chương 1 thiết kế kit vi xử lý at8952

GIỚI THIỆU CHUNG: ä Là bộ xử lý trung tâm của bộ điều khiển ,có thể thích ứng với nhiều ứng dụng khác nhau do chương trình mà nó chứa như : điều khiển động cơ một chiều,điều khiển nhiệtđ

CHƯƠNG I:

THIẾT KẾ KIT VI XỬ LÝ AT8952

I GIỚI THIỆU CHUNG: ä

Là bộ xử lý trung tâm của bộ điều khiển ,có thể thích ứng với nhiều ứng dụng khác nhau do chương trình mà nó chứa như : điều khiển động cơ một chiều,điều khiển nhiệtđộ , điều khiển thiết bị báo cháy … Có nhiệm vụ xử lý các số liệu của bộ điều khiển ,giao tiếp với các thiết bị ngoại vi,giao tiếp máy tính …

Do đó kit vi xử lý 8952 được thiết kế là kit vi xử lý vạn năng có sơ đồ nguyên lý như trên hình ở trang kế với các tính năng sau:

+ có ngõ giao tiếp nối tiếp có khả năng giao tiếp với máy tính hay các thiết bị khác có ngõ giao tiếp nối tiếp theo tiêu chuẩn RS232

+ Có bus ra 34 chân có thể giao tiếp thu nhập, điều khiển các thiết bị + Có ngõ ra 10 chân gồm: 1 chân nguồn + 5v, chân MASS, và 8 chân data có thể dùng điều khiển bộ hiển thị gồm 6 led 7 đoạn

+ Bằng cách thay đổi chương trình trong EPPROM mà ta có thể cho kit chạy theo một trong hai chế độ sau:

Chế độ 1: Chế độ thử nghiệm: trong chế độ này ta kết nối kit 8952 với

máy tính qua đường truyền nối tiếp Khi đó ta có thể nạp chương trình điều khiển dưới dạng mã máy của 8952 từ máy tính vào RAM rồi cho chạy thử để chỉnh sữa; truy cập các ô nhớ trên kit

Chế độ2: Chế độ chạy: trong chế độ này ta sử dụng chương trình đã hoàn

chỉnh từ việc chạy thử trong chế độ 1 nạp vào EPPROM Lúc này kit trở thành một kit điều khiển chuyên dụng

Từ đó ta thấy rõ được điểm mạnh của kit là chỉ bằng việc thay thế các chương trình trong EPPROM chúng ta có thể sử dụng được nó như một kit vạn năng hay kit điều khiển chuyên dùng

II GIỚI THIỆU VỀ CÁC LINH KIỆN CHÍNH TRONG MẠCH:

a Microcontroller 8952:đuợc trình bày ở phần lý thuyết

b RAM 6264:

RAM 6264 có cấu trúc 8 KB * 8 Bit có khả năng nạp và xóa dữ liệu nhiều lần một cách dễ dàng, nhưng dữ liệu này có ngày sẽ bị mất khi ngắt

nguồn cung cấp Ram này có thể được lắp vào mạch khi cần đến bộ nhớ dữ liệu ngoài và có thể bỏ khi không cần thiết

Các chân của 6264:

+ Các chân địa chỉ A0  A12: định vị được 8KB

+ Các chân dữ liệu DO  D7: Cho phép xuất, nhập data 8 bit Quá trình xuất dữ liệu 8bit được điều khiển bởi các chân /CS1 và /OE Quá trình nhập dữ liệu này được điều khiển bởi các chân /CS2 và /WE

U 8

M C M 6 2 6 4

1 0 9 8 7 6 5 4 3

2 5

2 4

2 1

2 3 2

2 0

2 6

2 7

2 2

1 1

1 2

1 3

1 5

1 6

1 7

1 8

1 9

A 0

A 1

A 2

A 3

A 4

A 5

A 6

A 7

A 8

A 9

A 1 0

A 1 1

A 1 2

C S 1

C S 2

W E

O E

D 0

D 1

D 2

D 3

D 4

D 5

D 6

D 7

+ Chân /CS1: Tích cực mức 0 cho phép EPROM làm việc Khi chân này ở mức 1 EPROM ở chế độ standby

+ Chân /CS2: Tích cực mức 1 cho phép EPROM làm việc khi chân này ở mức 1 EPROM ở chế độ Standby Trong ứng dụng này chân này được kéo lên 1

+ Chân /OE: Tích cực mức 0 cho phép xuất dữ liệu ra các chân

DO  D7

+ Chân /We: Tích cực mức 0 cho phép nhâïp dữ liệu vào các chân DO  D7 để lưu vào RAM

c.IC 74LS373:

U 1

7 4 L S 3 7 3

3 4 7 8

1 3

1 4

1 7

1 8

1

1 1

2 5 6 9

1 2

1 5

1 6

1 9

D 0

D 1

D 2

D 3

D 4

D 5

D 6

D 7

O C G

Q 0

Q 1

Q 2

Q 3

Q 4

Q 5

Q 6

Q 7

Là thanh ghi chốt 8 bit khi truy xuất bộ nhớ ngoài Nó gồm 8 D-FF có ngõ ra

3 trạng thái được điều khiển chốt và xuất dữ liệu bằng chân G và chân /OC d.IC 74LS245:

Là bộ đệm dữ liệu hai chiều 3 trạng thái có thể điều khiển được Nó được dùng để đệm dữ liệu vào ra trước khi qua bus 34 chân

Các chân của IC 74LS245:

+ Các chân dữ liệu A1  A8 và B1 B8: Là hai ngõ Data 8bit Quá trình đệm dữ liệu qua lại giữa hai ngõ này được điều khiển bởi hai chân /G và DIR

U 3

7 4 L S 2 4 5 / S O

2 3 4 5 6 7 8 9

1 9 1

1 8

1 7

1 6

1 5

1 4

1 3

1 2

1 1

A 1

A 2

A 3

A 4

A 5

A 6

A 7

A 8

G

D I R

B 1

B 2

B 3

B 4

B 5

B 6

B 7

B 8

+Chân /G: Tích cực ở mức 0 cho phép bộ đệm hoạt động.

+Chân /DIR: Khi bộ đệm trong trạng thái hoạt động, nếu chân DIR ở mức logic 1 thì dữ liệu ở các chân A1  A8 sẽ được đệm sang các chân B1 B8 Còn nếu chân DIR ở mức logic 0 thì dữ liệu sẽ được đệm theo chiều ngược laiï

e IC Max232

U 3

M A X 2 3 2

1 3 8

1 1

1 0 1 3 4 5 2 6

1 2 9

1 4 7

R 1 I N

R 2 I N

T 1 I N

T 2 I N

C +

C 1

-C 2 +

C 2

-V +

V

-R 1 O U T

R 2 O U T

T 1 O U T

T 2 O U T

Là IC dùng để truyền dữ liệu lên máy tính theo cách truyền nối tiếp

CHƯƠNG II:

THIẾT KẾ BÀN PHÍM VÀ KHỐI HIỂN THỊ

I THIẾT KẾ MẠCH BÀN PHÍM

Hiện nay các bàn phím của các bàn phím điều khiển của các bộ điều khiển số thông thướng có khoảng 4 hay 6 phím để tiện lợi cho người sử dụng

em sẽ sử dụng loại bàn phjím có 6 phím với các phím sau:

+ START/STOP

+ FUCTION

+ ENTER

+ Nút tăng

+Nútgiảm

P1.4

R7

1k

SW4

R10 1K

SW5

P1.3

SW3

R8

U1

74LS245

2 3 4 5 6 7 8 9 19 1

18 17 16 15 14 13 12 11

A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 G DIR

B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8

VCC

P1.0

SW1

P1.2

R9 1K

Hình sơ đồ nguyên lý mạch bàn phím

Bàn phím được thiết kế như là một thiết bị ngoại vi, nó chiếm một kênh

ra trên bus 34 chân Trạng thái của các phím sẽ được đọc về port vi xử lý như là một data 8 bit trên bus Sau đó bộ vi xử lý sẽ xem xét trạng thái cảu các bit để nhận biết các phím được nhấn Để mạch phần cứng đơn giản ta sẽ chống dội cho bàn phím bằng phần mềm: trạng thái nhấn của

một phím chỉ được công nhận khi nó giữ nguyên trạng thái này trong một số lần đọc liên tiếp (khoảng 45ms)

Sơ đồ nguyên lý của mạch bàn phím được trình bày hình trên trong mạch này em sử dụng IC 75LS245 để tạo tầng đệm giữa khối phím nhấn với bus 34 chân Để đọc trạng thái khối phím nhấn ta cho thực thi một lệnh đọc dữ liệu ở kênh này, Em cho chân 1( DIR) nối với nguồn và chân 19 (G) cho xuống đất để cho 74245 luôn ở trạng thái sẵn sàng chờ lệnh khi có tín hiệu từ nút nhấn thì qua mạch đệm 74245 sẽ đến các port 1 của vi xử lý

II THIẾT KẾ KHỐI HIỂN THỊ:

C S 2

F

U 1 0

L E G 7

7 6 4 2 1 9 10

3

5

A B C D E F G

+

D P

V C C

V C C

U 1 5

L E G 7

7 6 4 2 1 9 10

3

5

A B C D E F G

+

D P

U 1 3

L E G 7

7 6 4 2 1 9 10

3

5

A B C D E F G

+

D P

Q 1 2

B F 4 2 1

3

Q 1 4

B F 4 2 1

3

A D 4

R 2 0

1 k

R 1 9

1 k

E

R 2 4

1 k

L 2

R 2 1

1 k

V C C

U 4

7 4 H C 5 7 3

1

1 1

1 9

1 7

1 5

1 3

2

4

6

8

O E

L E

1 Q

3 Q

5 Q

7 Q

1 D

3 D

5 D

7 D

R 2 7

1 0 K

R 2 9

1 0 K

D 3

D

U 5

7 4 4 6

7 2 4 3

1 3

1 1 9

1 5

1 4

B I / R B O

R B I

L T

A C E F G

B U S C H O N L E D

Q 1 0

B F 4 2 1

3

D 3

R 2 8

1 0 K

R 3 6

1 0 0

L 3

A D 7

C E

R 3 8

1 0 0

D 4

R 3 0

1 0 K

U 6

7 4 L S 1 3 8

1 3 6 5

1 5

1 3

1 1 9

A C

G 1

G 2 A

Y 0

Y 2

Y 4

Y 6

R 4 1

1 0 0

R 3 7

1 0 0

D 4

D 1

D 7

A

R 3 9

1 0 0

D 7

U 1 4

L E G 7

7 6 4 2 1 9 10

3

5

A B C D E F G

+

D P

C

D 1

Q 1 1

B F 4 2 1

3

R 2 6

1 0 K

R 2 3

1 k

D 5

V C C

L 4

A D 5

L 5

Q 1 3

B F 4 2 1

3

R 3 5

1 0 0

E F

Q 1 5

B F 4 2 1

3

V C C

G

R 2 2

1 k

D 2

U 1 1

L E G 7

7 6 4 2 1 9 10

3

5

A B C D E F G

+

D P

R 2 5

1 0 k

D 5

A D 3

D 6

A D 2

J 3

C O N 2 1

D 2

B

V C C

L 0

U 1 2

L E G 7

7 6 4 2 1 9 10

3

5

A B C D E F G

+

D P

R 4 0

1 0 0

L 1

A D 6

D 6

Hình sơ đồ mạch khối hiển thị Đối với mạch hiển thị dữ liệu qua IC đệm 74573 cho ra 8 đường tín hiệu từ D0…D7,

+Từ đó ta chọn IC giải mã LED 7 đoạn là 74247 Đây là loại IC giải mã cho LED 7 đoạn loại mắc cực A chung, nó cho hiển thị số 6 va số 9 với các nét đầy đủ Các chân ngõ vào 1,2, 4 và 8 sẽ lần lượt được nối với các chân D0.D1,D2,D3

+Với 3 đường tín hiệu D4,D5,D6 cho qua IC 74138 để làm tín hiệu chọn led Các ngõ ra chọn LED hiển thị của74LS138 sẽ được đưa ra kích hoạt các transitor để nâng dòng cung cấp cho LED 7 đoạn Ta sử dụng transitor PNP loại A1015, transitor này sẽ được kích mở khi chân ra IC 74138 nối với transitor này

ở mức 0 Chon kiểu mắc transitor la loại mắc cực E chung do đó các LED 7 đoạn sử dụng là loại ANOD chung

IC74138 dùng để giải mã chọn cho led sáng từng thời điểm,ngỏ ra IC U5 được nối vào cực B của transito A1015 của led tương ưnùg , cực C của A1015 được nối vói chân 3&chân 8 chân cung cấp nguồn dương cho led,ngỏ vào U5 được lấy tứ 3 bit cao của IC chốt U4 (D4,D5,D6) khi ta cần hiển thị led nào thì cho các ngỏ vào (D4,D5,D6) sẽ có một giá trị xác định

0 1 0 Y2 LED 4

LED 6:dùng để hiển thị kênh đo và điều khiển ,các giá trị từ 0-7tương ứng với 8 kênh đo và điều khiển được chứa trong ô nhớ 20H

LED 5 dùng để hiển thị vị trí chức năng tương ứng khi nhập giá trị cho cuối LED 5 có đấu chấm tĩnh sẽ sang lên khi LED 5 được kích để phân biệt giưã phần chức năng và giá trị tương ứng để nhập của phần chức năng đó LED 4,LED 3,LED 2,LED 1 hiển thị giá trị nhập hoặc giá trị đo về đối với chức năng hiển thị đo vê thì LED 1 dùng để hiển thi phần lẽ còn3 LED còn lại sẽ giữ nhiệm vụ hiểh thị phần chẳng cho giá trị đo cuối LED 2 ta sử dụng dấu chấm tĩnh

Các chân vào của IC giải mã cho LED đượlấy ở 4 bit thấp va chân vao để giái mã chọn LED lấy 3bit kế từ 8 ngỏ ra của IC chốt LED có địa chỉ từ 4000H,ngỏ vào của IC chọn LED sẽ lấy giá trị trực tiếp port 0 của IC xữ lý