Bài giảng lý thuyết vi xử lý - Chương 2: Phần cứng vi điểu khiển 8051 potx

ÐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINHÐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ ðIỆN TỬKHOA CÔNG NGHỆ ðIỆN TỬ BỘ MÔN ðIỆN TỬ CÔNG NGHIỆPBỘ MÔN ðIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP BÀI GIẢNG LÝ THUYẾTBÀI GIẢNG LÝ THUYẾT VI XỬ LÝVI XỬ LÝ TP. HỒ CHÍ MINHTP. HỒ CHÍ MINH THÁNG 09THÁNG 09 20092009 VI XỬ LÝVI XỬ LÝ GiáoGiáo viên: PHẠM QUANG TRÍviên: PHẠM QUANG TRÍ ÐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINHÐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ ðIỆN TỬKHOA CÔNG NGHỆ ðIỆN TỬ BỘ MÔN ðIỆN TỬ CÔNG NGHIỆPBỘ MÔN ðIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP CHƯƠNG 2CHƯƠNG 2 PHẦN CỨNGPHẦN CỨNG VI ðIỀU KHIỂN 8051VI ðIỀU KHIỂN 8051 GIỚI THIỆU CHUNGGIỚI THIỆU CHUNG  Một số ñặc trưng cơ bản của chip 8051:Một số ñặc trưng cơ bản của chip 8051:  Bộ nhớ chương trình (ROM) bên trong: Bộ nhớ chương trình (ROM) bên trong: 4 KB4 KB  Bộ nhớ dữ liệu (RAM) bên trong: Bộ nhớ dữ liệu (RAM) bên trong: 128 byte128 byte  Bộ nhớ chương trình (ROM) bên ngoài: Bộ nhớ chương trình (ROM) bên ngoài: 64 KB 64 KB (tối ña)(tối ña)  Bộ nhớ dữ liệu (RAM) bên ngoài:Bộ nhớ dữ liệu (RAM) bên ngoài: 64 KB 64 KB (tối ña)(tối ña)  4 port xuất nhập (I/O Port) 8 bit.4 port xuất nhập (I/O Port) 8 bit. 4 port xuất nhập (I/O Port) 8 bit.4 port xuất nhập (I/O Port) 8 bit.  2 bộ ñịnh thời (Timer) 16 bit.2 bộ ñịnh thời (Timer) 16 bit.  Mạch giao tiếp nối tiếp (Serial Port).Mạch giao tiếp nối tiếp (Serial Port).  Mạch xử lý ngắt (Interrupt).Mạch xử lý ngắt (Interrupt).  Bộ xử lý bit (thao tác trên các bit riêng lẻ).Bộ xử lý bit (thao tác trên các bit riêng lẻ).  210 vị trí nhớ ñược ñịnh ñịa chỉ, mỗi vị trí 1 bit.210 vị trí nhớ ñược ñịnh ñịa chỉ, mỗi vị trí 1 bit.  Thực hiện phép nhân/chia trong 4 µs.Thực hiện phép nhân/chia trong 4 µs. GIỚI THIỆU CHUNGGIỚI THIỆU CHUNG  Các phiên bản khác của chip 8051:Các phiên bản khác của chip 8051:  Vi ñiều khiển 80C31 / 80C32:Vi ñiều khiển 80C31 / 80C32:  ROM trongROM trong không tích hợpkhông tích hợp  RAM trongRAM trong 128 byte128 byte (31) / (31) / 256 byte256 byte (32)(32)  Bộ ñịnh thờiBộ ñịnh thời 2 bộ 2 bộ (31) / (31) / 3 bộ 3 bộ (32)(32)  Tín hiệu ngắtTín hiệu ngắt 5 tín hiệu 5 tín hiệu (31) / (31) / 6 tín hiệu 6 tín hiệu (32)(32)  Cổng xuất/nhậpCổng xuất/nhập 32 chân32 chân  Cổng xuất/nhậpCổng xuất/nhập 32 chân32 chân GIỚI THIỆU CHUNGGIỚI THIỆU CHUNG  Các phiên bản khác của chip 8051:Các phiên bản khác của chip 8051:  Vi ñiều khiển 80C51 / 80C52:Vi ñiều khiển 80C51 / 80C52:  ROM trongROM trong 4 KB4 KB (51) / (51) / 8 KB8 KB (52) dùng (52) dùng PROMPROM  RAM trongRAM trong 128 byte128 byte (51) / (51) / 256 byte256 byte (52)(52)  Bộ ñịnh thờiBộ ñịnh thời 2 bộ 2 bộ (51) / (51) / 3 bộ 3 bộ (52)(52)  Tín hiệu ngắtTín hiệu ngắt 5 tín hiệu 5 tín hiệu (51) / (51) / 6 tín hiệu 6 tín hiệu (52)(52)  Cổng xuất/nhậpCổng xuất/nhập 32 chân32 chân  Cổng xuất/nhậpCổng xuất/nhập 32 chân32 chân GIỚI THIỆU CHUNGGIỚI THIỆU CHUNG  Các phiên bản khác của chip 8051:Các phiên bản khác của chip 8051:  Vi ñiều khiển 87C51 / 87C52:Vi ñiều khiển 87C51 / 87C52:  ROM trongROM trong 4 KB4 KB (51) / (51) / 8 KB8 KB (52) dùng (52) dùng UVUV EPROMEPROM  RAM trongRAM trong 128 byte128 byte (51) / (51) / 256 byte256 byte (52)(52)  Bộ ñịnh thờiBộ ñịnh thời 2 bộ 2 bộ (51) / (51) / 3 bộ 3 bộ (52)(52)  Tín hiệu ngắtTín hiệu ngắt 5 tín hiệu 5 tín hiệu (51) / (51) / 6 tín hiệu 6 tín hiệu (52)(52)  Cổng xuất/nhậpCổng xuất/nhập 32 chân32 chân  Cổng xuất/nhậpCổng xuất/nhập 32 chân32 chân GIỚI THIỆU CHUNGGIỚI THIỆU CHUNG  Các phiên bản khác của chip 8051:Các phiên bản khác của chip 8051:  Vi ñiều khiển 89C51 / 89C52:Vi ñiều khiển 89C51 / 89C52:  ROM trongROM trong 4 KB4 KB (51) / (51) / 8 KB8 KB (52) dùng (52) dùng Flash ROMFlash ROM  RAM trongRAM trong 128 byte128 byte (51) / (51) / 256 byte256 byte (52)(52)  Bộ ñịnh thờiBộ ñịnh thời 2 bộ 2 bộ (51) / (51) / 3 bộ 3 bộ (52)(52)  Tín hiệu ngắtTín hiệu ngắt 5 tín hiệu 5 tín hiệu (51) / (51) / 6 tín hiệu 6 tín hiệu (52)(52)  Cổng xuất/nhậpCổng xuất/nhập 32 chân32 chân  Cổng xuất/nhậpCổng xuất/nhập 32 chân32 chân GIỚI THIỆU CHUNGGIỚI THIỆU CHUNG  Các phiên bản khác của chip 8051:Các phiên bản khác của chip 8051:  Vi ñiều khiển 89C1051 / 89C2051:Vi ñiều khiển 89C1051 / 89C2051:  ROM trongROM trong 1 KB1 KB (1051) / (1051) / 2 KB2 KB (2051) dùng (2051) dùng Flash ROMFlash ROM  RAM trongRAM trong 64 byte64 byte (1051) / (1051) / 128 byte128 byte (2051)(2051)  Bộ ñịnh thờiBộ ñịnh thời 1 bộ 1 bộ (1051) / (1051) / 2 bộ 2 bộ (2051)(2051)  Tín hiệu ngắtTín hiệu ngắt 3 tín hiệu 3 tín hiệu (1051) / (1051) / 5 tín hiệu 5 tín hiệu (2051)(2051)  Cổng xuất/nhậpCổng xuất/nhập 15 chân15 chân  Cổng xuất/nhậpCổng xuất/nhập 15 chân15 chân GIỚI THIỆU CHUNGGIỚI THIỆU CHUNG  Các phiên bản khác của chip 8051:Các phiên bản khác của chip 8051:  Vi ñiều khiển 89V51RB2 / RC2 / RD2:Vi ñiều khiển 89V51RB2 / RC2 / RD2:  ROM trongROM trong 16 KB16 KB (RB) / (RB) / 32 KB32 KB (RC) / (RC) / 64 KB64 KB (RD) dùng (RD) dùng Flash ROMFlash ROM  ROM trong có tính năng ISP và IAP.ROM trong có tính năng ISP và IAP.  RAM trongRAM trong 1 KB1 KB  Bộ ñịnh thờiBộ ñịnh thời 3 bộ + 1 Watch3 bộ + 1 Watch dogdog  Bộ ñịnh thờiBộ ñịnh thời 3 bộ + 1 Watch3 bộ + 1 Watch dogdog  Tín hiệu ngắtTín hiệu ngắt 8 tín hiệu8 tín hiệu  Cổng xuất/nhậpCổng xuất/nhập 32 chân32 chân  Thanh ghi DPRTThanh ghi DPRT 2 thanh ghi2 thanh ghi  Tần số xung clockTần số xung clock 0 0 –– 40 MHz40 MHz  Chuẩn giao tiếpChuẩn giao tiếp PPI, SPI, UARTPPI, SPI, UART  PCA có tính năng PWM và Capture/ComparePCA có tính năng PWM và Capture/Compare SƠ ðỒ KHỐI VI ðIỀU KHIỂN 8051SƠ ðỒ KHỐI VI ðIỀU KHIỂN 8051 ðơn vị xử lý trung tâm ðơn vị xử lý trung tâm → →→ →→ →→ → tính toán và ñiều khiển tính toán và ñiều khiển quá trình hoạt ñộng của toàn hệ thốngquá trình hoạt ñộng của toàn hệ thống [...]...SƠ ð KH I VI ðI U KHI N 8051 M ch dao ñ ng → t o tín hi u xung clock cung c p cho các kh i trong chip ho t ñ ng SƠ ð KH I VI ðI U KHI N 8051 B nh d li u trong chip → lưu tr các d li u SƠ ð KH I VI ðI U KHI N 8051 B nh chương trình trong chip → lưu tr chương trình ho t ñ ng c a chip SƠ ð KH I VI ðI U KHI N 8051 Các port xu t/nh p → ñi u khi n vi c xu t nh p d li u dư i d ng song... SƠ ð CHÂN VI ðI U KHI N 8051 SƠ ð CHÂN VI ðI U KHI N 8051 Cung c p ngu n ñi n cho chip 8051 ho t ñ ng Vcc = +5V ± 10% GND = 0V SƠ ð CHÂN VI ðI U KHI N 8051 Dùng ñ n i v i th ch anh ho c m ch dao ñ ng t o xung clock bên ngoài, cung c p tín hi u xung clock cho chip ho t ñ ng XTAL1 → ngõ vào m ch t o xung clock trong chip XTAL2 → ngõ ra m ch t o xung clock trong chip SƠ ð CHÂN VI ðI U KHI N 8051 Dùng... các chân T0, T1 SƠ ð KH I VI ðI U KHI N 8051 Port n i ti p → ñi u khi n vi c xu t nh p d li u dư i d ng n i ti p gi a trong và ngoài chip thông qua các chân TxD, RxD SƠ ð KH I VI ðI U KHI N 8051 ði u khi n ng t → nh n tín hi u ng t t bên ngoài (INT0\ INT1\ (INT0\, INT1\), b ñ nh th i và c ng n i ti p, l n lư t ñưa các tín hi u ng t này ñ n CPU ñ x lý SƠ ð KH I VI ðI U KHI N 8051 H th ng bus → liên k... (8 bit) gi a trong và ngoài chip SƠ ð KH I VI ðI U KHI N 8051 ði u khi n bus → ñi u khi n ho t ñ ng c a h th ng bus và vi c di chuy n thông tin trên h th ng bus SƠ ð KH I VI ðI U KHI N 8051 Các thanh ghi khác → lưu tr d li u c a các port xu t/nh p, tr ng thái làm vi c c a các kh i trong chip trong su t quá trình ho t ñ ng c a h th ng SƠ ð KH I VI ðI U KHI N 8051 B ñ nh th i → dùng ñ ñ nh th i gian ho... s th ch anh SƠ ð CHÂN VI ðI U KHI N 8051 Port xu t nh p d li u (song song) Port xu t d li u Hình nh ch mang tính ch t minh h a SƠ ð CHÂN VI ðI U KHI N 8051 Port xu t nh p d li u (song song) Port xu t d li u Hình nh ch mang tính ch t minh h a SƠ ð CHÂN VI ðI U KHI N 8051 Port xu t nh p d li u (song song) Port xu t d li u Hình nh ch mang tính ch t minh h a SƠ ð CHÂN VI ðI U KHI N 8051 Port xu t nh p d... 0 → Chip 8051 ho t ñ ng bình thư ng RST = 1 → Chip 8051 ñư c thi t l p l i tr ng thái ban ñ u SƠ ð CHÂN VI ðI U KHI N 8051 Tín hi u cho phép thi t l p (ñ t) l i tr ng thái ban ñ u cho h th ng Tín hi u nh p, tích c c m c cao RST = 0 → Chip 8051 ho t ñ ng bình thư ng RST = 1 → Chip 8051 ñư c thi t l p l i tr ng thái ban ñ u SƠ ð CHÂN VI ðI U KHI N 8051 Tín hi u cho phép thi t l p (ñ t) l i tr ng thái... trong chip SƠ ð CHÂN VI ðI U KHI N 8051 Tín hi u cho phép thi t l p (ñ t) l i tr ng thái ban ñ u cho h th ng Tín hi u nh p, tích c c m c cao RST = 0 → Chip 8051 ho t ñ ng bình thư ng RST = 1 → Chip 8051 ñư c thi t l p l i tr ng thái ban ñ u SƠ ð CHÂN VI ðI U KHI N 8051 Tín hi u cho phép thi t l p (ñ t) l i tr ng thái ban ñ u cho h th ng Tín hi u nh p, tích c c m c cao RST = 0 → Chip 8051 ho t ñ ng bình... ng) b nh chương trình (ROM) bên ngoài Tín hi u nh p, tích c c m c th p EA\ = 0 → S EA\ ROM ngoài EA\ = 1 → S EA\ ROM trong d ng chương trình c a d ng chương trình c a Chân EA\ không bao gi ñư c phép b tr ng EA\ SƠ ð CHÂN VI ðI U KHI N 8051 Tín hi u cho phép truy xu t (ñ c) b nh chương trình (ROM) ngoài Tín hi u xu t, tích c c m c th p PSEN\ PSEN\ = 0 → Trong th i gian CPU tìm n p l nh t ROM ngoài PSEN\... cho phép OE\ CPU ñ c mã l nh t ROM ngoài SƠ ð CHÂN VI ðI U KHI N 8051 Tín hi u cho phép ch t ñ a ch ñ th c hi n vi c gi i ña h p cho bus ñ a ch byte th p và bus d li u ña h p (AD0 – AD7) Tín hi u xu t, tích c c m c cao ALE = 0 → Trong th i gian bus AD0 AD7 ñóng vai trò là bus D0 - D7 D7 ALE = 1 → Trong th i gian bus AD0 AD7 ñóng vai trò là bus A0 - A7 A7 f ALE f OSC = 6 Trong ñó: fALE (MHz): T n s... ng Tín hi u nh p, tích c c m c cao RST = 0 → Chip 8051 ho t ñ ng bình thư ng RST = 1 → Chip 8051 ñư c thi t l p l i tr ng thái ban ñ u tRe set ≥ 2 × TMachine 12 TMachine = f OSC Trong ñó: TRESET (us): Th i gian reset t i thi u TMACHNIE (us): Chu kỳ máy fOSC (MHz): T n s th ch anh SƠ ð CHÂN VI ðI U KHI N 8051 Tín hi u cho phép truy xu t (s d ng) b nh chương trình (ROM) bên ngoài Tín hi u nh p, tích c . ðIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP BÀI GIẢNG LÝ THUYẾTBÀI GIẢNG LÝ THUYẾT VI XỬ L VI XỬ LÝ TP. HỒ CHÍ MINHTP. HỒ CHÍ MINH THÁNG 09THÁNG 09 20092009 VI XỬ L VI XỬ LÝ GiáoGiáo vi n: PHẠM QUANG TR vi n: PHẠM QUANG. NGHIỆP CHƯƠNG 2CHƯƠNG 2 PHẦN CỨNGPHẦN CỨNG VI ðIỀU KHIỂN 805 1VI ðIỀU KHIỂN 8051 GIỚI THIỆU CHUNGGIỚI THIỆU CHUNG  Một số ñặc trưng cơ bản của chip 8051: Một số ñặc trưng cơ bản của chip 8051: . Capture/Compare SƠ ðỒ KHỐI VI ðIỀU KHIỂN 8051SƠ ðỒ KHỐI VI ðIỀU KHIỂN 8051 ðơn vị xử lý trung tâm ðơn vị xử lý trung tâm → →→ →→ →→ → tính toán và ñiều khiển tính toán và ñiều khiển quá trình hoạt