ماشین حساب دیجیتال مبتنی بر TIVA: 6 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

سلام،

این طاهر الحق است که یک پروژه دیگر مبتنی بر تیوا را برای شما به ارمغان می آورد.

این پروژه با هدف ایجاد ماشین حساب دیجیتال مبتنی بر LCD که عملکردهای مختلف را انجام می دهد ، انجام شده است.

ماشین حساب یک دستگاه الکترونیکی است که عبارات و محاسبات مختلف ریاضی را ارزیابی می کند. ماشین حساب این پروژه خاص با استفاده از میکروکنترلر Tiva TM4c1233GXL طراحی شده است. ماشین حساب ابتدا عملیات مختلفی را که باید انجام شود به کاربر می دهد. کاربر عملیات خاصی را که باید انجام دهد انتخاب می کند ، استدلال های مورد نظر را وارد می کند و ماشین حساب عملیات را ارزیابی می کند و نتیجه را روی صفحه LCD نمایش می دهد. این ماشین حساب خاص می تواند عملیات زیر را انجام دهد:

Fun توابع حسابی.

Fun توابع مثلثاتی

numbers تبدیل اعداد بین پایه های مختلف.

ارزیابی عبارات Infix

orial فاکتور یک عدد

 محاسبه توان نهم یک عدد.

مرحله 1: اجزای مورد نیاز:

در اینجا اجزای مورد نیاز برای پروژه آمده است:

iva تیوا TM4C1233GXL:

یک میکروکنترلر مبتنی بر ARM که می تواند کارهای مختلف و فرایندها را انجام دهد. این فرآیندها باید توسط کاربر در قالب یک کد ، به زبان C یا زبان اسمبلی تعریف شود. کد با استفاده از نرم افزار Keil نوشته شده است. نرم افزار Keil کد مربوطه را به Machine Code تبدیل کرده و در حافظه فلش میکروکنترلر تیوا بارگیری می کند. سپس می توان کد را روی میکروکنترلر اجرا کرد.

Display صفحه نمایش LCD:

برای نمایش خروجی این پروژه از نمایشگر LCD با کاراکتر 20x4 استفاده شد. نمایشگر LCD مستقیماً به میکروکنترلر تیوا متصل شد. هرگونه داده ای که به آن داده می شود را در خطوط داده خود خروجی می دهد.

p صفحه کلید:

از صفحه کلید با ابعاد 4 * 4 استفاده شد. در کل صفحه کلید دارای 16 کلید است که از هر کدام می توان برای ارسال ورودی خاص به میکروکنترلر در صورت نیاز کاربر استفاده کرد.

این یک پروژه ساده مبتنی بر کدگذاری است که به حداقل اجزای سخت افزاری نیاز دارد اما بسته به میزان ماشین حساب پیشرفته ای که نیاز دارید ، برنامه نویسی زیادی انجام می شود.

مرحله 2: روش

رابط LCD:

یک LCD شامل پین های زیر است: 1. Vdd: ولتاژ تغذیه LCD. 5V DC از میکروکنترلر تیوا به این پین برای روشن کردن LCD ارائه می شود.

2. Vss: اتصال زمینی LCD. به زمین متصل است.

3. Vcc: پین کنترل کنتراست. این کنتراست را برای صفحه نمایش تعیین می کند.

4. پین R/W: این پین برای انتخاب بین گزینه خواندن و نوشتن LCD استفاده می شود. هنگامی که این پین منطقی کم شده است ، عملیات نوشتن انجام می شود و داده ها با استفاده از پین های D0-D7 از میکروکنترلر به LCD ارسال می شوند. هنگامی که این پین بالا تنظیم می شود ، عملیات خواندن انجام می شود و داده ها با استفاده از پین های D0-D7 روی LCD به LCD به میکروکنترلر ارسال می شوند.

5. ثبت انتخاب پین: این پین برای انتخاب این که آیا ما مایل به ارسال برخی داده ها به LCD برای نمایش هستیم یا مایل به انجام برخی دستورات بر روی LCD هستیم استفاده می شود. می توان دستورات مختلفی از جمله صفحه نمایش روشن ، حرکت مکان نما یا روشن/خاموش کردن صفحه را روی LCD انجام داد. هنگامی که این پین بالا تنظیم شده است ، یک عملیات نوشتن داده ها را برای ثبت بر روی LCD به ثبت داده ارسال می کند. هنگامی که این پین کم تنظیم شده باشد ، یک عملیات نوشتن برخی از دستورات خاص LCD را برای انجام روی LCD ارسال می کند.

6. Enable Pin: این پین برای فعال کردن LCD استفاده می شود. این دستگاه بر روی لبه در حال افزایش یک نبض عمل می کند. وقتی داده ها روی خطوط داده و مجموعه پین R/W تغذیه می شوند ، استفاده از یک پالس کوتاه منجر به ارسال اطلاعات به LCD می شود.

7. پین های داده: این 8 پین به عنوان گذرگاه برای ارسال یا دریافت داده بین میکروکنترلر و LCD استفاده می شود. در پیکربندی پیش فرض خود ، LCD برنامه ریزی شده است که داده ها را با استفاده از عرض داده 8 بیت ارسال می کند. با این حال ، برای ذخیره پین روی میکروکنترلر تیوا ، می توان برنامه ریزی کرد که 8 بیت را با استفاده از دو انتقال داده 4 بیتی ارسال کند.

مراحل زیر برای رابط یک LCD انجام می شود:

1. LCD اولیه:

قبل از استفاده ، ماژول LCD باید پیکربندی و راه اندازی اولیه شود.

چهار مرحله راه اندازی اولیه عبارتند از:

a) تنظیمات عملکرد: این انتخاب عرض گذرگاه داده ، تعداد خطوط نمایش و نوع فونت نمایش را تنظیم می کند

ب) Display and Cursor Control: از این دستور برای روشن/خاموش کردن صفحه نمایش و مکان نما استفاده می شود.

ج) تنظیم حالت ورود: به ما امکان می دهد حرکت مکان نما و تغییر نمایش را فعال کنیم.

د) پاک کردن صفحه نمایش: صفحه را با استفاده از دستور 0x01 به ماژول LCD پاک می کند.

2. عملکرد نوشتن LCD: برای انجام عملیات نوشتن به LCD ، داده ها را به خطوط داده ارسال کنید. سپس پین R/W و پایه های RS روی کم منطقی تنظیم می شوند. سپس یک پالس روی Enable Pin برای ارسال داده ها در خطوط داده که روی صفحه LCD نمایش داده می شود ، اعمال می شود.

رابط صفحه کلید:

صفحه کلید 4x4 شامل 4 سطر و 4 ستون است. هر سطر و ستون دارای یک پین جداگانه است که به میکروکنترلر تیوا به پین جداگانه متصل است. فشار کلید با استفاده از روش بر اساس نظرسنجی تشخیص داده می شود. در ابتدا ، همه سطرها و ستون ها منطقی بالا هستند. هر سطر منطق را یکی یکی پایین می آورد. و ستون مربوطه که با فشار یک کلید منطقی کم شده است ، تشخیص داده می شود. شماره ردیف و ستون شناسایی شده در آرایه اسکن می شود که شماره مربوطه وارد شده اختصاص داده شده به کلید فشرده را برمی گرداند

مرحله 3: عملیات:

این ماشین حساب می تواند عملیات مختلف حسابی را انجام دهد که عبارتند از:

1. عملیات دودویی:

جمع ، تفریق ، ضرب یا تقسیم دو عدد.

2. کرونومتر:

تایمر شمارش کنید که می تواند زمان مورد نیاز را پیگیری کند. عملکرد مجدد کرونومتر نیز گنجانده شده است.

3. توابع مثلثاتی:

سینوس ، کسینوس و مماس زاویه داده شده را بر حسب درجه محاسبه کنید. همچنین می تواند متقابل توابع گفته شده را محاسبه کند

4. توابع متفرقه:

اینها شامل محاسبه توان نهم یک عدد ، محاسبه ضریب فاکتور یک عدد و تبدیل پایه است.

5. ارزیابی عبارات Infix:

عبارات پیوندی طولانی را که شامل توابع جمع ، تفریق ، ضرب و تقسیم است ، محاسبه کنید.

مرحله 4: طراحی پروژه:

میکروکنترلر پس از ایجاد اتصالات در یک جعبه قرار می گیرد و LCD و صفحه کلید برای کار در خارج از جعبه قرار می گیرد.

برای پین های کنترل LCD از پین های PA5 ، PA6 و PA7 کنترل کننده icro استفاده می شود.

برای رابط LCD پین های پین B برای پین های D0-D7 LCD استفاده می شود. جزئیات در تصاویر ضمیمه شده است.

برای اتصال صفحه کلید از پین های پورت C برای ردیف ها و پین های پورت F برای ستون ها استفاده می شود. برای درک کامل رابط می توانید اسلایدهای ضمیمه شده در اینجا را مرور کنید.

مرحله 5: کدگذاری:

تمام کدهای پروژه در Keil Microvision 4 کدگذاری شده اند که می توانید آنها را از وب سایت Keil بارگیری کنید.

برای درک کامل خطوط مختلف کد ، شما را تشویق می کند تا از برگه اطلاعات میکرو کنترلر به آدرس https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tm4c123gh6pm.pdf دیدن کنید.

مرحله 6: تشکر ویژه:

تشکر ویژه از اعضای پروژه که جزئیات پروژه خود را با من به اشتراک گذاشتند.

قاسم الهی ، انصار رسول ، عبدالله عثمان خان ، اسد علی

گروه مهندسی برق

دانشگاه مهندسی و فناوری لاهور ، پاکستان

امیدوارم برخی دیگر را حتی زودتر بیاوریم !!! مراقب باش:)

با تشکر و احترام

طاهر اولحق (UET لاهور)