اتصال صفحه کلید به میکروکنترلر
اتصال صفحه کلید ماتریسی 16 تایی به میکروکنترلر می باشد و کاربردهای زیادی در اکثر پروژه های مبتنی بر مییکروکنترلر دارد . نقشه ی شماتیک سخت افزار را می توانید از اینجا دانلود کنید و نرم افزار را هم که در زیر مشاهده می کنید همان نرم افزاری است که در کتاب «میکروکنترلر 8051» نوشته ی محمد علی مزیدی برای اتصال صفحه کلید ماتریسی 16 تایی به میکروکنترلر پیشنهاد شده است . با این تفاوت که نرم افزار موجود در کتاب از 2 پورت استفاده می کند ولی نرم افزاری که در اینجا مشاهده می کنید برای استفاده از یک پورت بهینه شده است و برای نمایش اعداد مربوط به کلید های فشرده شده نیز از 4 عدد سون سگمنت که به روش مالتی پلکس بسته شده اند بهره می برد . توضیحات لازم در مورد نرم افزار صفحه کلید را در ذیل آن مشاهده می کنید و در مورد نرم افزار مالتی پلکس هم در آزمایش قبل به طور مفصل توضیح داده شده است .
Zero Equ 0C0H
One Equ 0F9H
Two Equ 0A4H
Three Equ 0B0H
Four Equ 99H
Five Equ 92H
six Equ 82H
Seven Equ 0F8H
Eight Equ 80H
Nine Equ 90H
_A Equ 88H
_B Equ 83H
_C Equ 0C6H
_D Equ 0A1H
_E Equ 86H
_F Equ 8EH
Timer0_Preload Equ -5000
seven_segment Data P0
KeypadPort Data P1
Yekan Data 35H
Dahgan Data 36H
Sadgan Data 37H
Yekan_Hezar Data 38H
Anode1 Bit P3.0
Anode2 Bit P3.1
Anode3 Bit P3.2
Anode4 Bit P3.3
;*******************************
Org 0H
Sjmp Main
;*******************************
Org 0BH
Ajmp Multiplex
;*******************************
Main: Mov Tmod,#01H
Mov IE,#82H
Mov r2,#0
Mov Yekan,#Zero
Mov Dahgan,#Zero
Mov Sadgan,#Zero
Mov Yekan_Hezar,#Zero
Mov Tl0,#low Timer0_Preload
Mov Th0,#high Timer0_Preload
Setb Tr0
Back1: Mov KeypadPort,#11110000B
Mov a,KeypadPort
Anl a,#11110000B
Cjne a,#11110000B,Back1
Back2: Acall Delay
Mov a,KeypadPort
Anl a,#11110000B
Cjne a,#11110000B,Over
Sjmp Back2
Over: Acall Delay
Mov a,KeypadPort
Anl a,#11110000B
Cjne a,#11110000B,Over1
Sjmp Back2
;* * * * * * * * * * * * * * * *
Over1: Mov KeypadPort,#11111110B
Mov a,KeypadPort
Anl a,#11110000B
Cjne a,#11110000B,Row_0
;* * * * * * * * * * * * * * * *
Mov KeypadPort,#11111101B
Mov a,KeypadPort
Anl a,#11110000B
Cjne a,#11110000B,Row_1
;* * * * * * * * * * * * * * * *
Mov KeypadPort,#11111011B
Mov a,KeypadPort
Anl a,#11110000B
Cjne a,#11110000B,Row_2
;* * * * * * * * * * * * * * * *
Mov KeypadPort,#11110111B
Mov a,KeypadPort
Anl a,#11110000B
Cjne a,#11110000B,Row_3
Ajmp Back2
;* * * * * * * * * * * * * * * *
Delay: Mov 40h,#50
Back3: Mov 41h,#100
Djnz 41h,$
Djnz 40h,Back3
Ret
;* * * * * * * * * * * * * * * *
Row_0: Mov Dptr,#Kcode0
Sjmp Find
Row_1: Mov Dptr,#Kcode1
Sjmp Find
Row_2: Mov Dptr,#Kcode2
Sjmp Find
Row_3: Mov Dptr,#Kcode3
;* * * * * * * * * * * * * * * *
Find: Rlc a
Jnc Match
Inc dptr
Sjmp Find
;* * * * * * * * * * * * * * * *
Match: Clr a
Movc a,@a+Dptr
Mov Dptr,#NumberCodes
Movc a,@a+Dptr
Mov Yekan_Hezar,Sadgan
Mov Sadgan,Dahgan
Mov Dahgan,Yekan
Mov Yekan,a
Ajmp Back1
;*******************************
Multiplex: Clr Tr0
Mov Tl0,#low Timer0_Preload
Mov Th0,#high Timer0_Preload
Setb Tr0
Inc r2
Cjne r2,#1,Show_Dahgan
Clr Anode4
Setb Anode1
Mov seven_segment,Yekan
Reti
Show_Dahgan: Cjne r2,#2,Show_Sahgan
Clr Anode1
Setb Anode2
Mov seven_segment,Dahgan
Reti
Show_Sahgan: Cjne r2,#3,Show_Yekanhezar
Clr Anode2
Setb Anode3
Mov seven_segment,Sadgan
Reti
Show_Yekanhezar: Mov r2,#0
Clr Anode3
Setb Anode4
Mov seven_segment,Yekan_Hezar
Reti
;*******************************
Cseg at 170H
Kcode0: Db 3,2,1,0
Kcode1: Db 7,6,5,4
Kcode2: Db 11,10,9,8
Kcode3: Db 15,14,13,12
;*******************************
Cseg at 180H
NumberCodes: Db Zero,One,Two,Three,Four,Five,Six,seven,Eight,Nine,_A,_B,_C,_D,_E,_F
End
به طوری که در نقشه ی شماتیک مشاهده می کنید سطرها به 4 بیت کم ارزشتر و ستونها نیز به 4 بیت پرارزشتر پورت P1 متصل شده اند . نرم افزار مربوط به صفحه کلید را می توان به 4 قسمت تقسیم کرد که عملکرد هر قسمت به شرح ذیل است .
