14_01.pdf

Kącik elektronika amigowca

Pierwsze kroki

CZĘŚĆ 2

W tym odcinku przedstawione są

podstawowe sposoby

wykorzystania komputera do

sterowania urządzeniami

zewnętrznymi oraz zbierania danych

od tych urządzeń.

rysunek 2a. Rezystor w obwodzie bazy

nie jest konieczny, lecz gdy go nie bę−

dzie, odczyt portu da niewłaściwą war−

tość $00 i tym samym uniemożliwi sto−

sowanie rozkazów OR, AND, BCHG,

BCLR, BSET na porcie. Spowodowane

jest to faktem, że napięcie baza−emiter

tranzystora nie jest większe niż około

0.6V, czyli traktowane jest jako stan nis−

ki. Czasem mogą wystąpić problemy

z przejściem tranzystora w stan zatka−

nia. Należy wtedy zastosować układ z ry−

Rys. 1.

rysunek 1). Ze względu na małą

wydajność prądową portu zastosowano

inwerter wchodzący w skład kostki

7406. Wyjście typu “otwarty kolektor”

umożliwia sterowanie lampki o napięciu

pracy do 30V. Wydajność prądowa ukła−

du wynosi 40mA. Jeżeli do zasilania od−

biornika (lampki) wykorzystamy napięcie

+5V, to można użyć układu 7404 (max

16mA) lub o większej wydajności prądo−

wej 7437 (max 48mA). Warto wspo−

rysunek 1

ry−

sunku 2b. Porty są wykonane w techno−

logi MOS, dzięki czemu napięcie linii por−

tu w stanie niskim jest bliskie zeru i sy−

tuacja taka nie powinna wystąpić. Gdy

chcemy sterować większą mocą, należy

użyć tranzystorów w układzie Darlingto−

na (rysunek 2c

rysunek 2c). Siedem takich tranzys−

torów zawierają układy ULN2001/2/3/4,

osiem ULN2801/2/3/4/5. W skład układu

wchodzą dodatkowo diody zabezpiecza−

jące. Do naszych zastosowań najkorzyst−

niejsze są układy ULN2003 i ULN2803

przystosowane do układów CMOS

i TTL. Maksymalne napięcie wyjściowe

tych układów to 50V, prąd 500mA.

Lampkę można zastąpić diodami LED

wg rysunku 3

rysunku 3. Wartość rezystora ograni−

czającego należy dobrać, by nie przekro−

czyć maksymalnego prądu diody LED,

wynoszacego 30...50mA.

Sterować można także przekaźnikiem

(rys. 4a

Rys. 2a.

rys. 4a) Pod symobolem inwertera nale−

ży rozumieć któreś z poprzednich roz−

wiązań (rys. 1 i 2a, b, c). Dioda włączona

w kierunku zaporowym zabezpiecza in−

werter przed przepięciami indukującymi

się w momencie załączania i wyłączania

przekaźnika, które mogłyby uszkodzić

tranzystory. Jest to dioda krzemowa do−

Rys. 2b.

Rys. 2c.

Rys. 3.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/97

mnieć, że pewne znaczenie ma tu seria

układu scalonego (74LS, 74HCT). Różnią

się one między sobą poborem mocy oraz

maksymalną wydajnością prądową. In−

wertery można zastąpić tranzystorami −

rysunek 2a

Przejdźmy do następnej części artyku−

łu opisującej sposób przyłączenia do

komputera różnych urządzeń. Na począ−

tek najprostszy przykład sterowania ża−

rówką (rysunek 1

rysunek 1

ry−

sunku 2b

rysunek 2c

rysunku 3

rys. 4a

Kącik elektronika amigowca

Rys. 5a

port pracuje jako wyjście, można na nim

wymusić stan niski. Mikroprocesor od−

czyta go poprawnie. Sztuczka ta jest sto−

sowana w C−64 do odczytu stanu joistic−

ka (ten sam port obsługuje też klawiatu−

rę). W przypadku układu 8255 sytuacja

taka jest niemożliwa, ponieważ stan linii

portu pracującego jako wyjście jest bra−

ny z wewnętrznego rejestru.

