Op TIVA gebaseerde digitale rekenmachine: 6 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:19

Hoi, Dit is Tahir Ul Haq die je een ander op tiva gebaseerd project brengt.

Dit project is gericht op het maken van een op LCD gebaseerde digitale rekenmachine met verschillende functies.

Een rekenmachine is een elektronisch apparaat dat verschillende wiskundige uitdrukkingen en berekeningen kan evalueren. De rekenmachine van dit specifieke project is ontworpen met behulp van de Tiva TM4c1233GXL-microcontroller. De rekenmachine geeft de gebruiker eerst verschillende uit te voeren bewerkingen. De gebruiker selecteert de specifieke bewerking die moet worden uitgevoerd, voert de gewenste argumenten in en de rekenmachine evalueert de bewerking en geeft het resultaat weer op het LCD-scherm. Deze specifieke rekenmachine kan de volgende bewerkingen uitvoeren:

 Rekenkundige functies.

 Goniometrische functies.

 Conversie van getallen tussen verschillende basen.

 Evaluatie van infix-expressies

 Faculteit van een getal

 Berekening van de n-de macht van een getal.

Stap 1: Benodigde onderdelen:

Dit zijn de componenten die nodig zijn voor het project:

Tiva TM4C1233GXL:

Een op ARM gebaseerde microcontroller die verschillende taken en processen kan uitvoeren. Deze processen moeten door de gebruiker worden gedefinieerd in de vorm van een code, in C-taal of Assembler-taal. De code is geschreven met Keil Software. Keil Software zet de bijbehorende code om in Machine Code en downloadt deze in het flashgeheugen van de Tiva Microcontroller. De code kan vervolgens op de microcontroller worden uitgevoerd.

 LCD-scherm:

Een LCD-scherm van 20x4 tekens werd gebruikt om de uitvoer van dit project weer te geven. Het LCD-scherm was rechtstreeks gekoppeld aan de Tiva-microcontroller. Het zal alle gegevens die eraan worden toegevoerd uitvoeren op zijn datalijnen.

 Toetsenbord:

Er werd een toetsenbord van 4x4 afmetingen gebruikt. Het toetsenbord bevat in totaal 16 toetsen, die elk kunnen worden gebruikt om naar wens van de gebruiker een bepaalde invoer naar de microcontroller te sturen.

Dit is een eenvoudig op codering gebaseerd project dat minimale hardwarecomponenten vereist, maar veel programmering, afhankelijk van hoeveel geavanceerde rekenmachine u wilt.

Stap 2: Procedure

LCD-interface:

Een LCD bevat de volgende pinnen: 1. Vdd: De voedingsspanning van de LCD. 5V DC wordt geleverd door de Tiva Microcontroller naar deze pin om het LCD-scherm in te schakelen.

2. Vss: De aardverbinding van het LCD-scherm. Het is verbonden met de grond.

3. Vcc: de contrastcontrolepen. Het stelt het contrast voor het display in.

4. R/W-pin: deze pin wordt gebruikt om te kiezen tussen de lees- en schrijfoptie van het LCD-scherm. Wanneer deze pin logisch laag wordt gemaakt, wordt een schrijfbewerking uitgevoerd en worden gegevens van de microcontroller naar het LCD-scherm verzonden met behulp van de D0-D7-pinnen. Wanneer deze pin hoog is ingesteld, wordt een leesbewerking uitgevoerd en worden gegevens van het LCD-scherm naar de microcontroller verzonden met behulp van de D0-D7-pinnen op het LCD-scherm.

5. Register Select pin: Deze pin wordt gebruikt om te selecteren of we bepaalde gegevens naar het LCD-scherm willen sturen om weer te geven of dat we een opdracht op het LCD-scherm willen uitvoeren. Op het LCD-scherm kunnen verschillende commando's worden uitgevoerd, waaronder duidelijke weergave, cursorbeweging of het in-/uitschakelen van het scherm. Wanneer deze pin hoog is ingesteld, stuurt een schrijfbewerking gegevens naar het gegevensregister voor weergave op het LCD-scherm. Wanneer deze pin laag is ingesteld, zal een schrijfbewerking een LCD-specifieke opdracht verzenden die op de LCD moet worden uitgevoerd.

6. Pin inschakelen: deze pin wordt gebruikt om het LCD-scherm in te schakelen. Het wordt bediend op de stijgende flank van een puls. Wanneer gegevens op de datalijnen en de R/W-pinset worden ingevoerd, zal het toepassen van een korte puls ertoe leiden dat gegevens naar het LCD-scherm worden verzonden.