در ابتدا برای اطمینان از رهایی کلید قبلی به همه ی سطرها صفر اعمال شده و ستونها مرتباً خوانده و وارسی می گردند تا همه ی ستونها در سطح منطقی یک باشند . اگر همه ی ستونها در سطح یک تشخیص داده شوند برنامه قبل از رفتن به مرحله بعدی با فراخوانی زیر روال Delay مکث کرده و سپس در قسمت بعدی منتظر فشرده شدن کلید جدید می ماند .
در قسمت دوم نرم افزار ، برای یافتن کلید فشرده شده ستونها بوسیله یک حلقه نامتناهی مکرراً پویش می شوند تا یکی از آنها حاوی صفر شود . ذکر این نکته ضروری است که لچ های خروجی متصل به سطرها هنوز صفرهای خود را که در مرحله ی قبل تهیه شده اند دارند . نرم افزار پس از تشخیص فشردگی کلید ، با فراخوانی زیر روال Delay ، 20 میلی ثانیه برای حذف جهش ناشی از اتصال کلید صبر کرده و دوباره ستونها را پویش می کند . این کار دو مزیت دارد : 1- اطمینان از اینکه اولین تشخص فشردگی به دلیل پارازیت و نویز نبوده و 2- تأخیر 20 میلی ثانیه ای موجب می شود تا تا فشردن کلید مذکور بعنوان چندین فشردگی تعبیر نشود . اگر بعد از تأخیر 20 میلی ثانیه ، باز هم کلید فشرده شده تشخیص داده شد ، برنامه برای یافتن سطری که کلید فشرده شده در آن است به مرحله ی بعدی می رود و در غیر این صورت به حلقه ی تشخیص کلید فشرده شده ی واقعی بر می گردد .
در قسمت سوم ، نرم افزار به منظور تشخیص سطری که کلید فشرده شده در آن است ، هر بار فقط به یکی از سطرها صفر اعمال کرده و ستونها را بررسی می کند . اگر همه ی ستون ها در سطح بالا باشند بدین معناست که کلید فشرده شده متعلق به این سطر نیست . بنابراین به سطر بعدی صفر اعمال کرده و این عمل را تا یافتن سطر متعلق به کلید تکرار می کند . پس از مشخص شدن سطر متعلق به کلید فشرده شده ، ابتدا آدرس برچسبی که کدهای مربوط به آن سطر در آن تعریف شده اند به درون ثبات Dptr بار شده (مثلاً به صورت Mov Dptr,#Kcode0) و سپس برنامه برای یافتن کد مربوط به کلید فشرده شده به مرحله بعد می رود .
برای شناسایی کلید فشرده شده ، ثبات a که محتوی پورت متصل به صفحه کلید است ، از طریق پرچم نقلی به چپ چرخانده شده (با دستور Rlc a) و صفر بودن پرچم نقلی بررسی می شود . اگر پرچم نقلی صفر باشد ابتدا محتوای ثبات a صفر شده و سپس با دستور Movc a,@a+Dptr کد مربوط به کلید فشرده شده به درون ثبات a منتقل می شود . در صورتی که پرچم نقلی صفر نباشد ثبات Dptr برای اشاره به مکان بعدی در آدرس مورد نظر یک واحد افزایش می یابد .
در این مرحله ثبات a حاوی کد مربوط به کلید فشرده شده است که عددی بین 0 تا 15 می باشد . ولی برای نمایش این کد روی سون سگمنت می بایست به کد متناظر آن تبدیل شود که این کار نیز با استفاده از روش آدرس دهی اندیسی صورت می گیرد . البته می توان کدهای مربوط به اعداد و کاراکترها برای نمایش روی سون سگمنت را مستقیماً در محلهایی که با برچسب های Kcode0 تا 3 مشخص شده اند قرار داد تا دیگر به فرآیند تبدیل کد نیازی نباشد ولی در صورتی که بخواهیم با کدهای صفحه کلید عملیات محاسباتی انجام دهیم بایستی به همین روشی که در برنامه به کار رفته عمل کنیم .
اگر ترتیب اتصال سطرها و ستونها به پورتP1 مطابق نقشه ی شماتیک باشد ، با فشردن هر کلید عدد و یا کاراکتری که در نقشه ی شماتیک در زیر هر کلید است بر روی سون سگمنت نشان داده می شود . در صورتی که شما ترتیب دیگری را برای کلیدها انتظار دارید می توانید با دستکاری جدولی که در انتهای برنامه و با آدرسهای Kcode0 تا 3 تعریف شده به ترتیب مورد نظر برسید . برنامه بدون نقص بوده و توسط بنده امتحان شده است . شما فقط بایستی در بستن سخت افزار دقت لازم را به خرج دهید و با اطمینان میکروکنترلر پروگرام شده را استفاده کرده و از نتیجه لذت ببرید .