Báo cáo thực hành Vi Xử Lý GVHD: Trương Minh Huy I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Tổng quan về họ vi điều khiển 89C51 Giới thiệu chung về cấu trúc phần cứng 89C51 là IC vi điều khiển ,là vi mạch tổng quát của họ MCS-51, linh kiện đầu tiên của họ này được hãng sản xuất Intel đưa ra thị trường . IC 89C51 có các đặc trưng được tóm tắt như sau: 4 KB EPROM bên trong. 128 Byte RAM nội. 4 Port xuất /nhập I/O 8 bit. Giao tiếp nối tiếp. 64 KB vùng nhớ mã ngoài 64 KB vùng nhớ dữ liệu ngoại. Xử lý Boolean (hoạt động trên bit đơn). 210 vị trí nhớ có thể định vị bit. s cho hoạt động nhân hoặc chia. Lớp 10TLT Trang 1
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Báo cáo thực hành Vi Xử Lý GVHD: Trương Minh Huy
I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1. Tổng quan về họ vi điều khiển 89C51
1.1 Giới thiệu chung về cấu trúc phần cứng
89C51 là IC vi điều khiển ,là vi mạch tổng quát của họ MCS-51,
linh kiện đầu tiên của họ này được hãng sản xuất Intel đưa ra thị trường .
IC 89C51 có các đặc trưng được tóm tắt như sau:
4 KB EPROM bên trong.
128 Byte RAM nội.
4 Port xuất /nhập I/O 8 bit. Giao tiếp nối tiếp.
64 KB vùng nhớ mã ngoài
64 KB vùng nhớ dữ liệu ngoại.
Xử lý Boolean (hoạt động trên bit đơn).
210 vị trí nhớ có thể định vị bit.
s cho hoạt động nhân hoặc chia.
Hình : Sơ đồ chân của vi điều khiển 89C51
Lớp 10TLT Trang 1
Báo cáo thực hành Vi Xử Lý GVHD: Trương Minh Huy
Port 0 : Port0 (P0.0-P0.7) có số chân từ 32-39.Port 0 có 2 chức
năng:
-Port xuất nhập dữ liệu (P0.0-P0.7) → không sử dụng bộ nhớ ngoài và bus địa chỉ byte thấp và bus dữ liệu đa hợp (AD0-AD7) → có sử dụng bộ nhớ ngoài.
-Port0 đóng vai trò xuất nhập dữ liệu thì phải sử dụng các điện trở kéo bên ngoài.
Port1: Port1(P1.0-P1.7) có số chân từ 1 -8. Port có chức năng xuất nhập dữ liệu (P1.0-P1.7) →sử dụng hoặc không sử dụng bộ nhớ ngoài
Port 2: Port(P2.0-P2.7) có số chân từ 21-28.Port có 2 chức năng
:port xuất nhập dữ liệu(p2.0-P2.7) không sử dụng bộ nhớ ngoài
và bus địa chỉ cao(A8-A5) có sử dụng bộ nhớ ngoài
Port 3: Port 3( P3.0-P3.7) có số chân từ 10-17.Có 2 chức năng:
Khi không hoạt động xuất / nhập,các chân của port3 có nhiều
chức năng riêng (mỗi chân có chức năng riêng liên quan đến đặc
trưng cụ thể của 89C51)
* Bảng chức năng của port3 và 2 chân của P1.0 , P1.1 của port.
