Đang tải... (xem toàn văn)
thu thập y kiến biểu quyết dùng 8051
Bi tp ln K thut vi x lý Lời nói đầu Trong sự phát triển của kỹ thuật điện tử ngày nay việc sử dụng các con vi điều khiển trong các hệ thống điện tử rất phổ biến cả về số lợng các ứng dụng của nó trên nhiều thiết bị điện tử từ dân dụng cho đến chuyên dụng, trong nhiều lĩnh vực nh đo lờng, điều khiển, v.v nhờ vào nhiều u điểm của nó. Cùng với nó là sự phát triển kỹ thuật số với nền tảng là các mạch logic số dựa trên sự kết hợp của các cổng logic cơ bản mà ngày nay đã đợc tích hợp trong các IC số. Việc sử dụng màn hình LED để hiển thị thông tin nhằm mục đích thông báo, quảng cáo, tại các nơi công cộng đã đợc sử dụng rất rộng rãi. Trên cơ sở những kiến thức đã đợc học trong môn học kỹ thuật vi xử lý và Kỹ thuật số chúng em đã thiết kế một mạch logic số sử dụng vi điều khiển với tên đề tài đầy đủ là: Thit k h thng thu thp ý kin biu quyt s dng VK 8051 với mục đích là tìm hiểu thêm về vi điều khiểnvà lĩnh vực kỹ thuật số, nâng cao kiến thức của mình. Do kiến thức còn hạn hẹp và thời gian thực hiện không đợc nhiều nên em khụng th hin th kt qu trờn mỏy tớnh c em xin c trỡnh by theo cỏch hin th trờn led 7 vch. Mặc dù đã cố gắng phần nào thiết kế và tính toán một cách chi tiết các mạch, các thông số nhng đôi khi còn mang tính lý thuyết, cha thực tế. Em mong có sự góp ý và sửa chữa để đề tài này có tính khả thi hơn về cả phơng diện kinh tế cũng nh kỹ thuật. Hi phũng 2011 1 Sinh viờn thc hin: Nguyn ỡnh Tin Giỏo viờn hng dn: Nguyn Vn Tin Bài tập lớn Kỹ thuật vi xử lý Mục lục Trang Chương 1: Khái quát về vấn đề cần nghiên cứu 1.1. Giới thiệu về hệ thống thu thập ý kiến 1.2. Hệ thống biểu quyết( Yes/ No) sử dụng 8051 Chương 2: Xây dựng mạch phần cứng 2.1 Giới thiệu về vi điều khiển AT89C51 2.2. Sơ đồ phần cứng Sơ đồ nguyên lý Các phần tử trong mạch Thuyết minh nguyên lý hoạt động của mạch Chương 3: Thiết kế phần mềm điều khiển 3.1. Lưu đồ thuật toán 3.2. Phần mềm điều khiển 3.3. Kết luận Tài liệu tham khảo 2 Sinh viên thực hiện: Nguyến Đình Tiến Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Văn Tiến Bài tập lớn Kỹ thuật vi xử lý Chương 1: Khái quát về vấn đề cần nghiên cứu 1.1. Giới thiệu về hệ thống thu thập ý kiến Hệ thống thu thập ý kiến là việc tổng hợp, phân loại, đánh giá về một vấn đề nào đó có sự tham gia của nhiều người. Hệ thống thu thập ý kiến được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như: thu thập ý kiến đồng tình trong một cuộc họp, thu thập các câu trả lời từ vài phương án có sẵn, thu thập ý kiến khách hàng về chất lượng sản phẩm… Trước đòi hỏi của một xã hội phát triển nhanh chóng như ngày nay việc thu thập được nhiều ý kiến với một tốc độ nhanh và chính xác thì các hệ thống thu thập ý kiến đã không ngừng đổi mới phương thức với sự hỗ trợ đắc lực của công nghệ thông tin và các thiết bị điện tử hiện đại 3 Sinh viên thực hiện: Nguyến Đình Tiến Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Văn Tiến Bài tập lớn Kỹ thuật vi xử lý Dựa trên công nghệ thông tin và các thiết bị điện tử hiện đại các hệ thống thu thập ý kiến biểu quyết ngày càng hoàn thiện có thể thu thập được nhiều ý kiến biểu quyết trong cùng một thời gian. Đảm bảo nhanh chóng và chính xác. Có thể xử lý, lưu trữ các thông tin đã thu thập theo yêu cầu nhất định. Có thể hoạt động từ xa với sự hỗ trợ của internet và các thiết bị thu phát không dây. Giá thành ngày càng giảm, đặc biệt nếu sử dụng các VĐK với mục đích điều khiển nhất định nào đó có thể xây dựng được hệ thống đơn giản nhưng vẫn thỏa mãn yêu cầu đặt ra. 1.2. Hệ thống biểu quyết( Yes/ No) sử dụng 8051 Phân loại: Một hệ thống thu thập ý kiến có thể được phân loại theo mục đích cần thực hiện: - Hệ thống thu thập ý kiến đồng tình, phản đối; thích hay không thích( Yes/ No) về một vấn đề nào đó. - Hệ thống thu thập ý kiến về một vấn đè nào đó với các phương án đưa ra để mọi người chọn. Nói chung hệ thống càng thu thập và xử lý nhiều thông tin thì càng phức tạp. Sau đây em xin trình bày về vấn đề “ Thiết kế hệ thống thu thập ý kiến biểu quyết sử dụng VĐK AT89C51” Yêu cầu công nghệ: Hệ thống thu thập ý kiến biểu quyết(Yes/ No) là hệ thống khá phổ biến được dùng để tổng hợp số lượng( %) người đồng tình( Yes) và số lượng( %) người phủ định( No). Hệ thống thu thập ý kiến biểu quyết sử dụng 8051 sẽ nhận tín hiệu từ người cần thu thập qua nút ấn. Để đảm bảo tính nhất quán thì những người đã ấn Yes thì ấn No sẽ không có tác dụng và ngược lại. 4 Sinh viên thực hiện: Nguyến Đình Tiến Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Văn Tiến Bi tp ln K thut vi x lý gii hn trong mt khong thi gian thỡ khi quỏ thi gian yờu cu mi tớn hiu Yes hoc No s khụng c h thng x lý. m bo yờu cu m rng h thng tc l thu thp c nhiu ý kin hn thỡ ta s dng truyn thụng ni tip gia cỏc vi iu khin. Cui cựng h thng s tng hp v a ra s lng ý kin ng tỡnh( Yes) v ph nh( No) c hin th trờn Led 7 on, LCD hay mỏy tớnh. Chng 2: Xõy dng mch phn cng 2.1 Gii thiu v vi iu khin AT89C51 AT89C51 là một bộ vi xử lý 8 bit, loại CMOS, có tốc độ cao và công suất thấp với bộ nhớ Flash có thể lập trình đợc. Nó đợc sản xuất với công nghệ bộ nhớ không bay hơi mật độ cao của hãng Atmel, và tơng thích với họ MCS-51 TM về chân ra và tập lệnh. 5 Sinh viờn thc hin: Nguyn ỡnh Tin Giỏo viờn hng dn: Nguyn Vn Tin Bi tp ln K thut vi x lý Sơ đồ khối của AT89C51 AT89C51 có các đặc trng cơ bản nh sau: 4 K byte Flash, 128 byte RAM, 32 đờng xuất nhập, hai bộ định thời/đếm 16-bit, một cấu trúc ngắt hai mức u tiên và 5 nguyên nhân ngắt, một port nối tiếp song công, mạch dao động và tạo xung clock trên chip. AT89C51 đợc thiết kế với logic tĩnh cho hoạt động có tần số giảm xuống 0 v hỗ trợ hai chế độ tiết kiệm năng lợng đợc lựa chọn bằng phần mềm. Chế độ nghỉ dừng CPU trong khi vẫn cho phép RAM, các bộ định thời/đếm, port nối tiếp và hệ thống ngắt tiếp tục hoạt động. Chế độ nguồn giảm duy trì nội dung của RAM nhng không cho mạch dao động cung cấp xung clock nhằm vô hiệu hoá các hoạt động khác của chip cho đến khi có reset cứng tiếp theo. 6 Sinh viờn thc hin: Nguyn ỡnh Tin Giỏo viờn hng dn: Nguyn Vn Tin Bi tp ln K thut vi x lý S cỏc chõn 89C51 Nh vậy AT89C51 có tất cả 40 chân với các chức năng nh sau: - Vcc (40) Chân cung cấp điện (5V) - GND (20) Chân nối đất (0V) - Port 0 (32-39) Port 0 là port xuất nhập 8-bit hai chiều. Port 0 còn đợc cấu hình làm bus địa chỉ (byte thấp) và bus dữ liệu đa hợp trong khi truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài và bộ nhớ chơng trình ngoài. Port 0 cũng nhận các byte mã trong khi lập trình cho Flash và xuất các byte mã trong khi kiểm tra chơng trình (Các điện trở kéo lên bên ngoài đợc cần đến trong khi kiểm tra chơng trình). - Port 1(1-8) Port 1 là port xuất nhập 8-bit hai chiều. Port 1 cũng nhận byte địa chỉ thấp 7 Sinh viờn thc hin: Nguyn ỡnh Tin Giỏo viờn hng dn: Nguyn Vn Tin Bi tp ln K thut vi x lý trong thời gian lập trình cho Flash. - Port 2 (21-28) Port 2 là port xuất nhập 8-bit hai chiều. Port 2 tạo ra các byte cao của bus địa chỉ trong thời gian tìm nạp lệnh từ bộ nhớ chơng trình ngoài và trong thời gian truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài sử dụng các địa chỉ 16-bit. Trong thời gian truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài sử dụng các địa chỉ 8-bit, Port 2 phát các nội dung của thanh ghi chức năng đặc biệt P2. Port 2 cũng nhận các bít địa chỉ cao và vài tín hiệu điều khiển trong thời gian lập trình cho