Đồ án Kỹ thuật Vi Điều Khiển GVHD: Phạm Quốc Thái Trong chục năm qua, khoa học máy tính xử lý thông tin có bước tiến vược bậc ngày có đóng góp to lớn vào cách mạng khoa học kỹ thuật đại Ngày đại đa số lỉnh vực sản suất, điều khiển, giám sát, đo lường, trang bị hệ thống tự động hóa Một số vi mạch sử dụng kỷ thuật vi điều khiển Nhờ tính ưu việt vi xử lý như: khả lập trình phụ hợp với thiết kế nhỏ lớn giao tiếp với thiết bị ngoại vi máy tính đẳ đem lại hoàn hảo, độ xác, tính mền dẻo cao thông qua giao tiếp giửa người máy Sự phát triết mạnh mẻ góp phần lớn việc đưa kỹ thuật đại thâm nhập rộng rãi vào lĩnh vực hoạt động sản xuất, kinh tế đời sống xã hội Từ hệ thống máy tính lớn đến hệ thống máy tính cá nhân , từ việc điều khiển máy công nghiệp đến thiết bị phục vụ đời sống ngày người Với mong muốn tìm hiểu , ứng dụng tiến khoa học kỹ thuật đại vào phục vụ sản xuất phục vụ đời sống người, hướng dẫn giúp đỡ thầy Phạm Quốc Thái nhóm em thực đề tài : Điều khiển hiển thị nhiệt độ " động loại NTC (hệ số nhiệt âm) LED đoạn " trình độ hiểu biết hạn chế, nên dù cố gắng việc thực đề tài SVTH: Nhóm Trang Đồ án Kỹ thuật Vi Điều Khiển GVHD: Phạm Quốc Thái không tránh khỏi thiếu sót Mong thầy cô bạn đọc bảo thêm để em hiểu vấn đề sâu sắc Nhóm sinh viên thực Nguyễn Đồng Lê Anh Dũng Trương Minh Huy Nguyễn Trường Tuấn Giới Thiệu Chung Vi điều khiển quản lý điều khiển hoạt động hệ thống thông qua phần mền nhờ mà mở rộng thay đổi hoạt động cách dể dàng cách thay đổi số thông số chương trình Vi điều khiển hoạt động theo chường trình đẳ nạp sẳn, đọc tín hiệu đưa vào từ bên sau lưu trử xử lý, sở đưa thông báo tín hiệu điều khiển đến thiết bị bên hoạt động theo thông số yêu cầu hệ thống ứng dụng phổ biến vi điều khiển dùng AT89C51 điều khiển Led đoạn Nội dung đồ án gồm hai phần + Phần I: Cơ sở lý thuyết gồm cấu trúc, hoạt động chíp vi điều khiển 8051 khối hiển thị Led đoạn + Phần II: Trình bày thiết kế phần cứng phần mềm hệ thống SVTH: Nhóm Trang Đồ án Kỹ thuật Vi Điều Khiển GVHD: Phạm Quốc Thái PHẦN I: CẤU TRÚC, HOẠT ĐỘNG CỦA CHÍP ĐIỀU KHIỂN 8051 VÀ KHỐI HIỂN THỊ LED ĐOẠN A / Giới thiệu cấu trúc 8051 Sơ đồ chân 8051 8051 IC vi điều khiển (Microcontroller) hãng Intel sản xuất IC có đặc điểm sau: - 4k byte ROM,128 byte RAM - Port I/O bit - đếm/ định thời 16 bit - Giao tiếp nối tiếp - 64k byte không gian nhớ chương trình mở rộng - 64k byte không gian nhớ liệu mở rộng - Một xử lý luận lý (thao tác bít đơn) - 210 bit địa hóa - Bộ nhân / chia Sơ lược chân 8051 1 1 1 1 18 19 20 SVTH: Nhóm P P P P P P P P 1 1 1 1 R E S E T P P P P P P P P 3 3 3 3 X2 X1 V S S 8031 VC P P P P P P P P C E A /V P A L E /P P S E N P P P P P P P P 2 2 2 2 4 3 3 3 3 31 30 29 2 2 2 2 Trang Đồ án Kỹ thuật Vi Điều Khiển GVHD: Phạm Quốc Thái Chức chân 8051: Port 0: từ chân 32 đến chân 39 (P0.0 _P0.7) Port có chức năng: thiết kế cỡ nhỏ không dùng nhớ mở rộng có chức đường IO, thiết kế lớn có nhớ mở rộng kết hợp bus địa bus liệu Port 1: từ chân đến chân (P1.0 _ P1.7) Port port IO dùng cho giao tiếp với thiết bị cần Port 2: từ chân 21 đến chân 28 (P2.0 _P2.7) Port port có tác dụng kép dùng đường xuất nhập byte cao bus địa thiết bị dùng nhớ mở rộng Port 3: từ chân 10 đến chân 17 (P3.0 _ P3.7) Port port có tác dụng kép Các chân port có nhiều chức năng, có công dụng chuyển đổi có liên hệ đến đặc tính đặc biệt 8051 bảng sau : Bit P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 