Giao tiếp bàn phím ma trận, LCD và PPI8255
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.1 MB, 29 trang )
Bài tập lớn - nhóm 9
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
BÁO CÁO
Giao tiếp bàn phím ma trận, LCD và PPI8255
GVHD: Thầy Nguyễn Thanh Hiếu
Danh sách nhóm 9:
Nguyễn Thanh Duy
Nguyễn Thị Các Linh
Phan Thị Huỳnh Giao
Phạm Văn Hiếu
Bùi Văn Thời
Nguyễn Ngọc Thương
1
Bài tập lớn - nhóm 9
Nhận xét của Giáo Viên Hướng Dẫn
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
TP.HCM, ngày…. .Tháng 12 năm 2013
Giáo viên hướng dẫn
2
Bài tập lớn - nhóm 9
I. Yêu cầu :
Bàn phím ma trận nhận dữ liệu được nhập vào và xuất ra LCD
II. Nội dung báo cáo
A. PHẦN 1
Tìm hiểu về vi điều khiển
8051……………….4
Giới thiệu về PPI
8255……………………… 7
Giới thiệu về bàn phím giao tiếp
44……… 11
Giới thiệu về LCD………………………….
…14
B. PHẦN 2
Sơ đồ nguyên
lý………………………………21
Lưu đồ giải
thuật…………………………… 22
Viết chương trình cho vi điều
khiển………… 23
Mạch mô phỏng protues
3
Bài tập lớn - nhóm 9
A. PHẦN 1
I. Giới thiệu vi điều khiển 8501
GIỚI THIỆU HỌ MSC-51
MCS-51 là họ IC vi điều khiển do hãng Intel sản xuất. Các IC tiêu biểu cho họ là 8051
và 8031. Các sản phẩm MSC-51 thích hợp cho những ứng dụng điều khiển. Việc xử lý
trên Byte và các toán số học ở cấu trúc dữ liệu nhỏ được thực hiện bằng nhiều chế độ
truy xuất dữ liệu nhanh trên RAM nội. Chíp này có đặc điểm : 4 port , 8bit , có tốc độ,
công suất thấp có lập trình được nhờ bộ nhớ Flash và dùng thuật ngữ lập trình 80C51
Được sử dụng để điều khiển công nghiệp hay tự động hoá AT89C51 cung cấp những đặc
tính chuẩn như sau : 4 KB bộ nhớ chỉ đọc có thể xóa và lập trình nhanh (EPROM), 128
Byte RAM, 32 đường I/O, 2 TIMER/COUNTER 16 Bit, vecto ngắt có cấu trúc 2 mức
ngắt, một Port nối tiếp bán song công, 1 mạch dao động tạo xung Clock và dao động
ON-CHIP. Thêm vào đó, AT89C51 được thiết kế với logic tĩnh cho hoạt động đến mức
không tần sốvà hỗ trợ hai phần mềm có thể lựa chọn những chế độ tiết kiện công suất,
chế độ chờ (IDLE MODE) sẽ dừng CPU trong khi vẫn cho phép RAM, timer/counter,
port nối tiếp và hệ thống ngắt tiếp tục hoạt động. Chế độ giảm công suất sẽ lưu nội dung
RAM những sẽ treo bộ dao động làm khả năng hoạt động của tất cả những chức năng
khác cho đến khi Reset hệ thống
Bộ nhớ chương trình bên trong: 4 KB (ROM)
4
Bài tập lớn - nhóm 9
Cấu trúc của 8051
Chức năng các chân của AT89C51
5
Bài tập lớn - nhóm 9
89C51 có tất cả 40 chân có chức năng như các đường xuất nhập. trong đó có 24 chân có
tác dụng kép (có nghĩa 1 chân có 2 chức năng), mỗi đường có thể hoạt động như đường
xuất nhập hoặc như đường điều khiển hoặc là thành phần của các bus dữ liệu và bus địa
chỉ.
Các port:
1/ Port 0 là port có hai chức năng ở các chân 32-39 của 89C51. trong các thiết kế cỡ nhỏ
không dùng bộ nhớ mở rộng, nó có chức năng như các đường IO. Đối với các thiết kế cỡ
lớn có bộ nhớ mở rộng, nó được kết hợp giữa bus địa chỉ và bus dữ liệu.
2/ Port 1 là port IO trên các chân 1-8 các chân được kí hiệu `p1.0, p1.1, p1.2, có thể dùng
cho giao tiếp với các thiết bị ngoài nếu cần. port 1 không có chức năng khác, vì vậy
chúng chỉ được dùng cho giao tiếp với các thiết bị bên ngoài.