Flash và kiểm tra chơng trình. - Port 3 (10-17) Port 3 là Port xuất nhập 8-bit hai chiều. Port 3 cũng còn làm các chức năng khác của AT89C51. Các chức năng này đợc liệt kê nh sau: Chân Tên Chức năng P3.0 RxD Ngõ vào Port nối tiếp P3.1 TxD Ngõ ra Port nối tiếp P3.2 INT0 Ngõ vào ngắt ngoài 0 P3.3 INT1 Ngõ vào ngắt ngoài 1 P3.4 T0 Ngõ vào bên ngoài của bộ định thời 1 P3.5 T1 Ngõ vào bên ngoài của bộ định thời 0 P3.6 WR Điều khiển ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài P3.7 RD Điều khiển đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài Port 3 cũng nhận một vài tín hiệu điều khiển cho việc lập trình Flash và kiểm tra chơng trình. - RST (9) Ngõ vào reset. Mức cao trên chân này trong 2 chu kỳ máy trong khi bộ dao động đang hoat động sẽ reset AT89C51. Mạch reset tác động bằng tay và tự động reset khi khởi động máy 8 Sinh viờn thc hin: Nguyn ỡnh Tin Giỏo viờn hng dn: Nguyn Vn Tin RST Bài tập lớn Kỹ thuật vi xử lý - ALE/ PROG (30) ALE là một xung ngõ ra để chốt byte thấp của đòa chỉ trong khi truy xuất bộ nhớ ngoài. Chân này cũng làm ngõ vào xung lập trình ( PROG ) trong thời gian lập trình cho Flash. Khi hoạt động bình thường, xung ngõ ra ALE lu«n có tần sốä không đổi là 1/6 tần số của mạch dao động, có thể được dùng cho các mụch đích đònh thời từ bên ngoài vµ tạo xung clock. Tuy nhiên, lưu ý là một xung ALE sẽ bò bỏ qua trong mỗi một chu kỳ truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài. Khi cần, hoạt động ALE có thể được vô hiệu hoá bằng cách set bit 0 của thanh ghi chức năng đặc biệt có đòa chỉ 8Eh. Khi bit này được set, ALE chỉ tích cực trong thời gan thực hiện lệnh MOVX hoặc MOVC. Ngược lại, chân này sẽ được kéo lên cao. Việc set bit không cho phép hoạt động chốt byte thấp của đòa chỉ sẽ không có tác dụng nếu bộ vi điều khiển đang ở chế độ thực thi chương trình ngoài. - PSEN (29) PSEN (Program Store Enable) là xung điều khiển truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài. Khi AT89C52 đang thực thi chương trình từ bộ nhớ chương trình ngoài, PSEN được kích hoạt hai lần mỗi chu kỳ máy, nhưng hai hoạt động PSEN sẽ bò bỏ qua mỗi khi truy cập bộ nhớ dữ liệu ngoài. - EA /Vpp (31) EA (External Access Enable) là chân cho phép truy xuất bộ nhớ chương trình ngồi ( bắt đầu từ 0000H đến FFFFH). EA = 0 cho phép truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài, ngược lại EA =1 sẽ thực thi chương trình bên trong chip Tuy nhiên, lưu ý rằng nếu bit khoá 1 (lock-bit 1) được lập trình, EA sẽ được chốt bên trong khi reset. Chân này cũng nhận điện áp cho phép lập trình Vpp=12V khi lập trình Flash - XTAL1 và XTAL2 9 Sinh viên thực hiện: Nguyến Đình Tiến Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Văn Tiến Bài tập lớn Kỹ thuật vi xử lý XTAL1 và XTAL2 là hai ngõ vào và ra của một bộ khuếch đại đảo của mạch dao động, được cấu hình để dùng như một bộ dao động trên chip. Không có yêu cầu nào về chu kỳ nhiệm vụ của tín hiệu xung clock bên ngoài do tín hiệu này phải qua một flip-flop chia hai trước khi đến mạch tạo xung clock bên trong, tuy nhiên các chi tiết kỹ thuật về thời gian mức thấp và mức cao, điện áp cực tiểu và cực đại cần phải được xem xét. 2.2. Sơ đồ phần cứng Sơ đồ ngun lý: Các phần tử trong mạch: + Nguồn: Mạch sử dụng nguồn 5V một chiều. + Các nút ấn, điện trở treo: 10 Sinh viên thực hiện: Nguyến Đình Tiến Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Văn Tiến . port xu t nhập 8-bit hai chiều. Port 1 cũng nhận byte địa chỉ thấp 7 Sinh vi n thc hin: Nguyn ỡnh Tin Giỏo vi n hng dn: Nguyn Vn Tin Bi tp ln K thut vi. động máy 8 Sinh vi n thc hin: Nguyn ỡnh Tin Giỏo vi n hng dn: Nguyn Vn Tin RST Bài tập lớn Kỹ thuật vi xử lý - ALE/ PROG (30) ALE là một xung ngõ ra để