Проектирование систем на базе микроконтроллера AVR

ldi  temp,0

ldi  rab, 0

out  DDRD, temp ; Записываем ноль в DDRD (порт PD на ввод)

ldi  temp, 0xFF ; Записываем число $FF в регистр temp

out  DDRB, temp ; Записываем это число в DDRB (порт PB на вывод)

out  PORTD, temp ; Записываем то же число в PORTB (потушить светодиод)

out  PORTB, temp ; Записываем его же в PORTD (включаем внутр. резисторы)

;----------------------------- Основной цикл-----------------------------------

ldi temp,0b11000000

out GICR,temp  ;Разрешаем прерывания int0,int1

sei

stop:

rjmp stop

 

prer:  clr  temp

out  GICR,temp ;Запрещаем прерывания int0,int1

sbrc  rab, 3

rjmp  vikl

vkl:  ldi  rab,0  

out  PORTB, rab

ldi  rab, 0xFF

ldi  temp,0b11000000

out  GICR,temp ;Разрешаем прерывания int0,int1

reti

vikl:  ldi  temp, 0b11010101

out  PORTB, temp

ldi  rab, 0

ldi  temp,0b11000000

out  GICR,temp ;Разрешаем прерывания int0,int1

reti

 

 

 

Подключение дисплея (asm)

Поставим перед собой  задачу написания программы на ассемблере, для работы с дисплеем. А именно программа будет выводить на дисплей  некоторый текст. Для написания программы, добавим библиотеку hd44780.asm,  текст которой представлен ниже. В ней происходит инициализация дисплея, выбор порта для подключения, настройки курсора и описание функций.

 

 

#define HD44780_CLEAR    0x01

#define HD44780_HOME    0x02

#define HD44780_ENTRY_MODE   0x04

#define HD44780_EM_SHIFT_CURSOR  0

#define HD44780_EM_SHIFT_DISPLAY 1

#define HD44780_EM_DECREMENT  0

#define HD44780_EM_INCREMENT  2

#define HD44780_DISPLAY_ONOFF   0x08

#define HD44780_DISPLAY_OFF  0

#define HD44780_DISPLAY_ON  4

#define HD44780_CURSOR_OFF  0

#define HD44780_CURSOR_ON  2

#define HD44780_CURSOR_NOBLINK  0

#define HD44780_CURSOR_BLINK  1

#define HD44780_DISPLAY_CURSOR_SHIFT 0x10

#define HD44780_SHIFT_CURSOR  0

#define HD44780_SHIFT_DISPLAY  8

#define HD44780_SHIFT_LEFT  0

#define HD44780_SHIFT_RIGHT  4

#define HD44780_FUNCTION_SET   0x20

#define HD44780_FONT5x7         0

#define HD44780_FONT5x10   4

#define HD44780_ONE_LINE   0

#define HD44780_TWO_LINE   8

#define HD44780_4_BIT   0

#define HD44780_8_BIT   16

#define HD44780_CGRAM_SET   0x40

#define HD44780_DDRAM_SET   0x80

.equ LCD_PORT  = PORTC

.equ LCD_DDR  = DDRC

.equ    LCD_PIN = PINC

.equ LCD_D4   = 0

.equ LCD_D5   = 1

.equ  LCD_D6   = 2

.equ LCD_D7   = 3

.equ LCD_RS  = 4

.equ LCD_EN  = 5

;------------------------------------------------------------------------------

LCD_WriteNibble:

sbi  LCD_PORT, LCD_EN

sbrs r16, 0

cbi  LCD_PORT, LCD_D4

sbrc r16, 0

sbi  LCD_PORT, LCD_D4

sbrs r16, 1

cbi  LCD_PORT, LCD_D5

sbrc r16, 1

sbi  LCD_PORT, LCD_D5

sbrs r16, 2

cbi  LCD_PORT, LCD_D6

sbrc r16, 2

sbi  LCD_PORT, LCD_D6

sbrs r16, 3

cbi  LCD_PORT, LCD_D7

sbrc r16, 3

sbi  LCD_PORT, LCD_D7

cbi  LCD_PORT, LCD_EN

ret

;------------------------------------------------------------------------------

LCD_WriteData:

sbi  LCD_PORT, LCD_RS

push r16

swap r16

rcall LCD_WriteNibble

pop  r16

rcall LCD_WriteNibble

clr  XH

ldi  XL,250

rcall Wait4xCycles

ret

;------------------------------------------------------------------------------

LCD_SetAddressDD:

ori  r16, HD44780_DDRAM_SET

rcall LCD_WriteCommand

ret

;------------------------------------------------------------------------------

LCD_Init:

sbi  LCD_DDR, LCD_D4

sbi  LCD_DDR, LCD_D5

sbi  LCD_DDR, LCD_D6

sbi  LCD_DDR, LCD_D7

sbi  LCD_DDR, LCD_RS

sbi  LCD_DDR, LCD_EN

cbi  LCD_PORT, LCD_RS

cbi  LCD_PORT, LCD_EN

ldi  r16, 100

rcall WaitMiliseconds

ldi  r17, 3

InitLoop:

ldi  r16, 0x03

rcall LCD_WriteNibble

ldi  r16, 5

rcall WaitMiliseconds

dec  r17

brne InitLoop

ldi  r16, 0x02

rcall LCD_WriteNibble

ldi  r16, 1

rcall WaitMiliseconds

ldi  r16, HD44780_FUNCTION_SET | HD44780_FONT5x7 | HD44780_TWO_LINE | HD44780_4_BIT

rcall LCD_WriteCommand

ldi  r16, HD44780_DISPLAY_ONOFF | HD44780_DISPLAY_OFF

rcall LCD_WriteCommand

ldi  r16, HD44780_CLEAR

rcall LCD_WriteCommand

ldi  r16, HD44780_ENTRY_MODE |HD44780_EM_SHIFT_CURSOR | HD44780_EM_INCREMENT

rcall LCD_WriteCommand

ldi  r16, HD44780_DISPLAY_ONOFF | HD44780_DISPLAY_ON | HD44780_CURSOR_ON | HD44780_CURSOR_BLINK

rcall LCD_WriteCommand

ret

;------------------------------------------------------------------------------

#ifndef F_CPU

   #error "F_CPU must be defined!"

#endif

#if F_CPU < 4000000

   #warning "F_CPU too low, possible wrong delay"

#endif

#define CYCLES_PER_US (F_CPU/1000000)

#define C4PUS (CYCLES_PER_US/4)

#define DVUS(x) (C4PUS*x)

;------------------------------------------------------------------------------

; Input : XH:XL - number of CPU cycles to wait (divided by four)

;-----------------------------------------------------------------------------

Wait4xCycles:

   sbiw   XH:XL, 1

   brne   Wait4xCycles

   ret

;-----------------------------------------------------------------------------

; Input : r16 - number of miliseconds to wait

 ;---------- WaitMiliseconds:

   push r16

 WaitMsLoop:

   ldi    XH,HIGH(DVUS(500))

   ldi    XL,LOW(DVUS(500))

   rcall  Wait4xCycles

   ldi    XH,HIGH(DVUS(500))

   ldi    XL,LOW(DVUS(500))

   rcall  Wait4xCycles

   dec    r16

   brne   WaitMsLoop

   pop    r16

   ret

;-----------------------------------------------------------------------------

; End of file

;-----------------------------------------------------------------------------

;**** Subroutine Register Variables

.def drem8u =r15  ;remainder

.def dres8u =r16  ;result

.def dd8u =r16  ;dividend

.def dv8u =r17  ;divisor

.def dcnt8u =r18  ;loop counter

;***** Code

div8u:

sub  drem8u,drem8u ; clear remainder and carry

ldi  dcnt8u,9  ; init loop counter

d8u_1: 

rol  dd8u  ; shift left dividend

dec  dcnt8u  ; decrement counter

brne d8u_2   ; if done

ret    ; return

d8u_2: 

rol  drem8u   ; shift dividend into remainder

sub  drem8u,dv8u  ; remainder = remainder - divisor

brcc d8u_3   ; if result negative

add  drem8u,dv8u ; restore remainder

clc    ; clear carry to be shifted into result

rjmp d8u_1  ; else

d8u_3: sec   ; set carry to be shifted into result

rjmp d8u_1

 

 

Подключив библиотеку hd44780.asm программа вывода текста становиться  очень простой. Работа программы  хорошо описана в комментариях.

 

 

.include "m8def.inc";Используем Мегу16

;======================================================

#define F_CPU (8000000)

;Здесь идёт определение  тактовой частоты. Нужно для 

;библиотеки задержек,используемой в этой либе.

;Частота в Герцах.

;======================================================

ldi r16,low(RAMend)

out SPL,r16

ldi r16,high(RAMend)

out SPH,r16

;Инициализация стека.  Обязательно!!!

;------------------------------------------------------

rcall lcd_init;Инициализация дисплея.

;------------------------------------------------------

ldi r16, 'K'      

rcall LCD_WriteData

ldi r16, 'e'

rcall LCD_WriteData

ldi r16, 'n'

rcall LCD_WriteData

ldi r16, 't'

rcall LCD_WriteData

ldi r16,0x40

rcall LCD_SetAddressDD

; Переходим ко второй  строке, поэтому запись будем  начинать с 40-го адреса

ldi r16, 'P' ;Выводим на дсплей следующую строку

rcall LCD_WriteData

ldi r16, 'a'

rcall LCD_WriteData

ldi r16, 'v'

rcall LCD_WriteData

ldi r16, 'e'

rcall LCD_WriteData

ldi r16, 'l'

rcall LCD_WriteData

;------------------------------------------------------

main:

;В главном цикле мы  ничего не делаем.

rjmp main

;------------------------------------------------------

.include "hd44780.asm"; Подключение библиотеки для работы с дисплеем.

 

 

 

 

 

Программа для работы с  дисплеем через COM-порт.

Как упоминалось выше, микроконтроллер  может работать и с компьютером  через последовательный порт UART (universal asynchronous receiver-transmitter, “универсальный асинхронный приемопередатчик”).

Поставим перед собой  задачу: микроконтроллер принимает  через COM-порт некоторую строку, вводимую пользователем на компьютере, а затем выводит ее на дисплей.

Рассмотрим программу  для микроконтроллера, написанную в  среде mikroC PRO for AVR на языке программирования С. В начале программы происходит инициализация дисплея – указывается, каким образом микроконтроллер будет соединен с дисплеем. Очень важно установить частоту приема-передачи данных одинаковой с частотой COM-порта. В нашей программе сделаем ее равной 9600. Программа записывает принятые данные, до прихода «!!!» – что будет являться признаком конца строки.

Программа на VisualBasic отправляет строку, введенную пользователем через UART, при этом дописывая в конце «!!!». Также программа подсказывает, что максимальное число символов, которые может корректно вывести дисплей, равняется 16.[5]

Прграмма на С

Программа на VisualBasic

sbit LCD_RS at PORTB2_bit; sbit LCD_EN at PORTB3_bit; sbit LCD_D7 at PORTB4_bit; sbit LCD_D6 at PORTB5_bit; sbit LCD_D5 at PORTB6_bit; sbit LCD_D4 at PORTB7_bit;   sbit LCD_RS_Direction at DDB2_bit; sbit LCD_EN_Direction at DDB3_bit; sbit LCD_D7_Direction at DDB4_bit; sbit LCD_D6_Direction at DDB5_bit; sbit LCD_D5_Direction at DDB6_bit; sbit LCD_D4_Direction at DDB7_bit; int i,pos; char text[20]; void main() { LCD_Init(); LCD_Cmd(_LCD_CURSOR_OFF); UART1_Init(9600); while (1) {       if (UART1_Data_Ready() == 1)          {          UART1_Read_Text(text, "!!!", 255);          Lcd_Cmd(_LCD_CLEAR);          LCD_Out(1,1,text);          text[0]='\0';  }        }}

Public Class Form1       Private Sub ComboBox1_SelectedIndexChanged(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs)       End Sub       Private Sub Button2_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles Button2.Click         SerialPort1.PortName = "COM2"         SerialPort1.Open()         Label4.ForeColor = Color.Green         Label4.Text = "Connected"     End Sub       Private Sub Button1_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles Button1.Click         SerialPort1.Write(TextBox1.Text)         SerialPort1.Write("!!!")     End Sub       Private Sub TextBox1_TextChanged(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles TextBox1.TextChanged           If (Len(TextBox1.Text) > 16) Then             Label2.ForeColor = Color.Red         Else             Label2.ForeColor = Color.Black         End If         Label2.Text = Len(TextBox1.Text)     End Sub       Private Sub Button3_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles Button3.Click         SerialPort1.Close()         Label4.ForeColor = Color.Red         Label4.Text = "Disconnected"     End Sub   End Class

 

С помощью программы VSPE создадим виртуальную пару COM-портов (COM1 и COM2). К порту COM1 подключим микроконтроллер, а к COM2 будет подключаться пользователь.

 

Теперь осталось создать  проект в Proteus, не забыв установить частоту 9600.

Проверим правильность работы всех программ:

 

Литература

1. Белов А. В. «Самоучитель разработчика устройств на микроконтроллерах AVR» – Наука и Техника, Санкт-Петербург, 2008.
2. Голубцов М. С. «Микроконтроллеры AVR: от простого к сложному» – СОЛОН-Пресс, Москва, 2003.
3. Евстисфеев А. В. «Микроконтроллеры AVR семейства Mega» – издательский дом «Додэка – XXI», Москва, 2007.
4. Кравченко А. В. «10 практических устройств на AVR-микроконтроллерах» – издательский дом «Додэка – XXI», 2008.
5. Ревич Ю. «Практическое программирование микроконтроллеров Atmel AVR на языке ассемблера» - БВХ-Петербург, 2008.