đồ án khóa cửa điện tử sử dụng vi điều khiển

LỜI NÓI ĐẦU ------Như chúng ta đều biết, khi một công trình được xây dựng, nó được cấu không gian bên trong và bên ngoài, mà nó còn là bộ phận tạo nên sự an toàn một người bạn trung t

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

BAN LIÊN THÔNG Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Bình Dương, ngày tháng năm 2013

BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ LIÊN THÔNG (Của giảng viên hướng dẫn) Họ tên sinh viên: NGUYỄN BÁ ĐƠNG MSSV: 10910005 Đề tài: Khĩa cửa điện tử sử dụng vi điều khiển Giảng viên hướng dẫn: Ths NGUYỄN QUANG CHUNG Nội dung đồ án tốt nghiệp: + Tìm hiểu các loại khĩa cửa điện tử + Thiết kế, thi cơng khĩa cửa điện tử dùng bàn phím số Nhận xét của giảng viên hướng dẫn:

Đánh giá đồ án đạt loại: Điểm số:

Điểm chữ:

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

BAN LIÊN THÔNG Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Bình Dương, ngày tháng năm 2013

BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ LIÊN THÔNG (Của giảng viên phản biện) Họ tên sinh viên: NGUYỄN BÁ ĐƠNG MSSV: 10910005 Đề tài: Khĩa cửa điện tử sử dụng vi điều khiển Giảng viên phản biện: Nội dung đồ án tốt nghiệp: + Tìm hiểu các loại khĩa cửa điện tử + Thiết kế, thi cơng khĩa cửa điện tử dùng bàn phím số Nhận xét của giảng viên phản biện:

Đánh giá đồ án đạt loại: Điểm số:

Điểmchữ:

GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

BAN LIÊN THÔNG Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Bình Dương, ngày tháng năm 2013

BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ LIÊN THÔNG (Của giảng viên phản biện) Họ tên sinh viên: NGUYỄN BÁ ĐƠNG MSSV: 10910005 Đề tài: Khĩa cửa điện tử sử dụng vi điều khiển Giảng viên phản biện: Nội dung đồ án tốt nghiệp: + Tìm hiểu các loại khĩa cửa điện tử + Thiết kế, thi cơng khĩa cửa điện tử dùng bàn phím số Nhận xét của giảng viên phản biện: Câu1:

Câu2:

Đánh giá đồ án đạt loại: Điểm số:

Điểmchữ:

GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

LỜI NÓI ĐẦU

- -Như chúng ta đều biết, khi một công trình được xây dựng, nó được cấu

không gian bên trong và bên ngoài, mà nó còn là bộ phận tạo nên sự an toàn

một người bạn trung thành luôn bảo vệ tính mạng, tài sản và những người

Trong đợt tốt nghiệp này Em đã được nhận đề tài “KHÓA CỬA

ĐIỆN TỬ SỬ DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN”.Hôm nay,em đã hoàn thành xong

đồ án tốt nghiệp theo thời gian qui định của nhà trường

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám Hiệu Nhà Trường

cùng quý Thầy-Cô, bạn bè đã tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt nhiệm vụ

được giao

Đặc biệt em cảm ơn Thầy ThS NGUYỄN QUANG CHUNG đã nhiệt

tình hướng dẫn, giúp đỡ và định hướng cho em trong việc thực hiện đồ ánhoàn thành đúng thời gian quy định

Thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp có hạn và kiến thức của em cònnhiều hạn chế nên đồ án không tránh khỏi sự thiếu sót Em rất mong sự đónggóp cùng sự chỉ bảo của quý Thầy-Cô để đồ án của em hoàn chỉnh hơn

Bình Dương ,Ngày 14 tháng 04 năm 2013

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Bá Đông

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1 Lịch sử hình thành và sự phát triển của khóa cửa: 9

1.2 Tìm hiểu một số loại khóa cửa trên thị trường hiện nay 11

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU CÁC LOẠI LINH KIỆN TRONG ĐỀ TÀI 2.1 Khái quát về yêu cầu của ht khóa cửa tự động dùng vi xử lý 15

2.2 Cấu trúc cơ bản của hệ thống …… 16

2.3 Giới thiệu các linh kiện chính của hệ thống 16

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THI CÔNG 3.1 Phương án của thiết kế 43

3.2 Cấu trúc phần cứng của hệ thống 43

3.3 Cấu trúc phần mềm của hệ thống 52

3.4 Chương trình nạp vào vi xử lý 89S52 61

3.5 Thi công hệ thống 85

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM - ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG – HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 4.1 Kết quả thực nghiệm 89

4.1 Ưu điểm và nhược điểm của mô hình đồ án 90

4.1 Hướng phát triển của đề tài 91

BẢNG TÓM TẮT CÁC HÌNH ẢNH CÓ TRONG ĐỒ ÁN ÁN

31 Hình 3.10 Sơ đồ nguyên lý điều khiển motor

1.1 Lịch sử hình thành và sự phát triển của khóa cửa

giai đoạn phát triển, có thể tóm lược qua các cột mốc như sau:

1.1.1 Then cài

Đó là một bộ phận thường làm bằng gỗ hoặc kim loại dùng để cài chặtmặt sau của cánh cửa tựa trên hai bờ vai của bộ cửa

Hình 1.1 Khóa then cài

1.1.2 Dây xích

Đó là một sợi dây thường làm bằng kim loại, có tác dụng quấn và giữchặt cánh cửa lại (để giữ cửa khỏi mở ra bằng cách mấu điểm cuối củasợi dây với một cái móc nằm ở mặt sau của cánh cửa)

Hình 1.2 Khóa dây xích

1.1.3 Chốt nổi

Là hình thức biến thể của then cài và dây xích Đó là một thanh hìnhdẹp bằng kim loại gắn nổi trên cánh cửa, để giữ cửa khỏi mở ra bằngcách chốt (cài) vào khung bao của bộ cửa Đỉnh cao của chốt cửa chính

là cây chốt âm vừa đạt độ an toàn cao nhất vừa thẩm mỹ nhất

Hình 1.3 Khóa chốt nổi

Ghi chú: Khuyết điểm lớn nhất của những loại trên (then cài, dây xích,

chốt nổi…) là chỉ khóa được mặt trong của cánh cửa ( khi có người bêntrong)

1.1.4 Khóa cơ truyền thống

Những bộ khóa cửa đầu tiên ra đời rất đơn giản thường làm bằng gỗ(loại tốt) với hệ chìa chữ L rất đơn giản và dễ chòi

Khi các vật liệu bằng kim loại phát triển ổ khóa cửa chuyển qua làmbằng kim loại (đồng, thau, Inox, Atimon, nhôm…) rất đa dạng về kiểudáng, hoa văn và màu sắc, nhưng chung quy lại ta có thể phân biệt từnggiai đoạn phát triển của nó thông qua hệ chìa

Hình 1.4 Khóa dạng ổ

1.1.5 Khóa hiện đại – khóa điện tử

Ngày nay với những tiến bộ trong ngành kỹ thuật điện, điện tử… chúng

ta còn thấy những loại khóa không dùng những loại chìa truyền thống

mà dùng các hình thức giao diện khác để mở như card từ, tôn điện(nam châm điện), giọng nói, vân tay, ánh mắt,…

Điểm tối ưu của những loại chìa này chính là sự tiện dụng,

Sự bất lợi lớn nhất của những loại này là chế độ vận hành, kiểm tra, bảotrì, giám sát người lạ phá hoại (thay pin đúng định kỳ, bo mạch điện tử

có tuổi thọ nhất định (2-3 năm), gắn nơi khô ráo không ẩm ướt, đặt biệtchú ý đến sự phá phách của người bên ngoài do những bộ phận nhậndiện là những bộ phận gắn nổi rất dễ đập phá