7. Gegevenspinnen: deze 8 pinnen worden gebruikt als een bus om gegevens tussen de microcontroller en het LCD-scherm te verzenden of te ontvangen. In de standaardconfiguratie is het LCD-scherm geprogrammeerd om gegevens te verzenden met een gegevensbreedte van 8 bits. Om pinnen op de Tiva Microcontroller te besparen, kan deze echter ook worden geprogrammeerd om 8 bits te verzenden met behulp van twee 4-bits gegevensoverdracht.

De volgende stappen worden uitgevoerd om een LCD te koppelen:

1. LCD-initialisatie:

Voor gebruik moet de LCD-module worden geconfigureerd en geïnitialiseerd.

De vier stappen van initialisatie zijn:

a) Functie-instelling: dit stelt de selectie van de databusbreedte, het aantal weergaveregels en het weergavelettertype in

b) Display en cursorbesturing: Deze opdracht wordt gebruikt om het display en de cursor aan/uit te zetten.

c) Instelling van de invoermodus: hiermee kunnen we cursorbeweging en weergaveverschuiving inschakelen.

d) Wissen van het display: Wist het display door de 0x01-opdracht naar de LCD-module te gebruiken.

2. LCD-schrijfbewerking: Om een schrijfbewerking naar het LCD-scherm uit te voeren, stuurt u de gegevens naar de datalijnen. Vervolgens worden de R/W-pin en de RS-pinnen op logisch laag gezet. Er wordt dan een puls toegepast op de Enable Pin om de gegevens te verzenden op de datalijnen die op het LCD-scherm worden weergegeven.

Toetsenbordinterface:

Het 4x4 toetsenbord bestaat uit 4 rijen en 4 kolommen. Elke rij en kolom heeft een aparte pin die is verbonden met een aparte pin op de Tiva Microcontroller. Een toetsaanslag wordt gedetecteerd met behulp van Polling Based Method. Aanvankelijk zijn alle rijen en kolommen logisch hoog. Elke rij wordt één voor één logisch laag gemaakt. En de corresponderende kolom die logisch laag wordt gemaakt door een toetsaanslag, wordt gedetecteerd. De gedetecteerde rij- en kolomnummers worden gescand in de array die het overeenkomstige ingevoerde nummer teruggeeft dat is toegewezen aan de ingedrukte toets

Stap 3: Operaties:

Deze rekenmachine kan verschillende rekenkundige bewerkingen uitvoeren, namelijk:

1. Binaire bewerkingen:

Optellen, aftrekken, vermenigvuldigen of delen van twee getallen.

2. Stopwatch:

Count-up timer die de tijd kan bijhouden als dat nodig is. Reset werking van stopwatch is ook inbegrepen.

3. Trigonometrische functies:

Bereken de sinus, cosinus en tangens van de gegeven hoek in graden. Het kan ook het omgekeerde van de genoemde functies berekenen

4. Diverse functies:

Deze omvatten berekening van de n-de macht van een getal, berekening van de faculteit van een getal en basisconversies.

5. Evaluatie van infix-expressies:

Bereken lange tussenvoegseluitdrukkingen die de functies van optellen, aftrekken, vermenigvuldigen en delen bevatten.

Stap 4: Projectontwerp:

De microcontroller wordt na het maken van verbindingen in een doos geplaatst en het LCD-scherm en het toetsenbord worden buiten de doos geplaatst voor bediening.

Voor LCD stuurpennen worden PA5, PA6 en PA7 pennen van de icro-controller gebruikt.

Voor de LCD-interface worden poort B-pinnen gebruikt voor de pinnen D0-D7 van het LCD-scherm. Details staan in de bijgevoegde afbeeldingen.

Voor toetsenbordinterfacing worden poort C-pinnen gebruikt voor rijen en poort F-pinnen worden gebruikt voor de kolommen. Voor een volledig begrip van de interfacing kunt u de bijgevoegde dia's doornemen.

Stap 5: Coderen:

Alle projectcodes zijn gecodeerd in Keil Microvision 4, te downloaden van de website van Keil.

Voor een volledig begrip van de verschillende coderegels wordt u aangemoedigd om de datasheet van de microcontroller te raadplegen op

Stap 6: Speciale dank:

Mijn speciale dank gaat uit naar de projectleden voor het delen van hun projectdetails met mij.

Qasim Elahi, Ansar Rasool, Abdullah Usman Khan, Asad Ali

Afdeling Elektrotechniek

University of Engineering & Technology Lahore, Pakistan

Ik hoop er nog sneller wat te brengen!!! Wees voorzichtig:)

Bedankt en groeten

Tahir Ul Haq (UET Lahore)