Up

Microprocessors project

Chức năng của đề tài : + Đo và hiển thị nhiệt độ môi trường tại một điểm bất kỳ trong khoảng từ 0ºC đến 100ºC. + Cảnh báo bằng nhiều đèn LEDs đơn nhấp nháy và còi khi nhiệt độ vượt quá một giới hạn cho phép. PhÇn më ®Çu Giíi thiÖu vÒ vi ®iÒu khiÓn at89s52 ----oo0oo---Ngµy nay,c¸c bé vi ®iÒu khiÓn ®ang cã øng dông ngµy cµng réng r·i trong c¸c lÜnh vùc khoa häc vµ ®êi sèng x· héi,®Æc biÖt lµ trong kü thuËt tù ®éng ho¸ vµ ®iÒu khiÓn tõ xa.Giê ®©y,nhu cÇu chuyªn dông ho¸,tèi u vÒ thêi gian,kh«ng gian vµ gi¸ thµnh,v.v… ngµy cµng ®ßi hái kh¾t khe.Do ®ã,viÖc ®a ra c«ng nghÖ míi trong lÜnh vùc chÕ t¹o m¹ch ®iÖn tö ®Ó ®¸p øng nh÷ng nhu cÇu trªn lµ rÊt cÊp thiÕt vµ mang tÝnh thùc tÕ cao. §Ó hiÓu kh¸i niÖm vÒ bé vi ®iÒu khiÓn,ta cã thÓ lµm phÐp so s¸nh nã víi c¸c bé vi xö lý c«ng dông chung. C¸c bé vi xö lý c«ng dông chung nh 8086,8088 cña Intel hay 6800,6810… cña Motorola kh«ng cã RAM,ROM vµ c¸c cæng ra vµo trªn chip.Khi sö dông chóng,ta ph¶i bæ sung thªm RAM,ROM vµ c¸c cæng vµo ra ®Ó chóng cã thÓ ho¹t ®éng ®îc.Lµm nh vËy sÏ lµm hÖ thèng cång kÒnh,tuy nhiªn l¹i kh¸ linh ho¹t vÒ cÊu tróc. Kh¸c víi c¸c bé vi xö lý c«ng dông chung,c¸c bé vi ®iÒu khiÓn ®îc tÝch hîp s½n RAM vµ ROM bªn trong,tuy cÊu tróc kh«ng thÓ thay ®æi linh ho¹t nhng l¹i thËt sù lý tëng víi nh÷ng øng dông mang tÝnh chuyªn biÖt,tèi u vÒ gi¸ thµnh vµ kh«ng gian.

1

Microprocessors project

Díi ®©y lµ s¬ ®å so s¸nh hÖ thèng vi xö lý víi hÖ thèng vi ®iÒu khiÓn a) HÖ thèng vi xö lý c«ng dông chung b) HÖ thèng vi ®iÒu khiÓn

CPU Genera lPurpos e Micro-

Data bus RA M

RO M

T imer

I/O Port

Address bus (a) General-Purpose Microcessor System

Seri al COM Port

CPU

RA M

RO M

I/O

T imer

Seri al COM Port

(b) Microcontroller

Nh÷ng yªu cÇu ®Ó lùa chän mét bé vi ®iÒu khiÓn: + §¸p øng nhu cÇu tÝnh to¸n cña bµi to¸n ®Æt ra + Cã s½n c¸c c«ng cô ph¸t triÓn phÇn mÒm nh c¸c tr×nh biªn dÞch vµ gì rèi … + Tèc ®é lín nhÊt mµ bé vi ®iÒu khiÓn thùc hiÖn ®îc + KiÓu ®ãng vá,thêng chän kiÓu 40 ch©n chia thµnh 2 hµng + C«ng suÊt tiªu thô + Dung lîng bé nhí ROM vµ RAM trªn chip + Sè ch©n vµo ra,bé ®Þnh thêi,sè ng¾t trªn chip + Gi¸ thµnh Bé vi ®iÒu khiÓn AT89S52:

2

Microprocessors project AT89S52 lµ bé vi ®iÒu khiÓn 8 bit ®îc sö dông phæ biÕn trong sè nh÷ng chip kh¸c cña hä 8051.C¸c ®Æc ®iÓm cña bé vi ®iÒu khiÓn nµy: + Bé nhí ch¬ng tr×nh FLASH 8KB + Bé nhí d÷ liÖu SRAM 256 Byte + 4 port xuÊt nhËp 8 bit + 2 Timer 16 bit + Cã kh¶ n¨ng qu¶n lý ®îc 64KB bé nhí ch¬ng tr×nh ngoµi + Cã kh¶ n¨ng qu¶n lý ®îc 64 KB bé nhí d÷ liÖu ngoµi + Cã bé xö lý logic riªng (thao t¸c trªn c¸c bit) + Cã thÓ thao t¸c trùc tiÕp ®îc 210 bit( c¸c bit nµy ®· ®îc ®Þa chØ ho¸) + Cã 5 ng¾t + Dïng nguån dao ®éng ngoµi + Ho¹t ®éng ë ®iÖn ¸p 5V Port 0 (P0) : Cã 8 ch©n lµ cæng vµo ra hay lµ cæng chuyÓn d÷ liÖu vµ ®Þa chØ • Port 1 (P1) : Lµ cæng vµo ra 8 ch©n • Port 2 (P2) : Cã 8 ch©n lµ cæng vµo ra hay lµ cæng chuyÓn d÷ liÖu vµ ®Þa chØ • Port 3 (P3) : 8 ch©n,lµ c¸c cæng vµo ra,ngoµi ra cßn c¸c chøc n¨ng nh phôc vô ng¾t,bé ®Þnh thêi,nhËn d÷ liÖu truyÒn th«ng nèi tiÕp,®äc vµ ghi c¸c bé nhí EXTERNAL ngoµi… •

INTERRUPTS

ETC ON CHIP RAM

0 TIMER 1

4 I/O PORTS

SERIAL PORT

CPU

OS C

BUS CONTRO L

3 P P P P ADDRESS/DA

TXD RX D

COUNTER INPUTS

Bè trÝ bªn trong s¬ ®å khèi cñaTIMER AT89S52

INTERRUP T CONTROL

Microprocessors project

PHÇn I ThiÕt kÕ phÇn cøng ----oo0oo----

• Khèi xö lý nhiÖt ®é:

Ta sö dông Sensor nhiÖt LM35D ®Ó thu ®o nhiÖt ®é m«i trêng. 4

Microprocessors project LM35D cã ®Çu vµo lµ nhiÖt ®é m«i trêng,®Çu ra lµ ®iÖn ¸p. S¬ ®å cña LM35D: + Ch©n GND ®îc nèi ®Êt + Ch©n Vout ®îc nèi víi ®Çu vµo cña ADC + Ch©n +Vs ®îc nèi víi d¬ng nguån Vcc

Ta thêng ph©n cùc LM35D nh sau :

C¶m biÕn nhiÖt hä LM35. M· s¶n phÈm LM35A LM35 LM35CA

D¶i nhiÖt ®é -55 C to + 150 C -55 C to + 150 C -40 C to + 110 5

§é chÝnh x¸c + 1.0 C

§Çu ra 10 mV/C

+ 1.5 C

10 mV/C

+ 1.0 C

10 mV/C

Microprocessors project LM35C LM35D

C -40 C to + 110 + 1.5 C C 0 C to + 100 C + 2.0 C

10 mV/C 10 mV/C

C¸c bé biÕn ®æi (Transducer) chuyÓn ®æi c¸c ®¹i lîng vËt lý vÝ dô nh nhiÖt ®é, cêng ®é ¸nh s¸ng, lu tèc vµ tèc ®é thµnh c¸c tÝn hiÖu ®iÖn phô thuéc vµo bé biÕn ®æi mµ ®Çu ra cã thÓ lµ tÝn hiÖu d¹ng ®iÖn ¸p, dßng, trë kh¸ng hay dung kh¸ng. VÝ dô, nhiÖt ®é ®îc biÕn ®æi thµnh vÒ c¸c tÝn hiÖu ®iÖn sö dông mét bé biÕn ®æi gäi lµ Rhermistor (bé c¶m biÕn nhiÖt), mét bé c¶m biÕn nhiÖt ®¸p øng sù thay ®æi nhiÖt ®é b»ng c¸ch thay ®æi trë kh¸ng nhng ®¸p øng cña nã kh«ng tuyÕn tÝnh . TÝnh chÊt g¾n liÖn víi viÖc viÕt phÇn mÒm cho c¸c thiÕt bÞ phi tuyÕn nh vËy ®· ®a nhiÒu nhµ s¶n xuÊt tung ra thÞ trêng c¸c lo¹t bé c¶m biÕn nhiÖt tuyÕn tÝnh. C¸c bé c¶m biÕn nhiÖt ®¬n gi¶n vµ ®îc sö dông réng r·i bao gåm c¸c lo¹t hä LM34 vµ LM35 cña h·ng National Semiconductor Corp. Lo¹t c¸c bé c¶m biÕn LM35 lµ c¸c bé c¶m biÕn nhiÖt m¹ch tÝch hîp chÝnh x¸c cao mµ ®iÖn ¸p ®Çu ra cña nã tû lÖ tuyÕn tÝnh víi nhiÖt ®é theo thang ®é Celsius. Chóng còng kh«ng yªu cÇu c©n chØnh ngoµi v× vèn chóng ®· ®îc c©n chØnh. Chóng ®a ra ®iÖn ¸p 10Mv cho mçi sù thay ®æi 10C,thuËn tiªn trong viÖc kÕt nèi vµ lËp tr×nh. B¶ng c¸c th«ng sè kü thuËt cña LM35D

6

Microprocessors project

• Khèi ADC: 7

Microprocessors project Bé ADC biÕn ®æi tÝn hiÖu t¬ng tù sang sè ®îc dïng ë ®©y lµ ADC0804,lµ mét lo¹i ADC 8 bit. S¬ ®å ch©n cña ADC0804:

ChÝp ADC0804 lµ bé chuyÓn ®æi t¬ng tù sè trong hä c¸c lo¹t ADC0800 tõ h·ng National Semiconductor. Nã còng ®îc nhiÒu h·ng kh¸c s¶n xuÊt, nã lµm viÖc víi +5v vµ cã ®é ph©n gi¶i lµ 8 bÝt. Ngoµi ®é ph©n gi¶i th× thêi gian chuyÓn ®æi còng lµ mét yÕu tè quan träng kh¸c khi ®¸nh gi¸ mét bé ADC. Thêi gian chuyÓn ®æi ®îc ®Þnh nghÜa nh lµ thêi gian mµ bé ADC cÇn ®Ó chuyÓn mét ®Çu vµo t¬ng tù thµnh mét sè nhÞ ph©n. Trong ADC0804 thêi gian chuyÓn ®æi thay ®æi phô thuéc vµo tÇn sè ®ång hå ®îc cÊp tíi ch©n CLK vµ CLK IN nhng kh«ng thÓ nhanh h¬n 110µs. C¸c ch©n cña ADC0804 ®îc m« t¶ nh sau:

8

Microprocessors project 1. Ch©n CS - chän chÝp: Lµ mét ®Çu vµo tÝch cùc møc

thÊp ®îc sö dông ®Ó kÝch ho¹t chÝp ADC0804. §Ó truy cËp ADC0804 th× ch©n nµy ph¶i ë møc thÊp. 2. Ch©n RD (®äc): §©y lµ mét tÝn hiÖu ®Çu vµo ®îc tÝch cùc møc thÊp. C¸c bé ADC chuyÓn ®æi ®Çu vµo t¬ng tù thµnh sè nhÞ ph©n t¬ng ®¬ng víi nã vµ gi÷ nã trong mét thanh ghi trong. RD ®îc sö dông ®Ó nhËn d÷ liÖu ®îc chuyÓn ®æi ë ®Çu ra cña ADC0804. Khi CS = 0 nÕu mét xung cao - xuèng thÊp ®îc ¸p ®Õn ch©n RD th× ®Çu ra sè 8 bÝt ®îc hiÓn diÖn ë c¸c ch©n d÷ liÖu D0 - D7. Ch©n RD còng ®îc coi nh cho phÐp ®Çu ra. 3. Ch©n ghi WR (thùc ra tªn chÝnh x¸c lµ “B¾t ®Çu chuyÓn ®æi”). §©y lµ ch©n ®Çu vµo tÝch cùc møc thÊp ®îc dïng ®Ó b¸o cho ADC0804 b¾t ®Çu qu¸ tr×nh chuyÓn ®æi. NÕu CS = 0 khi WR t¹o ra xung cao - xuèng - thÊp th× bé ADC0804 b¾t ®Çu chuyÓn ®æi gi¸ trÞ ®Çu vµo t¬ng tù Vin vÒ sè nhÞ ph©n 8 bÝt. Lîng thêi gian cÇn thiÕt ®Ó chuyÓn ®æi thay ®æi phô thuéc vµo tÇn sè ®a ®Õn ch©n CLK IN vµ CLK R. Khi viÖc chuyÓn ®æi d÷ liÖu ®îc hoµn tÊt th× ch©n INTR ®îc Ðp xuèng thÊp bëi ADC0804. 4. Ch©n CLK IN vµ CLK R. Ch©n CLK IN lµ mét ch©n ®Çu vµo ®îc nèi tíi mét nguån ®ång hå ngoµi khi ®ång hå ngoµi ®îc sö dông ®Ó t¹o ra thêi gian. Tuy nhiªn ADC0804 còng cã mét m¸y t¹o xung ®ång hå. §Ó sö dông m¸y t¹o xung ®ång hå trong (còng cßn ®îc gäi lµ m¸y t¹o ®ång hå riªng) cñaADC0804 th× c¸c ch©n CLK IN vµ CLK R ®îc nèi tíi mét tô ®iÖn vµ mét ®iÖn trë nh chØ ra trªn h×nh 12.5. Trong trêng hîp nµy tÇn sè ®ång hå ®îc x¸c ®Þnh b»ng biÓu thøc: f=

1 1,1RC

gi¸ trÞ tiªu biÓu cña c¸c ®¹i lîng trªn lµ R = 10kΩ vµ C= 150pF vµ tÇn sè nhËn ®îc lµ f = 606kHz vµ thêi gian chuyÓn ®æi sÏ mÊt lµ 110µs. 9

Microprocessors project 5. Ch©n ng¾t INTR (ng¾t hay gäi chÝnh x¸c h¬n lµ

“kÕt thóc chuyÓn ®æi’). §©y lµ ch©n ®Çu ra tÝch cùc møc thÊp. B×nh thêng nã ë tr¹ng th¸i cao vµ khi viÖc chuyÓn ®æi hoµn tÊt th× nã xuèng thÊp ®Ó b¸o cho CPU biÕt lµ d÷ liÖu ®îc chuyÓn ®æi s½n sµng ®Ó lÊy ®i. Sau khi INTR xuèng thÊp, ta ®Æt CS = 0 vµ göi mét xung cao xuèng - thÊp tíi ch©n RD lÊy d÷ liÖu ra cña ADC0804. 6. Ch©n Vin (+) vµ Vin (-). §©y lµ c¸c ®Çu vµo t¬ng tù vi sai mµ Vin = Vin (+) - Vin (-). Th«ng thêng Vin (-) ®îc nèi xuèng ®Êt vµ Vin (+) ®îc dïng nh ®Çu vµo t¬ng tù ®îc chuyÓn ®æi vÒ d¹ng sè. 7. Ch©n VCC. §©y lµ ch©n nguån nuèi +5v, nã còng ®îc dïng nh ®iÖn ¸p tham chiÕu khi ®Çu vµo Vref/2 (ch©n 9) ®Ó hë. 8. Ch©n Vref/2. Ch©n 9 lµ mét ®iÖn ¸p ®Çu vµo ®îc dïng cho ®iÖn ¸p tham chiÕu. NÕu ch©n nµy hë (kh«ng ®îc nèi) th× ®iÖn ¸p ®Çu vµo t¬ng tù cho ADC0804 n»m trong d¶i 0 ®Õn +5v (gièng nh ch©n VCC). Tuy nhiªn, cã nhiÒu øng dông mµ ®Çu vµo t¬ng tù ¸p ®Õn Vin cÇn ph¶i kh¸c ngoµi d¶i 0 ®Õn 5v. Ch©n Vref/2 ®îcdïng ®Ó thùc thi c¸c ®iÖn ¸p ®Çu vµo kh¸c ngoµi d¶i 0 - 5v. VÝ dô, nÕu d¶i ®Çu vµo t¬ng tù cÇn ph¶i lµ 0 ®Õn 4v th× Vref/2 ®îc nèi víi +2v. §iÖn ¸p Vref/2 liªn hÖ víi d¶i Vin. Vref/ 2(V) Hë * 2.0 1.5 1.28 1.0

Vin(V) 0 ®Õn 0 ®Õn 0 ®Õn 0 ®Õn 0 ®Õn

5 4 3 2.56 2 10

Step Size (mV) 5/256 = 19.53 4/255 = 15.62 3/256 = 11.71 2.56/256 = 10 2/256 = 7.81

Microprocessors project 0.5

0 ®Õn 1

1/256 = 3.90

Ghi chó: - VCC = 5V - * Khi Vref/2 hë th× ®o ®îc ë ®ã kho¶ng 2,5V - KÝch thíc bíc (®é ph©n d¶i) lµ sù thay ®æi nhá nhÊt mµ ADC cã thÓ ph©n biÖt ®îc. 9. C¸c ch©n d÷ liÖu D0 - D7. C¸c ch©n d÷ liÖu D0 - D7 (D7 lµ bÝt cao nhÊt MSB vµ D0 lµ bÝt thÊp nhÊt LSB) lµ c¸c ch©n ®Çu ra d÷ liÖu sè. §©y lµ nh÷ng ch©n ®îc ®Öm ba tr¹ng th¸i vµ d÷ liÖu ®îc chuyÓn ®æi chØ ®îc truy cËp khi ch©n CS = 0 vµ ch©n RD bÞ ®a xuèng thÊp. §Ó tÝnh ®iÖn ¸p ®Çu ra ta cã thÓ sö dông c«ng thøc sau: D out =

V in kich thuoc buoc

Víi Dout lµ ®Çu ra d÷ liÖu sè (d¹ng thËp ph©n). Vin lµ ®iÖn ¸p ®Çu vµo t¬ng tù vµ ®é ph©n d¶i lµ sù thay ®æi nhá nhÊt ®îc tÝnh nh lµ (2 × Vref/2) chia cho 256 ®èi víi ADC 8 bÝt. 10.Ch©n ®Êt t¬ng tù vµ ch©n ®Êt sè. §©y lµ nh÷ng ch©n ®Çu vµo cÊp ®Êt chung cho c¶ tÝn hiÖu sè vµ t¬ng tù. §Êt t¬ng tù ®îc nèi tíi ®Êt cña ch©n Vin t¬ng tù, cßn ®Êt sè ®îc nèi tíi ®Êt cña ch©n Vcc. Lý do mµ ta ph¶i cã hai ®Êt lµ ®Ó c¸ch ly tÝn hiÖu t¬ng tù Vin tõ c¸c ®iÖn ¸p ký sinh t¹o ra viÖc chuyÓn m¹ch sè ®îc chÝnh x¸c. Trong phÇn tr×nh bµy cña chóng ta th× c¸c ch©n nµy ®îc nèi chung víi mét ®Êt. Tuy nhiªn, trong thùc tÕ thu ®o d÷ liÖu c¸c ch©n ®Êt nµy ®îc nèi t¸ch biÖt. Tõ nh÷ng ®iÒu trªn ta kÕt luËn r»ng c¸c bíc cÇn ph¶i thùc hiÖn khi chuyÓn ®æi d÷ liÖu bëi ADC0804 lµ: 11

Microprocessors project a) BËt CS = 0 vµ göi mét xung thÊp lªn cao tíi ch©n WR

®Ó b¾t ®Çu chuyÓn ®æi. b) Duy tr× hiÓn thÞ ch©n INTR . NÕu INTR xuèng thÊp th× viÖc chuyÓn ®æi ®îc hoµn tÊt vµ ta cã thÓ sang bíc kÕ tiÕp. NÕu INTR cao tiÕp tôc th¨m dß cho ®Õn khi nã xuèng thÊp. c) Sau khi ch©n INTR xuèng thÊp, ta bËt CS = 0 vµ göi mét xung cao - xuèng - thÊp ®Õn ch©n RD ®Ó lÊy d÷ liÖu ra khái chÝp ADC0804. BiÓu ®å thêi gian cho mét chu kú ghi ®äc d÷ liÖu cña ADC0804

Phèi ghÐp LM35D víi ADC vµ AT89S52:

HÇu hÕt c¸c bé biÕn ®æi ®Òu ®a ra c¸c tÝn hiÖu ®iÖn d¹ng ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn, dung kh¸ng hoÆc trë kh¸ng. Tuy nhiªn, chóng ta cÇn chuyÓn ®æi c¸c tÝn hiÖu nµy vÒ ®iÖn ¸p nh»m göi ®Çu vµo ®Õn bé chuyÓn ®æi ADC. Sù chuyÓn ®æi (biÕn ®æi) nµy ®îc gäi chung lµ phèi hîp tÝn hiÖu. Phèi hîp tÝn hiÖu cã thÓ lµ 12

Microprocessors project viÖc chuyÓn ®æi dßng ®iÖn thµnh ®iÖn ¸p hoÆc sù khuyÕch ®¹i tÝn hiÖu. VÝ dô, bé c¶m biÕn nhiÖt thay ®æi trë kh¸ng víi nhiÖt ®é. Sù thay ®æi trë kh¸ng ph¶i ®îc chuyÓn thµnh ®iÖn ¸p ®Ó cã thÓ ®îc sö dông cho c¸c ADC. XÐt trêng hîp nèi mét LM35 tíi mét ADC0804 v× ADC0804 cã ®é ph©n d¶i 8 bÝt víi tèi ®a 256 bíc (28) vµ LM35 (hoÆc ML34) t¹o ®iÖn ¸p 10mV cho mçi sù thay ®æi nhiÖt ®é 10C nªn ta cã thÓ t¹o ®iÒu kiÖn Vin cña ADC 804 t¹o ra mét Vout = 2560mV (2,56V) cho ®Çu ra ®Çu thang ®o. do vËy, nh»m t¹o ra Vout ®Çy thang 2,56V cho ADC0804 ta cÇn ®Æt ®iÖn ¸p Vref/2 = 1,28V. §iÒu nµy lµm cho Vout cña ADC0804 ®¸p øng trùc tiÕp víi nhiÖt ®é ®îc hiÓn thÞ trªn LM35D.C¸c gi¸ trÞ cña Vref/2 ®îc cho ë b¶ng sau NhiÖt ®é (0C) 0 1 2 3 10 30 ………………..

•

Vin (mV) 0 10 20 30 100 300 …………………

Khèi xö lý vµo ra: 13

Vout (D7 – D0) 0000 0000 0000 0001 0000 0010 0000 0011 0000 1010 0001 1110 …………………

Microprocessors project Khèi xö lý chÝnh ë ®©y lµ bé vi ®iÒu khiÓn AT89S52 Có 4/8/12/20 Kbyte bộ nhớ FLASH ROM bên trong để lưu chương trình. Nhờ vậy Vi điều khiển có khả năng nạp xoá chương trình bằng điện đến 10000 lần. 128 Byte RAM nội 4 Port xuất/nhập 8 bit Từ 2 đến 3 bộ định thời 16-bit Có khả năng giao tiếp truyền dữ liệu nối tiếp Có thể mở rộng không gian nhớ chương trình ngoài 64KByte (bộ nhớ ROM ngoại): khi chương trình do người lập trình viết ra có dung lượng lớn hơn dung lượng bộ nhớ ROM nội, để lưu được chương trình này cần bộ nhớ ROM lớn hơn, cách giải quyết là kết nối Vi điều khiển với bộ nhớ ROM từ bên ngoài (hay còn gọi là ROM ngoại). Dung lượng bộ nhớ ROM ngoại lớn nhất mà Vi điều khiển có thể kết nối là 64KByte Có thể mở rộng không gian nhớ dữ liệu ngoài 64KByte (bộ nhớ RAM ngoại) Bộ xử lí bit (thao tác trên các bit riêng rẽ) 210 bit có thể truy xuất đến từng bit

Kh¶o s¸t s¬ ®å ch©n AT89S52 14

Microprocessors project

Chân VCC Chân số 40 là VCC cấp điện áp nguồn cho Vi điều khiển Nguồn điện cấp là +5V±0.5. Chân GND Chân số 20 nối GND(hay nối Mass). Khi thiết kế cần sử dụng một mạch ổn áp để bảo vệ cho Vi điều khiển, cách đơn giản là sử dụng IC ổn áp 7805. Port 0 (P0) Port 0 gồm 8 chân (từ chân 32 đến 39) có hai chức năng: Chức năng xuất/nhập :các chân này được dùng để nhận tín hiệu từ bên ngoài vào để xử lí, hoặc dùng để xuất tín hiệu ra bên ngoài, chẳng hạn xuất tín hiệu để điều khiển led đơn sáng tắt. Chức năng là bus dữ liệu và bus địa chỉ (AD7-AD0) : 8 chân này (hoặc Port 0) còn làm nhiệm vụ lấy dữ liệu từ ROM hoặc RAM 15

Microprocessors project ngoại (nếu có kết nối với bộ nhớ ngoài), đồng thời Port 0 còn được dùng để định địa chỉ của bộ nhớ ngoài. Port 1 (P1) Port P1 gồm 8 chân (từ chân 1 đến chân 8), chỉ có chức năng làm các đường xuất/nhập, không có chức năng khác. Port 2 (P2) Port 2 gồm 8 chân (từ chân 21 đến chân 28) có hai chức năng: Chức năng xuất/nhập Chức năng là bus địa chỉ cao (A8-A15): khi kết nối với bộ nhớ ngoài có dung lượng lớn,cần 2 byte để định địa chỉ của bộ nhớ, byte thấp do P0 đảm nhận, byte cao do P2 này đảm nhận. Port 3 (P3) Port 3 gồm 8 chân (từ chân 10 đến 17): Chức năng xuất/nhập Với mỗi chân có một chức năng riêng thứ hai như trong bảng Bit P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6

Tên RxD TxD INT0 INT1 T0 T1 WR

P3.7

RD

P1.0 P1.1

T2 T2X

Chức năng Ngõ vào nhận dữ liệu nối tiếp Ngõ xuất dữ liệu nối tiếp Ngõ vào ngắt cứng thứ 0 Ngõ vào ngắt cứng thứ 1 Ngõ vào của Timer/Counter thứ 0 Ngõ vào của Timer/Counter thứ 1 Ngõ điều khiển ghi dữ liệu lên bộ nhớ ngoài Ngõ điều khiển đọc dữ liệu từ bộ nhớ bên ngoài Ngõ vào của Timer/Counter thứ 2 Ngõ Nạp lại/thu nhận của Timer/Counter thứ 2

16

Microprocessors project Chân RESET (RST) Ngõ vào RST ở chân 9 là ngõ vào Reset dùng để thiết lập trạng thái ban đầu cho vi điều khiển. Hệ thống sẽ được thiết lập lại các giá trị ban đầu nếu ngõ này ở mức 1 tối thiểu 2 chu kì máy. .Chân XTAL1 và XTAL2 Hai chân này có vị trí chân là 18 và 19 được sử dụng để nhận nguồn xung clock từ bên ngoài để hoạt động, thường được ghép nối với thạch anh và các tụ để tạo nguồn xung clock ổn định. Chân cho phép bộ nhớ chương trình PSEN PSEN ( program store enable) tín hiệu được xuất ra ở chân 29 dùng để truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài. Chân này thường được nối với chân OE (output enable) của ROM ngoài. Khi vi điều khiển làm việc với bộ nhớ chương trình ngoài, chân này phát ra tín hiệu kích hoạt ở mức thấp và được kích hoạt 2 lần trong một chu kì máy . Khi thực thi một chương trình ở ROM nội, chân này được duy trì ở mức logic không tích cực (logic 1) Chân ALE (chân cho phép chốt địa chỉ-chân 30) Khi Vi điều khiển truy xuất bộ nhớ từ bên ngoài, port 0 vừa có chức năng là bus địa chỉ, vừa có chức năng là bus dữ liệu do đó phải tách các đường dữ liệu và địa chỉ. Tín hiệu ở chân ALE dùng làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp các đường địa chỉ và các đường dữ liệu khi kết nối chúng với IC chốt. Các xung tín hiệu ALE có tốc độ bằng 1/6 lần tần số dao động đưa vào Vi điều khiển, như vậy có thể dùng tín hiệu ở ngõ ra ALE làm xung clock cung cấp cho các phần khác của hệ thống. Chân EA Chân EA dùng để xác định chương trình thực hiện được lấy từ ROM nội hay ROM ngoại.Khi EA nối với logic 1(+5V) thì Vi điều khiển thực hiện chương trình lấy từ bộ nhớ nội .Khi EA nối với logic 0(0V) thì Vi điều khiển thực hiện chương trình lấy từ bộ nhớ ngoại 17

Microprocessors project S¬ ®å khèi bªn trong AT89S52

18

Microprocessors project B¶ng c¸c th«ng sè kü thuËt cña AT89S52

19

Microprocessors project

• Khèi hiÓn thÞ vµ c¶nh b¸o:

Ta dïng 3 LED 7 thanh ®Ó hiÓn thÞ nhiÖt ®é,1 LED 7 thanh ®Ó hiÓn thÞ ký hiÖu ºC hoÆc ºF. Dïng mét loa vµ 7 LED ®¬n ®Ó c¶nh b¸o. 20

Microprocessors project H×nh d¹ng thùc tÕ cña AT89S52 vµ ADC0804

AT89S52

ADC0804

21

Microprocessors project

Sau ®©y lµ s¬ ®å nguyªn lý:

22

Microprocessors project

LO

R 20 LO

R 32

R 33

888

8

a b c d e f g dp.

f

a1

0

R 34

R 23

C 20 C 19 C 18 C 17 C 14

a

R 24

12 11 10 9 8 7

0 R 22

U 11

LO

R 21

1 2 3 4 5 6

LO

0

SW 2

vdd1

e d dot c g nc

R 37

20 19 18 17 16 15 14 13 12 11

9

0

10 11 12 13 14 15 16 17

AD C 0804

+

C 16

SW 1

R 35

20

0

0

D 17

31 E A /V P P 3 0 A L E /P R O G 2 9 PSEN

P 3 .0 /R XD P 3 .1 /T XD P 3 .2 /IN T 0 P 3 .3 /IN T 1 P 3 .4 /T 0 P 3 .5 /T 1 P 3 .6 /W R P 3 .7 /R D

P 2 .7 /A 1 5 P 2 .6 /A 1 4 P 2 .5 /A 1 3 P 2 .4 /A 1 2 P 2 .3 /A 1 1 P 2 .2 /A 1 0 P 2 .1 /A 9 P 2 .0 /A 8

D 16 D 15

28 27 26 25 24 23 22 21

D 14 D 13 D 12

0

A T89S 52

U 13

1 2 3

1

6

2

5

3

4

6

2

-

+

5

4 1

V IN

+ C 12

4 3

D C _ ja c k

U 12 1

VOUT

3 + C 13

2

3 2 1

LO

0

J1

Díi ®©y lµ phÇn m¹ch in :

Bottom layer: 23

D 11

R 31 R 30 R 29 R 28 R 27 R 26 R 25

GND

2 1

2

39 38 37 36 35 34 33 32

LO

VOUT

RST

40

L M 3 5 /T O

3

0

GND

LO

U 18 VS+

P 0 .0 /A D 0 P 0 .1 /A D 1 P 0 .2 /A D 2 P 0 .3 /A D 3 P 0 .4 /A D 4 P 0 .5 /A D 5 P 0 .6 /A D 6 P 0 .7 /A D 7

18 19 XTA L2 XTA L1

C 15

1

VC C

GND

LO

C 11

P 1 .0 /T 2 P 1 .1 /T 2 E X P 1 .2 P 1 .3 P 1 .4 /S S P 1 .5 /M O S I P 1 .6 /M IS O P 1 .7 /S C K

0

LO

1 2 3 4 5 6 7 8

LO

R 36

C S V C C /V R E F RD C LKR WR DB0 C L K IN DB1 IN T R DB2 + IN DB3 -IN DB4 AGND DB5 V R E F /2 DB6 GND DB7

LO

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0

vdd2

U 14

b

U 15

a2 a3

U 16

U 17

Microprocessors project

Jumper layer:

PhÇn II ThiÕt kÕ phÇn mÒm ----oo0oo---24

Microprocessors project

ThiÕt kÕ phÇn mÒm b»ng ng«n ng÷ Assembly,sö dông tr×nh hîp ng÷ dµnh riªng cho vi ®iÒu khiÓn 8051 lµ Reads51. CODE cña ch¬ng tr×nh ®îc n¹p cho IC b»ng m¹ch n¹p ISP Mạch nạp ISP rất đơn giản và được thiết kế theo kiểu nạp nối tiếp (các chương trình nạp trước đó thường là chương trình nạp song song, mạch nạp rất phức tạp,khó chế tạo). ISP có thể nạp chương trình cho vi điều khiển ngay trên board mạch hoạt động mà không cần phải chuyển vi điều khiển từ mạch hoạt động sang mạch khác để nạp như các chương trình nạp trước đây.

Díi ®©y lµ s¬ ®å nguyªn lý m¹ch n¹p ISP

M¹ch in cho m¹ch n¹p ISP 25

Microprocessors project Bottom layer

Jumper layer

H×nh ¶nh thùc tÕ cña m¹ch n¹p 26

Microprocessors project

27

Microprocessors project

Sau ®©y lµ CODE ®Çy ®ñ cña ch¬ng tr×nh:

;Chuong trinh giao tiep giua LM35D - ADC0804 - AT89S52 ;P3.2 noi voi Button ngat ngoai 0 chuyen doi giua "do C" va "do F" ;P3.4 ,..., P3.7 noi voi transistor khoa LED7SEG1,..,LED7SEG4 ;P2 noi voi 8 LED don canh bao ;P3.0 noi voi RD ;P3.1 noi voi WR ;P3.4 noi voi INTR ;=========================================== ===================== ;Dinh nghia cac bien #define led1 P3.4 #define led2 P3.5 #define led3 P3.6 #define led4 P3.7 RDbit bit P3.0 WRbit bit P3.1 INTRbit bit P3.3 TEST bit 0x39 var1 data 0x32 var2 data 0x33 var3 data 0x34 var4 data 0x35 var5 data 0x36 var6 data 0x37 var7 data 0x38 ;=========================================== ===================== #include <sfr51.inc> ;chen file chua cac dinh nghia ve thanh ghi trong 8051 org 00h ;dia chi RESET cua ROM ljmp main org 03h ;dia chi ngat ngoai 0 ljmp ngat org 30h ;dia chi bat dau chuong trinh chinh ;=========================================== ===================== ;chuong trinh chinh bat dau tu day MAIN: mov SP,#5fh ;Dung ngat nen phai khoi tao ngan xep ;Khoi tao he thong setb it0 ;Dat che do ngat theo suon setb ex0 ;Cho phep ngat ngoai 0 cap rieng 28

Microprocessors project setb ea ;Cho phep ngat cap chung ;=========================================== ===================== ;khoi tao cac gia tri ban dau mov p1,#0ffh ;thiet lap p1 la cong dau vao du lieu mov dptr,#LED7SEG ;dua dptr tro toi bang giai ma hien thi cho LED7 setb led1 setb led2 setb led3 setb led4 ;tat tat ca cac LED7 mov 40h,#00110001b ;cat ma hien thi ky hieu "do C" vao o nho 40h mov 50h,#00011001b ;cat ma hien thi ky hieu "do F" vao o nho 50h clr TEST ;Mac dinh tu dau la do "do C" ;=========================================== ===================== ;Qua trinh doc du lieu tu sensor thong qua ADC LAYMAUC: clr WRbit ;tao xung tu cao xuong thap tai chan WR cua ADC setb WRbit ;tao xung tu thap len cao tai chan WR cua ADC ;cho phep qua trinh chuyen doi AD bat dau HEREC: jb INTRbit,herec ;neu INTR con o muc cao thi qua trinh chuyen doi chua ket ;thuc clr RDbit ;dat mot xung tu cao xuong thap tai chan RD cua ADC ;cho phep doc du lieu tu D0...7 cua ADC den P0...7 mov a,p1 ;dua du lieu 8 bit nhan duoc toi thanh ghi a setb RDbit ;dua RD len muc cao,chuan bi cho qua trinh chuyen doi AD sau KIEMTRANONGC: mov 51h,a ;truoc khi thuc hien phep tru phai cat du lieu lay tu ADC ;vao dia chi 51h,vi phep tru lam thay doi a clr c subb a,#40 ;nhiet do gioi han tren la 40C jnc baodongc ;neu co CY = 0,ket qua phep tru duong (+) thi BAO DONG jc kiemtralanhc ;neu khong thi kiem tra nhiet do gioi han duoi KIEMTRALANHC: mov a,51h clr c subb a,#10 nhiet do gioi han duoi la 10C jc baodongc ;neu co CY = 1,ket qua phep tru la am (-) thi bao dong jnc nextc ;neu khong tiep tuc thu du lieu va hien thi BAODONGC: 29

Microprocessors project mov var1,#3 ;bao dong 3 lan acall convertc LOOP_C: mov var2,#2 mov var3,#5 LOOP_1C: mov p2,#11111111b acall displayc djnz var2,loop_1c LOOP_2C: mov p2,#01111100b ;tit lcall delay1 mov p2,#10111011b ;__ lcall delay1 mov p2,#11010110b ;tit lcall delay1 mov p2,#11101111b ;__ lcall delay1 mov p2,#11010110b ;tit lcall delay1 mov p2,#10111011b ;__ lcall delay1 mov p2,#01111101b ;__ lcall delay1 mov p2,#00000000b ;tit lcall delay1 mov p2,#11111111b ;__ lcall delay1 lcall delay1 mov p2,#00000000b ;tit lcall delay1 mov p2,#11111111b ;__ lcall delay1 mov p2,#00000001b ;__ lcall delay1 mov p2,#11111111b ;__ lcall delay1 mov p2,#00000001b ;__ lcall delay1 djnz var3,loop_2c djnz var1,loop_c ;=========================================== ===================== NEXTC: mov p2,#11111111b acall convertc acall displayc 30

Microprocessors project jb TEST,laymauf ;TEST = 1 thi nhay den chuong trinh do "do F" ljmp laymauc ;vong lap thuc hien qua trinh chuyen doi va hien thi lien tuc ;=========================================== ===================== LAYMAUF: clr WRbit ;tao xung tu cao xuong thap tai chan WR cua ADC setb WRbit ;tao xung tu thap len cao tai chan WR cua ADC ;cho phep qua trinh chuyen doi AD bat dau HEREF: jb INTRbit,heref ;neu INTR con o muc cao thi qua trinh chuyen doi chua ket ;thuc clr RDbit ;dat mot xung tu cao xuong thap tai chan RD cua ADC ;cho phep doc du lieu tu D0...7 cua ADC den P0...7 mov a,p1 ;dua du lieu 8 bit nhan duoc toi thanh ghi a setb RDbit ;dua RD len muc cao,chuan bi cho qua trinh chuyen doi AD sau KIEMTRANONGF: mov 52h,a ;truoc khi thuc hien phep tru phai cat du lieu da chuyen doi ;vao dia chi 52h clr c subb a,#40 ;nhiet do gioi han tren la 104F ( tuc la 40C ) jnc baodongf ;neu co CY = 0,ket qua phep tru duong (+) thi BAO DONG jc kiemtralanhf ;neu khong thi kiem tra nhiet do gioi han duoi KIEMTRALANHF: mov a,52h clr c subb a,#10 ;nhiet do gioi han duoi la 50F ( tuc la 10C ) jc baodongf ;neu co CY = 1,ket qua phep tru la am (-) thi bao dong jnc nextf ;neu khong tiep tuc thu du lieu va hien thi BAODONGF: mov var1,#3 ;bao dong 3 lan acall convertf LOOP_F: mov var2,#2 mov var3,#5 LOOP_1F: mov p2,#11111111b acall displayf djnz var2,loop_1f LOOP_2F: mov p2,#01111100b ;tit lcall delay1 31

Microprocessors project mov p2,#10111011b ;__ lcall delay1 mov p2,#11010110b ;tit lcall delay1 mov p2,#11101111b ;__ lcall delay1 mov p2,#11010110b ;tit lcall delay1 mov p2,#10111011b ;__ lcall delay1 mov p2,#01111101b ;__ lcall delay1 mov p2,#00000000b ;tit lcall delay1 mov p2,#11111111b ;__ lcall delay1 lcall delay1 mov p2,#00000000b ;tit lcall delay1 mov p2,#11111111b ;__ lcall delay1 mov p2,#00000001b ;__ lcall delay1 mov p2,#11111111b ;__ lcall delay1 mov p2,#00000001b ;__ lcall delay1 djnz var3,loop_2F djnz var1,loop_F ;=========================================== ===================== NEXTF: mov p2,#11111111b acall convertf acall displayf jnb TEST,huy ljmp laymauf ;vong lap thuc hien qua trinh chuyen doi va hien thi lien tuc HUY: ljmp laymauc ;=========================================== ===================== ;phan thuc hien chuyen doi tin hieu nhan tu ADC ra nhiet do C CONVERTC: mov a,51h mov b,#100 clr c 32

Microprocessors project div ab trong b mov 46h,a mov a,b mov b,#10 clr c div ab b

;a : 100,phan nguyen chua trong a,phan du chua ;ket qua la so hang tram chua trong a ;dua con so hang tram vao dia chi 46h

;a : 10,phan nguyen chua trong a,phan du chua trong

;ket qua la chu so hang chuc chua trong a,hang don vi chua trong b mov 45h,a ;dua con so hang chuc vao dia chi 45h mov 44h,b ;dua con so hang don vi vao dia chi 44h ret ;=========================================== ===================== CONVERTF: mov a,52h mov b,#9 mul ab ;ket qua phep nhan chua trong a va b ;byte cao trong b va byte thap trong a mov r5,b ;cat byte cao vao r5 mov b,#5 clr c div ab ;a chua phan nguyen phep chia 5 add a,#32 mov r6,a ;cat ket qua vao r6 mov a,r5 ;dua byte cao vao a de xu ly mov b,#51 mul ab ;do nhiet do max la 100C nen do F max la 212F ;ma 212 < 255 nen ket qua phep nhan chi chua trong a add a,r6 mov b,#100 clr c div ab ;a : 100,phan nguyen chua trong a,phan du chua trong b ;ket qua la so hang tram chua trong a mov 49h,a ;dua con so hang tram vao dia chi 49h mov a,b mov b,#10 clr c div ab ;a : 10,phan nguyen chua trong a,phan du chua trong b ;ket qua la chu so hang chuc chua trong a,hang don vi chua trong b mov 48h,a ;dua con so hang chuc vao dia chi 48h 33

Microprocessors project mov 47h,b ;dua con so hang don vi vao dia chi 47h ret ;ket thuc chuyen doi ;=========================================== ===================== ;phan lay ma hien thi cua cac con so nhan duoc DISPLAYC: mov a,46h ;dua con so hang tram trong dia chi 46h vao thanh ghi a movc a,@a+dptr ;lay ma hien thi ra LED7 cua so hang tram mov 43h,a ;dua gia tri nay vao dia chi 43h mov a,45h ;dua con so hang chuc trong dia chi 45h vao thanh ghi a movc a,@a+dptr ;lay ma hien thi ra LED7 cua so hang chuc mov 42h,a ;dua gia tri nay vao dia chi 42h mov a,44h ;dua con so hang don vi trong dia chi 44h vao thanh ghi a movc a,@a+dptr ;lay ma hien thi ra LED7 cua so hang don vi mov 41h,a ;dua gia tri nay vao dia chi 41h ;=========================================== ===================== ;phan hien thi ra LED7SEG mov r0,#50000 LOOPC: mov p0,43h ;dua ma hien thi so hang tram ra cong p0 clr led1 ;bat sang chu so hang tram lcall delay ;sang setb led1 ;tat chu so hang tram mov p0,42h ;dua ma hien thi so hang chuc ra cong p0 clr led2 ;bat sang chu so hang chuc lcall delay ;sang setb led2 ;tat chu so hang chuc mov p0,41h ;dua ma hien thi so hang don vi ra cong p0 clr led3 ;bat sang chu so hang don vi lcall delay ;sang setb led3 tat chu so hang don vi mov p0,40h ;dua ma hien thi ky hieu "do C" ra cong p0 clr led4 ;bat sang ky hieu "do C" lcall delay ;sang setb led4 ;tat ky hieu "do C" djnz r0,loopc ret ;=========================================== ===================== DISPLAYF: 34

Microprocessors project mov a,49h ;dua con so hang tram trong dia chi 49h vao thanh ghi a movc a,@a+dptr ;lay ma hien thi ra LED7 cua so hang tram mov 55h,a ;dua gia tri nay vao dia chi 43h mov a,48h ;dua con so hang chuc trong dia chi 48h vao thanh ghi a movc a,@a+dptr ;lay ma hien thi ra LED7 cua so hang chuc mov 54h,a ;dua gia tri nay vao dia chi 42h mov a,47h ;dua con so hang don vi trong dia chi 47h vao thanh ghi a movc a,@a+dptr ;lay ma hien thi ra LED7 cua so hang don vi mov 53h,a ;dua gia tri nay vao dia chi 41h ;=========================================== ===================== ;phan hien thi ra LED7SEG mov r0,#50000 LOOPF: mov p0,55h ;dua ma hien thi so hang tram ra cong p0 clr led1 ;bat sang chu so hang tram lcall delay ;sang setb led1 ;tat chu so hang tram mov p0,54h ;dua ma hien thi so hang chuc ra cong p0 clr led2 ;bat sang chu so hang chuc lcall delay ;sang setb led2 ;tat chu so hang chuc mov p0,53h ;dua ma hien thi so hang don vi ra cong p0 clr led3 ;bat sang chu so hang don vi lcall delay ;sang setb led3 ;tat chu so hang don vi mov p0,50h ;dua ma hien thi ky hieu "do F" ra cong p0 clr led4 ;bat sang ky hieu "do F" lcall delay ;sang setb led4 ;tat ky hieu "do F" djnz r0,loopf ret ;=========================================== ===================== ;ham tre cho qua trinh quet LEDs DELAY: mov r1,#1 loop__1: mov r2,#10 loop__2: mov r3,#100 loop__3: djnz r3,loop__3 djnz r2,loop__2 35

Microprocessors project djnz r1,loop__1 ret ;=========================================== ===================== ;ham tre cho den nhap nhay bao dong DELAY1: mov var4,#3 loop1: mov var5,#100 loop2: mov var6,#100 loop3: djnz var6,loop3 djnz var5,loop2 djnz var4,loop1 ret ;=========================================== ===================== ;phan ngat chuyen doi "do C" va "do F" NGAT: cpl TEST reti ;=========================================== ===================== ;bang ma hien thi cua cac con so tu 0...9 LED7SEG: db10000100b,10110111b,10001010b,10010010b,10110001b,11010000 b,11000000b db 10110110b,10000000b,10010000b end ; Ket thuc chuong trinh

36

Microprocessors project

S¶n phÈm cuèi cïng cña nhãm

Tæng kÕt ----oo0oo---NhËn xÐt kÕt qu¶ thu ®îc: KÕt qu¶ thu ®îc t¬ng ®èi chÝnh x¸c,tuy nhiªn vÉn cßn sai sè do: 37

Microprocessors project + Nguån kh«ng æn ®Þnh + C¶m biÕn nhiÖt LM35D cã sai sè khi ®o nhiÖt ®é lµ 2ºC

Híng më réng ph¸t triÓn ®Ò tµi: + N©ng cao ®é chÝnh x¸c b»ng c¸ch dïng ADC cã ®é ph©n gi¶i lín h¬n + Thªm vµo bµn phÝm ®Ó cã thÓ thay ®æi gi¸ trÞ nhiÖt ®é giíi h¹n. + GhÐp nèi LCD vµ mét m¹ch ®Õm thêi gian thùc ®Ó øng víi mçi thêi ®iÓm sÏ tù ®a ra mét kho¶ng nhiÖt ®é hîp lý…

C¸c tµi liÖu tham kh¶o: +S¸ch Vi ®iÒu khiÓn 8051 cña thÇy NguyÔn T¨ng Cêng +Th«ng tin trªn c¸c trang web vÒ ®iÖn tö nh http://www.diendandientu.com http://dientuvietnam.com http://codientu.info ………. +Datasheet cña c¸c linh kiÖn dïng trong s¶n phÈm nh AT89S52 , ADC0804 , LM35D…. Cïng víi sù gióp ®ì vµ chØ dÉn nhiÖt t×nh cña thÇy gi¸o – Th¹c Sü Hµn Huy Dòng,xin c¶m ¬n thÇy gi¸o ®· gióp ®ì chóng em hoµn thµnh bµi tËp lín nµy.

38