Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤC MỤC LỤC 1 LỜI NÓI ĐẦU 3 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 4 CHƯƠNG I : KHÁI QUÁT CHUNG VỀ VI ĐIỀU KHIỂN 89C51 5 1.1 Cấu trúc phần cứng của MSC51 5 1.2 Khảo sát sơ đồ chân tín hiệu của 89C51 5 1.2.1 Sơ đồ chân 5 1.2.2 Chức năng các chân tín hiệu 5 1.3 Chức năng thanh ghi đặc biệt của 89C51 6 1.3.1 Thanh ghi ACC 8 1.3.2 Thanh ghi B 8 1.3.3 Thanh ghi SP 8 1.3.4 Thanh ghi DPTR 9 1.3.5 Ports 0 to 3 9 1.3.6 Thanh ghi SBUF 9 1.3.7 Các Thanh ghi Timer 9 1.3.8 Các thanh ghi điều khiển 9 1.3.9 Thanh ghi PSW 9 1.3.10 Thanh ghi PCON ( Thanh ghi điều khiển nguồn ) 11 1.3.11 Thanh ghi IE (Thanh ghi cho phép ngắt) 11 1.3.12 Thanh ghi IP 11 1.3.13 Thanh ghi TCON 12 1.3.14 Thanh ghi TMOD 12 1.3.15 Thanh ghi SCON 13 1.4.Cấu trúc và tổ chức bộ nhớ 14 1.4.1 Bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu nội trú 14 1.4.2 Bộ nhớ dữ liệu nội trú. 15 1.4.3. Bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu ngoại trú. 17 1.4.4. Bộ nhớ chương trình ngoại trú. 18 1.4.5 Bộ nhớ dữ liệu ngoại trú. 19 1.5. Khối tạo thời gian và bộ đếm (TimerCounter). 21 1.5.1 Giới thiệu chung 21 1.5.2 Các chế độ của bộ Timer 22 1.5.2.1 Chế độ 0 22 1.5.2.2 Chế độ 1 23 1.5.2.3 Chế độ 2 24 1.5.2.4 Chế độ 3 24 CHƯƠNG II : THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 26 2.1 Sơ đồ khối: 26 2.2 Chức năng các khối 26 2.2.1 Khối nguồn: 26 2.2.2 Khối điều khiển: 27 2.2.3 Khối công suất: 28 2.2.4 Động cơ: 29 2.3 Một số linh kiện chính trong mạch 29 2.3.1 Động cơ bước 29 2.3.2 74HC194 32 2.3.3 C2383 33 2.3.4 TIP41C 34 2.3.5 PC817 35 CHƯƠNG III : THIẾT KẾ PHẦN MỀM 39 3.1 Lưu đồ thuật toán 39 3.2 Chương trình điều khiển 39 KẾT LUẬN 50 LỜI NÓI ĐẦU Với sự phát triển ngày càng mạnh mẽ và rộng lớn của nền khoa học kỹ thuật.Các công nghệ mới thuộc các lĩnh vực khác nhau cũng nhờ đó đã ra đời để đáp ứng những nhu cầu của xã hội, và một trong số đó phải kể đến là Kỹ Thuật Vi Điều Khiển.Hiện nay kỹ thuật vi điều khiển vẫn còn đang là một trong các lĩnh vực mới mẻ và đã được đưa vào giảng dạy rộng rãi ở các trường Đại Học và Cao Đẳng trong cả nước. Tại trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên dưới sự giảng dạy và chỉ dẫn nhiệt tình của các thầy cô đã mang lại cho sinh viên rất nhiều những hiểu biết về Vi Điều Khiển và các ứng dụng của Vi Điều Khiển trong đời sống. Trên tinh thần học đi đôi với hành, học gắn liền với lao động, sản xuất và đời sống, nhóm sinh viên chúng em đã tìm hiểu và ứng dụng của Vi Điều Khiển trong việc điều khiển động cơ bước hiển thị trên màn LCD. Với sự hướng dẫn và chỉ dạy nhiệt tình của thầy Nguyễn Vũ Thắng , chúng em đã tiến hành thiết kế mạch “Diều khiển động cơ bước bằng các nút nhấn” dùng vi điều khiển. Phần thiết kế bao gồm : sơ đồ mạch lắp ráp, thuật toán,và viết chương trình điều khiển cho vi xử lý. Mặc dù chúng em đã cố gắng rất nhiều để hoàn thành đề tài này, xong do giới hạn về thời gian cũng như kiến thức nên nội dung còn nhiều thiếu sót. Rất mong được sự đóng gáp ý kiến của thầy cô để bản thuyết minh của chúng em được hoàn thiện hơn. Chúng em xin chân thành cảm ơn
MỤC LỤC MỤC LỤC 1 LỜI NÓI ĐẦU 8 CHƯƠNG I : KHÁI QUÁT CHUNG VỀ VI ĐIỀU KHIỂN 89C51 10 1.1 Cấu trúc phần cứng của MSC-51 10 1.2 Khảo sát sơ đồ chân tín hiệu của 89C51 11 1.2.1 Sơ đồ chân 11 1.2.2 Chức năng các chân tín hiệu 11 1.3 Chức năng thanh ghi đặc biệt của 89C51 12 1.3.1 Thanh ghi ACC 14 1.3.2 Thanh ghi B 14 1.3.3 Thanh ghi SP 14 1.3.4 Thanh ghi DPTR 14 1.3.5 Ports 0 to 3 14 1.3.6 Thanh ghi SBUF 15 1.3.7 Các Thanh ghi Timer 15 1.3.8 Các thanh ghi điều khiển 15 1.3.9 Thanh ghi PSW 15 1.3.10 Thanh ghi PCON (Thanh ghi điều khiển nguồn) 16 1.3.11 Thanh ghi IE (Thanh ghi cho phép ngắt) 16 1.3.15 Thanh ghi SCON 18 1.4.Cấu trúc và tổ chức bộ nhớ 19 1.4.1 Bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu nội trú 19 1.4.2 Bộ nhớ dữ liệu nội trú 20 1.4.3. Bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu ngoại trú 25 1.4.4. Bộ nhớ chương trình ngoại trú 25 1.4.5 Bộ nhớ dữ liệu ngoại trú 26 1.5. Khối tạo thời gian và bộ đếm (Timer/Counter) 27 1.5.1 Giới thiệu chung 27 Page 1 1.5.2 Các chế độ của bộ Timer 28 CHƯƠNG II : THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 31 2.1 Sơ đồ khối 31 Hình 15: Sơ đồ khối 31 2.2 Chức năng các khối 32 2.2.1 Khối nguồn: Cung cấp nguồn cho toàn mạch: 32 32 Hình 16: Sơ đồ nguyên lý nguồn khối nguồn 32 2.2.2 Khối điều khiển: 33 33 2.2.4 Sơ đồ khối bàn phím 36 2.2.5 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 38 Hình 23 : Sơ đồ mạch 38 2.2.6 Động cơ: 38 2.3 Một số linh kiện chính trong mạch 39 2.3.1 Động cơ bước 39 2.3.5 PC817 43 3.1 Lưu đồ thuật toán 45 CJNE R3,#2,LOOP 47 MOVC A,@A+DPTR 48 CJNE A,#00,NEXT 48 MOV R1,#00 48 MOV DONGCO,A 48 INC R1 48 JNB DUNG,STOP 48 JNB TRAI,QUAYTRAI 48 CALL DELAY 48 Page 2 CALL KIEMTRA 48 JMP QUAYTRAI 49 NEXT1: 49 MOV DONGCO,A 49 INC R1 49 JNB DUNG,STOP 49 JNB PHAI,QUAYPHAI 49 RET 50 GIAMTOC: 50 CJNE R2,#19,X2 50 RET 50 X2:INC R2 50 RET 50 NUAB BIT P3.5 50 MOTB BIT P3.6 50 HT_MB BIT P1.5 50 HT_NB BIT P1.4 50 ORG 0000H 50 MAIN: 50 MOV R1,#00 50 MOV R2,#10 50 MOV R3,#2 50 Page 3 MOV 30H,#10 50 MOV DONGCO,#00 50 CHEDO: 50 JNB NUAB,NUABUOC 50 JNB MOTB,MOTBUOC 50 CJNE R3,#2,LOOP 50 LOOP: 51 JNB TRAI,QUAYTRAI 51 JNB PHAI,QUAYPHAI 51 JMP CHEDO 51 NUABUOC: 51 SETB HT_NB 51 CLR HT_MB 51 MOV R3,#1 51 JMP CHEDO 51 MOTBUOC: 51 SETB HT_MB 51 CLR HT_NB 51 MOV R3,#0 51 JMP CHEDO 51 QUAYPHAI: 51 CJNE R3,#0,NBUOC 51 Page 4 MOV DPTR,#QPHAI1 51 JMP QUAY 51 NBUOC: 51 MOV DPTR,#QPHAI2 51 QUAY: 51 MOV A,R1 51 MOVC A,@A+DPTR 51 CJNE A,#00,NEXT 52 MOV R1,#00 52 MOV DONGCO,A 52 INC R1 52 JNB DUNG,STOP 52 JNB TRAI,QUAYTRAI 52 CALL DELAY 52 CALL KIEMTRA 52 MOV R1,#00 53 JMP QUAYTRAI 53 NEXT1: 53 MOV DONGCO,A 53 INC R1 53 JNB DUNG,STOP 53 JNB PHAI,QUAYPHAI 53 Page 5 GIAMTOC: 54 CJNE R2,#19,X2 54 RET 54 X2:INC R2 54 RET 54 DELAY: 54 MOV 31H,30H 54 NT1:MOV 32H,#40 54 NT:MOV 33H,#212 54 DJNZ 33H,$ 54 DJNZ 32H,NT 54 DJNZ 31H,NT1 54 RET 54 QPHAI1:DB 21H,22H,24H,28H,00 54 QTRAI1:DB 28H,24H,22H,21H,00 54 QPHAI2:DB 11H,13H,12H,16H,14H,1CH,18H,19H,00 54 QTRAI2:DB 19H,18H,1CH,14H,16H,12H,13H,11H,00 54 KIEMTRA: 54 MOV 30H,R2 54 JNB TANG,TANGTOC 54 JNB GIAM,GIAMTOC 54 RET 54 Page 6 TANGTOC: 54 CJNE R2,#1,X1 55 RET 55 X1:DEC R2 55 RET 55 GIAMTOC: 55 CJNE R2,#19,X2 55 RET 55 X2:INC R2 55 RET 55 DELAY: 55 MOV 31H,30H 55 NT1:MOV 32H,50 55 NT:MOV 33H,229 55 DJNZ 33H,$ 55 DJNZ 3 55 56 KẾT LUẬN 56 Page 7 LỜI NÓI ĐẦU Với sự phát triển ngày càng mạnh mẽ và rộng lớn của nền khoa học kỹ thuật.Các công nghệ mới thuộc các lĩnh vực khác nhau cũng nhờ đó đã ra đời để đáp ứng những nhu cầu của xã hội, và một trong số đó phải kể đến là Kỹ Thuật Vi Điều Khiển.Hiện nay kỹ thuật vi điều khiển vẫn còn đang là một trong các lĩnh vực mới mẻ và đã được đưa vào giảng dạy rộng rãi ở các trường Đại Học và Cao Đẳng trong cả nước. Tại trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên dưới sự giảng dạy và chỉ dẫn nhiệt tình của các thầy cô đã mang lại cho sinh viên rất nhiều những hiểu biết về Vi Điều Khiển và các ứng dụng của Vi Điều Khiển trong đời sống. Trên tinh thần học đi đôi với hành, học gắn liền với lao động, sản xuất và đời sống, nhóm sinh viên chúng em đã tìm hiểu và ứng dụng của Vi Điều Khiển trong việc điều khiển động cơ bước hiển thị trên màn LCD. Với sự hướng dẫn và chỉ dạy nhiệt tình của thầy Nguyễn Vũ Thắng , chúng em đã tiến hành thiết kế mạch “Diều khiển động cơ bước bằng các nút nhấn” dùng vi điều khiển. Phần thiết kế bao gồm : sơ đồ mạch lắp ráp, thuật toán,và viết chương trình điều khiển cho vi xử lý. Mặc dù chúng em đã cố gắng rất nhiều để hoàn thành đề tài này, xong do giới hạn về thời gian cũng như kiến thức nên nội dung còn nhiều thiếu sót. Rất mong được sự đóng gáp ý kiến của thầy cô để bản thuyết minh của chúng em được hoàn thiện hơn. Chúng em xin chân thành cảm ơn! Page 8 Hưng Yên, tháng năm 2012 Nhóm sinh viên thực hiện: Bá Thị Xoan Vũ Thị Xuân Vũ Thị Thanh Yến NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN. Hưng Yên, tháng 6 năm 2012 Giảng viên hướng dẫn: Page 9 CHƯƠNG I : KHÁI QUÁT CHUNG VỀ VI ĐIỀU KHIỂN 89C51 1.1 Cấu trúc phần cứng của MSC-51 Đặc điểm chung của họ vi điều khiển 8051 - 4 kb ROM - 128 byte RAM - 4 port I/0 8bit - 2 bộ định thời 16bit - Giao tiếp nối tiếp - 64 kB không gian bộ nhớ chương trình mở rộng - 64 kB không gian bộ nhớ dữ liệu mở rộng - Một bộ xử lý thao tác trên các bit đơn Page 10 [...]... 17 - M1=1, M0=0: 8 bit Auto reload Các thanh ghi tự động nạp lại mỗi khi bị tràn Khi bộ Timer bị tràn, THx dài 8 bit được giữ nguyên giá trị, còn giá trị nạp lại được đưa vào TLx - M1=1, M0=1: Kiểu phân chia bộ Timer TL0 là 1 bộ Timer/Counter 8 bit, được điều khiển bằng các bit điều khiển bộ Timer 0, Còn TH0 chỉ là bộ Timer 8 bit, được điều khiển bằng các bit điều khiển Timer 1 - M1=1, M0=1: Timer/Counter... 2.1 Sơ đồ khối Hình 15: Sơ đồ khối Page 31 2.2 Chức năng các khối 2.2.1 Khối nguồn: Cung cấp nguồn cho toàn mạch: + Nguồn 5v cung cấp cho khối đều khiển và khối hiển thị + Nguồn 12v cung cấp cho khối công suất và hối động cơ Hình 16: Sơ đồ nguyên lý nguồn khối nguồn Page 32 2.2.2 Khối điều khiển: Sơ đồ nguyên lý: Hình 17: Nguyên lý khối điều khiển Page 33 Hình 18: so do board *Nguyên lý hoạt động: Khối... được truyền đi từ SBUF, nó sẽ đi ra từ bộ đệm thu 1.3.7 Các Thanh ghi Timer Các đôi thanh ghi (TH0, TL0), (TH1, TL1) là các thanh ghi đếm 16 bit tương ứng với các bộ Timer/Counter 0 và 1 1.3.8 Các thanh ghi điều khiển Các thanh ghi chức năng đặc biệt: IP, IE, TMOD, TCON, SCON, và PCON bao gồm các bit trạng thái và điều khiển đối với hệ thống ngắt, các bộ Timer/Counter và cổng nối tiếp 1.3.9 Thanh ghi... tâm dùng Vi điều khiển AT89C51 Chức năng của khối là nhận biết lệnh điều khiển từ nút bấm, từ đó đưa ra các xung điện áp tương ứng để diều khiển khối công suất và khối hiển thị Chức năng của các chân điều khiển như sau: Chân số 9 là chân nối với nút bấm reset Chân số 18,19 cộng hưởng thạch anh và tụ 33pF Chân số 20 nối mass và chân số 40 nối nguồn 5vDC Chân số 1,2,3,4,5,6, tương ứng với các bit P 1.0,... với các mục đích chung của người sử dụng) * RS1: Bit 1 điều khiển chọn băng thanh ghi * RS0: Bit 0 điều khiển chọn băng thanh ghi Lưu ý: RS0, RS1 được đặt/xoá bằng phần mềm để xác định băng thanh ghi đang hoạt động( Chọn băng thanh ghi bằng cách đặt trạng thái cho 2 bit này) Page 15 RS1 RS0 Bank 0 0 0 Bank 1 0 1 Bank 2 1 0 Bank 3 1 1 Hình 3: Chọn băng thanh ghi 1.3.10 Thanh ghi PCON (Thanh ghi điều khiển. .. P0.1, P0.0 các chân nối với khối hiển thị 2.2.3 Khối công suất * Sơ đồ nguyên lý: Hình 19 : Sơ đồ nguyên lý khối khuyếch đại công suất Page 35 Hình 20: so do board * Nguyên lý hoạt động: Khuếch đại tín hiệu điều khiển từ khối điều khiển và cách ly rồi đưa tớ động cơ 2.2.4 Sơ đồ khối bàn phím Hình 21: Sơ đồ nguyên lý bàn phím Page 36 ... tới chương trình con phục vụ ngắt * TR1: Bit điều khiển bộ Timer 1 hoạt động Được đặt/xoá bởi phần mềm để điều khiển bộ Timer 1 ON/OFF * TF0: Cờ tràn Timer 0 Được đặt bởi phần cứng khi bộ Timer 0 tràn Được xoá bởi phần cứng khi bộ vi xử lý hướng tới chương trình con phục vụ ngắt * TR0: Bit điều khiển bộ Timer 0 hoạt động Được đặt/xoá bởi phần mềm để điều khiển bộ Timer 0 ON/OFF * IE1: Cờ ngắt ngoài... ngắt thời gian TFx được thiết lập Bộ Timer/Counter hoạt động khi bit điều khiển TRx được thiết lập (TRx=1) và, hoặc Gate trong TMOD bằng 0, hoặc /INTx=1 Nếu đặt GATE=1 thì cho phép điều khiển Timer/ Counter bằng đường vào ngoài /INTx, để dễ dàng xác định độ rộng xung Khi hoạt động ở chức năng thời gian thì bit C/(/T)=0, do vậy xung nhịp từ bộ dao động nội, qua bộ chia tần cho ra tần số f=f osc/12 được... cập vùng nhớ này bằng địa chỉ trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua các thanh ghi (R0 hoặc R1) ở dạng mức Byte b Vùng nhớ dành cho SFR Vùng nhớ này được định địa chỉ từ 80h đến FFh, và được truy cập bằng địachỉ trực tiếp c Các lệnh truy cập bộ nhớ dữ liệu nội trú - MOV A, : Chuyển dữ liệu từ toán hạng nguồn (các ô nhớ, thanh ghi có địa chỉ trực tiếp hoặc gián tiếp trong on chip, các giá trị trực... P1.5, các chân nối với Mạch khuyếch đại công xuất và hiển thị chế độ 1 bước và nửa bước Pin 10,11,12,13,14,15,16, tương ứng với các bít P 3.0, P3.1, P3.2, P3.3, P3.4, P3.5, P3.6, , các chân nối với bàn phím Page 34 Pin 21,22,23,24,25,26,27,28,37,38,39 tương ứng nối với các bít P 2.0, P2.1, P2.2, P2.3, P2.4, P2.5, P2.6, P2.7, P0.2, P0.1, P0.0 các chân nối với khối hiển thị 2.2.3 Khối công suất * Sơ đồ . cao của Timer/Counter 1 8Dh 00000000b TL1 Byte thấp của Timer/Counter 1 8Bh 00000000b * SCON Serial Control 98h 00000000b SBUF Serial Data Buffer 99h indeterminate PCON Power Control 87h 0xxx0000b Hình. TMOD Điều khiển kiểu Timer/Counter 89h 00000000b * TCON TG điều khiển Timer/Counter 88h 00000000b TH0 Byte cao của Timer/Counter 0 8Ch 00000000b TL0 Byte thấp của Timer/Counter 0 8Ah 00000000b . MOV 30H,#10 50 MOV DONGCO,#00 50 CHEDO: 50 JNB NUAB,NUABUOC 50 JNB MOTB,MOTBUOC 50 CJNE R3,#2,LOOP 50 LOOP: 51 JNB TRAI,QUAYTRAI 51 JNB PHAI,QUAYPHAI 51 JMP CHEDO 51 NUABUOC: 51 SETB HT_NB 51 CLR