vi xử lý hệ thống điều khiển bàn phím

Bài 1: Chương trình điều khiển bàn phím và hiển thị mã của phím nhấn trên 8 LED dưới dạng số BIN LED sáng = mức 1, LED tắt = mức 0, không phím nào được nhấn thì mã phím là FFH KEYPAD đượ

Trang 1

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP

TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM - THỰC HÀNH

Trang 2

D HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BÀN PHÍM

A MỤC ĐÍCH:

• Thực hành lập trình ứng dụng trên máy tính, biên dịch chương trình, nạp vào vi điều khiển và sử dụng mô hình thí nghiệm để kiểm chứng

• Điều khiển thiết bị ngoại vi bằng các port của vi điều khiển

• Điều khiển các thiết bị ngoại vi bằng bàn phím (bàn phím thiết kế theo kiểu ma trận)

• Trình bày kỹ thuật quét phím cho dạng bàn phím ma trận 16 phím (4 hàng x 4 cột)

• Trình bày một số ứng dụng trong kỹ thuật điều khiển bàn phím

B YÊU CẦU:

• Nắm vững tập lệnh của vi điều khiển MCS-51

• Biết cách viết các chương trình điều khiển bàn phím ma trận

• Nắm được sơ đồ và nguyên lý hoạt động của khối bàn phím ma trận trên mô hình thí nghiệm

• Nắm được nguyên lý và kỹ thuật quét phím cho các dạng bàn phím ma trận

• Biết cách viết các chương trình ứng dụng có sử dụng bàn phím ma trận để điều khiển các thiết bị ngoại vi khác nhau

Trang 3

Bài 1: Chương trình điều khiển bàn phím và hiển thị mã của phím nhấn trên 8 LED dưới dạng số

BIN (LED sáng = mức 1, LED tắt = mức 0), khơng phím nào được nhấn thì mã phím là FFH (KEYPAD được nối với Port0, LED được nối với Port1)

1 Trình tự tiến hành thí nghiệm:

1.1 Kết nối thiết bị thí nghiệm

• Tắt nguồn cấp cho mơ hình thí nghiệm

• Dùng dây bus 8 nối J64 (PORT1) ở khối vi điều khiển với J11 (BAR LED 1) ở khối dãy LED

• Dùng dây bus 8 nối J63 (PORT0 / DATA) ở khối vi điều khiển với J15 (KEYBOARD) ở khối phím ma trận

• Dùng dây bus 3 nối J103 (POWER) ở khối dãy LED với nguồn +5V ở khối nguồn

LED DÃY

BAR LED 2 POWER BAR LED 1

BÀN PHÍM

MA TRẬN

VI ĐIỀU KHIỂN

A0 A7 SELECT CHIP CLOCK OUT

POWER SW NGUỒN

+5V

8

1.2 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống:

AD7

AD0

AD0 AD1 AD2 AD3 AD4 AD5 AD6

AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1

AD0

AD1

AD2

AD3

D0 D0

D1 D1

D2 D2

D3 D3

D4 D4

D5 D5

D6 D6

D7 D7

XTAL2 18

XTAL1 19

ALE 30 EA 31 PSEN 29

RST 9

P0.0/AD0 39 P0.1/AD1 38 P0.2/AD2 37 P0.3/AD3 36 P0.4/AD4 35 P0.5/AD5 34 P0.6/AD6 33 P0.7/AD7 32

P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8

P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14

P3.7/RD 17 P3.6/WR 16 P3.5/T1 15 P2.7/A15 28

P2.0/A8 21 P2.1/A9 22 P2.2/A10 23 P2.3/A11 24 P2.4/A12 25 P2.5/A13 26 P2.6/A14 27

U1

AT89C51

C1

33p

C2

33p

X1

12MHz

C3

10uF

R1

10k +5V

D1

R2

330 +5V

D2

R3

330 +5V

D3

R4

330 +5V

D4

R5

330 +5V

D5

R6

330 +5V

D6

R7

330 +5V

D7

R8

330 +5V

D8

R9

330 +5V

1B 1 2B 2 3B 3 4B 4 5B 5 6B 6 7B 7 8B 8

1C 18 2C 17 3C 16 4C 15 5C 14 6C 13 7C 12 8C 11

COM 10

U2

ULN2803

2 3 4 5 6 7 8 9

1

RP1

10K

MẠCH ĐIỀU KHIỂN BÀN PHÍM MA TRẬN 4 x 4

2

3

4

5

6

7

8

9

1

RP2

10K

6 5 4

=

7

+ C

ON 0

A

B

C

D

+5V

Trang 4

BIN (LED sáng = mức 1, LED tắt = mức 0), không phím nào được nhấn thì mã phím là FFH (KEYPAD được nối với Port0, LED được nối với Port1)

1.3 Vẽ lưu đồ giải thuật và viết chương trình điều khiển

;***************************************************

;CHUONG TRINH DIEU KHIEN BAN PHIM MA TRAN 4 X 4

;***************************************************

;KET NOI: LED -> PORT1 (CO DEM DAO), KEYPAD -> PORT0

;***************************************************

ORG 00H

MAIN:

JC MP1 ;KIEM TRA CO NHAN PHIM (C = 1)

MOV A ,#0FFH ;KHONG NHAN PHIM A = FFH

MP1: ;CO NHAN PHIM A = MA PHIM

MOV P1 , A ;XUAT MA PHIM RA LED HIEN THI DANG SO BIN

LJMP MAIN ;QUAY LAI KIEM TRA KEYPAD TIEP

;***************************************************

SCANKEYPAD: ;CTC QUET BAN PHIM MA TRAN 4 X 4, CO CHONG DOI.

MOV R3 ,#50 ;SO LAN LAP DE CHONG DOI

BACK:

JNC NOPRESSED ;C = 0 -> THOAT KHI KHONG CO PHIM NHAN

DJNZ R3 ,BACK ;C = 1 -> CO PHIM NHAN, GIAM SO LAN LAP DE CHONG DOI

NOPRESSED:

RET

;***************************************************

GETKEY:

MOV A ,#0EFH ;BAT DAU TAI COT 0

MOV R6 ,#4 ;R6 LAM BO DEM COT

TEST:

MOV P0 , A ;TICH CUC COT

MOV R7 , A ;LUU ACC

MOV A , P0 ;DOC LAI TU PORT 1

ANL A ,#0FH ;CACH LY CAC HANG

CJNE A ,#0FH,KEYPRESSED ;HANG TICH CUC ?

MOV A , R7 ;N -> DI CHUYEN TOI

DJNZ R6 ,TEST

CLR C ;KHONG CO PHIM DUOC NHAN HAY NHAN NHIEU PHIM CUNG LUC

SJMP EXIT ;THOAT VOI C = 0

KEYPRESSED:

MOV R7 , A ;LUU TRONG R7

Trang 5

BIN (LED sáng = mức 1, LED tắt = mức 0), không phím nào được nhấn thì mã phím là FFH (KEYPAD được nối với Port0, LED được nối với Port1)

MOV A ,#4 ;CHUAN BI TINH

SUBB A , R6 ;4 - R6 = TRONG SO

MOV A , R7 ;PHUC HOI MA QUET

MOV R5 ,#4 ;DUNG R5 LAM BO DEM

AGAIN:

RRC A ;QUAY CHO DEN KHI = 0

JNC DONE ;THUC THI XONG KHI C = 0

INC R6 ;CONG 4 CHO DEN KHI TIM THAY HANG TICH CUC

DJNZ R5 ,AGAIN

DONE:

SETB C ;CO PHIM NHAN -> C = 1

MOV A , R6 ;MA TRONG A

EXIT:

RET

END

1.4 Lưu chương trình và biên dịch chương trình

1.5 Kiểm tra lỗi và hiệu chỉnh lỗi nếu có

1.6 Gắn chip vi điều khiển thí nghiệm vào socket tương ứng trên khối nạp chip và bật nguồn cho khối nạp chip hoạt động

1.7 Nạp chương trình vào vi điều khiển

1.8 Sử dụng vi điều khiển vừa nạp gắn vào socket tương ứng trên khối vi điều khiển

1.9 Bật nguồn cho mô hình thí nghiệm Quan sát kết quả hoạt động, nếu kết quả hoạt động không đúng yêu cầu của đề bài thì phải quay lại kiểm tra việc kết nối mạch, hiệu chỉnh chương trình và làm lại các bước từ bước 3 đến bước 9

2 Bài tập:

• Bài 1: Hãy viết chương trình điều khiển và hiển thị mã của phím nhấn trên LED 7 đoạn Tự lựa chọn phương pháp kết nối bàn phím và LED 7 đoạn

• Bài 2: Hãy viết chương trình điều khiển và hiển thị mã của phím nhấn trên LED ma trận Tự lựa chọn phương pháp kết nối bàn phím và LED ma trận

• Bài 3: Hãy viết chương trình điều khiển và hiển thị tên của phím nhấn trên LED 7 đoạn Tự lựa chọn phương pháp kết nối bàn phím và LED 7 đoạn

• Bài 4: Hãy viết chương trình điều khiển và hiển thị tên của phím nhấn trên LED ma trận Tự lựa chọn phương pháp kết nối bàn phím và LED ma trận

• Bài 5: Sinh viên tự mình suy nghĩ và phát triển thêm chương trình

Trang 6

Bài 2: Chương trình điều khiển bàn phím và biểu diễn các kiểu hiển thị trên tám LED thông qua các phím

được nhấn (KEYPAD được nối với Port0, LED được nối với Port1):

Nhấn phím “F1”: 8 LED sáng tắt 3 lần

Nhấn phím “F2”: 8 LED sáng dần và tắt dần

Nhấn phím “F3”: 8 LED đếm lên nhị phân

Nhấn phím “F4”: 8 LED sáng dồn

1 Trình tự tiến hành thí nghiệm:

1.1 Kết nối thiết bị thí nghiệm

• Quá trình kết nối thiết bị thí nghiệm tương tự như Bài 1

1.2 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống:

• Sơ đồ nguyên lý của hệ thống tương tự như Bài 1

1.3 Vẽ lưu đồ giải thuật và viết chương trình điều khiển

SCANKEYPAD

(XEM CTC NÀY TẠI PHẦN HƯỚNG

DẪN CỦA VÍ DỤ D2)

DELAY500MS

(XEM CTC NÀY TẠI VÍ DỤ A1)

ĐIỀU KHIỂN LED TẮT (P1) = 00000000B / 0 = TẮT CHOPTAT

GỌI CTC TẠO TRỄ DELAY500MS ĐIỀU KHIỂN LED SÁNG (P1) = 11111111B / 1 = SÁNG GỌI CTC TẠO TRỄ DELAY500MS

CHOPTAT:

ĐIỀU KHIỂN LED SÁNG (P1) = 11111111B / 1 = SÁNG GỌI CTC TẠO TRỄ DELAY500MS

ĐIỀU KHIỂN LED TẮT (P1) = 00000000B / 0 = TẮT GỌI CTC TẠO TRỄ DELAY500MS ĐIỀU KHIỂN LED SÁNG (P1) = 11111111B / 1 = SÁNG GỌI CTC TẠO TRỄ DELAY500MS ĐIỀU KHIỂN LED TẮT (P1) = 00000000B / 0 = TẮT GỌI CTC TẠO TRỄ DELAY500MS RET

XUẤT DỮ LIỆU RA LED (P1) = (A) GỌI CTC TẠO TRỄ DELAY500MS TĂNG GIÁ TRỊ (+1) (A) = (A) + 1

DEMLEN DEMLEN:

CẤT TẠM GIÁ TRỊ CỦA THANH GHI A VÀO STACK

LẤY LẠI GIÁ TRỊ CHO THANH GHI A TỪ STACK

NẠP GIÁ TRỊ BẮT ĐẦU ĐẾM (A) = 00H DL:

Đ

S

CHƯA ĐẾM XONG (A) 00H

RET

SANGDAN SANGDAN:

NẠP GIÁ TRỊ ĐẦU (A) = 0 / 0 = TẮT

THIẾT LẬP CỜ C / 1 = SÁNG (C) = 1 XUẤT DỮ LIỆU RA PORT (P1) = (A) GỌI CTC TẠO TRỄ DELAY500MS DỊCH TRÁI (A) KÈM C RLC A / SÁNG DẦN SD1:

CHƯA SÁNG 8 LED (C) = 0

Đ

S

CẤT TẠM GIÁ TRỊ CỦA THANH GHI A VÀO STACK

XÓA CỜ C / 0 = TẮT (C) = 0 XUẤT DỮ LIỆU RA PORT (P1) = (A) GỌI CTC TẠO TRỄ DELAY500MS DỊCH TRÁI (A) KÈM C RLC A / TẮT DẦN SD2:

CHƯA TẮT 8 LED (C) = 1 Đ

S LẤY LẠI GIÁ TRỊ CHO THANH GHI A TỪ STACK RET

NẠP SỐ LẦN DỊCH BIT (R0) = 08H TRẠNG THÁI DÃY LED Ở LẦN DỒN ĐẦU TIÊN (R1) = 00000000B / 0 = TẮT LAP2:

NẠP SỐ LẦN PHẢI DỊCH BIT (R2) = (R0) NẠP TRẠNG THÁI DỊCH BIT ĐẦU TIÊN (R3) = 000000001B / 1 = SÁNG LAP1:

NẠP TRẠNG THÁI DỊCH BIT (A) = (R3) KẾT HỢP TRẠNG THÁI DÃY LED VÀ TRẠNG THÁI DỊCH BIT HIỆN TẠI

(A) = (R3) + (R1) XUẤT DỮ LIỆU RA PORT (P1) = (A) GỌI CTC TẠO TRỄ DELAY500MS DỊCH TRÁI (R3)

RL A / SÁNG ĐUỔI GIÃM SỐ LẦN DỊCH BIT (R2)

SỐ LẦN DỊCH BIT ≠ 0 (CHƯA DỊCH BIT XONG)

Đ

S GIÃM SỐ LẦN PHẢI DỊCH BIT (R0) = (R0) - 1 THAY ĐỔI TRẠNG THÁI DÃY LED CHO LẦN DỒN KẾ TIẾP (DỊCH PHẢI BIT 1 VÀO R1)

SỐ LẦN PHẢI DỊCH ≠ 0 (CHƯA ĐỦ 8 LẦN)

Đ

SANGDON SANGDON:

S RET

CẤT TẠM GIÁ TRỊ CỦA THANH GHI A VÀO STACK GỌI CTC QUÉT BÀN PHÍM

SCANKEYPAD

BEGIN

GỌI CTC LED CHỚP TẮT

CHOPTAT

MAIN:

D2

Đ

S

PHÍM NHẤN

(A) 00H

ĐIỀU KHIỂN TẮT LED

(P1) = 00H

NEXT1:

GỌI CTC LED SÁNG/TẮT DẦN

SANGDAN

Đ

S

PHÍM NHẤN

(A) 04H

NEXT2:

F1

F2

GỌI CTC LED ĐẾM LÊN

DEMLEN

Đ

S

PHÍM NHẤN

(A) 08H

NEXT3:

GỌI CTC LED SÁNG DỒN

SANGDON

Đ

S

PHÍM NHẤN

(A) 0CH

NEXT4:

F3

F4

;***************************************************

;CHUONG TRINH DIEU KHIEN LED HIEN THI CAC KIEU KHAC NHAU KHI

;TA NHAN CAC PHIM TREN BAN PHIM MA TRAN 4 X 4

;***************************************************

;KET NOI: LED -> PORT1 (CO DEM DAO), KEYPAD -> PORT0

;***************************************************

ORG 00H

Trang 7

MAIN:

MOV P1 ,#00H ;LED TAT

CJNE A ,#00H,NEXT1 ;KHONG PHAI PHIM F1 -> KIEM TIEP

NEXT1:

NEXT2:

NEXT3:

CJNE A ,#0CH,NEXT4 ;KHONG PHAI PHIM F4 -> KIEM TIEP

NEXT4:

LJMP MAIN ;QUAY LAI KIEM TRA KEYPAD TIEP

;***************************************************

SCANKEYPAD: ;CTC QUET BAN PHIM MA TRAN 4 X 4, CO CHONG DOI.

MOV R3 ,#50 ;SO LAN LAP DE CHONG DOI

BACK:

JNC NOPRESSED ;C = 0 -> THOAT KHI KHONG CO PHIM NHAN

DJNZ R3 ,BACK ;C = 1 -> CO PHIM NHAN, GIAM SO LAN LAP DE CHONG DOI

NOPRESSED:

RET

;***************************************************

GETKEY:

MOV A ,#0EFH ;BAT DAU TAI COT 0

MOV R6 ,#4 ;R6 LAM BO DEM COT

TEST:

MOV P0 , A ;TICH CUC COT

MOV R7 , A ;LUU ACC

MOV A , P0 ;DOC LAI TU PORT 1

ANL A ,#0FH ;CACH LY CAC HANG

CJNE A ,#0FH,KEYPRESSED ;HANG TICH CUC ?

MOV A , R7 ;N -> DI CHUYEN TOI

DJNZ R6 ,TEST

CLR C ;KHONG CO PHIM DUOC NHAN HAY NHAN NHIEU PHIM CUNG LUC

SJMP EXIT ;THOAT VOI C = 0

KEYPRESSED:

MOV A ,#4 ;CHUAN BI TINH

SUBB A , R6 ;4 - R6 = TRONG SO

MOV A , R7 ;PHUC HOI MA QUET

MOV R5 ,#4 ;DUNG R5 LAM BO DEM

AGAIN:

RRC A ;QUAY CHO DEN KHI = 0

JNC DONE ;THUC THI XONG KHI C = 0

INC R6 ;CONG 4 CHO DEN KHI TIM THAY HANG TICH CUC

DJNZ R5 ,AGAIN

DONE:

SETB C ;CO PHIM NHAN -> C = 1

MOV A , R6 ;MA TRONG A

Trang 8

EXIT:

RET

;***************************************************

CHOPTAT: ;CTC DIEU KHIEN 8 LED SANG TAT

MOV P1 ,#0FFH ;LED SANG

LCALL DELAY500MS

RET

;***************************************************

DEMLEN: ;CTC DIEU KHIEN 8 LED DEM LEN NHI PHAN

MOV A ,#00H ;LED TAT

DL:

LCALL DELAY500MS

INC A ;TANG NHI PHAN

CJNE A ,#00H,DL ;KIEM TRA DEM LEN HOAN TAT

RET

;***************************************************

SANGDAN: ;CTC DIEU KHIEN 8 LED SANG DAN VA TAT DAN

MOV A ,#00H ;KHOI DONG GIA TRI BAN DAU

SD1:

MOV P1 , A ;HIEN THI

LCALL DELAY500MS

RLC A ;DICH BIT 1 SANG TRAI KEM C, SANG DAN

JNC SD1 ;CHUA SANG HET THI LAM TIEP

SD2:

LCALL DELAY500MS

RLC A ;DICH BIT 1 SANG TRAI KEM C, TAT DAN

JC SD2 ;CHUA TAT HET THI LAM TIEP

RET

;***************************************************

SANGDON:

MOV R0 ,#08H ;LUU SO LAN DICH BIT

MOV R1 ,#00H ;TRANG THAI LED KHI DON LAN DAU TIEN

LAP2:

MOV R2 ,00H

MOV R3 ,#01H

LAP1:

MOV A , R3 ;DON LED

Trang 9

DJNZ R2 ,LAP1 ;CHUA DON XONG? QUAY LAI

DEC R0 ;GIAM SO LAN DON LED

SETB C ;THAY DOI TRANG THAI LED CHO LAN DON TIEP THEO

CJNE R0 ,#00H,LAP2 ;CHUA HOAN TAT CHU TRINH? QUAY LẠI

RET

;***************************************************

DELAY500MS: ;CTC TAO THOI GIAN TRE 500MS

MOV R0 ,#100

MOV TMOD ,#01H

DEL1:

MOV TH0 ,#HIGH(-5000)

MOV TL0 ,#LOW(-5000)

SETB TR0

CLR TR0

CLR TF0

DJNZ R0 ,DEL1

RET

END

1.4 Thực hiện lần lượt các bước từ 1.3 đến 1.8 tương tự như bài trên

2 Bài tập:

• Bài 1: Hãy viết chương trình điều khiển và biểu diễn các kiểu hiển thị của chuỗi ký tự “DIEN-TU” trên tám LED 7 đoạn Tự lựa chọn phương pháp kết nối bàn phím và LED 7 đoạn

Nhấn phím “ENTER”: hiển thị chuỗi

Nhấn phím “ESC”: không hiển thị chuỗi

Nhấn phím “1”: sáng tắt chuỗi liên tục

Nhấn phím “2”: dịch chuyển chuỗi từ phải sang trái liên tục

Nhấn phím “3”: dịch chuyển chuỗi từ trái sang phải liên tục

Sinh viên tự mình suy nghĩ và phát triển thêm chương trình

• Bài 2: Hãy viết chương trình điều khiển và biểu diễn các kiểu hiển thị của một số chuỗi ký tự trên tám LED

7 đoạn Tự lựa chọn phương pháp kết nối bàn phím và LED 7 đoạn

Nhấn phím “1”: hiển thị chuỗi “COCACOLA”

Nhấn phím “2”: hiển thị chuỗi “PEPSI”

Nhấn phím “3”: hiển thị chuỗi “FANTA”

Nhấn phím “4”: hiển thị chuỗi “TRIBECO”

Nhấn phím “5”: hiển thị chuỗi “NUOCSUOI”

• Bài 3: Hãy viết chương trình điều khiển và biểu diễn các kiểu hiển thị của LED1 Tự lựa chọn phương pháp kết nối bàn phím và LED 7 đoạn

Nhấn phím “ESC”: không hiển thị

Nhấn phím “1”: hiển thị đếm BCD từ 0 lên 9 trên LED1

Nhấn phím “2”: hiển thị đếm BCD từ 9 xuống 0 trên LED1

Nhấn phím “3”: hiển thị đếm HEX từ 0 lên F trên LED1

Nhấn phím “4”: hiển thị đếm HEX từ 9 xuống 0 trên LED1

• Bài 4: Hãy viết chương trình điều khiển và biểu diễn các kiểu hiển thị của ký tự “A” trên LED ma trận Tự lựa chọn phương pháp kết nối bàn phím và LED ma trận

Nhấn phím “F1”: hiển thị ký tự màu đỏ

Trang 10

Nhấn phím “F2”: hiển thị ký tự màu xanh

Nhấn phím “F3”: hiển thị ký tự màu vàng

Nhấn phím “ESC”: không hiển thị ký tự

• Bài 5: Hãy viết chương trình điều khiển và biểu diễn các kiểu hiển thị của LED ma trận Tự lựa chọn phương pháp kết nối bàn phím và LED ma trận

Nhấn phím “ESC”: không hiển thị

Nhấn phím “1”: hiển thị đếm BCD từ 0 lên 9 trên LED ma trận

Nhấn phím “2”: hiển thị đếm BCD từ 9 xuống 0 trên LED ma trận

Nhấn phím “3”: hiển thị các ký tự từ A đến Z trên LED ma trận

Nhấn phím “4”: hiển thị các ký tự từ Z đến A trên LED ma trận

• Bài 6: Hãy viết chương trình điều khiển và biểu diễn các kiểu hiển thị của chuỗi ký tự “DAI HOC CONG NGHIEP TP HO CHI MINH” trên LED ma trận Tự lựa chọn phương pháp kết nối bàn phím và LED ma trận

• Bài 7: Hãy viết chương trình điều khiển và biểu diễn các kiểu hiển thị của hai chuỗi ký tự “DAI HOC CONG NGHIEP TP HO CHI MINH” và “KHOA DIEN TU” trên LED ma trận Tự lựa chọn phương pháp kết nối bàn phím và LED ma trận

Nhấn phím “F1”: chọn chuỗi hiển thị có màu đỏ

Nhấn phím “F2”: chọn chuỗi hiển thị có màu xanh

Nhấn phím “F3”: chọn chuỗi hiển thị là “DAI HOC CONG NGHIEP TP HO CHI MINH”

Nhấn phím “F4”: chọn chuỗi hiển thị là “KHOA DIEN TU”

• Bài 8: Sinh viên tự mình suy nghĩ và phát triển thêm chương trình

3 Hướng dẫn:

Định dạng
Số trang	12
Dung lượng	544,68 KB