Teclado matricial

Laboratorio de Sistemas Digitales II 4MM1
Tec. en Sistemas Digitales: Cruz Bazán Iván
Rodrigo
Extra: Piano con teclado matricial 4x4 y LCD 2x16
Cruz Bazán Iván Rodrigo
Academia de Ingeniería Eléctrica y Electrónica,
Bioingeniería-UPIBI
México D. F.
E-mail: yban_sito@hotmail.com (Rodrigo)
Resumen
Se realiza un programa que detecte las pulsaciones en un teclado matricial 4x4 y cada tecla tendrá un sonido diferente,
esta se escuchara en un buzzer que por medio de variación de frecuencias que se implementara por medio de
interrupciones por desbordamiento de timer 0, tendrá diferentes sonidos, en el LCD se desplegara la nota
correspondiente a la tecla al mismo tiempo que reproduce el sonido.
Palabras clave: Teclado matricial, lcd 2x16, piano, buzzer, TMR0, interrupciones, rutina antirrebotes.
I. INTRODUCCIÓN
Las interrupciones en un programa ayudan a
atender un evento, que en el caso del
microcontrolador, son provocados por diversas
circunstancias internas o externas a este, en el caso de
externas son provocadas por un cambio de estado en
el pin RA4 o en los pines RB4:RB7, y en las
interrupciones internas son provocados por el
desbordamiento de timer.[1]
Los timer son contadores ascendentes de 8 o 16
bits que cuando ocurre un desbordamiento indican con
un bit que a ocurrido el desbordamiento, ese bit se
encuentra en el registro INTCON que es el registro
que se encarga de activar y señalizar con banderas las
interrupciones.
Nosotros usaremos las interrupción es globales y
las interruciones locales, una interrupción global es
cuando al momento de producir una interrupción
accesa al vector interrucion además de encender
cualquiera de las banderas del INTCON
correspondiente a la interrupción, y en la interrupción
local no se envia al vector inicio, pero si se activa la
bandera correspondiente a la interrupción en el
registro INTCON.
Los teclados matriciales utilizan una combinación
de cuatro filas y cuatro columnas para proporcionar
estados de botón para el host del dispositivo,
típicamente un microcontrolador. Debajo de cada tecla
es un botón pulsador, con un extremo conectado a una
fila, y el otro extremo conectado a una columna. Estas
conexiones se muestran en la Figura 1. [2]
Como el teclado es una parte física, tiende a
mantener ruido en sus terminales provocando que
afecte ejecución ideal del programa, debido a eso se
emplean rutina antirrebotes manipulando un contador.
Los buzzer son pequeñas bocinas o zumbadores
que su tarea principal es como indicador auditivo,
pero puede se manipulado para producir diferentes
sonidos.
Figura 1. Diagrama esquematico de un teclado.
En sistemas de control o sistemas que
implementan como indicadores, display de 7
segmentos ya es poco usual, debido al desarrollo
tecnológico, ahora se utilizan display LCD. Estos
permiten visualizar indicadores o mensajes de forma
más detallada.
La LCD de display más común es la que cuenta
con 2 lineas y 16 columnas. Llamada asi, LCD 2x16
que tiene incorporado un controlador Hitachi
HD44780. [3]
El principio de funcionamiento se da
principalmete en 3 pines del LCD que son Enable(E),
escritura de instrucción o dato (RS) y pin de lectura o
escritura(R/W) en este ultimo se deja como escritura,
también cuenta con los pines de datos que van desde
D0 hasta D7.
Para mandar un dato necesitamos tener RS como
estado bajo y habilitar Enable teniendo listo ya
nuestros datos en los pines de D0-D7[4]
Se muestra un diagrama de flujo (Figura 2) para
configurar la LCD a 4 bits.[5]

Rodrigo
Fig. 2. Inicializacion de LCD, 4-bit
En el lenguaje de programación ensamblador, una
macro es un nombre que define un conjunto de
instrucciones que serán sustituidas por la macro
cuando el nombre de ésta aparezca en un programa
(proceso denominado expansión de macros) en el
momento de ensamblar el programa. Las instrucciones
de macros se pueden guardar en el programa mismo o
en un archivo separado que el programa pueda
identificar.[6]
II. DESARROLLO
Se realiza un programa que por medio de un
teclado matricial 4x4 detecte la tecla presionada y con
base a la asignación simbólica de la nota pueda
reproducir un sonido en el Buzzer, y la nota
correspondiente se despliegue en la pantalla LCD.
Se utilizó un display LCD 16x2, el programador
Master Prog resistencias, potenciometro, capacitores,
cristal 4MHz, PIC18F4550, Software MPLabX.
Proteus 8.1 para simular, Buzzer 5V, Teclado
matricial 4x4.
Se crea un diagrama de procesos para simplificar
el código con base en las rutinas que se encuentran en
el programa
Inicio
Inicializa LCD
Configura
Puertos
Configura
Interrupciones
Espera a que se
presione una tecla
Identificar la
tecla
Reproducir
sonido
correspondien
tea la tecla
Desplegar nota
reproducida
en LCD
No reproducir
sonido y
desplegar
blonco el LCD
Se solto la
tecla?
No
No
Diagrama de procesos
Se realiza el diagrama de flujo para el código
en la LCD

Rodrigo
Diagrama de flujo para desplegar en LCD
Se muestra el diagrama de flujo para identificar la tecla
que se presionó.
Inicio
Configurar RB4:RB7
como entrada
Bajar la bandera
RBIF
Esperar a que se
active RBIF
Determinar la
columna que activo
la bandera
Configurar RB4:RB7
como salida
sacando unos y
RB0:RB3 como
entrada
Determinar que fila
fue
Determinar la tecla
correspondiente
Asignar valor a
TMR0
Ya se solto la
tecla
No
Diagrama de flujo teclado matricial
Código:
;***********************************
*********
;Unidad Interdiciplinaria de
Biotecnologia
;Laboratorio de sistemas digitales
;Practica 7
;25 de mayo del 2015
;Cruz Bazan Ivan Rodrigo
Inicio
TRISD=0
TRISA=0
INICIALIZA
(Power ON)
INICIA EN
LINEA 1
LETRA W
DATO
LETRA W
DATO
LETRA W
DATO
TERMINA DE
ENVIAR LETRAS
Fin
DATO
RS(RA0)=1
WNIBLE
E
SWAP=NIBLEW
WPORTB
ENABLE(RA1)=1
RETARDO
ENABLE(RA1)=0
NIBLEPORTD
WPORTD
ENABLE(RA1)=1
RETARDO
ENABLE(RA1)=0

Rodrigo
;***********************************
*******
;Librerias
LIST P=18F4550
#INCLUDE <P18F4550.INC>
;Configuracion
CONFIG FOSC=HS
CONFIG PWRT=ON
CONFIG BOR=OFF
CONFIG WDT=OFF
CONFIG MCLRE=ON
CONFIG PBADEN=OFF
CONFIG LVP=OFF
CONFIG DEBUG=OFF
CONFIG XINST=OFF
CBLOCK 0X07
REG_1
REG_2
NIBBLE
;-------
TIEMPO
;-----
C_ANTI
T_ANTI
T_1
T_2
T_3
FRECUENCIA ;TIEMPO A PRESCALER
APOYO
;--------
ENDC
#DEFINE BUZ PORTA,0
#DEFINE EN PORTA,1
#DEFINE RS PORTA,2
#DEFINE PORTLCD PORTD
LCD_CLR EQU B'00000001' ;=
Borra pantalla, cursor a Inicio
LCD_HOME EQUB'00000010' ;= Cursor
a Inicio, DDRAM sin cambios
LCD_ON EQU B'00001100' ;=
Pantalla On
LCDBUS_4_2 EQUB'00101000' ;= Bus 4
bits, 2 líneas, 5x7
CARAC MACRO CARACTER
MOVLW CARACTER
BSF RS
;RS=1(MODO DATO)
CALL COMANDO;
ENDM
CARACT MACRO CARACTER
BSF RS
;RS=1(MODO DATO)
CALL COMANDO;
ENDM
ORG 0X00
GOTO MAIN
ORG 0X08
GOTO INTERRUPCION
MAIN
;----DEFINE SALIDAS DE PUERTOS-----
MOVLW 0XF0
MOVWF TRISD
MOVLW B'11111000'
MOVWF TRISA
CLRF PORTLCD
MOVLW 0X0F
MOVWF ADCON1
MOVLW .7
MOVWF CMCON
CALL LCD_INI
;INICIALIZA LCD
CALL LINEA_1
CALL TEXTO_1
;---------------
CLRF TMR0L
MOVLW B'11010010';PRESCALER 1:8
MOVWF T0CON
MOVLW B'10100000'
MOVWF INTCON
;-----------
;TECLADO------------------------
MOVLW .10
MOVWF T_ANTI ;TIEMPO CONTROL
ANTIRREBOTES
MOVFF T_ANTI,C_ANTI
CLRF FRECUENCIA
;T_X POSICIONES DE TECLAS
;PRESCALER 8

Rodrigo
MOVLW ' '
MOVWF T_1
MOVLW ' '
MOVWF T_2
MOVLW ' '
MOVWF T_3
;-------------------------------
MOVLW 0xF0 ;CONFIGURACION
DEL PUERTO
MOVWF TRISB
MOVLW 0x0F
MOVWF PORTB ;SACANDO 1'S POR
RB3:RB0
MOVF PORTB,W
BCF INTCON,0 ;SE BAJA LA BANDERA
CALL LINEA_2
CALL TEXTO_2
;----------
;---PROGRAMA PRINCIPAL------
INICIO
CALL TECLADO
GOTO INICIO
;----------------------------
;@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
INTERRUPCION
BTG BUZ
BCF INTCON,2
MOVFF FRECUENCIA,TMR0L
MOVWF T0CON
RETFIE
PERIODO
MOVFF FRECUENCIA,TMR0L
MOVWF T0CON
CALL LINEA_2
CALL TEXTO_2
RETURN
;-----------
;%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
TECLADO
MOVLW 0xF0 ;CONFIGURACION DEL
PUERTO
MOVWF TRISB
MOVLW 0x0F
RB3:RB0
SIN_SONIDO
MOVLW ' '
MOVWF T_1
MOVLW ' '
MOVWF T_2
MOVLW ' '
MOVWF T_3
CALL LINEA_2
CALL TEXTO_2
BSF TRISA,0
MOVF PORTB,W
BCF INTCON,RBIF ;SE BAJA LA
BANDERA
HASTA
BTFSS INTCON,RBIF ;SE OPRIMIO
TECLA?
GOTO HASTA ;ALGUNA
INTERRUPCION EN RB7:RB4
BTFSC PORTB, 4 ;DISCERNIMIENTO
DE COLUMNA
CALL COL1 ;Y ACCESO A LA
CORRESPONDIENTE
BTFSC PORTB, 5
CALL COL2
BTFSC PORTB, 6
CALL COL3
BTFSC PORTB, 7
CALL COL4
RETURN
;Código para discernir en que FILA
de la columna uno se oprimio la tecla:
COL1
;codigo antirrebote
BCF TRISA,0
SWAPF TRISB ;INTERCAMBIO DE
ENTRADAS POR SALIDAS -0xF0
MOVLW 0xF0
RB7:RB4
DE FILA
CALL T1 ;Y ACCESO A TECLA
CORRESPONDIENTE
BTFSC PORTB, 1
CALL T4
BTFSC PORTB, 2
CALL T7
BTFSC PORTB, 3

Rodrigo
CALL TAST
RETURN
COL2
BCF TRISA,0
ENTRADAS POR SALIDAS
MOVLW 0xF0
RB7:RB4
DE FILA
CORRESPONDIENTE
BTFSC PORTB, 1
CALL T5
BTFSC PORTB, 2
CALL T8
BTFSC PORTB, 3
CALL T0
RETURN
COL3
BCF TRISA,0
MOVLW 0xF0
RB7:RB4
DE FILA
CORRESPONDIENTE
BTFSC PORTB, 1
CALL T6
BTFSC PORTB, 2
CALL T9
BTFSC PORTB, 3
CALL TGATO
RETURN
COL4
BCF TRISA,0
MOVLW 0xF0
RB7:RB4
DE FILA
CALL TA ;Y ACCESO A TECLA
CORRESPONDIENTE
BTFSC PORTB, 1
CALL TB
BTFSC PORTB, 2
CALL TC
BTFSC PORTB, 3
CALL TD
RETURN
;Código correspondiente a la tecla
uno:
T1
MOVLW 'C'
MOVWF T_1
MOVLW '4'
MOVWF T_2
MOVLW ' '
MOVWF T_3
MOVLW .17
MOVWF FRECUENCIA
CALL PERIODO
T1_
BTFSC PORTB,0
GOTO T1_
RETURN
T2
MOVLW 'D'
MOVWF T_1
MOVLW '4'
MOVWF T_2
MOVLW ' '
MOVWF T_3
MOVLW .43
MOVWF FRECUENCIA
CALL PERIODO
T2_
BTFSC PORTB,0
GOTO T2_
RETURN
T3
MOVLW 'E'
MOVWF T_1

Rodrigo
MOVLW '4'
MOVWF T_2
MOVLW ' '
MOVWF T_3
MOVLW .67
MOVWF FRECUENCIA
CALL PERIODO
T3_
BTFSC PORTB,0
GOTO T3_
RETURN
T4
MOVLW 'F'
MOVWF T_1
MOVLW '4'
MOVWF T_2
MOVLW ' '
MOVWF T_3
MOVLW .77
MOVWF FRECUENCIA
CALL PERIODO
T4_
BTFSC PORTB,1
GOTO T4_
RETURN
T5
MOVLW 'G'
MOVWF T_1
MOVLW '4'
MOVWF T_2
MOVLW ' '
MOVWF T_3
MOVLW .97
MOVWF FRECUENCIA
CALL PERIODO
T5_
BTFSC PORTB,1
GOTO T5_
RETURN
T6
MOVLW 'A'
MOVWF T_1
MOVLW '4'
MOVWF T_2
MOVLW ' '
MOVWF T_3
MOVLW .114
MOVWF FRECUENCIA
CALL PERIODO
T6_
BTFSC PORTB,1
GOTO T6_
RETURN
T7
MOVLW 'B'
MOVWF T_1
MOVLW '4'
MOVWF T_2
MOVLW ' '
MOVWF T_3
MOVLW .129
MOVWF FRECUENCIA
CALL PERIODO
T7_
BTFSC PORTB,2
GOTO T7_
RETURN
T8
MOVLW 'C'
MOVWF T_1
MOVLW '5'
MOVWF T_2
MOVLW ' '
MOVWF T_3
MOVLW .136
MOVWF FRECUENCIA
CALL PERIODO
T8_
BTFSC PORTB,2
GOTO T8_
RETURN
T9
MOVLW 'D'
MOVWF T_1
MOVLW '5'
MOVWF T_2
MOVLW ' '
MOVWF T_3
MOVLW .150
MOVWF FRECUENCIA

Rodrigo
CALL PERIODO
T9_
BTFSC PORTB,2
GOTO T9_
RETURN
TAST
MOVLW 'E'
MOVWF T_1
MOVLW '5'
MOVWF T_2
MOVLW ' '
MOVWF T_3
MOVLW .161
MOVWF FRECUENCIA
CALL PERIODO
TAST_
BTFSC PORTB,3
GOTO TAST_
RETURN
T0
MOVLW 'F'
MOVWF T_1
MOVLW '5'
MOVWF T_2
MOVLW ' '
MOVWF T_3
MOVLW .166
MOVWF FRECUENCIA
CALL PERIODO
T0_
BTFSC PORTB,3
GOTO T0_
RETURN
TGATO
MOVLW 'A'
MOVWF T_1
MOVLW '4'
MOVWF T_2
MOVLW '#'
MOVWF T_3
MOVLW .122
MOVWF FRECUENCIA
CALL PERIODO
TGATO_
BTFSC PORTB,3
GOTO TGATO_
RETURN
TA
MOVLW 'C'
MOVWF T_1
MOVLW '4'
MOVWF T_2
MOVLW '#'
MOVWF T_3
MOVLW .30
MOVWF FRECUENCIA
CALL PERIODO
TA_
BTFSC PORTB,0
GOTO TA_
RETURN
TB
MOVLW 'D'
MOVWF T_1
MOVLW '4'
MOVWF T_2
MOVLW '#'
MOVWF T_3
MOVLW .55
MOVWF FRECUENCIA
CALL PERIODO
TB_
BTFSC PORTB,1
GOTO TB_
RETURN
TC
MOVLW 'D'
MOVWF T_1
MOVLW '4'
MOVWF T_2
MOVLW '#'
MOVWF T_3
MOVLW .87
MOVWF FRECUENCIA
CALL PERIODO
TC_
BTFSC PORTB,2
GOTO TC_
RETURN
TD
MOVLW 'G'
MOVWF T_1
MOVLW '4'
MOVWF T_2
MOVLW '#'
MOVWF T_3

Rodrigo
MOVLW .105
MOVWF FRECUENCIA
CALL PERIODO
TD_
BTFSC PORTB,3
GOTO TD_
RETURN
;%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
;++++++++++++++++++++++++++++++
;LCD
;++++++++++++++++++++++++++++++
TEXTO_1 ;TEXTO DE LA PRIMERA LINEA
CARAC 'S'
CARAC 'U'
CARAC 'P'
CARAC 'E'
CARAC 'R'
CARAC ' '
CARAC 'T'
CARAC 'E'
CARAC 'C'
CARAC 'L'
CARAC 'A'
CARAC 'D'
CARAC 'O'
CARAC ' '
CARAC ':'
CARAC 'D'
RETURN
TEXTO_2 ;TEXTO DE LA SEGUNDA LINEA
CARAC 'T'
CARAC 'e'
CARAC 'c'
CARAC 'l'
CARAC 'a'
CARAC ':'
CARAC ' '
MOVF T_1,W
CARACT WREG
MOVF T_2,W
CARACT WREG
MOVF T_3,W
CARACT WREG
RETURN
LCD_INI
;SUBRUTINA DE IICIALIZACION
BCF RS
;RS=0 (MODO INSTRUCCION)
MOVLW B'00000011'
CALL COMANDO
MOVLW B'00000011'
CALL COMANDO
MOVLW B'00000011'
CALL COMANDO
MOVLW B'00000010'
CALL COMANDO
MOVLW LCDBUS_4_2 ;AJUSTES
DEL CURSOR
CALL COMANDO
MOVLW LCD_ON ;AJUSTES
DEL CURSOR
CALL COMANDO
MOVLW LCD_CLR ;AJUSTES
DEL CURSOR
CALL COMANDO
MOVLW LCD_HOME ;AJUSTES
DEL CURSOR
CALL COMANDO
BSF RS
;RS=1(MODO DATO)
RETURN
COMANDO ;HABILITA
Y MANDA DATOS
MOVWF NIBBLE
SWAPF NIBBLE,0
ANDLW 0X0F
MOVWF PORTLCD
BSF EN ;EN=1
(HABILITA ENABLE)
CALL RET_1
BCF EN
;EN=0(DESHABILITA ENABLE)
MOVFF NIBBLE,WREG
ANDLW 0X0F
MOVWF PORTLCD
BSF EN ;EN=1
(HABILITA ENABLE)
CALL RET_1
BCF EN
;EN=0(DESHABILITA ENABLE)
CALL RET_1

Rodrigo
RETURN
LINEA_1
;PONE CURSOR A LINEA 1
BCF RS
;RS=0(MODO INSTRUCCION)
MOVLW B'10000000'
;SELECCIONA PRIMERA LINEA
CALL COMANDO
BSF RS
;RS=1(MODO DATO)
RETURN
LINEA_2
;PONE CURSOR A LINEA 2
BCF RS
;RS=0(MODO INSTRUCCION)
MOVLW B'11000000'
;SELECCIONA SEGUNDA LINEA
CALL COMANDO
BSF RS
;RS=1(MODO DATO)
RETURN
;---RETARDO-----
RET_1
MOVLW .17;48
MOVWF REG_1
LOOP_1
MOVLW .50;255
MOVWF REG_2
LOOP_2
DECFSZ REG_2,1
GOTO LOOP_2
DECFSZ REG_1,1
GOTO LOOP_1
RETURN
;--------------------------------
-----
mS MOVLW .10
MOVWF REG_1
TWO DECFSZ REG_1,F
GOTO TWO
RETURN
;--------------------
END
Diagrama de conexión electrica
III. CONCLUSION
Cruz Bazán
Existen diferentes formas para programar un Teclado
matricial, pero haciéndolo de esa forma permiten ejecutar
otras actividades, El uso del Timer0 como temporizador
permite una repetición exacta y es útil cuando se requiere
pulsos de frecuencias exactas. El uso del LCD permite una
mejor indicación para el operador, y para este caso saber
que nota musical se está tocando. El buzzer puede inducir
mayor cantidad de sonidos si se opera de forma adecuada.
IV. REFERENCIAS
[1] hoja de datos del microcontrolador PIC18F4550,
Interrupciones.
http://ww1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/39632
c.pdf
[2] hoja de datos de teclado matricial 4x4, Parallax
<http://www.electronicoscaldas.com/datasheet/27899_Para
llax.pdf>
[3] Jose Salas, TodoElectrodo, blogspot. Lcd 16x2.
http://todoelectrodo.blogspot.mx/2013/02/lcd-16x2.html
Consultado 2 de junio de 2015.
[4] Quito Ecuador, TecMikro, programación de
microcontroladores PIC en mikroC PRO. Display LCD
16x2 (2x16) con el HD44780 en mikroC PRO.
http://programarpicenc.com/articulos/display-lcd-16x2-

Rodrigo
2x16-con-el-hd44780-en-mikroc-pro/ . Consultado 2 de
junio de 2015.
[5] VISHAY Datasheet, 16x2 LCD-016M002B
http://www.engineersgarage.com/sites/default/files/LCD%
2016x2.pdf
[6] Galeon, Hipavista, Macros
http://ciceron.galeon.com/macros.html

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