Thiết kế hệ thống rửa xe tự động ,các tham số của chương trình cập nhật từ bàn phím và hiện thị trên LCD

Lời nói đầu Trong phát triển kỹ thuật điện tử ngày việc sử dụng vi điều khiển hệ thống điện tử phổ biến số lượng ứng dụng nhiều thiết bị điện tử từ dân dụng chuyên dụng,trong nhiều lĩnh vực đo lường,điều khiển,…Nhờ vào ưu điểm với phát triển kỹ thuật số với tảng mạch logic số dựa kết hợp cổng logic mà ngày tích hợp IC số.Việc sử dụng hình LCD để hiển thị thơng tin nhằm mục đích thơng báo ,quảng cáo nơi công cộng sử dụng rộng rãi Trên sở kiến thức học môn học kỹ thuật vi xử lý điện tử số.Em thiết kế mạch logic số sử dụng vi điều khiển với tên đề tài là:Thiết kế hệ thống rửa xe tự động ,các tham số chương trình cập nhật từ bàn phím thị LCD Mục đích tìm hiểu thêm vế vi điều khiển lĩnh vực kỹ thuật số,nâng cao kiến thức Do kiến thức cịn hạn hẹp thời gian thực không nhiều nên đề tài em cịn nhiều sai sót,hạn chế.Mặc dù cố gắng phần thiết kế tính tốn cách chi tiết mạch, thơng số đơi cịn mang tính lý thuyết,chưa thực tế.Em mong có góp ý sửa chữa để đề tài có tính khả thi phương diện kinh tế kỹ thuật Sinh viên thực Nguyễn Xuân Vũ Phần I: VI ĐIỀU KHIỂN 8051 Bộ vi điều khiển 8051 thành viên họ 8051 Bên 8051 Trong phần nghiên cứu ghi 8051 trình bày cách sử dụng với lệnh đơn giản MOV ADD Các ghi : Trong CPU ghi dùng để lưu cất thông tin tạm thời, thơng tin byte liệu cần sử lý địa đến liệu cần nạp Phần lớn ghi 8051 ghi bit Trong 8051 có kiểu liệu: Loại bit, bit ghi trình bày sau: Với MSB bit có giá trị cao D7 LSB bit có giá trị thấp D0 (MSB -Most Sigfican bit LSB - Leart Significant Bit) Với kiểu liệu bit liệu lớn bit phải chia thành khúc bit trước xử lý Vì có số lượng lớn ghi 8051 ta tập trung vào số ghi công dụng chung đặc biệt chương Các ghi sử dụng rộng rãi 8051 A (thanh ghi tích luỹ), B, R0 - R7, DPTR (con trỏ liệu) PC (bộ đếm chương trình) Tất liệu ghi bit trừ DPTR PC 16 bit Thanh ghi tích luỹ A sử dụng cho tất phép toán số học lơgíc Mơ tả chân 8051 Mặc dù thành viên họ 8051 (ví dụ 8751, 89C51, DS5000) Tuy nhiên, hầu hết nhà phát triển sử dụng chíp đóng vỏ 40 chân với hai hàng chân DIP nên ta tập chung mô tả phiên Sơ đồ bố trí chân 8051 Trên hình sơ đồ bố trí chân 8051 Ta thấy 40 chân có 32 chân dành cho cổng P0, P1, P2 P3 với cổng có chân Các chân cịn lại dành cho nguồn VCC, đất GND, chân giao động XTAL1 XTAL2 tái lập RST cho phép chốt địa ALE truy cập địa EA , cho phép cất chương trìnhPSEN Trong chân chân VCC , GND, XTAL1, XTAL2, RST EA họ 8031 8051 sử dụng Hay nói cách khác chúng phải nối hệ thống làm việc mà không cần biết vi điều khiển thuộc họ 8051 hay 8031 Còn hai chân khác PSEN ALE sử dụng chủ yếu hệ thống dựa 8031 Các chế độ đánh địa 8051 Các chế độ đánh địa khác vi xử lý xác định thiết kế người lập trình khơng thể đánh địa khác là: tức thời Theo ghi gián tiếp qua ghi Theo số Trực tiếp Các chế độ đánh địa tức thời theo ghi 1.1 Chế độ đánh địa tức thời Trong chế độ đánh địa toán hạng nguồn số Và tên gọi lệnh hợp dịch tốn hạng tức thi sau mã lệnh Lưu ý trước liệu tức thời phải đặt dấu (#) chế độ đánh địa dùng để nạp thông tin vào ghi kể ghi trỏ liệu DPTR 1.2 chế độ đánh địa theo ghi: Chế độ đánh địa theo ghi liên quan đến việc sử dụng ghi để liệu cần thao tác ví dụ đánh địa theo ghi sau: MOV A, RO ; Sao nội dung ghi RO vào ghi A Cũng nên lưu ý ghi nguồn đích phải phù hợp kích thước Hay nói cách khác, viết “ MOV DPTR, A” cho lỗi nguồn ghi bit đích lại ghi 16 bit Xét đoạn mã sau: MOV DPTR, #25F5H Để ý ta chuyển liệu ghi tích luỹ A ghi Rn (n từ đến 7) việc chuyển liệu ghi Rn khơng phép Ví dụ, lệnh “MOV R4, R7” không hợp lệ Truy cập nhớ sử dụng chế độ đánh địa khác 2.1.Chế độ đánh địa trực tiếp Trong 8051 có 128 byte nhớ RAM Bộ nhớ RAM gán địa từ 00 đến FFH phân chia sau: Các ngăn nhớ từ 00 đến 1FH gán cho băng ghi ngăn xếp Các ngăn nhớ từ 20H đến 2FH dành cho không gian đánh địa theo bit để lưu liệu bit Các ngăn nhớ từ 30H đến 7FH không gian để lưu liệu có kích thước 1byte Mặc dù tồn byte nhớ RAM truy cập chế độ đánh địa trực tiếp, chế độ thường sử dụng để truy cập ngăn nhớ RAM từ 30H đến 7FH Đây thực tế ngăn nhớ dành cho băng ghi truy cập ghi theo tên gọi chúng R0 - R7 cịn ngăn nhớ khác RAM khơng có tên Trong chế độ đánh địa trực tiếp liệu ngăn nhớ RAM mà địa biết địa cho phần lệnh Khác với chế độ đánh địa tức mà tốn hạng tự cấp với lệnh Dấu (# phân biệt hai chế độ đánh địa *Các ghi đánh địa theo bit Xét theo chế độ đánh địa trực tiếp cần phải lưu ý giá trị địa giới hạn đến byte, 00 - FFH Điều có nghĩa việc sử dụng chế độ đánh địa bị giới hạn việc truy cập vị trí ngăn nhớ RAM ghi với địa cho bên 8051 2.2 Ngăn xếp chế độ đánh địa trực tiếp Một cơng dụng khác chế độ đánh địa trực tiếp ngăn xếp Trong họ 8051 có chế độ đánh địa trực tiếp phép đẩy vào ngăn xếp Do vậy, lệnh “PVSH A” không hợp lệ Việc đẩy ghi A vào ngăn xếp phải viết dạng “PVAH 0E0H” với 0E0H địa ghi A Tương tự để đẩy ghi R3 rãnh vào ngăn xếp ta phải viết “PVSH 03” Chế độ đánh địa trực tiếp phải sử dụng cho lệnh POP Ví dụ “POP 04” kéo đỉnh ngăn xếp vào ghi R4 rãnh 2.3 Chế độ đánh địa gián tiếp ghi Trong chế độ này, ghi sử dụng trỏ đến liệu Nếu liệu bên CPU ghi R0 R1 sử dụng cho mục đích này.Hay nói cách khác ghi R2 - R7 khơng dùng để giữ địa toán hạng nằm RAM sử dụng chế độ đánh địa R0 R1 dùng trỏ, nghĩa chúng giữ địa ngăn nhớ RAM trước chúng phải đặt dấu (@) MOV A, @ R0; Chuyển nội dung ngăn nhớ RAM có địa RO A Lưu ý R0 R1 ln có dấu “@” đứng trước Khi khơng có dấu lệnh chuyển nội dung ghi Ro R1 khơng phải liệu ngăn nhớ mà địa có R0 R1 Phần II:Giao tiếp VĐK 8051 bàn phím hiển thị LCD Phối ghép LCD với 8051 Ở phần ta mô tả chế độ hoạt động LCD sau mơ tả cách lập trình phối ghép LCD tới 8051 1.1 Các chân LCD Bảng 3.1: Mô tả chân LCD LCD nói mục có 14 chân, chức chân cho bảng 1.1 Vị trí chân mơ tả hình 3.1 cho nhiều LCD khác Chân VCC, VSS VEE: Các chân VCC, VSS VEE: Cấp dương nguồn - 5v đất tương ứng V EE dùng để điều khiển độ tương phản LCD Chân chọn ghi RS (Register Select) Có hai ghi quan trọng bên LCD, chân RS dùng để chọn ghi sau: Nếu RS = ghi mà lệnh chọn phép người dùng gửi lệnh chẳng hạn xố hình, đưa trỏ đầu dịng v.v…Nếu RS = ghi liệu chọn cho phép người dùng gửi liệu cần hiển thị LCD Chân đọc/ ghi (R/W) Đầu vào đọc/ ghi cho phép người dùng ghi thông tin lên LCD R/W = đọc thơng tin từ R/W = Chân cho phép E (Enable) Chân cho phép E sử dụng LCD để chốt thông tin hữu chân liệu Khi liệu cấp đến chân liệu xung mức cao xuống thấp phải áp đến chân để LCD chốt liệu chân liệu Xung phải rộng tối thiểu 450ns Chân D0 - D7 Đây chân liệu bít, dùng để gửi thơng tin lên LCD đọc nội dung ghi LCD Để hiển thị chữ số bật RS= Cũng có mã lệnh mà gửi đến LCD để xố hình đưa trỏ đầu dịng nhấp nháy trỏ Bảng 3.1 liệt kê mã lệnh Chúng ta sử dụng RS = để kiểm tra bít cờ bận để xem LCD có sẵn sàng nhận thơng tin Cờ bận D7 đọc R/W = RS = sau: Nếu R/W = 1, RS = D7 = (cờ bận 1) LCD bận công việc bên không nhận thông tin Khi D7 = LCD sẵn sàng nhận thơng tin Lưu ý nên kiểm tra cờ bận trước ghi liệu lên LCD 1.2 Gửi lệnh liệu đến LCD với độ trễ Để gửi lệnh từ bảng 1.2 đến LCD ta phải đưa chân RS Đối với liệu bật RS = sau gửi sườn xung cao xuống thấp đến chân E phép chốt liệu LCD Điều đoạn mã chương trình (xem hình 1.2) Hình 1.2.Nối ghép LCD 1.3.Gửi mã lệnh liệu đến LCD có kiểm tra cờ Bảng 3.3:Các mã lệnh LCD Đoạn chương trình cách gửi lệnh đến LCD mà kiểm tra cờ bận (Busy Flag).Chúng ta phải đặt độ trễ lớn trình xuất liệu lệnh LCD Tuy nhiên, cách tốt nhiều hiển thị cờ bận trước xuất lệnh liệu tới LCD Dưới chương trình Kiểm tra cờ bận trước gửi liệu, lệnh LCD Trong chương trình cờ bận D7 ghi lệnh Để đọc ghi lệnh ta phải đặt RS = 0, R/W = xung cao - xuống - thấp cho bít E để cấp ghi lệnh cho Sau đọc ghi lệnh, bít D7 (cờ bận) mức cao LCD bận khơng có thơng tin (lệnh) xuất đến D7=0 gửi liệu lệnh đến LCD L−u ý phương pháp không sử dụng độ trễ thời gian ta kiểm tra cờ bận trước xuất lệnh liệu lên LCD Phối ghép 8051 với bàn phím 2.1 Phối ghép bàn phím với 8051 Ở mức thấp bàn phím tổ chức dạng ma trận hàng MOV R7,A ;Du cat vao R7 de phuc vu cho HIENTHI1 JZ TIEPTUC ;Chuyen sang nhap chuoi tiep theo LCALL HIENTHI1 LCALL DELAY LCALL DELAY INC DPTR SJMP BACK1 TIEPTUC: LCALL DELAY MOV A.#01 LCALL COMMAND LCALL DELAY RET ;Xoa man hinh de hien thi chuoi moi ;RET cua GTTIEP ;Chuong trinh xuat lenh COMMAND : LCALL READY ;Kiem tra co ban neu san sang MOV P2 ,A ;thi chuyen ma lenh cong P2 CLR RS ;RS = cho xuat lenh CLR RW ;RW = de ghi lenh toi LCD SETB EN ;Chan E nhan duoc mot xung cao CLR RET EN ;xuong thap cho phep LCD chot lenh ;RET cua COMMAND Xoamanhinh: ; giu prompt mot luc ,roi xoa man hinh de nhap du lieu LCALL DELAY MOV A,#01 LCALL COMMAND LJMP Nhap du lieu ... VĐK 8051 bàn phím hiển thị LCD Phối ghép LCD với 8051 Ở phần ta mô tả chế độ hoạt động LCD sau mơ tả cách lập trình phối ghép LCD tới 8051 1.1 Các chân LCD Bảng 3.1: Mô tả chân LCD LCD nói mục... IC AT89C51 - bàn phím 4x4 - LCD 16x2 - dao động thạch anh tần số 12 MHz - Các điện trở tụ điện Phần IV :Thiết kế chương trình cho Vi Điều Khiển 1.Thuật tốn Theo nguyên lý thiết kế phần cứng mạch... dịng chữ nhập từ bàn phím nhấn phím # kết thúc nhập cho dịng chữ nhập từ bàn phím nhấp nháy hình LCD sau cho chữ chạy từ trái qua phải Đầu tiên cần phải khai báo liệu(nạp liệu vào ô nhớ Rom