Nghiên cứu công nghệ lập trình IC vi xử lí 8051

Trờng đại học vinh Khoa vật lý - hoàng thùy linh nghiên cứu công nghệ lập trình ic vi xử lý 8051 Khóa luận tốt nghiệp ngành: cử nhân khoa học vật lý Vinh- 2007 Lời cảm ơn Đầu tiên em chân thành cảm ơn đến Ban chủ nhiệm khoa Vật Lý tạo điều kiện cho em đợc làm quen với việc nghiên cứu khoa học Cám ơn Thầy Cô giáo Khoa bồi dỡng kiến thức cho em thời gian học tập Khoa Vật lý Để hoàn thành Luận văn em xin bày tỏ lòng biết ơn tới Thầy giáo hớng dẫn TS Võ Thanh Cơng giúp em có đợc ý tởng luận văn giúp em hoàn thành luận văn Cũng qua em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo phản biện Thầy Dơng Kháng ý kiến đóng góp bổ ích cho luận văn Em xin chân thành cám ơn Thầy Cô giáo Hội đồng bảo vệ luận văn tốt nghiệp ý kiến góp ý cho luận văn Xin chân thành cám ơn bạn sinh viên Khoa vật lý động viên cổ vũ em hoàn thành luận văn Tuy nhiên cố gắng nhng lần làm đề tài chắn Luận văn không tránh khỏi sai sót, em mong đợc góp ý ý kiến thầy cô giáo bạn Chân thành cảm ơn! Vinh, tháng năm 2007 Sinh viên thực Hoàng Thùy Linh Mục lục Phần mở đầu Trang Chơng I: Tổng quan lý thuyết chất bán dẫn 1.1 Chất bán dẫn 1.2 Bán dẫn pha tạp 1.3 Tiếp giáp P-N 1.3.1 Tiếp giáp P- N không đợc phân cực 1.3.2 Tiếp giáp P- N đợc phân cực 13 1.4 Diode phát quang 16 Kết luận chơng I 16 Chơng II: Tổng quan mạch tích hợp logic 17 2.1 Hệ thống đếm số 17 2.2 Các hệ thống logic 18 2.3 Các phần tử logic 19 2.3.1 Mạch Hoặc 19 2.3.2 Mạch Và 19 2.3.3 Mạch Không 20 2.3.4 Các thuật toán logic khác 20 2.4 Các mạch logic thông dụng 20 2.4.1 Mạch DTL 20 2.4.2 Mạch logic RTL 21 2.4.3 Mạch logic TTL 22 2.4.4 Mạch ECL 23 2.5 Các đặc trng chủ yếu mạch tích hợp logic 24 2.6 Các tổ hợp logic tiêu chuẩn 25 2.7 Các loại trigơ 26 2.7.1 Trigơ R- S 26 2.7.2 Trigơ J- K 27 2.7.3 Trigơ D 27 2.7.4 Trigơ T 28 2.8 ứng dụng Trigơ 29 2.8.1 Bộ đếm không đồng 29 2.8.2 Bộ đếm thuận nghịch 31 2.8.3 Bộ đếm chia N 32 2.9 Một vài ví dụ ứng dụng đếm 33 2.9.1 Đếm trực tiếp 33 2.9.2 Đồng hồ điện tử 34 2.9.3 Công tắc điện tử IC 74 HC 245 35 2.9.4 Bộ hiển thị nét 36 Kết luận chơng II 37 Chơng III: Mạch vi xử lý 38 3.1 Chip vi xử lý MCS 8051 38 3.1.1 Thông số kỹ thuật 38 3.1.2 Các chi tiết IC MCS 8051 39 3.2 Một số lệnh ngôn ngữ lập trình cho MCS 8051 44 3.3 Chơng trình minh hoạ cho công nghệ lập trình 49 Kết luận 52 Phần Mở đầu Kỹ thuật điện tử ngành khoa học phát triển nhanh Trong năm kỷ trớc kỹ thuật điện tử đời với đèn điện tử ba cực, hệ thiết bị điện tử dần đ ợc thay đèn bán dẫn (transitor) Thế hệ thiết bị điện tử có u điểm so với đèn điện tử nhng lại có nhiều vấn đề cần giải Do hệ thiết bị kỹ thuật số( DIGITAL) đời đa kỹ thuật điện tử phát triển với bớc tiến nhảy vọt thời gian dài đợc ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực công nghệ khác nhau, ví dụ nh: thiết bị tự động hoá, thiết bị nghe nhìn, thiết bị bu viễn thôngMặc dù có thành tựu định nh ng thiết bị kỹ thuật số có nhợc điểm nh: thiết bị kỹ thuật số thờng đợc lắp ráp nhiều IC kỹ thuật số nên h hỏng khó tìm đợc IC bị h hỏng khó tìm đợc IC loại thay Trong năm gần ngời ta đa vào công nghệ để chế tạo thiết bị điện tử công nghệ lập trình IC vi xử lý mà ứng dụng rộng rãi IC 8051 Công