LỜI NÓI ĐẦU Bộ Vi xử lí là hạt nhân của hệ VXL,nó thực hiện các phép tính logic hoặc số học để điều khiển toàn bộ hoạt động của hệ: - Đọc các lệnh từ ô nhớ,giải mã lệnh và thực hiện lệnh - Trao đổi số liệu với bộ nhớ và các thiết bị vào ra - Có thể đƣợc điều khiển từ 1 số tín hiệu bên ngoài đẻ thực hiện 1 số chức năng đặc biệt nhƣ thâm nhập bộ nhớ,ngắt và treo Một hệ VXL bao gồm 2 phần: - Phần cứng - Phần mềm *) Phần cứng là toàn bộ các kết cấu vật lí cấu thành nên hệ nhƣ ROM, RAM, P… *) Phần mềm:Phần logic bao gòm hệ điều hành va chƣơng trình ứng dụng(do ngƣời sử dụng viết)chƣơng trình đƣợc lƣu trữ trong bộ nhớ bằng mã nhị phân của máy tính.Một chƣơng trình viết bằng ngôn ngữ máy là 1 chuỗi các byte nhị phân biểu diễn các lệnh mã máy tính thực hiện đƣợc.Hợp ngữ thay thế các mã nhị phân của ngôn ngữ máy bằng các mã gợi nhớ giúp ta dễ nhớ hơn và dễ lập trình hơn. BTL bao gồm: CHƢƠNG 1: Giới thiệu họ vi điều khiển 8051 1.1. Cấu trúc phần cứng. 1.2. Sơ đồ chân và chức năng từng chân. CHƢƠNG 2: Ứng dụng đo khoảng thời gian giữa 2 xung ( f < 1000 Hz ) 2.1. Mạch tạo xung sử dụng time 555 2.2. Giới thiệu về LCD. 2.3. Lƣu đồ thuật toán 2.4. Mạch đo và chƣơng trình hợp ngữ. Với BTL em nhận đƣợc có gì sai sót rất mong đƣợc sự chỉ bảo của Thầy để BTL của em đƣợc thành công, em xin chân thành cảm ơn ! CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU HỌ VI ĐIỀU KHIỂN 8051 1.1. Cấu trúc phần cứng. Đặc điểm và chức năng hoạt động của các IC họ MSC-51 hoàn toàn tƣơng tự nhƣ nhau. Ở đây giới thiệu IC8951 là một họ IC vi điều khiển do hãng Intel của Mỹ sản xuất. Chúng có các đặc điểm chung nhƣ sau: Các đặc điểm của 8951 đƣợc tóm tắt nhƣ sau :  8 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 lí Boolean (hoạt động trên bit đơn).  210 vị trí nhớ có thể định vị bit.  4 s cho hoạt động nhân hoặc chia. Sơ đồ khối của 8951: 1.2. Sơ đồ chân và chức năng từng chân. 1.2.1 Sơ đồ chân 8951: Sơ đồ chân IC 89 C 51 1.2.2. Chức năng các chân của 8951: - 8951 có tất cả 40 chân có chức năng nhƣ các đƣờng xuất nhập. Trong đó có 24 chân có tác dụng kép (có nghĩa 1 chân có 2 chức năng), mỗi đƣờng có thể hoạt động nhƣ đƣờng xuất nhập hoặc nhƣ đƣờng điều khiển hoặc là thành phần của các bus dữ liệu và bus địa chỉ. a. Các Port: Port 0 : - Port 0 là port có 2 chức năng ở các chân 32 – 39 của 8951. Trong các thiết kế cỡ nhỏ không dùng bộ nhớ mở rộng nó có chức năng nhƣ các đƣờng IO. Đối với các thiết kế cỡ lớn có bộ nhớ mở rộng, nó đƣợc kết hợp giữa bus địa chỉ và bus dữ liệu. Port 1: - Port 1 là port IO trên các chân 1-8. Các chân đƣợc ký hiệu P1.0, P1.1, P1.2, … có thể dùng cho giao tiếp với các thiết bị ngoài nếu cần. Port 1không có chức năng khác, vì vậy chúng chỉ đƣợc dùng cho giao tiếp với các thiết bị bên ngoài. Port 2 : - Port 2 là 1 port có tác dụng kép trên các chân 21 - 28 đƣợc dùng nhƣ các đƣờng xuất nhập hoặc là byte cao của bus địa chỉ đối với các thiết bị dùng bộ nhớ mở rộng. Port 3: - Port 3 là port có tác dụng kép trên các chân 10 - 17. Các chân của port này có nhiều chức năng, các công dụng chuyển đổi có liên hệ với các đặc tính đặc biệt của 8951 nhƣ ở bảng sau: b. Các ngõ tín hiệu điều khiển : Ngõ tín hiệu PSEN (Program store enable): - PSEN là tín hiệu ngõ ra ở chân 29 có tác dụng cho phép đọc bộ nhớ chƣơng trình mở rộng thƣờng đƣợc nói đến chân 0E\ (output enable) của Eprom cho phép đọc các byte mã lệnh. - PSEN ở mức thấp trong thời gian Microcontroller 8951 lấy lệnh. Các mã lệnh của chƣơng trình đƣợc đọc từ Eprom qua bus dữ liệu và đƣợc chốt vào thanh ghi lệnh bên trong 8951 để giải mã lệnh. Khi 8951 thi hành chƣơng trình trong ROM nội PSEN sẽ ở mức logic 1. Ngõ tín hiệu điều khiển ALE (Address Latch Enable ) : - Khi 8951 truy xuất bộ nhớ bên ngoài, port 0 có chức năng là bus địa chỉ và bus dữ liệu do đó phải tách các đƣờng dữ liệu và địa chỉ. Tín hiệu ra ALE ở chân thứ 30 dùng làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp các đƣờng địa chỉ và dữ liệu khi kết nối chúng với IC chốt. - Tín hiệu ra ở chân ALE là một xung trong khoảng thời gian port 0 đóng vai trò là địa chỉ thấp nên chốt địa chỉ hoàn toàn tự động. Các xung tín hiệu ALE có tốc độ bằng 1/6 lần tần số dao động trên chip và có thể đƣợc dùng làm tín hiệu clock cho các phần khác của hệ thống. Chân ALE đƣợc dùng làm ngõ vào xung lập trình cho Eprom trong 8951. Ngõ tín hiệu EA\(External Access): - Tín hiệu vào EA\ ở chân 31 thƣờng đƣợc mắc lên mức 1 hoặc mức 0. Nếu ở mức 1, 8951thi hành chƣơng trình từ ROM nội trong khoảng địa chỉ thấp 8 Kbyte. Nếu ở mức 0, 8951 sẽ thi hành chƣơng trình từ bộ nhớ mở rộng. Chân EA\ đƣợc lấy làm chân cấp nguồn 21V khi lập trình cho Eprom trong 8951. Ngõ tín hiệu RST (Reset) : -Ngõ vào RST ở chân 9 là ngõ vào Reset của 8951. Khi ngõ vào tín hiệu này đƣa lên cao ít nhất là 2 chu kỳ máy, các thanh ghi bên trong đƣợc nạp những giá trị thích hợp để khởi động hệ thống. Khi cấp điện mạch tự động Reset. Các ngõ vào bộ dao động X1, X2: - Bộ dao động đƣợc tích hợp bên trong 8951, khi sử dụng 8951 ngƣời thiết kế chỉ cần kết nối thêm thạch anh và các tụ nhƣ hình vẽ trong sơ đồ.Tần số thạch anh thƣờng sử dụng cho 8951 là 12Mhz. Chân 40 (Vcc) đƣợc nối lên nguồn 5V. CHƢƠNG 2: ỨNG DỤNG ĐO KHOẢNG THỜI GIAN GIỮA 2 XUNG ( F < 1000 HZ ) 2.1. Mạch tạo xung dùng Time 555: 2.2. Giới thiệu về LCD. 2.2.1. Hoạt động của LCD: Trong những năm gần đây LCD đang ngày càng đƣợc sử dụng rộng rãi thay thế dần cho các đèn LED (các đèn LED 7 đoạn hay nhiều đoạn). Đó là vì các nguyên nhân sau:  Các LCD có giá thành hạ.  Khả năng hiển thị các số, các ký tự và đồ hoạ tốt hơn nhiều so với các đèn LED (vì các đèn LED chỉ hiển thị đƣợc các số và một số ký tự).    Nhờ kết hợp một bộ điều khiển làm tƣơi vào LCD làm giải phóng cho CPU công việc làm tƣơi LCD. Trong khi đèn LED phải đƣợc làm tƣơi bằng CPU (hoặc bằng cách nào đó) để duy trì việc hiển thị dữ liệu.  Dễ dàng lập trình cho các ký tự và đồ hoạ. 2.2.2 Mô tả các chân của LCD: LCD đƣợc nói trong mục này có 14 chân, chức năng của các chân đƣợc cho trong bảng. Vị trí của các chân đƣợc mô tả trên hình vẽ cho nhiều LCD khác nhau. 1. Chân V CC , V SS và V EE : Các chân V CC ,V SS và V EE : Cấp dƣơng nguồn - 5v và đất tƣơng ứng thì V EE đƣợc dùng để điều khiển độ tƣơng phản của LCD. 2. Chân chọn thanh ghi RS (Register Select).Có hai thanh ghi rất quan trọng bên trong LCD, chân RS đƣợc dùng để chọn các thanh ghi này nhƣ sau: Nếu RS = 0 thì thanh ghi mà lệnh đƣợc chọn để cho phép ngƣời dùng gửi một lệnh chẳng hạn nhƣ xoá màn hình, đƣa con trỏ về đầu dòng v.v… Nếu RS = 1 thì thanh ghi dữ liệu đƣợc chọn cho phép ngƣời dùng gửi dữ liệu cần hiển thị trên LCD. 3. Chân đọc/ghi (R/W).Đầu vào đọc/ ghi cho phép ngƣời dùng ghi thông tin lên LCD khi R/W= 0 hoặc đọc thông tin từ nó khi R/W = 1. 4. Chân cho phép E (Enable).Chân cho phép E đƣợc sử dụng bởi LCD để chốt thông tin hiện hữu trên chân dữ liệu của nó. Khi dữ liệu đƣợc cấp đến chân dữ liệu thì một xung mức cao xuống thấp phải đƣợc áp đến chân này để LCD chốt dữ liệu trên các chân dữ liêu. Xung này phải rộng tối thiểu là 450ns. 5. Chân D0 - D7.Đây là 8 chân dữ liệu 8 bít, đƣợc dùng để gửi thông tin lên LCD hoặc đọc nội dung của các thanh ghi trong LCD. Để hiển thị các chữ cái và các con số, chúng ta gửi các mã ASCII của các chữ cái từ A đến Z, a đến f và các con số từ 0 - 9 đến các chân này khi bật RS = 1. Cũng có các mã lệnh mà có thể đƣợc gửi đến LCD để xoá màn hình hoặc đƣa con trỏ về đầu dòng hoặc nhấp nháy con trỏ. Chúng ta cũng sử dụng RS = 0 để kiểm tra bít cờ bận để xem LCD có sẵn sàng nhân thông tin. Cờ bận là D7 và có thể đƣợcđọc khi R/W = 1 và RS= 0 nhƣ sau: Nếu R/W = 1, RS = 0 khi D7 = 1 (cờ bận 1) thì LCD bận bởi các công việc bên trong và sẽ không nhận bất kỳ thông tin mới nào. Khi D7 = 0 thì LCD sẵn sàng nhận thông tin mới. Lƣu ý chúng ta nên kiểm tra cờ bận trƣớc khi ghi bất kỳ dữ liệu nào lên LCD. 2.2.3 Gửi các lệnh và dữ liệu đến LCD với một độ trễ: *Các mã lệnh LCD: Mã (Hex) Lệnh đến thanh ghi của LCD 1 Xoá màn hình hiển thị 2 Trở về đầu dòng 4 Giả con trỏ (dịch con trỏ sang trái) 6 Tăng con trỏ (dịch con trỏ sang phải) 5 Dịch hiển thị sang phải 7 Dịch hiển thị sang trái 8 Tắt con trỏ, tắt hiển thị A Tắt hiển thị, bật con trỏ C Bật hiển thị, tắt con trỏ E Bật hiển thị, nhấp nháy con trỏ F Tắt con trỏ, nhấp nháy con trỏ 10 Dịch vị trí con trỏ sang trái 14 Dịch vị trí con trỏ sang phải 18 Dịch toàn bộ hiển thị sang trái 1 C Dịch toàn bộ hiển thị sang phải 80 Ép con trỏ Vũ đầu dòng thứ nhất C 0 Ép con trỏ Vũ đầu dòng thứ hai 38 Hai dòng và ma trận 5  7 Để gửi một lệnh bất kỳ đến LCD ta phải đƣa chân RS về 0. Đối với dữ liệu thì bật RS = 1 sau đó gửi một sƣờn xung cao xuống thấp đến chân E để cho phép chốt dữ liệu trong LCD. Điều này đƣợc chỉ ra trong đoạn mã chƣơng trình dƣới đây . [...]... ADDC A, #0 MOV R1, A RET END KẾT LUẬN Tới đây vi c thiết kế đã hoàn thành Do khả năng bản thân còn hạn hẹp , thời gian có hạn nên bài tập thiết kế không tránh khỏi những sai sót Mong Thầy và các bạn góp ý để các bài tập lớn lần sau em ngày càng hoàn chỉnh Tài liệu tham khảo: 1 Kĩ thuật Vi xử lý - Tác giả: Văn Thế Minh 2 Cấu trúc và lập trình họ vi điều khiển 8051 - Tác giả: Nguyễn Tăng Cường _ Phan... nếu bít D7 (cờ bận) ở mức cao thì LCD bận và không có thông tin (lệnh) nào đƣợc xuất đến nó chỉ khi nào D7 = 0 mới có thể gửi dữ liệu hoặc lệnh đến LCD Lƣu ý trong phƣơng phát này không sử dụng độ trễ thời gian nào vì ta đang kiểm tra cờ bận trƣớc khi xuất lệnh hoặc dữ liệu lên LCD 2.3 Lƣu đồ thuật toán: 2.4 Mạch đo và chƣơng trình hợp ngữ #INCLUDE ORG 0H LJMP MAIN ORG 03H MOV TMOD, #01 MOV . 1.1. Cấu trúc phần cứng. 1.2. Sơ đồ chân và chức năng từng chân. CHƢƠNG 2: Ứng dụng đo khoảng thời gian giữa 2 xung ( f < 1000 Hz ) 2.1. Mạch tạo xung sử dụng time 555 2.2. Giới thiệu về. cho 8951 là 12Mhz. Chân 40 (Vcc) đƣợc nối lên nguồn 5V. CHƢƠNG 2: ỨNG DỤNG ĐO KHOẢNG THỜI GIAN GIỮA 2 XUNG ( F < 1000 HZ ) 2.1. Mạch tạo xung dùng Time 555: 2.2. Giới. thành .Do khả năng bản thân còn hạn hẹp , thời gian có hạn nên bài tập thiết kế không tránh khỏi những sai sót. Mong Thầy và các bạn góp ý để các bài tập lớn lần sau em ngày càng hoàn chỉnh