Mạch quang báo Ứng dụng vi Điều khiển

Khi sử dụng bằng VXL mạch hoạt động tốt, tiện lợi và đa dạng tuy nhiên giá thành tăng lên nhiều so với EPROM vì kit VXL phải có EPROM lưu chương trình điểu khiển VXL, cài IC ngoại vi, cá

BO GIAO DUC VA DAO TAO

TRUONG DAI HOC SU’ PHAM KY THUAT

DUNG VI DIEU KHIEN

GVHD: NGUYEN PHUO'NG QUANG SVTH: LUONG THE PHUC

1178 SKKL OO11:-

TP Hồ Chí Minh, tháng 07/2002

' Bộ Môn Điện Tử -

Ngày }tháng Thăm 2002

PHIEU CHAM LUAN VĂN TỐT NGHIỆP

(Dành cho người hướng-dẫn/phản biện)

# LUỒNH THỂ .PBÚ(,

8 Để nghị :Được bảo vệ: Bổ sung để được bảo vệ :[] Không được báo vệ : LĨ

2: o câu hồi sinh viên phải trả lời trước hội đồng :

on One Waid da ag ceantatsnncec.ice chu Dass Me,

10 Đánh giá chung (bằng chữ : giỏi, khá, trung bình) „xả Điểm : 3.10

CHỦ KÝ & HỌ TÊN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NA 'TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT „ ĐỘCLẬP_TƯDO_ HẠNH PHÚC

Họ và tên sinh viên: LƯƠNG THẾ PHÚC Mã số sinh viên: 00301038

MACH QUANG BAO UNG DUNG VI ĐIỀU KHIỂN AT89C51

3 Các số liệu ban đầu:

— Âả đua, AA€K.kbAlLAnk.aaesdo „bà “Âu

5 Giáo viên hướng dẫn: NGUYỄN PHƯƠNG QUANG

6 Ngày giao nhiệm vụ: 30/05/2002

7 Ngày hoàn thành nhiệm vụ:13/07/2002

Thông qua bộ môn

Ngày BÍ tháng 07 năm 2002 NgàyA tháng 07 năm 2002

BAN NHAN XET LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DAN

Họ và tên sinh viên: LƯƠNG THẾ PHÚC MSSV: 00301038

BAN NHAN XET LUẬN VAN TOT NGHIỆP CỦA GIÁO VIÊN PHẦN BIỆN

Họ và tên sinh viên: LƯƠNG THẾ PHÚC MSSV: 00301038

Nganh : Điện - Điện tử

Tên để tài:

MACH QUANG BAO ỨNG DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN AT89CS1

Nhận xét của giáo viên phản biện:

Ngày tháng 07 năm 2002

Giáo viên phẳn biện

BAN NHAN XET LUAN VAN TOT NGHIEP CUA HOI DONG GIAM KHAO

Ho va tén sinh vién: LUONG THE PHUC MSSV: 00301038

Tên để tài:

MACH QUANG BAO ỨNG DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN AT89CS1

Nhận xét của hội đồng giám khảo:

Ngày tháng07 năm 2002

Hội đồng giám khảo

Lei cim on

Sinh viên thực hiện xin bày tỏ lòng biết ơn đến thầy Nguyễn Phương Quang với cương vị là người hướng dẫn

chính đã tận tĩnh giúp đỡ trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Sinh viên thực hiện cũng xin bây tổ lòng biết ơn đến các

thầy cô rong tường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật đã tận tình

dạy dỗ và wuyén thụ những kinh nghiệm quý báu trong suốt

thời gian học tập tại trường

Cuối cùng sinh viên thực hiện xin chán thành cảm ơn

sự đóng góp ý kiến cua tat cả các bạn sinh viên trong quá

trình thực hiện luận văn

Sinh viên thực hiện

Lanny Thi Phiic

MUC LUC

‘Trang

Nhiệm vụ của luận văn tốt nghiệp

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn

Nhận xét của giáo viên phần biện

Nhận xét của hội đồng giám khảo

Lời cảm ơn

Mục lục

PHAN l: GIỚI THIỆU ĐỂ TÀI

Lời giới thiệu

Phương án thực hiện 1

PHAN II: NOI DUNG

PHAN A: LY THUYET CHUONG I: KHAO SAT VI DIEU KHIEN 8951

1 GIỚI THIỆU CẤU TRÚC PHẦN CÚNG HỌ MSC 51

I KHAO SAT SO DO CHAN 8951

1II CẤU TRÚC BỘ NHỚ TRONG CỦA VI ĐIỀU KHIỂN 14

1 Hoạt động tổng quát của một bộ nhơ 14

2 Phân loại bộ nhớ 14

3 Tổ chức bộ nhớ vi điều khiển 8951 18

4 Các bank thanh ghi 20

5, Các thanh ghi có chức năng đặc biệt 20

IV HOAT DONG TIMER CUA VI DIEU KHIEN 8951 21

13 Thanh ghi điều khién timer 24

3 Ngất pon nối tiếp

VỀ HOẠT DONG INTERRUPT CCA 805] 30

CHƯƠNG II: LINH KIỆN QUANG BÁO

1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ LINH KIỆN QUANG BÁN DẪN 44

