Урок 6.2 Динамическая индикация в AVR микроконтроллерах

admin | 15.03.2013 | Статьи\ AVR Учебный курс | 140 комментариев

В продолжение урока, рассмотрим динамическую индикацию. Если вы внимательно изучили статическую индикацию, то знаете, что сегментный индикатор это набор светодиодов. Для того, чтобы подключить индикатор, нужно 7 ножек микроконтроллера. Но, вдруг нам понадобилось использовать несколько индикаторов, например 2, 3, 4…

Тогда нам понадобится уже 14, 21, 28 ножек, а ножек итак мало… Тут нам на помощь приходит динамическая индикация. Основная задача динамической индикации — снизить количество используемых ножек микроконтроллера. Обратите внимание на схеме задействовано 9, а не 14 ножек. Ножки управления все подключены параллельно.

В общем смысле работает данная конструкция следующим образом: вначале выводится конфигурация первого числа на общую шину и включаем PB1. Первый индикатор загорается, с нужным числом. Затем его гасим, выводим конфигурацию второго числа на шину данных, зажигаем второй индикатор, выключаем.

Более детально. В первый момент времени все выключено PORTB=0x00; PORTD=0xFF; так как схема с общим «+», анодом. Далее на PORTD посылается конфигурация первого числа, например «0». Из статической индикации мы помним:

case 0:
{
  PORTD=0xC0; 
  break;
}

Но обратите внимание, «+» подключен к PORTB.1, т.е. чтобы зажечь сегмент нужно включить ножку PORTB.1=1;

Во второй момент времени, снова все выключаем, посылаем конфигурацию второго числа и включаем, на этот раз, второй индикатор. Далее повторяем.

При высоких частотах, человеческий глаз не способен разглядеть эти переключения, и кажется что индикатор горит постоянно. Рекомендуется не использовать частоты кратные 50Гц. В своем тестовом проекте я использовал 120Гц. Таймер настроен на частоту 1МГц. Код обрабатывается в прерывании таймера1. Прерывание вызывается 240 раз в секунду, потому что индикаторов два, поэтому 1000 000/240=4166 или 0x1046 пихаем в регистр сравнения. Протеус подружить с динамическим индикатором не удалось, зато на железе заработало сразу.

Обратите внимание!!! При подсоединении индикатора, на каждый сегмент рекомендуется вешать токоограничивающий резистор, а не один общий. Также, рекомендую включать общий провод индикатора через транзистор, иначе можно спалить ножку.

Для схемы с общим анодом

Для схемы с общим катодом

В качестве тестовой прошивки использовал таймер из предыдущего проекта.

Видео работы прошивки

140 комментариев: Урок 6.2 Динамическая индикация в AVR микроконтроллерах

admin on 11.01.2015 в 00:11

там же в прерывании
сергей on 11.01.2015 в 03:56

….interrupt ….. // по прерыванию раз в секунду
{
if(sek < 5)
{
i[sek] = result;
sek++;
}
else
{
mid = (i[0]+i[1]+i[2]+i[3]+i[4])/5;
sek = 0;
}
}

что означает i и mid 🙁
admin on 11.01.2015 в 13:09

i это временная переменная ,которая хранит значение результатов за 1,2,3 секунду, сделано в виде массива. mid — среднее
Сергей on 15.01.2015 в 17:00

Здравствуйте, так а а где прошивка к данному проекту
Александр on 03.03.2015 в 23:47

Здравствуйте. Я только учусь, и возник такой вопрос- можно использовать такую индикацию в качестве например часов без использования программного таймера? Или возникнут проблемы, например отставать будут
admin on 04.03.2015 в 09:54

Не понятна формулировка вопроса, будут ли мешать несколько прерываний друг другу? Когда несколько прерываний происходят одновременно, то прерывание у которого приоритет выше, выполнится первым, соответственно второе встанет в очередь и будет ждать пока первое закончится. Поэтому если прошивка организована так, то да будут отставания.
vv4 on 27.03.2015 в 01:18

Ув. Автор,
В коде прошивки на Си есть директива #asm(sei). Я раньше писал на ассемблере под 8086, и там, насколько я помню, эта инструкция была sti (от англ. reSTore Interrupts). Это опечатка, или же язык ассемблера для микроконтроллеров AVR от такового для 8086?
Заранее спасибо за ответ
vv4 on 27.03.2015 в 01:19

Простите, язык отличается. Пропустил слово, с кем не бывает.
admin on 27.03.2015 в 11:10

Отличается, можно в даташите посмотреть набор команд
vv4 on 27.03.2015 в 16:22

Спасибо
viktor on 06.04.2015 в 13:18

Мне нужно написать программу для этой схемы
http://vk.com/photo274168004_360830925
Смысл в том, что я должен нажатием кнопок +- уменьшать и увеличивать значения показываемые на индикаторе. Но эти значения фиксированные.
Вы не могли бы сказать мне правильно ли сделана схема.
И, если не тяжело пример программы для нее.
Tenken on 09.04.2015 в 22:31

Здравствуйте уважаемый админ)Простой вопрос. А можно ли в протеусе увидеть прерывание?(в виде изменения на осцилоскопе состояния порта ,если например в прерывании поставить порт на единицу?).Буду рад если вы ответите))
admin on 10.04.2015 в 09:54

можно
Андрей on 16.04.2015 в 19:22

Огромное спасибо за ваш сайт с обучением.
По теме в Протеусе нужно использовать 2-х сегментный, или 4-х сегментный индикатор, тогда все заработает.
User on 24.04.2015 в 23:59

Здравствуйте, возникла такая ситуация, реализовал динамическую индикацию на PORTB как в первом уроке, применяя для переключения PORTC.0, PORTC.1 в протеусе работает замечательно , а на железе нет, подаю питание, коротко мерцают разряды и потухают, тактировал от внутреннего на 8МГц, от чего это может быть? Заранее благодарен.
User on 25.04.2015 в 00:30

Вот листинг:

#include
#include
#asm
.equ __w1_port=0x12 ;PORTD
.equ __w1_bit=0
#endasm
#include
#include

int temper;
int number = 0;
int number1 = 0;
int number2 = 0;
int i=0;
eeprom int final=0;

interrupt [EXT_INT0] void ext_int0_isr(void)
{

}

interrupt [EXT_INT1] void ext_int1_isr(void)
{

}

// Timer 1 output compare A interrupt service routine
interrupt [TIM1_COMPA] void timer1_compa_isr(void)
{
PORTC.0=0;
PORTC.1=0;
if(i==0)
{
number=number1;
PORTC.1=1;
i++;
}
else
{
number=number2;
PORTC.0=1;
i=0;
}

switch(number)
{
case 0:{PORTB=0xC0; break;}
case 1:{PORTB=0xF9; break;}
case 2:{PORTB=0xA4; break;}
case 3:{PORTB=0xB0; break;}
case 4:{PORTB=0x99; break;}
case 5:{PORTB=0x92; break;}
case 6:{PORTB=0x82; break;}
case 7:{PORTB=0xF8; break;}
case 8:{PORTB=0x80; break;}
case 9:{PORTB=0x90; break;}
}
}

void main(void)
{
float dT = 1.2;
PORTB=0xC0;
DDRB=0xFF;

PORTC=0xFF;
DDRC=0xFF;

PORTD = 0x0C;
DDRD = 0x80;

TCCR1A=0x00;
TCCR1B=0x0A;
TCNT1H=0x00;
TCNT1L=0x00;
ICR1H=0x00;
ICR1L=0x00;
OCR1AH=0x10;
OCR1AL=0x46;

GICR|=0xC0;
MCUCR=0x00;
GIFR=0xC0;
TIMSK=0x10;

w1_init();
// Global enable interrupts
#asm(«sei»)

while (1)
{
temper=ds18b20_temperature(0);
if (temper>1000)
{
temper=4096.0-temper;
temper=-temper;
}

number1= temper/10;
number2= temper%10;
delay_ms(1500);

};
}
admin on 25.04.2015 в 12:30

это из за датчика температуры
User on 26.04.2015 в 22:06

Большое спасибо, буду разбираться…
User on 21.05.2015 в 01:48

Доброго дня ! Подскажите пожалуйста как быть с регистром сравнения если у меня задействовано 3 сегмента. С двумя по выше сказанным параметрам работает отлично, после добавления третьего индикаторы вообще не светятся, разве что в протеусе. Спасибо.

