tính toán điều khiển mạch LED CÔNG SUẤT

CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU VỀ ĐỀN LED CÔNG SUẤTMỤC ĐÍCH : Đèn led là loại đèn có hiệu suất phát sáng cao,tuổi thọ cao,màu sắc trung thực,không gây nguy hiểm cho con người và môi trường,nên đèn led có ứng dụng trong dân dụng và công nghiệp ngày càng nhiều.Sau đây chúng ta sẽ đi tìm hiểu về loại đèn này và vì sao lại chọn đèn led để điều chỉnh công suất trong đề tài mà em muốn nói tới.1.1Cơ Bản Về Cấu Tạo Và Hoạt Động Của Đèn Led1.1.1Cấu TạoĐèn led cấu tạo gồm 5 phần: phần tử phát sáng led, mạch in của đèn, bộ nguồn, bộ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

LỜI CẢM ƠN

Đồ án này là kết quả của một quá trình không ngắn cũng không dài Nhưng để

có thể đi hết quá trình và đạt được kết quả thì ngoài sự cố gắng của bản thân còn có sự giúp đỡ của những người xung quanh Do đó, chúng em xin được gởi lời cảm ơn chân thành nhất đến những người đã giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án này

Đầu tiên, xin được gởi lời cảm ơn đến Thầy Thạc sĩ Trần Công Binh đã gợi ý,hướng dẫn em về đề tài đồ án này Từ khi bắt đầu với rất nhiều sự thiếu sót về kiến thức và kỹ năng nhưng cuối cùng nhờ sự hướng dẫn của thầy em đã hoàn thành được đồ

án này

Đồng thời, xin được cám ơn các anh chị và những người bạn, đặc biệt là anh Nguyễn Tùng Kha đã giúp đỡ em trong những tháng ngày thực hiện đồ án Những chia

sẻ, giúp đỡ của anh đã giúp ích cho đồ án này rất nhiều

Đặc biệt, xin được cảm ơn gia đình đã động viên và tạo điều kiện để đồ án được thực hiện tốt nhất có thể

TP.HCM, ngày 31 tháng 12 năm 2014

Lê Thái Hưng

MỤC LỤC:

CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU VỀ ĐỀN LED CÔNG SUẤT

MỤC ĐÍCH : Đèn led là loại đèn có hiệu suất phát sáng cao,tuổi thọ cao,màu sắc trung thực,không gây nguy hiểm cho con người và môi trường,nên đèn led có ứng dụng trong dân dụng và công nghiệp ngày càng nhiều.Sau đây chúng ta sẽ đi tìm hiểu về loại đèn này và vì sao lại chọn đèn led để điều chỉnh công suất trong đề tài mà em muốn nói tới

1.1 Cơ Bản Về Cấu Tạo Và Hoạt Động Của Đèn Led

Hình 1.1: Cấu trúc đèn LED

sáng, các bước sóng phát ra có màu tùy thuộc vào tạp chất trong chip bán dẫn LED phân thành ba loại chính theo dải công suất:cỡ nhỏ, cỡ trung bình, cỡ lớn.

1.1.1.2 Mạch in của đèn

Chất lượng mạch in, chất lượng mối hàn giữa LED với mạch in ảnh hưởng đến độ bền của đèn, trong điều kiện khí hậu nhiệt đới như Việt Nam,nếu chất lượng của mạch in và mối hàn không tốt dễ gây ra oxi-hóa đứt mạch in,không tiếp xúc làm cho đèn không thể phát sáng sau một thời gian sử dụng

Trong thực tế người ta có thể sử dụng mạch in thường, hoặc bằng gốm, gốm cho phép tản nhiệt nhanh cho loại LED có công suất trung bình và lớn

1.1.1.3 Bộ nguồn

Bộ nguồn cấp điện cho đèn LED phải đảm bảo cung cấp dòng điện và điện áp ổn định phù hợp với loại đèn đang sử dụng Các linh kiện chế tạo bộ nguồn phải có tuổi thọ sử dụng tương đương với tuổi thọ của LED Với loại đèn công suất nhỏ nguồn đơn giản chỉ

là một nguồn áp kết hợp với một điện trở hạn dòng cho LED nhưng đối với LED công suất trung bình và lớn cần tạo một nguồn dòng cho LED

