ứng dụng linh kiện điện điện tử, chương 1

Ngày nay kỹ thuật vi điều khiển đã trở nên quen thuộc trong các ngành kỹ thuật và trong dân dụng. Từ các dây chuyền sản xuất lớn đến các thiết bị gia dụng, chúng ta đều thấy sự hiện diện của vi điều khiển. Các bộ vi điều khiển có khả năng xử lý nhiều hoạt động phức tạp mà chỉ cần một chip vi mạch nhỏ, nó đã thay thế các tủ điều khiển lớn và phức tạp bằng những mạch điện gọn nhẹ, dễ dàng thao tác sử dụng. Vi điều khiển không những góp phần vào...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
ứng dụng linh kiện điện điện tử, chương 1 PHAÀN MÔÛ ÑAÀU I. KHAÙI QUAÙT VAÁN ÑEÀ Ngaøy nay kyõ thuaät vi ñieàu khieån ñaõ trôû neân quen thuoäc trong caùc ngaønh kyõ thuaät vaø trong daân duïng. Töø caùc daây chuyeàn saûn xuaát lôùn ñeán caùc thieát bò gia duïng, chuùng ta ñeàu thaáy söï hieän dieän cuûa vi ñieàu khieån. Caùc boä vi ñieàu khieån coù khaû naêng xöû lyù nhieàu hoaït ñoäng phöùc taïp maø chæ caàn moät chip vi maïch nhoû, noù ñaõ thay theá caùc tuû ñieàu khieån lôùn vaø phöùc taïp baèng nhöõng maïch ñieän goïn nheï, deã daøng thao taùc söû duïng. Vi ñieàu khieån khoâng nhöõng goùp phaàn vaøo kyõ thuaät ñieàu khieån maø coøn goùp phaàn to lôùn vaøo vieäc phaùt trieån thoâng tin. Ñoù chính laø söï ra ñôøi cuûa haøng loaït thieát bò toái taân trong ngaønh vieãn thoâng, truyeàn hình, ñaëc bieät laø söï ra ñôøi cuûa maïng Internet –sieâu xa loä thoâng tin, goùp phaàn ñöa con ngöôøi ñeán ñænh cao cuûa neàn vaên minh nhaân loaïi. Chính vì caùc lyù do treân, vieäc tìm hieåu, khaûo saùt vi ñieàu khieån laø ñieàu maø caùc sinh vieân ngaønh ñieän maø ñaëc bieät laø chuyeân ngaønh kyõ thuaät ñieän-ñieän töû phaûi heát söùc quan taâm. Ñoù chính laø moät nhu caàu caàn thieát vaø caáp baùch ñoái vôùi moãi sinh vieân, ñeà taøi naøy ñöôïc thöïc hieän chính laø ñaùp öùng nhu caàu ñoù. Caùc boä ñieàu khieån söû duïng vi ñieàu khieån tuy ñôn giaûn nhöng ñeå vaän haønh vaø söû duïng ñöôc laïi laø moät ñieàu raát phöùc taïp. Phaàn coâng vieäc xöû lyù chính vaãn phuï thuoäc vaøo con ngöôøi, ñoù chånh laø chöông trình hay phaàn meàm. Tuy chuùng ta thaáy caùc maùy tính ngaøy nay cöïc kyø thoâng minh, giaûi quyeát caùc baøi toaùn phöùc taïp trong vaøi phaàn trieäu giaây, nhöng ñoù cuõng laø döïa treân söï hieåu bieát cuûa con ngöôøi. Neáu khoâng coù söï tham gia cuûa con ngöôøi thì heä thoáng vi ñieàu khieån cuõng chæ laø moät vaät voâ tri. Do vaäy khi noùi ñeán vi ñieàu khieån cuõng gioáng nhö maùy tính bao goàm 2 phaàân laø phaàn cöùng vaø phaàn meàm. Caùc boä vi ñieàu khieån theo thôøi gian cuøng vôùi söï phaùt trieån cuûa coâng ngheä baùn daãn ñaõ tieán trieån raát nhanh, töø caùc boä vi ñieàu khieån 4 Bit ñôn giaûn ñeán caùc boä vi ñieàu khieån 32 Bit. Vôùi coâng ngheä tieân tieán ngaøy nay caùc maùy tính coù theå ñi ñeán vieäc suy nghó, tri thöùc caùc thoâng tin ñöa vaøo, ñoù laø caùc maùy tính thuoäc theá heä trí tueä nhaân taïo. Maëc duø vi ñieàu khieån ñaõ ñi ñöôïc nhöõng böôùc daøi nhö vaäy nhöng ñeå tieáp caän ñöôïc vôùi kyõ thuaät naøy khoâng theå laø moät vieäc coù ñöôïc trong moät sôùm moät chieàu. Vieäc hieåu ñöôïc cô cheá hoaït ñoäng cuûa boä vi ñieàu khieån 8 Bit laø cô sôû ñeå chuùng ta tìm hieåu vaø söû duïng caùc boä vi ñieàu khieån toái taân hôn, ñaây chính laø böôùc ñi ñaàu tieân khi chuùng ta muoán xaâm nhaäp saâu hôn vaøo lónh vöïc naøy. Ñeå tìm hieåu boä vi ñieàu khieån moät caùch khoa hoïc vaø mang laïi hieäu quaû cao laøm neàn taûn cho vieäc xaâm nhaäp vaøo nhöõng heä thoáng toái taân hôn. Vieäc trang bò nhöõng kieán thöùc veà vi ñieàu khieån cho sinh vieân laø heát söùc caàn thieát. Xuaát phaùt töø thöïc tieån naøy em ñaõ ñi ñeán quyeát ñònh Thieát keá vaø thi coâng heä thoáng Kit Vi Ñieàu Khieån 8951. Nhaèm ñaùp öùng nhu caàu ham muoán hoïc hoûi cuûa baûn thaân. II.GIÔÙI HAÏN VAÁN ÑEÀ Do thôøi gian nghieân cöùu vaø thöïc hieän ñeà taøi chæ giôùi haïn trong voøng 7 tuaàn leã, voán kieán thöùc vaø vieäc tìm hieåu saâu veà moät heä vi ñieàu khieån coøn haïn cheá, luaän aùn naøy chæ thöïc hieän trong phaïm vi sau: * Phaàn I : Giôùi thieäu caùc linh kieän söû duïng trong maïch * Phaàn II : Thieát keá vaø thi coâng phaàn cöùng . * Phaàn III : Thieát keá phaàn meàm * Phaàn IV : Phuï luïc III. MUÏC TIEÂU NGHIEÂN CÖÙU Döïa treân cô sôû cuûa caùc ñeà taøi vi xöû lyù vaø vi ñieàu khieån, ñaëc bieät laø caùc tính naêng cuûa chuùng cuõng nhö caùc hoï IC giao tieáp, hieån thò vaø giaûi maõ …, nhaèm thieát keá moät heä thoáng vi ñieàu khieån goùp phaàn laøm phong phuù theâm cho vieäc hieåu bieát veà lónh vöïc naøy ñoàng thôøi coù theå môû roäng vaø ñònh höôùng cho nhöõng ñeà taøi sau. PHAÀN I : GIÔÙI THIEÄU CAÙC LINH KIEÄN SÖÛ DUÏNG TRONG MAÏCH CHÖÔNG I KHAÛO SAÙT VI ÑIEÀU KHIEÅN 8951 I. GIÔÙI THIEÄU CAÁU TRUÙC PHAÀN CÖÙNG HOÏ MCS-51 (8951): 1.Giôùi thieäu hoï MCS-51: MCS-51 laø hoï IC vi ñieàu khieån do haõng Intel saûn xuaát. Caùc IC tieâu bieåu cho hoï laø 8051 vaø 8031. Caùc saûn phaåm MCS-51 thích hôïp cho nhöõng öùng duïng ñieàu khieån. Vieäc xöû lyù treân Byte vaø caùc toaùn soá hoïc ôû caáu truùc döõ lieäu nhoû ñöôïc thöïc hieän baèng nhieàu cheá ñoä truy xuaát döõ lieäu nhanh treân RAM noäi. Taäp leänh cung caáp moät baûng tieän duïng cuûa nhöõng leänh soá hoïc 8 Bit goàm caû leänh nhaân vaø leänh chia. Noù cung caáp nhöõng hoå trôï môû roäng treân Chip duøng cho nhöõng bieán moät Bit nhö laø kieåu döõ lieäu rieâng bieät cho pheùp quaûn lyù vaø kieåm tra Bit tröïc tieáp trong ñieàu khieån vaø nhöõng heä thoáng logic ñoøi hoûi xöû lyù luaän lyù. 8951 laø moät vi ñieàu khieån 8 Bit, cheá taïo theo coâng ngheä CMOS chaát löôïng cao, coâng suaát thaáp vôùi 4 KB PEROM (Flash Programeable and erasable read only memory). Thieát bò naøy ñöôïc cheá taïo baèng caùch söû duïng boä nhôù khoâng boác hôi maät ñoä cao cuûa ATMEL vaø töông thích vôùi chuaån coâng nghieäp MCS-51 veà taäp leänh vaø caùc chaân ra. PEROM ON-CHIP cho pheùp boä nhôù laäp trình ñöôïc laäp trình trong heä thoáng hoaëc bôûi moät laäp trình vieân bình thöôøng. Baèng caùch keát hôïp moät CPU 8 Bit vôùi moät PEROM treân moät Chip ñôn, ATMEL AT89C51 laø moät vi ñieàu khieån maïnh (coù coâng suaát lôùn) maø noù cung aáp moät söï linh ñoäng cao vaø giaûi phaùp veà giaù caû ñoái vôùi nhieàu öùng duïng vi ñieàu khieån. AT89C51 cung caáp nhöõng ñaëc tính chuaån nhö sau: 4 KB boä nhôù chæ ñoïc coù theå xoùa va ...