nghệ đời đợc giới kỹ thuật chấp nhận u điểm nó, chẳn hạn nh: với công nghệ kích thớc thiết bị nhỏ gọn, giá thành rẻ, dễ sữa chữa, vv Thế hệ kỹ thuật đời thay thế hệ điện tử kỹ thuật số với tất u điểm mạch tích hợp khắc phục đợc tất nhợc điểm với công nghệ lập trình đại với ngôn ngữ lập trình ASEMBLE Các IC vi xử lý đợc hoạt động nh máy tính nhỏ lập trình đợc có nhớ đọc đợc(ROM), nhớ đọc ghi đợc(RAM), có lệnh ngầm định, vùng nhớ hoạt động nh đĩa cứng, có nhiều cổng vào ra(I/O) song song nối tiếp, có nhiều ghi ghi nhiều lần(trên 1000 lần) thuận tiện cho việc sửa chữa mạch tạo dao động chủ nhờ thạch anh đạt tới 24MHz, suy tốc độ truyền liệu cho phép đạt tới 10MB/s Thiết bị chế tạo đợc mềm hoá, thiết bị sử dụng đợc nhiều chức khác mà không cần thay đổi sơ đồ mạch Khi h hỏng cần nạp lại chơng trình thuận tiện Để đáp ứng đợc với tốc độ phát triển khoa học kỹ thuật, nh hiểu ứng dụng công nghệ lập trình vào sống việc nghiên cứu thiết bị kỹ thuật số nói chung công nghệ lập trình nói riêng việc làm cần thiết Đó lý chọn đề tài: Nghiên cứu công nghệ lập trình IC vi xử lý 8051 Với mục đích này, luận văn Phần mở đầu Phần kết luận, nội dung luận văn đợc triển khai chơng: Chơng I: Tổng quan lý thuyết bán dẫn Trong chơng trình bày kiến thức chất bán dẫn loại tiếp xúc, đồng thời trình bày ứng dụng bán dẫn cho linh kiện bán dẫn Tổng quan loại transsitor loại điôt, đặc biệt loại điôt phát sáng (LED) Chơng II: Tổng quan mạch tích hợp lôgíc Trong chơng tổng quan kiến thức mạch tích hợp lôgic, chế tạo mạch đếm thời gian Qua rút số nhận xét u điểm khuyết điểm mạch kỹ thuật số Chơng III: Mạch vi xử lý Trong chơng trình bày công nghệ lập trình Chip vi xử lý 8051 cấu tạo số kỹ thuật lệnh để lập trình Sau chơng trình (program) minh hoạ cho công nghệ lập trình Với nội dung luận văn tập trung giải vấn đề sau: Tổng quan lý thuyết bán dẫn Nghiên cứu công nghệ lập trình với ngôn ngữ TURBO C Nghiên cứu cụ thể loại IC vi xử lý, IC MCS 8051 mà ứng dụng IC AT89C51 hãng Intel Bớc đầu chế tạo lập trình số ứng dụng cụ thể, mạch điều khiển đèn trang trí viết số program cho thiết bị Vì thời gian hạn chế, đợc đầu t với góp ý tận tình Thầy, Cô bạn sinh viên đồng nghiệp, hi vọng, kết luận văn thể dùng làm tài liệu tham khảo bổ ích cho học sinh, sinh viên chuyên ngành điện tử viễn thông nói riêng sinh viên khoa vật lý nói chung chơng I Tổng quan lý thuyết chất bán dẫn Các chất bán dẫn đợc chia thnh chất bán dẫn iôn v chất bán dẫn electron dựa theo loại phần tử mang điện Trong chất bán dẫn iôn phần tử mang điện l iôn mạng, chất bán dẫn electron, phần tử mang điện l electrôn lỗ trống Các chất bán dẫn iôn không đợc sử dụng kỹ thuật dòng chảy qua chất bán dẫn gây h hỏng chất bán dẫn Các chất bán dẫn electrôn có nhiều ý nghĩa thực tiễn Các chất bán dẫn tinh khiết đợc sử dụng cụ thể l: B, C, Si, Ge, Se, Sn, Sb, Te, J Các chất ny có độ rộng vùng cấm nh : B (1,1 eV), C (5, eV), Si(1,1 eV), Ge (0,75 eV), Se (1,7 eV), Sn (0,08 eV) Các chất bán dẫn th ờng sử dụng chất bán Ge (Các nớc Đông u), chất bán dẫn Si (Mỹ , Nhật ) Các chất bán dẫn mà tính dẫn điện đợc tạo chuyển dời electrôn từ vùng hoá trị sang vùng dẫn đợc gọi chất bán dẫn riêng Các chất bán dẫn mà tính dẫn điện sinh iôn hoá tạp chất gọi chất bán dẫn có tạp chất Các chất bán dẫn tạp chất đợc phân thành hai loại bán dẫn electron bán dẫn lỗ trống Trong chất bán dẫn electron, phần tử tải điện electron Các electrôn xuất trình nguyên tử tạp chất nhờng electron cho chất bán dẫn riêng chúng trở thành iôn mang điện dơng Các tạp chất nh gọi chất cho Chất cho có hoá trị năm ví dụ nh phốtpho Ngợc lại phân tử tạp chất nhận electron chất bán dẫn riêng tạo thành lỗ trống chất bán dẫn Các tạp chất gọi chất bán nhận Chất nhận chất có hoá trị ba ví dụ nh nhôm Để nắm rõ nguyên tắc hoạt động loại chất bán dẫn ta điểm lại lý thuyết chất bán dẫn nêu 1.1 Chất bán dẫn nhiệt độ thấp bán dẫn tinh khiết bán dẫn hoàn toàn trống điện tử, hầu hết điện tử thuộc vùng hóa trị, bán dẫn chất không dẫn điện Khi nhiệt độ mạng tinh thể tăng lên số điện tử đợc kích thích lợng nhiệt lợng đủ lớn, chúng vợt qua dải cấm chiếm số mức lợng dải dẫn Các điện tử nhảy lên dải dẫn để lại vùng hóa trị lỗ trống tơng ứng Quá trình tạo điện tử tự vùng dẫn lỗ trống vùng hóa trị tức chúng tạo khả dẫn điện bán dẫn Nồng độ điện tử bán dẫn theo lợng đợc phân bố theo phân bố Fermi-Dirac: f(E) = + exp( E Et ) kT (1.1) Ef mức lợng tơng ứng f(E) = 0,5 gọi mức lợng Fermi f(E) xác suất tìm thấy hạt điện tử mức lợng E Nh theo biểu thức (1) nhiệt độ tăng xác suất phân bố điện tử dải dẫn tăng lên, tức dải dẫn có điện tử tự Ngợc lại nhiệt độ giảm dần tới không xác suất xuất điện tử dải dần tiến tới không Nồng độ điện tử tự n vùng dẫn đợc xác định tích phân toàn dải tích nồng độ mức lợng vùng dẫn xác suất xuất điện tử vùng lợng n = n(E)f(E)dE (1.2) Ec Theo hình vẽ nồng độ điện tử dải dẫn tập trung chủ yếu gần mức lợng Ec hầu nh không tồn mức lợng cao, nên ta tính xấp xỉ: n= Ncexp(3 đó: Nc = 2(2. me kT ) h2 Ec E f kT ) (1.3) me khối lợng electron k số Boltzmann h số Planck H1.1 Mức lợng phân bố hạt dẫn đa số theo mức lợng Tơng tự nh mật độ lỗ trống p vùng hóa trị xác định bởi: p = NV exp(với NV = 2(2. m p kT ) Ec E f kT ) (1.4) h2 mp khối lợng hiệu dụng lỗ trống Vì điện tử đợc kích thích nhiệt độ nhảy lên vùng dẫn để lại vùng hóa trị lỗ trống Do số lỗ trống vùng hóa trị số điện tử vùng dẫn Ncexp(- Ec E f kT ) = NV exp(- hay: 10 Ec E f kT ) - Chế tạo đợc loại thiết bị đại nh: đầu vidio, thu phát truyền hình - Có ứng dụng cao thực tế - Kích thớc gọn có nhiều chức Trong nhiều năm qua thiết bị kỹ thuật số niềm tự hào kỹ thuật điện tử Tuy nhiên nhợc điểm sau: - Các chi tiết nhiều khoảng 100 IC mạch khó sửa chửa, khó sửa chữa hỏng phận - Khó tìm IC bị hỏng thay - Giá thành cao - Không linh động Chơng III Mạch vi xử lí Để khắc phục khó khăn sử dụng mạch IC số năm gần ngời ta đa kỹ thuật lập trình IC vi xử lý (CHIP) vào thay IC số Có nhiều loại IC vi xử lí, IC vi xử lí có nhiều công dụng khác nhiên chúng có nhiều nét giống Trong chơng ta xét loại IC vi xử lí hãng Intel AC8051 Chip vi xử lý MCS 8051 3.1.1 Thông số kỹ thuật 41 Sơ đồ cấu tạo CHIP MCS 8051 CHIP MCS 8051 hoạt động nh máy tính mini độc lập có lệnh ngầm định, có vùng nhớ trên, có nhớ cổng I/O song song (parallel port) cổng I/O nối tiếp (serial port) đếm thời gian đếm trực tiếp Nếu dùng thạch anh tần số dao động 24 MHz làm dao động chủ lu ý để thực lệnh thờng hết 12 xung, nh tốc độ xử lý CHIP MCS 8051 1.000.000 phép tính s IC vi xử lý họ 8051 dòng IC có thông số kỹ thuật nh sau: Có xử lý trung tâm CPU Đợc lập trình với ngôn ngữ TUBO C ASSEMBLE Bộ nhớ 64 KB cho ghi địa Bộ nhớ số liệu động RAM 128 KB 42 32 cổng giao tiếp vào (I\O ports) ngắt INTERRUPT ngắt đếm \ đếm thời gian (Time& counter) có chế độ tràn (overflow) 4KB ROM cho lệnh ngầm định Bộ tạo dao động OS C hoạt động với dao động thạch anh up to 24 MHz dao động Các đờng dẫn bit ( bus control) Cổng nối tiếp (serial port) Các chân điều khiển ghi đọc (read write) Có thể kết nối với RAM 3.1.2 Các chi tiết IC MCS 8051 RAM (Random Acces Memory) Trong IC 8052 RAM đợc cấu tạo ghi có địa 0FH đến 7FH (256 thanh) đợc phân thành giải nh sau: bank ghi bit có địa 00H đến 17FH làm ghi khởi tạo chơng trình Ký hiệu PO SP DPTR DPL DPH Pcon TCON TMOD TLO TL1 TH0 TH1 P1 SCON SBUF Port latch Stack pointer Data pointer Data pointer low bytes Data pointer high bytes Power control Time-counter control Time counter /mode control Time/ counter low byte Time/ counter low byte Time/ counter high byte Time/ counter high byte Port latch Serial port control Serial data port 43 Địa 80H 81H 82H-83H 82H 83H 87H 88H 89H 8AH 8BH 8CH 8DH 90H 98H 99H Port latch Interrupt Enable Port latch Interrupt prority control Program status word Acummulator B register P2 IE P3 IP PSW ACC B A0H A8H B0H B8H DOH E0H F0H Chú ý: ghi SP, DPTR, DPL, DHL, TMOD, TLO, TL1, TH0, TH1 SBUF bit địa chỉ, với ghi ta so sánh chúng với bit khác Các ghi: ACC, B, PSW, P0, P1, P2, P3, IE, IP, SCON TCON byte chúng nghi nhận so sánh với byte khác ROM (Read only memory) Trong IC họ 8051 có 8KB nhớ cứng dùng để lu trữ tập lệnh ngầm định chơng trình Với IC nh MC52 ROM đạt tới 32 KB Ta truy nhập vào ROM nhờ pin EE (external Enable) Các IC họ 8051 thông dụng thị trờng: Trên thị trờng lu hành nhiều loại IC họ 8051 phải kể tới IC đợc a chuộng AT89C52 IC AT8952 IC hãng Intel có nhiều chức tốc độ xử lý cao (up to 2.000.000 phép tính 1s) Dới số thông số kỹ thuật chi tiết loại IC Port Là cổng hở hai chiều, hở collecter Khi cổng nhận giá trị ngầm định chân cổng hoạt động nh đầu vào trở kháng cao Trong truy cập nhớ ngoài, port cấu tạo nh bus phân chia thời gian/ địa /dữ liệu (địa thấp) Trong chế độ port đợc kéo nguồn treo CHIP Port nhận mã lệnh để ghi lên Flash Rom CHIP trả lại byte mã lệnh trình kiểm tra lại chơng trình CHIP Port 44 Cũng cổng có điện trở treo CHIP, đầu Port nối với đầu vào TTL Các chân port trở thành nguồn dòng treo bên đầu port thấp xuống Port Port cổng hai chiều bit có điện trở nguồn treo bên Port đa byte địa cao đọc nhớ chơng trình bên truy cập liệu bên sử dụng 16 bit dịa (MOVX @DPTR) Truy cập nhớ sử dụng để sử dụng bit địa (MOVX @RI), port gửi nội dung P2 ghi chức đặc biệt Port sử dụng để nhận bit địa cao vài tín hiệu điều khiển lập trình kiểm tra Flash Rom CHIP Port Port đợc sử dụng để thực hiên chức đặc biệt linh động AT89C52 nh bảng sau: Chân cổng port Ký hiệu P3.0 RxD P3.1 TxD P3.2 INT0 P3.3 INT1 P3.4 T0 P3.5 T1 P3.6 WR P3.7 RD Chức đầu vào nối tiếp đầu nối tiếp đầu vào ngắt số không Đầu vào ngắt số Đầu vào timer Đầu vào time Xung điều khiển ghi Xung điều khiển đọc Rest Đầu vào Reset Khi đầu vào đợc dâng cao lên CHIP hoạt động ALE/PROG Xung để chốt byte thấp địa truy cập nhớ Chân chân xung lập trình lập trình Flash Rom Khi hoạt động bình thờng, xung APL đợc phát với tốc độ 1/6 tần số dao động chủ Psen 45 Xung Psen cho phép ta đọc nhớ chơng trình Xung Psen đợc kích hoạt lần Địa ghi Trong hình vẽ địa ghi ghi ghi đặc biệt nhớ động (RAM) có địa từ địa 80H đến 0FFH đợc phân nh sau: địa trực tiếp địa gián tiếp Các địa phân thành loại nh hình vẽ Bank ghi 0-3 (reghister bank 0-3) có địa từ 000H đến 1FH gồm 32 bytes Khi chơng trình bắt đầu lênh ghi đợc thực Lúc trỏ địa (Stack pointer) địa 07H nh lệnh địa 08H Mỗi giải (bank) có ghi Các bit địa (bit addressable Area) Các ghi ghi dặc biệt có địa từ 20 H -2FH đoạn ghi (segment) có 128 bit địa gián tiếp Các bit quy định đờng dẫn ASM51 Các địa tạm thời (scratch lad Area) Từ địa 30H đến 7FH Đây địa vùng nhớ số liệu Đờng dẫn địa trỏ số liệu (data pointer) dẫn Các ngắt: MCS 51 có ngắt Để thực ngắt ta cần bớc sau: Bật EA (ngắt tổng) ghi IE lên Bật địa ngắt tơng ứng ghi IE lên Mô tả đờng dẫn cho ngắt với địa sau: Loại ngắt IE0 IE1 TF0 TF1 R1&T1 Địa 0003H 0013H 000BH 001BH 0023H Trong ngắt đó, chân INT0 INT1 (chân IC P.3.2 P.3.3) ngắt Để sử dụng chân nh ngắt ta bật IT0 IT1 ghi TCON lên 46 Thanh ghi IE (interrupt enable register, bit addressable) Nếu bít ghi không, ngắt tơng ứng không hoạt động Nếu bít ghi một, ngắt tơng ứng sử dụng EA - ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0 EA ngắt tổng Nếu EA không tất ngắt không hoạt động - IE.6 không sử dụng ET2 IE.5 Cho phép ngắt Timer hoạt động chế độ ngắt tràn (overflow) ES IE.4 Cho phép sử dụng cổng nối tiếp (serial port) ET1 IE.3 Cho phép ngắt Timer hoạt động chế độ ngắt tràn (overflow) EX1 IE.2 Cho phép sử dụng ngắt INT1 ET0 IE.1 Cho phép ngắt Timer hoạt động chế độ ngắt tràn (overflow) EX0 IE.0 Cho phép sử dụng ngắt INT0 3.2 Một số lệnh ngôn ngữ lập trình cho MCS 8051 ADD Chức năng: thêm vào giá trị ghi A giá trị ghi đợc định Ví dụ: ghi A (accumulator) có giá trị 0C3H tơng ứng 11000011B ghi có địa 0AAH tơng ứng 10101010B Cấu trúc ADD A, R0 kết ghi A có giá trị 6DH tơng ứng 01101101B Cú pháp: ADD (A) A, Ri (A) + (Ri) ADD (A) A, Địa trực tiếp (A) + (địa trực tiếp) ADD A, @Ri đa vào ghi A giá trị ghi có địa đợc ghi Ri (A) (A) + ((Rn)) 47 ADD (A) A, #số liệu (A) + # số liệu CJNE compare and jump if not equal So sánh nhảy tới địa giá trị không Câu lệnh so sánh giá trị ghi với giá trị cho trớc Nếu kết so sánh không trỏ trở địa cho trớc Ngợc lại câu lệnh đợc thực Ví dụ: Trong ghi A có giá trị 00H Thanh ghi R7 có giá trị 6D ghi R6 có giá trị #3D Câu lệnh WAIT: ADD A, R6 CJNE A, # 9D, WAIT ADD A, R7 ba lệnh đầu ghi A lần lợt có giá trị 3, , Lúc ghi A có giá trị # 9D câu lệnh câu lệnh thêm vào A giá trị R7 kết ghi A có giá trị #15D CJNE compare and jump if not equal Đây câu lệnh so sánh giá trị ghi với giá trị cho, hai giá trị không chờ trỏ trở địa cho, ngợc lại trỏ chuyển tới địa Trong ghi A có giá trị 00H, ghi R7 có giá trị 20D Wait: Add A, #1D Cjne A, #10 D, Wait Add A, R7 Sau 10 lần so sánh chơng trình thực vòng lập Wait giá trị ghi tăng lên 10 lúc ghi có giá trị giá trị so sánh chơng trình thoát khỏi vòng lặp nhảy tới câu lệnh ghi A có giá trị 17D 48 Cú pháp: Cjne A, direct, rel Tơng tự tệp: If (A) < > (Direct) Then (PC) (PC) + (relative direct) If (A) < direct Then (C) Else (C) CLR A Xoá giá trị A kết A có giá trị 00H CLR bit Xoá giá trị bit kết bit có giá trị DEC (Decrament) Giá trị ghi sau câu lệnh giảm Ví dụ ghi R0 có giá trị 7FH (01111111B) ghi địa 7EH 7FH có giá trị lần lợt 00H 40H câu lệnh: Dec @R0 Dec R0 Dec @R0 Câu lệnh thứ giảm giá trị có địa ghi R0 7FH giá trị ghi 7EH có giá trị 0FFH Câu lệnh thứ hai giảm giá trị ghi R0 ghi lúc có giá trị 7EH Câu lệnh thứ giảm giá trị ghi có giá trị R0 ghi 7EH có giá trị 3FH Câu lệnh : Dec A giảm giá trị ghi A Dec Ri giảm giá trị ghi Ri Dec directr giảm giá trị direct Dec @Ri giảm giá trị ghi có địa ghi Ri 49 DJNZ (Decrecment and jump if not Zero) Cú pháp cho chơng trình chạy vòng lặp nh ví dụ sau: Ta thiết lập vòng lặp Wait: Ví dụ ghi với địa 40H #10D, ghi có địa 41H #11D Wait: Djnz 40H, Wait Add 41H, #4D Chơng trình thực vòng lặp Wait 10 lần tơng ứng 20 às sau tăng giá trị ghi có dịa 41H lên thành # 15D INC increment (tăng giá trị ghi lên 1) Cú pháp Inc A tăng giá trị ghi A lên Inc Ri tăng giá trị ghi Ri lên Inc direct tăng giá trị ghi direct lên Ví dụ ghi A có giá trị 40H với câu lệnh INC A Sau câu lệnh ghi A có giá trị 41H JB, Rel (Jump if bit set) Câu lệnh thực trỏ gặp câu lệnh, chơng trình nhảy tới địa cho bit có giá trị ngợc lại chơng trình thực lệnh Cú pháp: JB Nếu ngắt P3.2, Label (P3.2) bật câu lệnh câu lệnh có địa label, ngợc lại chơng trình thực Lệnh ngợc lại câu lệnh lệnh JNB, Rel (jump if bit set) Jmp @ A + Dptr lệnh di chuyển trỏ chơng trình Mov (Mov byte variable) Gán giá trị cho byte 50 Cú pháp: Mov A, Ri Mov Mov Gán cho ghi A giá trị ghi Ri A, direct Gán cho ghi A giá trị biến trực tiếp A,@Ri Gán cho ghi A giá trị ghi có địa giá trị ghi Ri Mov A, # data Gán cho ghi A giá trị data Mov Ri, A Gán cho ghi Ri giá trị ghi A Mov Ri, derect Gán cho ghi Ri giá trị biến trực tiếp Mov Ri, #data Gán cho ghi Ri giá trị data Mov direct, A Gán cho biến trực tiếp giá trị ghi A Ví dụ nh: Trong ghi địa 30H có giá trị 40H Trong ghi địa 40 H có giá trị 10H Tại thời điểm cổng P1 có giá trị 0CAH Mov R0, #30H; gán cho ghi R0 giá trị 30H Mov A, @R0 ; gán cho A giá trị 40H Mov R1, A; Gán cho R1 giá trị 40H Mov B, R1; Gán cho B giá trị 10H Mov @R1, P1; Gán cho ghi địa 40H giá trị 0CAH Mov P2, P1 Movc ; Gán cho cổng P2 giá trị cổng P1 A, @A+DPTR Đây câu lệnh dùng để hiển thị kết Thanh ghi A lần lợt nhận giá trị mà trỏ (DPTR) hớng dẫn Mul Multiply Đây lệnh nhân MCS 51 Với cú pháp Mul AB kết ghi A có giá trị giá trị A nhân với giá trị ghi B Push Push into stack Pop Pop from stack lệnh xếp chồng tháo chồng (stack), trỏ chồng (stack pointer) dời đến chồng đợc lệnh có lệnh pop câu lệnh trở vị trí chồng ban đầu Ret Return from subroutine lệnh kết thúc chơng trình Ví dụ ta cần có vòng lặp vô (trạng thái chờ) Ta có tập lệnh sau: Mov A, #1D Delay: 51 Cjne Reti A, #0, Delay Return from interrupt lệnh kết thúc ngắt Khi khai báo ngắt cho ngắt hoạt động ngắt có giá trị không câu lệnh chạy tới vị trí ngắt Khi thực xong lệnh gặp lệnh Reti trỏ trở vị trí trớc ngắt SETB Lệnh bật bit Cú pháp SETB BIT Bit có tên bật lên 3.3 Chơng trình minh hoạ cho công nghệ lập trình $MOD52 ORG 0000H JMP ON_RESET ORG 03H INTPT0: reti ORG 0BH INTPT1: RETI ORG 13H INTPT2: RETI ORG 1BH INTPT3: RETI ORG 23H INTPT4: RETI ON_RESET: MOV clr SP,#50H EA lap: mov call p1,#0D delay 52 mov call mov call mov call mov call mov call mov call mov call mov call mov call mov call mov call mov p1,#1D delay p1,#3D delay p1,#7D delay p1,#15D delay p1,#31D delay p1,#63D delay p1,#127D delay p1,#255D delay p1,#0D delay p1,#255D delay p1,#0D delay p1,#255D call delay jmp LAP DELAY: PUSH PUSH PUSH MOV 0,#100D D3: MOV 1,#100D 53 D2: MOV 2,#100D DJNZ 2,D1 DJNZ 1,D2 DJNZ 0,D3 D1: POP POP POP RET DECODE: DB 11111111B,11111110B,1111100B,11111000B,11110000B,11100000B,11000000B,10000 000B,00000000B,00001001B END 54 Kết luận Luận văn đạt đợc số kết sau: Đã tổng quan kiến thức chất bán dẫn loại tiếp xúc, đồng thời trình bày ứng dụng bán dẫn cho linh kiện bán dẫn: Loại cho tranzitor, diot thông thờng, đặc biệt loại cho LED photo coupling Đã tổng quan số vấn đề nguyên tắc cấu tạo, nguyên lý hoạt động mạch tích hợp logic số mạch ứng dụng nh Trigơ, mạch đếmQua bớc đầu đánh giá số u khuyết điểm IC logic Đã nắm đợc vấn đề cấu tạo, thông số kỹ thuật IC vi xử lý 8051 nói chung, sơ đồ cấu tạo CHIP vi xử lý AT89C51 hãng Intel nói riêng, đồng thời bớc đầu nghiên cứu lệnh lập trình cho IC để tạo đợc chơng trình ứng dụng khác Qua nắm đựơc nguyên tắc lập trình chơng trình cho IC vi xử lý Đã nắm đợc kỹ thuật cài đặt phần mềm cho IC vi xử lý viết đợc số chơng trình minh hoạ cho IC AT89C51, cụ thể lắp ráp đợc mạch điều khiển đèn trang trí Phần nắm bắt đợc phơng pháp tự nghiên cứu số vấn đề khoa học đề tài có liên quan đến đề tài 55 [...]... mạch mà mạch vẫn giữ đợc khả năng làm vi c bình thờng 28 Ngoài ra còn có thể kể đến các đặc trng khác nữa của mạch logic nh: công suất tiêu tán trên mỗi công, khoảng nhiệt độ làm vi c Mạch logic diôt- transsito (DTL) có hệ thống chống nhiễu tơng đối khá (cỡ 1V), hệ số chịu tải lớn (tới 25) và tốc độ làm vi c vào cỡ trung bình (thời gian trễ khoảng 20 ns) Mạch logic điện trở-transrito (RTL) có hệ số... tốc độ làm vi c chậm (thời gian trễ cỡ 250 ns) Về mặt công suất tiêu tán trên mỗi công thì mạch ECL lớn nhất (khoảng 40-50 mW), mạch MOS nhỏ nhất (khoảng 0.2-10 mW) Chú ý rằng: trong mạch logic có thể coi công suất tiêu tán tỉ lệ thuận với tốc độ làm vi c, hay nói cách khác đi là tỉ lệ nghịch với thời gian trễ: Pt= const (p là công suất tiêu tán, t là thời gian trễ) do đó khi tăng tốc độ làm vi c của... dùng trong công nghệ thông tin quang Trong khuôn khổ luận văn ta chỉ nghiên cứu LED thông thờng Kết luận chơng I: Trình bày về kiến thức cơ bản chất bán dẫn và các loại tiếp xúc ứng dụng cho các linh kiện bán dẫn: Loại nào cho transitor và điôt thông thờng đặc biệt loại nào cho LED và photo coupling Chơng 2 20 Tổng quan Mạch tích hợp logic Một trong ứng dụng quan trọng của chất bán dẫn là các IC kỹ thuật... mạch logic thì công suất tiêu tán cũng tăng theo, nhiệt độ tinh thể cũng tăng và ảnh hởng đến độ bền của mạch Điều này hạn chế khả năng tăng tốc độ làm vi c của các mạch logic Mặt khác, các thiết bị có sử dụng nhiều mạch với công suất tiêu tán lớn sẽ phải có nguồn cung cấp lớn, tiết diện dây nối lớn và hệ thống toả nhiệt phức tạp Một trong những yếu tố hạn chế tốc độ làm vi c của các mạch logic là điện... 0.3V), hệ số chịu tải nhỏ, tốc độ làm vi c chậm (thời gian trễ cỡ 40 ns) Mạch logic transsito-transsito (TTL) có hệ số chống nhiễu cao (cỡ 1V), hệ số chịu tải trung bình và tốc độ làm vi c nhanh (thời gian trễ cỡ 6 ns) Mạch logic liên kết êmitơ (ECL) có khả năng chống nhiễu thấp, hệ số chịu tải lớn và tốc độ làm vi c rất nhanh (thời gian trễ một vài nanô giây) Mạch logic dùng transsito trờng kim loạioxit-... OR-NOT-OR Các mạch liên kết làm vi c rất nhanh (do làm vi c ở chế độ không bão hoà), khả năng chịu tải lối ra lớn nhng công suất tiêu tán trên mỗi cổng cũng lớn 2.5 Các đặc trng chủ yếu của mạch tích hợp logic Các đặc trng chủ yếu của mạch tích hợp logic là: Hệ số chịu tải: đó là số cổng cực đại có thể mắc đồng thời ở lối ra của cổng đã cho Hệ số này càng lớn thì khả năng logic của mạch càng cao Hệ số ghép... kia là 0 thì ta có 1 hệ thống logic dơng (2.1a) H.2.1 Minh hoạ định nghĩa logic dơng và logic âm Ngợc lại, nếu trong 2 mức, mức nào âm hơn đợc qui ớc là 1 thì ta có hệ thống logic âm (hình 2.1b ) Vì trong mạch điện luôn luôn có tiếng ồn hoặc thăng giáng điện áp khác (chẳng hạn điện áp nguồn cung cấp) nên các mức logic thờng không đợc quy định chính xác mà có kèm 1 phạm vi biến thiên, nh hình 2.1 quy... định logic, nghĩa là lối ra chỉ ở trạng thái 1, nếu lối vào không ở trạng thái ở trạng thái 1 Hình 2.3 là kí hiệu mạch KHÔNG, bảng 11 là bảng chân lý ứng với mạch KHÔNG Lối vào lối ra A Y 0 1 1 0 Bảng 3 Bảng chân lý mạch not Mạch KHÔNG thực hiện phép phủ định logic Y= A 2.3.4 Các thuật toán logic khác a, Mạch Và- Không (NAND) b, Mạch Hoặc- Không (Nor) H2.4 Mạch Logic NAND và NOr 2 4 Các mạch logic thông... mức 0 là 0,2 0,2 V Trong một hệ thống logic động, mỗi bit đợc quy định nh là sự có mặt hoặc không có mặt hoặc không có mặt của một xung Trong hệ thống logic dơng sự có mặt một xung dơng đợc coi là bit 1, trong hệ thống logic âm sự có mặt một xung âm đợc coi là bit 1 Trong cả 2 hệ thống logic trên sự không có mặt của xung đợc coi là bit 0 2 3 Các phần tử logic 22 2 3 1 Mạch Hoặc Mạch OR (Hoặc) có hai... này làm vi c theo nguyên tắc sau: lối ra chỉ ở mức 1 nếu tất cả các lối vào đều ở mức 1 Bảng 2 là bảng chân lý tơng ứng với mạch Và ta có thể vi t Y=AB và nói mạch Và thực hiện phép nhân logic A 0 0 1 1 Bảng 2 Lối vào Lối ra B Y 0 0 1 0 0 0 1 1 Bảng chân lý mạch AND 23 H 2.3 Mạch LOGIC NOR và NOT 2.3.3 Mạch NOT (KHÔNG hoặc mạch Đảo) Mạch này chỉ có một lối vào và một lối ra Nguyên tắc làm vi c của ... thuật lập trình IC vi xử lý (CHIP) vào thay IC số Có nhiều loại IC vi xử lí, IC vi xử lí có nhiều công dụng khác nhiên chúng có nhiều nét giống Trong chơng ta xét loại IC vi xử lí hãng Intel AC8051... thuật lệnh để lập trình Sau chơng trình (program) minh hoạ cho công nghệ lập trình Với nội dung luận văn tập trung giải vấn đề sau: Tổng quan lý thuyết bán dẫn Nghiên cứu công nghệ lập trình với... lắp ráp nhiều IC kỹ thuật số nên h hỏng khó tìm đợc IC bị h hỏng khó tìm đợc IC loại thay Trong năm gần ngời ta đa vào công nghệ để chế tạo thiết bị điện tử công nghệ lập trình IC vi xử lý mà ứng