третий сегмент добавил так :
switch (i){
case 0: number = n1; PORTC.0 = 1;i++;break;
case 1: number = n2; PORTC.1 = 1;i++;break;
case 2: number = n3; PORTC.2 = 1;i=0;break;
}
n1 = temper/100;
n2 = (temper%100)/10;
n3 = (temper%100)%10;
admin on 21.05.2015 в 23:40

посчитайте частоту может недостаточно чтобы светилось, пройдитесь отладчиком
Artiom on 24.05.2015 в 16:12

Здравствуйте! Вот решил попробывать себя в микроконторолерах. Решил собрать устройтво которое считает количество нажатий кнопок, одна кнопка инкрементирует другая декрементирует. вывожу на симесигментник. проблема вот в чем: как связать внешнее прерывание по нажатию кнопки и вывод на симесигментик с моей програмой?
код:
#include
#include // for putsf
#include
#define ISC10 2
#define ISC11 3
#define INT1 7
unsigned char int1 = 0;

int i=0;
int k=0;
int l=0;
int m=0;
int rezUHH=0;
int rezUH=0;
int rezUL=0;
int rezULL=0;

//##########################################################
//# Подпрограммы
//##########################################################

void display(int ind_tabl, int point)
{
if (point==0)
{
switch (ind_tabl)
{
case 0 : PORTD = 0b11111010; break;
case 1 : PORTD = 0b10000010; break;
case 2 : PORTD = 0b10111001; break;
case 3 : PORTD = 0b10101011; break;
case 4 : PORTD = 0b11000011; break;
case 5 : PORTD = 0b01101011; break;
case 6 : PORTD = 0b01111011; break;
case 7 : PORTD = 0b10100010; break;
case 8 : PORTD = 0b11111011; break;
case 9 : PORTD = 0b11101011; break;
}
}
if (point==1)
{
switch (ind_tabl)
{
case 0 : PORTD = 0b11111110; break;
case 1 : PORTD = 0b10000110; break;
case 2 : PORTD = 0b10111101; break;
case 3 : PORTD = 0b10101111; break;
case 4 : PORTD = 0b11000111; break;
case 5 : PORTD = 0b01101111; break;
case 6 : PORTD = 0b01111111; break;
case 7 : PORTD = 0b10100110; break;
case 8 : PORTD = 0b11111111; break;
case 9 : PORTD = 0b11101111; break;
}
}
}

//##########################################################
//# Обработка прерываний
//##########################################################

// Прерывание по совпадению T1 с OCR1A f=300 Hz (75 Hz)
interrupt [TIM1_COMPA] void T1_CompareA (void)
{ int rez=0;
i++;
if (i==1)
{
PORTB.7 = 0;
PORTB.2 = 1;
display(rezUHH, 0);
}
if (i==2)
{
PORTB.2 = 0;
PORTB.1 = 1;
display(rezUH, 1);
}
if (i==3)
{
PORTB.1 = 0;
PORTB.0 = 1;
display(rezUL, 0);
}
if (i==4)
{
PORTB.0 = 0;
PORTB.7 = 1;
display(rezULL, 0);
i = 0;
}

{}
rez = (ADCW*5)/2;

rezUHH = rez/1000;
rezUH = (rez/100)%10;
rezUL = (rez/10)%10;
rezULL = rez%10;
}

//##########################################################
//# Инициализация
//##########################################################

void initialization(void)
{

// Ин-ция таймеров
TCNT0=0x00;
// T1:
TCCR1A=0b00000000; // Включаем перывй тамер с предделителем на
TCCR1B=0b00001010; // 8 (f T1 = 8 000 000 / 8 = 1 000 000 Hz)
TCNT1H=0x00; // Обнуляем содержимое таймера
TCNT1L=0x00; // Обнуляем содержимое таймера
OCR1AH=0x0D; // Устанавливаем OCR1A в 0x0D04 (2 222 — 1)
OCR1AL=0x04;
OCR1BH=0x00;
OCR1BL=0x00;
TIMSK=0b00010000;
// T3:
ASSR=0x00;
//определяем биты регистров
// Внешие прерывания
//INT0;
//INT1;
MCUCR=0x00;

// Ин-ция портов
DDRB=0xFF; // Порт В — выход
PORTB=0x00;
DDRC=0b11111110; // Порт С — выход
PORTC=0x00;
DDRD=0xFF; // Порт D — выход
PORTD=0x00;

#asm(«sei»)
}

//##########################################################
//# Тело основной программы
//##########################################################

void main (void)
{

initialization();
sei();//устанавливаем бит глобального разрешения прерывани
// Бесконечный цикл
Идея в том что: при нажатии одной кнопки ждем вторую кнопку и потом инкрементируем а при нажатии второй ждем первую и декриментируем. Часть кода в вайл(ниже) просто как пример идеи вместо портов должны каак я понимаю быть внешние прерывания. Но блин! Я ничего стоящего не нашел по инфе .как это все обьединить . Помогите новичку! Извиняюсь если вопрос уж шибко большой.
while (1){
M1:
if (PORTB.3==1)

{ while(1)

if(PORTB.4==1)

{k++;
goto M1; }
if(l=2000){l=0; goto M1;}}}
if (PORTB.4==1)
{ while(1)
{m++;
if(PORTB.3==1)

{k++;
m=0; goto M1; }
if(m=2000){m=0; goto M1;}}}}
admin on 24.05.2015 в 22:54

не увидел обработчика внешнего прерывания
Artiom on 25.05.2015 в 19:57

а ,все я сделал по другому) но теперь другой вопрос обратно не декрекрементирует, а как обратно сделать я докумекать немогу. тоесть вычитание. в идеале это будет датчик количества людей в помещении на кухню поставить там чтоб при выходе последнего свет гас или при входе загорался вместо кнопок будут ик излучатели с фото транзисторами

/*****************************************************
Автор программы :

Project : Реализация шины I2C (TWI)_Master
Version :
Date :
Author :
Company :
Comments:

Chip type : ATmega8
Program type : Application
AVR Core Clock frequency: 8,000000 MHz
Memory model : Small
External RAM size : 0
Program size : x bytes
*****************************************************/

#include
#include // for putsf
#include
#include

unsigned int i=0;
unsigned int k=0;
unsigned int l=0;
unsigned int m=0;

//##########################################################
//# Подпрограммы
//##########################################################

void display(unsigned int ind_tabl)
{
switch (ind_tabl)
{
case 0 : PORTD = 0b11111010; break;
case 1 : PORTD = 0b10000010; break;
case 2 : PORTD = 0b10111001; break;
case 3 : PORTD = 0b10101011; break;
case 4 : PORTD = 0b11000011; break;
case 5 : PORTD = 0b01101011; break;
case 6 : PORTD = 0b01111011; break;
case 7 : PORTD = 0b10100010; break;
case 8 : PORTD = 0b11111011; break;
case 9 : PORTD = 0b11101011; break;
}
}

//##########################################################
//# Обработка прерываний
//##########################################################

// Прерывание по совпадению T1 с OCR1A f=300 Hz (75 Hz)
interrupt [TIM1_COMPA] void T1_CompareA (void)
{ unsigned int rez=0;
i++;
if (i==1)
{
PORTB.0 = 0;
PORTB.2 = 1;
display(0);
}
if (i==2)
{
PORTB.2 = 0;
PORTB.1 = 1;
rez = k/10;
display(rez);
}
if (i==3)
{
PORTB.1 = 0;
PORTB.0 = 1;
rez = k%10;
display(rez);
i = 0;
}

}

//##########################################################
//# Инициализация
//##########################################################

void initialization(void)
{

// Ин-ция таймеров
TCNT0=0x00;
// T1:
TCCR1A=0b00000000; // Включаем перывй тамер с предделителем на
TCCR1B=0b00001010; // 8 (f T1 = 8 000 000 / 8 = 1 000 000 Hz)
TCNT1H=0x00; // Обнуляем содержимое таймера
TCNT1L=0x00; // Обнуляем содержимое таймера
OCR1AH=0x0D; // Устанавливаем OCR1A в 0x0D04 (2 222 — 1)
OCR1AL=0x04;
OCR1BH=0x00;
OCR1BL=0x00;
TIMSK=0b00010000;
// T3:
ASSR=0x00;
//определяем биты регистров

// Внешие прерывания
//INT0;
//INT1;
MCUCR=0x00;

// Ин-ция портов
DDRB=0xFF; // Порт В — выход
PORTB=0x00;
DDRC=0b11111001; // Порт С — выход
PORTC=0x00;
DDRD=0xFF; // Порт D — выход
PORTD=0x00;

#asm(«sei»)
}

//##########################################################
//# Тело основной программы
//##########################################################

void main (void)
{

initialization();

while (1)
{
M1:
if (PINC.1==1)
{while(1)
{
if(PINC.2==1)
{
if (k0) k—;
goto M1;
}
//if(m=2000) { m=0; goto M1;}
}
}
}

извиняюсь если забиваю коменты) 😳
Artiom on 25.05.2015 в 19:59

void main (void)
{

initialization();

while (1)
{
M1:
if (PINC.1==1)
{while(1)
{
if(PINC.2==1)
{
if (k0) k—;
goto M1;
}
//if(m=2000) { m=0; goto M1;}
}
}
}

обрезало)
Artiom on 25.05.2015 в 20:05

https://drive.google.com/file/d/0B6Jn0dae8wjbd1pHRTZuMmR2V0U/view?usp=sharing

извиняюсь раньше не додумался 😳 в коментах режет последнею часть
admin on 25.05.2015 в 21:44

Я не понял вообще логики, по идее есть 2 датчика, логично разместить их один у самого выхода, другой чуть вглубь кухни. Тогда появится 2 основных возможных варианта: вначале размыкается датчик 1, потом датчик 2 — это когда кто то вошел в кухню. Вариант 2 сначала размыкается датчик 2, а потом датчик 1 — значит кто то ушел. Собственно остается обработать эти 2 состояния. Для этого нужно 2 флага, для каждого датчика и одна переменная, которая по этим флагам изменяется.
Artiom on 25.05.2015 в 22:38

описано выше вами правильно, но есть одно но ! я сколько не мучился , ничего не получается как вы сказали 2 состояния не обрабатываются, обрабатывается только одно: когда ктото вошел он считает все впорядке + , а на выход тобишь -минус 1, шишь ! уж как хочешь я этот код переделывал с флагами без флагов . Если есть пример похожий или где почитать о подобном, буду благодарен , я сам только начал изучать си. Вот и спрашиваю. Примеров просто не нашел, сам по логике пытаюсь докумекать(
admin on 25.05.2015 в 23:11

Первое что в голову пришло
ext_interrupt1() { if(flag2 == 1) { peoples++; flag1 = 0; flag2 = 0; } else flag1 = 1; }
ext_interrupt2() { if(flag1 == 1) { peoples--; flag1 = 0; flag2 = 0; } else flag2 = 1; }
Artiom on 25.05.2015 в 23:55

спасибо 😉
Игорь on 06.06.2015 в 17:46

Здравствуйте! При написании программы для вольтметра-амперметра, столкнулся с тем, что не отображаются единицы ампер на втором дисплее, Скриншот в Proteus.
Быть может таймер в этом виноват?
admin on 07.06.2015 в 22:51

лучше проект целиком с протеусом
Игорь on 08.06.2015 в 01:27

adc-10(7-segments).rar
admin on 08.06.2015 в 12:14

как увеличиваете ток?
Игорь on 08.06.2015 в 18:34

Изменяя сопротивление лампочки.
admin on 09.06.2015 в 10:02

посмотрел Ваш проект, у Вас подцеплен внешний кварц к ноге PB6 и эта же нога пытается управлять индикацией. Ставишь на внутренний генератор и все ок.
Игорь on 09.06.2015 в 10:41

Таки проглядел) Благодарю!
Дмитрий on 26.06.2015 в 14:18

админ подскажите что не так,к тини2313 подключил 4 семисег. индикатора, частототу для них выбрал 120гц, таймер работает на 4мгц, 4.000.000/480=8333 или 208D, записал в регистр OCR1BH=0x20
OCR1BL=0x8D
фьюзы стоят
CKSEL0, CKSEL2,CKSEL3, SUT0, но они все равно очень сильно мерцают, как можно исправить?
admin on 26.06.2015 в 14:32

OCR1BH=0x02
User on 28.06.2015 в 02:25

Здравствуйте, помогите пожалуйста советом, если можно хоть как-то предположить от чего так происходит и в каком направлении мыслить, при включении датчик прерывисто возвращает не те значения, показания скачут то 999 то вообще сбрасывается в 0 потом текущая температура, и так по кругу, помех шины никаких нет.Поменял 2 датчика, разницы никакой. Всю голову «сломал». 😐
User on 28.06.2015 в 02:37

Извиняюсь, если не в ту тему написал (индикация динамическая, датчик DS18b20)