Đang tải... (xem toàn văn)
I - Mục tiêu sản phẩm: Mô phỏng đồng hồ số, sử dụng led 7 đoạn để hiển thị (vi điều khiển 8051). II - Nội dung báo cáo: 1.Sơ lược về vi xử lý 8051: 2. Nguyên lý hoạt động của mạch: 2.1 Cơ sở lý thuyết: -Sử dụng phần mềm Protues để mô phỏng mạch động hồ số bằng led 7 đoạn -Sử dụng Keil C để lập trình cho đồng hồ hiển thị -Giới hạn của đề tài trong phạm vi hiển thị giờ phút giây. Không có hiển thị ngày, tháng, năm. 2.2 Hoạt động phần cứng: Quá trình mô phỏng được đồng hồ số bằng led 7 đoạn được chia thành 2 giai đoạn chính. Giai đoạn 1: Thực hiện mô phỏng mạch đồng hồ số bằng Protues. Giai đoạn 2: Viết code để chạy chương trình hiển thị đồng hồ số và điều khiển cho đồng hồ chạy.
Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - - BÁO CÁO SẢN PHẨM KỸ THUẬT VI XỬ LÝ Mô đồng hồ số, sử dụng led đoạn để hiển thị Danh sách thành viên: Hà Ngọc Tú MSV: B16DCCN376 Phan Trung Hiếu MSV: B16DCAT058 Trần Văn Đức Nhóm mơn học: 01 Nhóm tập: 13 MSV: B16DCAT03 Tổ: 18 Lời nói đầu Cùng với phát triển cơng nghệ đại thiết thực để phục vụ cho đời sống người chun nghành cơng nghệ kỹ thuật có khơng thành tích đem lại phục vụ người nhằm nâng cao sống Thời gian mốc đánh dấu lịch sử quan trọng lồi người Khi chưa có cơng nghệ đại ngày người cổ hi lap phát minh lịch vạn niện dựa tính tốn thiên văn học Nhưng tới ngày công nghệ điện tử phát triển, đồng hồ số thay cho lịch vạn niện nhiều ưu điểm Sử dụng đồng hồ điện tử điều chỉnh thời gian tùy theo ý muốn người, tiện lợi mang theo Sau thời gian học tập trường, học tập môn vi kỹ thuật vi xử lý với giúp đỡ thầy giáo Nguyễn Quý Sỹ Chúng em cố gắng áp dụng nắm qua mơn học vào thực hành mô mạch đồng hồ số hiển thị dùng LED đoạn Trong đồ án nhóm em xin trình bày thiết kế đồng hồ điện tử dùng họ vi điều khiển 8051 I - Mục tiêu sản phẩm: Mô đồng hồ số, sử dụng led đoạn để hiển thị (vi điều khiển 8051) II - Nội dung báo cáo: • Sơ lược vi xử lý 8051: Sơ đồ khối vi điều khiển 8051: - Điều khiển trung tâm - Bộ nhớ chương trình ROM bao gồm 4Kbyte - Bộ nhớ liệu RAM bao gồm 128 byte - Bốn cổng xuất nhập - Hai định thời/ đếm 16bit thực chức định thời đếm kiện - Bộ giao diện nối tiếp (Cổng nối tiếp) - Khối điều khiển ngắt với hai nguồn ngắt External Interrupts Interrupt Control 128 byte 4Kbyte ROM Timer RAM Timer CPU Serial port OSC Bus Control IO Ports TXD P0 P P2 P3 RX D • Tổ chức nhớ 8051: Trên vi điều khiển 8051 có nhớ chương trình (ROM) nhớ liệu (RAM) Khi thiết kế ứng dụng đòi hỏi nhớ lớn, người ta dùng nhớ ngồi Bộ nhớ chương trình (ROM): dùng để đọc, nơi lưu trữ chương trình vi điều khiển Bộ nhớ chương trình họ 8051 thuộc loại sau: ROM, EPROM, FLASH nhớ chương trình chip Đối với vi điều khiển khơng tích hợp sẵn nhớ chương trình chip, buộc phải thiết kế nhớ chương trình bên với dung lượng tối đa 64Kbyte Bộ nhớ liệu (RAM): Họ vi điều khiển 8051 có nhớ liệu tích hợp chip nhỏ 128byte mở rộng với nhớ liệu ngồi lên tới 64kByte • Các ghi chức đặc biệt (SFR) Thanh ghi 8051 dùng để lưu trữ tạm thời liệu địa Các ghi chủ yếu có kích thước bit Dưới số ghi 8051 - Thanh ghi A (Thanh ghi tích lũy): ghi đặc biệt 8051 dùng để thực phép toán CPU, thường ký hiệu A(Accumulator) - Thanh ghi phụ B: ghi tính tốn phụ vi điều khiển 8051, địa F0H dùng chung với ghi A phép nhân, chia Thanh ghi B sử dụng ghi trung gian - Thanh ghi cổng P0 – P3: Các port xuất/nhập 8051 bao gồm Port địa 80H, Port địa 90H, Port địa A0H Port địa B0H Tất port truy suất theo bit theo byte - Thanh ghi trạng thái chương trình (địa D0H): ghi mơ tả tồn trạng thái chương trình hoạt động hệ thống Chức bit trạng thái chương trình: + Cờ nhớ CY- địa D7H: dùng phép tốn số học logic, CY=1 phép cộng có Bit nhớ từ Bit (bị tràn) phép trừ có Bit mượn cho Bit + Cờ nhớ phụ AC- địa D6H: cộng giá trị BCD, AC=1 có bit nhớ từ bit sang bit kết 4bit thấp nằm khoảng 0AH -> 0FH + Cờ không- địa D5H: cờ bit cờ đa dụng dùng cho ứng dụng người dùng + Bit chọn băng ghi RS1 RS0 - địa D4h & D3h: hai bit dùng để chọn băng ghi R0, R1, R2 hay R3 Chúng xóa chip bị reset thiết lập mức hay phần mềm + Cờ tràn OV- địa D2H: OV=1 sau hoạt động cộng trừ có tràn tốn học Khi số có dấu cộng trừ với nhau, ta dùng cờ để kiểm tra xem kết có nằm giới hạn xác định không (-127, +128) -Khi cộng trừ số khơng dấu cờ bỏ qua + Cờ chẵn lẻ P- địa D0H: phản ánh số bit ghi A chẵn hay lẻ Nếu ghi A chứa số chẵn bit P=0 chứa số lẻ bit P=1 - Con trỏ ngăn xếp SP (Stack Point): Ngăn xếp nhớ RAM sử dụng để lưu thông tin tạm thời Thơng tin liệu địa CPU cần ghi số ghi bị hạn chế Như vậy, để truy cập vào vùng nhớ ngăn xếp cần phải có ghi CPU trỏ đến Thanh ghi SP dùng để trỏ đến ngăn xếp, nên gọi ghi trỏ ngăn xếp Thanh ghi có độ rộng bit, tức trỏ địa từ 00h đến FFh - Con trỏ liệu: Con trỏ liệu dùng để truy xuất nhớ chương trình nhớ liệu Con trỏ liệu ghi 16bit địa 82H (DPL - byte thấp) 83H (DPH - byte cao) - Thanh ghi đệm truyền thông nối tiếp SBUF (Serial Data Buffer): Bộ đệm truyền thông chia thành hai đệm, đệm truyền liệu đệm nhận liệu Khi liệu chuyển vào ghi SBUF, liệu chuyển vào đệm truyền liệu lưu giữ q trình truyền liệu qua truyền thông nối tiếp kết thúc Khi thực việc chuyển liệu từ SBUF ngoài, liệu lấy từ đệm nhận liệu truyền thông nối tiếp Thanh ghi định thời/bộ đếm: 8051 có đếm/định thời (counter/timer) 16bit để định khoảng thời gian để đếm kiện Các cặp ghi (TH0, TL0) (TH1, TL1) ghi đếm thời gian Bộ định thời có địa 8AH (TL0, byte thấp) 8CH (TH0, byte cao) Bộ định thời có địa 8BH (TL1, byte thấp) 8DH (TH1, byte cao) Hoạt động định thời thiết lập ghi chế độ định thời TMOD (Timer Mode Register) địa 88H Chỉ có TCON định địa bit Thanh ghi ngắt (Interrupt register): Ngắt (Interrupt) - tên nó, số kiện khẩn cấp bên bên vi điều khiển xảy ra, buộc vi điều khiển tạm dừng thực chương trình tại, phục vụ nhiệm vụ mà ngắt yêu cầu – nhiệm vụ gọi trình phục vụ ngắt (ISR: Interrupt Service Routine) Để thiết lập ngắt, ta thiết lập giá trị ghi cho phép ngắt IE địa A8H, thứ tự ưu tiên ngắt đặt cách set bit ghi ưu tiên ngắt IP địa B8h Cả hai ghi định địa theo bit • Hệ thống ngắt 8051: -) Thực tế 8051 có ngắt giành cho người dùng nhà sản xuất nói có ngắt họ tính lệnh RESET Sáu ngắt phân bố sau: + Reset: chân RESET kích hoạt từ 8051, đếm chương trình nhảy 0000H địa bật lại nguồn + Hai ngắt giành cho Timer: cho Timer0 cho Timer1 Địa tương ứng ngắt 000BH 001BH + Hai ngắt giành cho ngắt phần cứng bên ngoài: Chân 12 (P3.2) chân 13(P3.3) cổng P3 ngắt phần cứng bên INT0 INT1 tương ứng Địa tương ứng ngắt 0003H 0013H Truyền thông nối tiếp(Cổng nối tiếp – Serial port): Có ngắt chung cho nhận truyền liệu nối tiếp Địa ngắt bảng vector ngắt 0023H -) Vi điều khiển 8051 có số lượng nguồn ngắt Mỗi ngắt có vector ngắt riêng, địa cố định nằm nhớ chương trình Khi có ngắt xảy ra, CPU tự động nhảy đến thực lệnh nằm địa -) Các mức ưu tiên ngắt 8051: Nhìn vào bảng ta thấy ngắt INT0 ngắt có mức ưu tiên cao ngắt timer2 ngắt có mức ưu tiên thấp số ngắt Như ngắt ngắt timer0 xảy lúc, ngắt CPU xử lý trước, sau xử lý ngắt timer0 2 Nguyên lý hoạt động mạch: 2.1 - 2.2 Cơ sở lý thuyết: Sử dụng phần mềm Protues để mô mạch động hồ số led đoạn Sử dụng Keil C để lập trình cho đồng hồ hiển thị Giới hạn đề tài phạm vi hiển thị phút giây Khơng có hiển thị ngày, tháng, năm Hoạt động phần cứng: Q trình mơ đồng hồ số led đoạn chia thành giai đoạn Giai đoạn 1: Thực mơ mạch đồng hồ số Protues Giai đoạn 2: Viết code để chạy chương trình hiển thị đồng hồ số điều khiển cho đồng hồ chạy Giai đoạn 1: Mô mạch: Sử dụng vi điều khiển 8051 điều khiển led đoạn cột (2 cột đầu hiển thị giờ, cột thứ hiển thị dấu - ngăn cách phút, cột thứ dùng để hiển thị phút, cột thứ hiển thị dấu – ngăn cách phút giây, cột cuối hiển thị giây) Lưu đồ thuật tốn trình bày tóm tắt đây: Start Vòng lặp vơ hạn để đồng hồ không dừng lại Giờ