Giới thiệu ma trận chi tiếp lập trình ứng dụng

Giới thiệu ma trận chi tiếp lập trình ứng dụngGiới thiệu ma trận chi tiếp lập trình ứng dụngGiới thiệu ma trận chi tiếp lập trình ứng dụngGiới thiệu ma trận chi tiếp lập trình ứng dụngGiới thiệu ma trận chi tiếp lập trình ứng dụngGiới thiệu ma trận chi tiếp lập trình ứng dụngGiới thiệu ma trận chi tiếp lập trình ứng dụngGiới thiệu ma trận chi tiếp lập trình ứng dụngGiới thiệu ma trận chi tiếp lập trình ứng dụngGiới thiệu ma trận chi tiếp lập trình ứng dụngGiới thiệu ma trận chi tiếp lập trình ứng dụngGiới thiệu ma trận chi tiếp lập trình ứng dụngGiới thiệu ma trận chi tiếp lập trình ứng dụng

Dẫn nhập

Dùng ic lập trình AT89C51, Bạn có thể kiểm soát được trạng thái tắt sáng của các dãy Led trên các bảng đèn, từ đó có thể tạo ra được các hình ảnh hay các dòng con chữ cho chạy trên các bảng đèn này, công việc này hiện rất được nhiều Bạn ưa thích, trong bài viết này, tôi trình bày một bài làm thực hành khá đơn giản nhưng rất căn cơ để Bạn hiểu được nguyên lý làm việc của các bảng đèn quang báo Từ các hiểu biết này, Bạn mới có thể sẽ mở rộng ra nhiều kiểu bảng đèn phức tạp hơn Mong Bạn để tâm tìm hiểu

Bài thực hành này sẽ cho hiện hình và các dòng chữ chạy, nhấp nháy, trên một bảng đèn ma trận 8x8 Với ic một lập trình có 4 cảng p0, p1, p2, p3, chúng ta sẽ dùng 3 bộ ma trận 8x8 và như vậy sẽ không cần thêm một ic logic nào nữa Mạch rất đơn giản, nhưng có cơ sở lý thuyết rất cơ bản, sẽ giúp Bạn hiểu rất rõ về các loại đèn quang báo lớn khác

Phân tích sơ đồ mạch điện:

Trướt hết Bạn tạo bảng đèn dùng 3 bộ 8x8 Các hàng, trên đó là các chân Anode của các Led cho nối chung và dùng một transistor pnp để dùng bit 0 xuất trên các chân của cảng p1 cấp cho chân B của transistor để cho nối dây chung nầy lên

đường nguồn 5V Do mạch dùng kỹ thuật quét nên mỗi lần chỉ có một hàng cho nối vào đường nguồn 5V

Do các chân của Cathode của Led cho nối chung trên một cột, chúng ta dùng các transistor npn để cho cột thông masse để lấy dòng cấp cho các Led, vậy để chân Cathode thông masse, chúng ta sẽ dùng bit 1, cho xuất trên các chân của cổng p2, p0 và p3 cấp cho chân B của các transistor Với một cổng có 8 bit, vậy mỗi bộ mã

8 bit cho xuất ra trên các công p2, p0, p3, chúng ta có thể điều khiển mỗi nhịp được 8 Led

Tìm hiểu bảng ma trận Led 8x8:

Hình vẽ cho thấy cách gắn các Led trên ma trận tạo bởi 8 hàng và 8 cột

Sơ đồ dùng giải thích nguyên lý tắt mở các Led trên bảng ma trận 8x8.

B của 8 transistor 2SA1015 và cảng p1 Vậy khi có một chân của cảng p1 xuất ra bit 0, nó sẽ làm transistor bão hòa, và lúc này dây anode chung sẽ được cho nối vào đường nguồn 5V Ở đây, Bạn sẽ viết đoạn chương trình sao cho mỗi nhịp chỉ có một chân của cổng p1 xuất ra bit 0.

Bạn thấy khi xuất 8 bit ra trên cảng p2, 8 bit ở mức 1 ứng với mức volt cao dùng cấp cho chân B của 8 transistor 2SC1815, lúc này các transistor sẽ bị làm cho bão hòa, nó cho 8 cột trên đó có các chân Cathode nối masse, vậy 8 Led này sẽ phát sáng, trong mạch chúng ta hạn dòng với các điện trở 100 ohm

Tóm lại, muốn in hình hay các con chữ trên bảng Led ma trận này, Bạn phải làm được 2 việc sau:

Việc 1: Viết đoạn chương trình cấp mã quét.Tốc độ quét đủ nhanh để dùng hiện

tượng lưu ảnh của mắt mà gây ra "nhầm lẫn" là trên bảng đèn đang có rất nhiều Led đang được cấp dòng phát sáng

Viết đoạn chương trình để xuất mã quét bit 0 trên các chân B của các transistor pnp trên các cảng p1, để cho chữ trôi xuống

Viết đoạn chương trình để xuất mã quét bit 0 trên các chân B của các transistor pnp trên các cảng p1, để cho chữ trôi lên.

Viết chương trình mã quét, cấp bit 1 cho các chân B của các transistor npn trên các cảng p2, p3, p0, để tạo hình dời ngang.

Việc 2: Viết các dãy mã 8 bit cho xuất mã hình trên các cảng p2, p3, p0 hay trên p1

để làm sáng các Led trên các cột, các mã 8 bit này viết theo kiểu hình hay dạng con chữ mà Bạn muốn nó hiện ra trên bảng đèn Các dãy mã 8 bit này chúng ta sẽ cho cất trong các bảng, sau này sẽ dùng câu lệnh movc a, @a + dptr để lấy các dãy mã

ra cho xuất trên các cảng của ic AT89C51

Sau đây là đoạn chương trình viết cho xuất mã quét trên p2, p3, p0 và mã hình xuất trên cảng p1

h1b: ;đặt tên nhãn dùng cho lệnh nhẩy

mov r0, #11111110b ; đặt trị khởi đầu dùng cho lệnh quay vòng

mov r1, #00h ; đặt trị khởi đầu dùng cho lệnh lấy mã hình hay chữ

ll1b: mov a, r0 ; chuyển trị trong r0 vào thanh a

rr a ; cho 8 bit trong a quay vòng qua hường phải

mov r0, a ; chuyển trị trong thanh a ra r0

mov p1, r0 ; cho xuất trị trong thanh a ra cảng p1

mov a, r1 ; chuyển trị trong thanh r1 vào thanh a

movc a, @a + dptr ; truy lấy mã hình trong bảng cho cất vào thanh a

mov p3, a ; cho xuất mã hình trên cảng p3

inc r1 ; tăng trị trong thanh r1 lên +1 để lấy mã hình tiếp theo

mov a, r1 ; chuyển trị r1 và thanh a

movc a, @a + dptr ; truy lấy mã hình trong bảng cho cất vào thanh a

mov p0, a ; cho xuất mã hình trên cảng p0

inc r1 ; lại tăng trị trong r1 lên +1

call del1 ; gọi chương trình làm chậm

mov p1, #11111111b ; tắt 8 bit trên cảng p1

mov p0, #00h ; tắt 8 bit trên cảng p0

mov p2, #00h ; tắt 8 bit trên cảng p2

mov p3, #00h ; tắt 8 bit trên cảng p3

call del1 ; gọi chương trình làm chậm

cjne r0, #11111110b, ll1b ; so sánh mã quét để chọn hướng nhẩy

ret ; quay lại sau lệnh call

Đoạn chương trình này viết giống như đoạn trên, điểm khác biệt là dùng câu lệnh rl

a quay vòng theo hướng trái để đổi hướng chạy hình trên bảng ma trân 8x24 Mã quét đặt trên cảng p1, mã hình lần lượt cho lấy ra xuất trên cảng p2, rồi p3, rồi p0

h1c: ; đặt tên nhãn dùng cho lệnh nhẩy

mov r0, #01111111b ; đặt trị khởi đầu dùng cho lệnh quay vòng

mov r1, #00h

ll1c: mov a, r0 ; chuyển trị trong r0 vào thanh a

rl a ; cho 8 bit trong thanh a quay vòng theo hướng trái

mov r0, a ; chuyển trị trong thanh a vào thanh r0

mov p1, r0 ; cho xuất trị trong thanh r0 ra cảng p1

; lấy mã hình xuất trên cảng p2

mov a, r1

movc a, @a + dptr

mov p2, a

; lấy mã hình xuất trên cảng p3

ret ; quay lại sau lệnh call

Một minh họa: Mã quét cho xuất trên các cảng p2 rồi p3 rồi p0 Mã hình xuất trên

cảng p1

Cho xuất mã quét nhịp nhanh trên các cảng p2, p3, p0 và cùng lúc cho xuất mã hình hay chữ trên cảng p1 Sau đây là đoạn chương trình viết cho trường hợp 2 dùng để hiện các hình và con chữ trên bảng ma trận 8x24.

Phân tích câu lệnh:

; Các câu lệnh cho xuất mã quét trên cảng p2, mã hình trên p1

h1: ; đặt tên nhãn dùng cho lệnh nhẩy

mov r0, #00000001b ; đặt trị khởi đầu cho thanh r0

mov r1, #00h ; trả thanh r1 về trị 0

ll1: mov a, r0 ; cho chuyển trị trong r0 và thanh a

rr a ; cho các 8 bit trong thanh a, quay vòng qua theo hướng bên phải mov r0, a ; chuyển trị có trong thanh a vào thanh r0

mov p2, r0 ; cho xuất trị trong r0 ra ở cảng p2

movc a, @a + dptr ; lấy mã 8 bit trong bảng theo trị trong a, rồi cho cất vào thanh a

mov p1, a ; cho xuất trị này trên cảng p1

inc r1 ; cho tăng trị trong r1 lên +1 để chuẩn bị lấy dòng mã tiếp theo

call del1 ; gọi chương trình làm châm để tạo mức sáng cho các led

mov p2, #00h ; cho 8 chân của cảng p2 xuống mức 0 để tắt các Led

mov p1, #0ffh ; Cho 8 chân của cảng p1 lên mức 1 cũng để tắt Led

call del1 ; cho gọi trìng làm chậm để xóa các Led tránh lem

cjne r0, #00000001b, ll1 ; so sánh trị trong r0, nếu thấy chưa quay đủ 8 nhịp thì tiếp tục

; Các câu lệnh cho xuất mã quét trên cảng p3, mã hình trên cảng p1

ll2: ; đặt tên nhãn dùng cho lệnh nhẩy

mov a, r0 ; lại chuyển trị trong r0 vào a

rr a ; cho quay vòng 8 bit trong a theo hướng bên phải

mov r0, a ; chuyển trị trong thanh a vào r0

mov p3, r0 ; cho xuất trị trong r0 ra trên cảng p3

mov a, r1 ; chuyển trị có trong r1 vào thanh a

movc a, @a + dptr ; cho lấy mã trong bảng cất vào a

mov p1, a ; cho trị trong a xuất ra trên cảng p1

inc r1 ; tăng trị trong r1 lên +1 để lấy dòng mã hình tiếp theo

call del1 ; gọi chương trình làm chậm

mov p3, #00h ; đặt 8 chân của cảng p3 xuống mức 0

mov p1, #0ffh ; đặt 8 chân của cảng p1 lên mức 1

call del1 ; cho gọi chương trình làm chậm

cjne r0, #00000001b, ll2 ; so sánh trị trong r0 để định hướng nhẩy

; Các câu lệnh cho xuất mã quét trên cảng p0, mã hình trên cảng p1

ll3: ; đặt tên nhãn dùng cho lệnh nhẩy

mov a, r0 ; chuyển trị trong thanh a vào thanh r0

rr a ; cho 8 bit trong thanh a quay vòng qua hướng phải

mov r0, a ; chuyển trị trong thanh a trở lại r0

mov p0, r0 ; cho trị trong r0 xuất ra trên cảng p0

mov a, r1 ; chuyển trị trong r1 vào thanh a

movc a, @a + dptr ; lấy mã 8 bit trong bảng cất vào thanh a

mov p1, a ; cho trị trong a xuất ra trên cảng p1

inc r1 ; tăng trị trong r1 lên +1 để lấy dòng mã kế tiếp

call del1 ; gọi chương trình làm chậm

ret ; quay lại sau lệnh call

Cách 2: Mã quét cho xuất trên p1và mã hình hay chữ cho xuất trên cảng p2, p3,

p0

Một minh họa: Cho xuất mã quét nhanh trên cảng p1, các mã hình lần lượt cho

xuất trên cảng p2, cảng p3, cảng p0

Phân tích câu lệnh:

h1b: ; đặt tên nhãn cho lệnh nhẩy

mov r0, #11111110b ; đặt trị khởi đầu cho nhịp quét

mov r1, #00h ; trả trị khởi đầu cho r1 về 0

ll1b: mov a, r0 ; chuyển trị r0 vào thanh a

rr a ; cho 8 bit trong a quay vòng qua phải

mov r0, a ; chuyển trị trong a ra r0

mov p1, r0 ; cho xuất trị trong r0 ra cảng p1

mov a, r1 ; chuyển trị r1 vào a

movc a, @a + dptr ; lấy mã địa chỉ trong bảng cho cất vào thanh a

mov p2, a ; cho xuất 8 bit mã hình ra trên cảng p2

inc r1 ; tăng trị trong r1 lên +1

mov a, r1 ; lại chuyển trị trong r1 vào thanh a

movc a, @a + dptr ; lại lấy tiếp 8 bit mã hình cất vào thanh a

mov p3, a ; cho xuất 8 bit mã hình ra trên cảng p3

inc r1 ; một lần nữa laị tăng trị trong r1 lên +1

mov a, r1 ; lại chuyển trị của r1 vào thanh a

movc a, @a + dptr ; lại lấy tiếp 8 bit mã hình cho cất vào thanh a

mov p0, a ; bây giờ cho xuất 8 bit mã hình ra trên cảng p0

inc r1 ; lại tăng trị r1 lên +1, chuẩn bị lấy tiếp các mã hình tiếp theo

call del1 ; gọi chương trình làm chậm

mov p1, #11111111b ; xóa xung quét tránh lem hình

mov p0, #00h ; xóa mã hình trên p0

mov p2, #00h ; xóa mã hình trên p2

mov p3, #00h ; xóa mã hình trên p3

call del1 ; gọi chương trình làm chậm

cjne r0, #11111110b, ll1b ; so sánh trị trong a với mã quét khởi đầu để nhẩy ret ; quay lại sau lệnh call

Phân tích cách viết chương trình nguồn tổng hợp:

org 0000h ; khởi đầu chương trìng nguồn

slan equ 20h ; đặt tên slan "số lần" cho thanh 20h

bd: call xoa ; gọi chương trình xóa

st: mov r4, #10 ; nạp trị 10 vào thanh r4

tta: call h1 ; cho gọi chương trình có tên nhãn h1

djnz r4, tta ; cho lập lại call h1 10 lần

; inc dptr ; tạm dừng dời chữ Phúc

inc r3 ; tăng trị r3 theo bước +1

cjne r3, #26, st ; so sánh trị trong r3 để định hướng nhẩy mov r3, #0 ; trả trị trong r3 về 0

mov p1, #11111111b ; cho tắt 8 bit trên cảng p1

mov dptr, #b_2 ; cho hiện chữ Lan

call h4a ; bỏ màn xuống

call h4 ; kéo màn lên

mov 3, #0

call h4a ; hạ màn xuống

call h4 ; kéo màn lên

call h4a ; hạ màn xuống

call h4 ; kéo màn lên

mov p3, #11000011b call delay

mov p3, #10000001b call delay

mov p3, #00000000b call delay

mov p2, #11111110b mov p0, #01111111b call delay

mov p2, #11111100b mov p0, #00111111b call delay

mov p2, #11111000b mov p0, #00011111b call delay

mov p2, #11110000b mov p0, #00001111b call delay

mov p2, #11100000b mov p0, #00000111b call delay

mov p2, #11000000b

mov p3, #11000011b call delay

mov p3, #11100111b call delay

mov p3, #11111111b call delay

call delay

ret

h4: ; kéo màn lên mov p1, #00h

call delay call delay mov p0, #0ffh mov p2, #0ffh mov p3, #0ffh clr p1.0

call delay mov p0, #0ffh mov p2, #0ffh mov p3, #0ffh clr p1.1

call delay mov p0, #0ffh mov p2, #0ffh mov p3, #0ffh clr p1.2

call delay mov p0, #0ffh mov p2, #0ffh mov p3, #0ffh clr p1.3

call delay mov p0, #0ffh mov p2, #0ffh mov p3, #0ffh clr p1.4

call delay mov p0, #0ffh mov p2, #0ffh mov p3, #0ffh clr p1.5

call delay mov p0, #0ffh mov p2, #0ffh mov p3, #0ffh clr p1.6

call delay mov p0, #0ffh

call delay

ret

; đoạn chương trình dùng để in hình trên ma trận 8x24, mã hình xuất trên cảng p1h1: ; đặt tên nhãn dùng cho lệnh nhẩy

mov r0, #00000001b ; đặt trị khởi đầu cho lệnh quay vòng

mov r1, #00h ; đặt trị khởi đầu dùng để lấy mã hình trong bảng

ll1: mov a, r0 ; chuyển trị trong r0 vào thanh a để dùng lệnh rr a

rr a ; cho 8 bit trong thanh a quay vòng theo hướng phải

mov r0, a ; chuyển trị trong a trở lại thanh r0

mov p2, r0 ; cho xuất trị trong r0 ra cảng p2

mov a, r1 ; chuyển trị trong r1 vào thanh a

movc a, @a + dptr ; truy lấy mã hình trong bảng cất vào thanh a

mov p1, a ; cho xuất mã hình trong a ra cảng p1

inc r1 ; tăng trị trong r1 lên +1 để lấy mã hình tiếp theo

call del1 ; gọi trễ

mov p2, #00h ; tắt 8 bit trên cảng p2

mov p1, #0ffh ; tắt ́ bit trên cảng p1

call del1 ; gọi trễ

cjne r0, #00000001b, ll1 ; so sánh thanh r0 với mã quét để chọn hướng nhẩy

ll2: mov a, r0 ; chuyển trị trong r0 vào thanh a

rr a ; cho 8 bit trong thanh a quay vòng theo hướng phải

mov r0, a ; chuyển trị trong a vào thanh r0

mov p3, r0 ; cho trị mã quét trong r0 xuất ra ở cảng p3

mov a, r1 ; chuyển trị trong thanh r1 vào thanh a

movc a, @a + dptr ; truy lấy mã hình trong bảng cất vào thanh a

mov p1, a ; cho xuất mã hình trong a ra cảng p1

inc r1 ; tăng trị trong r1 lên +1 để lấy mã hình tiếp theo

call del1 ; gọi trễ

mov p3, #00h ; tắt 8 bit trên cảng p3

mov p1, #0ffh ; tắt 8 bit trên cảng p1

call del1 ; gọi trễ

cjne r0, #00000001b, ll2 ; so sánh r0 và mã quét để chọn hướng nhẩy

ll3: mov a, r0 ; chuyển trị trong r0 vào thanh a

rr a ; cho 8 bit trong thanh a quay vòng theo hướng phải

mov r0, a ; chuyển trị trong thanh a trở lại thanh r0

mov p0, r0 ; cho xuất trị mã quét trong r0 ra cảng p0

mov a, r1 ; chuyển trị trong thanh r1 vào thanh a

movc a, @a + dptr ; truy lấy mã hình trong bảng cất vào thanh a

mov p1, a ; cho xuất trị mã hình trong thanh a ra cảng p1

inc r1 ; tăng trị trong r1 lên +1 để lấy mã hình tiếp theo

call del1 ; gọi trễ

mov p0, #00h ; cho tắt 8 bit trên cảng p0

mov p1, #0ffh ; cho tắt 8 bit trên cảng p1

call del1 ; gọi trễ

cjne r0, #00000001b, ll3 ; so sánh trị trong r0 với mã quét để định hướng nhẩy

ret ; quay lại sau lệnh call

; đoạn chương trình cho xuất mã hình trên cảng p2, p3, p0h1b: