Header Page of lớn: 113.Vi xử lí Bài1tập GVHD: Ths NGUYỄN THU HÀ Mục lục Nội dung Lời nói đầu CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Giới thiệu tổng quan họ Vi điều khiển 8051 Giới thiệu tổng quan encoder 11 Giới thiệu số linh kiện khác 18 CHƯƠNG II NỘI DUNG 27 – Lưu đồ thuật toán chương trình 27 – Phần lập trình mô 29 CHƯƠNG III KẾT LUẬN 37 Ưu điểm 37 Nhược điểm 37 Tài liệu tham khảo 39 Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Footer Page of 113 Page Header Page of lớn: 113.Vi xử lí Bài2tập GVHD: Ths NGUYỄN THU HÀ Lời nói đầu Ngày nay, với ứng dụng khoa học kỹ thuật tiên tiến, giới ngày thay đổi, văn minh đại Sự phát triển kỹ thuật điện tử tạo hàng loạt thiết bị với đặc điểm bật xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ yếu tố cần thiết góp phần cho hoạt động người đạt hiệu cao Các điều khiển sử dụng vi điều khiển đơn giản để vận hành sử dụng lại điều phức tạp Các vi điều khiển theo thời gian với phát triển công nghệ bán dẫn tiến triển nhanh, từ vi điều khiển bit đơn giản đến vi điều khiển 32 bit, sau 64 bit Điện tử trở thành ngành khoa học đa nhiệm vụ Điện tử đáp ứng đòi hỏi không ngừng từ lĩnh vực công – nông – lâm – ngư nghiệp nhu cầu cần thiết hoạt động đời sống ngày Một ứng dụng thiết thực ứng dụng đo hiển thị tốc độ động Đây ứng dụng quan trọng áp dụng nhiều lĩnh vực dây chuyền sản xuất Tốc độ động hiển thị hình nhờ led thanh, Từ giám sát tốc độ động rùi có định điều khiển cho phù hợp với yêu cầu Vì thế, với môn học Vi điều khiển này, em định nhận làm tập lớn đo tốc độ động dùng 8051 Cụ thể tập này, chúng em ghép nối vi điều khiển 89C51RD2 với led để hiển thị tốc độ động cơ, sử dụng encoder có 100(xung/vòng) Chúng em xin trình bày nội dụng cụ thể Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Footer Page of 113 Page Header Page of lớn: 113.Vi xử lí Bài3tập GVHD: Ths NGUYỄN THU HÀ tập lớn sau Kính mong thầy - cô xem cho nhận xét, đánh giá để tập lớn đầy đủ Chúng em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, Ngày 21/03/1013 Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Footer Page of 113 Page Header Page of lớn: 113.Vi xử lí Bài4tập GVHD: Ths NGUYỄN THU HÀ Đề bài: Ứng dụng họ vi điều khiển 8051 ghép nối led dể hiển thị số đo tốc độ động dùng encoder có 100(xung/vòng) Khoảng đo (0-2500)v/p YÊU CẦU: Xây dựng mạch nguyên lí? Xây dựng thuật toán? Viết chương trình hợp ngữ? Nhóm sinh viên thực hiện: Nguyễn Tuấn Anh Nguyễn Văn Anh Nguyễn Ngọc Anh Nguyễn Kim Biên Trần Huy Bình Lê Thanh Bình Hà Văn Bình Bùi Đức Chính Nguyễn Quốc Chỉnh 10 Nguyễn Văn Công Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Footer Page of 113 Page Header Page of lớn: 113.Vi xử lí Bài5tập GVHD: Ths NGUYỄN THU HÀ CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Giới thiệu tổng quan họ Vi điều khiển 8051 AT89C51 vi điều khiển bit, chế tạo theo công nghệ CMOS chất lượng cao, công suất thấp với KB PEROM (Flash Programeable and erasable read only memory) Các đặc điểm 8951 tóm tắt sau: - 4KB nhớ, lập trình lại nhanh, có khả ghi xóa tới 1000 chu kỳ - Tần số hoat động từ Hz đến 24 MHz - mức khóa nhớ lập trình - Timer/Counter 16 bit - 128 Byte RAM nội - Port xuất/nhập (I/O) bit - Giao tiếp nối tiếp - 64 KB vùng nhớ mã - 64 KB vùng nhớ liệu - Xử lý Boolean (hoạt động bit đơn) - 210 vị trí nhớ định vị bit - 4μs cho hoạt động nhân chia Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Footer Page of 113 Page Header Page of lớn: 113.Vi xử lí Bài6tập GVHD: Ths NGUYỄN THU HÀ a – Sơ đồ khối sơ đồ chân AT89C51 INT1\ INT0\ SERIAL PORT TEMER0 TEMER1 TEMER2 8032\8052 INTERRUPT CONTROL OTHER REGISTER 128 byte RAM 8032\8052 128 byte RAM ROM 0K: 8031\8032 TEMER2 8032\8052 TEMER1 TEMER1 4K:8951 CPU 8K:8052 BUS CONTROL I/O PORT SERIAL PORT OSCILATOR ALE\ PSEN\ EA\ RST P P1 P2 P3 TXD RXD Address\Data Hình – Sơ đồ khối AT89C51 Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Footer Page of 113 Page Header Page of lớn: 113.Vi xử lí Bài7tập GVHD: Ths NGUYỄN THU HÀ Hình – Sơ đồ chân AT89C51 b – Chức chân AT89C51 + Port (P0.0 – P0.7 hay chân 32 – 39): Ngoài chức xuất nhập ra, port bus đa hợp liệu địa (AD0 – AD7), chức sử dụng AT89C51 giao tiếp với thiết bị có kiến trúc bus Hình – Port Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Footer Page of 113 Page Header Page of lớn: 113.Vi xử lí Bài8tập GVHD: Ths NGUYỄN THU HÀ + Port (P1.0 – P1.7 hay chân – 8): có chức xuất nhập theo bit byte Ngoài ra, chân P1.5, P1.6, P1.7 dùng để nạp ROM theo chuẩn ISP, chân P1.0 P1.1 dùng cho Timer Hình – Port + Port (P2.0 – P2.7 hay chân 21 – 28): port có công dụng kép Là đường xuất nhập byte cao bus địa thiết kế dùng nhớ mở rộng Hình – Port Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Footer Page of 113 Page Header Page of lớn: 113.Vi xử lí Bài9tập GVHD: Ths NGUYỄN THU HÀ + Port (P3.0 – P3.7 hay chân 10 – 17): chân port chức xuất nhập có số chức đặc biệt sau: Bit Tên Chức chuyển đổi P3.0 RXD Dữ liệu nhận cho port nối tiếp P3.1 TXD Dữ liệu truyền cho port nối tiếp P3.2 INT0 Ngắt bên P3.3 INT1 Ngắt bên P3.4 T0 Ngõ vào Timer/Counter P3.5 T1 Ngõ vào Timer/Counter P3.6 WR Xung ghi nhớ liệu P3.7 RD Xung đọc nhớ liệu Hình – Port Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Footer Page of 113 Page Header Page 113 Bài10 tậpoflớn: Vi xử lí GVHD: Ths NGUYỄN THU HÀ + RST (Reset – chân 9): mức tích cực chân mức 1, để reset ta phải đưa mức (5V) đến chân với thời gian tối thiểu chu kỳ máy (tương đương 2µs thạch anh 12MHz.) + XTAL 1, XTAL 2: AT89S52 có dao động chip, thường nối với dao động thạch anh có tần số lớn 33MHz, thôn thường 12MHz Hình minh hoạ + EA (External Access): EA thường mắc lên mức cao (+5V) mức thấp (GND) Nếu mức cao, vi điều khiển thi hành chương trình từ ROM nội Nếu mức thấp, chương trình thi hành từ nhớ mở rộng + ALE (Address Latch Enable): ALE tín hiệu để chốt địa vào ghi bên nửa đầu chu kỳ nhớ Sau đường port dùng để xuất nhập liệu nửa chu kỳ sau nhớ + PSEN (Program Store Enable): PSEN điều khiển phép nhớ chương trình mở rộng thường nối với đến chân /OE (Output Enable) EPROM phép đọc bytes mã lệnh PSEN mức Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Footer Page 10 of 113 Page 10 Header Page 113 Bài25 tậpoflớn: Vi xử lí GVHD: Ths NGUYỄN THU HÀ ℓ : chiều dài dây (m) R : điện trở, Ohm () Điện trở có đơn vị tính Ohm, viết tắt  3.4 Thạch anh dao động Hình dạng thực tế thạch anh dao động Thạch anh dao động có nhiệm vụ tạo xung điều khiển thích hợp phục vụ cho vi điều khiển sử dụng thạch anh dao động loại 12 MHZ 3.5 Điện trở treo Các điện trở treo thay điển trở chân, sử dụng điện trở giúp việc thiết kế mạch đơn giản hơn, điện trở chân thực chất điện trở giá trị với đầu điện trở nối với đầu chung đưa chân Khi nhìn điện trở thanh, phía đầu có dấu chấm tròn, chân phía chân chung Thông thường chân chung thường nối với nguồn Vcc Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Footer Page 25 of 113 Page 25 Header Page 113 Bài26 tậpoflớn: Vi xử lí GVHD: Ths NGUYỄN THU HÀ Hình dạng thực tế sơ đồ chân điện trở treo Điện trở treo có nhiệm vụ tạo điện áp mức theo yêu cầu theo giá trị đặt chân Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Footer Page 26 of 113 Page 26 Header Page 113 Bài27 tậpoflớn: Vi xử lí GVHD: Ths NGUYỄN THU HÀ CHƯƠNG II NỘI DUNG – Lưu đồ thuật toán chương trình Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Footer Page 27 of 113 Page 27 Header Page 113 Bài28 tậpoflớn: Vi xử lí Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Footer Page 28 of 113 GVHD: Ths NGUYỄN THU HÀ Page 28 Header Page 113 Bài29 tậpoflớn: Vi xử lí GVHD: Ths NGUYỄN THU HÀ – Phần lập trình mô a – Phần lập trình Chương trình hợp ngữ: ORG 0H ;Khai bao dia chi bat dau CT tu 0h Ram noi LJMP MAIN ; Nhay den chuong trinh chinh ORG 0BH LJMP INT_TIMER0 ORG 1BH LJMP INT_TIMER1 ORG 3H LJMP INT_EX0 ORG 13H LJMP INT_EX1 ;Nhay den nhan INT_TIMER0 ;Nhay den nhan INT_TIMER1 ;Nhay den nhan INT_EXO ;Nhay den nhan INT_EX1 ;DINH NGHIA CAC BIEN(gan gia tri cac bien) LOA EQU ;LOA co gia tri = RUN EQU VONG_GIAY EQU 7H ;So vong/giay = 7h XUNG_DU EQU 32H ;So xung du = 100 DIGIT_1 EQU 33H ;DIGIT_1 = 33H DIGIT_2 EQU 34H ;… DIGIT_3 EQU 35H DIGIT_4 EQU 36H ;CHUONG TRINH CHINH ORG 30H ;Khai bao dia chi bat dau chuong trinh chinh MAIN: Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Footer Page 29 of 113 Page 29 Header Page 113 Bài30 tậpoflớn: Vi xử lí GVHD: Ths NGUYỄN THU HÀ SETB IT1 ;P3.5 = dau vao cua xung dem T1 SETB IT0 ;Dau vao cua xung dem T0(ngat canh xuong) SETB EX0 ;Cho phep ngat ngoai INT0 SETB EX1 ;Cho phep ngat ngoai INT1 MOV R0,#200 ;Di chuyen R0 = 200 MOV TMOD,#00010110b ;Khoi dong TIMER – Che 16 BIT, ;(COUNTER Che AUTO_RELOAD) MOV TH0,#-100 ;Nap byte cao cua 100 MOV TL0,#-100 ;Nap byte thap cua 100 ;Tao chu ky tran cho C0 = 100 xung/vong SETB ET0 ;Cho phep ngat T0 SETB ET1 ;Cho phep ngat T1 SETB TF1 ;Cho phep bao bo dem cua T1 bi tran(Tcon.7) SETB TR1 ;Cho phep timer chay SETB TR0 ;Cho phep timer chay SETB EA ;Cho phep ngat toan bo(T/H CT tu bo nho trong) JMP $ ;NGAT COUNTER INT_TIMER0: INC VONG_GIAY ;Tang gia tri VONG_GIAY moi lan la 1V RETI ;NGAT TIMER 1(tao thoi gian 1s de do) INT_TIMER1: JNB RUN,EXIT MOV A,40H JZ BAT_LOA ;Nhay toi BAT_LOA neu (a) = SUBB A,#16 ;Neu A > 16 Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Footer Page 30 of 113 ;Nhay den EXIT neu RUN = Page 30 Header Page 113 Bài31 tậpoflớn: Vi xử lí JC GVHD: Ths NGUYỄN THU HÀ CONT ;Nhay den nhan CONT BAT_LOA: CPL P3.6 ;Dao P3.6 MOV TH1,#HIGH(-5000) ;Nap byte cao cua -5000 MOV TL1,#LOW(-5000) ;Nap byte thap cua -5000 DJNZ R0,QUET_LED ;Nhay den QUET_LED neu R0 khac CONT: ;(Vong lap neu chua du 1s thi quet led) MOV R0,#200 CLR TR0 ;Ngat timer CLR TR1 ;Ngat timer MOV XUNG_DU,TL0 ; CALL CALCULATOR ;Chuong trinh tinh so V/P MOV TL0,#-100 ;Nap byte thap cua -100 SETB TR0 ;Khoi dong timer SETB TR1 ;Khoi dong timer CJNE R1,#0,LED_2 ;Quet LED_2 Neu R1 khac MOV DPTR,#LED ;Nap dia chi gian tiep tu LED(ram ngoài) vào RETI QUET_LED: ;trỏ DPTR MOV A,DIGIT_1 MOVC A,@A+DPTR ;Chuyen du lieu vung nho A+DPTR vao A MOV P2,#0 ;Xoa cong P2 MOV P0,A ;Di chuyen P0=A MOV P2,#1 ;P2=1 INC R1 ;Tang R1+ (Quet LED tiep theo) Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Footer Page 31 of 113 Page 31 Header Page 113 Bài32 tậpoflớn: Vi xử lí GVHD: Ths NGUYỄN THU HÀ RETI LED_2: CJNE R1,#1,LED_3 ;Nhay den quet LED_3 neu R1 khac MOV A,DIGIT_2 MOVC A,@A+DPTR ;Chuyen du lieu vung nho A+DPTR vao A MOV P2,#0 ;Xoa P2 MOV P0,A MOV P2,#2 INC R1 RETI LED_3: CJNE R1,#2,LED_4 ;Nhay den quet LED_4 neu R1 khac MOV A,DIGIT_3 MOVC A,@A+DPTR ;Chuyen du lieu vung nho A+DPTR vao A MOV P2,#0 ;Xoa P2 MOV P0,A MOV P2,#4 INC R1 RETI LED_4: MOV A,DIGIT_4 MOVC A,@A+DPTR ;Chuyen du lieu vung nho A+DPTR vao A MOV P2,#0 ;Xoa P2 MOV P0,A MOV P2,#8 MOV R1,#0 ;Quay ve LED EXIT: Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Footer Page 32 of 113 Page 32 Header Page 113 Bài33 tậpoflớn: Vi xử lí GVHD: Ths NGUYỄN THU HÀ RETI CALCULATOR: MOV A,VONG_GIAY ;Di chuyen DL o VONG_GIAY vao A MOV 40H,A ;Di chuyen A vao o nho 40h MOV VONG_GIAY,#0 MOV B,#6 ;Nap TG B = MUL AB ;Nhan A voi B < 255 Nen duoc chua A MOV B,#100 DIV AB MOV DIGIT_1,A MOV A,B MOV B,#10 DIV AB MOV DIGIT_2,A MOV R3,B ;DIGIT_4: ;Gia tri tam thoi cua DIGIT_3 la so (XUNG_DU*60)/100 MOV A,XUNG_DU CLR C SUBB A,#9CH MOV B,#10 DIV AB MOV R4,B MOV B,#3 MUL AB MOV B,#5 DIV AB MOV R5,B Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Footer Page 33 of 113 ;Chia A/B ;A-9CH ;Luu lai so le vao R4 Page 33 Header Page 113 Bài34 tậpoflớn: Vi xử lí GVHD: Ths NGUYỄN THU HÀ ADD A,R3 MOV B,#10 DIV AB ADD A,DIGIT_2 MOV DIGIT_2,A MOV DIGIT_3,B MOV A,R5 RL A MOV R5,A MOV A,R4 MOV B,#3 MUL AB MOV B,#5 DIV AB ADD A,R5 MOV DIGIT_4,A ;Cong A va R3 Ket qua luu o A ;SODU ;Xoay trai gia tri ghi A RET INT_EX0: SETB RUN ;RUN =1 MOV P2,#0 ;Xoa P2 CLR RUN ;RUN =0 Dung chuong trinh RETI INT_EX1: RETI LED: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H END Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Footer Page 34 of 113 Page 34 Header Page 113 Bài35 tậpoflớn: Vi xử lí GVHD: Ths NGUYỄN THU HÀ b – Phần mô RP1 C1 22p 22p C2 RESPACK-8 X1 U1 19 CRYSTAL 18 Reset XTAL1 XTAL2 RST C3 29 30 31 10uF PSEN ALE EA P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD 39 38 37 36 35 34 33 32 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17 AT89C51 R2 R3 10k 10k Start Stop LS1 SPEAKER Q1 +220V 2N1893 RV1 100 0% +88.8 Sơ đồ nguyên lý mạch RP1 C1 22p 22p C2 RESPACK-8 X1 U1 CRYSTAL 19 18 Reset XTAL1 XTAL2 RST C3 10uF 29 30 31 PSEN ALE EA P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 AT89C51 P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD 39 38 37 36 35 34 33 32 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17 R2 R3 10k 10k Start Stop LS1 SPEAKER Q1 +220V RV1 2N1893 100 0% Sơ đồ trạng lúc mạch làm việc Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Footer Page 35 of 113 Page 35 Header Page 113 Bài36 tậpoflớn: Vi xử lí GVHD: Ths NGUYỄN THU HÀ Nguyên lý hoạt động mạch : Khi ta ấn nút Start hệ thống bắt đầu làm việc, động quay, Encoder gắn trục động cảm biến tốc độ, phát tín hiệu chuyển tới mạch vi điều khiển Tại đây, tín hiệu vi mạch xử lí biến đổi để hiển thị led Khi ấn nút Stop: hệ thống dừng hoạt động Kết thúc trình làm việc mạch/ Trường hợp có cố xảy ta ấn nút Reset để khôi phục lại trạng thái ban đầu mạch/ Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Footer Page 36 of 113 Page 36 Header Page 113 Bài37 tậpoflớn: Vi xử lí GVHD: Ths NGUYỄN THU HÀ CHƯƠNG III KẾT LUẬN Ưu điểm - Mạch có dải đo tốc độ lớn - Khả đáp ứng nhanh với thay đổi biến trở - Mạch đặt độ khống chế tốc độ động cơ, báo tốc độ cao tốc độ thấp - Mạch hiển thị LED đoạn nên dễ dàng cho người sử dụng theo dõi tốc độ động - Mạch thiết kế nhỏ gọn, dễ sử dụng, tiện lợi dùng nhiều loại nguồn: pin, sạc điện thoại,… nên động Nhược điểm - Còn có sai số tốc độ sai số linh kiện sai số tính toán thiêt kế mạch chấp nhận Kết luận Trong giai đoạn nay, ngành kinh tế đà phát triển mạnh mẽ, hàng loạt công ty, xí nghiệp, khu dân cư thực hình thành, nhu cầu ứng dụng vi mạch điện tử trình sản xuất ngày cao, đói hỏi lĩnh vực Vi điều khiển phải đáp ứng kịp thời theo phát triển Trong thời gian làm tập lớn này, chúng em tìm hiểu kĩ nghiên cứu tài liệu cần thiết, đặc biệt hướng dẫn nhiệt tình cô giáo hướng dẫn Ths.NGUYỄN THU HÀ đến em hoàn thành tập Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Footer Page 37 of 113 Page 37 Header Page 113 Bài38 tậpoflớn: Vi xử lí GVHD: Ths NGUYỄN THU HÀ Với vốn kiến thức tiếp thu kì học qua, nỗ lực nhóm, nhiên hạn chế kinh nghiệm thực tế, tài liệu tham khảo, thời gian thực đồ án nên đồ án tránh khỏi thiếu sót Kính mong thầy hướng dẫn thầy cô hội đồng môn góp ý xây dựng cho tập lớn hoàn thiện hơn! Chúng em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, Ngày 04/04/2013 Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Footer Page 38 of 113 Page 38 Header Page 113 Bài39 tậpoflớn: Vi xử lí GVHD: Ths NGUYỄN THU HÀ Tài liệu tham khảo Kỹ thuật vi điều kiển – Đỗ Duy Phú Cấu trúc lập trình họ vi điều khiển 8051 – Nguyễn Tăng Cường, Phan Quốc Thắng Các tài liệu internet Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Footer Page 39 of 113 Page 39 ... nhu cầu cần thiết hoạt động đời sống ngày Một ứng dụng thiết thực ứng dụng đo hiển thị tốc độ động Đây ứng dụng quan trọng áp dụng nhiều lĩnh vực dây chuyền sản xuất Tốc độ động hiển thị hình nhờ... nhờ led thanh, Từ giám sát tốc độ động rùi có định điều khiển cho phù hợp với yêu cầu Vì thế, với môn học Vi điều khiển này, em định nhận làm tập lớn đo tốc độ động dùng 8051 Cụ thể tập này, chúng... lí Bài4tập GVHD: Ths NGUYỄN THU HÀ Đề bài: Ứng dụng họ vi điều khiển 8051 ghép nối led dể hiển thị số đo tốc độ động dùng encoder có 100(xung/vòng) Khoảng đo (0-2500)v/p YÊU CẦU: Xây dựng mạch