Программирование встроенных приложений Keil uvision

СПБГУАП группа 4736 / Индустрия 4.0

// считывание состояния младшего байта PORTBв переменную pb_state uint8_t pb_state = (uint8_t) MDR_PORTB->RXTX;

/* обратите внимание на то, что используется приведение типов переменной uint32_t к uint8_t. При проведении операций с разными типа целочисленных переменных, делать это необходимо обязательно! */

Одной из частых операций является операция получения старших или младших байт многобайтной переменной.

//______ СОХРАНЕНИЕ СТАРШЕГО И МЛАДШЕГО БАЙТА ДВУХБАЙТНОЙ ПЕРЕМЕННОЙ

//инициализация двухбайтной переменной word числом 29684 =

//0b0111001111110100

uint16_t word = 0x73f4;

/* сохранение старшего байта переменной word в переменную word_msb

(msb – most significant byte) англ. – старший байт, обратите внимание на обязательное приведение типов */

uint8_t word_msb = (uint8_t) (word >> 8);

/* сохранение младшего байта переменной word в переменную word_lsb

(lsb – least significant byte) англ. – младший байт, обратите внимание на обязательное приведение типов */

// применение битовой маски для обнуления старшего байта переменной word uint8_t word_lsb = (uint8_t) (word & 0x00ff);

//______ ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДВУХБАЙТНОЙ ПЕРЕМЕННОЙ ______

79

СПБГУАП группа 4736 / Индустрия 4.0

4.3.8. Заключение

Влабораторной работе рассмотрены принципы использования логических битовых операций при создании программ для микроконтроллеров.

Студент должен усвоить весь материал лабораторной работы, ввиду того, что работа с МК в полном объеме доступна только с применением битовых операций.

Если Вы чувствуете, что не усвоили ту или иную операцию или строку кода, обязательно прочитайте материал заново или обратитесь к другим источникам, например, из списка литературы лабораторной работы.

Вработе рассмотрен алгоритм восстановления двухбайтной переменной из двух однобайтных. Этот алгоритм прекрасно применим к 32-битным (4-байтным) и 64-битным (8-байтным) переменным.

Для защиты лабораторной работы необходимо выполнить все задачи из раздела 9.

80

СПБГУАП группа 4736 / Индустрия 4.0

4.3.9. Задачи для самостоятельной работы

Выполнить с помощью битовых логических операций

1.Инвертирующая битовая маска. Сначала включаются все светодиоды. Далее, при удержании любой из 5 кнопок происходит выключение 1, 2, 3, 4, или 5 светодиодов (по одному). При отпускании кнопок включаются все светодиоды.

2.Сдвигающиеся вверх огоньки. Включаются 1 и 2 светодиоды, далее каждые полсекунды пара включенных светодиодов смещается вверх, т.е. гаснет 1 светодиод, 2 и 3 включены; гаснет 2 светодиод, 3 и 4 включены и т.д. до включения 7 и 8 светодиодов. Далее все светодиоды выключаются и процесс повторяется снова.

3.Битовая маска. При удержании каждой из 5 кнопок происходит включение 1, 2, 3, 4, или 5 светодиодов (по одному). При отпускании любой из кнопок все светодиоды выключаются.

4.Столбик из огоньков. Сначала включается 1 светодиод, через полсекунды включается 2 светодиод и так до включения 8 светодиода, после этого происходит выключение светодиодов в этом же порядке каждые полсекунды. После выключения 8 светодиода весь процесс повторяется снова.

5.Бегущий огонек. Происходит попеременное включение одного светодиода, начиная с 1, потом 2 и заканчивая 8, с интервалом, равным половине секунды. Сначала вверх от 1 до 8 светодиода, потом вниз от 8 светодиода до 1. Далее процесс повторяется снова.

6.Сдвигающиеся вниз огоньки. Сначала включаются 8 и 7 и 6 светодиоды, далее каждые полсекунды три включенных светодиода смещается вниз, т.е. гаснет 8 светодиод, 7, 6 и 5 включены. Гаснет 7 светодиод, 6, 5 и 4 включены и т.д. до включения 1, 2 и 3 светодиодов. Далее процесс повторяется снова.

7.Многокнопочный фонарик. Вся линейка светодиодов включается только тогда, когда зажаты кнопки PE3, PB4 и PE6.

8.Фонарик с условием. Вся линейка светодиодов включается только тогда, когда зажата любая из кнопок PD7/PB4.

9.Индикатор 32-битного числа. Побайтно циклически выводится на линейку светодиодов 32-битное число 0x7896bc3d. Смена байта происходит каждые 2 с начиная с 1 байта числа. Перед началом нового чикла следует выключить все светодиоды на 3 секунды.

81

СПБГУАП группа 4736 / Индустрия 4.0

11.Выборочный инвертор. Вначале включаются все светодиоды. Далее, при удержании любой из 5 кнопок происходит инверсия состояния светодиода, соответствующая последней цифре кнопки (прим. PE3 – 3). Для решения задачи использовать операцию битовой инверсии.

12.Включение огоньков. Необходимо включать светодиоды PA4 – PA7 во время удержания любой из кнопок.

13.Индикатор 64-битного числа. Побайтно циклически выводится на линейку светодиодов 64-битное число 0xaf123479bcedff04. Смена байта происходит каждые 2 с начиная с 1 байта числа. Перед началом нового чикла следует выключить все светодиоды на 3 секунды.

14.Индикатор 32-битного числа. Циклически выводить на линейку светодиодов побайтно 32-битное число 0x56af81bc. При этом поменять местами байты 1 и 2, 4 и 3. Смена байта происходит каждые 2 с, перед началом нового цикла следует выключить все светодиоды на 3 секунды.

