Programme BASIC sur CPUStick

On introduit les masques des symboles dans le programme:

x 20 dim a,b,c,d,e,f,g,h,i,j,k,l,m,n,o,p,q,r,s,t,u,v,w,x,y,z
x 30 data 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19
x 35 data 20,21,22,23,24,25
x 40 read a,b,c,d,e,f,g,h,i,j,k,l,m,n,o,p,q,r,s,t,u,v,w,x,y,z
x 50 dim Symb1[27], Symb2[27]as byte
x 60 let Symb1[a]= 0x58, Symb2[a]= 0x10
x 70 let Symb1[b] = 0x06, Symb2[b]= 0x4c
.
.
etc

La broche an0 commande l'affichage du segment a

 10 dim sda as pin sda for digital output
 20 dim scl as pin scl for digital output
 30 dim an0 as pin an0 for digital output
 40 while 1 do
 50   let sda = 0
 60   let scl = 1
 70   sleep 10 ms
 80   let scl = 0
 90   let sda = 1
 100  sleep 10 ms
 110 endwhile

Dans un premier temps on essaie avec une tempo de 500 ms pour voir les afficheurs s'allumer alternativement. On diminue ensuite la tempo et la persistance lumineuse donne l'impression que les deux afficheurs sont allumés.

Un petit truc pour entrer les programmes sur le terminal de commande du CPUStick. Vous pouvez écrire votre programme sur un traitement de texte, le bloc notes ou textedit par exemple, en prenant soin de ne pas dépasser 80 caractères par ligne. Il suffit ensuite de faire un copié-collé sur l'hyperterminal suivi d'un retour chariot pour voir entrer les lignes numérotées que vous avez composées. Le programme se comporte alors comme si vous l'aviez entré directement au clavier. Vous pouvez de même faire un copié-collé des programmes affichés dans chaque billet...

L'affichage des symboles sixtem impose la composition de la matrice des segments à allumer sur l'afficheur 7 segments. Pour écrire l'octet de commande des afficheurs nous repèreront les segments par un chiffre de 0 à 7 comme ci-dessous

La mise à 1 du bit correspondant commande l'allumage du segment. Le chiffre ne correspond pas à la broche de sortie de l'afficheur. Le cablage doit se charger du routage correct vers les entrées an0 à an7 du microcontrôleur.
Les entrées scl et sda sont reliées aux bases des transistors de commutation des anodes communes. Le transistor doit permettre le passage du courant nécessaire à l'allumage simultané de 8 segments.
On appelle masque l'octet de commande de l'afficheur.
Exemples:
01100000 00011010 0000110000000010
Six symboles sont nécessaires pour composer un caractère alphanumérique sur 2 afficheurs.
Pour l'apprentissage de la lecture il est intéressant de positionner les symboles de façon à ce qu'ils rappellent le plus possible la forme de la lettre. Ainsi la petite barre peut s'afficher à 3 niveaux, supérieur, médian et inférieur, la grande barre à droite ou à gauche de l'afficheur et les boucles en haut ou en bas de l'afficheur.

Ici les LEDs sont activées alternativement au rythme des interruptions toutes les 5 millisecondes. C'est le phénomène de persistance visuelle qui donne l'impression que l'affichage est continu sur les 2 LEDS. Les valeurs à afficher dont contenues dans deux variables Dig1 et Dig2. Les valeurs seront recopiées dans le sous programme d'affichage pour être affichées durant 5 millisecondes seulement. Les LEDs sont éteintes à chaque fois que le sous programme d'interruption est appelé. C'est le sous programme spécifique à chaque LED qui lui dira si elle doit être allumée ou éteinte suivant l'état de Dig1 ou Dig2. Le programme d'interruption ne fait que cela: éteindre les leds et choisir la LED qui doit travailler.
Les parties du programme sont:
L'initialisation des variables, des broches de sortie, du timer
Le programme principal qui est une boucle d'une durée de 1 seconde mais rebouclée indéfiniment
La sous routine d'interruption
Les sous routines d'allumage des LEDs
Programme multiplex sur CPUStick

Le programme de multiplexage des afficheurs suit le même principe. Dans Dig1 et Dig2 sont mémorisés sur un octet les masques des symboles sixtem à afficher. C'est cet octet qui vient positionner les broches de sortie an0 à an7 du connecteur J8 et commander l'extinction ou l'allumage du segment correspondant de l'afficheur sélectionné par les sorties scl et sda à travers le transistor de commutation de l'anode commune de l'afficheur.

Les sorties numériques du CPUStick sont à 3,3V. Il fallait vérifier qu'elles étaient capables de commander l'ULN2803 qui pilote les afficheurs à anode commune. Nous avons simulé le premier afficheur par une led rouge et le 2ème par une LED verte et vérifié que les instructions basic contrôlaient bien l'allumage. Le CPUStick a été enfiché dans une platine d'essai après avoir "alésé" les trous de broches devant recevoir les connecteurs J4 à J8 avec un trombone déplié.

La configuration des 2 sorties se fait comme suit:
10 dim affich1as pin scl for digital ouput
20 dim affich2 as pin sda for digital ouput
La commande On/Off
30 let affich1=1
40 let affich2=1
50 end

5.4.10 Timers
StickOS supports up to four internal interval timers (0 thru 3) for use by the program. Timer interrupts are delivered when the specified time interval has elapsed since the previous interrupt was delivered.
Timer interrupt intervals are configured with the statement:
configure timer n for m (s|ms|us)
This configures timer n to interrupt every m seconds, milliseconds, or microseconds.
Note that the minimum timer resolution is the clock tick, which is 0.25 milliseconds.
The timer interrupt can then be enabled, and the statement(s) to execute when it is delivered specified, with the statement:
on timer n statement If statement is a "gosub subname ...", then all of the statements in the corresponding sub are executed when the timer interrupt is delivered;
otherwise, just the single statement is executed. The timer interrupt can later be completely ignored (i.e., discarded) with the statement:
off timer n
The timer interrupt can be temporarily masked (i.e., held off but not discarded) with the statement:
mask timer n
And can later be unmasked (i.e., any pending interrupts delivered) with the statement:
unmask timer n

Le StickOS prend en charge jusqu'à quatre timers internes (0 à 3). Les Interruptions sont délivrées lorsque l'intervalle de temps programmé s'est écoulé depuis la dernière interruption.
Les interruptions sont configurées avec l'instruction suivante:
configure timer n for m (s|ms|us)
Cela configure le timer n pour une interruption toutes les m secondes, millisecondes ou microsecondes.
Notez que la résolution du timer est le tic d'horloge, qui est de 0,25 millisecondes.
L'interruption peut alors être activée, et les instructions spécifiées à exécuter lorsqu'elle survient, avec l'affirmation:
on timer n statement
Si la déclaration est "Gosub subname ...", alors toutes les instructions de la sous routine d'interruption sont exécutées lorsque l'interruption survient;
Sinon, la seule instruction statement est exécutée.
L'interruption peut être ultérieurement complètement ignorée (càd mise de côté) avec l'énoncé suivant: off timer n
L'interruption peut être temporairement masquée (càd retenue, mais pas mise de côté) avec l'énoncé suivant:
mask timer n
Et peut ensuite être démasquée (càd, toutes les interruptions en attente) avec l'énoncé suivant: unmask timer n

Exemples

10 dim ticks
20 configure timer 0 for 1000 ms
30 on timer 0 do print "slow"
40 configure timer 1 for 200 ms
50 on timer 1 do gosub fast
60 sleep 3 s
70 print "ticks is", ticks
80 end
90 sub fast
100 let ticks = ticks+1
110 endsub
run

slow
slow
slow
ticks is 14

_

Initialisations:
Dig1, Dig2 et Dig3 variables digits unité, dizaines, centaines
Digtemp registre temporaire pour la valeur de Dig
D contient la valeur à afficher sur 2 digits
One, W_temp registres de travail

Pg principal (main):
Mise de RA0 et RA1 en sortie pour commander les cathodes communes
Configuration des paramètres de la routine d'interruption
Initialisation TMR0
Autorisation des interruptions
Chargement de la valeur à afficher en D
Extinction des afficheurs

Boucle principale (loop)
n'a pas d'autre instruction que de boucler sur elle même
c'est la sous routine d'interruption qui fait le travail

ISR
C'est la sous routine d'interruption
Sauvegarde du registre de travail W
Initialisation de TMR0 pour générer des interruptions toutes les 5 ms
Extinction des afficheurs
Test de l'afficheur à allumer unités ou dizaines
Suivant le résultat --> LSDon ou MSDon

LSDon
Si l'afficheur était allumé on mémorise l'état
On positionne le pointeur au début de la table des masques d'affichage Bcdto7seg
On appelle la macro Digibyte qui génère le chiffre à afficher (unités)
et les mémorise dans la variable Dig correspondantes
On appelle alors le masque correspondant au chiffre à afficher

MSDon
Fait la même chose que LSDon mais pour les dizaines

Notre programme sur CPUStick suivra les mêmes étapes à la différence de la macro qui sera spécifique. Celle-ci doit générer les 2 symboles sixtem correspondant au caractère alphanumérique à afficher sur 2 afficheurs. La table des masques est spécifique à l'affichage des symboles sixtem. Elle peut être très simple contenant uniquement 6 symboles ou plus riche si on veut avoir plusieurs possibilités d'affichage pour un même symbole.

a m w g e t
Les boucles orientées vers le haut et vers le bas sont différenciées par leur position sur la matrice, respectivement en haut (pour le n par exemple) et en bas de la matrice (pour le v). De même le "m", constitué de deux boucles vers le haut se situe sur le haut de la matrice et le "w" sur le bas. La lecture tactile demande donc un apprentissage supplémentaire car il n'est plus basé uniquement sur la forme des lettres. C'est le prix à payer pour utiliser un appareil disponible dans le commerce

Program "7seg.asm" displays decimal value of a number stored in variable D.
Example:
movlw .21
movlw D ; number 21 will be printed on 7seg display
Displaying digits is carried out in multiplex mode which means that the microcontroller alternately prints ones digit and tens digit. TMR0 interrupt serves for generating a time period, so that the program enters the interrupt routine every 5ms and performs multiplexing. In the interrupt routine, first step is deciding which segment should be turned on. In case that the tens digit was previously on, it should be turned off, set the mask for printing the ones digit on 7seg display which lasts 5ms, i.e. until the next interrupt.

For extracting the ones digit and the tens digit, macro digbyte is used. It stores the hundreds digit, the tens digit, and the ones digit into variables Dig1, Dig2, and Dig3. In our case, upon macro execution, Dig1 will equal 0, Dig2 will equal 2, and Dig3 will equal 1.

Le programme "7seg.asm" affiche la valeur décimale d'un nombre mis en mémoire dans la variable D.
Exemple:
movlw .21
movlw D; le nombre 21 sera affiché sur les afficheurs 7 segments
L'affichage des chiffres est réalisé en mode multiplexé ce qui signifie que le microcontrôleur affiche les unités et les dizaines. L'interruption TMRO génère la période de temps, de façon à ce que le programme entre dans la routine d'interruption chaque 5ms et réalise le multiplexage. Dans la routine d'interruption, la première tâche réalisée est de décider quel segment doit être allumé. Dans le cas où l'afficheur des dizaines était allumé précédemment, il devra être éteint, mettre le masque d'impression pour l'afficheur des unités qui sera actif pendant 5ms, c'est à dire jusqu'à la prochaine interruption.
Pour extraire les unités et les dizaines, on utilise la macro digibyte. Elle mémorise les centaines, les dizaines et les unités dans les variables Dig1, Dig2 et Dig3. Dans notre cas, au moment de l'execution de la macro, Dig1 sera égaleà 0, Dig2 à 2, Dig3 à 1.

Jeu d'instructions du 16F84