Thiết kế mạch thí nghiệm vi xử lý tích hợp 89c51 và PIC 16f877a phần vi điều khiển 89c51

KHĨA LU኎N TአT NGHIኛP ĈҤI HӐ&Ĉ¬1 ҸNG 75Ѭ Ӡ1*Ĉ ҤI HӐ&6Ѭ3+ ҤM KHOA VҰT LÝ KHÏA LUҰN TӔT NGHIӊ3Ĉ ҤI HӐC NG¬NH CӰ NHÂN VҰT LÝ Ĉ͉tài: THIӂT KӂMҤCH THÍ NGHIӊM VI XӰ LÝ TÍCH HӦP 89C51 VÀ PIC16F877A- PHҪ19,Ĉ, ӄU KHIӆN 89C51 1Jѭ ӡLKѭ ӟng dү n: Phҥm Xuân Trung 1Jѭ ӡi thӵc hiӋ n: HӗHuyӅ n LӋQuyên Ĉj1 ̽ng, thi ng 5/2013 i KHÓA LU኎N TአT NGHIኛP /Ӡ,&Ҧ0Ѫ1 EP[LQFKkQWKjQKFiPѫQ.KRD9 ұ W/êWUѭ ӡQJĈ ҥ i HӑF6ѭ3K ҥ m ±Ĉҥ i Hӑ FĈj Nҹ QJÿmW ҥ RÿL Ӆ u kiӋ n cho chúng em thӵc hiӋ Qÿ Ӆtài luұ QYăQW ӕt nghiӋ p Em xin chân thành cҧ PѫQ7K ҫ y Phҥ m Xuân Trung ÿmW ұ QWuQKKѭ ӟng dү n, chӍbҧ o chúng em, cҧ PѫQJLDÿuQK bҥ QEqYjFiFDQKÿmJL~Sÿ ӥnhiӋ t tình suӕt thӡi gian thӵc hiӋ Qÿ Ӆtài Em xin chân thành cҧ PѫQTXê7K ҫ \&{WURQJNKRDÿmW ұ n tình giҧ ng dҥ y, trang bӏ cho em nhӳng kiӃ n thӭc quý báu nhӳQJQăPK ӑc vӯa qua Xin chân thành cҧ P ѫQ FiF ӏvà bҥ DQK Q Eq ӫ FK ng ÿm hӝ JL~S ӥYj ӝngÿviên suӕ t thӡi gian hӑc tұ p nghiên cӭu Mһ c dù HPÿmF ӕgҳ ng hoàn thành luұ QYăQWURQJSK ҥ m vi khҧQăQJFKRSK QKѭQJFK ҳ c chҳ n sӁkhơng tránh khӓi nhӳng thiӃ u sót Rҩ t mӑ ng nhұ Qÿѭ ӧc sӵcҧ m thông tұ n tình chӍbҧ o cӫa q Thҫ y Cơ bҥ n Sinh viên thӵc hiӋ n HӗHuyӅ n LӋQuyên ii KHÓA LU኎N TአT NGHIኛP LӠ,&$0Ĉ2$1 7{L[LQFDPÿRDQU ҵ ng, sӕliӋ u kӃ t quҧtrong luұ QYăQQj\OjWUXQJ ӵFYjFKѭD ÿѭ ӧc sӱdө ng Nhӳng nӝ i dung luұ Q YăQ Qj\ ӵc Oj hiӋ QGR ӟ Gѭ i sӵ W{L Kѭ ӟng dү n trӵc tiӃ p cӫa thҫ y Phҥ m Xuân Trung 7{L[LQFDPÿRDQU ҵ ng, mӑ i sӵJL~Sÿ ӥtrong viӋ c thӵc hiӋ n luұ QYăQQj\ÿm ӧc cҧ PѫQYjFiFWK{QJWLQWUtFKG ү n luұ QYăQÿ Ӆ Xÿmÿѭ ӧc chӍrõ nguӗn gӕ c Ĉj1 ҹ QJQJj\WKiQ Sinh viên thӵc hiӋ n HӗHuyӅ n LӋQuyên iii KHÓA LU኎N TአT NGHIኛP MӨC LӨC LӠI CҦ0Ѫ1 ««««««««««««««««««««««««««« i LӠ,&$0Ĉ2$1 «««««««««««««««««««««««««« ii MӨC LӨ&««««««««««««««««««««««««««««« iii DANH SÁCH HÌNH«««««««««««««««««««««««««vi DANH SÁCH BҦNG BIӆU««««««««««««««««««««« viii TӮVIӂT TҲT««««««««««««««««««««««««««« ix LӠ,1Ï,Ĉ ҪU««««««««««««««««««««««««««««x &+ѬѪ1* :TӘ1*48$19,Ĉ, ӄU KHIӆN 89C51«««««««««« 1.1Cҩ u trúc phҫ n cӭng 89C51 1.1.1 ĈѫQY ӏxӱlý trung tâm .2 1.1.2 ChӭFQăQJFKkQ& 1.1.3 Cҩ u trúc PORT xuҩ t nhұ p 1.1.4 Tәchӭc bӝnhӟ 1.1.5 Các ghi chӭFQăQJÿ һ c biӋ t( SFR) 10 1.2Hoҥ Wÿ ӝng RESET 14 1.3Tóm tҳ t lӋ nh 16 1.3.1 Các toán hҥ ng sӱdө ng lӋ nh 16 1.3.2 Các nhóm lӋ nh 16 &+ѬѪ1* :TӘNG QUAN VI XӰLÝ PIC16F877A««««««««««««.18 2.1Giӟi thiӋ XYLÿL Ӆ u khiӇ n PIC 18 2.1.1 KiӃ n trúc cӫa PIC .18 2.1.2 RICS CISC 19 2.1.3 PIPELINING 20 iv KHÓA LU኎N TአT NGHIኛP 2.2Mӝ t vài thông sӕvӅYLÿL Ӆ u khiӇ n PIC 16F877A 21 2.2.1 Tәchӭc bӝnhӟ 22 2.2.2 Thanh ghi cӫD3,&««« ««««««««««««««««««««.25 2.3STACK .28 2.4Các cә ng xuҩ t nhұ p cӫ a PIC16F877A 28 2.4.1 PORTA 29 2.4.2 PORTB .30 2.4.3 PORTC .30 2.4.4 PORTD 31 2.4.5 PORTE .32 2.5Tұ p lӋ nh cӫa PIC16F877A .32 2.5.1 Nhóm lӋ nh di chuyӇ n .32 2.5.2 Nhóm lӋ nh sӕhӑ c 32 2.5.3 Nhóm lӋ nh logic .33 2.5.4 Nhóm lӋ nh rӁnhánh 33 2.5.5 Nhóm lӋ QKÿL Ӆ u khiӇ n bit 33 2.5.6 Nhóm lӋ QKÿ һ c biӋ t 33 &+ѬѪ1*7+, ӂT KӂMҤCH THÍ NGHIӊM««««««««««««««34 3.1ThiӃ t kӃcác board mҥ ch thí nghiӋ m 34 /('ÿѫQ 41 /('ÿR ҥ n 42 /&'ÿѫQV ҳ c 16x2 45 /&'ÿѫQV ҳ c 16x2 45 3.4.1 Giӟi thiӋ u Text LCD 45 3.46ѫÿ ӗchân 46 v KHÓA LU኎N TአT NGHIኛP 3.4&iFFKkQÿL Ӆ u khiӇ n LCD 46 3.4.4 Tұ p lӋ nh LCD 48 3.4.5 Giao tiӃ p bit 48 3.49LÿL Ӆ u khiӇ n Text LCD 49 3.5 Bàn phím ma trұ n 50 3.6 Ma trұ n LED 8x8 51 3.6.1 IC 74595 51 3.6.2 ULN 2803 52 3.6.3 Ma trұ n LED 8x8 53 3.7 Cәng COM IC MAX 232 54 3.7.1 Cәng COM 54 3.7.2 IC MAX 232 56 &+ѬѪ1*7+, ӂT KӂCÁC BÀI THÍ NGHIӊM 89C51««««««««« 57 4.1 Bài thí nghiӋ m 1: Lұ SWUuQKÿL Ӆ u khiӇ Q/('ÿѫQYj/('ÿR ҥ n 57 4.1.1 Dөng cөthí nghiӋ m .57 4.1.2 MөFÿtFKWKtQJKL Ӌ m 57 &KѭѫQJWUuQKYtG өviӃ t bҵ ng ngôn ngӳASM 57 4.1.4 KiӇ m tra thӵc tӃ 60 4.2 Bài thí nghiӋ m 2: 89C51 giao tiӃ p vӟi LCD 16x2 Error! Bookmark not defined 4.2 Dө ng cөthí nghiӋ m Error! Bookmark not defined 4.2 MөFÿtFKWKtQJKL Ӌ m Error! Bookmark not defined 4.2 &KѭѫQJWUuQKYtG ө 63 4.2 KiӇ m tra thӵc tӃ 65 4.3 Bài thí nghiӋ m 3: Sӱdө ng giao tiӃ p 89C51 vӟi bàn phím ma trұ n 66 4.3.1 Dөng cөthí nghiӋ m .66 vi KHÓA LU኎N TአT NGHIኛP 4.3.2 MөFÿtFKWKtQJKL Ӌ m 66 &KѭѫQJWUuQKYtG ө 66 4.3.4 KiӇ m tra thӵc tӃ 70 4.4 Bài thí nghiӋ m 4: Giao tiӃ p 89C51 vӟi cәng COM UART 71 4.4.1 Dөng cөthí nghiӋ m .71 4.4.2 MөFÿtFKWKtQJKL Ӌ m 71 4.&KѭѫQJWUuQKYtG ө 71 KӂT LUҰ19¬+Ѭ ӞNG PHÁT TRIӆ1Ĉ ӄTÀI 73 TÀI LIӊU THAM KHҦO 74 vii KHÓA LU኎N TአT NGHIኛP DANH SÁCH HÌNH +uQK6ѫÿ ӗkhӕ i chip cӫa 89C51 +uQK6ѫÿ ӗchân cӫ a 89C51 +uQKĈѫQY ӏxӱlý trung tâm CPU Hình 1.4: Hoҥ Wÿ ӝng cӫa bus cho chu kǤtìm nҥ p lӋ nh Hình 1.5: 89C51 ghép vӟi mҥ FKGDRÿ ӝng TTL bên ngồi Hình 1.6: Mҥ ch bên cӫa Port xuҩ t nhұ p Hình 1.7: Tóm tҳ t khơng gian nhӟcӫa chip 89C51 Hình 1.8: Hai mҥ ch dùng reset hӋthӕng (a) reset bҵ ng tay (b) reset cҩ p nguӗn Hình 2.1: KiӃ n trúc Von Neuman kiӃ n trúc Havard Hình 2.26ѫÿ ӗchân cӫ a PIC16F877A Hình 2.3&ѫFK Ӄpipeling +uQK6ѫÿ ӗkhӕ LYLÿL Ӆ u khiӇ n PIC16F877A Hình 2.5: Bҧ Qÿ ӗbӝnhӟFKѭѫQJWUuQKYjQJăQ[ Ӄ p +uQK6ѫÿ ӗbӝnhӟdӳliӋ u PIC16F877A +uQK6ѫÿ ӗkhӕ i cә ng A Hình 2.8: 6ѫÿ ӗkhӕ i cӫ DFKkQ5%ÿ Ӄ n RB0, chân cӫD5%ÿ Ӄ n RB4 cә ng B +uQK6ѫÿ ӗkhӕ i cӫ a chân RC, RC, chân RC cӫa cәng C Hình 2.10: 6ѫÿ ӗkhӕ i cӫ a cәng D +uQK6ѫÿ ӗkhӕ i cӫ a cәng E +uQK6ѫÿ ӗschematic toàn mҥ ch +uQK6ѫÿ ӗmҥ ch in tồn mҥ ch Hình 3.3: Mҥ ch thӵc tӃtồn mҥ ch +uQK6ѫÿ ӗschematic board trung tâm 89C51 Hình 3.5: 6ѫÿ ӗmҥ ch in board trung tâm 89C51 Hình 3.6: Mҥ ch thӵc tӃboard trung tâm 89C51 Hình 3.7: 6ѫÿ ӗschematic board trung tâm PIC16F877A Hình 3.8: 6ѫÿ ӗmҥ ch in board trung tâm PIC16F877A Hình 3.9: Mҥ ch thӵc tӃboard trung tâm PIC16F877A Hình 3.10: 6ѫÿ ӗQJX\rQOê/('ÿѫQ viii KHĨA LU኎N TአT NGHIኛP Hình 3.11: Các mү u LED WKѭ ӡng gһ p Hình 3.12: Dҥ QJ/('ÿR ҥ n IC 7447 Hình 3.13: 6ѫÿ ӗschematic LCD Hình 3.14: Hình LCD 16x2 Hình 3.15: Hoҥ Wÿ ӝng cӫa chân RS Hình 3.16: Trình giao tiӃ p vӟi Text LCD Hình 3.6ѫÿ ӗschematic ma trұ n phím Hình 3.18: Phím nhҩ n Hình 3.6ѫÿ ӗchân 74HC595 Hình 3.6ѫÿ ӗchân ULN 2803 Hình 3.21: Ma trұ n LED 8x8 ix KHĨA LU኎N TአT NGHIኛP DANH SÁCH BҦNG BIӆU Bҧ ng 1.1: Bҧ ng so sánh chip cӫa hӑMCS-51 Bҧ ng 1.2: ChӭFQăQJFiFFKkQ3RUWYjKDLFKk ӫa Port1 Bҧ ng 1.3: Bҧ ng ghi PSW Bҧ ng 1.4: Bҧ ng ghi PCON Bҧ ng 1.5: Bҧ ng giá trӏcӫa ghi sau reset hӋthӕng Bҧ ng 1.6: Bҧ ng liӋ t kê lӋ nh 89C51 Bҧ ng 2.1: Bҧ ng nhóm lӋ nh di chuyӇ n Bҧ ng 2.2: Bҧ ng nhóm lӋ nh sӕhӑc Bҧ ng 2.3: Bҧ ng nhóm lӋ nh logic Bҧ ng 2.4: Bҧ ng nhóm lӋ nh rӁnhánh Bҧ ng 2.5: Bҧ ng nhóm lӋ QKÿL Ӆ u khiӇ n bit Bҧ ng 2.6: Bҧ ng nhóm lӋ QKÿ һ c biӋ t Bҧ ng 3.1: Bҧ ng mã cho Led Anode chung Bҧ ng 3.2: Bҧ ng trҥ ng thái Bҧ ng 3.3: Bҧ ng sҳ p xӃ p chân Text LCD Bҧ ng 3.4: Tóm tҳ t lӋ nh ghi vào LCD Bҧ ng 3.5: Thông sӕcӫa ULN 2803 x XORLW k XORWF f,d 6:$3(IGG”G” 5/)IGG”G” 55)IGG”G” &20)IGG”G” 2.5.4 Nhóm lӋ nh rӁnhánh Bҧng 2.4: Bҧng nhóm lӋ nh rӁnhánh Các lӋ nh Cú pháp %7)66IE”E” BTFSC IE”E” '(&)6=IG”G” ,1&)6=IG”G” *272N”N” &$//N”N” RETURN RETFIE RETLW BTFSS BTFSC DECFSZ INCFSZ GOTO CALL RETURN RETFIE RETLW 2.5.5 Nhóm lӋ QKÿL Ӆ u khiӇ n bit Bҧng 2.5: Bҧng nhóm lӋ QKÿL Ӆ u khiӇ n bit Các lӋ nh Cú pháp %&)IE”E” %6)IE”E” BCF BSF 2.5.6 Nhóm lӋ QKÿ һ c biӋ t Bҧng 2.6: Bҧng nhóm lӋ QKÿ һ c biӋ t Các lӋ nh CLRWDT NOP SLEEP Cú pháp CLRWDT NOP SLEEP 33 KHÓA LU኎N TአT NGHIኛP &+ѬѪ1* 7+,ӂ7.ӂ0Ҥ&+7+Ë1*+,ӊ0 3.1 ThiӃ t kӃmҥ ch thí nghiӋ m Mө FÿtFK thiӃ t kӃmҥ ch thí nghiӋ m vi xӱlý tích hӧp 89C51 PIC16F877A sӱdөng vi xӱlý mӝ t board mҥ FKÿ Ӈthí nghiӋ m khӕ LQKѭ/('ÿ /('ÿR ҥ n, ma trұ n LED, ma trұ n bàn phím, ViӋ c thiӃ t kӃvà thi cơng mҥ ch vi xӱlý tích hӧp 89C51 PIC16F877A ta cҫ n so sánh Port cӫa vӟi Trong mҥ ch này, ta cҫ n thiӃ t kӃ2 board trung tâm cӫ D&Yj3,&)$ÿ Ӈgҳ n vào bӝMCU trung tâm Trên board mҥ ch ta sӁthiӃ t kӃcác phҫ n thí nghiӋ m, gӗm có khӕi sau: HiӇ n thӏ/('ÿR ҥ n /('ÿѫQ Khӕ i bàn phím 4x4 Ma trұ n LED 8x8 Cә ng giao tiӃ p RS232 Cә ng mӣrӝ ng Khӕ i nguӗn MCU trung tâm, ta sӁthiӃ t kӃ2 hàng chân gҳ n board trung tâm dùng vi xӱlý board mҥ ch Ngồi ra, cịn có jump ÿӇsӱdөng nӕi vӟi khӕ i board 34 KHÓA LU኎N TአT NGHIኛP +uQK6ѫ ÿӗschematic toàn mҥch 35 ... ӫ a vi xӱOêÿ Ӈgóp phҫ n vào cơng cuӝ c phát triӇ n cơng nghӋhiӋ n Và khóa luұ n tӕt nghiӋ SQKyPHPÿmTX Ӄ Wÿ ӏ nh chӑ Qÿ ӅWjL³ THIӂT Kӂ MҤCH THÍ NGHIӊM VI XӰ LÝ TÍCH HӦP 89C51 VÀ PIC1 6F877A-... PHҪN 9,Ĉ, ӄU KHIӆN 89C51? ? Nӝ i dung cӫDÿ Ӆtài gӗm FKѭѫQJ &KѭѫQJ7 ә ng quan vӅYLÿL Ӆ u khiӇ n 89C51 &KѭѫQJ7 ә ng quan v? ?vi x? ?lý PIC1 6F877A &KѭѫQJ7KL Ӄ t kӃmҥ ch thí nghiӋ m &KѭѫQJ7KL... nhóm lӋ nh 16 &+ѬѪ1* :TӘNG QUAN VI XӰLÝ PIC1 6F877A««««««««««««.18 2.1Giӟi thiӋ XYLÿL Ӆ u khiӇ n PIC 18 2.1.1 KiӃ n trúc cӫa PIC .18 2.1.2 RICS CISC