Vi điều khiển

Tài liệu tham khảo công nghệ thông tin Vi điều khiển

PHẦN I: NỘI DUNG

1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ

Sơ đồ khối các khối chức năng

RS RW EN

VEE

P3.4

AD0 AD2 AD4 AD6 30 30

3.7

3.7

AD7 AD5 AD3 AD1

P P P P2.3

P2.2 P2.1 P2.0

D0 D2 D4 D6

ALE 30 EA 31 PSEN 29

RST 9

P0.0/AD0 39 P0.1/AD1 38P0.2/AD2 37 P0.3/AD3 36P0.4/AD4 35 P0.5/AD5 34P0.6/AD6 33 P0.7/AD7 32

P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8

P3.0/RXD 10P3.1/TXD 11 P3.2/INT0 12P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14P3.7/RD 17 P3.6/WR 16P3.5/T1 15 P2.7/A15 28

P2.0/A8 21P2.1/A9 22 P2.2/A10 23P2.3/A11 24P2.4/A12 25P2.5/A13 26P2.6/A14 27

2 4 6 8

1

RP1

RESPACK-8 +5V

A0 10 A1 9 A2 8 A3 7 A4 6 A5 5 A6 4 A7 3 A8 25 A9 24 A10 21 A11 23 A12 2 CE 20 CS 26 WE 27 OE 22

D0 11 D1 12D2 13 D3 15D4 16 D5 17D6 18 D7 19

U2

6264

D0

3 Q0 2 D1

4 Q1 5 D2

7 Q2 6 D3

8 Q3 9 D4

13 Q4 12 D5

14 Q5 15 D6

17 Q6 16 D7

18 Q7 19 OE 1 LE 11

Khối mở cửa Khối hiển thị

Khối RAM

- Khi mới cấp nguồn password mặc định là 111111 (do người lập trình cung cấp,password chỉ dùng 6 số.

- Nếu không dùng password do người lập trình cung cấp thì ta thay đổi password bằng cách: Nhấn phím CHANGE nhập password mặc định(hay password củ)

 nhấn phím Yes  nhập password mới (gồm 6 số)  nhấn phím Yes.

- Muốn mở : nhập password  nhấn phím OPEN thì khóa sẽ mở.

- Muốn khóa : nhấn phím CLOSE.

- Trong quá trình thay đổi password hay mở khóa nếu muốn thoát ra thì nhấn phím START

3 GIỚI THIỆU VỀ CÁC KHỐI VÀ CÁC IC TRONG SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ

U 2

L 7 8 0 5 / T O 2 2 0 1

IC ổn áp 7805, 7812 để tạo ra nguồn điện áp 5v, 12v cung cấp cho vi xử lý

3.2 Vi điều khiển AT89V51

Là một chíp AT89V51 thuộc họ vi điều khiển 8051 có nhiện vụ điều khiển

ra lệnh cho khối hiển thị (LCD) thông qua các phím nhấn của người sử dụng

3.2.1 Một số nét đặc trưng

− Tương thích với sản phẩm MCS-51

− Bộ nhớ chương trình bên trong: 4KB (ROM)

− Bộ nhớ dữ liệu bên trong: 128 KB (RAM)

− Port xuất nhập (I/O port) :32

− 2 bộ định thời 16 bit

− Ngắt :6

Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý của khối nguồn.

Hình 3.2.2.1 : Sơ đồ chân của vi điều khiển 8051

2 3 4 5 6 7 8

 Port 1 :

Port 1 (P1.0 – P1.7) có số chân từ 1 – 8

Port 1 là một port xuất nhập 8bit có các điện trở kéo lên bên trong.khi các logic 1 được đặt lên các chân của port 1, các chân này được kéo lên mức cao bởi các điện trở kéo lên bên trong và có thể được sử dụng như là các ngõ vào Khi thực hiện là các port nhập, các chân của port 1 được kéo xuống mức thấp do tác động bên ngoài sẽ cấp dòng cho các điện trở kéo lên bên trong

 Port 2 :

Port 2 (P2.0 – P2.7) có số chân từ 21 -28

Port 2 là port xuất nhập 8bit 2 chiều có các điện trở kéo lên bên trong Khi các logic 1 được đặt lên các chân của port 2, các chân này được sử dụng như là các ngõ vào Khi thực hiện chức năng port nhập, các chân port 2 được kéo xuống mức thấp do tác động bên ngoài sẽ cấp dòng do có các điện trở kéo lên bên trong Port 2 tạo ra byte cao của bus địa chỉ trong thời gian tìm nạp lệnh từ bộ nhớ chương trình ngoài và trong thời gian truy xuất

bộ nhớ dữ liệu ngoài sử dụng các địa chỉ 16 bit

 Port 3 :

Port 3 (P3.0 - P3.7) có số chân từ 10 – 17

Port 3 là port xuất nhập 8 bit 2 chiều có các điện trở kéo lên bên trong Khi các logic 1 được đặt lên các chân của port 3 các chân này được đưa lê mức cao bởi các điện trở kéo lên bên trong và có thể được sử dụng như là các ngõ vào Khi làm chức năng port nhập, các chân port 3 được kéo xuống

mức thấp do tác động bên ngoài cấp dòng do có các điện trở kéo lên bên trong Port 3 còn được sử dụng làm các chức năng khác của AT89C51.

Chức năng của các chân được mô tả qua bảng sau :

Bit Tên Địa chỉ bit Chức năng

P3.0 RxD B0H Chân nhận dữ liệu của port

nối tiếp

P3.1 TxD B1H Chân phát dữ liệu của port

nối tiếp

P3.2 INTO\ B2H Ngõ vào ngắt ngoài 0

P3.3 INT1\ B3H Ngõ vào ngắt ngoài 1

 RST : Thiết lập lại ( chân 9) Mức cao trên chân này trong 2 chu kì máy

trong khi bộ dao động đang hoạt động sẽ Reset AT89V51

Mạch reset

Mạch Reset tự động khi khởi động máy

Ở đây chúng ta thực hiện Reset bằng cách nối chân 9 của 8951 với nguồn 5V

 Chân ALE (Address Latch Enable) /PROG: chân số 3

Là một xung ngõ ra cho phép chốt địa chỉ, cho phép chốt byte thấp của địa chỉ trong thời gian truy xuất bộ nhớ ngoài Chân này cũng được dùng làm ngõ vào xung lập trình (PROG) trong thời gian lập trình cho Flash

Khi hoạt động bình thường, xung của ngõ ra ALE luôn luôn có tần số bằng 1/6 tần số của mạchdao động trên chip, có thể được sử dụng cho các mục đích định thời từ bên ngoài và tạo xung Clock Tuy nhiên cần lưu ý là một xung ALE sẽ

bị bỏ qua trong mỗi chu kì truy xuất của bộ nhớ dữ liệu ngoài Khi cần hoạt động cho phép chốt byte thấp của địa chỉ sẽ được vô hiệu hoá bằng cách set bit 0 của thanh ghi chức năng đặc biệt (SFR) có địa chỉ byte là 8EH Khi bit này được set, ALE chỉ tích cực trong thời gian thực hiện lệnh MOVX hoặc MOVC Ngược lại chân này sẽ được đưa lên mức cao Việc set bit không cho phép hoạt động chốt byte thấp của địa chỉ sẽ không có tác dụng nếu bộ điều khiển đang ở chế độ thực thi chương trình ngoài

 Chân PSEN (Program Store Enable):cho phép đọc bộ nhớ chương trình, chân số 29

Khi 8951 thực thi mã từ bộ nhớ chương trình ngoài, PSEN được hoạt động

2 lần trong mỗi chu kỳ máy ngoại trừ hoạt củaPSEN được bỏ qua trong mỗi bộ nhớ dữ liệu ngoài

 ChânEA/ V pp (External Access): truy xuất ngoài , chân số 31

EA phải đươc nối với GND cho phép xuất mã từ vị trí bộ nhớ chương trình ngoài bắt đầu tại 0000H đến FFFFH

Chú ý:

Nếu khoá bit 1 được lập trình, EA sẽ được chốt bên trong lúc Reset

EA nối Vcc để thực hiện chương trình bên trong.

Chân này nhận điện áp cho phép lập trình là 12V (Vpp) trong khi lập trình Flash

 Chân XTAL 1 (Crysral), chân 18

Ngõ vào mạch khuếch đại đảo của mạch dao động và ngõ vào mạch tạo xung Clock bên trong chip

 Chân XTAL 2(chân 19)

Ngõ ra mạch khuếch đại đảo của mạch dao động

Để tạo dao động cho vi điều khiển AT89V51 hoạt động, chúng em chọn mạch dao động như hình vẽ sau với các giá trị của linh kiện: C1= C2=33pF,thạch anh dao động có tần số 12MHz

Hình 3.2.2.2: mạch tạo dao động cho vi điều khiển

Cách mắc của mạch dao động

3.3 Khối bàn phím

Gồm 1 bàn phím ma trận 4 dòng và 4 cột, A, B, C, D : các hàng của ma trận phím, 1 - 4: các cột của ma trận phím

6

5 4

và 3 bit còn lại ở mức logic cao) ra các cột của ma trận phím vào để kiểm tra xem

có phím nào được nhấn hay không Nếu có phím nhấn thì trong 4 bít đọc vào sẽ có

1 bit ở mức logic thấp và dựa trên cơ sở đó để thiết lập ma trận phím Nếu không

có phím nhấn thì 4 bit đọc vào đều ở mức cao,khi đó ta chuyển mức logic thấp sang cột kế tiếp để dò tìm phím khác

 Ứng dụng:

 Thí nghiệm phương pháp kết nối bàn phím được thiết kế theo kiểu ma trận với vi điều khiển

 Thí nghiệm ứng dụng điều khiển thiết bị bằng bàn phím

 Thí nghiệm các phương pháp quét phím và nhận dạng phím nhấn

3.4 Khối Ram ngoài.

Khối Ram ngoài dùng để lưu password, gồm IC chốt 74LS373 và Ram

6264 dung lượng 64k

Sơ đồ chân 74LS373 và CY6264

3.4.1 74LS373

Chức năng các chân:

A0… A7: các chân địa chỉ ( Address )

D0… A7: các chân dữ liệu ( data )

OE\ ( Output Enable ): ngõ vào cho phép xuất dữ liệuWR\ ( Write ): ngõ vào cho phép ghi dữ liệu

CS\ ( chip select ): ngõ vào cho phép RAM hoạt động

Bảng mô tả chức năng các chân của các modul LCD ký tự

chân Tên Chức năng

Mức logic I/O Mô tả

1 I D0 - D7 đóng vai trò là ngõ vào dữ liệu

0 I điều khiển đến LCD)Ghi thông tin (từ bộ

1 I Đọc thông tin (từ LCD đến bộ điều khiển)

0 I Cấm truy xuất LCD

1 I LCD hoạt động bình thường

Từ 1xuống0

15 A Nguồn cung cấp cho LED nền - - V (+)

16 K Nguồn cung cấp cho LED nền - - 0 V

K 1

R E L A Y S P D T

4 1 2

R 3

8 k 2

Sơ đồ khối của khối mở khóa

Khi đó, relay chuyển sang tiếp điểm thường hở, làm ngắt nguồn 12v vào nam châm điện Làm lực từ của nam châm điện bị mất

3.7 Khối báo hiệu

Là mạch loa, khi bạn nhập password sai 3 lần thì thì mạch phát ra âm thanh

và sau 1 khoảng thời gian( do người lập trình cài đạt đặt) mạch sẽ dừng phát

I C n h a c

+ -

4 Chương trình điều khiển

4.1 Lưu đồ giải thuật

Hình 1: giải thuật chương trình chính

Hình 2: Sơ đồ giải thuật chương trình PROG1

PROG2

CHAGE_PAS S

NHAP_PASS

OPEN Hủy

Đồng ý

Hình 3: Sơ đồ giải thuật chương trình PROG2

không không

d 6 Số:

Nhấn

không không không

không

Hình 4:Sơ đồ giải thuật chương trình OPEN

Hình 5:Sơ đồ giải thuật chương trình CHAGE_PASS

Đúng 0

; DO AN KHOA SO DUNG RAM NGOAI

; THUC HIEN: NGUYEN VAN HIEU - NGUYEN HOAI SANG

;=========================================================

;=========================================================

; 50H SO KI TU MAT KHAU

; 60H GIA TRI PASS NAP VAO

; 70H O NHO PASS RAM

MOVX A,@R0 ;DUA NOI DUNG O NHO

70->75H RAM NGOAI VAO A

LJMP QUET_PHIM_FUNC ;BAT DAU CHAY DEN KI TRA CAC PHIM CHUC NANG VA O DO

;XU LY DICH CHUYEN DU LIEU HIEN THI CHO DONG 1

MOV DPTR,#FLINE_DATA ;NAP DIA CHI VUNG DU LIEU DONG 1 CUA LCD

TRANG THAI MAN HINH LCD

INC DPTR ;TANG GIA TRI DPTR DE DICH CHUYEN DONG CHU

CHU RA MAN HINH LCD

MOV DATABUS,#0C0H ;DISPALY DATA AT THE SECOND LINE

; -DUNG -THONGBAO: ;HIEN THI RA MAN HINH NHAP DUNG PASS WORD

MOV DATABUS,#0CH ;CHO PHEP LCD HIEN THI

MOVA,#11111110B ;HIEN THI DAU CACH

;HIEN THI NHAP PASSWORD CU

MOV DATABUS,#01H ;clear lcd

MOV DATABUS,#38H ;CODE = 38H - 8 BIT, 16 CHAR/LINE, MATRIX 5x7

MOV TH0,#HIGH(-100)

MOV TL0,#LOW(-100)

MOV DATABUS,#38H ;CODE = 38H - 8 BIT, 16 CHAR/LINE, MATRIX 5x7

MOV DATABUS,#0CH ;CODE = 0CH - CHO PHEP LCD HIEN THI

MOV DATABUS,#01H ;CODE = 01H - XOA LCD

MOV DATABUS,#06H ;CODE = 06H - TU TANG DIA CHI HIEN THI, TAT DICH CHUYEN HIEN THI

MOV TH0,#HIGH(-1000) ;LENH NAY DUOC THAY THE CHO DOAN

MA KI TRA DUOI DAY KHI

MOV TL0,#LOW(-1000) ;CHAY CHUONG TRINH NAY TRONG PHAN M MO PHONG TOPVIEW

LCD

RET

;***************************************************

DISP_SLINE: ;CTC DAT DIA CHI BAT DAU DONG 2 VA NAP DU LIEU DONG 2 VAO DDRAM

MOV DATABUS,#0C0H ;CODE = C0H - DAT DDRAM DIA CHI BAT DAU CUA DONG 2 - 40H

MOV DPTR,#SLINE_DATA ;NAP DIA CHI VUNG DU LIEU DONG 2 CUA LCD

LIEU

MOV DATABUS,A ;CHUYEN DU LIEU CAN GUI RA PORT DEN LCD

DONG MAN HINH - 16 CHU

RET

;***************************************************

LCDINIT1: ;CTC KHOI TAO LCD

CLR RS ;RS = 0 - GUI LENH

MOV DATABUS,#38H ;CODE = 38H - 8 BIT, 16 CHAR/LINE, MATRIX 5x7

MOV TH0,#HIGH(-100)

MOV TL0,#LOW(-100)

MOV DATABUS,#38H ;CODE = 38H - 8 BIT, 16 CHAR/LINE, MATRIX 5x7

MOV DATABUS,#0CH ;CODE = 0CH - CHO PHEP LCD HIEN THI

MOV DATABUS,#01H ;CODE = 01H - XOA LCD

MOV DATABUS,#06H ;CODE = 06H - TU TANG DIA CHI HIEN THI, TAT DICH CHUYEN HIEN THI

SETB RS ;RS = 1 - GUI DU LIEU

MOV TH0,#HIGH(-1000) ;LENH NAY DUOC THAY THE CHO DOAN

MA KI TRA DUOI DAY KHI

MOV TL0,#LOW(-1000) ;CHAY CHUONG TRINH NAY TRONG PHAN M MO PHONG TOPVIEW

LCD

RET

;***************************************************

DISP_SLINE1: ;CTC DAT DIA CHI BAT DAU DONG 2 VA NAP DU LIEU DONG 2 VAO DDRAM

MOV DATABUS,#0C0H ;CODE = C0H - DAT DDRAM DIA CHI BAT DAU CUA DONG 2 - 40H

MOV DPTR,#SLINE_DATA1 ;NAP DIA CHI VUNG DU LIEU DONG 2 CUA LCD

LIEU

MOV DATABUS,A ;CHUYEN DU LIEU CAN GUI RA PORT DEN LCD

CHO MOT DONG MAN HINH - 16 CHU

MOVA,#11111110B ;HIEN THI DAU CACH

;XU LY DICH CHUYEN DU LIEU HIEN THI CHO DONG 1

MOV DPTR,#FLINE_DATA1 ;NAP DIA CHI VUNG DU LIEU DONG 1 CUA LCD

TRANG THAI MAN HINH LCD

INC DPTR ;TANG GIA TRI DPTR DE DICH CHUYEN DONG CHU

CHU RA MAN HINH LCD

CONT:

MOV P2,A ;PORT2 NOI VOI BAN PHIM

Phần II: Kết Luận

Mặc dù được sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo hướng dẫn nhưng do kiến thức còn nhiều hạn chế cộng với thời gian ngắn ngủi nên đồ án của chúng còn nhiều điểm chưa phù hợp với thực tế Qua dồ án này chúng đã rút ra được nhiều kinh nghiệm cho bản thân

Đây là một đề tài rất có ứng dụng trong thực tế nên chúng em sẽ cố gắng để hoàn thiện đề tài,và phù hợp với nhu cầu của thực tế

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Giáo trình lý thuyết vi xử lý – Phạm Quang Trí – Trường Đại Học Công Nghiệp