الأجهزة الطرفية الإلكترونية الرئيسية التي تتداخل مع متحكم 8051

جرب أداة القضاء على المشاكل





التواصل هو أحد المفاهيم المهمة في متحكم 8051 لأن الميكروكونترولر هو وحدة المعالجة المركزية التي يمكنها إجراء بعض العمليات على البيانات وإعطاء المخرجات. ومع ذلك ، لإجراء العملية ، نحتاج إلى جهاز إدخال لإدخال البيانات ويعرض جهاز الإخراج بدوره نتائج العملية. نحن هنا نستخدم لوحة المفاتيح وشاشة LCD كأجهزة إدخال وإخراج جنبًا إلى جنب مع متحكم.

متحكم 8051 الأجهزة الطرفية

متحكم 8051 الأجهزة الطرفية



Interfacing هي عملية توصيل الأجهزة ببعضها البعض حتى يتمكنوا من تبادل المعلومات وهذا يثبت أنه من الأسهل كتابة البرامج. هناك أنواع مختلفة من أجهزة الإدخال والإخراج بالنسبة لمتطلباتنا مثل مصابيح LED وشاشات LCD و 7 أجزاء ولوحة المفاتيح والمحركات والأجهزة الأخرى.


فيما يلي بعض الوحدات النمطية المهمة المرتبطة بالميكروكونترولر 8051.



1. واجهة LED للمتحكم الدقيق:

وصف:

تُستخدم مصابيح LED بشكل شائع في العديد من التطبيقات للإشارة إلى الإخراج. وجدوا مجموعة كبيرة من التطبيقات كمؤشرات أثناء الاختبار للتحقق من صحة النتائج في مراحل مختلفة. إنها رخيصة جدًا ومتوفرة بسهولة في مجموعة متنوعة من الأشكال واللون والحجم.

الصمام الثنائي الباعث للضوء

الصمام الثنائي الباعث للضوء

مبدأ تشغيل المصابيح سهل جدا. تعمل مصابيح LED البسيطة أيضًا كأجهزة عرض أساسية ، حيث تعبر حالة تشغيل وإيقاف التشغيل عن معلومات كاملة عن الجهاز. تحتوي مصابيح LED الشائعة المتوفرة على انخفاض جهد 1.7 فولت وهذا يعني أنه عندما نطبق أعلى من 1.7 فولت ، فإن الصمام الثنائي يعمل. يحتاج الصمام الثنائي إلى تيار 10mA ليتوهج بكثافة كاملة.


تصف الدائرة التالية 'كيفية توهج المصابيح'.

يمكن توصيل مصابيح LED بالمتحكم الدقيق إما في تكوين الأنود المشترك أو تكوين الكاثود المشترك. هنا يتم توصيل مصابيح LED بتكوين الأنود الشائع لأن تكوين الكاثود المشترك يستهلك المزيد من الطاقة.

مخطط الرسم البياني

واجهة LED للتحكم الدقيق

واجهة LED للتحكم الدقيق

مصدر الرمز:

#يشمل
باطل رئيسي ()
{
غير الموقعة أنا
بينما (1)
{
P0 = 0x00
لـ (أنا = 0i<30000i++)
P0 = 0xff
لـ (أنا = 0i<30000i++)
}
}

2. 7-شرائح عرض الدائرة البينية

وصف:
عرض سبعة أجزاء هي أبسط شاشة إلكترونية. يتكون من ثمانية مصابيح LED مرتبطة بطريقة تسلسلية لعرض الأرقام من 0 إلى 9 عند تشغيل المجموعات المناسبة من مصابيح LED. تستخدم الشاشة المكونة من 7 مقاطع سبعة مصابيح LED لعرض الأرقام من 0 إلى 9 ويستخدم المصباح الثامن للنقطة. تبدو الأجزاء السبعة النموذجية مثل الإعجابات كما هو موضح في الشكل أدناه.

