Puertos de Entrada/Salida

Transcripción

1 Dispositivos Entrada / Salida en Flía CPU08 Sistemas con Microcontroladores y Microprocesadores Puertos de Entrada/Salida El mc posee 13 líneas de entrada/salida más una línea de entrada. El puerto B tiene ocho líneas de entrada salida. El puerto A esta formado por 6 líneas y comparte los pines con los módulos Conversor A/D Control de teclado - KBI IRQ, RST y Oscilador Externo 2 canales de Timer. Sistemas con MIcroproc. y Microproc. - UNT 2 1

2 Registros de Entrada/Salida Sistemas con MIcroproc. y Microproc. - UNT 3 Registros de Entrada/Salida Los registros PTA y PTB sirven para contener el valor de cada salida de los puertos. Los registros DDRA y DDRB indican si las líneas de cada puerto son entrantes o salientes. Existe correspondencia 1 a 1 entre bits de DDRx y PTx. Si DDRx=1, PTx es salida caso conrario es entrada. Los registros PTAPUE y PTBPUE controlan la conexión de una resistencia de pull up interna a cada pin. Como entrada se le puede conectar dispositivos de colector abierto. Reduce componentes del circuito externo. Si los dispositivos son sin colector abierto, no conectar pull-up. PTAPUEx=1 la resist. Pullup de PTA1 se conecta. OSC2=1 PTA4 muestra oscilador interno. Sistemas con MIcroproc. y Microproc. - UNT 4 2

3 Conexión de un bit de E/S Sistemas con MIcroproc. y Microproc. - UNT 5 Ejemplo 4 llaves informan un número BCD. Esquema de una llave, cómo ingresa un 1? Leerlas y enviarlas a un display BCD El display requiere entrada BCD. MOV #$F0,PTBPUE MOV #$0F,DDRB LDA PTB NSA STA PTB Al comienzo del programa van los EQU s ; Pull Up en entradas. ; MSN entradas, LSN salidas ; leer MSN. ; pasar a LSN ; enviar a display. Sistemas con MIcroproc. y Microproc. - UNT 6 3

4 Ejemplo de Aplicación Se desea medir las rpm de un motor. Disponemos de un sensor que emite un pulso por cada vuelta del motor. La velocidad mínima es de 0 rpm. La velocidad máxima es de 3000 rpm. Se desea una precisión de 200 rpm. cuántos bits se necesitan? en qué ventana de tiempo? Sistemas con MIcroproc. y Microproc. - UNT 7 Conexiones de un contador Sistemas con MIcroproc. y Microproc. - UNT 8 4

5 Conexión al Microcontrolador Sistemas con MIcroproc. y Microproc. - UNT 9 Algoritmo 1. Configurar Puerto B (DDRB, PTBPUE). 2. Clear CONTADOR y Enable. 3. Esperar la ventana de tiempo (que cuente 15 para el caso de v max, 300 ms) 15/3000 min = 60/200 s = 0,3 s. 4. Parar, Leer Contador y Mostrar valor. 5. Vaya a 2. Sistemas con MIcroproc. y Microproc. - UNT 10 5

6 Programa de Control Imit MOV #$00,PTBPUE ; Puerto B Sin PullUp MOV #$F0,DDRB ; Puerto B Entrada/Salida Lazo MOV #$20,PTB ; Borrar el contador MOV #$F0,PTB ; Habilitar la cuenta JSR Delay MOV #$60,PTB LDA PTB AND #$0F LSLA JSR Mostrar BRA Lazo ; Esperar 300 milisegundos ; Inhabilitar la cuenta ; Leer el valor contado ; Descartar bits no usados ; Multiplicar por dos ; Mostrar el resultado ; Repetir la captura Sistemas con MIcroproc. y Microproc. - UNT 11 Observaciones Puede haber errores por el tiempo que pasa desde que transcurre el tiempo de x ms y el tiempo en que lo paro? Se soluciona haciendo que la rutina de x ms lo pare también y eso esté dentro de la cuenta. Pero los errores son muy pequeños frente a los 300 ms de espera!! Esto es tiempo real no olvidar. Sistemas con MIcroproc. y Microproc. - UNT 12 6

7 Ejemplo de Aplicación Se desea medir las revoluciones de un motor. Disponemos de un sensor que emite un pulso por cada vuelta del motor. La velocidad mínima es de 0 rpm. La velocidad máxima es de 3200 rpm. Se desea una precisión de 1 rpm. Además debe poder contar una cantidad k de vueltas (máx 3200) y avisarnos para detener el motor. Sistemas con MIcroproc. y Microproc. - UNT 13 Del Problema a los Requisitos. 1. Se debe contar hasta Menor entero n: 2 n =3200, n=12 Se requieren 3 contadores de 4 bits c/u. Con 3200 rpm ventana de tiempo 1 min. 2. Pero solo se puede ingresar 4 bits! 3. Solución: Multiplexar ingreso de datos. 4. Para contar una cantidad de vueltas k y avisar hay que producir OVF. Si los contadores fueran up/down Cargo k, cuento down Pero cargando con /k +1 resulta que al contar n up se produce OVF. 5. Para cargar 12 bits iniciales multiplexar la carga de datos STORE. 6. Se requiere 2 bits de selección lectura y dos de selección escritura. Sistemas con MIcroproc. y Microproc. - UNT 14 7

8 Conexión al microcontrolador Sistemas con MIcroproc. y Microproc. - UNT 15 Algoritmo: Medir Velocidad. Resultado en Veloc (2 bytes, 3 nibbles). Inicializar Puertos y Contador. PTB 4 bits salidas, 4 bits entradas. DDRB=#$F0 PTA 1 bit entrada, 2 bits salidas. DDRA = #$03 Clear Contador. A1=0 (/CLR), A0=0 (EN) Enable Contador. A1=1, A0=1 Se cuenta durante 1 min. Al final parar el contador. A0=0. Se lee el resultado nibble por nibble. se empacan los menos significativos PTB=#$10 (NIBLE 3), PTB=#$20 (N2), PTB=#$30 (N1) se guardan en Veloc. (se enmascaran y empacan). Sistemas con MIcroproc. y Microproc. - UNT 16 8

9 Medir Velocidad Init MOV #$00,PTAPUE ; Puerto A Sin PullUp MOV #$00,PTBPUE ; Puerto B Sin PullUp MOV #$00,PTB ; Que los decoders no activen nada MOV #$02,PTA ; Contador inhabilitado, sin señal clear. MOV #$F0,DDRB ; Puerto B Entrada/Salida MOV #$03,DDRA ; PTA0 y PTA1 Salidas, PTA2 entrada. LDHX Veloc ; HX apunta a byte más significativo del resultado Lazo BCLR 1,PTA ; Clear contador BSET 1,PTA ; Retornar al estado inicial BSET 0,PTA ; Habilitar la cuenta JSR Delay ; Esperar 1 minuto BCLR 0,PTA ; Inhabilitar la cuenta MOV #$10,PTB ; Hablitar lectura nibble mas alto LDA PTB ; Leer el nibble mas siginificativo AND #$0F ; Borrar la parte no usada del byte STA 0,X ; Almacenar el digito de mayor peso MOV #$20,PTB LDA PTB AND #$0F NSA STA 1,X MOV #$30,PTA LDA PTB AND #$0F ORA 1,X STA 1,X JSR Mostrar BRA Lazo ; Hablitar lectura 2 nibble ; Leer el segundo nibble ; Borrar la parte no usada del byte ; Convertirlo en el nibble de mas peso ; Hablitar lectura tercer nibble ; Concatenar con el tercer nibble ; Almacenar el digito de menor peso ; Mostrar el resultado ; Repetir la captura Sistemas con MIcroproc. y Microproc. - UNT 17 Contar k Vueltas y Avisar. 1. (HX) apunta a tres nibbles con q. q = /k Inicializar Puertos y Contador. PTB como salida. #$FF PTA como entrada/salida. #$03, A1.A0=%10 Cargar el Contador con /k + 1 Habilitar la Cuenta. A0=1 3. Esperar hasta que PTA2=1 (OVF). 4. Avisar. Sistemas con MIcroproc. y Microproc. - UNT 18 9

10 Contar k Vueltas y Avisar. ; inicialización similar a la anterior CLRA ; Negar el valor a Contar (está en HX y HX+1) SUB 1,X ; STA 1,X ; CLRA ; SBC 0,X ; Son tres nibbles en dos bytes STA 0,X ; Result= /Result + 1 redundante Poll: AND #$0F ; Descarto el nibble mas singificativo - STA PTB ; Pongo el Nibble en B MOV #$FF,DDRB ; Puerto B como salida BSET 6,PTB ; doy la señal de carga. BCLR 6,PTB ; Quito la señal de carga LDA 1,X ; Cargo el segundo byte menos siginificativo AND #$F0 ; Descarto el nibble menos significativo NSA ; Invierto los nibbles del acumulador STA PTB ; BSET 7,PTB ; Doy la señal de carga BCLR 7,PTB ; Quito la señal de carga... ; Desempacar y Cargar el siguiente nibble. BSET 0,PTA ; Enable, comenzar a contar. LDA PTA AND #$04 ; Me quedo solo con PTA2 BEQ Poll JSR MOSTRAR ; Avisa que contó K vueltas. Sistemas con MIcroproc. y Microproc. - UNT 19 Hw alternativo más entradas. Un único decodificador de 3x8? Sobraría un pin de salida y un pin del decodificador. Un único decodificador de 2x4? Agregando 2 líneas de control (RD, /WR) Similar a AB (2 líneas), CB (2) y DB (4).} Hacerlo como ejercicio, es más general. Un contador y un Decoder. Secuencia fija de carga y lectura. Manejar con un contador. Una línea de salida para su clock, un CLR, más RD y /WR. Se gana cuando son más entradas. Sistemas con MIcroproc. y Microproc. - UNT 20 10

11 Y la alternativa más evidente Otro mc de la flía con más puertos? Menos componentes más simple más confiable. Costo? Consumo? Tener en cuenta que no se puede crecer indefinidamente de esta manera Por eso es bueno analizar las alternativas anteriores. Sistemas con MIcroproc. y Microproc. - UNT 21 Shift Register Cómo se arma un SR de 16 bits? Sistemas con MIcroproc. y Microproc. - UNT 22 11

12 SRs para aumentar Conexiones. Mundo Exterior Por qué el Registro? Límite de n - Tiempo Cant Líneas MCU = 5 = Cte Hacer ejemplo Anterior para practicar Sistemas con MIcroproc. y Microproc. - UNT 23 Incremento de Conexiones Número limitado de Pins del MCU. Incremento de Entradas o Salidas: Buses (AB, DB y CB) algunos mc los incluyen Similar al bus interno. Dispositivos con conexión 3 State. Decoders para habilitar dispositivos. Líneas de control para R y /W. Si faltan líneas, multiplexar en el tiempo. Ej cargar AB en un registro. Sistemas con MIcroproc. y Microproc. - UNT 24 12