1.2 Tìm hiểu một số loại khóa cửa trên thị trường hiện nay

Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại khóa cửa, rất đa dạng về mẫu mã vàchủng loại đáp ứng các nhu cầu khác nhau của khách hàng

1.2.1 Khóa cơ

Gồm hai phần là ổ khóa và chìa khóa, làm bằng kim loại cứng và nhiều hìnhdạng, Khóa được mở khi có chìa khóa với các răng trên mép khóa đúng vớithứ tự các chốt nhỏ trong ổ khóa nhằm nâng các chốt nhỏ đó lên gây mất tácdụng khóa của ổ khóa

Hình 1.6 Cơ chế mở khóa

Hình 1.7 Hình ảnh một số loại khóa cơ

1.2.2 Khóa cửa bằng vân tay

Khóa vân tay hay còn gọi là khóa cửa bằng vân tay là loại khóa dùngvân tay thay cho chìa khóa để mở cửa.

Tùy theo loại khóa, thông thường khóa vân tay có dung lượng từ

Ưu điểm của khóa là hoàn toàn không dùng điện, pin hay ắc quy Về cấu tạokhóa có cấu trúc lõi từ gắn ngầm bên trong ổ khóa Mỗi cấu trúc đó là một tổhợp hình học của 28 trong 41 lõi từ

Hình 1.9 Khóa cửa bằng thẻ từ

1.2.4 Khóa cửa bằng cách nhận diện võng mạc

Dựa theo nguyên tắc sự chuyển động không giống nhau của mắt khi nhìn vàocác vật khác nhau Thông qua camera để ghi lại những chuyển động đặc trưngcủa mắt để mở khóa.

Hình 1.10 Khóa cửa bằng cách nhận diện võng mạc

1.2.5 Khóa cửa bằng mật mã số

Loại khóa này sử dụng mật mã bằng số đã được lập trình, cài đặt từ trước để

mở khóa thay cho cách mở khóa bằng chìa thông thường Và đương nhiênchúng ta cũng có thể dung chìa khóa để mở những loại khóa này tùy vào nhucầu sử dụng

Hình 1.11 Khóa cửa bằng mật mã số

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU CÁC LOẠI LINH KIỆN TRONG ĐỀ TÀI

2.1 Khái quát về yêu cầu của hệ thống khóa cửa tự động dùng vi xử lý

Với sự phát triển và yêu cầu thực tế của cuộc sống, thì khóa cửa tựđộng là một giải pháp hoàn hảo cho các công trình hiện nay

Trong đó, thiết kế một khóa cửa tự động đóng mở điều khiển bằng cáchnhập mật khẩu từ bàn phím số là một ý tưởng vô cùng hữu ích, giá cả cạnhtranh nhưng vẫn bảo đảm tính bảo mật của hệ thống

2.1.1 Chức năng của hệ thống

Đó là một dạng khóa cửa điện tử, được ứng dụng để đóng mở một hệthống nào đó bằng cách nhập mật khẩu được cài đặt thông qua việcgiao tiếp với bàn phím ma trận 4x4 và màn hình LCD 2 line

2.1.2 Yêu cầu thiết kế

2.1.2.1 Bảo đảm tính an toàn

- Khóa phải chắc chắn, chịu được va chạm mạnh

- Mật khẩu thiết kế dài hơn, độ bảo mật cao hơn

- Chống việc dò mã, bẻ khóa

- Xử lý nhanh, chính xác các thao tác người sử dụng

- Hạn chế sự cố xảy ra trong quá trình sử dụng

- Phải tích hợp nhiều khối chức năng vào chung 1 khối chung

- Bố trí các thiết bị dễ sử dụng, dễ thay thế nếu bị hỏng

- Phải rẻ hơn cách loại khóa có cùng chức năng trên thị trường

- Tính thẩm mỹ và chất lượng phải được bảo đảm

2.2 Cấu trúc cơ bản của hệ thống

Hệ thống về tổng quan có cấu trúc gồm 3 khối như sau:

Hình 2.1 Các khối cơ bản của hệ thống

khối Input, xuất dữ liệu ra khối Output

động, còi báo động Sử dụng màn hình LCD 2 line để hiển thị

2.2 Giới thiệu các linh kiện chính của hệ thống

2.2.1 Bàn phím số

Bàn phím gồm các phím khác nhau Mỗi phím là một bộ phận đóng mởbằng cơ khí Các mã của bàn phím tạo ra có thể được tạo ra trực tiếphoặc bằng phép quét hàng và quét cột Trong phạm vi của đồ án này, vớibàn phím 16 số là đã bảo đảm về số lượng phím cần thiết để sử dụng cácchức năng và tạo ra tính cân đối, thẩm mỹ cho hệ thống Chính vì đó, nên

Liên hệ điện áp DC Nôm: 24V

Liên hệ với Max hiện tại: 20mA

Bàn phím ra: Ma trận

Bảng điều khiển Cutout Chiều rộng: 65mm

Bảng điều khiển Cutout Chiều cao: 57mm

Số phím: 16

Trường hợp Chất liệu: Nhựa

Màu: Màu đen

Liên hệ với hiện tại DC tối đa: 20mA

Liên hệ kháng cự: 200ohm

Liên hệ điện áp DC Max: 24V

Sâu bên ngoài: 64mm

Bên ngoài Chiều dài / Chiều cao: 6.9mm

Chiều rộng bên ngoài: 65mm

Trung tâm sửa chữa dài x rộng: 60mm x 59mm

Nhiệt độ hoạt động tối đa: -20 ° C ~ 60 ° C

Loại đầu ra: Ma trận chuẩn

Nhiệt độ bảo quản: -40 ° C ~ 65 ° C

Độ dày: 1.5mm

2.1.2 Màn hình LCD TC1602A

Với các ưu điểm như: Tiêu thụ dòng điện ít, khả năng hiển thị được hình ảnh,

ký tự rất linh hoạt, màn hình tinh thể lỏng LCD (Liquid Crytal Dislay) được

sử dụng hầu hết trong các thiết bị điều khiển trong công nghiệp để hiển thịtrạng thai của máy móc Do có rất nhiều chủng loại khác nhau nên màn hìnhLCD được sử dụng một cách rộng rãi.Tất cả các LCD được sản xuất theo tiêuchuẩn chung, tích hợp luôn các module điều khiển (cho LCD) cho nên việc sửdụng nó rất dễ dàng thực hiện

Bộ điều khiển LCD cung cấp ra một tập lện dung để điều khiển màn hìnhLCD.

Hình 2.3 Mạch LCD

sử dụng một Arduino, Atmel AVR hoặc PIC vi điều khiển Bao gồm đèn nền LED

Các tính năng:

Độ tương phản cao STN 16x2 ký tự LCD

Đơn 5,0 V hoạt động cung cấp

đèn nền LED

5x8 dot ký tự

HD44780 điều khiển tương đương

Giao diện 4 hoặc 8 bit

Chọn chế độ đọc viếtH: Đọc từ LCD vào Vi xử lýL: Đọc từ Vi xử lý vào LCD

12 DB5 P1.5 H/L Bit data 5

2.1.2.1 Điều khiển hoạt động của LCD:

RS,RW

chương trình phải thiết lập E=1, sau đó cài đặt các trạng thái điều khiểnthích hợp lên RS,RW vad bus dữ liệu, sau đó đưa E=0 Hoạt động chuyển đổi từ 1-0 cho phép LCD nhận dữ liệu hiện thời trên các đường điều khiển cũng như trên Bus dữ liệu và xem đó như một lệnh

RS=0, dữ liệu được coi như là 1 lệnh hay 1 chỉ thị đặc biệt (Như là xóa màn hình, đặt vị trí con trỏ,… ) Khi RS=1, dữ liệu được coi là dạng văn bản và sẽ được hiển thị trên màn hình

liệu được viết vào LCD Khi RW=1, chương trình sẽ đọc LCD Tuy nhiên chỉ có chỉ thị “xem trạng thái LCD” là lệnh đọc Trong chương trình, tất cả các lệnh đều là lệnh ghi, do đó RW luôn luôn ở mức thấp

mà người sử dụng lựa chọn Trong hệ thống này chúng ta sử dụng Bus

dữ liệu 08 Bit

Bảng 2.2 Bảng mã lệnh điều khiển LCD TC 1602A

Command

Binary

HEXD7 D

L7805 tích hợp sẵn bảo vệ chống quá nhiệt, khi IC bị nóng quá mức (do tải đầu ra lớn) thì nguồn điện sẽ bị ngắt Khi IC nguội, nguồn ra sẽ được tự động cấp lại.

L7805 hoạt động bằng cách chuyển đổi phần điện áp chênh lệch thành nhiệt năng Ví dụ: cấp nguồn 9V đầu vào cho L7805, đầu ra bạn có 5V thì 4V chênh lệch được chuyển hóa thành nhiệt năng hao phí

I  đc  

Có nhiều cách để thiết kế mạch điều khiển đáp ứng được yêu cầu nhưtrên Có thể dùng các linh kiện rời hoặc IC tích hợp Trong luận văn này ta sửdụng IC tích hợp thỏa các điều kiện trên – IC LMD1800.

Như vậy IC trên thỏa mãn hoàn toàn các yêu cầu của mạch điều khiểnđộng cơ

Tín hiệu thắng động cơ (tích cực mức1)

2.1.5 Tìm hiểu về motor

Mạch chấp hành ở đây là cơ cấu đóng cửa, mở cửa Cửa sẽ tự động mở khingười sử dụng nhập đúng mật khẩu ở đây chúng ta sử dụng động cơ 1 chiềulàm động cơ đóng mở cửa

Cửa được đóng mở bằng cách điều khiển đảo chiều quay cửa motor

Động cơ một chiều được cấu tạo:

nâm châm điện

Hình 2.6 Hình ảnh động cơ

2.1.5.1 Nguyên lý hoạt động của động cơ 1 chiều

mạch từ xuyên qua các vòng dây quấn của phần ứng (thường đặt trênroto) Khi dòng điện chạy trong mạch phần ứng Các thanh dẫn phầnứng sẽ chịu tác động bỡi các lực điện từ theo phương tiếp tuyến với mặttrụ roto, làm cho roto quay Chính xác hơn, lực điện từ trên một đơn vịchiều dài thanh dẫn là tích có hướng của vector mật độ từ thông B vàvector cường độ dòng điện I

góp Cổ góp sẽ giúp cho dòng điện trong mỗi thanh dẫn phần ứng đượcđổi chiều khi thanh dẫn đi đến một cực từ khác tên với cực từ mà nóvừa đi qua , điều này làm cho lực điện từ được sinh ra luôn luôn tạo ramột momen quay theo một chiều nhất định

2.1.6 Tổng quan về 89S52

AT89S52 là họ IC vi điều khiển do hãng Atmel sản xuất Các sản phẩmAT89S52 thích hợp cho những ứng dụng điều khiển Việc xử lý trên byte vàcác toán số học ở cấu trúc dữ liệu nhỏ được thực hiện bằng nhiều chế độ truyxuất dữ liệu nhanh trên RAM nội Tập lệnh cung cấp một bảng tiện dụng củanhững lệnh số học 8 bit gồm cả lệnh nhân và lệnh chia Nó cung cấp những

hổ trợ mở rộng trên chip dùng cho những biến một bit như là kiểu dữ liệuriêng biệt cho phép quản lý và kiểm tra bit trực tiếp trong hệ thống điều khiển.

AT89S52 cung cấp những đặc tính chuẩn như: 8 KByte bộ nhớ chỉ đọc

có thể xóa và lập trình nhanh (EPROM), 128 Byte RAM, 32 đường I/O, 3TIMER/COUNTER 16 Bit, 5 vectơ ngắt có cấu trúc 2 mức ngắt, một Port nốitiếp bán song công, 1 mạch dao động tạo xung Clock và bộ dao động ON-CHIP

Các đặc điểm của chip AT89S52 được tóm tắt như sau:

ghi/xoá

(Quad Flat Pakage) và dạng chip

không có chân đỡ LLC (Leadless

Chip Carrier) thì chúng đều có 40

chân cho các chức năng khác nhau

Hình 2.8 Sơ đồ chân 89S52

địa chỉ, dữ liệu và ngắt Cần phải lưu ý một số hãng cung cấp mộtphiên bản 8051 có 20 chân với số cổng vào ra ít hơn cho các ứng dụng yêucầu thấp hơn Tuy nhiên vì hầu hết các nhà phát triển sử dụng chíp đóng vỏ

40 chân với hai hàng chân DIP nên ta chỉ tập trung mô tả phiên bản này

Port 0: từ chân 32 đến chân 39 (P0.0 _P0.7) Port 0 có 2 chức năng:

trong các thiết kế cỡ nhỏ không dùng bộ nhớ mở rộng nó có chức năng nhưcác đường IO, đối với thiết kế lớn có bộ nhớ mở rộng nó được kết hợp giữabus địa chỉ và bus dữ liệu

Port 1: từ chân 1 đến chân 9 (P1.0 _ P1.7) Port 1 là port IO dùng cho

giao tiếp với thiết bị bên ngoài nếu cần

Port 2: từ chân 21 đến chân 28 (P2.0 _P2.7) Port 2 là một port có tác

dụng kép dùng như các đường xuất/nhập hoặc là byte cao của bus địa chỉ đốivới các thiết bị dùng bộ nhớ mở rộng

Port 3: từ chân 10 đến chân 17 (P3.0 _ P3.7) Port 3 là port có tác dụng

kép Các chân của port này có nhiều chức năng, có công dụng chuyển đổi cóliên hệ đến các đặc tính đặc biệt của 89S52 như ở bảng sau:

Bảng 2.3 Chức năng các chân 89S52

P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7

RXDTXDINT0INT1T0T1WRRD

Ngõ vào dữ liệu nối tiếp

Ngõ xuất dữ liệu nối tiếp

Ngõ vào ngắt cứng thứ 0

Ngõ vào ngắt cứng thứ 1

Ngõ vào TIMER/ COUNTER thứ 0

Ngõ vào của TIMER/ COUNTER thứ1

Tín hiệu ghi dữ liệu lên bộ nhớ ngoài

Tín hiệu đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài

PSEN (Program store enable):

PSEN là tín hiệu ngõ ra có tác dụng cho phép đọc bộ nhớ chương trình

mở rộng và thường được nối đến chân OE của Eprom cho phép đọc các byte

mã lệnh

PSEN ở mức thấp trong thời gian 89S52 lấy lệnh Các mã lệnh củachương trình được đọc từ Eprom qua bus dữ liệu, được chốt vào thanh ghilệnh bên trong 89S52 để giải mã lệnh Khi 89S52 thi hành chương trình trongROM nội, PSEN ở mức cao

Khi 89S52 truy xuất bộ nhớ bên ngoài, Port 0 có chức năng là bus địachỉ và dữ liệu do đó phải tách các đường dữ liệu và địa chỉ Tín hiệu ra ALE ởchân thứ 30 dùng làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp các đường địa chỉ và

Tín hiệu ở chân ALE là một xung trong khoảng thời gian port 0 đóng vaitrò là địa chỉ thấp nên chốt địa chỉ hoàn toàn tự động.

EA (External Access): Tín hiệu vào EA (chân 31) thường được mắc lên

mức 1 hoặc mức 0 Nếu ở mức 1, 89S52 thi hành chương trình từ ROM nội.Nếu ở mức 0, 89S52 thi hành chương trình từ bộ nhớ mở rộng Chân EA đượclấy làm chân cấp nguồn 21V khi lập trình cho Eprom trong 89S52

RST (Reset): Khi ngõ vào tín hiệu này đưa

lên mức cao ít nhất 2 chu kỳ máy, các thanh ghi

bên trong được nạp những giá trị thích hợp để

khởi động hệ thống Khi cấp điện mạch phải tự

động reset

Các giá trị tụ và điện trở được chọn là:

Hình 2.9 Sơ đồ Reset Các ngõ vào bộ dao động X1, X2:

Bộ tạo dao động được tích hợp bên trong

89S52 Khi sử dụng 89S52, người ta chỉ

cần nối thêm thạch anh và các tụ Tần số

thạch anh tùy thuộc vào mục đích của

người sử dụng, giá trị tụ thường được chọn

là 33p

Hình 2.10 Sơ đồ X1, X2

 Tổ chức bộ nhớ bên trong 89S52

Bộ nhớ trong 89S52 bao gồm ROM và RAM RAM trong 89S52 baogồm nhiều thành phần: phần lưu trữ đa dụng, phần lưu trữ địa chỉ hóa từngbit, các bank thanh ghi và các thanh ghi chức năng đặc biệt

AT89S52 có bộ nhớ được tổ chức theo cấu trúc Harvard: có nhữngvùng bộ nhớ riêng biệt cho chương trình và dữ liệu Chương trình và dữ liệu

có thể chứa bên trong 89S52 nhưng 89S52 vẫn có thể kết nối với 64K byte bộnhớ chương trình và 64K byte dữ liệu bên ngoài

Bảng 2.4 Bảng đồ bộ nhớ Data bên trong Chip 89S52

RAM bên trong AT89S52 được phân chia như sau:

Vùng địa chỉ từ 20h -2Fh gồm 16 byte có thể thực hiện như vùng RAM

đa dụng (truy xuât mỗi lần 8 bit) hay thực hiện truy xuất mỗi lần 1 bit bằngcác lệnh xử lý bit

Vùng địa chỉ 00h – 1Fh được chia thành 4 bank thanh ghi: bank 0 từ00h – 07h, bank 1 từ 08h – 0Fh, bank 2 từ 10h – 17h và bank 3 từ 18h – 1Fh.Các bank thanh ghi này được đại diện bằng các thanh ghi từ R0 đến R7 Saukhi khởi động thì hệ thống bank 0 được chọn sử dụng

Do có 4 bank thanh ghi nên tại một thời điểm chỉ có một bank thanhghi được truy xuất bởi các thanh ghi R0 đến R7 Viêc thay đổi bank thanh ghiđược thực hiện thông qua thanh ghi từ trạng thái chương trình (PSW)

 Các thanh ghi có chức năng đặc biệt

Các thanh ghi trong 89S52 được định dạng như một phần của RAMtrên chip vì vậy mỗi thanh ghi sẽ có một địa chỉ (ngoại trừ thanh ghi bộ đếmchương trình và thanh ghi lệnh vì các thanh ghi này hiếm khi bị tác động trựctiếp) Cũng như R0 đến R7, 89S52 có 21 thanh ghi có chức năng đặc biệt(SFR: Special Function Register) ở vùng trên của RAM nội từ địa chỉ 80Hđến 0FFH

Sau đây là một vài thanh ghi đặc biệt thường được sử dụng:

Bảng 2.5 Bảng trạng thái thanh ghi

00=Bank 0; address 00H07H01=Bank 1; address 08H0FH10=Bank 2; address 10H17H11=Bank 3; address 18H1FH

2.1.6.8 Chức năng từng bit trạng thái chương trình

- Cờ Carry CY (Carry Flag):

Cờ nhớ thường nó được dùng cho các lệnh toán học: C =1 nếu phéptoán cộng có sự tràn hoặc phép trừ có mượn và ngược lại C = 0 nếu phép toáncộng không tràn và phép trừ không có mượn

- Cờ Carry phụ AC (Auxiliary Carry Flag):

Khi cộng những giá trị BCD (Binary Code Decimal), cờ nhớ phụ ACđược set nếu kết quả 4 bit thấp nằm trong phạm vi điều khiển 0AH - 0FH Ngược lại AC = 0

- Cờ 0 (Flag 0):

Cờ 0 (F0) là 1 bit cờ đa dụng dùng cho các ứng dụng của người dùng

- Những bit chọn bank thanh ghi truy xuất:

RS1 và RS0 quyết định dãy thanh ghi tích cực Chúng được xóa sau khireset hệ thống và được thay đổi bởi phần mềm khi cần thiết

Tùy theo RS1, RS0 = 00, 01, 10, 11 sẽ được chọn Bank tích cực tươngứng là Bank 0, Bank1, Bank2 và Bank3

và P tạo thành số chẵn.

Bit Parity thường được dùng trong sự kết hợp với những thủ tục của

Port nối tiếp để tạo ra bit Parity trước khi phát đi hoặc kiểm tra bit Parity sau

khi thu

Vi Điều Khiển 89S52 có 3 timer 16 bit, mỗi timer có bốn cách làm việc.Người ta sử dụng các timer để:

Trong các ứng dụng định khoảng thời gian, người ta lập trình timer ởnhững khoảng đều đặn và đặt cờ tràn timer Cờ được dùng để đồng bộ hóachương trình để thực hiện một tác động như kiểm tra trạng thái của các ngõvào hoặc gửi sự kiện ra các ngõ ra Các ứng dụng khác có thể sử dụng việctạo xung nhịp đều đặn của timer để đo thời gian trôi qua giữa hai sự kiện (ví

dụ đo độ rộng xung)

 Thanh ghi ngắt (INTERRUPT)

Một ngắt là sự xảy ra một điều kiện, một sự kiện mà nó gây ra treo tạmthời thời chương trình chính trong khi điều kiện đó được phục vụ bởi mộtchương trình khác

Các ngắt đóng một vai trò quan trọng trong thiết kế và cài đặt các ứngdụng vi điều khiển Chúng cho phép hệ thống đáp ứng bất đồng bộ với một sựkiện và giải quyết sự kiện đó trong khi một chương trình khác đang thực thi

- Tổ chức ngắt của 89S52:

Có 5 nguồn ngắt ở 89S52: 2 ngắt ngoài, 2 ngắt từ timer và 1 ngắt port nối tiếp Tất cả các ngắt theo mặc nhiên đều bị cấm sau khi reset hệ thống vàđược cho phép từng cái một bằng phần mềm Mức độ ưu tiên của các ngắtđược lưu trong thanh ghi IP (Interrupt Priority) hay nói cách khác thanh ghi

IP cho phép chọn mức ưu tiên cho các ngắt (giá trị thanh ghi IP khi reset là00h)

Bảng 2.7 Bảng tóm tắt thanh ghi IP

bit

Mô tả

cao hơn sẽ được phục vụ trước

tiên được

thực hiện từ cao đến thấp như sau: ngắt ngoài 0 – timer 0 – ngắt ngoài 1 –timer 1 – cổng nối tiếp – timer 2.

mà có một ngắt xảy ra với mức ưu tiên cao hơn thì chương trìnhnày tạm dừng để chạy một chương trình khác có mức ưu tiên caohơn

Tóm tắt thanh ghi IE

- Các cờ ngắt:

Khi điều kiện ngắt xảy ra thì ứng với từng loại ngắt mà loại cờ đó đượcđặt lên mức cao để xác nhận ngắt.

Bảng 2.9 Bảng các loại cờ ngắt

Các loại cờ ngắt

- Các vectơ ngắt: