Nhóm-144

BÀI TẬP LỚN MÔN: KỸ THUẬT VI XỬ LÝ ĐỀ TÀI: Ứng dụng họ vi điều khiển 8051 ghép nối Led bảy thanh, led bàn phím hai phím để tạo thành chức đồng hồ điện tử GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : Nguyễn Thu Hà Nhóm Sinh Viên Thực Hiện: Hoàng Văn Hưng Bùi Hoàng Hiệp Nguyễn Thế Phiệt Nguyễn Văn Thắng Đỗ Văn Tám Tờ giao đề tài MỤC LỤC: LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I PHÂN TÍCH CÁC YÊU CẦU CÔNG NGHỆ 1.1 Tóm tắt lịch sử 8051 1.2 Sơ đồ khối sơ đồ chân AT89C51 1.3 Chức chân AT89C51 10 1.4 Sơ đồ khối chung họ 8051 13 1.5 Các thành viên khác 8051 14 1.5.1 Bộ vi điều khiển 8052 14 1.5.2 :Bộ vi điều khiển AT8951 từ Atmel Corporation 14 1.6 Bộ vi điều khiển DS5000 từ hãng Dalas Semiconductor 16 1.7 Bộ nhớ trương trình ( nhớ Rom) 18 1.8 Bộ nhớ liệu ( bô nhớ Ram) 18 1.8.1 Bộ UART (universal Ansynchronus Receiver and Transmitter ) 18 Hoạt động định thời 23 2.1 Cổng nối tiếp 23 2.2 Sơ lược led 24 Transistor NPN 28 II Nội dung thiết kế 30 1.Phần lập trình mơ 30 a) Phần lập trình: 30 b) Phần mô 34 III Kết luận 36 Ưu điểm 36 Nhược điểm 36 Mong muốn 36 MỤC LỤC HÌNH ẢNH: Hình Sơ đồ khối AT8C9051 Hình Cấu tạo Port 10 Hình Cấu tạo Port 10 Hình Cấu tạo Port 11 Hình Cấu tạo Port 12 Hình Bố trí bên họ 8051 13 Hình Vị trí led 25 Hình Transistor NPN 2N3904 28 Hình Nguyên lý hoạt động Transistor 28 Hình 10 Mạch chạy chế độ bình thường 34 Hình 11 Hiển thị GIÂY sau ấn nút UP 34 MỤC LỤC BẢNG BIỂU: Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng Các đặc tính 8051 So sánh đặc tính thành viên họ 8051 14 Các phiên 8051 hãng Atmel cung cấp (Flash Rom) 15 Các phiên 8051 từ hãng Dalas Semiconductor 16 Một số thành viên họ 8051 17 Số chu kì máy WDT đếm tùy theo giá trị S0,S1, S2 19 Thời gian tràn WDT 19 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nghành kỹ thuật điện tử có vai trị quan trọng sống người hệ thống điện từ ngày đa dạng đnag thay công việc hang ngày gười từ công việc đơn giản đến phức tạp điều khiển đèn giao thông, biển quảng cáo,do tốc độ động hay đồng hồ hệ thống thiết kế theo hệ thông tương tự, hệ thống số hay dung vi điều khiển Tuy nhiên hệ thống điện từ thông minh người ta thường dùng vi điều khiển hệ thống tương tự hay hệ thống số số ưu điểm vượt trội mà vi điều khiển mang lại là, độ tin cậy cao, giá thành thấp, dễ dàng thiết kế, lắp đặt, vận hành …Để làm điều phải có kiến thức vi điều khiển, hiển cấu trúc chức Sau ba năm học tập nghiên cứu trường với giảng dạy thày, cô giáo trường với hướng dẫn cô Nguyễn Thu Hà, đề tài nghiên “ Ứng dụng họ vi điều khiển 8051 ghép nối Led bảy thanh, led bàn phím hai phím để tạo thành chức đồng hồ điện tử” Do kiến thức trình độ cịn hạn hẹp nên thực đề tài khơng thể tránh khỏi thiếu sót, kinh mong nhận thơng cảm góp ý tất thầy, cô giáo bạn để đề tài hồn thiện CHƯƠNG I PHÂN TÍCH CÁC U CẦU CƠNG NGHỆ 1.1 Tóm tắt lịch sử 8051 Năm 1981, hãng Intel giới thiệu vi điều khiển 8051.Bộ vi điều khiển chứa 60.000 transistor bao gồm128 byte Ram, kbyte Rom, định thời, cổng nối tiếp bốn cổng vào/ra song song (độ rộng 8bit) tất đặt chip 8051 xử lý bit, có nghĩa CPU làm việc bit liệu thời điểm.Dữ liệu lớn 8bit chia thành liệu bit để xử lý, 8051 trở lên phổ biến sau Intel cho phép nhà sản xuất khác sản xuất bán biến thể 8051 Điều dẫn đến đời nhiều phiên 8051 với tốc độ khác dung lượng Rom chíp khác nhau, lệnh tương thích với 8051 banđầu Như vậy, ta viết chương trình cho phiên 8051 chạyđược với phiên khác không phụ thuộc vào hãng sản xuất Vi điều khiển 8051 loại vi điều khiển 8bit, công suất tiêu thụ thấp tínhnăng tương đối mạnh trở thành vi điều khiển hàng đầu năm gần Đặc tính Số lượng Rom kbyte Ram 128 byte Bộ Định Thời Chân vào/ra 32 Cổng nối tiếp Nguồn ngắt Bảng Các đặc tính 8051 Ngồi 8051 có thơng số đặc tính sau + khơng gian nhớ trương trình ( mã) ngồi 64 kbyte + khơng gian nhớ liệu 64 kbyte + nhớ xử lý bit (thao tác bit riêng rẽ) + 210 vị trí nhớ định địa chỉ, vị trí bit + Nhân/chia 4µs 1.2 Sơ đồ khối sơ đồ chân AT89C51 Hình Sơ đồ khối AT8C9051 1.3 Chức chân AT89C51 + Port (P0.0 – P0.7 hay chân 32 – 39): Ngoài chức xuất nhập ra, port bus đa hợp liệu địa (AD0 – AD7), chức sử dụng AT89C51 giao tiếp với thiết bị có kiến trúc bus Hình Cấu tạo Port +Port (P1.0 – P1.7 hay chân – 8): có chức xuất nhập theo bit byte Ngồi ra, chân P1.5, P1.6, P1.7 dùng để nạp ROM theo chuẩn ISP, chân P1.0 P1.1 dùng cho Timer Hình Cấu tạo Port 10 – 7Fh truy xuất lần bit cách dùng chế độ định địa trực tiếp hay gián tiếp Các vùng địa thấp từ 00h – 2Fh sử dụng cho mục đích trên, ngồi chức đặc biệt đề cập phần sau  RAM định địa bit Vùng địa từ 20h -2Fh gồm 16 byte thực vùng RAM đa dụng (truy xuất lần bit) hay thực truy xuất lần bit lệnh xửlý bit.-Các bank ghi Vùng địa 00h –1Fh chia thành bank ghi: bank từ 00h –07h, bank từ 08h – 0Fh, bank từ 10h – 17h bank từ18 – 1Fh Các bank ghi đại diện ghi từ R0 đến R7 Sau khởi động th ìhệ thống bank chọn sử dụng Do có bank ghi nên thời điểm có bank ghiđược truy xuất ghi R0 đến R7 Việc thay đổi bank ghi thực thông qua ghi từ trạng thái chương trình (PSW).Các ghi có chức đặc biệt Các ghi 89S52 định dạng phần RAM chipvì ghi có địa (ngoại trừ ghi đếm chương trình vàthanh ghi l ệnh ghi bị tác động trực tiếp) Cũng R0đến R7, 89S52 có 21 ghi có chức đặc biệt (SFR: Special Function Register) vùng RAM nội từ địa 80H đến 0FFH 22 Hoạt động định thời Giới thiệu Các định thời ( Timer) sử dụng rộng rãi ứng dụng đolường điều khiển.Có thể coi định thời n bit đếm n bit tạo n flip_flop mắc nối tiếp với Đầu định thời đầu vào củaflip_flop AT89S52 có định thời 16 bit hai Timer 0,Timer có chế độ hoạt động Timer có chế độ hoạt động Các định thời dùng để định khoảng thời gian (hẹn giờ), đếm kiện xảy bên vi điều khiển tạo tốc độ baud cho cổng nối tiếp Trong ứng dụng định khoảng thời gian, Timer lập trình cho tràn sau khoảng thời gian thiết lập cờ tràn Cờ tràn sử dụng bởichương trình để thực hành động tương ứng kiểm tra trạng thái ngõ vào gửi kiện ngõ Đếm kiện dùng để xác định số lần xảy kiện Trong ứng dụng người ta tìm cách quy kiện thành chuyển mức từ xuống tr êncác chân T0 T1 T2 để dùng Timer tương ứng đếm kiện 2.1 Cổng nối tiếp Giới thiệu AT89S52 có cổng nối tiếp chíp hoạt động nhiều chế độ khác với tốc độ khác nhau.Chức chủ yếu cổng nối tiếp thực chuyển đổi songsong sang nối tiếp với liệu xuất chuyển đổi nối tiếp sang song song với liệu nhập để giao tiếp với máy tính Phần cứng truy xuất tới Port nối tiếp qua chân TXD(P3.1) RXD (P3.0)Cổng nối tiếp hoạt động song công(full duplex:thu phát đồng thời) đệm lúc thu ( receiver buffering ) cho phép kí tự thu giữ kí tự thứ hai nhận Nếu CPU đọc kí tự thứ trước kí tự thứ haiđược thu đầy đủ th ì liệu 23 khơng bị Hai ghi chức đặc biệt cung cấp cho phần mềm truy xuất đến Port nối tiếp SBUF SCON Sự đệm Port nối tiếp( SBUF ) địa 99H hai đệm thực sự: ghi lên SBUF load liệu phát đọc SBUF truy xuất liệu nhận Đây hai ghi riêng biệt rõ rệt, mà ghi phát ghi ghi thuchỉ đọc.Thanh ghi Port nối tiếp SCON (98H) ghi được định vị bit bao gồm trạng thái bit điều khiển Các bit điều khiển Set Mode Port nối tiếp,còn bit tr ạng thái cho biết kết thúc việc thu phát kí tự Các bit trạng thái kiểm tra phần mềm lập trình để sinh ngắt.Tần số hoạt động Port nối tiếp tốc độ Baud lấy dao độngtrên chip 8051 thay đổi 2.2 Sơ lược led Tổng quát Led đoạn có cấu tạo bao gồm led đơn có dạng xếp theo hình có thêm led đơn hình trịn nhỏ thể dấu chấm trịn góc dưới, bên phải led đoạn led đơn led đoạn có Anode(cực +) Cathode(cực -) nối chung với vào điểm, đưa chân để kết nối với mạch điện cực lại led đơn đưa thành chân riêng, đưa để kết nối với mạch điện Nếu led đoạn có Anode(cực +) chung, đầu chung nối với +Vcc, chân lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt led đơn, led sáng tín hiệu đặt vào chân mức Nếu led đoạn có Cathode(cực -) chung, đầu chung nối xuống Ground (hay Mass), chân lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt 24 led đơn, led sáng tín hiệu đặt vào chân mức Vì led đoạn chứa bên led đơn, kết nối cần đảm bảo dịng qua led đơn khoảng 10mA-20mA để bảo vệ led Nếu kết nối với nguồn 5V hạn dịng điện trở 330Ω trước chân nhận tín hiệu Hình Vị trí led Các điện trở 330Ω điện trở bên kết nối để giới hạn dòng điện qua led led đoạn nối với nguồn 5V Chân nhận tín hiệu a điều khiển led a sáng tắt, ngõ vào b để điều khiển led b Tương tự với chân led lại Kết nối với Vi điều khiển Ngõ nhận tín hiệu điều khiển led đoạn có đường, dùng Port Vi điều khiển để điều khiển led đoạn Như led đoạn nhận liệu bit từ Vi điều khiển để điều khiển hoạt động sáng tắt led led đơn nó, liệu xuất điều khiển led đoạn thường gọi "mã hiển thị led đoạn" Có hai kiểu mã hiển thị led đoạn: mã dành cho led đoạn có Anode(cực +) chung mã dành cho led đoạn có Cathode(cực -) chung Chẳng hạn, để thị số cần làm cho led vị trí b c sáng, sử dụng led đoạn có Anode chung phải đặt vào hai chân b c điện áp 0V(mức 0) chân lại đặt điện áp 5V(mức 1), sử dụng led đoạn có Cathode 25