báo cáo vi xử lý giao tiếp 89c51 với LCD

LCD có rất nhiều ưu điểm so với các dạng hiển thị khác: Nó có khả năng hiển thị kí tự đa dạng, trực quan chữ, số và kí tự đồ họa, dễ dàng đưa vào mạch ứng dụng theo nhiều giao thức giao

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: GIỚI THIỀU VỀ VI ĐIỀU KHIỂN AT89C51

1 Sơ đồ khối của vi điều khiển AT89C51

2 Đặc tính cảu AT89C51

3 Sơ đồ chân và chức năng các chân của AT89C51

4 Tổ chức bộ nhớ

CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU VỀ LCD 16 × 2 LM016L

1 Chức năng các chân của LCD 16×2 LM016L

2 Sơ đồ khối của LCD HL016L

3 Tập lệnh của LCD

CHƯƠNG III: GIAO TIẾP 89C51 với LCD 16 × 𝟐 LM016L

1 Sơ đồ mạch nguyên lý

2 Chương trình assembly

CHƯƠNG 1: : GIỚI THIỀU VỀ VI ĐIỀU KHIỂN AT89C51

3 Sơ đồ chân và chức năng của các chân của AT89C51

SƠ ĐỒ CHÂN CỦA VI ĐIỀU KHIỂN 89C51

Bảng chức năng của Port 3

-Chân cho phép bộ nhớ chương trình 𝐏𝐒𝐄𝐍

4 Tổ chức bộ nhớ

Bộ nhớ bên trong 89C51 gồm RAM và ROM

BIT Ký Hiệu Địa chỉ Ý NGHĨA

CHƯƠNG II:

Ngày nay, thiết bị hiển thị LCD (Liquid Crystal Display) được sử dụng trong rất nhiều các ứng dụng của VĐK LCD có rất nhiều ưu điểm so với các dạng hiển thị khác: Nó có khả năng hiển thị kí tự đa dạng, trực quan (chữ, số và kí tự đồ họa), dễ dàng đưa vào mạch ứng dụng theo nhiều giao thức giao tiếp khác nhau, tốn rất ít tài nguyên hệ thống và giá thành rẽ …

1 Chức năng các chân của LCD 16× 𝟐 LM016L

Sơ đồ các chân của LCD LM016L

Chân số Tên Chức năng

1 V SS Chân nối đất cho LCD, khi thiết kế mạch ta nối chân này với GND của mạch điều

+ Logic “1”: Bus DB0-DB7 sẽ nối với thanh ghi dữ liệu DR bên trong LCD

5 R/W Chân chọn chế độ đọc/ghi (Read/Write) Nối chân R/W với logic “0” để LCD hoạt

động ở chế độ ghi, hoặc nối với logic “1” để LCD ở chế độ đọc

7-14 DB0DB7

Tám đường của bus dữ liệu dùng để trao đổi thông tin với MPU Có 2 chế độ sử dụng

8 đường bus này : + Chế độ 8 bit : Dữ liệu được truyền trên cả 8 đường, với bit MSB là bit DB7 + Chế độ 4 bit : Dữ liệu được truyền trên 4 đường từ DB4 tới DB7, bit MSB là DB7 Chi tiết sử dụng 2 giao thức này được đề cập ở phần sau

Bảng 1 : Chức năng các chân của LCD

* Ghi chú : Ở chế độ “đọc”, nghĩa là MPU sẽ đọc thông tin từ LCD thông qua các chân DBx

Còn khi ở chế độ “ghi”, nghĩa là MPU xuất thông tin điều khiển cho LCD thông qua các chân

2 Sơ đồ khối của LCD HL016L

Để hiểu rõ hơn chức năng các chân và hoạt động của chúng, ta tìm hiểu sơ qua chíp thông qua các khối cơ bản của nó.

Hình 3 : Sơ đồ khối của

a> Các thanh ghi :

Chíp LCD LM016L có 2 thanh ghi 8 bit quan trọng : Thanh ghi lệnh IR (Instructor Register) và thanh ghi dữ liệu DR (Data Register)

- Thanh ghi IR : Để điều khiển LCD, người dùng phải “ra lệnh” thông qua tám đường bus DB0-DB7 Mỗi lệnh được nhà sản xuất LCD đánh địa chỉ rõ ràng Người

dùng chỉ việc cung cấp địa chỉ lệnh bằng cách nạp vào thanh ghi IR Nghĩa là, khi ta nạp vào thanh ghi IR một chuỗi 8 bit, chíp sẽ tra bảng mã lệnh tại địa chỉ mà IR cung cấp và thực hiện lệnh đó

VD : Lệnh “hiển thị màn hình” có địa chỉ lệnh là 00001100 (DB7…DB0)

Lệnh “hiển thị màn hình và con trỏ” có mã lệnh là 00001110

- Thanh ghi DR : Thanh ghi DR dùng để chứa dữ liệu 8 bit để ghi vào vùng RAM DDRAM hoặc CGRAM (ở chế độ ghi) hoặc dùng để chứa dữ liệu từ 2 vùng RAM này gởi ra cho MPU (ở chế độ đọc) Nghĩa là, khi MPU ghi thông tin vào DR, mạch nội bên trong chíp sẽ tự động ghi thông tin này vào DDRAM hoặc CGRAM Hoặc khi thông tin về địa chỉ được ghi vào IR, dữ liệu ở địa chỉ này trong vùng RAM nội của LM016L sẽ được chuyển ra DR để truyền cho MPU

 Bằng cách điều khiển chân RS và R/W chúng ta có thể chuyển qua lại giữ 2 thanh ghi này khi giao tiếp với MPU Bảng sau đây tóm tắt lại các thiết lập đối với hai chân

RS và R/W theo mục đích giao tiếp

RS R/W Khi cần

0 0 Ghi vào thanh ghi IR để ra lệnh cho LCD (VD: cần display

clear,…)

0 1 Đọc cờ bận ở DB7 và giá trị của bộ đếm địa chỉ ở DB0-DB6

1 0 Ghi vào thanh ghi DR

1 1 Đọc dữ liệu từ DR

Bảng 2 : Chức năng chân RS và R/W theo mục đích sử dụng

b> Cờ báo bận BF: (Busy Flag)

Khi thực hiện các hoạt động bên trong chíp, mạch nội bên trong cần một khoảng thời gian để hoàn tất Khi đang thực thi các hoạt động bên trong chip như thế, LCD bỏ qua mọi giao tiếp với bên ngoài và bật cờ BF (thông qua chân DB7 khi có thiết lập RS=0, R/W=1) lên để báo cho MPU biết nó đang “bận” Dĩ nhiên, khi xong việc, nó sẽ đặt cờ

BF lại mức 0

c> Bộ đếm địa chỉ AC : (Address Counter)

Như trong sơ đồ khối, thanh ghi IR không trực tiếp kết nối với vùng RAM (DDRAM

và CGRAM) mà thông qua bộ đếm địa chỉ AC Bộ đếm này lại nối với 2 vùng RAM theo kiểu rẽ nhánh Khi một địa chỉ lệnh được nạp vào thanh ghi IR, thông tin được nối trực tiếp cho 2 vùng RAM nhưng việc chọn lựa vùng RAM tương tác đã được bao hàm trong mã lệnh

Sau khi ghi vào (đọc từ) RAM, bộ đếm AC tự động tăng lên (giảm đi) 1 đơn vị và nội dung của AC được xuất ra cho MPU thông qua DB0-DB6 khi có thiết lập RS=0 và

Lưu ý: Thời gian cập nhật AC không được tính vào thời gian thực thi lệnh mà được cập nhật sau khi cờ BF lên mức cao (not busy), cho nên khi lập trình hiển thị, bạn phải delay một khoảng t ADD khoảng 4uS5uS (ngay sau khi BF=1) trước khi nạp dữ liệu mới Xem thêm hình bên dưới

Hình 4 : Giản đồ xung cập nhật AC

Đây là vùng RAM dùng để hiển thị, nghĩa là ứng với một địa chỉ của RAM là một ô kí tự trên màn hình và khi bạn ghi vào vùng RAM này một mã 8 bit, LCD

sẽ hiển thị tại vị trí tương ứng trên màn hình một kí tự có mã 8 bit mà bạn đã cung cấp Hình sau đây sẽ trình bày rõ hơn mối liên hệ này :

Hình 4 : Mối liên hệ giữa địa chỉ của DDRAM và vị trí hiển thị của LCD

Vùng RAM này có 80x8 bit nhớ, nghĩa là chứa được 80 kí tự mã 8 bit Những vùng RAM còn lại không dùng cho hiển thị có thể dùng như vùng RAM đa mục đích

Lưu ý là để truy cập vào DDRAM, ta phải cung cấp địa chỉ cho AC theo mã HEX

e> Vùng ROM chứa kí tự CGROM: Character Generator

ROM

Vùng ROM này dùng để chứa các mẫu kí tự loại 5x8 hoặc 5x10 điểm ảnh/kí tự,

và định địa chỉ bằng 8 bit Tuy nhiên, nó chỉ có 208 mẫu kí tự 5x8 và 32 mẫu kí

tự kiểu 5x10 (tổng cộng là 240 thay vì 28 =256 mẫu kí tự) Người dùng không thể thay đổi vùng ROM này

Hình 5 : Mối liên hệ giữa địa chỉ của ROM và dữ liệu tạo mẫu kí tự

Như vậy, để có thể ghi vào vị trí thứ x trên màn hình một kí tự y nào đó, người dùng phải ghi vào vùng DDRAM tại địa chỉ x (xem bảng mối liên hệ giữa DDRAM và vị trí hiển thị) một chuỗi mã kí tự 8 bit trên CGROM Chú ý là trong bảng mã kí tự trong CGROM ở hình bên dưới có mã ROM A00 Ví dụ : Ghi vào DDRAM tại địa chỉ “01” một chuỗi 8 bit “01100010” thì trên LCD tại ô thứ 2 từ trái sang (dòng trên) sẽ hiển thị kí tự “b”

Bảng 3 : Bảng mã kí tự (ROM code A00)

* Với mỗi lệnh, LCD cần một khoảng thời gian để hoàn tất, thời gian này có thể khá lâu đối với tốc độ của MPU, nên ta cần kiểm tra cờ BF hoặc đợi (delay) cho LCD thực thi xong lệnh hiện hành mới có thể ra lệnh tiếp theo

* Địa chỉ của RAM (AC) sẽ tự động tăng (giảm) 1 đơn vị, mỗi khi có lệnh ghi vào RAM (Điều này giúp chương trình gọn hơn)

* Các lệnh của LCD có thể chia thành 4 nhóm như sau :

• Các lệnh về kiểu hiển thị VD : Kiểu hiển thị (1 hàng / 2 hàng), chiều dài

dữ liệu (8 bit / 4 bit), …

• Chỉ định địa chỉ RAM nội

• Nhóm lệnh truyền dữ liệu trong RAM nội

• Các lệnh còn lại

CHƯƠNG III:

GIAO TIẾP 89C51 với LCD 16 ×2 LM016L

Ghép nối vi điều khiển AT89C51 với LCD LM016L tại cổng P2 theo chế độ 4 bit và hiển thị 02 dòng ký tự lên LCD

1 Sơ đồ nguyên lý

- Mạch nguyên lý:

+Chọn LCD LM016L

+Chân VDD của LCD nối với nguồn +5v

+ Chân VSS của LCD nối đất

+ Chân VEE của LCD nối tới một biến trở để điều chỉnh độ tương phản của LCD

+Chân RS (chọn thanh ghi) của LCD nối với P3.0 của AT89C51

+Chân RW (đọc/ghi) của LCD nối với P3.1 của AT89C51

+ Chân E (cho phép) của LCD nối với P3.2 của AT89C51

+ 8 chân dữ liệu D4-D7 của LCD được nối với P2.4-P2.7 của AT89C51

Sơ đồ nguyên lý ghép nối AT89S52 với LCD HD 44780

2 Chương trình Assembly ghép nối vi điều khiển AT89C51 với LCD LM016L tại cổng P2 theo chế độ 4 bit và hiển thị 02 dòng ký tự lên LCD trễ 0.5s

Thời gian trễ là ((100× (3 + 2) + 2)*20+2+ 1+1)*1= 10045 uS ≈ 10ms

; Tiếp theo tạo trễ 250ms

DELAY250MS:

MOV R4,#25; thời gian thực hiện câu lệnh ày là 1 chu kì máy

LAP3:

CALL DELAY10MS ; thời gian thực hiện câu lệnh này là 10000 chu kỳ máy

DJNZ R4,LAP3; thời gian thực hiện câu lệnh này là 2 chu kì máy

RET ;thời gian thực hiện câu lệnh ày là 2 chu kì máy

;Tiếp theo tạo trễ 500ms

DELAY500MS:

MOV R6,#2 ; thời gian thực hiện câu lệnh này là 2 chu kì máy

LAP4:

CALL DELAY250MS; thời gian thực hiện câu lệnh này là 250000 chu kì máy

DJNZ R6,LAP4;thời gian thực hiện câu lệnh này là 2 chu kì máy

RET;thời gian thực hiện câu lệnh này là 2 chu kì máy

WRTCMD4 28H ;Dat che do 2 dong, 4 bit

WRTCMD4 01H ;xoa man hình hien thi

WRTCMD4 06H ;tang con tro dich sang phai

;Viet Du lieu

;Dong thu nhat

WRTCMD4 80H;dong thu nhat

DONG1:

WRTCMD4 83H ;con tro chi den giua Dong thu nhat

MOV R0,#0

;Dong thu hai

WRTCMD4 0CH ;xuong dong thu 2

DONG2:

WRTCMD4 0C3H ;con tro chi den giua dong thu 2

DICH: WRTCMD4 18H ;dich toan bo hien thi sang ben trai CALL DELAY500MS

MALCD: DB 'CHUC CAC BAN'

MALCD2: DB 'VUI VE'

END

Kết quả:

Sử dụng phần mềm proteus để mô phỏng