Teclado Matricial Utilizando Un Micro 8051

Introducción:
Con la realización de este laboratorio nos proponemos utilizar el microcontrolador 80C51 para controlar periféricos con un mayor nivel de complejidad que los analizados hasta el momento.
Se desea implementar un cronómetro de conteo tanto ascendente como descendente según la posición de un interruptor SPST; este cronómetro debe brindar la posibilidad de comenzar este conteo a partirde cualquier número deseado por el usuario que se encuentre entre 0 y 9999.
Para la implementación de este laboratorio se debe destacar el empleo de nuevos periféricos como el teclado matricial y el arreglo de lámparas 7 segmentos

Fig.1: KEYPAD-PHONE (Teclado matricial)

El teclado matricial está diseñado con el objetivo de simplificar la implementación de hardware en detrimento de lasimplificación de software en vista de que este último es reutilizable. Este teclado es mucho más práctico y requiere de menos recursos de hardware que el teclado lineal.
La excitación de este teclado se realizó mediante la técnica de barrido consistente en hacer rotar un cero por las filas y al ser oprimida una tecla activar una interrupción del micro para pasar a atender dicho evento. Cada tecla presentaun único código que al coincidir con el que se encuentra en RAM se adquiere para ser mostrado en lámpara.

Fig.2: 7SEG-MPX4-CC-BLUE (Arreglo de lámparas 7 segmentos)

El arreglo de lámparas 7 segmentos también está diseñado con el objetivo de simplificar recursos de hardware y por tanto costo su conexión demanda de menos recursos que cuatro lámparas simples conectadas cada una a un puerto, cosaque en este micro no se puede realizar.
Para el funcionamiento de este periférico se utilizó una técnica conocida como refrescamiento consistente en mantener solo una lámpara encendida a la vez y las otras tres apagadas e ir cambiando, o sea, apagar la que se encontraba encendida y encender la siguiente; esta acción debe realizarse lo suficientemente rápido de manera que el ojo humano no sea capazde percibir las lámparas apagadas sino que las vea a todas encendidas. Para esta técnica debe lograrse una sincronización entre el encendido de cada lámpara y la información que por esta debe visualizarse.

Desarrollo
Para la realización de dicho laboratorio utilizamos los siguientes componentes de hardware:
* Microcontrolador 8051.
* Arreglo de lámparas 7 segmentos (7SEG MPX4-CC-BLUE)* Codificador de 2 a 4 (74LS139)
* Interruptor SPST
* Teclado Matricial (KEYPAD-PHONE)
* Codificador 7447 (BCD7SEG)
* Inversores (NOT)
* Compuerta AND de 3 entradas
* Resistores
* LEDs

Fig.3: Implementación de hardware
En la figura 3 se observa la implementación de hardware utilizado para la simulación en Proteus del problema en cuestión con vista al correcto cumplimientode los objetivos perseguidos con la realización del laboratorio.

Discusión de los resultados

Fig. 4: Ejecución en tiempo real

En la figura 4 se observa el uso de la memoria RAM del 80C51 como memoria dedicada a video a partir de la dirección 40h y hasta la dirección 43h para almacenar los dígitos introducidos a través del teclado matricial o por el ascenso o descenso del cronómetro, y desdela memoria mostrar el número por el arreglo de lámparas 7 segmentos, o sea, no se escribe directamente en puerto sino que se escribe en memoria y de esta se envía a puerto. Se puede observar también como en las direcciones 30h y 31h se almacenan temporalmente los valores de código y tecla respectivamente.
El correcto funcionamiento del hardware se garantiza mediante la creación de un fichero.ASM, donde se escribe el código que garantiza la solución del problema a resolver, ejecutando el código por secciones para ir depurando el programa. Posteriormente se ejecuta el programa y se corrigen los posibles errores detectados.

Conclusiones:
Se ha presentado un informe en el que se exponen todos los pasos a tener en cuenta para lograr implementar un cronómetro capaz de contar ascendentemente...