Chốt hàng là phương phỏp trong một khoảng thời gian xỏc định chỉ cú một cột được tớch cực, dữ liệu được đưa ra 8 hàng rồi chốt lại, dữ liệu được hiển thị trờn màn hỡnh led ma trận. Sau đú dữ liệu kế tiếp được đưa ra 8 hàng và được chốt lại bởi một IC chốt khỏc, trong khi đú dữ liệu trước đú vẫn hiện diện tại ngừ ra của IC chốt. Như vậy dữ liệu của hàng nào được đưa ra đỳng địa chỉ của hàng đú trong khi cỏc dữ liệu của cỏc hàng khỏc vẫn hiện diện trờn hàng mà khụng bị mất đi.
Chốt cột m a t r ix _ 3 m a u 12 9 6 3 13 16 19 22 11 8 5 2 14 17 20 23 10 7 4 1 15 18 21 24 c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7 c8 hx 1 hx 2 hx 3 hx 4 hx 5 hx 6 hx 7 hx 8 hd 1 hd 2 hd 3 hd 4 hd 5 hd 6 hd 7 hd 8 D M 7 4 L S 5 7 3 2 3 4 5 6 7 8 9 11 1 19 18 17 16 15 14 13 12 D 0 D 1 D 2 D3 D 4 D 5 D6 D 7 LE OE Q 0 Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 Q 5 Q 6 Q 7 D M 7 4 L S 5 7 3 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 1 1 9 1 8 1 7 1 6 1 5 1 4 1 3 1 2 D 0 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 L E O E Q 0 Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 Q 5 Q 6 Q 7 U 7 D M 7 4 L S 5 7 3 2 3 4 5 6 7 8 9 11 1 19 18 17 16 15 14 13 12 D 0 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 LE O E Q 0 Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 Q 5 Q 6 Q 7
Chốt cột là phương phỏp trong một khoảng thời gian xỏc định chỉ cú một hàng được tớch cực, dữ liệu được đưa ra 8 cột rồi chốt lại, dữ liệu được hiển thị trờn màn hỡnh led ma trận. Sau đú dữ liệu được đưa ra 8 cột kế tiếp và được chốt lại bởi một IC chốt khỏc, trong khi đú dữ liệu trước đú vẫn hiện diện tại ngừ ra của IC chốt (dữ liệu vẫn hiện diện tại cỏc cột). Như vậy dữ liệu của cột nào được đưa ra đỳng địa chỉ của cột đú trong khi cỏc dữ liệu của cỏc cột khỏc vẫn hiện diện trờn cột mà khụng bị mất
Ưu, nhược điểm của phương phỏp hiền thị led ma trận sử dụng IC chốt:
Ưu điểm:
• Mở rộng số hàng, số cột của bảng quang bỏo.
• Dữ liệu được truyền đi nhanh.
• Chuyển đổi cỏch quột hàng, cột một cỏch linh hoạt. Nhược điểm:
• Tạo bảng mó khú khăn.
• Khú khăn trong việc lập trỡnh xuất dữ liệu ra.
3.4.2 Phương phỏp hiện thị dung thanh ghi dịch Quột hàng
Phương phỏp quột hàng
Quột hàng là phương phỏp mà trong một khoảng thời gian xỏc định chỉ cho một hàng được tớch cực hiển thị trong khi cỏc hàng khỏc đều tắt, cỏc hàng được quột (tớch cực) tuần tự ở cỏc khoảng thời gian kế tiếp nhau được lặp lại nhiều lần với tốc độ > 24h/1s sẽ cho ta một hỡnh ảnh liờn tục cần hiển thị lờn trờn màn hỡnh led ma trận.
Quỏ trỡnh thực hiện quột hàng:
Quột hàng sử dụng thanh ghi dịch là tương đối phức tạp cho người lập trỡnh trong việc đưa dữ liệu ra cột. Dữ liệu lần lượt được đưa vào chõn Data in của thanh ghi dịch sau đú tỏc động xung clock dữ liệu đươc dịch đi.
