Đồ án chuyên ngành động cơ bước

- Giới thiệu một số ứng dụng và đặc điểm của mạch điều khiển động cơ bước - Phân tích nguyên lý làm việc và các thông số trong mạch điều khiển động cơ bước - Thiết kế, chế tạo mạch - Thí

TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

Lớp: Đ- ĐT K10.1

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MẠCH ĐIỀU KHIỂN

ĐỘNG CƠ BƯỚC

Giảng viên hướng dẫn : Đỗ Quang Huy

Nhóm sinh viên thực hiện: Hoàng Văn Công

Trương Văn Dự

Hưng Yên, Ngày 21 tháng 4 năm 2015

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây, nền kinh tế của nước ta phát triển rất mạnh mẽ vànhanh chóng, để đạt được kết quả như này thì có sự đóng góp rất lớn của ngành kĩthuật điện tử, kỹ thuật vi xử lý.

Với sự phát triển như vũ bão như hiện nay thì kỹ thuật điện tử, kĩ thuật vi xử

lý đang xâm nhập vào tất cả các ngành khoa học – kỹ thuật khác và đã đáp ứng đượcmọi nhu cầu của người dân Sự ra đời của các vi mạch điều khiển với giá thành giảmnhanh, khả năng lập trình ngày càng cao đã mang lại những thay đổi sâu sắc trongngành kỹ thuật điện tử

Và việc ứng dụng các kỹ thuật này vào thực tế sẽ giúp ích rất nhiều cho mọi người

Để góp một phần nhỏ vào việc này chúng em đã thực hiện đề tài “Thiết kế chế tạo mạch điều khiển động cơ bước ” thông qua đề tài này chúng em sễ có những điều

kiện tốt nhất để học hỏi, tích lũy kinh nghiệm quý báu, bổ xung thêm vào hànhtrang của mình trên con đường đã chọn

Trong suốt quá trình thực hiện đề tài chúng em đã nhận được sự hướng dẫn tận

tình của thầy “ Đỗ Quang Huy” và các thầy cô trong khoa điện- điện tử Chúng em

xin chân thành cám ơn các thầy cô Tuy nhiên trong quá trình thực hiện đồ án dokiến thức hiểu biết còn hạn hẹp cũng như chúng em chưa có nhiều điều kiện khảosát thực tế nhiều, thời gian làm đồ án không dài do vậy đồ án của chúng em cũngkhông thể tránh được những thiếu sót Chúng em rất mong thầy cô và các các bạnđóng góp và bổ sung ý kiến để đồ án của chúng em thêm hoàn thiện hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn !

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN

Hưng Yên, Ngày 21 tháng 4 năm 2015

Giáo viên hướng dẫn

Đỗ Quang Huy

MỤC LỤC

CHƯƠNG I : Yêu cầu và mục tiêu của đề tài 5

1.1 Phân tích yêu cầu của đề tài 5

1.2 Mục tiêu của đề tài 5

1.3 Phương án thực hiện 5

1.4 Ý nghĩa của đề tài 5

CHƯƠNG II : Cơ sở lý thuyết 6

2.1 Tổng quan về động cơ bước 6

2.1.1 Giới thiệu về các loại động cơ bước đã chọn 6

2.1.2 Các phương pháp điều khiển động cơ bước 10

2.2 Vi xử lý AT89C51 10

2.2.1 Giới thiệu chung về AT89C51 .10

2.2.2 Sơ đồ khối của 89C51 11

2.2.3 Sơ đồ chân của 89C51 13

2.3 Chip DS1307 26

2.4 Opto PC817 30

Chương III : Thiết kế và thi công mạch .32

3.1 Sơ đồ mạch nguyên lí và sơ đồ board .32

3.2 Tính toán lựa chọn các linh kiện trong mạch .33

3.3 Lưu đồ thuật toán .34

KẾT LUẬN .35

TÀI LIỆU THAM KHẢO……….38

CHƯƠNG I : YÊU CẦU VÀ MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 1.1 : Phân tích yêu cầu của đề tài.

Với yêu cầu của đề tài ta phải thiết kế mạch điều khiển được động cơ bước Từ đó đưa ra ứng dụng của động cơ bước như quay đĩa mặt trời theo thời gian thực,

1.2 : Mục tiêu của đề tài.

- Giới thiệu một số ứng dụng và đặc điểm của mạch điều khiển động cơ bước

- Phân tích nguyên lý làm việc và các thông số trong mạch điều khiển động cơ bước

- Thiết kế, chế tạo mạch

- Thí nghiệm, kiểm tra sản phẩm, sản phẩm phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, mỹ thuật Quyển thuyết minh, Folie mô tả đầy đủ nội dung của đề tài

1.4 : Ý nghĩa của đề tài.

Để giúp sinh viên có thể có thể củng cố kiến thức, tổng hợp và nâng cao kiến thức chuyên nghành cũng như kiến thức ngoài thực tế Đề tài còn thiết kế chế tạo thiết bị,

mô hình để các sinh viên trong trường đặc biệt là sinh viên khoa Điện – Điện tử tham khảo, học hỏi tạo tiền đề nguồn tài liệu cho các học sinh, sinh viên khoá sau có thêm nguồn tài liệu để nghiên cứu và học tập

Những kết quả thu được sau khi hoàn thành đề tài này trước tiên là sẽ giúp chúng

em có thể hiểu sâu hơn về các loại động cơ bước, các phương pháp điều khiển động

cơ bước Từ đó sẽ tích luỹ được kiến thức cho các năm học sau và ra ngoài thực tế.

CHƯƠNG II : CƠ SỞ LÝ THUYẾT.

2.1 Tổng quan về động cơ bước

Động cơ bước là một loại động cơ điện có nguyên lý và ứng dụng khác biệt với đa

số động cơ điện thông thường Chúng thực chất là động cơ đồng bộ dùng để biến đổicác tín hiệu điều khiển dưới dạng các xung điện rời rạc kế tiếp nhau thành các chuyểnđộng góc quay hoặc chuyển động của roto có khả năng cố định roto và các vị trí cầnthiết

2.1.1 Giới thiệu về loại động cơ bước đã lựa chọn

Động cơ bước được chia làm hai loại, nam châm vĩnh cửu và biến từ trở (cũng cóloại động cơ hỗn hợp nữa, nhưng nó không khác biệt gì với động cơ nam châm vĩnhcửu) Nếu mất đi nhãn trên động cơ ta vẫn có thể phân biệt hai loại động cơ này bằngcảm giác mà không cần cấp điện cho chúng Động cơ nam châm vĩnh cửu dường như

có các nấc khi ta dùng tay xoay nhẹ rotor , trong khi động cơ biến từ trở thì dường nhưxoay tự do (mặc dù cảm thấy cũng có những nấc nhẹ bởi sự giảm từ tính trong rotor)

Ta cũng có thể phân biệt hai loại động cơ này bằng ohm kế Động cơ biến từ trởthường có 3 mấu, với một dây về chung, trong khi đó, động cơ nam châm vĩnh cửuthường có hai mấu phân biệt, có hoặc không có nút trung tâm Nút trung tâm đượcdùng trong động cơ nam châm vĩnh cửu đơn cực Động cơ bước phong phú về gócquay Các động cơ kém nhất quay 90 độ mỗi bước, trong khi đó các động cơ namchâm vĩnh cửu xử lý cao thường quay 1.8 độ đến 0.72 độ mỗi bước Với một bộ điềukhiển, hầu hết các loại động cơ nam châm vĩnh cửu và hỗn hợp đều có thể chạy ở chế

độ nửa bước, và một vài bộ điều khiển có thể điều khiển các phân bước nhỏ hơn haycòn gọi là vi bước Đối với cả động cơ nam châm vĩnh cửu hoặc động cơ biến từ trở,nếu chỉ một mấu của động cơ được kích, rotor (ở không tải) sẽ nhảy đến một góc cốđịnh và sau đó giữ nguyên ở góc đó cho đến khi moment xoắn vượt qua giá trịmoment xoắn giữ (hold torque) của động cơ

Hình 2.1 : Sơ đồ cấu tạo động cơ bước đơn cực.

Động cơ bước đơn cực, cả nam châm vĩnh cửu và động cơ hỗn hợp, với 5, 6hoặc 8 dây ra thường được quấn như sơ đồ hình 2.1, với một đầu nối trung tâm trêncác cuộn Khi dùng, các đầu nối trung tâm thường được nối vào cực dươngnguồn cấp, và hai đầu còn lại của mỗi mấu lần lượt nối đất để đảo chiều từtrường tạo bởi cuộn đó

Sự khác nhau giữa hai loại động cơ nam châm vĩnh cửu đơn cực và động cơ hỗnhợp đơn cực không thể nói rõ trong nội dung tóm tắt của tài liệu này Từ đây, khikhảo sát động cơ đơn cực, chỉ khảo sát động cơ nam châm vĩnh cửu, việc điều khiểnđộng cơ hỗn hợp đơn cực hoàn toàn tương tự Mấu 1 nằm ở cực trên và dưới củastator, còn mấu 2 nằm ở hai cực bên phải và bên trái động cơ Rotor là một nam châmvĩnh cửu với 6 cực, 3 Nam và 3 Bắc,xếp xen kẽ trên vòng tròn

Để xử lý góc bước ở mức độ cao hơn, rotor phải có nhiều cực đối xứng hơn.Động cơ 30 độ mỗi bước là một trong những thiết kế động cơ namchâm vĩnh cửu thông dụng nhất, mặc dù động cơ có bước 15 độ và 7.5 độ là khálớn Người ta cũng đã tạo ra được động cơ nam châm vĩnh cửu với mỗi bước là1.8 độ và với động cơ hỗn hợp mỗi bước nhỏ nhất có thể đạt được là 3.6 độ đến1.8 độ, còn tốt hơn nữa, có thể đạt đến 0.72 độ

Như trong hình, dòng điện đi qua từ đầu trung tâm của mấu 1 đến đầu a tạo racực Bắc trong stator trong khi đó cực còn lại của stator là cực Nam Nếu điện ởmấu 1 bị ngắt và kích mấu 2, rotor sẽ quay 30 độ, hay 1 bước Để quay động cơ

một cách liên tục, chúng ta chỉ cần áp điện vào hai mấu của đông cơ theo dãy.Mấu 1a 1000100010001000100010001 Mấu 1a 1100110011001100110011001Mấu 1b 0010001000100010001000100 Mấu 1b 0011001100110011001100110Mấu 2a 0100010001000100010001000 Mấu 2a 0110011001100110011001100Mấu 2b 0001000100010001000100010 Mấu 2b 1001100110011001100110011thời gian ‐‐> thời gian ‐‐>

Nhớ rằng hai nửa của một mấu không bao giờ được kích cùng một lúc Cả haidãy nêu trên sẽ quay một động cơ nam châm vĩnh cửu một bước ở mỗi thờiđiểm Dãy bên trái chỉ cấp điện cho một mấu tại một thời điểm, như mô tả tronghình trên; vì vậy, nó dùng ít năng lượng hơn Dãy bên phải đòi hỏi cấp điện cho

cả hai mấu một lúc và nói chung sẽ tạo ra một moment xoắy lớn hơn dãy bêntrái 1.4 lần trong khi phải cấp điện gấp 2 lần

Phần Điều khiển mức trung bình trong tài liệu này sẽ cung cấp chi tiết vềphương pháp tạo ra những dãy tín hiệu điều khiển như vậy, còn phần Các mạchđiều khiển nói về mạch đóng ngắt các mạch điện cần thiết để điều khiển cácmấu động cơ từ các dãy điều khiển trên

Vị trí bước được tạo ra bởi hai chuỗi trên không giống nhau; kết quả, kết hợp 2chuỗi trên cho phép điều khiển nửa bước, với việc dừng động cơ một cách lầnlượt tại những vị trí đã nêu ở một trong hai dãy trên Chuỗi kết hợp như sau:

Hình 2.2 : Sơ đồ cấu tạo động cơ bước hai cực.

Động cơ nam châm vĩnh cửu hoặc hỗn hợp hai cực có cấu trúc cơ khí giống y nhưđộng cơ đơn cực, nhưng hai mấu của động cơ được nối đơn giản hơn, không có đầutrung tâm Vì vậy, bản thân động cơ thì đơn giản hơn, nhưng mạch điều khiển để đảocực mỗi cặp cực trong động cơ thì phức tạp hơn Minh hoạ ở hình 2.2 chỉ ra cách nốiđộng cơ, trong khi đó phần rotor ở đây giống y như ở hình 2.1

Hoạt động : Động cơ bước không quay theo cơ chế thông thường , chúng quaytheo từng bước nên có độ chính xác rất cao về mặt điều khiển học chúng làm việc nhờcác bộ chuyển mạch điênh tử đưa các tín hiệu điều khiển vào stato theo thư tự và mộtần số nhất định Tổng số góc quay của roto tương ứng với số lần chuyển mạch, cũngnhư chiều quay và tốc độ quay của roto phụ thuộc và thứ tự chuyển đổi và tần sốchuyển đổi

Ứng dụng :

Trong điều khiển chuyển động kỹ thuật số , động cơ bước là một cơ cấu chấp hànhđặc biệt hữu hiệu bởi nó có thể thực hiện trung thành các lệnh đưa ra dưới dạng số.Động cơ bước được ứng dụng trong nhiều ngành : Tự động hóa , chúng được ứngdụng trong các thiết bị cần điều khiển chính xác Ví dụ điều khiển robot, điều khiểntiêu cự trong các hệ quang học, điều khiển định vị, bám mục tiêu trong các khí tàiquan sát , điều khiển lập trình trong các thiết bị gia công cắt gọt, điều khiển các cơ cấulái phương và chiều trong máy bay…

Trong công nghệ máy tính động cơ bước được sử dụng cho các loại ổ đĩa cứng, đĩamềm ,máy in….

2.1.2 Các phương pháp điều khiển động cơ bước

Tùy thuộc vào momen yêu cầu trên trục động cơ và tốc độ quay mà ta có thể ápdụng các phương pháp điều khiển khác nhau cho động cơ bước:

- Trong vùng tốc độ thấp chỉ cần sử dụng phương pháp điều khiển điện áp trựctiếp

- Trong vùng tốc độ cao sử dụng điện trở nối thêm vào các cuộn dây của độngcơ

- Khi hằng số thời gian của động cơ giảm dòng điện tăng nhanh hơn làm đặc tính

cơ của động cơ cứng hơn vì vậy phương pháp điều khiển băm xung thường được sửdụng nhằm nâng cao hiệu suất tăng , tăng độ cứng cho đặc tính cơ động cơ bước

2.2 Vi Xử Lý AT89C51.

2.2.1 Giới thiệu chung về AT89C51.

 Giới thiệu:

Bộ vi điều khiển viết tắt là Mircro-controller là mạch tích hợp trên một chíp có thể

lập trình được, dùng để điều khiển hoạt động của một hệ thống Theo các tập lệnh củangười lập trình bộ vi điều khiển tiến hành đọc, lưu trữ thông tin, xử lý thông tin, đothời gian và tiến hành đóng mở một cơ cấu nào đó

Trong các thiết bị điện và điện tử dân dụng các bộ vi điều khiển điều khiển hoạtđộng của TV, máy giặt, điện thoại, lò vi-ba…Trong hệ thống sản xuất tự động, bộ viđiều khiển được sử dụng trong Robot, dây chuyền tự động Các hệ thống càng “thôngminh” thì vai trò của hệ vi điều khiển càng quan trọng

 Khảo sát bộ vi điều khiển (8951)

IC vi điều khiển 8051(8951) thuộc họ MCS51 có các đặc điểm sau:

- 4Kbyte ROM (được lập trình bởi nhà sản xuất chỉ có ở 8951)

- 128 byte RAM

- 4 port I10 8 bit

- Hai bộ định thời 16bit

- Giao tiếp nối tiếp

- 64KB không gian bộ nhớ chương trình mở rộng

- 64KB không gian bộ nhớ dữ liệu mở rộng

- 1 bộ xử lý luận lý (thao tác trên các bit đơn)

- 210bit được địa chỉ hoá

- Bộ nhân / chia 4µs

2.2.2 Sơ đồ khối của 89C51

Hình 2.2.1 Sơ đồ khối của 89C51

Phần chính của vi điều khiển 8051(8951) là bộ vi xử lý trung tâm (CPU: CentralProcessing Unit) bao gồm:

- Thanh ghi tích luỹ A

- Thanh ghi tích luỹ phụ B, dùng cho phép nhân và phép chia

- Đơn vị logic học (ALU: Arithmetic Logical Unit)

- Từ trạng thái chương trình (PSW: Program Status Word)

- Bốn băng thanh ghi

Hai bộ định thời 16bit hoạt động như một bộ đếm

Các cổng (port0, port1, port2, port3) sử dụng vào mục đích điều khiển

Ở cổng 3 có thêm các đường dẫn điều khiển dùng để trao đổi với một bộ nhớ bênngoài, hoặc để đầu nối giao diện nối tiếp, cũng như các đường ngắt dẫn bên ngoài Giao diện nối tiếp có chứa một bộ truyền và một bộ nhận không đồng bộ làm việcđộc lập với nhau Tốc độ truyền qua cổng nối tiếp có thể đặt trong vảy rộng và được

- Các thanh ghi sử dụng để lưu trữ thông tin trong quá trình xử lý Khi CPU làm việc

nó làm thay đổi nội dung của các thanh ghi

2.2.3 Sơ đồ chân của 89C51.

Hình 2.2.2 Sơ đồ chân của 89C51.

*Port0: Là port có 2 chức năng ở trên chân từ 32 đến 39 trong các thiết kế cỡ nhỏ

(không dùng bộ nhớ mở rộng) có hai chức năng như các đường IO Đối với các thiết

kế cỡ lớn (với bộ nhớ mở rộng) nó được kết hợp kênh giữa các bus

*Port1: Là một port I/O trên các chân 1-8 Các chân được ký hiệu P1.0, P1.1, P1.2

có thể dùng cho các thiết bị ngoài nếu cần Port1 không có chức năng khác, vì vậychúng ta chỉ được dùng trong giao tiếp với các thiết bị ngoài

*Port2: Là một port công dụng kép trên các chân 21-28 được dùng như các đường

xuất nhập hoặc là byte cao của bus địa chỉ đối với các thiết kế dùng bộ nhớ mở rộng

*Port3: là một port công dụng kép trên các chân 10-17 Các chân của port này có

nhiều chức năng, các công dụng chuyển đổi có liên hệ với các đặc tính đặc biệt của

8951 như ở bảng sau:

Bit Tên Chức năng chuyển đổi

P3.0 RXD Dữ liệu nhận cho port nối tiếp P3.1 TXD Dữ liệu phát cho port nối tiếp P3.2 INTO Ngắt 0 bên ngoài

P3.3 INT1 Ngắt 1 bên ngoài

P3.4 TO Ngõ vào của Timer/Counter 0 P3.5 T1 Ngõ vào của Timer/Counter 1 P3.6 WR Xung ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài P3.7 RD Xung đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài

Bảng 2.1: Chức năng của các chân trên Port3

- PSEN (Program Store Enable): 8951 có 4 tín hiệu điều khiển PSEN là tín hiệu ra

trên chân 29 Nó là tín hiệu điều khiển để cho phép bộ nhớ chương trình mở rộng vàthường được nối đến chân OE (Output Enable) của một EPROM để cho phép đọc cácbyte mã lệnh

- PSEN sẽ ở mức thấp trong thời gian lấy lệnh Các mã nhị phân của chương trình

được đọc từ EPROM qua bus và được chốt vào thanh ghi lệnh của 8951 để giải mãlệnh Khi thi hành chương trình trong ROM nội PSEN sẽ ở mức thụ động (mức cao)

- ALE (Address Latch Enable):

Tín hiệu ra ALE trên chân 30 tương hợp với các thiết bị làm việc với các xử lý

8585, 8088, 8086, 8051 dùng ALE một cách tương tự cho làm việc giải các kênh cácbus địa chỉ và dữ liệu khi port0 đựoc dùng trong chế độ chuyển đổi của nó: vừa là bus

dữ liệu vừa là bus thấp của địa chỉ, ALE là tín hiệu để chốt địa chỉ vào một thanh ghi

bên ngoài trong nửa đầu của chu kỳ bộ nhớ Sau đó các đường port0 dùng để xuấthoặc nhập dữ liểutong nửa sau chu kỳ của bộ nhớ.

Các xung tín hiệu ALE có tốc độ bằng 1/6 lần tần số dao động trên chip và có thểđược dùng là nguồn xung nhịp cho các hệ thống Nếu xung trên 8051(8951) là 12MHz thì ALE có tần số 2MHz Chỉ ngoại trừ khi thi hành lệnh MOVX, một xungALE sẽ bị mất Chân này cũng được làm ngõ vào cho xung lập trình cho EPROMtrong 8051(8951)

- EA (External Access):

Tín hiệu vào EA trên chân 31 thường được mắc lên mức cao (+5V) hoặc mức thấp(GND) Nếu ở mức cao, 8051(8951) thi hành chương trình từ ROM nội trong khoảngđịa chỉ thấp (4K) Nếu ở mức thấp, chương trình được thi hành từ bộ nhớ mởrộng.Nếu EA được nối mức thấp bộ nhớ bên trong chương trình 8051(8951) sẽ bị cấm

và chương trình thi hành từ EPROM mở rộng Người ta còn dùng chân EA làm châncấp điện áp 21V khi lập trình cho EPROM trong 8051(8951)

- SRT (Reset):

Ngõ vào RST trên chân 9 là ngõ Reset của 8051(8951) Khi tín hiệu này được đưalên mức cao (trong ít nhất 2 chu kỳ máy), các thanh ghi trong 8951 đựoc tải những giátrị thích hợp để khởi động hệ thống

- Các ngõ vào bộ dao động trên chip:

8051(8951) có một bộ dao động trên chip Nó thường được nối với thạch anh giữahai chân 18 và 19 Các tụ giữa cũng cần thiết Tần số thạch anh thông thường là 12MHz

Khi cộng các số BCD, cờ nhớ phụ (AC) được set nếu kết quả của 4 bit thấp trongkhoảng 0AH đến 0FH Nếu các giá trị cộng được là số BCD, thì sau lệnh cộng cần có

DA A (hiệu chỉnh thập phân thanh ghi tích luỹ) để mang kết quả lớn hơn 9 trở về tâm

từ 0 ÷ 9

- Cờ 0:

Cờ 0 (F0) là một bit cờ đa dụng dành các ứng dụng của người dùng

- Các bit chọn bank thanh ghi:

Các bit chọn bank thanh ghi (RS0 và RS1) xác định bank thanh ghi được tích cực.Chúng được xoá sau khi reset hệ thống và được thay đổi bằng phần mềm nếu cần

- Cờ tràn:

Cờ tràn (OV) được set một lệnh cộng hoặc trừ nếu có một phép toán bị tràn Khicác số có dấu được cộng hoặc trừ với nhau, phần mềm có thể kiểm tra bit này để xácđịnh xem kết quả của nó có nằm trong tầm xác định không Khi các số không dấuđược cộng, bit OV có thể được bỏ qua Các kết quả lớn hơn +127 hoặc nhỏ hơn -128

Trên 8051/8951 ngăn xếp bị giới hạn bởi 32 byte vì địa chỉ cao nhất của RAM trênchip là 7FH

- Con trỏ dữ liệu:

Con trỏ dữ liệu (DPTR) được dùng để truy xuất bộ nhớ ngoài là một thanh ghi 16 bit

ở địa chỉ 82H (DPL: byte thấp) và 83H (DPH: byte cao)

- Các thanh ghi port xuất nhập:

Các port của 8951 bao gồm Port0 ở địa chỉ 80H, Port1 ở địa chỉ 90H, Port2 ở địachỉ A0H và Port3 ở địa chỉ B0H Tất cả các port đều được địa chỉ hoá từng bit Điều

đó cung cấp một khả năng giao tiếp thuận lợi

- Các thanh ghi Timer:

8951 chứa 2 bộ định thời đếm 16bit được dùng trong việc định thời hoặc đếm sự kiện.Timer 0 ở địa chỉ 8AH (TL0: byte thấp) và 8CH (TH0: byte cao) Timer 1 ở địa chỉ8BH (TL1: byte thấp) và 8DH (TH1: byte cao), việc vận hành timer được set bởithanh ghi Timer Mode (TMOD) ở địa chỉ 89H và thanh ghi điều khiển timer (TCON)

ở địa chỉ 88H CHỉ có TCON được địa chỉ hoá từng bit

- Các thanh ghi port nối tiếp:

8951 chứa một port nối tiếp trên chip dành cho việc trao đổi thông tin với các thiết

bị nối tiếp như máy tính, modem hoặc cho việc giao tiếp với các IC khác có giao tiếpnối tiếp (có bộ chuyển đổi A/D, các thanh ghi dịch…) Một thanh ghi gọi là bộ đệm

dữ liệu nối tiếp (SBUF) ở địa chỉ 99H sẽ giữ cả hai dữ liệu truyền và nhận Khi truyền

dữ liệu thì ghi lên SBUF, khi nhận dữ liệu thì đọc SBUF Các mode vận hành khácnhau được lập trình qua thanh ghi điều khiển port nối tiếp (SCON) (được địa chỉ hoátừng bit) ở địa chỉ 98H

- Các thanh ghi ngắt:

8951 có cấu trúc 5 nguồn ngắt, 2 mức ưu tiên Các ngắt bị cấm sau khi reset hệ

thống và sẽ được cho phép bằng việc ghi thanh ghi cho phép ngắt (IE) ở địa chỉ 8AH

Cả 2 thanh ghi được địa chỉ hoá từng bit

D Q74HC373G

 Bộ nhớ ngoài.

8951 có khả năng mở rộng bộ nhớ đến 64K bộ nhớ chương trình và 64K bộ nhớ dữliệu bên ngoài Do đó có thể dùng thêm ROM và RAM nếu cần

Khi dùng bộ nhớ ngoài, port0 không còn là một port I/O thuần tuý nữa Nó đượchợp kênh giữa bus địa chỉ (A0 – A7) và bus dữ liệu (D0 – D7) với tín hiệu ALE đểchốt byte thấp của địa chỉ khi bắt đầu mỗi chu kỳ bộ nhớ Port2 thông thường đượcdùng cho byte cao của bus địa chỉ

Trong nửa đầu mỗi chu kỳ bộ nhớ, byte thấp của địa chỉ được cấp trong port0 vàđược chốt bằng xung ALE Một IC chốt 74HC373 (hoặc tương đương) sẽ giữ byte địachỉ thấp trong phần còn lại của chu kỳ bộ nhớ Trong nửa sau của chu kỳ bộ nhớ port0được dùng như bus dữ liệu và được đọc hoặc ghi tuỳ theo lệnh

- Truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài:

Bộ nhớ chương trình ngoài là một IC ROM được phép bởi tín hiệu PSEn Hình sau

mô tả cách nối một EPROM vào 8951:

Hình 2.2.3: Giao tiếp giữa 8951 và EPROM.

Một chu kỳ máy của 8951 có 12 chu kỳ xung nhịp Nếu bộ dao động trên chip được

lái bởi một thạch anh 12MHz thì chu kỳ máy kéo dài 1μs Trong một chu kỳ máy sẽs Trong một chu kỳ máy sẽ

có hai xung ALE và 2 byte được đọc từ bộ nhớ chương trình

- Truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài

Hình 2.2.4 Truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài của 89C51

Bộ nhớ dữ liệu ngoài là một bộ nhớ RAM được cho phép ghi/đọc bằng các tín hiệu

WR và RD (các chân P3.6 và P3.7 thay đổi chức năng), chỉ có một cách truy xuất bộnhớ dữ liệu ngoài là với lệnh MOVX dùng con trỏ dữ liệu (DPTR) 16 bit hoặc R0 vàR1 xem như thanh ghi địa chỉ

Kết nối bus địa chỉ và bus dữ liệu giữa RAM và 8951 cũng giống EPROM và do

đó cũng có thể lên đến 64byte bộ nhớ RAM Ngoài ra, chân RD của 8051/8951 đựoc