[F.Abdelaziz]

مشاريع السفن سيجمنت وإستعراض تقنيات المسح بالانتخاب من متعدد والمقاطعة بالمؤقت TMR0 والمداخل والمخارج :
مقدمة :
الانتخاب من متعدد Multiplex ، فى الإلكترونيات ، تعنى أن لدينا مدخلات متعددة ، ويتم معالجة (انتخاب) واحد فقط من هذه المدخلات فى كل مرة ولفترة زمنية قصيرة .

هنا ، الدور الأساسى لن يكون للإلكترونيات ، لكن سوف يكون لرؤية العين للصورة الناتجة بطريقة الانتخاب من متعدد . عين الإنسان لا تستطيع كشف (رؤية) الكائنات التى تعرض عليها لفترة زمنية أقصر من 16 إلى 20 ملى ثانية . لكى ترى العين صورة الأشياء يجب أن تظل معروضة لفترة زمنية أكبر من 20 ملى ثانية . فى طريقة الانتخاب من متعدد ، يتم انتخاب وعرض أحد المدخلات فى كل مرة ولفترة زمنية قصيرة جدا(5 ملى ثانية على سبيل المثال) ، فى النهاية سوف ترى العين جميع المدخلات المعروضة كما لو كانت معروضة فى نفس الوقت ( تسمى ظاهرة الخداع البصرى) . هذه الخاصية هى أحد أهم الطرق المستخدمة بشكل واسع فيما يعرف بأنظمة مسح scanning وحدات العرض المتعددة للسفن سيجمنت .

تتكون حدات السفن سيجمنت من 7 شرائح ، كل شريحة عبارة عن دايود مشع للضوء ( ليد) وقد يوجد ليد كنقطة عشرية ، ويوجد نوعان أساسيان : نوع المهبط المشترك (المستخدم هنا) ، ونوع المصعد المشترك . فى نوع المهبط المشترك لأضاءة أى شريحة ومن شرائح وحدة العرض ، يتم توصيل طرف المهبط المشترك للشرائح بالحالة المنطقية المنخفضة (الأرضى) وتوصيل طرف الشريحة (أنود الليد) بالحالة المنطقية المرتفعة (الجهد الموجب) من خلال مقاومة تحديد للتيار . فى السفن سيجمنت الكبيرة الحجم يتواجد أكثر من ليد بكل شريحة والتى قد تكون متصلة على التوالى أو على التوازى ، لذلك يجب الرجوع إلى الداتا شيت الخاصة بها .
تم الاتفاق على تسمية الشرائح بالحروف (A-B-C-D-E-F-G) كما فى الشكل التالى :

على سبيل المثال ، لعرض الحرف "A" يجب إضاءة الشرائح الستة (A+B+C+E+F+G) ، ولعرض الرقم "2" يجب إضاءة الشرائح الستة (F+A+B+G+E"D) ، وهلم جرا .
يتم السماح بعرض الرقم على وحدة سفن سيجمنت عن طريق تفعيل طرف المهبط المشترك أثناء توصيل بيانات هذا الرقم إلى أطراف الشرائح .
عند الرغبة فى عرض عدد مكون من آلاف يستخدم أربع وحدات عرض سفن سيجمنت كل وحدة تمثل "رقم" أو "خانة" أو Digit ، ويتم تفعيل وحدة تلو الأخرى بنظام "المسح بالانتخاب من متعدد" . أفضل طريقة لتنفيذ ذلك هى استخدام المقاطعة نتيجة لتجاوز سجل المؤقت TMR0 ، حيث يتم اختيار قاسم التردد السابق prescaler بالقيم "32" مع تحميل السجل TMR0 بقيمة ابتدائية "99" ليتم إنتاج مقاطعة كل 5 ملى ثانية تستخدم فى تفعيل خانات وحدات العرض بشكل دورى عن طريق ترانزستورات نوع NPN كما فى التدريب التالى .
تدريب رقم 1 :

[F.Abdelaziz]

تدريب رقم 1 :
إنشاء عداد لعد الأشياء يبدأ من الصفر "0" وتزايد عند كل ضغطة على مفتاح ضاغط (أو دخل لحساس) حتى 9999 "9999" والعرض على 4 وحدات سفن سيجمنت .

الدائرة الكهربية :

· عند الضغط على المفتاح الضاغط COUNT المتصل بالطرف RB7 (مقاومة الرفع داخلية) يتزايد قيمة العداد بواحد .
· عند الضغط على المفتاح الضاغط RESET المتصل بالطرف RA4 (مقاومة الرفع خارجية) يتم تصفير Clear العداد .
· يمكن إضافة مفتاح ضاغط آخر ( على الطرف RA6 على سبيل المثال ) ليقوم بتناقص قيمة العداد ، ويصبح لديك عداد تصاعدى تنازلى .
البرنامج الكامل :

;0-9999-Objects-counter
Device = 16F628A
Xtal 4
All_Digital true

PORTA=0:TRISA=%00010000
PORTB=0:TRISB=%10000000
OPTION_REG=%00000100                              'PORTB PULLUP active ,TMR0 : internal clock , prescaler 1/32.
INTCON=%00100000                        'TMR0 interrupt enablee

Dim Counting As Word               'Variable, which will hold the values to be counted
Dim Digit_NO As Byte                     'Display unit number
Dim Ones As Byte                       'Ones digit of the number
Dim Tens As Byte                       'Tens digit of the number
Dim Hundreds As Byte                         'Hundreds digit of the number
Dim Thousands As Byte                   'Thousands digit of the number
Dim I As Byte                  'Loop variable,
Dim Convert As Byte                  'Convert variable
Dim X As Byte                  'Intervening variable


Symbol Disp0=PORTA.0        ' ones digit of the common anode 
Symbol Disp1=PORTA.1        ' Tens digit of the common anode 
Symbol Disp2=PORTA.2        ' hundreds digit 
Symbol Disp3=PORTA.3        ' Thousands digit 
Symbol P_Button =PORTB.7    'Count up push button
Symbol Resetting =PORTA.4   'Clear counter

PAUSE 100
INTCON.7=1 'Enable all(Global) interrupt (GIE) 
TMR0=99    'Sart value 

On Interrupt GoTo ISR ' On interrupt go to lable "ISR" 

Start:

    If P_Button=0 Then  ' pressed 
GoSub DELAY       ' Execute and return 
Counting=Counting+1
        If Counting>9999 Then Counting=0
        While P_Button=0:Wend  ; Wait , until PB released  
EndIf

    If Resetting=0 Then Counting=0

X=Counting Dig 0 :GoSub Decoding:Ones=Convert    ' Execute to get number and return
X=Counting Dig 1 :GoSub Decoding:Tens=Convert
X=Counting Dig 2 :GoSub Decoding:Hundreds=Convert
X=Counting Dig 3 :GoSub Decoding:Thousands=Convert
GoTo Start

Decoding: Convert = LookUp  X,[63,6,91,79,102,109,125,7,127,111] :Return

DELAY:
For I=0 To 2000 ; For safe operation debounce 10 ms = 5us * 2000 =10000us  
PAUSEUS 5
Next
Return

Disable
ISR:
;When TMR0 overflow each 5 ms : 

Digit_NO=Digit_NO+1:If Digit_NO>3 Then Digit_NO=0   'Digit number from digit0 to digit 3 (4 units) 

If Digit_NO=0 Then        'Ones digit is  the first digit, so 
Disp3=0                    ' shutting down the display of the previous unit
PORTB=Ones                  'Send segment Information to  portB given
Disp0=1                      'Display opens.
EndIf


    If Digit_NO=1 Then
Disp0=0
PORTB=Tens
        Disp1=1
    EndIf

    If Digit_NO=2 Then
Disp1=0
PORTB=Hundreds
        Disp2=1
    EndIf

    If Digit_NO=3 Then
Disp2=0
PORTB=Thousands
        Disp3=1
    EndIf 

TMR0=99       'Loaded into register TMR0 value that would cause the amount of time of 5 ms.
    ;(256-99) = 157us * 32 (prescaler) = 5024 us = 5 ms
INTCON.2=0    'TMR0 Interrupt flag (T0LF bit) is reset (cleared)
Resume
Enable

End

شرح البرنامج :

[F.Abdelaziz]

شرح البرنامج :
1- جزء المقدمة وفيها يتم :
· اختيار الميكروكونترولر المستخدم Device = 16F628A ، وتردد الكريستال المستخدم Xtal 4 ، مع إعداد جميع أطراف الدخل / الخرج كمداخل / مخارج رقمية All_Digital true .
· إعداد منافذ الدخل والخرج PORTA=0:TRISA=%00010000 و PORTB=0:TRISB=%10000000 .
· الإعداد الابتدائى لسجل الخيارات OPTION_REG=%00000100 وسجل التحكم فى المقاطعة INTCON=%00100000 .
· إعلان المتغيرات المطلوبة للبرنامج :

Dim Counting As Word         'Variable, which will hold the values to be counted
Dim Digit_NO As Byt           'Display unit number 
Dim Ones As Byte                  'Ones digit of the number
Dim Tens As Byte                  'Tens digit of the number
Dim Hundreds As Byte          'Hundreds digit of the number
Dim Thousands As Byte        'Thousands digit of the number
Dim I As Byte                        'Loop variable,
Dim Convert As Byte            'Convert variable
Dim X As Byte                      'Intervening variable

· إعلان أسماء مستعارة لتسهيل فهم وتتبع البرنامج :

Symbol Disp0=PORTA.0                   ' ones digit of the common anode 
Symbol Disp1=PORTA.1                   ' Tens digit of the common anode 
Symbol Disp2=PORTA.2                   ' hundreds digit 
Symbol Disp3=PORTA.3                   ' Thousands digit 
Symbol P_Button =PORTB.7             'Count up push button
Symbol Resetting =PORTA.4           'Clear counter

· الانتظار 100 ملى ثانية لاستقرار النظام PAUSE 100 .
· الإعداد النهائى لسجل التحكم فى المقاطعة ، وتحميل سجل المؤقت TMR0 بقيمة ابتدائية :

INTCON.7=1 'Enable all(Global) interrupt (GIE) 
TMR0=99    'Start value

· إعلان وجود مقاطعة تبعا للأمر On Interrupt GoTo ISR .

2- حلقة البرنامج الرئيسى وتبدأ بالعنوان "Start:" وتحتوى على :
أ‌- اختبار الضغط على المفتاح الضاغط If P_Button=0 Then ، إذا كان مضغوط يتم القفز إلى الروتين الفرعى لعلاج الارتداد فى المفتاح GoSub DELAY والعودة ، حيث يتم تنفيذ التأخير الزمنى بشكل يسمح بفاعلية المقاطعة فى أقصر زمن ممكن فبدلا من استخدام الأمر Pause 20 للحصول على تأخير 20 ملى ثانية يتم الحصول على نفس النتيجة ولكن بشكل متقطع على هيئة حلقة تتكرر 2000 مرة فى كل مرة يتم تنفيذ تأخير قصير جدا (5 ميكروثانية) وهذا يسمح بالإحساس بحدوث المقاطعات فى أقصر وقت :

DELAY:
For I=0 To 20000
PAUSEUS 5
Next
Return

ب‌- بعد تنفيذ التأخير الزمنى والعودة يتم تزايد متغير العداد بواحد Counting=Counting+1 ثم اختبار محتويات متغير العداد فإن كانت أكبر من الحد الأقصى "9999" يتم تصفير متغير العداد :
If Counting>9999 Then Counting=0 ، مع التحقق من أن المفتاح الضاغط مازال مضغوطا لمنع أى تزايد غير صحيح While P_Button=0:Wend :

If P_Button=0 Then  ' pressed 
GoSub DELAY       ' Execute and return 
Counting=Counting+1
       If Counting>9999 Then Counting=0
       While P_Button=0:Wend
   EndIf

ت‌- ثم يتم اختبار الضغط على مفتاح تصفير العداد وتنفيذ التصفير عند الضغط عليه :

If Resetting=0 Then Counting=0

ث‌- عرض محتويات متغير العداد Counting:
متغير العداد Counting بحجم 2 بايت word ليسع العدد من "0000" إلى "9999" . هذا العدد له أربع ارقام أو خانات :
· خانة الآحاد Ones وتوجد قيمتها فى الخانة الأولى Dig 0 لمتغير العداد Counting ويتم الحصول عليها بالأمر X=Counting Dig 0 .
· خانة العشرات Tens وتوجد قيمتها فى الخانة الثانية Dig 1 لمتغير العداد Counting ويتم الحصول عليها بالأمر X=Counting Dig 1 .
· خانة المئات وتوجد قيمتها فى الخانة الثالثة Dig 2 لمتغير العداد Counting ويتم الحصول عليها بالأمر X=Counting Dig 2 .
· خانة الآلاف وتوجد قيمتها فى الخانة الرابعة Dig 3 لمتغير العداد Counting ويتم الحصول عليها بالأمر X=Counting Dig 3 .
يتم استخلاص الخانة ثم الذهاب إلى الروتين الفرعى GoSub Decoding لتحويلها إلى كود السفن سيجمنت المقابل والعودة والتكرار لباقى الخانات كما يلى :

X=Counting Dig 0 :GoSub Decoding:Ones=Convert ' Execute to get number and return
X=Counting Dig 1 :GoSub Decoding:Tens=Convert
X=Counting Dig 2 :GoSub Decoding:Hundreds=Convert
X=Counting Dig 3 :GoSub Decoding:Thousands=Convert
GoTo Start

 
Decoding: Convert = LookUp  X,[63,6,91,79,102,109,125,7,127,111,99,57] :Return

[F.Abdelaziz]

3- فى الخلفية ( فى الخفاء) يتزايد سجل المؤقت TMR0 وتحدث مقاطعة كل 5 ملى ثانية ، عندئذ يتم تنفيذ روتين خدمة المقاطعة وفيه :
· تغطية الأربع خانات من الخانة "0" إلى الخانة "3" عن طريق تزايد رقم الخانة بواحد وعند الوصول للقيمة القصوى "3" يتم الرجوع مرة أخرى إلى القيمة الدنيا "0" :

Digit_NO=Digit_NO+1:If Digit_NO>3 Then Digit_NO=0
'Digit number from digit0 to digit3 (4 units)

· بالنسبة للخانة الأولى (وحدة خانة الآحاد) : يتم فصل الوحدة السابقة لها وهى الخانة الثالثة (وحدة خانة الألاف Disp3=0 قبل أن يتم إرسال بيانات شرائح تلك الوحدة إلى المنفذ PORTB=Ones ، وفى النهاية يتم تفعيل هذه الخانة Disp0=1

If Digit_NO=0 Then        'Ones digit is  the first digit, so 
Disp3=0                    ' shutting down the display of the previous unit
PORTB=Ones                  'Send segment Information to  portB given
Disp0=1                      'Display opens.
EndIf

· تكرار الخطوة السابقة لجميع الوحدات :

If Digit_NO=1 Then
Disp0=0
PORTB=Tens
       Disp1=1
   EndIf
   If Digit_NO=2 Then
Disp1=0
PORTB=Hundreds
       Disp2=1
   EndIf
   If Digit_NO=3 Then
Disp2=0
PORTB=Thousands
       Disp3=1
   EndIf 

· فى نهاية روتين خدمة المقاطعة يجب : إعادة تحميل السجل TMR0 بالقيمة الابتدائية "99" ، ومسح بت علم المقاطعة بالمؤقت INTCON.2=0 (T0IF) للتجهيز للمقاطعة التالية .

TMR0=99       'Loaded into register TMR0 value that would cause the amount of time of 5 ms.
   ;(256-99) = 157us * 32 (prescaler) = 5024 us = 5 ms
INTCON.2=0    'TMR0 Interrupt flag (T0LF bit) is reset (cleared)

التدريب الثانى :

[F.Abdelaziz]

التدريب الثانى :
يمكن إضافة مفتاح ضاغط آخر ( على الطرف RA6 على سبيل المثال ) ليقوم بتناقص قيمة العداد ، ويصبح لديك عداد تصاعدى تنازلى .
الدائرة الكهربية :

البرنامج :

;0-9999-Objects-up-COUNT_DOWN-counter
Device = 16F628A
Xtal 4
All_Digital true

PORTA=0:TRISA=%01010000
PORTB=0:TRISB=%10000000
OPTION_REG=%00000100                              'PORTB PULLUP active ,TMR0 : internal clock , prescaler 1/32.
INTCON=%00100000                        'TMR0 interrupt enablee

Counting         var       Word               'Variable, which will hold the values to be counted
Digit_NO        var       Byte               'Display display order
Ones    var       Byte                     'Ones digit of the number
Tens   VAR    Byte                       'Tens digit of the number
Hundreds  VAR          Byte                         'Hundreds digit of the number
Thousands       VAR    Byte                   'Thousands digit of the number
I           VAR    Byte                  'Loop variable,
Convert           VAR    Byte                  'Convert variable
X         VAR    Byte                  'Intervening variable


Symbol Disp0=PORTA.0 ' ones digit of the common anode 
Symbol Disp1=PORTA.1      ' Tens digit of the common anode 
Symbol Disp2=PORTA.2  ' hundreds digit 
Symbol Disp3=PORTA.3  ' Thousands digit 
Symbol COUNT_UP =PORTB.7  'push button
Symbol Resetting =PORTA.4
Symbol COUNT_DOWN =PORTA.6

PAUSE 100
INTCON.7=1 'Enable all(Global) interrupt (GIE) 
TMR0=99    'Sart value 
On Interrupt GoTo ISR ' On interrupt go to lable "ISR" 

Start:

    If COUNT_UP=0 Then  ' pressed 
GoSub DELAY       ' Execute and return 
Counting=Counting+1
        If Counting>9999 Then Counting=0
        While COUNT_UP=0:Wend  ; Wait , until PB released  
EndIf

    If COUNT_DOWN =0 Then  ' pressed 
GoSub DELAY       ' Execute and return 
Counting=Counting-1
        If Counting<0 Then Counting=0
        While COUNT_DOWN =0:Wend  ; Wait , until PB released  
EndIf

    If Resetting=0 Then Counting=0

    If Resetting=0 Then Counting=0



X=Counting Dig 0 :GoSub AL:Ones=Convert    ' Execute to get number and return
X=Counting Dig 1 :GoSub AL:Tens=Convert
X=Counting Dig 2 :GoSub AL:Hundreds=Convert
X=Counting Dig 3 :GoSub AL:Thousands=Convert
GoTo Start

AL: Convert = LookUp  X,[63,6,91,79,102,109,125,7,127,111,99,57] :Return

DELAY:
For I=0 To 1000 ; For safe operation debounce 5 ms = 5 * 1000 us  
PAUSEUS 5
Next
Return

Disable
ISR:
;When TMR0 overflow each 5 ms : 

Digit_NO=Digit_NO+1:If Digit_NO>3 Then Digit_NO=0  'given the screen determines which households

If Digit_NO=0 Then           'Ones digit of the first digit, so the
Disp3=0                     'Before shutting COUNT_DOWN the display of the previous navigation
PORTB=Ones                  'Information on households port (segments) are given
Disp0=1                      'Display opens.
EndIf

    If Digit_NO=1 Then
Disp0=0
PORTB=Tens
        Disp1=1
    EndIf

    If Digit_NO=2 Then
Disp1=0
PORTB=Hundreds
        Disp2=1
    EndIf

    If Digit_NO=3 Then
Disp2=0
PORTB=Thousands
        Disp3=1
    EndIf 

TMR0=99       'Loaded into register TMR0 value that would cause the amount of time of 5 ms.
    ;(256-99) = 157us * 32 (prescaler) = 5024 us = 5 ms
INTCON.2=0    'TMR0 Interrupt flag (T0LF bit) is reset (cleared)
Resume
Enable

End

[Omar Mekkawy]

جزاك الله كل خير أستاذي شرح رائع
أستاذي لدي سؤال بعد إذنك

لدي push button رابطه بميكروكونترولر + في شاشة بتعرض عدد الضغطات

لكن لما بأدوس على الزر على طول بيقعد يعد على الفاضي !

لكن انا عاوزه يعد كل ضغطة واحدة ( فهل من حل ؟ )

يعطيك العافية

[نايف نظمي]

مشكور مشكور الله لا يحرمنا من مواضيعك الرائع

بدون مبالغة شرح واضح وكامل والكمال لله

ونرجو المزيد

[عبدالله نعمان]

ممتااااااااااااااااااااااااااااااااااز