12/1/2023 BÁO CÁO TÌM HIỂU VỀ VI ĐIỀU KHIỂN Giáo viên hướng dẫn Thầy Bùi Đăng Thảnh Sinh viên thực hiện Phạm Hoàng Anh (20212396) Kiều Việt Anh (20212395) Nhóm 01 Lớp CTTT KT Điều khiển TĐH 01 k66 MỤC[.]
12/1/2023 BÁO CÁO TÌM HIỂU VỀ VI ĐIỀU KHIỂN Giáo viên hướng dẫn: Thầy Bùi Đăng Thảnh Sinh viên thực hiện: Phạm Hồng Anh (20212396) Kiều Việt Anh (20212395) Nhóm: 01 Lớp: CTTT KT Điều khiển-TĐH 01-k66 MỤC LỤC 1.Vi điều khiển ? 2.Phân loại vi điều khiển +)Phân loại theo độ dài ghi +)Phân loại theo kiến trúc CISC RISC .3 +)Kiến trúc Harvard kiến trúc Von-Neumann 3.Các họ vi điều khiển phổ biến 4.Cấu trúc tổng quan vi điều khiển Vi điều khiển 8051 5.2 Kiến trúc phần cứng họ 8051 +)Kiến trúc bên 8051 bao gồm khối chức sau : .7 +) Sơ đồ chân vi điều khiển 8051 .8 5.3 Tổ chức nhớ +) Bộ nhớ chương trình +) Bộ nhớ liệu .8 5.4 Ứng dụng ví dụ +)Mục đích .9 +)Sơ đồ mạch điện ứng dụng +)Chương trình điều khiển 10 5.5) Ứng dụng vi điều khiển 8051 11 1.Vi điều khiển ? * Vi điều khiển là một máy tính được tích hợp một chip, thường sử dụng để điều khiển các thiết bị điện tử Vi điều khiển, thực chất, hệ thống bao gồm một vi xử lý có hiệu suất đủ dùng giá thành thấp (khác với vi xử lý đa dùng máy tính) kết hợp với khối ngoại vi như bộ nhớ, module vào/ra, module biến đổi số sang tương tự tương tự sang số,… Vi điều khiển thường sử dụng để xây dựng các hệ thống nhúng Nó sử dụng thiết bị điện, điện tử như máy giặt, lò vi sóng, điện thoại, đầu đọc DVD, thiết bị đa phương tiện hay dây chuyền sản xuất tự động,… 2.Phân loại vi điều khiển +)Phân loại theo độ dài ghi Dựa vào độ dài ghi lệnh VĐK mà người ta chia loại vi điều khiển bit, 16 bit hay 32 bit … Các loại VĐK 16 bit có độ dài lệnh lớn nên tập lệnh nhiều hơn, phong phú Tuy nhiên chương trình viết băng VĐK 16 bit viết vi điều khiển bit với chương trình thích hợp +)Phân loại theo kiến trúc CISC RISC Vi điều khiển CISC vi điều khiển có tập lệnh phức tạp Các VĐK có số lượng lớn lệnh nên giúp cho người lập trình linh hoạt dễ dàng viết chương trình Vi điều khiển RISC vi điều khiển có tập lệnh đơn gian Chúng có số lượng nhỏ lệnh đơn giản Do đó, chúng địi hỏi phần cứng hơn, giá thành thấp hơn, nhanh so với CISC Tuy nhiên địi hỏi người lập trình phải viết chương trình phức tạp hơn, nhiều lệnh +)Kiến trúc Harvard kiến trúc Von-Neumann Kiến trúc Harvard sử dụng nhớ riêng biệt cho chương trình liệu Bus địa bus liệu độc lập với nên trình truyền nhận liệu đơn giản Kiến trúc Von-Neumann sử dụng chung nhớ cho chương trình liệu Điều làm cho VĐK gọn nhẹ hơn, giá thành rẻ 3.Các họ vi điều khiển phổ biến +)Họ vi điều khiển Atmel -Dòng 8051 (8031, 8051, 8751, 8951, 8032, 8052, 8752, 8952) -Dòng Atmel AT91 (Kiến trúc ARM THUMB) -Dòng AT90, Tiny & Mega – AVR (Atmel Norway design) -Dòng Atmel AT89 (Kiến trúc Intel 8051/MCS51) -Dòng MARC4 +)Họ vi điều khiển STMicroelectronics -ST 62 -ST7 -STM8 -STM32 (Cortex-Mx) +)Họ vi điều khiển Microchip -PIC 8-bit (xử lý liệu 8-bit, 8-bit data bus) -PIC 16-bit (xử lý liệu 16-bit) -PIC điều khiển động cơ: dsPIC30F -PIC có DSC: dsPIC33F -PIC24F, PIC24E, PIC24H -PIC 32-bit (xử lý liệu 32-bit): PIC32MX +)Các dịng vi điều khiển khác Ngồi cịn có dịng gặp hãng khác như: -Họ vi điều khiển Cypress MicroSystems -Họ vi điều khiển AMCC (Applied Micro Circuits Corporation) -Họ vi điều khiển Freescale Semiconductor -Họ vi điều khiển Intel -Họ vi điều khiển National Semiconductor -Họ vi điều khiển Philips Semiconductors 4.Cấu trúc tổng quan vi điều khiển Vi điều khiển 8051 5.1 Tóm tắt lịch sử 8051 Vào năm 1981 Hãng Intel giới thiệu số vi điều khiển gọi 8051 Bộ vi điều khiển có 128 byte RAM, 4K byte ROM chíp, hai định thời, cổng nối tiếp cổng (đều rộng bit) vào tất đặt chíp Lúc coi “hệ thống chíp” 8051 xử lý bit có nghĩa CPU làm việc với bit liệu thời điểm Dữ liệu lớn bit chia thành liệu bit xử lý 8051 có tất cổng vào - I/O cổng rộng bit (xem hình 1) Mặc dù 8051 có ROM chíp cực đại 64 K byte, nhà sản xuất lúc cho xuất xưởng với 4K byte ROM chíp Điều bàn chi tiết sau này.ha 8051 trở nên phổ biến sau Intel cho phép nhà sản xuất khác sản xuất bán dạng biến 8051 mà họ thích với điều kiện họ phải để mã lại tương thích với 8051 Điều dẫn đến đời nhiều phiên 8051 với tốc độ khác dung lượng ROM chíp khác bán nửa nhà sản xuất. Điều quan trọng có nhiều biến thể khác 8051 tốc độ dung lương nhớ ROM chíp, tất chúng tương thích với 8051 ban đầu lệnh Điều có nghĩa ta viết chương trình cho phiên chạy với phiên khác mà không phân biệt từ hãng sản xuất 5.2 Kiến trúc phần cứng họ 8051 +)Kiến trúc bên 8051 bao gồm khối chức sau : - CPU (Central Processing Unit): đơn vị điều khiển trung tâm - Bộ nhớ chương trình ROM bao gồm Kbyte - Bộ nhớ liệu RAM bao gồm 128 byte - Bốn cổng xuất nhập - Hai định thời/bộ đếm 16 bit thực chức định thời đếm kiện - Bộ giao diện nối tiếp (cổng nối tiếp) - Khối điều khiển ngắt với hai nguồn ngắt - Bộ chia tần số +) Sơ đồ chân vi điều khiển 8051 5.3 Tổ chức nhớ Trên vi điều khiển 8051/8052 có nhớ chương trình (ROM) nhớ liệu (RAM) Tuy nhiên dung lượng nhớ chip hạn chế Khi thiết kế ứng dụng địi hỏi nhớ lớn người ta dùng nhớ ngồi +) Bộ nhớ chương trình Bộ nhớ chương trình nhớ đọc, nơi lưu trữ chương trình vi điều khiển Bộ nhớ chương trình họ 8051 thuộc loại sau ROM, EPROM, FLASH khơng có nhớ chương trình chip Với họ vi điều khiển 89xx, nhớ chương trình tích hợp sẵn chip có kích thước nhỏ 4kByte Với vi điều khiển khơng tích hợp sẵn nhớ chương trình chip, buộc phải thiết kế nhớ chương trình bên Địa nhớ chương trình 0000H, địa reset vi điều khiển Ngay bật nguồn reset vi điều khiển, CPU nhảy đến thực lệnh địa 0000H Khi sử dụng nhớ chip chân EA phải nối lên mức logic cao (+5V) Nếu bạn muốn mở rộng nhớ chương trình phải dùng nhớ ngồi với dung lượng tối đa 64Kbyte +) Bộ nhớ liệu Bộ nhớ liệu tồn độc lập so với nhớ chương trình Họ vi điều khiển 8051 có nhớ liệu tích hợp chip nhỏ 128byte mở rộng với nhớ liệu lên tới 64kByte 5.4 Ứng dụng ví dụ +)Mục đích Điều khiển led Đi kèm theo sản phẩm mạch nạp KIT51x (KIT51A, KIT51B, KIT51D, KIT51F,KIT51C,KIT51Lp,KIT51Mp),KITSPIR, +)Sơ đồ mạch điện ứng dụng +)Chương trình điều khiển #include Main segment code public _main cseg at 0000h ljmp _main end rseg Main ;******************************************************** _main: mov sp,#70h ;set stack pointer mov r4,#11111110b LoopMain: lcall DriveLeds lcall Delay sjmp LoopMain ret ;******************************************************** Delay: mov r3,#0 LoopDelay2: mov r2,#0 LoopDelay1: nop nop nop nop nop nop nop nop nop nop inc r2 cjne r2,#255,LoopDelay1 nop inc r3 cjne r3,#255,LoopDelay2 nop ret ;******************************************************** DriveLeds: mov p1,r4 mov rl a,r4 a mov r4,a ret ;******************************************************** End 5.5) Ứng dụng vi điều khiển 8051 -Quản lý lượng: Vi điều khiển 8051 trang bị hệ thống đo lường hiệu giúp vi điều khiển tiết kiệm lượng mức độ lớn -Màn hình cảm ứng: vi điều khiển đại có tính hình cảm ứng vi điều khiển 8051 kèm với tính hình cảm ứng Do có ứng dụng rộng rãi điện thoại di động, máy nghe nhạc game -Lĩnh vực ô tô: vi điều khiển 8051 có ứng dụng rộng rãi lĩnh vực ô tô đặc biệt quản lý xe hybrid Ngoài hệ thống kiểm sốt hành trình chống phanh lĩnh vực khác mà có cơng dụng lớn