sử dụng vi điều khiển AT89C51để thiết kế hệ thống đèn giao thông cho ngã tư hà nội

Nhìn vào hình 1.1 ta thấy các hướng lưu thông có vị trí không phù hợp với việc lắp hệthống đèn tín hiệu nên ở các ngã ba dạng này thường không có hệ thống đèn tín hiệu.Việc lưu thông đượ

MỤC LỤC

Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển của kinh tế là tốc độ ra tăng khôngngừng về các loại phương tiện giao thông Sự phát triển nhanh chóng của các phươngtiện giao thông đã dẫn đến tình trạng tắc nghẽn giao thông xảy ra rất thường xuyên Vấn

đề đặt ra ở đây là làm sao để đảm bảo giao thông thông suốt và sử dụng đèn điểu khiểngiao thông ở những ngã tư, những nơi giao nhau của các làn đường là một giải pháp.Với sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp chế tạo linh kiện bán dẫn và vi mạchtổng hợp, một hướng phát triển mới của các vi xử lý đã hình thành đó là các vi điềukhiển Với nhiều ưu điểm, vi điều khiển đã được sử dụng rộng rãi trên nhiều lĩnh vựckhác nhau Bằng cách áp dụng vi đều khiển trong quá trình sản xuất và xử lý, vi điềukhiển đã thực sự thể hiện được ưu thế của mình so với các thiết bị điều khiển thôngthường

Vi xử lý 8051có rất nhiều ưu điểm nên trong đồ án này em đã sử dụng Vi điều khiểnAT89C51để thiết kế hệ thống đèn giao thông cho ngã tư

Em xin chân thành cảm ơn bộ môn tự động hóa xí nghiệp công nghiệp và thầy giáo HàTất Thắng đã giúp đỡ và hướng dẫn em hoàn thành đồ án này

Hà Nội, ngày 11 tháng 06 năm 2013 Sinh viên thực hiện

Chu Ngọc Ban

CHƯƠNG1: HỆ THỐNG ĐÈN TÍN HIỆU ĐIỀU KHIỂN GIAO THÔNG TẠI HÀ NỘI

Nhìn vào hình 1.1 ta thấy các hướng lưu thông có vị trí không phù hợp với việc lắp hệthống đèn tín hiệu nên ở các ngã ba dạng này thường không có hệ thống đèn tín hiệu.Việc lưu thông được điều khiển bằng cách phân luồng theo ô quay ở giữa ngã ba như sau:Các phương tiện rẽ phải được phép rẽ ngay mà không cần vòng qua ô quay.

Các phương tiện rẽ trái thì bắt buộc vòng qua ô quay mới được phép về phần đường củamình

1.1.2. Loại 2:

Hình 1.2: Ngã ba loại 2

- Do đặc điểm về đường ưu tiên hoặc mật độ các phương tiện lưu thông mà ở một

số ngã ba dạng này không dùng đèn tín hiệu, một số thì có Hướng AB luôn đượccoi là hướng lưu thông chính và được ưu tiên

- Ở những ngã ba có hệ thống đèn tín hiệu thì nguyên lý hoạt động của hệ thống đènnhư sau:

+ Giả sử hướng AB được lưu thông trong 30s, hướng C trong 20s, tín hiệu cho người

đi bộ hướng C là C1 Khi A, B xanh thì C đỏ, đồng thời C1 xanh Hết 22s thì C1chuyển từ xanh sang nhấp nháy trong 3s rồi chuyển sang đỏ Hết 27s A, B chuyển

A

C

B

CHƯƠNG1: HỆ THỐNG ĐÈN TÍN HIỆU ĐIỀU KHIỂN GIAO THÔNG TẠI HÀ NỘI

sang vàng trong 3s rồi chuyển sang đỏ, đồng thời chuyển C xanh Hết 17s thì Cchuyển sang vàng trong 3s rồi chuyển sang đỏ đồng thời A, B, C1 xanh chu kỳ nhưvậy được lặp lại

1.2. NGÃ TƯ

1.2.1. Ngã tư loại đơn giản

Hình 1.3: Sơ đồ ngã tư đơn giảnTrong sơ đồ:

- A, B, C, D là các đèn tín hiệu dành cho người điều khiển phương tiện

- A1, B1, C1, D1 là các đèn tín hiệu cho người đi bộ

a. Nguyên lý hoạt động

A1 A

D1

A D

C1

B1

B

- C1, D1 xanh.

Hết 22s thì C1, D1 chuyển sang chế độ nhấp nháy trong 3s rồi chuyển sang đỏ

Trong khi đó A1, B1 vẫn đỏ, CD và AB cũng chưa thay đổi tín hiệu Hết 27s ABchuyển sang vàng trong 3s rồi chuyển sang đỏ, các tín hiệu đồng thời: C,D và A,Bchuyển sang xanh, C1, D1 vẫn đỏ

Hết 22s tiếp theo thì A1,B1 chuyển sang chế độ nhấp nháy trong 3s rồi chuyển sang

đỏ, các tín hiệu giữ nguyên, hết 27s C, D chuyển sang vàng trong 3s rồi chuyển sang

đỏ, đồng thời: AB xanh

C1D1 xanh

A1B1 vẫn đỏ

Quá trình cứ tiếp tục như vậy đến khi ta muốn thay đổi chuyển chế độ hoạt động

b. Ưu – Nhược điểm

Phương án điều khiển cho ngã tư này có nguyên lý đơn giản dễ dàng thay đổi thờigian lưu thông của mỗi hướng Tuy hiên lại có sự giao nhau giữa các phương tiện tạingã tư trong thực tế nếu ngã tư có diện tích lớn thì thường có thêm ô quay ở giữa ngã

tư để phân luồng

1.2.2. Ngã tư có ưu tiên rẽ phải

Tín hiệu ưu tiên rẽ phải là tín hiệu cho phép người điều khiển phương tiện được phép rẽphải theo ý muốn mà không phụ thuộc vào tín hiệu khác ( trừ tín hiệu dành cho người đibộ) đèn báo ưu điểm rẽ phải là một đèn có dạng mũi tên chỉ về hướng đèn chỉ về bênphải và luôn có trạng thái xanh

Ưu tiên rẽ phải thực sự cần thiết tại các điểm nút có đường ra hoặc vào thành phố, khu đôthị, trung tâm giải trí… để giải quyết nhanh sự lưu thông của các phương tiện việc ưu tiển

rẽ phải có thể được áp dụng cho một hướng hoặc nhiều hơn tùy vào vị trí của các điểmnút và lượng phương tiện lưu thông Trong ví dụ sau đây ta xét trường hợp thường gặp là

ưu tiên một hướng:

a. Nguyên lý hoạt động:

Nguyên lý hoạt động của hệ thống đèn tín hiệu tại ngã tư này giống như ngã tư đơngiản đã xét, chỉ thêm đèn ưu tiên rẽ phải B2 luôn sáng mà không phụ thuộc vào trạngthái của các đèn khác

b. Ưu - Nhược điểm:

CHƯƠNG1: HỆ THỐNG ĐÈN TÍN HIỆU ĐIỀU KHIỂN GIAO THÔNG TẠI HÀ NỘI

Nguyên lý hoạt động đơn giản, giải quyết nhanh được sự lưu thông cho lượng phươngtiện ra vào thành phố, khu đô thị, trung tâm giải trí…Tuy nhiên sự ưu tiên này vẫnchưa khắc phục được sự khác nhau giữa các phương tiện tại ngã tư sẽ gây ra tìnhtrạng lộn xộn

Hình 1.4: Sơ đồ ngã tư có ưu tiên rẽ phải

A2

A A1

C2 D1

B B1

B2

1.2.3. Ngã tư có ưu tiên rẽ trái:

1.5:Sơ đồ ngã tư có ưu tiên rẽ tráiTrong sơ đồ:

- A, B, C, D đèn tín hiệu dành cho người điều khiển

- A1, B1, C1, D1 đèn tín hiệu dành cho người đi bộ

- A2, B2 đèn tín hiệu báo rẽ trái

a. Nguyên lý hoạt động:

- Coi thời gian lưu thông tại mỗi hướng là 30s

- Với hướng A và B các phương tiện được ưu tiên rẽ trái trong 4s

- Giả sử lúc đầu hướng A và B lưu thông trước:

A2B2 xanh trong 4s, trong khi đó AB, CD, A1B1, C1D1 đỏ

Sau 4s A2B2 chuyển sang đỏ, đồng thời AB, C1D1 xanh, CD và A1B1 vẫn đỏ Hết22s của luồng này C1D1 chuyển từ xanh sang chuyển chế độ nháy trong 3s rồichuyển sang đỏ, các tín hiệu khác vẫn giữ nguyên Hết 27s AB chuyển sang vàngtrong 3s rồi chuyển sang đỏ, đồng thời CD và A1B1 xanh, C1D1 và A2B2 vẫn đỏ.Hết 22s của luồng này, A1B1 chuyển sang chuyển chế độ nháy trong 3s rồi chuyểnsang đỏ Các tín hiệu khác vẫn giữ nguyên Hết 27s C1D1 chuyển sang vàng trong 3srồi chuyển sang đỏ, đồng thời A2B2 xanh

CHƯƠNG1: HỆ THỐNG ĐÈN TÍN HIỆU ĐIỀU KHIỂN GIAO THÔNG TẠI HÀ NỘI

Quá trình được lặp lại theo chu kỳ như trên

b. Ưu – Nhược điểm:

Ngã tư dạng này khắc phục được hiện tượng giao nhau giữa các phương tiện tại ngã

tư Trong thực tế nhiều người tham gia lưu thông còn chưa hiểu rõ về ưu tiên rẽ tráinên vẫn có tình trạng người điều khiển phương tiện đi không đúng tín hiệu của hệthống đèn

1.2.4. Ngã tư có hướng được điều khiển riêng biệt:

Ngã tư dạng này có diện tích khác lớn, áp dụng tại những nút có mật độ phương tiện giaothông cao, các hướng rẽ không bị cấm

Khi 1 hướng đang lưu thông thì tại các hướng còn lại đèn tín hiệu dành cho người điềukhiển phương tiện sẽ ở trạng thái đỏ Hướng đối diện với hướng đang lưu thông được gọi

là hướng lưu thông chính nên đèn tín hiệu dành cho người đi bộ tại hướng đó cũng ởtrạng thái đỏ, người điều khiển phương tiện được rẽ vào tất cả các hướng còn lại

A A1

D1

C D

C1

B1

B

- A, B, C, D là đèn dành cho các phương tiện.

- A1, B1, C1, D1 là đèn tín hiệu dành cho người đi bộ

Coi thời gian lưu thông ở các hướng bằng nhau và bằng 30s

Tại thời điểm ban đầu, giả sử A xanh, các tín hiệu đồng thời:

Hết 27s của hướng C thì C chuyển sang vàng trong 3s rồi chuyển sang đỏ, đồng thời

D chuyển sang xanh, các tín hiệu khác vẫn giữ nguyên, hết 22s của hướng D thì A1B1chuyển sang chế độ nháy trong 3s rồi chuyển sang đỏ Hết 27s thì D chuyển sangvàng trong 3s rồi chuyển sang đỏ, đồng thời A xanh, C1D1 xanh, B và C vẫn đỏ.Quá trình được tiếp tục với chu kỳ như trên cho đến khi ta muốn thay đổi chế độ hoạtđộng

b. Ưu – Nhược điểm:

- Ưu điểm: Các hướng đi được điều khiển riêng biệt nên khắc phục được hiện tượnggiao nhau giữa các luồng phương tiện ở ngã tư

- Nhược điểm: Việc điều khiển khá phực tạp Thời gian của một chu kỳ tương đốilớn (trong ví dụ này là 120s) nên mỗi hướng phải ngừng lưu thông trong khoảngthời gian dài (90s)

Trong thực tế thì thời gian của một chu kỳ là nhỏ hơn nhưng lượng phương tiện phảiđợi tại mỗi hướng rất lớn đặc biệt là vào giờ cao điểm

CHƯƠNG1: HỆ THỐNG ĐÈN TÍN HIỆU ĐIỀU KHIỂN GIAO THÔNG TẠI HÀ NỘI

1.3. NGÃ NĂM

Trong thực tế, số lượng ngã năm tại Hà nội không nhiều, việc điều khiển phân luồng giaothông tại ngã năm khá phức tạp Tại mỗi ngã năm có một phương án điều khiển riêng, cóthể dùng ô quay hoặc dùng hệ thống đèn tín hiệu để phân luồng Việc dùng hệ thống đèntín hiệu có thể căn cứ vào vị trí các hướng lượng phương tiện lưu thông để ghép 2 hướngdùng chung một đèn để thực hiện điều khiển phân luồng như tại một ngã tư

Hình 1.7: Sơ đồ ngã năm

Hình 1.9: đèn giao thông nằm ngang

CHƯƠNG1: HỆ THỐNG ĐÈN TÍN HIỆU ĐIỀU KHIỂN GIAO THÔNG TẠI HÀ NỘI

Hình 1.10: Đèn LED năng luợng mặt trời

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU VỀ HỌ VI ĐIỀU KHIỂN 8051

2.1 VI ĐIỀU KHIỂN CHIP 89C51

Vi điều khiển 89C51 là một chíp vi điều khiển thuộc họ 8051 của intel và nó khá phổ biếnđơn giản Tích hợp Ram và Rom có thể lập trình bằng ngôn ngữ C hoặc Assemply, ngoài

ra 89C51 rẻ và sẵn có tại Việt Nam

2.1.1 Cấu trúc phần cứng của 8051

2.1.2 Sơ đồ khối

Sau đây là sơ đồ khối tổng quát của một vi điều khiển 8051:

Hình 2.1: Cấu trúc của vi điều khiểnĐặc điểm cấu trúc của vi điều khiển 89C51

4K byte Bộ nhớ chương trình trong

2 bộ đếm/

định thời

128 byte Bộ nhớ RAM trong

Điều khiển

ngắt

CPU

Giao diện nối tiếp

Port 3

Port 2

Port 0

Port 1

Khối điều khiển quản

lý Bus

Bộ tạo dao

động

Cổng I/O Các chức năng đặc biệt

Cổng I/O địa chỉ cao Dữ liệu

Cổng I/O địa chỉ thấp Dữ liệu

I/O 8 bit

PSEN/ALE

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ HỌ VI ĐIỀU KHIỂN 8051

• 89C51 có 4K bộ nhớ có thể ghi xóa bằng xung điện

• Đơn vị xử lý trung tâm 9 ( CPU-centrel Processing unit) 8bit

• Khả năng xử lý số học nhanh

• 32 đường vào ra (I/O – input/output) 16bit

• Có hai bộ định thời/đếm (time/count) 16bit

• Giao tiếp phát nhận không đồng bộ (URTA – universal asyncromous ReceiverTransmitter) song song

• Có 5 nguồn ngắt với hai mức ưu tiên

• 4KB vùng nhớ chương trình (program memory) tích hợp

• 128 byte vùng nhớ truy cập ngẫu nhiên dữ liệu

• Bộ tạo xung nhịp (OSC)

• Cho phép 64KB vùng địa chỉ nhớ chương trình ( program Memory)

• Cho phép 64KB vùng địa chỉ nhớ dữ liệu ( data Memory)

2.1.3 Sơ đồ chân 89C51, chức năng các chân

Sơ đồ chân:

Hình 2.2: Sơ đồ chân 89C51

Port 1: là một cồng vào/ra hai chiều 8bit được dùng để giao tiếp với thiết bịbên ngoài khi nó yêu cầu P1 được sử dụng để giao tiếp với các thiết bị ngoại vi( ngoạilệ: với 8032/8052, ta có thể sử dụng P1.0 và P1.1 hoặc làm các đường xuất, nhập làmcác ngõ vào cho mạch định thời thứ ba.

Port 2: là một cổng vào/ra hai chiều 8bit P2 xuất ra byte địa chỉ cao của busđịa chỉ 16bit cho các thiết kế có bộ nhớ chương trình ngoài hoặc các thiết kế có nhiềuhơn 256 byte bộ nhớ dữ liệu ngoài (P2 cũng nhận địa chỉ cao và điều khiển các bittrong quá trình kiểm tra chương trình)

Port 3: Cổng đa chức năng ngoài việc vào /ra hai chiều 8bit nó còn phục vụcác chức năng khác của vi điều khiển 89C51

P3.0 RxD Ngõ vào nhận dữ liệu nối tiếp

P3.1 TxD Ngõ xuất dữ liệu nối tiếp

P3.2 INT0 Ngõ vào ngắt cứng thứ 0

P3.3 INT1 Ngõ vào ngắt cứng thứ 1

P3.4 T0 Ngõ vào của Timer/Counter thứ 0

P3.5 T1 Ngõ vào của Timer/Counter thứ 1

P3.6 WR Ngõ điều khiển ghi dữ liệu lên bộ nhớ ngoài

P3.7 RD Ngõ điều khiển đọc dữ liệu từ bộ nhớ bên ngoài

Bảng 2.1: Chức năng khác của cổng P3

Chân RESET (RST): đầu vào được xác lập lại, một mức cao trong hai chu kỳ máy khi bộ

dao động đang làm việc sẽ reset thiết bị

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ HỌ VI ĐIỀU KHIỂN 8051

ALE/program (address latch enable/program): Cho phép chốt địa chỉ.

Đưa ra xung chốt địa chỉ byte thấp trong quá trình truy cập bộ nhớ ngoài Và xung đượcphát ra bằng ¼ tần số dao động Tuy nhiên một xung ALE được nhảy qua trong quá trìnhtruy cập bộ nhớ dữ liệu ngoài và cũng là chân đầu vào xung nhịp nạp chương trình PROGtrong quá trình nạp EPROM

PSEN ( program store enable): Cho phép nạp chương trình Là tín hiệu

kích đọc (store) bộ nhớ chương trình ngoài khi các thiết bị đang hoạt động từ các vùng địachỉ nhớ(program memory) ngoài thì tín hiệu PSEN bị bỏ qua trong các quá trình truy cập

bộ nhớ dữ liệu tín hiệu PSEN không được kích hoạt khi CPU thực hiện bộ nhớ chươngtrình trong

EA: Truy cập bộ nhớ chương trình trong hay ngoài Khi chân EA được giữ ở

mức cao CPU thực hiện từ bộ nhớ dữ liệu trong Trù khi bộ đếm (PC – Program counter)vượt quá 0FFh Việc giữ chân EA ở mức thấp làm cho CPU thực hiện từ bộ nhớ ngoài bất

kể giá trị nào của PC

Ngõ vào này (chân 3.1) có thể được nối với 5V(logic1) hoặc nối GND(logic) Nếu chân này nói lên 5V, 8051/8052 thực thi chương trình trong ROM nội Nếuchân này nối với GND (và chân PSEN cũng ở logic 0), chương trình cần thực thi chưa ở

bộ vô hiệu hóa và chương trình cần thực thi chứa ở bộ nhớ ngoài Nếu chân EA ở logic 0đối với 8051/8052 , ROM nội bên trong chip được vô hiệu hóa và chương trình cần thựcthi chứa ở EPROM bên ngoài

Các phiên bản EPROM của 8051 còn sử dụng chân EA làm chân nhận điện

áp cấp điện 21V (VPP) cho việc lập trình EPROM nội (nạp EPROM)

XTAL1: Đầu vào bộ khuếch đại dao động đảo.

XTAL2: Đầu ra bộ khuếch đại dao động đảo.

2.2 TỔ CHỨC BỘ NHỚ CỦA 8051

89C51 chia chức năng bộ nhớ thành 2 phần: Bộ nhớ chương trình (program memory) và

bộ nhớ dữ liệu (data memory) cả hai đều có ( địa chỉ từ 0000h đến FFFFh nhưng là haithực thể vật lý khác nhau và có cách truy cập khác nhau Địa chỉ 16bit được phát ra quacon trỏ dữ liệu DPTR (data Pointer)

Bộ nhớ mở rộng FFH

EA=1

Bộ nhớ trong

EA=0

Bộ nhớ

ngoài

00H 0000H

WR RD PSEN

0023h001Bh0013h000Bh0003h0000h

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ HỌ VI ĐIỀU KHIỂN 8051

Đây là bộ nhớ chỉ đọc, tín hiệu kích đọc là PSEN

Bộ nhớ dữ liệu được chia làm 2 phần

+ 0000h – 0FFh: Đây là program memory trong Trong khi đó sau khi Reset, CPU sẽ bắtđầu thực hiện chương trình từ địa chỉ 000h vùng địa chỉ 003h – 0001Bh là địa chỉ cácngắt Còn lại từ 001Ch đến 0FFFh dùng để ghi chương trình

+ 1000h – FFFFh: Dành cho bộ nhớ chương trình ngoài

2.2.2 Tổ chức bộ nhớ dữ liệu

Cũng được chi làm 2 phần: bộ nhớ dữ liệu trong và bộ nhớ dữ liệu ngoài:

- Bộ nhớ dữ liệu ngoài có địa chỉ 0000h – FFFFh chức năng chính là lưu trữ các dữliệu với địa chỉ 16bit

- Bộ nhớ dữ liệu trong có địa chỉ từ 00h đến FFh và được chia thành 2 khối:

+ 00h – 7Fh: 128 byte thấp có thể truy cập bằng địa chỉ trực tiếp hoặc gián tiếp.+80h – FFh : là địa chỉ các thanh ghi chức năng đặc biệt

2.2.3 Tổ chức bộ nhớ của 128 byte thấp trong data memory trong

+ 00h – 1fh: 32 byte chia làm 4 bar (thanh ghi) mỗi bar có 8 thanh ghi 8 bit được ký hiệu

là R0 – R7/ khi cần chọn 1 bar thanh ghi nào thì sử dụng 2 bit trong thanh ghi từ trạng tháichương trình PSW

+ 20h – 2Fh: 16 byte(128bit) các bit trong vùng này có thể định địa chỉ riêng biệt cho từngbit (00h – 7Fh)

+ 30h – 7Fh: Vùng nhấp sử dụng như các biến tạm thời

2.2.4 Tổ chức bộ nhớ cửa 128 byte cao trong bộ nhớ dữ liệu trong

Đây là bộ nhớ của các thanh ghi chức năng đặc biệt SFR chỉ có thể truy cập bằng định địachỉ trực tiếp 16 byte này có thể định địa chỉ cả kểu byte và bit

Từ trạng thái chương trình PSW:

Chức năng các bit trong thanh ghi PSW được mô tả trong bảng:

00=bar0: Định địa chỉ từ 00H đến 07H01=bar1: Định địa chỉ từ 08H đến 0FH02=bar2: Định địa chỉ từ 10H đến 17H03=bar3: Định địa chỉ từ 18H đến 1FH

Tất cả các chân P3 là đa chức năng

2.4 CÁC THANH GHI TIMER/COUNTER

89C51 có 2 thanh ghi timer/counter 16bit Timer0 và Timer1 được cấu hình để hoạt độngnhư 1 bộ định thời hoặc 1 bộ đếm Trong chức năng của bộ định thời (timer) thanh ghiđược tăng lên qua mỗi chu kỳ máy

Trong chức năng của Counter( bộ đếm) thanh ghi được tăng lên để đáp ứng sư chuyểndịch “1” sang “0” tại chân vào bên ngoài tương ứng với nó T0 và T1

Ngoài sự lựa chọn Timer/Counter Timer0 và Timer có 4 mode hoạt động có thể lựa chọn.Timer và counter được lựa chọn bởi bit điều khiển C/T trong thanh ghi điều khiển bộ địnhthời đếm 4 mode hoạt động được lựa chọn bởi M0 và M1 trong TMOD

Thanh ghi TMOD

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ HỌ VI ĐIỀU KHIỂN 8051

GATE điều khiển Timer/Counter

C/T xóa cho chức năng Time/ lập cho chức năng Counter

Các bit chọn mode hoạt động

0 0 Khi bộ đếm chuyển tất cả từ 1-0 nó sẽ thiết lập cờ ngắt TF1

Đầu vào đếm cho phép GATE=1 và TR1=1

0 1 Giống với Mode0 ngoại trừ Timer chạy cả 16 bit

1 0 Timer/Counter 8 bit tự động nạp THx giữ 1 giá trị mà được nạp

vào TLx mỗi khi tràn

1 1 Timer0 TLO là một Timer/counter 8 bit được điều khiển bởi các

bit điều khiển Timer0 THO là Timer 8 bit chỉ được điều khiểnbởi các bit điều khiển Timer1

Bảng 2.3: Thanh ghi TMODThanh ghi điều khiển định thời/đếm (TCOM)

Chức năng các bit trong thanh ghi TCON được ghi trong bảng ở trang tiếp theo

TCON6 TR1 8EH Bit điều khiển hoạt động của bộ định thời 1 Bit

này được set hoặc được xóa bởi phần mềm đểđiều khiển bộ định thời hoạt động hay ngưnghoạt động

TCON5 TF0 8DH Cờ tràn của bộ định thời 0

TCON4 TR0 8CH Bit điều khiển hoạt động của bộ định thời 0TCON3 IE0 8BH Cờ ngắt bên ngoài 1( kích thời cạnh) Cờ này

được set bởi phần cứng khi có cạnh âm (xuống)xuất hiện trên chân INT1, được xóa bởi phầnmềm, hoặc phần cứng khi CPU trở đến trìnhphụ vụ ngắt

TCON2 IT1 8AH Cờ ngắt bên ngoài 1 (mức).Cờ này được set

hoặc xóa bởi phần mềm khi xảy a canhâm(xuống) hoặc mức thấp tại chân ngắt ngoàiTCON1 IE0 89H Cờ ngắn bên boài 0 ( kích khởi cạnh )(IE1)TCON0 IT0 88H Cờ ngắt bên ngoài 0 ( kích khởi cạnh hoặc mức)

(IT1)

Bảng 2.4: Chức năng các bit trong thanh ghi TCONBốn bit cao trong TCON(TCON4-TCON7) được dùng để điều khiển các bộ định thời hoạtđộng hoặc ngưng (TR0,TR1) hoặc để báo cáo các bộ định thời trên (TF0,TF1), các bit nàyđược dùng rộng rãi

Bốn bit thấp của TCON(TCON0-TCON3) không dùng để điều khiển các bộ định thời,chúng được dùng để phát hiện và khởi động các ngắt ngoài

2.5 TỔ CHỨC NGẮT CỦA 8051:

Ngắt là sự kiện bên trong hay bên ngoài phần cứng làm cho vi xử lỹ rẽ nhánh khỏi chươngtrình đang chạy và thực hiện chương trình đặc biệt do người viết đưa ra địa chỉ ngắt

Có 5 nguyên nhân tạo ra ngắt ( gọi tắt là nguyên nhân ngắt) đối với 8051: hai ngắt

do bên ngoài, hai ngắt do bộ định thời và một ngắt do port nối tiếp Khi ta thiết lập trạngthái ban đầu cho hệ thống ( gọi tắt là reset hệ thống), tất cả các ngắt đều bị vô hiệu hóa(cấm) và sau đó chúng được cho phếp riêng rẽ bằng phần mềm

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ HỌ VI ĐIỀU KHIỂN 8051

Ngắt ngoài 0 INT0 Theo mức hoặc theo sườn

xuống(có thể chọn)

0003h

Ngắt thời gian 0 TF0 Chạy từ 0FFFh và 0000h 000Bh

Ngắt ngoài 1 INT1 Theo mức hoặc theo sườn 0013h

Ngắt nối tiếp RI và T1 Kết thúc quá trình thu nhận 0023h

Bảng 2.5: Các ngắt và địa chỉ của các ngắt như sau:

Thanh ghi IE(interupt Enable) là một SFRs dùng để điều khiển ngắt:

(0:không cho phép; 1: cho phép)IE.7 EA AFH Cho phép/không cho phép toàn cục

IE.5 ET2 ADH Cho phép ngắt do bộ định thời 2

IE.4 ES ACH Cho phép ngắt do port nối tiếp

IE.3 ET1 ABH Cho phép ngắt do bộ định thời 1

IE.2 EX1 AAH Cho phép ngắt từ bên ngoài (ngắt ngoài 1)

IE.1 EX0 A9H Cho phép ngắt từ bên ngoài (ngắt ngoài 0)

IE.0 ET0 A8H Cho phép ngắt do bộ định thời 0

Bảng 2.6: Chức năng các bit trong thanh ghi IE như sauVector reset hệ thống (RST ở địa chỉ 0000H) được để trong bảng này vì theo nghĩa này,

nó giống ngắt: nó ngắt chương trình chính và nạp cho PC giá trị mới.Trên đây là những tàiliệu về họ 8051 mà điển hình là chíp 89C51.Tiếp theo sẽ nói đến Thiết kế hệ thống điềukhiển tín hiệu giao thông dùng 89C51

dụng khi các dãy số không đòi hỏi quá phức tạp, chỉ cần hiển thị số là đủ, chẳng hạn led 7đoạn được dùng để hiển thị nhiệt độ phòng, trong các đồng hồ treo tường bằng điện tử,hiển thị số lượng sản phẩm được kiểm tra sau một công đoạn nào đó…

Led 7 đoạn có cấu tạo bao gồm 7 led đơn có dạng thanh xếp theo hình và có thêm mộtđoạn led đơn hình tròn nhỏ thể hiện dấu chấm tròn ở góc dưới, bên phải của led 7 đoạn 8led đơn trên led 7 đoạn có Anode(cực +) hoặc Cathode(cực-) được nối chung với nhau vàomột điểm, được đưa chân ra ngoài để kết nối với mạch điện 8 cực còn lại trên mỗi led đơnđược đưa thành 8 chân riêng, cũng được đưa ra ngoài để kết nối với mạch điện

Led 7 đoạn có 2 loại:

• Anode (cực +) chung: đầu (+) chung này được nối với +Vcc, các chân còn lại dùng

để diều khiển trạng thái sáng tắt của các led đơn, led chỉ sáng khi tín hiệu đặt vàocác chân này ở mức 0

• Cathode (cực -) chung: đầu(-) chung được nối xuống Ground(hay Mass), các châncòn lịa dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các led đơn, led chỉ sáng khi tínhiệu đặt vào các chân này ở mức 1

•

Hình 2.5: Led 7 đoạn Anode chung và Cathode chung

Hiển thị LED 7 thanh là phần tử hiển thị thông dụng, để hiển thị các phần tử số từ 0 đến 9trong một số hệ thập phân Nó gồm 7 thanh xếp thành hình số 8, mỗi thanh là một diode(LED) phát quang hoặc hiển thị tinh thể lỏng Diode thường được cấu tạo từ các chất Ga,

As, P nó cũng có tính chất chỉnh lưu như diode thường Nhưng khi điện áp thuận đặt lêndiode vượt quá mức ngưỡng Ung nào đó thì diode sáng Điện áp ngưỡng thay đổi từ 1,5đến 5V tùy theo từng loại có màu sắc khác nhau

• LED màu đỏ có điện áp ngưỡng Ung=1,6 đến 2V

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ HỌ VI ĐIỀU KHIỂN 8051

• LED màu cam có điện áp ngưỡng Ung=2,2 đến 3V

• LED màu xanh lá cây có điện áp ngưỡng Ung=2,8 đến 3,2V

• LED màu vàng có điện áp ngưỡng Ung=2,4 đến 3,2V

• LED màu xanh ra trời có điện áp ngưỡng Ung=3 đến 5V

Vì LED 7 đoạn chứa bên trong nó các LED đơn, do đó khi kết nối cần đảm bảo dòng quamỗi LED đơn trong khoảng 10mA-20mA để bảo vệ led Nếu kết nối với nguồn 5V có thểhạn chế dòng bằng điện trở 220 trước các chân nhận tín hiệu điều khiển

Các điện trở 220Ω là các điện trở bên ngoài được kết nối để giới hạn dòng điện qua LEDnếu LED 7 đoạn được nối với nguồn 5V

Chân nhận tín hiệu a điều khiển LED a sáng tắt, ngõ vào b để điều khiển led b Tương tựvới các chân và các LED còn lại

Một số dạng LED 7 đoạn và LED đơn:

Hinh 2.6: Led 7 đoạn Anode chung và Cathode chung

Hình 2.7: Led 7 thanh đôi

Hình 2.8: Led 7 đoạn

2.6.1 Kết nối với vi điều khiển

Ngõ nhận tín hiệu điều khiển của LED 7 đoạn có 8 đường, vì vậy có thể dùng, vì vậy cóthể dùng 1 Port nào đó của vi điều khiển để điều khiển LED 7 đoạn Như vậy LED 7 đoạnnhận một dữ liệu 8 bit từ Vi điều khiển để điều khiển hoạt động sáng tắt của từng LEDđơn trong nó, dữ liệu được xuất ra điều khiển LED 7 đoạn thường được gọi là “mã hiển thị

7 đoạn” Có hai kiểu mã hiên thị 7 đoạn: mã dành cho led 7 đoạn có Anode ( cực+) chung

và mã dành cho LED 7 đoạn có Cathode ( cực -) chung.Chẳng hạn, để hiển thị số 1 cầnlàm cho các LED ở vị trí b và c sáng, nếu sử dụng led 7 đoạn có Anode chung thì phải đặtvào hai chân b và c điện áp là 0V(mức 0) các chân còn lại được đặt điện áp là 5V(mức 1),nếu sử dụng led 7 đoạn có Cathode chung thì điện áp( hay mức logic)hoàn toàn ngược lại,tức là phải đặt vào chân b và c điện áp là 5V(mức 1)

• Bản mã hiển thị LED 7 đoạn ( LED 7 đoạn nối anot chung: led đơn sáng ở mức 0)

Số hiển thị trên LED 7 đoạn Mã hiển thị LED 7 đoạn

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ HỌ VI ĐIỀU KHIỂN 8051