Program pro obsluhu tlačítek na jednotce EPS-103 (a ovládání motorů)

Je prima umět napsat na displeji jakýkoliv nápis. EPS-103 nám může hlásit, co náš program dělá. Další periferií, kterou je potřeba zvládnout, je klávesnice. EPS-103 má celkem 16 spínačů. Především dvě velká tlačítka Up a Down. Pod otevíracími dvířky najdeme tlačítka 0 až 9 a tlačítko E. A třípolohový přepínač MODE, který ve skutečnosti funguje jako tři samostatné spínače, z nichž jeden je vždy trvale sepnutý.

16 spínačů je zapojeno do matice 4 x 4 vodičů. Vstup do matice je zapojen na port A obvodu 8255A, tedy na adrese 5800h. Aktivní je jen spodní polovina portu. Horní čtyři bity jsou podle schématu nepoužity. Zde by byla možnost rozšířit klávesnici o další uživatelská tlačítka. Výstup z matice je směrován na port B obvodu 8255A, tedy na adresu 5801h. Opět jsou aktivní jen spodní čtyři bity. Na horní polovině portu jsou podle schématu připojeny interní propojky W1, W2 a W3 s označením Test.

Obsluha maticové klávesnice je celkem jednoduchá. Na vstup se zapíše binární číslo 1110 (1101, 1011, 0111) a potom se přečte výstup z matice. Podle jeho binární hodnoty (1111, 1110, 1101, 1011, 0111) poznáme, který spínač byl aktivovaný. Hodnota 1111 znamená, že žádné tlačítko není sepnuté. V následující tabulce jsou hodnoty jednotlivých spínačů. Hvězdička nahrazuje bity, které na funkci klávesnice nemají vliv. Program si je obvykle přepíše na samé jedničky.

Spínač RUN je zapojený trochu jinak, než ostatní spínače. Je v sérii s tlačítky Up a Down. To znamená, že použití spínače PRG nebo TCH vyřadí tlačítka Up a Down z činnosti. Proto je potřeba nejprve v první smyčce provést identifikaci těchto tří tlačítek a s nimi tlačítka Up a Down. Teprve následně ve druhé smyčce skenujeme zbývající tlačítka. Po identifikaci stisknuté klávesy už můžeme spustit nějakou činnost. Třeba vypsat na displeji, která klávesa je stisknutá. 

Tento program bude ke své činnosti potřebovat paměť RAM. Využijeme prostor přidělený zásobníku. Zásobník začíná na adrese 4700h a naplňuje se směrem k nižším hodnotám. Proto jsem vybral adresy 4600h až 4603h. Jsou dost blízko zásobníku, takže původní firmware je určitě k ničemu jinému nepoužívá. Zároveň jsou dost daleko od začátku zásobníku, aby je náš program při používání zásobníku nepřepsal jinými údaji.

Na adresu 4600h zapíšeme kód stisknuté klávesy z trojice PRG, TCH, RUN. Pokud je stisknutá některá ze zbývajících kláves, zapíšeme její kód na adresu 4601h. Vypisovat název stisknutého tlačítka na displeji má smysl pouze tehdy, když došlo k jeho změně. Proto jsou použity ještě kontrolní adresy 4602h a 4603h. Do nich okopírujeme hodnoty hlavních adres 4600h a 4601h. Porovnáním originálů a kopií poznáme, jestli se změnil stav klávesnice.

Skenování klávesnice může být součástí hlavního programu. Obvykle se ale opakované akce řeší pomocí nějakého přerušení. V jednotce EPS-103 je generované HW přerušení RST7.5 od generátoru impulzů NE555. Perioda pulzů a tedy opakování přerušení je 4 ms. To by bylo možné využít k obsluze klávesnice. Jen musíme mít jistotu, že náš obslužný program skončí dříve, než se znovu spustí přerušení. Například smazání LCD displeje trvá podle dokumentace 15 ms. To znamená, že obsluhu displeje během přerušení nestihneme.

Ze studijních důvodů přerušení RST7.5 použijeme, ale jen ke skenování klávesnice. Výsledek skenování zapíšeme do RAM na adresy 4600h a 4601h. V hlavním programu bude smyčka, která přečte tyto adresy a podle obsahu provede zpracování včetně psaní na displej.

Úvod programu je stejný jako u programu Hello world. Nejprve nastavíme adresu zásobníku v RAM na hodnotu 4700h a potom inicializujeme obvod 8255A. Pak musíme správně nastavit přerušení. Je potřeba povolit RST7.5 zapsáním 0 do bitu 2 registru s maskou přerušení. To provede instrukce SIM. Pak už můžeme přerušení spustit instrukcí EI. Nekonečná smyčka bude opakovaně číst adresy 4600h a 4601h a porovnávat je s kopiemi na adresách 4602h a 4603h. V případě jejich rozdílu nejprve aktualizujeme kopie. Potom smažeme celý displej a vypíšeme na něj nastavení přepínače MODE a za ním název stisknutého tlačítka. Program neřeší možnost současného stisknutí více tlačítek.

Aby měl program přece jen nějakou konkrétní funkci, můžeme při stisku tlačítek 2/E, 3/U, 4W a 8/D aktivovat motory v příslušném směru. Po uvolnění tlačítka motor zastavíme. Pokud někdo upraví program tak, aby hledal víc současně stisknutých tlačítek, musí si řádně rozmyslet, jak na ně reagovat. Například spustit současně motor pro azimut i elevaci je v pořádku. Aktivovat otáčení jednoho motoru současně na obě strany ale nedává smysl. Změnit směr otáčení během chodu motoru by pravděpodobně motor poškodilo.

Rozhraní motorů je připojeno na port C obvodu 8255A, tedy na adrese 5802h. Motory se ovládají zápisem řídícího bajtu na tento port. Význam jednotlivých bitů je následující:

 Odpovídající program by mohl vypadat takto: 

Výsledný binární soubor nahrajeme programátorem do vymazané paměti EPROM a můžeme testovat. Věřím, že informace uvedené v tomto programu pomohou všem, kdo by chtěli zkoumat původní firmware EPS-103. Zdrojový text uvedeného programu si můžete stáhnout v souboru KeyboardEPS103.asm.