Thông tin tài liệu
Đồ án môn Vi điều khiển GVHD: Vũ Thị Thu Hương
- 1 -
Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội CN CĐT 1 _K6
Đồ án môn Vi điều khiển GVHD: Vũ Thị Thu Hương
Lời nói đầu
Ngày nay bộ vi điều khiển (Micro-controller) đã rất phổ biến trong các
thiết bị điện và điện tử dân dụng, các bộ vi điều khiển khống chế hoạt động của
các thiết bị như TV, máy giặt, đầu đọc laser, điện thoại…Trong hệ thống sản
xuất tự động, bộ vi điều khiển được sử dụng trong robot, dây chuyền tự động.
Các hệ thống càng thông minh thì vai trò của vi điều khiển càng quan trọng.
Nhưng bộ vi điều khiển là gì, nó có tác dụng và hoạt động như thế nào?
Thực ra bộ vi điều khiển (Micro-controller) là một mạch tích hợp trên một
bộ Chíp có thể lập trình được, dùng để điều khiển hoạt động của hệ thống. Bộ vi
điều khiển tiến hành đọc, lưu trữ thông tin, xử lý thông tin, đo lường thời gian và
tiến hành đọc mở một cơ cấu nào đó.Người lập trình có thể sử dụng nhiều ngôn
ngữ để lập trình cho vi điều khiển. Nhưng thông thường người ta thường sử
dụng hai ngôn ngữ chính để lập trình là: ngôn ngữ lập trình C và Assembly.
Trong qúa trình học tập và đặc biệt được sự giúp đỡ tận tình của Cô Vũ
Thị Thu Hương, Giảng viên bộ môn Vi điều khiển - nhóm sinh viên chúng tôi đã
quyết định làm đồ án kết thúc môn vi điều khiển là thiết kế mạch “ Thiết kế bộ
đo tần số hiển thị bằng led 7 đoạn ”.
Nội dung đồ án gồm 2 phần:
Phần I : cơ sở lý thuyết liên quan đến nội dung đồ án
Phần II : trình tự thiết kế và hoàn chỉnh đồ án
- 2 -
Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội CN CĐT 1 _K6
Đồ án môn Vi điều khiển GVHD: Vũ Thị Thu Hương
Tuy đã rất cố gắng tìm hiểu,nghiên cứu và hoàn thiện bài tập lớn nhưng có
thể vẫn còn có những sai sót. Chúng tôi rất mong nhận được sự góp ý của thầy
giáo và các bạn để có thêm những kiến thức vững chắc trong lĩnh vực điện tử
đang theo học. Chắc chắn những kiến thức đó sẽ giúp chúng tôi rất nhiều trong
việc nghiên cứu học tập và công tác sau này.
Xin chân thành cảm ơn !
Giáo viên hướng dẫn : Vũ Thị Thu Hương
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Văn Tú
Nguyễn Văn Luân
Phạm Ngọc Giáp
Lớp : ĐH Cơ Điện Tử 1 _ K6
- 3 -
Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội CN CĐT 1 _K6
Đồ án môn Vi điều khiển GVHD: Vũ Thị Thu Hương
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
- 4 -
Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội CN CĐT 1 _K6
Đồ án môn Vi điều khiển GVHD: Vũ Thị Thu Hương
Phần I : CƠ SỞ LÝ THUYẾT LIÊN QUAN
ĐẾN NỘI DUNG CỦA ĐỒ ÁN
I.Vi điều khiển AT89S52
1.Giới thiệu về IC AT89S52
IC 89S52 là phiên bản 8051 có ROM trên chip ở dạng bộ nhớ Flash. Phiên
bản này là lý tưởng với những phát triển nhanh vì bộ nhớ Flash có thể xóa trong
vài giây. Ta gọi IC này là bộ vi điều khiển vì trong chúng chứa ROM, RAM, các
cổng nối tiếp và song song. 89S5 không được sử dụng trong máy tính nhưng
được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và trong sản phẩm máy móc tiêu dùng.
Cùng với họ 89S52 có một số vi điều khiển khác. Về cơ bản chúng đều
giống nhau, chúng chỉ khác nhau ở vùng nhớ nội bao gồm vùng nhớ mã lệnh,
vùng nhớ dữ liệu và một số Timer. Sự khác nhau đó được mô tả bằng bảng dưới
đây:
Vi điều khiển
Vùng mã lệnh
nội
Vùng dữ liệu nội Số Timer
8051
8031
8751
4K ROM
0K
4K EPROM
128 bytes
128 bytes
128 bytes
2
2
2
- 5 -
Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội CN CĐT 1 _K6
Đồ án môn Vi điều khiển GVHD: Vũ Thị Thu Hương
8052
8032
8732
8K ROM
0K
4K EPROM
256 bytes
256 bytes
256 bytes
3
3
3
2.Cấu trúc của IC 89S52:
Trung tâm của 89S52 vẫn là vi xử lý trung tâm (CPU). Để kích thích cho
toàn bộ hệ thống hoạt động, 89S52 có bộ tạo dao động nội với thạch anh được
ghép từ bên ngoài với tần số khoảng từ vài Mhz đến 24 Mhz. Liên kết các phần
tử với nhau là hệ thống BUS nội, gồm có BUS dữ liệu, BUS địa chỉ và BUS điều
khiển. 89S52 có 8K ROM, 256 bytes RAM và một số thanh ghi bộ nhớ… Nó
giao tiếp với bên ngoài qua 3 cổng song song và một cổng nối tiếp có thể thu,
phát dữ liệu nối tiếp với tốc độ lập trình được. Hai bộ định thời 16 bit của 89S52
còn có 2 ngắt ngoài cho phép nó đáp ứng và xử lý điều kiện bên ngoài theo cách
ngắt quãng, rất hiệu quả trong các ứng dụng điều khiển. Thông qua các chân
điều khiển và các cổng song song 89S52 có thể mở rộng bộ nhớ ngoài lên đến
64Kbs dữ liệu.
Sau đây là sơ đồ khối vi điều khiển:
- 6 -
Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội CN CĐT 1 _K6
Đồ án môn Vi điều khiển GVHD: Vũ Thị Thu Hương
Hình 1. Sơ đồ khối Vi điều khiển họ 89S52
3.Sơ lược về các chân IC 89S52
IC 89S52 có 40 chân. Có đến 32 chân làm nhiệm vụ xuất nhập, truyền dữ
liệu. Các chân phục vụ ngắt, các chân Timer, trong đó 24 chân làm 2 nhiệm vụ
khác nhau. Mỗi chân có thể là đường xuất nhập, đường điều khiển hoặc là một
phần của địa chỉ hay dữ liệu. Thiết kế thường có bộ nhớ ngoài hay các thiết bị
ngoại vi sử dụng những Port để xuất nhập dữ liệu. Tám đường trong mỗi Port
được sử dụng như một dơn vị giao tiếp song song như máy in, bộ biến đổi tương
tự số…. Hoặc mỗi đường cũng có thể hoạt động độc lập trong giao tiếp với các
thiết bị đơn bit khác như: transistor, LED, switch….
Sau đây là hình dạng sơ đồ của IC 89S52:
- 7 -
Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội CN CĐT 1 _K6
Đồ án môn Vi điều khiển GVHD: Vũ Thị Thu Hương
Hình 2. Hình dạng sơ đồ IC 89S52
4. Chức năng các chân IC 89S52:
Sau đây là phần giới thiệu chức năng các chân , các Port tương ứng, chân
PSEN, chân ALE, chân REST…
- 8 -
Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội CN CĐT 1 _K6
Đồ án môn Vi điều khiển GVHD: Vũ Thị Thu Hương
• Port 0
Port 0 là cổng song song dùng cho 2 mục đích, nó là các chân từ 32.
Trong những thiết kế nhỏ nó được dùng trong các cổng xuất nhập bình thường.
Ở những thiết kế có sử dụng bộ nhớ ngoài, nó vừa là Bus dữ liệu vừa là bytes
thấp của Bus địa chỉ. Nó còn được dùng chứa những bytes mã khi nạp ROM nội.
• Port 1
Port 1 dành cho cổng xuất nhập và chỉ dành cho mục đích này mà thôi. Nó
dùng để giao tiếp với các thiết bị ngoại vi theo từng bit hoặc bytes . Port 1 chiếm
các chân từ 1 đến 8.
• Port 2
Port 2 (chân 21÷ 28) là Port có 2 chưc năng. Ngoài mục đích dành cho
xuất nhập thông thường nó còn dùng làm bytes cao cho các địa chỉ bộ nhớ ngoài.
• d. PSEN (cho phép nạp chương trình)
89S52 có 4 chân tín hiệu điều khiển. PSENT là tín hiệu điều khiển được
xuất ra ở chân 29. Tín hiệu điều khiển này cho phép lập trình ở bộ nhớ ngoài và
thường được nối với các chân OE của EPROM để đọc mã lệnh từ bộ nhớ ngoài
vào thanh ghi đệm của 89S52. Nó xuống mức thấp nhất trong khi đọc lệnh. Mã
lệnh đọc từ EPROM, qua Bus dữ liệu, được chốt vào thanh ghi của 89S52. Khi
thi hành chương trình từ ROM nội PSEN được giữ ở mức cao (trạng thái không
tác động).
• EA (truy xuất vùng nhớ ngoài)
EA là một tín hiệu vào có thể ở mức cao hay thấp. Nếu ở mức cao 89S52
thi hành chương trình ở ROM nội, 4K/8K chương trình. Nếu ở mức thấp,
- 9 -
Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội CN CĐT 1 _K6
Đồ án môn Vi điều khiển GVHD: Vũ Thị Thu Hương
chương trình chỉ được thi hành ở bộ nhớ ngoài. Đối với 80431/ 8231 EA phải
được giữ ở mức thấp vì chúng không có ROM nội. EA cũng chính là chân nhận
điện áp mức cao để nạp EPROM nội.
• ALE ( cho phép chốt địa chỉ)
ALE là tín hiệu được xuất ra ở chân 20, rất quen thuộc với những ai đã
tùng làm việc với vi xử lý 8085, 8086 của Intel. 89S52 dùng ALE để phân kênh
cho từng Bus địa chỉ và Bus dữ liệu. Khi Port 0 được dùng làm Bus dữ liệu và
bytes thấp của Bus địa chỉ - ALE là tín hiệu dùng để chốt địa chỉ vào thanh ghi
chốt bên ngoài trong nửa đầu của một chu kỳ máy. Sau đó Port 0 sẵn sàng để
truy xuất dữ liệu trong nửa chu kỳ còn lại.
Xung ALE có tần số bằng 1/6 lần tần số bộ dao động nội và có thể dùng
như một xung clock cho mục đích nào đó khi hệ thống không làm việc. Nếu tần
số của 89S52 là 12MHz thì tần số xung ALE là 2MHz. Một xung ALE bị mất
khi có một lệnh MOVX được thi hành.
• Ngõ vào dao động nội
Ngõ vào đao động nội được mô tả như dưới hình hai, có một thạch anh
được nối vào chân 19 (XTAL1) và 18 (XTAL2). Có thể mắc thêm tụ để ổn định
dao động. Thạch anh 12MHz thường dùng cho họ IC MCs-51, trừ IC 80C31BH
có thể dùng thạch anh lên đến 16MHz. Tuy nhiên, không nhất thiết phải dùng
thạch anh mà ta có thể dùng mạch dao động TTL tạo xung Clock đưa vào chân
XTAL1 và lấy đảo của nó đưa vào XTAL2.
• RST (RESET)
- 10 -
Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội CN CĐT 1 _K6
[...]... điều khiển hoạt động sáng tắt của từng led led đơn trong nó, dữ liệu được xuất ra điều khiển led 7 đo n thường được gọi là "mã hiển thị led 7 đo n" Có hai kiểu mã hiển thị led 7 đo n: mã dành cho led 7 đo n có Anode(cực +) chung và mã dành cho led 7 đo n có Cathode(cực -) chung Chẳng hạn, để hiện thị số 1 cần làm cho các led ở vị trí b và c sáng, nếu sử dụng led 7 đo n có Anode chung thì phải đặt vào... điện qua led nếu led 7 đo n được nối với nguồn 5V Chân nhận tín hiệu a điều khiển led a sáng tắt, ngõ vào b để điều khiển led b Tương tự với các chân và các led còn lại 2.Kết nối với Vi điều khiển Ngõ nhận tín hiệu điều khiển của led 7 đo n có 8 đường, vì vậy có thể dùng 1 Port nào đó của Vi điều khiển để điều khiển led 7 đo n Như vậy led 7 đo n nhận một dữ liệu 8 bit từ Vi điều khiển để điều khiển hoạt... số của mạch Trong mạch này, giá trị tần số tạo ra 3 dải tần số bằng cách thay đổi giá trị tụ điện tương ứng R1=6kΩ;R2 là biến trở 15k Dải 1 từ10Hz đến 100Hz: tụ giá trị1µF Dải 2 từ100Hz đến 500Hz: tụ giá trị 470 nF Dải 3 từ1KHz đến 5KHz: tụ giá trị 47nF Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội 16 CN CĐT 1 _K6 Đồ án môn Vi điều khiển GVHD: Vũ Thị Thu Hương III .Hiển thị bằng led 7 thanh 1.Khái quát chung về led 7. .. Nội 17 CN CĐT 1 _K6 Đồ án môn Vi điều khiển GVHD: Vũ Thị Thu Hương Vì led 7 đo n chứa bên trong nó các led đơn, do đó khi kết nối cần đảm bảo dòng qua mỗi led đơn trong khoảng 10mA-20mA để bảo vệ led Nếu kết nối với nguồn 5V có thể hạn dòng bằng điện trở 330Ω trước các chân nhận tín hiệu điều khiển Sơ đồ vị trí các led được trình bày như hình dưới: Các điện trở 330Ω là các điện trở bên ngoài được kết... thanh Led 7 thanh có cấu tạo bao gồm 7 led đơn có dạng thanh xếp theo hình và có thêm 1 led đơn hình tròn nhỏ thể hiện dấu chấm tròn ở góc dưới, bên phải của led 7 thanh 8 led đơn trên led 7 đo n có Anode(cực +) hoặc Cathode(cực -) được nối chung với nhau vào một điểm, được đưa chân ra ngoài để kết nối với mạch điện 8 cực còn lại trên mỗi led đơn được đưa thành 8 chân riêng, cũng được đưa ra ngoài để kết... nối với mạch điện Nếu led 7 đo n có Anode(cực +) chung, đầu chung này được nối với +Vcc, các chân còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các led đơn, led chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở mức 0 Nếu led 7 đo n có Cathode(cực -) chung, đầu chung này được nối xuống Ground (hay Mass), các chân còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các led đơn, led chỉ sáng khi tín hiệu... thức bổ ích trong việc thiết kếthi công mạch thực tế và kỹ thuât lập trình cho vi điều khiển Sản phẩm thiết kế tạo ra một mô hình giúp sinh viên nghiên cứu khảo sát và khám phá tài nguyên của của họ vi điều khiển 8051 Tăng cường khả năng lập trình cho vi điều khiển Hiểu hơn về cách giao tiếp của họ 8051 với các thiết bị ngoại vi như led 7 thanh Tạo tiền đềnâng cao khả năng thiết kế và lập trình cho mọi... dụng led 7 đo n có Cathode chung thì điện áp(hay mức logic) hoàn toàn ngược lại, tức là phải đặt vào chân b và c điện áp là 5V(mức 1) Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội 18 CN CĐT 1 _K6 Đồ án môn Vi điều khiển GVHD: Vũ Thị Thu Hương Phần II:TRÌNH TỰ THIẾT KẾ VÀ HOÀN THIỆN ĐỒ ÁN I.Sơ đồ nguyên lý và mạch in Sơ đồ nguyên lý: Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội 19 CN CĐT 1 _K6 Đồ án môn Vi điều khiển GVHD: Vũ Thị Thu... điều khiển GVHD: Vũ Thị Thu Hương Mạch in: Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội 21 CN CĐT 1 _K6 Đồ án môn Vi điều khiển GVHD: Vũ Thị Thu Hương II.Nguyên lý hoạt động của mạch Xung vuông tạo ra từ IC 555 cấp vào chân 14(T0)_chân đếm xung của IC 89S52 timer 1 tạo thời gian đếm 1s thì ngắt giá trị xung đếm được từ timer0 hiển thị qua led 7 thanh(anot chung) III.Code chương trình #include sbit led3 ... Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội 29 CN CĐT 1 _K6 Đồ án môn Vi điều khiển GVHD: Vũ Thị Thu Hương if(cd1==0) chedo1(); if(cd2==0) chedo2(); if(cd3==0 ) chedo3(); } } Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội 30 CN CĐT 1 _K6 Đồ án môn Vi điều khiển GVHD: Vũ Thị Thu Hương Kết luận Trong quá trình thực hiện đề tài chúng em rút ra một sốkết luận sau: * Ưu điểm: Thiết kế và thi công đề tài này giúp chúng em bước đầu làm quen với . xuất ra điều khiển led 7 đo n thường
được gọi là "mã hiển thị led 7 đo n". Có hai kiểu mã hiển thị led 7 đo n: mã
dành cho led 7 đo n có Anode(cực. điều khiển để điều khiển led 7 đo n. Như vậy led 7
đo n nhận một dữ liệu 8 bit từ Vi điều khiển để điều khiển hoạt động sáng tắt
của từng led led đơn
Ngày đăng: 26/02/2014, 08:42
Xem thêm: thiết kế bộ đo tần số hiển thị bằng led 7 đoạn, thiết kế bộ đo tần số hiển thị bằng led 7 đoạn