Döner Kodlayıcı

Döner kodlayıcı modülünü bitirdim ve önceden yaptığım ileri geri sayan programa ekledim. Program döner kodlayıcı saat yönüne döndükçe ileri, ters yöne döndükçe geri sayıyor.

Döner kodlayıcı modülünü önce kendi bildiğim gibi yapmak istedim. Zıplamaları filtrelemek için 2 tane zıplama önleyici modülü kullanmak istemedim çünkü çok verimsiz bir yol. 2 tane 22 bit register kullanılacak. Onun yerine kendim durum makinası yaptım. Bu şekilde yaptığım modül doğru çalışıyor. Fakat tüm zıplamaları filtrelemek için 9 durum tanımlamak zorunda kaldım. Xilinx'in kendi referans tasarımını düşününce yine çok. O yüzden Xilinx'in referans tasarımını kullanmaya karar verdim. İki tasarım da program kodlarında var.

Döner kodlayıcı modülünü Xilinx'in referans tasarımını biraz değiştirerek yaptım. Referans tasarımına http://www.xilinx.com/products/boards/s3estarter/files/s3esk_rotary_encoder_interface.pdf adresinden ulaşılabilir. Referans tasarımında dönme olduğunu gösteren ve dönmenin yönünü gösteren 2 çıkış var. Ben bunları saat yönünde dönme olduğunu ve saat yönünün tersinde dönme olduğunu göstercek şekilde değiştirdim. Ayrıca modülün iç kısımlarını da kısalttım. Şimdi daha şık duruyor.

Xilinx'in referansında bir hata var. Döner kodlayıcının anahtarları normal durumda devre şemasına göre 1 konumunda (pull-up direncinden dolayı) ama osiloskop ekran görüntüsü 0 olduklarını gösteriyor. Doğru olan şemada gösterilen şekil. Karttaki LED'lerden iki tanesi anahtarların durumunu gösteriyor, normal durumda ikisi de 1. Modül girişleri senkron yaparken bu durumu da düzeltiyor, girişlerin tersini alıyor.

Karttaki LED'lerden iki tanesi döner kodlayıcıdaki iki anahtarın durumlarını gösteriyor. Şaftı çevirirken anahtarların durumlarının değiştiğini gözlemleyebiliyorum. Gerçekten eğlenceli.

Çevre birimleri arasından bir tek LCD ekran kaldı. LDC ekranın modülünü de yaptıktan sonra kendi tasarımlarımı yapmaya başlayabilirim.

Döner kodlayıcı modülüne buradan ulaşılabilir.
Verimsiz döner kodlayıcı modülüne buradan ulaşılabilir.
Program kodlarına buradan ulaşılabilir.

İlk program

Yapmayı düşündüğüm programı bitirdim. Program, zıplama önleyicisi ve 7 bölmeli LED sürücüsünü test etmeye yarıyor. Her tuşa basılınca LED'lerdeki sayı bir artıyor. Eğlence olsun diye azalma özelliği de ekledim. Bir anahtar sayma yönünü belirliyor. Bu programı yazdığım çok iyi oldu. Çünkü zıplama önleyicisinde ve LED sürücüsünde önemli hatalar varmış. Şimdi ikisi de çatır çatır çalışıyor. İnternete koyduğum dosyaları da düzelttim.

Zıplama önleyiciye, düzgün simulasyon yapabilmek için reset ekledim.

LED sürücüde basamakların yerleri tersti ve 4 rakamını yanlış basıyordu. İkisini de düzelttim.

Kart kutusundan çıktığında programlama jumperlarının üçü de takılıydı. Bu sayede kartı açar açmaz kart, prom'daki programı kendine yüklüyordu. FPGA'i USB'den programlamak için jumperları sadece ortadaki kalacak şekilde yapmak gerekiyor. Bununla ilgili kullanım kılavuzunda açıklama var.

Program kodlarına buradan ulaşılabilir.

Sayma işlemini tuşla değil de döner kodlayıcı ile yapmak istiyorum. Bir dahaki programda döner kodlayıcıyı kullanacağım. Üstelik döner kodlayıcı için de bir modül yapmış olurum.

Sık kullanılacak modüller

Kartım hala gelmedi. Kart gelene kadar kullanacağım garanti olan bazı modülleri yazayım dedim. Kartta kullanacağım garanti olan hangi modüller var?

• 7 bölmeli LED (Pmod kartım sayesinde 7 bölmeli displayim var)
  
• Düğmeler için zıplama önleyicisi (Debouncing circuit)
• LCD kontrol
• SDRAM kontrol

Kolaydan zora doğru sıraladım. SDRAM kontrol modülü yazmak çok zordur. Sürekli yenileme yapmak, okuma yazma protokolleri, gerekli zamanlama (timing) koşullarına dikkat etmek... Neyse ki Xilinx'in SDRAM için hazır kontrolörü var. http://www.xilinx.com/support/documentation/ip_documentation/opb_ddr.pdf adresinden kontrolörün dökümanına ulaşılabiliyor. Kendisini nasıl bulabiliriz, hiç ilgilenmedim ama ona da sıra gelecek.

Başlangıç olarak 7 bölmeli LED ve zıplama önleyici modülü yaptım. Basit modüller oldukları için ayrıntılı açıklama yapmıyorum.

7 bölmeli LED display modülüne 2 adet 4 bitlik data girişi var. Datada kaç varsa 16'lık düzende LED'lerde gösteriyor. Zaman çoğullamasını kendi yapıyor. Tabii bu yüzden clk lazım. Bir de reset pini olmalı ki modülü kapatabilelim.

Zıplama önleyicinin espirisi, tuşa basıldıktan belli bir süre geçene kadar kendini tuştan gelen sinyale kapaması. Sinyalde bir değişikli olduktan sonra 50 ms çıkışı sabit tutuyor. İnsan eli bir tuşa saniyede 20 defa basamayacağı için bir problem yok. Bekleme süresi 1 saniye olursa tuşa basıp hemen çekilince tuş 1 saniye basılı kalır. Tuşa basılı tutarken bırakıp geri basılırsa 1 saniye bırakılmış kalır. Bir de, asenkron bir giriş olduğu için sinyali bir flip floptan geçirerek kullanmak lazım. Yoksa kararlılık (stability) problemleri çıkabilir.

Kartım gelince ilk bu ikisini deneyeceğim :)

Dosyalar: sevensegment.v, debouncer.v