИС ПЗУ со стандартной прошивкой:

К1533РЕ21 (DD29) - буквы русского алфавита;

К1533РЕ22 (DD30) - буквы латинского алфавита;

К1533РЕ23 (DD31) - арифметические знаки и цифры.

Микросхемы применяются совместно с микросхемой К1533РЕ24 (DD32), содержащей дополнения к знакам. /9/

Микросхемы DD29 - DD31 объединены одноименными адресными входами и выходами, причем объединение выходов выполнено по схеме «монтажное И» с подключением к ним нагрузочных резисторов R32-R38 (2,2 кОм) и источника питания. Выходы DD32 через мультиплексор КР1533КП2 (DD33) используют как дополнение к выходам основных трех микросхем. Блок памяти имеет 10 адресных входов и 5 выходов (шина 87, 88, 89, 90, 94), на которых формируются сигналы управления устройством отображения информации.

Код адреса состоит из трех частей:

- А0-А2 (шина 60, 61, 62) выбирают строку символа - поступают с выхода счетчика DD24 КР1533ИЕ5;

-A3-А7 (шина 75, 76, 77, 78, 79) - определяют вид символа из набора символов одной микросхемы - поступают через буфер ОЗУ;

- А8 -А11, (шина 83, 84, 85, 86)- выбирают микросхему и дополнительный к ней выход К1533РЕ24.

С выхода знакогенератора информация поступает на узел коммутации сеток.

Блок коммутации анодов, катодов, сеток и блок индикации необходим для развертки информации на табло.

На узел коммутации анодов (УКА) информация поступает с выходов счетчиков DD24 ИС КР1533ИЕ5 - код строки в знаке и DD27, DD28 код номера строки на ИП. Хранение информации осуществляется с помощью регистров, реализованных на ИС К564ИР2 (DD42 - DD45). ИС состоят из двух 4-разраядных регистров с последовательным вводом и параллельным выводом информации. В качестве приемников информации использованы ИС DD40 и DD41, реализованные на микросхеме КР1533ЛЕ1.

Микросхемы DD46 - DD50 (К161КН2) обеспечивают коммутацию высокого уровня напряжения (до 70В) на аноды индикаторов. Это необходимо для, динамической работы системы. Логические уровни, необходимые для работы, расположены в пределах работы остальных микросхем.

Динамическая индикация осуществляется путем последовательного перебора анодов и катодов.

Перебор 72 катодов осуществляют дешифраторы (DD52, DD53, DD56 - DD58), организованные на ИС КР1533ИДЗ. На входы дешифраторов поступает код номера знака в строке, а с выходов дешифраторов сигналы поступают на катодные ключи.

В качестве катодных ключей используются транзисторные каскады с общим эмиттером. Требуемые параметры в состоянии обеспечить транзисторы 2Т630Б.

Рассчитаем сопротивление R51 по формуле:

R51 = , (1.1)

где U_кэ = 70 В - напряжение коллектор-эмиттер;

I_кбо = 0,02 мА - обратный ток коллектора 2Т630Б; I_знс = 1,4 мА - запирающий ток сетки ИВЛМ1-5x7;

R51 = = 49300 Ом

Имеем - R51 < 50 кОм. Принимаем сопротивление R51 = 6,2 кОм.

Рассчитаем сопротивление R50 по формуле:

R50 = , (1.2)

где U_п = 70 В - напряжение питания;

U_бэ = 0,7 В - падение напряжения база-эмитттер открытого транзистора;

U_{max. ИДЗ} = 0,4 В - максимальное выходное напряжение логического нуля микросхемы КР1533 ИДЗ;

I_б - ток базы, определяемый по формуле:

I_б = , (1.3)

где I_{н. max} = 40 мА - максимально допустимый ток коллектора 2Т630Б;

= 20 - минимальный статический коэффициент усиления транзистора.

Определим значение R52 из формулы:

R52 = ,

где I_к = 0,2 А - ток накала катода.

R52 = = 350 Ом.

Получаем, что R52 100 кОм. Следовательно, подставив значение R52 в формулу (1.3) находим I_б.

I_б = = 12•10^-3 А

Подставив значение I_б в формулу (1.2), получим

R50 = ? 5,7•10³ Ом

Распределение сигнала по стекам осуществляется с выхода ЗГ. Микросхема К161КН1 (DD51) предназначена для преобразования низких логических уровней (+5 В), образованных, знакогенератором, в высокие (до 70 В), необходимые для обеспечения динамической развертки.

Индикатор представляет собой триодную систему. Напряжение на сетке должно быть отрицательнее, чем на катоде, чтобы не было подсветок других элементов.

В качестве сеточных ключей использованы транзисторные каскады с общим эмиттером VT3 - VТ7 на транзисторах 2Т630Б (транзисторы кремниевые, используются в быстродействующих импульсных схемах). /11/

По паспорту для К161КН1 ток I_mах (одного ключа) составляет 30 мА, при суммарном токе I_У 35 мА. Падение напряжения U_бэ транзистора составляет 0,7 В в состоянии насыщения; U_кэ = 0,5 В при _min = 20. Следовательно, падение напряжения на транзисторе составляет 1,2 В.

Ток нагрузки I_н для выхода микросхемы К161КН1 рассчитаем по формуле:

I_н= , (1.4)

где I_{н max} = 13 мА - максимальный ток сетки;

50 - выходное напряжение микросхемы, В.

Сопротивление R40 находим по формуле:

R40 ,

где 0,2- положительный запирающий потенциал на эмиттерном переходе транзистора, В;

I_кбо = 1 мкА - обратный ток коллектор-база транзистора;

I_зКН1 = 8 мкА - ток заряда выходных емкостей микросхемы K161КН1.

R40 = ? 22 кОм

Принимаем R40 = 22 кОм.

Сопротивление R41 находим по формуле:

R41 = ,

где U_с.и = 50 В - импульсное напряжение сетки;

I_с.и = 10 мА - импульсный ток сетки.

R41 = = 5•10³ Ом

Выбираем R41 = 4,7 кОм.

I_н = = 1,3•10^-3 А.

Ток нагрузки микросхемы при подстановке полученных данных в формулу (1.4) равен I_н = 1,3 мА, что обеспечивает благоприятный режим работы.

Индикаторы, для организации динамической развертки, соединены следующим образом:

- выводы 1,10 (катоды) первого столбца всех строк сводим в шину 1 катодных ключей; выводы второго столбца - в шину 2 и т.д. до 72-го столбца;

- одноименные выводы 14, 4, 5, 7, 12 (сетки) всех индикаторов сводим соответственно в шины 1, 2, 3, 4, 5 сеточных ключей;

- одноименные выводы 6, 3, 2, 1, 4 ,15, 13 (аноды) первой строки сводим соответственно в шины 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 анодных ключей, второй строки - в шины 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, и т.д. до 23 строки.

Расчет и выбор нагрузочных резисторов и блокировочных конденсаторов.

Для помехоустойчивости системы низкочастотные помехи по цепи питания необходимо блокировать конденсатором суммарной емкостью Сп из расчета 0,1 мкФ на каждую микросхему, включенными между шинами + 5 В и GND непосредственно в начале шины + 5 В./9/

Следовательно, для принципиальной схемы контроллера клавиатуры и блока ОЗУ (см. Приложение А) рассчитаем С24:

C_n = 0,l мкФ • N, (1.5)

где N - количество микросхем.

С24 = 0,1•15 = 1,5 мкФ

По стандартному ряду емкостей выбираем конденсатор С24 = 1,6 мкФ. Для принципиальной схемы устройства адресации и знакогенератора (см. Приложение А) рассчитаем С26:

С26 = 0,1 • 24 = 2,4 мкФ

По стандартному ряду емкостей выбираем конденсатор С26 = 2,2 мкФ. Для принципиальной схемы узлов коммутации (см. Приложение А) рассчитаем С51 и С52:

С51 = С52 = 0,1 • 20 = 2,0 мкФ

Из стандартного ряда емкостей выбираем конденсаторы С51, С52 = 2,0 мкФ.

Высокочастотные помехи необходимо блокировать конденсатором емкостью 0,015 - 0,022 мкФ, включенным между каждым выводом + 5 В микросхемы и шиной GND в непосредственной близости от микросхемы (не более 5 мм)./9/

Таким образом, для принципиальной схемы контроллера клавиатуры и блока ОЗУ (см. Приложение А) выбираем следующие конденсаторы емкостью 0,022 мкФ: С8, С9, С10,..., С22.

Для принципиальной схемы устройства адресации и знакогенератора (см. Приложение А) выбираем конденсаторы С27 - С50 = 0,022 мкФ.

Для принципиальной схемы узлов коммутации (см. Приложение А) выбираем конденсаторы С53 - С72 = 0,022 мкФ.

Для увеличения быстродействия системы тристабильные линии шины адреса и данных рекомендуется подключать к шинам + 5В через резисторы сопротивлением 2,2 кОм. /17/

Следовательно, для принципиальной схемы контроллера клавиатуры и блока ОЗУ (см. Приложение А) принимаем сопротивлением 2,2 кОм следующие резисторы: R1 - R10, R13 - R20, R21 - R23.

Для принципиальной схемы устройства адресации и знакогенератора (см. Приложение А) принимаем сопротивлением 2,2 кОм следующие резисторы: R28 - R38.

Для принципиальной схемы узлов коммутации (см. Приложение А) принимаем сопротивлением 2,2 кОм следующий резистор: R39.

Мощность, потребляемая устройством, приведена в таблице 2.2.

Таблица 2.2 - Мощность, потребляемая системой отображения информации

Потребитель	Потребляемая мощность, Вт
1	2
Блок клавиатуры и ОЗУ: DD1, DD2, DD4...DD9 К537РУ3 DD3 КР1533ЛЕ1 DD10 КР580ВА86 DD11 КМ1816ВЕ48 DD12 КР580ВВ55А DD13 КР1533ЛА8 DD14 КР1533TЛ2 DD15 К155РЕЗ	2,25 0,022 0,5 0,67 0,3 0,017 0,1 0,25
Устройство адресации и знакогенератор: DD16 КР1533АГЗ DD17, DD18, DD20, DD21 KP1335ИЕ7 DD19, DD22 КР1533ЛЕ1 DD23 КР1533ЛН8 DD24...DD28 КР1533ИЕ5 DD29…DD32 К155РЕ21…24	0,11 0,12 0,022 0,066 0,072 1,32
DD33 КР1533КП2 DD34...DD36 К555СП1 DD37…DD39 К555КП11	0,077 0,1 0,28
Узлы коммутации и блок индикации: DD40, DD41, DD55 КР1533ЛЕ1 DD42...DD45 К564ИР2 DD46. .DD50 К161КН2 DD51 К161КН1 DD52, DD53, DD56…DD58 КР1533ИДЗ DD54 КР1533ЛЛ1 ИВЛМ1-5x7	0,022 1,08 0,083 0,027 1,2

Для программирования необходим алгоритм работы системы отображения информации. Алгоритм состоит из отдельных блоков.

После включения питания или нажатия кнопки «СБРОС» СОИ переходит по программе в режим начальной установки. При подготовке контроллера к работе выполняется программирование ИС DD12, формирование исходных кодов режима работы и управления контроллером клавиатуры.

После инициализации система, переходит к подготовке контроллера к опросу клавиатуры. На этом этапе в ОЗУ экрана заносятся коды пробелов, и курсор выводится в левый верхний угол табло.

Определение момента нажатая клавиши и защита от ложного срабатывания при дребезге контактов осуществляется программно.

Далее СОИ переходит к опросу состояния клавиатуры. В процессе опроса контактов клавиатуры подпрограмма обслуживания последовательно формирует низкий уровень на каждой из линий порта А (на семи других линиях уровни остаются высокими) ППА (ИС DD12). Сразу после этого подпрограмма считывает и анализирует содержимое порта В. Если ни одна из клавиш не нажата, то на все разряды этого порта подается напряжение +5 В. При нажатии на какую-либо клавишу низкий уровень с соответствующей линии порта А поступает на одну из линий порта В. Если клавиша не нажата, то программа производит повторный опрос. Если какая-либо клавиша нажата, то подпрограмма обслуживания формирует задержку на время дребезга контактов и переходит к формированию кода нажатой клавиши. При формировании кода координаты нажатой клавиши производится проверка на наличие/отсутствие одновременного нажатия нескольких клавиш. Коды формируются методом поэтапного преобразования.

На первом этапе выполнения алгоритма формирования кода проверяются признаки, указывающие на работу клавиатуры в режиме функции или на нажатие независимых функциональных клавши F0 - F7. Если поле телетайпной клавиатуры работает в режиме функции или нажата одна из клавиш F0 - F7, то осуществляется переход к подпрограмме выполнения заданной функции.

При нажатии клавиши символа, команды или режима работы клавиатуры система переходит к формированию соответствующих кодов. Процесс формирования осуществляется в следующем порядке: код координаты нажатой клавиши преобразуется во вспомогательный код, по которому формируются коды смещения и идентификации. Далее производится проверка на нажатие функциональной клавиши. Если нажата функциональная клавиша, то система переходит к выполнению программы функции. Если нет, то производится проверка на нажатие служебной клавиши. Если нажата служебная клавиша, то система формирует служебный код в КОИ-8. Если нет, то система переходит к проверке нажатия клавиши режима работы. Если нажата одна из клавиш режима работы (HP, ВР, РУС, ЛАТ, СУ), то формируются соответствующие коды индикации и режима работы. Код этих команд на ВУ не выводится. При нажатии клавиши СУ клавиатура переключается на работу в режиме служебного управления, в котором в зависимости от положения регистров HP или ВР формируются коды команд основного или дополнительного набора.

В режиме формирования кодов знаков, цифр и букв устанавливается флаг, разрешающий автоматический повтор вывода кода символа.

Данные выводятся в соответствии с протоколом обмена интерфейса ИРПР и сопровождаются генерацией звукового сигнала (длительностью 0,5 с и частотой 1кГц), оповещающего оператора об окончании вывода одного байта данных. Одновременно проверяется выполнение условий, разрешающих автоматический повтор вывода данных. При удержании клавиши в нажатом состояния более 1с. устанавливается флаг длительного нажатия.

На заключительном этапе фиксируется момент отпускания клавиши и реализуется защита от ложного срабатывания, и система вновь переходит к опросу клавиатуры. Если была нажата клавиша цифры, буквы, знака или пробела, то соответствующий символ выводится на экран. Если нажата клавиша «ПС», то происходит перевод строки и упаковка данных. Если нажата клавиша управления курсором, то производится соответствующий сдвиг курсора. Если нажата клавиша «ВК», то происходит передача данных из ОЗУ экрана в ОЗУ программ с одновременной упаковкой и устранением пробелов. После выполнения подпрограмм на экран выводится новое положение курсора, а затем заново опрашивается состояние клавиатуры.

В подпрограмме вывода символа на экран вычисляется номер текущей ячейки ОЗУ экрана по координатам курсора (номер знакоряда и номер знакоместа) и в данную ячейку вводится код нажатой клавиши. Курсор сдвигается вправо и анализируется, не вышел ли он за границы экрана. Если вышел, то анализируется, не дошел ли он до конца экрана. Если дошел, то курсор возвращается обратно, если нет, то курсор переводится на начало строки, а номер строки увеличивается на единицу. Вычисленные таким образом координаты курсора используются для установки курсора в новое положение.

В подпрограмме перевода курсора вверх анализируется текущий номер знакоряда. Если знакоряд первый, то курсор вверх не двигается.

В подпрограмме перевода строки вниз анализируется текущий номер знакоряда. Если он не последний, то номер знакоряда увеличивается на единицу. Если же знакоряд последний, то передвижения курсора не происходит.

В подпрограмме перевода курсора, влево анализируется текущий номер знакоместа. Если он первый, то передвижения курсора не происходит, а если не первый, то номер знакоместа уменьшается на единицу.

В подпрограмме перевода курсора вправо анализируется текущий номер знакоместа. Если он не последним, то номер знакоместа увеличивается на единицу, если же последний, то изменения номера не происходит.

В подпрограмме передачи данных из ОЗУ экрана в ОЗУ программ поочередно анализируются символы, занесенные в ОЗУ экрана. Коды пробелов, хранящиеся в ОЗУ экрана, опускаются, а коды знаков, букв и цифр переносятся в ОЗУ программ. Но так как каждый байт в ОЗУ экрана соответствует полубайту в ОЗУ программ, то программа, прежде чем перенести информацию, производит упаковку информации. По окончании работы данной подпрограммы происходит переход в режим ожидания нажатия следующей клавиши.

На первом этапе программирования нужно подготовить систему к опросу состояния клавиатуры. Процедура ввода кода нажатой клавиши состоит из сканирования матрицы клавиш, устранения дребезга контактов, ожидания освобождения клавиши и идентификации кода нажатой клавиши.

Частная процедура сканирования служит для обнаружения нажатой клавиши и последующей ее идентификации. Процедура сводится к поочередному обнулению каждой из линий сканирования и опросу линий возврата. В порт 1 выдается байт сканирования (БС), содержащий нуль только в одном бите. Если на пересечении линии сканирования и линии возврата находится нажатая клавиша, то в соответствующем бите байта возврата (БВ), принимаемого в порт 2, также будет находиться ноль.

Последовательность байтов сканирования представляет собой код «бегущий ноль», формирование очередного байта сканирования осуществляется путем сдвига его предыдущего значения. Направление сдвига определяет последовательность опроса клавиш. Если при полном цикле сканирования не было обнаружено ни одной нажатой клавиши, то процедура сканирования повторяется сначала. Клавиши, подключенные к каждой линии сканирования, анализируются последовательно. Если после анализа каждой клавиши осуществлять прибавление единицы к счетчику SCANCODE, то процедуру сканирования можно совместить с процедурой идентификации нажатой клавиши. После выхода из процедуры SCAN в SCANCODE будет находиться код нажатой клавиши. Кроме того, процедура SCAN осуществляет защиту от одновременного нажатия нескольких клавиш. Порядок анализа клавиш таков, что при одновременном нажатии клавиша с большим кодом игнорируется.

Так как опрос состояния клавиатуры производится через программируемый периферийный адаптер, то вначале нужно передать управляющее слово режима работы в ППА (таблица 4.1).

Рисунок 4.1 - Алгоритм опроса состояния клавиатуры

Таблица 4.1

Адрес	Метка	Мнемоника	Операнд	Комментарий
1	2	3	4	5
0000		CLR	A	Сброс аккумулятора
0001		MOV	A, #98H	Загрузка в аккумулятор управляющего слова режима работы
0003		MOVX	@R1,#F3H	Загрузить в R1 адрес ячейки РУС ППА
0005		MOVX	@R1, A	Передать УСРР по адресу РУС ППА
0006		INS	А, BUS	Ввод данных с порта В в аккумулятор
0007		MOV	R2, A	Передать данные из аккумулятора в регистр R2
0008		MOV	A, #4A	Загрузка в аккумулятор управляющего слова режима работы клавиатуры
0009		MOVX	С, А	Загрузка кода УСРР в порт С KP580BB55A
000A		CLR	A	Сброс аккумулятора
000B	SCAN:	MOV	R4, #0	Сброс SCANCODE
000C		MOV	R7, #8	Загрузка счетчика сканирования
000D		MOV	R6, #11111110B	Загрузка исходного байта сканирования
000E	LOOP:	MOV	A, R6	Вывод текущего байта сканирования
000F
0010		RL	A	Сдвиг байта сканирования
0011		MOV	R6,A	Сохранение текущего байта сканирования
0012		IN	A, R1	Ввод байта возврата
0013		MOV	R5, #8	Загрузка счетчика опросов
0014	ROTATE:	RRC	A	Сдвиг байта возврата
0015		JNC	DBNC	Выход из процедуры при обнаружении первой нажатой клавиши ...

Подобные документы

• Проектирование устройства обработки и передачи информации

  Выбор методов проектирования устройства обработки и передачи информации. Разработка алгоритма операций для обработки информации, структурной схемы устройства. Временная диаграмма управляющих сигналов. Элементная база для разработки принципиальной схемы.
  
  курсовая работа [1,8 M], добавлен 16.08.2012
  

• Методы и средства отображения информации

  Характеристика электронно-лучевых индикаторов, конструкция, недостатки и преимущества, распространение в области отображения информации. Использование в жидких кристаллах "твист-эффекта" для индикации. Принципы отображения информации на больших экранах.
  
  реферат [3,1 M], добавлен 12.08.2009
  

• Определение оптимальных в соответствии с заданными критериями характеристик корректирующего кода и разработка кодирующего устройства выбранного кода

  Технические системы сбора телеметрической информации и охраны стационарных и подвижных объектов, методы обеспечения целостности информации. Разработка алгоритма и схемы работы кодирующего устройства. Расчет технико-экономической эффективности проекта.
  
  дипломная работа [3,8 M], добавлен 28.06.2011
  

• Особенности построения цифровых узлов средств отображения информации

  Буферные запоминающие устройства буквенно-цифровых СОИ. Функциональная схема модуля БЗУ емкостью 3Кх8. Вспомогательное запоминающее устройство телевизионных графических СОИ. Кодирование информации о графике знаков в ПЗУ знакогенераторов телевизионных СОИ.
  
  контрольная работа [41,6 K], добавлен 01.12.2010
  

• Система отображения и регистрации информации

  Проектирование системы отображения информации, с помощью которой на экране монитора можно отображать информацию методом линейчатого малоформатного растра. Функциональная схема устройства, принципы формирования горизонтальной и вертикальной разверток.
  
  курсовая работа [119,0 K], добавлен 20.07.2010
  

• Микропроцессорная системы отображения информации

  Рассмотрение способов (индикация, сигнализация, регистрация) отражения информации. Анализ принципов построения аппаратуры, физических особенностей электронных индикаторов. Изучение функциональной и принципиальной схем микропроцессорного устройства.
  
  курсовая работа [356,6 K], добавлен 08.06.2010
  

• Разработка блока отображения информации БРК

  Анализ существующих методов и устройств для измерения высоты и дальности. Разработка структурной схемы микропроцессорного блока отображения информации и электрической принципиальной схемы блока измерительного преобразователя. Описание функций выводов.
  
  курсовая работа [3,5 M], добавлен 13.03.2012
  

• Расчёт параметров телевизионного устройства

  Методы расчета параметров устройства отображения буквенно-цифровой информации при телевизионном способе формирования знаков согласно заданных параметров кинескопа и кадровой развертки, принцип его работы и назначение отдельных функциональных частей.
  
  контрольная работа [197,8 K], добавлен 24.12.2010
  

• Разработка микропроцессорной системы автоматической переездной сигнализации

  Принципиальные схемы вычислительного канала, устройств сравнения и контроля, безопасного ввода информации. Разработка алгоритма управления состоянием переезда, передачи и программного обеспечения. Расчет показателей безотказности и безопасности системы.
  
  курсовая работа [822,8 K], добавлен 08.02.2014
  

• Расчет буквенно-цифрового дисплея

  Характеристика систем отображения информации (СОИ), функциональная схема СОИ телевизионного типа. Расчет числа знаков на экране системы и кодов символов в буферном запоминающем устройстве. Выбор мультиплексора, расчет ПЗУ и регистра знакогенератора.
  
  курсовая работа [699,6 K], добавлен 18.09.2010
  

• Реализация функции программатора для датчика температуры на РІС контроллере

  Разработка и создание электронного устройства с датчиком температуры DS18B20 на базе PIC16F628A и их трансляцией на семи-сегментный индикатор. Выбор устройства отображения информации, программного обеспечения. Блок-схема работы микроконтроллера.
  
  дипломная работа [2,1 M], добавлен 25.06.2017
  

• Автоматизированные информационные системы в экономике

  Оптимизация управления в различных сферах человеческой деятельности. Классификация автоматизированных информационных систем управления. Методы проектирования и этапы разработки. Структурная схема, объем памяти, аппаратура вывода и отображения информации.
  
  контрольная работа [111,4 K], добавлен 25.02.2010
  

• Проектирование цифрового фазового звена

  Разработка общего алгоритма и функционирования цифрового фильтра. Составление и описание электрической принципиальной схемы устройства, расчет его быстродействия. Листинг программного модуля вычисления выходного отсчета. Оценка устойчивости устройства.
  
  курсовая работа [236,2 K], добавлен 03.12.2010
  

• Разработка кодека блочного кода на микроконтроллере

  Использование помехоустойчивого кодирования в системах передачи информации. Построение структурной схемы восьмиразрядного микроконтроллера M68HC11. Разработка алгоритма кодирования и декодирования информации. Подключение внешних портов ввода/вывода.
  
  курсовая работа [1,7 M], добавлен 05.09.2014
  

• Разработка блока вывода информации

  Проектирование функционального узла блока вывода информации на корпусных интегральных микросхемах, разработка конструкторской документации на него. Разработка печатной платы и выполнения ее чертежа. Расчеты, подтверждающие работоспособность устройства.
  
  курсовая работа [413,8 K], добавлен 07.01.2015
  

• Полупроводниковые выпрямительные устройства

  Анализ полупроводниковых выпрямительных устройств. Силовая часть однофазного управляемого выпрямителя. Регулировочная характеристика управляемого выпрямителя. Функциональная и принципиальная схемы системы управления однофазного лабораторного модуля.
  
  курсовая работа [884,1 K], добавлен 29.03.2015
  

• Разработка программно-аппаратной системы адаптивного аналого-цифрового преобразования сигналов звукового диапазона на базе однокристального микроконтроллера

  Разработка системы адаптивного аналого-цифрового преобразования (АЦП) на базе однокристального микроконтроллера. Сравнение АЦП различных типов. Анализ способов реализации системы, описание ее структурной схемы, алгоритма работы, программного обеспечения.
  
  дипломная работа [3,0 M], добавлен 29.06.2012
  

• Цифровые устройства и микропроцессоры

  Построение цифровой системы обработки информации. Реализация структурной схемы анализатора спектра на основе алгоритма быстрого преобразования Фурье. Выбор микропроцессоров различных серий, сравнительный анализ эффективности микросхем К1802 и К1815.
  
  курсовая работа [4,1 M], добавлен 01.12.2013
  

• Считывание данных с пяти четырех битных датчиков и передача данных на персональный компьютер по интерфейсу RS232

  Разработка системы считывания данных с пяти четырехбитных датчиков. Проектирование структурной схемы микроконтроллера, схемы электрической принципиальной, блок-схемы работы программного обеспечения устройства. Разработка алгоритма основной программы.
  
  контрольная работа [275,4 K], добавлен 08.01.2014
  

• Автоматическая система управления

  Разработка структурной схемы автоматической системы управления на комплекте КР580. Характеристика общих принципов построения устройства. Расчет и выбор элементной базы. Микропроцессор и вспомогательные устройства. Организация ввода-вывода информации.
  
  курсовая работа [573,5 K], добавлен 02.04.2013
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам