Đang tải... (xem toàn văn)
Ngày nay khoa học kỹ thuật đang phát triển hết sức mạnh mẽ, đặc biệt là lĩnh vực điều khiển và tự động hoá.Để tăng tính năng điều khiển, các bộ vi điều khiển đã không ngừng được cải tiến và nâng cấp. Và một trong những họ vi điều khiển đang được ửng dụng rộng rãi ngày nay là họ vi điều khiển 8051. Các bộ vi điều khiển thuộc họ 8051 đầu tiên ra đời vào năm 1981.Các bộ vi điều khiển này mới chỉ có 128 byte Ram, 4kb Rom, 2 bộ định thời, một cổng nổi tiếp và 4 cổng vào ra.Tất cả được đặt trên cùng một chíp. Và sau này đã có nhiều bộ vi điều khiển thuộc họ 8051 ra đời với những sự cải tiến đặc biệt của nhiều hãng sản xuất như vi điều khiển 8052, AT89S52..... Họ vi điều khiển 8051 được ửng dụng trong thực tế rất phổ biến như ứng dụng để điều khiển động cơ, điều khiển led, điều khiển đèn giao thông, làm bộ đếm sản phẩm..... Trong nhiều ứng dụng đó nhóm sinh viên chúng em gồm: Tham gia vào thực hiện đề tài Ứng dụng Họ vi điều khiển 8051 điều khiển ghép nối màn hình tinh thể lỏng (LCD). Dưới sự hướng dẫn của thầy giáo: Th.S Phạm Văn Hùng. Chúng em mong rằng sự nhiệt tình của thầy sẽ giúp chúng em thực hiện đề tài thành công .
BÀI TẬP LỚN MÔN : VI XỬ LÝ GVHD: Đỗ Duy Phú LỜI NÓI ĐẦU Ngày khoa học kỹ thuật phát triển mạnh mẽ, đặc biệt lĩnh vực điều khiển tự động hoá.Để tăng tính điều khiển, vi điều khiển không ngừng cải tiến nâng cấp Và họ vi điều khiển ửng dụng rộng rãi ngày họ vi điều khiển 8051 Các vi điều khiển thuộc họ 8051 đời vào năm 1981.Các vi điều khiển có 128 byte Ram, 4kb Rom, định thời, cổng tiếp cổng vào ra.Tất đặt chíp Và sau có nhiều vi điều khiển thuộc họ 8051 đời với cải tiến đặc biệt nhiều hãng sản xuất vi điều khiển 8052, AT89S52 Họ vi điều khiển 8051 ửng dụng thực tế phổ biến ứng dụng để điều khiển động cơ, điều khiển led, điều khiển đèn giao thông, làm đếm sản phẩm Trong nhiều ứng dụng nhóm sinh viên chúng em gồm: Nguyễn Mạnh Linh Nguyễn Văn Nam Mai Hải Minh Nguyễn Văn Quý Lê Hữu Tuấn Tham gia vào thực đề tài " Ứng dụng Họ vi điều khiển 8051 điều khiển ghép nối hình tinh thể lỏng (LCD)" Dưới hướng dẫn thầy giáo: Th.S Phạm Văn Hùng Chúng em mong nhiệt tình thầy giúp chúng em thực đề tài thành cơng Page Nhóm – Điện –K7 BÀI TẬP LỚN MÔN : VI XỬ LÝ GVHD: Đỗ Duy Phú MỤC LỤC CHƯƠNG 1: Tổng quan 8051 .3 1.1 Cấu trúc vi điều khiển 8051 1.2 Tổ chức nhớ vi điều khiển CHƯƠNG 2: Giới thiệu IC 89S52 2.1 Giới thiệu IC 89S52 2.2 Khảo sát sơ đồ chân 10 2.3 Sơ đồ khối IC 89S52 14 CHƯƠNG 3: Tổng quan LCD .16 3.1 Phân loại LCD 16 3.2 Nguyên tắc hiển thị ký tự hình LCD 19 CHƯƠNG 4: Sơ đồ nguyên lý mạch in 20 4.1 Sơ đồ nguyên lý .20 4.1.1 Khối nguồn 20 4.1.2 Khối điều khiển 21 4.1.3 Khối hiển thị 22 4.1.4 Nút ấn 22 4.1.5 Khối cảm biến 23 CHƯƠNG 5: Lưu đồ thuật tốn chương trình điều khiển 26 5.1 Lưu đồ thuật toán 27 Page Nhóm – Điện –K7 BÀI TẬP LỚN MÔN : VI XỬ LÝ GVHD: Đỗ Duy Phú 5.2 Chương trình điều khiển .27 5.2.1 Giới thiệu phần mềm lập trình 27 5.2.2 Các bước tạo Project 28 5.2.3 Xây dựng chương trình .28 CHƯƠNG 6: Kết luận tài liệu tham khảo 36 Page Nhóm – Điện –K7 BÀI TẬP LỚN MÔN : VI XỬ LÝ GVHD: Đỗ Duy Phú CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ 8051 1.1 Cấu trúc vi điều khiển 8051 Hình 1.1 Cấu trúc vi điều khiển 8051 Bộ vi điều khiển có 128 byte RAM, 4K byte ROM, hai định thời, cổng nối tiếp bốn cổng bit Tất tích hợp chip 8051 vi xử lí bit, tức CPU làm việc với bit liệu Dữ liệu lớn bit chia thành liệu bit để xử lí 8051 có tất cổng vào/ra, cổng rộng bit 8051 có ROM chip cực đại 64K byte Page Nhóm – Điện –K7 BÀI TẬP LỚN MÔN : VI XỬ LÝ GVHD: Đỗ Duy Phú Bộ vi điều khiển 8051 thành viên họ 8051 với thông số kỉ thuật: Đặc tính ROM RAM Số lượng 4K byte 128 byte Bộ định thời Chân vào/ra 32 Cổng nối tiếp Nguồn ngắt Bảng 1.1 Thông số 8051 Hình 1.2 Sơ đồ khối 8051 Page Nhóm – Điện –K7 BÀI TẬP LỚN MÔN : VI XỬ LÝ GVHD: Đỗ Duy Phú 1.2 Tổ chức nhớ vi điều khiển 8051 Page Nhóm – Điện –K7 BÀI TẬP LỚN MƠN : VI XỬ LÝ GVHD: Đỗ Duy Phú Các ghi nằm ghi 80H FFh.Các địa nằm 80H,vì địa từ 00H đến 7FH địa nhớ RAM bên 8051.Không phải tất địa từ 80H đến FFH FSR sử dụng,nhưng vị trí ngăn nhớ từ 80H đến FFH chưa dùng để dự trữ lập trình viên 8051 khơng sử dụng Bảng 1.2 : Chức ghi đặc biệt SFR SFR định địa bít(những ghi cần nhớ lập trình C) Page Nhóm – Điện –K7 BÀI TẬP LỚN MÔN : VI XỬ LÝ GVHD: Đỗ Duy Phú CHƯƠNG : GIỚI THIỆU VỀ IC 89S52 2.1 Giới thiệu IC 89S52 Hiện có nhiều họ Vi điều khiển thị trường với nhiều ứng dụng khác nhau, họ Vi điều khiển họ MCS-51 sử dụng rộng rãi giới Việt nam.Vào năm 1980 Intel cơng bố chíp 8051(80C51), vi điều khiển họ vi điều khiển MCS-51 Nó bao gồm 4KB ROM, 128 byte RAM, 32 đường xuất nhập, port nối tiếp định thời 16 bit Tiếp theo sau đời chip 8052, 8053, 8055 với nhiều tính cải tiến.Hiện Intel khơng cịn cung cấp loại Vi điều khiển họ MCS-51 nữa, thay vào nhà sản xuất khác Atmel, Philips/signetics, AMD, Siemens, Matra&Dallas, Semiconductors cấp phép làm nhà cung cấp thứ hai cho chip họ MSC-51 Chip Vi điều khiển sử dụng rộng rãi giới Việt Nam Vi điều khiển hãng Atmel với nhiều chủng loại vi điều khiển khác Hãng Atmel có chip Vi điều khiển có tính tương tự chip Vi điều khiển MCS-51 Intel, mã số chip thay đổi chút Atmel sản xuất Mã số 80 chuyển thành 89, chẳng hạn 80C52 Intel sản xuất Atmel mã số thành 89C52 (Mã số đầy đủ: AT89C52) với tính chương trình tương tự Tương tự 8051,8053,8055 có mã số tương đương Atmel 89C51,89C53,89C55 Vi điều khiển Atmel sau ngày cải tiến bổ sung thêm nhiều chức tiện lợi cho người dùng Hình 2.1 Vi điều khiển 89S52 – DIP 40 Page Nhóm – Điện –K7 BÀI TẬP LỚN MÔN : VI XỬ LÝ GVHD: Đỗ Duy Phú Bảng 2.1 Dung lượng RAM Dung lượng ROM Chế độ nạp 89C51 128 byte Kbyte song song 89C52 128 byte Kbyte song song 89C53 128 byte 12 Kbyte song song 89C55 128 byte 20 Kbyte song song Sau khoảng thời gian cải tiến phát triển, hãng Atmel tung thị trường dòng Vi điều khiển mang số hiệu 89Sxx với nhiều cải tiến đặc biệt có thêm khả nạp chương trình theo chế độ nối tiếp đơn giản tiện lợi cho người sử dụng Bảng 2.2 Dung lượng RAM Dung lượng ROM Chế độ nạp 89S51 128 byte Kbyte nối tiếp 89S52 128 byte Kbyte nối tiếp 89S53 128 byte 12 Kbyte nối tiếp 89S55 128 byte 20 Kbyte nối tiếp Tất Vi điều khiển có đặc tính giống phần mềm (các tập lệnh lập trình nhau), cịn phần cứng bổ sung với chip có mã số hai số cuối cao hơn, Vi điều khiển sau có nhiều tính vượt trội Vi điều khiển hệ trước Các Vi điều khiển 89Cxx bảng có cấu tạoROM Page Nhóm – Điện –K7 BÀI TẬP LỚN MÔN : VI XỬ LÝ GVHD: Đỗ Duy Phú RAM 98Sxx bảng 2, nhiên 98Sxx bổ sung số tính có thêm chế độ nạp nối tiếp Trên thị trường có nhiều loại sách hướng dẫn Vi điều khiển với nhiều loại khác 8051, 89C51, 89S8252, 89S52 v.v sách hướng dẫn cụ thể phần cứng cách thức lập trình Chương trình phần mềm dành cho Vi điều khiển nhau, bạn tham khảo thêm Vi điều khiển sách - VDK 89S tính hẳn 89C , giá tương đương mà tính lại nhiều so với 89C Ví dịng MCU dùng chế độ nạpISP (In System Programming) nên việc nạp cho rât đơn giản rẻ tiền.89Sxx có chế độ nạp nối tiếp với mạch nạp đơn giản có khả nạp bo mạch mà khơng cần tháo chip vi điều khiển sang mạch khác để nạp chương trình nhiều tính cải tiến khác.89S52 có khả xóa viết lại chương trình nhiều lần - Đối với 89C ta phải sử dụng thêm làm master Cịn với 89S52 khơng cần master, ta nạp trực tiếp.Và giá thành cho mạch rẻ Toàn câu trúc phần cứng tương thích hồn tồn, chương trình viết cho 89C chạy tốt 89S52 - 89S52 có dung lượng RAM 128 byte,dung lượng ROM Kyte,chế độ nạp nối trực tiếp 2.2 Khảo sát sơ đồ chân IC 89S52 có 40 chân cho chức khác như: vào I/0, đọc , ghi , địa chỉ, liệu ngắt Tuy nhiên, hầu hết nhà phát triển dụng chíp đóng vỏ 40 chân với hai hàng chân DIP, nên khảo sát Vi điều khiển với 40 chân dạng DIP Page 10 Nhóm – Điện –K7 BÀI TẬP LỚN MÔN : VI XỬ LÝ GVHD: Đỗ Duy Phú 4.1.3 Khối hiển thị Hình 4.3 Khối hiển thị 4.1.4 Nút ấn Hình 4.4 Nút ấn Page 22 Nhóm – Điện –K7 BÀI TẬP LỚN MÔN : VI XỬ LÝ GVHD: Đỗ Duy Phú 4.1.5 Khối cảm biến Hình 4.5 Khối cảm biến Page 23 Nhóm – Điện –K7 BÀI TẬP LỚN MÔN : VI XỬ LÝ GVHD: Đỗ Duy Phú Sau ghép nối khối có mạch hồn chỉnh sau: Page 24 Nhóm – Điện –K7 BÀI TẬP LỚN MÔN : VI XỬ LÝ GVHD: Đỗ Duy Phú Nguyên lí hoạt động: Khi cấp nguồn Vcc mạch bắt đầu hoạt động - Khi nhấn tổ hợp phím gửi xung đến IC AT89S52 AT89S52 tiến hành mã hóa,giải mã chuyển xung gửi đến thành liệu sau tín hiệu xuất lên LCD để hiển thị (từ p.0.0 => p.0.7) Nhưng trước gửi liệu lên LCD phải kiểm tra LCD Nếu LCD rỗi liệu hiển thị ngược lại LCD bận liệu chưa hiển thị gửi thông báo cho IC vi xử lí (AT89S52) qua chân RS RW Nguyên tắc kiểm tra bận sau: Nếu RW=1;RS=0 D7=1 LCD bận cơng việc bên không nhận thông tin từ IC vi xử lí Khi D7=0 LCD sẵn sang nhận thơng tin từ IC vi xử lí Ở đây: + RW chân đọc/ghi,cho phép người dung ghi thông tin lên LCD RW = (ghi); RW = ( đọc thông tin ) + RS chọn ghi : RS = ghi lệnh chọn phép người dung gửi lệnh lên LCD RS = ghi liệu chọn cho phép người dùng gửi liệu cần hiển thị lên LCD - Khi khơng nhấn phím xung mức Page 25 Nhóm – Điện –K7 BÀI TẬP LỚN MÔN : VI XỬ LÝ GVHD: Đỗ Duy Phú CHƯƠNG 5: LƯU ĐỒ THUẬT TỐN VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 5.1 Lưu đồ thuật tốn Hình 5.1 Lưu đồ thuật tốn Page 26 Nhóm – Điện –K7 BÀI TẬP LỚN MÔN : VI XỬ LÝ GVHD: Đỗ Duy Phú 5.2 Chương trình điều khiển 5.2.1 Giới thiệu phần mềm lập trình Phần mềm sử dụng để lập trình Keil C phiên 4.10 Giao diện phần mềm: Hình 3.1 Giao diện phần mềm Phần mềm có khả lập trình với ngơn ngữ C xuất file HEX để nạp Chip Page 27 Nhóm – Điện –K7 BÀI TẬP LỚN MÔN : VI XỬ LÝ GVHD: Đỗ Duy Phú 5.2.2 Các bước tạo Project Để tạo project (dự án) để lập trình, cơng cụ chọn: Project>New uVision Project… sau chọn thư mục lưu file project Chọn hãng Chip Atmel>AT89S52 chọn OK Tiếp theo, vào File>New để tạo file C, sau lưu lại Add vào với Project Q trình khởi tạo hồn thành 5.2.3 Xây dựng chương trình Page 28 Nhóm – Điện –K7 BÀI TẬP LỚN MÔN : VI XỬ LÝ GVHD: Đỗ Duy Phú Page 29 Nhóm – Điện –K7 BÀI TẬP LỚN MÔN : VI XỬ LÝ GVHD: Đỗ Duy Phú Page 30 Nhóm – Điện –K7 BÀI TẬP LỚN MÔN : VI XỬ LÝ GVHD: Đỗ Duy Phú Page 31 Nhóm – Điện –K7 BÀI TẬP LỚN MÔN : VI XỬ LÝ GVHD: Đỗ Duy Phú Page 32 Nhóm – Điện –K7 BÀI TẬP LỚN MÔN : VI XỬ LÝ GVHD: Đỗ Duy Phú Page 33 Nhóm – Điện –K7 BÀI TẬP LỚN MÔN : VI XỬ LÝ GVHD: Đỗ Duy Phú Page 34 Nhóm – Điện –K7 BÀI TẬP LỚN MÔN : VI XỬ LÝ GVHD: Đỗ Duy Phú Page 35 Nhóm – Điện –K7 BÀI TẬP LỚN MÔN : VI XỬ LÝ GVHD: Đỗ Duy Phú CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO 6.1 Kết luận Sau thời gian học hỏi, thực hiện, với giúp đỡ thầy giáo Th.S Phạm Mạnh Hùng, chúng em hoàn thành tập lớn đạt yêu cầu đề Chúng em chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn chúng em thời gian qua Trong tập lớn báo cáo thiếu sót, chúng em mong góp ý thơng cảm thầy Chúng em xin cám ơn! 6.2 Tài liệu tham khảo Trong tập lớn có sử dụng tư liệu, tài liệu từ nguồn internet nhiều sách, cụ thể: Giáo trình Vi xử lý vi điều khiển (Đại học công nghiệp Hà Nội) – Đỗ Duy Phú Giáo trình họ vi điều khiển 8051 – Tống Văn On 3.Giáo trình vi xử lý – Nguyễn Đình Phú 4.Cấu trúc lập trình họ vi điều khiển 8051- Nguyễn Tăng Cường, Phan Quốc Thắng Các trang web tham khảo: www.webdien.com www.dientuvietnam.net www.alldatasheet.net Page 36 Nhóm – Điện –K7 ... Vi xử lý vi điều khiển (Đại học công nghiệp Hà Nội) – Đỗ Duy Phú Giáo trình họ vi điều khiển 8051 – Tống Văn On 3.Giáo trình vi xử lý – Nguyễn Đình Phú 4.Cấu trúc lập trình họ vi điều khiển 8051- ... MÔN : VI XỬ LÝ GVHD: Đỗ Duy Phú CHƯƠNG : GIỚI THIỆU VỀ IC 89S52 2.1 Giới thiệu IC 89S52 Hiện có nhiều họ Vi điều khiển thị trường với nhiều ứng dụng khác nhau, họ Vi điều khiển họ MCS-51 sử dụng. .. 6: Kết luận tài liệu tham khảo 36 Page Nhóm – Điện –K7 BÀI TẬP LỚN MÔN : VI XỬ LÝ GVHD: Đỗ Duy Phú CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ 8051 1.1 Cấu trúc vi điều khiển 8051 Hình 1.1 Cấu trúc vi điều khiển