BÀI GIẢNG THỰC HÀNH VI XỬ LÝ- VI ĐIỀU KHIỂN

tài liệu hướng dẫn sử dụng phần mềm lập trình cho ic 8051 trong nghành công nghệ kỹ thuật điện tử truyền thông

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ - KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ - BỘ MÔN ĐIỆN TỬ

BÀI GIẢNG THỰC HÀNH

VI XỬ LÝ- VI ĐIỀU KHIỂN

Đối tượng: HSSV trình độ Đại học

Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật Điện tử-truyền thông

Lưu hành nội bộ

MẪU ĐT -BG-01

MỤC LỤC

MẪU ĐT -BG-02

4.1.2 Hiển thị các số trên 1 led 7 đoạn 21

9.1 Hướng dẫn ban đầu 55

LỜI GIỚI THIỆU

Kỹ thuật vi xử lý-vi điều khiển là một lĩnh vực quan trọng trong các ngành điện tử-viễn thông, tự động hóa, công nghệ thông tin

Ngày nay, vi xử lý-vi điều khiển có mặt trong hầu hết tất cả các thiết bị dân dụng, công nghiệp Từ các hệ thống gia dụng như máy giặt, điều hòa, tủ lạnh đến các

hệ thống công nghiệp như các hệ thống viễn thông, các dây chuyền tự động hóa Chính vì vậy để làm chủ công nghệ cũng như sử dụng hiệu quả các hệ thống có vi xử

lý, các kỹ sư điện tử viễn thông, tự động hóa, công nghệ thông tin phải nắm vững kiến thức về vi xử lý- vi điều khiển

Để làm chủ và điều khiển tốt các hệ thống vi xử lý, ngoài việc nắm bắt lý thuyết, người học còn phải có kỹ năng thực hành thành thạo.Sau khi đã hoc, nghiên cứu về vi

xử lý- vi điều khiển trong phần lý thuyết, sinh viên phải bắt đầu tiến hành thực hiện các bài thí nghiệm đối với vi điều khiển nhằm mục đích giúp chúng ta hiểu tường tận hơn những gì đã học trong lý thuyết và vận dụng nó vào thực tế Trong thực tế, các ứng dụng của vi điều khiển rất đa dạng và phong phú.Từ những ứng dụng đơn giản chỉ có vài thiết bị ngoại vi cho đến những hệ thống vi điều khiển phức tạp

Để đáp ứng với yêu cầu học tập của Sinh viên chuyên ngành kỹ thuật điện truyền thông, Trường Đại học kinh tế kỹ thuật công nghiệp tổ chức biên soạn bài giảng thực hành“Vi xử lý-Vi điều khiển” Đây là một học phần chuyên ngành của Sinh viên chuyên ngành kỹ thuật điện tử-truyền thông Học phần cung cấp những kỹ năng cơ bản và chuyên sâu về lĩnh vực vi xử lý-vi điều khiển

tử-Bài giảng được biên soạn theo đúng chương trình đào tạo và các quy định về cách trình bày của Nhà trường Nội dung của bài giảng bao gồm 9 bài thực hành, trong mỗi bài bao gồm các phần nội dung chủ yếu như sau:

Xin chân thành cám ơn!

MẪU ĐT -BG-03

Nhóm biên soạn

Đào Hưng

Nhóm sửa chữa

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ - KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ -*** -

ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN

THỰC TẬP 4

VI XỬ LÝ

(Theo phương thức đào tạo theo học chế tín chỉ)

Số tín chỉ : 02

Ngành đào tạo: CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

Trình độ đào tạo: Đại học

- Năm 2007 -

MẪU ĐT -BG-04

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KT-KT CÔNG NGHIỆP

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

CHƯƠNG TRÌNH TRÌNH ĐỘ ĐẠI HỌC

NGÀNH ĐÀO TẠO: CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN

1 Tên học phần: Thực tập 4 (Vi xử lý) Mã số:

2 Số tín chỉ: 02

3 Tính chất học phần: Bắt buộc

4 Học phần thay thế, tương đương: Không

5 Phân bổ thời gian giảng dạy trong học kỳ: 3(1, 2)/ 3 (3 tuần thực học)

(1 tuần thực tập cơ bản, 2 tuần thực tập KTV)

- Số giờ lên lớp: 40 giờ/tuần x 3 tuần = 120 giờ

- Số tiết chuẩn:

1 tuần TT CB x 12,5 tiết/tuần + 2 tuần TT KTV x 12,5 tiết/tuần = 37,5 tiết chuẩn

6 Đánh giá: Theo quy chế và quy định của Nhà trường

Học phần này trang bị cho sinh viên những kiến thức chuyên môn sâu về các

bộ vi xử lý, các giao tiếp của bộ vi xử lý với các thiết bị ngoại vi

9 Mô tả vắn tắt nội dung học phần:

Rèn cho sinh viên kỹ năng cơ bản về tổ chức lao động, tác phong nghề

nghiệp, các kỹ năng thực hành về thiết kế mạch điện tử có sử dung các bộ vi

xử lý, cách điều khiển thiết bị ngoại vi bằng phần mềm thông qua vi xử lý

10 Nhiệm vụ của Sinh viên:

Chấp hành tốt các nội quy, quy chế về an toàn của xưởng thực tập

Tham gia học tập trên lớp đầy đủ, đúng giờ

Thực hiện tốt các nội dung, bài tập thực hành mà giáo viên hướng dẫn để ra

11.Tài liệu học tập:

Bài giảng thực hành "Vi xử lý" Trường đại học Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp

12.Tài liệu tam khảo:

Kỹ thuật Vi xử lý - Văn Thế Minh - NXB Giáo dục-2004

13 Tiêu chuẩn đánh giá Sinh viên:

- Theo quyết định số 43/2007/QĐ-BGD&ĐT ngày 15 tháng 08 năm 2007 của Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo

- Theo quyết định số 25/2006/QĐ-BGD&ĐT ngày 26 tháng 06 năm 2006 của Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo

- Theo quyết định số 29/QĐ-ĐHKTKTCN ngày 09 tháng 10 năm 2007 của Hiệu trưởng Trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp

14 Cán bộ tham gia giảng dạy

Là giáo viên cơ hữu, giáo viên kiêm nhiệm, giáo viên thỉnh giảng do Khoa, Bộ môn quản lý, phân công giảng dạy khi có đủ các điều kiện, tiêu chuẩn, được Hiệu trưởng duyệt

15 Nội dung chi tiết học phần

2.3 Điều khiển dãy led đơn sáng tắt các kiểu 14

3.2 Bảng hoạt động và cách tạo mã led 7 đoạn 1

4 Bài 4: Hệ thống giải mã led 7 đoạn qua ic 7447 8

4.1 Cấu tạo, hoạt động và sơ đồ chân ic 7447 1

6.1 Cấu tạo và cách tạo mã trên ma trận led 8*8 2

STT Nội dung

Số giờ

9.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của LCD 4

9.2 Hiển thị dòng chữ đứng yên trên LCD 4

9.3 Hiển thị dòng chữ di chuyển trên LCD 8

Duyệt Khoa, Tổ bộ môn

Hà Nôị, ngày tháng năm 2007

Người biên soạn

Bài 1 GIỚI THIỆU VI ĐIỀU KHIỂN 8051 VÀ CÁC MẠCH CƠ BẢN

1.1 Hướng dẫn ban đầu

1.1.1 Giới thiệu sơ đồ chân vi điều khiển 8051

MẪU ĐT -BG-05

- Cầm IC theo đúng chiều đánh dấu, giới thiệu thứ tự chân từ 1 đến 40

- Giới thiệu tên và chức năng các chân theo sơ đồ

1.1.2 Mạch cấp nguồn dùng LM7805

- Giới thiệu chức năng linh kiện, nguyên lý hoạt động của mạch

- Hướng dẫn lắp mạch theo sơ đồ nguyên lý

1.1.3 Mạch tạo dao động

- Cấp xung cho vi điều khiển bằng thạch anh

- Hướng dẫn lắp ráp mạch thạch anh và tính chu kỳ máy theo tần số thạch anh 1MC=12*(1/f)

Với f=12MHz thì tính ra 1MC=1us

1.1.4 Mạch reset

- Hướng dẫn lắp mạch reset bằng tay

BÀI TẬP THỰC HÀNH

- Tổ chức nhóm, thay đổi nội dung các công việc cho từng nhóm

- Uốn nắm học sinh sử dụng các dụng cụ , thực hành lắp mạch

- Giải đáp những thắc mắc của học sinh

KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ

Hình thức (1 đ)

