Led xoay sử dụng 8051

Đồ án môn học Vi xử lý Vi xử lý LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây theo sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước đang diễn ra khá nhanh. Trước tình hình đó đã có khá nhiều yêu cầu cấp bách và cũng là những thách thức được đặt ra cho giới trí thức. Quảng cáo luôn là một trong các vấn đề đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của một công ty, doanh nghiệp hay thậm chí là của một cửa hàng. Quảng cáo tốt sẽ đem lại nhiều lợi ích to lớn. Cũng chính vì vậy mà không ngạc nhiên khi hàng năm các doanh nghiệp đã đầu tư rất nhiều vào vấn đề này. Một trong những biện pháp được ưa dùng hiện nay đó là sử dụng bảng quảng cáo bằng đèn LED, vì sự đơn giản, bắt mắt, chi phí hợp lý cũng như tính hiệu quả của nó. Những bảng thông tin, cổng chào hay những bảng LED quảng cáo với màu sắc sặc sỡ, bắt mắt, gây nhiều chú ý chắc hẳn không còn xa lạ đối với người dân, nhất là người dân đô thị. Xuất phát từ thực tế mà nhớm sinh viên thực hiện chúng em muốn thiết kế một mạch led xoay để. Nhằm đáp ứng ham muốn học hỏi của bản thân cũng như nâng cao giá trị của điện tử trong đời sống con người Đề tài của em gồm 2 chương: Chương 1. Tổng quan về vi điều khiển AT89S52 Chương 2. Nội dung đề tài Trong quá trình thực hiện đề tài do lượng kiến thức còn hạn chế nên chúng em không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong thầy cô đóng góp ý kiến để chúng em có thể ứng dụng để tài vào thực tế. Em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Trung Tín đã hướng dẫn chúng em làm đồ án này trong suốt thời gian qua! Đà nẵng, ngày 17 tháng 12 năm 2012 Nhóm thực hiện đồ án Hồ Thị Tường Vi Bùi Tấn Tài SVTH: Hồ Thị Tường Vi – Bùi Tấn Tài 1 Đồ án môn học Vi xử lý Vi xử lý MỤC LỤC SVTH: Hồ Thị Tường Vi – Bùi Tấn Tài 2 Đồ án môn học Vi xử lý Vi xử lý DANH MỤC HÌNH ẢNH SVTH: Hồ Thị Tường Vi – Bùi Tấn Tài 3 Đồ án môn học Vi xử lý Vi xử lý DANH MỤC BẢNG BIỂU SVTH: Hồ Thị Tường Vi – Bùi Tấn Tài 4 Đồ án môn học Vi xử lý Vi xử lý CHƯƠNG I.TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN AT89S52 1.1. Giới thiệu về vi điều khiển AT89S52 AT 89S52 là họ IC vi điều khiển do hãng Intel sản xuất. Các sản phẩm AT89S52 thích hợp cho ứng dụng điều khiển. Việc sử lý trên byte và các toán số học ở cấu trúc dữ liệu nhỏ được thực hiện bằng nhiều cế độ truy xuất dữ liệu nhanh trên RAM nội. Tập lệnh cung cấp một bảng tiện dụng của những lện số học 8 bít gồm cả lệnh nhân và lệnh chia. Nó cung cấp những hố trợ mở rộng trên chip dung cho những biến một bít như là kiểu dữ liệu riêng biệt cho phép quản lý và kiểm tra bit trực tiếp trong hệ điều khiển AT89S52 cung cấp những đặc tính chuẩn như: 8 Kbyte bộ nhớ chỉ đọc có thể xóa và lập trình nhanh (EPROM), 128 byte RAM, 32 đường I/O, 3 Timer/counter 16bit, 5 vec tơ ngắt có cấu trúc 2 mức ngắt, một port nối tiếp bán song công, một mạch dao động tạo xung clock và bộ dao động ON-CHIP. Các đặc điểm của chip AT89S52 được tóm tắt như sau: • 8 KByte bộ nhớ có thể lập trình nhanh, có khả năng tới 1000 chu kỳ ghi/xoá • Tần số hoạt động từ: 0Hz đến 24 MHz • 3 mức khóa bộ nhớ lập trình • 3 bộ Timer/counter 16 Bit • 128 Byte RAM nội • 4 Port xuất /nhập I/O 8 bit. • Giao tiếp nối tiếp • 64 KB vùng nhớ mã ngoài • 64 KB vùng nhớ dữ liệu ngoại • 4 µs cho hoạt động nhân hoặc chia Hình 1.1. Hình ảnh thực của AT89S52 1.2. Sơ đồ cấu trúc AT89S52 SVTH: Hồ Thị Tường Vi – Bùi Tấn Tài 5 Đồ án môn học Vi xử lý Vi xử lý Trung tâm của 89S52 vẫn là vi xử lý trung tâm (CPU). Để kích thích cho toàn bộ hệ thống hoạt động, 89S52 có bộ tạo dao động nội với thạch anh được ghép từ bên ngoài với tần số khoảng từ vài Mhz đến 24 Mhz. Liên kết các phần tử với nhau là hệ thống BUS nội, gồm có BUS dữ liệu, BUS địa chỉ và BUS điều khiển. 89S52 có 8k ROM, 256 bytes RAM và một số thanh ghi bộ nhớ… Nó giao tiếp với bên ngoài qua 3 cổng song song và một cổng nối tiếp có thể thu, phát dữ liệu nối tiếp với tốc độ lập trình được. Hai bộ định thời 16 bít của 89S52 còn có 2 ngắt ngoài cho phép nó đáp ứng và xử lý điều kiện bên ngoài theo cách ngắt quãng, rất hiệu quả trong các ứng dụng điều khiển. Thông qua các chân điều khiển và các cổng song song 89S52 có thể mở rộng bộ nhớ ngoài lên đến 64Kbs dữ liệu. Hình 1.2 Sơ đồ khối vi điều khiển họ 89S52 1.3. Sơ lược về các chân IC 89S52 IC 89S52 có 40 chân. Có đến 32 chân làm nhiệm vụ xuất nhập, truyền dữ liệu. Các chân phục vụ ngắt, các chân Timer, trong đó 24 chân làm nhiệm vụ khác nhau. Mỗi chân có thể là đường xuất nhập, đường điều khiển hoặc là một phần của địa chỉ hay dữ liệu. Tám đường trong mỗi Port được sử dụng như một đơn vị giao tiếp song SVTH: Hồ Thị Tường Vi – Bùi Tấn Tài 6 Đồ án môn học Vi xử lý Vi xử lý song như máy in, bộ biến đổi tương tự số… Hoặc mỗi đường cũng có thể hoạt động độc lập trong giao tiếp với các thiết bị đơn bít khác như: transistor, LED, switch… Hình 1.3 Hình dạng sơ đồ IC 89S52 1.4. Chức năng các chân IC 89S52 Sau đây là phần giới thiệu chức năng các chân, các Port tương ứng, chân PSEN, chân ALE, chân RESET… 1.4.1. Port 0 (từ chân 32-39) Port 0 là cổng song song dùng cho 2 mục đích, nó là các chân từ 32 đến 39. Trong những thiết kế nhỏ nó được dung trong các cổng xuất nhập bình thường. Ở những thiết kế có sử dụng bộ nhớ ngoài, nó vừa là bytes thấp của BUS địa chỉ. Nó còn được dùng chứa những bytes mã khi nạp ROM nội. SVTH: Hồ Thị Tường Vi – Bùi Tấn Tài 7 Đồ án môn học Vi xử lý Vi xử lý Hình 1.4 Cấu trúc Port 0. 1.4.2 Port 1 (từ chân 1-8) Port 1 dành cho cổng xuất nhập và chỉ dành cho mục đích này mà thôi. Nó dùng để giao tiếp với các thiết bị ngoại vi theo từng bit hoặc bytes. Port 1 chiếm các chân từ 1 đến 8. Hình 1.5 Cấu trúc Port 1 1.4.3 Port 2 (từ chân 21-28) Port 2 (chân 21-28) là port có 2 chức năng. Ngoài mục đích dành cho xuất nhập thông thường nó còn dùng làm bytes cao cho các địa chỉ bộ nhớ ngoài. SVTH: Hồ Thị Tường Vi – Bùi Tấn Tài 8 Đồ án môn học Vi xử lý Vi xử lý Hình 1.6 Cấu trúc Port 2 1.4.4 Port 3 (từ chân 10-17) Mỗi chân trên Port 3 ngoài chức năng xuất nhập còn có một chức năng riêng cụ thể như bảng 1.1 Hình 1.7 Cấu trúc Port 3 Bảng 1.1 Chức năng các chân của Port 3 Bít Tên Chức năng P3.0 RXD Dữ liệu nhận cho Port nối tiếp P3.1 TXD Dữ liệu truyền cho Port nối tiếp P3.2 INT0 Ngắt bên ngoài 0 P3.3 INT1 Ngõ bên ngoài 1 P3.4 T0 Ngõ vào của Timer/count 0 P3.5 T1 Ngõ vào của Timer/cout 1 P3.6 /WR Xung nghi bộ nhớ dữ liệu ngoài P3.7 /RD Xung đọc bộ nhớ giữ liệu ngoài SVTH: Hồ Thị Tường Vi – Bùi Tấn Tài 9 Đồ án môn học Vi xử lý Vi xử lý 1.4.5 Chân PSEN (Program Store Enable) PSEN là chân điều khiển đọc chương trình bộ nhớ ngoài, nó được nối với chân OE để cho phép đọc các byte mã lệnh bộ nhớ ngoài. PSEN sẽ ở mức thấp trong thời gian đọc mã lệnh. Mã lệnh được đọc từ bộ nhớ ngoài qua bus dữ liệu (Port 0) thanh ghi lệnh để được giải mã. Khi thực hiện chương trình trong ROM nội thì PSEN ở mức cao. 1.4.6 Chân ALE (Adderess Latch Enable) ALE là tín hiệu điều khiển chốt địa chỉ có tần số bằng 1/6 tần số dao động của vi điều khiển. Tín hiệu ALE được dùng để cho phép vi mạch chốt bên ngoài như 74373, 74573 chốt byte địa chỉ thấp ra khỏi bus đa hợp địa chỉ /dữ liệu (Port 0). 1.4.7 Chân /EA (External Access) Tín hiệu /AE cho phép chọn bộ nhớ chương trình là bộ nhớ trong hay ngoài vi điều khiển. Nếu /EA ở mức cao( nối với Vcc) thì vi điều khiển thi hành trong ROM nội. Nếu /EA ở mức thấp ( nối với GND) thì vi điều khiển thực hiện chương trình từ bộ nhớ ngoài. 1.4.8 RST (Reset) Ngõ vào RST trên chân 9 là ngõ reset của 8051. Khi tín hiệu này được đưa lên mức cao ( trong ít nhất 2 chu kì máy), các thanh ghi trong bộ vi điều khiển được tải những giá trị thích hợp để khởi động hệ thống. 1.4.9 XTAL1, XTAL2 AT89S52 có một bộ dao động trên chip, nó thường được nối với bộ dao động thạch anh có tần số lớn nhất là 33MHz, thông thường là 12MHz. Còn trong mạch này chúng em dùng thạch anh 24MHz 1.4.10 Vcc, GND AT89S52 dùng nguồn một chiều có dải điện áp từ 4V đến 5.5 V được cấp qua chân 40 và 20. 1.1.5. Tổ chức bộ nhớ bên trong 89S52 SVTH: Hồ Thị Tường Vi – Bùi Tấn Tài 10 [...]... với các port của vi điều khiển Ở đây chúng ta có 16 Led tương ứng với 16 port (2 cổng) của vi điều khiển Các cổng là cổng P1 và cổng P2 gồm có các port tương ứng với 16 led là : LED2 P1.2 LED3 P1.1 LED4 P1.0 LED5 P1.4 LED6 P1.5 SVTH: Hồ Thị Tường Vi – Bùi Tấn Tài 33 Đồ án môn học Vi xử lý Vi xử lý LED7 LED8 LED9 LED1 0 LED1 1 LED1 2 LED1 3 LED1 4 LED1 5 LED1 6 P1.6 P1.7 P2.0 P2.1 P2.2 P2.3 P2.4 P2.5 P2.6 P2.7... môn học Vi xử lý Vi xử lý Đèn chiếu sáng sử dụng các LED phát ánh sáng trắng LED được dùng để làm bộ phận hiển thị trong các thiết bị điện, điện tử, đèn quảng cáo, trang trí, đèn giao thông Có nghiên cứu về các loại LED có độ sáng tương đương với bóng đèn bằng khí nén Đèn chiếu sáng bằng LED được cho là có các ưu điểm như gọn nhẹ, bền, tiết kiệm năng lượng Các LED phát ra tia hồng ngoại được dùng trong... ra khác nhau (tức màu sắc của LED sẽ khác nhau) Mức năng lượng ( và màu sắc của LED) hoàn toàn phụ thuộc vào cấu trúc năng lượng của các nguyên tử chất bán dẫn • Tính chất LED thường có điện thế phân cực thuận cao hơn điốt thông thường, trong khoảng 1.5 đến 3V Nhưng điện thế phân cực nghịch ở LED thì không cao Do đó, LED rất dễ bị hư hỏng do điện thế ngược gây ra • Ứng dụng SVTH: Hồ Thị Tường Vi – Bùi... Người ta sử dụng các timer để:  Định khoảng thời gian  Đếm sự kiện  Tạo tốc độ baud cho Port nối tiếp trong 89S52 Trong các ứng dụng định khoảng thời gian, người ta lập trình timer ở những khoảng đều đặn và đặt cờ tràn timer Cờ được dùng để đồng bộ hóa chương trình để thực hiện một tác động như kiểm tra trạng thái của các ngõ vào hoặc gửi sự kiện ra các ngõ ra Các ứng dụng khác có thể sử dụng việc... là tụ còn tốt, nếu độ phóng nạp kém tụ mới là tụ bị giảm điện 2.1.4 IC ổn áp 7805 Với những mạch điện không đòi hỏi độ ổn định của điện áp quá cao, sử dụng IC ổn áp thường được người thiết kế sử dụng vì mạch điện khá đơn giản Các loại ổn áp thường được sử dụng là IC 7805, IC 7805 cần ổn áp 5V SVTH: Hồ Thị Tường Vi – Bùi Tấn Tài 25 Đồ án môn học Vi xử lý Vi xử lý Hình 2.8 Hình ảnh thực của IC 7805 SVTH:... điện áp sẽ giảm 2.1.5 Led • Cấu tạo của Led SVTH: Hồ Thị Tường Vi – Bùi Tấn Tài 27 Đồ án môn học Vi xử lý Vi xử lý LED ( viết tắt của Light Emitting Diode, có nghĩa là đi ốt phát quang) là các đi ốt có khả năng phát ra ánh sáng hay tia hồng ngoại, tử ngoại Cũng giống như đi ốt, LED được cấu tạo từ một khối bán dẫn loại P ghép với một khối bán dẫn loại n Thông số kỹ thuật của Led Màu sắc Hồng ngoại... với giá trị điện trở Vạch màu thứ 5: Chỉ giá trị sai số của điện trở 2.1.3 Tụ điện • Định nghĩa Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động được sử dụng rất rộng rãi trong các mạch điện tử, chúng được sử dụng trong các mạch lọc nguồn, lọc nhiễu, mạch truyền tín hiệu xoay chiều, mạch tạo dao động • Cấu tạo Cấu tạo của tụ điện gồm hai bản cực đặt song song, ở giữa là lớp cách điện gọi là điện môi Phân loại:... cách dùng chế độ định địa chỉ trực tiếp hay gián tiếp Các vùng địa chỉ thấp từ 00h-2Fh cũng có thể sử dụng cho mục đích như trên SVTH: Hồ Thị Tường Vi – Bùi Tấn Tài 11 Đồ án môn học Vi xử lý Vi xử lý 1.5.2 RAM có thể định địa chỉ bit Vùng địa chỉ từ 20h-2Fh gồm 16 byte có thể thực hiện như vùng RAM đa dụng (truy xuất mỗi lần 8 bit) hay thực hiện truy xuất mỗi lần 1 bit bằng các lệnh xử lý bít 1.5.3... lưu trữ đa dụng, phần lưu trữ địa chỉ hóa từng bít, các bank thanh ghi và các thanh ghi chức năng đặc biệt AT89S52 có bộ nhớ được tổ chức theo cấu trúc Havard: có những vùng bộ nhớ riêng biệt cho chương trình và dữ liệu Chương trình và dữ liệu có thể chứa bên trong 89S52 nhưng 89S52 vẫn có thể kết nối với 64K byte bộ nhớ chương trình và 64k byte dữ liệu bên ngoài 1.5.1 RAM đa dụng RAM đa dụng có địa... thanh ghi: bank 0 từ 00h-97h, bank 1 từ 08h-0F h, bank 2 từ 10h-17h và bank 3 từ 18h-1Fh Các bank thanh ghi này được đại diện bằng các thanh gi từ R0 đến R7 Sau khi khởi động thì hệ thống bank 0 được sử dụng Do có 4 bank thanh ghi nên tại một thời điểm chỉ có một bank thanh ghi được truy xuất bởi các thanh ghi R0 đến R7 Việc thay đổi bank thanh ghi được thực hiện thông qua thanh ghi từ trạng thái chương . dùng hiện nay đó là sử dụng bảng quảng cáo bằng đèn LED, vì sự đơn giản, bắt mắt, chi phí hợp lý cũng như tính hiệu quả của nó. Những bảng thông tin, cổng chào hay những bảng LED quảng cáo với. RAM đa dụng RAM đa dụng có địa chỉ từ 30h-7Fh có thể truy xuất mỗi lần 8 bit bằng cách dùng chế độ định địa chỉ trực tiếp hay gián tiếp. Các vùng địa chỉ thấp từ 00h-2Fh cũng có thể sử dụng cho. án môn học Vi xử lý Vi xử lý SVTH: Hồ Thị Tường Vi – Bùi Tấn Tài 15 Đồ án môn học Vi xử lý Vi xử lý Bảng 1.3 : Bảng tóm tắt thanh ghi IP Bit Ký hiệu Địa chỉ bit Mô tả IP.7 - - Không được mô tả IP.6