Tài liệu Đồ án môn học hệ thống nhúng - Đề tài "Khóa số điện tử" ppt

hận xét của giáo viên hướng dẫn





Thái Nguyên, Ngày Tháng Năm 20
Giáo Viên hướng dẫn
(Ký ghi rõ họ tên)
1
Nhận xét của giáo viên chấm




Thái Nguyên, Ngày Tháng Năm 20
Giáo Viên hướng dẫn
(Ký ghi rõ họ tên)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
KHOA ĐIỆN TỬ
Bộ môn: KỸ THUẬT MÁY TÍNH
2
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
MÔN HỌC
Hệ Thống Nhúng
Nhóm sinh viên: 1. Vũ Đình Thăng
2. Nguyễn Thế Thịnh
3. Lê Văn Thành
Lớp : K43kđt
Giáo viên hướng dẫn : ThS. Nguyễn Tuấn Linh
Thái Nguyên – 2011

MỞ ĐẦU 6
Chương 1 : Phân Tích Bài Toán 6
1.5. Lựa chọn phần mềm : 10
Chương 2: Thiết Kế Và Tính Toán Cho Hệ Thống 10
2.1. Sơ đồ khối của khóa số 10
3
2.2.Sơ Đồ Đặc Tả Hệ Thống Và Sơ Đồ Call Graph: 11
2.3.Phân tích và tính toán phần cứng 12
2.3.1. PIC 16F877 12
2.3.2. LCD Hiển Thị 21
2.3.3.Bàn Phím 24
2.3.4.Mạch cầu điều khiển động cơ 26
2.3.5.Động cơ 30
2.3.6.Khối Nguồn 30
Chương 3: Xây dựng lưu đồ thuật toán và viết chương trình cho hệ khóa số 31
3.1 lưu đồ giải thuật: 31
3.2. hoạt động của sản phẩm 31
3.3. Chương trình quét phím cơ bản: 33
4
5
MỞ ĐẦU

Với mỗi gia đình, cơ qua, xí nghiệp, trường học hay bất cứ nơi đâu, để bảo vệ
tài sản trong phòng. Trên mỗi cánh cửa ra vào được trang bị thêm chiếc khóa . Hiện
nay trên thị trường có rất nhiều loại khóa cửa nhưng hầu như đều là khóa cơ khí, các
khóa cơ khí này gặp vấn đề lớn đó là tính bảo mật của các khóa này không cao, nên dễ
dàng bị phá khóa bởi các chìa khóa đa năng.
Đa số khoá kỹ thuật số đang có bán trên thị trường là do Hàn Quốc sản xuất,
chủ yếu là loại khoá tay nắm và có giá khá cao.
Khoá sử dụng phương pháp cài đặt mã số (như khoá số của các loại va li hay

cặp số) để khoá hoặc mở và người sử dụng có thể cài đặt số bất kỳ. Hệ thống số của
khoá được thiết kế như các phím bấm số của điện thoại nên khá tiện lợi khi sử dụng.
Bên cạnh loại chỉ có một chức năng khoá bằng mã số, còn có loại kèm theo chức năng
khoá bằng chìa. Chìa của loại này cũng đặc biệt hơn các loại thông thường, nó được
làm 4 cạnh, khó làm giả như các loại khoá 2 cạnh.
Khoá kỹ thuật số còn có loại mở bằng dấu vân. Loại khoá này có thể đăng ký
được 25 hoặc 40 vân tay khác nhau. Như vậy bạn có thể lưu lại rất nhiều vân tay của
mọi người trong gia đình vào bộ nhớ của khoá. Khi cho đúng các vân tay có lưu trong
bộ nhớ thì cửa sẽ được mở. Phần lớn loại này không sử dụng chìa nữa.
Vì vậy để nâng cao yêu cầu về tính bảo mật để bảo vệ tài sản, và dao diện dễ
sử dụng. Nhóm nghiên cứu chúng tôi đề ra giải pháp dùng khóa số dựa trên nền tảng
của kỹ thuật vi điều khiển.
Chương 1 : Phân Tích Bài Toán
1.1. Tổng quan về khóa số:
6
Khóa số nói chung là loại khóa để bảo vệ thiết bị, tài sản….mà khi muốn mở ra
thì phải tác động đến số mà ta cài đặt trước. có 2 loại khóa số cơ bản hiện nay trên thị
trường có đó là khóa số cơ khí và khóa số điện tử.
- Khóa số cơ khí : khi mở khóa hay khóa lại thì ta phải xoay các vòng số trên
khóa sao cho một dãy các số nào đó cùng hợp với nhau thì mở được khóa
- Khóa số điện tử : khi mở khóa thì ta phải nhập đúng mật khẩu là một dãy
các số liên tiếp nhau, nếu nhập đúng các dãy số đó thì mở được khóa.
Nhìn chung thì khóa số điện tử sẽ có nhiều ký tự, nhiều mã số để cài đặt hơn,
cũng như độ dài của mã số sẽ dài hơn. Vì vậy tính bảo mật của khóa số điện tử cũng
cao hơn. Bên cạnh đó, thao tác trên khóa số điện tử cũng thực hiện dễ dàng hơn với
các phím bấm, chứ không phải là các vòng xoay ở khóa số cơ khí. Khi thao tác đổi
mật khẩu cũng dễ dàng hơn vì thao tác trên các phím bấm.
Khóa số điện tử ngoài tính năng về bảo mật cao, và thao tác dễ dàng còn có
tính năng cảnh báo nếu nhập mật mã nhiều sai quá số lần quy định. Với dao diện
người dùng, hiển thị các thông báo về nhập mật khẩu, cảnh báo, thay đổi mật khẩu

