1.9 Аналого-цифровой преобразователь микроконтроллера
Модуль 8-битного аналого-цифрового преобразователя входит в состав микроконтроллера. В качестве источника опорного напряжения для АЦП может использоваться как напряжения питания микроконтроллера, так и внешний либо внутренний источник опорного напряжения.
Модуль АЦП может работать в двух режимах:
1)режим одиночного преобразования, когда запуск каждого преобразования инициируется пользователем;
2) режим непрерывного преобразования, когда запуск преобразования выполняется непрерывно через определенные интервалы времени.
Регистры необходимые для управления АЦП приведены в таблице 2.
Таблица 2 – Регистры управления АЦП микроконтроллера
Названия регистр |
Описания |
Адрес |
ADCSR |
Управления и состояния |
$06($26) |
ADMUX |
Управление мультиплексором |
$07($27) |
SFIOR |
Специальные функции |
$30($50) |
Для разрешения работы АЦП необходимо записать логическую 1 в бит ADEN регистра ADCSR, а для выключения - соответственно логический 0. Режим работы АЦП определяется состоянием бита ADFR. Если он установлен в 1,АЦП работает в режиме непрерывного преобразования. После завершения преобразования его результат сохраняется в регистре данных АЦП. При выключении микроконтроллера в регистре данных АЦП содержится значение $0000.
1.10 Семисегментный индикатор
Семисегментный индикатор это устройство отображения цифровой информации. Семисегментный индикатор состоит из семи элементов индикации (сегментов), включающихся и выключающихся по отдельности. Включая их в разных комбинациях, из них можно составить упрощённые изображения арабских цифр. Часто семисегментные индикаторы делают в курсивном начертании, что повышает читаемость. Семисегментный индикатор показывает цифры шестнадцатеричного кода Сегменты обозначаются буквами от A до G; восьмой сегмент — десятичная запятая, предназначенная для отображения дробных чисел. Изредка на семисегментном индикаторе отображают буквы. Светодиодные индикаторы имеют предельно простую форму, так как в них применяются светодиоды, отлитые в форме сегментов, и чем меньше разных типов светодиодов, тем дешевле устройство. В жидкокристаллических, газорязрядных, вакуумно-люминесцентных (катодно-люминесцентных) и других индикаторах дизайнеры находят место для вариации формы сегментов.
Таблица 3 – Таблица истинности преобразователя семисегментного кода
Отображаемые цифры и буквы |
Входная комбинация (двоичный код) |
Выходная комбинация (семисегментный код) |
|||||||||
X3 |
X2 |
X1 |
X0 |
g |
f |
e |
d |
c |
b |
a |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
A |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
B |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
C |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
D |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
F |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
G |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
Рассмотрим работу с трехзначным индикатором, коим является BC56-12xxx. У него есть 12 выходов. Схема индикатора изображена на рисунке 1.
Рисунок 3 – Схема семисегментного индикатора
Рисунок 4 – Схемы подключения сегментов
Внутри линейной схемы находятся три семисегментных индикатора, соединенные параллельно, и от каждого из них выходит один общий электрод (катод или анод). Чтобы было понятнее, электрическая схема подключения семисегментных индикаторов изображена на рисунке 5.
Рисунок 5 – Схема подключения 3 разрядов
Итак, подавая напряжение на выводы 1, 2, 3, 4, 5, 7, 10, 11, формируем цифру (символ), мы их назовем информационными или шиной данных, а управляя выводами 8, 9, 12, определяют позицию этой цифры. Выводы 8, 9, 12 назовем выводами выбора устройства или шиной адреса. Понятно, что нельзя одновременно зажечь две или три разные цифры. Придется использовать стробирование, т. е. зажигать цифры по очереди с высокой скоростью. Они будут мерцать, но глаз этого не успеет заметить. Значит, с выводами 1, 2, 3, 4, 5, 7, 10, 11 работа совершенно аналогична. А выводы 8, 9, 12 нужно замыкать на землю по очереди. Казалось бы, чего проще - присоединить их к МК и все. Не следует цеплять к МК общий электрод - это слишком большая нагрузка для него, и его порт ввода-вывода может сгореть. Следует использовать полевые транзисторы.