Dữ liệu của hàng thứ nhất được đưa ra cột sau đú tớch cực hàng thứ nhất như võy dữ liệu của hàng thứ nhất được hiển thị trờn màn hỡnh led ma trận, tiếp tục dữ liệu của
hàng thứ hai được đưa ra cột sau đú tớch cực hàng thứ hai lỳc này dữ liệu của hàng thứ hai được hiển thị trờn màn hỡnh led ma trận, cứ như vậy cho đến dữ liệu của hàng cuối cựng được đưa ra cột sau đú tớch cực hàng cuối cựng. Cứ như thế quỏ trỡnh trờn được lặp đi lặp lại > 24lần/1s, đến đõy chỳng ta quan sỏt được một hỡnh ảnh liờn tục hiển thị trờn màn hỡnh led ma trận.
Quột cột
Phương phỏp quột cột
Phương phỏp quột cột là phương phỏp mà trong một khoảng thời gian xỏc định chỉ cho một cột được tớch cực hiển thị trong khi cỏc cột khỏc đều tắt, cỏc cột được quột (tớch cực) tuần tự ở cỏc khoảng thời gian kế tiếp nhau được lặp lại nhiều lần với tốc độ > 24 hỡnh/1s sẽ cho ta một hỡnh ảnh liờn tục cần hiển thị lờn trờn màn hỡnh led ma trận.
Quỏ trỡnh thực hiện quột cột.
Dữ liệu của cột thứ nhất được đưa ra hàng sau đú tớch cực cột thứ nhất như võy dữ liệu của cột thứ nhất được hiển thị trờn màn hỡnh led ma trận, tiếp tục dữ liệu của cột thứ hai được đưa ra hàng sau đú tớch cực cột thứ hai lỳc này dữ liệu của hàng thứ hai được hiển thị trờn man hỡnh led ma trận, cứ như vậy cho đến dữ liệu của cột cuối cựng được đưa ra hàng sau đú tớch cực cột cuối cựng. Cứ như thế quỏ trỡnh trờn được lặp đi lặp lại > 24lần/1s, đến đõy chỳng ta quan sỏt được một hỡnh ảnh liờn tục hiển thị trờn màn hỡnh led ma trận.
Ưu, nhược điểm của phương phỏp hiền thị led ma trận sử dụng thanh ghi
dịch:
Ưu điểm:
• Tiết kiệm đường truyền, hiệu quả kinh tế.
• Tiết kiệm chõn PORT.
• Truyền dữ liệu đi xa hơn.
• Mở rộng bảng ma trận lờn một cỏch dễ dàng.
Nhược điểm:
• Tốn thời gian để thực hiện việc truyền dữ liệu đến cỏc cột. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
• Chuyển đổi khụng linh hoạt bằng sử dụng phương phỏp chốt.
• Lập trỡnh khú khăn hơn khi sử dụng phương phỏp quột hang
Trong đề tài này em sử dụng 16 bảng Led 8x8 ghộp lại thành một bảng 16x64. Mỗ ký tự sẽ được hiện thị trong khung 16x64. Để hiện thị ký tự lờn bảng Led ,ở đõy ta dựng phương phỏp quột cộ và xuất dữ liệu hang.
Quỏ trỡnh quột cột là ta gửi tớn hiệu cho phộp đến từng cột trong từng thời điểm. Cựng lỳc đú ta gửi dữ liệu hang đến 16 hàng. Trong đề tài này tớn hiệu cho phộp cột là mức logic “0”, và dữ liệu hang tương ứng là mức “0” hay “ON” và mức “0” là tắt “OFF”.
Đầu tiờn ta đưa dữ liệu cần hiện thị đến 16 hàng. VD: Đưa 1111000011110000
Kớch hoạt cột thứ nhất Led tương ứng sẽ sang. Tạo một thời gian trễ, sau đú tắt cột thứ nhất.
Gửi tiếp gia trị dữ liệu 16 hàng của cột thứ hai, kớch hoạt cột thứ hai, tạo trễ và lại tắt cột thứ hai.
Quỏ trỡnh quột đú cứ tiếp diễn cho đến khi quột hột 32 cột của bảng Led . Việc quột hiện thị nảy diễn ra trong thời gian rất ngắn, cỡ vài chục mili giõy, ta sẽ thấy hỡnh ảnh hay chữ hiện thị trờn bảng Led tuy rẳng trong mỗi thời điểm chỉ cú một cột được sang nhưng do thời gian quột rất nhanh và do hiện tượng lưu ảnh trong vừng mạc của mắt nờn ta thấy hớnh ảnh xuất hiện liờn tục. Tần số quột cần phài đảm bảo sao cho đủ hoặc lớn hơn 24h/s. Thường ta chọn tần số quột từ 40Hz đến 60Hz hoặc cú thề lớn hơn.
CHƯƠNG IV VI ĐIỀU KHIỂN 4.1 Vi điều khiền MICROCHIP PIC
4.1.1 Lịch Sử Phỏt Triển
Năm 1965 hóng Genneral Instrument thành lập ban vi điện tử nhằm tập trung nghiờn cứu cụng nghệ chế tạo bộ nhớ kiểu EPROM và EEPROM, đú là cỏc linh kiện thu hỳt nhiều đầu tư của cỏc phũng thớ nghiệm bỏn dẫn. Đầu những năm 70 Genneral Instrument cũng chế tạo vi xử lý 16 bit PC1600. Bộ xử lý này khỏ tốt nhưng cú nhược điểm là khả năng vào ra khụng mạnh để thớch ứng bộ xử lý PC1600 trong cỏc ứng dụng cần cú tớnh nõng cao. Năm 1975 Genneral Instrument thiết kế vi mạch điều khiển giao tiếp ngoại vi (Peripheral interface controler) viết tắt là PIC, đú là linh kiện hỗ trợ cỏc tớnh năng vào ra cho vi xử lý PIC khụng cần nhiều chức năng vỡ chỉ xử lý cỏc cụng việc vào ra do đú bộ mó lệnh của nú khú nhỏ gọn. Những vi điều khiển PIC đầu tiờn cú điểm yếu là chế tạo theo cụng nghệ n-MOS nờn tiờu thụ nhiều năng lượng, bộ nhớ chương trỡnh là loại ROM mặt nạ chỉ nạp được một lần, do đú chương trỡnh điều khiển được nạp ngay khi chế tạo vi mạch nờn chỉ thớch hợp với cỏc khỏch hàng đặt mua với số lượng lớn, để lắp rỏp trong sản xuất những sản phẩm cụ thể.
Những năm đầu thập ki 80 Genneral Instrument gặp khú khăn trong thương mại và tổ chức lại. Hóng tập trung vào chế tạo linh kiện bỏn dẫn cụng suỏt lớn là thế mạnh cho tới hiện nay của hóng. Genneral Instrument đó chuyển nhượng Ban vi điện tử và nhà mỏy tại Chandle, bang Anizona cho cỏc nhà đầu tư. Họ lập ra một cụng ty mới, đặt tờn là Arizona Microchip technology hiện nay là Microchip technology Inc.
Chiến lược của cỏc nhà đầu tư là tập trung vào vi điều khiển và cỏc bộ nhớ bỏn dẫn. Cỏc vi mạch PIC n-MOS được cải tiến, chế tạo dựa trờn nền tảng cụng nghệ mới CMOS. Cỏc sản phẩm đầu tiờn của Microchip được biết tới và bỏn ra với số lượng lớn là cỏc vi điều khiển PIC thuộc họ PIC16C5x. Họ này cú hai biến thể với bộ nhớ chương
trỡnh là OTP và UV EPROM. Loại OTP cú thể nạp trỡnh một lần dựng cho sản xuất loại lớn. Loại UV EPROM cú thể xúa được bằng tia cực tớm (tia UV) dựng khi phỏt triển, thử nghiệm phần mềm.
Năm 1983 Microchip là hóng đầu tiờn đó tớch hợp được bộ nhớ chương trỡnh flash EEPROM vào những vi điều khiển mới, trong đú được biết đến nhiều nhất là PIC 16C84 và PIC16F84. Bộ nhớ chương trỡnh flash đó loại bỏ vai trũ của vi điều khiển cú bộ nhớ xoỏ bằng tia cực tớm, cú vỏ bằng gốm đắt tiền và cỏc đốn chiếu tia cực tớm.
4.1.2 Phõn Loại
Tiờu chuẩn để phõn nhúm dựa trờn sự khỏc nhau về kiến trỳc bộ xử lý bờn trong vi điều khiển.
Số cỏc thanh ghi cú thể truy cập được
Cú hay khụng cú ngắt , số lượng ngắt
Số lượng cỏc phần cứng cú chức năng đặc biệt
Độ dài từ lệnh
Dựa vào những đặc điểm đú vi điều khiển PIC được chia làm 4 họ:
4.1.3 Họ cấp thấp (low-end)
Gồm cỏc loại được ký hiệu 12C5xx, 16C5x, 16C505, 16HV540
Độ dài từ lệnh 12 bit
Bố chớ cỏc thanh ghi: cú 32 thanh ghi trờn một bank, tối đa cú 4 bank Đặc điểm chung
Rất thớch hợp trong cỏc ứng dụng giao diện đơn giản với ngoại vi.
Bộ nhớ chương trỡnh kiểu OTP hoặc EPROM xoỏ được bằng tia cực tớm.
Tốc độ cao, thực hiện được 5 triệu chỉ thị/s với tần số xung nhịp 20MHz.
Chỉ cú một bộ đếm timer. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Khụng cú cỏc ngắt cứng.
Nạp trỡnh song song, trừ PIC12C5xx và PIC16C505 được nạp trỡnh nối tiếp theo giao thực ICSP. 4.1.4 Họ cấp chung (Mid-range) Bao gồm 12C6xx, 14C000, 16C55x, 16C6x, 16C62x, 16F62x, 16C67x, 16C8x, 16F87x và 16C9xx Độ dài từ lệnh 14 bit
Là họ vi điều khiển PIC thụng dụng nhất hiện nay.
Bố chớ cỏc thanh ghi: 128 byte trờn một bank, tối đa 4 bank.
Là vi điều khiển vạn năng tinh năng mạnh.
Cú rất nhiều biến thể khắc nhau, với cỏc kiểu đúng vỏ đa dạng: DIP, PLCC, SSOP…
Đặc điểm:
Tốc độ cao, thực hiện được 5 triệu chỉ thị /s ở xung nhịp 20MHz. Cú cỏc ngắt phần cứng.
Cú từ 1 đến 3 bộ đếm – timer
Cú rất nhiều kiểu khỏc nhau về chõn vào/ra tăng cường bao gồm cỏc vào/ra tương tự, giao diện truyền thụng nối tiếp: đồng bộ, khụng đồng bộ, 12C, SPI, CAN, USB…, bộ điều khiển LCD.
Bộ nhớ chương trỡnh flash ở hầu hết cỏc vi mạch. Khả năng nạp trỡnh nối tiếp ICSP.
Cú khả năng tự ghi vào bộ nhớ chương trỡnh (self-programming). Cú phần cứng gỡ rối chương trỡnh ICD ở một số loại.
4.1.5 Họ cấp cao (High-end) 17Cxxx Gồm cỏc loại 17Cxxx
Độ dài từ lệnh 16 bit
Bố trớ cỏc thanh ghi: 224 byte trờn một bank, tối đa 8 bank, 48 thanh ghi chức năng đặc biệt (SFR).
Đặc điểm chung.
Kiến trỳc khỏc so với họ PIC cấp chung, cấp thấp.
Cú ỏc lệnh tăng cường và nhiều khả năng định địa chỉ.
Vi điều khiển giao tiếp bus, truy nhập cỏc thiết bị song song trực tiếp.
Cú một số lối vào/ra tăng cường.
Bộ nhớ chương trỡnh OTP.
Nạp trỡnh kiểu song song.
4.1.6 Họ cấp cao (High- performance)
Gồm những loại cú ký hiệu 18Cxxx và 18Fxx2 Độ dài từ lệnh 16 bit.
Bố trớ cỏc thanh ghi 256 byte trờn một bank, tối đa cú 16 bank. Đặc điểm chung:
Kiển trỳc nõng cao, dựa trờn nền tảng của họ cấp trung, theo xu hướng thừa kế những tớnh năng của cỏc loại cấp trung đồng thời bổ xung cỏc tớnh năng mới. Do đú dần dần cú khả năng thay thế toàn bộ PIC cấp trung.
Cú cỏc lệnh tăng cường và nhiều khả năng định địa chỉ.
Cú khả năng truy nhập tới 2Mbyte bộ nhớ chương trỡnh, 4Kbyte bộ nhớ RAM.
Vộctơ ngắt đơn, cú thể lập trỡnh được mức độ ưu tiờn cỏc nguồn ngắt.
Khả năng vào/ra tương tự họ cấp trung. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tần số hoạt động tối đa 40MHz, cú bộ nhõn tần số PLL.
Cú bộ nhớ chương trỡnh flash.
Nạp trỡnh nối tiếp, cú khả năng tự ghi vào bộ nhớ chương trỡnh. Hiện nay mới nhất là DSPIC với nhiều tớnh năng vượt trội:
Kiến trỳc Harvard sửa đổi, 83 lệnh đơn, với chế độ địa chỉ mềm dẻo….
4.1.7 Một Số Ưu Điểm Microchip PIC
Bộ nạp trỡnh cho PIC cú thể tự lắp rỏp một cỏc dễ dàng với chi phớ thấp do PIC chủ yếu nạp trỡnh theo chuẩn ICSP (In-Circuit Siral Programming) là phương thức nạp
trỡnh nối tiếp: cỏc dữ liệu được nạp vào bộ nhớ chương trỡnh thụng qua 2 chõn vào/ra được gỏn là cổng truy nhập đến bộ nhớ chương trỡnh trong quỏ trỡnh nạp trỡnh. Do đú nhờ cú bộ nhớ flash và nạp trỡnh theo chuẩn ICSP mà những người nghiờn cứư và sử dụng PICđó tiết kiệm được đỏng kể chi phớ mua cỏc cụng cụ nạp. Với bộ nhớ flash thỡ thời gian nạp trỡnh cũng được cải thiện đỏng kể ( chỉ khoảng vài chục giõy) so với UV EPROM (cỡ hơn chục phỳt).
Microchip cung cấp rất đầy đủ và chi tiết cỏc tài liệu kỹ thuật về tất cả cỏc loại vi điều khiển PIC. Ngoài ra cũn cung cấp phần mềm cụng cụ miễn phớ MPLAB-IDE được đỏnh giỏ là tốt nhất so với cỏc cụng cụ phỏt triển tương tự của cỏc hóng sản xuất vi điều khiển khỏc (cỏc tài liệu cụng cụ này được cung cấp miễn phớ trờn www.microchip.com). Ngoài ra cũn cú rất nhiều sỏch viết về PIC và cỏc trang web núi về vi điều khiển này. Tài liệu hỗ trợ cho vi điều khiển PIC chỉ dựng sau mỏy tớnh cỏ nhõn PC và về doanh số bỏn ra thi trường hiện nay. Microchip đó đứng đầu về doanh số bỏn PIC 8 bit, vượt lờn trờn cả cỏc vi điều khiển của motorola
4.2 Sơ lược về vi điều khiển
4.2.1 Sơ Lược Về Cấu Trỳc Của Vi Điều Khiển
Năm 1971 bộ vi xử lý đầu tiờn ra đời đó mở ra một thời đại mới trong cụng nghệ điện tử và tin học, nú đó ảnh hưởng sõu sắc đến mọi lĩnh vực khoa học cụng nghệ. Cỏc hẹ thống được thiết kế dựa trờn nền tảng của bộ vi xử lý ( điển hỡnh như PC) co khả năng mà cỏc hệ thống điện tử thụng thường khụng thể thực hiện được.
Cỏc hóng chế tạo bỏn dẫn đó tớch hợp cỏc mạch ngoại vi và bộ vi xử lý lờn một chớp duy nhất (on chớp) để tạo ra cỏc bộ vi điều khiển, để nhằm hạn chế tối đa cỏc linh kiện mắc ngoài khi xõy dựng hệ thống cú sử dụng vi xử lý, vi điều khiển.
Những bộ vi điều khiển mới hiện nay của cỏc hóng như: ATMEL, MOTOROLA,