Ứng dụng vi điều khiển 8051 – giao tiếp LED 7 thanh

MỤC ĐÍCH Giúp sinh viên khảo sát các vấn đềsau: Sửdụng phần mềm Proteus đểmô phỏng mạch điện. Tìm hiểu các phương pháp hiển thịdữliệu ra Led 7 đoạn dùng VĐK 8051. THIẾT BỊSỬDỤNG Máy vi tính. Phần mềm Proteus đểmô phỏng IDE 8051 hoặc KEIL C đểdịch chương trình nguồn NỘI DUNG

Trang 1

* MỤC ĐÍCH

Giúp sinh viên khảo sát các vấn đề sau:

- Sử dụng phần mềm Proteus để mô phỏng mạch điện

- Tìm hiểu các phương pháp hiển thị dữ liệu ra Led 7 đoạn dùng VĐK 8051

* THIẾT BỊ SỬ DỤNG

- Máy vi tính

- Phần mềm Proteus để mô phỏng

- IDE 8051 hoặc KEIL C để dịch chương trình nguồn

* NỘI DUNG

1 Cơ sở lý thuyết

Cấu trúc và mã hiển thị dữ liệu trên Led 7 đoạn

Đối với dạng Led anode chung, chân COM phải có mức logic 1 và muốn sáng Led thì tương ứng các chân a - f, dp sẽ ở mức logic 0

Bảng mã cho Led Anode chung:

Trang 2

Ứng dụng Vi điều khiển 8051 – Giao tiếp LED 7 thanh

Dương Quốc Hưng – BM Kỹ thuật Điện - Khoa Điện – ĐHKTCN TN - 2 -

Đối với dạng Led anode chung, chân COM phải có mức logic 0 và muốn sáng Led thì tương ứng các chân a - f, dp sẽ ở mức logic 1

Bảng mã cho Led Cathode chung:

2 Giao tiếp

a Giao tiếp 1 led 7 đoạn

-Giao tiếp trực tiếp: kiểu này sẽ dùng 1 port (như hình 7-3) Kiểu này dùng 8 đường

IO

Trang 3

- Giao tiếp gián tiếp: kiểu này chỉ dùng 4 đường kết nối với IC giải mã led 7 đoạn như hình 7-4 Kiểu này dùng 4 đường IO

VÍ DỤ 1: HÃY DÙNG SƠ ĐỒ HÌNH 7-3, VIẾT CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 1 LED 7 ĐOẠN ĐẾM LÊN TỪ 0 ĐẾN 9

MAIN1 MOV A,R2

LCALL DELAY

; -CHUONG TRINH CON DELAY

DELAY: MOV R5,##0FFH

LOOP1: MOV R6,#0FFH

DJNZ R5,LOOP1

RET

; -KHAI BAO MA 7 DOAN TU SO '0' DEN SO '9'

MA7DOAN:

DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H

END

VÍ DỤ 2: HÃY DÙNG SƠ ĐỒ HÌNH 7-4, VIẾT CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 2 LED 7 ĐOẠN ĐẾM LÊN TỪ 00 ĐẾN 99

Trang 4

P2.0 P2.1 P2.2 P2.3 P2.4 P2.5 P2.6 P2.7

E2 F2 G2

A2 B2 C2 D2

A1 B1 C1 D1 E1 F1 G1

P2.0 P2.1 P2.2 P2.3

A1 B1 C1 D1 E1 F1 G1

A2 B2 C2 P2.7

G2

P2.4 P2.5 P2.6

D2 E2 F2

XTAL2 18

XTAL1 19

ALE 30 EA 31 PSEN 29

RST 9

P0.0/AD0 39 P0.1/AD1 38 P0.2/AD2 37 P0.3/AD3 36 P0.4/AD4 35 P0.5/AD5 34 P0.6/AD6 33 P0.7/AD7 32

P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8

P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.7/RD 17 P3.6/WR 16 P3.5/T1 15 P2.7/A15 28

P2.0/A8 21 P2.1/A9 22 P2.2/A10 23 P2.3/A11 24 P2.4/A12 25 P2.5/A13 26 P2.6/A14 27 U1

AT89C51

A

B

C

D

BI/RBO

RBI

LT

U4

74247

A

B

C

D

BI/RBO

RBI

LT

U2

74247

X1

CRYSTAL

C1

1nF

C2

1nF

C3

10u

R9

0.5K

D1

DIODE

Trang 5

ORG 0H

START:

MOV R1,#00H

LAP: MOV A,R1

ACALL CHUYENBCD

MOV P2,A

ACALL DELAY

INC R1

CJNE R1,#100,LAP

CHUYENBCD:

MOV B,#10

DIV AB

SWAP A

ADD A,B

RET

DELAY:

CLR TR1 ;TAT TIMER 1

RET

END

b Giao tiếp nhiều led 7 đoạn

* Sử dụng phương pháp quét

Để làm quen với cách thức giao tiếp điều khiển nhiều led 7 đoạn thì nên kết nối theo phương pháp quét Sơ đồ nguyên lý của led 7 đoạn hình 7-5

Tại mỗi một thời điểm ta chỉ cho 1 transistor dẫn và 7 transistor còn lại tắt, dữ liệu gửi

ra sẽ sáng trên led tương ứng với transistor dẫn Sau đó cho 1 transistor khác dẫn và gửi dữ liệu hiển thị cho led đó, quá trình điều khiển này diễn ra lần lượt cho đến khi hết 8 led

Với tốc độ gửi dữ liệu nhanh và do mắt ta có lưu ảnh nên ta nhìn thấy 8 led sáng cùng 1 lúc

Trang 6

Dương Quốc Hưng – BM Kỹ thuật Điện - Khoa Điện – ĐHKTCN TN - 6 - Trong sơ đồ hình 7-5 ta có thể giảm bớt số lượng đường điều khiển bằng cách dùng thêm IC số đóng vai trò quét và giải mã như hình 7-6

Trang 7

Trong sơ đồ hình 7-6 ta dùng IC 7447 (74LS247) đóng vai trò giải mã số BCD sang mã 7 đoạn, IC 74138 có chức năng giải mã 3 đường sang 8 đường điều khiển 8 transistor Số lượng đường điều khiển cần dùng là 7 đường

Trong 7 đường điều khiển của port1 thì vi điều khiển sẽ dùng 4 bit thấp để gửi mã BCD ra IC giải mã điều khiển led 7 đoạn, 3 bit tiếp theo dùng để điều khiển IC giải mã cho phép 1 transistor dẫn Đường tín hiệu P1.7 điều khiển chân cho phép của IC 74138: khi muốn cho phép hiển thị thì P1.7 phải ở mức 0, khi cấm thì P1.7 phải ở mức

H

Trong phương pháp quét sử dụng 8 led thì thời gian được phép sáng của 1 led bằng 1/8 chu kỳ quét, thời gian tắt bằng 7/8 chu kỳ quét Do thời gian led tắt khá dài so với thời gian led sáng nên phải quét nhanh thì ta mới nhìn thấy tất cả các led đều sáng

Với led đơn sáng ½ chu kỳ và tắt ½ chu kỳ thì tần số để mắt ta nhìn thấy led sáng liên tục (sáng luôn do mắt lưu ảnh) đo được trong thực tế phải > 40Hz

Với 8 led 7 đoạn dùng phương pháp quét thì tần số quét đo được trong thực tế phải lớn hớn >60Hz

Ví dụ: Với sơ đồ như hình vẽ Thực hiện đoạn chương trình để hiển thị số 26 ra 2 Led

7 đoạn:

Trang 8

ORG 0H

MAIN:

CALL Delay

SETB P1.0

CLR P1.1

CALL Delay

SETB P1.1

SJMP MAIN

Delay:

PUSH 07H

MOV R7,#100

DJNZ R7,$

POP 07H

RET

END

(Lưu ý khi mô phỏng trên Proteus phương pháp quét ko được hỗ trợ, tuy nhiên làm mạch thực hoàn toàn chạy đúng)

* Sử dụng phương pháp chốt

Khi thực hiện tách riêng các đường dữ liệu của Led, ta có thể cho phép các Led sáng đồng thời mà sẽ không có hiện tượng ảnh hưởng giữa các Led IC chốt cho phép lưu trữ dữ liệu cho các Led có thể sử dụng là 74LS373, 74LS374

Trang 9

P2.0 P2.0 P2.1 P2.1 P2.2 P2.2 P2.3 P2.3 P2.4 P2.4 P2.5 P2.5 P2.6 P2.6

P3.0 P3.1 P3.1

P2.0 P2.1 P2.2 P2.3 P2.4 P2.5 P2.6

P3.0

A1

G2

B1 C1 D1 E1 F1 G1

A2 B2 C2 D2 E2 F2

A1 B1 C1 D1 E1 F1 G1

A2 B2 C2 D2 E2 F2 G2

XTAL2 18

XTAL1 19

RST 9

P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8

P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.7/RD 17 P3.6/WRP3.5/T1 16

15 P2.7/A15 28

AT89C51

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

OE 1 LE 11 U2

74LS373

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

OE 1 LE 11 U3

74LS373

X1

CRYSTAL

C1

1nF

C2

1nF

C3

10u

R9

0.5K

D1

DIODE

Trang 10

org 0h

main:

lap:

MOV A,30H

MOV DPTR,#Maled7

MOVC A,@A+DPTR ;Lay mã Led 7 doan

MOV P2,A

CLR P3.1

MOV A,B

MOVC A,@A+DPTR

MOV P2,A

CLR P3.0

CALL Delay

MOV A,30H

; -

Maled7: DB 0C0h,0F9h,0A4h,0B0h,99h,92h,82h,0F8h,80h,90h

; -

Delay:

PUSH 07

PUSH 06

MOV R6,#255

Delay1:

MOV R7,#255

DJNZ R7,$

DJNZ R6,Delay1

POP 06

POP 07

RET

END

Bài tập:

Bài 1: Vẽ và mô phỏng mạch điều khiển 4 LED 7 thanh bằng phương pháp chốt Điều khiển LED 7 thanh đếm PHÚT, GIÂY (dùng Timer tạo trễ) từ 00:00 đến 59:59

Trang 11

a1

g1

a2

g2

b1 c1 d1 e1 f1

b2 c2 d2 e2 f2

a b c d e f g

a

b c d e f g

a2

a3

a4

a3

g3

a4

g4

b3 c3 d3 e3

d4 c4 b4

b1 c1 d1 e1 f1 g1

b2 c2 d2 e2 f2 g2

b3 c3 d3 e3 f3 g3

b4 c4 d4 e4 f4 g4

LE1 LE2 LE3 LE4

LE1

LE2

LE3

LE4

XTAL2 18

XTAL1 19

RST 9

P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8

P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.7/RD 17 P3.6/WRP3.5/T1 16 15 P2.7/A15 28

P2.0/A8 21 P2.1/A9 22 P2.2/A10 23 P2.3/A11 24 P2.4/A12 25 P2.5/A13 26 P2.6/A14 27

U1

AT89C51

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

OE 1 LE 11

U2

74LS373 D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

OE 1 LE 11

U3

74LS373

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

OE 1 LE 11

U4

74LS373

D0 Q0 D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

OE 1 LE 11 74LS373

X1

CRYSTAL

C1

1nF

C2

1nF

C3

10u

R9

0.5K

D1

DIODE

Trang 12

P2.0 P2.2 P2.4 P0.0 P2.5 P0.1 P2.6 P0.2

P0.2

P2.0 P2.5 P2.1 P2.6 P2.2 P2.3 P2.5

P0.1

A1

G2

B1 C1 E1 G1

A2 B2 C2 D2 E2 F2

A1 C1 E1 G1

A2 C2 E2 G2

P2.0 P2.1 P2.3

P2.0 P2.1 P2.3 P2.5

P0.0

G3

A3 B3 C3 D3 E3 F3

A3 C3 E3 G3

XTAL2 18 XTAL1 19

RST 9

P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8

P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.7/RD 17 P3.6/WRP3.5/T1 16 15 P2.7/A15 28

AT89C51

X1

12MH

C1

33p

C2

33p

C3

100u

R23

0.5k

Digital Clock Input

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

OE 1 LE 11 U2

74LS373

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

OE 1 LE 11 U3

74LS373

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

OE 1 LE 11 U4

74LS373

A B C D

DISPLAY BLOCK

Định dạng
Số trang	12
Dung lượng	360,48 KB