Thiết kế mạch logic số Phần III: Phần mềm điều khiển
chơng I: Phân tích chơng trình
Chơng trình điều khiển đợc viết bằng ngôn ngữ C, chạy trong môi trờng DOS.
Yêu cầu của chơng trình là phải có một giao diện thân thiện, giúp ngời dùng dễ dàng dùng máy
tính để nhập các ký tự cần hiển thị tại vị trí mong muốn trên ma trận LED bên ngoài.
Khi thực hiện, chơng trình phải thờng xuyên trao đổi dữ liệu với mạch ngoài qua
cổng song song bằng cách truy nhập vào ba thanh ghi của cổng song song là: thanh ghi dữ liệu,
thanh ghi trạng thái, thanh ghi điều khiển. Chơng trình mặc định lấy cổng song song ở đây là
LPT1 với địa chỉ các thanh ghi đợc cho (tính ở hệ đếm 16) nh sau:
Thanh ghi Địa chỉ
Dữ liệu 378h
Trạng thái 379h
Điều khiển 37Ah
Để thuận tiện, trong chơng trình ta dùng lệnh #define để định nghĩa cho các
thanh ghi: #define DataReg 0x378
#define StatusReg 0x379
#define ControlReg 0x37A
Thanh ghi dữ liệu có 8 bit (D
0
ữ D
7
) dùng để đa ra địa chỉ và mã của ký tự cần ghi vào RAM ở
mạch ngoài. Sử dụng lệnh: outportb(DataReg, dữ liệu). Địa chỉ của ký tự cần ghi vào RAM sẽ
xác định vị trí của ký tự trên bảng quảng cáo bên ngoài, nó gồm có địa chỉ cột (4 bit đầu, từ D
0
đến D
3
) và địa chỉ cột (3 bit tiếp theo, từ D
4
đến D
6
), tức là cần 7 bit địa chỉ D
0
ữ D
6
, bit thứ 8 là
D
7
không dùng. Gọi column là địa chỉ cột và row là địa chỉ hàng của ký tự cần hiển thị thì địa
chỉ của ký tự đó trong RAM là add đợc tính nh sau:
row << 4; // dịch phải 4 bit
add = row | column; // cộng đại số row và column
Mã của ký tự dùng 6 bit (D
0
ữ D
5
) để biểu diễn, tức là có thể biểu diễn đợc 64 ký tự có mã từ 0
đến 63, đợc qui ớc nh bảng dới đây:
Ký
tự
Mã
Hệ 10 Hệ 2
Ký
tự
Mã
Hệ 10 Hệ 2
Ký
tự
Mã
Hệ
10
Hệ 2
A 0
000000
X 23
010111
; 46
101110
B 1
000001
Y 24
011000
' 47
101111
C 2
000010
Z 25
011001
" 48
110000
D 3
000011
0 26
011010
( 49
110001
E 4
000100
1 27
011011
) 50
110010
F 5
000101
2 28
011100
[ 51
110011
G 6
000110
3 29
011101
] 52
110100
H 7
000111
4 30
011110
! 53
110101
I 8
001000
5 31
011111
? 54
110110
J 9
001001
6 32
100000
@ 55
110111
K 10
001010
7 33
100001
# 56
111000
L 11
001011
8 34
100010
$ 57
111001
M 12
001100
9 35
100011
% 58
111010
N 13
001101
+ 36
100100
^ 59
111011
36
Thiết kế mạch logic số Phần III: Phần mềm điều khiển
O 14
001110
- 37
100101
& 60
111100
P 15
001111
* 38
100110
\ 61
111101
Q 16
010000
/ 39
100111
| 62
111110
R 17
010001
= 40
101000
space
63
111111
S 18
010010
> 41
101001
T 19
010011
< 42
101010
U 20
010100
. 43
101011
V 21
010101
, 44
101100
W 22
010110
: 45
101101
Thanh ghi trạng thái có 8 bit (S
0
ữ S
7
), dùng để thu nhận những thông tin từ
mạch bên ngoài gửi đến qua các chân: 10 và 13. Chức năng từng chân đợc nêu nh bảng dới đây:
Chân
Bit tơng ứng
trên thanh ghi
trạng thái
Chức năng
10 S
6
Mạch ngoài gửi mức logic 1 để thông báo là đang
đọc RAM. Khi nó có mức logic 0 thì có nghĩa là
RAM đã đợc đọc xong và máy tính có thể ghi dữ
liệu lên RAM.
13 S
4
ở mức logic 1 khi mạch ngoài đã đóng công tắc
nguồn (có thể cha cấp nguồn cho mạch ngoài).
Khi bắt đầu thực hiện, chơng trình phải kiểm tra xem công tắc nguồn ở mạch ngoài đã đợc đóng
cha thông qua việc đọc dữ liệu từ thanh ghi trạng thái và kiểm tra bit S
4
có ở trạng thái 1 không
bằng các lệnh:
result = inportb(StatusReg);
k = result & 16; // Phép AND giữa result và 16
Số 16 biểu diễn dới dạng nhị phân là: 00010000. Khi k 0 thì S
4
= 1.
Trớc khi ghi dữ liệu lên RAM phải kiểm tra xem bit S
6
có ở trạng thái 0 không. Quá trình kiểm
tra đợc thực hiện ở chế độ hỏi vòng bằng cách dùng lệnh for(i=0;i<1000;i++), tức là liên tục
đọc thanh ghi trạng thái, bắt đầu từ lúc ký tự đợc nhập vào từ bàn phím. Sau một thời gian, nếu
chân 10 vẫn ở mức logic 1 thì sẽ tự thoát ra và quá trình gửi ký tự là không thành công.
Thanh ghi điều khiển có 8 bit (C
0
ữ C
7
) dùng để gửi thông tin điều khiển từ máy
tính ra mạch bên ngoài bằng các chân: 1, 14, 17. Chức năng các chân đợc cho nh bảng dới đây:
37
Thiết kế mạch logic số Phần III: Phần mềm điều khiển
Chân
Bit tơng ứng
trên thanh ghi
điều khiển
Chức năng
1 C
0
Chơng trình sẽ gửi một mức logic 1 ra chân này để
chốt địa chỉ của ký tự gửi ra trên mạch chốt 74373,
đồng thời mở bộ đệm 74244 đa địa chỉ tới RAM.
14 C
1
Sau khi địa chỉ và dữ liệu đã đa tới RAM, chơng
trình sẽ làm cho chân này chuyển xuống mức logic
0 để tạo ra tín hiệu ghi vào RAM.
17 C
3
Khi ngời dùng nhấn phím F1 để bật chơng trình,
nếu công tắc nguồn mạch ngoài đã đợc đóng, chơng
trình sẽ gửi một mức logic 0 ra chân này để tạo ra
tín hiệu cấp nguồn cho mạch.
38
Thiết kế mạch logic số Phần III: Phần mềm điều khiển
chơng ii: m nguồnã
//Chuong trinh dieu khien bang quang cao dung ma tran LED 5x7
// (Do an mon hoc: Thiet ke mach Logic)
//Nguoi viet: Le Minh Hung
// Nguyen Duc Linh
// Lop DT6-K43-DHBKHN
#include <conio.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>
#include <dos.h>
#define DataReg 0x378
#define StatusReg 0x379
#define ControlReg 0x37A
void Initialize();
void Interfacing();
void Print_Code(int code);
void ItoSofB(int i,char up[],char down[]);
void Print_Character(int column,int row,int code);
void Print_Column(int column);
void Print_Row(int row);
void Print_Cell(int column,int row,char value);
void Print_Matrix(int code);
int Out_Char(int column,int row,int code);
void Reset();
void Power();
//
int character[64][6]={
//character[x][0-4]: code of character'column
//character[x][5]: ASCII code
{126,17,17,17,126,65}, // 0-A
{127,73,73,73,54,66}, // 1-B
{62,65,65,65,34,67}, // 2-C
{127,65,65,34,28,68}, // 3-D
{127,73,73,73,65,69}, // 4-E
{127,9,9,9,1,70}, // 5-F
{62,65,73,73,58,71}, // 6-G
{127,8,8,8,127,72}, // 7-H
{0,65,127,65,0,73}, // 8-I
{32,64,65,63,1,74}, // 9-J
39
Thiết kế mạch logic số Phần III: Phần mềm điều khiển
{127,8,20,34,65,75}, //10-K
{127,64,64,64,64,76}, //11-L
{127,2,12,2,127,77}, //12-M
{127,4,8,16,127,78}, //13-N
{62,65,65,65,62,79}, //14-O
{127,9,9,9,6,80}, //15-P
{62,65,81,33,94,81}, //16-Q
{127,9,25,41,70,82}, //17-R
{38,73,73,73,50,83}, //18-S
{1,1,127,1,1,84}, //19-T
{63,64,64,64,63,85}, //20-U
{31,32,64,32,31,86}, //21-V
{63,64,48,64,63,87}, //22-W
{99,20,8,20,99,88}, //23-X
{7,8,120,8,7,89}, //24-Y
{97,81,73,69,67,90}, //25-Z
{62,81,73,69,62,48}, //26-0
{0,66,127,64,0,49}, //27-1
{66,97,81,73,70,50}, //28-2
{33,65,69,75,49,51}, //29-3
{24,20,18,127,16,52}, //30-4
{39,69,69,69,57,53}, //31-5
{60,74,73,73,48,54}, //32-6
{1,113,9,5,3,55}, //33-7
{54,73,73,73,54,56}, //34-8
{6,73,73,41,30,57}, //35-9
{8,8,62,8,8,43}, //36-+
{8,8,8,8,8,45}, //37
{20,8,62,8,20,42}, //38-*
{32,16,8,4,2,47}, //39-/
{20,20,20,20,20,61}, //40-=
{0,65,34,20,8,62}, //41->
{8,20,34,65,0,60}, //42-<
{0,96,96,0,0,46}, //43
{0,80,48,0,0,44}, //44-,
{0,54,54,0,0,58}, //45-:
{0,86,54,0,0,59}, //46-;
{0,5,3,0,0,39}, //47-'
{0,3,0,3,0,34}, //48-"
{0,28,34,65,0,40}, //49-(
{0,65,34,28,0,41}, //50-)
{0,127,65,65,0,91}, //51-[
{0,65,65,127,0,93}, //52-]
{0,0,95,0,0,33}, //53-!
{2,1,81,9,6,63}, //54-?
{50,73,121,65,62,64}, //55-@
{20,62,20,62,20,35}, //56-#
40
Thiết kế mạch logic số Phần III: Phần mềm điều khiển
{36,42,127,42,18,36}, //57-$
{35,19,8,100,98,37}, //58-%
{4,2,1,2,4,94}, //59-^
{54,73,85,34,80,38}, //60-&
{2,4,8,16,32,92}, //61-\
{0,0,127,0,0,124}, //62-|
{0,0,0,0,0,32}, //63-
};
int matrix[128];
int power;
//
void main()
{
int column=0,row=0,pos=0,i;
char scan,ch;
Interfacing();
Initialize();
for(i=0;i<128;i++)
matrix[i]=63;
for(;;)
{
Print_Column(column);
Print_Row(row);
Print_Matrix(matrix[pos]);
Print_Code(matrix[pos]);
window(5+column*2,2+row*2,5+column*2,2+row*2);
if((scan=getch())==0)
{
ch=getch();
switch(ch)
{
case 59: //F1
Power();
break;
case 60: //F2
if(power==1)
Reset();
break;
case 75: //Left Arrow
if(power==1)
{
if(pos>0) pos ;
if(column==0)
{
if(row>0)
41
Thiết kế mạch logic số Phần III: Phần mềm điều khiển
{
column=16;
row ;
}
else column=1;
}
column ;
}
break;
case 77: //Right Arrow
if(power==1)
{
if(pos<127) pos++;
column++;
if(column>15)
{
if(row<7)
{
column=0;
row++;
}
else column=15;
}
}
break;
case 72: //Up Arrow
if(power==1)
{
if(row>0)
{
pos=pos-16;
row ;
}
}
break;
case 80: //Down Arrow
if(power==1)
{
if(row<7)
{
pos=pos+16;
row++;
}
}
break;
} // for switch(ch)
42
Thiết kế mạch logic số Phần III: Phần mềm điều khiển
} // for if((scan=getch())==0)
else
{
ch=scan;
switch(ch)
{
case 27: //ESC
//Dua ra tin hieu tat mach ngoai (chan 17,bit3=1)
outportb(ControlReg,8); // 8 = 00001000b
return;
case 13: //Enter
if((row<7)&&(power==1))
{
pos=pos+(16-column);
row++;
column=0;
}
break;
default:
if((isprint(ch))&&(power==1))
{
ch=toupper(ch);
for(i=0;i<64;i++)
if(character[i][5]==ch)
{
Print_Character(column,row,ch);
if(Out_Char(column,row,i)==0)
{
textbackground(LIGHTGRAY);
textcolor(RED);
window(4,25,30,25);clrscr();
cprintf("Khong gui duoc ky tu !");
}
else
{
textbackground(LIGHTGRAY);
window(4,25,30,25);clrscr();
}
matrix[pos]=i;
break;
}
if(pos<127) pos++;
if(column==15)
{
if(row<7)
{
column=-1;
43
Thiết kế mạch logic số Phần III: Phần mềm điều khiển
row++;
}
else column=14;
}
column++;
} // for if(isprint(ch))
break;
} // for switch(ch)
} // for else
}
}
//
void Initialize()
{
//Dong mach ngoai: chan 17,bit3=1
outportb(ControlReg,8); // 8 = 00001000b
power=0; //Chua cho phep chuong trinh hoat dong
textbackground(BLACK);
textcolor(WHITE);
window(16,20,18,20);clrscr();
printf("OFF");
}
//
void Power()
{
unsigned char result;
if(power==0)
{
//Kiem tra xem chan 13 co o muc cao (bit4=1)
result=inportb(StatusReg);
if(result&16 !=0) // 16=10000b
{
//Neu bit4=1 (mach ngoai da duoc cap nguon)
power=1; //Cho phep chuong trinh hoat dong
textbackground(RED);
textcolor(WHITE);
window(16,20,18,20);clrscr();
printf("ON");
//Dua ra tin hieu dong mach ngoai (chan 17,bit3=0)
//va thiet lap trang thai ban dau: dong bo dem
74244(chan
//1,bit0=0),khong cho phep ghi vao RAM(chan 14,bit1=1)
outportb(ControlReg,2); // 2 = 00000010b
}
else
44
Thiết kế mạch logic số Phần III: Phần mềm điều khiển
{
textbackground(LIGHTGRAY);
textcolor(RED);
window(4,25,30,25);clrscr();
cprintf("Chua dong nguon cho mach!");
}
}
else
{
//Khong cho phep chuong trinh hoat dong
power=0;
textbackground(BLACK);
textcolor(WHITE);
window(16,20,18,20);clrscr();
printf("OFF");
//Dua ra tin hieu tat mach ngoai (chan 17,bit3=1)
outportb(ControlReg,8); // 8 = 00001000b
}
}
//
void Interfacing()
{
textmode(C40);
textbackground(BLUE);window(0,0,40,25);clrscr();
textbackground(BLACK);window(5,2,37,25);clrscr();
textcolor(BLUE);
textbackground(LIGHTGRAY);window(4,1,36,17);clrscr();
textcolor(LIGHTGRAY);
textbackground(BLACK);window(5,2,35,17);clrscr();
cprintf(" ");
cprintf("");
cprintf(" ");
cprintf("");
cprintf(" ");
cprintf("");
cprintf(" ");
cprintf("");
cprintf(" ");
cprintf("");
cprintf(" ");
cprintf("");
cprintf(" ");
cprintf("");
cprintf(" \r");
textbackground(LIGHTGRAY);window(5,17,35,17);clrscr();
window(19,18,36,25);clrscr();
45
Thiết kế mạch logic số Phần III: Phần mềm điều khiển
textbackground(BLACK);window(31,18,35,24);clrscr();
textcolor(BLUE);textbackground(LIGHTGRAY);
window(20,19,30,19);clrscr();cprintf("Column:");
window(20,21,30,21);clrscr();cprintf("Row:");
window(20,23,30,23);clrscr();cprintf("Code:");
window(4,19,17,23);clrscr();
window(4,25,30,25);clrscr();
window(6,20,17,21);clrscr();cprintf("F1 - Power");
window(6,21,17,22);clrscr();cprintf("F2 - Reset");
window(5,22,17,23);clrscr();cprintf("ESC - Exit");
}
//
void ItoSofB(int i,char up[],char down[])//Chuyen so nguyen
// sang chuoi cac so nhi
phan
{
int j=0,k=0;
do
{
if(i%2==0) up[j]='0';
else up[j]='1';
j++;
i=i/2;
} while(i!=0);
up[j]='\0';
do
{
down[k]=up[j-1];
k++;j ;
} while(j>=0);
down[k-1]='\0';
}
//
void Print_Code(int code)
{
char up[7];
char down[7];
textcolor(RED);textbackground(LIGHTGRAY);
window(27,23,30,23);clrscr();
itoa(code,up,10);cprintf("%s",up);
window(22,24,30,24);clrscr();
ItoSofB(code,up,down);cprintf("%sB",down);
}
//
46
Thiết kế mạch logic số Phần III: Phần mềm điều khiển
void Print_Column(int column)
{
char up[7],down[7];
textcolor(RED);textbackground(LIGHTGRAY);
window(27,19,30,19);clrscr();
itoa(column,up,10);cprintf("%s",up);
window(22,20,30,20);clrscr();
ItoSofB(column,up,down);cprintf("%sB",down);
}
//
void Print_Row(int row)
{
char up[7],down[7];
textcolor(RED);textbackground(LIGHTGRAY);
window(27,21,30,21);clrscr();
itoa(row,up,10);cprintf("%s",up);
window(22,22,30,22);clrscr();
ItoSofB(row,up,down);cprintf("%sB",down);
}
//
void Print_Cell(int column,int row,char value)
{
if(value=='0')
textbackground(BLACK);
else
textbackground(RED);
textcolor(WHITE);
window(31+column,18+row,31+column,18+row);clrscr();
printf("%c",value);
}
//
void Print_Matrix(int code)
{
int i,j,k,len;
char up[9];
char down[9];
for(i=0;i<5;i++)
{
k=0;
ItoSofB(character[code][i],up,down);
len=strlen(up);
while(k<8-len)
{
up[len+k]='0';
47
Thiết kế mạch logic số Phần III: Phần mềm điều khiển
k++;
}
for(j=0;j<7;j++)
Print_Cell(i,j,up[j]);
}
}
//
void Print_Character(int column,int row,int code)
{
textcolor(RED);textbackground(BLACK);
window(5+column*2,2+row*2,5+column*2,2+row*2);clrscr();
printf("%c",code);
}
//
int Out_Char(int column,int row,int code) //Dua ky tu co ma
// code ra cong song
song
{
int i;
unsigned char result;
int add;
row=row<<4;
add=row|column; //Dia chi o nho cua RAM
for(i=0;i<1000;i++) //Hoi vong
{
result=inportb(StatusReg); //Doc trang thai vao
if(result&64==0) //Kiem tra xem chan 10 co o muc thap
//(bit7=0)
{ //64 = 01000000b
//Dua dia chi ra cong song song
outportb(DataReg,add);//Ghi du lieu vao thanh ghi du
lieu
//Dua ra tin hieu chot dia chi 74373
//va mo bo dem 74244 (chan 1,bit0=1)
outportb(ControlReg,3);//Ghi du lieu vao thanh ghi dieu
// khien
// 3 = 00000011b
//Dua ma ky tu ra cong song song
outportb(DataReg,code);
//Dua ra tin hieu ghi vao RAM (chan 14,bit1=0);
outportb(ControlReg,1); // 1 = 00000001b
//Dua ra tin hieu dong bo dem 74244 (bit0=0)
// va khong cho ghi vao RAM (bit1=1)
outportb(ControlReg,2); // 2 = 00000010b
return 1; // Ket thuc ghi vao RAM
48
Thiết kế mạch logic số Phần III: Phần mềm điều khiển
}
}
return 0;
}
//
void Reset()
{
int i;
//Dua ra tin hieu dong mach (chan 17, bit3=1)
outportb(ControlReg,10); // 10 = 00001010b
delay(500); // Tre 0.5s
//Thiet lap lai trang thai ban dau: bit0=0(dong bo dem
74244),
//bit1=1(khong cho ghi vao RAM), bit3=0(mo mach)
outportb(ControlReg,2); // 2 = 00000010b
for(i=0;i<128;i++) //Xoa mang chua cac ky tu ve ky tu trong
matrix[i]=63;
Interfacing(); //Ve lai giao dien
}
//
chơng III: Hớng dẫn sử dụng chơng trình
Chơng trình điều khiển chỉ chứa trong một file tên là: Quangcao.exe, chạy trong
môi trờng MSDOS. Khi kích hoạt file đó thì giao diện của chơng trình sẽ xuất hiện nh hình III.1.
49
Hình III.1 Giao diện của chương trình điều khiển
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét