DENEY-1. SABANCI ATL ÖĞRETMENLERİNDEN YAVUZ AYDIN ve UMUT MAYETİN'E VERDİKLERİ DESTEK İÇİN TEŞEKKÜR EDİYORUZ

Transkript

1 DENEY-1 SABANCI ATL ÖĞRETMENLERİNDEN YAVUZ AYDIN ve UMUT MAYETİN'E VERDİKLERİ DESTEK İÇİN TEŞEKKÜR EDİYORUZ 31

2 DENEY-1-1: BİT YÖNLENDİRMELİ KOMUTLAR İLE PİNLERE DEĞER GÖNDERME AMAÇ: Mikrodenetleyici pinlerine veri gönderme komutlarının öğrenmek. GİRİŞ: PIC16F877A Mikrodenetleyicisinde 5 adet port bulunmaktadır. Bu portlar; PORTA 6 adet pin, PORTB 8 adet pin, PORTC 8 adet pin, PORTD 8 adet pin, PORTE ise 3 adet pinden oluşmaktadır. Bu pinlerin kontrolünü sağlayan iki tür kaydedici vardır. PORTx : Portlara yazılan veya portlardan alınan verilerin saklandığı kaydedicidir. o 1: Pin çıkışı Lojik 1 o 0: Pin çıkışı Lojik 0 TRISx: Portun giriş olarak mı yoksa çıkış olarak mı kullanıldığını gösteren kaydedicidir. o 1: Pin giriş olarak kullanılacak o 0: Pin çıkış olarak kullanılacak Bit Tabanlı Komutlar output_float(pin_name); // Belirtilen pini giriş olarak kullanılacağını ayarlar. output_drive(pin_name); // Belirtilen pini çıkış olarak kullanılacağını ayarlar. input_state(pin_name); // İlgili pinin giriş mi yoksa çıkış mı olarak kullanıldığını gösterir. değer = input(pin_name); // Portta ilgili pinin değerini okur. output_high(pin_name); // Belirtilen pini Lojik 1 yapmak için kullanılır. output_low(pin_name); // Belirtilen pini Lojik 0 yapmak için kullanılır. output_bit(pin_name, değer); // Belirtilen pini Lojik 1 veya Lojik 0 yapmak için kullanılır. output_toggle(pin_name); // Belirtilen pini terslemek (Lojik DEĞİL işlemi) için kullanılır. Uygulamada PORTD nin 0 nolu pinine bağlı (RD0/SP0 pini, entegrenin 19 numaralı pini) LED in yanması sağlanacaktır. Mikrodenetleyicinin diğer pinlerine müdahale edilmeyecektir. İlk olarak ilgili pin çıkış olarak kullanılmak üzere ayarlanır. Daha sonra bit tabanlı çıkış komutlarından faydalanarak LED in yanması sağlanır. DEVRE ŞEMASI 32

3 DENEY 1-1: BİT YÖNLENDİRMELİ KOMUTLAR İLE PİNLERE DEĞER GÖNDERME AKIŞ DİYAGRAMI : //Mikrodenetleyici başlık dosyasını tanıt. //Osilatör ayarlarını yap. //Ana programı başlat. //PIN_D0 pini çıkış olarak kullanılacağını tanımla. //PIN_D0 çıkışına Lojik 1 değeri gönder. //Sonsuz döngü yap. //Ana programı bitir. UYGULAMA KODLARI #include "16F877A.h" #fuses XT void main(void) output_drive(pin_d0); output_high(pin_d0); while(1) //Mikrodenetleyici başlık dosyası tanıtılır. //Kristal osilatör kullanılacak //Ana program başlangıcı //PIN_D0 çıkış olarak kullan. //PIN_D0 çıkış değeri Lojik 1 olsun. //Sonsuz döngü 33

4 DENEY 1-2: MİKRODENETLEYİCİ PİNİNE BAĞLI LEDİN YANIP SÖNMESİNİ SAĞLAMA AMAÇ: Mikrodenetleyici pinine bağlı ledin belirli zaman aralıkları ile yanıp sönmesini sağlamak. GİRİŞ: Mikrodenetleyici pinine bağlı Led in yanıp sönmesi için ilgili pine zaman aralıkları ile Lojik 1 ve Lojik 0 değerlerinin gönderilmesi gerekir. Uygulamayı gerçekleştirebilmek için doğrudan pine değer gönderme komutları kullanılabileceği gibi lojik tersleme(toggle) komutu da kullanılabilir. Mikrodenetleyici osilatörü olarak 4Mhz kristal kullanılması durumunda bir komutun işlenmesi için geçen süre 1 mikrosaniyedir. Yakma ve söndürme komutlarının sıra ile alt alta yazılması durumunda komutlar çok hızlı işleneceği için lambanın yanıp söndüğünü gözle görülemez. Bu durumda lambanın yanması ve sönmesi arasında bir gecikme süresi konulmalıdır. Gecikme komutlarının kullanılabilmesi için tanımlama bloğu içerisinde #use delay(clock=4m) direktifi yazılmalıdır. 4MHz lik kristal osilatör hızına göre gecikme sürelerini ayarlanması anlamına gelir. Farklı değerde bir osilatör kullanılacaksa, bu değer #use satırı içerisinde belirtilmelidir. Milisaniye süresi kadar gecikme sağlamak için delay_ms(sure), mikrosaniye süresi kadar gecikme sağlamak için delay_us(sure) komutu kullanılır. DEVRE ŞEMASI 34

5 DENEY 1-2: MİKRODENETLEYİCİ PİNİNE BAĞLI LEDİN YANIP SÖNMESİNİ SAĞLAMA AKIŞ DİYAGRAMI //Mikrodenetleyici başlık dosyasını tanıt. //Osilatör ayarlarını yap. //Ana programı başlat. //PIN_D0 pini çıkış olarak kullanılacağını tanımla. //Sonsuz döngüyü başlat //PIN_D0 çıkışına Lojik 1 değeri gönder. //500ms bekle //PIN_D0 çıkışına Lojik 1 değeri gönder. //500ms bekle UYGULAMA KODLARI //Sonsuz döngüye git. //Ana programı bitir. #include "16F877A.h" #fuses XT #use delay(clock=4m) void main(void) output_drive(pin_d0); while(1) output_high(pin_d0); delay_ms(500); output_low(pin_d0); delay_ms(500); //Mikrodenetleyici başlık dosyası tanıtılır. //Kristal osilatör kullanılacak. //4Mhz osilatör hızına göre delay komutlarını // ayarla //Ana program başlangıcı //PIN_D0 çıkış olarak kullan. //Sonsuz döngü //PIN_D0 çıkış değeri Lojik 1 olsun. //500milisaniye bekle. //PIN_D0 çıkış değeri Lojik 0 olsun. //500milisaniye bekle. SORULAR 1. output_high ve output low komutlarının yerine output_bit komutunu kullanarak uygulamanın aynı şekilde çalışmasını sağlayan komut grubunu yazınız. 35

6 DENEY 1-3: BİT YÖNLENDİRMELİ KOMUTLAR İLE PİNDEN DEĞER OKUMA AMAÇ: Mikrodenetleyici pininden veri okunmasını sağlamak. GİRİŞ: Mikrodenetleyici pinlerinin giriş olarak mı yoksa çıkış olarak mı kullanılacağının ayarlanmasında TRIS kaydedicisinin kullanıldığı daha önceden belirtilmişti. Bir pinin giriş olarak kullanılması için ilgili tris kaydedicisinde pine ait bit Lojik 1 yapılmalıdır. Yukarıdaki resimde verildiği üzere bir porttaki pinlerin bir kısmı giriş, bir kısmı çıkış olarak kullanılabileceği gibi tamamı çıkış veya tamamı giriş olarak da kullanılabilir. Bir port üzerinde sadece bir pine ait işlem yapılması isteniyorsa bit yönlendirmeli komutlardan faydalanılmalıdır. Burada kullanılan iki temel komut vardır. output_float(pin_name); output_drive(pin_name); // Belirtilen pini giriş olarak kullanılacağını ayarlar. // Belirtilen pini çıkış olarak kullanılacağını ayarlar. Buton, sensör vb. giriş elemanlarının kullanıldığı bir sistemde butonlardan Mikrodenetleyici pinine gelen Lojik bilgi sürekli sorgulanmalıdır. Mikrodenetleyici çalışma mantığı gereği program hafızada yer alan komutları sırası ile işler. Program içerisinde sorgulama işlemi tekrarlanmazsa yalnızca okunma esnasındaki duruma göre işlemler gerçekleştirilir. Okuma işleminden sonra butona basılması durumunda sistem tarafından tekrar okunmadığı için algılanamaz. Program içerisinde sürekli tekrar edilmesi istenen işlemler sonsuz döngü içerisinde yazılmalıdır. Sonsuz döngü işlemi şu şekilde yapılır: while(1) //Sürekli tekrar edilmesi istenen işlemler bu aralığa yazılır. while anahtar kelimesi C programlama dilinde döngüyü ifade eder. while kelimesinden sonra gelen parantezler içerisindeki koşulun sağlanması döngünün tekrarlanmasını sağlar. Burada 1 yazılması koşulun sürekli sağlandığını gösterir. 1 yerine yine bu anlamı taşıyan TRUE kelimesi de yazılabilir. 36

7 DENEY 1-3: BİT YÖNLENDİRMELİ KOMUTLAR İLE PİNDEN DEĞER OKUMA Butondan alınan değer bir bitlik bilgidir. Bu bilgi Lojik 1 ya da Lojik 0 olacaktır. Butonların bağlantısında PULL-UP ve PULL-DOWN olmak üzere iki farklı yapı kullanılır. PULL-DOWN BAĞLANTI PULL-UP BAĞLANTI Basılı Değil Q=0 Basılı Q= 1 Basılı Değil Q=1 Basılı Q=0 Mikrodenetleyicinin pininde görülen giriş değerini okumak için input komutu kullanılır. input(pin_adi) komutunun karşılığı Lojik 1 veya Lojik 0 değeridir. Buradan alınan lojik bilgi sorgulama işlemini gerçekleştiren if komutu ile olarak sorgulanır. if kelimesinden sonra gelen parantez içerisine sorgu ifadesi yazılır. if(input(buton_pini) == 1) else //Buton pininden okunan değer Lojik 1 e eşit mi? //Koşul sağlanıyorsa yapılacak işlemler buraya yazılır. //Koşul sağlanmıyorsa yapılacak işlemler buraya yazılır. DEVRE ŞEMASI 37

8 DENEY 1-3: BİT YÖNLENDİRMELİ KOMUTLAR İLE PİNDEN DEĞER OKUMA Bu uygulamada PIN_B0 pinine bağlı bir butona basılması durumunda PIN_D0 pinine bağlı ledin yanması, aksi durumda ise ledin sönmesi istenmektedir. Devre şeması incelendiğinde butona basılmaması durumunda PIN_B0 değeri Lojik 0 olacaktır. Butona basılması ile PIN_B0 değeri Lojik 1 olacaktır. Buradaki buton bağlantı yapısına pull-down bağlantı denir. Alınan bilgini sorgulanması işleminde komut içerisindeki == 1 ifadesi butondan gelen bilginin Lojik 1 olması durumunda anlamı vermektedir. Sorgulama işlemindeki else ifadesi ise istenilen eşitliğin ( == 1 ) sağlanmaması durumunda yapılması gereken işlemi işaret eder. AKIŞ DİYAGRAMI //Başlık dosyası tanıt. //Osilatör ayarla. //Ana programı başlat. //PIN_B0 pini giriş //PIN_D0 pini çıkış //Sonsuz döngüyü başlat. //PIN_B0 giriş değeri Lojik 1 e eşit mi? //Eşitse PIN_D0 çıkışı Lojik 1 //Eşit değilse PIN_D0 çıkışı Lojik 0 //Sonsuz döngüye git. //Ana programı bitir. UYGULAMA KODLARI #include "16F877A.h" #fuses XT void main(void) output_float(pin_b0); output_drive(pin_d0); while(1) if(input(pin_b0) == 1) output_high(pin_d0); else output_low(pin_d0); //Mikrodenetleyici başlık dosyası tanıtılır. //Kristal osilatör kullanılacak. //Ana program başlangıcı //PIN_B0 giriş olarak kullan. //PIN_D0 çıkış olarak kullan. //Sonsuz döngü başlangıcı //PIN_B0 değeri Lojik 1 e eşitse //PIN_D0 çıkış değeri Lojik 1 olsun. //PIN_B0 değeri Lojik 1 e eşit değilse //PIN_D0 çıkış değeri Lojik 0 olsun. 38

9 DENEY 1-3: BİT YÖNLENDİRMELİ KOMUTLAR İLE PİNDEN DEĞER OKUMA SORULAR 1. Butonun pull-up bağlantısı durumunda uygulamanın butona basıldığında led yanacak, basılmadığında led sönük kalacak şekilde çalışmasını sağlayan komut grubunu yazınız. 2. PIC16F877A mikrodenetleyicisi PIN_B0 pinine bağlı bir optik sensör(algılama durumunda lojik 1 çıkış veriyor) karşısındaki nesneyi algılayıp, algılama ortadan kalktıktan 1sn sonra mikrodenetleyicinin PIN_D7 pinine bağlı bir motorun, 5sn süre ile çalışıp durması istenmektedir. Sistemin çalışmasını gösteren zaman diyagramı aşağıda verilmiştir. Buna göre gerekli programı yazınız. 39

10 DENEY 1-4: BAYT YÖNLENDİRMELİ KOMUTLAR İLE PORTLARA DEĞER GÖNDERME AMAÇ: Mikrodenetleyicinin bir portuna bağlı olan 8 adet lede bilgi göndermek. GİRİŞ: Mikrodenetleyici pinlerine bağlı bir led grubuna veri göndermek için bit tabanlı komutlar kullanılabileceği gibi bayt tabanlı komutlar da kullanılabilir. Bit port üzerinde bulunan ledlerin tümüne birden veri göndermek için output_x(veri) komutu kullanılır. Bu komut ile port üzerinde bulunan 8 bitin tamamı etkilenir. Eğer port üzerinde bulunan veri üzerinde sadece belirli pinlere değer gönderilmesi isteniyorsa bit tabanlı komutların kullanılması daha uygun olabilir. Bir diğer çözüm ise port üzerinde daha önceden hangi değerin olduğu biliniyorsa bu veri üzerinde değişiklik yapılabilir. Mikrodenetleyici portunun çıkış olarak kullanılmasından önce tris komutları ile portun çıkış olarak kullanılacağı belirtilmelidir. Bir porttaki pinlerin bir kısmı giriş, bir kısmı çıkış olarak kullanılabileceği gibi tamamı çıkış veya tamamı giriş olarak da kullanılabilir. Yukarıdaki şekilde göre set_tris_x(0b ) komutu kullanılmalıdır. 0b ifadesi binary sayı sisteminde yazılmış anlamına gelir. Bu ifade istenirse onaltılık sayı sistemi ile 0x35 veya onluk sayı sistemi ile 53 olarak yazılabilir. Hangi sayı sistemine göre yazılırsa yazılsın aynı işlem gerçekleşir. Programcı istediğini tercih eder. set_tris_d(0b ) = set_tris_d(0x35) = set_tris_d(53) set_tris_d(0x00); //PORTD nin tüm pinleri çıkış olarak kullanılacak. set_tris_d(0xff); //PORTD nin tüm pinleri giriş olarak kullanılacak. set_tris_d(0x0f); //PORTD nin düşük değerlikli 4 pini giriş, yüksek değerlikli 4 pini çıkış olarak kullanılacak. set_tris_d(0xf0); //PORTD nin düşük değerlikli 4 pini çıkış, yüksek değerlikli 4 pini giriş olarak kullanılacak. Bu uygulamada ledlerin görüntü aşağıdaki gibi olması sağlanacaktır. Ledlere ait iki farklı görüntü vardır. Bu iki görüntü sistemde enerji olduğu sürece 500ms aralıklarla sonsuz kez tekrar etmesi istenmektedir. Birinci led görüntüsü 0b İkinci led görüntüsü 0b

11 DENEY 1-4: BAYT YÖNLENDİRMELİ KOMUTLAR İLE PORTLARA DEĞER GÖNDERME DEVRE ŞEMASI AKIŞ DİYAGRAMI //Mikrodenetleyici başlık dosyasını tanıt. //Osilatör ayarlarını yap. //Ana programı başlat. //PORTD pinlerinin tümü çıkış olarak tanımla (TRISD 0xFF) //Tüm ledleri söndür. (PORTD 0x00) //Sonsuz döngüyü başlat. //PORTD ye 0x0F değeri gönder. //500ms bekle. //PORTD ye 0x0F değeri gönder. //500ms bekle. //Sonsuz döngüye git. //Ana programı bitir. 41

12 DENEY 1-4: BAYT YÖNLENDİRMELİ KOMUTLAR İLE PORTLARA DEĞER GÖNDERME UYGULAMA KODLARI #include "16F877A.h" #fuses XT #use delay(clock=4m) void main(void) set_tris_d(0x00); output_d(0x00); while(1) output_d(0b ); delay_ms(500); output_d(0b ); delay_ms(500); //Mikrodenetleyici başlık dosyası tanıtılır. //Kristal osilatör kullanılacak. //delay komutları için osilatör hızı 4Mhz //Ana program başlangıcı //PORTD nin tüm pinleri çıkış olarak kullan. //PORTD ye 0x00 değeri gönder. (Tüm ledler // sönük olarak başlasın.) //Sonsuz döngü başlangıcı //PORTD ye 0b değeri gönder. //500ms bekle //PORTD ye 0b değeri gönder. //500ms bekle. SORULAR 1. PIC16F877A mikrodenetleyicisinde PIN_B0 pinine pull-down ile bağlı butona basıldığında ledlerin birinci görüntüde verildiği gibi, butona basılmadığı durumda ise ledlerin ikinci görüntüde verildiği gibi yanmasını sağlayan programı yazınız. Birinci görüntü İkinci görüntü 42

13 DENEY 1-5: BAYT YÖNLENDİRMELİ KOMUTLAR İLE PORTLARDAN GİRİŞ ALMA AMAÇ: Mikrodenetleyici portuna bağlı anahtar grubundan bilgi okunmasını sağlamak. GİRİŞ: Mikrodenetleyici portlarında veri okuyabilmek için input_x( ) komutu kullanılır. Mikrodenetleyici portunun giriş olarak kullanılmasından önce tris komutları ile portun giriş olarak kullanılacağı belirtilmelidir. Bir portın giriş olarak okunması durumunda 8 bitlik bir bilgi elde edilir. Uygulama devresinde PORTB ye bağlı anahtarlardan alınan 8 bitlik bilgi PortD ye bağlı 8 adet led ile görüntülenmesi sağlanacaktır. Çoğu uygulamada porttan alınan bilgiler doğrudan çıkış portlarına gönderilmez. Alınan bilginin üzerinde değişiklik yapılır veya bazı sorgulamalar ile programa yön verilmesi sağlanır. Bu durumda aldığımız bilgiyi bir RAM hafıza alanında saklanması gerekebilir. RAM hafıza alanında belirli bir boyutta alana istenilen bir isim verilerek etiketlenmesi işlemine değişken tanımlama denir. C programlamada kullanılan çeşitli değişken türleri vardır. En çok bilinenleri int1, int8, int16, int32, float tır. int ifadesi tamsayı (integer) anlamına gelir. int1 1 bitlik tamsayı türünde değişken int8 8 bitlik tamsayı türünde değişken int16 16bitlik tamsayı türünde değişken int32 32 bitlik tamsayı türünde değişken float Kayar noktalı (ondalıklı) sayı türünde değişken int8 giris = 0; //8bitlik tamsayı türünde, giris isminde, başlangıç değeri 0 olan değişken tanımlanması anlamına gelir. Bir porttan alınan bilgi üzerinde çeşitli mantıksal veya matematiksel işlemler uygulanabilir. Gerekli durumlarda yardımcı olarak daha fazla değişken tanımlaması yapılabilir. DEVRE ŞEMASI 43

14 DENEY 1-5: BAYT YÖNLENDİRMELİ KOMUTLAR İLE PORTLARDAN GİRİŞ ALMA AKIŞ DİYAGRAMI //Mikrodenetleyici başlık dosyasını tanıt. //Osilatör ayarlarını yap. //Ana programı başlat. //8 bitlik veri isminde değişken tanımla //PORTB pinlerinin tümü giriş (TRISB FF) //PORTD pinlerinin tümü çıkış (TRISD 00) //Sonsuz döngüyü başlat. //PORTB pinlerini oku, veri isimli // hafıza alanına sakla(kaydet) //veri isimli hafıza alanındaki değeri // PORTD ye gönder //Sonsuz döngüye git. //Ana programı bitir. UYGULAMA KODLARI #include "16F877A.h" #fuses XT int8 veri = 0; void main(void) set_tris_b(0xff); set_tris_d(0x00); while(1) veri = input_b(); output_d(veri); //Mikrodenetleyici başlık dosyası tanıtılır. //Kristal osilatör kullanılacak. //8 bitlik veri isminde değeri 0 olan //değişken tanımla //Ana program başlangıcı //PORTB nin tüm pinleri giriş olarak kullan. //PORTD nin tüm pinleri çıkış olarak kullan. //Sonsuz döngü başlangıcı //PORTB yi oku, veri haf.alanına kaydet // veri değerini PORTD ye gönder. SORULAR SW0 PORTB.0 (RB0) LED0 PORTD.0 (RD0) SW1 PORTB.1 (RB1) LED1 PORTD.1 (RD1) SW2 PORTB.2 (RB2) LED2 PORTD.2 (RD2) SW3 PORTB.3 (RB3) LED3 PORTD.3 (RD3) SW4 PORTB.4 (RB4) LED4 PORTD.4 (RD4) SW5 PORTB.5 (RB5) LED5 PORTD.5 (RD5) SW6 PORTB.6 (RB6) LED6 PORTD.6 (RD6) SW7 PORTB.7 (RB7) LED7 PORTD.7 (RD7) 1. Uygulama devresinde SW0, SW4, SW5 pinlerinden herhangi birinin aktif olması durumunda PORTD ye bağlı ledlerden sadece yüksek değerlikli dört tanesinin yanmasını sağlayan, aksi durumda ise PORTD ye bağlı ledlerden sadece düşük değerlikli dört tanesinin yanmasını sağlayan komut satırlarını yazınız. 44