Bit Tên Địa chỉ bit Chức năngP3.0 RxD B0H Chân nhận dữ liệu của bit nối tiếpP3.1 TxD B1H Chân phát dữ liệu của port nối
tiếpP3.2 B2H Ngõ vào ngắt ngoài 0
P3.3 B3H Ngõ vào ngắt ngoài 1
P3.4 T0 B4H Ngõ vào của bộ định thời /điểm 0P3.5 T1 B5H Ngõ vào của bộ định thời /điểm1P3.6 B6H Điều khiển ghi bộ nhớ dữ liệuP3.7 B7H Điều khiển đọc bộ nhớ dữ liệu
P1.0 T2 90H Ngõ vào của bộ định thời /điểm 2P1.1 T2EX 91H Nạp lại /thu nhận của bộ định
thời 2 Chân PSEN:
- PSEN cho phép bộ nhớ chương trình,chân số 29
- là tín hiệu cho phép truy xuất (đọc) bộ nhớ chương trinh (ROM) ngoài
- Là mức xuất tích cực ở mức thấp PSEN =0 → trong thời gian CPU tìm -
Lớp 10TLT Trang 3
Báo cáo thực hành Vi Xử Lý GVHD: Trương Minh Huy
nạp lệnh từ ROM ngoài ,PSEN =1 → CPU sử dụng ROM trong.
Chân ALE :
- ALE cho phép chốt địa chỉ,chân số 30
-Là tín hiệu cho phép chốt địa chỉ để thực hiện việc giải đa hợp cho bus
địa chỉ byte thấp và byte dữ liệu đa hợp (AD0-AD7).
Chân EA: Là chân truy xuất ngoài
- Là tín hiệu cho phép truy xuất ngoài (sử dụng )bộ nhớ chương trình ROM ngoài.
- Là tín hiệu nhập tích cực ở mức thấp EA =0 sử dụng chương trình ROM
ngoài,AE=1 sử dụng chương trình ROM trong.
Chân XTAL1,XTAL2: tinh thể thạch anh chân số 18,19
-Dùng để nối thạch anh với mạch dao động tạo xung clock bên ngoài cung
cấp xung clock cho chíp hoạt động .
- XTAL1 Ngõ vào mạch tạo xung clock trong chíp
- XTAL2 Ngõ ra mạch tạo xung clock trong chip f =12MHz f tần số
danh định
Chân RST: thiết lập lại là chân số 9
- Là tín hiệu cho phép thiết lập lại trạng thái ban đầu cho hệ thống
- Là tín hiệu nhập tích cực mức cao
RST=0 chip 89C51 hoạt động bình thường, RTS=1 chip 89C51 được thiết
lập lại trạng thái ban đầu
Chân Vcc, GND: Nguồn cung cấp điện chân số 40-20
-Cung câp nguồn điện cho chip hoạt động
- Vcc =+5V±10% và GND=0V
Lớp 10TLT Trang 4
Báo cáo thực hành Vi Xử Lý GVHD: Trương Minh Huy
1.2 Giới thiệu chung về cấu trúc bên trong
1.2.1 Sơ đồ khối bên trong 89C51
Hình : sơ đồ cấu trúc bên trong của 89C51
1.2.2 Tổ chức bộ nhớ của 89C51
Bộ nhớ bên trong 89C51 bao gồm RAM và ROM.RAM bao gồm nhiều
thành phần: lưu trữ đa dụng,phần lưu trữ địa chỉ hoá từng bank thanh ghi
và các thanh ghi chức năng đặc biệt.
89C51 có bộ nhớ theo cấu trúc Harvard: có những vùng nhớ riêng biệt cho
chương trình và dữ liệu.Chương trình và dữ liệu có thể chứa bên trong
89C51 nhưng 89C51 vẫn có thể kết nối 64k byte bộ nhớ chương trình và 64k
byte bộ nhớ dữ liệu mở rộng.
RAM trong 89C51 được phân chia như sau:
- các bank thanh ghi có địa chỉ từ 00H đến 1FH.
- RAM địa chỉ hoá từng bít có địa chỉ từ 20H đến 2FH.
- RAM đa dụng từ 30H đến 7FH.
- Các thanh ghi chức năng đặc biệt từ 80H đến FFH.
Lớp 10TLT Trang 5
Báo cáo thực hành Vi Xử Lý GVHD: Trương Minh Huy
Hình : Tổ chức bộ nhớ của 89C51
Lớp 10TLT Trang 6
Báo cáo thực hành Vi Xử Lý GVHD: Trương Minh Huy
2. Các linh kiện dùng trong đề tài
2.1 Điện trở:Điện trở là linh kiện thụ động có tác dụng cản trở cả dòng và áp.
Điện trở đựơc sử dụng rất nhiều trong các mạch điện tử.
R =ρℓ/S
Trong đó ρ là điện trở suất của vật liệu
S là thiết diện của dây.
ℓ là chiều dài của dây.
Điện trở là đại lượng vật lí đặc trưng cho tính chất cản trở dòng điện
của một vật thể dẫn điện. Nó được định nghĩa là tỉ số của hiệu điện thế giữa
hai đầu vật thể đó với cường độ dòng điện đi qua nó:
Trong đó:
U : là hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn điện, đo bằng vô n (V).
I : là cường độ dòng điện đi qua vật dẫn điện, đo bằng ă m p e (A).
R : là điện trở của vật dẫn điện, đo bằng O h m (Ω).
2.2 Biến trở
Là 1 điện trở thay đổi được , có tác dụng là thay đổi điện
áp theo yêu cầu của người sử dụng. Ở trong đề tài này nó
có tác dụng kiểm soát độ sáng của Led phát quang và tốc
độ nhận tín hiệu của led thu hồng ngoại.
Lớp 10TLT Trang 7
Báo cáo thực hành Vi Xử Lý GVHD: Trương Minh Huy
2.3 Transistor
C1815 là Transistor BJT gồm ba miền tạo bởi hai tiếp giáp p–n, trong
đó miền giữa là bán dẫn loại p. Miền có mật độ tạp chất cao nhất, kí hiệu n+
là miền phát (emitter). Miền có mật độ tạp chất thấp hơn, kí hiệu n, gọi là
miền thu (collecter). Miền giữa có mật độ tạp chất rất thấp, kí hiệu p, gọi là
miền gốc (base). Ba chân kim loại gắn với ba miền tương ứng với ba cực
emitter (E), base (B), collecter (C) của transistor.
2.4 Tụ điện:
Tụ điện là một linh kiện thụ động cấu tạo của tụ điện là hai bản cực
bằng kim loại ghép cách nhau một khoảng d ở giữa hai bản tụ là dung
dịch hay chất điện môi cách điện có điện dung C. Đặc điểm của tụ là cho
dòng điện xoay chiều đi qua, ngăn cản dòng điện một chiều.
Công thức tính điện dung của tụ: C = ε.S/d
ε là hằng số điện môi
S là điện tích bề mặt tụ m2
d là bề giày chất điện môi
Tụ điện phẳng gồm hai bàn phẳng kim loại diện tích đặt song song và
cách nhau một khoảng d.
Cường độ điện trường bên trong tụ có trị số
E =0
Lớp 10TLT Trang 8
Báo cáo thực hành Vi Xử Lý GVHD: Trương Minh Huy
0 = 8.86.10-12 C2/ N.m2 là hằng số điện môi của chân không.
là hằng số điện môi tương đối của môi trường; đối với chân không
= 1, giấy tẩm dầu = 3,6, gốm = 5,5; mica =
4 5
2.5 Diode:
Diode được cấu tạo gồm hai lớp bán dẫn p-n được ghép với nhau.
Diode chỉ hoaït động dẫn dòng điện từ cực anot sang catot khi áp trên hai
chân được phân cực thuận (VP>VN) và lớn hơn điện áp ngưỡng. Khi phân
cực ngược (VP<VN) thì Diode không dẫn điện. 50Hz đến 60Hz sang điện
thế một chiều. Diode này tùy loại có thể chịu đựng được dòng từ vài trăm
mA đến loại công suất cao có thể chịu được đến vài trăm ampere.
Diode chỉnh lưu chủ yếu là loại Si. Hai đặc tính kỹ thuật cơ bản
của Diode chỉnh lưu là dòng thuận tối đa và đi ngược tối đa (Điện áp sụp đổ).
2.2 Chương trình hiển thị đèn giao thông, điều khiển bằng vòng FOR Các bước thực hiện
- Gán P1.0 bằng 1 để cho đèn 1 sáng- Gọi hàm delay 3 lần- Gán P1.1 bằng 1 để đèn 2 sáng, Gán P1.0 bằng 0 để đèn 1 tắt- Gọi gàm delay 1 lần- Gán P1.2 bằng 1 để đèn 3 sáng, Gán P1.1 bằng 0 để đèn 2 tắt- Gọi hàm delay 4 lần-
JB P3.0,SANG_LED_0; kiểm tra nếu nút bấm P3.0 được bấm thì ;sẻ sáng đèn P1.0
SETB P1.0 ; còn không thì sẻ cho tắt P1.0 JMP PHIM_1 ; kiểm tra nút bấm tiếp theo SANG_LED_0: CLR P1.0 ;--------- PHIM_1: JB P3.1,SANG_LED_1 SETB P1.1 JMP PHIM_2 SANG_LED_1: CLR P1.1 ;-------- PHIM_2:
2.5 Nhấp nháy đèn LED với tần số 0,5HZ Các bước thực hiện
- bật timer ở chế độ 1- tắt ngắt- Khởi tạo bộ định thời chạy 200 lần- Nạp THx và TLx giá trị ban đầu- Chờ cờ tràn từ bộ định thời- Dừng bộ định thời- Xóa cờ tràn- Lặp lại từ đầu
Code chương trìnhSTART: ACALL KHOI_TAO ;KHOI TAO CAC THANH GHI
Lớp 10TLT Trang 17
Báo cáo thực hành Vi Xử Lý GVHD: Trương Minh Huy
MOV P1,#00HLOOP_2S: MOV 35H,#200 ;BO DINH THOI 0 CHAY 200 LANLOOP_1: MOV TH0,#0ECH ;NAP GIA TRI ECh VAO TH0 MOV TL0,#78H ;NAP GIA TRI 78H VAO TL0 SETB TR0 ;BAT BO DINH THOI JNB TF0,$ ;CHO CO TRAN CLR TR0 ;DUNG BO DINH THOI CLR TF0 ;XOA CO TRAN DJNZ 35H,LOOP_1 ;NAP LAI BO DINH THOI CPL P1.0 LJMP LOOP_2S SJMP $
2.6 Đếm số lần bấm nút bằng chức năng đếm sự kiện của Timer0 Code chương trình
I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT...................................................................................11. Tổng quan về họ vi điều khiển 89C51..................................................1
1.1 Giới thiệu chung về cấu trúc phần cứng.............................................11.2 Giới thiệu chung về cấu trúc bên trong...............................................5
1.2.2 Tổ chức bộ nhớ của 89C51..........................................................52. Các linh kiện dùng trong đề tài.............................................................7
2.1 Điện trở: ........................................................................................72.2 Biến trở................................................................................................72.3 Transistor.............................................................................................82.4 Tụ điện:...............................................................................................82.5 Diode:..................................................................................................92.6 Led:.....................................................................................................92.7 Led 7 đoạn........................................................................................10
II THIẾT KẾ THI CÔNG...............................................................................121.THIẾT KẾ MẠCH...................................................................................122. THIẾT KẾ PHẦN MỀM........................................................................13
2.1 Chương trình nhấp nháy LED ở bit P1.0 với tần số 1HZ.................132.2 Chương trình hiển thị đèn giao thông, điều khiển bằng vòng FOR. .132.3 Chương trình đếm từ 0 đến 9 bằng LED 7 đoạn...............................142.4 Hiển thị sáng đèn khi bấm nút tương ứng.........................................152.5 Nhấp nháy đèn LED với tần số 0,5HZ..............................................172.6 Đếm số lần bấm nút bằng chức năng đếm sự kiện của Timer0........172.7 Tạo xung vuông 1Hz trên P2.0 dùng ngắt Timer1. Trong khi đó vẫn duy trì việc kiểm tra phím nào được bấm trong Port 0 và hiển thì lên Port1........................................................................................................18