II DIODE PHÁT QUANG (LIGHT EMITTING DIODE-LED) 44

PHẨNB: THIẾT KẾ - THỊ CÔNG

CHUONGI: PHAN CỨNG

Khối xử lý trung tâm

Khối bộ nhớ và nguồn back up

Khối hiển thị

Khối đệm công suất cho hàng và cột

Khối giải mã chọn led

Khối bàn phím

Khối nguồn cung cấp

Các bước thí công, cân chỉnh mạch

CHƯƠNG I: PHAN MEM

Cac mode hoat dong

Nhập dữ liệu

Quy định phím

Hoạt động của chương trình

Giải thuật của chương trình chính

PHANI GIGI THIEU DE TAI

Như chúng tạ đã biết mất người rất nhạy bén với những gì nổi bật ở xung quanh chúng tá Sự tác động của các bảng điện tác động đến mắt người là sớm

nhật và 1 phat chẳng hạn như: các bảng quảng cáo, các bảng đèn trước cửa bưu

phương tiện truyền tải thông tin ngắn gọn, súc tích đến cộng đồng dân cư Đồng

thời mạch quang báo làm cho thông tin trở nên sinh động, dễ gây chú ý và đây là

một trong những yếu tố quan trong trong nền kính tế,

Dé hiểu rõ hơn về quang báo qua để tài mạch quang báo ting dung VK,

sinh viên thực hiện sẽ khảo sát các ứng dụng thực tiễn và các tính năng của mạch quang báo với ứng dụng VĐK8951.

PHAN I

NOI DUNG

PHAN A

LY THUYET

Vi là mạch quang báo nên các led phải sáng tỏ không mờ để người xem

dễ thấy Mạch phải có nhiều chương trình, các chương trình phải sinh động Đồng thời qua để tài phải hiểu được cơ chế hoạt động của mạch quang báo với ứng dụng

của VDK&9SI

Cie phuing in Cae hiin

Npay say kỹ thuật quảng báo đã phát triển rộng rãi, do đó có rất nhiều

cách để thực hiện mạch quang béo, nhu ding IC roi, dung EPROM, ding VXL,

dùng VĐR hày dùng máy tính Mỗi phương phép déu có ưu nhược điểm riêng, nhưng theo hiện nay phương pháp dùng VĐK có ưu thế hơn

Khi dùng IC rời IC giải đa hợp cùng với các led tạo thành mạch ROM,

các led sẽ được sắp xếp theo một trật tự nào đó đáp ứng yêu cầu hiển thị Khi

muốn thay đổi nội dung hiển thị thì phải thay đổi vị trí các led, khi cần hiển thị

nhiều led cân có thêm IC giải đa hợp dẫn đến kích thước mạch lớn và giá thành cao

Khi sử dụng bằng EPROM thì kích thước mạch giảm đáng kể, kích thước

EPROM hau như không tăng theo dung lương bộ nhớ Khi muốn thay đổi chương

trình hiển thị ta chỉ việc viết chương trình mới nạp vào EPROM

Khi sử dụng bằng VXL mạch hoạt động tốt, tiện lợi và đa dạng tuy nhiên giá thành tăng lên nhiều so với EPROM vì kit VXL phải có EPROM lưu chương trình điểu khiển VXL, cài IC ngoại vi, các RAM để nhớ chương trình, các phím nhập dữ liệu do đó kích thước mạch tăng lên nhiều ngoài ra còn phải gửi dữ liệu qua IC ngoai vi (8255A) mới hiển thị trên bắng đèn Do đó việé hiển thị hình ảnh

sẽ rất khó khăn

Z

Khi sử dụng VĐK thì việc thay đổi chương trình trở nên năng động hơn

“Ta có thể thay đổi chương trình hiển thị một cách liên tục thông qua kit nap, khong làm ảnh hưởng đến sự kết nối của mạch vì không cần tháo VĐK ra khỏi mạch

Khi sử dụng mạch quang báo bằng máy tính thì giá thành cao không phù

hợp với thực tế

Qua các phương án nêu ra ta thấy khi sử dụng VĐK ứng dụng trong mạch

quang báo là phù hợp với thực tế hơn hết Mạch đơn giản không phức tạp như

dùng IC rời, chương trình dễ thay đổi hơn khi dùng EPROM Mạch đơn giản và giá

thành thấp hơn khi dùng máy tính

+ —

CHƯƠNG I : KHẢO SÁT VI ĐIỀU KHIỂN 8951

a

I GIGI THIEU CAU TRUC PHAN CUNG HQ MSC - 51 (8951)

Đặc điểm và chức năng hoạt động của các VĐK họ MSC -51 hoàn toàn

tương tự như nhau MSC -51 do hãng Intel sản xuất có các đặc điểm chung như sau :

Có 4Kbyte bộ nhớ EPROM bên trong dùng để lưu trữ chương trình

điều khiển

¥ C6 128 byte RAM ndi

¥ C64 port xuai/ nh4p (Input/Output) Bbit

¥ CO kha nang giao tiếp uyên dữ liệu nối tiếp

¥ Co thé gino tiếp với 64 Kbyte bộ nhớ EPROM bên ngoài dùng để

lưu chương trình điều khiển

v Có thể giao tiếp với 64 Kbyte bộ nhớ EP#OM bén ngoài dùng lưu dữ liệu

Y C62b6 dinh thdi 16 bit

Để dễ dàng hiểu được cấu trúc của họ MSC - 51 ta có thể xem bằng sơ

đồ khối sau:

SERIAL PORT

ane See ee ee a a mel EE pee eer SRS reer ee a G

II KHẢO SÁT SO D6 CHAN 8951

Do họ MSC —51TM4ã trở thành chuẩn công nghiệp nên có rất nhiều hãng

sẵn xuất điển hình là ATMEL Coporation Hãng này đã kết hợp rất nhiều tính

năng dựa trên nền tầng kỹ thuật của mình để tạo ra các VĐK tương thích với MSC

7M nhưng mạnh hơn

AT89C51 la 1 VĐK 8bit do ATMEL sản xuất, chế tạo theo công nghệ CMOS với 8KB Flash (flash programmable and erasable read only memory)

Thiết bị này được chế tạo bằng cách sử dụng kỹ thuật bộ nhớ không bốc hơi mật

đô cao của ATMEL và tương thích với chuẩn công nghiệp MSC- 51” " về tập lệnh

và các chân ra Flash on - chịp cho phép bộ nhớ lập trình được lập trình trong hệ

thông bi mật lập trình viên bình thường AT #951 là một VĐK mạnh (có công xuất lắn) có tính tình động cao và phù hop vé gid cá đối với các ứng dụngVĐK

Các đặc điểm chủ yếu của AT 89C51:

se _ Tương thích hoàn toân vdi ho MSC -51TM ctia INTEL

e - Bộ nhớ chương trình 4Kbyte thuộc loại Flash memory

© DO bén : 1000 lần ghi/xoá

e _ Tân số hoạt động : 0Hz đến 24MHz

« 3 chế độ khoá bộ nhơ

© 256x8 bit RAM ndi

e 32 dudng LO lập trình được (4 port)

e© _2timer/conuter l6 bit

© Sngudn ngắt

« _ Chế độ hạ nguồn và chế độ lười tiêu tốn công suất thấp

1 Sơ đồ chân của VĐK 8951

2 Chức năng của các chân

- Chân 40 là chân cung cấp điện áp nguồn Vcc +5V

- Chân 20 là chân nối mass

- Các từ chân 32 -39 là port 0 các chức năng từ P0.7 đến P0.0 Port 0 là port có 2 chức năng, trong các thiết kế cỡ nhỏ (không dùng bộ nhớ mở rộng) port 0 đóng vai trò như các đường nhập xuất dữ liệu và phải đệm nhờ IC 74244,2008 v.v

Đối với các ứng dụng lớn với bộ nhớ mở rộng khi này port 0 đóng vai trò là các đường tải địa chỉ byte thấp (A0 ~ A7) và là đường tải dữ liệu (D7 — D0)

- Các chân từ 21 ~28 là port 2 (có 2 chức năng ) từ P2.0 đến P2.7 Đối với

các ứng dụng điều nhỏ sử dụng bộ nhớ nội khi đó port 2 đóng vai trò là các đường (/Ó) nhập, xuất dự liệu Đối với các ứng dụng lớn sứ dụng bộ ngoài khi này port 2 đồng vải trề là các đường dia chi byte cao (A# ~ A15) và khí sử dụng các đường, địa chí Không đệm thì dùng điện trở kéo lén

- Khi sứ dụng bộ nhớ bên ngoài có tổng cộng 16 đường địa chỉ từ A0 — A15 khả năng truy xuất bộ nhớ là 216 (64 Kbyte)

- Các chân từ 1 — 8 là port 1 (có một chức náng) từ P 1.0 dén P 1.7 Port 1

là port xuất/nhập đữ liệu có thể dùng để giao tiếp với các thiết bị ngoài bất chấp

sử dụng bộ nhớ nào, port 1 tín hiệu ở mức cao không cần đệm

- Các chân từ 10 —17 là port 3 (là port có công dụng kép) từ P3.0 đến P3.7 vừa có chức năng trao đổi dữ liệu vừa có các chức năng đặc biệt như ở bảng sau:

P3.1 Txd Truyền dữ liệu cho port nối tiếp

P3.4 T0 Ngõ vào cho timer/counter 0 P35 Tl Ngõ vào cho timer/counter 1 P3.6 /WR Xung ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài P3.7 /RD Xung đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài

— E1 ,‡, 1 loaj2UÊ c2 0664 202 N——

~ Chân số 9 RST là ngõ vào Reset Khi ngõ này đựơc đưa lên mức cao (trong ít nhất 2 chu kỳ máy), các thanh ghi bên trong AT 89C51 đựợc tải những giá

trị thích hợp để khởi động hệ thống

~ Chân 18 XTAL2 : đầu ra của bộ khuếch đại dao động đảo

- Chân 19 STALI : đầu vào của bộ khuếch đại dao động đảo cũng là đầu vào đến mạch tạo xung clock nội

- Chân 29 PSEN (Program Store Enable) tín hiệu lấy ra ở chân 29 là tín

hiệu điều khiển để cho phép bộ nhớ chương trình mở rộng và thường đựợc nối đến chan OF (Output Enable) cia | EPROM, PSEN sé 6 mic thấp trong thời gian lấy lệnh Các mã nhị phần của chương trình được đọc tit EPROM qua bus dữ liệu và đước chất vào thanh phí lệnh IR của MSCS1 để giải mã lệnh Khi thi hành chương

trình trong RƠM nội PSEN sẽ ở mức thụ động (mức cao)

- Châu 30 : ALE (Address Latch Enabi

)

Tin hiệu ra ALE trên chân 30 tương hợp với các thiết bị làm việc với các

VNL R0§0,8085,8086 MSC51 dùng ALE một cách tương tự cho việc giải kênh

cúc bus địa chỉ và dữ liệu, khi port 0 đựợc dùng trong chế độ chuyển đổi của nó: vừa là bus dữ liệu vừa là byte thấp của bus địa chi, ALE là tín hiệu để chốt địa chi

vào 1 thanh ghi bên ngoài trong nửa đầu của chu kỳ bộ nhớ Sau đó, các đường port 0 dùng để xuất hoặc nhập dữ liệu trong nửa sau chu kỳ bộ nhớ

Các xung tín hiệu ALE có tốc độ =1/6 lân tẫn số dao động trên chip và có thé dude dùng làm nguồn xung nhịp cho các phần khác của hệ thống Tuy nhiên,

cần chú ý là một xung ALE sẽ bị mất khi truy xuất bộ nhớ ngoài Chân này cũng đựơc làm ngõ vào cho xung lập trình cho EPROM trong các loại có ROM nội Có thể hủy bỏ chức năng của set bit 0 của thanh ghi ở vị trí 8EH Khi bit này được set, ALE chỉ tích cực khi có lệnh MOVX hoặc MOVC, nếu không có các lệnh này ALE ở mức cao Việc set bit 0 của thanh ghi ở vị trí 8EH không làm ảnh hưởng

đến VĐK khi truy cập bộ nhớ ngoài

- Chân 31 EA/Vpp (External Access)

eae eee eee

Oe

EA là ngõ vào để cho phép truy xuất bộ nhớ chương trình từ bên ngoài khi

được nối với GND Khi EA được nối lên Vcc chương trình sẽ được thực thi trong

ROM nội Chân này cũng nhận điện áp 12V (Vpp) trong khi lập trình Flash

3 Các thông số kỹ thuật

Absolute Maximum Ratings*

Oparaing Temperature Tao 8 Cl0 "126G | ‘NOTICE: Stesses beyond hosé sted under “Abschute

Mauimum Ratings” may cause permanent darn storage Temperance -8900 lo 150°C sợe lo the devtce This rating only and

functions operation of the device at these or any

\evage on Aw Pin ‘ther conditions beyond those indicated In the

wis Respect 9 Ground AW WaT Ov ‘operanional sections of this specification ls not

Impled, Exposure 0 absolute maximum rating Maxinwm Opening Vantage om ‘ondivonn for extended periods may atfect device

Tye 00 WAI Veg z Á 0V + 2Á (únles cÈherwEse noied:

- ngơ L8 Yesgs [ERT +“ 02x03 ¥

Vm Cuu Low Vay" m-12nA 046 ý

fora ALE,

le Logie a 0 Videedee Caste Veg" BA Gt = 9 + 10% pe) HA

eam 123

he pit Laing Cut Bett ©, EA) | 18 «Van & Ma a8 HÀ

iymbol | Parameter 12 MHz Oscillator 16 to 24 MHz Oscillator Units

Valid to ALE Low 43 tua 18 ns

‘Address Hold After ALE Low An | — toiei-20 ng ALE Low tp Vabt mewuetonin |” | zm _ 4tcucu.65 ng

st PREN Low to Vata tastuction In ———T Ta TT ÌÏ 3taev48 bế

“XI Input inst uactios | o | 9 Í ns

xứ | Inpul Insti vetier — ] “ tcLei-10 ng

đâu | Address tò Và 312 Stexc155 ns

ral 3 Low to Valid Data In 22 | 5tc;cr-90 ns

tu ‘ALE Low to Valid Data In 517 Bteict-150 ns Avp Address to Valid Data In 585 9torou-165 ns

tự ALE Low to RD or WR Low 200 300 3tercr-50 | 3feucr+B0 ns

AVL Address to RD or WR Low 203 AtcLor-75 ns

ow Data Valid to WR Transition 24 tcuov20 ns

wHiox Data Hold After WR 33 tevci-20 ns RUA RD Low to Address Float 0 0 ns WHud RD or WR High to ALE High 43 123 torcr-20 teuci #25 ns

Bort 2 ‘ Peg PLT OR AB AIS FROM DPH, ⁄⁄ #8 - A15 FROM PCH

ernal Clock Drive Waveforms

nbol Parameter

Oscillator Frequency Clock Period High Time Low Time Rise Time

Fall Time

AT 89 C51 m——

đi Qutput Data Setup to Clack Rising Edge 700 1Oteuc1-133 ns

Gk Output Data Hold After Clock Rising Edge 50 2lgyey-117 ns

Clock Rising Ege to Input Data Valid 700 101cLct-138 ng

c Testing Input/Output Waveforms") Float Waveforms")

Vogt OSV ú6 02 Vọo + 09V

te: 1, AC Inputs during testing are driven at Voc-0.5V for Note: 1 For timing purposes, a port pin is no longer floating

a logic 1 and 0.45V for a logic 0 Timing measure- when a 100 mV change from load voltage occurs A ments are made at Viy min for a logic 1 and Vị, port pin begins to float when 100 mV change from max for a logic 0 the loaded Voy/Vo, level occurs

II.CẤU TRÚC BỘ NHỚ TRONG CUA VBK

MCS 1 có bộ nhớ theo cấu trúc Harvard : có những vùng bộ nhớ riêng biệt

cho chương trình và dữ liệu, cả chương trình và dữ liệu có thể ở bên trong, tuy nhiên chúng có thể đựơc mở rộng bằng các thành phân ngoài lên đến tối da

64Kbytes bộ nhớ chương trình và 64Kbytes bộ nhớ dữ liệu

1 Hoạt động tổng quát của một bộ nhớ

Qúa trình hoạt động truy xuất dữ liệu của bộ nhớ đều thông qua các bước:

œ Nhận địa chí để chọn đúng ô nhớ cần truy xuất

® ˆ Nhận tín biệu điểu khiển, tín hiệu này sẽ cho phép đọc hay ghi dữ liệu

Các đường điều khiển bao gồm ngõ vào Memory Enable và ngõ vào Read/Write

- Ngd vao Memory Enable ding để cho phép bộ nhớ hoạt động

- Ngõ vào Read/Write dùng để xác định chế độ hoạt động của bộ nhớ

đọc dữ liệu ra hay ghi dữ liệu vào

- Các đường địa chỉ vào xác định đúng địa chỉ ô nhớ cần truy xuất

- Các đường dữ liệu dùng để truyền dữ liệu 2 chiều

2 Phân loại bộ nhớ

Bộ nhớ được phân thành 2 loại, mỗi loại có cơ chế hoạt động khác nhau

nhưng cùng có chức năng chính là lưu trữ dữ liệu

~ Bộ nhớ chỉ đọc (ROM - Read Only Memory) : Trong lúc hoạt động bình

thường, dữ liệu chỉ có thể đọc ra chứ không có thể ghi vào

~ Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhién (RAM - Random Access Memory) : bat

MACH QUANG BAO UNG DUNG UDK GVHD: Aguydn Pheamg Quang

kỳ ô nhớ nào cũng dễ dàng truy xuất như những ô nhớ khác tức là dữ liệu có thể dễ

dàng ghi vào cũng như đọc ra

a) Bộ nhớ ROM

'ROM là bộ nhớ được thiết kế cho các ứng dụng cân tỷ lệ đọc dữ liệu cao,

ROM lưu trữ dữ liệu cố định và trong khi hoạt động bình thường chỉ dùng để đọc

dữ liệu ra chứ không thể ghi dữ liệu vào ROM

Có nhiều loại ROM khác nhau, dưới đây là một số loại ROM thường gặp:

Y PROM (Programmable ROM) : Loại ROM này chỉ có thể lập trình được một

lần, sau đó không thể xóa hay nap lại để thay đổi dữ liệu

¥ FPROM (tasable Promgrammable ROM) : Với loại ROM này, dữ liệu có thể

xóa đi để nạp dừ liệu mới được, Tuy nhiên, khí cân thay đổi giá trị của một ô

nhà thì Không thể chỉ xóa dữ liệu của 6 nhớ 42 ma phải xóa hết rồi nạp lại toàn

Bộ nhớ RAM là bộ nhớ thay đổi, bất kỳ ô nhớ nào cũng có thể truy xuất

dễ dàng và thời gian truy xuất của các ô nhớ là như nhau Khác với bộ nhớ ROM,

dữ liệu trong RAM sẽ mất đi khi nguồn điện cung cấp bị mất Tuy vậy có thể khắc

phục điều này bằng cách sử dụng nguồn pin để back up cho RAM

RAM thường được dùng trong các hệ thống điều khiển tự động để lưu trữ

dữ liệu tạm thời chương trình hay các dữ liệu Do nội dung dữ liệu trong RAM thường thay đổi liên tục trong quá trình hoạt động nên yêu câu chu kỳ đọc và ghỉ của RAM phải nhanh để không làm ảnh hưởng đến tốc độ của cả hệ thống

SVTH: LƯƠNG THẾ PHÚC trang 15

MACH QUANG BAO UNG DUNG UDK GVHD : Agaydn Phutng Quang

Cũng như bộ nhớ ROM, bộ nhớ RAM cũng dùng thanh ghi để lưu trữ dữ

liệu, mỗi thanh ghi lưu trữ một dữ liệu và chỉ tương ứng với một địa chỉ duy nhất Khác với bộ nhớ ROM, bộ nhớ RAM còn có đường điều khiển cho phép ghi hoặc

đọc dữ liệu:R\W

Bộ nhớ RAM được chia lam hai loai : SRAM va DRAM

¥ SRAM (Static RAM) con gọi là RAM tĩnh Đây là loại RAM lưu trữ dữ liệu

cho đến khi nào nguồn nuôi không còn S&RAM thực chất là những Flip - Flop

(FP), trọng đó mỗi EF là một phần tử nhớ đại diện cho một bit

¥ DRAM (Dynamic RAM) còn gọi là RAM động RAM động có tế bào nhớ là

một Fhp - Flop nhưng dùng kỹ thuật MOS để lưu trữ các bịt 0 hay 1 trong các

điện dụng bẩm sinh giữa cửa và lớp nền của transistor MOS, do đó dữ liệu này

khang được duy trì lâu do sự rỉ của các tụ cũag như của các transistor MOS xung quanh nó nên cần đựợc làm tươi (refesh) trong khoảng vài mili giây nếu Không sẽ bị mất dữ liệu Sự làm tươi RAM cẩn phải có bộ điều khiển điều đó

nói lên khuyết điểm của RAM tĩnh nhưng ngực lại nó có nhiễu ưu điểm : dung

lượng nhớ, tốc độ, công xuất tiêu thụ, giá thành hạ

RAM có nhiều loại với các dung lượng khác nhau Sau đây là bầng liệt kê

MACH QUANG BAO UNGDUNGUDK = GVHD: Aguydn Phutmg Quang

Các đặc điểm chủ yếu của SRAM 6264 :

- Dung lugng 8KB

- Nguén cung cấp 5V+/- 10%

~ Thời gian truy xuất nhanh 10,15,25,35ns

- _ Công suất tiêu tán thấp 1W

- Giao tiếp TTL _ ngõ ra 3 trạng thái

Cấu tạo và chức năng các chân

‘Truth Table

Recommended DC Operating Conditions (Tt «O10 *70°C)

We cE MGớ Wout he

wot er tah Supyvoup on “ st 8h 9

arse Syntat tang uất

Tamia tage" w aster

For esi m 0 w

Sung: tnpeaure "ng sees x

‘Storage temperature (under bias} This l0 985: c

MACH QUANG BAO UNG DUNGUBK GVHD: Aguydn Phetmg Quang

3 Tổ chức bộ nhớ VĐK 8951

Bộ nhớ trong 8951 bao gồm EPROM và RAM

RAM trong 8951 bao gồm nhiễu thành phân : phân trữ đa dụng, phần lưu trữ địa chỉ có thể truy xuất từng bit, các băng thanh ghỉ và các thanh ghi chức năng đặc biệt

MACH QUANG BAO UNG DUNG UDK GVHD: Apaydn Phatmg Quang

ig 8D không được địa chi hoá bit [rH

io 8C không được địa chỉ hoá bit THO

8 8B [khong duge dia chi hoá bit HrLI

0 8A không được địa chỉ hoá bit Lo

10

00 |mặc định cho R0—R7) 88 7 R6 Rs R4 R32 1 Bo Ƒ0

RAMCÁC THANH GHI CHỨC NĂNG ĐẶC BIỆT

MACH QUANG BAO UNG DUNG UDK GVHD: Apayén Phuamg Quang

Hai đặc tính cần lưu ý về tổ chức bộ nhớ mà VĐK 8951 là:

s# Các thanh ghi và các port xuất nhập đã được định vị trong bộ nhớ và

có thể truy xuất trực tiếp giống như các địa chỉ bộ nhớ khác

® Ngăn xếp bên trong RAM nội nhỏ hơn so với RAM ngoại so với các

bộ nhớ VXL khác

- RAM bén trong 8951 duge phân chia như sau:

« _ Các bank thanh phi có địa chỉ từ 00H đến 1FH

©— RAM địa chỉ hoá từng bít có địa chỉ từ 20H đến 2PH

© RAM da dung uf 30H dén TPH

© Cae thanh ghi chức năng đặc biệt từ 80 H đến FEH

4 Cae bank thanh ghi

33 bạ te thấp của bộ nhớ nội được danh cho các bank thanh ghỉ Bộ lệnh

N951 hệ trợ thanh ghủ có tên là RO đến R7 và theo mác định sau khí reset hệ thống thì các thành phí RO đến R7 duoc gan cho 8 6 nhd 06 địa chỉ từ (⁄)H đến TH

- Các lệnh dùng các thanh ghi R0 đến R7 sẽ ngắn hơn và nhanh hơn so với các lệnh có chức năng tương ứng nếu dùng kiểu địa chỉ trực tiếp Các dữ liêu được dùng thường xuyên nên dùng 1 trong các thanh ghi nay

- Do có 4 bank thanh ghi nên tại 1 thời điểm chỉ có 1 bank, thanh ghi được

truy xuất bởi các thanh ghi từ R0 đến R7, để chuyển đổi việc truy xuất các bank

thanh ghỉ ta phải thay đổi các bit chọn bank trong thanh ghí trạng thái

5 Các thanh ghi có chức năng đặc biệt

Các thanh ghi nội của 8951 đực truy xuất ngầm bởi bộ lệnh

Các thanh ghi nội của 8951 đực định dạng như một phần của RAM trên chip vì vậy mỗi thanh ghi sẽ có một địa chỉ ( trừ thanh ghi bộ đếm chương trình và thanh ghi lệnh vì các thanh ghi này hiếm khi bị tác động trực tiếp) Cũng như các thanh ghi R0 đến R7, VĐK 8951 có 21 thanh ghỉ có chức năng đặc biệt (SFR :Special Function Register) nằm ở vùng trên của RAM nội từ địa chỉ 80H đến

EEH Ngoại trừ thanh ghi A có thể được truy xuất ngầm đa số các thanh ghỉ có

chức năng đặc biêt có thể địa chỉ hóa từng bit hoặc byte

MACH QUANG BAO UNG DUNG UDK GVHD : Aguyén Pheoong Quang

IV HOAT DONG TIMER CUA 8951:

1 Giới Thiệu:

- Bộ định thời của Timer là một chuỗi các Flip Flop được chia làm 2, nó

nhận tín hiệu vào là một nguồn xung clock, xung clock được đưa vào Flip Flop thi

nhất là xung clock của Flip Flop thứ hai mà nó cũng chia tần số clock này cho 2 và cứ

tiếp tục

- Vì mỗi tẳng kế tiếp chia cho 2, nên Timer n tầng phải chia tần số clock

ngõ vào cho 2", Ngo ra cla ting cuối cùng là clock của Flip Flop tràn Timer hoặc

cờ mà nỗ kiếm tra bởi phẩn mêm hoậc sinh ra ngất Giá trị nhị phân trong các FE của bộ Timer có thể được nghÏ như đếm xung clock hoác các sự kiện quan trọng,

bi vì Timei được khởi động, Ví dụ Timer 16 bit có thể đếm đến từ FFFFH sang OOOOH

~ Hoạt động của Timer đơn gidn 3 bít được mính họa như sau:

MACH QUANG BAO UNG DUNGUDK GVHD: Aguydn Shuang Quang

- Trong hình trên mỗi tầng là một EF loại D phú định tác động cạnh xuống

được hoạt động ở mode chia cho 2 (ngõ ra Q\ được nối vào D) FF cờ là một bộ

chốt đơn giản loại D được set bởi tầng cuối cùng trong Timer Trong biểu đổ thời gian, tầng đầu đổi trạng thái ở ⁄ tân số clock, tâng thứ hai đổi trạng thái ở tần số 1⁄4

tn s6 clock SO đếm được biết ở dạng thập phân và được kiểm tra lại dễ dàng bởi việc kiểm tra các tầng của 3 FF Ví dụ số đếm “4” xuất hiện khi Q2=1, Q1=0,

Q0=0 (4,o=100;)

- Các Timer được ứng dụng thực tế cho các hoạt động định hướng 8951

có 2 bộ Timer 16 bit, mdi Timer có 4 mode hoạt động Các Timer ding để đếm

gờ, đêm các sự kiện cần thiết và sự sinh ra tốc độ của tốc độ Baud bởi sự gắn liền

Đồn nội bếp

Mãi sự tịnh thời là một Timer 16 bịt, đo 42 tắng cuối cùng là tầng thứ 16

sé chia tin sé clock vio cho 2!° = 65.536

- Trong các ứng dụng định thời, 1 Timer được láp trình để tràn ở một Khoáng thời gian đều đặn và được set cờ tràn Timer Cờ được dùng để đồng bộ chương trình để thực hiện một hoạt động như việc đưa tới 1 tầng các ngõ vào hoặc gởi dữ liệu đếm ngõ ra Các ứng dụng khác có sử dụng việc ghi giờ đều đều của Timer để đo thời gian đã trôi qua hai trạng thái (ví dụ đo độ rộng xung) Việc đếm một sự kiện được dùng để xác định số lần xuất hiện của sự kiện đó, tức thời gian

trôi qua giữa các sự kiện

- Các Timer của 8951 được truy xuất bởi việc dùng 6 thanh ghi chức năng

đặc biệt như sau:

Timer SER Purpose Address Bit-Addressable

MACH QUANG BAO UNGDUNGUBK GVHD: Agayin Phuong Quang

2 Thanh ghi mode timer (TIMER MODE REGITER):

- Thanh ghi mode gdm hai nhóm 4 bit 1a: 4 bit thấp đặt mode hoạt động

cho Timer 0 và 4 bịt cao đất mode hoạt động cho Timer 1 8 bit của thanh ghi TMOD được tôm tắt như sau:

7 GATE 1 Khi GATE = |, Timer chi Jam viéc khi INT1=1

6 | cr 1 Bit cho dém su kiện hay ghi giờ

C/T =1 : Đếm sự kiện

C/T =0: Ghi giờ đều đặn

5 MI 1 Bit chon mode cia Timer 1

4 MO 1 Bit chon mode cia Timer 1

2 crt 0 Bit chọn Counter/Timer của Timer 0

1 MI 0 Bit chon mode ciia Timer 0

0 M0 0 Bit chọn mode của Timer 0

Hai bit M0 và MI của TMOD dé chon mode cho Timer 0 hoặc Timer 1

0 0 0 Mode Timer 13 bit (mode 8048)

0 1 1 Mode Timer 16 bit

1 0 2 Mode tu déng nap 8 bit

1 1 3 Mode Timer tách ra :

'Timer 0 T10 là 'Timer 8 bịt được điều khiển bởi các

bịt của Timer 0 THƠ tương tự nhưng được điều khiển

bởi các bịt của made Timer 1

Timer ] : Được ngững lại

- TMOD không có bit định vị, nó thường được LOAD một lần bởi phần

mềm ở đầu chương trình để khởi động mode Timer Sau 46 sự định giờ có thể dừng lại, được khởi động lại như thế bởi sự truy xuất các thanh ghi chức năng đặc biệt của Timer khác

3 Thanh ghi diéu khién timer (TIMER CONTROL REGISTER):

- Thanh ghi diéu khién bao gồm các bit trạng thái và các bit điều khiển bởi Timer 0 va Timer 1 Thanh ghi TCON có bit định vị Hoạt động của từng bịt

được tóm tắt như sau:

Cờ tràn Timer 1 được set béi phan cứng ở

sự tràn, được xóa bởi phần mềm hoặc bởi phần cứng khi các vectơ xử lý đến thú tục phục vụ ngắt ISR

MACH QUANG BAO UNGDUNGUBK GVHD: Aguydn Phuwng Quang

TCON.6 | TRI 8EH Bit diéu khiển chạy Timer 1 được set hoặc

xớa bởi phần mềm để chạy hoặc ngưng

chay Timer

TCON.S | TFO 8DH Cờ tràn Timer 0(hoạt động tương tự TF1)

TCON.4 | TRO 8CH Bit diéu khién chạy Timer 0 (giống TRI)

TCON.3 |IEI SBH Cờ kiểu ngắt 1 ngoài Khi cạnh xuống xuất

hiện trên INTI thì IEI được xóa bởi phẩn|

mêm hoặc phân cứng khi CPU định hướng

đến thủ tục phục vụ ngất ngoài

8AH Cờ kiểu ngất Ï ngoái được set hoặc xóa bằng

phấn mềm bởi cạnh kích hoạt bởi sự ngắt

ngoài

TCON.L | 1E0 89H Cờ cạnh ngất 0 ngoài

TCON ITO 88H Co kiéu ngét 0 ngoai

4, Cdc mode va cd tran (TIMER MODES AND OVERFLOW):

- 8951 co 2 Timer Ia Timer 0 va timer 1 Ta ding ký hiệu TLx và Thx để chỉ 2 thanh ghi byte thấp và byte cao của Timer 0 hoặc Tmer 1