مقدمه

در این جلسه وارد یکی از کاربردی‌ترین بخش‌های کار با میکروکنترلرها می‌شویم:

خواندن ورودی‌های چندبیتی و تبدیل آن‌ها به یک قالب عددی قابل‌استفاده. سوئیچ دیپ چهار بیتی یکی از ساده‌ترین ورودی‌هایی است که می‌تواند مقدار عددی بین ۰ تا ۱۵ را تولید کند. این مقدار معمولاً برای نمایش، کنترل یا تصمیم‌گیری در پروژه‌ها استفاده می‌شود.

۱) مرور مختصر کار با درگاه‌ها (Port I/O)

درگاه‌های ورودی/خروجی بخش‌هایی از میکروکنترلر هستند که امکان ارتباط با محیط را فراهم می‌کنند. برای کار با یک درگاه لازم است سه مرحله انجام شود:

• تنظیم جهت پایه‌ها: ابتدا مشخص می‌کنیم پایه‌ها در حالت ورودی هستند یا خروجی.


• خواندن مقدار ورودی: اگر پایه‌ها ورودی باشند، می‌توان وضعیت منطقی هر پایه را خواند.


• تفسیر داده‌های خوانده شده: بسته به نوع وسیله (مثل کلید، سنسور، یا DIP Switch)، داده‌ها باید تبدیل یا تفسیر شوند.

در این جلسه پایه‌های یک درگاه در حالت ورودی قرار می‌گیرند تا وضعیت سوئیچ دیپ خوانده شود.

۲) آشنایی با Switch-Dip چهار بیتی

سوئیچ دیپ (DIP Switch) مجموعه‌ای از کلیدهای کوچک است که معمولاً برای تنظیمات دستی در مدارها استفاده می‌شود.

ویژگی‌های نوع چهار بیتی:

• دارای ۴ کلید مستقل است.


• هر کلید یک «بیت» دیجیتال ورودی را مشخص می‌کند.


• کلید روشن (ON) معمولاً به معنی سطح منطقی یک است و خاموش (OFF) به معنی صفر.


• ترکیب ۴ بیت می‌تواند عددی بین ۰ تا ۱۵ را نشان دهد.

مثال ذهنی:

اگر کلیدها از بیت صفر تا بیت سه باشند، ورودی شبیه یک عدد باینری چهار بیتی است.

۳) نحوه خواندن مقدار از یک سوئیچ دیپ چهار بیتی

وقتی این سوئیچ به چهار پایه یک درگاه متصل می‌شود:

1. پایه‌ها در حالت ورودی قرار می‌گیرند.


2. میکروکنترلر مقدار فعلی هر کلید را به‌صورت بیت‌های جداگانه می‌خواند.


3. ترکیب این بیت‌ها یک عدد باینری ۴ بیتی را تشکیل می‌دهد.

خروجی نهایی یک عدد بین ۰ تا ۱۵ خواهد بود.

این عدد پایه کار ما برای تبدیل به BCD خواهد بود.

۴) مقدار خوانده شده چه شکلی است؟

مقدار ورودی در قالب یک عدد باینری (۴ بیت) است، مانند:

• 0000 → عدد 0


• 0110 → عدد 6


• 1101 → عدد 13


• 1111 → عدد 15

پردازنده مقدار را در قالب یک عدد کامل می‌بیند، اما برای نمایش روی سون‌سگمنت یا دستگاه‌های دیگر، معمولاً باید آن را به BCD تبدیل کرد.

۵) تبدیل مقدار خوانده شده به BCD

BCD یا Binary Coded Decimal روشی است که هر رقم ده‌دهی را به‌صورت چهار بیت جداگانه نمایش می‌دهد.

برای مثال:

• عدد ۹ = کد BCD برابر ۹ (یا 1001 باینری)


• عدد ۱۳ = شامل دو رقم ۱ و ۳ → پس BCD شامل دو نیم‌بایت است:


• رقم ۱ → 0001


• رقم ۳ → 0011

در مورد ورودی ۴ بیتی سوئیچ دیپ نکات مهم این است:

• مقدار خوانده‌شده بین ۰ تا ۹ → تبدیل ساده و یک‌رقمی است.


• مقدار ۱۰ تا ۱۵ → عدد دو رقمی است و باید جداگانه به دهگان و یکان تبدیل شود.

این تبدیل برای نمایشگرها، ثبت داده و پردازش‌های عددی ضروری است.

۶) کاربرد تبدیل BCD در آزمایشگاه

تقریباً تمام نمایشگرهای رایج در آزمایشگاه، مانند:

• سون‌سگمنت‌ها


• نمایشگرهای LCD کاراکتری


• برخی ماژول‌های شمارنده

با فرمت BCD راحت‌تر و دقیق‌تر کار می‌کنند.

در نتیجه، برای نمایش مقدار سوئیچ دیپ باید مقدار باینری آن را به BCD تبدیل کنیم.

جمع‌بندی جلسه

در این جلسه یاد گرفتیم که:

• یک سوئیچ دیپ چهار بیتی چگونه به‌عنوان ورودی عددی استفاده می‌شود،


• مقدار خوانده‌شده از آن یک عدد باینری در بازه ۰ تا ۱۵ است،


• برای کاربردهایی مثل نمایش و پردازش عددی، این مقدار باید به قالب BCD تبدیل شود.

این مباحث پایه‌ای برای جلسات آینده هستند که در آن‌ها از همین مقدار BCD برای کنترل نمایشگرها و انجام محاسبات استفاده خواهیم کرد.