Đang tải... (xem toàn văn)
1.1 Mục đích đề tài. Sở viết tay 1.2 Các phương pháp đo. Chép trực tiếp từ sách 1.3 Tìm hiểu 89C51RD2. 1.3.1 Khái quát 89C51RD2 là vi điều khiển 80C51 có 64kB Flash và 1kB bộ nhớ RAM. Tính năng đặc biệt của 89C51RD. CPU 80C51 là người thiết kế có thể chọn chạy ứng dụng của mình ở 2 chế độ 1 chu kì máy = 6 hoặc 12 chu kì xung nhịp. Bộ nhớ chương trình Flash cho phép lập trình ÍP hoặcvà song song. Chế độ lập trình song song được đưa ra để thích ứng với tốc độ cao, giam thời gian và giá thành. 1.3.2 Các tính năng 64 kB RAM mở rộng Hoạt động ở 4.5 5.5 VDC và tần số giao động từ 0 – 20MHz ( 6 xung nhịp ) và 0 – 33MHz ( 12 xung nhịp) SPI Nhiệt độ hoạt động 40oC –> +85oC 5PCA với chức năng 4 cổng xuất nhập 4 cấp độ ngắt 8 nguồn ngắt 2 thanh ghi DPTR Tương thích mức logic TTL và CMOS 4 cổng 8bit I O 3 timer 16bit Fullduplex tăng cường UART + Phát hiện lỗi khung + Nhận địa chỉ tự động Chế độ kiểm soát năng lượng + Đồng hồ có thể được ngừng lại và tiếp tục + Chế độ nhàn rỗi
Chương 1: tìm hiểu sở lý thuyết 1.1 Mục đích đề tài Sở viết tay 1.2 Các phương pháp đo Chép trực tiếp từ sách 1.3 Tìm hiểu 89C51RD2 1.3.1 Khái quát - 89C51RD2 vi điều khiển 80C51 có 64kB Flash 1kB nhớ RAM - Tính đặc biệt 89C51RD - CPU 80C51 người thiết kế chọn chạy ứng dụng chế độ chu kì máy = 12 chu kì xung nhịp - Bộ nhớ chương trình Flash cho phép lập trình ÍP hoặc/và song song Chế độ lập trình song song đưa để thích ứng với tốc độ cao, giam thời gian giá thành 1.3.2 Các tính - 64 kB RAM mở rộng - Hoạt động 4.5- 5.5 VDC tần số giao động từ – 20MHz ( xung nhịp ) – 33MHz ( 12 xung nhịp) - SPI - Nhiệt độ hoạt động -40oC –> +85oC - 5PCA với chức - cổng xuất nhập - cấp độ ngắt - nguồn ngắt - ghi DPTR - Tương thích mức logic TTL CMOS - cổng 8-bit I / O - timer 16-bit - Full-duplex tăng cường UART + Phát lỗi khung + Nhận địa tự động - Chế độ kiểm soát lượng + Đồng hồ ngừng lại tiếp tục + Chế độ nhàn rỗi - Thiết lập lại cổng không đồng - Low EMI (ức chế ALE) - Programmable Counter Array (PCA) + PWM + Bắt / so sánh 1.3.3 Sơ đồ khối: LOGIC SYMBOL Plastic Leaded Chip Carrier PINNING Plastic Dual In-Line Package Plastic Quad Flat Pack 1.3.4 Mô tả chân: Cổng nhớ Số chân PDIP PLCC PQFP Vss Vcc 20 40 22 44 16 38 I I P0.0-0.7 39-32 43-36 37-30 I/O P1.0-1.7 1-8 2-9 40-44, 1-3 I/O P2.0-2.7 21-28 24-31 18-25 I/O P3.0-3.7 10-17 11, 13-19 5, 7-13 I/O RST 10 11 12 13 14 15 16 17 11 13 14 15 16 17 18 19 10 10 11 12 13 I O I I I I O O I ALE 30 33 27 O PSEN 29 32 26 O Đất : 0V Nguồn cấp : nguồn cung cấp điện áp để tải hoạt động Cổng 0: cống mở, hai chiều I / O Cổng thứ tự thấp ghép địa bus liệu trình truy cập đến chương trình bên nhớ liệu Cổng 1: cổng hai chiều 8-bit I / O với đóng nội tất chân ngoại trừ P1.6 P1.7 mở cống Cổng sử dụng đầu vào Cổng 2: cổng hai chiều 8-bit I/O với nội pull-ups Cổng sử dụng đầu vào Cổng phát byte địa cao, trật tự trình nạp từ nhớ chương trình bên trình truy cập vào nhớ liệu bên sử dụng địa 16-bit.Trong thời gian truy cập nhớ liệu bên mà sử dụng địa 8-bit, cổng phát nội dung chức đặc biệt P2 đăng ký Cổng 3: cổng hai chiều 8-bit I / O với nội pull-ups Cổng sử dụng đầu vào Cổng phục vụ tính đặc biệt 89C51RD2 sau: RxD (P3.0): Cổng đầu vào nối tiếp TxD (P3.1): Cổng đầu nối tiếp INT0 (P3.2): gián đoạn bên INT1 (P3.3): gián đoạn bên T0 (P3.4): Timer đầu vào bên T1 (P3.5): Timer đầu vào bên WR (P3.6): nhớ ghi liệu nháy RD (P3.7): nhớ đọc liệu nháy Reset: Chân cao cho hai chu kỳ hoạt động, thiết lập lại thiết bị Điện trở khuếch tán nội giấy phép Vss thiết lập lại cách sử dụng có tụ điện bên để Vcc Address Latch Enable (Địa mở chốt) : xung đầu cho chốt byte thấp địa truy cập vào nhớ bên Trong hoạt động bình thường, ALE phát hai lần chu kỳ, sử dụng cho thời gian bên ép xung Lưu ý xung ALE bỏ qua truy cập vào nhớ liệu bên ALE vô hiệu hóa cách thiết lập SFR auxiliary 0.Với thiết lập bit này, ALE hoạt động lệnh MOVX Program Store Enable (mở chương trình lưu trữ) :nháy đọc vào nhớ chương trình bên Khi thực thi mã từ nhớ chương trình bên EA/VPP 31 35 29 I XTAL 19 21 15 I XTAL 18 20 14 O ngoài, PSEN kích hoạt hai lần chu kỳ, ngoại trừ hai kích hoạt PSEN bỏ qua truy cập vào nhớ liệu bên PSEN không kích hoạt trình nạp từ nhớ chương trình nội External Access Enable/Programming Supply Voltage (Kích hoạt tính truy cập / Lập trình cung cấp điện áp ): EA phải tổ chức thấp phép thiết bị để lấy mã từ vị trí nhớ chương trình bên Nếu EA tổ chức cao, thiết bị thực từ nhớ chương trình nội Các giá trị chân EA chốt RST phát thay đổi hiệu lực Chân nhận điện áp cung cấp lập trình (VPP) lập trình flash Crystal (Tinh thể) 1: đầu vào cho khuếch đại dao động đảo đầu vào cho mạch đồng hồ máy phát điện nội Crystal (Tinh thể) 2: Đầu khuếch đại dao động đảo ngược 1.4 Chuẩn RS232 1.4.1 Giới thiệu Được xây dựng phục vụ chủ yếu việc ghép nối điểm – điểmgiữa hai thiết bị đầu cuối (DTE, Data Terminal Equipment).mặc dù tính hạn chế chuẩn RS232 có từ lâu đời nhất vì thế nên nó được sử dụng rộng rãi Ngày mỗi máy tính cá nhân có vài cổng rs232( cổng com) có thể sử dụng nối các thiết bị ngoại vi hoặc với các máy tính khác 1.4.2 Ưu điểm của giao diện nối tiếp rs232 + Khả chống nhiễu cổng nối tiếp cao + Thiết bị ngoại vi tháo lắp máy tính cấp điện + Các mạch điện đơn giản nhận điện áp nguồn nuôi qua công nối tiếp 1.4.3 Những đặc điểm cần lưu ý chuẩn rs232 + Trong chuẩn RS232 có mức giới hạn (logic 1) +-15V Hiện cố định trở kháng tải phạm vi từ 3000 ôm - 7000 ôm + Mức logic có điện áp nằm khoảng -3V đến -15V, mức logic từ +-3V đến 15V + Tốc độ truyền nhận liệu cực đại 100kbps ( ngày lớn hơn) + Các lối vào phải có điện dung nhỏ 2500pF + Trở kháng tải phải lớn 3000 ôm phải nhỏ 7000 ôm + Độ dài cáp nối máy tính thiết bị ngoại vi ghép nối qua cổng nối tiếp RS232 không vượt qua 15m không sử model + Các giá trị tốc độ truyền liệu chuẩn : 50,75,110,750,300,600,1200,2400,4800,9600,19200,28800,38400 56600,115200 bps 1.4.4 Các mức điện áp RS 232 sử dụng phương thức truyền thông không đối xứng, tức sử dụng tín hiệu điện áp chênh lệch dây dẫn đất Do từ đời mang vẻ lỗi thời chuẩn TTL, vấn sử dụng mức điện áp tương thích TTL để mô tả mức logic Ngoài mức điện áp tiêu chuẩn cố định giá trị trở kháng tải đấu vào bus phận trở kháng phát Mức điện áp tiêu chuẩn RS232C ( chuẩn thường dùng bây giờ) mô tả sau: + Mức logic : +3V , +15V + Mức logic : -15V, -3V Các mức điện áp phạm vi từ -3V đến 3V trạng thái chuyển tuyến Chính từ - 3V tới 3V phạm vi không định nghĩa, trường hợp thay đổi giá trị logic từ thấp lên cao từ cao xuống thấp, tín hiệu phải vượt qua quãng độ thơì gian ngắn hợp lý Điều dẫn đến việc phải hạn chế điện dung thiết bị tham gia đường truyền Tốc độ truyền dẫn tối đa phụ thuộc vào chiều dài dây dẫn Đa số hệ thống hỗ trợ với tốc độ 19,2 kBd 1.4.5 Cổng RS232 PC Hầu hết máy tính cá nhân trang bị cổng Com hay cổng nối tiếp RS232 Số lượng cổng Com lên tới tùy loại main máy tính Khi cổng Com đánh dấu Com 1, Com 2, Com Trên có loại đầu nối sử dụng cho cổng nối tiếp RS232 loại chân (DB9) 25 chân (DB25) Tuy hai loại đầu nối có song song hai loại đầu nối phân biệt cổng đực (DB9) cổng (DB25) Ta xét sơ đồ chân cổng Com chân: Trên kí hiệu chân hình dạng cổng DB9 Chức chân sau: + chân : Data Carrier Detect (DCD) : Phát tín hiệu mang liệu + chân 2: Receive Data (RxD) : Nhận liệu + chân : Transmit Data (TxD) : Truyền liệu + chân : Data Termial Ready (DTR) : Đầu cuối liệu sẵn sàng kích hoạt phận muốn truyền liệu + chân : Singal Ground ( SG) : Mass tín hiệu + chân : Data Set Ready (DSR) : Dữ liệu sẵn sàng, kích hoạt truyền sẵn sàng nhận liệu + chân : Request to Send : yêu cầu gửi,bô truyền đặt đường lên mức hoạt động sẵn sàng truyền liệu + chân : Clear To Send (CTS) : Xóa để gửi ,bô nhận đặt đường lên mức kích hoạt động để thông báo cho truyền sẵn sàng nhận tín hiệu + chân : Ring Indicate (RI) : Báo chuông cho biết nhận nhận tín hiệu rung chuông Còn DB28 hầu hết main cổng Nên không đề cập đến 1.4.6 Quá trình liệu a) Quá trình truyền liệu Truyền liệu qua cổng nối tiếp RS232 thực không đồng Do nên thời điểm có bit truyền (1 kí tự) Bộ truyền gửi bit bắt đầu (bit start) để thông báo cho nhận biết kí tự gửi đến lần truyền bit tiếp the Bit bắt đầu mức Tiếp theo bit liệu (bits data) gửi dạng mã ASCII( 5,6,7 hay bit liệu) Sau Parity bit ( Kiểm tra bit chẵn, lẻ hay không) cuối bit dừng - bit stop 1, 1,5 hay bit dừng b) Tốc độ Baud Đây tham số đặc trưng RS232 Tham số đặc trưng cho trình truyền liệu qua cổng nối tiếp RS232 tốc độ truyền nhận liệu hay gọi tốc độ bit Tốc độ bit định nghĩa số bit truyền thời gian giây hay số bit truyền thời gian giây Tốc độ bit phải thiết lập bên phát bên nhận phải có tốc độ ( Tốc độ vi điều khiển máy tính phải chung tốc độ truyền bit) Ngoài tốc độ bit tham số để mô tả tốc độ truyền tốc độ Baud Tốc độ Baud liên quan đến tốc độ mà phần tử mã hóa liệu sử dụng để diễn tả bit truyền tôc độ bit phản ánh tốc độ thực tế mà bit truyền.Vì phần tử báo hiệu mã hóa bit nên hai tốc độ bit tốc độ baud phải đồng Một số tốc độ Baud thường dùng: 50, 75, 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 28800, 38400, 56000, 115200 … Trong thiết bị họ thường dùng tốc độ 19200 Khi sử dụng chuẩn nối tiếp RS232 yêu cầu sử dụng chuẩn thời gian chuyển mức logic không vượt 4% thời gian truyền bit Do vậy, tốc độ bit cao thời gian truyền bit nhỏ thời gian chuyển mức logic phải nhỏ Điều làm giới hạn tốc Baud khoảng cách truyền c) Bit chẵn lẻ hay Parity bit Đây bit kiểm tra lỗi đường truyền Thực chất trình kiểm tra lỗi truyền liệu bổ xung thêm liệu truyền để tìm sửa số lỗi trình truyền Do chuẩn RS232 sử dụng kỹ thuật kiểm tra chẵn lẻ Một bit chẵn lẻ bổ sung vào liệu truyền để ch thấy số lượng bit "1" gửi khung truyền chẵn hay lẻ Một Parity bit tìm số lẻ lỗi chả hạn 1,3,,5,7,9 Nếu bit chẵn mắc lỗi Parity bit trùng giá trị với trường hợp không mắc lỗi không phát lỗi Do kỹ thuật mã hóa lỗi không sử dụng trường hợp có khả vài bit bị mắc lỗi 1.4.7 IC MAX232 Max232 IC chuyên dùng cho giao tiếp RS232 thiết bị ngoại vi Max232 IC hãng Maxim Đây IC chay ổn định sử dụng phổ biến mạch giao tiếp chuẩn RS232 Giá thành Max232 phù hợp (12K hay 10K) tích hợp hai kênh truyền cho chuẩn RS232 Dòng tín hiệu thiết kế cho chuẩn RS232 Mỗi đầu truyền cổng nhận tín hiệu bảo vệ chống lại phóng tĩnh điện ( 15KV) Ngoài Max232 thiết kế với nguồn +5V cung cấp nguồn công suất nhỏ 1.5 Led Chép trực tiếp sách