Vi điều khiển 89V51RB2 với 4 port điều khiển

Vi điều khiển 89V51RB2 với 4 port điều khiển

B NỘI DUNG PHẦN I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

GIỚI THIỆU VỀ CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH.

Vi điều khiển 89V51RB2 với 4 Port điều khiển

I Sơ đồ chức năng của một hệ vi xử lý.

•CPU(central processing unit): đơn vị xử lý trung tâm

•Ram (Random Access Memory) bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên

•Rom (Read Only Memore) bộ nhớ chỉ đọc

•Interface circuity: Mạch điện giao tiếp

•Peripheral devices (input) các thiết bị ngoại vi (thiết bị nhập)

•Peripheral devices(output) các thiết bị ngoại vi(thiết bị xuất)

•Addressbus: bus địa chỉ

•Data bus: bus dữ liệu

•Control bus: bus điều khiển

3 Đơn vị xử lý trung tâm.

•CPU đóng vai trò chủ đạo trong hệ vi xử lý, nó quản lý tất cả hoạt động của hệ và thực hiện các thao tác trên dữ liệu

• CPU là một vi mạch điện tử có độ tích hợp cao Khi hoạt động CPU đọc

mã lệnh được ghi dưới dạng các bít 0 và 1 từ bộ nhớ, sau đó nó sẽ thực hiện giải mã các lệnh này thành các dãy xung điều khiển tương ứng với các thao tác trong lệnh để điều khiển các khối khác

•IR/IP: Thanh ghi lệnh/ con trỏ lệnh

•PC(Program counter): bộ đếm chương trình

•Instruction decode and control unit: đơn vị giải mã lệnh và điều khiển

•ALU: đơn vị số học và logic

•Khi hoạt động CPU sẽ thực hiện liên tục 2 thao tác: tìm nạp lệnh và giải mã- thực hiện lệnh

 Thao tác tìm nạp lệnh:

 Nội dung thanh ghi PC được CPU đưa lên bus địa chỉ

 Tín hiệu điều khiển đọc(read) chuyển sang trạng thái tích cực

PAGE 2

 Mã lệnh(opcode) từ bộ nhớ được đưa lên bus dữ liệu.

 Nội dung của thanh ghi PC tăng lên 1 đơn vị để chuẩn bị tìm nạp một lệnh kế tiếp từ bộ nhớ

 Thao tác giải mã-thực hiện lênh:

 Mã lệnh từ thanh ghi IR được đưa vào đơn vị giải mã lệnh và điều khiển

 Đơn vị giải mã lệnh và điều khiển sẽ thực hiện giải mã opcode và tạo ra các tín hiệu để điều khiển việc xuất nhập dữ liệu giữa ALU và các thanh ghi

 Căn cứ trên các tín hiệu điều khiển này, ALU thực hiện các thao tác

đã được xác định

 Một chuỗi các lệnh(opcode) kết hợp lại với nhau để thực hiện một công việc có nghĩa được gọi là chương trình(program) hay phần mềm

 Bộ nhớ bán dẫn rất quan trọng trong vi xử lý, các chương trình và dữ liệu đều được lưu trongh bộ nhớ

 Bộ nhớ bán dẫn trong hệ vi xử lý bao gồm: ROM(Read Only Memore) lưu giữ chương trình hoạt động của hệ thống, RAM(Random Access Memory): lưu trữ dữ liệu một phần chương trình điều khiển hệ thống, các ứng dụng và các kết quả tính toán

II Vi điều khiển 89V51RB2.

Là port có chân từ 10 đến 17 Có chức năng như các đường I/O Ngoài ra còn

có chức năng đặc biệt sau:

PAGE 4

P3.0 RXD Dữ liệu nhận cho port nối tiếp

P3.1 TXD Dữ liệu phát cho port nối tiếp

PSEN=0 trong thời gian CPU tìm-nạp lệnh từ ROM ngoài

PSEN=1 CPU sử dụng Ram trong

Khi sử dụng bộ nhớ chương trình bên ngoài, chân PSEN thường được nối với chân OE của ROM ngoài để cho phép CPU đọc mã lệnh từ Ram ngoài

 Là tín hiệu xuất, tích cực mức cao

ALE=0 trong thời gian bus AD0-AD7 đóng vai trò bus DO-D7

ALE=1 trong thời gian bus AD0-AD7 đóng vai trò bus A0-A7

Khi lập trình cho ROM trong chip thì chân ALE đóng vai trò là ngỏ vào của xung lập trình(PGM)

Khi lấy dữ liệu từ Ram ngoài( MOVX) được thực hiện thì 1 xung ALE được bỏ qua

EA=0 Chíp sử dụng chương trình của Rom ngoài

EA=1 Chíp sử dụng chương trình của Ram ngoài

Lưu ý: chân EA phải luôn luôn nối lên chân Vcc ( Sử dụng chương trình của Rom trong), hoặc Vss ( Sử dụng chương trình của Rom ngoài).

 Chân XTAL1, XTAL2

- XTAL1(Crystal) Tinh thể thạch anh chân số 18-19

- Chức năng:

 Dùng để nối với thạch anh hoặc dao động tạo xung clock bên ngoài, cung cấp tín hiệu cho xung clock cho chip hoạt động

 XTAL1 Ngõ vào mạch tạo xung clock

 XTAL2 Ngõ ra mạch tạo xung clock

RST=1 chíp thiết lập lại trạng thái ban đầu

 Vcc, GND (Nguồn, mass ) chân số 40-20

III Ổn dòng ULN2803

PAGE 6

Nhìn vào sơ đồ cấu tạo của ULN2803 ta thấy được rằng khi đầu vào ở mức 1 thì đầu ra ở mức 0 và ngược lại Nó được qua cổng Not.

+ Chân 1 input (Mức 1) ==> chân output 18 (mức 0) và ngược lại

+ Chân 2 inphut (mức 1) ==> chân output 17 (mức 0) và ngược lại

+

+Chân 8 input (mức 1) ==> Chân output 11 (mức 0) và ngược lại

Do đó ULN2803 có tác dụng ổn dòng trong khoảng thời gian rất ngắn Tác dụng này làm cho các LED sáng đều vì trong khi quét do phải sáng cả hàng LED nên sự sụt dòng là rất lớn sẽ làm cho LED tối

IV IC 74LS138

Dùng 4 IC 74LS138 (3 đầu vào, 8 đầu ra) để giải mã cho các cột của các

ma trận LED Do mỗi thời điểm chỉ có một IC giải mã được làm việc nên

ta phải thiết kế mạch phân kênh để chọn IC làm việc

SƠ ĐỒ CHÂN:

PAGE 8

 Các LED trên cùng một hàng sẽ được nối các chân dương với nhau.

 Các LED trên cùng một cột sẽ được nối các chân âm với nhau như hình vẽ

PAGE 10

VI Keyboard PC

Cấu trúc ngõ ra của bàn phím PC

Cấu trúc truyền số liệu của bàn phím:

START : bit start (luôn luôn bằng 0)

D0 – D7 : bit dữ liệu

PAR : bit parity (luôn lẻ)

STOP : bit stop (luôn luôn bằng 1)

KEYBOARD SCAN CODE

PHẦN 2: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH

I SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ

PAGE 12

Mạch giao tiếp với keyboard PC

Mạch quang

báo dùng 4

led ma trận

II LƯU ĐỒ

PAGE 14

STARTNạp giá trị vào TMOD,IE,8ENạp 32 byte trắng vào Ram

Xử lý mã phím

Enter được nhấn

Hiển thị 32 khoảng trắng + chuổi nhập từ bàn phím + 32 khoảng trắng

Esc được nhấn

CHƯƠNG TRÌNH CHÍNH

PAGE 16

START

ĐỦ THỜI GIAN DELAY

MÃ PHÍM

#0FFHR7=10

DB 80H,0B6H,0B6H,0B6H,0C9H,0FFH ;B KT_C:

DB 0C1H,0BEH,0BEH,0BEH,0DDH,0FFH ;C KT_D:

DB 80H,0BEH,0BEH,0BEH,0C1H,0FFH ;D KT_E:

DB 80H,0B6H,0B6H,0B6H,0BEH,0FFH ;E KT_F:

DB 80H,0B7H,0B7H,0B7H,0BFH,0FFH ;F KT_G:

DB 0C1H,0BEH,0BEH,0B6H,0D1H,0FFH ;G KT_H:

DB 80H,0F7H,0F7H,0F7H,80H,0FFH ;H KT_I:

DB 0BEH,0BEH,80H,0BEH,0BEH,0FFH ;I KT_J:

DB 0BDH,0BEH,81H,0BFH,0BFH,0FFH ;J KT_K:

DB 80H,0E7H,0DBH,0BDH,0FEH,0FFH ;K KT_L:

DB 80H,0FEH,0FEH,0FEH,0FDH,0FFH ;L KT_M:

DB 80H,0DFH,0EFH,0DFH,80H,0FFH ;M KT_N:

DB 80H,0DFH,0EFH,0F7H,80H,0FFH ;N KT_O:

DB 0C1H,0BEH,0BEH,0BEH,0C1H,0FFH ;O KT_P:

DB 80H,0B7H,0B7H,0B7H,0CFH,0FFH ;P KT_Q:

DB 0C1H,86H,0BAH,0BDH,0C2H,0FFH ;Q KT_R:

DB 80H,0B7H,0B3H,0B5H,0CEH,0FFH ;R KT_S:

DB 0CDH,0B6H,0B6H,0B6H,0D9H,0FFH ;S KT_T:

DB 0BFH,0BFH,80H,0BFH,0BFH,0FFH ;T KT_U:

DB 81H,0FEH,0FEH,0FEH,81H,0FFH ;U KT_V:

DB 83H,0FDH,0FEH,0FDH,83H,0FFH ;V KT_W:

DB 81H,0FEH,0F1H,0FEH,81H,0FFH ;W KT_X:

DB 9CH,0EBH,0F7H,0EBH,9CH,0FFH ;X KT_Y:

DB 8FH,0F7H,0F8H,0F7H,8FH,0FFH ;Y KT_Z:

DB 0BCH,0BAH,0B6H,0AEH,9EH,0FFH ;Z KT_:

DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH KT1:

DB 0FEH,0DEH,80H,0FEH,0FEH,0FFH KT2:

DB 0DEH,0BCH,0BAH,0B6H,0CEH,0FFH KT3:

DB 0DDH,0BEH,0B6H,0B6H,0C9H,0FFH KT4:

DB 0F3H,0EBH,0DBH,80H,0FBH,0FFH

KT5:

DB 8DH,0AEH,0AEH,0AEH,0B1H,0FFH KT6:

DB 0C1H,0B6H,0B6H,0B6H,0D9H,0FFH KT7:

DB 0BFH,0BFH,0B0H,0AFH,9FH,0FFH

KT8:

DB 0C9H,0B6H,0B6H,0B6H,0C9H,0FFH KT9:

DB 0CDH,0B6H,0B6H,0B6H,0C1H,0FFH KT0:

DB 0C1H,0AEH,0B6H,0BAH,0C1H,0FFH

PAGE 28

DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH

DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH END

C TỔNG KẾT

Ưu điểm:

Thao tác dễ dàng, đơn giản

Nguồn nuôi nhỏ 12V khá an toàn

Ứng dụng rộng rãi

Dễ dàng cập nhật thông tin tức thời

Nhược điểm:

Giá thành đắt

Mạch phức tạp nên đòi hỏi phải có kỹ thuật chuyên môn

Ánh sáng yếu

Ngày nay với nhu cầu quảng cáo ngày càng lớn thì ứng dụng của led ma trận ngày càng phổ biến trong các mạch quang báo đặc biệt là quang báo giao tiếp với bàn phím máy tinh có thể nhập những ký tự mà mình mong muốn

Với nguyên lý của led ma trận 8x8 ta có thể tạo ra một bảng quang báo lớn dùng trong nhiều lĩnh vực khác nhau

PAGE 30