Bài giảng kỹ thuật vi xử lý

TRNG I HC S PHM K THUT HNG YấN KHOA IN-IN T BI GING K THUT VI X Lí Hng Yờn 2015 (Ti liu lu hnh ni b) CNG MễN HC K THUT VI X Lí CHNG 1: Tng quan h vi x lý 1.1 H thng s cú liờn quan n vi x lý H m thp phõn (Decimal): H m thp phõn cũn gi l h m c s mi v nú c biu din bi 10 s t (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 ) nhng s ny c s dng rt nhiu khoa hc k thut cng nh i sng hng ngy, biu din s thp phõn thỡ dng sau dóy s thng cú ch D Vớ d: Ba nghỡn Chớn trm By mi Tỏm c biu din nh sau 3978 = 3x10 + 9x10 + 7x10 + 8x10 = 3000 + 900 + 70 + H m thp lc phõn (Hexadecimal): H m thp phõn cũn gi l h m c s mi sỏu v nú c biu din bi 16 ký s (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,B,C,D,E,F) nhng s ny c s dng rt nhiu khoa hc k thut c bit l khoa hc mỏy tớnh vỡ biu din mó Hexa rt ngn gn, biu din s thp lc phõn thỡ sau dóy s phi cú ch H Vớ d: 3978h , 12CCh, 1998h, ABCDh, 2008h H m nh phõn (Binary): H m nh phõn cũn gi l h m c s hai v nú c biu din bi s l v 1, k thut in t s thỡ s gi l mc logic thp ng vi in ỏp thp, s 1gi l mc logic cao tng ng vi in ỏp cao nht Mi ký hiu hoc c gi l Bit (Binary Digit), biu din s nh phõn thỡ dng sau dóy s phi cú ch B Vớ d: 1100b ; gi l nibble 10011001b ; gi l Byte 1010101111001101b ; gi l Word Trong dóy s nh phõn c biu din thỡ s nh phõn sỏt phi gi l bớt LSB cũn s nh phõn sỏt trỏi gi l bớt MSB Vớ d: 1010101010101010 MSB LSB S nh phõn thng c biu din dng l s nh phõn cú du v s nh phõn khụng du, nu s nh phõn khụng du s ch biu din cỏc s khụng õm (0) cũn s nh phõn cú du thỡ biu din c c giỏ tr õm Vớ d : (1101) = 1x2 + 1x2 + 0x2 + 1x2 = + + + = 13 Di giỏ tr ca cỏc s cú du bớt l [-128, +127 ] Di giỏ tr ca cỏc s cú du 16 bớt l [-32768, +32767 ] Trong biu din dóy s nh phõn cú du thỡ ngi ta s dng bớt MSB quy c cho bớt du, vi bớt cho dóy s nh phõn dng cũn bớt cho dóy s nh phõn õm H m BCD (Binary Coded Decimal): S m BCD c nh ngha l s thp phõn nhng c biu din di dng nh phõn bớt, nhng dóy s nh phõn bớt ny quy sang h thp phõn thỡ giỏ tr ca nú phi Trong k thut in t núi chung thỡ mó BCD c s dng gii mó hin th LED by KHOA IN IN T - HSPKT-HY_01/2017 Trang CNG MễN HC K THUT VI X Lí Vớ d: (0011), (0100), (0101), (0110), (1001) ; õy gi l s BCD khụng nộn Vớ d: (00110100), (01010110), (01111000) ; õy gi l s BCD nộn Di õy l bng cỏc mó BCD Thp phõn BCD Thp phõn BCD 0000 0101 0001 0110 0010 0111 0011 1000 0100 1001 Vớ d: Cho s thp phõn l 15 , biu din di dng s BCD l 00010101 S bự 2: Trong k thut Vi x lý biu din mt s no ú di dng dóy s nh phõn thỡ ngoi vic biu din s khụng du, s cú du thỡ ngi ta cũn s dng cỏch biu din s bự Vy s bự s biu din nh th no? Vớ d: Hóy biu din dóy s A = 10011001 sang s bự ca nú: - b1: Tỡm s bự ca A(bng cỏch ly bự tt c cỏc bit ca A): 01100110 - b2: Tỡm s bự ca A (bng cỏch ly s bự cng cho 1) : 01100111 n õy ta nhn thy rng s bự ca mt s no ú nú chớnh l s i ca nú v tng = 1.2 Cỏc phộp bin i gia cỏc h m Phộp cng nh phõn khụng du : Vớ d : Cho s nh phõn nh sau A = 10010011 ; B = 00111001 hóy tỡm tng Y ca s nh phõn ó cho 0+0=1 A=10010011b 0+1=1 B=00111001b 1+0=1 Y=A+B=11001100b 1+1=0;nh Phộp tr nh phõn: Vớ d : Cho s nh phõn nh sau A = 10010011 ; B = 00111001 hóy tỡm hiu Z ca s nh phõn ó cho (Lu ý rng phộp tr cú th thc hin bng cỏch bin thnh phộp cng) 0-0=0 A=10010011b 0-1=1;mn B=00111001b 1-0=1 Z=A -B=01011010b 1-1=0 Phộp nhõn nh phõn : Vớ d : Cho s nh phõn nh sau A = 00100101 ; B = 00000100 hóy tỡm tớch F Khi nhõn dóy s nh phõn vi thỡ ta t phộp toỏn nhõn ging nh nhõn s thp phõn, kt qu ca phộp nhõn dóy s nh phõn bớt s thu c dóy s nh phõn l 16 bớt, nh vy ta cú F = A*B = 0000000010010100b Phộp chia nh phõn : Vớ d : Cho s nh phõn nh sau A = 10010110 ; B = 00000100 hóy tỡm thng KHOA IN IN T - HSPKT-HY_01/2017 Trang CNG MễN HC K THUT VI X Lí Khi chia dóy s nh phõn vi thỡ ta t phộp toỏn chia cng ging nh chia s thp phõn, kt qu ca phộp chia cng nh phn d (nu cú) thu c tng t nh lm phộp chia i vi s thp phõn, nh vy ta cú M = A/B = 00100101b d 0010b Chuyn i s thp phõn sang nh phõn : chuyn i s thp phõn sang s nh phõn ngi ta thng dựng phng phỏp ly s thp phõn cn chuyn ri chia liờn tip n khụng th chia c na thỡ dng Vớ d : Chuyn s thp phõn 25 sang s nh phõn khụng du Chia Thng s D s 25/2 = 12 LSB 12/2 = 6/2 = 3/2 = 1 1/2 = MSB Kt qu thu c l: 11001 vi s d ln th nht l bớt cú trng s nh nht Chuyn i s nh phõn sang thp phõn : chuyn i s nh phõn sang s thp phõn ngi ta thng dựng phng phỏp ly tng ca tớch n cỏc s nh phõn cn chuyn nhõn vi n N-1 hay theo biu thc tng quỏt nh sau: A = B(N-1)* (N-1) + B(N-2)* (N-2) + B(N-3)* (N-3) + + B(1)* (1) + B(0)* (0) Vớ d : Chuyn s nh phõn khụng du 01011110b sang s thp phõn A = 0*2 + 1*2 +0*2 + 1*2 4+ 1*2 + 1*2 + 1*2 + 0*2 = 94 nh vy ta cú 01011110b = 94 Chuyn i s nh phõn sang Hexa : Vớ d : Chuyn s nh phõn 1100101011111110 sang s hexa Trc htta chia s nh phõn ó cho thnh cỏc nhúm 4-bit tớnh t bớt cú trng s nh nht, sau ú thay th mi nhúm 4-bit bng ký hiu hexa tng ng vi nú ta s thu c kt qu nh sau: 1100 C 1010 A 1111 F 1110 hay 1100101011111110b = CAFEh E Chuyn i s Hexa sang nh phõn: Vớ d : Chuyn s hexa 2F8h v ABBAh sang s nh phõn Tng t nh trng hp trờn ta s thay th mi ký hiu hexa bng 4-bit nh phõn tng ng vi nú v ta s thu c kt qu nh sau: F 0010 1111 1000 hay 2F8h = 001011111000b A B B A 1010 1011 1011 1010 KHOA IN IN T - HSPKT-HY_01/2017 hay ABBAh = 1010101110111010b Trang CNG MễN HC K THUT VI X Lí Mó ASCII: (American Standard Code for Information Interchange ) Quỏ trỡnh trao i thụng tin mỏy tớnh núi chung cng nh quỏ trỡnh x lý thụng tin ca cỏc b vi x lý, tt c cỏc thụng tin u c biu din di dng cỏc s v Mi t hp s hoc c gỏn mt ký t ch cỏi, ch s hoc mt ký t c bit no ú Khi thụng tin c truyn i, c lu gi b nh v hin th trờn mn hỡnh u di dng ký t v tuõn theo mt loi mó chun c s dng rt rng rói gi l mó ASCII BNG M ASSII (American Standard Code for Information Interchange) KHOA IN IN T - HSPKT-HY_01/2017 Trang CNG MễN HC K THUT VI X Lí BNG M ASSII m rng KHOA IN IN T - HSPKT-HY_01/2017 Trang CNG MễN HC K THUT VI X Lí 1.3 Lch s phỏt trin ca cỏc h Vi x lý Kin trỳc h Vi x lý l mt thut ng dựng ch rừ nhng c trng ca h vi x lý ú bao gm cú cu trỳc phn cng v t chc phn mm c ci t h Mt h thng vi x lý hay gi ngn hn l h vi x lý thng bao gm cỏc thnh phn c bn nh: B x lý trung tõm CPU (Central Processing Unit ) l trung tõm u nóo ca h B nh tõm bao gm thnh phn l ROM v RAM Thit b vo/ra d liu Cỏc kờnh thụng tin hay Bus h thng Tt c cỏc thit b cú cỏc chc nng nh vy u c gi l mt h vi x lý.Trong thc t cú rt nhiu hóng ch to cỏc b vi x lý cho cỏc mỏy vi tớnh nh: IBM, Intel, Cyrix, AMD, Motorola nhng thụng dng nht l b vi x lý ca Intel Cỏc b vi x lý ca Intel c phỏt trin qua cỏc thi k nh sau: Nm 1971, Intel a b vi x lý 4004 vi bit d liu, 12 bit a ch; 0,8MHz Nm 1972, b vi x lý Intel 8080 i vi 8bit d liu, 12 bit a ch; tc 0,8 -5MHz Nm 1978, b vi x lý Intel 8086 i vi 16bit d liu, 20 bit a ch; tc 10MHz Nm 1979, b vi x lý Intel 8088 i nhng tng thớch vi h thng 8086 Nm 1982 b vi x lý 80286 i vi 16bit d liu, 20 bit a ch, tc 20MHz Nm 1985-1988, b vi x lý 80386 i vi 32 bit d liu v 32 bit a Nm 1989, b vi x lý 80486 i vi 32 bit d liu v 32 bit a ch tc 50-60MHz Nm 1993, b vi x lý Pentium i vi 64 bit d liu, tc x lý 100MHz sau ú l cỏc b vi x lý Pentium Pro,Pentium II, Pentium III, Celeron, Pentium Hỡnh 1.1 ng tng trng s lng transistor trờn b vi x lý (dot) ca Intel v nh lut Moore (ng trờn vi chu k 18 thỏng, ng di chu k 24 thỏng KHOA IN IN T - HSPKT-HY_01/2017 Trang CNG MễN HC K THUT VI X Lí 1.4 Chc nng ca vi x lý Vi x lý dựng cỏc cng logic ging nh cỏc cng logic c s dng n v x lý trung tõm ca mỏy tớnh s Do cu trỳc ging nh CPU v c xõy dng t cỏc mch vi in t nờn cú tờn l vi x lý: microprocessor Ging nh CPU, microprocessor cú cỏc mch in t cho vic iu khin d liu v tớnh toỏn s iu khin ca chng trỡnh Ngoi microprocessor l mt n v x lý d liu Cụng vic x lý d liu l chc nng chớnh ca vi x lý Vic x lý d liu bao gm tớnh toỏn v iu khin d liu Vic tớnh toỏn c thc hin bi cỏc mch in logic c gi l n v x lý logic s hc cú th thc hin cỏc phộp toỏn nh Add, Subtract, And, Or Compare, Increment, Decrement ALU khụng th thc hin mt phộp toỏn m khụng cú d liu , vớ d ALU cng d liu vi thỡ d liu phi t ỳng v trớ trc cng ALU khụng th thc hin vic chuyn d liu t ni ny n ni khỏc ALU cú d liu cho vic x lý thỡ ngoi mch in ALU, vi x lý cũn cú cỏc mch in logic khỏc iu khin d liu Cỏc mch in logic iu khin d liu s di chuyn d liu vo ỳng v trớ ALU x lý d liu Sau thc hin xong, iu khin s di chuyn d liu n bt c ni no mong mun x lý d liu, vi x lý phi iu khin cỏc mch logic , vi x lý iu khin cỏc mch logic thỡ cn phi cú chng trỡnh Chng trỡnh l hp cỏc lnh x lý d liu thc hin tng lnh ó c lu b nh , cụng vic thc hin bao gm cỏc bc nh sau: ún lnh t b nh, sau ú cỏc mnh logic iu khin s gii mó lnh v sau cựng thỡ cỏc mch logic iu khin s thc hin sau gii mó Do cỏc lnh lu tr b nh nờn cú th thay i cỏc lnh nu cn Khi thay i cỏc lnh ca vi x lý tc l thay i cỏch thc x lý d liu Cỏc lnh lu tr b nh s quyt nh cụng vic m vi x lý s lm Túm tt: chc nng chớnh ca vi x lý l x lý d liu lm c iu ny vi x lý phi cú cỏc mch logic cho vic x lý v iu khin d liu v cỏc mch logic iu khin Cỏc mch logic x lý s di chuyn d liu t ni ny n ni khỏc v thc hin cỏc phộp toỏn trờn d liu, mch logic iu khin s quyt nh mch in no cho vic x lý d liu Vi x lý thc hin mt lnh vi trỡnh t nh sau: ún lnh t b nh , tip theo mch logic iu khin s gii mó lnh xem lnh ú yờu cu vi x lý thc hin cụng vic gỡ, sau ú vi x lý s thc hin ỳng cụng vic ca lnh ó yờu cu , quỏ trỡnh ny c gi l chu trỡnh ún v thc hin lnh Ngoi chc nng ún v thc hin lnh , cỏc mch logic iu khin cũn iu khin cỏc mch in giỏo tip giao tip bờn ngoi kt ni vi vi x lý Vi x lý cn phi cú s tr giỳp ca cỏc mch in bờn ngoi Cỏc mch in dựng lu tr lnh vi x lý x lý c gi l b nh, cỏc mch in giao tip di chuyn d liu t bờn ngoi vo bờn x lý v xut d liu t bờn vi x lý ngoi c gi l cỏc thit b I/O hay cỏc thit b ngoi vi KHOA IN IN T - HSPKT-HY_01/2017 Trang CNG MễN HC K THUT VI X Lí 1.5 Cu trỳc c bn ca vi x lý 1.5.1 S tng quỏt ca h Vi x lý S : Hỡnh 1.2 S tng quỏt ca h VXL Chc nng cỏc : B x lý trung tõm CPU (Central Processing Unit ) l trung tõm u nóo ca h, nú cú chc nng thu thp, x lý thụng tin v iu khin mi hot ng ca h vi x lý B nh trung tõm cú nhim v lu tr thụng tin d liu trc CPU x lý Thit b I/O thc hin vic nhn d liu t cỏc kờnh thụng tin t bờn ngoi vo cho CPU x lý v xut cỏc tớn hiu iu khin h thng Cỏc kờnh thụng tin hay Bus h thng l cu ni liờn kt gia cỏc ú thc hin vic chớnh l liờn kt cỏc Bus a ch, Bus iu khin v Bus d liu 1.5.2 T chc cỏc kờnh thụng tin h Vi x lý Memory Memory Addres s Bus CPU Data Bus Program Memory Data Memory Kin trỳc Von Neumann Memory Addres s Bus CPU Fetc h Bus Addres s Bus Data Bus Program Kin trỳc Harvard Data Hỡnh 1.3 Cu trỳc cỏc kờnh thụng tin h VXL KHOA IN IN T - HSPKT-HY_01/2017 Trang CNG MễN HC K THUT VI X Lí Trờn õy l cỏch t chc b nh theo kiu Von Neumann v Harvard Vi kiu t chc b nh chng trỡnh v d liu tỏch bit cho phộp tc truy xut thụng tin nhanh hn ỏng k Cỏc kờnh d liu u l kờnh song song v dựng chung cho tt c cỏc b nh, nhiờn nú phi c kim soỏt thụng qua cỏc cng lụgic trng thỏi Cng ny cú nhim v to trng thỏi c bit cú nhng thnh phn khụng c kớch hot lm vic, trng thỏi c bit ny s cỏch ly v mt tớn hiu gia kờnh thụng tin vi tng thnh phn h mc dự chỳng c kt ni vi v mt vt lý 1.5.3 Khi x lý trung tõm (Central Processing Unit) B vi x lý l ht nhõn ca h vi x lý, nú l thnh phn quan trng nht kim soỏt tt c cỏc hot ng ca h v thc hin cỏc thao tỏc trờn d liu Hu ht cỏc CPU c hỡnh thnh t cỏc mch lụgic nhm thc hin liờn tc thao tỏc l tỡm np lnh t b nh gii mó v thc thi lnh CPU cú kh nng hiu v thc thi cỏc lnh da trờn mt cỏc mó nh phõn gi l mó mỏy ú mi mó nhm thc hin mt thao tỏc no ú.T hp cỏc lnh cho mi loi CPU gi l lnh v nú thng chia thnh cỏc nhúm lnh nh: - Nhúm lnh chuyn d liu - Nhúm lnh s hc - Nhúm lnh Lụgic - Nhúm lnh r nhỏnh chng trỡnh - Nhúm lnh x lý bớt Cu trỳc n gin ca mt loi CPU c minh nh sau: CPU Registe r PC Adress Bus MAR Data Bus TM AC C I P R ALU CU Control Bus FLAG S Hỡnh 1.4 Cu trỳc chung ca mt b CPU - PC (Program Couter): B m trng trỡnh cú vai trũ nh mt tr, tr n ụ nh cha lnh m CPU cn truy nhp KHOA IN IN T - HSPKT-HY_01/2017 Trang CNG MễN HC K THUT VI X Lí Kt qu: Bi 1: Vit chng trỡnh chuyn ni dung ti a ch 1010h ca RAM ngoi trỳ vo vựng nh cú a ch t 20h n 60h ca RAM ni trỳ Bi 2: Vit chng trỡnh chuyn ni dung ca vựng nh cú a ch t 20h n 50h ca RAM ni trỳ vo vựng nh cú a ch bt u l 1000h ca RAM ngoi trỳ (Lu ý: cú th thc hin bng nhiu phng phỏp khỏc nhau) 5.3.3 Di chuyn d liu gia b nh ngoi Bi tp: Vit chng trỡnh chuyn ni dung ca vựng nh cú a ch t 1000h n 1020h vo vựng nh cú a ch t 1040h n 1060h ca RAM ngoi trỳ Cho bit cú bao nhiờu phng phỏp thc hin bi ny ? 5.2 Vi x lý giao tip vi Led n/7 thanh/LCD 5.2.1 Led đơn Port tạo 5V 20 mA LED = 2.5V 20 mA mmAmA Hình 5.1 Sơ đồ kết nối VĐK với LED đơn KHOA IN IN T - HSPKT-HY_01/2017 109 Trang CNG MễN HC K THUT VI X Lí - Cực d-ơng Led đ-ợc nối với điện trở, điện trở đ-ợc nối với chân vi điều khiển Cực âm Led đ-ợc nối với GND vi điều khiển Nh- vậy, chân vi điều khiển mức cao ( tức 5V), đèn Led sáng Khi chân vi điều khiển mức thấp ( 0V) đèn LED tắt - L-u ý hình: Giá trị điện trở đ-ợc xác định dựa vào dòng tối đa vi điều khiển, điện áp dòng tối đa Led Nh- vậy, giá trị nhỏ điện trở đ-ợc dùng đ-ợc tính toán nhtrong hình R = 125 - Tuy nhiên, để đảm bảo hoạt động đèn Led, nâng giá trị điện trở lên thành 220 Bài : Viết ch-ơng trình điều khiển hệ thống đèn sáng dần - Viết ch-ơng trình Port sáng dần tắt hết - Viết ch-ơng trình Port sáng dần tắt dần - Viết ch-ơng trình Port Port sáng dần tắt dần - Viết ch-ơng trình sáng dần 16 Led từ sáng tắt từ vào Bài : Viết ch-ơng trình điều khiển hệ thống đèn sáng dồn - Viết ch-ơng trình P0 sáng dồn - Viết ch-ơng trình P0 P1 sáng dồn từ d-ới lên Bài : Viết ch-ơng trình đếm nhị phân Port VĐK - Viết ch-ơng trình đếm lên nhị phân từ 00 FFh hiển thị Port P1 - Viết ch-ơng trình đếm xuống nhị phân từ FFh 00h hiển thị Port P1 5.2.2 Led Cấu trúc mã hiển thị liệu Led - Dạng Led: - Led anode chung Với loại Led anode chung chân COM phải có mức logic 1(+5V), Led muốn sáng t-ơng ứng chân A-F,H phải có mức logic KHOA IN IN T - HSPKT-HY_01/2017 110 Trang CNG MễN HC K THUT VI X Lí Bảng 3.1: Bảng mã cho Led anode chung: Số h 1 1 1 1 1 g 1 0 0 0 f 1 0 0 e 1 1 1 d 0 0 0 c 0 0 0 0 b 0 0 1 0 a 0 0 0 HEX 0C0h 0F9h 0A4h 0B0h 99h 92h 82h 0F8h 80h 90h - Led cathode chung Với loại Led cathode chung chân COM phải có mức logic 0, Led muốn sáng t-ơng ứng chân A-F,H phải có mức logic Bảng 3.2: Bảng mã cho Led cathode chung: Số h 0 0 0 0 0 g 0 1 1 1 f 0 1 1 e 1 0 1 d 1 1 1 c 1 1 1 1 b 1 1 0 1 a 1 1 1 1 HEX 03Fh 06h 5Bh 4Fh 66h 6Dh 7Dh 07h 7Fh 6Fh Khi kết nối chung liệu Led ta cho Led sáng đồng thời ảnh h-ởng Led với Muốn Led sáng ta phải sử dụng ph-ơng pháp quét, nghĩa thời điểm có Led đ-ợc sáng Led khác tắt Vì khoảng thời gian tắt mở KHOA IN IN T - HSPKT-HY_01/2017 111 Trang CNG MễN HC K THUT VI X Lí nhanh (cỡ ms) t-ợng l-u ảnh mắt ta thấy Led sáng đồng thời Dựa vào t-ợng l-u ảnh đó, thiết kế phần cứng nh- sau: - Sơ đồ kết nối phần cứng vi điều khiển với Led loại cathode chung Hình 5.2 Sơ đồ kết nối phần cứng vi điều khiển với Led loại cathode chung - Sơ đồ kết nối phần cứng vi điều khiển với Led loại anode chung Hình 5.3 Sơ đồ kết nối phần cứng vi điều khiển với Led loại anode chung Bài 1: Viết ch-ơng trình đồng hồ: hiển thị giờ, phút, giây Led Bài 2: Làm lại với xung Clock xác 1s sử dụng ngắt Timer Bài 3: Viết ch-ơng trình đếm sản phẩm sử dụng ngắt ngoài, hiển thị số sản phẩm Led 5.2.3 LCD phn ny ta s mụ t cỏc ch hot ng ca cỏc LCD v sau ú mụ t cỏch lp trỡnh v phi ghộp mt LCD ti 8951 a) Hot ng ca LCD Trong nhng nm gn õy LCD ang ngy cng c s dng rng rói thay th dn cho cỏc ốn LED (cỏc ốn LED on hay nhiu on) ú l vỡ cỏc nguyờn nhõn sau: Cỏc LCD cú giỏ thnh h KHOA IN IN T - HSPKT-HY_01/2017 112 Trang CNG MễN HC K THUT VI X Lí Kh nng hin th cỏc s, cỏc ký t v ho tt hn nhiu so vi cỏc ốn LED (vỡ cỏc ốn LED ch hin th c cỏc s v mt s ký t) Nh kt hp mt b iu khin lm ti vo LCD lm gii phúng cho CPU cụng vic lm ti LCD Trong ốn LED phi c lm ti bng CPU (hoc bng cỏch no ú) trỡ vic hin th d liu D dng lp trỡnh cho cỏc ký t v ho b) Mụ t cỏc chõn ca LCD LCD c núi mc ny cú 14 chõn, chc nng ca cỏc chõn , V trớ ca cỏc chõn c mụ t trờn bng cho nhiu LCD khỏc Chõn VCC, VSS v VEE: Cỏc chõn VCC, VSS v VEE: Cp dng ngun - 5v v t tng ng thỡ VEE c dựng iu khin tng phn ca LCD Chõn chn ghi RS (Register Select) Cú hai ghi rt quan trng bờn LCD, chõn RS c dựng chn cỏc ghi ny nh sau: Nu RS = thỡ ghi m lnh c chn cho phộp ngi dựng gi mt lnh chng hn nh xoỏ mn hỡnh, a tr v u dũng v.v Nu RS = thỡ ghi d liu c chn cho phộp ngi dựng gi d liu cn hin th trờn LCD Chõn c/ ghi (R/W) Giỏo trỡnh Vi x lý Vi iu khin - Trng i hc Sao - B Cụng thng âkhactoan.kshq@gmail.com 90 u vo c/ ghi cho phộp ngi dựng ghi thụng tin lờn LCD R/W = hoc c thụng tin t nú R/W = Chõn cho phộp E (Enable) Chõn cho phộp E c s dng bi LCD cht thụng tin hin hu trờn chõn d liu ca nú Khi d liu c cp n chõn d liu thỡ mt xung mc cao xung thp phi c ỏp n chõn ny LCD cht d liu trờn cỏc chõn d liờu Xung ny phi rng ti thiu l 450ns Chõn D0 - D7 õy l chõn d liu bớt, c dựng gi thụng tin lờn LCD hoc c ni dung ca cỏc ghi LCD hin th cỏc ch cỏi v cỏc s, chỳng ta gi cỏc mó ASCII ca cỏc ch cỏi t A n Z, a n f v cỏc s t - n cỏc chõn ny bt RS = Cng cú cỏc mó lnh m cú th c gi n LCD xoỏ mn hỡnh hoc a tr v u dũng hoc nhp nhỏy tr KHOA IN IN T - HSPKT-HY_01/2017 113 Trang CNG MễN HC K THUT VI X Lí Bng 5.1: Mụ t chõn LCD KHOA IN IN T - HSPKT-HY_01/2017 114 Trang CNG MễN HC K THUT VI X Lí Bng 5.2: Lit kờ cỏc mó lờnh Chỳng ta cng s dng RS = kim tra bớt c bn xem LCD cú sn sng nhõn thụng tin C bn l D7 v cú th cc R/W = v RS = nh sau: Nu R/W = 1, RS = D7 = (c bn 1) thỡ LCD bn bi cỏc cụng vic bờn v s khụng nhn bt k thụng tin mi no Khi D7 = thỡ LCD sn sng nhn thụng tin mi Lu ý chỳng ta nờn kim tra c bn trc ghi bt k d liu no lờn LCD KHOA IN IN T - HSPKT-HY_01/2017 115 Trang CNG MễN HC K THUT VI X Lí Hỡnh 5.4 Ghộp ni LCD vi VK 5.3 Vi x lý giao tip vi b bin di ADC Cỏc b chuyn i ADC thuc nhng thit b c s dng rng rói nht thu d liu Cỏc mỏy tớnh s s dng cỏc giỏ tr nh phõn, nhng th gii vt lý thỡ mi i lng dng tng t (liờn tc) Nhit , ỏp sut (khớ hoc cht lng), m v tc v mt s ớt trng nhng i lng vt lý ca th gii thc m ta gp hng ngy Mt i lng vt lý c chuyn v dũng in hoc in ỏp qua mt thit b c gi l cỏc b bin i Cỏc b bin i cng cú th c coi nh cỏc b cm bin Mc dự ch cú cỏc b cm bin nhit, tc , ỏp sut, ỏnh sỏng v nhiu i lng t nhiờn khỏc nhng chỳng u cho cỏc tớn hiu dng dũng in hoc in ỏp dng liờn tc Do vy, ta cn mt b chuyn i tng t s cho b vi iu khin cú th c c chỳng Mt chớp ADC c s dng rng rói l ADC 0804 Chớp ADC 0804 l b chuyn i tng t s c nhiu hóng khỏc sn xut, nú lm vic vi +5v v cú phõn gii l bớt Ngoi phõn gii thỡ thi gian chuyn i c ng l mt yu t quan trng khỏc ỏnh giỏ mt b ADC Thi gian chuyn i c nh ngha nh l thi gian m b ADC cn chuyn mt u vo tng t thnh mt s nh phõn Trong ADC 0804 thi gian chuyn i thay i ph thuc vo tn s ng h c cp ti chõn CLK v CLK IN nhng khụng th nhanh hn 110 ADC 0804 c mụ t nh sau: Chõn CS - chn chớp: L mt u vo tớch cc mc thp c s dng kớch hot chớp ADC 804 truy cp ADC 804 thỡ chõn ny phi mc thp Chõn RD (c): õy l mt tớn hiu u vo c tớch cc mc thp Cỏc b ADC chuyn i u vo tng t thnh s nh phõn tng ng vi nú v gi nú mt ghi RD c s dng nhn d liu c chuyn i u ca ADC 0804 Khi CS = nu mt xung cao - xung - thp c ỏp n chõn RD thỡ u s bớt c hin din cỏc chõn d liu D0 - D7 Chõn RD cng c coi nh cho phộp u KHOA IN IN T - HSPKT-HY_01/2017 116 Trang CNG MễN HC K THUT VI X Lí Chõn ghi WR (thc tờn chớnh xỏc l Bt u chuyn i) õy l chõn u vo tớch cc mc thp c dựng bỏo cho ADC 0804 bt u quỏ trỡnh chuyn i Nu CS = WR to xung cao - xung - thp thỡ b ADC 0804 bt u chuyn i giỏ tr u vo tng t Vin v s nh phõn bớt Lng thi gian cn thit chuyn i thay i ph thuc vo tn s a n chõn CLK IN v CLK R Khi vic chuyn i d liu c hon tt thỡ chõn INTR c ộp xung thp bi ADC 0804 Chõn CLK IN v CLK R Chõn CLK IN l mt chõn u vo c ni ti mt ngun ng h ngoi ng h ngoi c s dng to thi gian Tuy nhiờn 0804 cng cú mt mỏy to xung ng h s dng mỏy to xung ng h (cng cũn c gi l mỏy to ng h riờng) ca 0804 thỡ cỏc chõn CLK IN v CLK R c ni ti mt t in v mt in tr Trong trng hp ny tn s ng h c xỏc nh bng biu thc: f 1,1RC Vi R= 10k , C = 150pF tn s nhn c l 606KHz v thi gian chuyn i mt 110s Chõn ngt INTR(ngt hay gi chớnh xỏc hn l kt thỳc chuyn i) õy l chõn u tớch cc mc thp Bỡnh thng nú trng thỏi cao v vic chuyn i hon tt thỡ nú xung thp bỏo cho CPU bit l d liu c chuyn i sn sng ly i Sau INTR xung thp, ta t CS = v gi mt xung cao xung - thp ti chõn RD ly d liu ca 0804 Chõn Vin (+) v Vin (-) õy l cỏc u vo tng t vi sai m Vin = Vin (+) - Vin (-) Thụng thng Vin (-) c ni xung t v Vin (+) c dựng nh u vo tng t c chuyn i v dng s Chõn VCC õy l chõn ngun nui +5v, nú cng c dựng nh in ỏp tham chiu u vo Vref/2 (chõn 9) h Chõn Vref/2 Chõn l mt in ỏp u vo c dựng cho in ỏp tham chiu Nu chõn ny h (khụng c ni) thỡ in ỏp u vo tng t cho ADC 804 nm di n +5v (ging nh chõn VCC) Tuy nhiờn, cú nhiu ng dng m u vo tng t ỏp n Vin cn phi khỏc ngoi di n 5v Chõn Vref/2 cdựng thc thi cỏc in ỏp u vo khỏc ngoi di - 5v Vớ d, nu di u vo tng t cn phi l n 4v thỡ Vref/2 c ni vi +2v KHOA IN IN T - HSPKT-HY_01/2017 117 Trang CNG MễN HC K THUT VI X Lí Bng 5.3 in ỏp Vref liờn h vi Vin Ghi chỳ: - VCC = 5V - Khi Vref/2 h thỡ o c ú khong 2,5V - Kớch thc bc ( phõn di) l s thay i nh nht m ADC cú th phõn bit c Cỏc chõn d liu D0 - D7 Cỏc chõn d liu D0 - D7 (D7 l bớt cao nht MSB v D0 l bớt thp nht LSB) l cỏc chõn u d liu s õy l nhng chõn c m ba trng thỏi v d liu c chuyn i ch c truy cp chõn CS = v chõn RD b a xung thp tớnh in ỏp u ta cú th s dng cụng thc sau: Dout Vin kich thuoc buoc Vi Dout l u d liu s (dng thp phõn) Vin l in ỏp u vo tng t v phõn di l s thay i nh nht c tớnh Vref/2) chia cho 256 i vi ADC bớt.nh l ( (2x Vref ) / 256 i vi ADC bớt 10.Chõn t tng t v chõn t s õy l nhng chõn u vo cp t chung cho c tớn hiu s v tng t t tng t c ni ti t ca chõn Vin tng t, cũn t s c ni ti t ca chõn Vcc Lý m ta phi cú hai t l cỏch ly tớn hiu tng t Vin t cỏc in ỏp ký sinh to vic chuyn mch s c chớnh xỏc Trong phn trỡnh by ca chỳng ta thỡ cỏc chõn ny c ni chung vi mt t Tuy nhiờn, thc t thu o d liu cỏc chõn t ny c ni tỏch bit KHOA IN IN T - HSPKT-HY_01/2017 118 Trang CNG MễN HC K THUT VI X Lí Hỡnh 5.5 S kim tra ADC ch chy t T nhng iu trờn ta kt lun rng cỏc bc cn phi thc hin chuyn i d liu bi ADC 0804 l: a) Bt CS = v gi mt xung thp lờn cao ti chõn WR bt u chuyn i b) Duy trỡ hin th chõn INTR Nu INTRxung thp thỡ vic chuyn i c hon tt v ta cú th sang bc k tip Nu INTRcao tip tc thm dũ cho n nú xung thp c) Sau chõn INTRxung thp, ta bt CS = v gi mt xung cao - xung - thp n chõn RD ly d liu chớp ADC0804 Phõn chia thi gian cho quỏ trỡnh ny c trỡnh by trờn hỡnh Hỡnh 5.6 Phõn chia thi gian KHOA IN IN T - HSPKT-HY_01/2017 119 Trang CNG MễN HC K THUT VI X Lí Hỡnh 5.7 S ghộp ni ADC vi VK Chng trỡnh hin th chõn INTR v ly u vo tng t vo ghi A Sau ú gi mt chng trỡnh chuyn i mó Hex ASCII v mt chng trỡnh hin th d liu Thc hin iu ny liờn tc ;t P2.6 = WR (bt u chuyn i cn xung thp lờn cao) ; t chõn P2.7 = kt thỳc chuyn i ; t P2.5 = RD (xung cao - xung - thp s c d liu t ADC) ; P1.0 P1.7 ca ADC 0804 MOV P1, # 0FFH ; Chn P1 l cng u vo BACK: CLR P2.6 ; t WR = SETB P2.6 ; t WR = bt u chuyn i HERE: JB P2.7, HERE ; Ch cho P2.7 to kt thỳc chuyn i CLR P2.5 ; Kt thỳc chuyn i, cho phộp c RD MOV A, P1 ; c d liu vo ghi A ACALL CONVERSION ; Chuyn i s Hex mó ASCII ACALL DATA-DISPLAY ; Hin th d liu SETB P2.5 ; a RD = cho ln c sau SJMP BACK 5.4 Vi x lý giao tip vi ng c /relay - Cấu tạo động b-ớc: KHOA IN IN T - HSPKT-HY_01/2017 120 Trang CNG MễN HC K THUT VI X Lí Hình 5.8 Sơ đồ cấu tạo động b-ớc Bảng 1.1: Chuỗi b-ớc thông th-ờng góc b-ớc động b-ớc B-ớc Cuộn Cuộn Cuộn Cuộn dây A dây B dây C dây D 1 0 1 0 1 0 với động b-ớc: 1.2 Sơ4đồ ghép0nối 89C51 Góc b-ớc 0.72 1.8 2.0 2.5 5.0 7.5 15 Số b-ớc/ vòng 500 200 180 144 72 48 24 Hình 5.9 Sơ đồ ghép nối 89C51 với động b-ớc - Ch-ơng trình điều khiển động b-ớc: Ví dụ 1: $include(reg51.inc) Org 0000H KHOA IN IN T - HSPKT-HY_01/2017 121 Trang CNG MễN HC K THUT VI X Lí MOV BACK: A, # 01100110B MOV P1, A RR A ACALL DELAY SJMP BACK ; Nạp chuỗi xung b-ớc ; Xuất chuỗi xung đến động ; Quay theo chiều kim đồng hồ ; Chờ ; Tiếp tục chạy DELAY W1: W2: MOV MOV DJNZ DJNZ RET R2, # 100 R3, # 255 R3, W2 R2, W1 Hãy thay đổi giá trị DELAY để đặt tốc độ quay Ta sử dụng lệnh đơn bít SETB CLR thay cho lệnh RRA để tạo chuỗi xung - Chuỗi xung bốn b-ớc số rô to: Chuỗi xung chuyển mạch đ-ợc trình bày bảng 1.1 đ-ợc gọi chuỗi chuyển mạch bước sau bước hai cuộn dây giống bật ON Vậy độ dịch chuyển b-ớc bao nhiêu? Sau thực b-ớc rô to dịch đ-ợc b-ớc Do vậy, động b-ớc với 200 b-ớc/ vòng rô to có 50 50 = 200 b-ớc cần để quay hết vòng Điều dẫn đến kết luận góc b-ớc tối thi ểu hàm số rô to Hay nói cách khác góc b-ớc nhỏ rô to quay đ-ợc nhiều Hãy xét ví dụ Ví dụ 2: Hãy tính số lần chuỗi b-ớc bảng 1.1 phải cấp cho động b-ớc để tạo dịch chuyển 80 động góc b-ớc Lời giải: Một động có góc b-ớc phải có đặc tính sau: góc b-ớc , số b-ớc/ vòng 180, số rô to 45, độ dịch chuyển sau chuỗi b-ớc Vậy để dịch chuyển 80 cần 40 chuỗi b-ớc 10 = 80 Bi 1: - Thiết kế lại phần cứng ghép nối 89C51 với động b-ớc sử dụng phần tử bán dẫn - Cho động b-ớc có góc b-ớc o, viết ch-ơng trình điều khiển dừng động 90 o, 45 o - Viết ch-ơng trình điều khiển động b-ớc có nút đảo chiều quay, tăng tốc/giảm tốc Bi 2: - Viết ch-ơng trình điều khiển động DC có nút Start/Stop, tăng tốc/giảm tốc KHOA IN IN T - HSPKT-HY_01/2017 122 Trang CNG MễN HC K THUT VI X Lí TI LIU THAM KHO [1] Xuõn Tin K thut Vi x lý v lp trỡnh Assembly cho h VXL_ NXBKH&KT 2001 [2] Tng Vn On Vi iu khin 8051 _ NXB Lao ng & xó hi 2001 [3] Vn Th Minh K thut Vi x lý _ NXBGD 1997 [4] Ngụ Diờn Tp Vi x lý o lng v iu khin NXB KHKT 2000 [5] Nguyn Mnh Giang Cu trỳc, lp trỡnh ghộp ni v ng dng ca VK NXB L&XH - 2005 [6] Nguyn Tng Cng Cu trỳc v lp trỡnh h vi iu khin 8051 NXB KH&KT - 2004 KHOA IN IN T - HSPKT-HY_01/2017 123 Trang ... lệnh vi xử lý tức thay đổi cách thức xử lý liệu Các lệnh lƣu trữ nhớ định công vi c mà vi xử lý làm Tóm tắt: chức vi xử lý xử lý liệu Để làm đƣợc điều vi xử lý phải có mạch logic cho vi c xử lý. .. MÔN HỌC KỸ THUẬT VI XỬ LÝ BẢNG MÃ ASSII mở rộng KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ - ĐHSPKT-HY_01/2017 Trang ĐỀ CƢƠNG MÔN HỌC KỸ THUẬT VI XỬ LÝ 1.3 Lịch sử phát triển hệ Vi xử lý Kiến trúc hệ Vi xử lý thuật ngữ... bên vi xử lý đƣợc gọi thiết bị I/O hay thiết bị ngoại vi KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ - ĐHSPKT-HY_01/2017 Trang ĐỀ CƢƠNG MÔN HỌC KỸ THUẬT VI XỬ LÝ 1.5 Cấu trúc vi xử lý 1.5.1 Sơ đồ khối tổng quát hệ Vi xử