Digitalηφιακός υπολογιστής με βάση TIVA: 6 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:38

Γεια σου, Αυτό είναι το Tahir Ul Haq που σας φέρνει ένα άλλο έργο βασισμένο στο tiva.

Αυτό το έργο στοχεύει στην κατασκευή ψηφιακής αριθμομηχανής με βάση LCD που εκτελεί διάφορες λειτουργίες.

Ο Υπολογιστής είναι μια ηλεκτρονική συσκευή που θα αξιολογήσει διάφορες μαθηματικές εκφράσεις και υπολογισμούς. Η αριθμομηχανή αυτού του συγκεκριμένου έργου σχεδιάστηκε χρησιμοποιώντας μικροελεγκτή Tiva TM4c1233GXL. Η αριθμομηχανή δίνει πρώτα στον χρήστη διάφορες λειτουργίες που πρέπει να εκτελεστούν. Ο χρήστης επιλέγει τη συγκεκριμένη λειτουργία που πρέπει να εκτελεστεί, εισάγει τα επιθυμητά ορίσματα και η αριθμομηχανή αξιολογεί τη λειτουργία και εμφανίζει το αποτέλεσμα στην οθόνη LCD. Ο συγκεκριμένος υπολογιστής μπορεί να εκτελέσει τις ακόλουθες λειτουργίες:

 Αριθμητικές συναρτήσεις.

 Τριγωνομετρικές συναρτήσεις.

Μετατροπή αριθμών μεταξύ διαφορετικών βάσεων.

Αξιολόγηση των εκφράσεων Infix

 Παραγοντικό ενός αριθμού

Υπολογισμός της nη δύναμης ενός αριθμού.

Βήμα 1: Απαιτούμενα εξαρτήματα:

Ακολουθούν τα συστατικά που απαιτούνται για το Έργο:

 Tiva TM4C1233GXL:

Ένας μικροελεγκτής βασισμένος σε ARM που μπορεί να εκτελέσει διάφορες εργασίες και διαδικασίες. Αυτές οι διαδικασίες πρέπει να καθορίζονται από τον χρήστη με τη μορφή κώδικα, είτε στη γλώσσα C είτε στη γλώσσα συναρμολόγησης. Ο κωδικός γράφεται χρησιμοποιώντας το Keil Software. Το Keil Software μετατρέπει τον αντίστοιχο κώδικα σε Machine Code και τον κατεβάζει στη μνήμη flash του μικροελεγκτή Tiva. Ο κώδικας μπορεί στη συνέχεια να εκτελεστεί στον μικροελεγκτή.

Display Οθόνη LCD:

Χρησιμοποιήθηκε οθόνη LCD 20x4 χαρακτήρων για την εμφάνιση της εξόδου αυτού του έργου. Η οθόνη LCD συνδέθηκε απευθείας με τον μικροελεγκτή Tiva. Θα εξάγει τυχόν δεδομένα που του παρέχονται στις γραμμές δεδομένων του.

 Πληκτρολόγιο:

Χρησιμοποιήθηκε ένα πληκτρολόγιο διαστάσεων 4x4. Το πληκτρολόγιο συνολικά περιέχει 16 κλειδιά, καθένα από τα οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αποστολή μιας συγκεκριμένης εισόδου στον μικροελεγκτή, όπως απαιτείται από τον χρήστη.

Αυτό είναι ένα απλό έργο βασισμένο σε κωδικοποίηση που απαιτεί ελάχιστα στοιχεία υλικού αλλά πολύ προγραμματισμό ανάλογα με το πόσο προηγμένη αριθμομηχανή θέλετε.

Βήμα 2: Διαδικασία

Διασύνδεση LCD:

Μια οθόνη LCD περιέχει τις ακόλουθες ακίδες: 1. Vdd: Η τάση τροφοδοσίας της οθόνης LCD. 5V DC παρέχεται από τον μικροελεγκτή Tiva σε αυτόν τον πείρο για να ενεργοποιήσετε την οθόνη LCD.

2. Vss: Η γειωμένη σύνδεση της οθόνης LCD. Συνδέεται με το έδαφος.

3. Vcc: Το Contrast Control Pin. Ορίζει την αντίθεση για την οθόνη.

4. Καρφίτσα R/W: Αυτός ο πείρος χρησιμοποιείται για την επιλογή μεταξύ της επιλογής ανάγνωσης και εγγραφής της οθόνης LCD. Όταν η ακίδα αυτή είναι χαμηλή λογικά, πραγματοποιείται μια λειτουργία εγγραφής και τα δεδομένα αποστέλλονται από τον μικροελεγκτή στην οθόνη LCD χρησιμοποιώντας τις ακίδες D0-D7. Όταν αυτός ο πείρος έχει ρυθμιστεί σε υψηλό επίπεδο, πραγματοποιείται μια λειτουργία ανάγνωσης και τα δεδομένα αποστέλλονται από την οθόνη LCD στον μικροελεγκτή χρησιμοποιώντας τις ακίδες D0-D7 στην οθόνη LCD.

5. Καταχώρηση Επιλογή καρφίτσα: Αυτός ο πείρος χρησιμοποιείται για να επιλέξει εάν επιθυμούμε να στείλουμε κάποια δεδομένα στην οθόνη LCD ή επιθυμούμε να εκτελέσουμε κάποια εντολή στην οθόνη LCD. Διάφορες εντολές μπορούν να εκτελεστούν στην οθόνη LCD, όπως καθαρή οθόνη, κίνηση δρομέα ή ενεργοποίηση/απενεργοποίηση της οθόνης. Όταν αυτός ο πείρος έχει ρυθμιστεί σε υψηλό επίπεδο, μια λειτουργία εγγραφής θα στείλει δεδομένα στον καταχωρητή δεδομένων για εμφάνιση στην οθόνη LCD. Όταν αυτή η ακίδα είναι χαμηλή, μια λειτουργία εγγραφής θα στείλει κάποια συγκεκριμένη εντολή LCD που θα εκτελεστεί στην οθόνη LCD.

6. Ενεργοποίηση Pin: Αυτός ο πείρος χρησιμοποιείται για την ενεργοποίηση της οθόνης LCD. Λειτουργεί στην ανερχόμενη άκρη ενός παλμού. Όταν τα δεδομένα τροφοδοτούνται στις γραμμές δεδομένων και το σετ ακίδων R/W, η εφαρμογή ενός σύντομου παλμού θα έχει ως αποτέλεσμα την αποστολή δεδομένων στην οθόνη LCD.

7. Καρφίτσες δεδομένων: Αυτές οι 8 ακίδες χρησιμοποιούνται ως δίαυλος για την αποστολή ή λήψη δεδομένων μεταξύ του μικροελεγκτή και της οθόνης LCD. Στην προεπιλεγμένη διαμόρφωσή του, η οθόνη LCD προγραμματίζεται να στέλνει δεδομένα χρησιμοποιώντας πλάτος δεδομένων 8 bits. Ωστόσο, για να αποθηκεύσετε καρφίτσες στον μικροελεγκτή Tiva, μπορεί επίσης να προγραμματιστεί να στέλνει 8 bit χρησιμοποιώντας δύο μεταφορές δεδομένων 4 bit.

Τα ακόλουθα βήματα εκτελούνται για τη διασύνδεση μιας οθόνης LCD:

1. Αρχικοποίηση LCD:

Πριν από τη χρήση, η μονάδα LCD πρέπει να διαμορφωθεί και να προετοιμαστεί.

Τα τέσσερα βήματα της προετοιμασίας είναι:

α) Ρύθμιση λειτουργίας: Ορίζει την επιλογή πλάτους διαύλου δεδομένων, τον αριθμό γραμμών εμφάνισης και τον τύπο γραμματοσειράς οθόνης

β) Ένδειξη και έλεγχος δρομέα: Αυτή η εντολή χρησιμοποιείται για την ενεργοποίηση/απενεργοποίηση της οθόνης και του δρομέα.

γ) Ρύθμιση λειτουργίας εισόδου: Μας επιτρέπει να ενεργοποιήσουμε την κίνηση του δρομέα και τη μετατόπιση οθόνης.

δ) Εκκαθάριση οθόνης: Καθαρίζει την οθόνη χρησιμοποιώντας την εντολή 0x01 στη μονάδα LCD.

2. Λειτουργία εγγραφής LCD: Για να εκτελέσετε μια λειτουργία εγγραφής στην οθόνη LCD, στείλτε τα δεδομένα στις γραμμές δεδομένων. Στη συνέχεια, ο πείρος R/W και οι ακίδες RS ρυθμίζονται σε λογικά χαμηλά. Στη συνέχεια εφαρμόζεται ένας παλμός στο Enable Pin για την αποστολή των δεδομένων στις γραμμές δεδομένων που εμφανίζεται στην οθόνη LCD.

