Опрос матрицы датчиков

Такая задача возникает, если кол-во дат больше числа входов в контроллер(при присоединении клавы). Рассм пример с подключением к МК матрицы 8 на 8(64 клавиши)

Одним из вариантов схемной реализации матрицы кон-в – схема в кот каждый из 64 датчиков представлен простым кон-м, отключенным последовательно диодам. Диоды необходимы чтобы устранить одновременное нажатие. Один конец контакта через резистор-4,3кОм ,- общий для всего столбца , присоединен к источнику питания.

Катоды диодов присоединены к одному из контактов порта Р0, при незамкнутых кон-х все линии порта Р0 подключены к общей шине через резисторы.

При нажатии на любой контакт на соответс линии создается высокий потенциал (лог 1). Основная задача – определить, какой из Конт-в замкнут на данной линии. Для этой цели исп порт Р1, сиг на вводах которого последовательно сканирует столбцы матрицы, поэтому все столбцы назыв линиями сканирования, а все строки линиями опроса. Сиг сканировании осущ смещением лог «1» ,начиная со старшего разряда Р1,7. Через порт Р0 считывается состояние каждого дтчика в данном столбце. Замкнутое сост кон-а счит линией запроса порта Р0 в виде лог «1» только в том случае, если в данном столбце присутствует активный сиг сканирования в виде лог «1». В противном случае сост клавиши считывается как лог «0», т.о. полный цикл опроса матр осущ за 8 сдвиго байта сканирования.

Считанные данные запоминаются в 8-байтовом ОЗУ с побитовой адресацией

Б лок схема алгоритма

В области ОЗУ выделяем 2 заполненные битом матрицы, одна из которых отображает текущее состояние (адрес 00Н – 64Н), вторая-предыдущее состояние. В качестве указателя буфера матрицы используются регистры R0 и R1, в которые при инициализации заносятся начальные адреса ячеек.

MOV R0 , #20H ; -иинициализация указателей матрицы

MOV R1 , #28H ; -иинициализация указателей матрицы

MOV A , #80H ; -иинициализация маски сканирования

MOV Р1 , А ; -вывод маски

RR A ; -сдвиг вправо(модификация маски) R0, R1

MOV R2 , A ; -запоминание модифицированной маски

MOV A , P0 ; -чтение порта Р0

XCH A , @ R0 ; -запись текущего значения

MOV @ R1 , A ; -запись предыдущего значения

INC R0 ; -инкрементирование указателя

INC R1 ; -инкрементирование указателя

MOV А , R2 ; -выбор следующего столбца

JNB Acc.7 ,SCAN ; -проверка окончания

«ВЫХОД»

Данная программа в большинстве случаев является процедурой обслуживания прерываний, которая появляется при нажатии любой кнопки. Для этой цели все лишние чтения матрицы Р0 с помощью логической схемы 8 или-не. Нажатие любой клавиши вызывает появление высокого уровня на линии порта Р0 и соответственно нужного уровня на входе прерываний. По адресу вектора внешнего прерывания записывается команда перехода на начальный адрес процедуры сканирования матрицы. Для защиты от дребезга контактов в начало процедуры сканирования можно записать необходимую временную задержку.

Практическая реализация цифровых датчиков и аналоговых сигналов

Цифр дат – дат , формирующий вых сиг, приним только два сост, обычно вхдная инфа такого датчика это сиг типа вкл/выкл, полученный контактным либо безконтактным способом, либо сравнением контролируемой физ вел с пароговым значением. Т.к. инфа на вых либо0, либо 1, такие датчики наз двоичными. Контактные датчики всегда содержут элмагн контакт каких либо коммут аппаратов , например: реле , пускатели, контакторы…

Инф дат получается путем коммутации S источника питания. Это может быть Uпит самого МК , либо какое либо др напряжение , и в последнем случае ,это должно согласовываться по уровню с напр пит МК. Вых сиг контактных дат должен подергаться обработки с целью защиты от дребезга. Безконт цифр дат реализ на осн различных физ эффектах: 1) на основе дат Холла 2) магнитодиодов 3) магниторезисторов

2 – оптронных устройств ипольз пары: светодиод – фотодиод; светодиод –фототранзистор

3 – индуктивные датчики , такие датчики выпускаются в виде готовых индуктивных элементов. Кроме того безконт дат можно реализовать, использую чувствительные элемен др физ вел : например:

терморезисторы – поскольку сиг такого дат явл анал, т.е. непрерывным, значит в схему вкл пороговй элемент , например компаратор

Пороговый датчик температуры

Пороговый датчик тока

Т.к. Uвых шунта довольно мало и обычно составл при Iном шунта сооотв 75млВ , желательно данный сиг усилить

Вых сиг шунта проходит через RC фильтр и подается на вход усилителя DA1 с Ку=10 с вых усил сиг поступ на компаратор с положительной ОС. Необходимая вел опорного напряжения устанавливается переменным резистором , по налогич сх строится датик напряжения

Инф о напряжении , кот может находиться в диапазоне 300-600В с помощью делителя напряжния до уровня Uмакс на входе компаратора, дальше ставится RC фильтр и компаратор. Данная сх применима не во сех случаях, поскольку цепь измерения(компаратор - МК) имеет общ потенциал с силовой цепью. При сросе нижнего плеча делителя на вход схемы может попасть выс напряжение.