PIC Урок 6. Семисегментный индикатор. Статическая индикация

Продолжаем работу над программированием микроконтроллеров PIC.

И прежде чем продолжить заниматься остальными таймерами, давайте немного отдохнём и сделаем какой-нибудь проект, который позволит нам управлять отображением информации на светодиодном семисегментном индикаторе.

И, не отходя от наших традиций двигаться от простого к сложному, сначала рассмотрим статическую индикацию. Но так как в дальнейшем нам все равно придется заниматься и динамической индикацией, чтобы управлять, например четырьмя индикаторами или разрядами, то ножек портов контроллера PIC16F84A нам не хватит, поэтому теперь мы будем программировать уже другой контроллер — PIC17F876A, который у нас будет уже в 28-пинном корпусе и, следовательно, возможностей у нас будет больше. Также переход на такой контроллер обусловлен тем, что вскоре грядёт урок по другим таймерам и еще некоторой разнообразной периферии, которая просто-напросто отсутствует у контроллера PIC16F84A.

Начнём с того, что посмотрим назначение ножек контроллера PIC17F876A

 

 

Назначение ножек практически такое же, как и у рассмотренного нами в ранних уроках контроллера 64A, но только этих ножек уже больше и есть уже несколько новых обозначений, касающихся периферии, которая отсутствует у предыдущего контроллера. С назначением данных ножек мы будем знакомиться в процессе изучения данных видов периферии. И, так как программирование статической индикации — это ничто иное, как управление светодиодами сегментов с помощью ножек портов, а этим мы уже занимались на предыдущих занятиях, то теория нам в принципе по программированию для этого никакая больше не нужна.

Давайте тогда познакомимся с самим индикатором и принципом его работы. Хотя я это уже писал в уроках по программированию других контроллеров, которые вы, я надеюсь, тоже смотрите, тем не менее все равно проведу некоторый обзор.

Семисегментный индикатор представляет собой совокупность планарных светодиодов, определённым образом расположенных в корпусе с целью отображения в основном цифр, но также можно отображать некоторые другие символы. Каждый светодиод является сегментом индикатора и обозначать его принято особой буквой

 

 

Один контакт каждого светодиода сегмента выведены на определённую ножку, а вторые контакты соединены и выведены на одну общую ножку, приблизительно так же, как и на нашей схеме бегущих огней. Только существуют две разновидности. Первая — когда объединены аноды, а катоды выведены отдельно. Такой индикатор называется светодиодный семисегментный индикатор с общим анодом, а если наоборот — то с общим катодом.

У нас будет индикатор с общим анодом, поэтому данный общий анод мы подсоединим к проводу питания, а катодами мы уже будем управлять с помощью ножек портов, к которым мы их и подсоединим, конечно не в коем случае не забывая о токоограничивающих резисторах. Вы должны знать характеристики конкретного индикатора и подобрать для него резисторы нужного номинала, чтобы ток не превышал максимальный, а также чтобы не превысить максимальный ток, протекающий через ножку порта. Я, например, установил такие же резисторы, как и на бегущие огни — по 220 ом.

Для того, чтобы было легче данными сегментами управлять и выводить с помощью их свечения определённые цифры или символы, то мы соединим их по порядку с ножками одного порта — a с ножкой RB0, b — с RB1 и так далее по порядку и будем в уме постоянно себе представлять вот такое вот двоичное число

 

 

Давайте создадим новый проект в среде программирования MPLAB X с именем LED_STAT. Проект мы создавать умеем. Только надо будет выбрать другой контроллер

 

 

Как обычно, создадим в проекте файл main.c со следующим стандартным содержимым

 

main.c:

 

#include <xc.h>

#define _XTAL_FREQ 4000000

 

void main(void) {

  while(1)

  {

  }

  return;

}

 

 

Конфигурационные биты сконфигурируем следующим образом (назначение каждого бита разъяснено в комментариях)

 

#define _XTAL_FREQ 4000000

// CONFIG

#pragma config FOSC = HS // Oscillator Selection bits (HS oscillator)

#pragma config WDTE = OFF // Watchdog Timer Enable bit (WDT disabled)

#pragma config PWRTE = ON // Power-up Timer Enable bit (PWRT enabled)

#pragma config BOREN = OFF // Brown-out Reset Enable bit (BOR disabled)

#pragma config LVP = OFF // Low-Voltage (Single-Supply) In-Circuit Serial Programming Enable bit (RB3 is digital I/O, HV on MCLR must be used for programming)

#pragma config CPD = OFF // Data EEPROM Memory Code Protection bit (Data EEPROM code protection off)

#pragma config WRT = OFF // Flash Program Memory Write Enable bits (Write protection off; all program memory may be written to by EECON control)

#pragma config CP = OFF // Flash Program Memory Code Protection bit (Code protection off)

//--------------------------------------------------------------

 

Добавим переменную для счётчика, а также инициализируем ножки порта

 

void main(void) {

  unsigned char i;

  TRISB = 0x00;

  PORTB = 0xFF;

 

Мы настроили ножки на выход и на всех ножках порта установили высокий уровень, так как индикатор у нас с общим анодом, и чтобы сегмент не светился, необходимо подавать на него высокий уровень, тогда разность потенциалов между анодом и катодом будет ноль, так как анод у нас также подключен к высокому уровню (шине питания), и сегмент светиться не будет.

Выше функции main() добавим функцию отображения определённой цифры на индикаторе

 

//--------------------------------------------------------------

void segchar (unsigned int seg)

{

  switch (seg)

  {

    case 1:

      PORTB = 0b11111001;

      break;

    case 2:

      PORTB = 0b10100100;

      break;

    case 3:

      PORTB = 0b10110000;

      break;

    case 4:

      PORTB = 0b10011001;

      break;

    case 5:

      PORTB = 0b10010010;

      break;

    case 6:

      PORTB = 0b10000010;

      break;

    case 7:

      PORTB = 0b11111000;

      break;

    case 8:

      PORTB = 0b10000000;

      break;

    case 9:

      PORTB = 0b10010000;

      break;

    case 0:

      PORTB = 0b11000000;

      break;

  }

}

//--------------------------------------------------------------

 

В зависимости от пришедшего в функцию целого положительного однозначного числа мы попадаем в соответствующий ему кейс и включаем необходимые уровни на ножке порта B, соответственно единичку отправляем на ножку, которая управляет сегментом, который не должен светиться, и наоборот — ноль — на ножку, управляющую сегментом, который будет светиться.

 

 

Осталось нам лишь только написать код отправки цифр по порядку с некоторой задержкой в данную функцию в бесконечном цикле. Для этого мы воспользуемся циклом for, который нам и поможет считать от 0 до 9

 

while(1)

{

  for(i=0;i<10;i++)

  {

    segchar(i);

    __delay_ms(500);

  }

}

 

Вот, собственно, и весь код. Мы будем инкрементировать счётчик раз в полсекунды, а как только он дойдёт до 9, то процесс опять повторится с нуля.

Соберём наш код. Соберем следующую схему в протеусе

 

 

Зайдём в свойства контроллера, выберем там прошивку, а также настроим частоту и конфигурационные биты

 

 

Сохраним настройки и запустим программу на выполнение

 

 

Счётчик наш прекрасно считает, значит мы всё сделали правильно.

Ну и теперь перейдём к настоящей практической схеме (нажмите на картинку для увеличения изображения)

 

 

 

Схема собрана также на макетной плате, также подключен кварцевый резонатор к соответствующим ножкам с конденсаторами и также подключен подтягивающий резистор на ножку MCLR. И также проведены провода для подключения программатора.

Мы видим также установленный на схеме индикатор, подключенный к контроллеру посредством токоограничивающих резисторов. У каждого отдельно-взятого индикатора схема распиновки своя. У моего она вот такая:

 

 

Запустим программу PICkit 2, у нас обнаружится наш контроллер. Включим питание аналогично как мы и делали в ранних занятиях, импортируем файл прошивки и прошьём наш контроллер. В результате мы получим счётчик от 0 до 9

 

 

Таким образом, мы сегодня создали цифровой счётчик на семисегментном светодиодном индикаторе, применив статическую индикацию, а также познакомились с контроллером PIC16F876A, на котором мы и применили данный способ статической индикации.

Спасибо за внимание!

 

 

Предыдущий урок Программирование МК PIC Следующий урок

 

Исходный код

 

 

Купить программатор (неоригинальный) можно здесь: PICKit3

Купить программатор (оригинальный) можно здесь: PICKit3 original

Отладочную плату PIC Open18F4520-16F877A можно прибрести здесь: PIC Open18F4520-16F877A

 

 

Смотреть ВИДЕОУРОК (нажмите на картинку)