khiến người dùng dễ sử dụng hơn.
1.2. Nguyên lý cơ bản của khóa số điện tử :
Nhập một mật mã đưa tới một khối giao tiếp, và hiển thị những thông tin tới
người dùng (nếu có). Rồi khối điều khiển sẽ gửi tín hiệu tới một thiết bị chấp hành
đóng cắt, hoặc điều khiển cho đóng hoặc mở cửa nếu như mật mã đúng. Và đưa ra
thống báo (nếu có) khi nhập mật mã sai, có thể có báo động khi nhập mật mã sai quá
số lần quy định.
Hình 1.1: sơ đồ khối khóa số cơ bản.
1.3. Các sản phẩm khóa số trên thị trường
Trên thị trường hiện nay có bán rất nhiều loại khóa số điện tử. Hầu hết các loại
khóa điện tử đó đều có tính nắng đổi mật mã, cảnh báo. Nhưng lại không có tính năng
giao diện người dùng bằng màn hình LCD khiến người dùng khó sử dụng các sản
phẩm đó. Thiết bị mà bộ khóa số trên thị trường điều khiển chủ yếu là Roler để đóng,
mở chốt cửa.
7
Khối giao tiếp và
hiển thị thông tin
Khối điều khiển Thiết bị chấp
hành
Hình 1.2: khóa số trên thị trường không có giao diện người dùng
Một số loại trên thị trường đã có giao diện người dùng qua những màn hình
LCD 16x2 để hiển thị thông tin tới người dùng. Như vậy thì dễ sử dụng hơn các loại
khác.
8
Hình 1.3: khóa số đã trang bị màn hình LCD giao diện người dùng.
1.4. Các yêu cầu chính của khóa số và tính năng của sản phẩm:
Qua tham khảo các sản phẩm khóa số trên thị trường thì
Yêu cầu của một bộ sản phẩm khóa số thông thường:
- Dạo diện người dung dễ sử dụng.
- Mật khẩu có độ dài đảm bảo tính bảo mật cao.

- Có thể thay đổi được mật khẩu.
- Tính năng cảnh báo khi nhập mật khẩu sai 3 lần liên tiếp.
- Động cơ quay để điều khiển cửa hết hành trình thì dừng lại.
- Hệ thống phải làm việc được ngay cả khi mất điện.
Các ràng buộc :
- Thông thường hệ thống giao diện với người dùng để ở bên
ngoài, nên phải an toàn, tránh được những tác động của ngoại
cảnh.
- Chi phí của bộ sản phẩm (không có động cơ) không quá
500.000
vnđ
.
- Chịu được quá tải tải khi gặp chướng ngại vật trong thời gian
dài.
Với yêu cầu về tính năng như trên, chúng tôi chọn các thiết bị chính:
• Vi điều khiển 16f877 với bộ nhớ eeprom có khả lưu trữ dữ liệu
ngay cả khi mất điện.
• Màn hình LCD 16x2 với mục đích hiển thị thông tin, giao tiếp vi
điều khiển với người dùng
• Bàn phím 16 phím có các phím số và phím chức năng đưa đầu
vào là mật khẩu, các lệnh đóng mơ cửa tới vi điều khiển.
• Động cơ để kéo cánh cửa đóng và mở. Với đề tài này có yêu cầu
sản phẩm mô phỏng thực tế, chúng tôi chọn động cơ một chiều
công suất nhỏ.
• Nguồn dự trữ khi mất điện.
9
1.5. Lựa chọn phần mềm :
CCS là trình biên dịch lập trình ngôn ngữ C cho Vi điều khiển PIC của hãng
Microchip. Chương trình là sự tích hợp của 3 trình biên dich riêng biết cho 3 dòng
PIC khác nhau đó là:

‐ PCB cho dòng PIC 12‐bit opcodes
‐ PCM cho dòng PIC 14‐bit opcodes
‐ PCH cho dòng PIC 16 và 18‐bit
Tất cả 3 trình biên dich này đuợc tích hợp lại vào trong một chương trình bao
gồm cả trình soạn thảo và biên dịch là CCS.
PIC 16f877a là pic 14. Ta có thể dùng phần mềm để lập trình cho PIC với ngôn
ngữ C dễ sử dụng.
Cấu chúc cơ bản của chương trình khi vết với C:
#include, #device, #use, #fuses // các tiền xử lý
#define, int8 //định nghĩa các dữ liệu khai báo hằng, biến
Void tênhàm() {} dùng để khai báo, định nghĩa hàm
Void main() {// chương trình chính.}
Chương 2: Thiết Kế Và Tính Toán Cho Hệ Thống
2.1. Sơ đồ khối của khóa số
10
Vi Điều Khiển
PIC 16F877a
Khối Báo Động
Động Cơ
Khuếch Đại Tín
Hiệu
Bàn Phím Ma
Trận 4x4
Khối Nguồn
Màn Hình Hiển
Thị LCD 16x2
Hình 2.1: Sơ đồ khối của Khóa số
- Khối nguồn: Nhằm nhiệm vụ cung cấp điện áp +5V, ±12V luôn ổn định cho
mạch điện và vi điều khiển.
- Vi điều khiển: xử lý các thông tin, nhận thông tin từ bàn phím , đưa đến điều

khiển động cơ và đưa thông tin hiển thị ra LCD thông báo cho người dùng. Lưu trữ
mật khẩu qua bộ nhớ EEPROM có thể lưu trữ ngay khi mất điện.
- Bàn phím: thực hiện chức năng nhập các dữ liệu đưa đến vi điều khiển và bao
gồm thao tác nhập mật khẩu, thay đổi mật khẩu, mở cửa, khóa cửa.
- Hệ thống báo động: cảnh báo khi nhập sai mật khẩu quá 3 lần. Thông qua hệ
thống chông báo động.
- Bộ khuếch đại tín hiệu và mạch cầu H :dùng để đưa tín hiệu điều khiển động
cơ
- Màn hình LCD: có chức năng chính để giao tiếp người dùng với Vi Điều
Khiển .
- Động cơ điều khiển: Dùng để điều khiển đóng mở cửa qua điều khiển từ mạch
cầu H
2.2. Sơ Đồ Đặc Tả Hệ Thống Và Sơ Đồ Call Graph:
11
Thao Tác
Phím
Đổi Mật Mã
Nhập Mật
Mã
Khóa Cửa
Mở Cửa
Báo Động
Nhập Mật
Mã Cũ
Mật Mã
Mới
Đổi Mật
Mã
Thao Tác Phím
Hình 2.2: sơ đồ đặc tả của hệ thống

Hình 2.3 : sơ đồ Call graph giữa phần cứng và phần mềm
2.3. Phân tích và tính toán phần cứng
2.3.1. PIC 16F877
a. Đặc điểm pic 16f877a:
• Công nghệ CMOS có đặc tính : công suất thấp, công nghệ bộ nhớ
Flash/EEPROM tốc độ cao. Điện áp hoạt động từ 2V đến 5,5V và
tiêu tốn năng nượng thấp. phù hợp với nhiệt độ làm việc trong
công nghiệp và trong thương mại.
• Tốc độ hoạt động :
- DC – 20MHz ngõ vào xung clock
- DC – 200ns chu kỳ lệnh
• Dung lượng của bộ nhớ chương trình Flash là 8K x 14words.
• Dung lượng của bộ nhớ dữ liệu RAM là 368x8Bytes.
• Dung lượng của bộ nhớ dữ liệu EEPROM là 256x8 Bytes.
12
Controller
software
Giao Tiếp
LCD
Giao Tiếp
EEPROM
Giao Tiếp
Bàn Phím
Màn Hình LCD EEPROM
Bàn Phím
Điều Khiển
Động cơ
Động Cơ
Chương
Trình Báo

Động
Chuông Báo
o Bộ nhớ dữ liệu EEPROM cho phép xóa và ghi 1.000.000
lần.
o Bộ nhớ EEPROM có thể lưu giữ dữ liệu hơn 40 năm và có
thể tự lập trình lại được dưới sự điều khiển của phần mềm.
• Số chân : 40 pins. 5 cổng vào ra số RA,RB,RC,RD,RE.
Hình 2.4: Sơ đồ chân của pic 16F877a.
b. Các công vào ra của PIC 16F877a:
Việc điều khiển các cổng vào ra của pic dựa trên việc điều khiển các File thanh
ghi. Vì trong đề tài chỉ sử dụng 3 cổng vào ra là PORTB, PORTC, PORTD nên chúng
tôi xin đưa ra đặc điểm của các chân.
 PORTB và thanh ghi TRISB:
Portb (RPB) gồm 8 pin I/O. thanh ghi điều khiển xuất nhập tương ứng là
TRISB. Bên cạnh đó một số chân của PORTB còn được sử dụng trong quá trình nạp
chường trình cho vi điều khiển với các chế độ nào khác nhau. PORTB còn liên quan
dến ngắt ngoại vi và bộ Timer0. PORTB còn được tích hợp chức năng điện trở kéo lên
được điều khiển bởi chương trình.
Ba chân của PORTB được đa hợp với mạch điện gỡ rối bên trong và chức năng
lập trình điện áp thấp RB3/PGM, RB6/PGC và RB7PGD.
Mỗi chân của PORTB có điện trở kéo lên. Bit điều khiển RBPU
(OPTION_REG<7>) =0 thì có thể mở tất cả các điện trở kéo lên . khi portb được thiết
13
lập là ngõ ra thì sẽ tự động ngắt chức năng điện trở kéo lên , cũng tương tự khi CPU bị
reset lúc mới cấp điện.
Bốn chân của portb RB4:RB7 có cấu chúc ngắt thay đổi, chỉ có những chân
được thiết lập ở cấu hình là ngõ vào thì mới có chức năng ngắt. các chân ngõ vào là
(RB4:RB7) được so sánh với giá trị cũ đã được chốt trong lần đọc trước của portb.
Các ngõ ra không trùng nhau của các chân RB4:RB7 được OR lại với nhau để tao ra
ngắt ở PORTB với bít cờ báo ngắt RBIF<INTCON<0>>.

Ngắt này có thể kích hoạt vi điều khiển trở lại trạng thái hoạt động khi nó đang
ở chế độ SLEEP. Trong chương trình phục vụ ngắt thì người dùng có thể xóa ngắt
bằng các cách khác nhau:
• Bất kỳ lệnh đọc hay ghi PORTB sẽ kết thích điều kiện không
thích ứng.
• Xóa bít cờ RBIF.
Điều kiện không tương thích sẽ tiếp tục làm cờ báo ngắt RBIF bằng 1. Khi đọc
PORTB sẽ chấm dứt điều kiện không tương thích và cho phép xóa bít cờ báo ngắt
RBIF.
Cấu trúc ngắt thay đổi dùng để thoát khỏi chế độ nghỉ khi có nhấn phím và các
hoạt động mà PORTB chỉ được dùng cho cấu trúc thay đổi ngắt.
 PORTC và thanh ghi TRISC:
PORTC là port 2 chiều 8 bít. Thanh ghi định hướng là TRISC. Khi bit
TRISC=1 thì portc là nhập, khi TRISC=0 thì portc là xuất.
Portc được đa hợp với vài chức năng ngoại vi. Các chân của portc có mạch
đệm Schmit Trigger ở ngõ vào. Khi khối I
2
C được cho phép thì các chân PORTC (3,4)
có thể được định cấu hình ở các mức I
2
C hoặc mức SMBUS bằng cách sử dụng bít
CKE (SSPSTAT<6>).
Khi cho phép chức năng ngoại vi, nên chú ý đến các bít TRIS cho mỗi chân của
PORTC. Một vài thiết bị ngoại vi ghi lên bít TRIS để làm một chân như là 1 ngõ ra,
trong khi đó các thiết bị ngoại vi ghi lên bít TRIS để làm như một chân ngõ vào. Khi
ghi đè bít TRIS thì không ảnh hưởng đến các thiets bị đã cho phép, các kệnh đọc –
hiệu chỉnh – ghi (BSF,BCF,XORWF) với TRISC là đích đến phải tránh dùng. Người
sử dụng tham chiếu tới phần thiết bị ngoại vi tướng ứng để thiếp lập cho đúng bít
TRIS
 PORTD và thanh ghi TRISD:

14
PORTD là port 8 bít với ngõ vào có mạch Schmitt Trigger. Mỗi chân có thể
được cấu hình độc lập là ngõ vào hoặc ngõ ra. PORTD có thể định cấu hình như là
port của vi sử lũ 8 bít bằng cách thiết lập bít điều khiển PSPMODE(TRISE<4>).
Trong mode này thì các bộ đến ngõ vào dạng TTL. PORTD và TRISD không được
xây dựng cho các bộ đếm ngõ vào TTL
 Các BANK thanh ghi:
Bộ nhớ dữ liệu trên được chia làm nhiều Bank và chứa những chức năng đặc
biệt. hai bit RP0, RP1 nằm trong thanh ghi STATUS thuộc bit thứ 5 và thứ 6 dùng để
chọn BANK thanh ghi.
Hai BANK thanh ghi : BANK 0 và BANK 1 thuộc địa chỉ từ 0x5 đến 0x09 là
địa chỉ của PORTA đến PORTE dùng để xuất nhập dữ liệu. địa chỉ từ 0x85 đến 0x89 là
địa chỉ của các thanh ghi định hướng TRISA đến TRISE.
Khi chọn BANK thanh ghi ta thiết lập các giá trị của RP0 và RP1 thuộc thanh
ghi STATUS như sau:
• Bank 0 : RP0=0, RP1=0.
• Bank 1 : RP0=1, RP1=0.
• Bank 2 : RP0=0, RP1=1.
• Bank 3 : RP0=1, RP1=1.
15
16
Hình 2.5: Sơ đồ File thanh ghi.
17
Với phần mềm CCS để viết chương trình C cho PIC, khi truy xuất các dữ liệu
từ các cổng thì ta không cần chọn BANK thanh ghi phức tạp như trên. Ta chỉ cần
dùng các lệnh : SET_TRIS_X và OUTPUT_X là có thể xuất nhập. Nhưng khi nhập dữ
liệu với các cổng ta không nên dùng lệnh OUTPUT_X vì trước khi thực hiện xuất một
dữ liệu thì mặc định nó đã SET_TRIS_X. Ta nên khai báo địa chỉ ban đầu của thanh
ghi ví dụ:
#BYTE PORTB =0x06, #BYTE PORTC=0x07.

Như thế thì ta có thể xuất dữ liệu ra các cổng bằng các lệnh gán
PORTX=0xXX mà không làm ảnh hưởng đến thanh ghi định hướng ban đầu qua lệnh
SET_TRIS_X.
Các cổng RB, RC, RD là cổng vào ra 8 bít, với các chân RX0 đến RX7.
c. chọn cổng vào ra kết nối với thiết bị ngoại vi :
• Do trong phần mềm CCS có hỗ chợ file LCD.C mặc định dùng ở cổng PORTD
nên ta dùng cổng RD để kết nối với LCD. Điều khiển LCD dùng PORTD với
thiết lập ban đầu là cổng xuất dữ liệu để điều khiển LCD nên ta thiết lập ban
đầu là SET_TRIS_D(0x00).
o Các chân từ RD4 => RD7 của PIC nối với các chân dữ liệu D4 => D7
của LCD
o Chân RD0 của pic nối với chân cho phép E (enable) của LCD.
o Chân RD1 nối với chân RS – chân chọn thanh ghi của LCD
o Chân RD2 nối với chân RW – chân chọn chế độ đọc/ ghi của LCD.
• Chọn cổng quét 16 phím: ma trận phím nối với cổng RC.
• Chọn cổng điều khiển động cơ , công tắc hành trình và báo động : cổng RB
o Chân RB0, RB1 nối với công tắc hành trình để dừng động cơ khi điều
khiển cửa
o Chọn chân RB6,RB7 để điều khiển động cơ thông qua mạch cầu.
o Chọn chân RB5 để đưa tín hiệu ra hệ thống báo động.
d. Bộ nhớ EEPROM:
Dữ liệu EEPROM và bộ nhớ chương trình Fláh có thể đọc và ghi trong suốt
quá trình hoạt động bình thường. Bộ nhớ này không được thiết lập trực tiếp trong
không gian file thanh ghi đặc biệt. Có 6 thanh ghi FSR được sử dụng để đọc và ghi bộ
nhớ này:
 EECON1
 EECON2
 EEDATA
 EEDATH
18

 EEADR
 EEADRH
Khi giao tiếp với khối bộ nhớ dữ liệu , thanh ghi EEDATA chứa 8bít dữ liệu
cho việc đọc/ghi và thanh ghi EEADR chứa địa chỉ ô nhớ của EEPROM đang được
truy xuất. Nếu pic có bộ nhớ 128 byte thì địa chỉ nằm trong khoảng từ 80H đến FFH,
nếu PIC có bộ nhớ EEPROM là 256 byte thì địa chỉ nằm trong khoảng từ 00h đến
FFh. Với PIC 16f877a có 256 byte bộ nhớ nên EEPROM nằm trong khoảng từ 00h
đến FFh.
Khi giao tiếp với bộ nhớ chương trình thì hai thanh ghi EEDATA và EEDATH
kết hợp với nhau lại thành thanh ghi 16 bit để lưu trữ dữ liệu 14bit cho lệnh đọc/ghi và
hai thanh ghi EEADR và EEADRH kết hợp lại thành thanh ghi 16 bít để lưu địa chỉ
13 bit của ô nhớ đang truy suất . Với pic có dung lượng bộ nhớ chương trình là 8k
wỏd thì địa chỉ trong khoảng từ 0000h đến 1FFFh . Nếu truy suất ô nhớ có địa chỉ lớn
hơn thì sẽ bị cuộn nằm trong vùng nhớ thực
Bộ nhớ dữ liệu EEPROM cho phép đọc và ghi 1 byte bộ nhớ chương trình
Flash cho phép đọc 1 word và ghi khối 4 word . Hoạt động ghi của bộ nhớ chương
trình sẽ tự động thực hiện xóa trước khi ghi vào khối 4 word . Một byte ghi vào bộ
nhớ dữ liệu EEPROM sẽ tự động xóa ô nhớ rồi mới ghi dữ liệu mới – xóa trước khi
ghi
Khi chip có mã bảo bbệ thì CPU có thể đọc và ghi dữ liệu bộ nhớ EEPROM.
Tùy thuộc vào cách thiết lập các bít bảo vệ chống ghi, PIC có thể cho hoặc không cho
ghi dữ liệu vào một vài khối bộ nhớ chương trình ; tuy nhiên cho phép đọc bộ nhớ
chương trình. Khi PIC coa mã bảo vệ thì người dung không còn được truy cập bộ nhớ
dữ liệu hoặc bộ nhớ chương trình.
 Thanh ghi EEADR và EEADRH
Cặp thanh ghi EEADRH:EEADR có thể định địa chỉ tối đa 256 byte của bộ
nhớ dữ liệu EEPROM hoặc tối đa 8k word của bộ nhớ chương trình EEPROM
Khi truy xuất bộ nhớ dữ liệu thì chỉ dung thanh ghi EEADR đẻ lưu byte địa chỉ
thâp
Khi truy xuất bộ nhớ chương trình thì dung thanh ghi EEADR để lưu byte địa

chỉ thấp và thanh ghi EEADRH để lưu byte cao
 Thanh ghi EECON1 và EECON2:
EECON1 là thanh ghi điều khiển để truy xuất bộ nhớ . Bít điều khiển EEPGD
dùng để truy xuất bộ nhớ chương trình hoặc bộ nhớ dữ liệu. Khi reset hoặc khi bị
19
EEPGD sẽ cho phép truy suất bộ nhớ dữ liệu. khi bit EEPGD bằng 1 thì truy xuất bộ
nhớ chương trình.
Thanh ghi EECON1
• Bit 7: EEPGD bit lựa chọn bộ nhớ dữ liệu/ chương trình EEPROM
o EEPGD=1 truy xuất bộ nhớ chương trình
o EEPGD=0 truy xuất bộ nhớ dữ liệu.
• Bit 6 => 4 chưa sử dụng
• Bit 3 WRERR : bít cờ lỗi EEPROM
o WRERR =1 việc ghi thực hiện xong sớm
o WRERR = 0 việc ghi đã được hoàn thành.
• Bit 2: WREN bit cho phép ghi eeprom
o WREN=1 cho phép ghi.
o WREN=0 không cho ghi.
• Bit 1: WR bit điều khiển ghi
o WR=1 bắt đầu chu kỳ ghi. Bit WR được xóa bằng phần cứng sau
mỗi lần ghi xong
o WR=0 quá trình ghi vào eeprom đã hoàn thành
• Bit 0 :RD bit điều khiển đọc
o RD=1 bắt đầu chi kỳ đọc eeprom . bit RD được xóa bằng phần
cứng .bit RD chỉ có thể được set trong phần mềm
o RD=0 không khởi động chu kỳ đọc eeprom.
 Đọc dữ liệu từ bộ nhớ EEPROM:
Để đọc dữ liệu của một ô nhớ người sử dụng phải ghi địa chỉ vào thanh ghi
EEADR, xóa bit điều khiển EEPGD (EECON1,7) và sau đó set bit điều khiển RD
(EECON1<1>) . Dữ liệu sẽ xuất hiện trong thanh ghi EEDATA ở chu kỳ kế.

EEDATA sẽ lưu giá trị này cho đến khi xuất hiện lần đọc kế hoặc bị thay đỏi bởi
người sử dụng.
Các bước để đọc bộ nhớ dữ liệu EEPROM:
 Ghi địa chỉ vào EEADR địa chỉ không được lớn hơn dung lượng bộ nhớ
 Xóa bit EEPGD chỉ hướng vào bộ nhớ dữ liệu EEPROM
 Set bit RD để bắt đầu hoạt động đọc.
 Đọc dữ liệu từ thanh ghi EEPROM.
Các bước trên khi dung với ngôn ngữ ASM thì ta phải tuân thủ đúng quy tắc.
nhưng khi dung với ngôn ngữ C thì ta chỉ cần dung với một lệnh
read_eeprom(address) trong đó address là địa chỉ của EEPROM mà ta cần đọc, địa chỉ
này với dòng pic 16f877a từ 00h đến FFh.
20
 Ghi dữ liệu vào bộ nhớ EEPROM:
Để ghi dữ liệu vào EEPROM thì người sử dụng phải ghi địa chỉ vào thanh ghi
EEADR và dữ liệu vào thanh ghi EEDATA . sau đó phải thực hiện ghi theo trình tự
chỉ định để ghi cho mỗi byte.
Quá trình ghi sẽ không được khởi động nếu thứ tự ghi không được thực hiện
chính xác cho mỗi byte . phải cấm tất cả các yêu cầu ngắt khi thực hiện quá trình ghi
này .
Ngoài ra bit WREN trong thanh ghi EECON2 phải được set để cho phép ghi.
Cơ chế này ngăn chặn các hoạt động ghi ngẫu nhiên vào EEPROM liên quan đến sai
sót mã bảo bệ . Người sử dụng nên giữ bit WREN ở trạng thái Clear , ngoại trừ khi
truy cập dữ liệu vào bộ nhớ dữ liệu EEPROM. Bit WREN không được xóa bằng phần
cứng.
Sau khi quá trình ghi đã được khởi đọng thì nếu ta xóa bit WREN sẽ không ảnh
hưởng đến chu kỳ này. Bit WR sẽ bị chặn không cho lên 1 trừ khi bit WREN được set.
Khi hoàn tất chu kỳ ghi bit WR được xóa bởi phần cứng và bit cờ báo ngắt
hoàn thành xong quá trình ghi EEIF được set. Người dung có thể cho phép sự ngắt
hoặc kiểm tra bit này để biết quá trình ghi kết thúc . bit EEIF phải được xóa bằng phần
mềm.

Tuy rằng các bước ghi dữ liệu vào bộ nhớ EEPROM có nhiều bước và nhiều
bit trên thanh ghi được để ý đến như vậy nhưng khi dùng C để làm việc với PIC thì ta
chỉ cần chú ý đến lệnh ghi : WRITE_EEPROM(address,x)
Trong lệnh :write_eeprom(address,x)
Address : địa chỉ của EEPROM ta cần ghi
X : giá trị ta cần ghi (byte).
2.3.2. LCD Hiển Thị
a. Hình dáng và kích thước:
Có rất nhiều loại LCD với nhiều hình dáng và kích thước khác nhau, trên hình
1 là hai loại LCD thông dụng.
21
Hình 2.6: Hình dáng của LCD
Khi sản xuất LCD, nhà sản xuất đã tích hợp chíp điều khiển (HD44780) bên
trong lớp vỏ và chỉ đưa các chân giao tiếp cần thiết. Các chân này được đánh số thứ
tự và đặt tên như bên dưới :
Hình 2.7: Sơ đồ chân của LCD
b. Chức năng các chân:
Chân số Tên Chức năng
1 Vss Chân nối đất cho LCD, khi thiết kế mạch ta nối chân này với
GND của mạch điều khiển
2 Vdd Chân cấp nguồn cho LCD, khi thiết kế mạch ta nối chân này
với VCC=5V của mạch điều khiển
3 Vee Chân này dùng để điều chỉnh độ tương phản của LCD.
4 Rs Chân chọn thanh ghi (Register select). Nối chân RS với logic
“0” (GND) hoặc logic “1” (VCC) để chọn thanh ghi.
+ Logic “0”: Bus DB0-DB7 sẽ nối với thanh ghi lệnh IR
của LCD (ở chế độ “ghi” - write) hoặc nối với bộ đếm địa chỉ
của LCD (ở chế độ “đọc” - read)
+ 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
22
logic “0” để LCD hoạt động ở chế độ ghi, hoặc nối với logic
“1” để LCD ở chế độ đọc.
6 E Chân cho phép (Enable). Sau khi các tín hiệu được đặt
lên bus DB0-DB7, các lệnh chỉ được chấp nhận khi có 1 xung
cho phép của chân E.
+ Ở chế độ ghi: Dữ liệu ở bus sẽ được LCD chuyển
vào(chấp nhận) thanh ghi bên
trong nó khi phát hiện một xung (high-to-low
transition) của tín hiệu chân E.
+ Ở chế độ đọc: Dữ liệu sẽ được LCD xuất ra DB0-
DB7 khi phát hiện cạnh lên (low-to-high transition) ở
chân E và được LCD giữ ở bus đến 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 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
Bảng 2.1: Chức năng của cán chân LCD
c. Các thanh ghi
Chíp HD44780 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 HD44780 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
23
- 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 HD44780 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 RS để ra lệnh cho thanh ghi
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
Trong chương trính sử dụng LCD ở chế độ 4bit. Các lệnh được sử dụng:
 lcd_send_byte( BYTE address, BYTE n ) để điều khiển LCD ví dụ
như lệnh : lcd_send_byte(0,0x01) dùng để xóa màn hình,
lcd_send_byte(0,0x08) để đưa con trỏ về đầu dòng thứ nhất…
 lcd_gotoxy(a,b) để đưa con trỏ về các vị trí mong muốn thộc các
dòng khác nhau của LCD. Lcd_gotoxy(x,1) đưa con trỏ về dòng
1 vị trí x, vị trí x có thể từ 1->16 của LCD
 printf(lcd_putc,”…”): in một xâu ký tự ra màn hình.xâu ký tự có
độ dài < 16 ký tự để LCD có thể hiển thị được đầy đủ
 lcd_putc(‘…’) : in một ký tự ra màn hình.

2.3.3. Bàn Phím
Hình 2.8: Ma Trận 16 Phím
Thực hiện chức năng giao tiếp với vi điều khiển PIC 16F87, dùng để hiển thị
nhập password, thay đổi password, mở khóa cửa
Sử dụng bàn phím ma trận 16 phím
Với các phím số từ 0 =>9 và các phím chức năng mở cửa, khóa cửa, và đổi mật
khẩu.
Để kết nối với vi điều khiển thì ta treo 8 đầu vào của ma trận phím với trở treo
lên dương nguồn, với giá trị cảu trở treo là R8=4.7K.
24
Dùng các phím bấm có 4 chân giống như hình vẽ:
Hình 2.9 : nút bấm sử dụng trong mạch
Hình 2.10 : Sơ đồ chân của nút bấm dùng làm mạch
Ta sử dụng nút bấm thường mở, với các chân nối chéo nhau, chân 1-3, 2-4 có
thể dùng như nhau, vì thế khi nối mạch ta dùng một trong 2 cặp chân này.
25