Διασύνδεση πληκτρολογίου:

Το πληκτρολόγιο 4x4 αποτελείται από 4 σειρές και 4 στήλες. Κάθε σειρά και στήλη έχει έναν ξεχωριστό πείρο ο οποίος συνδέεται με ξεχωριστό πείρο στον μικροελεγκτή Tiva. Ανιχνεύεται ένα πάτημα πλήκτρου χρησιμοποιώντας τη μέθοδο Polling Based. Αρχικά, όλες οι γραμμές και οι στήλες έχουν υψηλή λογική. Κάθε σειρά γίνεται χαμηλή λογική μία προς μία. Και ανιχνεύεται η αντίστοιχη στήλη που είναι χαμηλή λογικά, με ένα πάτημα πλήκτρου. Οι ανιχνευόμενοι αριθμοί γραμμών και στηλών σαρώνονται στον πίνακα, ο οποίος επιστρέφει τον αντίστοιχο αριθμό που έχει εισαχθεί αντιστοιχισμένος στο πατημένο πλήκτρο

Βήμα 3: Λειτουργίες:

Αυτός ο υπολογιστής μπορεί να εκτελέσει διάφορες αριθμητικές πράξεις οι οποίες είναι:

1. Δυαδικές πράξεις:

Πρόσθεση, αφαίρεση, πολλαπλασιασμός ή διαίρεση δύο αριθμών.

2. Χρονόμετρο:

Χρονόμετρο αντίστροφης μέτρησης που μπορεί να παρακολουθεί τον χρόνο όπως απαιτείται. Περιλαμβάνεται επίσης η επαναφορά της λειτουργίας του χρονόμετρου.

3. Τριγωνομετρικές συναρτήσεις:

Υπολογίστε το ημίτονο, συνημίτονο και εφαπτομένη της δεδομένης γωνίας σε μοίρες. Μπορεί επίσης να υπολογίσει το αντίστροφο των εν λόγω συναρτήσεων

4. Διάφορες λειτουργίες:

Αυτές περιλαμβάνουν τον υπολογισμό της ένατης ισχύος ενός αριθμού, τον υπολογισμό του παραγοντικού ενός αριθμού και τις μετατροπές βάσης.

5. Αξιολόγηση των εκφράσεων Infix:

Υπολογίστε μακρές εκφράσεις infix που περιλαμβάνουν τις συναρτήσεις της πρόσθεσης, αφαίρεσης, πολλαπλασιασμού και διαίρεσης.

Βήμα 4: Σχεδιασμός έργου:

Ο μικροελεγκτής τοποθετείται σε ένα κουτί μετά τη σύνδεση και η οθόνη LCD και το πληκτρολόγιο τοποθετούνται έξω από το κουτί για λειτουργία.

Για τις ακίδες ελέγχου LCD χρησιμοποιούνται οι ακίδες PA5, PA6 και PA7 του εικονικού ελεγκτή.

Για τη διασύνδεση LCD Οι θύρες B χρησιμοποιούνται για τις ακίδες D0-D7 της οθόνης LCD. Λεπτομέρειες στις συνημμένες εικόνες.

Για τη διασύνδεση πληκτρολογίου, οι ακίδες θύρας C χρησιμοποιούνται για γραμμές και οι ακίδες θύρας F χρησιμοποιούνται για τις στήλες. Για πλήρη κατανόηση της διασύνδεσης μπορείτε να διαβάσετε τις διαφάνειες που επισυνάπτονται εδώ.

Βήμα 5: Κωδικοποίηση:

Όλοι οι κωδικοί του έργου έχουν κωδικοποιηθεί στο Keil Microvision 4, το οποίο μπορείτε να κατεβάσετε από την ιστοσελίδα του Keil.

Για πλήρη κατανόηση των διαφόρων γραμμών κώδικα, σας ενθαρρύνουμε να δείτε το φύλλο δεδομένων του μικροελεγκτή στη διεύθυνση

Βήμα 6: Ειδικές ευχαριστίες:

Ευχαριστώ ιδιαίτερα τα μέλη του έργου που μοιράστηκαν μαζί μου τα στοιχεία του έργου τους.

Qasim Elahi, Ansar Rasool, Abdullah Usman Khan, Asad Ali

Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών

Πανεπιστήμιο Μηχανικής & Τεχνολογίας Λαχόρη, Πακιστάν

Ας ελπίσουμε ότι θα φέρουμε άλλα ακόμη νωρίτερα !!! Να προσέχεις:)

Ευχαριστώ και χαιρετισμούς

Tahir Ul Haq (UET Lahore)