Cấu trúc phần cứng của vi điều khiển 8951 pdf

MỤC LỤC 1 Giáo trình Cấu trúc phần cứng của vi điều khiển 8951 GVHD: Trần Minh Hồng SVTH: LÊ VĂN THẮNG VŨ VĂN THẮNG MỤC LỤC 2 MỤC LỤC Mở đầu Chương 1: Giới Thiệu Và Mô Tả Chức Năng 3 1.1-Giới thiệu 3 1.2-Sơ đồ mạch 3 1.3-Mô tả chức năng 4 Chương 2: Khảo Sát Phần Cứng 5 2.1-Mô tả cấu trúc phần cứng của vi điều khiển 8951 5 2.1.1-Giới thiệu họ MCS51 5 2.1.2-Chức năng các khối của chip 89C51 7 2.1.3-Sơ đồ chân và chức năng chip 89C51 9 2.2-DS1307Serial Real Time Clock 12 2.2.1-Giới thiệu 12 2.2.2-Các thanh ghi của DS1307 13 2.2.3-Điều kiện của giao thức truyền I 2 C 13 GVHD: Trần Minh Hồng SVTH: LÊ VĂN THẮNG VŨ VĂN THẮNG MỤC LỤC 3 a) Write mode 15 b) Read mode 16 2.3-Xử lý phím nhấn 18 2.3.1-Sơ đồ nguyên lý 18 2.3.2-Chức năng 19 2.4-Khối Hiển Thị 20 2.4.1-Sơ đồ nguyên lý 20 2.4.2-Chức năng và nguyên lý hoạt động 20 2.4.3-Cấu tạo LED 7 đoạn 21 2.4.4-Xây dựng module hiển thị LED 7 đoạn 22 Chương 3: Khảo Sát Phần Mềm 24 3.1-Lưu đồ giải thuật 24 3.2-Chương trình 29 Chương 4 : Thi Công Mạch Đồng Hồ 54 GVHD: Trần Minh Hồng SVTH: LÊ VĂN THẮNG VŨ VĂN THẮNG Chương 1 GIỚI THIỆU VÀ MÔ TẢ CHỨC NĂNG 4 Chương 1 GIỚI THIỆU VÀ MÔ TẢ CHỨC NĂNG 1.1-Giới thiệu: − Đây là mạch đồng hồ số hiển thị giờ trên LED 7 đoạn, có thể chỉnh được giờ bằng các phím “mode”, “date”, “up”, “down”. Vì có sử dụng IC thời gian thực DS1307 nên thời gian luôn hiển thị chính xác ngay cả khi mất nguồn chính. 1.2-Sơ đồ mạch: Hình 1.1: Sơ đồ mạch đồng hồ số GVHD: Trần Minh Hồng SVTH: LÊ VĂN THẮNG VŨ VĂN THẮNG Chương 1 GIỚI THIỆU VÀ MÔ TẢ CHỨC NĂNG 5 1.3-Mô tả chức năng: − Thời gian sẽ tự lưu vào bộ nhớ ta chỉ cần cài đặt 1 lần là được − Để chỉnh giờ nhấn “mode” lần thứ nhất, nhấn phím “up” để chỉnh tăng giờ lên, nhấn phím “down”để giảm giờ xuống. − Để chỉnh phút nhấn “mode” lần thứ 2, nhấn phím “up” để điều chỉnh tăng phút lên,nhấn phím “down” để giảm phut xuống. − Để chỉnh giờ hẹn giờ nhấn “mode” lần thứ 3. − Để chỉnh phút hẹn giờ nhấn “mode” lần thứ 4. − Để thoát ra thì nhấn phím “exit”. GVHD: Trần Minh Hồng SVTH: LÊ VĂN THẮNG VŨ VĂN THẮNG Chương 2: KHẢO SÁT PHẦN CỨNG 6 Chương 2 KHẢO SÁT PHẦN CỨNG 2.1-Mơ tả cấu trúc phần cứng của vi điều khiển 8951: 2.1.1-Giới thiệu chung IC 89C51: MCS-51 là họ vi điều khiển của hãng Intel. Vi mạch tổng quát của họ MCS-51 là chip 8051. Chip 8051 có một số đặc trưng cơ bản sau: − Bộ nhớ chương trình bên trong: 4 KB (ROM). − Bộ nhớ dữ liệu bên trong: 128 byte (RAM). − Bộ nhớ chương trình bên ngoài: 64 KB (ROM). − Bộ nhớ dữ liệu bên ngoài: 64 KB (RAM). − 4 port xuất nhập (I/O port) 8 bit. − 2 bộ đònh thời 16 bit. − Mạch giao tiếp nối tiếp − Bộ xử lý bit (thao tác trên các bit riêng lẻ) − 210 vò trí nhớ được đònh đòa chỉ, mỗi vò trí 1 bit − Nhân / Chia trong 4 us. Ngoài ra, trong họ MCS-51 còn có một số chip vi điều khiền khác có cấu trúc tương đương như: − Chip ROM trong RAM trong Bộ đònh thời − 8031 0 KB 128 byte 2 − 8032 0 KB 256 byte 3 − 8051 4 KB PROM 128 byte 2 GVHD: Trần Minh Hồng SVTH: LÊ VĂN THẮNG VŨ VĂN THẮNG Chương 2: KHẢO SÁT PHẦN CỨNG 7 − 8052 8 KB PROM 256 byte 3 − 8751 4 KB UV-EPROM 128 byte 2 − 8752 8 KB UV-EPROM 256 byte 3 − 8951 4 KB FLASH ROM 128 byte 2 − 8952 8 KB FLASH ROM 256 byte 3 Hình 2.1: Khoái vi xöû lyù GVHD: Trần Minh Hồng SVTH: LÊ VĂN THẮNG VŨ VĂN THẮNG Chương 2: KHẢO SÁT PHẦN CỨNG 8 2.1.2-Chức năng các khối của chip 89C51 Hình 2.2: Sơ đồ khối của chip 89C51 − CPU (Central Processing Unit - Đơn vò xử lý trung tâm): tính toán và điều khiển quá trình hoạt động của hệ thống. − OSC (Oscillator - Mạch dao động): tạo tín hiệu xung clock cung cấp cho các khối trong chip hoạt động. − Interrupt control (Điều khiển ngắt): nhận tín hiệu ngắt từ bên ngoài (INT0\, INT1\), từ bộ đònh thời (TIMER0, TIMER1) và từ cổng nối tiếp (SERIAL PORT), lần lượt đưa các tín hiệu ngắt này đến CPU để xử lý. − Other registers (Các thanh ghi khác): lưu trữ dữ liệu của các port xuất/nhập, trạng thái làm việc của các khối trong chip trong suốt quá trình hoạt động của hệ thống. GVHD: Trần Minh Hồng SVTH: LÊ VĂN THẮNG VŨ VĂN THẮNG Chương 2: KHẢO SÁT PHẦN CỨNG 9 − RAM (Random Access Memory - Bộ nhớ dữ liệu trong chip): lưu trữ các dữ liệu. − ROM (Read Only Memory - Bộ nhớ chương trình trong chip): lưu trữ chương trình hoạt động của chip. − I/O ports (In/Out ports - Các port xuất/nhập): điều khiển việc xuất nhập dữ liệu dưới dạng song song giữa trong và ngoài chip thông qua các port P0, P1, P2, P3. − Serial port (Port nối tiếp): điều khiển việc xuất nhập dữ liệu dưới dạng nối tiếp giữa trong và ngoài chip thông qua các chân TxD, RxD. − Timer 0, Timer 1 (Bộ đònh thời 0, 1): dùng để đònh thời gian hoặc đếm sự kiện (đếm xung) thông qua các chân T0, T1. − Bus control (Điều khiển bus): điều khiển hoạt động của hệ thống bus và việc di chuyển thông tin trên hệ thống bus. − Bus system (Hệ thống bus): liên kết các khối trong chip lại với nhau. GVHD: Trần Minh Hồng SVTH: LÊ VĂN THẮNG VŨ VĂN THẮNG Chương 2: KHẢO SÁT PHẦN CỨNG 10 2.1.2-Sơ đồ chân và chức năng các chân của chip 89C51: GVHD: Trần Minh Hồng SVTH: LÊ VĂN THẮNG VŨ VĂN THẮNG [...]... bật sáng nếu mức logic đưa vào chân điều khiển đoạn LED đó là mức logic 1 Một phương pháp để xác định chính xác các chân điều khiển của LED 7 đoạn là kiểm tra từng chân của LED đó Dựa vào hình vẽ cấu tạo LED 7 đoạn ta có thể hiểu một phần nào phương pháp hiển thị của một LED Ví dụ, muốn hiển thị số “6”, ta sẽ điều khiển các đoạn LED a, c, d, e, g, f sáng lên Vi c điều khiển sáng tắt được thực hiện bằng... vi c đọc GVHD: Trần Minh Hồng SVTH: LÊ VĂN THẮNG VŨ VĂN THẮNG 19 Chương 2: KHẢO SÁT PHẦN CỨNG Hình 2.7- Đọc dữ liệu – Chế độ Slave phát 2.3- Xử lý phím nhấn: 2.3.1-Sơ đờ ngun lý: Hình 2.8- Sơ đờ Xử lý phím nhấn 2.3.2-Chức năng: GVHD: Trần Minh Hồng SVTH: LÊ VĂN THẮNG VŨ VĂN THẮNG 20 Chương 2: KHẢO SÁT PHẦN CỨNG Cấp nguồn cho khối vi điều khiển hoạt động bằng cách bật cộng tắc trên khối vi điều khiển. .. “mode” lần thứ 2, nhấn phím “up” để điều chỉnh tăng phút lên,nhấn phím “down” để giảm phut xuống  Để chỉnh giờ hẹn giờ nhấn “mode” lần thứ 3  Để chỉnh phút hẹn giờ nhấn “mode” lần thứ 4  Để thốt ra thì nhấn phím “exit” − Nút UP kết nối với P3.4 của vi điều khiển: dùng để tăng giá trị khi hiệu chỉnh sau mỗi lần nhấn cho nối mass − Nút DOWN kết nối với P3.5 của vi điều khiển: Dùng để giảm giá trị khi... tín hiệu điều khiển tích cực mức thấp Trong đó các led mắc theo kiểu phương pháp đa hợp có nghĩa là tất cả các đoạn của các led sẻ được nối chung vào nhau và vào port điều khiển (Port 1), còn anode của tất cả các led sẽ được nối vào một port điều khiển khác (Port 0), và được cấp tín hiệu qt led một cách tuần tự, tại một thời điểm thì chỉ có một led cấp nguồn hoạt động Phương pháp điều khiển trong trường... clock cũng như điều kiện Start, Stop Sự truyền dữ liệu bắt đầu với điều kiện Start và kết thúc với điều kiện Stop Từ khi điều Start bắt đầu nó cũng bắt đầu q trình mới, truyền dữ liệu a) Write mode Dữ liệu và xung clock được nhận thơng qua SDA và SCL Sau mỗi bit nhận được có 1 bit thừa nhận được truyền đi Điều kiện Start, Stop ghi nhận vi c bắt đầu truyền hay nhận dữ liệu Phần cứng thực hiện vi c ghi nhận... Anode của các LED được nối chung với nhau) và loại Cathode chung (cực Cathode của các LED được nối chung với nhau) Tùy theo từng loại LED mà ta có các phương pháp điều khiển các LED trong tổ hợp đó sáng tắt một cách thích hợp Đối với loại Anode chung, một LED sẽ được bật GVHD: Trần Minh Hồng SVTH: LÊ VĂN THẮNG VŨ VĂN THẮNG 23 Chương 2: KHẢO SÁT PHẦN CỨNG sáng nếu mức logic đưa vào chân điều khiển đoạn... khối vi điều khiển 2.4-Khối Hiển Thị: GVHD: Trần Minh Hồng SVTH: LÊ VĂN THẮNG VŨ VĂN THẮNG 21 Chương 2: KHẢO SÁT PHẦN CỨNG 2.4.1-Sơ đồ LED Hình 2.9- Khối LED 7 đoạn 2.4.2-Chức năng và ngun lý hoạt động Khối LED 7 đoạn bao gồm 6 LED 7 đoạn Anode chung kết hợp với nhau Tất cả các led này đều được cấp nguồn thơng qua 6 Transistor đóng vai trò như các cơng tắc và được điều khiển thơng qua các tín hiệu điều. .. như là 1 tín hiệu điều khiển Chi tiết hơn là như sau: − Bus khơng bận: Cả hai đường SDA và SCL vẫn ổn định ở mức cao GVHD: Trần Minh Hồng SVTH: LÊ VĂN THẮNG VŨ VĂN THẮNG 16 Chương 2: KHẢO SÁT PHẦN CỨNG − Bắt đầu chuyển dữ liệu: Sự thay đổi trạng thái của SDA, từ cao xuống thấp, trong khi SCL ở mức cao được định nghĩa là điều kiện Start − Kết thúc chuyển dữ liệu: Sự thay đổi trạng thái của SDA, từ thấp... của số cần hiện thị ra led 7 đoạn đó; kế tiếp cần cấp một tín hiệu qt led sao cho chỉ có led thứ 2 được cấp nguồn rối đưa mã 7 đoạn tương ứng của số cần hiện thị ra led 7 đoạn đó; q trình cứ diễn ra liên tục như vậy và do hiện tượng lưu ảnh của mắt mà ta thấy được các led dường như sáng cùng một lúc GVHD: Trần Minh Hồng SVTH: LÊ VĂN THẮNG VŨ VĂN THẮNG 22 Chương 2: KHẢO SÁT PHẦN CỨNG 2.4.3 -Cấu tạo của. .. ngày trong tuần, tháng và năm Ngày cuối cùng của tháng thì tự động điều chỉnh nếu một vài tháng có 31 ngày, tương tự với năm nhuận GVHD: Trần Minh Hồng SVTH: LÊ VĂN THẮNG VŨ VĂN THẮNG 15 Chương 2: KHẢO SÁT PHẦN CỨNG 2.2.2 Các thanh ghi của DS1307: Vi c lấy dữ liệu thời gian và lịch chỉ đơn giản là đọc dữ liệu từ các thanh ghi thích hợp Địa chỉ và chức năng của các thanh ghi được liệt kê trong bảng sau: . SÁT PHẦN CỨNG 6 Chương 2 KHẢO SÁT PHẦN CỨNG 2.1-Mơ tả cấu trúc phần cứng của vi điều khiển 8951: 2.1.1-Giới thiệu chung IC 89C51: MCS-51 là họ vi điều khiển của hãng Intel. Vi mạch tổng quát của. tả chức năng 4 Chương 2: Khảo Sát Phần Cứng 5 2.1-Mô tả cấu trúc phần cứng của vi điều khiển 8951 5 2.1.1-Giới thiệu họ MCS51 5 2.1.2-Chức năng các khối của chip 89C51 7 2.1.3-Sơ đồ chân. MỤC LỤC 1 Giáo trình Cấu trúc phần cứng của vi điều khiển 8951 GVHD: Trần Minh Hồng SVTH: LÊ VĂN THẮNG VŨ VĂN THẮNG MỤC LỤC 2 MỤC LỤC Mở