THIẾT KẾ HỆ THỐNG VI XỬ LÝ (Phần 4) - Nguyễn Hồng Quang

1 Electrical Engineering 1 Vi điều khiển 8051(microcontroller) • 8031 do hãng Intel chế tạo • 8051 có 4kbyte Flash Ram • 89C51, 52 do hãng Intel chế tạo • 87C51 do hãng Philip chế tạo • 80515, 535 do hãng Siemens chế tạo Electrical Engineering 2 Vi điều khiển89C51 2 Electrical Engineering 3 Electrical Engineering 4 Đặc điểm chung AT89C51/52 •Do hãng Atmel chế tạo •4K byte Flash, 128 byte RAM •32 đường xuất nhập, •Hai bộ định thời / bộ đếm 16 bit, •5 ngắt •Một port nối tiếp song công •Mạch dao động và tạo xung nhịp trên chip. 3 Electrical Engineering 5 Làm việc với89C51 •Bộ nạp Flash RAM –Phần cứng –Phần mềm – 8051 programmer •Chương trình dịch – Assembler AS51 –Chương trình C: Keil, Read 51, Electrical Engineering 6 Phần mềm 4 Electrical Engineering 7 Giới thiệu chung 89c51 H×nh 2.1: CÊu tróc cña vi ®iÒu khiÓn 8051. Bộ tạo dao động CPU Điều khiển ngắt. Nguån ng¾t trong. 4Kbyte Bé nhí ch−¬ng tr×nh trong. 128byte Bé nhí RAM trong 2bộ đếm / định thời Khối đ.khiển quản lý Bus. Port 0 Port 1 Port 2 Port 3 Giao diện nối tiép. XTAL 1.2 |PSEN/ALE Cæng I/O 8 bit Cổng I/O Đchỉ cao Dữ liệu 8 bit Cổng I/O Đchỉ thấp Dữ liệu 8 bit Cổng I/O Các chức năng đắc biệt Dữ liệu 8 bit Nguồn ngắt ngoài Đếm sự kiện. Electrical Engineering 8 Khối xử lý trung tâm CPU CPU -Central Processing Unit • Thanh ghi tích luỹ (ký hiệu là A ); • Thanh ghi tích luỹ phụ (ký hiệu là B ) thường được dùng cho phép nhân và phép chia ; •Khối logic số học (ALU=Arithmetic Logical Unit) ; •Từ trạng thái chương trình (PSW= Program Status Word ); •Bốn băng thanh ghi (R0-R7). • Con trỏ ngăn xếp (SP=Stack Point) cũng như con trỏ dữ liệu để định địa chỉ cho bộ nhớ dữ liệu ở bên ngoài; • Thanh ghi đếm chương trình (PC= Progam Counter ); 5 Electrical Engineering 9 Mô tả các chân 8051 • 40 chân • Vcc Chân cung cấp điện, 5V DC, 40 • GND Chân nối đất, 0V, 20 •Chân thạch anh:18, 19, dùng đồng hồ thạnh anh với tần số lớn nhất là 12 Mhz Electrical Engineering 10 Các cổng vào ra •4 cổng, 32 bít vào ra – Port 0, 1, 2, 3 •Port 1 – Chân 1 – 8 của 8051, ký hiệu P1.0, P1.1 P1.7 – Dùng làm đường xuất và đường nhập, ghép nối với thiết bị ngoại vi 6 Electrical Engineering 11 Các cổng vào ra(tiếp) • Port 0 (chân 32-39) có 2 công dụng. – Dùng như nhiệm vụ xuất nhập – Khi ghép nối với thiết bị nhớ, port 0 trở thành bus địa chỉ và bus dữ liệu đa hợp • byte thấp của bus địa chỉ nếu dùng địa chỉ Electrical Engineering 12 Các cổng vào ra (tiếp) • Port 2 (chân 21-28) có 2 công dụng. – Dùng như nhiệm vụ xuất nhập – Khi ghép nối với thiết bị nhớ, port 2 trở thành bus địa chỉ • byte cao của bus địa chỉ nếu dùng địa chỉ 7 Electrical Engineering 13 Các cổng vào ra (tiếp) • Port 3 (chân 10 – 17) –Cóthể làm các chân vào ra trực tiếp – Tùy theo phần mềm có thể làm chức năng riêng Electrical Engineering 14 Port 3 • P3.0 RxD ( ngõ vào cổng nối tiếp ) • P3.1 TxD ( Ngõ ra của port nối tiếp ) • P3.2 ( Ngõ vào ngắt ngoài 0 ) • P3.3 ( Ngõ vào ngắt ngoài 1 ) • P3.4 T0 ( Ngõ vào bên ngoài của bộ định thời ) • P3.5 T1 ( Ngõ vào bên ngoài của bộ định thời 1 ) • P3.6 (Diều khiển ghi bộ nhớ dư liệu ngoài ) • P3.7 (Diều khiển đọc ghi bộ nhớ dư liệu ngoài ) 8 Electrical Engineering 15 Các chân điều khiển • PSEN •ALE •EA • RESET Electrical Engineering 16 RESET •Khởi động lại hệ thống •Tích cực ở mức 1 89C51 HI 0 R3 10K C1 R3 100 9 Electrical Engineering 17 EA • Chân 31, cần điều khiển bằng người thiết kế •EA = 1, thực hiện chương trình trong ROM nội •EA = 0, thực hiện chương trình ROM ngoài Electrical Engineering 18 Kết cấu bộ nhớ chương trình 8051 10 Electrical Engineering 19 Bộ nhớ RAM trong Electrical Engineering 20 Ghép nối bộ nhớ (vào ra) ngoài • Ghép nối thiết bị vào ra ngoài – Khi giới hạn bởi sổ cổng vào ra – Khi dung lương nhớ bổ xung thêm •Về lý thuyết , 8051 có thể có –64k bộ nhớ chương trình (code memory ) –64K bộ nhớ dữ liệu •Việc ghép nối bộ nhớ liên quan tới việc sử dụng tín hiệu địa chỉ để tạo ra tín hiệu chọn chip CE • Chân PSEN sử dụng cho vùng nhớ chương trình • Đường RD, WR cho vùng nhớ dữ liệu • EA = Vcc dùng cho - on chip code rom • EA = GND dùng vùng nhớ ngoài [...]... vi chõn OE (output enable) ca EPROM Bỡnh thng PSEN mc 1 21 Electrical Engineering Nguyờn tc chung B nh v cỏc thit b ngoi vi u cú ng iu khin ghộp ni vi vi x lý CS, CE : chip select or chip enable ng ny kt hp vi tớn hiu gii mó t vi iu khin Thng l tớch cc thp Thng thỡ tớn hiu c RD c ni vi chõn OE : output enable Trong b nh RAM thỡ thờm tớn hiu WR : write enable Tớn hiu RD,WD u c iu khin bng Vi. .. Vi x lý Electrical Engineering 22 11 ALE (address latch enable) Chõn 30, cung cp bi 8051 Cho phộp cht a ch v d liu, gii mó bus a ch v bus d liu ALE = 1, d liu ALE = 0, a ch thp Electrical Engineering 23 S dng ALE trong thc t Electrical Engineering 24 12 Truy xut b nh ngoi 25 Electrical Engineering Gii mó a ch 8051 27256 P ort 0 D0 - D7 27256 D0 - D7 EA A0 - A7 A0 - A7 A LE 74H C 573/373 A 8-A 14... ROM chia lm hai vựng: ROM trong (On-chip) cú a ch vt lý: 0000H ữ 0FFFH ROM ngoi (2732) cú a ch vt lý: 1000H ữ 1FFFH B nh d liu c m rng thờm 32K RAM ngoi cú a ch vt lý: 2000H ữ 9FFFH Mch ghộp ni vo/ ra s dng IC 8255 vi a ch ca tng cu hỡnh nh sau: a ch cng PA: A000H a ch cng PB: A001H a ch cng PC: A002H a ch ca t iu khin PSW: A003H Electrical Engineering 30 15 Vi mch 74LS138 Giải mã từ 3 8 theo... PSW: A003H Electrical Engineering 30 15 Vi mch 74LS138 Giải mã từ 3 8 theo mã BCD Logic 0 là mức tích cực 31 Electrical Engineering 1 2 3 4 5 Giải mã địa chỉ 6 sơ đồ nguyên lý Board 1 HD: TS Nguyễn Hồng Quang TH: Trần Bình Dơng-Phạm Gia Điềm V OUT 3 VCC + 5V VCC P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 R_POWER LED_POWER C 1 2 3 4 5 6 7 8 13 12 15 14 VCC C2 S1 RESET 30P C1 CAPACITOR C3 30P 31 12Hz 19... PORT3 1 6 2 7 3 8 4 9 5 D1 D3 D5 D7 2 4 6 8 10 AD[0 8] 8255 V IN 1 3 5 7 9 +5V AD0 AD1 AD2 AD3 AD4 AD5 AD6 AD7 EA 74ALS573 1 VCC +12V 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 74ALS138 R-4,7K 78L05 B DATA BUS D0 D2 D4 D6 Triệu Tuyêng Hoàng -Nguyễn tuấn Nghĩa-TĐH3-K43 D D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 11 12 13 15 16 17 18 19 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 PA0 PA2 PA4 PA6 PB0 PB2 PB4 PB6 PC0 PC2 PC4 PC6 P1.0 P1.2 P1.4 P1.6 1 2 3 4 5 6 7 8... P1.5 P1.7 P1.0 P1.2 P1.4 P1.6 PORT3+138 1 3 5 7 9 2 4 6 8 10 PORT1 1 3 5 7 9 2 4 6 8 10 INT1 T1 RD Y4 Y6 B P1.1 P0.3 P1.5 P1.7 VCC A VCC Nghiên Cứu Khoa Học Size Number Revision B Date: File: 1 2 Electrical Engineering 3 4 5 14-Sep-2002 C:\DIEM\DIEM.sch Sheet of Drawn By: 32 6 Phạm Gia Điềm 16 ... 24 12 Truy xut b nh ngoi 25 Electrical Engineering Gii mó a ch 8051 27256 P ort 0 D0 - D7 27256 D0 - D7 EA A0 - A7 A0 - A7 A LE 74H C 573/373 A 8-A 14 P ort 2 A 15 PSEN Electrical Engineering ` OE A 8-A 14 OE 26 13 Vớ d 4K Rom ngoi ti a ch 1000 1000H = 0001 0000 0000 0000b 4 ng a ch liờn qua chớnh l A15, A14, A13, A12 Mc tiờu Thit k mch lụ gic to ra tin hiu tớch cc thp khi [A15:A12] = 0001 and... PA7 RD WR A0 A1 RESET CS PB0 PB1 PB2 PB3 PB4 PB5 PB6 PB7 Y2 4 3 2 1 40 39 38 37 18 19 20 21 22 23 24 25 14 15 16 17 13 12 11 10 C6 10u 6 2 16 R2I T2O R2O T2I MAX232 15 R10 T1I GND VV+ VCC C1+ C1C2+ C 2- RXD 9 10 A0 10 A1 9 A2 8 A3 7 A4 6 A5 5 A6 4 A7 3 A8 25 A9 24 A10 21 A11 23 A12 2 VCC 1 C5 10u 3 4 C8 10u CT R_L232B C7 10u 5 LED232 R_L232A WR C828 RD VCC Y0_74138 A 1 3 5 7 9 2 4 6 8 10 1 3 5 7 9 2 . +12V VCC + 5V Phạm Gia Điềm sơ đồ nguyên lý Board 1 HD: TS Nguyễn Hồng Quang TH: Trần Bình Dơng-Phạm Gia Điềm Triệu Tuyêng Hoàng -Nguyễn tuấn Nghĩa-TĐH3-K43 . tắc chung •Bộ nhớ và các thiết bị ngoại vi đều có đường điều khiển ghép nối với vi xử lý – CS, CE : chip select or chip enable • Đường này kết hợp với tín hiệu giải mã từ vi điều khiển •Thường. Engineering 26 Giải mã địa chỉ Port 0 Port 2 EA ALE PSEN 74HC573/373 D0 - D7 A0 - A7 A8-A14 OE 8051 27256 D0 - D7 A0 - A7 A8-A14 OE 27256 ` A15 14 Electrical Engineering 27 Ví dụ 4K Rom ngoài tại