Kỹ thuật vi xử lý ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ BẢNG CHỮ CHẠY DÙNG VĐK AT89S52 BKFET Group 1 Kỹ thuật vi xử lý MỤC LỤC PHẦN I:LỜI NÓI ĐẦU. PHẦN II: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI VÀ LÝ DO CHỌN VĐK AT89S52. II.1. Giới thiệu đề tài. II.2. Lý do chọn vi điều khiển AT89S52. PHẦN III: GIỚI THIỆU VỀ VI ĐIỀU KHIỂN AT89S52. III.1. Tổng quan về họ vi điều khiển 8051. III.2. Cấu trúc bên trong của bộ vi điều khiển 8051. III.3. Chức năng các chân của vi điều khiển 8051. II.3.1. Các Port xuất nhập. II.3.2. Chân cho phép bộ nhớ chương trình . II.3.3. Chân cho phép chốt địa chỉ ALE. II.3.4. Chân truy xuất ngoài EA. II.3.5. Chân RESET. III.4. Tổ chức bộ nhớ. II.4.1. Vùng RAM đa mục đích. II.4.2. Vùng RAM định địa chỉ II.4.3. Các dãy thanh ghi II.4.4. Các thanh ghi chức năng đặc biệt (SFR) PHẦN IV: SƠ ĐỒ KHỐI MẠCH BẢNG CHỮ CHẠY VI.1. Sơ đồ khối mạch bảng chữ chạy. VI.2. Chức năng các khối. VI.2.1. Khối điều khiển trung tâm. VI.2.2. Khối xuất và đệm ngõ ra hàng. VI.2.3. Khối giải mã cột (quét cột). VI.2.4. Khối ma trận LED. VI.2.5. Khối bàn phím. VI.2.6. Khối hiển thị LCD. PHẦN V: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG V.1. Thiết kế khối điều khiển trung tâm. V.2. Thiết kế khối xuất và đệm ngõ ra hang. BKFET Group 2 Kỹ thuật vi xử lý V.3. Thiết kế khối giải mã cột. V.4. Thiết kế khối ma trận LED. V.5. Thiết kế khối bàn phím. V.6. Thiết kế khối hiển thị LCD. V.7. Kết quả mạch in thực tế PHẦN VI: THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH CHO VI ĐIỀU KHIỂN VI.1. Tóm tắt thuật toán. VI.2. Chương trình Assembly. PHẦN VII: KẾT LUẬN BKFET Group 3 Kỹ thuật vi xử lý PHẦN I: LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay kỹ thuật điện tử đã và đang không ngừng len lỏi vào cuộc sống. Các công nghệ mới liên tục ra đời đem lại những ứng dụng vô cùng to lớn. Có thể nói một trong những đỉnh cao công nghệ đó là sự ra đời của các bộ vi xử lý. Có lẽ ngay cả những người sáng chế ra những bộ vi xử lý đầu tiên cũng không thể tưởng tượng hết được tương lai phát triển huy hoàng của chúng. Các bộ vi xử lý ngày nay không đơn thuần chỉ là các con chip thế hệ VLSI với khả năng tích hợp rất lớn mà chúng thực sự là những bộ não thu nhỏ. Chúng có mặt ở khắp nơi để giúp con người xử lý vô vàn các công việc, từ việc nhỏ như xử lý lệnh trong chiếc điều khiển từ xa tivi, chiếc ôtô đồ chơi trẻ em đến những việc lớn hơn như trong chiếc điện thoại di động, máy ảnh số hay thậm chí trong máy bay, tên lửa cũng do những bộ vi xử lý điều khiển. Mặc dù kích thước vật lý của các bộ vi xử lý khá nhỏ nhưng bên trong nó chứa đựng rất nhiều công trình khoa học do hàng nghìn kỹ sư nghiên cứu trong hàng vài năm trời. Vì vậy việc nắm bắt các công nghệ đó là vô cùng cần thiết cho những ứng dụng của cuộc sống nhưng cũng cũng không hề dễ dàng. Một trong những cách tiếp cận với công nghệ vi xử lý là chúng ta tìm hiểu về vi điều khiển vì bên trong các bộ vi xử lý cỡ nhỏ. Và không có cách học tập nào hiệu quả hơn là học phải đi đôi với làm sản phẩm thật. Đó chính là vấn đề sẽ được chúng em trình bày trong bài báo cáo này. BKFET Group 4 Kỹ thuật vi xử lý PHẦN II: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI VÀ LÝ DO CHỌN VĐK AT89S52 II.1. Giới thiệu đề tài: Trong thời đại hiện nay có rất nhiều hình thức thông tin quảng cáo. Một trong số những hình thức có hiệu quả nhất và đang được sử dụng rộng rãi nhất đó là quảng cáo bằng bảng điện tử. Quảng cáo bằng bảng điện tử luôn thể hiện những ưu điểm vượt trội so với các bảng quảng cáo truyền thống như: - Thông tin trên bảng có thể thay đổi dễ dàng. - Cùng một lúc có thể quảng cáo nhiều thông tin theo kiểu luân phiên, chạy, nháy… - Màu sắc phong phú, bắt mắt. - Nổi bật vì có khả năng tự phát sáng. - Thể hiện phong cách hiện đại, chuyên nghiệp. - … Để làm được một bảng điện tử chúng ta có thể dùng vi xử lý, dùng vi điều khiển, PSoC, PLD, PLC … Với mục đích làm quen với các bộ vi điều khiển nói riêng và công nghệ vi xử lý nói chung, trong bài báo cáo này, chúng em xin trình bày phương án thiết kế mạch quảng cáo sử dụng vi điều khiển AT89S52. II.2. Lý do chọn vi điều khiển AT89S52: Như đã nói trên, việc điều khiển bảng chữ chạy sẽ là khá phức tạp nếu ta chỉ sử dụng các IC số, nhưng nếu sử dụng các hệ mạch tổ hợp khả trình thì công việc trở nên nhẹ nhàng hơn khá nhiều. Trong điều kiện mới được tiếp cận với môn học vi xủ lý, chưa đủ kiến thức để làm việc với các hệ mạch khả trình phức tạp. Chúng em quyết định dùng vi điều khiển để điều khiển mạch bảng chữ chạy của mình. Trên thị trường hiện nay có bán khá nhiều chủng loại vi điều khiển của nhiều hãng khác nhau. Nổi tiếng nhất là các dòng vi điều khiển 89, AVR, PIC của hai hãng Atmel và Microchip. Trong đó hai dòng vi điều khiển AVR và PIC là hai dòng vi điều khiển khá mạnh về cả tính năng lẫn tốc độ nhưng cũng là dòng vi điều khiển khá đắt tiền. Vì vậy chúng em quyết định sử dụng vi điều khiển họ 89 mà cụ thể là vi điều khiển AT89S52 cho mục đích điều khiển bảng chữ chạy của mình. Đây là loại IC vi điều khiển khá thông dụng cho các mục BKFET Group 5 Kỹ thuật vi xử lý đích không yêu cầu tốc độ và tính năng cao vì dễ sử dụng và lập trình. Đặc biệt với khả năng có thể được lập trình trong hệ thống (ISP) việc nạp xoá chương trình là khá đơn giản và tiện lợi. BKFET Group 6 Kỹ thuật vi xử lý PHẦN III: GIỚI THIỆU VỀ VI ĐIỀU KHIỂN AT89S52 III.1. Tổng quan về họ vi điều khiển 8051: Vi điều khiển AT89S52 là một trong những IC thuộc họ vi điều khiển 8051 do hãng Almel thiết kế và chế tạo. Tuy có nhiều ưu việt hơn so với vi điều khiển 8051 nguyên bản nhưng về cơ bản cấu trúc và cách lập trình cho vi điều khiển AT89S52 là giống với vi điều khiển 8051. Vì vậy chúng ta sẽ đi sâu tìm hiểu họ vi điều khiển 8051 để phục vụ cho việt thiết kế của đề tài. 8051 Là bộ vi điều khiển do hãng Intel chế tạo đầu tiên vào năm 1981 và sau đó được các hãng sản xuất vi điều khiển khác phát triển lên thành rất nhiều loại IC vi điều khiển khác nhau. Bộ vi điều khiển 8051 đầu tiên có các đặc điểm: Có 4 kByte ROM và hỗ trợ tối đa lên tới 64 kByte. Có 128 byte RAM. Có 4 cổng xuất nhập (I/O), mỗi cổng rộng 8 bit. 2 bộ định thời 16 bit. Có giao tiếp nối tiếp RS232. Là bộ xử lý bit, tức là có thể thao tác với từng bit. III.2. Cấu trúc bên trong của bộ vi điêù khiển 8051: Sơ đồ khối vi điều khiển 8051: BKFET Group 7 Kỹ thuật vi xử lý BKFET Group 8 C O U N T E R I N P U T S OS C INTERRUP T CONTROL 4 I/O PORTS BUS CONTRO L SERIAL PORT EXTERNAL INTERRUPTS CPU ON - CHIP RAM ETC TIMER 0 TIMER 1 ADDRESS/DA TA TXD RX D P 0 P 1 P 2 P 3 Kỹ thuật vi xử lý III.3. Chức năng các chân của vi điều khiển 8051: III.3.1. Các port xuất nhập: Sơ đồ chân: S¬ ®å ch©n 89S52. Trong đó: Port 0: - Từ chân số 32 đến số 39. - Vì được thiết kế theo kiếu cực máng hở nên cần có điện trở kéo lên nguồn dương. - Làm nhiệm vụ xuất/ nhập (với các thiết kế có tối thiểu thành phần). BKFET Group 9 Kỹ thuật vi xử lý - Với các thiết kế lớn có bộ nhớ ngoài, port 0 trở thành bus địa chỉ và bus dữ liệu đa hợp (là byte thấp nếu là bus địa chỉ ). Port 1: - Từ chân số 1 đến số 8. - Đã có sẵn điện trở kéo bên trong IC. - Chỉ cố tác dụng xuất/ nhập, dùng giao tiếp với các thiết bị ngoại vi khi cần. Port 2: - Từ chân số 21 đến số 28. - Đã có sẵn điện trở kéo bên trong IC. - Làm nhiệm vụ xuất/ nhập. - Với các thiết kế lớn yêu cầu cần có bộ nhớ ngoài thì nó là byte địa chỉ cao của bus địa chỉ 16-bit. Port 3: - Từ chân số 10 đến chân số 17. - Làm nhiệm vụ xuất/ nhập. - Thường sử dụng để tác động tín hiệu điều khiển. Ngoài ra mỗi chân của Port3 có một chức năng riêng: III.3.2. Chân cho phép bộ nhớ chương trình: 8051 cung cấp cho ta 4 tín hiệu điều khiển bus. Tín hiệu cho phép bộ nhớ chương trình PSEN (Program Store Enable) là tín hiệu xuất trên chân 29. Đây là tín hiệu điều khiển cho phép ta truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài. Chân này thường nối với chân cho phép xuất OE của EPROM (hoặc ROM) để cho phép đọc các Byte lệnh. Tín hiệu PSEN ở logic 0 trong suốt thời gian tìm nạp lệnh. Khi thực thi một chương trình chứa ở ROM nội, PSEN được duy trì ở mức 1. BKFET Group Bit Tên Địa chỉ bit Chức năng P3.0 RXD B0H Chân nhận dữ liệu của port nối tiếp P3.1 TXD B1H Chân phát dữ liệu của port nối tiếp P3.2 INT0 B2H Ngõ vào ngắt ngoài 0 P3.3 INT1 B3H Ngõ vào ngắt ngoài 1 P3.4 T0 B4H Ngõ vào của bộ định thời/đếm 0 P3.5 T1 B5H Ngõ vào của bộ định thời/đếm 1 P3.6 WR B6H Điều khiển ghi bộ nhớ ngoài P3.7 RD B7H Điều khiển đọc bộ nhớ ngoài 10 [...]