tóm tắt phần cứng vi điều khiển 8051

GV LÊ TIẾN DŨNG Bộ môn Tự ñộng hóa – Khoa ðiện Trường ðại học Bách khoa – ðại học ðà Nẵng Email: ltdung@udn.vn CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN NỘI DUNG CHƯƠNG 2.1 Tổng quát 2.2 Các chân 2.3 Cấu trúc port xuất nhập 2.4 Tổ chức nhớ 2.5 Các ghi chức ñặc biệt (SFR) 2.6 Dao ñộng hoạt ñộng reset 2.7 Truy cập nhớ GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN 2.1 Tổng quát GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN 2.1 Tổng quát Bộ nhớ chương trình chip 8031 8051 8751 8951 8052 8752 0K 4K ROM 4K ROM 4K ROM 8K ROM 4K EPROM 128 128 128 256 256 128 Bộ nhớ liệu chip Bytes Bộ ñịnh thời 2 2 3 Số chân vào/ra 32 32 32 32 32 32 Cổng nối tiếp 1 1 1 Nguồn ngắt 5 5 6 GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN - Sơ ñồ chân - Chức chân - Các ghi chức ñặc biệt - Giản ñồ thời gian hoạt ñộng CPU - Cấu trúc cổng vào/ra - Cấu trúc nhớ - Truy xuất nhớ GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN 2.2 Các chân GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN Mốc ñể xác ñịnh số thứ tự chân 40 chân chip 8051: -Port 1: Chân số – - Reset: Chân số - Port 3: Chân số 10 – 17 - Mạch dao ñộng: Chân số 18&19 - Chân ñất (GND): Chân số 20 GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN - Port 2: Chân số 21 – 28 - PSEN: Chân số 29 - ALE/PROG: Chân số 30 - EA/VPP: Chân số 31 - Port 0: Chân số 32 - 39 - Nguồn VCC: Chân số 40 GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN 2.2 Các chân •Port (chân 32 ñến 39): Có công dụng Trong thiết kế có tối thiểu thành phần, Port ñược sử dụng làm nhiệm vụ xuất/ nhập Trong thiết kế lớn có nhớ ngoài, Port trở thành bus liệu bus ñịa ña hợp (byte thấp bus ñịa chỉ) GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN 2.2 Các chân •Port (chân từ ñến 8): Chỉ có công dụng xuất/nhập, ñể giao tiếp với thiết bị ngoại vi •Port (chân từ 21 ñến 28): Có công dụng, làm nhiệm vụ xuất/nhập byte ñịa cao bus ñịa 16-bits cho thiết kế có nhớ chương trình thiết kế có nhiều 256 byte nhớ liệu GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN 2.5 Các ghi chức ñặc biệt (SFR) Các ghi ñiều khiển nguồn Thanh ghi ñiều khiển nguồn PCON (Power CONtrol register) không ñịnh ñịa bit Các bit ñiều khiển nguồn, nguồn giảm PD nghỉ IDL, hợp lệ tất chip họ MCS-51, thực phiên CMOS họ MCS-51 GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN 2.5 Các ghi chức ñặc biệt (SFR) Chế ñộ nguồn giảm Lệnh thiết lập bit PD lệnh sau ñược thực thi trước ñi vào chế ñộ nguồn giảm Trong suốt thời gian chế ñộ nguồn giảm, VCC có ñiện áp 2V Cần phải giữ cho VCC không thấp sau ñạt ñược chế ñộ nguồn giảm cần phục hồi VCC = 5V tối thiểu 10 chu kỳ dao ñộng trước RST ñạt mức thấp lần GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN 2.5 Các ghi chức ñặc biệt (SFR) Chế ñộ nguồn giảm Ở chế ñộ nguồn giảm: (1) Mạch dao ñộng chip ngừng hoạt ñộng (2) Mọi chức ngừng hoạt ñộng (3) Nội dung RAM chip ñược trì (4) Các chân port trì mức logic (5) ALE /PSEN ñược giữ mức thấp Chỉ khỏi chế ñộ cách reset hệ thống GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN 2.5 Các ghi chức ñặc biệt (SFR) Chế ñộ nghỉ Lệnh thiết lập IDL lệnh sau ñược thực thi trước ñi vào chế ñộ nghỉ Ở chế ñộ nghỉ, tín hiệu clock nội ñược khóa không cho ñến CPU không khóa ñối với chức ngắt, ñịnh thời port nối tiếp Trạng thái CPU ñược trì nội dung tất ghi ñược giữ không ñổi Các chân port ñược trì mức logic chúng ALE /PSEN ñược giữ mức cao Chế ñộ nghỉ kết thúc cách cho phép ngắt cách reset hệ thống Cả cách ñều xóa bit IDL GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN 2.6 Dao ñộng hoạt ñộng reset Dao ñộng Họ 8051 có dao ñộng chip cần có ñồng hồ bên ñể kích hoạt (No Connect) GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN Reset GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN 2.6 Dao ñộng hoạt ñộng reset ðể thực lệnh cần số chu kỳ xung nhịp ñồng hồ Ở họ 8051, chu kỳ ñồng hồ ñược gọi chu kỳ máy (machine cycle) ðộ dài chu kỳ máy họ 8051 phụ thuộc vào tần số dao ñộng thạch anh nối với hệ thống 8051 Bộ dao ñộng thạch anh với ñồng hồ chip cung cấp xung ñồng hồ cho 8051 Tần số dao ñộng thạch anh thường nằm khoảng 4MHz ñến 30MHz phụ thuộc vào tốc ñộ chip nhà sản xuất Thường ñược sử dụng dao ñộng thạch anh tần số 11,0592MHz nhằm tương thích với cổng nối tiếp IBM PC GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN 2.6 Dao ñộng hoạt ñộng reset Một chu kỳ máy gồm chuỗi (sequence) trạng thái (State), ñược ñánh số từ S1 ñến S6 Mỗi trạng thái bao gồm chu kỳ xung dao ñộng Do chu kỳ máy gồm 12 chu kỳ dao ñộng thạch anh, 1µs