Tên RXD TXD INT0 \ INT1 \ T0 T1 WR\ RD\ Chức chuyển đổi Ngõ vào liệu nối tiếp Ngõ xuất liệu nối tiếp Ngõ vào ngắt cứng thứ Ngõ vào ngắt cứng thứ Ngõ vào TIMER/ COUNTER thứ Ngõ vào TIMER/ COUNTER thứ Tín hiệu ghi liệu lên nhớ Tín hiệu đọc nhớ liệu PSEN (Program store enable): PSEN tín hiệu ngõ có tác dụng cho phép đọc nhớ chương trình mở rộng thường nối đến chân OE\ Eprom cho phép đọc byte mã lệnh PSEN mức thấp thời gian 8051 lấy lệnh Các mã lệnh chương trình đọc từ Eprom qua bus liệu, chốt vào ghi lệnh bên 8051 để giải mã lệnh Khi 8051 thi hành chương trình ROM nội PSEN mức cao ALE (Address Latch Enable): Khi 8051 truy xuất nhớ bên ngoài, Port có chức bus địa liệu phải tách đường liệu địa Tín hiệu ALE chân thứ SVTH: Nhóm Trang Đồ án Kỹ thuật Vi Điều Khiển GVHD: Phạm Quốc Thái 30 dùng làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp đường địa liệu kết nối chúng với IC chốt Tín hiệu chân ALE xung khoảng thời gian port đóng vai trò địa thấp nên chốt địa hoàn toàn tự động EA\ (External Access): Tín hiệu vào EA\ chân 31 thường mắc lên mức mức Nếu mức 1, 8051 thi hành chương trình từ ROM nội Nếu mức 0, 8051 thi hành chương trình từ nhớ mở rộng Chân EA\ lấy làm chân cấp nguồn 21V lập trình cho Eprom 8051 RST (Reset): Khi ngõ vào tín hiệu đưa lên mức cao chu kỳ máy, ghi bên nạp giá trị thích hợp để khởi động hệ thống Khi cấp điện mạch phải tự động reset RST Mạch reset hệ thống Các ngõ vào dao động X1, X2: Bộ tạo dao động tích hợp bên 8051 Khi sử dụng 8051, người ta cần nối thêm tụ thạch anh tụ Tần số tụ thạch anh thường 12 Mh XTAL1 XTAL2 Mạch tạo dao động Cấu trúc bên 8051 Sơ đồ khối bên 8051: SVTH: Nhóm Trang Đồ án Kỹ thuật Vi Điều Khiển GVHD: Phạm Quốc Thái INT1 INT0 Timer Timer Timer Port nối tiếp Điều khiển ngắt Các ghi khác 128 byte RAM ROM Timer 2Timer 1Timer CPU Oscillato r Điều khiển bus Cổng port I/O Port nối tiếp EA RST P0P2 P1P3 PSE N SVTH: Nhóm ALE TxD RxD Trang T2 T1 EX TE RN T0 AL Đồ án Kỹ thuật Vi Điều Khiển GVHD: Phạm Quốc Thái Khảo sát khối nhớ bên 8051: SVTH: Nhóm Trang Đồ án Kỹ thuật Vi Điều Khiển GVHD: Phạm Quốc Thái 7F F0 F7 F6 F5 F4 F3 F2 F1 F0 E0 E7 E6 E5 E4 E3 E2 E1 E0 D0 D7 D6 6D 6C 6B 6A 69 68 B8 - - - BC BB BA B9 B8 B0 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 A8 AF AE AD AC AB AA A9 A8 A0 A7 A6 A5 A1 A0 99 98 Không có địa hóa bit 9F 9E 9D 9C 9B 9A 99 98 90 97 96 95 94 93 92 91 90 8D 8C 8B 8A 89 88 Không địa hóa bit Không địa hóa bit Không địa hóa bit Không địa hóa bit Không địa hóa bit 89 88 81 80 RAM ĐA DỤNG 30 2F 2E 2D 2C 2B 2A 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 1F 7F 7E 7D 7C 7B 7A 79 78 77 6F 67 5F 57 4F 47 3F 37 2F 27 1F 17 0F 07 76 6E 66 5E 56 4E 46 3E 36 2E 26 1E 16 0E 06 75 6D 65 5D 55 4D 45 3D 35 2D 25 1D 15 0D 05 74 6C 64 5C 54 4C 44 3C 34 2C 24 1C 14 0C 04 73 6B 63 5B 53 4B 43 3B 33 2B 23 1B 13 0B 03 72 6A 62 5A 52 4A 42 3A 32 2A 22 1A 12 0A 02 71 69 61 59 51 49 41 39 31 29 21 19 11 09 01 70 68 60 58 50 48 40 38 30 28 20 18 10 08 00 BANK 18 17 BANK 87 BANK 83 82 81 80 10 0F 08 07 Bank ghi ( mặc định cho R0-R7) A4 A3 A2 8F 8D 8C 8B 8A E Không địa hóa bit Không địa hóa bit Không địa hóa bit Không địa hóa bit 87 86 84 83 82 THANH GHI CHỨC NĂNG ĐẶC BIỆT 00 CẤU TRÚC RAM NỘI SVTH: Nhóm Trang Đồ án Kỹ thuật Vi Điều Khiển GVHD: Phạm Quốc Thái *Tổ chức nhớ: Bộ nhớ bên 8051 bao gồm ROM RAM RAM bao gồm nhiều thành phần: phần lưu trữ đa dụng, phần lưu trữ địa hóa bit, bank ghi ghi chức đặc biệt 8051 có nhớ theo cấu trúc Harvard: có vùng nhớ riêng biệt cho chương trình liệu Chương trình liệu chứa bên 8051 8051 kết nối với 64k byte nhớ chương trình 64k byte nhớ liệu mở rộng Ram bên 8051 phân chia sau: - Các bank ghi có địa từ 00H đến 1Fh - Ram địa hóa bit có địa từ 20H đến 2FH - Ram đa dụng từ 30H đến 7FH - Các ghi chức đặc biệt từ 80H đến FFH - Ram đa dụng: Mọi địa vùng ram đa dụng truy xuất tự dùng kiểu địa trực tiếp hay gián tiếp Ví dụ để đọc nội dung ô nhớ địa 5FH ram nội vào ghi tích lũy A : MOV A,5FH Hoặc truy xuất dùng cách địa gián tiếp qua R0 hay R1 Ví dụ lệnh sau thi hành nhiệm vụ lệnh trên: MOV R0, #5FH MOV A , @R0 - Ram truy xuất bit: 8051 chứa 210 bit địa hóa bit, 128 bit chứa byte có địa từ 20H đến 2FH, bit lại chứa nhóm ghi chức đặc biệt Ýtưởng truy xuất bit phần mềm đặc tính mạnh vi điều khiển nói chung Các bit đặt, xóa, and, or,… với lệnh đơn Ngoài port truy xuất bít làm đơn giản phần mềm xuất nhập bit Ví dụ để đặt bit 67H ta dùng lệnh sau: SETB 67H - Các bank ghi: Bộ lệnh 8051 hỗ trợ ghi có tên R0 đến R7 theo mặc định (sau reset hệ thống), ghi nàyở địa 00H đến 07H lệnh sau đọc nội dung địa 05H vào ghi tích lũy: MOV A, R5 Đây lệnh byte dùng địa ghi Tuy nhiên thi hành lệnh byte dùng địa trực tiếp nằm byte thứ 2: MOV A, 05H Lệnh dùng ghi R0 đến R7 ngắn nhanh nhiều so với lệnh tương ứng dùng địa trực tiếp Bank ghi tích cực cách thay đổi bit từ trạng thái chương trình (PSW) Giả sủ ghi thứ truy xuất, lệnh sau di chuyển nội dung ghi A vào ô nhớ ram có địa 18H: MOV R0, A SVTH: Nhóm Trang Đồ án Kỹ thuật Vi Điều Khiển GVHD: Phạm Quốc Thái * Các ghi có chức đặc biệt: 8051 có 21 ghi chức đặc biệt (SFR: Special Funtion Register) vùng RAM nội từ địa 80H đến FFH Chú ý: tất 128 địa từ 80H đến FFH không định nghĩa, có 21 ghi chức đặc biệt định nghĩa sẵn địa -Thanh ghi trạng thái chương trình: Thanh ghi trạng thái chương trình PSW (Program Status Word ) địa DOH chứa bít trạng thái bảng sau: Bit Ký hiệu Địa Ý nghĩa PSW.7 CY D7H Cờ nhớ PSW.6 AC D6H Cờ nhớ phụ PSW.5 F0 D5H Cờ PSW.4 RS1 D4H Bit chọn bank ghi PSW.3 RS0 D3H Bit chọn bank ghi 00=bank 0: địa 00H – 07H 01=bank 1: địa 08H – 0FH PSW.2 0V D2H 10=bank 2: địa 10H – PSW.1 _ D1H 1FH PSW.0 P D0H 11=bank 3: địa 18H – 1FH Cờ tràn Dự trữ Cờ parity chẵn lẽ + Cờ nhớ: C = phép toán cộng có tràn phép toán trừ có mượn ngược lại C = Ví dụ ghi A có giá trị FF lệnh sau: ADD A, #1 Phép cộng có tràn nên bit C = kết ghi A = 00H Cờ nhớ xem ghi bit cho lệnh luận lý thi hành bit ANL C,25H + Cớ nhớ phụ: Khi cộng số BCD, cờ nhớ phụ AC = kết bit thấp khoảng 0AH đến 0FH Ngược lại AC = + Cờ 0: Cờ bit cờ đa dụng dành cho ứng dụng người dùng + Các bit chọn bankthanh ghi truy xuất: Các bit chọn bank ghi (RS0 RS1) xác định bank ghi truy xuất Chúng xóa sau reset hệ thống thay đổi phần mềm SVTH: Nhóm Trang 10 Đồ án Kỹ thuật Vi Điều Khiển GVHD: Phạm Quốc Thái cần Ví dụ lệnh sau cho phép bank ghi di chuyển nội dung bank ghi R7 (địa bye 1FH) vào ghi A: SETB RS1 SETB RS0 MOV A,R7 -Thanh ghi B: Thanh ghi B địa F0H dùng với ghi tích lũy A cho phép toán nhân chia Lệnh MUL AB nhân giá trị không dấu bit A B trả kết 16 bit A (byte thấp) B (byte cao) Lệnh DIV AB chia A cho B trả kết nguyên A phần dư B ghi xem ghi đệm đa dụng -Con trỏ ngăn xếp: Con trỏ ngăn xếp SP ghi bit địa 18H Nó chứa địa byte liệu hành đỉnh ngăn xếp Các lệnh ngăn xếp bao gồm lệnh cất liệu vào ngăn xếp lấy liệu khỏi ngăn xếp Lệnh cất liệu vào ngăn xếp làm tăng SP trước ghi liệu lệnh lấy liệu khỏi ngăn xếp làm giảm SP Ngăn xếp 8051 giữ ram nội giới hạn địa truy xuất địa gián tiếp, chúng 128 byte đầu 8051 Để khởi động SP với ngăn xếp bắt đầu địa 60 H, lệnh sau dùng: MOV SP,#5FH Khi reset 8051, SP mang giá trị mặc định 07H liệu cất vào ô nhớ ngăn xếp có địa 08 H Ngăn xếp truy xuất trực tiếp lệnh PUSH POP để lưu trữ tạm thời lấy lại liệu truy xuất ngầm lệnh gọi chương trình ACALL,LCALL lệnh trở (RET RETI) để lưu trữ giá trị đếm chương trình bắt đầu thực chương trình lấy lại kết thúc chương trình -Con trỏ liệu Con trỏ liệu DPTR dùng để truy xuất nhớ ghi 16 bit địa 82H (DPL: byte thấp) 83H (DPH: byte cao) lệnh sau ghi 55H vào ram địa 1000H: MOV A,#55H MOV DPTR, #1000H MOVX @DPTR,A -Các ghi port xuất nhập: Các port 8051 bao gồm port địa 80H, port địa 90H, port địa A0H, port3 địa B0H tất port truy xuất bit nên thuận tiện khả giao tiếp -Các ghi timer: 8051 có chứa định thời/ đếm 16 bit dùng cho việc định thời đếm kiện Timer địa 8AH (TL0: byte thấp) 8CH (TH0: byte cao) Timer địa 8BH (TL1: byte thấp) 8DH (TH1: byte cao) Việc khởi động SVTH: Nhóm Trang 11 Đồ án Kỹ thuật Vi Điều Khiển GVHD: Phạm Quốc Thái timer Set Timer Mode (TMOD) địa 89H ghi điều khiển timer (TCON) địa 88H, có TCON địa hóa bit -Các ghi port nối tiếp: 8051 chứa port nối tiếp dành cho việc trao đổi thông tin với thiết bị nối tiếp máy tính, modem giao tiếp nối tiếp với IC khác Một ghi gọi đệm liệu nối tiếp (SBUF) địa 99H giữ liệu truyền liệu nhận Khi truyền liệu ghi lên SBUF, nhận liệu đọc SBUF Các mode vận hành khác lập trình qua ghi điều khiển port nối tiếp SCON địa 98H -Các ghi ngắt: 8051 có cấu trúc nguồn ngắt, mức ưu tiên Các ngắt bị cấm sau reset hệ thống cho phép việc ghi ghi cho phép ngắt (IE) địa A8H, ghi địa hóa bit -Thanh ghi điều khiển công suất: Thanh ghi điều khiển công suất (PCON) địa 87H chứa bit điều khiển -Tín hiệu Reset: 8051 có ngõ vào reset RST tác động mức cao khoảng thời gian chu kỳ, sau xuống mức thấp để 8051 bắt đầu làm việc RST kích tay phím nhấn thường mở, sơ đồ mạch reset hình (hình a) sau reset hệ thống tóm tắt sau: Thanh ghi Đếm chương trình PC Thanhghi tích lũy A Thanh ghi B Thanh ghi trạng thái SP DPTR Port đến Port IP IE Các ghi định thời Nội dung 0000H 00H 00H 00H 07H 0000H FFH XXX0000 B 0XX00000 B 00H Thanh ghi quan trọng ghi đếm chương trình PC Reset địa 0000H Khi ngõ vào RST xuống mức thấp, chương trình bắt đầu địa 0000H nhớ chương trình Nội dung Ram chip không bị hay đổi tác động ngõ vào Reset 2.3.3 Hoạt động ghi TIMER 8051 có hai timer 16 bit, timer có bốn cách làm việc Người ta sử dụng timer để: SVTH: Nhóm Trang 12 Đồ án Kỹ thuật Vi Điều Khiển GVHD: Phạm Quốc Thái - Định khoảng thời gian - Đếm kiện - Tạo tốc độ baud cho port nối tiếp 8051 Trong ứng dụng định khoảng thời gian, người ta lập trình timer khoảng đặn đặt cờ tràn timer Cờ dùng để đồng hóa chương trình để thực tác động kiểm tra trạng thái ngõ vào gửi kiện ngõra Các ứng dụng khác sử dụng việc tạo xung nhịp đặn timer để đo thời gian trôi qua hai kiện (ví dụ đo độ rộng xung ) Truy xuất timer 8051 dùng sáu ghi chức đặc biệt cho bảng sau: SFR Mục Đích Địa Địa hóa bit TCON Điều khiển Timer 88H Có TMOD Chế độ Timer 89H Không TL0 Byte thấp Timer 90H Không TL1 Byte thấp Timer 91H Không TH0 Byte cao Timer 92H Không TH1 Byte cao Timer 93H Không Các ghi chức timer 8031 Thanh ghi chế độ timer (TMOD): Thanh ghi TMOD chứa hai nhóm bit dùng để đặt chế độ làm việc cho Timer 0, Timer Bit Tên GATE Timer Mô tả Bit mở cổng, lên timer chạy INT1 mức cao C/T Bit chọn chế độ Count/Timer = đếm kiện = định khoảng thời gian M1 Bit chế độ mode M0 Bit chế độ mode SVTH: Nhóm Trang 13 Đồ án Kỹ thuật Vi Điều Khiển GVHD: Phạm Quốc Thái GATE Bit mở cổng, lên timer chạy INT0 mức cao C/T Bit chọn chế độ Count/Timer M1 Bit chế độ mode M0 Bit chế độ mode Tóm tắt ghi chức TMOD Thanh ghi điều khiển timer(TCON) Thanh ghi TCON chứa bit trạng thái bit điều khiển cho Timer 1, Timer Bit Ký hiệu Địa Mô tả TCON.7 TF1 8FH Cờ báo tràn timer Đặt phần cứng tràn, xóa phần mềm, phần cứng xử lý đến chương trình phục vụ ngắt TCON.6 TR1 8EH Bit điều khiển timer chạy đặt xóa phần mềm timer chạy ngưng TCON.5 TF0 8DH Cờ báo tràn Timer TCON.4 TR0 8CH Bit điều khiển Timer chạy TCON.3 IE1 8BH Cờ cạnh ngắt bên Đặt phần cứng phát cạnh xuống INT1 xóa phần mềm họăc phần cứng CPU đến chương trình phục vụ ngắt TCON.2 IT1 8AH Cờ kiểu ngắt bên Đặt xóa phần mềm để ngắt tích cực cạnh xuống /mức thấp TCON.1 IE0 89H Cờ cạnh ngắt bên ngòai TCON.0 IT0 88H Cờ kiểu ngắt bên Tóm tắt ghi chức TCON SVTH: Nhóm Trang 14 Đồ án Kỹ thuật Vi Điều Khiển GVHD: Phạm Quốc Thái Khởi động truy xuất ghi timer: Thông thường ghi khởi động lần đầu chương trình để đặt chế độ làm việc Sau đó, thân chương trình, ghi timer cho chạy, dừng, bit kiểm tra xóa, ghi timer đọc cập nhật… theo đòi hỏi ứng dụng TMOD ghi thứ khởi động đặt chế độ hoạt động Ví dụ, lệnh sau khởi động Timer timer 16 bit (chế độ 1) có xung nhịp từ dao động tên chip cho việc định khoảng thời gian: MOV TMOD, #1B Lệnh đặt M1 = M0 = cho chế độ 1, C/ T= GATE = cho xung nhịp nội xóa bit chế độ Timer Dĩ nhiên, timer không thật bắt đầu định thời bit điều khiển chạy TR1 đặt lên Nếu cần số đếm ban đầu, ghi TL1/TH1 phải khởi động Một khoảng 100µs khởi động cách khởi động giá trị cho TH1/TL1 FF9CH: MOV TL1, #9CH MOV TH1, #0FFH Rồi timer cho chạy cách đặt bit điều khiển chạy sau: SETB TR1 Cờ báo tràn tự động đặt lên sau 100µs Phần mềm đợi 100 µs cách dùng lệnh rẽ nhánh có điều kiện nhảy đến cờ báo tràn chưa đặt lên 1: WAIT: JNB TF1, WAIT Khi timer tràn, cần dừng timer xóa cờ báo tràn phần mềm: CLR TR1 CLR TF1 Ngắt ( INTERRUPT) Một ngắt xảy điều kiện, kiện mà gây treo tạm thời thời chương trình điều kiện phục vụ chương trình khác Các ngắt đóng vai trò quan trọng thiết kế cài đặt ứng dụng vi điều khiển Chúng cho phép hệ thống đáp ứng bất đồng với kiện giải kiện chương trình khác thực thi Tổ chức ngắt 8051: Có nguồn ngắt 8031: ngắt ngoài, ngắt từ timer ngắt port nối tiếp Tất ngắt theo bị cấm sau reset hệ thống cho phép phần mềm Khi có hai nhiều ngắt đồng thời, ngắt xảy ngắt khác phục vụ, có hai hỏi vòng sơ đồ ưu tiên hai mức dùng SVTH: Nhóm Trang 15 Đồ án Kỹ thuật Vi Điều Khiển GVHD: Phạm Quốc Thái để xác định việc thực ngắt Việc hỏi vòng cố định ưu tiên ngắt lập trình - Cho phép cấm ngắt : Mỗi nguồn ngắt cho phép cấm ngắt qua ghi chức đặt biệt có định địa bit IE ( Interrupt Enable : cho phép ngắt ) địa A8H Bit Ký hiệu Địa bit Mô tả IE.7 EA AFH Cho phép / Cấm toàn IE.6 _ AEH Không mô tả IE.5 ET2 ADH Cho phép ngắt từ Timer (8052) IE.4 ES ACH Cho phép ngắt port nối tiếp IE.3 ET1 ABH Cho phép ngắt từ Timer IE.2 EX1 AAH Cho phép ngắt IE.1 ET0 A9H Cho phép ngắt từ Timer IE.0 EX0 A8H Cho phép ngắt Tóm tắt ghi IE - Các cờ ngắt : Khi điều kiện ngắt xảy ứng với loại ngắt mà loại cờ đặt lên để xác nhận ngắt Ngắt Cờ Thanh ghi SFR vị trí bit Bên IE0 TCON.1 Bên IE1 TCON.3 Timer TF1 TCON.7 Timer TF0 TCON.5 Port nối tiếp TI SCON.1 Port nối tiếp RI SCON.0 Các loại cờ ngắt SVTH: Nhóm Trang 16 Đồ án Kỹ thuật Vi Điều Khiển GVHD: Phạm Quốc Thái - Các vectơ ngắt : Khi chấp nhận ngắt, giá trị nạp vào PC gọi vector ngắt Nó địa bắt đầu ISR cho nguồn tạo ngắt, vector ngắt cho bảng sau : Ngắt Cờ Địa vector Reset hệ thống RST 0000H Bên IE0 0003H Timer TF0 000BH Bên IE1 0013H Timer TF1 001BH Port nối tiếp TI RI 0023H Timer 002BH Vector reset hệ thống (RST địa 0000H) để bảng theo nghĩa này, giống ngắt : ngắt chương trình nạp cho PC giá trị SVTH: Nhóm Trang 17 Đồ án Kỹ thuật Vi Điều Khiển GVHD: Phạm Quốc Thái B/ Giới thiệu cấu trúc khối hiển thị Led đoạn Mô tả chân Led đoạn Sơ đồ vị trí led trình bày hình dưới: Các điện trở 330Ω điện trở bên kết nối để giới hạn dòng điện qua led led đoạn nối với nguồn 5V Chân nhận tín hiệu a điều khiển led a sáng tắt, ngõ vào b để điều khiển led b Tương tự với chân led lại led đơn led đoạn có Anode(cực +) Cathode(cực -) nối chung với vào điểm, đưa chân để kết nối với mạch điện cực lại led đơn đưa thành chân riêng, đưa để kết nối với mạch điện Nếu led đoạn có Anode(cực +) chung, đầu chung nối với +Vcc, chân lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt led đơn, led sáng tín hiệu đặt vào chân mức Nếu led đoạn có Cathode(cực -) chung, đầu chung nối xuống Ground (hay Mass), chân lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt led đơn, led sáng tín hiệu đặt vào chân mức SVTH: Nhóm Trang 18 Đồ án Kỹ thuật Vi Điều Khiển GVHD: Phạm Quốc Thái Vì led đoạn chứa bên led đơn, kết nối cần đảm bảo dòng qua led đơn khoảng 10mA-20mA để bảo vệ led Nếu kết nối với nguồn 5V hạn dòng điện trở 330Ω trước chân nhận tín hiệu điều khiển Kết nối với Vi điều khiển Ngõ nhận tín hiệu điều khiển led đoạn có đường, dùng Port Vi điều khiển để điều khiển led đoạn Như led đoạn nhận liệu bit từ Vi điều khiển để điều khiển hoạt động sáng tắt led led đơn nó, liệu xuất điều khiển led đoạn thường gọi "mã hiển thị led đoạn" Có hai kiểu mã hiển thị led đoạn: mã dành cho led đoạn có Anode(cực +) chung mã dành cho led đoạn có Cathode(cực -) chung Chẳng hạn, để thị số cần làm cho led vị trí b c sáng, sử dụng led đoạn có Anode chung phải đặt vào hai chân b c điện áp 0V(mức 0) chân lại đặt điện áp 5V(mức 1), sử dụng led đoạn có Cathode chung điện áp(hay mức logic) hoàn toàn ngược lại, tức phải đặt vào chân b c điện áp 5V(mức 1) Bảng mã hiển thị led đoạn: • • Phần cứng kết nối với Port Vi điều khiển, để thuận tiện cho việc xử lí sau phần cứng nên kết nối sau: Px.0 nối với chân a, Px.1 nối với chân b, theo thứ tự Px.7 nối với chân h Dữ liệu xuất có dạng nhị phân sau : hgfedcba SVTH: Nhóm Trang 19 Đồ án Kỹ thuật Vi Điều Khiển GVHD: Phạm Quốc Thái Bảng mã hiển thị led đoạn dành cho led đoạn có Anode chung (các led đơn sáng mức 0): Số hiển thị led đoạn A B C D E F - Mã hiển thị led đoạn Mã hiển thị led đoạn dạng dạng nhị phân thập lục phân hgfedcba 11000000 C0h 11111001 F9h 10100100 A4h 10110000 B0h 10011001 99h 10010010 92h 11000010 82h 11111000 F8h 10000000 80h 10010000 90h 10001000 88h 10000011 83h 11000110 C6h 10100001 A1h 10000110 86h 10001110 8Eh 10111111 BFh Bảng mã hiển thị led đoạn dành cho led đoạn có Catode chung (các led đơn sáng mức 1): Số hiển thị led đoạn SVTH: Nhóm Mã hiển thị led đoạn Mã hiển thị led đoạn dạng dạng nhị phân thập lục phân 00111111 3Fh 00000110 06h 01011011 5Bh 01001111 4Fh 01100110 66h Trang 20 Đồ án Kỹ thuật Vi Điều Khiển A B C D E F - SVTH: Nhóm GVHD: Phạm Quốc Thái 01101101 01111101 00000111 01111111 01101111 01110111 01111100 00111001 01011110 01111001 01110001 01000000 6Dh 7Dh 07h 7Fh 6Fh 77h 7Ch 39h 5Eh 79h 71h 40h Trang 21 Đồ án Kỹ thuật Vi Điều Khiển GVHD: Phạm Quốc Thái Phần II: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG VÀ PHẦN MỀM HỆ THỐNG KHỐI VI XỬ LÝ VÀ CẤP TÍN HIỆU KHỐI TRUYỀN THÔNG HIỂN THỊ TRÊN LED ĐOẠN - Vẽ mạch + mô Proteus - Làm mạch: in rửa mạch - Ráp mạch : từ linh kiện ta lắp theo sơ đồ mạch in - Viết chương trình - Nạp chương trình chạy thử SVTH: Nhóm Trang 22 Đồ án Kỹ thuật Vi Điều Khiển GVHD: Phạm Quốc Thái Lưu đồ thuật toán: BEGIN CALL:Doc Cam Bien CALL : Chuyen Ma CALL : Hien Thi END Chương trình: ;CHUONG TRINH CAM BIEN NHIET DO HIEN THI LED DOAN ;DUNG IC 7447 CHUYEN MA BCD ;DE TRANH BI NHIEU TA KO DUNG PHUONG PHAP QUET ;DINH NGHIA BIT RD BIT P3.7 WR BIT P3.6 INTR BIT P3.5 ;CHUONG TRINH CHINH ORG 0000H MAIN: CALL DOCCAMBIEN CALL CHUYENMA CALL HIENTHI SJMP MAIN ; CHUONG TRINH DOC CAM BIEN ;LUU GIA TRI VAO THANH GHI A DOCCAMBIEN: CLR WR SETB WR SVTH: Nhóm Trang 23 Đồ án Kỹ thuật Vi Điều Khiển GVHD: Phạm Quốc Thái HERE: JB INTR,HERE CLR RD ;GUI DU LIEU RA NOP MOV A,P1 ;GUI DU LIEU VAO P1 SETB RD ;NGAT GUI RET ;CHUONG TRINH CHUYEN MA CHUYENMA: MOV B,#100 ;GAN GIA TRI CHO B DIV AB ;CHIA AB/B LAY SO DU MOV R0,A ;DUA GIA TRI A RA CHAN R0 MOV A,B ;CHUYEN GIA TRI CUA B VAO A MOV B,#10 ;GAN GIA TRI CHO B DIV AB ;CHIA AB/B LAY SO DU MOV R1,A ;DUA GIA TRI A RA CHAN R1 MOV A,B ;CHUYEN GIA TRI CUA B VAO A MOV R2,A ;DUA GIA TRI A RA CHAN R2 RET ; CHUONG TRINH HIEN THI HIENTHI: MOV P2,R2 CJNE R0,#00H,CONG ;SO SANH R0 VOI MOV P0,R1 RET CONG: MOV A,R1 ADD A,#10H MOV P0,A RET END SVTH: Nhóm Trang 24 [...]... dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các led đơn, led chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở mức 0 Nếu led 7 đoạn có Cathode(cực -) chung, đầu chung này được nối xuống Ground (hay Mass), các chân còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các led đơn, led chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở mức 1 SVTH: Nhóm 3 Trang 18 Đồ án Kỹ thuật Vi Điều Khiển GVHD: Phạm Quốc Thái Vì... điện trở 330Ω trước các chân nhận tín hiệu điều khiển 2 Kết nối với Vi điều khiển Ngõ nhận tín hiệu điều khiển của led 7 đoạn có 8 đường, vì vậy có thể dùng 1 Port nào đó của Vi điều khiển để điều khiển led 7 đoạn Như vậy led 7 đoạn nhận một dữ liệu 8 bit từ Vi điều khiển để điều khiển hoạt động sáng tắt của từng led led đơn trong nó, dữ liệu được xuất ra điều khiển led 7 đoạn thường được gọi là "mã hiển... 21 Đồ án Kỹ thuật Vi Điều Khiển GVHD: Phạm Quốc Thái Phần II: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG VÀ PHẦN MỀM HỆ THỐNG KHỐI VI XỬ LÝ VÀ CẤP TÍN HIỆU KHỐI TRUYỀN THÔNG HIỂN THỊ TRÊN LED 7 ĐOẠN - Vẽ mạch + mô phỏng trên Proteus - Làm mạch: in và rửa mạch - Ráp mạch : từ các linh kiện ta lắp theo sơ đồ trên mạch in - Vi t chương trình - Nạp chương trình và chạy thử SVTH: Nhóm 3 Trang 22 Đồ án Kỹ thuật Vi Điều Khiển GVHD: ... Nhóm 3 Trang 17 Đồ án Kỹ thuật Vi Điều Khiển GVHD: Phạm Quốc Thái B/ Giới thiệu cấu trúc khối hiển thị Led 7 đoạn 1 Mô tả các chân của Led 7 đoạn Sơ đồ vị trí các led được trình bày như hình dưới: Các điện trở 330Ω là các điện trở bên ngoài được kết nối để giới hạn dòng điện qua led nếu led 7 đoạn được nối với nguồn 5V Chân nhận tín hiệu a điều khiển led a sáng tắt, ngõ vào b để điều khiển led b Tương... chứa 2 bộ định thời/ đếm 16 bit được dùng cho vi c định thời hoặc đếm sự kiện Timer 0 ở địa chỉ 8AH (TL0: byte thấp) và 8CH (TH0: byte cao) Timer 1 ở địa chỉ 8BH (TL1: byte thấp) và 8DH (TH1: byte cao) Vi c khởi động SVTH: Nhóm 3 Trang 11 Đồ án Kỹ thuật Vi Điều Khiển GVHD: Phạm Quốc Thái timer được Set bởi Timer Mode (TMOD) ở địa chỉ 89H và thanh ghi điều khiển timer (TCON) ở địa chỉ 88H, chỉ có TCON... reset hệ thống và được cho phép từng cái một bằng phần mềm Khi có hai hoặc nhiều ngắt đồng thời, hoặc một ngắt xảy ra khi một ngắt khác đang được phục vụ, có cả hai sự tuần tự hỏi vòng và sơ đồ ưu tiên hai mức dùng SVTH: Nhóm 3 Trang 15 Đồ án Kỹ thuật Vi Điều Khiển GVHD: Phạm Quốc Thái để xác định vi c thực hiện các ngắt Vi c hỏi vòng tuần tự thì cố định nhưng ưu tiên ngắt thì có thể lập trình được - Cho... cách làm vi c Người ta sử dụng các timer để: SVTH: Nhóm 3 Trang 12 Đồ án Kỹ thuật Vi Điều Khiển GVHD: Phạm Quốc Thái - Định khoảng thời gian - Đếm sự kiện - Tạo tốc độ baud cho port nối tiếp trong 8051 Trong các ứng dụng định khoảng thời gian, người ta lập trình timer ở những khoảng đều đặn và đặt cờ tràn timer Cờ được dùng để đồng bộ hóa chương trình để thực hiện một tác động như kiểm tra trạng thái của... hai nhóm 4 bit dùng để đặt chế độ làm vi c cho Timer 0, và Timer 1 Bit 7 Tên GATE Timer Mô tả 1 Bit mở cổng, khi lên 1 timer chỉ chạy khi INT1 ở mức cao 6 C/T 1 Bit chọn chế độ Count/Timer 1 = bộ đếm sự kiện 0 = bộ định khoảng thời gian 5 M1 1 Bit 1 của chế độ mode 4 M0 1 Bit 0 của chế độ mode SVTH: Nhóm 3 Trang 13 Đồ án Kỹ thuật Vi Điều Khiển GVHD: Phạm Quốc Thái 3 GATE 0 Bit mở cổng, khi lên 1 timer... ngắt 0 bên ngòai TCON.0 IT0 88H Cờ kiểu ngắt 0 bên ngoài Tóm tắt thanh ghi chức năng TCON SVTH: Nhóm 3 Trang 14 Đồ án Kỹ thuật Vi Điều Khiển GVHD: Phạm Quốc Thái Khởi động và truy xuất thanh ghi timer: Thông thường các thanh ghi được khởi động một lần đầu ở chương trình để đặt ở chế độ làm vi c đúng Sau đó, trong thân chương trình, các thanh ghi timer được cho chạy, dừng, các bit được kiểm tra và xóa,.. .Đồ án Kỹ thuật Vi Điều Khiển GVHD: Phạm Quốc Thái cần Ví dụ lệnh sau cho phép bank thanh ghi 3 và di chuyển nội dung của bank thanh ghi R7 (địa chỉ bye 1FH) vào thanh ghi A: SETB RS1 SETB RS0 MOV A,R7 -Thanh ghi B: Thanh ghi B ở địa chỉ F0H được dùng cùng với thanh ghi tích lũy A cho các phép toán nhân và chia Lệnh MUL AB sẽ nhân các giá trị không ... hiệu điều khiển Kết nối với Vi điều khiển Ngõ nhận tín hiệu điều khiển led đoạn có đường, dùng Port Vi điều khiển để điều khiển led đoạn Như led đoạn nhận liệu bit từ Vi điều khiển để điều khiển. .. linh kiện ta lắp theo sơ đồ mạch in - Vi t chương trình - Nạp chương trình chạy thử SVTH: Nhóm Trang 22 Đồ án Kỹ thuật Vi Điều Khiển GVHD: Phạm Quốc Thái Lưu đồ thuật toán: BEGIN CALL:Doc Cam Bien... nhiều ngắt đồng thời, ngắt xảy ngắt khác phục vụ, có hai hỏi vòng sơ đồ ưu tiên hai mức dùng SVTH: Nhóm Trang 15 Đồ án Kỹ thuật Vi Điều Khiển GVHD: Phạm Quốc Thái để xác định vi c thực ngắt Vi c hỏi