[F.Abdelaziz]

إن عاجلا أو أجلا:إنشاء مداخل ومخارج جديدة بتوسعة المداخل والمخارج الموجودة ولغة Basic مع المترجم Proton :
الغرض :
معرفة طريقة توسعة خطوط الدخل / الخرج ، وهنا سوف يتم أخذ 2 أو 3 خط دخل/خرج من المنفذ PORTB وتوسعتها إلى 8 خطوط خرج outputs ، ثم أخذ 3 أو 4 خطوط دخل/خرج من المنفذ PORTB لإنشاء 8 خطوط دخل inputs .
الاتصال التسلسلىSerial Communication :
سوف يتم استخدام الاتصال التسلسلى لتوسيع خطوط الدخل/الخرج . يوجد الاتصال التسلسلى فى نوعين ، النوع المتزامن والنوع الغير متزامن .
يستخدم الاتصال المتزامن خط الساعة (التوقيت) clock line لتحديد متى تكون المعلومات عن الخط التسلسلى متاحة valid بشكل صحيح ، فى حين أن الاتصال الغير متزامن لا يستخدم خط الساعة ، وبدلا من خط الساعة يتطلب الاتصال الغير متزامن بتات البدء والإنتهاء مع الالتزام الصارم ببروتوكولات توقيت الاتصال التسلسلى لكى تكون ناجحة . سوف نستخدم الاتصال المتزامن مع خط الساعة .

أولا توسيع المخارج :
لإنشاء خطوط خرج ، سوف نستخدم الدائرة المتكاملة 74ls164 وهى محول من تسلسلى إلى متوازى (تفرعى) serial-to-parallel . هذه الشريحة تقرأ (تستقبل) بيانات تسلسلية بحجم 8 بتات 8-bit على أطراف الدخل 1 و 2(A,B) وتخرج البيانات فى شكل 8 خطوط متوازية (QA : QH)كما فى الشكل التالى :

الوصف الوظيفى :
· الشريحة 74LS164 هى مسجل إزاحة 8 بت بثمانى مراحل يتم إطلاقه بحافة نبضة الساعة معإدخال البيانات تسلسليا وإخراجها على التوازى من كل مرحلة من المراحل الثمانية .
· يتم إدخال البيانات بشكل متسلسل من خلال لأحد المدخلين (A أو B) ، أى من هذه المداخل يمكن أن يستخدم كمدخل "تمكين" ، وهو فى الحالة المرتفعة ، لإدخال البيانات من خلال الدخل الآخر.
· يجب توصيل المدخل الغير مستخدم بالجهد المرتفع (الموجب) ، أو يتم توصيل كلا المدخلين معا .
· كل انتقال من الحالة المنخفضة إلى الحالة المرتفعة LOW-to-HIGHعلى مدخل الساعة Clock يزيح البيانات لمكان واحد إلى اليمين والدخول .
· المستوى المنخفض على مدخل إعادة التعيين الرئيسى Master Reset يحجب جميع المدخلات الأخرى، ويمسح clearالمسجل بشكل غير متزامن ، مما يجبر جميع المخارج على الحالة المنخفضة .

أساس النقل التسلسلى للبيانات :
سوف يتم إرسال (نقل) البيانات تسلسليا ،هنا، عن طريق نقل البت ذات القيمة القصوى MSB(bit 7) أولا ( يمكن أرسال البت ذات القيمة الدنيا أولا ) .
الشكل التالى يبين كيفية قراءة البيانات تسلسليا بواسطة الشريحة 74LS164 وإخراج المعلومات على التوازى .

· يتم حفظ الخط B (الطرف 2) عند الحالة المرتفعة high ، وهذا يسمح لك باستخدام الخط A (الطرف 1) لإرسال البيانات تسلسليا جنبا إلى جنب مع نبضة الساعة من الخط CLK (الطرف 8) .
· لاحظ من الشكل السابق ومن جدول الحقيقة ، أن كلا الخطين A,B تحتاج أن تكون مرتفعة H من أجل أن يكون بت الخرج مرتفع . يمكنك تحديد أى من الخط A أو الخط B واستخدام الآخر لإرسال البيانات تسلسليا .
· عند كل انتقال من الحالة المنخفضة إلى الحالة المرتفعة لخط الساعة يتم قبول بت آخر من الخط A وإخراج هذا البت إلى الخرج QA .
· يتم إزاحة كل معلومات البت الموجودة بالفعل على الخطوط من QA إلى QHبت واحد إلى اليسار. بعد ثمانية انتقالات يتم عرض العدد الجديد بحجم 8 بت على خطوط من QA إلى QHللشريحة 74LS164 .
· فى الشكل السابق يتم إرسال العدد الثنائى 10000000 ( العدد العشرى 128) . لقد تم اختيار هذا العدد بحيث يمكنك بسهولة معرفة كيف يتم إزاحة البت ذات القيمة القصوى bit 7 خلال الخطوط من QA إلى QH .
تدريب :

[F.Abdelaziz]

تدريب :
الدائرة الكهربية والنتائج :

البرنامج بالطريقة التقليدية :

'Slow Serial program for visual testing interface
Device = 16F628A
Xtal 4
All_Digital true

'Initialize variable Var1
Dim Var1 As Byte
'Initialize port(s)
TRISB = 0 'Set port B as output port
start:
Var1 = 128   '%10000000
GoSub serial
DelayMS 1000

Var1 = 255    '%11111111
GoSub serial
DelayMS 1000

Var1 = 0     '%00000000
GoSub serial
DelayMS 1000

GoTo start

serial:
PORTB.0 = Var1.7        'Bring pin 0 high or low, depending upon bit Var1.7 (MSB) 
PulsOut PORTB.1,1      'Bring CLK line high, then low , PORT.Pin , Period x 10 usec at 4MHz 
DelayMS 100            'Optional delay-remove from program

PORTB.0 = Var1.6        'Same as above
PulsOut PORTB.1,1
DelayMS 100

PORTB.0 = Var1.5
PulsOut PORTB.1,1
DelayMS 100

PORTB.0 = Var1.4
PulsOut PORTB.1,1
DelayMS 100

PORTB.0 = Var1.3
PulsOut PORTB.1,1
DelayMS 100

PORTB.0 = Var1.2
PulsOut PORTB.1,1
DelayMS 100

PORTB.0 = Var1.1
PulsOut PORTB.1,1
DelayMS 100

PORTB.0 = Var1.0
PulsOut PORTB.1,1
DelayMS 100

Return

البرنامج المعدل باستخدام الأمر SHOut :

Output-extention-74164-Shout-command
Device = 16F628A
Xtal 4
All_Digital true

'Initialize variable Var1
Dim Var1 As Byte
Symbol DTA = PORTB.0
Symbol CLK = PORTB.1
'Initialize port(s)
TRISB = 0 'Set port B as output port
start:
Var1 = 128   '%10000000
GoSub serial
DelayMS 1000

Var1 = 255    '%11111111
GoSub serial
DelayMS 1000

Var1 = 0     '%00000000
GoSub serial
DelayMS 1000

GoTo start

serial:
SHOut DTA, CLK, MsbFirst, [Var1]

Return

استخدام الماسك 74373 :

[F.Abdelaziz]

استخدام الماسك 74373 :
عند استخدام الشريحة 74LS164 ، يوجد عيب خطير وهو أنه أثناء إزاحة البت bit 7 من خلال خطوط الخرج QA إلى QHفإنها تظهر على المخارج واحد تلو الآخر مما قد يتسبب فى ظهور نتائج غير صحيحة والتى قد يتسبب عنها فوضى فى الدوائر الرقمية . يمكن التغلب على هذه المشكلة بإضافة الدائرة المتكاملة 74LS373 (ماسك بيانات ثمانى octal latch) .
يتم وضع الماسك الثمانى بين</SPAN></SPAN> خرج الدائرة المتكاملة 74LS164 والليدات ، والتى تمثل الدائرة الرقمية الخاصة بك ، كما فى الشكل التالى :

فى الدائرة المتكاملة 73LS373 :
· يتم ربط طرف تمكين الخرج Output Enable (الطرف 1) بالأرضى ، فعال فى الحالة المنخفضة ، واستخدام طرف تمكين الماسك Latch Enable (الطرف 11) للتحكم فى البيانات خلال الشريحة 74LS373 .
· ويتم وضع البيانات على مداخل البيانات (D0, D1 ... D7) .
· عندما تريد إظهار البيانات على المخارج (Q0, Q1 ... Q7) يتم رفع حالة طرف تمكين المقاطعة لحظيا .
· يقوم البرنامج بإدخال البيانات تسلسليا إلى الشريحة 74LS164 ، وتظهر البيانات خطوط الخرج المتوازية ، مع حدوث إزاحة البيانات فى مداخل الشريحة 74LS373 . عندما يتم اكتمال إزاحة البت ويتقر العدد الثنائى (بعد ثمانى إزاحات) ، يتم رفع طرف تمكين الماسك (الطرف 11) والذة يسمح بتدفق البيانات من أطراف الدخل إلى أطراف الخرج . بعد ذلك يتم خفض طرف تمكين الماسك تاركا البيانات المتوازية ممسوكة . وهكذا لا تتأثر ليدات الخرج أثناء إزاحة البيانات .

البرنامج :

'Output-extention-74164-74373-latch
Device = 16F628A
Xtal 4
All_Digital true

'Initialize variable Var1
Dim Var1 As Byte
Symbol DTA = PORTB.0
Symbol CLK = PORTB.1
Symbol LATCH = PORTB.2
'Initialize port(s)
TRISB = 0 'Set port B as output port
start:
Var1 = 128   '%10000000
GoSub serial
DelayMS 1000

Var1 = 255    '%11111111
GoSub serial
DelayMS 1000

Var1 = 0     '%00000000
GoSub serial
DelayMS 1000

GoTo start

serial:
SHOut DTA, CLK, MsbFirst, [Var1]
PulsOut LATCH,1

Return

استخدام الدائرة المتكاملة 74LS595 كبديل عن 74LS164 و 74LS373 معا :

[F.Abdelaziz]

استخدام الدائرة المتكاملة 74LS595 كبديل عن 74LS164 و 74LS373 معا :
الدائرة المتكاملة 74LS595 :
الوصف العام :
· الدائرة المتكاملة 74LS595 هى 8 مراحل لمسجلات إزاحة تسلسلية مع مسجل تخزين وخرج ثلاثى الحالة . المسجلات لها ساعات منفصلة (ساعة لمسجل الإزاحة وساعة لمسجل التخزين) .
· يتم إزاحة البيانات عند الانتقال الموجب لدخل ساعة مسجل الإزاحة SH_CP .
· يتم نقل البيانات بكل مسجل إلى مسجل التخزين عند الانتقال الموجب لمدخل ساعة مسجل التخزين ST_CP .
· مسجل الإزاحة له مدخل للبيانات التسلسلية DS ومخرج تسلسلى قياسى Q7S من أجل العمل على التتابع لأكثر من دائرة متكاملة .
· كما يتوفر أيضا مدخل لإعادة التعيين الرئيسى MR (فعال فى الحالة المنخفضة) لجميع المراحل الثمانية لمسجل الإزاحة .
· تظهر البيانات الموجودة بمسجل التخزين على الخرج فقط عندما يكون مدخل "تمكين الخرج" OE فى الحالة المنخفضة (فعال فى الحالة المنخفضة) .

البرنامج :

'Output-extention-74595-shift-latch
Device = 16F628A
Xtal 4
All_Digital true

'Initialize variable Var1
Dim Var1 As Byte
Symbol DTA = PORTB.0
Symbol CLK = PORTB.1
Symbol LATCH = PORTB.2
'Initialize port(s)
TRISB = 0 'Set port B as output port
start:
Var1 = 128   '%10000000
GoSub serial
DelayMS 1000

Var1 = 255    '%11111111
GoSub serial
DelayMS 1000

Var1 = 0     '%00000000
GoSub serial
DelayMS 1000

GoTo start

serial:
SHOut DTA, CLK, MsbFirst, [Var1]
PulsOut LATCH,1

Return

ثانيا : توسيع المداخل :

[F.Abdelaziz]

ثانيا : توسيع المداخل :
ثم يتم توسيع أربع خطوط دخل/خرج للميكروكونترولر لكى تعمل كثمانى خطوط دخل (بالإضافة إلى توسعة 2 خط دخل / خرج لتعمل كثمانى خطوط خرج ) .
لتنفيذ ذلك ، سوف نستخدم شريحة الدائرة المتكاملة 74LS165 ( محول من متوازى إلى تسلسلى) .
وصف عمل الدائرة المتكاملة 74165 :

الدائرة المتكاملة 74165 هى مسجل إزاحة تسلسلى بحجم 8 بتات ، تقوم بإزاحة البيانات فى الاتجاه من QA فى اتجاه QH عندما يتم توقيتها . الدخل المتوازى يصل إلى كل مرحلة عن طريق 8 مداخل منفصلة والتى يتم تمكينها عن طريق المستوى المنخفض على الدخل shift/load (SH/LD) .
· يتم التوقيت من خلال بوابة NOR بمدخلين ، بما يسمح باستخدام أحد المدخلين فى منع التوقيت
clock-inhibit .
· حفظ أى من مدخلى التوقيت فى الحالة المرتفعة يمنع التوقيت ، وحفط أى من مدخلى التوقيت فى الحالة المنخفضة مع وجود الطرف SH/LD فى الحالة المرتفعة يمكن الطرف الآخر من التوقيت .
· طرف منع التوقيت Clock inhibit (CLK INH) يجب أن يتغير إلى المستوى المرتفع فقط أثناء وجود الطرف CLK فى الحالة المرتفعة .
· يتم منع التحميل المتوازى طالما أن الطرف SH/LD فى الحالة المرتفعة .
· يتم تحميل البيانات الموجودة على المداخل المتوازية مباشرة إلى المسجلات أثناء وجود الطرف SH/LD فى الحالة المنخفضة ، بغض النظر عن حالة كل من المداخل CLK, CLK INH serial (SER) .

شرح مخطط التوقيت :
1- تطبق نبضات الساعة على الطرف CLK .
2- طرف منع التوقيت CLK INH يكون فى الحالة المرتفعة (فعال) فيؤدى إلى منع التوقيت بنبضات الساعة .
3- طرف الدخل التسلسلى SI غير مستخدم لذلك يتم توصيله بالأرضى .
4- عندما تتغير حالة الطرف SH/LD من الحالة المرتفعة ( يكون الأزاحة SH هى الفعالة) إلى الحالة المنخفضة ( حالة التحميل هى الحالة الفعالة) يتم تحميل البيانات الموجودة على أطراف الدخل المتوازى ( A:H) إلى سجلات الإزاحة الداخلية بغض النظر عن حالة المداخل الأخرى .
5- بعد تحول حالة الطرف SH/LD إلى الحالة المرتفعة ( الإزاحة فعالة) وتحول حالة الطرف
CLK INH إلى الحالة المنخفضة (غير فعال) ، عندئذ يسمح لنبضات الساعة المطبقة على الطرف CLK بتوقيت نبضات الخرج تسلسليا بدءا من الخرج H إلى الخرج A .

مبدأ العمل :

[F.Abdelaziz]

مبدأ العمل :

· يتم وضع المعلومات المتوازية فى شكل 8 بتات على خطوط المداخل الثمانية (A : H) للشريحة 74LS165 .
· ثم يتم وضع خط التحميل /الأزاحة shift/load (الطرف 1) عند الحالة المنخفضة لحظيا لتحميل المعلومات المتوازية إلى سجلات الشريحة .
· بعد ذلك يتم تحويل وضع خط منع الساعة (الطرف 15) من الحالة المرتفعة إلى الحالة المنخفضة ، للسماح للمعلومات بالخروج التسلسلى من الطرف QH (الطرف 9) بالتزامن مع نبضات الساعة التى تطبق على طرف دخل الساعة CLK (الطرف 2) . لاحظ توفر إشارة تسلسلية معكوسة من على الطرف 7 .
لاختبارعمل الشريحة يتم إنشاء دائرة كهربية وبرنامج لإدخال عدد ثنائى بحجم 8 بتات إلى الشريحة 74LS165 مع استخدام مفاتيح ومقاومات كما فى الشكل التالى :

العدد الثنائى الذى يتم إنشاؤه بالمفاتيح والمقاومات سوف يتم إزاحته تسلسليا ليخرج من الشريحة 74LS165 وتحميله إلى المتغير Var1 . بعد ذلك يتم إرسال العدد الموجود بالمتغير Var1 تسلسليا إلى الشريحة 74LS164 ويخرج منها فى شكل 8 بتات متوازية للعرض بالليدات .

البرنامج التقليدى :

[F.Abdelaziz]

البرنامج التقليدى :

' Serial I/O Interface-74164-74165
Device = 16F628A
Xtal 4
All_Digital true
'Initialize Ports(s)
TRISB = %00000100
Dim Var1 As  Byte
Low PORTB.5             'Set CLK low
High PORTB.4            'Bring CLK inhibit high , actice 
High PORTB.3            'Bring shift/load high , load deactive 

start:
GoSub serial_in         'Get number from 74LS165
GoSub serial_out        'Send it out on 74LS164
Pause 1000              'Wait so I can see it
GoTo start              'Do it again

'Serial In Routine
serial_in:

PulsOut PORTB.3,1      'Bring shift/load down momentarily , toggel from high to low for 1x 10usec then toggle to low again  
Low PORTB.4            'Bring CLK inhibit low , enable clock  

Var1.7 = PORTB.2            'Read RB2 input and Load bit into Var1 ,begin from MSB
PulsOut PORTB.5,1      'Bring CLK pin high, then low' , Clock for next pulse 

Var1.6 = PORTB.2            'Load Bit into Var1 , SO bit 6
PulsOut PORTB.5,1  

Var1.5 = PORTB.2
PulsOut PORTB.5,1 

Var1.4 = PORTB.2
PulsOut PORTB.5,1 

Var1.3 = PORTB.2
PulsOut PORTB.5,1  

Var1.2 = PORTB.2
PulsOut PORTB.5,1

Var1.1 = PORTB.2
PulsOut PORTB.5,1

Var1.0 = PORTB.2

High PORTB.4  'Bring CLK inhibit high
Return

'Serial Out Routine
serial_out:
PORTB.0 = Var1.7        'Bring pin 0 high or low, depending upon bit Var1.7 (MSB) 
PulsOut PORTB.1,1      'Bring CLK line high, then low , PORT.Pin , Period x 10 usec at 4MHz 


PORTB.0 = Var1.6        'Same as above
PulsOut PORTB.1,1


PORTB.0 = Var1.5
PulsOut PORTB.1,1


PORTB.0 = Var1.4
PulsOut PORTB.1,1


PORTB.0 = Var1.3
PulsOut PORTB.1,1


PORTB.0 = Var1.2
PulsOut PORTB.1,1


PORTB.0 = Var1.1
PulsOut PORTB.1,1


PORTB.0 = Var1.0
PulsOut PORTB.1,1
Return

البرنامج المعدل مع استخدام الأمر SHOut والأمر SHIn :

' Serial I/O Interface-74164-74165-mod
Device = 16F628A
Xtal 4
All_Digital true

'Initialize Ports(s)
TRISB = %00000100

Dim Var1 As  Byte
Symbol DTA_out = PORTB.0
Symbol CLK_out = PORTB.1
Symbol DTA_in = PORTB.2
Symbol CLK_in = PORTB.5

Low PORTB.5             'Set CLK low
High PORTB.4            'Bring CLK inhibit high , actice 
High PORTB.3            'Bring shift/load high , load deactive 

start:
GoSub serial_in         'Get number from 74LS165
GoSub serial_out        'Send it out on 74LS164
Pause 1000              'Wait so I can see it
GoTo start              'Do it again

'Serial In Routine
serial_in:
PulsOut PORTB.3,1      'Bring shift/load down momentarily 
Low PORTB.4            'Bring CLK inhibit low , enable clock
SHIn DTA_in, CLK_in, MsbPre, [Var1] ' Shift in msb-first, pre-clock 
High PORTB.4  'Bring CLK inhibit high
Return

'Serial Out Routine
serial_out:
SHOut DTA_out, CLK_out, MsbFirst, [Var1]
Return

[Omar Mekkawy]

سلام عليكم

( ماشاء الله ) والله مجهود جبار

جزاك الله كل خير يا أستاذي

هل من الممكن ان استخدم (SN74LS06N) كبديل وجدته لدي

وإن أمكن عمل درس عن ال Keypad لاني استخدمتها وبتظهر لدي أخطاء بها
وإن امكن عرض كل الأزرار المضغوطة بسطر واحد بالشاشة

يعطيك العافية أستاذي