Applikationen zur Mikrocontroller-Familie

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1 Applikationen zur Mikrocontroller-Familie Band 1 Otmar Feger Jürgen Ortmann Siemens Aktiengesellschaft

2 Inhaltsverzeichnis 9 Inhaltsverzeichnis Vorwort zu MC-Tools 13 und MC-Tools 16 5 Inhaltsverzeichnis C537-Modul mit LWL-Schnittstelle und Monitor 15 80C537-Modul-LWL 17 Speicherbelegungen 17 Jumper und ihre Funktionen 18 Zur Verbindung der RS232-Anschlüsse 19 Verbinden der LWL-Anschlüsse 20 Betrieb mit zwei Systemen 20 Betrieb im Ring-Netz 20 Besonderheiten 20 Stückliste 21 Schaltbild 22 Bestückungsplan 23 Layout 24 Platinenfoto 26 Monitor MON Systemvoraussetzungen ' 27 Beschreibung des Monitors 28 Beschreibung der Monitorbefehle * 29 DISPLAY-Kommando 29 Interner Datenspeicher 30 Externer Datenspeicher 30 Code-Speicher.- 30 Special-Function-Register 31 Bit des Datenspeichers und SFB 32 SUBSTITUTE-Kommando 33 Interner Datenspeicher 33 Externer Datenspeicher 34 Code-Speicher 34 Special-Function-Register 35 Bit des Datenspeichers und SFB 35 MOVE-Kommando 36 DISPLAY- und CHANGE-REGISTER-Kommando 37 DISPLAY- und CHANGE- DATAPOINTER-Kommando 38 ASSEMBLE-Komando 39 DISASSEMBLE-Kommando 39

3 10 Inhaltsverzeichnis GO-Kommando 40 SINGLE-STEP-Kommando 41 LOAD-CODE- und -DATA-RAM- Kommando 42 SAVE-CODE- und -DATA-RAM- Kommando 42 EXTENDED-TRACE-Kommando 43 EXTENDED-ASCII-DISPLAY-Kommando 43 XDATA-Spezial-Betriebsart-Kommando 43 Interrupts mit MON MON517-Assembler- Routinen für Anwenderprogramme 46 Terminalprogramm MON517.EXE 46 Fehlermeldungen des MON Kommandoübersicht der MON517- Monitorbefehle 52 Listing der Einsprungadressen für die Assembler-Routinen 54 Listing des Zugriffsprogramms IOPRG517.ASM auf MON Testprogramm TST517 _ 74 Listing TST517.ASM C537-System mit LWL-Schnittstelle 89 Rechnerkern 91 Eingangs- und Ausgangskonfigurationen 91 Stromversorgung 93 Schaltbild 94 ; Stückliste 96!, Bestückungsplan 94 ; Layout 98 jf Foto v 94 i Gehäuse 101 i 3 Analogspannungen am A/D-Wandler 103 ; Spannungsbereiche innerhalb 0 bis 5 V 105 ' } Spannungsbereiche über 5 V oder unter 0 V 105 i ; Spannungsbereich ± 5 V 106 ' j Spannungsbereich von Obis 10 V 106 : Spannungsbereich ± 10 V Arithmetik-Programme für die 8051-Familie ' bit-Divisionim80C5l7 109 Vorbedingung Ergebnis..^..: 109 Vorgehensweise und32-bit-Division 110 Listing 32-bit-Division auf dem 80C517.' 11.1 Listing 16/16-bit-Di vision 11.5 Listing 32-bit-Division 116

4 Inhaltsverzeichnis 11 5 DCF77-Uhr im MikroController : '. : 119 Platz-Bedarf, 121 Konfigurierung 121 Timer! 121 Frequenz 121 Eingangs-Pin 121 Einbindung in das Ziel- 122 System 122 Externe Scan-Funktionen 122 Einbindungsbeispiel 122 DCF77-Empfangsmodul 122 Schaltungsbeschreibung 123 Schaltbild 125 Listing des MCMDCF-Programms '. 126 Listing für Beispielprogramm MCDCFBAS.ASM Code Memory Bank Switch 147 Prinzip,. 149 Probleme 149 Lösung zum Umschalten 149 Lösung zum Interrupt Feuchte-Sensor-System 151 Das System 153 Kalibrieren '. 153 Inbetriebnahme 153 Anzeigen * 154 Schaltungsfunktion 154 Schaltbild ; 155 Ergebnisse 156 Software : 157 Zusammenbau 158 Einstellungen 159 Schaltbild : 169 Kapazität und Luftfeuchtigkeit 163 Stückliste 164 Flußdiagramm 165 Betückungsplan 167 Layout 169 Listing FEUCHTE'ASM 171

5 12 Inhaltsverzeichnis 8 Tasten-und LCD-Modul InOut 187 Protokoll zwischen 190,. MC-System und InOut 190 InOut-Befehle * 190 '' Das Status-Byte von InOut 191 Übertragungsformat 191 Allgemeines zur Übertragung 192 Hardware 192 Software 192 Programmierung des LCD-Contollers in Assembler 193 Displays und ihre Eigenschaften 194 Stückliste 194 Schaltbild 195 Bestückungsplan 196 Layouts 197 LCD-Controller HD Kurzbeschreibung der einzelnen Befehle 198 ', Interface zum LCD-Controller 202 j Befehlssatz des HD Einzeiliges 16-Zeichen-Display 203 Listing IO.ASM 204 Listing IOTEST.ASM 222 Listing LCD-Ansteuerung mit ASM-Programm LCD-Ansteuerung '. 233 LCD-Ansteuerung mit C51-Programm 235 * Display-Initialisierung t 236 j Hauptprogramm Anschluß der LCD-Anzeige 236 Interface zum LCD-Controller 236 Listing C51-Steuerroutinen für LCD-Display 238 Listing C51-Headerdatei für LCD-Display 241 Listing C51-Beispielprogramm für LCD-Display 242 Listing der ASM-Programm zur Ansteuerung des C51-Programms 243 Listing Übersetzen von HEX nach ASCII 246 * 10 LED-Ansteuerung 249 Anschlußbelegung des MAX Pinbeschreibung des MAX Programmierung des MAX Datenformat des MAX Register des MAX INTENSITY 254 Begrenzungswiderstand Rl 254

6 Inhaltsverzeichnis 13 Software 256 Schaltung 256 Schaltbild 257 Layouts! 258 Bestückungsplan 259 Foto 260 Stückliste 261 Aufbau 261 Anschluß 261 Kaskadieren : 261 Listing LED-Ansteuerung MC-Spiel Logo Schaltung 269 Programm 269 Spielbeschreibung 271 Stückliste 272 Schaltbild 273 Bestückungsplan 274 Layout Serielle Peripherie-Bausteine für die Familie 275 Allgemeine Bemerkungen 277 Serielle 12-bit-A/D-Wandler bit-A/D : WandlerLTC Programmbeschreibung bit-A/D-WandlerSDA2812A.'. * 278 Bausteineigenschaften Beschreibung 279 Pin-Belegung (DIL-16) 279 Wandler 279 Multiplexer 280 SOC '. 280 Stromaufnahme 280 Serielle Schnittstelle 280 Mikrocontroller-Interface 281 Beschaltungshinweise 281 Serielle EEPROMs 281 EEPROM NM93C56/C Änschlußbelegung 282 Funktionsbeschreibung 282 EEPROM SDA2516 und SDA Hardware 285 Software 286

7 14 Inhaltsverzeichnis Listings zur Ansteuerung serieller Peripherie 287 Listing Ansteuerung des A/D-Wandlers LTC Listing zur Ansteuerung EEPROM NM93C Listing zur Ansteuerung EEPROM SDA 2516 (HC-Protokoll) PWM mit dem 80C515A und 80C517A 309 Prinzip der Spannungserzeugung mittels PWM 311 Erzeugung eines 3-Phasen-Signals 314 Hardware-Unterstützung zur 3-Phasen-Erzeugung 314 Timer2im80C515Aund80C517A 314 Capture-Funktion 316 Compare-Funktion 316 Reload-Funktion 316 Compare-Modi 316 DerCompare-Timerdes80C517A 317 Software-Beispiele zur 3-Phasen-Generierung 317 Gliederung 320 Programmablauf 320 Hauptprogramm 320 Kommunikation (GET_PARAMETER) 321 Tabellenberechnung (CHANGEJ 3 AR und GET_NEW_WAVE) 321 PWM-Ausgabe PWM-Ausgabe mit dem Timer PWM-Ausgabe mit dem Compare-Timer 323 Unterprogramme zur seriellen Schnittstelle, 325 Listing: PWM-8OC515A-Programm (3-Phasen-Sinus) 331 Listing:PWM-80C517A-Programm (3-Phasen-Sinus)...' Schrittmotoransteuerung 393 Vorzüge von Schrittmotorantriebssystemen 395 Die wichtigsten Merkmale des Doppelschrittmotortreibers TCA Stromregelung durch PWM 396 Anwendungen von Schrittmotoren 398 Ansteuerung von 2-Phasen-Bipolar-Schrittmotoren Bausteinerkennung von 80C53X und 80C51XA 403 Listing zur Unterscheidung von 8OC53X und 80C51XA 406 Literatur :...-. "407 Index 408

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