Giáo trình Vi điều khiển (Nghề: Cơ điện tử - Cao đẳng): Phần 2 - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội

(NB) Giáo trình Vi điều khiển cung cấp cho người học những kiến thức như: Cấu trúc họ vi điều khiển 8051; Tập lệnh 8051; Bộ định thời; Cổng nối tiếp; Mời các bạn cùng tham khảo nội dung giáo trình phần 2 dưới đây.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Vi điều khiển (Nghề: Cơ điện tử - Cao đẳng): Phần 2 - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội Bài 3 Bộ định thời Mục tiêu - Trình bày được cấu tạo và các chế độ làm việc của bộ định thời 8051 theo nội dung đã học - Thực hiện khởi tạo bộ nhớ đúng yêu cầu kỹ thuật - Thực hiện đọc bộ định thời trong khi hoạt động đúng yêu cầu kỹ thuật - Thực hiện lập trình điều khiển dùng bộ định thời đúng yêu cầu kỹ thuật - Nghiêm túc, cẩn thận, chính xác trong học tập và thực hiện công việc 3.1. Mở đầu Tần số: tần số xung ngõ ra bằng tần số xung ngõ vào chia cho 2N. Giá trị: giá trị nhị phân trong các FF của bộ định thời là số đếm của các xung clock tại ngõ vào từ khi bộ định thời bắt đầu đếm. Tràn: xảy ra hiện tượng tràn (cờ tràn = 1) khi số đếm chuyển từ giá trị lớn nhất xuống giá trị nhỏ nhất của bộ định thời. Ví dụ: Bộ định thời 16 bit (chứa 16 FF bên trong). f f f  IN  IN OUT 216 65536 Tần số: Giá trị: số đếm nằm trong khoảng 0 (0000H)  65535 (FFFFH). Tràn: cờ tràn bằng 1 khi số đếm từ FFFFH chuyển xuống 0000H. Hình minh họa đơn giản hoạt động của bộ định thời 3 bit: 82 Hình 4.3. Bộ định thời 3 bít, hình a. sơ đồ logic, b. giản đồ thời gian Hoạt động của một bộ định thời 3 bit đơn giản được minh họa trong hình trên. Mỗi một tầng là D FF kích khởi cạnh âm hoạt động như một mạch chia 2 do ta nối ngõ ra Q với ngõ vào D. Flipflop cờ (Flag FF) là một mạch chốt D được set bằng 1 bởi tầng cuối của bộ định thời. Giản đồ thời gian cho thấy tầng thứ nhất (Q0) chia 2 tần số xung clock, tầng thứ hai (Q1) chia 4 tần số xung clock, … Số đếm được ghi ở dạng thập phân và được kiểm tra dễ dàng bằng cách khảo sát trạng thái của 3 flipflop. Ví dụ, số đếm là 4 xuất hiện khi Q2 = 1, Q1 = 0, Q0 = 0. Các flipflop ở trên là các flipflop tác động cạnh âm (nghĩa là trạng thái của các flipflop sẽ thay đổi theo cạnh âm của xung clock). Khi số đếm tràn từ 111 xuống 000, ngõ ra Q2 có cạnh âm làm cho trạng thái của flipflop cờ đổi từ 0 lên 1 (ngõ vào D của flipflop này luôn luôn ở logic 1). Ứng dụng định thời gian (TIMER): bộ định thời được lập trình sao cho sẽ tràn sau một khoảng thời gian đã qui định và khi đó cờ tràn của bộ định thời sẽ bằng 1. Ứng dụng đếm sự kiện (COUNTER): để xác định số lần xuất hiện của một kích thích từ bên ngoài tới một chân của chip 8051 (kích thích là sự chuyển trạng thái từ 1 xuống 0). Ứng dụng tạo tốc độ baud cho port nối tiếp: xem thêm trong phần “Hoạt động port nối tiếp.”. 83 3.2. Thanh ghi SFR của timer Thanh ghi THx/TLx TL0: Chứa byte thấp của bộ định thời 0. TL1: Chứa byte thấp của bộ định thời 1. TH0: Chứa byte cao của bộ định thời 0. TH0: Chứa byte cao của bộ định thời 1. 3.2.1. Thanh ghi TMOD 84 Thanh ghi TMOD (Timer Mode Register) chứa các bit dùng để thiết lập chế độ hoạt động cho bộ định thời 0 và bộ định thời 1. Thanh ghi TMOD được nạp giá trị một lần tại thời điểm bắt đầu của chương trình để qui định chế độ hoạt động của các bộ định thời. Các chế độ hoạt động của bộ định thời: Ví dụ 1: Cho biết giá trị cần nạp cho thanh ghi TMOD để Timer 0: là bộ định thời gian 16 bit, được điều khiển bằng phần mềm (bit TR0). Timer 1: là bộ đếm xung 13 bit, được điều khiển bằng phần cứng (chân INT1). Giải Phân tích: (1): Chế độ 16 bit.  M1 = 0, M0 = 1. (2): Bộ định thời gian.  C / T = 0. (3): Điều khiển bằng phần mềm.  GATE = 0. (4): Chế độ 13 bit.  M1 = 0, M0 = 0. (5): Bộ đếm xung.  C / T = 1. (6): Điều khiển bằng phần cứng.  GATE = 1. Từ đó ta có: (TMOD) = 11000001B = C1H. 85 3.2.2. Thanh ghi TCON Thanh ghi TCON (Timer Control Register) chứa các bit dùng để điều khiển và báo trạng thái của bộ định thời 0 và bộ định thời 1. Cấu trúc thanh ghi TCON: 3.3. Các chế độ làm việc 3.3.1. Chế độ định thời 13 bit (chế độ 0) Chế độ định thời 0 là chế độ định thời 13 bit cung cấp khả năng tương thích với bộ vi điều khiển tiền nhiệm 8048.Chế độ này không được dùng cho các thiết kế mới.Byte cao của bộ định thời THx được ghép cascade với 5 bit thấp của byte thấp của bộ định thời THx để tạo thành một bộ định thời 13bit. Ba bit cao của TLx không sử dụng. 3.3.2. Chế độ định thời 16 bit (chế độ 1) Chế độ định thời 16 bit có cấu hình giống như chế độ định thời 13 bit. Khi có xung clock bộ định thời đếm lên: 0000H,0001H,0002H … FFFFH (65535). Một tràn sẽ xuất hiện khi có sự chuyển số đếm từ FFFFH xuống 0000H, sự kiện này sẽ set cờ tràn bằng 1 (TFx = 1) và bộ định thời tiếp tục đếm. Bit có ý nghĩa lớn nhất (MSB : Most significant bit) của giá trị trong các thanh ghi định thời là bit 7 của THx và bit có ý nghĩa thấp nhất (LSB : Least significan bit ) là bit 0 của TLx. Các thanh ghi định thời ( THx,TLx) có thể được đọc hoặc ghi bằng phần mềm ở bất kỳ thời điểm nào. 3.3.3. Chế độ tự nạp lại 8 bit (chế độ 2) Chế độ 2 là chế độ tự nạp lại 8bit. Byte thấp của bộ định thời (TLx) hoạt động định thời 8 bit trong khi byte cao của bộ định thời lưu giữ giá trị nạp lại. Khi số đếm tràn từ FFH xuống 00H không chỉ cờ tràn của bộ định thời set lên 1 mà giá trị trong THx còn được nạp vào TLx, việc đếm sẽ được tiếp tục từ giá trị này cho đến khi xảy ra lần tràn kế tiếp,v.v… 86 3.3.4. Chế độ định thời tách biệt timer (chế độ 3) Chế độ 3 là chế độ định thời chia xẻ và có hoạt động khác nhau cho từng bộ định thời. Bộ định thời 0 của chế độ ...