Nội dung

HƯỚNG DẪN TỰ HỌC Ở NHÀ

- Thiết kế mạch in cho các mạch cơ bản và lắp mạch trên mạch in

- Tính toán chu kỳ máy với mạch thạch anh f =11,0592MHz

- Điều khiển thiết bị ngoại vi bằng các port của vi điều khiển

- Điều khiển việc hiển thị bằng cách sử dụng led đơn

- Viết các chương trình con tạo thời gian trễ sử dụng trong các ứng dụng điều khiển

YÊU CẦU

- Nắm vững tập lệnh của vi điều khiển 8051

- Biết cách viết các chương trình điều khiển led đơn ở các chế độ khác nhau

- Nắm được nguyên lý điều khiển led đơn ở các chế độ khác nhau

- Biết cách viết các chương trình tạo thời gian trễ với các khoảng thời gian bất

NỘI DUNG THỰC HÀNH

2.1 Hướng dẫn ban đầu

2.1.1 Cấu tạo và hoạt động của led đơn

- Led đơn là điot phát quang

- Led sáng khi có dòng điện đi từ anode sang cathode

2.1.2 Các phương pháp điều khiển led đơn

- Điều khiển theo phương pháp tích cực âm:

- Điều khiển theo phương pháp tích cực dương:

2.1.3 Điều khiển dãy led đơn sáng tắt các kiểu

VD1: Điều khiển 8 Led đơn kết nối với vi điều khiển theo phương pháp điều khiển tích cực dương như hình vẽ sáng dần từ trên xuống dưới

- Hướng dẫn sinh viên lắp mạch như sơ đồ dưới

Cách 1: Ứng dụng lệnh xuất dữ liệu MOV

- Chia nhóm làm các bài tập điều khiển dãy led đơn

Sử dụng mạch vừa lắp trên làm các bài sau

Bài 2.1: Điều khiển 8 led sáng dần từ dưới lên trên?

Bài 2.2: Điều khiển 8 led sáng dần từ giữa ra hai bên?

Bài 2.3: Điều khiển 8 led sáng dần từ hai bên vào giữa?

Bài 2.4: Điều khiển 8 led sáng chạy 1 led từ trên xuống dưới?

Bài 2.5: Điều khiển 8 led sáng chạy 2 led từ giữa ra hai bên?

Bài 2.6: Điều khiển 8 led sáng tắt 5 lần?

Bài 2.7: Điều khiển 8 led sáng đuổi từ hai bên vào giữa?

Bài 2.8: Điều khiển 8 led sáng đuổi từ trên xuống dưới?

Bài 2.9: Làm lại các hiệu ứng ở trên với phương pháp điều khiển Led tích cực âm? Bài 2.10: Mở rộng điều khiển 16 Led

Bài 2.11: Mở rộng điều khiển 12 Led

- Hướng dẫn lắp mạch và viết chương trình

Hình thức (1 đ)

Nội dung

HƯỚNG DẪN TỰ HỌC Ở NHÀ

- Thiết kế mạch in cho mạch điều khiển led đơn

- Kết hợp các kiểu sáng tắt led đơn vào một bài, mỗi kiểu viết thành một chương trình con

- Điều khiển thiết bị ngoại vi bằng các port của vi điều khiển

- Điều khiển việc hiển thị bằng cách sử dụng led 7 đoạn theo phương pháp kết nối thẳng

- Điều khiển việc hiển thị các thông tin và số liệu bằng cách sử dụng các bộ hiển thị dùng led 7 đoạn

YÊU CẦU

- Nắm vững tập lệnh của vi điều khiển 8051

- Biết cách viết các chương trình led 7 đoạn kết nối thẳng

- Nắm được sơ đồ và nguyên lý hoạt động của mạch led 7 đoạn nối thẳng

- Nắm được nguyên lý điều khiển led 7 đoạn nối thẳng

- Biết cách viết các chương trình điều khiển để hiển thị các thông tin và số liệu trên các bộ hiển thị dùng led 7 đoạn

11 Trở 1K Cái 16

NỘI DUNG THỰC HÀNH

3.1 Hướng dẫn ban đầu

3.1.1 Cấu tao, sơ đồ nguyên lý và sơ đồ chân led 7 đoạn

-Led 7 đoạn là một linh kiện hiển thị số gồm 7 led đơn dạng thanh ghép lại

- Về cấu tạo có thể chia led 7 đoạn thành 2 loại như sau

Led 7 đoạn Com-Anode

Khi sử dụng loại led này ta đấu chân COM vào dương nguồn, còn điều khiển sáng tắt các đoạn từ a đến g bằng các chân cathode, điều khiển mức 0 là sáng, mức 1

là tắt Vì vậy loại led này còn gọi là led tích cực âm

Led 7 đoạn Com-Cathode

Khi sử dụng loại led này ta đấu chân COM vào đất, còn điều khiển sáng tắt các đoạn từ a đến g bằng các chân anode, điều khiển mức 1 là sáng, mức 0 là tắt Vì vậy loại led này còn gọi là led tích cực dương

Về mặt nguyên lý cả 2 loại led trên đều có 8 chân gồn 1 chân Com và 7 chân điều khiển như sau

3.1.2 Bảng hoạt dộng và cách tạo mã led 7 đoạn

Bảng mã cho led Anode chung(a là MSB, dp là LSB)

Bảng mã cho led Cathode chung(a là MSB, dp là LSB)

3.1.3 Hiển thị các số trên 1 led 7 đoạn

Nối 1 led 7 đoạn Com-Anode vào P2 của vi điều khiển theo thứ tự a nối P2.0 đến g nối P2.6 Như thế ta sẽ dùng bảng mã cho led Com-Anode(a là LSB,dp là MSB)

Chương trình điều khiển cho led hiển thị từ 0 đến 9 như sau

Cách 1: Đưa mã led ra trực tiếp bằng lệnh MOV

3.1.4 Hiển thị các số trên 2 led 7 đoạn

Ta tiếp tục nối thêm 1 led 7 đoạn nữa vào P3 giống như P2 ở trên

Chương trình cho 2 led hiển thị từ 00 đến 99 như sau

- Chia nhóm làm các bài tập hiển thị số trên led 7 đoạn

Sử dụng 2 led 7 đoạn ở trên làm các bài tập sau

Bài 3.1: Hiển thị các số từ 00 đến 59 trên 2 led 7 đoạn?

Bài 3.2: Hiển thị các số từ 99 về 00 trên 2 led 7 đoạn?

Bài 3.3: Hiển thị các số từ 40 về 5 trên 2 led 7 đoạn?

Bài 3.4: Hiển thị các số chắn từ 00 đến 50 trên 2 led 7 đoạn?

Bài 3.5: Hiển thị các số lẻ từ 01 đến 59 trên 2 led 7 đoạn?

Bài 3.6: Mở rộng cho 4 led đếm các số từ 0000 đến 9999?

Bài 3.7: Mở rộng cho 4 led đếm các số từ 0000 đến 5678?

Bài 3.8: Mở rộng cho 4 led đếm các số từ 1234 đến 5678?

- Hướng dẫn lắp mạch và viết chương trình

Hình thức (1 đ)

Nội dung

HƯỚNG DẪN TỰ HỌC Ở NHÀ

- Thiết kế mạch in cho mạch điều khiển 1,2 và 4 Led 7 đoạn

- Làm các bài tập trên lớp với 3 bảng mã còn lại

- Điều khiển thiết bị ngoại vi bằng các port của vi điều khiển

- Điều khiển việc hiển thị bằng cách sử dụng led 7 đoạn theo phương pháp kết nối qua ic giải mã 7447

- Điều khiển việc hiển thị các thông tin và số liệu bằng cách sử dụng các bộ hiển thị dùng led 7 đoạn

YÊU CẦU

- Nắm vững tập lệnh của vi điều khiển 8051

- Biết cách viết các chương trình led 7 đoạn kết nối qua ic giải mã 7447

- Nắm được sơ đồ và nguyên lý hoạt động của mạch led 7 đoạn nối qua ic giải

mã 7447

- Nắm được nguyên lý điều khiển led 7 đoạn nối qua ic giải mã 7447

- Biết cách viết các chương trình điều khiển để hiển thị các thông tin và số liệu trên các bộ hiển thị dùng led 7 đoạn

10 Led 7 đoạn com anode Cái 2

4.1 Hướng dẫn ban đầu

4.1.1 Cấu tạo, hoạt động và sơ đồ chân IC 7447

-IC7447 là IC giải mã cho led 7 đoạn Com-Anode

-Bảng hoạt động của IC7447

4.1.2 Hiển thị các số trên 1 led 7 đoạn

- Ta kết nối mạch theo sơ đồ như sau

4.1.3 Hiển thị các số trên 2 led 7 đoạn

-Ta kết nối mạch như sau

-

;Chương trình con hiển thị

;Chuyển nội dung R0 từ thập phân thành Hexa

- Chia nhóm làm các bài tập hiển thị số trên Led 7 đoạn có nối qua IC giải mã 7447

Sử dụng 2 led 7 đoạn ở trên làm các bài tập sau

Bài 4.1: Hiển thị các số từ 00 đến 59 trên 2 led 7 đoạn?

Bài 4.2: Hiển thị các số từ 99 về 00 trên 2 led 7 đoạn?

Bài 4.3: Hiển thị các số từ 40 về 5 trên 2 led 7 đoạn?

Bài 4.4: Hiển thị các số chắn từ 00 đến 50 trên 2 led 7 đoạn?

Bài 4.5: Hiển thị các số lẻ từ 01 đến 59 trên 2 led 7 đoạn?

Bài 4.6:Viết lại chương trình hiển thị dùng các lệnh nhân và chia?

Bài 4.7:Viết lại chương trình hiển thị dùng lệnh DA?

Bài 4.8: Mở rộng cho 4 led đếm các số từ 0000 đến 9999?

Bài 4.9: Mở rộng cho 4 led đếm các số từ 0000 đến 5678?

Bài 4.10: Mở rộng cho 4 led đếm các số từ 1234 đến 5678?

- Hướng dẫn lắp mạch và viết chương trình

Hình thức (1 đ)

Hiển thị đồng hồ số trên 6 led 7 đoạn?

Kết hợp với led đơn làm bài tập đèn giao thông ở ngã tư?

- Điều khiển thiết bị ngoại vi bằng các port của vi điều khiển

- Điều khiển việc hiển thị bằng cách sử dụng led 7 đoạn theo phương pháp quét

- Điều khiển việc hiển thị các thông tin và số liệu bằng cách sử dụng các bộ hiển thị dùng led 7 đoạn

YÊU CẦU

- Nắm vững tập lệnh của vi điều khiển 8051

- Biết cách viết các chương trình quét led 7 đoạn

- Nắm được sơ đồ và nguyên lý hoạt động của mạch quét led 7 đoạn

- Nắm được nguyên lý điều khiển quét led 7 đoạn

- Biết cách viết các chương trình điều khiển để hiển thị các thông tin và số liệu trên các bộ hiển thị dùng led 7 đoạn

12 Thiếc Cuộn 1

NỘI DUNG THỰC HÀNH

5.1 Hướng dẫn ban đầu

5.1.1 Quét 2 led 7 đoạn

- Ta kết nối mạch như sau

Nối chung đường dữ liệu của 2 led vào P2 của vi điều khiển Chân Com-Anode của 2led ta nối với dương nguồn qua 2 transistor ngược để làm khóa bật tắt led Hai transistor này được điều khiển đóng cắt thông qua cực B nối với P1.0 và P1.1

Ví dụ 1: Chương trình hiển thị số 12 đứng yên trên 2 led này như sau

Nhận xét:Phương pháp quét có các đặc điểm chính sau

- Mỗi lần chỉ hiển thị 1 Led trong thời gian nhỏ

- Lặp đi lặp lại việc hiển thị các Led nhiều lần

5.1.2 Quét nhiều led 7 đoạn

Ví dụ 3: Quét 8 led 7 đoạn hiển thị các số từ 1 đến 8 đứng yên trên 8 led

-Ta kết nối mạch như sau

BÀI TẬP THỰC HÀNH

- Chia nhóm làm các bài tập quét led 7 đoạn

Quét 2 led 7 đoạn ở trên làm các bài sau

Bài 5.1: Hiển thị các số từ 00 đến 59 trên 2 led 7 đoạn?

Bài 5.2: Hiển thị các số từ 99 về 00 trên 2 led 7 đoạn?

Bài 5.3: Hiển thị các số từ 40 về 5 trên 2 led 7 đoạn?

Bài 5.4: Hiển thị các số chắn từ 00 đến 50 trên 2 led 7 đoạn?

Bài 5.5: Hiển thị các số lẻ từ 01 đến 59 trên 2 led 7 đoạn?

Bài 5.6: Mở rộng cho 4 led đếm các số từ 0000 đến 9999?

Bài 5.6: Mở rộng cho 4 led đếm các số từ 0000 đến 5678?

Bài 5.8: Mở rộng cho 4 led đếm các số từ 1234 đến 5678?

- Hướng dẫn lắp mạch và viết chương trình

Hình thức (1 đ)

Hiển thị đồng hồ vạn niên trên 14 led 7 đoạn

Kết hợp với led đơn làm bài tập đèn giao thông ở ngã tư?