1.1.1.4 Bộ phận tản nhiệt

Phần tản nhiệt cho đèn LED được thiết kế nhằm đưa phần tinh thể phát sáng xuống nhiệt độ thấp nhanh nhất, bộ phận này đặc biệt quan trong khi thiết kế đèn LED công suất lớn, nếu bộ phận tản nhiệt này có kết cấu không phù hợp thì phần tử LED sẽ nhanh già, hiệu suất phát sáng sẽ giảm đi đáng kể

Hình 1.2: Sơ đồ tản nhiệt của đèn LED

1.1.1.5 Vỏ

Để đảm bảo cho đèn hoạt động ổn định và bền, vỏ đèn được chế tạo để có độ chống thấm cao, đồng thời đảm bảo khả năng tỏa nhiệt nhanh chóng

1.1.2 Nguyên Lý Hoạt Động Của Đèn LED

LED dựa trên công nghệ bán dẫn Hoạt động của LED giống với nhiều loại đi-ốt bán dẫn Khối bán dẫn loại p chứa nhiều lỗ trống tự do mang điện tích dương (+) nên khi ghép với khối bán dẫn n ( chứa các điện tử tự do ) thì các lỗ trống này có xu hướng chuyển động khuếch tán sang khối n Cùng lúc đó khối p lại nhận thêm các điện tử (điện tích âm) từ khối n chuyển sang Kết quả khối điện tích p tích điện âm (thiếu hụt lỗ trống

và dư thừa điện tử) trong khi khối n tích điện dương (thiếu hụt điện tử và dư thừa lỗ trống) Ở biên giới hai bên mặt tiếp giáp, một số điện tử bị lỗ trống thu hút và khi chúng tiến lại gần nhau, chúng có xu hướng kết hợp với nhau thành nguyển tử trung hòa Quá trình này có thể giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng (hay các bức xạ điện từ có bước sóng gần đó)

1.2 Đặc tính kỹ thuật

LED thường có điện thế phân cực cao hơn đi-ốt thông thường trong khoảng 1,5 đến 3V Nhưng điện thế phân cực ngược của LED thì không cao Do đó, LED rất dễ bị hư hỏng do điện thế ngược gây ra

Tùy theo mức năng lượng giải phóng cao hay thấp tại lớp tiếp xúc p-n mà bước sóng ánh sáng phát ra khác nhau (tức màu sắc của LED sẽ khác nhau)

Chúng ta nhận thấy khi nhiệt độ tiếp xúc lớp p-n lớn thì hiệu suất phát sáng, cũng như tuổi thọ của LED sẽ giảm, vì thế LED thích ứng làm việc ở nhiệt độ thấp (đặc biệt dưới

ooc)

Hình 1.3: nguyên lý hoạt động của đèn LED

1.3 Ưu, nhược điểm của đèn LED

Ưu điểm:

• Hiệu suất phát sáng cao (gấp 8 lần so với đèn dây tóc), ít tỏa nhiệt, tiết kiệm 80% năng lượng so với đèn sodium thông thường và đèn thủy ngân cao áp (TNCA)

50-• Tuổi thọ từ 50.000h đến 100.000h (mỗi ngày làm việc 10h, có tuổi thọ là 13-26 năm)

• Cấu tạo bên trong đèn LED rất chắc chắn, khó vỡ và rất bền

• Đèn LED có khả năng phát ra ánh sáng có màu mong muốn, không cần kính lọc màu như các phương pháp chiếu sáng cổ điển

• Chỉ số màu không thay đổi theo thời gian, phản ánh màu sắc trung thực trong đêm

• Không có hơi thủy ngân, không phát ra các tia hồng ngoại và tia cực tím

• Đèn LED phát sáng rất nhanh (0,01s), nhanh gấp 10 lần đèn nung sáng (0,1s), nhanh gấp nhiều lần đèn huỳnh quang compact (bắt đầu phát sáng sau 0,5 đến 1s, nhưng chỉ đạt đầy đủ ánh sáng sau 30s hoặc lâu hơn)

• Cũng có thể điều chỉnh công suất LED

Nhược điểm:

• Giá thành ban đầu cao

• Phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường (ở nhiệt độ cao sẽ giảm lượng ánh sáng phát

ra, tuổi thọ đèn giảm)

• Nhạy cảm với điện áp (LED cần cung cấp điện áp lớn hơn điện áp ngưỡng và dòng nhỏ hơn dòng định mức)

• Phải chọn màu đúng với lĩnh vực sử dụng

1.4 Phân loại

Theo công suất LED được phân thành:

• LED nhỏ: kích thước từ 2-8 mm, thông thường có 2 chân cắm, dòng làm việc từ 1mA đến trên 20mA, rất đơn giản khi thiết kế không cần chế độ làm mát, thường được dùng làm tín hiệu

• LED trung bình: dòng làm việc có thể đạt đến 100mA, quang thông vài lumen Chúng thường dùng làm tấm (panel) chiếu sáng, chiếu sáng sự cố và các đèn sau

ô tô

• LED công suất lớn: dòng làm việc từ vài trăm mA đến vài A, phát ra vài ngàn lumen Loại này cần phải tản nhiệt và được ứng dụng chiếu sáng trong mọi lĩnh vực, thay thế cho đèn truyền thống (đèn nung sáng, đèn phóng điện)

Theo hình dạng LED được phân thành:

• LED hình trụ: do có vỏ bọc kín, nên không tỏa nhiệt, không sử dụng với ứng dụng công suất cao, thường chỉ làm tín hiệu, chỉ thị dọc

• LED dán (SMD): gắn trực tiếp lên mạch in

• LED công suất (power led): có lượng ánh sáng phát ra lớn, được dán lên bề mặt vật liệu cần tản nhiệt Gồm một chip led hoặc nhiều chip led kết hợp thành nhóm để tạo ra độ sáng lơn

• LED C.O.B (chip on board): loại này dưới dạng bán dẫn, không cần vỏ bọc và không cần kết nối Ở đây từng con chip được đặt lên bề mặt PCB và sử dụng dây kết nối với bề mặt PCB Phía trên được phủ một lớp nhựa trong bảo vệ LED loại này có giá thành thấp, sử dụng rộng rãi

Hình 1.4: LED công suất nhỏ (bên trái), LED công suất lớn (bên phải)

Hình 1.5: Các dạng LED hình trụ

Hình 1.6: LED công suất (bên trái); LED SMD (giữa); LED C.O.B (bên phải)

1.5 So sánh đèn LED với một số loại đèn khác trong mục đích dân dụng

Quang hiệu phát sáng 20 ÷ 80 lm/W (trong khi

đèn nung sáng có quang hiệu (5 ÷ 20 lm/W)

ảnh hưởng đến tuổi thọ đèn khi đóng

Độ phát nhiệt ra môi trường Trung bình Thấp

1.6 Khảo sát đèn LED dùng trong thiết kế

Đây là LED nhỏ: có kích thước từ 2 – 8 mm, có 2 chân cắm, dòng làm việc từ 1mA – trên 20mA, rất đơn giản khi thiết kế không cần chế độ làm mát

Để tài của em chỉ là để đèn LED phát sáng, nên em chỉ tập trung giới thiệu về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, đặc tính, ưu nhược điểm của đèn LED.

Ta biết rằng để đèn LED hoạt động ổn định thì nguồn dòng cấp trực tiếp phải ổn định, nhưng trong pham vi để tài này em chỉ đủ dùng nguồn áp để cấp cho đèn LED, nếu có thời gian phát triển thêm, em sẽ nghiên cứu sâu hơn

KẾT LUẬN: đèn LED dùng cho chiếu sáng còn mới và đang có xu hướng phát triển ngày càng rộng rãi, vì những ưu điểm vượt trội so với các loại đèn đang sử dụng trong dân dụng và công nghiệp hiện nay Trong tương lai không xa đèn LED có thể thay thế các loại đèn hiện tại

CHƯƠNG 2Tìm hiểu về vi điểu khiển và phương pháp điểu khiển

Tổng quan: để điều khiển đèn LED phát sàng ta có thể dùng rất nhiều vi điểu khiển nhưng trong đề tài này em sẽ tập trung giới thiệu vi điểu khiển ATMEGA8

Vậy tại sao em lại giới thiệu vi điều khiển ATMEGA8 vì những ưu điểm sau đây:

