Формирование управляющих сигналов из мк
Формирование статических сигналов. Для управления исполнительным устройством, работающим по принципу «включено/выключено», на соответствующей линии порта МК необходимо сформировать статический сигнал 0 или 1. Предположим, что исполнительное устройство – это светодиоды, используемые для индикации каких-либо состояний объекта управления.
Особенностью портов MCS-51 является их низкая нагрузочная способность для портов P1, P2, P3 выходной ток низкого уровня не превышает 1,6 мА, а высокого уровня – не более 80 мкА. Для порта P0 выходной ток низкого уровня не превышает 3,2 мА, а выходной ток высокого уровня задается внешним («подтягивающим») резистором, подключенным к положительному выводу питания, и не превышает 400 мкА.
Для яркого свечения светодиодов необходим ток 10…20 мА, например, для АЛ 307Б. Очевидно, что порты MCS-51 не могут обеспечить такие токи, поэтому используются буферные элементы – микросхемы с мощными выходными каскадами. Примером могут служить К155ЛН3 (6 инверторов) или К155ЛП9 (6 повторителей). Эти микросхемы имеют выходы с открытым коллектором и позволяют получить токи до 30 мА.
На рис. 24.4 приведена схема микроконтроллерного устройства (МКУ), на выходе которого подключены 8 светодиодов для индикации режимов работы. На входы МКУ подаются 8 сигналов от различных датчиков с уровнями ТТЛ.
Для включения светодиода необходимо на соответствующую линию порта P2 вывести сигнал логической единицы. Например, включение VD1
SETB P1.0
Рис. 24.4. Принципиальная схема МКУ
Для выключения этого же светодиода нужно вывести сигнал логического нуля
CLR P1.0
В случае управления группой автономных исполнительных устройств, подключенных к выходному порту, формируется не двоичное управляющее воздействие, а управляющее слово, имеющее формат байта, каждому разряду которого ставится в соответствие 1 или 0 в зависимости от того, какие исполнительные устройства должны быть включены, а какие выключены.
Управляющие слова удобно формировать командами логических операций над содержимым порта. Команда ANL используется для сброса тех бит управляющего слова, которые в операнде (маске) заданы нулем. Команда ORL используется для установки бит управляющего слова. Командой XRL осуществляется инвертирование определенных бит.
Формирование импульсных сигналов. Управляющее воздействие типа «импульс» можно получить последовательной выдачей сигналов «включить» и «отключить» с промежуточным вызовом подпрограммы временной задержки. Условно можно разделить импульсы на два вида по форме
1) «положительный» импульс, формируемый перепадами сигнала 010
2)«отрицательный» импульс, формируемый перепадами 101.
Если, например, требуется включить светодиод VD2 в МКУ на рис. 7.11 на время 1 сек, то это можно сделать программой
IMP_1: SETB P2.1 ; P2.1 1 (включить VD2)
CALL DEL1S ; Временная задержка на 1сек
CLR P2.1 ; P2.1 0 (выключить VD2)
Часто в программах нужно получить управляющий сигнал в виде периодической последовательности импульсов. Частным случаем импульсного периодического сигнала является «меандр», у которого tИ = tП = Т / 2. Сигналы типа меандра широко применяются для организации «мигающего» режима работы устройств индикации, для генерации звуковых сигналов и т.п.
Пример программы генерации меандра с параметрами tИ = tП = 1 сек на линии 3 порта P2:
MEANDR: CPL P2.3 ; Инвертирование разряда 3 порта P2
CALL DEL1S ; Задержка на 1 сек
JMP MEANDR ; Зацикливание программы
Апериодический импульсный управляющий сигнал, т.е. последовательность нескольких импульсов с произвольной длительностью и скважностью, может быть получен путем чередования процедур выдачи изменяемого значения сигнала («0» или «1») и вызова подпрограмм временных задержек заданных длительностей.