Tài liệu Mô tả cấu trúc phần cứng của vi điều khiển 8951 pdf

Mô tả cấu trúc phần cứng

của vi điều khiển 8951

Leâ Duy Phi - http://vixuly.cjp.net [email protected] - 1 -

MUÏC LUÏC

Lôøi Noùi Ñaàu

Vaán ñeà 1:

KHAÙI LÖÔÏC VEÀ HOÏ ATMEL AT80C51 ----Trang 3

PHAÀN 1: HÖÔÙNG DAÃN LAÉP RAÙP CAÙC LOAÏI MAÏCH NAÏP VI XÖÛ LYÙ

Vaán ñeà 2: ----Trang 6

MAÏCH NAÏP :

AT89C51 - QUA COÅNG COM

Vaán ñeà 3: ----Trang 16

MAÏCH NAÏP :

AT89C2051 - QUA COÅNG COM

Vaán ñeà 4: ----Trang 26

MAÏCH NAÏP:

AT89C2051 QUA COÅNG MAÙY IN

Vaán ñeà 5: ----Trang 32

MAÏCH NAÏP TOÅNG HÔÏP:

AT89C51 & AT89C2051 QUA COÅNG MAÙY IN

PHAÀN 2: HÖÔÙNG DAÃN LAØM BO MAÏCH IN CHAÁT LÖÔÏNG CAO

Vaán ñeà 6: ----Trang 41

HÖÔÙNG DAÃN THIEÁT KEÁ MAÏCH IN TREÂN MAÙY TÍNH

BAÈNG PHAÀN MEÀM : Eagle 4.01

Vaán ñeà 7: ----Trang 41

PHÖÔNG PHAÙP IN BAÛN VEÕ LEÂN BO ÑOÀNG

PHAÀN 3: HÖÔÙNG DAÃN SÖÛ DUÏNG CAÙC PHAÀN MEÀM VI XÖÛ LYÙ

Vaán ñeà 8: ----Trang 44

MOÄT SOÁ PHAÀN MEÀM LAÄP TRÌNH / SOAÏN THAÛO ASSEMBLY

Vaán ñeà 9: ----Trang 46

PHAÀN MEÀM BIEÂN DÒCH RA FILE HEX : ASM / TASM

Vaán ñeà 10 : ----Trang 50

CAÙC PHAÀN MEÀM MOÂ PHOÛNG VI XÖÛ LYÙ

Vaán ñeà 11 : ----Trang 52

HÖÔÙNG DAÃN SÖÛ DUÏNG Ezdl4.0 CHO CAÙC MAÏCH NAÏP

PHAÀN 4: CAÙC MAÏCH ÑIEÄN VI XÖÛ LYÙ - LYÙ THUÙ- ÑÔN GIAÛN

CHO NGÖÔØI MÔÙI BAÉT ÑAÀU HOÏC LAÄP TRÌNH CUØNG VI XÖÛ LYÙ

Vaán ñeà 12: ----Trang 53

HAÕY LAØM MAÏCH ÑEØN CHÔÙP VÔÙI 89C51

Vaán ñeà 13: ----Trang 57

HAÕY LAØM BOÄ ÑIEÀU KHIEÅN NHUÙNG ÑÔN GIAÛN

Vaán ñeà 14: ----Trang 64

LAØM COØI HUÏ VÔÙI HAI MÖÙC AÂM ÑIEÄU KHAÙC NHAU

Vaán ñeà 15 : ----Trang 67

LAØMÑOÀNG HOÀ BAÙO GIÔØI ÑIEÄN TÖÛ

LÔØI KEÁT.

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

Leâ Duy Phi - http://vixuly.cjp.net [email protected] - 2 -

Lôøi noùi ñaàu

Ngaøy nay , neàn coâng ngheä öùng duïng vi xöû lyù vaøo ñôøi soáng ñang ngaøy moät trôû neân khaù

phoá bieán vaø khoâng ngöøng ñöôïc phaùt trieån , hieän nay noù ñaõ ñöôïc phoå caäp ôû nhieàu tröôøng ñaïi

hoïc , cao ñaúng vaø caû caùc tröôøng trung caáp.

