Đang tải... (xem toàn văn)
Mục LụcChương 1: CẤU TẠO VI XỬ LÝ 89V51RB211.1. Tóm tắt phần cứng11.2. Sơ đồ khối, sơ đồ chân, chức năng các chân11.2.1.Sơ đồ khối11.2.2.Sơ đồ chân11.2.3.Chức năng các chân21.2.4.Các Port21.2.5.Các chân tín hiệu điều khiển31.3. Tổ chức bộ nhớ41.3.1.Bộ nhớ trong51.3.2.Bộ nhớ ngoài101.3.3.Hoạt động Reset111.3.4.Lệnh số học121.3.5.Lệnh logic121.3.6.Lệnh rẽ nhánh131.3.7.Các lệnh di chuyển dữ liệu131.3.8.Các lệnh luận lý141.4. Hoạt động của các Port nối tiếp141.4.1.Thanh ghi điều khiển các Port nối tiếp SCON141.4.2.Khởi dộng và truy xuất thanh ghi Prot nối tiếp161.5. Hoạt động ngắt của 89V51RB2171.5.1.Tổ chức ngắt181.5.2.Sự cho phép ngắt và sự cấm ngắt181.5.3.Sử lý các ngắt19Chương 2: TÌM HIỂU VỀ HỒNG NGOẠI212.1 Hồng ngoại là gì?212.2 Hồng ngoại trong điện tử212.3 Điều khiển TV sony232.4 Thiết bị thu và phát27Chương 3: SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG283.1 Sơ đồ nguyên lý283.2 Nguyên lý hoạt động283.3 Lưu đồ thuật toán điều khiển ngõ ra P2293.4 Mã chương trình303.5 Sơ đồ mạch in34Chương 4: HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỒ ÁN35Chương 5: TÀI LIỆU THAM KHẢO36CHƯƠNG 1: CẤU TẠO VI XỬ LÝ 89V51RB21.1. Tóm tắt phần cứngMCS-51 là họ IC vi điều khiển do hãng INTEL sản xuất. Các IC tiêu biểu cho họ là 8031, 8051, 8951… Những đặc điểm chính và nguyên tắc hoạt động của các bộ vi điều khiển này khác nhau không nhiều. Khi đã sử dụng thành thạo một vi điều khiển thì ta có thể nhanh chóng vận dụng kinh nghiệm để làm quen và làm chủ các ứng dụng của bộ vi điều khiển khác. Vì vậy để có những hiểu biết cụ thể về các bộ vi điều khiển cũng như để phục vụ cho đề tài này ta bắt đầu tìm hiểu một bộ vi điều khiển thông dụng nhất, đó là họ MCS-51 1.2. Sơ đồ khối, sơ đồ chân, chức năng các chân:1.2.1 Sơ đồ khối:
ĐỒ ÁN 1 ĐỀ TÀI: GVHD: ThS.Trần Minh Hồng SVTH: Nguyễn Văn Pháp MSV : 06064201 Lớp : ĐHĐT2B1 KHOA CÔNG KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN NGHỆ ĐIỆN TỬ TỬ ĐIỀU KHIỂN TỪ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA DÙNG XA DÙNG REMOTE REMOTE Tp. HCM Ngày 13 Tháng 06 Năm 2009 Lời Lời cảm cảm Ơn Ơn Em xin chân thành cảm ơn ThS.Trần Minh Hồng cùng toàn thể quý thầy cô trong khoa điện tử Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM đã giúp đỡ em trong thời gian làm đồ án. Do kiến thức còn nhiều hạn chế nên trong quá trình làm đồ án em không thể tránh khỏi thiếu sót. Rất mong được sự chỉ bảo của thầy cô để em có hướng đi cao hơn trong học tập. Em xin chân thành cảm ơn! Lời Nói Lời Nói Đầu Đầu Ngày nay khoa học kỹ thuật điện tử ngày càng phát triển mạnh với tốc độ ngày càng nhanh. Trong đó kỹ thuật số đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của công nghệ điện tử. Kỹ thuật số hoạt động đơn giản là chỉ dựa vào hai mức (cao và thấp) lên nó có độ chính xác cao và ít ảnh hưởng bởi nhiễu. Do đó kỹ thuật số phát triển mạnh mẽ, đặc biệt nhờ sự ra đời của Vi điều khiển – Vi xử lý năm 1971 đã thúc đẩy sự phát triển và ứng dụng của kỹ thuật số lên một bước ngoặt mới. Vi xử lý ra đời đã giúp con người có thể giao tiếp được với IC thông qua các ngôn ngữ lập trình. Việc nạp cho IC các phần mềm viết bằng một số ngôn ngữ đặc biệt, đã giúp con người điều khiển các thiết bị hoạt động theo ý muốn thông qua chúng. Vì vậy VXL được ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống của con người. Một số ứng dụng của VXL có thể được liệt kê trong bảng dưới đây: Thiết bị nội thất gia đình Văn phòng Ô tô Đồ điện trong nhà Máy đàm thoại Máy điện thoại Các thiết bị an toàn Các bộ mở của ga-ra xe Máy fax Máy tính gia đình Ti vi Truyền hình cáp VRC Máy quay camera Điện thoai Máy tính Các hệ thống an toàn Máy Fax Lò vi sóng Máy sao chụp Máy in lazer Máy in màu Máy tin nhắn Máy tính hành trình Điều khiển động cơ Túy đệm khí Thiết bị ABS Đo lường Hệ thống bảo mật Điều khiển truyền tin Giải trí Điều hào nhiệt độ Mở của tự động Điều kiển từ xa Chò chơi điện tử Các loại nhạc cụ điện tử Máy khâu Điều khiển ánh sáng Trong nhiều ứng dụng trên, ứng dụng điều khiển từ xa là một ứng dụng rất thú vị. Thay vì phải đứng dậy bật quạt, tắt điện, bật điện….thì giờ đây chỉ với một chiếc điều khiển từ xa trong tay ta có thể ở nguyên vị trí trong nhà mà có thể điều khiển được tất cả thiết bị điện tắt mở theo ý muốn. Xuất phát từ thực tế đó, em quyết định chọn đề tài này. Ý tưởng thực hiện là sử dụng hồng ngoại để điều khiển, dùng một bộ phát hồng ngoại như Remote TV có mã hóa với nhiều nút bấm, mỗi nút bấm với một mã hóa riêng điều khiển một thiết bị. Việc giải mã được lập trình trên Vi xử lý 8051. NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN CHỮ KÝ GVHD Mục Lục Chương 1: CẤU TẠO VI XỬ LÝ 89V51RB2. 1 1.1. Tóm tắt phần cứng 1 1.2. Sơ đồ khối, sơ đồ chân, chức năng các chân 1 1.2.1. Sơ đồ khối 1 1.2.2. Sơ đồ chân 1 1.2.3. Chức năng các chân 2 1.2.4. Các Port 2 1.2.5. Các chân tín hiệu điều khiển 3 1.3. Tổ chức bộ nhớ 4 1.3.1. Bộ nhớ trong 5 1.3.2. Bộ nhớ ngoài 10 1.3.3. Hoạt động Reset 11 1.3.4. Lệnh số học 12 1.3.5. Lệnh logic 12 1.3.6. Lệnh rẽ nhánh 13 1.3.7. Các lệnh di chuyển dữ liệu 13 1.3.8. Các lệnh luận lý 14 1.4. Hoạt động của các Port nối tiếp 14 1.4.1. Thanh ghi điều khiển các Port nối tiếp SCON 14 1.4.2. Khởi dộng và truy xuất thanh ghi Prot nối tiếp 16 1.5. Hoạt động ngắt của 89V51RB2 17 1.5.1. Tổ chức ngắt 18 1.5.2. Sự cho phép ngắt và sự cấm ngắt 18 1.5.3. Sử lý các ngắt 19 Chương 2: TÌM HIỂU VỀ HỒNG NGOẠI 21 2.1 Hồng ngoại là gì? 21 2.2 Hồng ngoại trong điện tử 21 2.3 Điều khiển TV sony 23 2.4 Thiết bị thu và phát 27 Chương 3: SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 28 3.1 Sơ đồ nguyên lý 28 3.2 Nguyên lý hoạt động 28 3.3 Lưu đồ thuật toán điều khiển ngõ ra P2 29 3.4 Mã chương trình 30 3.5 Sơ đồ mạch in 34 Chương 4: HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỒ ÁN 35 Chương 5: TÀI LIỆU THAM KHẢO 36 CHƯƠNG 1: CẤU TẠO VI XỬ LÝ 89V51RB2 1.1. Tóm tắt phần cứng MCS-51 là họ IC vi điều khiển do hãng INTEL sản xuất. Các IC tiêu biểu cho họ là 8031, 8051, 8951… Những đặc điểm chính và nguyên tắc hoạt động của các bộ vi điều khiển này khác nhau không nhiều. Khi đã sử dụng thành thạo một vi điều khiển thì ta có thể nhanh chóng vận dụng kinh nghiệm để làm quen và làm chủ các ứng dụng của bộ vi điều khiển khác. Vì vậy để có những hiểu biết cụ thể về các bộ vi điều khiển cũng như để phục vụ cho đề tài này ta bắt đầu tìm hiểu một bộ vi điều khiển thông dụng nhất, đó là họ MCS- 51 1.2. Sơ đồ khối, sơ đồ chân, chức năng các chân: 1.2.1 Sơ đồ khối: 1.2.2. Sơ đồ chân: 1.2.3.Chức năng các chân: 89V51RB2 có 40 chân trong đó 32 chân có công dụng xuất/ nhập. Trong 32 chân đó có 24 chân có tác dụng kép (nghĩa là 1 chân có 2 chức năng), mỗi một đường có thể hoạt động xuất/ nhập, hoạt động như một đường điều khiển hoặc hoạt động như một đường địa chỉ/ dữ liệu của bus địa chỉ/ dữ liệu đa hợp. 1.2.4. Các port: Port 0: - Port 0 (P0.0 – P0.7) có số chân từ 32 – 39. - Port 0 có chức năng xuất nhập dữ liệu (P0.0 – P0.7) trong các thiết kế cỡ nhỏ không sử dụng bộ nhớ ngoài. - Port 0 có chức năng là bus địa chỉ byte thấp và bus dữ liệu đa hợp (AD0 – AD7) trong các thiết kế cỡ lớn có sử dụng bộ nhớ ngoài. Port 1: - Port 1 (P1.0 – P1.7) có số chân từ 1 – 8. - Port 1 là port xuất nhập dữ liệu (P1.0 – P1.7) khi sử dụng hoặc không sử dụng bộ nhớ ngoài. Port 2: - Port 2 (P2.0 – P2.7) có số chân từ 21 – 28. - Port 2 có chức năng là port xuất nhập dữ liệu (P2.0 – P2.7) khi không sử dụng bộ nhớ ngoài. - Port 2 có chức năng là bus địa chỉ byte cao (A8 - A15) khi sử dụng bộ nhớ ngoài. Port 3: - Port 3 (P3.0 – P3.7) có số chân từ 10 – 17. - Port 3 có chức năng xuất nhập dữ liệu (P3.0 – P3.7) khi không sử dụng bộ nhớ ngoài hoặc các chức năng đặc biệt. - Port 3 có chức năng là các tín hiệu điều khiển khi sử dụng bộ nhớ ngoài hoặc các chức năng đặc biệt. - Chức năng của các chân port 3: Bit Tên Địa chỉ bit Chức năng P3.0 RxD B0H Chân nhận dữ liệu của port nối tiếp. P3.1 TxD B1H Chân phát dữ liệu của port nối tiếp. P3.2 INT0\ B2H Ngõ vào ngắt ngoài 0. P3.3 INT1\ B3H Ngõ vào ngắt ngoài 1. P3.4 T0 B4H Ngõ vào của bộ định thời/ đếm 0. P3.5 T1 B5H Ngõ vào của bộ định thời/ đếm 1. P3.6 WR\ B6H Điều khiển ghi vào RAM ngoài. P3.7 RD\ B7H Điều khiển đọc từ RAM ngoài. Bảng tóm tắt chức năng các chân của Port 3 1.2.5. Các chân tín hiệu điều khiển. Chân PSEN: - PSEN (Program Store Enable): cho phép bộ nhớ chương trình, chân số 29. - Chân PSEN\ có chức năng là tín hiệu cho phép truy xuất (đọc) bộ nhớ chương trình (ROM) ngoài hoặc là tín hiệu truy xuất, tích cực mức thấp. - PSEN ở mức thấp trong thời gian CPU tìm - nạp lệnh từ ROM ngoài. Khi CPU sử dụng ROM trong, PSEN sẽ ở mức cao. - Khi sử dụng bộ nhớ chương trình bên ngoài, chân PSEN\ thường được nối với chân OE\ của ROM ngoài để cho phép CPU đọc mã lệnh từ ROM ngoài. Chân ALE: - ALE (Address Latch Enable): cho phép chốt địa chỉ, chân số 30. - Chân ALE có chức năng là tín hiệu cho phép chốt địa chỉ để thực hiện việc giải đa hợp cho bus địa chỉ byte thấp và bus dữ liệu đa hợp (AD0 – AD7). Ngoài ra chân ALE còn là tín hiệu xuất, tích cực mức cao. - Các xung tín hiệu ALE có tốc độ bằng 1/6 lần tần số dao động trên chíp và có thể được dùng làm tín hiệu clock cho các phần khác của hệ thống. Chân ALE được dùng làm ngõ vào xung lập trình (PGM\). Chân EA\: - EA ( External Access): truy xuất ngoài, chân số 31. - Tín hiệu vào EA\ thường được mắc lên mức 1 hoặc mức 0. Nếu ở mức 1, 89V51RB2 thi hành chương trình từ ROM nội. Nếu ở mức 0, 89V51RB2 thi hành chương trình từ ROM ngoài. - Khi lập trình cho ROM trong chip thì chân EA đóng vai trò là ngõ vào của điện áp lập trình (Vpp = 12V – 12,5V cho 89V51RB2). Chân RST: - RST (Reset): thiết lập lại, chân số 9. - Khi ngõ vào RST đưa lên cao ít nhất 2 chu kỳ máy, 89V51RB2 thiết lập lại trạng thái ban đầu. Khi ngõ vào RST ở mức thấp IC hoạt động bình thuờng. Chân XTAL1, XTAL2: - XTAL (Crystal): tinh thể thạch anh, chân số 18 – 19. - XTAL1: ngõ vào mạch tạo xung clock trong chip. - XTAL2: ngõ ra mạch tạo xung clock trong chip. - Bộ dao động được tích hợp bên trong 89V51RB2, khi sử dụng 89V51RB2 người thiết kế chỉ cần nối thêm thạch anh (tần số thạch anh thường sử dụng là 12MHZ) và tụ. Chân Vcc, GND: SFR 80H 7FH 00H Bộ nhớ chương trình (mã) FFFH 000H Bộ nhớ trong chip PSEN\ WR\ RD\ Bộ nhớ chương trình (mã) FFFFH 0000H Bộ nhớ dữ liệu Bộ nhớ ngoài chip - Vcc: chân số 40, cung cấp nguồn điện cho chip hoạt động. Vcc = 4,5 – 5,5V. - GND: chân số 20. GND = 0V. 1.3 Tổ chức bộ nhớ. Hình: Tóm tắt các vùng nhớ của 89V51RB2 [...]... D3H Chọn dãy thanh ghi (bit 0 ): 00 = dãy 0: địa chỉ từ 00H đến 07H PSW.2 OV D2H PSW.1 - D1H 01 = dãy 1: địa chỉ từ 08H đến 0FH Cờ tràn 10 = dãy 2: địa chỉ từ 10H đến 17H Dự= dãy 2: địa chỉ từ 18H đến 1FH 11 trữ PSW.0 P D0H Cờ kiểm tra chẵn lẻ Thanh ghi PSW Thanh ghi A: - Thanh ghi A là thanh ghi tích lũy có công dụng chứa dữ liệu của các phép toán mà vi điều khiển xử lý Ví dụ lệnh MUL AB sẽ nhân những... thanh ghi điều khiển port nối tiếp (SCON: Serial Control) có địa chỉ byte 98H dùng để báo trạng thái và điều khiển quá trình hoạt động của port nối tiếp Thanh ghi định thời: - 89V51RB2 có chứa hai bộ định thời/ bộ đếm 16 bit được dùng cho vi c định thời hoặc đếm sự kiện Timer 0 ở địa chỉ 8AH (TL 0: byte thấp) và 8CH (TH 0: byte cao) Timer 1 ở địa chỉ 8BH (TL 1: byte thấp) và 8DH (TH 1: byte cao) Vi c khởi... Vin 220 V D4 A1015 RL4 5V D4 L4 R8 Q4 220V A1015 2K2 3.2 Nguyên lý hoạt động Cấp nguồn DC 5V cho mạch, mắt hồng ngoại chân Out được nối với P3.3 của Vi xử lý Tín hiệu tới chân P3.3 được lập trình giải mã và đưa tín hiệu điều khiển ra cổng P2 Trong mạch sử dụng 8 chân P2, từ P2.0 đến P2.6 để điều khiển 7 thiết bị điện 220V tắt mở theo ý muốn nhờ RELAY 5V và P2.7 dùng để