Phân tích chương trình

chương I: Phân tích chương trình Chương trình điều khiển được viết bằng ngôn ngữ C, chạy trong môi trường DOS. Yêu cầu của chương trình là phải có một giao diện thân thiện, giúp người 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, chương trình phải thường 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. Chương trình mặc định lấy cổng song song ở đây là LPT1 với địa chỉ các thanh ghi được cho (tính ở hệ đếm 16) như sau: Thanh ghi Địa chỉ Dữ liệu 378h Trạng thái 379h Điều khiển 37Ah Để thuận tiện, trong chương 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 (D0 á D7) dùng để đưa 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 D0 đến D3) và địa chỉ cột (3 bit tiếp theo, từ D4 đến D6), tức là cần 7 bit địa chỉ D0 á D6, bit thứ 8 là D7 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 được tính như sau: row << 4; // dịch phải 4 bit add = row | column; // cộng đại số row và column Mã của ký tự dùng 6 bit (D0 á D5) để biểu diễn, tức là có thể biểu diễn được 64 ký tự có mã từ 0 đến 63, được qui ước như bảng dưới đây: Ký tự Mã Ký tự Mã Ký tự Mã Hệ 10 Hệ 2 Hệ 10 Hệ 2 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 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 (S0 á S7), dùng để thu nhận những thông tin từ mạch bên ngoài gửi đến qua các chân: 10 và 13. Chức năng từng chân được nêu như bảng dưới đây: Chân Bit tương ứng trên thanh ghi trạng thái Chức năng 10 S6 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 được đọc xong và máy tính có thể ghi dữ liệu lên RAM. 13 S4 ở mức logic 1 khi mạch ngoài đã đóng công tắc nguồn (có thể chưa cấp nguồn cho mạch ngoài). Khi bắt đầu thực hiện, chương trình phải kiểm tra xem công tắc nguồn ở mạch ngoài đã được đóng chưa thông qua việc đọc dữ liệu từ thanh ghi trạng thái và kiểm tra bit S4 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 dưới dạng nhị phân là: 00010000. Khi k ạ 0 thì S4 = 1. Trước khi ghi dữ liệu lên RAM phải kiểm tra xem bit S6 có ở trạng thái 0 không. Quá trình kiểm tra được 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 được 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 (C0 á C7) dùng để gửi thông tin điều khiển từ máy tính ra mạch bên ngoài bằng các chân: 1, 14, 17. Chức năng các chân được cho như bảng dưới đây: Chân Bit tương ứng trên thanh ghi điều khiển Chức năng 1 C0 Chương 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 đưa địa chỉ tới RAM. 14 C1 Sau khi địa chỉ và dữ liệu đã đưa tới RAM, chương trình sẽ làm cho chân này chuyển xuống mức logic 0 để tạo ra tín hiệu ghi vào RAM. 17 C3 Khi người dùng nhấn phím F1 để bật chương trình, nếu công tắc nguồn mạch ngoài đã được đóng, chương trình sẽ gửi một mức logic 0 ra chân này để tạo ra tín hiệu cấp nguồn cho mạch. chương ii: mã nguồn //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 #include #include #include #include #include #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 {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-# {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) { 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) } // 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; 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 { 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(" ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ "); cprintf("ÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄ"); cprintf(" ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ "); cprintf("ÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄ"); cprintf(" ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ "); cprintf("ÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄ"); cprintf(" ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ "); cprintf("ÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄ"); cprintf(" ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ "); cprintf("ÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄ"); cprintf(" ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ "); cprintf("ÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄ"); cprintf(" ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ "); cprintf("ÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄÅÄ"); cprintf(" ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ \r"); textbackground(LIGHTGRAY);window(5,17,35,17);clrscr(); window(19,18,36,25);clrscr(); 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); } //----------------------------------------------------------------- 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'; 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 } } 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 } //-------------------------------------------------------------------------- chương III: Hướng dẫn sử dụng chương trình Hình III.1 – Giao diện của chương trình điều khiển Chương trình điều khiển chỉ chứa trong một file tên là: Quangcao.exe, chạy trong môi trường MSDOS. Khi kích hoạt file đó thì giao diện của chương trình sẽ xuất hiện như hình III.1. Phần chính của giao diện là một ma trận các ô gồm 8 hàng x 16 cột mô phỏng ma trận đèn quảng cáo của mạch thực. Mỗi ô là nơi để hiển thị ký tự mà người dùng nhập vào. ở góc dưới bên phải giao diện là các thông số của ô chữ tại vị trí con trỏ màn hình xuất hiện gồm có: + Column (cột): chỉ số thứ tự của cột (từ 0 đến 15) mà con trỏ màn hình xuất hiện. + Row (hàng): chỉ số thứ tự của hàng (từ 0 đến 7) mà con trỏ màn hình xuất hiện. + Code (mã): chỉ mã của ký tự (theo bảng mã qui ước của chúng tôi đã được đưa ra ở chương I của phần này) xuất hiện tại vị trí con trỏ màn hình. Bên cạnh đó là ma trận 5x7 các ô vuông biểu thị các bit 1 (đèn LED sáng) và bit 0 (đèn LED tắt) của ma trận 5x7 LED ứng với ký tự hiển thị. ở góc dưới bên trái giao diện là bảng chỉ dẫn các phím chức năng: + F1 – Power: Bật / tắt chương trình. Lúc này, chương trình chưa được bật nên bên cạnh đó là chữ OFF (tắt). Khi nhấn F1, chương trình sẽ kiểm tra qua cổng song song xem mạch ngoài đã được cấp nguồn hay chưa. Nếu mạch ngoài đã được cấp nguồn thì chương trình sẽ gửi tín hiệu ra cổng song song cho phép mạch ngoài hoạt động, đồng thời cho phép chương trình hoạt động. Lúc đó, chữ OFF sẽ chuyển thành ON. Nếu mạch ngoài chưa được cấp nguồn thì chương trình sẽ hiện ra thông báo là: "Chưa đóng nguồn cho mạch ngoài !". Khi chương trình đang được bật mà nhấn F1 thì chương trình sẽ gửi tín hiệu ra cổng song song không cho phép mạch ngoài hoạt động, đồng thời tắt chương trình. + F2 – Reset: Thiết lập lại. Khi chương trình đang được bật mà nhấn F2 thì chương trình sẽ gửi tín hiệu ra cổng song song cắt nguồn cấp cho mạch ngoài khoảng 0.5 s, sau đó đóng lại nhằm thiết lập lại hệ thống trở về trạng thái ban đầu. Đồng thời sẽ xoá toàn bộ ma trận các ô ký tự thành ký tự trắng (mã 63). + ESC – exit: Thoát. Khi nhấn phím ESC sẽ thoát khỏi chương trình điều khiển. Trước khi thoát, chương trình sẽ gửi tín hiệu ra cổng song song để cắt cắt nguồn cấp cho mạch ngoài. Khi chương trình đã được bật, ta có thể dùng các phím mũi tên (ơ, ư, đ, ¯) để di chuyển con trỏ đến vị trí bất kỳ trên trang màn hình để nhập ký tự cần hiển thị. Khi ký tự được nhập vào, nó hiển thị tại vị trí con trỏ màn hình vừa đứng, sau đó, con trỏ tự động nhảy sang vị trí bên cạnh. Chương trình sẽ gửi thông tin về ký tự vừa nhập ra cổng song song để mạch ngoài hiển thị, nếu không thành công thì sẽ có thông báo: "Không gửi được ký tự !". Hình III.2 là hình ảnh của chương trình khi đã được bật và nhập các ký tự. Lúc này, con trỏ màn hình đã được dịch chuyển đến cột 2, hàng 2, ký tự tại ô này là "L", có mã là 11. Thông tin của ký tự đó có thể thấy ở góc dưới bên phải bằng cả số thập phân và số nhị phân. Hình III.2 – Hình ảnh của chương trình khi được bật