 ATMEGA8 (họ AVR) là một vi điều khiển 8 bits với cấu trúc tập lệnh đơn giản hóa – RISC, so với các vi điều khiển 8 bits khác ATMEGA8 (họ AVR) có nhiều đặc tính hơn hẳn, dễ sử dụng đặc biệt là về chức năng sau đây:

• Gần như chúng ta không cần mắc thêm bất cứ linh kiện phụ nào khi sử dụng ATMEGA8, thậm chí không cần nguồn tạo xung clock cho chip

• Thiết bị lập trình (mạch nạp) cho ATMEGA8 rất đơn giản (STK500)

• Bên cạnh lập trình bằng ASM, cấu trúc của ATMEGA8 được thiết kế rất tương thích C

• Nguồn tài nguyên về source code, tài liệu rất lớn trên internet

• Với một số chức năng như: có thể sử dụng xung clock lên đến 16MHz, hoặc sử dụng xung clock nội lên đến 8 MHz, bộ nhớ Flash có thể lập trình lại rất nhiều lần và dung lượng lớn, có SRAM (ram tĩnh) lớn, nhiều ngõ vào ngõ ra theo 2 hướng, tích hợp điều chế xung PWM, các bộ chuyển đổi Analog – Digital

Mục đích: trong phạm vi để tài em chỉ giới thiệu về cấu trúc bộ nhớ của vi điều khiển ATMEGA8 và chức năng điểu khiển I/O (in/out), ngắt ngoài (interupt), để điểu khiển đèn LED chớt tắt

1.1 Cấu trúc bộ nhớ

Giới thiệu:

AVR có cấu trúc harvard là cấu trúc có đường Bus riêng cho bộ nhớ chương trình và

bộ nhớ dữ liệu Bộ nhớ chương trình có độ rộng 16 bits và chỉ phục vụ cho instruction registers, bộ nhớ dữ liệu có 8 bits và được kết nối với hầu hết có thiết bị ngoại vi, register file

I Bộ nhớ chương trình: bộ nhớ chương trình của AVR là bộ nhớ Flash dung lượng 128K bytes Những địa chỉ đầu tiên của chương được dùng cho bảng vector ngắt Bộ nhớ chương trình còn có thể chia làm hai phần: phần loader (boot loader program section) và phần ứng dụng (application program section)

• Phần boot loader chứa chương trình boot loader Chương trình boot loader là một phần mềm nhỏ nạp trong vi điều khiển và được chạy lúc khởi động Phần mềm này có thể tải vào trong vi điều khiển chương trình người sử dụng và sau đó thực thi chương trình này Mỗi khi reset

vi điều khiển CPU sẽ nhảy đến thực thi chương trình boot loader trước, chương trình boot loader sẽ dò xem có chương trình nào nào cần nạp vào vi điều khiển hay không, nếu có chương trình cần nạp boot loader

sẽ nạp chương trình vào vùng nhớ ứng dụng, rồi thực thi chương trình này Ngược lại, boot loader sẽ chuyển tới chương trình ứng dụng có sắn trong vùng nhớ ứng dụng để thực thi chương trình này

• Phần ứng dụng là vùng nhớ chứa chương trình của người dùng Kích thước của phần boot loader và phần ứng dụng này có thể tùy chọn

II Bộ nhớ dữ liệu: bộ nhớ dữ liệu của AVR được chia làm hai phần chính là bộ nhớ SRAM và EFPROM Tuy cùng bộ nhớ dữ liệu nhưng hai bộ nhớ máy này

Hình 2.1: cấu trúc bộ nhớ AVR

tách biệt nhau và được đánh địa chỉ riêng Về cơ bản bộ nhớ dữ liệu được chia thành 5 phần.

• Phần 1: phần này bao gồm 32 thanh ghi register file, tất cả các thanh ghi này đều là thanh ghi 8 bit

• Phần 2: là phần nằm sau thanh register file, phần này bao gồm 64 thanh ghi, được gọi là 64 thanh ghi nhập xuất

• Phần 3: RAM tĩnh, nội (internal SRAM), là vùng không gian cho chứa các biến trong lúc thực thi chương trình, vùng này tương tự các thanh RAM trong máy tính nhưng có dung lượng khá nhỏ

• Phần 4: RAM ngoại (external SRAM), các chip AVR cho phép người

sử dụng gắn thêm các bộ nhớ ngoài để chứa biến, vùng này thực chất chỉ tồn tại khi nào người sử dụng gắn thêm bộ nhớ ngoài vào chip

• Phần 5: EEPROM là một phần quan trọng của chip AVR, vì là ROM nên bộ nhớ này không bị xóa ngay cả khi không cung cấp nguồn nuôi cho chip, rất thích hợp cho các ứng dụng lưu trữ dữ liệu

1.1 Hình dạng và cổng ra vào I/O (in/out)

 Hình dạng: ATmega8 loại đóng gói như sau đây là phổ biến nhất:

 Sơ đồ các chân

Tất cả các chân của Atmega8 được đánh số thứ tự từ 1 đến 28 như hình vẽ, chiều của vi điều khiển được lấy theo đầu lõm hoặc chấm tròn trên vi điều khiển

Hình 2.2: hình dạng thực tế vi xử lý Atmega8

Khi làm việc, các chân vi điều khiển có hai mức trạng thái là 0 và 1 Trạng thái 0 ứng với mức điện áp 0V còn trạng thái 1 ứng với mức điện áp + 5V.

Chức năng các chân trên vi điều khiển Atmega8 như sau:

• Chân 1 – RESET: bình thường chân 1 ở trạng thái 0, khi cấp nguồn điện + 5V vào chân RESET, trạng thái của nó từ 0 lên 1, và reset lại toàn bộ hoạt động của vi xử lý, tương đương với việc ngắt nguồn vi xử lý rồi cấp lại

• Chân 7 – VCC: là chân cấp nguồn + 5V cho vi xử lý

• Chân 8 và 22 – GND: là hai chân nối với nguồn âm Khi thiết kế mạch phải cho hai chân này nối chung với nhau và nối xuống nguồn âm

• Chân 9 – XTAL1 và 10 – XTAL2: là hai chân nối thạch anh Thạch anh

là một linh kiện có tác dụng ra xung clock

• Chân 20 – AVCC: là chân cấp nguồn cho khối chuyển đổi ADC

• Chân 21 – AREF: điện áp tham chiếu Chân AREF được sử dụng khi cần dùng chức năng ADC của vi xử lý

• Chân 4 – INT0 và 5 – INT1: là hai chân ngắt ngoài, để tác động khi có ngắt ngoài

• Các chân từ 14 19: được nhóm chung thành một cổng, gọi là PORT B, từng chân trong PORTB được ký hiệu PB0, PB1, ,PB5 ứng với chân từ

14 đến 19 Các chân này có thể đảm nhiệm các chức năng khác nhau, tùy theo thiết lập của người khi lập trình

Hình 2.3: Cấu trúc chân của Atmega8

• Các chân từ 23 đến 28: được nhóm chung thành một cổng, gọi là PORT

C, từng chân trong PORT C được ký hiệu PC0,PC1, ,PC5 ứng với các chân từ 23 đến 28 Các chân này có thể đảm nhiệm các chức năng khác nhau, tùy theo thiết lập của người khi lập trình

• Các chân từ 2 đến 6 và 11 đến 13: được nhóm chung thành một cổng, gọi

là PORT D, từng chân trong PORT D được ký hiệu từ PD0,PD1, ,PD7 ứng với các chân từ 2 đến 6 và 11 đến 13 Các chân này có thể đảm nhiệm các chức năng khác nhau, tùy theo thiết lập của người lập trình

Các Port B,D đều là 8 bit, Port C 7 bit, tương ứng với 23 đường vào ra Các cổng vào và ra của AVR là cổng hai chiều có thể dịnh hướng, tức có thể chọn hướng của cổng là hướng vào hay hướng ra Tất cả các cổng vào ra của AVR đều có tính năng đọc –chỉnh sửa-ghi khi sử dụng chúng như là các cổng vào ra số thông thường Điều này có nghĩa là khi ta thay đổi hướng của một chân nào đó thì nó không làm ảnh hưởng tới các hướng của chân khác Tất cả các chân của các cổng đều có điện trở kéo lên (pull-up) riêng, ta có thể cho phép hay không cho phép điện trở kéo lên này hoạt động

Điện trở kéo lên là một điện trở được dùng khi thiết kế các mạch điện tử logic Nó

có một đầu được nối với nguồn điện áp dương( thường là Vcc hay Vdd) và đầu còn lại được nối với tín hiệu lối ra/ vào của một mạch logic chức năng Điện trở kéo lên

có thể được lắp đặt tại các lối vào của các khối mạc logic để thiết lập mức logic lối vào của khối mạch khi không có thiết bị ngoài nối vào Ngoài ra, điện trở kéo lên cũng có thể lắp đặt tại các lối ra của khối mạch khi lối ra không thể nối nguồn để tạo dòng, ví dụ các linh kiện logic TTL có cực góp hở đối với họ logic lưỡng cực với nguồn nuôi 5V dc thì giá trị của điện trở kéo lên thường nằm trong khoảng 1000 đến

5000 ohm, tùy thwo các yêu cầu cấp dòng trên toàn dãi hoạt động của mạch Với logic CMOS và logic MOS chúng ta có thể sử dụng các điện trở có giá trị lớn hơn nhiều, thường từ vài ngàn đến một triệu Ohm do dòng rò rỉ (leakage) cần thiết ở lối vào là rất nhỏ

Khi khảo sát các cổng như là các cổng vào ra số thông thường thì tính chất của các cổng là tương tự nhau, nên ta chỉ cần khảo sát một cổng nào đó trong

số 3 cổng của vi điều khiển là đủ

Mỗi một cổng vào ra của vi điều khiển được liên kết với 3 thanh ghi: PORTx, DDRx, PINx (x là chỉ số cho PORT B,C,D) Ba thanh ghi này sẽ được phối hợp với nhau để điều khiển hoạt động cảu cổng, chẳn hạn thiết lập cổng thành lối vào có sử dụngnđiện trở pull-up,…vv

a/ Thanh ghi DDRx

Các bit DDxn để truy cập cho địa chỉ xuất nhập DDRx Bit DDxn trong thanh ghi DDRx dùng để điều khiển hướng dữ liệu của các chân của cổng này Khi giá trị logic “0” vào bất kì bit nào của thanh ghi này thì nó sẽ trở thành lối vào, còn ghi “1” vào bit đó thì nó trở thành lối ra.

b/ Thanh ghi PORTx

Các bit PORTxn để truy cập tại địa chỉ xuất nhập PORTx Khi PORTx được ghi giá trị 1 khi các chân có cấu tạo như cổng ra thì điện trở kéo là chủ động ( được nối với cổng) Ngắt điện trở kéo ra, PORTx được ghi giá trị 0 hoặc các chân có dạng như

Hình 2.4: cấu trúc thanh ghi DDRx

Hình 2.5: Thiết lập các chân I/O của vi xử lý

Hình 2.6: cấu trúc thanh ghi PORTx

cổng ra Các chân của cổng là 3 trạng thái khi điều khiển 1 điều kiện reset là tích cực thậm chí xung đổng hồ không hoạt động.

c/ Thanh ghi PINx

Các bit PINxn để truy cập tại địa chỉ xuất nhập PINx PINx là các cổng chỉ để đọc, các cổng này có thể đọc trạng thái logic của PORTx PINx không phải là thanh ghi, việc đọc PINx cho phép ta đọc giá trị logic trên các chân của PORTx

Giả sử chúng ta kết nối các ngắt ngoài trên Atmega8 như hình trên, các button dùng tạo ra ngắt Có 4 khả năng có thể xảy ra khi chúng ta nhấn và thả các button Nếu không nhấn, trạng thái các chân INT là HIGH do điện trở kéo lên, khi vừa nhấn 1 button sẽ có chuyển mạch trạng thái từ HIGH sang LOW gọi là cạnh xuống (Falling Edge), khi button được nhấn và giữ trạng thái các chân INT xác định là LOW và cuối cùng khi thả các button, trạng thái chuyển từ LOW sang HIGH gọi là cạnh lên (Rising Edge).

Thanh ghi MCUCR chứa các bits cho phép chúng ta chọn 1 trong 4 trạng thái nêu trên cho các ngắt ngoài Dưới đây là cấu trúc thanh ghi MCUCR từ datasheet của Atmega8

MCUCR là một thanh ghi 8 bits nhưng đối với hoạt động ngắt ngoài, chúng ta chỉ quan tâm đến 4 bits thấp của nó Bốn bits thấp là các bits interrupt sense control (ISC) trong đó 2 bits gồm ISC11:ISC10 dùng cho INT1 và 2 bits ISC01:ISC00 dùng cho INT0 Hãy nhìn vào bảng tóm tắt bên dưới để biết chức năng của các bit trên, đây là bảng chân trị của 2 bit ISC11,ISC10 Bảng chân trị cho các bit ISC01:ISC00 cũng tương tự

Hình 2.9: Kết nối ngắt ngoài với Atmega8

Hình 2.10: cấu trúc thanh ghi MCCUCR

Ví Dụ: nếu muốn set cho INT1 là ngắt cạnh xuống trong khi INT0 ngắt cạnh lên, hãy đặt dòng lệnh MCUCR = 0x0B trong chương trình.

Thanh ghi điều khiển ngắt chung – GICR (Genaral Interrupt Control Register), GICR

là một thanh ghi 8 bit nhưng chỉ có 2 bit cao (bit 6 và bit 7) là được sử dụng cho điều khiển ngắt, cấu trúc như thanh ghi như dưới

Bit 7 – INT1 gọi là bit cho phép ngắt 1 (Interrupt Enable), set bit này bằng 1 nghĩa là bạn cho phép ngắt INT1 hoạt động Tượng tự, bit 6 - INT0 điều khiển ngắt INT0.Thanh ghi cờ ngắt chung – GICR (Genaral Interrupt Control Register) có 2 bit INTF1

và INTF0 là các bit trạng thái của 2 cờ ngắt INT1 và INT0 Nếu có sự kiện ngắt phù hợp xảy ra trên chân INT1, bit INTF1 được tự động set lên 1 (tương tự cho trường hợp INTF0), chúng ta có thể sử dụng các bit này để nhận ra ngắt, tuy nhiên điều này không cần thiết nếu chúng ta cho phép ngắt tự động Vì vậy nên thanh ghi này thường không được quan tâm khi lập trình ngắt ngoài Cấu trúc thanh ghi GIFR được trình bày bên dưới

Hình 2.11: bảng INT1 sense control

Hình 2.12: cấu trúc thanh ghi GICR

Hình 2.13: cấu trúc thanh ghi GIFR

Thanh ghi trạng thái – SREG (STATUS REGISTRY)

Nằm trong vùng nhớ I/O và là một trong những thanh ghi quan trọng nhất của AVR Thanh ghi SREG chứa 8 bit cờ (flag) chỉ trạng thái của bộ xử lý, tất cả các bit này đều

bị xóa sau khi reset, các bit này có thể đọc và ghi bởi chương trình Chức năng của từng bit được mô tả như sau:

• Bit 0 – C (Carry Flag: cờ nhớ): là bit nhớ trong các phép đại số hoặc logic

• Bit 1 – Z (Zero Flag: cờ 0): cờ này được set nếu kết quả phép toán đại số hay phép logic bằng 0

• Bit 2 – N (Negative Flag: cờ âm): cờ này được set nếu kết quả của phép toán đại số hay phép logic là số âm

• Bit 3 – V (Two’s complement Overflow Flag: cờ tràn của bù 2)

• Bit 4 – S (Sign Bit: bit dấu); bit S là kết quả phép giữa 1 cờ N và V, S = N xor V

• Bit 5 – H (Half Carry Flag: cờ nhớ): cờ H là cờ nhớ trong 1 vài phép toán đại

số và phép logic, cờ này hiệu quả với các phép toán với số BCD

• Bit 6 – T (Bit Copy Storge): được sử dụng trong 2 instruction BLD (Bit Load)

và BST (Bit Storage)

• Bit 7 – I (Global Interrupt Enable): cho phép ngắt toàn bộ, bit này được set lên

1 nếu chương trình có sử dụng ngắt

Sau khi đã xác lập các bit sẵn sàng cho việc ngắt ngoài, việc sau cùng chúng ta cần làm

là set bit 1, tức là bit cho phép ngắt toàn cục, trong thanh ghi trạng thái chung của chip (thanh ghi SREG) Các chân PD2, PD3 là các chân ngắt nên phải set chân này là Input Quá trình thiết lập ngắt ngoài được trình bày dưới đây

Hình 2.14: cấu trúc thanh ghi SREG