Bật tắt đèn tự động sử dụng vi điều khiển 8051 (hẹn thời gian tắt đèn)

Ngày nay với sự xuất hiện của các chip vi điều khiển có khả năng lập trình điều khiển rất linh hoạt, được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực tự động hoá và tạo nên một bước phát triển n

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA VẬT LÝ -

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

LỜI CẢM ƠN

Để có thể hoàn thành tốt khóa luận này, chúng em đã nhận được rất nhiều sự giúp

đỡ nhiệt tình của quý thầy cô Đầu tiên, chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy giáo Lê Xứng – người đã hướng dẫn tận tình và giúp đỡ chúng em rất nhiều trong quá trình thực hiện bài khóa luận của mình Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Vật Lý đã trang bị cho chúng em những kiến thức sâu sắc để chúng em hoàn thành tốt đề tài này

Ngoài ra, trong quá trình thực hiện khóa luận chúng em còn nhận được rất nhiều

sự động viên và giúp đỡ từ phía gia đình, bạn bè và tập thể các bạn trong lớp Do đó kết quả của đề tài này là lời cảm ơn sâu sắc nhất của chúng em gửi tới mọi người và là nguồn động lực để chúng em có thể tự tin vào các kiến thức mình đã thu được sau khi tốt nghiệp

Mặc dù đã nổ lực cố gắng nhưng đề tài của chúng em vẫn không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong các thầy cô đóng góp ý kiến, bổ sung cho khóa luận được thành công hơn nữa

Đà Nẵng, Tháng 05 Năm 2013 Sinh Viên Thực Hiện

Lê Thị Mỹ Hạnh

LỜI MỞ ĐẦU

Với sự phát triển ngày càng mạnh mẽ và rộng lớn của nền khoa học kỹ thuật Các công nghệ mới thuộc các lĩnh vực khác nhau cũng nhờ đó đã ra đời để đáp ứng những nhu cầu của xã hội, và một trong số đó phải kể đến là Kỹ Thuật Vi Điều Khiển Ngày nay với

sự xuất hiện của các chip vi điều khiển có khả năng lập trình điều khiển rất linh hoạt, được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực tự động hoá và tạo nên một bước phát triển nhảy vọt trong lĩnh vực này Từ những kiến thức đã học chúng em đã nghiên cứu và chọn đề tài

“Bật tắt đèn tự động sử dụng vi điều khiển 8051’’ với nhiều ứng dụng trong thực tế, đặc biệt trong đời sống sinh hoạt hằng ngày

Mục đích của mạch “Bật tắt đèn tự động’’ là hệ thống điều khiển đèn bật/tắt theo thời gian, hệ thống này giống như một thiết bị hẹn giờ để bật/tắt đèn tự động giúp cho người dùng mạch này sử dụng trong đời sống sinh hoạt hằng ngày và như một thiết bị điện nhằm đáp ứng nhu cầu của con người là những hoạt động tất yếu và thường xuyên

Mạch “Bật tắt đèn tự động’’ được thiết kế từ việc áp dụng những kiến thức đã học cùng với sự hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn nghiên cứu và phân tích các đặc tính chức năng của các linh kiện điện tử, nguyên lý làm việc của các IC và cách mắc các thiết

bị điện tử để thiết kế mạch

Do có sự hạn chế về mặt thời gian cũng như kiến thức và chưa có kinh nghiệm nghiên cứu trong thực tế nên chúng em còn gặp nhiều khó khăn trong quá trình tính toán thiết kế và thi công mạch Vì vậy trong quá trình thực hiện đề tài này không tránh khỏi những thiếu xót Rất mong được sự thông cảm và đóng góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn Chúng em xin chân thành cảm ơn

GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

1 Lý do chọn đề tài:

 Trong nền kinh tế phát triển và công nghiệp ngày càng hiện đại kéo theo sự phát triển đầy mới mẻ của ngành công nghệ, đặc biệt là lĩnh vực kĩ thuật-điện tử Bằng cách sử dụng vi điều khiển, điển hình là vi điều khiển 8051 đã cho ra đời nhiều loại sản phẩm có ứng dụng rất thiết thực trong nhiều lĩnh vực Trong đời sống sinh hoạt hằng ngày, việc bật tắt các thiết bị điện nhằm đáp ứng nhu cầu của con người là những hoạt động tất yếu và thường xuyên Vi điều khiển có thể giúp chúng ta tiết kiệm được thời gian, công sức vào những hoạt động này bằng cách tự động bật tắt các thiết bị, mặt khác còn đem lại sự chính xác và hiệu quả

 Sau khi có được những kiến thức về vi điều khiển 8051 cùng với sự hướng dẫn của thầy giáo Lê Xứng, nhóm chúng em đã chọn đề tài nghiên cứu là “Bật tắt đèn tự động

sử dụng vi điều khiển 8051”

2 Đặt vấn đề:

 Trong thực tế cuộc sống có rất nhiều thiết bị điện muốn hoạt động hoặc ngừng hoạt động, không có cách nào khác là phải nhấn công tắc điện để cung cấp nguồn điện hoặc ngắt nguồn điện cho thiết bị Điều này nhiều lúc rất thụ động và bất tiện cho người

sử dụng, từ những nhược điểm đó em đã có ý tưởng thiết kế một thiết bị có khả năng đóng, ngắt nguồn điện một cách chủ động hơn Thiết bị này chính là một hệ thống có khả năng hẹn giờ, định thời gian đóng ngắt nguồn điện cho thiết bị một cách tự động tùy theo

ý muốn của người sử dụng Đây chính là nội dung của đề tài nghiên cứu: “ Bật tắt đèn tự động dung vi điều khiển 8051” em sẽ trình bày dưới đây

 Để làm được mạch này cần có 2 bộ phận chính:

 Bộ xử lý dùng IC AT89C51

 Bộ hiển thị gồm có 2 led 7 đoạn và 1 led đơn

Ngoài ra còn dùng các phím nhấn để thay đổi thời gian hẹn giờ

3 Mục tiêu đề tài:

 Mạch bật, tắt đèn tự động này giúp bạn tiết kiệm thời gian, đèn sẽ tự động được bật, tắt với thời gian bạn định trước Bạn muốn hẹn giờ sau thời gian bao lâu thì đèn sẽ sáng, tắt bằng cách nhấn vào phím nhấn và thời gian sẽ hiển thị trên led 7 đoạn, khi muốn thay đổi thời gian hẹn giờ bạn chỉ cần nhấn các phím nhấn tương ứng Thời gian đếm lên thì đèn sáng, ngược lại đếm lùi thời gian thì đèn tắt (đèn sử dụng trong mạch là led đơn)

 Mục đích của đề tài là:

 Mạch điện không quá phức tạp và dễ sử dụng

 Thời gian hiển thị rõ ràng

 Led đơn hoạt động sáng, tắt phải chính xác

 Khoảng thời gian cài đặt ngắn ( từ 0 đến 30 giây)

 Mạch chưa được giao tiếp với máy tính để diều khiển linh hoạt hơn

PHẦN 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VI ĐIỀU KHIỂN AT89C51

1.1 GIỚI THIỆU CẤU TRÚC PHẦN CỨNG HỌ MCS-51 (AT89C51):

 MCS-51 là họ IC (integrated circuit) vì điều khiển (Microcontroller) do hãng Intel sản xuất Các IC tiêu biểu cho họ MSC-51 là: 8051, 8031, 89C51, 892051, 8751, Việc xử lý trên Byte và các toán số học ở cấu trúc dữ liệu được thực hiện bằng nhiều chế

độ truy xuất dữ liệu nhanh trên RAM nội Tập lệnh cung cấp một bảng tiện dụng của những lệnh số học 8 Bit gồm cả lệnh cộng, trừ, nhân và lệnh chia Nó cung cấp những hỗ trợ mở rộng trên Chip dùng cho những biến một Bit như là kiểu dữ liệu riêng biệt cho phép quản lý và kiểm tra Bit trực tiếp trong điều khiển

 AT89C51 là một vi điều khiển 8 Bit, chế tạo theo công nghệ CMOS chất lượng cao, với 4 KB EEPROM (Flash Programmable and erasable read only memory) Thiết bị này được chế tạo bằng cách sử dụng bộ nhớ không bốc hơi mật độ cao của ATMEL và tương thích với chuẩn công nghiệp MCS-51 về tập lệnh và các chân ra ATMEL AT89C51 là một vi điều khiển mạnh (có công suất lớn) mà nó cung cấp một sự linh động cao và giải pháp về giá cả đối với nhiều ứng dụng vì điều khiển

 Các đặc điểm của 89C51 được tóm tắt như sau:

* 4 KB bộ nhớ có thể lập trình lại nhanh

* Tần số hoạt động từ: 0Hz đến 24 MHz

* 2 bộ Timer/counter 16 Bit

* 128 Byte RAM nội

* 4 Port xuất/ nhập I/O 8 bit

* Giao tiếp nối tiếp

* 64 KB vùng nhớ mã ngoài

1.2 KHẢO SÁT SƠ ĐỒ CHÂN AT89C51, CHỨC NĂNG TỪNG CHÂN:

1.2.1 Sơ đồ chân AT89C51:

1.2.2 Chức năng các chân của AT89C51:

 Vi điều khiển 89C51 có tất cả 40 chân, trong đó có 32 chân có công dụng xuất/nhập tuy nhiên 24 trong số 32 chân có tác dụng kép (có nghĩa 1 chân có 2 chức năng), mỗi đường có thể hoạt động như đường xuất nhập hoặc như đường điều khiển hoặc hoạt động như một đường địa chỉ/dữ liệu của bus địa chỉ/dữ liệu đa hợp

- Port 0 đóng vai trò xuất nhập dữ liệu thì phải sử dụng điển trở kéo bên ngoài

 Port 1 (P1.0-P1.7): có số chân từ 1 – 8 Có chức năng xuất nhập dữ liệu nên sử

dụng hoặc không sử dụng bộ nhớ ngoài

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

Có 2 chức năng: Port xuất nhập dữ liệu không sử dụng bộ nhớ ngoài và bus địa chỉ cao (A8-A5) có sử dụng bộ nhớ ngoài

 Port 3 (P3.0-P3.7): có số chân từ 10 – 17 Các chân của port này có nhiều chức

năng, khi không hoạt động xuất/nhập các chân của port 3 có nhiều chức năng riêng Các công dụng chuyển đổi có liên hệ với các đặc tính đặc biệt của 89C51 như ở bảng sau:

P3.0 RXT B0H Ngõ vào dữ liệu nối tiếp

P3.1 TXD B1H Ngõ xuất dữ liệu nối tiếp

P3.2 INT0\ B2H Ngõ vào ngắt ngoài 0

P3.3 INT1\ B3H Ngõ vào ngắt ngoài 1

P3.4 T0 B4H Ngõ vào của bộ định thời/đếm 0

P3.5 T1 B5H Ngõ vào của bộ định thời/đếm 1

P3.6 WR\ B6H Tín hiệu ghi dữ liệu lên bộ nhớ ngoài

P3.7 RD\ B7H Tín hiệu đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài

1.2.2.2 Các ngõ tín hiệu điều khiển:

 Ngõ tín hiệu PSEN (Program store enable):

- Cho phép đọc bộ nhớ chương trình là tín hiệu ngõ ra ở chân 29

- Là tín hiệu cho phép truy xuất (đọc) chương trình ROM ngoài

- Là mức xuất tích cực ở mức thấp PSEN=0 thì trong thời gian CPU tìm và nạp lệnh từ ROM ngoài, PSEN=1 thì CPU sử dụng ROM trong

 Ngõ tín hiệu điều khiển ALE (Address Latch Enable):

- Khi 89C51 truy xuất bộ nhớ bên ngoài, port 0 có chức năng là bus địa chỉ và bus dữ liệu

do đó phải tách các đường dữ liệu và địa chỉ Tín hiệu ra ALE ở chân thứ 30 dùng làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp các đường địa chỉ và dữ liệu khi kết nối chúng với IC chốt

- Tín hiệu ra ở chân ALE là một xung trong khoảng thời gian port 0 đóng vai trò là địa chỉ thấp nên chốt địa chỉ hoàn toàn tự động

 Ngõ tín hiệu EA\ (External Acces):

- Tín hiệu vào EA\ ở chân 31 thường được mắc lên nguồn Nếu ở mức 1, vi điều khiển 89C51 thi hành chương trình từ ROM nội trong khoảng địa chỉ thấp 8 Kbyte Nếu ở mức

0, vi điều khiển 89C51 sẽ thi hành chương trình từ bộ nhớ mở rộng

- Chân EA\ được lấy làm chân cấp nguồn 21V khi lập trình cho EPROM trong vi điều khiển 89C51

 Ngõ tín hiệu RST (Reset): Ngõ vào RST ở chân 9 là ngõ vào Reset của 89C51

Khi ngõ vào tín hiệu này đưa lên cao ít nhất là 2 chu kỳ máy, các thanh ghi bên trong được nạp những giá trị thích hợp để khởi động hệ thống Khi cấp điện mạch tự động Reset

- Là tín hiệu cho phép thiết lập trạng thái ban đầu cho hệ thống

- Là tín hiệu nhập tích cực mức cao

- RST=0 chip 89C51 hoạt động bình thường, RST=1 chip 89C51 được thiết lập lại trạng thái ban đầu

 Các ngõ vào bộ giao động X1, X2: Ở chân số 18 và 19, bộ dao động được tích

hợp bên trong 89C51, khi sử dụng 89C51 người thiết kế chỉ cần kết nối thêm thạch anh và các tụ như hình vẽ trong sơ đồ Tần số thạch anh thường sử dụng cho 89C51 là 12 MHz

- Dùng để nối thạch anh với mạch dao động tạo xung clock bên ngoài cung cấp xung clock cho chip hoạt động

- XTAL1: ngõ vào mạch tạo xung clock trong chip

- XTAL2: ngõ ra mạch tạo xung clock trong chip

Hình: Mạch tạo dao động bằng thạch anh

 Chân V CC và GND: Nguồn cung cấp điện chân số 40 và 20

- VCC = +5V± 10%

- GND = 0V

1.3 CẤU TRÚC BÊN TRONG VI ĐIỀU KHIỂN:

1.3.1 Tổ chức bộ nhớ:

1.3.1.1 Sơ đồ cấu trúc bên trong của AT89C51:

Hình: Sơ đồ cấu trúc bên trong của AT89C51

- CPU: Đơn vị điều khiển trung tâm

- Ram 128 byte

- TIMER 2,1,0 (T2, T1, T0): Bộ định thời 2,1,0

- PORT: Các port xuất/nhập

- Address/data : Địa chỉ/dữ liệu

1.3.1.2 Tổ chức bộ nhớ của AT89C51:

 Bộ nhớ trong 89C51 bao gồm ROM và RAM RAM trong 89C51 bao gồm nhiều thành phần: phần lưu trữ đa dụng, phần lưu trữ địa chỉ hoá từng bit, các bank thanh ghi và các thanh ghi đặc biệt

 89C51 có bộ nhớ theo cấu trúc Harvard: có những vùng bộ nhớ riêng biệt cho chương trình và dữ liệu Chương trình và dữ liệu có thể chứa bên trong 89C51 nhưng 89C51 vẫn có thể kết nối với 64 KB bộ nhớ chương trình và 64 KB dữ liệu

 Các đặc tính cần chú ý là: Các thanh ghi và các port xuất nhập đã được định vị (xác định) trong bộ nhớ và có thể truy xuất trực tiếp giống như cơ sở địa chỉ bộ nhớ khác Ngăn xếp bên trong Ram nội nhỏ hơn so với Ram ngoại

 RAM bên trong 89C51 được phân chia như sau:

- Các bank thanh ghi có địa chỉ từ 00H đến 1FH

- RAM địa chỉ hóa từng bit có địa chỉ từ 20H đến 2FH

- RAM đa dụng từ 30H đến 7FH

- Các thanh ghi chức năng đặc biệt từ 80H đến FFH

Bảng Tóm Tắt Các Vị Trí Nhớ Của AT89C51

1.3.2 Các thanh ghi có chức năng đặc biệt:

 Các thanh ghi nội của 89C51 được cấu hình thành một phần của RAM trên chip,

do vậy mỗi một thanh ghi cũng có một địa chỉ Điều này hợp lý vì chip này có rất nhiều thanh ghi Cũng như các thanh ghi từ R0 đến R7, ta có 21 thanh ghi có chức năng đặc biệt SFR chiếm phần trên của RAM nội từ địa chỉ 80H đến FFH

 Thanh ghi trạng thái chương trình (PSW: Program Status Word):

Từ trạng thái chương trình ở địa chỉ D0H được tóm tắt như sau:

PSW.6 AC D6H Auxiliary Cary Flag

PSW.4 RS1 D4H Register Bank Select 1

PSW.3 RS0 D3H Register Bank Select 0

- Thanh ghi B có thể được dùng như một thanh ghi đệm trung gian đa mục đích

 Con trỏ SP (Stack Pointer):

- Con trỏ ngăn xếp là một thanh ghi 8 bit ở địa 81H nó chứa địa chỉ của byte dữ liệu hiện hành trên đỉnh ngăn xếp Lệnh cất dữ liệu vào ngăn xếp sẽ làm tăng SP trước khi dữ liệu

và lệnh lấy ra khỏi ngăn xếp sẽ làm giảm SP Ngăn xếp được giữ trong RAM nội và giới hạn các địa chỉ có thể truy xuất bằng địa chỉ gián tiếp, chúng là 128 byte đầu của 89C51

 Con trỏ DPTR (Data Pointer):

- Con trỏ dữ liệu (DPTR) được dùng để truy xuất bộ nhớ ngoài là một thanh ghi 16 bit ở địa chỉ 82H (DPL: byte thấp) và 83H (DPL: byte cao)

 Các thanh ghi Port (Port Register):

- Các Port của 89C51 bao gồm Port 0 ở địa chỉ 80H, Port 1 ở địa chỉ 90H, Port 2 ở địa chỉ A0H, và Port 3 ở địa chỉ B0H Tất cả các Port này đều có thể truy xuất từng bit nên rất thuận tiện trong khả năng giao tiếp

 Các thanh ghi Timer (Timer Register):

- 89C51 có chứa hai bộ định thời/bộ đếm 16 bit Timer 0 (TL0: byte thấp và TH0: byte

cao) Timer 1 (TL1: byte thấp và TH1: byte cao) Việc khởi động timer do thanh ghi TMOD ở địa chỉ 89H và thanh ghi TCON ở địa chỉ 88H

 Các thanh ghi Port nối tiếp (Serial Port Register):

- 89C51 chứa một Port nối tiếp cho việc trao đổi thông tin với các thiết bị nối tiếp như

máy tính, modem hoặc giao tiếp nối tiếp với các IC khác Một thanh ghi đệm dữ liệu nối tiếp (SBUF) ở địa chỉ 99H sẽ dữ cả hai dữ liệu truyền và dữ liệu nhập Khi truyền dữ liệu ghi lên SBUF, khi nhận dữ liệu thì đọc SBUF Các mode vận khác nhau được lập trình qua thanh ghi điều khiển Port nối tiếp (SCON) được địa chỉ hoá từng bit ở địa chỉ 98H

 Các thanh ghi ngắt (Interrupt Register):

- 89C51 có cấu trúc 5 nguồn ngắt, 2 mức ưu tiên Các ngắt bị cấm sau khi bị Reset hệ thống và sẽ được cho phép bằng việc ghi thanh ghi cho phép ngắt (IE) ở địa chỉ A8H Cả hai được địa chỉ hoá từng bit

 Thanh ghi điều khiển nguồn PCON (Power Control Register):

- Thanh ghi PCON không có bit định vị Nó ở địa chỉ 87H chứa nhiều bit điều khiển Thanh ghi PCON được tóm tắt như sau:

+ Bit 7 (SMOD): Bit có tốc độ Baud tăng gấp đôi khi set

+ Bit 6, 5, 4: Không có địa chỉ

+ Bit 3 (GF1): Bit cờ đa năng 1

+ Bit 2 (GF0): Bit cờ đa năng 2

+ Bit 1 (PD): Set để khởi động mode Power Down và thoát khi reset

+ Bit 0 (IDL): Set để khởi động mode Idle và thoát khi ngắt hoặc reset

- Khi chưa cấp nguồn điện áp trên tụ bằng 0, nên khi vừa cấp điện tụ nạp từ 0V-VCC, do

đó khi cấp điện thì điện áp đưa vào chân Reset là VCC nên mạch tự động hệ thống

 Reset bằng tay: Thường trong hệ thống rất cần động tác Reset khi mạch đang

hoạt động, do đó chỉ có mạch Reset khi vừa bật máy là chưa đủ Việc thiết kế mạch Reset bằng tay rất đơn giản chỉ việc thêm vào mạch Reset tự động một SW và điện trở Nguyên

lý mạch giống như mạch Reset tự động

 Trạng thái của tất cả các thanh ghi trong 89C51 sau khi reset hệ thống được tóm tắt như sau:

Thanh ghi Nội dung

Đếm chương trình PC Thanh ghi tích luỹ A Thanh ghi B

Thanh ghi trạng thái PSW

SP DPRT Port 0 đến Port 3

IP

IE Các thanh ghi định thời SCON SBUF

PCON (MHOS) PCON (CMOS)

0000H 00H 00H 00H 07H 0000H FFH XXX0 0000 B 0X0X 0000 B 00H

00H 00H 0XXX XXXXH 0XXX 0000 B

1.3.4 Cổng nối tiếp:

 89C51 có một cổng nối tiếp với 4 mode hoạt động Chức năng chủ yếu là thực hiện chuyển đổi song song sang nối tiếp với dữ liệu phát và chuyển đổi nối tiếp sang song song với dữ liệu thu

 Port nối tiếp cho hoạt động song công (full duplex: thu và phát đồng thời) và đệm thu (receiver buffering) cho phép một ký tự sẽ được thu và được giữ trong khi ký tự thứ hai được nhận Nếu CPU đọc ký tự thứ nhất trước khi ký tự thứ hai được thu đầy đủ thì dữ liệu sẽ không bị mất

 Hai thanh ghi chức năng đặc biệt cho phép phần mềm truy xuất đến Port nối tiếp là: SBUF, SCON Bộ đệm Port nối tiếp (SBUF) ở địa chỉ 99H nhận dữ liệu để thu

hoặc phát Thanh ghi điều khiển Port nối tiếp (SCON) ở địa chỉ 98H là thanh ghi có địa chỉ bit chứa các bit trạng thái và các bit điều khiển Các bit điều khiển đặt chế độ hoạt động cho Port nối tiếp, và các bit trạng thái báo cáo kết thúc việc phát hoặc thu ký tự Các bit trạng thái có thể được kiểm tra bằng phần mềm hoặc có thể lập trình để tạo ngắt

1.3.5 Các lệnh trong AT89C51:

- Các lệnh số học: ADD, ADDC, SUBB, INC, DEC, MUL, DIV, DA

- Các lệnh logic: ANL, ORL, XRL, CLR, CPR, RL, RLC, RR, RRC, SWAP

- Các lệnh chuyển dữ liệu: MOV, MOVC, MOVX, PUSH, POP, XCH, XCHD

- Các lệnh thao tác trên bit: CLR, SETB, CPL, ANL, ORL, MOV, JC, JNC, JB, JNB, JBC

- Các lệnh rẽ nhánh: ACALL, LCALL, RET, RETI, AJMP, LJMP, SJMP, JMP, JZ, JNZ,

JC, CJNE, DJNZ, NOP

 Những ghi chú khi thao tác các lệnh:

- Rn: định địa chỉ thanh ghi sử dụng R0 – R7

- Direct: địa chỉ 8 bit trong RAM nội (từ 00H - FFH)

- @Ri: định địa chỉ gián tiếp sử dụng thanh ghi R0 hoặc R1

- Sourse: toán hạng nguồn, có thể là Rn hoặc @Ri

- Dest: toán hạng đích, có thwr là Rn hoặc direct hoặc @Ri

- # data: hằng số 8 bit chứa trong lệnh

- # data16: hằng số 16 bit

- Bit: địa chỉ trực tiếp (8 bit) của một bit

- Rel: offset 8 bit có dấu

- Addr11: địa chỉ 11 bit trong trang hiện thành

- Addr16: địa chỉ 16 bit

1.3.6 Hoạt động ngắt của 89C51:

 Ngắt (Interrupt): là sự xảy ra một điều kiện, một sự kiện làm cho gây ra treo

chương trình hiện hành bị tạm ngưng trong khi điều kiện phục vụ bởi một chương trình khác Các ngắt đóng một vai trò quan trọng trong thiết kế và cài đặt các ứng dụng của bộ

vi điều khiển Các ngắt cho phép hệ thống đáp ứng một cách không đồng bộ với một sự kiện và xử lý sự kiện trong một chương trình khác đang được thực hiện

 Tổ chức ngắt của 89C51:

- Có 5 nguyên nhân tạo ra ngắt ở 89C51 với 2 mức ưu tiên: hai nguyên nhân ngắt do bên ngoài, hai ngắt do bộ định thời từ và một ngắt do Port nối tiếp Khi thiết lập trạng thái ban đầu cho hệ thống, tất cả các ngắt đều bị cấm và sau đó chúng được cho phép bằng phần mềm

- Khi xảy ra hai hay nhiều ngắt đồng thời hoặc xảy ra một ngắt trong khi một ngắt đang được phục vụ, ta có hai sơ đồ xử lý các ngắt : sơ đồ chuỗi vòng và sơ đồ hai mức ưu tiên

Sơ đồ chuỗi vòng là sơ đồ cố định còn sơ đồ ưu tiên ngắt được lập trình bởi người sử dụng

 Thanh ghi cho phép ngắt:

DESCRIPTION (1: ENABLE, 0: DISABLE)

IE.7 EA AFH Global Enable/Disable

IE.5 ET2 ADH Enalbla Timer 2 Interrupt (8052)

IE.4 ES ACH Enalbla Serial Port Interrupt

IE.3 ET1 ABH Enalbla Timer 1 Interrupt

IE.2 EX1 AAH Enalbla External Interrupt

IE.1 ET0 A9H Enalbla Timer 0 Interrupt

IE.0 EX0 A8H Enalbla External Interrupt

 Thanh ghi ngắt ưu tiên:

DESCRIPTION (1: ENABLE, 0: DISABLE)

IE.5 PT2 0BDH Ưu tiên ngắt do bộ định thời 2

IE.4 PS 0BCH Ưu tiên ngắt do Port nối tiếp

IE.3 PT1 0BBH Ưu tiên ngắt do bộ định thời 1

IE.2 PX1 0BAH Ưu tiên ngắt do bên ngoài

IE.1 PT0 0B9H Ưu tiên ngắt do bộ định thời 0

IE.0 PX0 0B8H Ưu tiên ngắt do bên ngoài

 Các cờ ngắt:

CHƯƠNG 2: CÁC LINH KIỆN TRONG MẠCH

2.1 LED 7 ĐOẠN:

Hình Led 7 đoạn

2.1.1 Các khái niệm cơ bản:

 Led 7 đoạn có cấu tạo bao gồm 7 Led đơn có dạng thanh xếp theo hình và có thêm một Led đơn hình tròn nhỏ thể hiện dấu chấm tròn ở góc dưới bên phải của Led 7

đoạn

Cấu trúc và chân ra của 1 dạng Led 7 đoạn

 8 Led đơn trên Led 7 đoạn có Anode (cực +) hoặc Cathode (cực -) được nối chung với nhau vào một điểm, được đưa chân ra ngoài để kết nối với mạch điện 8 cực còn lại trên mỗi Led đơn được đưa thành 8 chân riêng, cũng được đưa ra ngoài để kết nối với mạch điện

- Led 7 đoạn có Anode (cực +) chung, đầu chung này được nối với +Vcc, các chân còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các Led đơn, Led chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở mức 0

- Led 7 đoạn có Cathode (cực -) chung, đầu chung này được nối xuống Ground (hay Mass), các chân còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các Led đơn, Led chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở mức 1

 Vì Led 7 đoạn chứa bên trong nó các Led đơn, do đó khi kết nối cần đảm bảo dòng qua mỗi Led đơn trong khoảng 10mA-20mA để bảo vệ Led Nếu kết nối với nguồn 5V có thể hạn dòng bằng điện trở 330Ω trước các chân nhận tín hiệu điều khiển

 Sơ đồ vị trí các Led được trình bày như hình dưới:

- Các điện trở 330Ω là các điện trở bên ngoài được kết nối để giới hạn dòng điện qua Led nếu Led 7 đoạn được nối với nguồn 5V

- Chân nhận tín hiệu a điều khiển Led a sáng tắt, ngõ vào b để điều khiển Led b Tương tự với các chân và các Led còn lại

2.1.2 Kết nối với Vi điều khiển:

 Ngõ nhận tín hiệu điều khiển của led 7 đoạn có 8 đường, vì vậy có thể dùng 1 Port nào đó của Vi điều khiển để điều khiển led 7 đoạn Như vậy led 7 đoạn nhận một dữ liệu 8 bit từ Vi điều khiển để điều khiển hoạt động sáng tắt của từng led đơn trong nó, dữ liệu được xuất ra điều khiển led 7 đoạn thường được gọi là "mã hiển thị led 7 đoạn" Có hai kiểu mã hiển thị led 7 đoạn: mã dành cho led 7 đoạn có Anode (cực +) chung và mã dành cho led 7 đoạn có Cathode (cực -) chung Chẳng hạn, để hiện thị số 1 cần làm cho các led ở vị trí b và c sáng, nếu sử dụng led 7 đoạn có Anode chung thì phải đặt vào hai chân b và c điện áp là 0V (mức 0) các chân còn lại được đặt điện áp là 5V (mức 1), nếu sử dụng led 7 đoạn có Cathode chung thì điện áp (hay mức logic) hoàn toàn ngược lại, tức là phải đặt vào chân b và c điện áp là 5V (mức 1)

 Các trạng thái hoạt động của led 7 đoạn như sau :

 Phần cứng được kết nối với 1 Port bất kì của Vi điều khiển, để thuận tiện cho việc xử lí về sau phần cứng nên được kết nối như sau: Px.0 nối với chân a, Px.1 nối với chân b, lần lượt theo thứ tự cho đến Px.7 nối với chân h.Dữ liệu xuất có dạng nhị phân như sau : hgfedcba

2.2 KHỐI PHÍM NHẤN:

- 1 phím nhấn Reset SW1

- 6 phím nhấn SW2 đến SW7

2.3 KHỐI NGUỒN:

- Nguồn cung cấp cho khối xử lý: 4,5V/DC

- Sử dụng 3 viên Pin , mỗi viên 1,5V

PHẦN 2: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ

3.1 SƠ ĐỒ KHỐI:

KHỐI HIỂN THỊ ( HAI LED 7 ĐOẠN

VÀ MỘT LED ĐƠN )