tắt bật led 7 đoạn Các chân từ. .. của A: A = D6D5D4D3D2D1D00 - quay phải A ta được 7 bit phải của A chứa ma lệnh A=0D0D1D2D3D4D5D6 Lưu đồ thuật toán: 2.4 Thiết bị thu và phát - Thiết bị phát sử dụng điều khiển TV Sony với mỗi một nút bấm hồng ngoại phát ra với một mã hóa khác nhau - Thiết bị thu sử dụng mắt nhận hồng ngoại 3 chân, loại mắt nhận được sử dụng trong TV: - Mắt nhận hồng ngoại nhận tín hiệu hồng ngoại từ điều khiển từ xa. .. và đưa tín hiệu đảo mức ra chân Out Tín hiệu từ chân Out được đưa tới P3.3 của Vi xử lý để giải mã, điều khiển Port P2 CHƯƠNG 4: SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 3.1 Sơ đồ nguyên lý +5V R1 D1 330R RL1 5V D4007 D1 L1 So do mach 220V Q1 R5 A1015 2K2 +5V +5V RP1 1 C2 2 3 4 5 6 7 8 9 33p X1 12MHz C1 33p U1 +5V 19 18 C3 XTAL1 XTAL2 10uF 9 RST R9 +5V 10k VO 3 U2 1 VI GND 2 29 30 31 1 2 3 4 5 6 7 8 PSEN ALE EA... trọng trong vi c thiết kế và hiện thực các ứng dụng của bộ vi điều khiển các ngắt cho phép hệ thống đáp ứng một sự kiện theo cách không đồng bộ và xử lý sự kiện trong khi một chương trình khác đang thực thi Một hệ thống được điều khiển bởi ngắt cho ta ảo tưởng đang làm nhiều công vi c đồng thời Tất nhiên CPU không thể thực thi nhiều lệnh tại một thời điểm, nhưng nó có thể tạm thời treo vi c thực thi... Những bộ giải điều chế có mức logic đảo tại đầu ra khi có một gói hồng ngoại được gửi, đầu ra ở mức tích cực thấp tương đương với mức logic 1 Để tránh vi c một điều khiển từ xa philip có thể thay đổi kênh của một TV panasonic…người ta sử dụng các cách mã hóa khác nhau cho cùng một khoảng tần số đó Chúng sử dụng các kiểu tổ hợp bit khác nhau để mã hóa vi c truyền dữ liệu và tránh nhiễu 2.3 Điều khiển TV... kết hợp từ nhiều bộ nhớ có dung lượng nhỏ hoặc cả hai giao tiếp với chip 89V51 thì cần phải giải mã địa chỉ Vi c giải mã này cần cho hầu hết các bộ vi xử lý Ví dụ nếu các ROM và RAM có dung lượng 8KB được sử dụng thì tầm địa chỉ mà chip 89V51 quản lý (0000H – FFFFH) cần phải được giải mã thành từng đoạn 8KB để chip có thể chọn từng IC nhớ trên các giới hạn 8KB tương ứng: IC 1: 0000H – 1FFFH, IC 2: 2000H... : Nhảy đến “rel” nếu (bit) =1 và xoá bit ACALL addr 11 : Lệnh gọi tuyệt đối trong Page 2K LCAL Addr 16 :Lệnh gọi dài chương trình con trong 64 K RET : Kết thúc chương trình con trở về chương trình chính RETI : Kết thúc thủ tục phục vụ ngắt quay về chương trình chính AJMP addr11 : Nhảy tuyệt đối không điều kiện trong 2 K LJMP addr16 : Nhảy dài không điều kiện trong 64 K SJMP rel : Nhảy ngắn không điều. .. ghi điều khiển nguồn: - Thanh ghi PCON (Power Control: điều khiển nguồn) không có bit định vị Nó ở địa chỉ 87H chứa nhiều bit điều khiển Thanh ghi PCON được tóm tắt như sau: • Bit 7 (SMOD) => cho phép tăng gấp đôi tốc độ truyền dữ liệu nối tiếp (tốc độ baud) khi SMOD = 1 • Bit 6, 5, 4 => không có địa chỉ • Bit 3, 2 (GF1, GF0) => cho phép người lập trình dùng với mục đích riêng • Bit 1 (PD) => dùng