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

Ứng dụng Vi điều khiển 8051 – Giao tiếp LED 7 thanh Dương Quốc Hưng – BM Kỹ thuật Điện - Khoa Điện – ĐHKTCN TN - 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: 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. Ứng dụng Vi điều khiển 8051 – Giao tiếp LED 7 thanh Dương Quốc Hưng – BM Kỹ thuật Điện - Khoa Điện – ĐHKTCN TN - 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. ORG 0000H ;BAT DAU CHUONG TRINH MOV DPTR,#MA7DOAN ;LAM CHO DPTR CHI DEN BANG MA LED MAIN0: MOV R2,#00H ;R2=00 (DEM BAN DAU =0) MAIN1 MOV A,R2 MOVC A,@A+DPTR ;LAY MA 7 DOAN MOV P1,A ;RA LED HIEN THI LCALL DELAY INC R2 ;TANG GIA TRI DEM CJNE R2,#10,MAIN1 ;SS DEM VOI 10 LJMP MAIN0 ;LAP LAI TU DAU ; CHUONG TRINH CON DELAY DELAY: MOV R5,##0FFH LOOP1: MOV R6,#0FFH H1: DJNZ R6,H1 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. Ứng dụng Vi điều khiển 8051 – Giao tiếp LED 7 thanh Dương Quốc Hưng – BM Kỹ thuật Điện - Khoa Điện – ĐHKTCN TN - 4 - Sơ đồ hình 7.4 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 7 QA 13 B 1 QB 12 C 2 QC 11 D 6 QD 10 BI/RBO 4 QE 9 RBI 5 QF 15 LT 3 QG 14 U4 74247 A 7 QA 13 B 1 QB 12 C 2 QC 11 D 6 QD 10 BI/RBO 4 QE 9 RBI 5 QF 15 LT 3 QG 14 U2 74247 X1 CRYSTAL C1 1nF C2 1nF C3 10u R9 0.5K D1 DIODE Ứng dụng Vi điều khiển 8051 – Giao tiếp LED 7 thanh Dương Quốc Hưng – BM Kỹ thuật Điện - Khoa Điện – ĐHKTCN TN - 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: MOV TMOD,#10H ;SU DUNG TIMER 1 CHE DO 1 MOV R3,#25 ;TAO TRE 10s AGAIN: MOV TL1,#0FEH ;TL1 = FEH, BYTE THAP MOV TH1,#6FH ;TH1 = 6FH, BYTE CAO SETB TR1 ;KHOI DONG TIMER 1 BACK: JNB TF1,BACK ;KIEM TRA CO BO DINH THOI CLR TR1 ;TAT TIMER 1 CLR TF1 ;XOA CO TIMER 1 DJNZ R3,AGAIN ;NEU R3 KHAC 0 THI LAP LAI 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. Ứng dụng Vi điều khiển 8051 – Giao tiếp LED 7 thanh 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. Ứng dụng Vi điều khiển 8051 – Giao tiếp LED 7 thanh Dương Quốc Hưng – BM Kỹ thuật Điện - Khoa Điện – ĐHKTCN TN - 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: Ứng dụng Vi điều khiển 8051 – Giao tiếp LED 7 thanh Dương Quốc Hưng – BM Kỹ thuật Điện - Khoa Điện – ĐHKTCN TN - 8 - ORG 0H MAIN: MOV P2,#82h ; Mã của số 6 CLR P1.0 ; Hiện số CALL Delay SETB P1.0 MOV P2,#0A4H ; Mã của số 2 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. Ứng dụng Vi điều khiển 8051 – Giao tiếp LED 7 thanh Dương Quốc Hưng – BM Kỹ thuật Điện - Khoa Điện – ĐHKTCN TN - 9 - - Ví dụ: Thực hiện đoạn chương trình để hiển thị số tăng dần từ 00 đến 99 ra 2 Led 7 đoạn. 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 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 D0 3 Q0 2 D1 4 Q1 5 D2 7 Q2 6 D3 8 Q3 9 D4 13 Q4 12 D5 14 Q5 15 D6 17 Q6 16 D7 18 Q7 19 OE 1 LE 11 U2 74LS373 D0 3 Q0 2 D1 4 Q1 5 D2 7 Q2 6 D3 8 Q3 9 D4 13 Q4 12 D5 14 Q5 15 D6 17 Q6 16 D7 18 Q7 19 OE 1 LE 11 U3 74LS373 X1 CRYSTAL C1 1nF C2 1nF C3 10u R9 0.5K D1 DIODE Ứng dụng Vi điều khiển 8051 – Giao tiếp LED 7 thanh Dương Quốc Hưng – BM Kỹ thuật Điện - Khoa Điện – ĐHKTCN TN - 10 - org 0h main: MOV 30H,#0 ;Ô nho 30h chua giá tri xuât ra Led lap: MOV A,30H MOV B,#10 ;A chua sô hàng chuc, B, chua sô DIV AB ;hàng don vi MOV DPTR,#Maled7 MOVC A,@A+DPTR ;Lay mã Led 7 doan MOV P2,A SETB P3.1 ;Xuât sô hàng chuc CLR P3.1 MOV A,B MOVC A,@A+DPTR MOV P2,A SETB P3.0 ;Xuât sô hàng don vi CLR P3.0 CALL Delay INC 30H ;Tang ô nho 30h MOV A,30H CJNE A,#100,lap ;Nêu giá tri ô nho tang dên 100 SJMP main ;thì giam vê 0 ; 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 [...]... D5 D6 D7 OE LE 74 LS 373 a2 b2 c2 d2 e2 f2 g2 PHóT OE LE 74 LS 373 a 3 b 4 c 7 d 8 e 13 f 14 g 17 18 a1 b1 c1 d1 e1 f1 g1 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 2 a4 5 b4 6 c4 9 d4 12 e4 15 f4 16 g4 19 a3 b3 c3 d3 e3 f3 g3 PHóT a4 b4 c4 d4 e4 f4 g4 GI¢Y GI¢Y ng d ng Vi i u khi n 8051 – Giao ti p LED 7 thanh 74 LS 373 Hình v bài 1 Dương Qu c Hưng – BM K thu t i n - Khoa i n – HKTCN TN a 3 b 4 c 7 d 8 e 13 f 14 g 17 18 -... Q6 Q7 - 12 - m s xung t c ng P3.4 hi n th lên LED 7 C3 100u XTAL2 P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0 .7/ AD7 2 5 6 9 12 15 16 19 1 29 30 31 XTAL1 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 m 0 ch C2 U1 19 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 ng d ng Vi i u khi n 8051 – Giao ti p LED 7 thanh 33p 3 4 7 8 13 14 17 18 Bài 2: L p trình cho b o n C1 Hình v bài 2 Dương Qu c Hưng – BM K thu t i n - Khoa i n – HKTCN... P2.5/A13 P2.6/A14 P2 .7/ A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3 .7/ RD 39 38 37 36 35 34 33 32 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17 LE2 1 11 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 2 a2 5 b2 6 c2 9 d2 12 e2 15 f2 16 g2 19 OE LE 74 LS 373 U2 a b c d e f g a 3 b 4 c 7 d 8 e 13 f 14 g 17 18 LE3 1 11 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 2 a3 5 b3 6 c3 9... Q5 Q6 Q7 2 5 6 9 12 15 16 19 A2 B2 C2 D2 E2 F2 G2 2 5 6 9 12 15 16 19 A3 B3 C3 D3 E3 F3 G3 OE LE 74 LS 373 AT89C51 U4 Digital Clock Input A B P2.0 P2.1 P2.2 P2.3 P2.4 P2.5 P2.6 C D P0.0 3 4 7 8 13 14 17 18 1 11 A3 B3 C3 D3 E3 F3 G3 DISPLAY BLOCK U3 3 4 7 8 13 14 17 18 A2 B2 C2 D2 E2 F2 G2 OE LE 74 LS 373 P2.0 P2.1 P2.2 P2.3 P2.4 P2.5 P2.6 A1 B1 C1 D1 E1 F1 G1 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 OE LE 74 LS 373 Q0 Q1... 1 11 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 2 a1 5 b1 6 c1 9 d1 12 e1 15 f1 16 g1 19 OE LE U4 a 3 b 4 c 7 d 8 e 13 f 14 g 17 18 C1 U1 1nF 19 X1 CRYSTAL C2 1nF 18 9 29 30 31 C3 10u D1 DIODE R9 0.5K LE1 LE2 LE3 LE4 1 2 3 4 5 6 7 8 XTAL1 XTAL2 RST PSEN ALE EA P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1 .7 P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0 .7/ AD7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10... 3 4 5 6 7 8 RST PSEN ALE EA P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1 .7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2 .7/ A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3 .7/ RD 39 38 37 36 35 34 33 32 P0.0 P0.1 P0.2 21 22 23 24 25 26 27 28 P2.0 P2.1 P2.2 P2.3 P2.4 P2.5 P2.6 10 11 12 13 14 15 16 17 P0.2 1 11 A1 B1 C1 D1 E1 F1 G1 P0.1 1 11 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Q0 Q1 . 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 Ứng dụng Vi điều khiển 8051 – Giao tiếp LED 7 thanh Dương. như hình 7- 6. Ứng dụng Vi điều khiển 8051 – Giao tiếp LED 7 thanh Dương Quốc Hưng – BM Kỹ thuật Điện - Khoa Điện – ĐHKTCN TN - 7 - Trong sơ đồ hình 7- 6 ta dùng IC 74 47 (74 LS2 47) đóng vai. Kiểu này dùng 8 đường IO. Ứng dụng Vi điều khiển 8051 – Giao tiếp LED 7 thanh Dương Quốc Hưng – BM Kỹ thuật Điện - Khoa Điện – ĐHKTCN TN - 3 - - Giao tiếp gián tiếp: kiểu này chỉ dùng 4 đường