GIAO TIẾP BÀN PHÍM HIỂN THỊ LCD DÙNG 89C51

GIAO TIẾP BÀN PHÍM HIỂN THỊ LCD DÙNG 89C51

Đ ht Ồ ÁN 1 ttp://www.e T G G I I ebook.edu.v TỔNG TRƯỜN B B Á I I A A O O T T I I vn G LIÊN Đ NG ĐẠ KHO A Á Á O O C C I I Ế Ế P P B B À À D D T ĐOÀN LA I HỌC A ĐIỆN   C C Á Á O O À À N N P P H H D D Ù Ù N N G G G G V V H H D D : : SVTH: MSSV: KHÓA Tháng 10 n TRẦ AO ĐỘNG TÔN Đ N – ĐIỆN   O O Đ Đ Ồ Ồ H H Í Í M M H H I I 8 8 9 9 C C 5 5 1 1 T T h h s s . . Đ Đ Ặ Ặ N N TRẦN NG 070642D : 11 năm 2010 ẦN NGỌC L G VIỆT N ĐỨC TH N TỬ Á Á N N I I Ể Ể N N T T H H 1 1 N N G G N N G G Ọ Ọ C C GỌC LÝ * * * * * * L Ớ LÝ_070642 NAM HẮNG 1 1 H H Ị Ị L L C C D C C M M I I N N H H Đ Đ ỚP: 07DD D_07DD2D 1 D D Đ Đ Ứ Ứ C C D2D ĐỒ ÁN 1 TRẦN NGỌC LÝ_070642D_07DD2D 2 http://www.ebook.edu.vn NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ---o0o--- Tp. Hồ Chí Minh, ngày… tháng …năm 2010 Giáo viên hướng dẫn Th.s ĐẶNG NGỌC MINH ĐỨC ĐỒ ÁN 1 TRẦN NGỌC LÝ_070642D_07DD2D 3 http://www.ebook.edu.vn ---o0o--- Tp. Hồ Chí Minh, ngày… tháng …năm 2010 Giáo viên phản biện ĐỒ ÁN 1 TRẦN NGỌC LÝ_070642D_07DD2D 4 http://www.ebook.edu.vn LỜI CẢM ƠN! h Trước khi giới thiệu hoàn chỉnh báo cáo này, em xin được bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy cô đã quan tâm, hướng dẫn em hoàn thành tốt, đặc biệt là thầy Đặng Ngọc Minh Đức, người trực tiếp hướng dẫn thực hiện đồ án này. Trong quá trình làm đồ án , em không thể tránh khỏi những sai sót, lúng túng nếu không có sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô thì có lẽ em khó có thể hoàn thành tốt. Một lần nữa, em xin được gửi nhữ ng lời cảm ơn chân thành nhất đến các thầy cô h Trong đồ án này cũng có tham khảo các tài liệu trên trang web, sách hướng dẫn của các tác giả khác Xin cảm ơn! ĐỒ ÁN 1 TRẦN NGỌC LÝ_070642D_07DD2D 5 http://www.ebook.edu.vn MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU YÊU CẦU ĐỀ TÀI CHƯƠNG 1.1: GIỚI THIỆU VỀ AT89C51 CHƯƠNG 1.1.1: GIỚI THIỆU HỌ MSC-51 CHƯƠNG 1.1.2: SƠ ĐỒ CHÂN CỦA AT89C51 CHƯƠNG 1.1.3: SƠ ĐỒ KHỐI CỦA AT89C51 CHƯƠNG 1.1.4: CHỨC NĂNG CÁC CHÂN CỦA AT89C51 CHƯƠNG 1.1.5: TỔ CHỨC CỦA CHIP 8051 CHƯƠNG 1.1.6: BỘ NHỚ CHƯƠNG TRÌNH (ROM) CHƯƠNG 1.2: GIỚI THIỆU VỀ LCD (TEXT LCD) CHƯƠNG 1.2.1: HÌNH ẢNH LCD CHƯƠNG 1.2.2: GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC V Ề LCD CHƯƠNG 1.2.3: SƠ ĐỒ, CHỨC NĂNG LIÊN KẾT CÁC CHÂN CỦA LCD CHƯƠNG 1.2.4: GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ HD44780U CHƯƠNG 1.3: GIỚI THIỆU VỀ BÀN PHÍM GIAO TIẾP 4×4 CHƯƠNG 1.3.1: HÌNH ẢNH BÀN PHÍM CHƯƠNG 1.3.2: THUẬT TOÁN QUÉT PHÍM CHƯƠNG 2: THỰC HIỆN MÔ HÌNH ĐỒ ÁN CHƯƠNG 2.1: SƠ ĐỒ MẠCH NGUYÊN LÝ CHƯƠNG 2.2: MẠCH LAYOUT CHƯƠNG 2.3: LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT ĐỒ ÁN 1 TRẦN NGỌC LÝ_070642D_07DD2D 6 http://www.ebook.edu.vn TÓM TẮT SƠ LƯỢC ĐỒ ÁN 1. Cách thức quét phím 2. Khai báo các port cho AT89c51 và chức năng của từng port 3. Định dạng ký tự cho LCD 4. Vẽ mạch nguyên lý và mạch in, mạch mô phỏng proteus 5. Thực hiện làm mạch in 6. Viết chương trình và nạp code vào mạch 7. Thực hiện chạy mạch ĐỒ ÁN 1 TRẦN NGỌC LÝ_070642D_07DD2D 7 http://www.ebook.edu.vn CHƯƠNG 1. TÌM HIỂU YÊU CẦU ĐỀ TÀI 1.1. GIỚI THIỆU VỀ AT89C51 1.1.1. GIỚI THIỆU HỌ MSC-51 h 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 đọ truy xuất dữ liệu nhanh trên RAM nội. Chíp này có đặc đ iểm : 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 dộng hoá h 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 số và 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 ngát 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) - Bộ nhớ dữ liệu bên trong: 128 byte (RAM) - Bộ nhớ chương trình bên ngoài: 64 KB (ROM) - Bộ nhớ dữ liệu bên ngoài: 64 KB (RAM) - 4 port xuất nhập (I/O port) 8 bit - Mạch giao tiếp nối tiếp - Bộ xử lý bit (thao tác trên các bit riêng lẻ) - 210 vị trí nhớ được định địa chỉ, mỗi vị trí 1 bit ĐỒ ÁN 1 TRẦN NGỌC LÝ_070642D_07DD2D 8 http://www.ebook.edu.vn - Nhân / Chia trong 4 us - Tương thích với MCS-51 - 4K Bytes của hệ thống-Trong Reprogrammable Flash Memory - Độ bền: 1.000 Viết / Erase Cycles - Hoàn toàn tĩnh hoạt động: 0 Hz đến 24 MHz - Ba cấp bộ nhớ chương trình Lock - 128 x 8-bit RAM nội bộ - 32 lập trình I / O Lines - Hai 16-bit Timer / Counters - Sáu ngắt nguồn - Lập trình Serial Channel - Năng lượng thấp xuống Idle và chế độ Power 1.1.2. SƠ ĐỒ CHÂN CỦA AT89C51 U5 AT89C51 9 18 19 20 29 30 31 40 1 2 3 4 5 6 7 8 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17 39 38 37 36 35 34 33 32 RST XTA L2 XTA L1 GND PSEN ALE/PROG EA/VPP VCC 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 P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 Đ ht k h c á I N lầ tr t h d ữ c h Ồ ÁN 1 ttp://www.e 1.1.3. - C P hiển quá tr - OS ác khối tron - Inte NT1\), từ b ần lượt đưa - Oth ạng thái là hống. - RA M ữ liệu. - RO M hương trình ebook.edu.v SƠ ĐỒ K PU (Central rình hoạt độ SC (Oscilla ng chip ho errupt contr bộ định thờ a các tín hiệ her register àm việc của M (Random M (Read O h hoạt độn vn KHỐI CỦ l Processin ộng của hệ ator): Mạch ạt động. rol: Điều k ời (TIMER0 ệu ngắt này s: Các than a các khối t m Access M Only Memo g của chip ỦA AT89C ng Unit): Đ ệ thống. h dao động khiển ngắt _ 0, TIMER1 y đến CPU nh ghi khác trong chip Memory): ory): Bộ nh . TRẦ C51 Đơn vị xử lý _ tạo tín h _ nhận tín 1) và từ cổ U để xử lý. c _ lưu trữ trong suố t Bộ nhớ dữ hớ chương ẦN NGỌC L ý trung tâm hiệu xung c hiệu ngắt t ng nối tiếp dữ liệu củ quá t rình h ữ liệu trong trình trong LÝ_070642 m _ tính toá clock cung từ bên ngo p (SERIAL ủa các port hoạt động g chip _ lưu g chip _ lư D_07DD2D 9 án và điều cấp cho ài (INT0\, L PORT), xuất/nhập , của hệ u trữ các ưu trữ 9 , ĐỒ ÁN 1 TRẦN NGỌC LÝ_070642D_07DD2D 10 http://www.ebook.edu.vn - I/O ports (In/Out ports): Các port xuất/nhập _ điều khiển việc xuất nhập dữ liệu dưới dạng song song giữa trong và ngoài chip thông qua các port P0, P1, P2, P3. - Serial port: Port nối tiếp _ điều khiển việc xuất nhập dữ liệu dưới dạng nối tiếp giữa trong và ngoài chip thông qua các chân TxD, RxD. - Timer 0, Timer 1: Bộ định thời 0, 1 _ dùng để định thời gian hoặc đếm sự kiện (đếm xung) thông qua các chân T0, T1. - Bus control: Điều khiển bus _ điều khiển hoạ t động của hệ thống bus và việc di chuyển thông tin trên hệ thống bus. - Bus system: Hệ thống bus _ liên kết các khối trong chip lại với nhau. 1.1.4. CHỨC NĂNG CÁC CHÂN CỦA AT89C51 h 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 dường có thể hoạt động như đường xuất nhập hoặc như đường điều khiển ho ặc là thành phần của các bus dữ liệu và bus địa chỉ. a/ port 0: Port 0 (P0.0 – P0.7) 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 Lưu ý: Khi Port 0 đóng vai trò là port xuất nhập dữ liệ u thì phải sử dụng các điện trở kéo lên bên ngoài. - Khi lập trình cho ROM trong chip thì Port 0 đóng vai trò là ngõ vào của dữ liệu (D0 – D7). b/.Port 1: (P1.0 – P1.7) 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. c/.Port 2: (P2.0 – P2.7) 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 [...]... ho số trong bảng mã ASCII Kh òng oặc ã hông giống các loại L g LCD lớn, Text LCD T đư chia sẵ thành từ ô và ứn với mỗi ô chỉ có th hiển thị một ký tự ASCII ược ẵn ừng ng hể C Cũng vì lý d chỉ hiện thị được k tự ASCI nên loại LCD này đ do ký II được gọi là Text à LCD (để ph biệt với Graphic L hân i LCD có thể hiển thị hình ảnh) M ô của Text LCD ể h Mỗi ba gồm các “chấm” tinh thể lỏn việc kết hợp “ẩn”... ebook.edu.v vn ĐỒ ÁN 1 TRẦN NGỌC LÝ_070642D_07DD2D thành một ký tự cần hiển thị Trong các Text LCD, các mẫu ký tự được định nghĩa sẵn Kích thước của Text LCD được định nghĩa bằng số ký tự có thể hiển thị trên 1 dòng và tổng số dòng mà LCD có Ví dụ LCD 16x2 là loại có 2 dòng và mỗi dòng có thể hiển thị tối đa 16 ký tự Một số kích thước Text LCD thông thường gồm 16x1, 16x2, 16x4, 20x2, 20x4… Mô tả các chân,... xanh thườ chỉ đư dùng 1 ác u ờng ược th lầ trong lúc khởi động LCD, riê lệnh Re BF có thể được d ần c g êng ead dùng hoặc không tùy k th cách vi chương trình wait_ heo iết _LCD Phầ tiếp theo giải thích ý nghĩa của các ần o h lệ và tham số kèm th chúng ệnh m heo +/ Trước kh tìm hiểu tập lệnh củ LCD, sa đây là một vài chú ý khi giao tiếp với / hi t ủa au m ú o LCD : * T trong sơ đồ khối c LCD có nhiều kh... Clear display – xóa LCD: lệnh này xóa toàn bộ nội dung DDRAM và vì thế xóa toàn bộ hiển thị trên LCD Vì đây là 1 lệnh ghi Instruction nên chân RS phải được reset về 0 trước khi ghi lệnh này lên LCD Mã lệnh xóa LCD là 0x01(ghi vào D0:D7) Mã lệnh : DBx = DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 DBx = 0 0 0 0 0 0 0 1 Lệnh Clear Display (xóa hiển thị) sẽ ghi một khoảng trống-blank (mã hiển thị kí tự 20H) vào tất... 1.2 GIỚI THIỆU VỀ LCD ( I V (TEXT LC CD) 1.2.1 HÌNH ẢNH LCD Ả U7 D LCD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 V S S V DD V E E RS RW E D0 D1 D2 D3 D4 5 D5 D6 D7 A K LC CD LCD 16×2 1 1.2.2 GIỚI TH HIỆU SƠ LƯỢC VỀ LCD Ề rong những năm gần đ LCD đang ngày càng được sử dụng rộ rãi g đây đ c ộng +/ Tr th thế dần các đèn Led hay n L +/ Te LCD là các loại m hình tin thể lỏng nhỏ dùng để hiển th các ext màn... mà dữ liệu có c ất ữ th đọc từ L hể LCD ra, đó là đọc trạn thái LCD để biết LCD có đan bận hay không ng D L ng y (c Busy Fla - BF) Do LCD là một thiết bị hoạt độn tương đố chậm (so với vi cờ ag D b ng ối 31 ht ttp://www.e ebook.edu.v vn ĐỒ ÁN 1 TRẦN NGỌC LÝ_070642D_07DD2D điều khiển), vì thế một cờ BF được dùng để báo LCD đang bận, nếu BF=1 thì chúng ta phải chờ cho LCD xử lí xong nhiệm vụ hiện tại,... nào BF=0 một thao tác mới sẽ được gán cho LCD Vì thế, khi làm việc với Text LCD chúng ta nhất thiết phải có một chương trình con tạm gọi là wait _LCD để chờ cho đến khi LCD rảnh Có 2 cách để viết chương trình wait _LCD Cách 1 là đọc bit BF về kiểm tra và chờ BF=0, cách này đòi hỏi lệnh đọc từ LCD về bộ điều khiển ngoài, do đó chân R/W cần được nối với bộ điều khiển ngoài Cách 2 là viết một hàm delay một... Data của LCD nên cần 1 bit để lựa chọn giữa chúng Nếu RS=0, thanh ghi IR được chọn, thanh ghi mà lệnh được chọn để cho phép người dùng gửi một lệnh chẳng hạn như xóa màn hình và nếu RS=1 thanh ghi DR được chọn, thanh ghi dữ liệu được chọn cho phép người dùng gửi dữ liệu cần hiển thị trên LCD Chúng ta đều biết thanh ghi IR là thanh ghi chứa mã lệnh cho LCD, vì thế nếu muốn gởi 1 mã lệnh đến LCD thì chân... ta có thể chu hiển RS W uyển qua lại giữ 2 than ghi này khi giao nh y tiế Xem bả thiết lậ đối với h chân RS và R/W theo mục đ ếp ảng ập hai R đích giao tiếp với M MPU +/ Chân đọc/ghi R/W (chân 5) / W C Chân lựa ch giữa việ đọc và g Nếu R/W=0 thì dữ liệu sẽ đ họn ệc ghi R d được ghi từ bộ điều ừ kh ngoài (vi điều kh AVR chẳng hạn vào LCD Nếu R/W thì dữ liệu sẽ hiển hiển n) D W=1 đư đọc từ LCD ra ng ược... nên khi lập trình hiển thị, bạn cậ nhật sau khi cờ BF lên mức c (not bu ph delay m khoảng tADD kh hải một g hoảng 4uS-5uS (ngay sau khi BF F=1) trước khi nạp c dữ liệu mới Xem thêm hình Giản đồ xung cập nhật AC ữ m ản A Tóm tắt các lệnh có thể ghi vào LCD c o Danh sá lệnh trê được tô 2 màu khá nhau, cá lệnh màu đỏ sẽ đượ dùng ách ên ác ác u ợc hường xuyê trong lú hiển thị L ên úc LCD và cá lệnh màu . CHƯƠNG 1.1: GIỚI THI U VỀ AT89C51 CHƯƠNG 1.1.1: GIỚI THI U HỌ MSC-51 CHƯƠNG 1.1.2: SƠ ĐỒ CHÂN CỦA AT89C51 CHƯƠNG 1.1.3: SƠ ĐỒ KHỐI CỦA AT89C51 CHƯƠNG. 1.2.1: HÌNH ẢNH LCD CHƯƠNG 1.2.2: GIỚI THI U SƠ LƯỢC V Ề LCD CHƯƠNG 1.2.3: SƠ ĐỒ, CHỨC NĂNG LIÊN KẾT CÁC CHÂN CỦA LCD CHƯƠNG 1.2.4: GIỚI THI U SƠ LƯỢC