Thiết kế hệ vi xử lý

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ CHƯƠNG Thiết kế hệ vi xử lý Bùi Minh Thành – Bộ môn Kỹ thuật Điện tử Nội dung Giao tiếp với LCD Giao tiếp A/D Giao tiếp D/A Động bước Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK Nội dung Giao tiếp với LCD Giao tiếp A/D Giao tiếp D/A Động bước Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK Giới thiệu • Dùng để hiển thị thông tin linh hoạt tiết kiệm lượng • Có nhiều loại module LCD, phổ biến loại hàng, 16 k{ tự • Module LCD thiết kế chuẩn phép ta giao tiếp với LCD hãng bất kz sản xuất với điều kiện LCD có sử dụng IC điều khiển HD44780 Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK Giới thiệu • Phần lớn module LCD sử dụng giao tiếp 14 chân có đường liệu, đường điều khiển đường cấp nguồn Kết nối bố trí dạng hàng 14 chân hàng chân Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK Chức chân LCD • Khi RS = liệu ghi vào LCD hiểu lệnh, liệu đọc từ LCD hiểu trạng thái • Chân đường điều khiển đọc ghi R/nW, mức thấp cho phép ghi vào LCD, mức cao cho phép đọc từ LCD Chân đường điều khiển cho phép E Các chân lại chứa liệu 8-bit vào LCD Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK Chân số Tên VSS VDD VEE RS Chức Đất Cực + nguồn điện Tương phản (constrast) Register Select (Chọn ghi) 10 11 12 13 14 R/W E D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Read/Write Cho phép (Enable) Bit liệu Bit liệu Bit liệu Bit liệu Bit liệu Bit liệu Bit liệu Bit liệu Lệnh điều khiển LCD Command RS RW (Lệnh) NOP(No operation = không làm cả) Clear display(xóa hiển thị) Nhị phân Hex D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 01 Display & Cursor home (hiển thị đặt cursor góc trái phía trên) Character Entry mode (Chế độ nhập ký tự) Display On/Off & Cursor (Tắt mở hiển thị cursor) 0 0 0 0 x 02 03 0 0 0 I/D S 04 đến 07 0 0 0 D U B 08 đến 0F Display/Cursor Shift (Dịch curson/hiển thị) Function set (Đặt chức năng) Set CGRAM address (Đặt địa CGRAM) Set DDRAM address (Đặt địa DDRAM) 0 0 D/C R/L x x 10 đến 1F 0 0 8/4 2/1 10/7 x x 20 đến 3F 0 A A A A A A 40 đến 7F 0 A A A A A A A 80 đến FF Busy Flag & Addr(Cờ bận đếm địa chỉ) Read Data(Đọc liệu từ CGRAM DDRAM) Write Data(Ghi liệu vào CGRAM DDRAM) BF 1 Dữ liệu đọc Dữ liệu ghi Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK Bộ đếm địa Chú thích I/D: =Increment *, 0=Decrement R/L: = Right shift, = Left shift S: = Display shift on, = Display shift off * 8/4: = bit interface *, = bit interface D: = Display on, = Diaplay off * 2/1: = chế độ hàng, = chế độ hàng * U: = Cursor underline on, 0=Underline off * 10/7: 1=5x10 dot format, 0=5x7 dot format * B: = Cursor blink on, = cursor blink off * x = don’t care * = đặt ban đầu D/C: = Display shift, = cursor move Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK Bảng ký tự chuẩn LCD Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK Địa LCD 16x2 Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK 10 Ví dụ DAC Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK 36 Các thông số DAC Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK 37 Các thông số DAC Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK 38 DAC MCP4922 • Vi mạch DAC MCP4922 vi mạch chuyển đổi số sang tương tự 12-bit dùng giao tiếp SPI Microchip Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK 39 DAC MCP492X Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK 40 Lệnh ghi (Write command) Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK 41 Kết nối tiêu biểu MCP 4922 sử dụng ứng dụng cần DAC công suất thấp, độ xác cao với băng thông trung bình Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK 42 Mạch giao tiếp 8051 Vi mạch MCP4922 thiết kế giao tiếp với MCU thông qua giao tiếp SPI Vì tín hiệu điều khiển MCP4922 kết nối trực tiếp đến bit port nên lệnh cho phép thao tác ghi P1 Ví dụ đoạn mã sau dùng để dịch bit liệu từ 8051 vào MCP4922 CLR SCK ; tạo xung clock MOV SDI, C ; dịch cờ C SETB SCK ; vào MCP4922 Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK 43 Nội dung Giao tiếp với LCD Giao tiếp A/D Giao tiếp D/A Động bước (Step Motor) Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK 44 Giới thiệu • Chúng thực chất động đồng dùng để biến đổi tín hiệu điều khiển dạng xung điện rời rạc thành chuyển động góc quay chuyển động rôto có khả cố định rôto vào vị trí cần thiết • Ưu điểm động bước việc điều khiển vị trí mà không cần tín hiệu hồi tiếp giống động DC • Rất hữu ích việc điều khiển vị trí xác robot • Về cấu tạo, động bước coi tổng hợp hai loại động cơ: Động chiều không tiếp xúc động đồng giảm tốc công suất nhỏ Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK 45 Hoạt động • Động bước không quay theo chế thông thường, chúng quay theo bước nên có độ xác cao mặt điều khiển học • Chúng làm việc nhờ chuyển mạch điện tử đưa tín hiệu điều khiển vào stato theo thứ tự tần số định • Tổng số góc quay rôto tương ứng với số lần chuyển mạch, chiều quay tốc độ quay rôto phụ thuộc vào thứ tự chuyển đổi tần số chuyển đổi Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK 46 Hoạt động Các đầu nối trung tâm thường nối vào cực dương nguồn cấp, hai đầu lại mấu nối đất để đảo chiều từ trường tạo cuộn Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK 47 Ứng dụng • Trong điều khiển chuyển động kỹ thuật số, động bước cấu chấp hành đặc biệt hữu hiệu thực trung thành lệnh đưa dạng số • Động bước ứng dụng nhiều ngành Tự động hoá, chúng ứng dụng thiết bị cần điều khiển xác – Ví dụ: Điều khiển robot, điều khiển tiêu cự hệ quang học, điều khiển định vị hệ quan trắc, điểu khiển bắt, bám mục tiêu khí tài quan sát, điều khiển lập trình thiết bị gia công cắt gọt, điều khiển cấu lái phương chiều máy bay • Trong công nghệ máy tính, động bước sử dụng cho loại ổ đĩa cứng, ổ đĩa mềm, máy in Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK 48 Mạch điều khiển động bước U3 39 38 37 36 35 34 33 32 21 22 23 24 25 26 27 28 R1 R6 1k 1k THUAN NGHICH 10 11 12 13 14 15 16 17 P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD AT89C51 Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK XTAL1 XTAL2 RST PSEN ALE EA 19 18 m1 m4 m2 m3 +88.8 29 30 31 U2 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 8 1B 2B 3B 4B 5B 6B 7B 8B COM 1C 2C 3C 4C 5C 6C 7C 8C 10 18 17 16 15 14 13 12 11 R2 R3 R4 R5 1k 1k 1k 1k m1 m2 m3 m4 ULN2803 49 Tài liệu tham khảo • Hồ Trung Mỹ, Vi xử l{, Nhà xuất Đại học Quốc Gia Tp HCM - 2003 • I Scott MacKenzie , The 8051 Microcontroller, 2nd Edition, Prentice-Hall, 1995 • Slide giảng thầy Hồ Trung Mỹ • Võ Kz Châu, tài liệu thí nghiệm Vi xử l{ • Và nhiều tài liệu mạng Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK 50