Giao tiếp bàn phím ma trận, LCD và PPI8255

Giao tiếp bàn phím ma trận, LCD và PPI8255

Bài tập lớn - nhóm 9 ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG  BÁO CÁO Giao tiếp bàn phím ma trận, LCD và PPI8255 GVHD: Thầy Nguyễn Thanh Hiếu Danh sách nhóm 9: Nguyễn Thanh Duy Nguyễn Thị Các Linh Phan Thị Huỳnh Giao Phạm Văn Hiếu Bùi Văn Thời Nguyễn Ngọc Thương 1 Bài tập lớn - nhóm 9 Nhận xét của Giáo Viên Hướng Dẫn  ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… TP.HCM, ngày…. .Tháng 12 năm 2013 Giáo viên hướng dẫn 2 Bài tập lớn - nhóm 9 I. Yêu cầu : Bàn phím ma trận nhận dữ liệu được nhập vào và xuất ra LCD II. Nội dung báo cáo A. PHẦN 1  Tìm hiểu về vi điều khiển 8051……………….4  Giới thiệu về PPI 8255……………………… 7  Giới thiệu về bàn phím giao tiếp 44……… 11  Giới thiệu về LCD…………………………. …14 B. PHẦN 2  Sơ đồ nguyên lý………………………………21  Lưu đồ giải thuật…………………………… 22  Viết chương trình cho vi điều khiển………… 23  Mạch mô phỏng protues 3 Bài tập lớn - nhóm 9 A. PHẦN 1 I. Giới thiệu vi điều khiển 8501 GIỚI THIỆU HỌ MSC-51 MCS-51 là họ IC vi điều khiển do hãng Intel sản xuất. Các IC tiêu biểu cho họ là 8051 và 8031. Các sản phẩm MSC-51 thích hợp cho những ứng dụng điều khiển. Việc xử lý trên Byte và các toán số học ở cấu trúc dữ liệu nhỏ được thực hiện bằng nhiều chế độ truy xuất dữ liệu nhanh trên RAM nội. Chíp này có đặc điểm : 4 port , 8bit , có tốc độ, công suất thấp có lập trình được nhờ bộ nhớ Flash và dùng thuật ngữ lập trình 80C51 Được sử dụng để điều khiển công nghiệp hay tự động hoá AT89C51 cung cấp những đặc tính chuẩn như sau : 4 KB bộ nhớ chỉ đọc có thể xóa và lập trình nhanh (EPROM), 128 Byte RAM, 32 đường I/O, 2 TIMER/COUNTER 16 Bit, vecto ngắt có cấu trúc 2 mức ngắt, một Port nối tiếp bán song công, 1 mạch dao động tạo xung Clock và dao động ON-CHIP. Thêm vào đó, AT89C51 được thiết kế với logic tĩnh cho hoạt động đến mức không tần sốvà hỗ trợ hai phần mềm có thể lựa chọn những chế độ tiết kiện công suất, chế độ chờ (IDLE MODE) sẽ dừng CPU trong khi vẫn cho phép RAM, timer/counter, port nối tiếp và hệ thống ngắt tiếp tục hoạt động. Chế độ giảm công suất sẽ lưu nội dung RAM những sẽ treo bộ dao động làm khả năng hoạt động của tất cả những chức năng khác cho đến khi Reset hệ thống Bộ nhớ chương trình bên trong: 4 KB (ROM) 4 Bài tập lớn - nhóm 9 Cấu trúc của 8051 Chức năng các chân của AT89C51 5 Bài tập lớn - nhóm 9 89C51 có tất cả 40 chân có chức năng như các đường xuất nhập. trong đó có 24 chân có tác dụng kép (có nghĩa 1 chân có 2 chức năng), mỗi đường có thể hoạt động như đường xuất nhập hoặc như đường điều khiển hoặc là thành phần của các bus dữ liệu và bus địa chỉ. Các port: 1/ Port 0 là port có hai chức năng ở các chân 32-39 của 89C51. trong các thiết kế cỡ nhỏ không dùng bộ nhớ mở rộng, nó có chức năng như các đường IO. Đối với các thiết kế cỡ lớn có bộ nhớ mở rộng, nó được kết hợp giữa bus địa chỉ và bus dữ liệu. 2/ Port 1 là port IO trên các chân 1-8 các chân được kí hiệu `p1.0, p1.1, p1.2, có thể dùng cho giao tiếp với các thiết bị ngoài nếu cần. port 1 không có chức năng khác, vì vậy chúng chỉ được dùng cho giao tiếp với các thiết bị bên ngoài. 3/ Port 2 là 1 port có tác dụng kép trên các chân 21-28 được dùng như các đường xuất nhập hoặc là byte cao của bus địa chỉ đối với các thiết bị dùng bộ nhớ mở rộng. 4/ Port 3 là port có tác dụng kép trên các chân 10-17 các chân, các chân của port này có nhiều chức năng, các công dụng chuyển đổi có liên hệ với các đặc tính đặc biệt của 89C51 như bảng sau Các ngõ ra tín hiệu điều khiển: a/Ngõ tín hiệu PSEN: - Psen là tín hiệu ngõ ra ở chân 29 có tác dụng cho phép đọc bộ nhớ chương trình mở rộng thường nói đến chân OE của Eprom cho phép đọc các byte mở rộng 6 Bài tập lớn - nhóm 9 - Psen ở mức thấp trong thời gian Microcontroller 8951 lấy lệnh. Các mã lệnh của chương trình đọc từ Eprom qua bus dữ liệu và được chốt từ thanh ghi bên trong 8951 để giải mã lệnh. Khi 8951 thi hành chương trình trong Rom nội Psen sẽ ở mức logic1. b/ Ngõ tín hiệu điều khiển ALE ALE (Address Latch Enable): cho phép chốt địa chỉ, chân số 30. - Chức năng: • Là tín hiệu cho phép chốt địa chỉ để thực hiện việc giải đa hợp cho bus địa chỉ byte thấp và bus dữ liệu đa hợp (AD0 – AD7). • Là tín hiệu xuất, tích cực mức cao. ALE = 0 →trong thời gian bus AD0 - AD7 đóng vai trò là bus D0 - D7. ALE = 1 →trong thời gian bus AD0 - AD7 đóng vai trò là bus A0 - A7. - Khi lập trình cho ROM trong chip thì chân ALE đóng vai trò là ngõ vào của xung lập trình. c/Chân EA\: - EA (External Access): truy xuất ngoài, chân số 31. - Chức năng: • Là tín hiệu cho phép truy xuất (sử dụng) bộ nhớ chương trình (ROM) ngoài. • Là tín hiệu nhập, tích cực mức thấp. EA\ = 0 →Chip 8051 sử dụng chương trình của ROM ngoài. EA\ = 1 →Chip 8051 sử dụng chương trình của ROM trong. - Khi lập trình cho ROM trong chip thì chân EA đóng vai trò là ngõ vào của điện áp lập trình d/Chân RST 7 Bài tập lớn - nhóm 9 Ngõ vào RST ở chân 9 là ngõ vào reset của 89C51, khi ngõ vào tín hiệu này đưa lên cao ít nhất là 2 chu kỳ máy, các thanh ghi bên trong đươc nạp những giá trị thích hợp để khởi động hệ thống, khi cấp mạch điện tự động reset. II. GIỚI THIỆU VỀ PPI 8255 a. Giới thiệu về PPI8255 - PPI: programmable peripheral interface – giao tiếp ngoại vi lập trình được - Dùng 8255 để mở rộng I/O. từng port có thể lập trình là input hay output một cách linh hoạt bằng phần mềm (so sánh với việc thiết kế I/O port dùng 74LS244 và 74LS373 ở chương 1 → input hay output được thiết kế “cứng”,cố định). - Các chân: D0÷D7: bus dữ liệu 2 chiều PA0÷PA7: port A. PB0÷PB7: port B. PC0÷PC7: port C. /RD: Read. (Nối với /RD (P3.7) của 8051.) /WR: Write. (Nối với /WR của 8051.) RESET: khởi động lại 8255. (thường được nối với mạch reset của 8051 hoặc GND. /CS: chọn chíp.) A0, A1: địa chỉ port. (Nối với bus địa chỉ.) 8 Bài tập lớn - nhóm 9 - hoạt động I/O cơ bản của 3 mode: o Mode 0: I/O đơn giản o Mode 1: I/O có bắt tay o Mode 2: bus 2 chiều 9 Bài tập lớn - nhóm 9 b. Sơ đồ ghép nối PPI 8255 với IC 8051 10 [...]... lớn - nhóm 9 c Giao tiếp PPI8255 với LCD 11 Bài tập lớn - nhóm 9 III Giới thiệu về bàn phím giao tiếp 44 Có 2 cách xác định phím nhấn bằng phần cứng và phần mềm: Ở đây ta xác định mã các phím nhấn bằng phần mềm: - Khi nhấn phím thì hàng và cột tương ứng sẽ được nối với nhau - Để xác định được phím nhấn ta qt bàn phím: ta thực hiện qt từng hàng, đầu tiên cho hàng 1 ở mức logic 0, các hàng và cột khác ở... LCALL WAIT _LCD RET 21 Bài tập lớn - nhóm 9 B Phần 2: thực hành 1 Sơ đồ ngun lý 2 Lưu đồ giải thuật 22 Bài tập lớn - nhóm 9 Chương trình Delay Start KKhai báo qt phím Khởi tạo các port vào ra của 8051 Khởi tạo các port của PPI 8255 Thiết lập các lệnh khởi tạo cho LCD Giao tiếp PPI 8255 với 8051 Chương trình cho phím Nhấn phím Giao tiếp PPI 8255 với LCD Chương trình chính Chương trình cho LCD Xử lý dữ... MOV DATA,#0EH ;LCD on, cursor off CLR E ;tạo cạnh xuống trên E LCALL WAIT _LCD ;chờ đến khi LCD hết bận SETB E ;E = 1 để tạo cạnh xuống, bắt đầu lệnh CLR RS ;chọn chế độ gởi lệnh MOV DATA,#06H ;vò trí cursor tự động dòch sang phải khi có CLR E ;tạo cạnh xuống trên E LCALL WAIT _LCD ;chờ đến khi LCD hết bận RET Xóa màn hình hiển thò LCD CLR _LCD: SETB E CLR RS MOV DATA,#01H CLR E LCALL WAIT _LCD 20 Bài tập... R1,#00H SUBB A,R6 MOV R6,#00H MOV R5,A RET VI Giao tiếp với LCD - Trong những năm gần đây, LCD đã được sử dụng rộng rãi thay thế cho LED 7 đoạn hay các loại LED nhiều đoạn khác Đó là do giá thành ngày càng giảm của các loại 14 Bài tập lớn - nhóm 9 LCD; khả năng hiển thò đa dạng bao gồm cả chữ số, chữ cái và cả các ký tự graphic; việc tích hợp các bộ điều khiển LCD vào cùng một module, giúp cho CPU khỏi phải... cho các lệnh LCD kế RET Khởi động LCD - Trước khi có thể sử dụng LCD thì ta phải khởi động và đặt cấu hình cho nó - Toàn bộ mã khởi động như sau: INIT _LCD: SETB E ;E = 1 để tạo cạnh xuống, bắt đầu lệnh LCD CLR RS ;chọn chế độ gởi lệnh MOV DATA,#38H ;chọn bus 8 bit, font ký tự 5x8, 2 hàng CLR E ;tạo cạnh xuống trên E 19 Bài tập lớn - nhóm 9 LCALL WAIT _LCD ;chờ đến khi LCD hết bận SETB E ;E = 1 để tạo... giúp cho CPU khỏi phải điều khiển liên tục việc hiển thò dữ liệu; và sự dễ dàng trong việc lập trình hiển thò trên LCD Để chuẩn hóa việc điều khiển các loại LCD khác nhau, các hãng sản xuất LCD thường sử dụng một loại IC điều khiển là HD44780 của hãng Hitachi Điều này giúp cho việc điều khiển LCD được dễ dàng và chuẩn hóa Mô tả các chân của LCD Chân số 1 2 3 Tên VSS VDD Vo Mức logic GND +5V 0 +5 V Chức... của LCD (ROM CODE A00) 17 Bài tập lớn - nhóm 9 - Chương trình con kiểm tra trạng thái bận của LCD 18 Bài tập lớn - nhóm 9 WAIT _LCD: CLR E ; E = 0 để tạo cạnh lên, bắt đầu lệnh LCD CLR RS ;chọn chế độ gởi lệnh SETB RW ;chọn chế độ đọc dữ liệu MOV DATA,#0FFH ;chọn DATA là input SETB E ;tạo cạnh lên MOV A,DATA ;đọc giá trò trả về JB ACC.7,WAIT _LCD ;nếu DB7 = 1, LCD vẫn bận CLR RW ;tắt RW cho các lệnh LCD. .. trị hàng và cột thơng qua Port 1 - Nếu 1 phím nào đó được nhấn: hàng và cột tương ướng nối với nhau và ở mức logic 0, tn theo quy tắc sau ta xác định mã phím: +Ta có số hàng là 4: đếm theo thứ tự: hi = 1(ứng với H4), 2( ứng với H3), 3(ứng với H2), 4(ứng với H1) ci = 0 (ứng với C1), 4(ứng với C2), 8(ứng với C3), 12(ứng với C4) 12 Bài tập lớn - nhóm 9 Ta có thể thấy các cột hơn kém nhau 4 đơn vị Ma phimi... liệu 15 Bài tập lớn - nhóm 9 • • • • • • ƒ VSS, VDD: các chân nguồn và GND của LCD ƒ Vo: chân điều khiển độ tương phản của màn hình hiển thò RS (register select): Có 2 thanh ghi rất quan trọng trong LCD là thanh ghi lệnh và thanh ghi dữ liệu Nếu RSở mức thấp, thanh ghi lệnh sẽ được chọn, cho phép người sử dụng gởi các mệnh lệnh đến LCD chẳng hạn như xóa màn hình hiển thò hoặc chuyển con trỏ về đầu dòng,... chọn, cho phép người sử dụng gởi các dữ liệu ký tự để hiển thò lên LCD R/W (read/write): Cho phép ghi các lệnh hay dữ liệu ký tự lên LCD hoặc đọc các dữ liệu ký tự hay thông tin trạng thái từ các thanh ghi của nó E (enable): Dùng để chốt các lệnh hay dữ liệu giữa module LCD và cácđường dữ liệu của nó Khi ghi dữ liệu ra màn hình hiển thò LCD, dữ liệu sẽ được chốt khi có xung cạnh xuống ở chân này Xung . nhóm 9 ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG  BÁO CÁO Giao tiếp bàn phím ma trận, LCD và PPI8255 GVHD: Thầy. nhóm 9 c. Giao tiếp PPI8255 với LCD 11 Bài tập lớn - nhóm 9 III. Giới thiệu về bàn phím giao tiếp 44. Có 2 cách xác định phím nhấn bằng phần cứng và phần