Программа для управления кнопками блока ЭПС-103 (и управления моторами)

Замечательно иметь возможность написать любую надпись на дисплее. EPS-103 может сказать нам, что делает наша программа. Еще одно периферийное устройство, которое необходимо освоить, — это клавиатура. EPS-103 имеет в общей сложности 16 переключателей. Прежде всего, две большие кнопки Вверх и Вниз. Под открывающейся дверью мы находим кнопки от 0 до 9 и кнопку E. И трехпозиционный переключатель MODE, который фактически работает как три отдельных переключателя, один из которых всегда постоянно замкнут.

16 переключателей подключены к матрице 4 x 4 провода. Вход в матрицу подключен к порту А схемы 8255А, т.е. по адресу 5800h. Активна только нижняя половина порта. Старшие четыре бита по схеме не используются. Здесь будет возможность расширить клавиатуру дополнительными пользовательскими кнопками. Выход с матрицы направляется на порт В схемы 8255А, т.е. на адрес 5801h. Опять же, активны только младшие четыре бита. В верхней половине порта внутренние перемычки W1, W2 и W3 с маркировкой Test подключены в соответствии со схемой.

Пользоваться матричной клавиатурой довольно просто. На вход записывается двоичное число 1110 (1101, 1011, 0111), а затем на выходе считывается матрица. По его двоичному значению (1111, 1110, 1101, 1011, 0111) мы знаем, какой переключатель был активирован. Значение 1111 означает, что ни одна кнопка не нажата. В следующей таблице показаны значения каждого переключателя. Звездочка заменяет биты, не влияющие на работу клавиатуры. Программа обычно перезаписывает их всеми единицами.

Переключатель RUN подключен немного иначе, чем другие переключатели. Он последовательно с кнопками вверх и вниз. Это означает, что использование переключателя PRG или TCH отключает кнопки «Вверх» и «Вниз». Поэтому необходимо сначала идентифицировать эти три кнопки и кнопки «Вверх» и «Вниз» с ними в первом цикле. Только впоследствии во втором цикле сканируем остальные кнопки. После определения нажатой клавиши мы можем начать действие. Например, написать на дисплее, какая клавиша нажата.

Для работы этой программе потребуется оперативная память. Мы будем использовать пространство, выделенное под стек. Стек начинается с адреса 4700h и заполняется в сторону меньших значений. Вот почему я выбрал адреса с 4600h по 4603h. Они довольно близки к стеку, поэтому оригинальная прошивка определенно не использует их ни для чего другого. При этом они находятся достаточно далеко от начала стека, чтобы наша программа не перезаписывала их другими данными при использовании стека.

По адресу 4600h пишем код нажатой клавиши из тройки PRG, TCH, RUN. Если какая-то из оставшихся клавиш нажата, пишем ее код по адресу 4601h. Выводить название нажатой кнопки на дисплей имеет смысл только тогда, когда оно изменилось. Поэтому также используются управляющие адреса 4602h и 4603h. Копируем в них значения основных адресов 4600h и 4601h. Сравнив оригиналы и копии, мы можем увидеть, изменилось ли состояние клавиатуры.

Сканирование клавиатуры может быть частью основной программы. Но обычно повторяющиеся действия обрабатываются каким-то прерыванием. EPS-103 имеет генерируемое аппаратное прерывание RST7.5 от генератора импульсов NE555. Период импульса и, следовательно, повторение прерывания составляет 4 мс. Это может быть использовано для работы с клавиатурой. Нам просто нужно убедиться, что наш обработчик завершится до того, как прерывание снова сработает. Например, согласно документации очистка ЖК-дисплея занимает 15 мс. Это означает, что мы не сможем управлять дисплеем во время перерыва.

В целях изучения мы будем использовать прерывание RST7.5, но только для сканирования клавиатуры. Записываем результат сканирования в оперативную память по адресам 4600h и 4601h. В основной программе будет цикл, который будет считывать эти адреса и выполнять обработку на основе содержимого, включая запись на дисплей.

Введение в программу такое же, как и в программу Hello world. Сначала мы устанавливаем адрес стека в ОЗУ на 4700h, а затем инициализируем схему 8255A. Затем нам нужно правильно установить прерывание. RST7.5 необходимо включить, записав 0 в бит 2 регистра маски прерывания. Это делается по инструкции SIM. Затем мы можем вызвать прерывание с помощью инструкции EI. Бесконечный цикл будет многократно считывать адреса 4600h и 4601h и сравнивать их с копиями по адресам 4602h и 4603h. Если они отличаются, мы сначала обновляем копии. Затем стираем весь дисплей и пишем на нем настройку переключателя MODE, а затем название нажатой кнопки. Программа не обрабатывает возможность одновременного нажатия нескольких кнопок.

Чтобы программа имела определенную функцию, мы можем активировать двигатели в соответствующем направлении, нажимая кнопки 2/E, 3/U, 4W и 8/D. Отпустив кнопку, глушим двигатель. Если кто-то модифицирует программу, чтобы отслеживать большее количество одновременных нажатий кнопок, он должен тщательно продумать, как реагировать на них. Например, можно одновременно запускать двигатели азимута и угла места. Нет смысла активировать вращение одного мотора с обеих сторон одновременно. Изменение направления вращения при работающем двигателе может повредить двигатель.

Интерфейс двигателей подключен к порту C схемы 8255A, то есть по адресу 5802h. Двигатели управляются записью управляющего байта в этот порт. Значение отдельных битов следующее:

 Соответствующая программа может выглядеть так:

Полученный двоичный файл загружается программистом в стертую память EPROM и может быть протестирован. Я считаю, что информация, представленная в этой программе, поможет всем, кто хотел бы исследовать оригинальную прошивку EPS-103. Вы можете скачать исходный текст указанной программы в файле KeyboardEPS103.asm.