Đang tải... (xem toàn văn)
Đề tài của em gồm 4 phần:Phần I: GIỚI THIỆU CHUNG. Phần II: TỔNG QUAN VỀ HỌ CỦA VI ĐIỀU KHIỂN HỌ 8051 VÀ AT89S52.Phần III: NỘI DUNG THIẾT KẾ.Phần IV: KẾT LUẬNTrong quá trình thực hiện đề tài do lượng kiến thức còn hạn chế nên em không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong thầy cô đóng góp ý kiến để em có thể ứng dụng đề tài vào thực tế.
1 NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VÊ Hà Nội, ngày… tháng … năm 2012 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Hà Nội, ngày… tháng … năm 2012 MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .7 DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH VẼ .12 LỜI NÓI ĐẦU 16 PHẦN I: GIỚI THIÊU CHUNG 18 1.1 GIỚI THIÊU CHUNG VỀ VI ĐIỀU KHIỂN .18 1.2 GIỚI THIÊU MỘT SỐ HỌ VI ĐIỀU KHIỂN THÔNG DỤNG 18 1.2.1 Vi điều khiển Atmel 18 1.2.2 Vi điều khiển Microchip .19 1.2.3 Vi điều khiển Cypress 19 1.2.4 Vi điều khiển Hitachi 20 1.2.5 Vi điều khiển Motorola 20 1.2.6 Vi điều khiển Maxim 20 PHẦN II: TỔNG QUAN VỀ HỌ CỦA VI ĐIỀU KHIỂN HỌ 8051 VÀ AT89S52 21 2.1 GIỚI THIÊU CHUNG VỀ HỌ 8051 21 Bảng 2.1 Giới thiệu số IC họ 8051 .22 2.1.1 Cấu trúc bus .22 2.1.2 Bộ nhớ chương trình 22 2.1.3 Bộ nhớ liệu 22 2.2 GIỚI THIÊU TỔNG QUAN VỀ AT89S52 23 2.2.1 Sơ đồ khối chức khối họ 8051 .24 2.2.2 Sơ đồ chân chức chân họ 8051 26 2.2.3 Sơ đồ cấu trúc AT89S52 26 Hình 2.3 Sơ đồ khối Vi điều khiển họ 89S52 27 2.3 SƠ LƯỢC VỀ CÁC CHÂN IC 89S52 27 Hình 2.4 Hình dạng sơ đồ IC 89S52 28 2.4 CHỨC NĂNG CÁC CHÂN IC 89S52 28 2.4.1 Port : 28 2.4.2 Port 1: 29 2.4.3 Port 2: 30 2.4.4 Port 3( P3.0-P3.7) : 30 2.4.5 Chân /PSEN( Program Store Enable) .31 2.4.6 Chân ALE ( Address Latch Enable) 31 2.4.7 Chân /EA( External Access) .32 2.4.8 RST( Reset) 32 2.4.9 XTAL1, XTAL2 32 2.4.10 Vcc, GND 32 2.5 HOẠT ĐỘNG ĐỊNH THỜI 32 2.5.1 Giới thiệu 32 2.5.2 Các ghi định thời 33 2.5.2.1 Các ghi Timer0, Timer1 .33 2.5.2.2 Các ghi Timer2 35 2.5.3 Các chế độ định thời 36 2.5.3.1 Các chế độ Timer0 Timer1 36 Hình 2.9 Hoạt động Timer0 Timer1 chế độ 37 2.5.3.2 Các chế độ Timer 40 Bảng 2.3 Các chế độ hoạt động timer .40 Hình 2.16 Sử dụng Timer tạo tốc độ baud 43 Hình 2.17 Timer chế độ tạo xung 44 2.6 NGẮT VÀ XỬ LÝ NGẮT 44 2.6.1 Giới thiệu 44 2.6.2 Tổ chức ngắt .45 Hình 2.18 Các nguồn ngắt AT89S52 45 2.6.3 Xử lý ngắt 48 2.7 CỔNG NỐI TIẾP 49 2.7.1 Giới thiệu 49 Hình 2.19 Mô tả hoạt động cổng nối tiếp 49 Hình 2.20 Sơ đồ khối cổng nối tiếp 8051 50 2.7.2 Các ghi cổng nối tiếp .50 2.7.3 Các chế độ hoạt động 52 2.7.3.1 Chế độ 52 Hình 2.21 Hoạt động cổng nối tiếp chế độ 52 2.7.3.2 Chế độ 53 Hình 2.22 Giản đồ truyền nhận liệu chế độ 53 Hình 2.23 Giản đồ truyền nhận liệu chế độ 53 Hình 2.24 Giản đồ truyền nhận liệu chế độ 54 Hình 2.25 Dùng Timer 1, cung cấp tốc độ baud cho cổng nối tiếp 54 Hình 2.26 Dùng Timer cung cấp tốc độ baud cho cổng nối tiếp (TCLK=RCLK=0) .54 Hình 2.27 Dùng Timer cung cấp tốc độ baud cho cổng nối tiếp 55 2.7.3.3 Chế độ 55 Hình 2.28 Tốc độ baud chế độ 55 2.7.3.4 Chế độ 55 PHẦN III: NỘI DUNG THIẾT KẾ 56 CHƯƠNG I: GIỚI THIÊU CÁC MODUL VÀ CÁC LINH KIÊN DÙNG TRONG MẠCH 56 KHỐI NGUỒN 56 KHỐI GHÉP NỐI VỚI MÁY TÍNH QUA CỔNG COM 56 2.1 Cổng nối tiếp (COM) 57 2.2 IC MAX232 58 KHỐI VI ĐIỀU KHIỂN 58 3.1.Mạch tạo dao động .59 3.2 Mạch reset .60 Hình 3.7 Sơ đồ mạch reset 8051 60 KHỐI QUÉT LED MA TRẬN 8x8 60 Hình 3.8 Sơ đồ khối quét led matrix 60 4.1 IC 74HC595 61 4.2 LED MATRIX 8X8 62 4.2.1 Sơ đồ nguyên lý ma trận led 8x8 .62 Hình 3.10 Sơ đồ chân hình ảnh thực tế Led Matrix 8x8 62 4.2.2 Cách quét LED ma trận 8x8 62 KHỐI GIAO TIẾP LCD 63 5.1 Ý nghĩa chân LCD hiển thị ký tự 64 5.2 Nguyên tắc hiển thị ký tự LCD 64 KHỐI ADC0804 .65 KHỐI HIỂN THỊ THỜI GIAN THỰC 69 KHỐI NGẮT HỒNG NGOẠI 70 8.1 OPTO 71 8.2 LM358 71 KHỐI QUÉT LED ĐOẠN 72 Hình 3.21 Hình ảnh thực tế led quét .72 Hình 3.22 Sơ đồ chân led quet 73 10 KHỐI QUÉT LED ĐƠN 74 Hình 3.23 Sơ đồ khối quét led đơn 74 11 KHỐI GHÉP NỐI MA TRẬN PHÍM 4x4 75 Hình 3.24 Khối ghép nối ma trận phím 4x4 .75 12 KHỐI ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ CHIỀU 76 Hình 3.25 Sơ đồ khối điều khiển động chiều .76 Hình 3.26 Sơ đồ mạch cầu H .77 13 KHỐI NẠP CHƯƠNG TRÌNH THEO CHUẨN ISP 77 Hình 3.27 Sơ đồ khối nạp chương trình theo chuẩn ISP 77 14 MẠCH NẠP CHO AT89S52 DÙNG ATMEGA8 (USB TO COM) 78 Hình 3.28 Sơ đồ mạch nạp chương trình dùng ATMEGA8 78 Hình 3.29 Sơ đồ chân ATMEGA8 .80 Hình 3.30 Hình ảnh ATMEGA8 80 CHƯƠNG II THIẾT KẾ MÔ HÌNH BỘ KIT THỰC HÀNH VĐK 81 YÊU CẦU: 81 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 81 Hình 3.31 Sơ đồ mạch nguyên lý .81 CHƯƠNG III: CÁC VÍ DỤ MINH HỌA CHO CÁC MODUL82 LẬP TRÌNH GHÉP NỐI KHỐI QUÉT LED ĐƠN .82 LẬP TRÌNH GHÉP NỐI MODUL LED ĐOẠN VÀ BỘ ĐẾM HỒNG NGOẠI 85 LẬP TRÌNH QUÉT LED MATRIX 88 LẬP TRÌNH BỘ BIẾN ĐỔI ADC VÀ HIỂN THỊ LED THANH 92 PHẦN IV KẾT LUẬN 96 3.1 ƯU ĐIỂM CỦA MẠCH .96 3.2 NHƯỢC ĐIỂM .96 3.3 HƯỚNG CẢI THIÊN 96 TÀI LIÊU THAM KHẢO 97 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT - ROM: Read Only Memory - RAM : Random Access Memory - SRAM: Static Random Access Memory - EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory - CPU: Central Processing Unit - ALU : Arithmetic Logical Unit - PSW: Program Status Worl - UART: Universal Ansynchrous Receiver and Transmitter - WDM: Watch Dog Timer - RTC: Real Time Clock - ISP: In System Programmer - PSEN: Program Store Enable - ALE : Address Latch Enable - EA: External Access DANH MỤC BẢNG MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .7 DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH VẼ .12 LỜI NÓI ĐẦU 16 PHẦN I: GIỚI THIÊU CHUNG 18 1.1 GIỚI THIÊU CHUNG VỀ VI ĐIỀU KHIỂN .18 1.2 GIỚI THIÊU MỘT SỐ HỌ VI ĐIỀU KHIỂN THÔNG DỤNG 18 1.2.1 Vi điều khiển Atmel 18 1.2.2 Vi điều khiển Microchip .19 1.2.3 Vi điều khiển Cypress 19 1.2.4 Vi điều khiển Hitachi 20 1.2.5 Vi điều khiển Motorola 20 1.2.6 Vi điều khiển Maxim 20 PHẦN II: TỔNG QUAN VỀ HỌ CỦA VI ĐIỀU KHIỂN HỌ 8051 VÀ AT89S52 21 2.1 GIỚI THIÊU CHUNG VỀ HỌ 8051 21 Bảng 2.1 Giới thiệu số IC họ 8051 .22 2.1.1 Cấu trúc bus .22 2.1.2 Bộ nhớ chương trình 22 2.1.3 Bộ nhớ liệu 22 2.2 GIỚI THIÊU TỔNG QUAN VỀ AT89S52 23 2.2.1 Sơ đồ khối chức khối họ 8051 .24 2.2.2 Sơ đồ chân chức chân họ 8051 26 2.2.3 Sơ đồ cấu trúc AT89S52 26 Hình 2.3 Sơ đồ khối Vi điều khiển họ 89S52 27 2.3 SƠ LƯỢC VỀ CÁC CHÂN IC 89S52 27 Hình 2.4 Hình dạng sơ đồ IC 89S52 28 2.4 CHỨC NĂNG CÁC CHÂN IC 89S52 28 2.4.1 Port : 28 2.4.2 Port 1: 29 2.4.3 Port 2: 30 2.4.4 Port 3( P3.0-P3.7) : 30 2.4.5 Chân /PSEN( Program Store Enable) .31 2.4.6 Chân ALE ( Address Latch Enable) 31 2.4.7 Chân /EA( External Access) .32 2.4.8 RST( Reset) 32 2.4.9 XTAL1, XTAL2 32 2.4.10 Vcc, GND 32 2.5 HOẠT ĐỘNG ĐỊNH THỜI 32 2.5.1 Giới thiệu 32 2.5.2 Các ghi định thời 33 2.5.2.1 Các ghi Timer0, Timer1 .33 2.5.2.2 Các ghi Timer2 35 2.5.3 Các chế độ định thời 36 2.5.3.1 Các chế độ Timer0 Timer1 36 Hình 2.9 Hoạt động Timer0 Timer1 chế độ 37 2.5.3.2 Các chế độ Timer 40 Bảng 2.3 Các chế độ hoạt động timer .40 Hình 2.16 Sử dụng Timer tạo tốc độ baud 43 Hình 2.17 Timer chế độ tạo xung 44 2.6 NGẮT VÀ XỬ LÝ NGẮT 44 2.6.1 Giới thiệu 44 2.6.2 Tổ chức ngắt .45 Hình 2.18 Các nguồn ngắt AT89S52 45 2.6.3 Xử lý ngắt 48 2.7 CỔNG NỐI TIẾP 49 2.7.1 Giới thiệu 49 Hình 2.19 Mô tả hoạt động cổng nối tiếp 49 Hình 2.20 Sơ đồ khối cổng nối tiếp 8051 50 2.7.2 Các ghi cổng nối tiếp .50 2.7.3 Các chế độ hoạt động 52 2.7.3.1 Chế độ 52 Hình 2.21 Hoạt động cổng nối tiếp chế độ 52 2.7.3.2 Chế độ 53 Hình 2.22 Giản đồ truyền nhận liệu chế độ 53 Hình 2.23 Giản đồ truyền nhận liệu chế độ 53 Hình 2.24 Giản đồ truyền nhận liệu chế độ 54 Hình 2.25 Dùng Timer 1, cung cấp tốc độ baud cho cổng nối tiếp 54 Hình 2.26 Dùng Timer cung cấp tốc độ baud cho cổng nối tiếp (TCLK=RCLK=0) .54 Hình 2.27 Dùng Timer cung cấp tốc độ baud cho cổng nối tiếp 55 10 2.7.3.3 Chế độ 55 Hình 2.28 Tốc độ baud chế độ 55 2.7.3.4 Chế độ 55 PHẦN III: NỘI DUNG THIẾT KẾ 56 CHƯƠNG I: GIỚI THIÊU CÁC MODUL VÀ CÁC LINH KIÊN DÙNG TRONG MẠCH 56 KHỐI NGUỒN 56 KHỐI GHÉP NỐI VỚI MÁY TÍNH QUA CỔNG COM 56 2.1 Cổng nối tiếp (COM) 57 2.2 IC MAX232 58 KHỐI VI ĐIỀU KHIỂN 58 3.1.Mạch tạo dao động .59 3.2 Mạch reset .60 Hình 3.7 Sơ đồ mạch reset 8051 60 KHỐI QUÉT LED MA TRẬN 8x8 60 Hình 3.8 Sơ đồ khối quét led matrix 60 4.1 IC 74HC595 61 4.2 LED MATRIX 8X8 62 4.2.1 Sơ đồ nguyên lý ma trận led 8x8 .62 Hình 3.10 Sơ đồ chân hình ảnh thực tế Led Matrix 8x8 62 4.2.2 Cách quét LED ma trận 8x8 62 KHỐI GIAO TIẾP LCD 63 5.1 Ý nghĩa chân LCD hiển thị ký tự 64 5.2 Nguyên tắc hiển thị ký tự LCD 64 KHỐI ADC0804 .65 KHỐI HIỂN THỊ THỜI GIAN THỰC 69 KHỐI NGẮT HỒNG NGOẠI 70 8.1 OPTO 71 8.2 LM358 71 KHỐI QUÉT LED ĐOẠN 72 Hình 3.21 Hình ảnh thực tế led quét .72 Hình 3.22 Sơ đồ chân led quet 73 10 KHỐI QUÉT LED ĐƠN 74 Hình 3.23 Sơ đồ khối quét led đơn 74 11 KHỐI GHÉP NỐI MA TRẬN PHÍM 4x4 75 Hình 3.24 Khối ghép nối ma trận phím 4x4 .75 12 KHỐI ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ CHIỀU 76 83 }} LẬP TRÌNH GHÉP NỐI MA TRẬN PHÍM - Mục đích: Khi người dùng nhấn nút hiển thị số lên led đoạn - Chương trình điều khiển AT89S52 #include #include unsigned long int i; unsigned char M[16] ={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0 x86,0x8e}; void hienthi(void) { if(P1==0xe7) P0=M[0]; if(P1==0xd7) P0=M[1]; if(P1==0xb7) P0=M[2]; if(P1==0x77) P0=M[3]; if(P1==0xeb) P0=M[4]; if(P1==0xdb) P0=M[5]; if(P1==0xbb) P0=M[6]; 84 if(P1==0x7b) P0=M[7]; if(P1==0xed) P0=M[8]; if(P1==0xdd) P0=M[9]; if(P1==0xbd) P0=M[10]; if(P1==0x7d) P0=M[11]; if(P1==0xee) P0=M[12]; if(P1==0xde) P0=M[13]; if(P1==0xbe) P0=M[14]; if(P1==0x7e) P0=M[15]; } void quet(void) { int n[4]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef}; for(i=0;i[...]... HỌ VI ĐIỀU KHIỂN THÔNG DỤNG 18 1.2.1 Vi điều khiển của Atmel 18 1.2.2 Vi điều khiển của Microchip .19 1.2.3 Vi điều khiển của Cypress 19 1.2.4 Vi điều khiển của Hitachi 20 1.2.5 Vi điều khiển của Motorola 20 1.2.6 Vi điều khiển của Maxim 20 PHẦN II: TỔNG QUAN VỀ HỌ CỦA VI ĐIỀU KHIỂN HỌ 8051 VÀ AT89S52 21 2.1 GIỚI THIÊU CHUNG VỀ HỌ 8051 21... vi c xâm nhập công nghệ tối tân hơn Vi c trang bị những kiến thức về VĐK cho sinh vi n là hết sức cần thiết Xuất phát từ thực tế này em đã quyết định thực hiện đề tài “ Thiết kế bộ KIT thực hành vi điều khiển 8051 17 Đề tài của em gồm 4 phần: Phần I: GIỚI THIỆU CHUNG Phần II: TỔNG QUAN VỀ HỌ CỦA VI ĐIỀU KHIỂN HỌ 8051 VÀ AT89S52 Phần III: NỘI DUNG THIẾT KẾ Phần IV: KẾT LUẬN Trong quá trình thực. .. 1.2.6 Vi điều khiển của Maxim Các sản phẩm vi điều khiển do Maxim cung cấp gồm: - Vi điều khiển MAXQ 16 bit kiến trúc RISC như MAXQ3212, MAXQ2000 - Các sản phẩm dựa trên kiến trúc 8051 của Intel như vi điều khiển tích hợp đồng hồ thời gian thực DS87C530, vi điều khiển tích hợp bộ biến đổi A/D 10 bit DS80HC11, vi điều khiển tích hợp giao tiếp mạng Ethernet DS80C400, DS80C430 (rất phù hợp thiết kế IP... vậy nếu ta vi t chương trình cho một phiên bản của 8051 thì cũng chạy được với mọi phiên bản khác không phụ thuộc vào hãng sản xuất 8051 có 2 thành vi n khác trong họ đó là: - Bộ vi điều khiển 8052 - Bộ vi điều khiển 8031 8051 có 2 phiên bản sau: - Bộ vi điều khiển 8751 - Bộ vi điều khiển AT8951 từ Atmel Corporation 22 Vi điều khiển Vùng mã lệnh nội Vùng dữ liệu nội Số Timer 8051 8031 8751... bên ngoài Vi điều khiển có những đặc điểm sau: - Về cấu trúc : Vi điều khiển là một chip có chứa CPU, bộ nhớ, mạch vào/ra và các mạch đặc biệt khác như bộ đếm/định thời, mạch biến đổi A/D, D/A - Về ứng dụng : Vi điều khiển được dùng trong những ứng dụng điều khiển - Về tập lệnh : Vi điều khiển chủ yếu là những tập lệnh vào/ra đơn giản và các lệnh xử lý bit - Về bộ nhớ : Vi điều khiển thì... chip cho phép giảm thời 20 gian thiết kế, thu gọn kích thước sản phẩm, giảm công suất tiêu thụ và giá thành sản phẩm 1.2.4 Vi điều khiển của Hitachi H8 là dòng vi điều khiển được phát triển bởi Hitachi, được sản xuất bởi Rcnesas Tchnology H8 gồm các dòng sản phẩm H8/300, H8/300H, H8/500, H8S (vi điều khiển 16 bit) và H8SX (vi điều khiển 32 bit kiểu CISC) Các vi điều khiển họ H8 được sử dụng rộng... trạm đo /điều khiển phân tán AM như DS5250, DS2250, DS2252…) 21 PHẦN II: TỔNG QUAN VỀ HỌ CỦA VI ĐIỀU KHIỂN HỌ 8051 VÀ AT89S52 2.1 GIỚI THIÊU CHUNG VỀ HỌ 8051 Năm 1981 hãng Atmel giới thiệu bộ vi điều khiển 8051 Bộ vi điều khiển (VĐK) này có 128 byte RAM, 4 byte ROM, hai bộ định thời, một cổng nối tiếp và bốn cổng vào/ra song song ( độ rộng 8 bit ) tất cả đều được đặt trên 1 chip 8051 là... để em có thể ứng dụng đề tài vào thực tế Em xin chân thành cảm ơn Thầy Cô! Giáo vi n hướng dẫn: Ths Nguyễn Vi t Tuyến Sinh vi n thực hiện: Trần Đức Minh Hà nội, ngày 15 tháng 06 năm 2012 18 PHẦN I: GIỚI THIÊU CHUNG 1.1 GIỚI THIÊU CHUNG VỀ VI ĐIỀU KHIỂN Năm 1976, hãng Intel giới thiệu bộ vi điều khiển 8748 – mở đầu cho họ vi điều khiển MCS-48 8748 là một vi mạch chứa hơn 17.00 transistor... 8 bit và 27 chân vào/ra 8748 và các vi điều khiển tiếp theo của nó trong họ MCS-48 đã được sử dụng phổ biến trong các ứng dụng hướng điều khiển máy giặt, ô tô, các thiết bị ngoại vi của máy tính… Sau 8748, các bộ vi điều khiển mới liên tục được các hãng sản xuất như Intel, Atmel, Siemens … giới thiệu cho các ứng dụng của chúng Vi điều khiển (MCU – vi t tắt của cụm từ ‘Micro Control Unit’)... là một hãng cung cấp vi điều khiển lớn, sản phẩm vi điều khiển của Atmel gồm: 19 - Dòng vi điều khiển dựa trên kiến trúc 8051 của Intel như 83xx, 87xx, 89xx… - Dòng vi điều khiển AT91CAP như AT91CAP7S250A, AT91CAP7S450A… với tần số hoạt động từ 80 đến 200MHz, 2 đến 4 kênh PWM, 10 kênh ADC 10 bit, ghép nối được với module SDRAM ngoài - Dòng vi điều khiển AT91SAM 32-bit ARM-based với bộ nhớ chương ... xuất 8051 có thành vi n khác họ là: - Bộ vi điều khiển 8052 - Bộ vi điều khiển 8031 8051 có phiên sau: - Bộ vi điều khiển 8751 - Bộ vi điều khiển AT8951 từ Atmel Corporation 22 Vi điều khiển. .. THIÊU MỘT SỐ HỌ VI ĐIỀU KHIỂN THÔNG DỤNG 18 1.2.1 Vi điều khiển Atmel 18 1.2.2 Vi điều khiển Microchip .19 1.2.3 Vi điều khiển Cypress 19 1.2.4 Vi điều khiển Hitachi... THIÊU MỘT SỐ HỌ VI ĐIỀU KHIỂN THÔNG DỤNG 18 1.2.1 Vi điều khiển Atmel 18 1.2.2 Vi điều khiển Microchip .19 1.2.3 Vi điều khiển Cypress 19 1.2.4 Vi điều khiển Hitachi