BOÄ GIAÙO DUÏC VAØ ÑAØO TAÏO
TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC DAÂN LAÄP KYÕ THUAÄT COÂNG NGHEÄ
KHOA : ÑIEÄN TÖÛ – VIEÃN THOÂNG
ÑEÀ TAØI :
ÑOÀ AÙN MOÂN HOÏC
THIEÁT KEÁ-THI COÂNG MAÏCH ÑIEÀU KHIEÅN NHIEÄT ÑOÄ
Sinh vieân thöïc hieän : Nguyeãn Quang Hieáu.
Lôùp
: 97ÑT04
MSSV 97ÑT890
1
LÔØI NOÙI ÑAÀU
Kyõ thuaät vi söû lyù hieän nay raát phaùt trieån , noù ñöôïc öùng duïng vaøo raát nhieàu lónh
vöïc nhö saûn xuaát coâng nghieäp ,töï ñoäng hoaù vaø coøn nhieàu lónh vöïc khaùc nöõa . So vôùi kyõ
thuaätsoá thì kyõ thuaät vi söû lyù nhoû goïn hôn raát nhieàu do noù ñöôïc tích hôïp laïi vaø ñöôïc laäp
trình ñeå ñieàu khieån .
Vôùi tính öu vieät cuûa vi xöû lyù thì trong phaïm vi ñoà aùn nhoû naøy em chæ tieán haønh
vieäc duøng vi xöû lyù ñeå ño vaø ñieàu khieån nhieät ñoä , ñaây chæ laø moät öùng duïng nhoû cuûa vi
xöû lyù trong caùc öùng duïng cuûa noù .
Nhöõng kieán thöùc hoïc ñöôïc coäng theâm hieåu bieát töø caùc taøi lieäu tham khaûo , tuy
coù theå hoaøn thaønh cuoán ñoà aùn naøy nhöng khoâng theå traùnh khoûi nhieàu thieáu soùt mong
thaày giaùo khi xem cuoán ñoà aùn naøy coù theå thoâng caûm.
Ñeå hoaøn thaønh cuoán ñoà aùn naøy em ñaõ nhaän ñöôïc söï chæ baûo taän tình cuûa thaày
giaùo höôùng daãn vaø söï giuùp ñôõ nhieät tình cuûa baïn beø . Cuoái cuøng em xin caûm ôn thaày
höôùng daãn Phaïm Huøng Kim Khaùnh ,thaày giaùo moân vi xöû lyù vaø caùc thaày coâ giaùo ñaõ
daïy cho em nhöõng kieán thöùc cô baûn ñeå em coù theå hoaøn thaønh cuoán ñoà aùn naøy.
Sinh vieân thöïc hieän
Nguyeãn Quang Hieáu.
2
PHAÀN A : CÔ SÔÛ LYÙ THUYEÁT
Chöông 1:
GIÔÙI THIEÄU CHUNG VEÀ BOÄ VI ÑIEÀU KHIEÅN
I.GIÔÙI THIEÄU :
Boä vi ñieàu khieån vieát taét laø Micro-controller, laø maïch tích hôïp treân moät
chip coù theå laäp trình ñöôïc, duøng ñeå ñieàu khieån hoaït ñoäng cuûa moät heä thoáng.
Theo caùc taäp leänh cuûa ngöôøi laäp trình, boä vi ñieàu khieån tieán haønh ñoïc, löu tröõ
thoâng tin, xöû lyù thoâng tin, ño thôøi gian vaø tieán haønh ñoùng môû moät cô caáu naøo
ñoù.
Trong caùc thieáh bò ñieän vaø ñieän vaø ñieän töû daân duïng, caùc boä vi ñieàu khieån,
ñieàu khieån hoaït ñoäng cuûa TV, maùy giaët, ñaàu ñoïc laser, ñieän thoïai, loø vi-ba …
Trong heä thoáng saûn xuaát töï ñoäng, boä vi ñieàu khieån ñöôïc söû duïng trong Robot,
daây chuyeàn töï ñoäng. Caùc heä thoáng caøng “thoâng minh” thì vai troø cuûa heä vi ñieàu
khieån caøng quan troïng.
II.KHAÛO SAÙT BOÄ VI ÑIEÀU KHIEÅN 8051 VAØ 8031:
IC vi ñieàu khieån 8051/8031 thuoäc hoï MCS51 coù caùc ñaët ñieåm sau :
- 4kbyte ROM (ñöôïc laäp trình bôûi nhaø saûn xuaát chæ coù ôû 8051)
- 128 buùyt RAM
- 4port I/0 8bit
- Hai boä ñònh thôøi 16bit
- Giao tieáp noái tieáp
- 64KB khoâng gian boä nhôù chöông trình môû roäng
- 64 KB khoâng gian boä nhôù döõ lieäu môû roäng
- moät boä xöû lí luaän lí (thao taùc treân caùc bit ñôn)
- 210 bit ñöôïc ñòa chæ hoùa
- boä nhaân / chia 4µs
3
1.CAÁU TRUÙC BEÂN TRONG CUÛA 8051 / 8031 :
INT\*1
INT\*0
TIMER2
TIMER1
PORT noái tieàp
Ñieàu
khieån ngaét
Caùc ùthanh
ghi khaùc
128 byte
Ram
Rom
4K-8051
OK-8031
Timer1
Timer2
CPU
Taïo
dao
Ñieàu
khieån bus
EA\ RST PSEN ALE
I\O
P0 P1
Caùc port
P2
Port
noái tieáp
P3
TXD* RXD*
Hình 2.1 : Sô Ñoà Khoái 8051 / 8031
4
T1*
T2*
Phaàn chính cuûa vi ñieàu khieån 8051 / 8031 laø boä xöû lí trung taâm (CPU:
central processing unit ) bao goàm :
- Thanh ghi tích luõy A
- Thanh ghi tích luõy phuï B, duøng cho pheùp nhaân vaø pheùp chia
- Ñôn vò logic hoïc (ALU : Arithmetic Logical Unit )
- Töø traïng thaùi chöông trình (PSW : Prorgam Status Word)
- Boán baêng thanh ghi
- Con troû ngaên xeáp
- Ngoaøi ra coøn coù boä nhôù chöông trình, boä giaûi maõ leänh, boä ñieàu khieån
thôøi gian vaø logic.
Ñôn vò xöû lí trung taâm nhaän tröïc tieáp xung töø boä giao ñoäng, ngoaøi ra coøn
coù khaû naêng ñöa moät tín hieäu giöõ nhòp töø beân ngoaøi.
Chöông trình ñang chaïy coù theå cho döøng laïi nhôø moät khoái ñieàu khieån ngaét
ôû beân trong. Caùc nguoàn ngaét coù theå laø : caùc bieán coá ôû beân ngoaøi , söï traøn boä
ñeám ñònh thôøi hoaëc cuõng coù theå laø giao dieän noái tieáp.
Hai boä ñònh thôøi 16 bit hoaït ñoäng nhö moät boä ñeám.
Caùc coång (port0, port1, port2, port3 ). Söû duïng vaøo muïc ñích ñieàu khieån.
Ôû coång 3 coù theâm caùc ñöôøng daãn ñieàu khieån duøng ñeå trao ñoåi vôùi moät boä
nhôù beân ngoaøi, hoaëc ñeå ñaàu noái giao dieän noái tieáp, cuõng nhö caùc ñöôøng ngaét
daãn beân ngoaøi.
Giao dieän noái tieáp coù chöùa moät boä truyeàn vaø moät boä nhaän khoâng ñoàng boä,
laøm vieäc ñoäc laäp vôùi nhau. Toác ñoä truyeàn qu oång noái tieáp coù theå ñaët trong vaûy
roäng vaø ñöôïc aán ñònh baèng moät boä ñònh thôøi.
Trong vi ñieàu khieån 8051 / 8031 coù hai thaønh phaàn quan troïng khaùc ñoù laø
boä nhôù vaø caùc thanh ghi :
Boä nhôù goàm coù boä nhôù Ram vaø boä nhôù Rom (chæ coù ôû 8031) duøng ñeå löu
tröõ döõ lieäu vaø maõ leänh.
Caùc thanh ghi söû duïng ñeå löu tröõ thoâng tin trong quaù trình xöû lí. Khi CPU
laøm vieäc noù laøm thay ñoåi noäi dung cuû aùc thanh ghi.
5
2.CHÖÙC NAÊNG CAÙC CHAÂN VI ÑIEÀU KHIEÅN :
30p
40
19
XTAL1
12MHz
30p
18
29
30
31
9
RD\
WR\
T1
T0
INT1
INT0
TXD
RXD
Vcc
XTAL2
PSEN\
ALE
EA\
RET
17
16
15
14
13
12
11
10
Vss
Po.7
Po.6
Po.5
Po.4
Po.3
Po.2
Po.1
Po.0
P2.7
P2.6
P2.5
P2.4
P2.3
P2.2
P2.1
P2.0
P1.7
P1.6
P1.5
P1.4
P1.3
P1.2
P1.1
P1.0
32
33
34
35
36
37
38
39
8
7
6
5
4
3
2
1
28
27
26
25
24
23
22
21
AD7
AD6
AD5
AD4
AD3
AD2
AD1
AD0
A15
A14
A13
A12
A11
A10
A9
A8
20
Hình 2.2 : Sô Ñoà Chaân 8051
6
a.port0 : laø port coù 2 chöùc naêng ôû treân chaân töø 32 ñeán 39 trong caùc thieát keá
côõ nhoû
( khoâng duøng boä nhôù môû roäng ) coù hai chöùc naêng nhö caùc ñöôøng I/O. Ñoái vôùi
caùc thieát keá côõ lôùn ( vôùi boä nhôù môû roäng ) noù ñöôïc keát hôïp keânh giöõ a caùc
bus)
b.port1 : port1 laø moät port I/O treân caùc chaân 1-8. Caùc chaân ñöôïc kyù hieäu
P1.0, P1.1, P1.2 … coù theå duøng cho caùc thieát bò ngoaøi neáu caàn. Port1 khoâng coù
chöùc naêng khaùc, vì vaäy chuùng ta chæ ñöôïc duøng trong giao tieáp vôùi caùc thieát bò
ngoaøi.
c.port2 : port2 laø moät port coâng duïng keùp treân caùc chaân 21 – 28 ñöôïc duøng
nhö caùc ñöôøng xuaát nhaäp hoaëc laø byte cao cuûa bus ñòa chæ ñoái vôùi caùc thieát keá
duøng boä nhôù môû roäng.
d.Port3 : port3 laø moät port coâng duïng keùp treân caùc chaân 10 – 17. Caùc chaân
cuûa port naøy coù nhieàu chöùc naêng, caùc coâng duïng chuyeån ñoåi coù lieân heä vôùi caùc
ñaëc tín ñaëc bieät cuûa 8051 / 8031 nhö ôû baûng sau :
Bit
Teân
Chöùc naêng chuyeån ñoåi
P3.0
P3.1
P3.2
P3.3
P3.4
P3.5
P3.6
P3.7
RXD
TXD
INTO
INT1
TO
T1
WR
RD
Döõ lieäu nhaän cho port noái tieáp
Döõ lieäu phaùt cho port noái tieáp
Ngaét 0 beân ngoaøi
Ngaét 1 beân ngoaøi
Ngoõ vaøo cuûa timer/counter 0
Ngoõ vaøo cuûa timer/counter 1
Xung ghi boä nhôù döõ lieäu ngoaøi
Xung ñoïc boä nhôù döõ lieäu ngoaøi
Baûng 2.1 : Chöùc naêng cuûa caùc chaân treân port3
e.PSEN (Program Store Enable ) : 8051 / 8031 coù 4 tín hieäu ñieàu khieån
7
PSEN laø tín hieäu ra treân chaân 29. Noù laø tín hieäu ñieàu khieån ñeå cho pheùp
boä nhôù chöông trình môû roäng vaø thöôøng ñöôïc noái ñeán chaân OE (Output Enable)
cuûa moät EPROM ñeå cho pheùp ñoïc caùc bytes maõ leänh.
PSEN seõ ôû möùc thaáp trong thôøi gian laáy leänh. Caùc maõ nhò phaân cuûa
chöông trình ñöôïc ñoïc töø EPROM qua bus vaø ñöôïc choát vaøo thanh ghi leänh cuûa
8051 ñeå giaûi maõ leänh. Khi thi haønh chöông trình trong ROM noäi (8051) PSEN
seõ ôû möùc thuï ñoäng (möùc cao).
f.ALE (Address Latch Enable ) :
tín hieäu ra ALE treân chaân 30 töông hôïp vôùi caùc thieát bò laøm vieäc vôùi caùc
xöû lí 8585, 8088, 8086, 8051 duøng ALE moät caùch töông töï cho laøm vieäc giaûi caùc
keânh caùc bus ñòa chæ vaø döõ lieäu khi port 0 ñöôïc duøng trong cheá ñoä chuyeån ñoåi
cuûa noù : vöøa laø bus döõ lieäu vöøa laø buùyt thaáp cuûa ñòa chæ, ALE laø tín hieäu ñeå choát
ñòa chæ vaøo moät thanh ghi beân ngoaøi trong nöõa ñaàu cuûa chu kyø boä nhôù. Sau ñoù,
caùc ñöôøng port 0 duøng ñeå xuaát hoaëc nhaäp döõ lieäu trong nöõa sau chu kyø cuûa boä
nhôù.
Caùc xung tín hieäu ALE coù toác ñoä baèng 1/6 laàn taàn soá dao ñoäng treân chip
vaø coù theå ñöôïc duøng laø nguoàn xung nhòp cho caùc heä thoáng. Neáu xung treân 8051
laø 12MHz thì ALE coù taàn soá 2MHz. Chæ ngoaïi tröø khi thi haønh leänh MOVX,
moät xung ALE seõ bò maát. Chaân naøy cuõng ñöôïc laøm ngoõ vaøo cho xung laäp trình
cho EPROM trong 8051.
g.EA (External Access) :
Tín hieäu vaøo EA treân chaân 31 thöôøng ñöôïc maéc leân möùc cao (+5V) hoaëc
möùc thaáp (GND). Neáu ôû möùc cao, 8051 thi haønh chöông trình töø ROM noäi trong
khoaûng ñòa chæ thaáp (4K). Neáu ôû möùc thaáp, chöông trình chæ ñöôïc thi haønh töø
boä nhôù môû roäng. Khi duøng 8031, EA luoân ñöôïc noái möùc thaáp vì khoâng coù boä
nhôù chöông trình treân chip. Neáu EA ñöôïc noái möùc thaáp boä nhôù beân trong
chöông trình 8051 seõ bò caám vaø chöông trình thi haønh töø EPROM môû roäng.
Ngöôøi ta coøn duøng chaân EA laøm chaân caáp ñieän aùp 21V khi laäp trình cho
EPROM trong 8051.
h.SRT (Reset) :
Ngoõ vaøo RST treân chaân 9 laø ngoõ reset cuûa 8051. Khi tín hieäu naøy ñöôïc
ñöa leân muùc cao (trong ít nhaát 2 chu kyø maùy ), caùc thanh ghi trong 8051 ñöôïc
taûi nhöõng giaù trò thích hôïp ñeå khôûi ñoäng heä thoáng.
i.Caùc ngoõ vaøo boä dao ñoäng treân chip :
Nhö ñaõ thaáy trong caùc hình treân , 8051 coù moät boä dao ñoäng treân chip. Noù
thöôøng ñöôïc noái vôùi thaïch anh giöõa hai chaân 18 vaø 19. Caùc tuï giöõa cuõng caàn
thieát nhö ñaõ veõ. Taàn soá thaïch anh thoâng thöôøng laø 12MHz.
8
j.Caùc chaân nguoàn :
8051 vaän haønh vôùi nguoàn ñôn +5V. Vcc ñöôïc noái vaøo chaân 40 vaø Vss
(GND) ñöôïc noái vaøo chaân 20.
3_ Caùc thanh ghi ñaëc bieät :
a. Caùc thanh ghi port xuaát nhaäp:
Caùc port cuûa 8051/8031 bao goàm Port 0 ôû ñòa chæ 80H, Port 1 ôû ñòa chæ 90
H, Port 2 ôû ñòa chæ A0H vaø Port 3 ôû ñòa chæ B0H. Taát caû caùc Port ñeàu ñöôïc ñòa
chæ hoùa töøng bit. Ñieàu ñoù cung caáp moät khaû naêng giao tieáp thuaän lôïi.
b. Caùc thanh ghi timer:
8051/8031 chöùa 2 boä ñònh thôøi ñeám 16 bit ñöôïc duøng trong vieäc ñònh thôøi
hoaëc ñeám söï kieän. Timer 0 ôû ñòa chæ 8AH (TL0:byte thaáp) vaø 8CH (TH0:byte
cao).Timer 1 ôû ñòa chæ 8BH (TL1:byte thaáp) vaø 8DH (TH1: byte cao). vieäc vaän
haønh timer ñöôïc set bôûi thanh ghi Timer Mode (TMOD) ôû ñòa chæ 89H vaø thanh
ghi ñieàu khieån timer (TCON) ôû ñòa chæ 88H. Chæ coù TCON ñöôïc ñòa chæ hoùa
töøng bit.
c. Caùc thanh ghi port noái tieáp:
8051/8031 chöùc moät port noái tieáp treân chip daønh cho vieäc trao ñoåi thoâng
tin vôùi caùc thieát bò noái tieáp nhö maùy tính, modem hoaëc cho vieäc giao tieáp vôùi
caùc IC khaùc coù giao tieáp noái tieáp (coù boä chuyeån ñoåi A/D, caùc thanh ghi dòch..).
Moät thanh ghi goïi laø boä ñeäm döõ lieäu noái tieáp (SBUF) ôû ñòa chæ 99H sseõ giöõ caû
hai giöõ lieäu truyeàn vaø nhaän. Khi truyeàn döõ lieäu thì ghi leân SBUf, khi nhaän döõ
lieäu thì ñoïc SBUF. Caùc mode vaän haønh khaùc nhau ñöôïc laäp trình qua thanh ghi
ñieàu khieån port noái tieáp (SCON) (ñöôïc ñòa chæ hoùa töøng bit) ôû ñòa chæ 98H.
d. Caùc thanh ghi ngaét:
8051/8031 coù caáu truùc 5 nguoàn ngaét, 2 möùc öu tieân. Caùc ngaét bò caám sau
khi reset heä thoáng vaø seõ ñöôïc cho pheùp baèng vieäc ghi thanh ghi cho pheùp ngaét
(IE) ôû ñòa chæ 8AH. Caû hai thanh ghi ñöôïc ñòa chæ hoùa töøng bit.
e. Caùc thanh ghi ñieàu khieån coâng suaát:
Thanh ghi ñieàu khieån coâng suaát (PCON) ôû ñòa chæ 87H chöùa nhieàu bit ñieàu
khieån.
9
4/. Leänh reset.
8051/8031 ñöôïc reset baèng caùch giöõ chaân RST ôû möùc cao ít nhaát trong 2 chu
kyø maùy vaø traû noù veà muùc thaáp. RST coù theå ñöôïc kích khi caáp ñieän duøng moät
maïch R-C.
+5V
100
+5V
10UF
8,2K
Hình 2.9: Maïch reset heä thoáng.
Traïng thaùi cuûa taát caû caùc thanh ghi cuûa 8051/8031 sau khi reset heä thoáng
ñöôïc toùm taét trong baûng sau:
Thanh ghi
Ñeám chöông trình
Tích luõy
B
PSW
SP
DPTR
Port 0-3
IP
IE
Caùc thanh ghi ñònh thôøi
SCON
10
Noäi dung
0000H
00H
00H
00H
07H
0000H
FFH
XXX00000B
0XX00000B
00H
00H
SBUF
PCON(HMOS)
PCON(CMOS)
00H
0XXXXXXB
0XXX0000B
Baûng 2.3: Traïng thaùi caùc thanh ghi sau khi reset
Quan troïng nhaát trong caùc thanh ghi treân laø thanh ghi ñeám chöông trình, noù
ñöôïc ñaët laïi 0000H. Khi RST trôû laïi möùc thaáp, vieäc thi haønh chöông trình luoân
baét ñaàu ôû ñòa chæ ñaàu tieân trong boä nhôù trong chöông trình: ñòa chæ 0000H. Noäi
dung cuûa RAM treân chip khoâng bò thay ñoåi bôûi leänh reset.
5. Hoaït ñoäng cuûa boä ñònh thôøi (timer)
5.1 Giôùi thieäu.
Moät ñònh nghóa ñôn giaûn cuûa timer laø moät chuoãi caùc flip-flop chia ñoâi taàn soá
noái tieáp vôùi nhau, chuùng nhaän tín hieäu vaøo laøm nguoàn xung nhòp. Ngoõ ra cuûa
taàn soá cuoái laøm nguoàn xung nhòp cho flip-flop baùo traøn cuûa timer (flip-flop côø).
Giaù trò nhò phaân trong caùc flip-flop cuûa timer coù theå xem nhö soá ñeám soá xung
nhòp (hoaëc caùc söï kieän) töø khi khôûi ñoäng timer. Ví duï timer 16 bit seõ ñeám leân töø
0000H ñeán FFFFH. Côø baùo traøn seõ leân 1 khi soá ñeám traøn töø FFFFH ñeán 0000H.
8051/8031 coù 2 timer 16 bit, moãi timer coù boán caùch laøm vieäc. Ngöôøi ta söû duïng
caùc timer ñeå : a) ñònh khoaûng thôøi gian, b) ñeám söï kieän hoaëc c) taïo toác ñoä baud
cho port noái tieáp trong 8051/8031.
Trong caùc öùng duïng ñònh khoaûng thôøi gian, ngöôøi ta laäp trình timer ôû moät
khoaûng ñeàu ñaën vaø ñaët côø traøn timer. Côø ñöôïc duøng ñeå ñoàng boä hoùa chöông
trình ñeå thöïc hieän moät taùc ñoäng nhö kieåm tra traïng thaùi cuûa caùc cöûa ngoõ vaøo
hoaëc göûi caùc söï kieän ra caùc ngoõ ra. Caùc öùng duïng khaùc coù theå söû duïng vieäc taïo
xung nhòp ñeàu ñaën cuûa timer ñeå ño thôøi gian troâi qua giöõa hai söï kieän (ví duï :
ño ñoä roäng xung).
Ñeám söï kieän duøng ñeå xaùc ñònh soá laàn xaåy ra cuûa moät söï kieän. Moät “söï kieän”
laø baát cöù taùc ñoäng ngoaøi naøo coù theå cung caáp moät chuyeån traïng thaùi treân moät
chaân cuûa 8051/8031. Caùc timer cuõng coù theå cung caáp xung nhòp toác ñoä baud cho
port noái tieáp trong 8051/8031.
11
Truy xuaát timer cuûa 8051/8031 duøng 6 thanh ghi chöùc naêng ñaëc bieät cho
trong baûng sau:
SFR
MUÏC ÑÍCH
TCON
TMOD
TL0
TL1
TH0
TH1
Ñieàu khieån timer
Cheá ñoä timer
Byte thaáp cuûa timer 0
Byte thaáp cuûa timer 1
Byte cao cuûa timer 0
Byte cao cuûa timer 1
ÑÒA
CHÆ
88H
89H
8AH
8BH
8CH
8DH
Ñòa chæ hoùa töøng bit
Coù
Khoâng
Khoâng
Khoâng
Khoâng
Khoâng
Baûng 2.4: Thanh ghi chöùc naêng ñaëc bieät duøng timer.
5.2 Thanh ghi cheá ñoä timer (TMOD)
Thanh ghi TMOD chöùa hai nhoùm 4 bit duøng ñeå ñaët cheá ñoä laøm vieäc cho timer
0 vaø timer 1.
Bit
Teân
Timer
Moâ taû
7
GATE
1
Bit (Môû) coång, khi leân 1 timer chæ chaïy khi INT1
ôû möùc cao.
6
C/T
1
Bit choïn cheá ñoä counter/timer
1=boä ñeám söï kieän
0=boä ñònh khoaûng thôøi gian
5
M1
1
Bit 1 cuûa cheá ñoä(mode)
4
M0
1
Bit 0 cuûa cheá ñoä
00: cheá ñoä 0 : timer 13 bit
12
3
2
1
0
GATE
C/T
M1
M0
01: cheá ñoä 1 : timer 16 bit
10: cheá ñoä 2 : töï ñoäng naïp laïi 8255A bit
11: cheá ñoä 3 : taùch timer
Bit (môû) coång
Bit choïn counter/timer
Bit 1 cuûa cheá ñoä
Bit 0 cuûa cheá ñoä
0
0
0
0
Baûng 2.5: Toùm taét thanh ghi TMOD
5.3 Thanh ghi ñieàu khieån timer (TCON)
Thanh ghi TCON chöùa caùc bit traïng thaùi vaø caùc bit ñieàu khieån cho timer 0 vaø
timer 1.
Bit
TCON.7
Kyù hieäu
TF1 8FH
TCON.6
TR1
8EH
TCON.5
TF0
8DH
13
Ñòa chæ Moâ taû
Côø baùo traøn timer 1. Ñaët bôûi phaàn
cöùng khi traøn, ñöôïc xoùa bôûi phaàn
meàm hoaëc phaàn cöùng khi boä xöû lyù
chæ ñeán chöông trình phuïc vuï ngaét.
Bit ñieàu khieån timer 1 chaïy. Ñaët/xoùa
baèng phaàn meàm cho timer chaïy/ngöng.
Côø baùo traøn timer 0
TCON.4
TCON.3
TCON.2
TR0
IE1
IT1
8CH
8BH
8AH
TCON.1
TCON.0
IE0
IT0
89H
88H
Bit ñieàu khieån timer 0 chaïy
Côø caïnh ngaét 1 beân ngoaøi, ñaëc bôûi
Côø kieåu ngaét moät beân ngoaøi.
phaàn cöùng khi phaùt hieän moät caïnh
xuoáng ôû INT1, xoùa baèng phaàn meàm
hoaëc phaàn cöùng khi CPU chæ ñeán
chöông trình phuïc vuï ngaét.
Ñaët/xoùa baèng phaàn meàm ñeà ngaét
ngoaøi tích cöïc caïnh xuoáng/möùc thaáp
Côø caïnh ngaét 0 beân ngoaøi
Côø kieåu ngaét 0 beân ngoaøi
Baûng 2.6: Toùm taét thanh ghi TCON
5. 4 Caùc cheá ñoä timer.
a)
Cheá ñoä 0, cheá ñoä timer 13 bit.
Ñeå töông thích vôùi 8048 (coù tröùôùc 8051)
Ba bit cao cuûa TLX (TL0 vaø/hoaêc TL1) khoâng duøng
Xung nhòp
timer
meàm.
TLx
(5 bit)
THx
(8 bit)
TFx
Côø baùo traøn
b) Cheá ñoä 1- cheá ñoä timer 16 bit.
Hoaït ñoäng nhö timer 16 bit ñaày ñuû.
Côø baùo traøn laø bit TFx trong TCON coù theå ñoïc hoaëc ghi baèng phaàm
MSB cuûa giaù trò trong caùc thanh ghi timer laø bit 7 cuûa THx vaø LBS laø bit
0 cuûa TLx. Caùc thanh ghi timer (Tlx/THx) coù theå ñöôïc ñoïc hoaëc ghi baát cöù luùc
naøo baèng phaàm meàm.
Xung nhòp
timer
14
TLx
(5 bit)
THx
(8 bit)
TFx
Côø baùo traøn
c) Cheá ñoä 0- cheá ñoä töï ñoäng naïp laïi 8 bit.
TLx hoaït ñoäng nhö moät timer 8 bit, trong khi ñoù THx vaãn giöõ nguyeân giaù
trò ñöôïc naïp. Khi soá ñeám traøn töù FFH ñeán 00H, khoâng nhöõng côø timer ñöôïc set
maø giaù trò trong THx ñoàng thôøi ñöôïc naïp vaøo TLx. Vieäc ñeám tieáp tuïc töø giaù trò
naøy leân ñeán FFH xuoáng 00H vaø naïp laïi... cheá ñoä naøy raát thoâng duïng vì söï traøn
timer xaûy ra trong nhöõng khoaûng thôøi gian nhaát ñònh vaø tuaàn hoaøn moät khi ñaõ
khôûi ñoäng TMOD vaø THx.
Xung nhòp
timer
TLx
(8 bit)
TFx
Naïp laïi
Côû baùo traøn
THx
(8 bit)
d) Cheá ñoä 3- cheá ñoä taùch timer
Timer 0 taùch thaønh hai timer 8 bit (TL0 vaø TH0), TL0 coù côø baùo traøn laø
TF0 vaø TH0 coù côø baùo traøn laø TF1.
Timer 1 ngöng ôû cheá ñoä 3, nhöng coù theå ñöôïc khôûi ñoäng baèng caùch
chuyeån sang cheá ñoä khaùc. Giôùi haïn duy nhaát laø côø baùo traøn TF1 khoâng coøn bò
taùc ñoäng khi timer 1 bò traøn vì noù ñaõ ñöôïc noái tôùi TH0.
Khi timer 0 ôû cheá ñoä 3, coù theå cho timer 1 chaïy vaø ngöng baèng caùch chuyeån noù
ra ngoaøi vaø vaøo cheá ñoä 3. Noù vaãn coù theå ñöôïc söû duïng bôûi port noái tieáp nhö boä
taïo toác ñoä baund hoaëc noù coù theå ñöôïc söû duïng baèng baát cöù caùch naøo khoâng caàn
ngaét (vì noù khoâng coøn ñöôïc noái vôùi TF1).
Xung nhòp
Timer
TL1
TH1
Xung nhòp
Timer
TL0
TF0
15
TH0
TF1
Côø baùo traøn
I/12 Fosc
Côø baùo traøn
5.5 Nguoàn taïo xung nhòp.
Coù hai nguoàn taïo xung nhòp coù theå coù, ñöôï choïn baèng caùch ghi vaøo bit
C/T (counter/timer) trong TMOD khi khôûi ñoäng timer. Moät nguoàn taïo xung nhòp
duøng cho ñònh khoaûng thôøi gian, caùi khaùc cho ñeám söï kieän.
Crytal
T0 or T1
pin
On chip
Osillato
r
÷12
Timer
Clock
−
C/T
0=Up (Internal Timing)
1=Down (Event Counting)
Nguoàn xung taïo nhòp
- Ñònh khoaûng thôøi gian (interval timing)
Neáu C/T =0 hoaï t ñoäng timer lieân tuïc ñöôïc choïn vaø timer ñöôïc duøng cho
vieäc ñònh khoaûng thôøi gian. Luùc ñoù, timer laáy xung nhòp töø boä dao ñoäng treân
chip. Boä chia 12 ñöôïc theâm vaøo ñeå giaûm taàn soá xung nhòp ñeán giaù trò thích hôïp
cho phaàn lôùn caùc öùng duïng. Nhö vaäy thaïch anh 12 MHz seõ cho toác ñoä xung
nhòp timer 1 MHz. Boùa traøn timer xaûy ra sau moät soá (coá ñòng) xung nhòp, phuï
thuoäc vaøo giaù trò ban ñaàu ñöôïc naïp vaøo caùc thanh ghi timer TLx/THx.
- Ñeám söï kieän (Event counting)
- Neáu C/T=1, timer laáy xung nhòp töø nguoàn beân ngoaøi. Trong haàu heát caùc
öùng duïng nguoàn beân ngoaøi naøy cung caáp cho timer moät xung kh xaûy ra moät
“söï kieän “, timer duøng ñeám söï kieän ñöôïc xaùc ñònh baèng phaàn meàm baèng
caùch ñoïc caùc thanh ghi TLx/THx vì giaù trò 16 bit trong caùc thanh ghi naøy
taêng theâm 1 cho moãi söï kieän.
16
Nguoàn xung nhòp ngoaøi coù töø thay ñoåi chuù7c naêng cuûa caùc chaân port 3. Bit
4 cuûa port 3 (P3.4) duøng laøm ngoõ vaøo taïo xung nhòp beân trong timer 0 vaø ñöôïc
goïi laø “T0”. Vaø p3.5 hay “T1” laø ngoõ vaøo taïo xung nhòp cho timer 1.
5.6 Baét ñaàu döøng vaø ñieàu khieån caùc timer.
Phöông phaùp môùi ñôn giaûn nhaát ñeå baét ñaàu (cho chaïy) vaø döøng caùc timer
laø duøng caùc bit ñieàu khieån chaïy :TRx trong TCON, TRx bò xoùa sau khi reset heä
thoáng. Nhö vaäy, caùc timer theo maëc nhieân laø bò caám (bò döøng). TRx ñöôïc ñaët
leân 1 baèng phaàn meàm ñeå cho caùc timer chaïy.
Xung nhòp
Timer
TRx
Caùc thanh ghi timer
0=leân : timer döøng
1=xuoáng : timer chaïy
Cho chaïy vaø döøng timer
Vì TRx ôû trong thanh ghi TCON coù ñòa chæ bit, neân deã daøng cho vieäc ñieàu
khieån caùc timer trong chöông trình. Ví duï : cho timer 0 chaïy baèng leänh : SETB
TR0 vaø döøng baèng leänh SETB TR0
Trình bieân dòch seõ thöïc hieän vieäc chuyeån ñoåi kyù hieäu caàn thieát töø “TR0” sang
ñòa chæ bit ñuùng. SETB TR0 chính xaùc gioáng nhö SETB 8CH.
5.7 Khôûi ñoäng vaø truy xuaát caùc thanh ghi timer.
Thoâng thöôøng caùc thanh ghi ñöôïc khôûi ñoäng moät laàn ôû ñaàu chöông trình
ñeå ñaët cheá ñoä laøm vieäc cho ñuùng. Sau ñoù trong thaân chöông trình caùc timer
ñöôïc cho chaïy, döøng , caùc bit côø ñöôïc kieåm tra vaø xoùa, caùc thanh ghi timer ñöôïc
ñoïc vaø caïp nhaät... theo ñoøi hoûi cuûa caùc öùng duïng.
TMOD laø thanh ghi thöù nhaát ñöôïc khôûi ñoäng vì noù ñaët cheá ñoä hoaït ñoäng.
Ví duï caùc leänh sau khi khôûi ñoäng timer 1 nhö timer 16 bit (cheá ñoä 1) coù xung
nhòp töø boä dao ñoäng treân chíp cho vieäc ñòng khoaûng thôøi gian.
MOV TMOD,#00010000B
Leänh naøyy seõ ñaët M1=0 vaû M0=1 cho cheá ñoä 1, C/T=0 vaø GATE=0 cho
xung nhòp noäi vaø xoùa caùc bit cheá ñoä timer 0. Dó nhieân timer thaät söï khoâng baét
ñaàu ñònh thôøi cho ñeán khi bit ñieàu khieån chaïyy TR1 ñöôïc ñaët leân 1.
Neáu caàn soá ñeám ban ñaàu, caùc thanh ghi timer TL1/TH1 cuõng phaûi ñöôïc khôûi
ñoäng. Nhôù laïi laø caùc timer ñeám leân vaø ñaët côø baùo traøn khi coù söï truyeån tieáp.
FFFFH sang 0000H.
- Ñoïc timer ñang chaïy.
17
Trong moät soá öùng duïng caàn ñoïc giaù trò trong caùc thanh ghi timer ñang
chaïy. Vì phaûi ñoïc 2 thanh ghi timer “sai pha” coù theå xaåy ra neáu byte thaáp traøn
vaøo byte cao giöõa hai laàn ñoïc. Giaù trò coù theå ñoïc ñöôïc khoâng ñuùng. Giaûi phaùp laø
ñoïc byte cao tröôùc, keá ñoù ñoïc byte thaáp roài ñoïc byte cao laïi moät laàn nöõa. Neáu
byte cao ñaõ thay ñoåi thì laäp laïi caùc hoaït ñoäng ñoïc.
5.8 Caùc khoaûng ngaén vaø caùc khoaûng daøi.
Daõy caùc khoaûng thôøi gian coù theå ñònh thôøi laø bao nhieâu ? vaán ñeà naøy
ñöôïc khaûo saùt vôùi 8051/8031 hoaït ñoäng vôùi taàn soá 12MHz. nhö vaäy xung nhòp
cuûa caùc timer coù taàn soá laù 1 MHz.
Khoaûng thôøi gian ngaén nhaát coù theå coù bò giôùi haïn khoâng chæ bôûi taàn soá xung
nhòp cuûa timer maø coøn bôûi phaàn meàm. Do aûnh höôûng cuûa thôøi khoaûng thöïc hieän
moät leänh. Leäng ngaén nhaát 8051/8031 laø moät chu kyø maùy hay 1µs. Sau ñaây laø
baûng toùm taét caùc kyõ thuaät ñeå taïo nhöõng khoaûng thôøi gian coù chieàu daøi khaùc
nhau (vôùi giaû söû xung nhòp cho 8051/8031 coù taàn soá 12 MHz)
Khoaûng thôøi gian toái ña
Kyõ thuaät
≈10
- Baèng phaàn meàm
256
- Timer 8 bit vôùi töï ñoäng naïp laïi
65535
- Timer 16 bit
Khoâng giôùi haïn
- Timer 16 bit coäng vôùi caùc voøng
laäp phaàn meàm
Caùc kyõ thuaät ñeå laäp trình caùc khoaûng thôøi gian (FOSC=12 MHz)
6. Hoaït ñoäng port noái tieáp.
6.1. Giôùi thieäu.
8051/8031 coù moät port noái tieáp trong chip coù theå hoaït ñoäng ôû nhieàu cheá
ñoä khaùc treân moät daõy taàn soá roäng. Chöùc naêng chuû yeáu cuûa moät port noái tieáp laø
thöïc hieän chuyeån ñoåi song song sang noái tieáp vôùi döõ lieäu xuaát vaø chuyeån ñoài
noái tieáp sang song song vôùi döõ lieäu nhaäp.
Truy xuaát phaàn cöùng ñeán port noái tieáp qua caùc chaân TXD vaø RXD. Caùc
chaân naøy coù caùc chöùc naêng khaùc vôùi hai bit cuûa port 3. P3 ôû chaân 11 (TXD) vaø
P3.0 ôû chaân 10 (RXD).
Port noái tieáp cho hoaït ñoäng song coâng (full duplex : thu vaø phaùt ñoàng thôøi)
vaø ñeäm luùc thu (receiver buffering) cho pheùp moät kyù töï seõ ñöôïc thu vaø ñöôïc giöõ
trong khi kyù töï thöù hai ñöôïc nhaän. Neáu CPU ñoïc kyù töï thöù nhaát tröôùc khi kyù töï
thöù hai ñöôïc thu ñaày ñuû thì döõ lieäu seõ khoâng bò maát.
18
Hai thanh ghi chöùc naêng ñaëc bieät cho pheùp phaàn meàm truy xuaát ñeán port
noái tieáp laø : SBUF vaø SCON. Boä ñeám port noái tieáp (SBUF) ôû ñaïi chæ 99H thaät
söû laø hai boä ñeám. Vieát vaøo SBUF ñeå truy xuaát döõ lieäu thu ñöôïc. Ñaây laø hai
thanh ghi rieâng bieät thanh ghi chæ ghi ñeå phaùt vaø thanh ghi ñeå thu.
TXD (P3.1) RXD (P3.0)
CLK
Xung nhòp toác
Ñoä baud (thu)
SUBF
(Chæ ghi)
Q
D
CLK
Xung nhòp toác
Ñoä baud (thu)
Thanh ghi dòch
SBUF
(chæ ñoïc)
SBUF
(chæ ñoïc)
BUS noäi 8051/8031
Hình 2.9: Sô ñoà port noái tieáp.
Thanh ghi ñieàu khieån port noái tieáp (SCON) ôû ñòa chæ 98H laø thanh ghi coù
ñòa chæ bit chöùa caùc bit traïng thaùi vaø caùc bit ñieàu khieån. Caùc bit ñieàu khieån ñaët
cheá ñoä hoaït ñoäng cho port noái tieáp, vaø caùc bit traïng thaùi baùo caùo keát thuùc vieäc
phaùt hoaëc thu kyù töï. Caùc bit traïng thaùi coù theå ñöôïc kieåm tra baèng phaàn meàm
hoaëc coù theå ñöôïc laäp trình ñeå taïo ngaét.
Taàn soá laøm vieäc cuûa port noái tieáp coøn goïi laø toác ñoä baund coù theå coá ñònh
(laáy töø boä giao ñoäng cuûa chip). Neáu söû duïng toác ñoä baud thay ñoåi, timer 1 seõ
cung caáp xung nhòp toác ñoä baud vaø phaûi ñöôïc laäp trình.
6.2 Thanh ghi ñieàu khieån port noái tieáp.
Cheá ñoä hoaït ñoäng cuûa port noái tieáp ñöôïc ñaët baèng caùch ghi vaøo thanh ghi
cheá ñoä port noái tieáp (SCON) ôû ñòa chæ 98H. Sau ñaây caùc baûng toùm taét thanh ghi
SCON vaø caùc cheá ñoä cuûa port noái tieáp :
19
Bit
SCON.7
SCON.6
SCON.5
Kyù hieäu
SM0
SM1
SM2
Ñòa chæ
9FH
9EH
9DH
SCON.4
REN
9CH
SCON.3
TB8
9BH
SCON.2
SCON.1
RB8
TI
9AH
99H
SCON.0
RI
98H
Moâ taû
Bit 0 cuûa cheá ñoä port noái tieáp
Bit 1 cuûa cheá ñoä port noái tieáp
Bit 2 cuûa cheá ñoä 2 noái tieáp.
cho pheùp trueàn thoâng ñaõ xöû lyù
trong caùc cheá ñoä 2 vaø 3 ;RI seõ
khoâng bò taùc ñoäng neáu bit thöù
9 thu ñöôïc laø 0
Cho pheùp boä thu phaûi ñaët leân
1 ñeå thu (nhaän) caùc kyù töï
Bit 8 phaùt, bit thöù 9 ñöôïc phaùt
caùc cheá ñoä 2 vaø 3; ñöôïc ñaët
vaø xoùa baèng phaàn meàm
Bit 8 thu, bit thöù 9 thu ñöôïc
Côø ngaét phaùt. Ñaët leân 1 khi
keát thuùc phaùt kyù töï; ñöôïc xoùa
phaàn meàm
Côø ngaét thu. Ñaët leân 1 khi
Keát thuùc thu kyù töï; ñöôïc xoùa
Baèng phaàn meàm
Baûng 2.7:Toùm taét thanh ghi cheá ñoä port noái tieáp SCON.
SM0
0
0
1
Fosc/64)
1
SM1
0
1
0
Cheá ñoä
0
1
2
Moâ taû
Thanh ghi dòch
UART 8 bit
UART 9 bit
Toác ñoä baud
Coá ñònh (Fosc/12)
Thay ñoåi (ñaët baèng timer)
Coá ñònh (Fosc/12 hoaëc
1
3
UART 9 bit
Thay ñoåi (ñaët baèng timer)
Baûng 2.8: Caùc cheá ñoä port noái tieáp.
Tröôùc khi söû duïng port noái tieáp, phaûi khôûi ñoäng SCON cho ñuùng cheá ñoä.
Ví duï ,leänh sau:
20
MOV SCON,#01010010B
Khôûi ñoäng port noái tieáp cho cheá ñoä 1 (SM0/SM1=0/1), cho pheùp boä thu
(REN=1) vaø ñaët côø ngaét phaùt (TP=1) ñeå chæ boä phaùt saün saøng hoaït ñoäng.
6.3 Khôûi ñoäng vaø truy xuaát caùc thanh ghi coång noái tieáp.
a. Cho pheùp thu:
Bit cho pheùp boä thu (REN = Receiver Enable) trong SCON phaûi ñöôïc ñaët
leân 1 baèng phaàn meàm ñeå cho pheùp thu caùc kyù töï. Thoâng thöôøng thöïc hieän vieäc
naøy ôû ñaàu chöông trình khi khôûi ñoäng coång noái tieáp, timer...Coù theå thöïc hieän
vieäc naøy theo hai caùch. Leänh :
SETB REN
Seõ ñaët REN leân 1, hoaëc leänh :
MOV SCON,#xxx1xxxxB
Seõ ñaët REN 1 vaø ñaëc hoaëc xoùa ñi caùc bit khaùc treân SCON khi caàn (caùc x
phaûi laø 0 hoaëc 2 ñeå ñaëc cheá ñoä laøm vieäc).
b. Bit döõ lieäu thöù 9:
Bit döõ lieäu thöù 9 caàn phaùt trong caùc cheá ñoä 2 vaø 3, phaûi ñöôïc naïp vaøo
trong TB8 baèng phaàn meàm. Bit döõ lieäu thöù 9 thu ñöôïc ñaët ôû RBS. Phaàn meàm coù
theå caàn hoaëc khoâng caàn bit döõ lieäu thöù 9, phuï thuoäc vaøo caùc ñaëc tính kyõ thuaät
cuûa thieát bò noái tieáp söû duïng (bit döõ lieäu thöù 9 cuõng ñoùng vai moät troø quan troïng
trong truyeàn thoâng ña xöû lyù).
c. Theâm 1 bit parity:
Thöôøng söû duïng bit döõ lieäu thöù 9 ñeå theâm parity vaøo kyù töï. Nhö ñaõ xeùt ôû
caùc chöông tröôùc, pit P trong töø traïng thaùi chöông trình (PSW) ñöôïc ñaët leân 1
hoaëc bò xoùa bôûi chu kyø maùy ñeå thieát laäp kieåm tra chaün vôùi 8 bit trong thanh tích
luõy.
d. Caùc côø ngaét:
Hai côø ngaét thu vaø phaùt (RI vaø TI) trong SCON ñoùng moät vai troø quan
troïng truyeàn thoâng noái tieáp duøng 8051/8031. Caû hai bit ñöôïc ñaët leân 1 baèng
phaàn cöùng, nhöng phaûi ñöôïc xoùa baèng phaàn meàm.
6.4 . Toác ñoä baud port noái tieáp.
Nhö ñaõ noùi, toác ñoä baud coá ñònh ôû caùc cheá ñoä 0 vaø 2. Trong cheá ñoä 0 noù
luoân luoân laø taàn soá dao ñoäng treân chip ñöôïc chia cho 12 . Thoâng thöôøng thaïch
anh aán ñònh taàn soá dao ñoäng treân chip cuûa 8051/8031 nhöng cuõng coù theå söû
duïng nguoàn xung nhòp khaùc. Giaû söû vôùi taàn soá dao ñoäng danh ñònh laø 12 MHz,
tìm toác ñoä baud cheá ñoä 0 laø 1 MHz.
21
Dao ñoäng
treân chip
Xung nhòp
toác ñoä baud
÷12
a. Cheá ñoä 0
÷64
SMOD=0
Dao ñoäng
treân chip
÷32
Xung nhòp
toác ñoä baud
SMOD=1
b. Cheá ñoä 2
÷32
Dao ñoäng
treân chip
÷16
÷16
SMOD=0
SMOD=1
Xung nhòp
toác ñoä baud
c. Cheá ñoä 1 vaø 3.
Hình 2.10. Caùc nguoàn taïo xung nhòp cho port noái tieáp.
Maëc nhieân, sau khi reset heä thoáng, toác ñoä baud cheá ñoä laø 2 taàn soá boä dao
ñoäng chia cho 64. Toác ñoä baud cuõng aûnh höôûng bôûi 1 bit trong thanh ghi ñieàu
khieån nguoàn cung caáp (PCON). Bit 7 cuûa PCON laø bit SMOD. Ñaët bit sMOD
leân moät laøm gaáp ñoâi toác ñoä baud trong cheá ñoä 1,2 vaø 3. Trong cheá ñoä 2, toác ñoä
baud coù theå bò gaáp ñoâi töø giaù trò maëc nhieân cuûa 1/64 taàn soá dao ñoäng
(SMOD=0) ñeán 1/32 taàn soá dao ñoäng (SMOD=1)
Vì PCON khoâng ñöôïc ñònh ñòa chæ theo bit, neân ñeå ñaët bit SMOD leân 1
caàn phaûi theo caùc leänh sau:
MOV A,PCON laáy giaù trò hieän thôøi cuûa PCON
SETB ACC.7 ñaët bit 7 (SMOD) leân 1
MOV PCON,A ghi giaù trò ngöôïc veà PCON
Caùc toác ñoä baud trong caùc cheá ñoä 1 vaø 3 ñöôïc xaùc ñònh baèng toác ñoä traøn
cuûa timer 1. Vì timer hoaït ñoäng ôû taàn soá töông ñoái cao, traøn timer ñöôïc chia
22
theâm cho 32 (hay 16 neáu SMOD=1) tröôùc khi cung caáp xung nhòp toác ñoä baud
cho port noái tieáp.
7. Taäp leänh cuûa 8051/8031.
Taäp leänh 8051/8031 coù 255 leänh goàm 139 leänh 1 byte, 92 leänh 2 byte vaø
24 leänh 3 byte.
7.1/ Caùc nhoùm leänh cuûa 8051/8031.
Taäp leänh cuûa 8051/8031 ñöôïc chia thaønh 5 nhoùm:
- Soá hoïc.
- Luaän lyù.
- Chuyeån döõ lieäu.
- Chuyeån ñieàu khieån.
Caùc chi tieát thieát laäp leänh:
Rn
:Thanh ghi R0 ñeán R7 cuûa bank thanh ghi ñöôïc choïn.
Data
: 8 bit ñòa chæ vuøng döõ lieäu beân trong. Noù coù theå laø vuøng RAM döõ
lieäu trong (0-127) hoaëc caùc thanh ghi chöùc naêng ñaëc bieät.
@Ri
: 8 bit vuøng RAM döõ lieäu trong (0-125) ñöôïc ñaùnh giaù ñòa chæ giaùn
tieáp qua thanh ghi R0 hoaëc R1.
#data
: Haèng 8 bit chöùc trong caâu leänh.
#data 16
: Haèng 16 bit chöùa trong caâu leänh.
Addr16
: 16 bit ñòa chæ ñích ñöôïc duøng trong leänh LCALL vaø LJMP.
Addr11
: 11 bit ñòa chæ ñích ñöôïc duøng trong leänh LCALL vaø AJMP.
Rel
: Byte offset 8 bit coù daáu ñöôïc duøng trong leänh SJMP vaø nhöõng
leänh nhaûy coù ñieàu kieän.
Bit
: Bit ñöôïc ñònh ñòa chæ tröïc tieáp trong RAM döõ lieäu noäi hoaëc caùc
thanh ghi chöùc naêng ñaëc bieät.
a. Nhoùm leänh xöû lyù soá hoïc:
ADD A,Rn (1byte, 1 chu kyø maùy) : coäng noäi dung thanh ghi Rn vaøo thanh ghi
A.
ADD A,data
(2,1): Coäng tröïc tieáp 1 byte vaøo thanh ghi A.
ADD A,@Ri
(1,1): Coäng giaùn tieáp noäi dung RAM chöùa taïi ñòa chæ ñöôïc
khai baùo trong Ri vaøo thanh ghi A.
ADD A,#data
(2,1):Coäng döõ lieäu töùc thôøi vaøo A.
ADD A,Rn
(1,1): Coäng thanh ghi vaø côø nhôù vaøo A.
ADD A,data
(2,1): Coäng tröïc tieáp byte döõ lieäu vaø côø nhôù vaøo A.
ADDC A,@Ri
(1,1): Coäng giaùn tieáp noäi dung RAM vaø côø nhôù vaøo A.
ADDC A,#data
(2,1): Coäng döõ lieäu töùc thôøi vaø côø nhôù vaøo A.
SUBB A,Rn
(1,1): Tröø noäi dung thanh ghi A cho noäi dung thanh ghi Rn
vaø côø nhôù.
23
SUBB A,data
SUBB A,@Ri
SUBB A,#data
INC A
INC Rn
INC data
INC @Ri
DEC A
DEC Rn
DEC data
DEC @Ri
INC DPTR
MUL AB
DIV AB
DA A
(2,1): Tröø tröïc tieáp A cho moät soá vaø côø nhôù.
(1,1): Tröø giaùn tieáp A cho moät soá vaø côø nhôù.
(2,1): Tröø noäi dung A cho moät soá töùc thôøi vaø côø nhôù.
(1,1): Taêng noäi dung thanh ghi A leân 1.
(1,1): Taêng noäi dung thanh ghi Rn leân 1.
(2,1): Taêng döõ lieäu tröïc tieáp leân 1.
(1,1): Taêng giaùn tieáp noäi dung vuøng RAM leân 1.
(1,1): Giaûm noäi dung thanh ghi A xuoáng 1.
(1,1): Giaûm noäi dung thanh ghi Rn xuoáng 1.
(2,1): Giaûm döõ lieäu tröïc tieáp xuoáng 1
(1,1): Giaûm giaùn tieáp noäi dung vuøng RAM xuoáng 1.
(1,2): Taêng noäi dng con troû döõ lieäu leân 1.
(1,4): Nhaân noäi dung thanh ghi A vôùi noäi dung thanh ghi B.
(1,4): Chia noäi dung thanh ghi A cho noäi dung thanh ghi B.
(1,1,): hieäu chænh thaäp phaân thanh ghi A.
b. Nhoùm leänh luaän lyù:
ANL A,Rn
(1,1): AND noäi dung thanh ghi A vôùi noäi dung thanh ghi Rn.
ANL A,data
(2,1):AND noäi dung thanh ghi A vôùi döõ lieäu tröïc tieáp.
ANL A,@Ri
(1,1): AND noäi dung thanh ghi A vôùi döõ lieäu giaùn tieáp
trong RAM.
ANL A,#data
(2,1): AND noäi dung thanh ghi vôùi döõ lieäu töùc thôøi.
ANL data,A
(2,1): AND moät döõ lieäu tröïc tieáp vôùi A.
ANL data,#data
(3,2): AND moät döõ lieäu tröïc tieáp vôùi A moät döõ lieäu töùc thôøi.
ANL C,bit
(2,2):AND côø nhôù vôùi 1 bit tröïc tieáp.
ANL C,/bit
(2,2): AND côø nhôù vôùi buø 1 bit tröïc tieáp.
ORL A,Rn
(1,1): OR thanh ghi A vôùi thanh ghi Rn.
ORL A,data
(2,1): OR thanh ghi A vôùi moät döõ lieäu tröïc tieáp.
ORL A,@Ri
(1,1): OR thanh ghi A vôùi moät döõ lieäu giaùn tieáp.
ORL A,#data
(2,1):OR thanh ghi A vôùi moät döõ lieäu töùc thôøi.
ORL data,A
(2,1): OR moät döõ lieäu tröïc tieáp vôùi thanh ghi A.
ORL data,#data
(3,1):OR moät döõ lieäu tröïc tieáp vôùi moät döõ lieäu töùc thôøi.
ORL C,bit
(2,2): OR côø nhôù vôùi moät bit tröïc tieáp.
ORL C,/bit
(2,2): OR côø nhôù vôùi buø cuûa moät bit tröïc tieáp.
XRL A,Rn
(1,1): XOR thanh ghi A vôùi thanh ghi Rn.
XRL A,data
(2,1): XOR thanh ghi A vôùi moä döõ lieäu tröïc tieáp.
XRL A,@Ri
(1,1): XOR thanh ghi A vôùi moät döõ lieäu giaùn tieáp.
XRL A,#data
(2,1): XOR thanh ghi A vôùi moä döõ lieäu töùc thôøi.
24
XRL data,A
(2,1): XOR moät döõ lieäu tröïc tieáp vôùi thanh ghi A.
XRL dara,#data
(3,1): XOR moät döõ lieäu tröïc tieáp vôùi moät döõ lieäu töùc thôøi.
SETB C
(1,1): Ñaët côø nhôù.
SETB bit
(2,1): Ñaët moät bit tröïc tieáp.
CLR A
(1,1): Xoùa thanh ghi A.
CLR C
(1,1): Xoùa côø nhôù.
CPL A
(1,1): Buø noäi dung thanh ghi A.
CPL C
(1,1): Buø côø nhôù.
CPL bit
(2,1): Buø moät bit tröïc tieáp.
RL A
(1,1): Quay traùi noäi dung thanh ghi A.
RLC A
(1,1): Quay traùi noäi dung thanh ghi A qua côø nhôù.
RR A
(1,1): Quay phaûi noäi dung thanh ghi A.
RRC A
(1,1): Quay phaûi noäi dung thanh ghi A qua côø nhôù.
SWAP
(1,1): Quay traùi noäi dung thanh ghi A 1 nibble (1/2byte).
c. Nhoùm leänh chuyeån döõ lieäu:
MOV A,Rn
(1,1):Chuyeån noäi dung thanh ghi Rn vaøo thanh ghi A.
MOV A,data
(2,1): Chuyeån döõ lieäu tröïc tieáp vaøo thanh ghi A.
MOV A,@Ri
(1,1): Chuyeån döõ lieäu giaùn tieáp vaøo thanh ghi A.
MOV A,#data
(2,1): Chuyeån döõ lieäu töùc thôøi vaøo thanh ghi A.
MOV Rn,data
(2,2): Chuyeån döõ lieäu tröïc tieáp vaøo thanh ghi Rn.
MOV Rn,#data
(2,1): Chuyeån döõ lieäu töùc thôøi vaøo thanh ghi Rn.
MOV data,A
(2,1): Chuyeån noäi dung thanh ghi A vaøo moät döõ lieäu tröïc
tieáp.
MOV data,Rn
(2,2): Chuyeån noäi dung thanh ghi Rn vaøo moät döõ lieäu tröïc
tieáp.
MOV data,data
(3,2): Chuyeån moät döõ lieäu tröïc tieáp vaøo moät döõ lieäu tröïc
tieáp.
MOV data,@Ri
(2,2): Chuyeån moät döõ lieäu giaùn tieáp vaøo moät döõ lieäu giaùn
tieáp.
MOV data,#data (3,2): Chuyeån moät döõ lieäu töùc thôøi vaøo moät döõ lieäu tröïc
tieáp.
MOV @Ri,A
(1,1): Chuyeån noäi dung thanh ghi A vaøo moät döõ lieäu giaùn
tieáp.
MOV @Ri,data
(2,2): Chuyeån moät döõ lieäu tröïc tieáp vaøo moät döõ lieäu giaùn
tieáp.
MOV @Ri,#data (2,1): Chuyeån döõ lieäu töùc thôøi vaøo döõ lieäu giaùn tieáp.
MOV DPTR,#dataù6 (3,2): Chuyeån moät haèng 16 bit vaøo thanh ghi con troû döõ
lieäu.
25
MOV C,bit
(2,1): Chuyeån moät bit tröïc tieáp vaøo côø nhôù.
MOV bit,C
(2,2): Chuyeån côø nhôù vaøo moät bit tröïc tieáp.
MOV A,@A+DPTR (1,2): Chuyeån byte boä nhôù chöông trình coù ñòa chæ laø
@A+DPRT vaøo thanh ghi A.
MOVC A,@A+PC (1,2): Chuyeån byte boä nhôù chöông trình coù ñòa chæ laø
@A+PC vaøo thanh ghi A.
MOV A,@Ri
(1,2): Chuyeån döõ lieäu ngoaøi (8 bit ñòa chæ) vaøo thanh ghi A.
MOVX A,@DPTR (1,2): Chuyeån döõ lieäu ngoaøi (16 bit ñòa chæ) vaøo thanh ghi A.
MOVX @Ri,A
(1,2): Chuyeån noäi dung A ra döõ lieäu ngoaøi (8 bit ñòa chæ).
MOVX @DPTR,A (1,2): Chuyeån noäi dung A ra döõ lieäu beân ngoaøi (16 bit ñòa
chæ).
PUSH data (2,2) : Chuyeån döõ lieäu tröïc tieáp vaøo ngaên xeáp vaø taêng SP.
POP data (2,2)
: Chuyeån döõ lieäu tröïc tieáp vaøo ngaên xeáp vaø giaûm SP.
XCH A,Rn (1,1)
: Trao ñoåi döõ lieäu giöõa thanh ghi Rn v2 thanh ghi A.
XCH A,data (2,1) : Trao ñoåi giöõa thanh ghi A vaø moät döõ lieäu tröïc tieáp.
XCH A,@Ri (1,1) : Trao ñoåi giöõa thanh ghi A vaø moät döõ lieäu giaùn tieáp.
XCHD A,@R (1,1) : Trao ñoåi giöõa nibble thaáp (LSN) cuûa thanh ghi A vaø LSN
cuûa döõ lieäu giaùn tieáp.
d. Nhoùm leänh chuyeàn ñieàu khieån:
ACALL addr11
(2,2): Goïi chöông trình con duøng ñòa chì tuyeät ñoái.
LCALL addr16
(3,2): Goïi chöông trình con duøng ñòa chæ daøi.
RET
(1,2): Trôû veà töø leänh goïi chöông trình con.
RET1
(1,2): Trôû veà töø leänh goïi ngaét.
AJMP addr11
(2,2): Nhaûy tuyeät ñoái.
LJMP addr16
(3,2): Nhaûy daøi.
SJMP rel
(2,2):Nhaûy ngaén.
JMP @A+DPTR (1,2): Nhaûy giaùn tieáp töø con troû döõ lieäu.
JZ rel
(2,2): Nhaûy neáu A=0.
JNZ rel
(2,2): Nhaûy neáu A khoâng baèng 0.
JC rel
(2,2): Nhaûy neáu côø nhôù ñöôïc ñaët.
JNC rel
(2,2): Nhaûy neáu côø nhôù khoâng ñöôïc ñaët.
JB bit,rel
(3,2): Nhaûy töông ñoái neáu bit tröïc tieáp ñöôïc ñaët.
JNB bit,rel
(3,2):Nhaûy töông ñoái neáu bit tröïc tieáp khoâng ñöôïc ñaët.
JBC bit,rel
(3,2): Nhaûy töông ñoái neáu bit tröïc tieáp ñöôïc ñaët , roài xoùa
bit.
CJNE A,data,rel (3,2): So saùnh döõ lieäu tröïc tieáp vôùi A vaø nhaûy neáu khoâng
baèng.
26
CJNE A,#data,rel (3,2): So saùnh döõ lieäu töùc thôøi vôùi A vaø nhaûy neáu khoâng
baèng.
CJNE Rn,#data,rel (3,2): So saùnh döõ lieäu töùc thôøi vôùi noäi dung thanh ghi Rn vaø
nhaûy neáu khoâng baèng.
CJNE @Ri,#data,rel (3,2): So saùnh döõ lieäu töùc thôøi vôùi döõ lieäu giaùn tieáp vaø
nhaûy neáu khoâng baèng.
DJNZ Rn,rel
(2,2): Giaûn thanh ghi Rn vaø nhaûy neáu khoâng baèng.
DJNZ data,rel
(3,2): Giaûm döõ lieäu tröïc tieáp vaø nhaûy neáu khoâng baèng.
Chöông 2: ÑO NHIEÄT ÑOÄ
I. Heä Thoáng Ño Löôøng
1. Giôùi thieäu
Ñeå thöïc hieän pheùp ño cuûa moät ñaïi löôïng naøo ñoù thì tuyø thuoäc vaøo ñaëc
tính cuûa ñaïi löôïng caàn ño,ñieàu kieän ño,cuõng nhö ñoä chính xaùc theo yeâu caàu cuûa
moät pheùp ño maø ta coù theå thöïc hieän ño baèng nhieàu caùch khaùc nhau treân cô sôõ
cuûa caùc heä thoáng ño löôøng khaùc nhau.
Sô ñoà khoái cuûa moät heä thoáng ño löôøng toång quaùt
Chuyeån ñoåi
Maïch
ño
Chæ thò
_ Khoái chuyeån ñoåi: laøm nhieäm vuï nhaän tröïc tieáp caùc ñaïi löôïng vaät lyù ñaëc tröng
cho ñoái töôïng caàn ño bieán ñoåi caùc ñaïi löôïng thaønh caùc ñaïi löôïng vaät lyù thoáng
nhaát(doøng ñieän hay ñieän aùp) ñeå thuaän lôïi cho vieäc tính toaùn.
_ Maïch ño: coù nhieäm vuï tính toaùn bieán ñoåi tín hieäu nhaän ñöôïc töø boä
chuyeån ñoåi sao cho phuø hôïp vôùi yeâu caàu theå hieän keát quaû ño cuûa boä chæ thò.
_ Khoái chæ thò:laøm nhieäm vuï bieán ñoåi tín hieäu ñieän nhaän ñöôïc töø maïch ño
ñeå theå hieän keát quaû ño.
2. Heä thoáng ño löôøng soá
Heä thoáng ño löôøng soá ñöôïc nhoùm aùp duïng ñeå thöïc hieän luaän vaên naày vì
coù caùc öu ñieåm:caùc tín hieäu töông töï qua bieán ñoåi thaønh caùc tín hieäu soá coù caùc
xung roû raøng ôû traïng thaùi 0,1 seõ giôùi haïn ñöôïc nhieàu möùc tín hieäu gaây sai soá
.Maët khaùc ,heä thoáng naøy töông thích vôùi döõ lieäu cuûa maùy tính,qua giao tieáp vôùi
maùy tính öùng duïng roäng raõi trong kyõ thuaät.
27
a. Sô ñoà khoái
Ñaïi löôïng
Ñaïi löôïng
Caûm
bieán
Caûm
bieán
Cheá
bieán
Tín
hieäu ño
Cheá
bieán
Tín
hieäu ño
Doàn
keânh
töông
töï
ADC
Vi xöû
lyù
Hieånthò
Söû
dung
Ñieàu khieån choïn
Chöông
trình
Hình 5.1 Sô ñoà khoái cuûa heä thoáng ño löôøng soá
b. Nguyeân lyù hoaït ñoäng
Ñoái töôïng caàn ño laø ñaïi löôïng vaät lyù,döïa vaøo caùc ñaëc tính cuûa ñoái töôïng
caàn ño maø ta choïn moät loaïi caûm bieán phuø hôïp ñeå bieán ñoåi thoâng soá ñaïi löôïng
vaät lyù caàn ño thaønh ñaïi löôïng ñieän ,ñöa vaøo maïch cheá bieán tín hieäu(goàm:boä
caûm bieán,heä thoáng khueách ñaïi,xöû lyù tín hieäu).
Boä chuyeån ñoåi tín hieäu sang soá ADC(Analog Digital Converter) laøm nhieäm
vuï chuyeån ñoåi tín hieäu töông töï sang tín hieäu soá vaø keát noái vôùi vi xöû lyù.
Boä vi xöû lyù coù nhieäm vuï thöïc hieän nhöõng pheùp tính vaø xuaát ra nhöõng leänh
treân cô sôû trình töï nhöõng leänh chaáp haønh ñaõ thöïc hieän tröôùc ñoù.
Boä doàn keânh töông töï (multiplexers) vaø boä chuyeån ADC ñöôïc duøng chung taát
caû caùc keânh . Döõ lieäu nhaäp vaøo vi xöû lyù seõ coù tín hieäu choïn ñuùng keânh caàn xöû
lyù ñeâ ñöa vaøo boä chuyeån ñoåi ADC vaø ñoïc ñuùng giaù trò ñaëc tröng cuûa noù qua tính
toaùn ñeå coù keát quaû cuûa ñaïi löôïng caàn ño.
II.
Caùc Phöôg Phaùp Ño Nhieät Ñoä
Ño nhieät ñoä laø moät phöông thöùc ño löôøng khoâng ñieän,ño nhieät ñoä ñöôïc chia
thaønh nhieàu daõi:
+ Ño nhieät ñoä thaáp
+ Ño nhieät ñoä trung bình
+ Ño nhieät ñoä cao.
Vieäc ño nhieät ñoä ñöôïc tieán haønh nhôø caùc duïng cuï hoå trôï chuyeân bieät nhö:
+ Caëp nhieät ñieän
+ Nhieät keá ñieän keá kim loaïi
+ Nhieät ñieän trôû kim loaïi
28
+ Nhieät ñieän trôû baùn daãn
+ Caûm bieán thaïch anh.
Vieäc söû duïng caùc IC caûm bieán nhieät ñeå ño nhieät ñoä laø moät phöông phaùp
thoâng duïng ñöôïc nhoùm söû duïng trong taäp luaän vaên naày,neân ôû ñaây chæ giôùi thieäu
veà IC caûm bieán nhieät.
™ Nguyeân lyù hoaït ñoäng chung cuûa IC ño nhieät ñoä
IC ño nhieät ñoä laø moät maïch tích hôïp nhaän tín hieäu nhieät ñoä chuyeån thaønh
tín hieäu ñieän döôùi daïng doøng ñieän hay ñieän aùp.Döïa vaøo ñaëc tính raát nhaïy cuûa
caùc baùn daãn vôùi nhieät ñoä,taïo ra ñieän aùp hoaëc doøng ñieän,tæ leä thuaän vôùi nhieät ñoä
tuyeät ñoái.Ño tín hieäu ñieän ta bieát ñöôïc giaù trò cuûa nhieät ñoä caàn ño.Söï taùc ñoäng
cuûa nhieät ñoä taïo ra ñieän tích töï do vaø caùc loå troáng trong chaát baùn daãn . Baèng söï
phaù vôõ caùc phaân tö û, böùt caùc electron thaønh daïng töï do di chuyeån qua vuøng caáu
truùc maïng tinh theå taïo söï xuaát hieän caùc loã troáng . Laøm cho tæ leä ñieän töû töï do vaø
loå troáng taêng leân theo qui luaät haøm muõ vôùi nhieät ñoä .
™ Ñaëc tính cuûa moät soá IC ño nhieät ñoä thoâng duïng
+AÏD590
Ngoõ ra laø doøng ñieän.
Ñoä nhaïy 1A/0K.
Ñoä chính xaùc +40C.
Nguoàn cung caáp Vcc = 4 – 30V.
Phaïm vi söû duïng –55oc ñeán 150oc
+ LX5700
Ngoõ ra laø ñieän aùp.
Ñoä nhaïy –10mv/0K.
Phaïm vi söû duïng –550C – 1500C.
+ LM135,LM335
Ngoõ ra laø ñieän aùp.
Ñoä nhaïy 10mv/0C.
Sai soá cöïc ñaïi 1,50C khi nhieät ñoä lôùn hôn 1000C.
Phaïm vi söû duïng –550C – 1500C.
Chöông 3 : CHUYEÅN ÑOÅI TÖÔNG TÖÏ – SOÁ
I KHAÙI NIEÄM CHUNG
Ngaøy nay vieäc truyeàn ñaït tín hieäy cuõng nhö quaù trình ñieàu khieån vaø chæ
thò phaàn lôùn ñöôïc thöïc hieän theo phöông phaùp soá. Trong khi ñoù tín hieäu töï
nhieân coù daïng töông töï nhö:nhieät ñoä,aùp suaát ,cöôøng ñoä aùnh saùng,toác ñoä quay,tín
29
hieäu aâm thanh…Ñeå keát noái giöõa nguoàn tín hieäu töôïng töï vôùi caùc heä thoáng xöû lyù
soá ngöôøi ta duøng caùc maïch chuyeån ñoåi töông töï sang soá(ADC) nhaèm bieán ñoåi
tín hieäu töông töï sang soá hoaëc trong tröøông hôïp ngöôïc laïi caàn bieán ñoåi tín hieäu
soá sang töông töï thi duøng caùc maïch DAC (Digital Analog Converter).
II GIÔÙI THIEÄU VEÀ IC ADC0809
Boä ADC 0809 laø moät thieát bò CMOS tích hôïp vôùi moät boä chuyeån ñoåi töø
töông töï sang soá 8 bit, boä choïn 8 keânh vaø moät boâ logic ñieàu khieån töông thích.
Boä chuyeån ñoåi AD 8 bit naøy duøng phöông phaùp chuyeån ñoåi xaáp xæ tieáp. Boä
choïn keânh coù theå truy xuaát baát keành naøo trong caùc ngoõ vaøo töông töï moät caùnh
ñoäc laäp.
Thieát bò naøy loaïi tröø khaû naêng caàn thieát ñieàu chænh ñieåm 0 beân ngoaøi vaø
khaû naêng ñieàu chænh tæ soá laøm troøn ADC 0809 deã daøng giao tieáp vôùi caùc boä vi
xöû lyù.
1/ Sô ñoà chaân ADC 0809:
IN2 IN1 IN0
A
B
C
ALE 2-1 2-2
2-3
28
2-4
2-8 REF 2-6
15
ADC0809
1
IN3 IN4 IN5 IN6
14
IN7
START
EOC 2-5 OE
CLK VCC REF GND 2-7
* YÙ nghóa caùc chaân:
. IN0 ñeán IN7 : 8 ngoõ vaøo töông töï.
. A, B, C
: giaûi maõ choïn moät trong 8 ngoõ vaøo
-1
-8
. Z ñeán Z
: ngoõ ra song song 8 bit
. ALE
: cho pheùp choát ñòa chæ
. START
: xung baét ñaàu chuyeån ñoåi
. CLK : xung ñoàng hoà
. REF (+): ñieän theá tham chieáu (+)
. REF (-) : ñieän theá tham chieáu (-)
. VCC : nguoàn cung caáp
2/ Caùc ñaëc ñieåm cuûaADC 0809:
. Ñoä phaân giaûi 8 bit
30
. Toång sai soá chöa chænh ñònh ± ½ LSB; ± 1 LSB
. Thôøi gian chuyeån ñoåi: 100µs ôû taàn soá 640 kHz
. Nguoàn cung caáp + 5V
. Ñieän aùp ngoõ vaøo 0 – 5V
. Taàn soá xung clock 10kHz – 1280 kHz
. Nhieät ñoä hoaït ñoäng - 40oC ñeán 85oC
. Deã daøng giao tieáp vôùi vi xöû lyù hoaëc duøng rieâng
. Khoâng caàn ñieàu chænh zero hoaëc ñaày thang
3/ Nguyeân lyù hoaït ñoäng:
ADC 0809 coù 8 ngoõ vaøo töông töï, 8 ngoõ ra 8 bit coù theå choïn 1 trong 8 ngoõ
vaøo töông töï ñeå chuyeån ñoåi sang soá 8 bit.
Caùc ngoõ vaøo ñöôïc choïn baèng caùch giaûi maõ. Choïn 1 trong 8 ngoõ vaøo töông
töï ñöôïc thöïc hieän nhôø 3 chaân ADDA , ADDB , ADDC nhö baûng traïng thaùi sau:
A
0
0
0
0
1
1
1
1
B C
0 0
0 1
1 0
1 1
0 0
0 1
1 0
1 1
Ngoõ vaøo ñöôïc choïn
IN0
IN1
IN2
IN3
IN4
IN5
IN6
IN7
Sau khi kích xung start thì boä chuyeån ñoåi baét ñaàu hoaït ñoäng ôû caïnh xuoáng
cuûa xung start, ngoõ ra EOC seõ xuoáng möùc thaáp sau khoaûng 8 xung clock (tính töø
caïnh xuoáng cuûa xung start). Luùc naøy bit cô troïng soá lôùn nhaát (MSB) ñöôïc ñaët
leân möùc 1, taát caû caùc bit coøn laïi ôû möùc 0, ñoàng thôøi taïo ra ñieän theá coù giaù trò
Vref/2, ñieän theá naøy ñöôïc so saùnh vôùi ñieän theá vaøo in.
+ Neáu Vin > Vref/2 thì bit MSB vaãn ôû möùc 1.
+ Neáu Vin < Vref/2 thì bit MSB vaãn ôû möùc 0.
Töông töï nhö vaäy bit keá tieáp MSB ñöôïc ñaët leân 1 vaø taïo ra ñieän theá coù giaù trò
Vref/4 vaø cuõng so saùnh vôùi ñieän aùp ngoõ vaøo Vin. Quaù trình cöù tieáp tuïc nhö vaäy
cho ñeán khi xaùc ñònh ñöôïc bit cuoái cuøng. Khi ñoù chaân EOC leân möùc 1 baùo cho
bieát ñaõ keát thuùc chuyeån ñoåi.
Trong suoát quaù trình chuyeån ñoåi chaân OE ñöôïc ñaët ôû möùc 1, muoán ñoïc döõ lieäu
ra chaân OE xuoáng möùc 0.
31
Trong suoát quaù trình chuyeån ñoåi neáu coù 1 xung start taùc ñoäng thì ADC seõ ngöng
chuyeån ñoåi.
Maõ ra N cho moät ngoõ vaøo tuøy yù laø moät soá nguyeân.
N=
256.(VIN − Vref ( − ) )
Vref ( + ) − Vref ( − )
Trong ñoù Vin: ñieän aùp ngoõ vaøo heä so saùnh.
Vref(+): ñieän aùp taïi chaân REF(+).
Vref(-): ñieän aùp taïi chaân REF(-).
Neáu choïn Vref(-) = 0 thì N = 256.
-
Vin
Vref (+ )
Vref(+) = Vcc = 5V thì ñaày thang laø 256.
Giaù trò böôùc nhoû nhaát
1 LSB =
5
= 0,0196 V/byte
2 −1
8
Vaäy vôùi 256 böôùc Vin = 5V.
Aùp vaøo lôùn nhaát cuûa ADC 0809 laø 5V.
4/ Maïch taïo xung clock cho ADC 0809:
Söû duïng maïch dao
IK
ñoäng duøng caùc coång
not ñeå taïo dao ñoäng
cho ADC nhö sau:
Taàn soá dao ñoäng cuûa maïch laø f =
Vcc
IK
10K
1
560
3RC
Taàn soá dao ñoäng chuaån laø 600 kHz
Suy ra 640 =
1
3RC
Vôùi R töø 100Ω ñeán vaøi kΩ choïn R =1 kΩ ⇒ C = 500 PF.
*****************************************************
*****************************************************
PHAÀN B :
CHÖÔNG1
I . SÔ ÑOÀ KHOÁI :
32
THIEÁT KEÁ PHAÀN CÖÙNG
THIEÁT KEÁ TOÅNG QUAÙT
KHOÁI HIEÅN THÒ
BOÄ BIEÁN ÑOÅI ADC
CMU 8051
KHOÁI CAÛM BIEÁN
BAØN PHÍM
MAÏCH COÂNG SUAÁT
Heä hoaït ñoäng theo chöông trình ñaõ naïp treân ROM , qua söï ñieàu khieån cuaû MCU
8051 phaàn caûm bieán nhieät ñaët ôû nôi ta muoán ño ,noù seõ ñoï tín hieäu cuûa nhieät ñoä qua
möùc ñieän aùp tín hieäu analog ñöôïc chuyeån thaønh tín hieäu soá vaø giao tieáp vôùi heä thoáng
qua data bus.
Treân cô sôû chöông chình ñöôïc naïp treân ROM vaø tín hieäu nhaän ñöôïc , MCU cho
pheùp thieát bò ngoaïi vi hoaït ñoäng nhö : hieån thò giaù trò nhieät ñoä töông öùng ñieàu khieån
nhieät ñoä thích hôïp.
II .SÔ LÖÔÏC CHÖÙC NAÊNG CAÙC BOÄ PHAÄN :
_ Vi xöû lyù 8051 laø phaàn töû chính xöû caùc thoâng tin nhaäp vaøo vaø ñöa ra caùc quyeát
ñònh ñieài khieån.
_ Phím laø boä phaän giao tieáp ngoaïi vi , cho pheùp nhaäp caùc thoâng soá baèng tay.
_ Maïch hieån thò , hieån thò caùc giaù trò ñaët vaø giaù trò ño.
_ Maïch caûm bieán duøng ñeå khuyeách ñaò tín hieäu vaø buø nhieät.
_ Maïch coâng suaát duøng ñeå ñoùng môû nguoàn coâng suaát.
III . THIEÁT KEÁ CHI TIEÁT :
1 . Thieát keá phím :
Caùc phím thieát keá ñôn giaûn goàm coù 3 phím :
•
Phím taêng
•
Phím giaûm.
•
Phím chöùc naêng.
1VCC_CIRCLE
+V
R1
R2
4.7k 4.7k
R3
4.7k
P1.0
P1.1
P1.2
33
2 . Khoái maïch caûm bieán :
VCC
1
+V
-VCC
1
VR
1 5%
2
4+
U1
LM358
1
R3
R5
3
2
C1
1
3
-VCC
8 +VCC
2
3
-VCC
VCC1
1
+V
2 4+
3
LM335
2
1
4+
U3
LM358
IN0
1
8
U2A
LM358
R6
VCC
R4
1
8
1
VR1
1 5%
+VCC
3
C2
1
Tính toaùn vaø caân chænh :
LM335 laø caûm bieán nhieät ñoä coù theå hoaït ñoäng ñeán 1500C töông öùng vôùi
nhieät ñoä 00K , LM335 cho ra ñieän aùp 0V . Cöù taêng 10C ,ñieän aùp ra taêng 10mV.Nhö
vaäy vôùi 00C thì ñieän aùp laø 2.73V.
Xeùt maïch khuyeát ñaò tröø :
Goïi Vf1 = VOUT laø aùp ngoõ vaøo ñaoû cuaû U3 , VI2 = VOUT2 aùp ngoõ vaoø khoâng
ñaoûcuaû U3 . Aùp duïng phöông phaùp xeáp choàng cho töøng kích thích ngoõ vaoø ,ngaén
maïch ngoõ vaøo coøn laïi ta ñöôïc :
R5
V01 = Vi1
R3
⎛ R6 ⎞⎛ R5 ⎞
V02 = ⎜
⎟
⎟⎜1 +
R3 ⎠
⎝ R6 + R 4 ⎠⎝
R5
⎛ R6 ⎞⎛ R5 ⎞
V0 = V02 + V01 = V02 = ⎜
Vi1
⎟⎜1 +
⎟ Vi2 R3
R3 ⎠
⎝ R6 + R 4 ⎠⎝
Neáu R5 = R6 = R4 = R3 = 1
V0 = Vi2 – Vi1
Trong tröôøng hôïp naøy ta choïn R5 = R6 vaø R4 = R3 thì V0 ñöôïc vieát laïi nhö sau:
34
R5
R5
⎛ R6 ⎞⎛ R5 ⎞
V0 = ⎜
Vi1 = (
) (Vi2 – Vi1 ) =Av(Vi2 – Vi1)
⎟⎜1 +
⎟ Vi2 R3 ⎠
R3
R3
⎝ R6 + R 4 ⎠⎝
Suy ra ñieän aùp ngoõ ra seõ thay ñoåi Av*10mV khi nhieät ñoä thay ñoåi 10C .ñoä
phaân giaûi caàn laø 0.50C neân ñieän aùp thay ñoåi khi nhieät ñoä thay ñoåi 10C,phaûi baèng hai
laàn ñoä phaân giaûi cuûa AD0804 :
Av*10mV = 2*19.6mV
Ö Av= 3.92
Ö Choïn R5 = 39 K vaø R3 = 10K
Caân chænh :
Chænh VR1 sao cho VI cuûa U3 =2.73 + 0.01* t0C
Nhöng trong thöïc teá ñeå chính xaùc ,nhuùng LM335 vaøo nöôùc daù ñang tan
0
(0 C) . Chænh VR2 sao cho V2 cuûa U2 = 2.73V.
Thieát keá boä caûm bieán nhieät :
Taàm laøm vieäc trong heä thoáng maïch töø 0z1000C.
Ñeå ño nhieät ñoä chính xaùc phaûi coù caùc ñaàu ño ñaëc bieät. Ñaàu ño döôùi
daïng vi maïch LM335 laø moät ñaàu ño ñöôn giaûn vaø chính xaùc vôùi giaù thaønh laïi reû .
LM335 coù ñoä bieán thieân ñieän aùp theo nhieät ñoä laø 10mV/0K ,coù moät daõy ñoä chính xaùc
khaù cao vaø caûm bieán nhieät toát ôû nhieät ñoä 250C coù ñoä sai soá nhoû hôn 10C.vôùi taàm ño töø
nhieät ñoä 0z1000C, ngoõ ra cuûa caûm bieán naøy tuyeán tính.
•
•
•
•
•
Caùc tính chaát cuûa caûm bieán LM335 :
Chia ñoä tröïc teáp theo 0K
Ñoä chính xaùc ban ñaàu laø 10C
Trôû khaùng ñoäng < 1Ω
Taàm nhieät ñoä roäng .
Khoaûng ño 2000C
Taàm tuyeät ñoái lôùn nhaát :
Doøng ngöôïc 15mA
Doøng thuaän 10mA
Ñieän aùp hoaït ñoäng ngoõ ra ôû ñieàu kieän Tc=250C,IR =1nAtöông öùng
2.92z3.04V
Sai soá nhieät ôû 250C ôû ñieàu kieän Tmin<Tc<Tmax
<= > 1z20C
Ñieän aùp ngoõ ra hoaït ñoäng ôû ñieàu kieän 400µA<IR<5mA thì töông öùng töø
3z14mV.
Theo thoâng soá cuûa nhaø saûn xuaát IC LM335 coù ñoä bieán thieân ñieän aùp nhö sau:
V
00C (2730K ) aùp ra 2.73V
0
0
5 C (278 K ) aùp ra 2.78V
250C (2980K ) aùp ra 2.98V
3.73
VOUT
35
500C (3230K ) aùp ra 3.23V
1000C (3730K ) aùp ra 3.73V
3.23
2.98
2.78
2.73
+5V
Vout
LM335
273 278 298
323
373
VR
Nhö vaäy taàn bieán thieân ñieän aùp öùng vôùi nhieät ñoä töø 0z1000C laø 1V
Ñieän aùp ra töø boä caûm bieán LM335 theo coâng thöùc
VT (0K) = 2.73 =0.01T(0K) (mV)
Ñieän aùp ngoõ ra hoaït ñoäng ôû ñieàu kieän Tc =250C ,IR = 1mA
Maët khaùc : 400µA<IR<5mA
5V − 2.98V
< = > 400µA<
< 5mA
R2
<= > 1.8K <R2 < 22.5K
5V − 2.98V
maø R2 =
= 2.02 K
1mA
neân choïn R2 =2.2K vaø choïn moät bieán trôû VR2 =20K ñeå chænh tinh.
3 /Maïch hieån thò :
Tính giaù trò ñòeân trôû haïn doøng Rhd noái vôùi 74LS47 :
Moãi ñoaïn cuûa led caøn doøng khoaûng 10mA ñeå saùng , ñieän aùp rôi treân led khoaûng
Vled=2V . Nguoàng cung caáp Vcc = 5V. Caùc thoâng soá ngoõ ra cuûa IC7447 laø :
Vol = 0.4V, Iol = 40mA .
Giaû söû , ta muoán caùc led saùng vôùi moät doøng Iled =10mA vaäy :
Rhd= (Vcc – V LED – VOL)/ILED => RHD = (5V-1.8V –0.4V )/10mA Î RHD = 280Ω
thöïc teá khi thieát keá thöôøng cho moãi LED saùng vôùi doøng ILED töông öùng vôùi giaù trò
ñieän trôû haïn doøng laø: RHD =330Ω.
36
1
P0.
6
1
Q1
PNP
Rb
P0.
5
A101
5
Rb
1
A101
5
DISP1
P0.
P
00.
P0.
1
P0.
2
3
Rb
A101
5
DISP3
Gnd
Gnd
8
8
8
5
3
abcdefg.
U2
74LS47
A3
g
A2
f
A1
e
A0
d
c
b
a
test
RBI RBO
P0.
P
00.
P0.
1
P0.
2
3
5
3
abcdefg.
U1
74LS47
A3
g
A2
f
A1
e
A0
d
c
b
a
P0.
P
00.
P0.
1
P
20.
3
U3
74LS47
A3
g
A2
f
A1
e
A0
d
c
b
a
test
RBI RBO
test
RBI RBO
VCC
Tính giaù trò ñieän trôû RB noái vôùi A1015:
Xeùt ñieàu kieän ñeå transistor boaõ hoaø laø ;
I B >= βIC
Choïn β = 100 (A1015) taïi ngoõ ra cuûa IC8051 coù caùc thop6ng soá sau :
Iol = 3.2mA
Vol =0.45 V
Vaäy doøng IB naèm trong giôùi haïn sau :
Ic
Ic Ub
≤ Ib ≤ Iol hay
≤
≤ Iol
hfe
hfe Rb
Töø ñoù ta suy ra R:
Rb ≤
Ub Vcc − (Voh + Vγ ) 5V − (0.45 + 0.7 )V
=
= 1.203KΩ
=
Rb
Ib
0.0032
Choïn RB =1.2K Ω
Ω
37
4 – Maïch coâng suaát :
VCC
Q3
PNP
DISP2
Gnd
3
P0.
4
Q2
PNP
5
abcdefg.
Duøng coâng taéc ñieän töû ñeå ñoùng ngaét nguoàn ñieän cung caùp cho maïch ñieàu khieån
khi coù tín hieäu ngoõ vaøo P3.2 .Boä gheùp quang ñöôïc söû duïng vì söï caùch ly toát veà ñieän
giöõa maïch ñieàu khieån vaø maïch coâng suaát .
TAÛI
Nguyeân lyù laøm vieäc :
Tuyø theo ngoõ ra chaân P3.2 ôû möùc cao hay möùc thaáp maø transistor C828 ñoùng
hay môû cho pheùp doøng ñieän qua thoâng qua OPTO – TRIAC.
**********************************************************************
**********************************************************************
38
PHAÀNC :
CHÖÔNG1 :
THIEÁT KEÁ CHÖÔNG TRÌNH
GIAÛI THUAÄT CHÖÔNG TRÌNH
CHÖÔNG TRÌNH CHÍNH
Start
Naïp giaù tò ban ñaàu
P1.0 = 0 ?
P1.1= 0 ?
Taêng t0 ñaët
Y
N
Ktra t0 ñaët
< t0 max
Y
N
Taêng t0
Ktra t0 ñaët
>= t0 min
Y
Ñoïc ADC
Y
P1.2 =0 ?
Giaûm t0
Hieäu chænh
N
Hieån thò nhieät ñoä ño
39
Hieån thò nhieät ñoä ñaët
N
Giaûm t0
GIAÛI THUAÄT CHÖÔNG TRÌNH ÑOÅI SOÁ NHÒ PHAÂN RA BCD
Baét ñaàu
Chia soá caàn ñoåi cho 10
ñöôïc soá dö laø haøng ñôn vò.
Chia tieáp keát quaû cho
10 ñöôc soá chuc vaø traêm.
Caát keát quaû vaøo boä nhôù.
Thoaùt
40
GIAÛI THUAÄT XUAÁT LED
Baét ñaàu
Choïn döõ lieäu caàn hieån thò
Laáy maõ LED ñöa ra
LED choïn LED keá.
Thoaùt
41
GIAÛI THUAÄT CHÖÔNG TRÌNH ÑOÏC A/D
Baét ñaàu
Ñoïc döõ lieäu A/D
Chia soá ñoïc ñöôïc cho 2 ñeå
ñöôïc nhieät ñoä töông öùng
Ñoåi döõ lieäu ra soá BCD caát
vaøo RAM ôû caùc ñòa chæ
30H,31H,32H
Thoaùt
42
GIAÛI THUAÄT CHÖÔNH TRÌNH SO SAÙNH VAØ ÑIEÀU KHIEÅN
Baét ñaàu
Laáy nhieät ñoä ño tröø
nhieät ñoä ñaët
Ño < Ñaët
Caáp nguoàn cho phaàn
coâng suaát
Thoaùt
43
GIAÛI THUAÄT CHÖÔNG TRÌNH TAÊNG GIAÛM
Vaøo
Phím MOD coù nhaán
khoâng
YES
Taêng thoâng soá leân moät
ñôn vò
Giaûm thoâng soá
xuoáng moät ñôn vò
Phím taêng coù nhaán
khoâng ?
Phím giaûm coù nhaán
khoâng ?
Goïi chöông trình
hieån thò
44
NO
45