Giáo trình Hệ vi điều khiển: Phần 2

Nối tiếp phần 1 cuốn "Giáo trình Hệ vi điều khiển" mời các bạn cùng tìm hiểu phần 2 để nắm bắt một số vấn đề về họ vi điều khiển 8 Bit 8051; cấu trúc phần cứng họ vi điều khiển 8051; các chế độ địa chỉ của 8051;...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Hệ vi điều khiển: Phần 2 CHƯƠNG III HỌ VI ĐIÊU KHIỂN 8 BIT 8051• Phần lý thuyết * Mục đích của chương: Giúp sinh viên so sánh được ưu, nhược điểm giữa vi xừ lý và viđiều khiển. Giới thiệu một họ vi điều khiển nổi tiếng của Intel 8051.Nội dung của chương giúp sinh viên nắm vững cấu trúc vi điều khiển8051 (cả phần cứng và phần mềm). Biết cách lập trình chúng (lập trìnhvào/ra các cổng, lập trình bộ Timer/Counter, lập trình truyền thông nốitiếp, lập trình ngắt). * Tóm tắt nội dung: Vội dung chương này tập trung trình bày về hệ vi điều khiểnOnC ip họ 8051, bao gồm: cấu trúc tổ chức phần cứng, bản đồ bộnhớ, các chế độ địa chỉ và tập lệnh; Lập trình hợp ngữ với những bàitoán cơ bản: nhập xuất dữ liệu với cổng, định thời, truyền thông nốitiếp, n g ắ t,...3ẵ1. CÁU TRÚC PHẢN CỨNG HỌ VI ĐIÈU KHIẾN 8051 3.1.1. GIỚI THIỆU CHUNG Khi sử dụng vi xử lý cần phải thiết kế một hệ thống gồm có: - Bộ vi xử lý. - Bộ nhớ. - Các IC ngoại vi (các mạch cổng giao tiếp). 129 Bộ nhớ dùng để chứa chương trình cho vi xừ lý thực hiện vàchứa dữ liệu xử lý, các IC ngoại vi dùng để xuất nhập dữ liệu từ bênngoài vào xử lý và điều khiển ừở lại. Các khối này liên kết với nhautạo thành một hệ thống vi xử lý. Yêu cầu điều khiển càng cao thì hệ thống càng phức tạp và nếuyêu cầu điều khiển có đom giản, ví dụ chỉ cần đóng mở 1 đèn led theomột thời gian yêu cầu nào đó thì hệ thống vi xử lý cũng phải có đầy đủcác khối trên. Đẻ kết nối các khối trên tạo thành một hệ thống vi xử lý, đòi hỏingười thiết kế phải rất hiểu biết về tất cả các thành phần vi xử lý, bộnhớ, các thiết bị ngoại vi. Hệ thống tạo ra khá phức tạp, chiếm nhiềukhông gian, mạch in, và vấn đề chính là đòi hỏi người thiết kế, ngườisử dụng hiểu thật rõ về hệ thống. Một lý do chính nữa là vi xử lýthường xừ lý dữ liệu theo byte hoặc word trong khi đó các đối tượngđiều khiển trong công nghiệp thường điều khiển theo bit. Chính vì sự phức tạp nên các nhà chế tạo đã tích hợp một ít bộnhớ và một số các thiết bị ngoại vi cùng với vi xử lý tạo thành môt ICgọi là vi điều khiển (Microcontroller). Hình 3.1 so sánh hệ thống i xửlý với hê thống vi diều khiển Data CP CP RA RO G eneral- Seri P urpose RA RO I/O Time al Micro- rn Seria processo I/O Time 1 COM Address (a) General-Purpose Microcessor (b) Hình 3.1 ứ n g dụng của vi điều khiển rất nhiều trong các hệ thống điềukhiển công nghiệp, các dây chuyền sản xuất, các bộ điều khiển lậptrình, máy giặt, máy điều hòa nhiệt độ, máy bơm xăng tự động,...130 Có rất nhiều hãng chế tạo được vi điều khiển, hãng sản xuất nổitiếng là ATMEL. Hãng Intel là nhà thiết kế. c ỏ nhiều họ vi điều khiểnmang các mã số khác nhau, một trong họ nổi tiếng là họ MCS-51. Vi mạch tổng quát của họ MCS-51 là chip 8051 được sản xuấtvào năm 1981 với các thông số kỹ thuật như sau: - 4 KB ROM. - 128 byte RAM. - 4 port xuất nhập (I/O port) 8 bit. - 2 bộ định thời 16 bit. - Một cổng nối tiếp. - Không gian nhớ chương trình ngoài 64 K. - Bộ xử lý bit (thao tác trên các bit riêng rẽ). - 210 vị trí nhớ được định địa chỉ, mỗi vị trí một bit. - Nhân/chia trong 4 |HS. Và sau đây là bảng các đặc tính kỹ thuật của họ MCS - 51 vàM O -52: Bảng 3.1 Chân Đóng Ký hiệur ROM RAM Timer Ngắt Vcc I/O vỏ AT89C51 4K 128 32 2 6 5V 40AT89LV51 4K 128 32 2 6 3V 40AT89C1051 1K 64 15 1 3 3V 20AT89C2051 2K 128 15 2 6 3V 20 AT89C52 8K 128 32 3 8 5V 40AT89LV52 8K 128 32 3 8 3V 40 131 3.1ề2. Sơ ĐÒ CẤU TRÚC CỦA HỌ VI ĐIỀU KHIÊN 8051 Hình 3.2 mô tả sơ đồ cấu trúc bên trong vi điều khiển 8051 - Khối ALU đi kèm với các thanh ghi tem pi, temp2 và thanh ghi trạng thái PSWỂ - Bộ điều khiển logic (timing and conưol). - Vùng nhớ RAM ...