Na rys.

Rys. 4a.

7a przedstawiono detektor

przejścia napięcia sieci przez zero. Do

obniżenia napięcia wykorzystano rezys−

tor. Ze względu na dużą wydzielaną moc

układ jest nieekonomiczny. Rezystor jest

duży, mocno się nagrzewa , co zmusza

do zapewnienia jego wentylacji.

Na rys. 7b

Rys. 4b.

Rys. 5b.

wolnego typu (np. impulsowa). W miejs−

ce diody można włączyć kondensator

elektrolityczny spełniający tą samą funk−

cję. Rys.

tym, że szybkie wyłączenie i włączenie

przekaźnika nie spowoduje jego zadziała−

nia. Po prostu kondensator nie zdąży się

rozładować. Rys. 5

rys. 7b przedstawiono inny obwód

zmiejszający napięcie, gdzie rolę rezys−

tancji spełnia reklantacja kondensatora.

Waha się ona w granicach 100nF do

2,2uF. Rezystor R1 ogranicza prąd

w momencie włączania do bezpiecznej

wartości, kiedy to kondensator stanowi

zwarcie. Wartość jego waha się w grani−

cach kiluset omów. R2 o wartości około

1Mohm rozładowuje go po wyłączeniu

zasilania. Układ reaguje na dodatnie po−

łówki napięcia.

Dioda włączona równolegle do LED

transoptora zabezpiecza ją przed spale−

niem przy ujemnych połówkach.

Jeśli wymagana jest reakcja na oby−

dwie połówki napięcia należy zastoso−

wać układ z rys. 7b.

Triakami najwygodniej sterować ukła−

dem z rys. 8

4 4b przedstawia bardziej osz−

czędny energetycznie układ. Jak wiado−

mo do załączenia przekaźnika potrzebny

jest określony prąd. Po zadziałaniu, prąd

podtrzymujący może być znacznie mniej−

szy. W momencie załączenia, kondensa−

tor jest rozładowany i stanowi zwarcie.

Przez przekaźnik płynie maksymalny

prąd. Po chwili rozładowuje się i prąd

jest ograniczony wartością rezystora.

Układ ma pewną wadę objawiającą się

Rys. 4b

4 4b

Rys. 5 przedstawia układy

z galwanicznym oddzieleniem obwodów

za pomocą transoptorów. Jest to wręcz

konieczne przy sterowaniu urządzeniami

podłączonymi do sieci energetycznej.

W układzie z rys. 5b rezystor w obwo−

dzie kolektora transoptora nie jest ko−

nieczny przy współpracy z portami 8520,

6520, 6522, 6526. Dla dociekliwych dla−

czego tak jest, na rys. 6

Rys. 5

rys. 6 przedstawiam

układ wyjściwy portu. Jak widać gdy

rys. 6

rys. 8. Optotriaki MOC3040 za−

wierają układ przejścia napięcia przez

“zero”, dzięki czemu minimalizujemy za−

kłócenia. Należy zwrócić uwagę na mak−

symalną wydajność prądową portu.

W konsekwencji bez dodatkowych bufo−

rów można przyłączyć masymalnie dwa

transoptory z rys. 5a i dwa optotriaki

z rys. 8.

Gdy liczba wyjść portu jest zbyt mała

można ją zwiększyć używając rejestrów

4094. Układ jest statycznym rejestrem

przesuwającym z możliwością podtrzy−

mania informacji wprowadzonej szere−

gowo. Na rys. 9

Rys. 6.

rys. 9 przedstawiono budowę

wewnętrzną rejestru. Składa się on

z trzech części:

1.Ośmiobitowego rejestru przesuwają−

cego z wejściem szeregowym, wy−

jściem równoległym.

rys. 9

Rys. 7a.

Rys. 7b.

Rys. 7c.

Rys. 8.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/97

rys.

rys. 7a

rys.

rys. 7b

Rys.

Rys. 5

rys. 8

rys. 9

Kącik elektronika amigowca

Rys. 9.