7-عرض شرائح

7-عرض شرائح

تُستخدم شاشات العرض المكونة من 7 مقاطع في عدد من الأنظمة لعرض المعلومات الرقمية. يمكنهم عرض رقم واحد في كل مرة. وبالتالي فإن عدد الأجزاء المستخدمة يعتمد على عدد الأرقام المراد عرضها. هنا يتم عرض الأرقام من 0 إلى 9 بشكل مستمر بتأخير زمني محدد مسبقًا.

تتوفر شاشات العرض المكونة من 7 أجزاء في تكوينين هما الأنود الشائع والكاثود الشائع. هنا يتم استخدام تكوين الأنود الشائع لأن تيار الإخراج للميكروكونترولر لا يكفي لدفع مصابيح LED. تعمل الشاشة المكونة من 7 مقاطع على المنطق السلبي ، وعلينا توفير المنطق 0 للدبوس المقابل لعمل توهج LED.

تكوينات عرض 7-Segment

تكوينات عرض 7-Segment

يوضح الجدول التالي القيم السداسية العشرية المستخدمة لعرض الأرقام المختلفة.

جدول عرض 7-شرائح

جدول عرض 7-شرائح

مخطط الرسم البياني

7-واجهة عرض الشرائح

7-واجهة عرض الشرائح

مصدر الرمز:

#يشمل
sbit a = P3 ^ 0
باطل رئيسي ()
{
حرف غير موقعة [10] = {0x40،0xF9،0x24،0x30،0x19،0x12،0x02،0xF8،0xE00،0x10}
غير موقعة int i، j
أ = 1
بينما (1)
{
لـ (أنا = 0i<10i++)
{
P2 = n [i]
لـ (j = 0j<60000j++)
}
}
}

3. LCD التفاعل مع متحكم

ترمز LCD إلى شاشة العرض البلورية السائلة التي يمكنها عرض الأحرف في كل سطر. هنا يمكن لشاشة LCD مقاس 16 × 2 عرض 16 حرفًا لكل سطر وهناك سطرين. في شاشة LCD هذه ، يتم عرض كل حرف في مصفوفة 5 * 7 بكسل.

عرض شاشات الكريستال السائل

عرض شاشات الكريستال السائل

تعد شاشة LCD جهازًا مهمًا للغاية يتم استخدامه لجميع الأجهزة الآلية تقريبًا مثل الغسالات والروبوت المستقل ، أنظمة التحكم في الطاقة والأجهزة الأخرى. يتم تحقيق ذلك من خلال عرض حالتها على وحدات العرض الصغيرة مثل شاشات العرض ذات الأجزاء السبعة أو السبعة ، ومصابيح LED متعددة القطاعات وما إلى ذلك. والأسباب هي أن شاشات الكريستال السائل بأسعار معقولة ، ويمكن برمجتها بسهولة وليس لها قيود على عرض الأحرف الخاصة.

وهو يتألف من سجلين مثل سجل الأوامر / التعليمات وسجل البيانات.

يخزن سجل الأوامر / التعليمات تعليمات الأمر المعطاة لشاشة LCD. الأمر عبارة عن تعليمات تُعطى لشاشات الكريستال السائل والتي تؤدي مجموعة من المهام المحددة مسبقًا مثل التهيئة ، ومسح الشاشة ، وضبط وضع المؤشر ، والتحكم في العرض وما إلى ذلك.

يقوم سجل البيانات بتخزين البيانات التي سيتم عرضها على شاشة LCD. البيانات هي قيمة ASCII للأحرف التي سيتم عرضها على شاشة LCD.

يتم التحكم في تشغيل شاشة LCD بواسطة أمرين. عندما RS = 0 ، R / W = 1 تقرأ البيانات وعندما RS = 1 ، R / W = 0 ، تكتب (تطبع) البيانات.

يستخدم LCD رموز الأوامر التالية:

أوامر شاشة LCD

أوامر شاشة LCD

مخطط الرسم البياني:

واجهة LCD لمتحكم دقيق

واجهة LCD لمتحكم دقيق

مصدر الرمز:

#يشمل
# تعريف كام P0

sbit rs = P2 ^ 0
sbit rw = P2 ^ 1
sbit في = P2 ^ 2

lcd_initi باطلة ()
lcd_dat باطل (حرف غير موقعة)
lcd_cmd باطل (حرف غير موقعة)
تأخير باطل (بدون توقيع int)
عرض باطل (أحرف غير موقعة ، أحرف غير موقعة)
باطل رئيسي ()
{

lcd_initi ()
lcd_cmd (0x80)
تأخير (100)
الشاشة ('EDGEFX TECHLNGS'، 15)
lcd_cmd (0xc0)
عرض ('KITS & SOLTIONS'، 15)
بينما (1)
}

عرض باطل (أحرف غير موقعة ، أحرف غير موقعة)
{
كثافة العمليات غير الموقعة ث
لـ (w = 0w{

lcd_dat (s [w])
}
}

lcd_initi باطلة ()
{
lcd_cmd (0x01)
تأخير (100)
lcd_cmd (0x38)
تأخير (100)
lcd_cmd (0x06)
تأخير (100)
lcd_cmd (0x0c)
تأخير (100)
}
lcd_dat باطل (حرف غير موقعة)
{
مشط = ذلك
ص = 1
rw = 0

في = 1
تأخير (100)
في = 0
}
lcd_cmd باطل (حرف cmd غير موقعة)
{
جاء = cmd
ص = 0
rw = 0

في = 1
تأخير (100)
في = 0
}
تأخير باطل (بدون إشارة int n)
{

كثافة العمليات أ
لـ (أ = 0 أ}

4. دارة ربط محرك متدرج

أنواع المحركات السائر -1

محرك متدرج أحادي القطب

إلى السائر المحركات هو أحد المحركات الأكثر استخدامًا للحركة الزاوية الدقيقة. ميزة استخدام محرك متدرج هي أنه يمكن التحكم في الوضع الزاوي للمحرك دون أي آلية رد فعل. تستخدم محركات السائر على نطاق واسع في التطبيقات الصناعية والتجارية. كما أنها تستخدم بشكل شائع كما هو الحال في أنظمة القيادة مثل الروبوتات والغسالات وما إلى ذلك.

أنواع المحركات السائر -2

محرك متدرج ثنائي القطب

يمكن أن تكون المحركات السائر أحادية القطب أو ثنائية القطب ، وهنا نستخدم محرك خطوي أحادي القطب. يتكون المحرك السائر أحادي القطب من ستة أسلاك ، منها أربعة متصلة بملف المحرك واثنان من الأسلاك الشائعة. يتم توصيل كل سلك مشترك بمصدر جهد ويتم توصيل الأسلاك المتبقية بالميكروكونترولر.

مخطط الرسم البياني:

دارة ربط محرك متدرج

دارة ربط محرك متدرج

مصدر الرمز:

#يشمل
sbit a = P3 ^ 0
sbit ب = P3 ^ 1
sbit ج = P3 ^ 2
sbit د = P3 ^ 3

تأخير باطل ()

باطل رئيسي ()
{

بينما (1)
{

أ = 0
ب = 1
ج = 1
د = 1
تأخير()
أ = 1
ب = 0
ج = 1
د = 1
تأخير()
أ = 1
ب = 1
ج = 0
د = 1
تأخير()
أ = 1
ب = 1
ج = 1
د = 0

}
}

تأخير باطل ()
{

حرف غير موقّع i، j، k
لـ (أنا = 0i<6i++)
لـ (j = 0j<255j++)
لـ (ك = 0 ك<255k++)

}

5. مصفوفة لوحة المفاتيح التفاعل إلى 8051

وصف:

لوحة مفاتيح ماتريكس

لوحة مفاتيح ماتريكس

لوحة المفاتيح هي جهاز إدخال يستخدم على نطاق واسع مع الكثير من التطبيقات مثل الهاتف والكمبيوتر وأجهزة الصراف الآلي والقفل الإلكتروني وما إلى ذلك. تستخدم لوحة المفاتيح لأخذ المدخلات من المستخدم لمزيد من المعالجة. هنا لوحة مفاتيح مصفوفة 4 × 3 تتكون من مفاتيح مرتبة في صفوف وأعمدة واجهة متحكم . يتم أيضًا توصيل شاشة LCD مقاس 16 × 2 لعرض الإخراج.

مفهوم التفاعل للوحة المفاتيح بسيط للغاية. يتم تعيين معلمتين فريدتين لكل رقم من لوحة المفاتيح وهما الصف والعمود (R ، C). ومن ثم في كل مرة يتم فيها الضغط على مفتاح ، يتم تحديد الرقم من خلال اكتشاف أرقام الصفوف والأعمدة في لوحة المفاتيح.

رسم تخطيطي داخلي للوحة المفاتيح

رسم تخطيطي داخلي للوحة المفاتيح

في البداية ، يتم ضبط جميع الصفوف على صفر ('0') بواسطة وحدة التحكم ويتم فحص الأعمدة للتحقق مما إذا تم الضغط على أي مفتاح. في حالة عدم الضغط على مفتاح ، سيكون إخراج جميع الأعمدة مرتفعًا ('1').

مخطط الرسم البياني

مصفوفة لوحة المفاتيح تتفاعل مع 8051

مصفوفة لوحة المفاتيح تتفاعل مع 8051

مصدر الرمز:

#يشمل
# تعريف كام P0
sbit rs = P2 ^ 0
sbit rw = P2 ^ 1
sbit في = P2 ^ 2
sbit c1 = P1 ^ 4
sbit c2 = P1 ^ 5
sbit c3 = P1 ^ 6
sbit r1 = P1 ^ 0
sbit r2 = P1 ^ 1
sbit r3 = P1 ^ 2
sbit r4 = P1 ^ 3
lcd_initi باطلة ()
lcd_dat باطل (حرف غير موقعة)
lcd_cmd باطل (حرف غير موقعة)
تأخير باطل (بدون توقيع int)
عرض باطل (أحرف غير موقعة ، أحرف غير موقعة)

باطل رئيسي ()
{
lcd_initi ()
lcd_cmd (0x80)
تأخير (100)
عرض ('0987654321' ، 10)
بينما (1)
}

عرض باطل (أحرف غير موقعة ، أحرف غير موقعة)
{

كثافة العمليات غير الموقعة ث
لـ (w = 0w{

lcd_dat (s [w])
}
}
lcd_initi باطلة ()
{
lcd_cmd (0x01)
تأخير (100)
lcd_cmd (0x38)
تأخير (100)
lcd_cmd (0x06)
تأخير (100)
lcd_cmd (0x0c)
تأخير (100)
}

lcd_dat باطل (حرف غير موقعة)
{
مشط = ذلك
ص = 1
rw = 0

في = 1
تأخير (100)
في = 0
}
lcd_cmd باطل (حرف cmd غير موقعة)
{
جاء = cmd
ص = 0
rw = 0

في = 1
تأخير (100)
في = 0

}
تأخير باطل (بدون إشارة int n)
{

كثافة العمليات أ
لـ (أ = 0 أ}
}

نأمل أن نكون قادرين على توفير معرفة وافرة حول الدوائر البينية الأساسية والمهمة لـ متحكم 8051 . هذه هي الدوائر الأساسية المطلوبة في أي تطبيق نظام مضمن ونأمل أن نكون قد قدمنا ​​لك مراجعة جيدة.

نرحب بأي استفسار أو ملاحظات أخرى تتعلق بهذا الموضوع ليتم ذكرها في قسم التعليقات أدناه.

اعتمادات الصورة