15.Индикатор 32-битного числа. Циклически выводить на линейку светодиодов побайтно 32-битное число 0xfa1372bc. При этом поменять местами байты 4 и 1, 2 и 3. Смена байта происходит каждые 2 с.

82

СПБГУАП группа 4736 / Индустрия 4.0

4.4.Работа c графическим дисплеем MT12864B в составе отладочной платы МилКиТЭС

Цель работы – освоение принципов работы с графическим дисплеем MT12864B.

Задачи:

1)Создать новый проект в среде KEIL MDK-ARM;

2)Написать рабочий программный код с комментариями;

3)Проверить работоспособность программного кода;

4)Выполнить индивидуальные задания;

5)Написать отчёт о проделанной работе.

4.4.1.Введение

Отладочная плата МилКиТЭС оснащена графическим дисплеем МЭЛТ МТ12864B с разрешением 128 x 64 пикселя [2]. Управление дисплеем осуществляется через интерфейс SPI.

С технической точки зрения, SPI – это синхронная четырёхпроводная шина. Она представляет собой соединение двух синхронных сдвиговых регистров, которые является центральным элементом любого SPI устройства. Для соединения используется конфигурация ведущий/ведомый [8].

Схема включения МТ12864B показана на рис. 33, таблица 9 показывает подключение сигналов дисплея к выводам МК. Дисплей МТ12864B построен на основе контроллера дисплеев NT75451 [11]. Описание выводов дисплея:

-CS1 – выбор устройства по стандарту протокола SPI;

-RES – сброс дисплея;

-А0 – выбор режима приема команды/данных от ведущего устройства;

-SCL – линия тактирования данных/команд по стандарту протокола SPI;

-SI – линия приема данных/команд;

-LED – управление подсветкой дисплея.

83

СПБГУАП группа 4736 / Индустрия 4.0

Таблица 9. Карта соединения сигналов дисплея с МК

Рис. 33. Электрическая схема включения дисплея МТ12864В

Работа с дисплеем начинается с того, что линия RES выставляется в низкий логический уровень (работает в обратной логике). Это необходимо для того, чтобы вывести дисплей из состояния сброса при включении питания. Если этого не сделать, дисплей будет находиться в состоянии сброса и не будет реагировать на команды (это происходит автоматически при инициализации дисплея).

84

СПБГУАП группа 4736 / Индустрия 4.0

Команды и данные передаются дисплею от МК по линии SI, что, по стандарту SPI, означает “Slave Input”. SCL – линия тактирования, необходима для синхронизации передаваемых байт.

По линии SPI от МК к дисплею передаются команды и данные. Существует несколько команд дисплея, например:

-установка страницы памяти дисплея;

-установка курсора в пределах страницы;

-инверсия пикселей дисплея.

При передаче команды дисплею линия A0 должна быть выставлена в логический ноль. При передаче данных линия А0 устанавливается в логическую единицу.

Линия CS1 – выбор устройства на линии SPI. Исходное состояние – логическая единица (устройство не выбрано). Перед началом обращения к дисплею, линию СS необходимо перевести в логический ноль и вернуть в логическую единицу после окончания обращения.

Транзистор VT3 необходим для управления включением подсветки дисплея в случае, если на плате не установлен шунтирующий резистор R29. Подсветка включается, когда на выводе PE2 PORTE выставлена логическая единица и транзистор VT3 открыт.

85

СПБГУАП группа 4736 / Индустрия 4.0

4.4.2. Графический дисплей МТ12864B

Дисплей МТ12864В имеет восемь страниц памяти шириной восемь пикселей и длинной 128 пикселей соответственно (рис. 34).

Рис. 34. Схема организации памяти дисплея МТ12864B

Запись логической единицы в ячейку памяти вызывает включение соответствующего пикселя. Пиксели в пределах страницы памяти дисплея заполняются сверху вниз слева направо при последовательной записи данных (рис. 35). Для перехода на новую страницу памяти необходимо подать соответствующую команду перехода (см. таблицу 10).

Рис. 35. А) Данные в памяти дисплея, Б) Закрашенные пиксели на дисплее

Все операции с дисплеем, кроме управления подсветкой, реализованы в библиотеке milkites_display.h. Для начала работы с дисплеем необходимо добавить в проект и код файлы библиотек milkites_display.h, milkites_spi.h. Операция добавления новых библиотек описана в пункте 5 лабораторной работы № 2.

При включении питания дисплею МТ12864B, как и другим системам МК, требуется стартовая инициализация.

86

СПБГУАП группа 4736 / Индустрия 4.0

Инициализация дисплея означает настройку портов МК, к которым подключен дисплей, а также настройку модуля SPI и начальное конфигурирование дисплея. После инициализации дисплей готов к работе.

Втаблице 10 показан набор функций библиотеки для работы

сдисплеем МТ12864В.

Таблица 10. Функции библиотеки дисплея МилКиТЭС

87

СПБГУАП группа 4736 / Индустрия 4.0

4.4.3. Вывод изображений на дисплей

Разберем первую часть команд – команды низкого уровня. Для этого рассмотрим программу, рисующую квадрат 8 x 8 пикселей в центре дисплея (рис. 36, листинг 5).

В бесконечном цикле происходит установка курсора на страницу 4 памяти дисплея (счет идет с нуля) и 60 пиксель, после этого цикл на 8 итераций заполняет единицами память дисплея, происходит автоинкремент адреса колонки пикселей в пределах страницы памяти после очередной записи данных. Результат исполнения кода показан на рис. 36.

Рис. 36. Изображение квадрата на дисплее

88