Đồ Án Mạch Quảng Cáo http://www.ebook.edu.vn GVHD: CÔ HIẾU TRINH http://www.ebook.edu.vn LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay kỹ thuật Vi Điều Khiển đã trở nên quen thuộc trong các ngành kỹ thuật và trong dân dụng. Từ các dây chuyền sản xuất lớn đến các thiết bị gia dụng, chúng ta đều thấy sự hiện diện của Vi Điều Khiển. Các bộ Vi Điều Khiển có khả năng xử lý nhiều hoạt động phức tạp mà chỉ cần một vi mạch nhỏ, nó đã thay thế các mạch điều khiển lớn và phức tạp bằng những mạch điện gọn nhẹ, dễ d àng thao tác và sử dụng. Vi Điều Khiển không những góp phần vào kỹ thuật điều khiển mà còn góp phần to lớn vào việc phát triển thông tin. Đó chính là sự ra đời của hàng loạt thiết bị hiện đại trong ngành viễn thông, truyền hình, đặc biệt là sự ra đời của mạng Internet góp phần đưa con người đến đỉnh cao của nền văn m inh nhân loại. Chính vì các lý do đó nên việc tìm hiểu, khảo sát vi điều khiển là điều mà các sinh viên ngành điện mà đặc biệt là chuyên ngành kỹ thuật Điện - Điện tử phải hết sức quan tâm. Đó cũng chính là một nhu cầu cần thiết và cấp bách đối với mỗi sinh viên để đáp ứng nhu cầu đó. Các bộ điều khiển sử dụng vi điều khiển tuy đơn giản nhưng để vận hành và sử dụng được lại là một điều rất phức tạp. Phần công việc xử lý chính vẫn phụ thuộc vào con người, đó chính là chương trình hay phần mềm. Tuy chúng ta t hấy các máy tính ngày nay cực kỳ thông minh, giải quyết các bài toán phức tạp trong vài phần triệu giây, nhưng đó cũng là dựa trên sự hiểu biết của con người. Nếu không có sự tham gia của con người thì hệ thống vi điều khiển cũng chỉ là một vật vô tri. Do vậy khi nói đến vi điều khiển cũng giống như máy tính bao gồm 2 phần là phần cứng và phần mềm. . Đồ Án Mạch Quảng Cáo http://www.ebook.edu.vn GVHD: CÔ HIẾU TRINH http://www.ebook.edu.vn Mặc dù vi điều khiển đã đi được những bước dài như vậy nhưng để tiếp cận được với kỹ thuật này không thể là một việc có được trong một sớm một chiều. Việc hiểu được cơ chế hoạt động của bộ vi điều khiển 8 Bit là cơ sở để chúng ta tìm hiểu và sử dụng các bộ vi điều khiển tối tân hơn, đây chính là bước đi đầu tiên khi chúng ta muốn xâm nhập sâu hơn vào lĩnh vực này. Một vài năm gần đây quảng cáo ở Việt Nam đang ngày càng phát triển mạnh mẽ, là một trong các vấn đề đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của một cuộc sống thời hiện đại người ta sử dụng mạch đèn quảng tại các nơi công cộng hay cơ quan, xí nghiệp, công ty…Nó sẽ đem lại nhiều lợi ích to lớn. Cũng chính vì vậy được mọi người rất ưa chuộng vì vừa đẹp và rất tiện lợi ngoài ra còn vì sự đơn giản, hiện đại, bắt mắt, chi phí hợp lý cũng như tính hiệu quả của nó.Với lại màu sắc sặc sỡ, bắt mắt, gây nhiều chú ý chắc hẳn đã không còn xa lạ đối với người dân. Đồ Án Mạch Quảng Cáo http://www.ebook.edu.vn GVHD: CÔ HIẾU TRINH http://www.ebook.edu.vn LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành được đồ án này, trước tiên nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn đến Ban Giám Hiệu và các Thầy Cô trong Khoa Điện Tử, đặc biệt là Cô Hiếu Trinh đã tận tình chỉ dạy và truyền đạt kiến thức cũng như tạo điều kiện thuận lợi cho nhóm thực hiện xong đồ án này. Xin chân thành cảm ơn cô Hiếu Trinh đã quan tâm theo dõi, tận tình hướng dẫn và động viên nhóm em thực hiện xong đồ án này. Ngoài ra nhóm em cũng gởi lời cảm ơn đến tất cả các bạn bè cùng khoá và người thân xung quanh đã giúp đỡ về vật chất cũng như tinh thần để nhóm em hoàn thành tốt đồ án này. Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn! Đồ Án Mạch Quảng Cáo http://www.ebook.edu.vn GVHD: CÔ HIẾU TRINH http://www.ebook.edu.vn LỜI NHẬN XÉT GIÁO VIÊN MỤC LỤC Đồ Án Mạch Quảng Cáo http://www.ebook.edu.vn GVHD: CÔ HIẾU TRINH http://www.ebook.edu.vn PHẦN MỘT: Lý thuyết cơ sở I.Giới thiệu cấu trúc bên trong của vi điều khiển 89c51…………….1 1. Sơ đồ cấu trúc bên trong của vi điều khiển……………… 2 2. khảo sát sơ đồ chân 89c51………………………………… 3 3.Chức năng của các chân 89c51…………………………… 4 II. Khảo sát bộ nhớ của vi điều khiển 89c51……………………….6 1. Tổ chức bộ nhớ…………………………………………… 6 2. Một số thanh ghi đặc biệt………………………………….10 3. Bộ nhớ ngoài……………………………………………….15 III. Một số linh kiện khác trong mạch…………………………… 18 1.Thạch anh………………………………………………… 18 2. Điện trở …………………………………………………… 19 3. Tụ điện………………………………………………………21 4. Máy biến áp…………………………………………………23 5. IC ổn áp…………………………………………………… 23 6.Led………………………………………………………… 24 7.Transistor……………………………………………………26 PHẦN HAI: Thiết kế -Thi công và lập trình điều khiển I. Thiết kế và thi công phần cứng………………………………29 1.Mạch nguồn…………………………………………………29 2. Main chính của mạch………………………………….… 29 3. Mạch tạo dao động thạch anh………………… ……… 30 4. Mạch reset………………………………………………….31 5.Mạch giao tiếp led hiển thị…………………………… … 32 II. Sơ đồ nguyên lý và layout mạch điều khiển…………… …33 1. Sơ đồ nguyên lý……………………………………… 33 2. Layout……………….……………………………………34 III. Giới thiệu về các tập lệnh trong 8051………………………37 Đồ Án Mạch Quảng Cáo http://www.ebook.edu.vn GVHD: CÔ HIẾU TRINH http://www.ebook.edu.vn 1. Các lệnh dịch chuyển dữ liệu…………………………….37 2. Các lệnh số học (Arithmetic Intrustion)…………………40 3. Nhóm lệnh logic (Logic Operation)…… ………………41 4. Nhóm lệnh chuyển quyền điều khiển……………………42 IV. Lập trình điều khiển………………………………… ……44 V. Kêt luận TÀI LIỆU THAM KHẢO Đồ Án Mạch Quảng Cáo http://www.ebook.edu.vn GVHD: CÔ HIẾU TRINH Trang 1 PHẦN MỘT: LÝ THUYẾT CƠ SỞ I. GIỚI THIỆU HỌ MCS-51 (8951): MCS-51 là họ IC vi điều khiển do hãng Intel sản xuất. Các IC tiêu biểu cho họ là 8051 và 8031. Các sản phẩm MCS-51 thích hợp cho những ứng dụng điều khiển. Việc xử lý trên Byte và các toán số học ở cấu trúc dữ liệu nhỏ được thực hiện bằng nhiều chế độ truy xuất dữ liệu nhanh trên RAM nội. Tập lệnh cung cấp một bảng tiện dụng của n hững lệnh số học 8 Bit gồm cả lệnh nhân và lệnh chia. Nó cung cấp những hổ trợ mở rộng trên Chip dùng cho những biến một Bit như là kiểu dữ liệu riêng biệt cho phép quản lý và kiểm tra Bit trực tiếp trong điều khiển và những hệ thống logic đòi hỏi xử lý luận lý. AT89C51 cung cấp những đặc tính chuẩn như sau: 4 KB bộ nhớ chỉ đọc có thể xóa và lập trình nhanh (EPROM), 128 Byte RAM, 32 đường I/O, 2 TIMER/COUNTER 16 Bit, 5 vectơ ngắt có cấu trúc 2 mức ngắt, một Port nối tiếp bán song công, 1 mạch dao động tạo xung Clock và bộ dao động ON-CHIP. Thêm vào đó, AT89C51 được thiết kế với logic tĩnh cho hoạt động đến mức không tần số và hỗ trợ hai phần mềm có thể lựa chọn những chế độ tiết kiệm công suất, chế độ chờ (IDLE MODE) sẽ dừng CPU trong khi vẫn c ho phép RAM, timer/counter, port nối tiếp và hệ thống ngắt tiếp tục hoạt động. Chế độ giảm công suất sẽ lưu nội dung RAM nhưng sẽ treo bộ dao động làm mất khả năng hoạt động của tất cả những chức năng khác cho đến khi Reset hệ thống. ⇒ Các đặc điểm của 8951 ¾ 4 KB bộ nhớ có thể lập trình lại nhanh, có khả năng tới 1000 c hu kỳ ghi xoá ¾ Tần số hoạt động từ: 0Hz đến 24 MHz ¾ 3 mức khóa bộ nhớ lập trình Đồ Án Mạch Quảng Cáo http://www.ebook.edu.vn GVHD: CÔ HIẾU TRINH Trang 2 ¾ 2 bộ Timer/counter 16 Bit ¾ 128 Byte RAM nội. ¾ 4 Port xuất /nhập I/O 8 bit. ¾ Giao tiếp nối tiếp. ¾ 64 KB vùng nhớ mã ngoài ¾ 64 KB vùng nhớ dữ liệu ngoại. ¾ Xử lý Boolean (hoạt động trên bit đơn). ¾ 210 vị trí nhớ có thể định vị bit. ¾ 4 μs cho hoạt động nhân hoặc chia. 1. Sơ đồ cấu trúc bên trong vi điều khiển: OTHER REGISTER 128 byte RAM 128 byte RAM 8032\8052 ROM 0K: 8031\8032 4K:8951 8K:8052 INTERRUPT CONTROL INT1\ INT0\ SERIAL PORT TEMER0 TEMER1 TEMER2 8032\8052 CPU OSCILATOR BUS CONTROL I/O PORT SERIAL PORT EA\ RST ALE\ PSEN\ P 0 P 1 P 2 P 3 Address\Data TXD RXD TEMER2 8032\8052 TEMER1 TEMER1 Đồ Án Mạch Quảng Cáo http://www.ebook.edu.vn GVHD: CÔ HIẾU TRINH Trang 3 Hình 2.1 Sơ đồ khối 89C51 Các thanh ghi có trong vi điều khiển bao gồm : 9 Khối ALU đi kèm với thanh ghi temp 1,temp 2 và thanh ghi trạng thái PSM. 9 Bộ điều khiển logic. 9 Vùng nhớ RAM và vùng nhớ Flash Rom lưu trữ chương trình. 9 Mạch tạo dao động. 9 Khối xử lý ngắt,truyền dữ liệu,khối Time/Counter. 9 Thanh ghi A,B,dptr và 4 port có chốt đệm. 9 Thanh ghi bộ đếm chương trình PC. 9 Con trỏ dữ liệu dptr. 9 Tha nh ghi con trỏ ngăn xếp SP 9 Thanh ghi lệnh IR. 9 Các thanh ghi hỗ trợ để quản lý địa chỉ bộ nhớ bên trong và bên ngoài. 2. Sơ đồ chân IC 89C51 : Hình 2.2 Sơ đồ chân IC 89C51 Vcc 40 XTAL.1 XTAL.2 PSEN\ ALE EA\ RST P0. 7 P0. 6 P0. 5 P0. 4 P0. 3 P0. 2 P0. 1 P0. 0 P1. 7 P1 18 19 12 P3.7 P3.6 P3.5 P3.4 P3.3 P3.2 P3.1 17 16 15 14 13 12 11 RD WR T1 T0 INT1 INT0 TXD 8951 29 30 31 9 20 Đồ Án Mạch Quảng Cáo http://www.ebook.edu.vn GVHD: CÔ HIẾU TRINH Trang 4 3. Chức năng các chân của 8951 : At89C51 có tất cả 40 chân có chức năng như các đường xuất nhập. Trong đó có 24 chân có tác dụng kép (có nghĩa 1 chân có 2 chức năng), mỗi đường có thể hoạt động như đường xuất nhập hoặc như đường điều khiển hoặc là thành phần của các bus dữ liệu và bus địa chỉ. 3.1 Các Port: ¾ Port 0: - Port 0 là port có 2 chức năng ở các chân 32 – 39 của 8951. Trong các thiết kế cỡ nhỏ không dùng bộ nhớ mở rộn g nó có chức năng như các đường IO. Đối với các thiết kế cỡ lớn có bộ nhớ mở rộng, nó được kết hợp giữa bus địa chỉ và bus dữ liệu. ¾ Port 1: - Port 1 là port IO trên các chân 1-8. Các chân được ký hiệu P1.0, P1.1, P1.2,…có thề dùng cho giao tiếp với các thiết bị ngoài nếu cần. Port 1 không có chức năng khác, vì vậy chúng chỉ được dùng cho giao tiếp ngoại vi. ¾ Port 2: - Port 2 là 1 port có tác dụng kép trên các chân 21- 28 được dùng như các đường xuất nhập hoặc là byte cao của bus địa chỉ đối với các thiết bị dùng bộ nhớ mở rộng. ¾ Port 3: - Port 3 là port có tác dụng kép trên các chân 10-17. Các chân của port này có nhiều chức năng, các công dụng chuyển đổi có liên hệ với các đặc tính đặc biệt của 8951 như bảng sau: [...]... khả năng phát ra ánh sáng hay tia hồng ngoại, tử ngoại Cũng giống như điốt, LED được cấu tạo từ một khối bán dẫn loại p ghép với một khối bán dẫn loại n GVHD: CÔ HIẾU TRINH Trang 24 Đồ Án Mạch Quảng Cáo http://www.ebook.edu.vn LED lục, lam và đỏ Hoạt động của LED giống với nhiều loại điốt bán dẫn Khối bán dẫn loại p chứa nhiều lỗ trống tự do mang điện tích dương nên khi ghép với khối bán dẫn n (chứa... chung này được nối với nguồn Vcc 3-TỤ ĐIỆN Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động được sử dụng rất rộng rãi trong các mạch điện tử, chúng được sử dụng trong các mạch lọc nguồn, lọc nhiễu, mạch truyền tín hiệu xoay chiều, mạch tạo dao động Ký hiệu GVHD: CÔ HIẾU TRINH Trang 21 Đồ Án Mạch Quảng Cáo http://www.ebook.edu.vn Cấu tạo của tụ điện :Cấu tạo của tụ điện gồm hai bản cực đặt song song, ở giữa có một... Register Bank Select 0: bít lựa chọn thanh bank thanh ghi GVHD: CÔ HIẾU TRINH Trang 10 Đồ Án Mạch Quảng Cáo http://www.ebook.edu.vn 00=Bank 0; ô nhớ có address 00H÷07H gán cho R0-R7 01=Bank 1; ô nhớ có address 08H÷0FH gán cho R0-R7 10=Bank 2; ô nhớ có address 10H÷17H gán cho R0-R7 11=Bank 3; ô nhớ có address 18H÷1FH gán cho R0-R7 OV D2H Overlow Flag: cờ tràng số nhị phân có d ấu PSW.1 - D1H Reserved:chưa... đóng thì bắt đầu từ giá trị từ Ub1 đến Ub2 Cái này các bạn cũng tham khảo thêm ở sách 3 Ký hiệu và hình dáng Transistor: Transitor có ký hiệu trong các sơ đồ mạch GVHD: CÔ HIẾU TRINH Trang 27 Đồ Án Mạch Quảng Cáo http://www.ebook.edu.vn Ngoài thực tế thì transior có kí hiệu sau: Đây chỉ là một số hình dáng quen thuộc Có nhiều loại Transitor có kí hiệu khác thế này Transistor khi hoạt động có thể hư hỏng... GVHD: CÔ HIẾU TRINH Trang 22 Đồ Án Mạch Quảng Cáo http://www.ebook.edu.vn 1 µ Fara = 1000 n Fara 1 n Fara = 1000 p Fara 4-MÁY BIẾN ÁP: Máy biến áp là thiết bị dung để tang hay giảm điện áp xoay chiều nhưng vẫn giữa nguyen tần số 4.1Cấu tạo và ký hiệu: Biến áp gồm hai hay nhiều cuộn dây(dây đồng có tran vecni cach điện) quấn chung trên một lõi thép tùe kép kín(gọi là mạch từ) .Mạch tùe gồm nhiều lá thép... trong mạch 5- IC ỔN ÁP Với những mạch điện không đòi hỏi độ ổn định của điện áp quá cao, sử dụng IC ổn áp thường được người thiết kế sử dụng vì mạch điện khá đơn giản Các loại ổn áp thường được sử dụng là IC 78xx, với xx là điện áp cần ổn áp Ví dụ 7805 ổn áp 5V, 7812 ổn áp 12V Việc dùng các loại IC ổn áp 78xx tương tự nhau, dưới đây là minh họa cho IC ổn áp 7805 GVHD: CÔ HIẾU TRINH Trang 23 Đồ Án Mạch Quảng. .. S là tiết diện dây dẫn R là điện trở đơn vị là Ohm Hình dáng và ký hiệu: Điện trở thường làm từ hợp chất của cacbon và kim loại Tuỳ theo tỷ lệ pha trộn mà người ta tạo ra được các loại điện trở có trị số khác nhau GVHD: CÔ HIẾU TRINH Trang 19 Đồ Án Mạch Quảng Cáo http://www.ebook.edu.vn Hình dạng của điện trở Ký hiệu của điện trở trên các sơ đồ nguyên lý Các điện trở có kích thước lớn hơn từ 2W trở... điện chạy trong cấu trúc này bao gồm cả hai loại điện tích âm và dương (Bipolar nghĩa là hai cực tính) GVHD: CÔ HIẾU TRINH Trang 26 Đồ Án Mạch Quảng Cáo http://www.ebook.edu.vn Ba lớp bán dẫn được nối ra thành ba cực , lớp giữa gọi là cực gốc ký hiệu là B ( Base ), lớp bán dẫn B rất mỏng và có nồng độ tạp chất thấp 2 Nguyên tắc hoạt động của Transitor : Trong chế độ tuyến tính hay còn gọi là chế độ... trên thân Ví dụ như các điện trở công xuất, điện trở sứ GVHD: CÔ HIẾU TRINH Trang 20 Đồ Án Mạch Quảng Cáo http://www.ebook.edu.vn Với trở sứ, công suất và trở kháng thường được ghi trực tiếp lên trở Điện trở thanh 9 chân: Các điện trở treo được thay thế bằng điện trở thanh 9 chân,sử dụng điện trở thanh giúp ciệc thiết kế mạch đơn giản hơn Điện trở thanh thực chất là 8 điện trở cùng giá trị với mỗi đầu... HIẾU TRINH Trang 28 Đồ Án Mạch Quảng Cáo http://www.ebook.edu.vn qua điện áp giới hạn này Transistor sẽ bị đánh thủng Tấn số cắt : Là tần số giới hạn mà Transistor làm việc bình thường, vượt quá tần số này thì độ khuyếch đại của Transistor bị giảm Hệ số khuyếch đại : Là tỷ lệ biến đổi của dòng ICE lớn gấp bao nhiêu lần dòng IBE Công xuất cực đại : Khi hoat động Transistor tiêu tán một công xuất P = . dân. Đồ Án Mạch Quảng Cáo http://www.ebook.edu.vn GVHD: CÔ HIẾU TRINH http://www.ebook.edu.vn LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành được đồ án này, trước. thần để nhóm em hoàn thành tốt đồ án này. Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn! Đồ Án Mạch Quảng Cáo http://www.ebook.edu.vn GVHD: