Phòng thí nghiệm Vi xử lý Bài thí nghiệm Vi xử lý BÀI 03: ĐIỀU KHIỂN MA TRẬN

MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM Giúp sinh viên bằng thực nghiệm khảo sát các vấn đề chính sau đây : - Cách ghép nối máy tính với thiết bị ngoại vi như ma trận Led và bàn phím. - Các giải thuật dùng để quét ma trận Led và kiểm tra phím nhấn. THIẾT BỊ SỬ DỤNG 1. Bộ thí nghiệm μPTS-31. 2. Board thí nghiệm μPM-303. 3. Máy vi tính. Trong bài thí nghiệm này sử dụng khối thí nghiệm μPM-303 trên đó có ma trận LED 5x7 và 1 bàn phím 4x4 như sau : 1. MA TRẬN LED Ma...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phòng thí nghiệm Vi xử lý Bài thí nghiệm Vi xử lý BÀI 03: ĐIỀU KHIỂN MA TRẬN Phòng thí nghiệm Vi xử lý Bài thí nghiệm Vi xử lý BÀI 03: ĐIỀU KHIỂN MA TRẬN LED VÀ BÀN PHÍM HEX (LED MATRIX AND KEYPAD CONTROL) MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM Giúp sinh viên bằng thực nghiệm khảo sát các vấn đề chính sau đây : - Cách ghép nối máy tính với thiết bị ngoại vi như ma trận Led và bàn phím. - Các giải thuật dùng để quét ma trận Led và kiểm tra phím nhấn. THIẾT BỊ SỬ DỤNG 1. Bộ thí nghiệm μPTS-31. 2. Board thí nghiệm μPM-303. 3. Máy vi tính. PHẦN I : CƠ SỞ LÝ THUYẾT I. KẾT NỐI PHẦN CỨNG Trong bài thí nghiệm này sử dụng khối thí nghiệm μPM-303 trên đó có ma trận LED 5x7 và 1 bàn phím 4x4 như sau : 1. MA TRẬN LED Ma trận LED gồm các LED phát quang bố trí thành hàng và cột trong một võ. Các tín hiệu điều khiển hàng PA0 - PA6 ( Port A ) nối vào Anode của tất cả các LED trên cùng một hàng. Các tín hiệu điều khiển cột PB0 -PB4 (Port B) nối vào Cathode của tất cả cácv LED trên cùng một cột. Khi có 1 cặp tín hiệu điều khiển hàng và cột ví dụ như khi PA0 = 1 và PB0 = 1, các Anode của hàng LED thứ nhất RW1 (hàng trên cùng) được cấp điện thế cao. Đồng thời các Cathode của cột LED thứ nhất CL1 (bìa trái) được cấp thế thấp.Tuy nhiên chỉ có LED 1 là sáng vì nó có đồng thời thế cao trên Anode và thế thấp trên Cathode. Như vậy khi có 1 cặp tín hiệu điều khiển hàng và cột thì chỉ có duy nhất 1 LED tại điểm hàng và cột gặp nhau là sáng. Trên cơ sở cấu trúc như vậy ta có thể xây dựng được bảng ma trận LED với số lượng LED lớn hơn ví dụ như trong các bảng quang báo. Trang 29 Phòng thí nghiệm Vi xử lý Bài thí nghiệm Vi xử lý 2 3 +5V 1 2 3 1 1 2 2 3 3 4 5 6 7 1 8 PORT A 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 1 1 2 1 2 3 1 2 4 5 6 7 1 2 8 PORT B 1 2 Sơ đồ kết nối ma trận Led 5 x 7 Trong trường hợp ta cần hiển thị đồng thời 1 số LED trong ma trận để có thể hiển thị một ký hiệu nào đó ví dụ chữ ‘L‘ trên ma trận LED. Khi đó ta thấy các LED ở cột bìa trái (CL1) sáng và các LED ở hàng dưới cùng (RW7) sáng. Nếu trong hiển thị tĩnh ta phải đặt tất cả các PA0 đến PA6 và PB0-4 ở mức cao, lúc này sẽ làm sáng các ở hàng RW7 và cột CL1 nhưng khi đó điều gì sẽ xảy ra?. Ta thấy rõ ràng là khi đó thì các LED khác trong ma trận cũng được cấp áp cao vào Anode và áp thấp vào Cathode do đó nó sẽ sáng tất cả các LED trong ma trận. Vì vậy trong điều khiển ma trận LED ta không thể sử dụng phương pháp hiển thị tĩnh mà phải dùng phương pháp quét (hiển thị động). Nnghĩa là tiến hành cấp tín hiệu điều khiển theo dạng xung theo kiểu quét Trang 30 Phòng thí nghiệm Vi xử lý Bài thí nghiệm Vi xử lý cho các hàng và cột cần hiển thị. Tần số quét nhỏ nhất cho một chu kỳ cần khoảng 20Hz (50ms) nhằm bảo đảm cho mắt thấy các LED sáng đều không nháy. Như vậy để hiển thị được chữ L có thể điều khiển tuần tự như trong bảng sau: Nhịp 1 : PA0 - PA6 = 1, PB0 = 1 ; Sáng cột LED thứ nhất CL1 Nhịp 2 : PA0 - PA5 = 0, PA6 = 1, PB1 = 1 ; Sáng LED hàng RW7 và cột CL2 Nhịp 3 : PA0 - PA5 = 0, PA6 = 1, PB2 = 1 ; Sáng LED hàng RW7 và cột CL3 Nhịp 4 : PA0 - PA5 = 0, PA6 = 1, PB3 = 1 ; Sáng LED hàng RW7 và cột CL4 Nhịp 5 : PA0 - PA5 = 0, PA6 = 1, PB4 = 1 ; Sáng LED hàng RW7 và cột CL5 Nhịp 6 : Quay lại giống nhịp 1. (từ nhịp 1 đến nhịp 6 là 1 chu kỳ quét tối thiểu phải là 20Hz) TÍN HIỆU PB0 PB1 PB2 PB3 PB4 PA0 1 PA1 1 PA2 1 PA3 1 PA4 1 PA5 1 PA6 1 1 1 1 1 Tương tự cho khi hiển thị các ký hiệu hay các chữ khác. 2. BÀN PHÍM Bàn phím trên khối μPM303 cũng được xây dựng theo cấu trúc ma trận gồm 16 phím (0-9, A-F) bố trí thành 4 hàng và 4 cột, gọi là bàn phím HEX. Để kiểm tra có phím nhấn hay không máy tính xuất ra cột thứ nhất mức 0 và đọc vào các hàng, nếu hàng nào xuống 0 tức là có phím nhấn trên hàng đó. Tín hiệu quét đọc từ máy tính cấp qua các chốt PC0-PC3 (Port C). Khi nhấn công tắc nào sẽ cho phép tín hiệu từ máy tính truyền qua công tắc nối tới hàng tương ứng. Máy tính sẽ so sánh đồng bộ với tín hiệu quét cột đã phát để xác định công tắc được nhấn. Ví dụ khi nhấn số 9 tín hiệu quét từ ngõ vào PC2 sẽ qua tiếp điểm công tắc 9 truyền ra PC6. Như vậy ngõ vào bàn phím sẽ là cột còn ngõ ra là hàng. II. PHẦN MỀM Trong máy tính đã nạp sẵn 2 bộ chương trình viết bằng ngôn ngữ ASSEMBLY chứa trong thư mục C:\TNVXL\TASM - UPM302.ASM: Là chương trình gốc. - UPM302.EXE: Là chương trình mã máy. Chương trình sẽ quét lần lượt ...