4. Mụ hỡnh của hệ thống điều khiển, giõm sõt thay đổi nấc phđn õp của
4.1 Phần cứng:
4.1.1Vi điều khiển AT89C51:
AT89C51 lă phiớn bản 8051 cú ROM trớn chip lă bộ nhớ Flash. Phiớn bản năy rất thớch hợp cho cõc ứng dụng nhanh vỡ bộ nhớ Flash cú thể được xoõ trong văi giđy. Dĩ nhiớn lă để dung AT89C51 cần phải cú một bộ đốt ROM hỗ trợ bộ nhớ Flash, song lại khụng cần bộ xoõ ROM vỡ bộ nhớ Flash được xoõ bằng bộ đốt PROM. AT89C51 cú cõc đặc trưng chuẩn sau:
• 4KB bộ nhớ ROM • 128 byte RAM
• 4 port xuất nhập( I/O port) 8-bit • 2 bộ định thời 16-bit
• Mạch giao tiếp nối tiếp.
• Khụng gian nhớ chương trỡnh (mờ) ngoăi 64K. • Khụng gian nhớ dữ liệu ngoăi 64K.
• Bộ xử lý bit( thao tõc trớn cõc bit riớng rẽ). • 210 vị trớ nhớ được định địa chỉ, mỗi vị trớ 1bit.
SVTH : Nguyễn Nhật Ânh- 01Đ2A
Trang - 79 -
• Nhđn/ chia trong 4 às. Sơ đồ chđn của AT89C51 được thể hiện:
• Chức năng của cõc chđn:
AT89C51 cú tất cả lă 40 chđn, trong đú cú 32 chđn dănh cho 4 cổng P0, P1, P2 vă P3, mỗi cổng cú 8 chđn. Cõc chđn cũn lại dănh cho nguồn VCC , đất GND, cõc chđn dao động XTAL1 vă XTAL2, khởi động lại RST, cho phĩp chốt địa chỉ ALE, truy cập được địa chỉ ngoăi EA, cho phĩp cất chương trỡnh PSEN.
- VCC : Chđn số 40, cung cấp điện õp nguồn +5V cho chip. - GND: Chđn số 20 lă chđn đất.
- XTAL1 vă XTAL2: AT89C51 cú một bộ dao động trớn chip nhưng vẫn cần cú một bộ đồng hồ bớn ngoăi để kớch hoạt. Bộ dao động thạch anh ngoăi thường được nối tới cõc chđn văo XTAL1( chđn 19) vă XTAL2( chđn 18).
- RST: khởi động lại( RESET). Đú lă chđn văo, số 9, mức tớch cực cao, bỡnh thường ở mức thấp.
SVTH : Nguyễn Nhật Ânh- 01Đ2A
Trang - 80 -
- EA : truy cập bộ nhớ ngoăi( External Access) lă chđn văo, số 31 trớn vỏ kiểu DIP. Chđn EA hoặc được nối với nguồn VCC hoặc với đất GND chứ khụng bao giờ để hở.
- PSEN: Tớn hiệu cho phĩp bộ nhớ chương trỡnh PSEN(program store enable) lă tớn hiệu xuất trớn chđn 29. Đđy lă tớn hiệu điều khiển cho phĩp ta truy xuất bộ nhớ chương trỡnh ngoăi. Chđn năy thường nối với chđn cho phĩp xuất OE( output enable) của EPROM( hoặc ROM) để cho phĩp đọc cõc byte lệnh.
- ALE: chđn 30, chđn xuất tớn hiệu cho phĩp chốt địa chỉ ALE( address latch enable) để giải đa hợp( demultiplexing) bus dữ liệu vă bus địa chỉ. - Nhúm chđn cổng văo, ra:
o Cổng P0: cổng P0 cú 8 chđn( từ chđn 32 đến 39). Bỡnh thường đđy lă cổng ra. Để cú thể vừa lăm đầu ra, vừa lăm đầu văo thỡ mỗi chđn phải được nối tới một điện trở kĩo 10KΩ bớn ngoăi. Khi cú cõc điện trở nối tới cổng P0, để tạo thănh cổng văo thỡ cần phải lập trỡnh bằng cõch ghi 1 tới tất cả cõc bit của cổng.
o Cổng P1: cổng P1 cú 8 chđn( từ chđn 1 đến chđn 8), vă cú thể sử dụng lăm đầu văo hoặc ra. Khõc với cổng P0, cổng P1 khụng cần đến điện trở kĩo vỡ nú đờ cú cõc điện trở kĩo bớn trong. Khi Reset, cổng P1 được cấu hỡnh lăm cổng ra. Để chuyển cổng P1 thănh đầu văo cần lập trỡnh bằng cõch ghi 1 đến tất cả cõc bit của cổng.
o Cổng P2: cổng P2 cú 8 chđn( chđn 21 đến chđn 28), vă cú thể sử dụng lăm đầu văo hoặc ra. Cũng giống như cổng P1, cổng P2 khụng cần đến điện trở kĩo vỡ nú đờ cú cõc điện trở kĩo bớn trong. Khi Reset, cổng P2 được cấu hỡnh lăm cổng ra.Để chuyển cổng P2 thănh đầu văo cần lập trỡnh bằng cõch ghi 1 đến tất cả cõc bit của cổng.
o Cổng P3: cổng P3 cú 8 chđn( chđn 10 đến chđn 17), vă cú thể sử dụng lăm đầu văo hoặc ra. Cũng giống như cổng P1, P2 cổng P3 khụng cần đến điện trở kĩo vỡ nú đờ cú cõc điện trở kĩo bớn trong. Khi Reset, cổng P3 được cấu hỡnh lăm cổng ra, tuy nhiớn đđy khụng phải lă ứng dụng chủ yếu. Cổng P3 cú thớm một chức năng quan trọng khõc lă cung cấp một số tớn hiệu đặc biệt, chẳng hạn như ngắt.
Bit P3.0 vă P3.1 được dựng để thu vă phõt dữ liệu trong truyền thụng nối tiếp.
Bit P3.2 vă P3.3 được dănh cho ngắt ngoăi.
Bit P3.4 vă P3.5 được dựng cho cõc bộ định thời 0& 1. Bit P3.6 vă P3.7 được dựng để ghi, đọc cõc bộ nhớ ngoăi
SVTH : Nguyễn Nhật Ânh- 01Đ2A
Trang - 81 -
4.1.2Max 232:
AT89C51 cú hai chđn được dung chuyớn cho truyền vă nhận dữ liệu nối tiếp. Hai chđn năy lõ RxD vă TxD vă lă một phần của cổng P3( đú lă P3.0 vă P3.1 tương ứng). P3.0 lă chđn số 10 của AT89C51, cũn P3.1 lă chđn số 11. Cõc chđn năy tương thớch với mức logic TTL. Do vậy cần cú thớm một bộ điều khiển đường truyền để chỳng tương thớch với RS232. Bộ MAX232 chuyển đổi từ cõc mức điện õp RS232 về mức TTL vă ngược lại. Một điểm mạnh khõc của chip MAX232 đú lă dựng điện õp nguồn +5V, cựng với điện õp nguồn của AT89C51. Tớn hiệu ở mức cao( -12V chuẩn RS232) qua MAX232 sẽ cho ra mức cao( +5V chuẩn TTL). Tớn hiệu ở mức thấp( +12V chuẩn RS232) qua MAX232 sẽ cho ra mức thấp( 0V chuẩn TTL). Tương tự theo hướng ngược lại. Ngoăi ra ở cõc chđn 1,2,3,4,5,6 cần phải nối cõc tụ điện để MAX232 đủ khả năng tăng gấp đụi điện õp khi chuyển tớn hiệu từ TTL sang RS232.
MAX232 cú hai bộ điều khiển đường truyền lă nhận vă truyền dữ liệu. Cõc bộ điều khiển đường truyền dựng cho TxD được gọi lă T1 vă T2. Trong nhiều ứng dụng thỡ chỉ cú một cặp được dựng. Vớ dụ T1 vă R1 được dựng với nhau cho trường hợp TxD vă RxD của AT89C51, cũn cặp R2 vă T2 thỡ khụng dựng đến. Để ý rằng, bộ điều khiển T1 của MAX232 cú gõn T1IN vă T1OUT trớn cõc chđn số 11 vă 14 tương ứng. Chđn T1IN lă ở phớa TTL vă được nối tới chđn RxD của bộ vi điều khiển, cũn T1OUT lă ở phớa RS232 được nối tới chđn RxD của đầu nối DB của RS232. Bộ điều khiển đường truyền R1 cũng cú gõn
SVTH : Nguyễn Nhật Ânh- 01Đ2A
Trang - 82 -
R1IN vă R1OUT trớn cõc chđn số 13 vă 12 tương ứng. Chđn R1IN( chđn số 13) lă ở phớa RS232 được nối tới chđn TxD đầu nối DB của RS232 vă chđn R1OUT( chđn số 12) lă ở phớa TTL vă được nối tới chđn RxD của bộ vi điều khiển.
MAX232 cần cú 4 tụ điện giõ trị từ 1 đến 22àF. Giõ trị thường dựng lă 22àF.