The modular mitmót system. A DPY-LED perifériakártya

Átírás

1 The modular mitmót system A DPY-LED perifériakártya Kártyakód: DPY-LED-S-0b Felhasználói és fejlesztői dokumentáció Dokumentációkód: -D0a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék Beágyazott Információs Rendszerek csoport 00. április

2 Tartalom A kártya felépítése Hétszegmenses kijelzők LED-ek (LED LED) Nyomógombok (SW SW) DIP kapcsoló (DIP DIP) Hőmérő IC Csatlakozók Működési leírás A kijelzők és a LED-ek meghajtása A hőmérő bekötése A nyomógombok és a DIP kapcsoló bekötése A DPY-LED-S-0b perifériakártya Felhasználói és fejlesztői dokumentáció BME MIT 00. -D0a /

3 A kártya felépítése A kártyán db -szegmenses kijelző, db LED, db nyomógomb, db -es DIP kapcsoló és egy hőmérséklet-mérő integrált áramkör található. A kártya felülnézeti képét az. ábra mutatja. hőmérő IC DIP kapcsolók (DIP...DIP) LED-ek (LED...LED) jumpersor buszcsatlakozó buszcsatlakozó hétszegmenses kijelzők nyomógombok (SW...SW). ábra A DPY perifériakártya A DPY-LED-S-0b perifériakártya Felhasználói és fejlesztői dokumentáció BME MIT 00. -D0a /

4 Hétszegmenses kijelzők Minden egyes kijelzőt egy -bites shiftregiszter hajt meg. Mivel a kijelzőkön megtalálható a decimális pont, és ezeket is fel lehet használni, a regiszterekhez ezek is be vannak kötve. A regiszterek láncba vannak kötve, vagyis minden regiszter legfelső bitje áttolható a láncban következő regiszter legalsó bitjére (így tulajdonképpen egy -bites shiftregisztert alkotva). A regiszterek az SPI buszra csatlakoznak. A regiszterekhez tartozó chipselect jel a GPIO-es vezetékre csatlakozik, és alacsony-aktív üzemmódban használandó. LED-ek (LED LED) A LED-ek közvetlenül meghajthatók, vagyis a processzor lábaira közvetlenül csatlakoznak. A LED rendre a GPIO vezetékhez csatlakozik. Nyomógombok (SW SW) A nyomógombok alapállapotban logikai magas szinten tartják a kivezetéseiket, megnyomott állapotban pedig logikai alacsony szintre kényszerítik a kimeneteiket. Az SW, SW, SW nyomógombok sorban a GPIO vezetékekre csatlakoznak. DIP kapcsoló (DIP DIP) Hőmérő IC A kapcsolók OFF állásban logikai alacsony szintet kényszerítenek kimeneteikre, ON állásban logikai magasat. A DIP...DIP kapcsolósor a mitmót busz GPIO lábaira van kötve. Az LM hőmérő IC I C buszon keresztül érhető el. Semmilyen külső eszközt nem igényel a hőmérséklet méréséhez, mivel ez már a tokba van integrálva. A felbontása 0, C ( bites) és - C-tól C-ig mér. Alarm funkcióval is rendelkezik, ami felhasználható akár megszakítás generálására is. Az eszköz I C címe a Jjumper sor segítségével választható ki. Az eszköz címe a következő: 00xxx, ahol az alsó bit a J jumpersor felső jumperétől függ ( cím közül lehet választani). Amennyiben a jumperek nincsenek csatlakoztatva, akkor az a logikai -es szintnek felel meg. Az LM- ös hőmérő alarm funkciója is opcionálisan kihasználható, azaz a J jumpersor utolsó jumperével a mitmót busz (és nem a mikrovezérlő!) EXT_INT bemenetére köthető. A DPY-LED-S-0b perifériakártya Felhasználói és fejlesztői dokumentáció BME MIT 00. -D0a /

5 Csatlakozók A. ábra a csatlakozási pontok tényleges fizikai elhelyezkedését szemlélteti. (Az ábra nem méretarányos). 0 0 x raszter (.mm x.mm) ábra A DPY-LED kártya buszcsatlakozói (nem méretarányos) A mitmót buszjelei közül a következő lábakat használja a kártya:. SCL IC_SCL. SDA IC_SDA. MOSI SPI_MOSI. SCK SPI_SCK. DIP (DIP kapcsoló.) GPIO_. DIP (DIP kapcsoló.) GPIO_0. DIP (DIP kapcsoló.) GPIO_. DIP (DIP kapcsoló.) GPIO_. LED (. LED) GPIO_. LED (. LED) GPIO_. LED (. LED) GPIO_. LED (. LED) GPIO_ 0. SW (. nyomógomb) GPIO_. SW (. nyomógomb) GPIO_. SW (. nyomógomb) GPIO_. CS (chipselect) GPIO_0. O.S. (a hőmérő ALARM kimenete) EXT_INT. táblázat A DPY-LED kártya által használt buszjelek A DPY-LED-S-0b perifériakártya Felhasználói és fejlesztői dokumentáció BME MIT 00. -D0a /

6 Működési leírás A kijelzők és a LED-ek meghajtása A közös anódú hétszegmenses kijelzőket (Kingbright SA- SWRA, nagy fényerejű piros LED-ekkel) SNHCPW típusú shiftregiszterek hajtják meg - db kω-os ellenálláson keresztül. A közös anódos meghajtás miatt inverz a kijelzés, vagyis ha egy bit logikai alacsony állapotban van, a hozzá tartozó szegmens világít, míg logikai magas szint esetén nem világit. Ez kb. ma-nyi áramot jelent minden egyes szegmens esetében. A regiszterek sorba vannak kötve, vagyis az egyes regiszterek legfelső bitje át van vezetve a következő regiszter legalsó bitjére (kivétel az utolsó). Mindegyik regiszter megkapja a soros órajelet, aminek hatására eggyel balra léptetik tartalmukat, és a legalsó bitre a bejövő értéket helyezik be. Annak érdekében, hogy az SPI buszon ne csak a kijelző legyen elérhető, szükség volt egy chipselect (engedélyező jel) kialakítására is. Mivel a regiszterek nem rendelkeznek ilyen lehetőséggel, ezért szükség volt egy tranzisztoros kapcsolásra az órajel kikapuzására. R 0k U A R 0k U A R 0k U A D B QH D D0 B QH D SER B QH D0 D QA QG D D QA QG D D0 QA QG D0 D QB QF D D QB QF D D0 QB QF D0 D D QC QD QE #CLR 0 D R 0k D D QC QD QE #CLR 0 D R 0k D0 D0 QC QD QE #CLR 0 D0 R0 0k GND CLK SRCLK GND CLK SRCLK GND CLK SRCLK C 00n SNHCPW C 00n SNHCPW C 00n SNHCPW D0 D0 D0 D0 U 0 R k Anode a R k R k f b R k R k g c R k R k e DP R k d Anode SA- D0 D0 D0 D0 U #CS R.k SCLK R.k SRCLK Q BCX D D D D R k R k R k R k 0 Anode a f b g c e DP d Anode R k R k R k R k D D D D R0 0k D D D D R k R k R k R k SA- U 0 Anode a f b g c e DP d Anode R k R k R k R k D D D D SA-. ábra A hétszegmenses kijelzők meghajtása A DPY-LED-S-0b perifériakártya Felhasználói és fejlesztői dokumentáció BME MIT 00. -D0a /

7 . ábra A hétszegmenses kijelző szegmenseinek elhelyezkedése Egy hétszegmenses kijelzőhöz tartozó bitek és szegmensek összerendelése a következő táblázatban található. 0 d E g f DP c b a. táblázat A hétszegmenses kijelző kódtáblája A LED meghajtása közvetlenül a GPIO jelekkel történik. Ezek is kω-os ellenálláson keresztül hajthatók meg;, V esetén kb. ma áramfelvételt jelent LED-enként. A közös katód miatt ezek meghajtása egyenes logikával történik. LED LED LED LED R k R k R k R k D RED-BRIGHT D RED-BRIGHT D RED-BRIGHT D RED-BRIGHT. ábra A LED-ek meghajtása A DPY-LED-S-0b perifériakártya Felhasználói és fejlesztői dokumentáció BME MIT 00. -D0a /

8 A hőmérő bekötése A hőmérő IC az I C buszra csatlakozik. A J jelű jumpersorral lehet változtatni a címét, és engedélyezni az esetleges megszakításkérő jel továbbjutását a mitmót busz EXT_INT vezetékére (nem azonos a processzor -es interrupt lábával!). Az LM A0 címbitjei alapértelmezésben állapotban vannak (lásd a kapcsolást), míg a jumper rövidre zárt helyzetében 0 az adott bit értéke. Az LM I C busz címe a következő: 00A A A 0. Mivel a processzorkártya tartalmazza az I C busz felhúzó ellenállásait, ezért a DPY-LED kártyára már nem kellett felhúzóellenállásokat elhelyezni. R C ALARM 00n 0k U SDA Vs SCL A0 O.S. A GND A LMBIM- R0 R ALARM R J CONAP 0k 0k 0k. ábra A hőmérő IC kapcsolási rajza A nyomógombok és a DIP kapcsoló bekötése Mivel ezekhez az alkatrészekhez nyúlnak a legtöbbet a felhasználók, soros ellenállások lettek beiktatva a vezetékekre az elektrosztatikus kisülések hatásának csökkentése érdekében arra az esetre, ha a processzorkártya nem tartalmazna soros védőellenállásokat. A DPY-LED-S-0b perifériakártya Felhasználói és fejlesztői dokumentáció BME MIT 00. -D0a /

9 DIP DIP DIP DIP R 0 R0 0 R 0 R 0 DIP R R R R 0k 0k 0k 0k. ábra A DIP kapcsolók bekötése A kapcsolók vezetékei lehúzó-ellenállással lettek ellátva annak érdekében, hogy az esetleges határozatlan állapotok is határozott állapotot eredményezzenek, valamint a kapcsolók bekapcsolt állapotában ne legyen rövidzár a tápvonalak között. SW R 0 SW R 0k SW PUSHBUTTON-SPST-/SM SW R 0 SW R 0k SW PUSHBUTTON-SPST-/SM SW R 0 SW R 0k SW PUSHBUTTON-SPST-/SM. ábra A nyomógombok bekötése A nyomógombok alapesetben szakadásként viselkednek, vagyis a tápfeszültség a 0 kω-os és a 0 Ω-os ellenálláson keresztül logikai magas szintet eredményez a vezetéken. Amint a gombot megnyomják, az rövidzárként viselkedik, és logikai alacsony szintet kényszerít a vezetékre. A DPY-LED-S-0b perifériakártya Felhasználói és fejlesztői dokumentáció BME MIT 00. -D0a /