Bài giảng về môn Điều khiển Vi Xử Lý

05/27/16 VI ĐIỀU KHIỂN LÀ GÌ Là bước đột phá công nghệ điện tử công ty Intel cho đời vi xử lý Đột phá chỗ: "Đó kết cấu logic mà thay đổi chức chương trình không phát triển theo hướng tạo cấu trúc phần cứng thực theo số chức định trước đây" Tức phần cứng đóng vai trò thứ yếu, phần mềm (chương trình) đóng vai trò chủ đạo chức cần thực Nhờ vi xử lý có mềm dẻo hóa chức Ngày vi xử lý có tốc độ tính toán cao khả xử lý lớn 05/27/16 VI ĐIỀU KHIỂN LÀ GÌ Vi điều khiển có khối chức cần thiết để lấy liệu, xử lý liệu xuất liệu sau xử lý Và chức Vi điều khiển xử lý liệu, chẳng hạn cộng, trừ, nhân, chia, so sánh.v.v Chương trình tập hợp lệnh người lập trình viết để thực công việc, chẳng hạn điều khiển động cơ, hiển thị kí tự hình đòi hỏi phải kết hợp vi điều khiển với mạch điện giao tiếp với bên ngoài, gọi thiết bị I/O (nhập/xuất) hay gọi thiết bị ngoại vi 05/27/16 MỤC LỤC Chương 1: Giới thiệu hệ thống vi xử lý Chương 2: Cấu trúc phần cứng vi điều khiển 8051 Chương 3: Tổ chức nhớ ghi chức đặc biệt Chương 4: Tập lệnh họ vi điều khiển 8051 Chương 5: Hoạt động định thời Chương 7: Kỹ thuật ngắt 05/27/16 CHƯƠNG GIỚI THIỆU HỆ THỐNG VI XỬ LÝ 05/27/16 1.1 Các khái niệm hệ vi xử lý: Bộ phận vi xử lý CPU (Central Processing Unit) CPU thực công việc người sử dụng lập trình cho nó, lệnh chương trình lưu nhớ Xung nhịp: phần lớn vi xử lý cần tín hiệu xung nhịp để hoạt động chúng mạch đồng Tín hiệu xung nhịp tạo từ tạo xung nhịp bên ngoài, có sẵn CPU cần gắn thêm thạch anh tụ - trở bên 05/27/16 1.2 Bộ nhớ Bit, byte - Bit: đơn vị thông tin nhị phân, có giá trị - Byte: đơn vị lớn hơn, byte có bit 05/27/16 1.2 Bộ nhớ Little Endian Big Endian: - Little Endian: địa ô nhớ đánh thứ tự từ phải sang trái (sẽ gặp 8051) - Big Endian: địa ô nhớ đánh thứ tự từ trái sang phải 05/27/16 1.3 Khái niệm địa Các ô nhớ, ghi hay ngõ vào, ngõ có địa Địa thường biễu diễn dạng số HEX VD: 00H, 50H Ta biễu diễn dạng số nhị phân VD: 0000 0000B, 0101 0000 B 05/27/16 05/27/16 10 1.2 Khảo sát phần cứng 1.2.5 Các chân điều khiển 8051 Chân 31 - Ngõ tín hiệu vào EA cấp mức mức - Mức 1: 8051 thực chương trình ROM nội - Mức 0: chương trình thi hành từ nhớ mở rộng 05/27/16 31 CHƯƠNG TỔ CHỨC BỘ NHỚ VÀ CÁC THANH GHI CHỨC NĂNG ĐẶC BIỆT 3.1 Tổ chức nhớ Bộ nhớ AT89C51 bao gồm: - Kb nhớ ROM: chứa chương trình - 128 byte nhớ RAM: chứa liệu, chia thành: + RAM đa dụng + RAM địa hóa bit + Các ghi chức đặc biệt 05/27/16 33 3.1 Tổ chức nhớ Vùng nhớ cho chương trình liệu riêng biệt với 05/27/16 34 3.2 Bản đồ nhớ liệu vi điều khiển 05/27/16 35 3.2 Bản đồ nhớ liệu vi điều khiển RAM bên 8051 phân chia sau: - Các bank ghi ký hiệu từ R0 đến R7 - RAM địa hóa bit có địa từ 20H đến 2FH - RAM đa dụng từ 30H đến 7FH - Các ghi chức đặc biệt từ 80H đến FFH 05/27/16 36 3.2.1 Các bank ghi 05/27/16 37 3.2.1 Các bank ghi Được sử dụng nhiều lập trình 8051 Ký hiệu từ R0 đến R7 Xét ví dụ sau: MOV A,R1 Đọc nội dung ghi R1 vào ghi A 05/27/16 38 3.2.2 Vùng RAM đa dụng 05/27/16 39 3.2.2 Vùng RAM đa dụng Gồm 80 byte có địa từ 30H đến 7FH Ví dụ: MOV A, 5FH 05/27/16 Chuyển liệu từ Byte 5FH vào ghi A 40 3.3 Các ghi có chức đặc biệt 05/27/16 41 3.3.2 Thanh ghi A Ở địa E0H Được sử dụng rộng rãi 8051 Thanh ghi tích lũy A sử dụng cho tất phép toán số học logic 05/27/16 42 3.3.3 Thanh ghi B Ở địa F0H Được dùng với ghi A cho phép toán nhân chia Lệnh “MUL AB” nhân giá trị bit A B trả kết 16 bit, chứa A (byte cao) B (byte thấp) Lệnh “DIV AB” chia A cho B trả kết nguyên A phần dư B 05/27/16 43 3.3.7 Các ghi timer 8051 có định thời gian/đếm kiện 16 bit - Timer địa 8AH (TL0: byte thấp) 8CH (TH0: byte cao) - Timer địa 8BH (TL1: byte thấp) 8DH (TH1: byte cao) Timer điều khiển ghi: - TMOD địa 89H - TCON địa 88H 05/27/16 44 3.3.9 Các ghi ngắt 8051 có nguồn ngắt: - ngắt - ngắt từ timer - ngắt từ cổng nối tiếp Các ngắt bị cấm sau bị reset hệ thống cho phép ghi cho phép ngắt IE địa A8H 05/27/16 45 [...]... CHƯƠNG 2 CẤU TRÚC PHẦN CỨNG VI ĐIỀU KHIỂN 8051 1.1 Giới thiệu tổng quát về vi điều khiển 8051 8051 là bộ vi điều khiển đầu tiên của họ MCS-51, gồm 4KB ROM và 128 Byte RAM Chip thuộc họ 8051 tiêu biểu là AT89C51 05/27/16 15 1.2 Khảo sát phần cứng Trong chương trình sẽ khảo sát vi điều khiển 89C51 có 40 chân 05/27/16 16 1.2 Khảo sát phần cứng 1.2.1 Các chân cấp nguồn Vi điều khiển 8051 hoạt động với khoảng... sách các lệnh hay phát biểu để điều khiển CPU thực hiện công vi c xử lý dữ liệu mong muốn Có nhiều loại ngôn ngữ lập trình: - Ngôn ngữ máy (machine language): + Mã nhị phân + Mã bát phân hay thập luc phân - Hợp ngữ (assembly language): Các ký hiệu - Ngôn ngữ cấp cao 05/27/16 11 1.4 Chương trình Ngôn ngữ máy: Một chuỗi các mã nhị phân biễu diễn các công vi c mà vi xử lý sẽ thực thi, ngôn ngữ này khó... nguồn Ví dụ về 1 mạch cấp nguồn 05/27/16 18 1.2 Khảo sát phần cứng 1.2.2 Các chân tạo dao động: 2 chân 18 và 19 (ký hiệu tương ứng XTAL1 và XTAL2) chính là 2 chân tạo dao động Tần số bộ dao động có thể lên đến 24 Mhz 05/27/16 19 1.2 Khảo sát phần cứng 05/27/16 20 1.2 Khảo sát phần cứng 1.2.3 Chân Reset Chân số 9 là chân Reset, nhằm kích hoạt vi điều khiển quay lại trạng thái ban đầu Dòng vi điều khiển 8051... + Các thanh ghi chức năng đặc biệt 05/27/16 33 3.1 Tổ chức bộ nhớ Vùng bộ nhớ cho chương trình và dữ liệu riêng biệt với nhau 05/27/16 34 3.2 Bản đồ bộ nhớ dữ liệu trên vi điều khiển 05/27/16 35 3.2 Bản đồ bộ nhớ dữ liệu trên vi điều khiển RAM bên trong 8051 được phân chia như sau: - Các bank thanh ghi ký hiệu từ R0 đến R7 - RAM địa chỉ hóa từng bit có địa chỉ từ 20H đến 2FH - RAM đa dụng từ 30H đến... của VDK điều khiển LED như sau: - Cho led sáng khi chân VDK ở mức 0 - Cho led sáng khi chân VDK ở mức 1 05/27/16 28 1.2 Khảo sát phần cứng 1.2.4 Các chân xuất nhập Cho led sáng khi chân VDK ở mức 0 05/27/16 29 1.2 Khảo sát phần cứng 1.2.4 Các chân xuất nhập Cho led sáng khi chân VDK ở mức 1 R2: 4k7 – 10k 05/27/16 74HC245: cổng đệm để nâng dòng 30 1.2 Khảo sát phần cứng 1.2.5 Các chân điều khiển của... hoạt vi điều khiển quay lại trạng thái ban đầu Dòng vi điều khiển 8051 nói chung và AT89C51 nói riêng thì chân reset tích cực mức cao 05/27/16 21 1.2 Khảo sát phần cứng 1.2.4 Các chân xuất nhập Họ vi điều khiển 8051 loại 40 chân có: - 32 chân xuất nhập (Input/Output) gồm 4 Port - 24 chân trong số 32 chân đó có tác dụng kép (nghĩa là 1 chân có hơn 1 chức năng) - Có 4 port: Port 0, Port 1, Port 2, Port