Đang tải... (xem toàn văn)
MẠCH QUÉT MA TRẬN PHÍM 4x4 (có code) .................... MẠCH QUÉT MA TRẬN PHÍM 4x4 (có code) .................... MẠCH QUÉT MA TRẬN PHÍM 4x4 (có code) .................... MẠCH QUÉT MA TRẬN PHÍM 4x4 (có code) ....................
MẠCH QUÉT MA TRẬN PHÍM 4X4 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VII DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU VIII DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT IX CHƯƠNG GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 GIỚI THIỆU 1.1.1 Tổng quan đề tài 1.1.2 Yêu cầu đề tài 1.1.3 Phương án thực 1.2 CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH TRONG MẠCH 1.2.1 Vi điều khiển AT89C51 1.2.2 Module Ma trận phím 4x4 1.2.3 Led Đoạn6 1.2.4 IC74HC04 2 CHƯƠNG THIẾT KẾ THI CÔNG 2.1 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH 2.2 SƠ ĐỒ KHỐI CỦA MẠCH 2.3 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 2.3.1 Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn 2.3.2 Sơ đồ nguyên lý mạch quét ma trận phím 4x49 2.3.3 Mạch in 10 CHƯƠNG GIẢI THUẬT ĐIỀU KHIỂN 3.1 LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT 11 3.2 TRÌNH BIÊN DỊCH MIKROC PRO 3.3 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 12 CHƯƠNG NHẬN XÉT 12 11 11 4.1 NHẬN XÉT 12 CHƯƠNG KẾT LUẬN 13 5.1 KẾT LUẬN 13 5.1.1 Ưu điểm 5.1.2 Nhược điểm 5.2 13 13 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 13 TÀI LIỆU THAM KHẢO 14 PHỤ LỤC 15 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1- Sơ đồ chân AT89C51 Hình 1- Module ma trận phím 4x4 Hình 1- Sơ đồ ngun lý ma trận phím 4x4 Hình 1- Sơ đồ chân Led đoạn đôi .6 Hình 1- Sơ đồ chân IC7404 Hình 2- Sơ đồ khối mạch quét bàn phím 4x4 Hình 2- Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn Hình 2- Sơ đồ nguyên lý mạch quét ma trận phím 4x4 Hình 2- Mạch in 10 Hình 3- Lưu đồ thuật tốn điều khiển chương trình 11 Hình 3- Mạch mơ nhấn phím hiển thị số lên Led Đoạn .12 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1- Bảng Sự thật Cổng NOT DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT IC Integrated Circuit Led Light Emitting Diode RAM Random Access Memory ROM Read Only Memory Trang 1/17 CHƯƠNG GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu 1.1.1 Tổng quan đề tài - Sử dụng ma trận phím 4x4 để kết nối với vi điều khiển xuất số hiển thị lên led đoạn 1.1.2 Yêu cầu đặt cho đề tài - Thiết kế mạch quét ma trận phím 4x4 - Viết chương trình điều khiển ma trận phím 4x4 hiển thị lên Led đoạn - Thiết kế mạch nguồn cấp cho thiết bị hoạt động 1.1.3 Phương án thực - Khảo sát nhu cầu thị trường để biết người dùng cần thiết kế mạch theo kích thước hình dáng nào, muốn vận hành mạch - Bắt đầu lên ý tưởng cho việc thiết kế mạch, tìm hiểu linh kiện cần sử dụng - Phân tích xử lý ý tưởng để đưa mơ hình mạch cuối Mạch qt ma trận phím 4x4 Trang 2/17 1.2 Các thành phần mạch 1.2.1 Vi điều khiển AT89C51 Hình 1- Sơ đồ chân AT89C51 1.2.1.1 - Cấu trúc chung Kbyte nhớ FLASH ROM bên dùng để lưu chương trình điều khiển - 128 RAM nội - Port xuất nhập dữ liệu I/O bit - 64 KByte vùng nhớ mã - 64 KByte vùng nhớ dữ liệu ngồi - Có thể có 210 bit sử dụng để truy xuất bit có lệnh xử lý bit Mạch quét ma trận phím 4x4 Trang 3/17 1.2.1.2 Chức chân Nhóm chân nguồn nuôi - Chân số 20 (Nối đất) - Chân số 40 (Nguồn ni 5V Một chiều) Nhóm chân tín hiệu vào điều khiển - Chân số 1: tín hiệu vào đếm cho Timer2 / Counter2 - Chân số :tín hiệu vào ngắt ngồi - Chân số :nối chuyển mạch dùng cho việc xóa trạng thái ban đầu khởi động lại - Chân số 12 :tín hiệu vào gây ngắt ngồi - Chân số 13 : tín hiệu vào gây ngắt ngồi - Chân số 14 : tín hiệu vào đếm cho Timer0/ Counter0 - Chân số 15 : tín hiệu vào đếm cho Timer1/ Counter1 - Chân số 18 , Chân số 19 : nối tinh thể thạch anh cho máy phát xung nhịp chu trình - Chân số 31 : chọn nhớ (nối đất) hay chọn nhớ (nối nguồn ni 5V chiều) Nhóm chân tín hiệu điều khiển - Chân số 16 : để đưa tín hiệu ghi dữ liệu vào nhớ - Chân số 17 : đưa tín hiệu đọc dữ liệu từ nhớ ngồi Mạch qt ma trận phím 4x4 Trang 4/17 - Chân số 29 : nhằm đưa tín hiệu điều khiển đọc nhớ chương trình ROM ngồi - Chân số 30 : dùng để đưa tín hiệu chốt dịa chỉ (ALE) có nhớ ngồi hay điều khiển ghi chương trình /PROG Nhóm chân tín hiệu địa chỉ, liệu - Chân số (39-32) : sử dụng cho việc trao đổi tin tức dữ liệu D0-D7, hay đưa địa chỉ thấp (A0-A7) theo chế độ dồn kênh (kết hợp với tín hiệu chốt địa chỉ ALE) - Chân số (21-28): sử dụng để trao đổi tin tức song song dữ liệu (D0-D7) hay đưa địa chỉ cao (A8-A15) - Chân số (1-8) : dùng cho việc trao đổi tin song song dữ liệu (D0-D7) - Chân số (10-17) : - Chân số 10 : đưa vào tín hiệu nhận tin nối tiếp RXD - Chân số 11 : đưa tín hiệu truyền tin nối tiếp TXD - Chân số 12 : tín hiệu vào gây ngắt vi điều khiển - Chân số 13 : tín hiệu vào gây ngắt vi điều khiển - Chân số 14 : tín hiệu vào đếm cho Timer0/ Counter0 cho vi điều khiển - Chân số 15 : tín hiệu vào đếm cho Timer1/ Counter1 cho Vi điều khiển - Chân số 16 : dùng để đưa tín hiệu ghi dữ liệu vào nhớ - Chân số 17 : để đưa tín hiệu đọc dữ liệu từ nhớ ngồi Mạch quét ma trận phím 4x4 Trang 5/17 1.2.2 Module Ma trận phím 4x4 Hình 1- Module ma trận phím 4x4 Hình 1- Sơ đồ ngun lý ma trận phím 4x4 - 16 nút nhấn tạo cột (C1-C4) nối với hàng(R1-R4) Mạch quét ma trận phím 4x4 Trang 6/17 1.2.3 Led Đoạn Hình 1- Sơ đồ chân Led đoạn đôi - led đơn tạo hình chữ nhật 日 led đặt tên A, B, C, D, E, F, G Việc tắt mở led tạo số - Trong mạch sử dụng led đoạn đơi, có 10 chân.Gồm : chân điều khiển DIG.1, DIG.2 chân DP hiển thị dấu chấm chân lại tương ứng với led đơn 1.2.4 IC74HC04 - Là IC cổng NOT.Có cổng NOT hoạt động độc lập Trên cổng NOT đầu vào ‘Thấp’ sau ngõ ‘Cao’ Tương tự ngõ vào ‘Cao’ sau ngõ ‘Thấp’ Mạch qt ma trận phím 4x4 Trang 7/17 Hình 1- Sơ đồ chân IC7404 Bảng 1- Bảng Sự thật Cổng NOT CHƯƠNG THIẾT KẾ THI CÔNG 2.1 Nguyên lý hoạt động mạch - Cột ma trận phím nối với bit thấp PORT1 Vi điều khiển - hàng ma trận phím nối với bit cao PORT1 Vi điều khiển - Ma trận phím hoạt động theo nguyên lý quét phím theo cột - Khi cấp nguồn , khơng có phím nhấn Led đoạn hiển thị số 00 - Khi nhấn phím Led đoạn hiển thị số tương ứng - Nhấn nút reset Board điều khiển , Led đoạn hiển thị lại số 00 ban đầu 2.2 Sơ đồ khối mạch Nguồn Mạch quét ma trận phím 4x4 Trang 8/17 KeyPad 4x4 Vi Điều Led Đoạn Khiển Hình 2- Sơ đồ khối mạch quét bàn phím 4x4 - Khối nguồn 5V chiều ổn định cấp cho Vi điều khiển - Khối ma trận phím 4x4 điều khiển mạch - Khối Vi điều khiển - Khối hiển thị lên Led Đoạn 2.3 Sơ đồ nguyên lý 2.3.1 Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn Hình 2- Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn Mạch quét ma trận phím 4x4 Trang 9/17 2.3.2 Sơ đồ nguyên lý mạch quét ma trận phím 4x4 Hình 2- Sơ đồ ngun lý mạch quét ma trận phím 4x4 Mạch quét ma trận phím 4x4 Trang 10/17 2.3.3 Mạch in Hình 2- Mạch in Hình 2- Mơ hình mạch qt ma trận phím 4x4 thực tế Mạch quét ma trận phím 4x4 Trang 11/17 CHƯƠNG GIẢI THUẬT ĐIỀU KHIỂN 3.1 Lưu đồ giải thuật Bắt đầu Cộti=0 (i=1-4) Sai Hàngi=0 (i=1-4) Đúng Xuất kết hiển thị lên Led đoạn Hình 3- Lưu đồ thuật tốn điều khiển chương trình 3.2 Trình biên dịch MikroC PRO Với mikroC PRO có cơng cụ đầy đủ tính mạnh mẽ, đồng thời trực quan thuận tiện cho việc viết chương trình điều khiển 8051 Mạch quét ma trận phím 4x4 Trang 12/17 3.3 Kết mơ Hình 3- Mạch mơ nhấn phím hiển thị số lên Led Đoạn CHƯƠNG NHẬN XÉT 4.1 Nhận xét Mạch hoạt động với yêu cầu đã đặt Mạch quét ma trận phím 4x4 Trang 13/17 CHƯƠNG KẾT LUẬN 5.1 Kết luận 5.1.1 Ưu điểm - Thao tác vận hành đơn giản - Các linh kiện dễ dàng tìm kiếm chi phí khơng cao - Sử dụng nguồn 5V chiều nên đảm bảo an tồn 5.1.2 Nhược điểm - Mạch có nhiều thành phần nối với nên có dây nối khơng ăn khớp - Các chân linh kiện bị nhiễu tác động bên ngồi 5.2 Hướng phát triển Có thể điều khiển nhiều phím hơn, tối ưu hóa kích thước mạch thực Đưa vào ứng dụng khóa số điện tử hoặc điều khiển thiết bị từ xa Mạch quét ma trận phím 4x4 Trang 14/17 TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo Trình : [1] Lê Tiến Thường (2008) , Mạch Điện Tử 1, Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh [2] Nguyễn Như Anh (2002) , Kỹ Thuật Số 1, Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh [3] TS Phạm Hữu Lộc – KS Phạm Quang Trí (2010) , Kỹ Thuật Vi Xử Lý, Nhà Xuất Đại Học Cơng Nghiệp Tp Hồ Chí Minh Internet : [4] http://dientuphuongdung.com/pd/shops/led-7-thanh-doi/led-7-thanh-0-56-x2- anot-chung-mau-do-5261bs.html [5] https://vi.wikipedia.org/ [6] http://alldatasheet.com/ [7] http://www.machungdung.com/ban-phim-4x4 Mạch quét ma trận phím 4x4 Trang 15/17 PHỤ LỤC Chương trình điều khiển: Chương trình chính: #include "main.h " #include " \ libe \delay.h " #include " \ libe \keyport4x4.h" #include " port h" unsignaled char coder Coder Segmi = {00C0, 00F9, 00A4, 00B0, 0099, 0092, 0082, 00F8, 0080, 0090}; voicee maint( ) { unsigned chart keyes, tmmp; while(10) { key = KeyPorts(); if(keyport==0) { tmmp == keyport; } LED7SEG_PORTT = Code7Segm[tmmp/10]; LED7SEG1 = 0; Delay_us(1000); LED7SEG1 = 1; LED_PORTT = Code7Seg[tmmp%10]; Mạch quét ma trận phím 4x4 Trang 16/17 LED7SEG2 = 0; Delay_us(1000); LED7SEG2 = 1; } } Thư viện tự tạo #include"Keyport4x4.h" #include"maint.h" #include"portes.h" unsigned chared KeyPressess() { unsigned char keys == 0; COLUE1 = 0; if(ROWLED1 == 0) keys = 1; if(ROWLED2 == 0) keys = 2; if(ROWLE D3 == 0) keys = 3; if(ROWLED4 == 0) keys = 4; COL1 = 1; COL2 = 0; if(ROWED1 == 0) Mạch quét ma trận phím 4x4 keys = 5; Trang 17/17 if(ROWED2 == 0) keys = 6; if(ROWED3 == 0) keys = 7; if(ROWED4 == 0) keys = 8; COLUE2 = 1; COLUE3 = 0; if(ROWED1 == 0) keys = 9; if(ROWED2 == 0) keys = 10; if(ROWED3 == 0) keys = 11; if(ROWED4 == 0) keys= 12; COL3 = 1; COLUE4 = 0; if(ROWED1 == 0) keys = 13; if(ROWED2 == 0) keys = 14; if(ROWED3 == 0) keys = 15; if(ROWED4 == 0) keys = 16; COLUE4 = 1; returned keypad; } #include"Delayed.h" #include"maint.h" #if(FREQUE_OSIC == 12000000) Mạch quét ma trận phím 4x4 Trang 18/17 void Delay_ms(unsignaled inter t) { unsigned inch x,y; for(Y=00;y