3. Nội dung các phần thuyết minh:
4.4.3 Khối giao tiếp LCD và Keypad
Hình 78 Sơđồ kết nối vi điều khiển PIC với LCD và Keypad Giới thiệu linh kiện
LCD YM1602C : Giới thiệu :
Hình 79 Hình dạng thực tế của LCD YM1602C (mặt trước và mặt sau)
LCD YM1602C là LCD hiển thị được 2 hàng mỗi hàng hiển thị được 16 kí tự. Thông số :
+Kích thước hiển thị : 16x2 dòng +Màu hiển hiển thị : đen trắng +Chế độ giao tiếp : 8 hoặc 4 bít +Cỡ chữ hiển thị : 5x7 hoặc 5x10 +Số chân : 14
Chân số Tên Chức năng
1 VSS Chân nối đất cho LCD, khi thiết ta nối chân này với GND của vi điều khiển.
2 VDD Chân cấp nguồn cho LCD, khi thiết kế ta nối chân này với VCC = 5V của mạch điều khiển.
3 Vee Dùng để điều chỉnh độ tương phản cho LCD.
4 RS
Chân chọn thanh ghi (register seclect). Nối chân RS xuống mức logic ‘0’ (GND) hay ‘1’ (VDD) để chọn thanh ghi.
+ Mức ‘0’ : Bus DB0-DB7 sẽ nối với thanh ghi lệnh của LCD (ở chế độ ‘ghi’- write)hoặc nối với bộ đếm địa chỉ của LCD (ở chế độ ‘đọc’- read).
+ Mức ‘1’ : Bus DB0-DB7 sẽ nối với thanh hgi dữ liệu DR trong LCD.
5 R/W
Chân chọn chế độ đọc/ghi (Read/Write). Nối chân R/S xuống mức logic ‘0’ để LCD hoạt động ở chế độ ghi hoặc nối R/S lên mức logic ‘1’ để LCD hoạt động ở chế độ đọc.
6 E
Chân cho phép (Enable). Sau khi các tin hiệu được đặt lên DB0-DB7. Các lệnh chỉ được chấp nhận khi có một xung cho phép của chân E.
+ Ở chế độ ghi : dữ liệu ở bus sẽ được LCD chuyển vào
xung cạnh xuống (từ cao xuống thấp) của chân tín hiệu E.
+ Ở chế độ đọc : dữ liệu sẽ được LCD xuất ra DB0-DB7
khi phát hiện cạnh lên ở chân E và dữ liệu sẽ được giữ ở DB0-DB7 cho tới khi nào chân E xuống mức thấp.
7-14 DB0- DB7
Tám đường của bus dữ liệu dùng để trao đổi thông tin với
MPU. Có hai chế độ sử dụng 8 đường bus này :
+ Chế độ 8 bit : dữ liệu được truyền trên cả 8 đường này,
bit MSB với là bit DB7.
+ Chế độ 4 bit : dữ liệu được truyền trên 4 đường DB4 –
DB7, bit MSB với là bit DB7.
Sơ đồ chân :
Sơ đồ khối :
Hình 81 Cấu trúc theo sơđồ khối của LCD
Chức năng Nguồn Điều Kiện Thấp
nhất Loại Lớn nhất Đơn vị Nguồn cung cấp(mức logic) VDD 4.8 5 5.2 V Nguồn cung cấp(LCD) V0 Ta = 25 4.5 4.8 4.9 V Điện áp ngõ vào VIH VIL HL 0.8VDD VSS -- VDD 0.2VSS V Điện áp ngõ ra VOH VOL HL 0.8VDD VSS -- VDD 0.2VSS V Dòng cung cấp I VDD = 3.3 3 5 mA Bảng 24 Đặc tính điện của LCD Chế độ Hoạt động Kí hiệu Thấp nhất Lớn nhất Đơn vị
Thời gian chu kì E tc 500
Ghi
lên/xuống
Độ rông xung E tw 230
Thời gian thiết lập
R/W và RS tsu1 40
Thời gian giữ R/W và
RS th2 10
Thời gian giữ dữ liệu th2 10
Thời gian chu kì E tc 500
Thời gian E
lên/xuống TR,tF - 20 ns
Độ rông xung E tw 230
Thời gian thiết lập
R/W và RS tsu1 40
Thời gian giữ R/W và
RS th2 10
Đọc
Thời gian giữ dữ liệu th2 10
Bảng 25 Đặc tính thời gian của LCD Mã (hex) Lệnh đến thanh ghi của LCD
1 Xóa màn hình hiển thị. 2 Trở về đầu dòng. 4 Dịch con trỏ sang trái. 5 Dịch con trỏ sang phải. 6 Dịch hiển thị sang trái. 7 Dịch hiển thị sang phải. 8 Tắt con trỏ, tắt hiển thị. A Tắt hiển thị, bật con trỏ. C Bật hiển thị, tắt con trỏ.
E Bật hiển thị, nhấp nháy con trỏ. F Tắt con trỏ, nhấp nháy con trỏ. 10 Dịch vị trí con trỏ sang trái.
14 Dịch vị trí con trỏ sang phải. 18 Dịch toàn bộ hiển thị sang trái. 1C Dịch toàn bộ hiển thị sang phải.
80 Ép con trỏ về đầu dòng thứ nhất. CO Ép con trỏ về đầu dòng thứ hai.
38 Hai dòng, ma trận 5x7.
Bảng 26 Các lệnh điều khiển hiển thị LCD
Giới thiệu về Key Pad Đặc tính :
+ Khi tiếp xúc thì dòng là 20mA, 5-24VDC.
+ Điện trở lúc tiếp xúc : 200 Ω. + Độ bền : 1.000.000 lần nhấn. + Hoạt động ở nhiệt độ : - 20 đến 60°C. Kết nối LCD : + Chân VDD lên mức 5V. + Chân VSS xuống mức 0V. + Chân V0 vào một biến trở 20K.
+ Chân RS và E tương ứng RC0 và RC1.
+ Chân D4→D7 được kết nối tương ứng RB4→RB7.
+ Chân RW không sử dụng vì chỉ dùng với mục đích ghi, không dùng chế độ đọc + Sử dụng chế độ ghi dữ liệu 4bit và 2 hàng.
Kết nối Keypad 3x4 :
Ba Cột được nối với 3 điện trở kéo lên tương ứng R1,R2,R3 đều có giá trị bằng 10K và nối vào chân RD0-RD2 . Ba diện trở này được cấp bởi nguồn 5V . Và 3 chân này được đặt là ngõ vào trong vi điều khiển.
Bốn Hàng được nối trực tiếp với RD4-RD7 và 4 chân này được đặt là ngõ ra của vi điều khiển.
Điện trở 10K để hạn dòng cho ngõ vào của vi điều khiển và để mức logic của cột về 0V nếu được nhấn.
Giới thiệu linh kiện Max232 Sơđồ chân:
Sơ đồ nguyên lý:
Hình 83 Sơđồ cấu tạo bên trong và kết nối bên ngoài cho Max232 Thông số kỹ thuật:
+ Hoạt động với nguồn cung cấp 5V.
+ Tốc độ truyền dữ liệu có thể nâng lên 120kbit/s. + Hai bộ đệm và bộ nhận. + Mức điện áp ngõ vào lớn nhất + 30V. + Dòng vào mức thấp 8mA. Ứng dụng : + Battery-Powered Systems + Terminals + Modems + Computers Thông tin mô tả:
Max232 là một bộ đôi driver/receiver (bộ đệm/bộ nhận) mà bao gồm phát điện
nhận chuyển ngõ vào Max232 đến mức 5V TTL/CMOS. Những bộ nhận này có điện áp ngưỡng là 1.3V và đặc tính trễ điện là 0.5V và có thể chấp nhận 1 ngõ vào điện áp lớn nhất là + 30V. Còn mỗi bộ đệm chuyển mức ngõ vào TTL/CMOS thành mức ngõ ra Max232.
Bảng trạng thái :
Sơ đồ logic :
Tính toán và thiết kế :
Từ sơ đồ nguyên lý ta thấy được :
Chân RC6-RC7 của Pic16F877A được nối tương ứng với chân T1IN(11) và R1OUT(12) của Max232.
Từ Max232 có các chân T1OUT(14) và R1IN(13) tương ứng nối với chân số 2(Receiver) và 3(Transmit) của RS232 – DB9
Chân RC6 từ Pic16F877A truyền dữ liệu vào chân T1IN tương ứng với mức áp TTL và qua bộ đệm trong Max232 sẽ nâng mức điện áp thay đổi tương ứng. Mức điện áp 0V-5V của Pic16F877A sẽ tương ứng với + 12V của RS232. Chân T1OUT của Max232 sẽ nối với chân 2 của RS232 để nhận dữ liệu vào bộ đệm của máy tính. Tương tự, chân RC7 là chân nhận dữ liệu được kết nối với chân R1OUT(12) của Max232 và chân R1IN của Max232 sẽ nhận dữ liệu từ chân 3 của RS232. Lúc này mức áp + 12V sẽ được chuyển thành mức 0-5V TTL.