3/ Port 2 là 1 port có tác dụng kép trên các chân 21-28 được dùng như các đường xuất
nhập hoặc là byte cao của bus địa chỉ đối với các thiết bị dùng bộ nhớ mở rộng.
4/ Port 3 là port có tác dụng kép trên các chân 10-17 các chân, các chân của port này có
nhiều chức năng, các công dụng chuyển đổi có liên hệ với các đặc tính đặc biệt của
89C51 như bảng sau
Các ngõ ra tín hiệu điều khiển:
a/Ngõ tín hiệu PSEN:
- Psen là tín hiệu ngõ ra ở chân 29 có tác dụng cho phép đọc bộ nhớ chương trình
mở rộng thường nói đến chân OE của Eprom cho phép đọc các byte mở rộng
6
Bài tập lớn - nhóm 9
- Psen ở mức thấp trong thời gian Microcontroller 8951 lấy lệnh. Các mã lệnh của
chương trình đọc từ Eprom qua bus dữ liệu và được chốt từ thanh ghi bên trong
8951 để giải mã lệnh. Khi 8951 thi hành chương trình trong Rom nội Psen sẽ ở
mức logic1.
b/ Ngõ tín hiệu điều khiển ALE
ALE (Address Latch Enable): cho phép chốt địa chỉ, chân số 30.
- Chức năng:
• Là tín hiệu cho phép chốt địa chỉ để thực hiện việc giải đa hợp cho bus địa chỉ byte
thấp và bus dữ liệu đa hợp (AD0 – AD7).
• Là tín hiệu xuất, tích cực mức cao.
ALE = 0 →trong thời gian bus AD0 - AD7 đóng vai trò là bus D0 - D7.
ALE = 1 →trong thời gian bus AD0 - AD7 đóng vai trò là bus A0 - A7.
- Khi lập trình cho ROM trong chip thì chân ALE đóng vai trò là ngõ vào của xung
lập trình.
c/Chân EA\:
- EA (External Access): truy xuất ngoài, chân số 31.
- Chức năng:
• Là tín hiệu cho phép truy xuất (sử dụng) bộ nhớ chương trình (ROM) ngoài.
• Là tín hiệu nhập, tích cực mức thấp.
EA\ = 0 →Chip 8051 sử dụng chương trình của ROM ngoài.
EA\ = 1 →Chip 8051 sử dụng chương trình của ROM trong.
- Khi lập trình cho ROM trong chip thì chân EA đóng vai trò là ngõ vào của điện áp
lập trình
d/Chân RST
7
Bài tập lớn - nhóm 9
Ngõ vào RST ở chân 9 là ngõ vào reset của 89C51, khi ngõ vào tín hiệu này đưa lên
cao ít nhất là 2 chu kỳ máy, các thanh ghi bên trong đươc nạp những giá trị thích hợp
để khởi động hệ thống, khi cấp mạch điện tự động reset.
II. GIỚI THIỆU VỀ PPI 8255
a. Giới thiệu về PPI8255
- PPI: programmable peripheral interface – giao
tiếp ngoại vi lập trình được
- Dùng 8255 để mở rộng I/O. từng port có thể
lập trình là input hay output một cách linh
hoạt bằng phần mềm (so sánh với việc thiết kế
I/O port dùng 74LS244 và 74LS373 ở chương 1
→ input hay output được thiết kế “cứng”,cố định).
- Các chân:
D0÷D7: bus dữ liệu 2 chiều
PA0÷PA7: port A.
PB0÷PB7: port B.
PC0÷PC7: port C.
/RD: Read. (Nối với /RD (P3.7) của 8051.)
/WR: Write. (Nối với /WR của 8051.)
RESET: khởi động lại 8255. (thường được nối với mạch reset của 8051
hoặc GND.
/CS: chọn chíp.)
A0, A1: địa chỉ port. (Nối với bus địa chỉ.)
8
Bài tập lớn - nhóm 9
- hoạt động I/O cơ bản của 3 mode:
o Mode 0: I/O đơn giản
o Mode 1: I/O có bắt tay
o Mode 2: bus 2 chiều
9
Bài tập lớn - nhóm 9
b. Sơ đồ ghép nối PPI 8255 với IC 8051
10
Bài tập lớn - nhóm 9
c. Giao tiếp PPI8255 với LCD
11
Bài tập lớn - nhóm 9
III. Giới thiệu về bàn phím giao tiếp 44.
Có 2 cách xác định phím nhấn bằng phần cứng và phần mềm:
Ở đây ta xác định mã các phím nhấn bằng phần mềm:
- Khi nhấn phím thì hàng và cột tương ứng sẽ được nối với nhau.
- Để xác định được phím nhấn ta quét bàn phím: ta thực hiện quét từng hàng,
đầu tiên cho hàng 1 ở mức logic 0, các hàng và cột khác ở mức logic 1, ta đọc
giá trị hàng và cột thông qua Port 1.
- Nếu 1 phím nào đó được nhấn: hàng và cột tương ướng nối với nhau và ở
mức logic 0, tuân theo quy tắc sau ta xác định mã phím:
+Ta có số hàng là 4: đếm theo thứ tự:
hi = 1(ứng với H4), 2( ứng với H3), 3(ứng với H2), 4(ứng với H1)
ci = 0 (ứng với C1), 4(ứng với C2), 8(ứng với C3), 12(ứng với C4).
12
Bài tập lớn - nhóm 9
Ta có thể thấy các cột hơn kém nhau 4 đơn vị
Ma phimi = (4-hi)+ci
- Ta thực hiện quét 4 lần, lần lượt 4 hàng
- Thuật toán quét bàn phím như sau:
Chương trình quét bàn phím được viết như sau:
SCAN_KEY:
MOV R1,#0FEH
MOV R6,#4
SCAN:
13
Bài tập lớn - nhóm 9
MOV P1,R1
MOV A,P1
ANL A,#0F0H
CJNE A,#0F0H,GET_CODE
XCH A,R1
RL A
XCH A,R1
DJNZ R6,SCAN
CLR F0
LJMP EXIT
GET_CODE:
PUSH ACC
MOV A,#4
CLR C
SUBB A,R6
MOV R5,A
POP ACC
SWAP A
MOV R4,#4
LOOP2:
RRC A
JNC SET_FLAG
XCH A,R5
ADD A,#4
XCH A,R5
DJNZ R4,LOOP2
SET_FLAG:
SETB F0
MOV A,R5
EXIT: MOV R1,#00H
MOV R6,#00H
RET
VI. Giao tiếp với LCD
!"#
$%" &$'($%)$)))$%
14
Bài tập lớn - nhóm 9
*& +,-!$.)$&$/*
. 0/$- & +.))% $/12&/
& +% . +,% *.) 3). %/4 +,
'( ++$. & +$%&$$5!
)%6 & +%)788#9:7'( )
$/. & + 3).)+$'
;$
! ;$% $
< =>> ?@ ?@
A = BC= B
D = :'''BC= ( & +
/
8 E> 7F
G% *
7G
%
C EFH 7F (F?
G(*7G?
I " 7F / $/
#<8 J:J# 7F $-%
15
Bài tập lớn - nhóm 9
• K=>>=G$.)?@
• K=G & +/)4 +,'
• E>L % MG$A!N%)%
.)% '@ !E>$!/% / $/
)$ % !O5$)4 +
,P +. )Q@ !E>$%
/ $/)$% &$ + +,% '
• EFHL FR MG/ $/$% % &$% P
$% &$$)$$'
• "L -% MG) +!$% % % .)$)
% $'S% )4 +,% !
&$55!)'T)/$! +%)
8C:' &% )&$5%
)4% $%)% $$U'
• J:VJ#G9)-% L): !#M'% $ + +
!.)%!&- +, - 9-
- 8-'
16
Bi tp ln - nhúm 9
)/W$8)% L)8 !#M' !
8-) &.5%$.4$0)6FX'
*Baỷng kyự tửù chuaồn cuỷa LCD (ROM CODE A00)
17
Bi tp ln - nhúm 9
Chửụng trỡnh con kieồm tra traùng thaựi baọn cuỷa LCD
18
Bài tập lớn - nhóm 9
HY6ZG
E"*"[: +% -\%
EE>* !%
>"JEH* !%
;X=YY]:^^7*YY%)/
>"J"*%
;X=YYY*$,.
_JY'#HY6Z* !J#[<.3-
EEH*\EH$% & !
E"
Khôûi ñoäng LCD
$&$ +4/&.)P!4
$'
)-&G
6@6ZG
>"J"*"[< +5!-\%
EE>* !%
;X=YY]D97*-9-`&$C59A)
E"*5! "
19
Bài tập lớn - nhóm 9
YHY6Z*) !& !-
>"J"*"[< +5!-\%
EE>* !%
;X=YY]:"7*``
E"*5! "
YHY6Z*) !& !-
>"J"*"[< +5!-\%
EE>* !%
;X=YY]:I7*.,0,/&$
E"*5! "
YHY6Z*) !& !-
E"
Xoùa maøn hình hieån thò LCD
EZG
>"J"
EE>
;X=YY]:<7
E"
YHY6Z
20
Bài tập lớn - nhóm 9
E"
Ghi ra maøn hình
HE6"Z"TG>"J"
>"JE>
;X=YYY
E"
YHY6Z
E"
21
Bài tập lớn - nhóm 9
B. Phần 2: thực hành
1. Sơ đồ nguyên lý
2. Lưu đồ giải thuật
22
Bài tập lớn - nhóm 9
3. Chương trình cho vi điều khiển-code asm
23
Start
Khởi tạo các port
vào ra của 8051
Nhấn phím
Khởi tạo các port
của PPI 8255
Thiết lập các lệnh
khởi tạo cho LCD
KKhai báo
quét phím
Chương trình
Delay
Chương trình
cho phím
Chương trình
chính
Xử lý dữ liệu
Hiển thị lên LCD
END
RESET
Giao tiếp PPI
8255 với 8051
Giao tiếp PPI
8255 với LCD
Chương trình
cho LCD
Bài tập lớn - nhóm 9
ORG 0H
RS EQU P1.0
RW EQU P1.1
E EQU P1.2
DB0 EQU P0.0
DB1 EQU P0.1
DB2 EQU P0.2
DB3 EQU P0.3
DB4 EQU P0.4
DB5 EQU P0.5
DB6 EQU P0.6
DB7 EQU P0.7
H1 EQU P2.0
H2 EQU P2.1
H3 EQU P2.2
H4 EQU P2.3
C1EQU P2.4
C2EQU P2.5
C3EQU P2.6
C4EQU P2.7
DATA_LCD EQU P0
MAIN:
mov DPTR,#string1
MOV R3,#0H
MOV R2,#0H
ACALL CAUHINH_PPI8255
LCALL KHOITAO_LCD
LCALL XUAT_CHUOI
MOV R7,#30
LAP:
ACALL DELAY
DJNZ R7,LAP
ACALL KHOITAO_LCD
MOV R1,#0H
LOOP:
ACALL QUETPHIM
SJMP LOOP
CAUHINH_PPI8255:
SETB P3.4
SETB P3.5
MOV DATA_LCD,#83H
SETB P3.6
CLR P3.7
SETB P3.7
RET
DELAY:
MOV TMOD,#01H
MOV TH0,#HIGH(-50000)
MOV TL0,#LOW (-50000)
SETB TR0
CLR TF0
JNB TF0,$
CLR TF0
CLR TR0
RET
XUAT_CHUOI:
MOV R0,#0H
L1: MOV A,R0
MOVC A,@A+DPTR
CJNE A,#0H,CONT_WRITE
24
Bài tập lớn - nhóm 9
SJMP END_WRITE
CONT_WRITE:
CJNE R0,#0FH,TIEP
MOV R2,#0C0H
ACALL XUAT_LENH
TIEP:
INC R0
MOV R3,A
ACALL XUAT_DATA
SJMP L1
END_WRITE:
RET
KHOITAO_LCD:
MOV R2,#38H ;BUS 8
BIT ,FONT 5X8 ,2 HANG
ACALL XUAT_LENH
MOV R2,#0EH ;LCD
BAT CURSOR TAT
ACALL XUAT_LENH
MOV R2,#06H ; VI TRI
CURSOR TU DONG DICH PHAI KHI
CÓ KI TU CHUYEN VAO
ACALL XUAT_LENH
MOV R2,#80H ; CON
TRO O VI TRI HANG TREN NGOAI
CUNG BEN TRAI
ACALL XUAT_LENH
MOV R2,#01H ;XOA
MAN HINH
ACALL XUAT_LENH
RET
XUAT_LENH:
SETB E
CLR RS
CLR RW
CLR P3.4
CLR P3.5
MOV DATA_LCD,R2
SETB P3.6
CLR P3.7
SETB P3.7
CLR E
LCALL DELAY
RET
XUAT_DATA:
SETB E
SETB RS
CLR RW
CLR P3.4
CLR P3.5
CJNE R1,#0FH,XUAT
MOV R2,#0C0H
ACALL XUAT_LENH
XUAT:
INC R1
MOV DATA_LCD,R3
SETB P3.6
CLR P3.7
SETB P3.7
CLR E
LCALL DELAY
25
