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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Connexion d'un grand nombre de boutons à une entrée du microcontrôleur. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Concepteur radioamateur L'idée de la solution proposée a été présentée dans [1]. Son essence est de connecter le nombre maximum de capteurs de contact (interrupteurs Reed, boutons) au microcontrôleur en utilisant le nombre minimum de ses sorties. Cette idée a été mise en œuvre à l'aide de la minuterie universelle KR1441VI1. Le circuit RC de mise à l'heure de la minuterie est composé d'un condensateur et d'un ensemble de résistances connectées en série avec chaque bouton. Un certain bouton fermé a sa propre fréquence d'impulsions générées par la minuterie, qui est mesurée par le microcontrôleur [2]. La version originale présente deux inconvénients majeurs. L'un d'eux est l'utilisation de deux entrées du microcontrôleur. Les impulsions générées sont appliquées à l'un d'eux. La seconde sert à déterminer si le bouton est fermé, bien que cela puisse facilement être fait par logiciel, grâce à quoi cette entrée du microcontrôleur peut être utilisée à d'autres fins. Un autre inconvénient est la mesure de la fréquence, et non de la période de répétition des impulsions. En conséquence, pour obtenir une dépendance linéaire de la fréquence sur le numéro du bouton, un grand nombre de résistances de temporisation de calibres différents ont été utilisées.
La solution technique proposée, dont le schéma est représenté sur la Fig. 1 est exempt de ces défauts. Le temporisateur KR1441VI1 d'une structure CMOS (analogue au LMC555) fonctionne en mode auto-oscillant avec un rapport cyclique d'impulsion de 2 [3]. Dans ce mode, la période de répétition des impulsions est égale à T = 2 ln2 C R, où C et R sont respectivement la capacité et la résistance des éléments du circuit de synchronisation. Avec C = C1 et R = R1·N, constitués de N (selon le nombre de boutons) résistances identiques avec la résistance R1 connectée en série, la période T est égale à : T≈1,39 C1 R1 N Il est obtenu proportionnel au nombre de résistances entre le condensateur C1 et le premier bouton fermé SB1 - SB32 et peut être facilement mesuré par le microcontrôleur. Comme dans la source originale, lorsque plusieurs boutons sont fermés en même temps, celui qui porte le numéro le plus bas est prioritaire. La résistance R38 est nécessaire pour maintenir la génération d'impulsions lorsque tous les boutons sont ouverts. La résistance d'ajustement R35 définit le rapport entre la période d'oscillation de la minuterie et la durée de l'intervalle de mesure formé par le microcontrôleur, nécessaire pour déterminer correctement le numéro du bouton enfoncé. Le programme de démonstration du microcontrôleur par interruption IRQ0 mesure la durée de la période T, la traduit en numéro de bouton et l'affiche sur l'écran LCD MT-16S2S [4]. La communication entre le microcontrôleur et l'écran LCD est organisée via une interface série à trois fils. Seules quatre sorties du microcontrôleur sont occupées par l'entrée et la sortie d'informations, le reste peut être utilisé à d'autres fins. Pour mesurer la période, un compteur de minuterie de huit bits 0 du microcontrôleur a été utilisé. En fonction de la différence de niveau croissante à l'entrée de la demande d'interruption IRQ0, le programme lit la durée de la période mesurée et réinitialise le registre de comptage. Pour améliorer la précision de la mesure, le pré-échelonneur du compteur est également réinitialisé. Étant donné que le préscaler de tous les temporisateurs/compteurs des microcontrôleurs ATtiny est commun, cela peut affecter la durée des intervalles de temps générés par le temporisateur/compteur 1 lorsqu'il est utilisé avec un préscaler autre qu'un. Lorsque les contacts de tous les boutons sont ouverts, le compteur qui mesure la période déborde. En fonction de l'interruption correspondante, l'état ouvert est déterminé. Le nombre maximum de boutons reconnus dépend de l'instabilité des intervalles de temps générés par la minuterie et le microcontrôleur. Lors de la synchronisation du microcontrôleur à partir d'un oscillateur RC interne et de l'utilisation d'un condensateur à film avec un petit TKE, de résistances avec un petit TKE et d'un écart par rapport à la valeur nominale d'au plus 1 % dans le circuit de minuterie RC de réglage du temps, le nombre de boutons peut atteindre 12-16 ans. Avec une sélection plus précise de résistances, 32 boutons ont été reconnus. Leur nombre peut être encore augmenté en stabilisant la fréquence du générateur d'horloge du microcontrôleur avec un résonateur à quartz. La disposition de l'appareil utilise un condensateur à film importé C1 (analogique K73-17) et des résistances R1 - R32 pour montage en surface CR1206-FX-5621ELF avec une résistance de 5,62 kOhm ± 1 %. Sur les 50 résistances d'une bande, 32 pièces ont été sélectionnées avec une différence entre la résistance maximale et minimale ne dépassant pas 20 ohms. Pour réduire l'influence sur la période d'oscillation de la dépendance de la tension de sortie de la minuterie DA1 sur le nombre de résistances connectées R1-R32, les résistances avec une résistance inférieure ont des numéros de position inférieurs et les sorties de minuterie 3 et 7 sont connectées ensemble. La résistance ajustable R35 doit être multitours, par exemple SP5-3 ou similaire. Le réglage s'effectue comme suit. Fermez le bouton avec une position numéro un inférieure au maximum (dans ce cas SB31) et recherchez deux positions du curseur de la résistance d'ajustement R35, correspondant à un changement des lectures LCD de 31 à 32 et de 31 à 30. Réglez le curseur vers la position médiane entre les positions trouvées.
La vérification du dispositif et le débogage du programme du microcontrôleur ont été effectués selon le schéma illustré à la Fig. 2. Les octets de configuration du microcontrôleur ont été programmés comme suit : faible - 0xBF, élevé - 0xD4, supplémentaire - 0xFF. Comme le nombre de boutons requis pour la disposition n'a pas été trouvé, j'ai dû utiliser un commutateur PP7-4LV à la place. Les résistances à montage en surface sont soudées directement sur les cartes de commutation. Avec des résistances sélectionnées dans des conditions ambiantes, le nombre de contacts de commutation fermés a été déterminé correctement, bien que le microcontrôleur fonctionnait à partir d'un oscillateur RC interne. Le programme du microcontrôleur peut être téléchargé à partir de ftp://ftp.radio.ru/pub/2016/11/key-tx.zip. littérature
Auteur : S. Ivanov
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