... bng ch chy: Hin th LCD Khi iu khin trung tõm Xut v m ngừ ra hng Bng ma trn LED Gii mó ct Khi bn phớm IV.2 Chc nng cỏc khi: IV.2.1 Khi iu khin trung tõm: Chng trỡnh lp trỡnh sn c np vo trong vi iu khin AT89S52 s nhn cỏc lnh t khi bn phớm v a tớn hiu iu khin tng ng ra LCD cng nh iu khin cỏc khi xut d liu hng, v gii mó ct ra cỏc Port ca vi iu khin lm sỏng, tt cỏc LED tng ng IV.2.2 Khi xut v m ngừ ra hng:... th dũng ch ang chy trờn bng giỳp cho vic thay i n gin hn 18 BKFET Group K thut vi x lý PHN V: THIT K PHN CNG: V.1 Thit k khi iu khin trung tõm: Khi iu khin trung tõm gm thnh phn chớnh l IC vi iu khin AT89S52 kốm theo cỏc linh kin ph tr nh khuyn cỏo ca nh sn xut: Thch anh 11.0592MHz (thng dựng) kốm theo hai t 33pF Chõn s 9 c mc t 10à F lờn Vcc IC c reset mi khi bt ngun Bỡnh thng chõn ny c kộo xung... Port0 ca vi iu khin vo cỏc chõn Anod (hng) ca ma trn LED m cn ni qua mt khi m Mch m ny lm nhim v tng dũng in cho LED sang v o mc tớn hiu 20 BKFET Group K thut vi x lý logic iu khin t mc 0 (vỡ vi iu khin AT89S52 thng iu khin bng mc tớch cc thp) thnh mc 1 (ra LED) Trong thit k ny, chỳng ta s dng transistor A564 l transistor thun hot ng ch ct bóo ho thc hin nhim v ú Transistor A564 l loi transistor khỏ... Group K thut vi x lý PHN VI: THIT K CHNG TRèNH CHO VI IU KHIN VI.1 Túm tt thut toỏn: Theo nguyờn lý v thit k phn cng ca mch qung cỏo, chỳng ta s xõy dng thut toỏn cho chng trỡnh iu khin np vo vi iu khin AT89S52 Trong s nguyờn lý, d liu t Port 0 s c xut ra hng, cũn Port 2 s cú 5 chõn c s dng lm 5 chõn a ch a vo 4 IC 74LS138 tin hnh gii mó ct Bn phớm ni ti P0 Chõn iu khin LCD ni ti 3 chõn thuc Port 1 . thuật vi xử lý ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ BẢNG CHỮ CHẠY DÙNG VĐK AT89S52 BKFET Group 1 Kỹ thuật vi xử lý MỤC LỤC PHẦN I:LỜI NÓI ĐẦU. PHẦN II: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI VÀ LÝ DO CHỌN VĐK AT89S52. II.1. Giới thiệu. LCD. PHẦN V: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG V.1. Thiết kế khối điều khiển trung tâm. V.2. Thiết kế khối xuất và đệm ngõ ra hang. BKFET Group 2 Kỹ thuật vi xử lý V.3. Thiết kế khối giải mã cột. V.4. Thiết kế khối. việc chạy chữ. Ngoài ra khối này còn hiển thị dòng chữ đang chạy trên bảng giúp cho việc thay đổi đơn giản hơn. BKFET Group 18 Kỹ thuật vi xử lý PHẦN V: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG: V.1. Thiết kế khối