Giáo trình ứng dụng vi điều khiển trong thực tế

PC CPU LCD

Tín hiệu vào 0-5V có thể đ−ợc đ−a từ bên ngoài hoặc thông qua DIP-SWITCH (Dual Inline Pakage - SWITCH) để nối các tín hiệu tương tự có sẵn trên kit nhờ bộ chia áp là 3 biến trở vi chỉnh và đặc biệt là đầu ra của 1 bộ cảm biến nhiệt độ LM35, có thể tiến hành ở đây một bài thí nghiệm về đo nhiệt độ phòng. Là khối vào/ra tín hiệu số, cho phép bộ KIT nhận vào một tín hiệu số 8 bit, 4 tín hiệu vào dạng xung bằng các nút ấn, 4 tín hiệu vào dạng xung từ bên ngoài nh− các bộ encoder, ngoài ra còn có 6 đầu ra xung, có đệm tầng khuyếch đại để điều khiển động cơ bước và động cơ 1 chiều. Ngoài ra khi bộ nhớ ngoài làm chức năng là bộ nhớ dữ liệu thì tín hiệu RD đ−ợc sử dụng để truy cập không gian dữ liệu ngoài (dùng lệnh MOVX), nên RD đ−ợc nối đến OE của chip nhớ.

Trong thiết kế phần mềm của KIT đòi hỏi cả 2 chức năng này của bộ nhớ, vừa là bộ nhớ chương trình, vừa là bộ nhớ dữ liệu do đó các chân OE của các chip nhớ phải có mức logic nh− trên /OE = /PSEN * /RD. Với thực tế thị tr−ờng của Đà Nẵng, và cả khu vực Miền Trung - Tây Nguyên nói chung ta chọn AT89C52 là chip dễ dàng mua đ−ợc, bộ nhớ 8Kbyte vừa đủ cho ch−ơng trình MONITOR điều hành KIT. Đây là bộ nhớ không bay hơi có thể đọc và ghi được bằng chương trình như bộ RAM mà không cần sử dụng những mạch nạp chuyên dụng, nh−ng có khả năng bảo vệ dữ liệu khi mất nguồn.

Trong khối CPU có công tắc 3 trạng thái SW2 - Select cho phép ng−ời sử dụng thay đổi mức điện áp đặt lên chân EA của vi điều khiển chính để chọn thực hiện chương trình lưu ở bộ nhớ trong hay bộ nhớ ngoài. Để quản lý đ−ợc các phím của bàn phím mà không làm ảnh h−ởng nhiều tới quá trình thực hiện tính toán của vi điều khiển chính, ta sử dụng riêng một vi điều khiển loại nhỏ để quản lý bàn phím. Do chỉ làm nhiệm vụ quản lý các phím đ−ợc bấm mà không cần xử lý phức tạp nên ta dùng vi điều khiển loại nhỏ 20 chân rất thông dụng trên thị tr−ờng hiện nay là 89C2051 của h3ng ATMEL.

Nh− đO trình bày ở ch−ơng 2, bàn phím sử dụng trong bộ KIT này gồm có 20 phím, 16 phím đầu tiên đ−ợc sắp xếp theo kiểu ma trận và 4 phím cuối cùng đ−ợc xếp theo một cột nối đất chung. Các phím từ 0-9 và A-F dùng để nhập liệu, các phím chức năng có tác dụng khác nhau tùy theo ngữ cảnh của màn hình, gợi ý tác dụng của các phím bấm hiển thị trên màn hình, điều này giúp việc làm quen và thí nghiệm trên KIT rất thuận tiện và dễ dàng cho ng−ời học, nhất là khi thí nghiệm ở chế độ debug. Ch−ơng trình MONITOR đ−ợc viết d−ới dạng hợp ngữ (Assembly), ban đầu khi tham khảo có thể gây khó khăn cho người đọc tuy nhiên hợp ngữ làm cho người học có thể hiểu rõ và nắm vững về cấu trúc phần cứng của họ vi điều khiển 8051 hơn nh−.

Bài toán thực hiện việc xuất ra một tín hiệu số 8 bit (1 byte) và kết quả này đ−ợc hiển thị trên 8 đèn LED nhỏ tương ứng với 8 bit đL được bố trí trên bộ KIT, nếu 1 bit bằng 1 (High) thì đèn tương ứng sẽ tắt và ngược lại. Với DAC0808: bài toán thực hiện chuyển đổi tín hiệu số 8 bit thành tín hiệu t−ơng tự có dải 0 -10V ở đầu ra của DAC0808, tín hiệu này có thể đ−a vào máy hiện sóng (Oscilloscope) để xem kết quả đối với chương trình tạo sóng (sin) hoặc có thể đo bằng đồng hồ bình thường nếu chỉ tạo ra ở đầu ra 1 giá trị điện áp không đổi. Các khối này giao tiếp với KIT qua 1 cáp dữ liệu dùng cho máy tính (loại DIP 40 chân) có chuẩn các đ−ờng dữ liệu, các đ−ờng điều khiển và nguồn trên SOCKET này có dạng nh− hình 5.1.

Công tắc SELECT ở ngay bên trên của bàn phím có chức năng cho phép ng−ời sử dụng lựa chọn thực thi ch−ơng trình ở bộ nhớ trong hoặc bộ nhớ ngoài của chip vi điều khiển. Công tắc ở khối mạch điều khiển động cơ bước và dộng cơ 1 chiều của bộ KIT cho phép người sử dụng lựa chọn loại động cơ bước để điều khiển là loại có điện áp nguồn cấp 12V hoặc loại có điện áp nguồn cấp 5V. - Nếu nạp chương trình vào KIT để chạy ở chế độ "Chương trình người sử dụng", tức chạy độc lập với chương trình MONITOR quản lý KIT thì chương trình của người học phải bắt đầu ở địa chỉ 00H, tức bắt đầu chương trình bằng lệnh ORG 0.

Các h−ớng dẫn cụ thể bằng hình ảnh của KIT sẽ đ−ợc trình bày ở phần trợ giúp của ch−ơng trình chạy trên môi tr−ờng Windows đi kèm theo KIT, ch−ơng trình hỗ trợ biên dịch và dịch ng−ợc các file ch−ơng trình dạng hợp ngữ, nạp và xóa bộ nhớ EEPROM của KIT và một số bài ví dụ của ch−ơng trình nh− bài 7, thí nghiệm về "Truyền thông nối tiếp".