Đề thi, bài tập môn vi điều khiển
Câu 1: Vẽ sơ đồ tổng quát hệ vi xử lý, nêu chức CPU trình thực chức Chức CPU: Trong hệ vi xử lý CPU thành phần quan trọng nhất, quản lý tất hoạt động hệ vi xử lý thực thao tác liệu Hầu hết CPU bao gồm tập mạch logic thực liên tục thao tác: tìm nạp lệnh thực thi lệnh CPU có khả hiểu thực thi lệnh dựa tập mã nhị phân, mã thực thao tác Quá trình thực chức năng: - Nạp lệnh: Nội dung PC gửi lên kênh địa Tín hiệu điều khiển READ xác lập Dữ liệu đọc từ RAM gửi kênh liệu Nội dung PC tăng lên để chuẩn bị tìm nạp lệnh từ nhớ - thực thi lệnh: giai đoạn thực thi lệnh bao gồm việc giải mã mã lệnh tạo tín hiệu để diều khiển việc xuất nhập ghi nội với ALU, đồng thời thông báo để ALU thực thao tác xác định Câu2: Vẽ sơ đồ chân vi điều khiển AT89C51 nêu chức chân Chức chân tín hiệu P0.0 đến P0.7 chân cổng (tương tự chân lại) RXD: Nhận tín hiệu kiểu nối tiếp TXD: Truyền tín hiệu kiển nối tiếp /INT0: Ngắt ngồi /INT1 Ngắt T0 Chân vào timer/Counter T1: Chân vào timer/Counter Wr: Ghi liệu vào nhớ RD: đọc liệu nhớ RST: Chân vào RESET, tích cực mức logic cao khoảng chu kỳ máy XTAL1 Chân vào mạch khuếch đại dao động XTAL2 Chân từ mạch khuyeeechs đại dao động /PSEN Chân cho phép đọc nhớ từ chương trình ngồi ALE: Chân tín hiệu cho phép chốt địa để truy cập nhớ /EA: cho phép truy cập nhớ chương trình ngồi EA=0 Khi EA=1 làm việc với chương trình nội Câu 3: Vi điều khiển AT89C51 có cổng vào ra? Nêu đặc điểm cổng Cổng P2 có khác so với cổng lại Bài làm Vi điều khiển AT89C51 có cổng vào ra: P0,P1,P2,P3 Cổng P0: Cổng P0 chiếm tất chân (từ chân 32 đến 39) Nó dùng cổng đầu ra, để sử dụng chân cổng P0 vừa làm đầu ra, vừa làm đầu vào chân phải nối tới điện trở kéo bên 10kW Điều thực tế cổngP0 máng mở khác với cổng P1, P2 P3 Trong hệ thống sử dụng 89C51 ta thường nối cổngP0 tới điện trở kéo cách ta sử dụng cổng P0 cho trường hợp đầu đầu vào Với điện trở kéo nối, Reset cổng P0 cấu cổng đầu Cổng P0 đầu vào: Với điện trở nối tới cổng P0 nhằm để tạo thành cổng đầu vào phải lập trình cách ghi tới tất bit P0 Cổng P1: Cổng P1 chiếm tất chân (từ chân đến chân 8) sử dụng đầu vào đầu So với cổng P0 cổng khơng cần đến điện trở kéo có điện trở kéo bên Trong trình Reset cổng P1 cấu cổng đầu Cổng P1 đầu vào: Tương tự P0, để biến cổng P1 thành đầu vào phải lập trình cách ghi đến tất bit Cổng P2: Cổng P2 chiếm chân (các chân từ 21 đến 28) Nó sử dụng đầu vào đầu ra, giống cổng P1, cổng P2 khơng cần điện trở kéo có điện trở kéo bên Khi Reset, cổng P2 cấu cổng đầu Cổng P2 đầu vào: Để tạo cổng P2 đầu vào phải lập trình cách ghi số tới tất chân Cổng P3: Cổng P3 chiếm tổng cộng chân từ chân 10 đến chân 17 Nó sử dụng đầu vào đầu Cống P3 không cần điện trở kéo P1 P2 Mặc dù cổng P3 cấu cống đầu Reset, cách sử dụng phổ biến Câu 4:Vi điều khiển AT89C51 có ghi đặc biệt nào? Nêu đặc điểm ghi đặc biệt Bài làm SFR đảm nhiệm chức khác onchip Chúng nằm Ram bên On-chip, chiếm vùng không gian nhớ 128 Byte định dịa từ 80h đến FFh - Thanh ghi ACC: Là ghi có độ dài 8bit gọ ghi tích lũy Dùng để lưu trữ toán hạng kết phép tính - Thanh ghi B: Thanh ghi dùng thực phép toán nhân chia Đối với lệnh khác xem ghi đệm tạm thời Thanh ghi B dài bít Nó thuwowngd dùng chung với ghi A phép toán nhân chia - Thanh ghi SP: Là ghi tror ngăn xếp dài bit SP chứa liệu đỉnh ngăn xếp Giá trị tự động tăng lên thực lệnh PUSH trước liệu lưu trữ ngăn xếp tự động giảm thực lệnh POP Con trỏ ngăn xếp mặc định khởi đầu từ giá trị 07H - Thanh ghi DPTR: Là ghi trỏ liệu 16 bits bao gồm ghi byte cao (DPH-8bits) ghi byte thấp (DPL-8bits); DPTR dùng ghi 16 bits hay ghi độc lập bits Nó dùng để truy cập RAM - Các cổng P0…P3: Là chốt cổng 0,1,2,3 tương ứng Mỗi chốt gồm 8bits Khi ghi mức logic vào bits chốt chân tương ứng cổng mức logic cao ngược lại - Thanh ghi SBUF: đệm liệu nối tiếp gồm ghi riêng biệt ghi đệm phát cà ghi đệm thu Khi liệu chuyển tới SBUF vào đệm phát giữ để chế biến thành dạng truyền tin nối tiếp Khi liệu truyền di từ SBUF nõ từ đệm thu - Thanh ghi timer: Các đôi ghi (TH0,TL0), (TH1,TL1) ghi đếm 16 bits tương ứng timer/ Counter - Thanh ghi điều khiểm: Các ghi chức đặc biệt IP, IE, TMOD, TCON, SCON PCON bao gồm bits trangjt hái điều khiển hệ thống ngắt timer/Counter cổng nối tiếp - Thanh ghi PSW: Là ghi có độ dài bits gọi ghi trang thái chương trình Mỗi bits đảm nhiệm chức cụ thể CY: Cờ nhớ, Trong phép tốn số học có nhớ từ phép cộng bít có số mượn mang đến bits CY đặt AC: Cờ nhớ phụ Khi cộng giá trị BCD có số tạo từ bits chuyển sang bit AC dặt F0: Cờ 0: (Có hiệu lực với mục đích sử dụng chung người dùng) RS1: Bít điều khiển chọn băng ghi RS0: Bít điều khiển chọn băng ghi OV: Cờ tràn: Khi thực phép toán cộng hay trừ mà xuất tràn số học OV đặt băng P: Cờ chẵn lẻ: tự động đặt/ Xóa phần cứng chu trình lệnh đẻ số chẵn lẻ hay ccuar bít ghi tích lũy - Thanh ghi PCON: ghi điều khiển nguồn SMOD: bít tạo tốc độ Baud gấp đơi Nếu timer sử dụng đểtạo tốc độ Baud Smod=1 tốc độ Baud tăng lên gấp đơi cổng truyền tin nối tiếp dùng kiểu 1,2 -: Không sử dụng, bit dùng VXL tương lai Người sử dụng dịnh nghĩa cho bit GF0,GF1: cờ dùng cho mục đích chung PD: bit nguồn giảm Đặt bit mức tích cực để vận hành chế độ nguồn giảm, khỏi chế độ Reset IDL: bit chọn chế độ nghỉ Đặt bit mức tích cực để vận hành kiểu Idle - Thanh ghi IE: ghi cho phép ngắt 10 EA: Nếu EA=0 không cho phép ngắt hoạt động Nếu EA=1 nguồn ngắt riêng biệt được phép không phép hoạt động -: không dùng, người sử dụng không nên định nghĩa cho bit ET2: bit cho phép không cho phép ngắt timer ES: bit cho phép không cho phép ngắt cổng nối tiếp ET1: bit cho phép không cho phép ngắt tràn timer1 EX1: bit cho phép không cho phép ngắt ngồi ET0: bit cho phép khơng cho phép ngắt tràn timer EX0: bit cho phép khơng cho phép ngắt ngồi - Thanh ghi IP: ghi ưu tiên ngắt -: không dùng, người sử dụng không nên ghi vào bit PT2: xác định mức ưu tiên ngắt timer2 PS:định nghĩa mức ưu tiên ngắt cổng nối tiếp PT1: định nghĩa mức ưu tiên ngắt timer PX1: định nghĩa mức ưu tiên ngắt PT0: định nghĩa mức ưu tiên ngắt timer PX0: định nghĩa mức ưu tiên ngắt timer 11 - Thanh ghi TCON: Thanh ghi điều khiển Timer/Counter TF1: Cờ tràn Timer1: đặt phần cứng timer tràn Được xóa bở phần cứng vi xử lý hướng tới chương trình phục vụ cho ngắt TR1: Bít diều khiển timer hoạt động đặt/ Xóa phần mềm để điều khiển timer1 TF0: Cờ tràn Timer0: đặt bời phần cứng timer tràn xóa phần cứng vi xử lý hướng tới chương trình phục vụ ngắt TR0: bít điều khiển bọt imer hoạt động đặt/ xóa bở phần mềm để điều khiển timer IE1: Cờ ngắt 1: đặt phần cứng sường xuống ngắt ngồi phát xóa phần cứng ngắt xử lý IT1: bít điều khiển ngắt để tạo ngắt Được đắt./ xóa bở phần mềm IE0: Cờ ngắt ngồi 0: đặt phần cứng sường xuống ngắt phát xóa phần cứng ngắt xử lý IT0: bít điều khiển ngắt để tạo ngắt ngồi Được đắt./ xóa bở phần mềm - Thanh ghi TMOD: Thanh ghi điều khiển kiểu timer/ Counter 12 GATE: TRx thiết lập GATE=1 timer/counter x hoạt động chân INTx mực vao Khi GATE=0 Timer/Counter x hoạt đọng TRx =1 C/(/T) bít cho phép chọn chức timer hay counter Bít xóa để thực chức timer Được đặt để thực chức Counter M0,M1 bít chọn Mode để xác định trang thái kiểu timer/Counter M1=0,M0=0: chọn kiểu timer 13 bit.(THx-8bits,TLx5bits) M1=0,M0=1: chọn kiểu timer 16 bit.(THx TLx dài 16 bít) M1=1,M0=0: bits Auto reload Các ghi tự động nạp lại bị tràn M1=1,M0=1: kiểu phân chia timer TL) timer/Counter bits điểu khiển timer0 Còn TH) timer bit diều khiển timer - Thanh ghi SCON: Là ghi trạng thái điều khiển cổng nối tiếp Nó khơng chứa bit chọn chế độ mà chứa 13 bit liệu thứ dành cho việc truyền nhận tín chứa bit ngắt cổng nối tiếp SM0,SM1: cho phép chọn chế độ cho cổng truyền nối tiếp SM2: Cho phép truyền in đa xử lý thể Mode REN: cho phép nhận nối tiếp đặt xóa phần mềm phép khơng cho phép nhận TB8: bits liệu thứ mà truyền mode đặt/ xóa phần mềm RB8 bit liệu thứ nhận mode Ở mode RB8 khơng sử dụng TI: Cờ ngắt truyền: đặt phần cứng cuối thời điểm bit thứ mode0 bắt kỳ trình truyền nối tiếp phải xóa phần mềm RI: cờ ngắt nhận Được đặt phần cứng cuối thời điểm bit thứ mode Hoặc thời điểm bit dừng mode khác 14 Câu 5: Bộ Timer/Counter VĐK AT89C51 có mấy chế đợ hoạt đợng? Kể tên chế đợ chế hoạt đợng chế độ Bài làm Bộ Timer/Counter VĐK AT89C51 có chế độ hoạt động Chế độ 0: Carhai ghi hoạt động giống sử dụng đếm 13 bit bao gồm bit ghi TH bit ghi TL Chế độ 1:hoạt động chế độ nưng 16 bít Chế độ 2: hoạt động vai trò đếm tự động nạp lại Chế độ 3: TL0 TH0 đếm timer sử dụng timer TL) điều khiển bở GATE TH) ánh xạ sang Cơ chế hoạt động chế độ 0: 15 Cả Timer0 chế độ có cấu ghi 13bit bao gồm bit ghi THx bit thấp TLx bit cao TLx làm ngơ Khi ghi xóa cờ ngắt thời gian TFx thiết lập Bộ timer/counter hoạt động bit điều khiển TRx thiết lập (TRx=1) gate trog TMOD /INTx=1 Nếu đặt GATE =1 cho phép điều khiển Timer/Counter đường vào /INTx, để dễ dàng xác định độ rộng xung Khi hoạt động chức thời gian xung nhịp dao động nội qua chia tần cho tần số f đưa vào để đém ghi Timer/Counter Khi hoạt động chức đếm bit C/(/T)=1 lúc xung nhịp đưa vào đếm 16 Câu 6:Trong VĐK AT89C51 có loại ngắt? Hãy kể tên loại ngắt Theo bạn Reset có được coi ngắt VĐK không? Bài làm Trong VĐK AT89C51 có loại ngắt: ngắt ngồi ( INT0 /INT1), ngắt khối thời gian ( Timer 0,1) ngắt cổng truyền tin nối tiếp Câu 7: Sơ đồ khối vi điều khiển 89C51 17 Bộ VĐK AT89C51 hoạt động tần số 12 MHz, với nhớ ROM 4kbyte, nhớ RAM 128 byte cư bên mở rộng nhớ ngồi Bộ VĐK có cổng bít (P0…P3) vào chiều để giao tiếp với thiết bị ngoại vi Ngồi có định thời 16 bít (timer0 timer 1) Mạch giao tiếp nối tiếp Bộ sử lý bít Hệ thống điều khiển xứ lý ngắt Các kênh điều khiển/dữ liệu/địa CPU Các ghi chức đặc biệt (SFR) 18 Câu 8: A Cấu tạo vi xử lý: - Các ghi nội( registers): có nhiệm vụ lưu trữ tạm thời thong tin, liệu - Đơn vị số học logic( Arithmetic Logic Unit – ALU): thực thao tác thông tin hay liệu lưu trữ tạm thời ghi nội - Đơn vị điều khiển( Control Unit –Cu): Có nhiệm vụ giải mã lệnh điều khiển việc thực thao tác, đồng thời thiết lập hoạt động cần thiết để thực thao tác - Thanh ghi lệnh( Instruction Register – IR) Lưu trữ mã nhị phân lệnh để thực thi 19 - Bộ đếm chương trình( Program Counter –PC): Lưu trữ địa lệnh nhớ cần thực thi B Bộ nhớ vi xử lý 1.Bộ nhớ đọc( read only memory –Rom) 1.1.1 Rom ROM dung để lưu chữ chương trình điều hành( Monitor) VXL Chương trình quy định hoạt động hệ VXL VXL thực cách trung thực thuật toán mà người thiết kế phần mềm xây dựng cài đặt vào ROM hệ Rom lý theo phương thức ma trận điểm có nhiều chủng loại khác nhau: ROM, PROM, EPROM, EEPROM 1.1.1 PROM Nội dung Prom nhà sản xuất người thiết kế hệ VXL nạp vào lần, sau nạp xong nội dung thay đổi 1.1.2 EPROM Nội dung EPROM nhà sản xuất hay người thiết kế hệ VXL nạp vào nạp/ xóa nhiều lần 1.1.3 EEPROM có khả lập trình xóa được điện 2.Bợ nhớ truy cập ngẫu nhiên( Random Acess Memory – RAM) Ram nhớ ghi đọc được, thơng tin Ram bị mất nguồn cung cấp Có hai loại Ram: 20 Ram tĩnh: lưu trữ thơng tin lâu tùy ý cung cấp điện – tất loại phần tử nhớ trigơ thuộc loại Ram động: lưu thông tin khoảng thời gian định 21 22 Câu 10: khác vi xử lý vi điều khiển 23 24 Contents Câu 1: Vẽ sơ đồ tổng quát hệ vi xử lý, nêu chức CPU q trình thực chức Câu2: Vẽ sơ đồ chân vi điều khiển AT89C51 nêu chức chân Câu 3: Vi điều khiển AT89C51 có cổng vào ra? Nêu đặc điểm cổng Cổng P2 có khác so với cổng lại .5 Câu 4:Vi điều khiển AT89C51 có ghi đặc biệt nào? Nêu đặc điểm ghi đặc biệt .7 Câu 5: Bộ Timer/Counter VĐK AT89C51 có chế độ hoạt động? Kể tên chế độ chế hoạt động chế độ .14 Câu 6:Trong VĐK AT89C51 có loại ngắt? Hãy kể tên loại ngắt Theo bạn Reset có coi ngắt VĐK không? .16 Câu 8: 18 A Cấu tạo vi xử lý: 18 B Bộ nhớ vi xử lý 19 Câu 10: khác vi xử lý vi điều khiển 22 25 ... kênh địa Tín hiệu điều khiển READ xác lập Dữ liệu đọc từ RAM gửi kênh liệu Nội dung PC tăng lên để chuẩn bị tìm nạp lệnh từ nhớ - thực thi lệnh: giai đoạn thực thi lệnh bao gồm vi c giải mã mã... trình ngồi EA=0 Khi EA=1 làm vi c với chương trình nội Câu 3: Vi điều khiển AT89C51 có cổng vào ra? Nêu đặc điểm cổng Cổng P2 có khác so với cổng lại Bài làm Vi điều khiển AT89C51 có cổng vào ra:... liệu lưu trữ tạm thời ghi nội - Đơn vị điều khiển( Control Unit –Cu): Có nhiệm vụ giải mã lệnh điều khiển vi c thực thao tác, đồng thời thi t lập hoạt động cần thi t để thực thao tác - Thanh ghi