Устройство индикации и ввода данных

Индикация контролируемых параметров

Поскольку необходимо не только контролировать параметры объекта электропотребления, но и осуществлять их визуальное отображение, то в состав системы управления вводится жидкокристаллический индикатор (ЖКИ).

Размер ЖКИ (количество строк и символов в строке) выбирается таким образом, чтобы можно было бы на одном экране отобразить все контролируемые параметры. В случае, когда параметров слишком много, то допускается их поочередное (во времени) отображение.

Внешний вид, габаритные размеры и основные характеристики ЖКИ (LCD) типа BC 1602 и LM 1602 представлены на рис. 5.14. и 5.15.

Рис. 5.14. Внешний вид BC 1602 F и LM 016 L

Рис. 5.15. Габаритные размеры BC 1602 F

Назначение выводов LCD BC1602F представлено в табл. 5.3., а схема подключения к А VR -микроконтроллеру представлена на рис. 5.16.

Табл. 5. 3.

Назначение выводов

№ вывода	Название	Функция
1	Vss	Общий (GND)
2	Vdd	Напряжение питания
3	Vo	Контрастность
4	RS	Команды/Данные
5	R/W	Чтение/запись
6	E	Выбор модуля
7	DB0	Линия данных 0
8	DB1	Линия данных 1
9	DB2	Линия данных 2
10	DB3	Линия данных 3
11	DB4	Линия данных 4
12	DB5	Линия данных 5
13	DB6	Линия данных 6
14	DB7	Линия данных 7

Рис. 5.16. Схема подключения ЖКИ LM 016 L к порту D А VR -микроконтроллера

Огромный сегмент ЖКИ выпускается различными производителями для постсоветского пространства, в которых предусмотрено наличие символов кириллицы (см. табл. 5.4).

Табл. 5. 4.

Таблица русских символов

Символ	Код	Символ	Код
Б	A0	Ф	AA
Г	A1	Ч	AB
Д	E0	Ц	E1
Ё	A2	Ш	AC
Ж	A3	Щ	E2
З	A4	Ъ	AD
И	A5	Ы	AE
Й	A6	Э	AF
Л	A7	Ю	B0
П	A8	Я	B1
У	A9
б	B2	т	BF
в	B3	у	(y)
г	B4	ф	E4
д	E3	ч	C0
ё	B5	ц	E5
ж	B6	ш	C1
з	B7	щ	E6
и	B8	ъ	C2
й	B9	ы	C3
к	BA	ь	C4
л	BB	э	C5
м	BC	ю	C6
н	BD	я	C7
п	BE

Устройство ввода данных

Пользователю микропроцессорной системы управления всегда должна предоставляется возможность настройки системы и коррекция её параметров. Посредством воздействия на кнопки управления пользователь может корректировать (подстраивать) работу системы, как в активном её состоянии, так и в режиме настройки.

Существует два основных способа подключения кнопок управления к микроконтроллеру:

- непосредственное подключение;

- матричная клавиатура.

Выбор способа осуществляется разработчиком системы исходя из поставленной задачи.

Например, при фазовом регулировании оператор отслеживает визуально параметры на ЖКИ и в процессе работы осуществляет коррекцию параметров системы путем нажатия соответствующих кнопок управления. Поэтому выбирается в данном случае способ непосредственного подключения кнопок управления к порту микроконтроллера, как показано на рис. 5.17.

Рис. 5.17. Схема непосредственного подключения кнопок управления
к порту D А VR -микроконтроллера

Поскольку изменение параметров системы происходит в процессе работы, то целесообразно использовать внешние прерывания INT0 и INT1. Это позволит избежать в программе наличия опроса состояния кнопок управления.

Рассмотрим второй способ.

Если система работает полностью автономно, оператор только настраивает параметры системы и осуществляет её включение и выключение, то рекомендуется использовать матричную клавиатуру. Основным достоинством матричной клавиатуры является то, что к n-выводам порта можно подключить матричную клавиатуру, состоящую из  кнопок. Например, к 8-разрядному порту можно подключить клавиатуру из 16 кнопок, а к 2-м 8-разрядным портам – клавиатуру из 64 кнопок.

В этом случае программа как бы состоит из двух частей: блок настройки параметров системы и блок рабочего режима. Количество используемых клавиш и их назначение в каждом блоке может отличаться друг от друга. Поэтому на условном графическом обозначении матричной клавиатуры покажем оба функциональных назначения. Схема подключения матричной клавиатуры представлена на рис. 5.18.

Рис. 5.18. Схема подключения матричной клавиатуры
к порту B А VR -микроконтроллера

На рис.5.18 показана матричная клавиатура, посредством которой возможен перевод микропроцессорной системы в три режима работы из режима ожидания: рабочий режим – ACTIVE; режим настройки параметров – PARAM и режим тестирования – TEST (тестируются датчики). Используемые клавиши выделены красным цветом.

При выборе рабочего режима активной будет только одна двуфункциональная клавиша Start / Stop, которая запускает и останавливает работу системы. Используемая клавиша выделена зеленым цветом.

При выборе режима настройки параметров активными будут все клавиши, причем клавиша Start / Stop будет выполнять функцию удаления последнего символа, если он неправильно набран (С)lear. Однако эта альтернатива на схеме не показана из-за недостатка места. Используемые клавиши выделены синим цветом.

При выборе режима тестирования тестируется работа датчиков, производится их коррекция и т.д. – активных клавиш нет.

Для возврата в режим ожидания необходимо завершить все процедуры: остановить работу системы клавишей Stop, закончить ввод всех параметров и т.д. Нажатие клавиши выбора другого режима осуществит возврат в режим ожидания.

В случае необходимости расширения функциональных возможностей клавиатуры рекомендуется наделить одну из клавиш функцией Shift.