tần số dao ñộng 12MHz Một chu kỳ máy bằng: 12 * T với T = 1/f 12 * 1/12MHz = 1µ µs Hoặc 12 * 1/11,0592MHz = 1,085 µs Giản ñồ thời gian chu kỳ máy sile GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN 2.6 Dao ñộng hoạt ñộng reset MỘT CHU KỲ MÁY XUNG CLOCK GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN 2.7 Hoạt ñộng truy cập nhớ Truy xuất nhớ chương trình Bộ nhớ chương trình nhớ ñọc, ñược cho phép tín hiệu /PSEN 1/2 ñầu chu kỳ tìm nạp lệnh ROM ngoài: µC gửi ñịa tới ROM, 74HC573 chốt byte thấp ñịa ñầu Q P0 làm nửa thấp bus ñịa GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN Hoạt ñộng truy cập nhớ 1/2 sau chu kỳ tìm nạp lệnh ROM ngoài: 74HC573 chốt giữ ổn ñịnh byte thấp ñịa ñầu Q µC ñọc lệnh từ ROM, P0 làm bus liệu GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN Truy xuất nhớ liệu Bộ nhớ liệu nhớ ñọc/ghi ñược cho phép tín hiệu /RD /WR chân P3.7 P3.6 Lệnh dùng ñể truy xuất nhớ liệu MOVX, sử dụng trỏ liệu 16-bit DPTR R0,R1 làm ghi chứa ñịa GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN Hết chương Thực hành: - Vi ñiều khiển AT89S51 - Phần mềm Keil uvision - Phần mềm AEC-ISP - Bo mạch cắm - Máy vi tính có cổng máy in LPT - Các linh kiện khác: R, C, LED, BUTTON … GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN Hết chương YÊU CẦU: MẠCH HOẠT ðỘNG TỐT ðỂ CÓ THỂ DÙNG THỰC HÀNH CHO CÁC CHƯƠNG TIẾP THEO GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN THANK YOU ! SEE YOU IN NEXT CHAPTER GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 [...]... Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN Code Memory ON-CHIP MEMORY Data Memory EXTERNAL MEMORY GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN Không gian bộ nhớ nội... 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN 2.3 Cấu trúc của port xuất nhập Cấu trúc của cổng P0 GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN 2.3 Cấu trúc của port xuất nhập Cấu trúc của cổng P2 GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI. .. Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN 2.3 Cấu trúc của port xuất nhập GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN 2.3 Cấu trúc của port xuất nhập Sơ ñồ mạch tổng quát bên trong cho các chân của port xuất/nhập ñược cho như hình vẽ ở slide tiếp theo Vi c ghi ñến 1 chân của port sẽ nạp... Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN 2.3 Cấu trúc của port xuất nhập Ghi giá trị 0 ra chân P1 GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN 2.3 Cấu trúc của port xuất nhập ðọc từ chân input ðể cổng là input, thì phải lập trình... TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN 2.3 Cấu trúc của port xuất nhập ðọc từ chân input Ví dụ: MOV MOV BACK: MOV MOV SJMP A,#FFH P1,A A,P1 P0,A BACK ; ðặt P1 làm cổng vào bằng cách ghi "1" vào tất cả các bit của cổng ; Nhận dữ liệu từ cổng P1 ; Gửi nó ñến cổng P0 ; Lặp lại GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN... ñiều khiển một transistor trường và transistor này nối với chân của port GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN 2.3 Cấu trúc của port xuất nhập D-FF ñồng bộ theo sườn lên của xung nhịp GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU... Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN 2.3 Cấu trúc của port xuất nhập -Internal bus: Bus nội, giao tiếp với CPU - P1.x latch: D Flip-Flop, lưu giữ giá trị của chân GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN 2.3 Cấu trúc của port xuất nhập Ghi giá trị 1 ra chân... /EA phải ñược nối ñất Các chip họ 8051 có EPROM còn nhận chân /ALE làm chân nhận ñiện áp cấp ñiện 12V cho vi c lập trình EPROM nội GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN 2.2 Các chân * Chân RESET (RST) (Chân 9): Dùng ñể thiết lập lại trạng thái ban ñầu của hệ thống hay gọi tắt là reset hệ thống khi ñược treo... logic 1 ít nhất 2 chu kỳ máy Các thanh ghi bên trong của 8051 ñược nạp các giá trị thích hợp cho vi c khởi ñộng lại hệ thống GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN 2.2 Các chân * Các chân XTAL1 và XTAL2 (chân 18 và chân 19): Mạch dao ñộng bên trong chip 8051 ñược ghép với thạch anh bên ngoài ở 2 chân XTAL1 và... VI ðIỀU KHIỂN 2.3 Cấu trúc của port xuất nhập Cấu trúc của cổng P3 GV Lê Tiến Dũng Automation Department, Faculty of Electrical Engineering – DUT / 2007 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT PHẦN CỨNG CHÍP VI ðIỀU KHIỂN 2.4 Tổ chức bộ nhớ Bộ nhớ: Là một tập các thanh ghi Bộ nhớ có 2 loại: RAM - Bộ nhớ dữ liệu và ROM - Bộ nhớ chương trình Thanh ghi của 8051 dùng ñể lưu trữ dữ liệu hoặc ñịa chỉ Các thanh ghi của 8051 có