Rys. 10.

mięta ostatnio wprowadzoną informa−

cję. Wejście OE steruje buforami trójsta−

nowymi. Niski poziom na nim powoduje

przejście buforów w stan trzeci. Wyjścia

QS‘~ są przeznaczone do kaskadowego

łączenia rejestrów.

Na rys. 10

rysunku 11. Pokazuje on

rozbudowę portu przy użyciu zatrzasków

i demultipleksera. Na bity D0−D3 portu

wystawiamy daną do zatrzaśnięcia

w 7475. Równocześnie na bity D4−D7

adres układu U2 do U5 (max U17). Po−

woduje to krótki ujemny impuls na linii

STB. Demultiplekser U1 generuje na od−

powiednim wyprowadzeniu (S0−S15) im−

puls dodatni. Powoduje on zatrzaśnięcie

danych w zatrzaskach. Maksymalnie roz−

budowując układ możemy sterować

szesnastoma zatrzaskami co daje 16

x 4 = 64 linie (8 portów ośmiobitowych).

Jeśli nie potrzeba nam tak dużej liczby

można wykorzystać zamiast 4514 układ

4028. Bity D4, D5, D6 przyłączmy do

wejść A, B, C układu 4028, natomiast

STB do wejścia D. Tym sposobem moż−

na sterowć 10 układów 7475. Ze wzglę−

du na technologię wykonania układu U1

zatrzaski muszą być serii 74HC, 74HCT,

ostatecznie 74LS.

Zajmijmy się teraz sposobem zwięk−

szenia liczby wejść. Na rys. 12

rysunku 11

rys. 12 przedta−

wiono przykład wykorzystania rejestrów

74165. Jest to rejestr ośmiobitowy

z wejściem równoległym, wyjściem sze−

regowym. Niski poziom logiczny na we−

jściu LOAD wpisuje informację z wejść

A...H do wewnętrznych rejestrów. Na

wyjściu QH pojawi się stan z wejścia H.

Narastające zbocze na linii zagarowej CK

przy wysokim stanie wejścia LOAD prze−

suwa informację w rejestrze. W ten spo−

sób po jednym impulsie zegarowym od−

czytamy stan, jaki był na wejściu G, po

dwóch − F, po trzech −E, itd. Podczas

przesuwania i wyprowadzania zawartoś−

ci, do rejestru A wpisywany jest stan

rys. 12

Rys. 11.

Rys. 12.

2.Ośmiobitowego zatrzasku (tzw.

LATCH).

3.Ośmiu buforów trójstanowych.

Sterowanie rejestru odbywa się za

pośrednictwem czterech wyprowadzeń.

Do wpro w adzania informacji służy we−

jście D. Przesuwana jest ona w takt na−

rastających zboczy inpulsów zegaro−

wych CL. Przepisanie danych z rejestru

do zatrzasków nastąpi przy wysokim sta−

nie wejścia ST. W niskim zatrzask pa−

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/97

rys. 10 przedstawiono przykłado−

wy sposób połączenia rejestrów 4049.

Jeśli osiem bitów portu to zdecydo−

wanie za mało, można zastosować układ

pokazany na rysunku 11

rys. 10

Kącik elektronika amigowca

kładności +/− 1 sekunda na 100000 lat

i sterowałby dużym wyświetlaczem, wy−

świetlał temperaturę? A może stanie się

samouczącym “pilotem”, włączającym

o wybranej godzinie, co tylko dusza za−

pragnie? Może wykonać z jego pomocą

programator EPROMów? Możliwości

jest wiele.

Proszę o listy z uwagami na temat

cyklu oraz z propozycjami układów do

zrealizowania z użyciem komputera.

Sławomir Skrzyński

Literatura:

Układy scalone serii UCA64/UCY74. Parametry i za−

stosowania − WKŁ Warszawa 1990.

USKA Układy Analogowe 2/1994.

Mikroprocesor 6502 i jego rodzina − NOT SIGMA

Warszawa 1989.

Kurs asemblera dla początkujących − HELION 1994.

Commodore 64 od środka − FET 1992.

User’s Guide A1200 − Commodore.

Commodore 64 Bedienungshandbuch − Commodo−

re.

Rys. 13.

Rys. 14.

wejścia SER. Osiem impulsów na CK da−

je nam możliwość odczytania danych ze

wszystkich wejść A...H. Wejście SER

służy do kaskadowe−

go łączenia rejest−

rów, jeśli potrzeba

byłoby więcej niż

osiem wejść. Układy

powinny być serii

74HC, 74HCT. Jeśli

użyjemy 74LS należy

buforować linie CK i LOAD np. układem

7408.

Do zwiększenia liczby wejść można

też wykorzystać multipleksery (rys. 13

Uruchomijmy go (RUN). Na przyłączo−

nych zarówkach lub diodach ujrzymy

tzw. płynący punkt. Zmieniając liczbę 50

w linii 110 wpływa−

my na prędkość

porusznia się pun−

ktu. Program prze−

rywamy naciskając

STOP. Dla Amo−

sowców natomiast

program wygląda

Dołączanie jakichkolwiek

urządzeń do portu komputera

musi być przeprowadzone po

wyłączeniu zasilania.

Bardzo prosimy o opinie i uwagi na te−

mat nowego cyklu. Jeśli zdaniem czytel−

ników nie wszystkie sprawy są dosta−

tecznie jasne lub też brak pewnych infor−

macji, poprosimy Autora o szczegółowe

wyjaśnienia.

Redakcja

tak:

10 Dim T(14)

20 Restore 140

30 For X=1 To 14

40 Read A

50 T(X)=A

60 Next X

70 Poke $BFE301,255

80 Do

90 For X=1 To 14

100 Poke $BFE101,T(X)

110 Wait 5

120 Next

130 Loop

140 Data 1,2,4,8,16,32,64,128

150 Data 64,32,16,8,4,2

Parametrem instrukcji Wait w linii 110

regulujemy szybkość poruszania punktu.

Naciskając równocześnie kombinację

CTRL i C przerywamy program.

Dla niecierpliwych proponuję wyko−

nanie układu z rys. 14

rys. 13).

Wystawiając daną na linie D0−D3 decy−

dujemy, z którego wejścia (E0−E15) in−

formacja zostanie przepisana na wyjście

rys. 13

Zaznaczam, że rozwiązania tu przed−

stawione nie są jedyne i nie zawsze są

najlepsze. Artykuł miał na celu przybliże−

nie czytelnikom sposobów rozwiązywa−

nia niektórych problemów. Na zakończe−

nie mała przyjemność. Zbudujmy prosty

interfejs do sterowania żarówką lub dio−

dami LED. Pamiętajmy także, aby ZA−

WSZE wszelkie urządzenia przyłączać

przy wyłączonym zasilaniu.

“Wklepmy” poniższy program. Dla

C−64:

10 DIM T(14)

30 FOR X=1 TO 14 : REM WCZYTANIE

DANYCH

40 READ A

50 T(X)=A

60 NEXT X

70 POKE 56579,255 : REM

USTAWIENIE LINI JAKO WYJSCIA

90 FOR X=1 TO 14 : REM WYSWIETLA−

NIE

100 POKE 56577,T(X)

110 FOR Y=1 TO 50 :NEXT : REM

PETLA CZASOWA

120 NEXT

130 GOTO 90

140 Data 1,2,4,8,16,32,64,128

150 Data 64,32,16,8,4,2

rys. 14. W programie na−

leży zmienić jedną z linii. W wersji dla

C−64 linię 100 na:

POKE 56577,T(X) XOR 255

w przypadku Amigi:

Poke $BFE101,T(X) Xor 255

Jest to spowodowane odwrotnym

włączeniem diod. Przy zmianach w pro−

gramie (linie DATA) nie należy przesa−

dzać z ilością zaświeconych diod (max

2). Jest to spowodowane maksymalną

wydajnością prądową portu.

To był prościutki wstęp. Commodore

i Amiga potrafią dużo, dużo więcej. Czy

słyszeliście kiedyś o zegarze DCF? A jeś−

liby nasz komputer był zegarem o do−

rys. 14

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/97

Literatura:

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: