thiết kế mạch VDK đếm sản phẩm, chương 7 pdf

Luận văn tốt nghiệp Trang 1 GVHD Nguyễn Việt Hùng Chương 7: Xếp chồng các vùng nhớ chương trình và dữ liệu bên ngoài Vì bộ nhớ chương trình là Rom nên xảy ra vấn đề bất tiện khi phát triển phần mềm cho 8051 là tổ chức bộ nhớ như thế nào để có thể sửa đổi chương trình và có thể ghi trở lại khi nó được chứa trong bộ nhớ Rom. Cách giải quyết là xếp chồng các vùng dữ liệu và chương trình. Một bộ nhớ Ram có thể chứa cả chương trình và dữ liệu bằng cách nối đường OE\ của Ram đến ngõ ra cổng AND có 2 ngõ vào là PSEN\ và RD\. Sơ đồ mạch như hình sau cho phép bộ nhớ Ram có 2 chức năng vừa là bộ nhớ chương trình vừa là bộ nhớ dữ liệu. Vậy 1 chương trình có thể được tải vào Ram (bằng cách ghi nó như bộ nhớ dữ liệu) và thi hành chương trình (bằng cách truy xuất nó như bộ nhớ chương trình) 3. Khối hiển thò: a.Sơ đồ khối của mạch hiển thò: Bộ phận hiển thò gồm 8 led 7 đoạn anod chung. Vì các vi xử lí xử lí các dữ liệu là số nhò phân (1,0 ) nên cần có sự giãi mã từ số nhò phân sang số thập phân. Sự giải mã có thể dùng giải mã bằng phần cứng (IC giải mã). Tuy nhiên với phần mềm quét led người ta có thể giảm bớt được các IC giải mã giảm giá thành của mạch điện. Nhưng để kết nối với mạch hiển thò phải cần có IC WR RAM OE\ WR RD PSEN Luận văn tốt nghiệp Trang 2 GVHD Nguyễn Việt Hùng giao tiếp vào ra vì các port của 8051 đã dùng cho mục đích khác. 8255 là IC giao tiếp vào ra song song thông dụng và có thể điều khiển được bằng phần mềm nên chúng em sử dụng 8255 để giao tiếp với các thiết bò ngoại vi (phần hiển thò…). Vì dòng ra các port của 8255 rất nhỏ (lớn nhất là port A khoảng 5mA) nên cần có IC đệm dòng để nâng dòng lên đủ kéo cho led sáng. Chúng em chọn IC đệm 74245. Khi đưa dữ liệu ra để hiển thò tất cả các led đều nhận nhưng tại một thời điểm chỉ cho phép một led được nhận dữ liệu nên phải có mạch giải mã để chọn led. Chúng em sử dụng IC giải mã 74LS138.Vì vậy sơ đồ khối của mạch hiển thò như sau: Luận văn tốt nghiệp Trang 3 GVHD Nguyễn Việt Hùng b. Giới thiệu về các linh kiện trong mạch b1.Cổng xuất nhập 8255: Trong hệ thống Vi xử lý hay máy vi tính nếu chỉ giao tiếp với bộ nhớ trong ROM, RAM thì chưa đủ, máy tính còn phải giao tiếp với các thiết bò ngoại vi như bàn phím, màn hình, máy in, để con người có thể đối thoại được máy tính cũng như dùng máy tính để điều khiển các thiết bò khác. Để giao tiếp với nhiều thiết bò như vậy, máy tính có thể giao tiếp qua nhiều đường và giao tiếp với nhiều hình thức khác nhau như giao tiếp nối tiếp, giao tiếp song song. Vì vậy vai trò của cổng xuất nhập 8255 để giao tiếp giữa máy tính với thiết bò ngoài là một điều cần thiết giúp máy có thể mở rộng khả năng làm việc. *Sơ đồ chân của 8255 8051 Port C H 8255 PortA Đệm 74245 Giải mã 74138 LED Port0 Port2 Luận văn tốt nghiệp Trang 4 GVHD Nguyễn Việt Hùng Sơ đồ chân và sơ đồ logic Tính linh hoạt của vi mạch thể hiện ở khả năng lập trình. Qua một thanh ghi điều khiển, người sử dụng xác đònh chế độ hoạt động và cổng nào cần được sử dụng như là lối vào hoặc lối ra. Các chân ra D 0  D 7 tạo nên bus dữ liệu hai chiều có độ rộng là 8 bit. 8255 được chọn bởi tín hiệu mức thấp ở ngõ vào chọn chíp CS\. Khi 8255 không được chọn, bộ đệm bus dữ liệu nối 8255 với hệ thống được thả nổi. Khi được chọn, các ngõ vào A 0 và A 1 được dùng để chọn thanh ghi điều khiển hoặc một trong các cổng vào/ra để trao đổi dữ liệu. Các hoạt động cơ bản của 8255 được tóm tắt trong bảng sau: A 1 A 0 RD\ WR\ CS\ Hoạt động L L L H L Port A  Bus dữ liệu L H L H L Port B Bus dữ liệu H L L H L Port C Bus dữ liệu L L H L L Bus dữ liệu  Port A L H H L L Bus dữ liệu  Port B H L H L L Bus dữ liệu  Port C H H H L L Bus dữ liệu  Từ điều khiển x x x x H Bus dữ liệu ở trạng thái Hi-Z H H L H L Cấm x x H H L Bus dữ liệu ở trạng thái Hi-Z 8255A D 0 - D 7 RD \ WR\ RESET CS\ A 0 A 1 CS \ PA 0 - PA 7 PB 0 - PB 7 PC 0 - PC 3 PC 4 - PC 7 PA 3 PA 2 PA 1 PA 0 RD\ CS\ GND A 1 A 0 PC 7 PC 6 PC 5 PC 4 PC 0 PC 1 PC 2 PC 3 PB 0 PB 1 PB 2 PA 4 PA 5 PA 6 PA 7 WR\ RESET D 0 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 V cc PB 7 PB 6 PB 5 PB 4 PB 3 8255A A 1 A 0 RD\ WR\ CS\ Hoạt động L L L H L Port A  Bus dữ liệu L H L H L Port B Bus dữ liệu H L L H L Port C Bus dữ liệu L L H L L Bus dữ liệu  Port A L H H L L Bus dữ liệu  Port B H L H L L Bus dữ liệu  Port C H H H L L Bus dữ liệu  Từ điều khiển x x x x H Bus dữ liệu ở trạng thái Hi-Z H H L H L Cấm x x H H L Bus dữ liệu ở trạng thái Hi-Z Luận văn tốt nghiệp Trang 5 GVHD Nguyễn Việt Hùng * Các trạng thái làm việc của 8255: Qua bảng trạng thái của 8255, ta thấy thanh ghi điều khiển đặt dưới đòa chỉ bên trong là A 1 = [1], A 0 = [1]. Trong một chu kỳ ghi lên thanh ghi điều khiển, xác đònh cổng vào/ra cũng như chế độ hoạt động. Khi chân RESET ở mức [H], thanh ghi điều khiển sẽ được đặt lại và đònh nghóa toàn bộ 24 đường dẫn như là các ngõ vào.Trạng thái này kéo dài tới khi chương trình ứng dụng viết từ điều khiển vào thanh ghi điều khiển để xác đònh chế độ làm việc của 8255. Các cổng A, B, C được phân thành hai nhóm. Nhóm A gồm cổng A và nửa cao của cổng C, nhóm B gồm cổng B và nửa thấp còn lại của cổng C. Có 3 chế độ hoạt động khác nhau: - Chế độ 0: vào/ra thông thường. - Chế độ 1: chốt vào/ra. - Chế độ 2: bus hai chiều. Chế độ 0: Từ điều khiển: Chế độ 0 xác lập hai cổng 8 bit (A và B) và hai cổng 4 bit (nửa cao và nửa thấp của C). Bất kỳ cổng nào cũng có thể nhập hoặc xuất dữ liệu một cách độc lập tùy theo các bit D 4 , D 3 , D 1 và D 0 . Có 2 4 = 16 khả năng vào/ra trong chế độ này 1 0 0 D 4 D 3 0 D 1 D 0 Luận văn tốt nghiệp Trang 6 GVHD Nguyễn Việt Hùng Cấu trúc từ điều khiển: Vì dòng ra các port của 8255 rất nhỏ (lớn nhất là port A khoảng 5mA) nên cần có IC đệm dòng để nâng dòng lên đủ kéo cho led sáng. Chúng em chọn IC đệm 74245, sau đây là sơ đồ chân, bảng trạng thái của 74245: Sơ đồ chân và sơ đồ logic của 74245 như sau: Nhóm B Port C (thấp) 1 = nhập 0 = xuất Port B 1 = nhập 0 = xuất Chọn chế độ 0 = chế độ 0 1 = chế độ 1 Cờ lập chế độ 1 = tích cựïc Nhóm A Port C (cao) 1 = nhập 0 = xuất Port A 1 = nhập 0 = xuất Chọn chế độ 00 = chế độ 0 01 = chế độ 1 1x = chế độ 2 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Luận văn tốt nghiệp Trang 7 GVHD Nguyễn Việt Hùng Tuy nhiên dòng ra lớn nên phải dùng thêm điện trở hạn dòng từ mỗi ngõ ra (B1 _ B8) của 74245 4. Bàn phím: Vì đây là mạch đếm sản phẩm, đếm số sản phẩm trong một thùng, và số sản phẩm trong một lô, mỗi loại như vậy có thể nhập vào số đếm trong phạm vi từ 0 đến tối đa 9999, do đó chúng em sử dụng 10 phím số từ 0 đến 9. Và mỗi lần nhập số vào để nhận biết là nhập mấy số hoặc đã nhập xong và muốn biết cho phép Enable G\ Direction Control DIR Operation L L H L H X Dữ liệu từ B đưa ra bus A Dữ liệu từ A đưa ra busA Ngăn Bảng sự thật 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 74245 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 DIR A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A Vcc G\ B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 Sơ đồ chân Luận văn tốt nghiệp Trang 8 GVHD Nguyễn Việt Hùng đếm chưa hoặc hủy bỏ số vừa nhập phải cần sử dụng thêm các phím chức năng, nên chúng em dùng thêm 6 phím chức năng từ A đến F. Do đó bàn phím gồm 16 phím được kết nối vào port 1 của 8051: Sơ đồ khối kết nối như sau: 8051 BÀN PHÍM PORT 1 Luận văn tốt nghiệp Trang 1 GVHD Nguyễn Việt Hùng 8 0 5 1 74373 ROM CS\ RAM CS\ 8255 - 2 CS\ 74138 Y 0 Y 1 Y 2 Y 3 Hiển thò Rơle ĐH 8255 - 1 CS\ Rơle BC Thu Phát Port0 Data A 0  A 7 A 0  A 1 PortA PortB PortA PortB.0 A 8  A 12 Port2 A 13  A 15 BÀN PHÍM Port1 Address Luận văn tốt nghiệp Trang 2 GVHD Nguyễn Việt Hùng SƠ ĐỒ KHỐI CHI TIẾT CỦA MA ÏCH ĐIN