Beân caïnh vieäc hoïc lyù thuyeát ôû tröôøng , ñeå caùc baïn coù theå hieåu saâu hôn nöõa veà vi xöû lyù

vaø khaùm phaù caùc öùng duïng , caùc tính naêng cuûa noù baèng thöïc teá , toâi xin haân haïnh giôùi thieäu

vôùi caùc baïn quyeån saùch naøy “Höôùng daãn laép raùp caùc maïch naïp Vi Xöû Lyù ” ngoõ haàu seõ giuùp

caùc baïn töï laøm cho rieâng mình moät maïch naïp , ñeå naïp chöông trình maø baïn ñaõ vieát vaøo cho

con vi xöû lyù ñeå baïn coù theå bieát ñöôïc chöông trình maø baïn ñaõ vieát aáy - thöïc teá noù seõ hoaït ñoäng

nhö theá naøo- ñoù chính laø muïc ñích maø toâi ñaõ vieát quyeån saùch naøy cho caùc baïn.

Caùc baïn coù theå tìm thaáy caùc loaïi maïch naïp cho vi xöû lyù ( ñuùng ra phaûi goïi laø vi ñieàu

khieån ) raát ñôn giaûn , deã laùp raùp , linh kieän deã tìm kieám , cho neân xaùc suaát thaønh coâng raát

cao neân ai ai cuõng coù theå töï laøm laáy cho rieâng mình moät maïch naïp ñeå phuïc vuï cho vieäc hoïc ,

nghieân cöùu vaø nhaát laø ñeå laøm caùc ñoà aùn , luaän vaên lieân quan ñeán vi xöû lyù !

Ngoaøi ra toâi coøn boå sung theâm phaàn höôùng daãn laøm bo maïch in chaát löôïng raát cao ñeå

caùc baïn töï laøm ôû nhaø , tieát kieäm raát nhieàu chi phí raát thích hôïp cho sinh vieân nhöng chaát

löôïng nhö ñaõ noùi laø raát cao . Ñoàng thôøi toâi cuõng coù höôùng daãn cho baïn caùh söû duïng caùc

phaàn meàm veà vi xöû lyù phuïc vuï cho vieäc laäp trình ñeå baïn khoâng phaûi maát nhieàu thôøi gian tìm

kieám-vaø söû duïng caùc phaàn meàm naøy !

Sau cuøng laø caùc ví duï cuï theå seõ giuùp baïn böôùc ñaàu laøm quen cuøng vi xöû lyù , caùc öùng

duïng naøy daønh rieâng cho ngöôøi môùi baét ñaàu hoïc laäp trinh vi xöû lyù ! Neáu caùc baïn naøo ñaõ

thaønh thaïo roài thì xin haõy ñoïc quyeån 2 “ Höôùng daãn giao tieáp vi xöû lyù vôùi maùy tính” ôû ñaáy

baïn seõ bieát caùch giao tieáp qua laïi giöõa chuùng . ñoàng thôøi toâi cuõng coù nhieàu ví duï thieát thöïc

nhö “ Maùy ño nhieät ñoä baèng Led , maùy ño nhieät ñoä giao tieáp maùy tính , baûng ñeøn chöõ chaïy

ñôn giaûn , baûng ñeøn chöõ chaïy giao tieáp maùy tính , ño ñieän aùp qua maùy tính “ vaø moät soá

maïch ñieän öùng duïng vi xöû lyù khaùc seõ laøm cho baïn caõm thaáy thích thuù hôn khi hoïc veà vi xöû lyù

Taäp saùch naøy ñöïoc vieát khoâng ngoaøi muïc ñích goùp phaàn laøm phaùt trieån vieäc öùng vi xöû

lyù ngaøy moät hôn , ñoàng thôøi noù cuõng seõ giuùp baïn tieát kieäm raát nhieàu chi phí , hieän taïi giaù cuûa

moãi maïch naïp Vi xöû lyù theo toâi ñöôïc bieát ôû Nhaät Taûo baùn khoaûng 250.000ñ , ngoaøi ra cuõng

coù moät soá baïn khaùc chæ baùn gía 130.000ñ tuy nhieân maïch naïp naøy laïi quaù tieát kieäm vì chæ raùp

toaøn caùc linh kieän reõ tieàn . Nhöng neáu baïn töï raùp khoâng nhöõng chæ tieát kieäm khaù nhieàu tieàn

cuûa , chæ caàn baïn toán khoaûng 70.000ñ laø baïn coù ngay cho rieâng mình moät maïch naïp chaát

löôïng voâ cuøng vì linh kieän laø do chính tay baïn mua laáy . ÔÛ ñaây vaán ñeà khoâng phaûi laø chuyeän

tieàn nong , song vaán ñeà laø maïch naïp aáy laø do chính baïn ñaõ laép raùp noù , do ñoù baïn seõ caûm

thaáy thích thuù hôn ,haøi loøng hôn vôùi saûn phaåm cuûa mình .

Cuoái cuøng toâi xin chaân thaønh caûm ôn caùc baïn ñang hoïc cuøng toâi ñaõ ñoäng vieân kích leä

tinh thaàn , cuøng coù lôøi tri ôn saâu saéc ñeán caùc thaày trong tröôøng ñaõ giuùp ñôû cho toâi raát nhieàu

ñeå quyeån saùch naøy hoaøn thaønh ñuùng luùc caùc baïn ñang hoïc veà vi xöû lyù . Trong ñieàu kieän aáy ,

vieäc thieáu xoùt seõ laø ñieàu khoâng theå traùnh khoûi , cho neân söï goùp yù töø phía caùc baïn ñoäc giaû

cuõng nhö nhöõng lôøi goùp yù cuûa quyù thaày coâ seõ laø nieàm vinh haïnh cho toâi , toâi xin laéng nghe ,

söûa chöõa ñeå laàn sau coù dòp thì quyeån saùch naøy seõ hoaûn thieän hôn , ngoõ haàu seõ giuùp ích cho

caùc baïn trong vieäc hoïc taäp cuøng vieäc nghieân cöùu ñaït ñöôïc nhieàu lôïi laïc !

Nhaân ñaây toâi xin haân haïnh môøi baïn ñoùn ñoïc taäp 2:” Höôùng daãn giao tieáp vi xöû lyù vôùi maùy

tính ” baèng Visual Basic maø toâi saép vieát xong !

Moät laàn nöõa toâi xin caûm ôn caùc baïn ñaõ ñoïc quyeån saùch naøy !

Leâ Duy Phi

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

Leâ Duy Phi - http://vixuly.cjp.net [email protected] - 3 -

Vaán ñeà 1:

KHAÙI LÖÔÏC VEÀ AT89C51 & AT89C2051

I . MOÂ TAÛ CAÁU TRUÙC PHAÀN CÖÙNG CUÛA VI ÑIEÀU KHIEÅN 8951.

1/ Giôùi thieäu hoï MCS51:

MCS51 laø moät hoï IC vi ñieàu khieån (Microcontroller ) do haõng Intel saûn xuaát. Caùc IC tieâu bieåu cho hoï

MCS51 laø 8051 vaø 8031. Ñaëc bieät, vi ñieàu khieån 8951 ñöôïc saûn xuaát gaàn ñaây mang caùc ñaëc ñieåm sau:

§ 4 Kbytes EEPROM.

§ 128 bytes RAM.

§ 4 ports I/O (Input/Output).

§ 2 boä ñònh thôøi (timer) 16 bits.

§ Giao tieáp noái tieáp.

§ 64 Kbytes khoâng gian boä nhôù chöông trình môû roäng.

§ 64 Kbytes khoâng gian boä nhôù döõ lieäu môû roäng.

§ Moät boä xöû lí luaän lí (thao taùc treân caùc bit ñôn).

§ 210 bits ñöôïc ñòa chæ hoùa.

§ Boä nhaân chia 4 ms.

Töôùc khi ñi vaøo laép raùp bo maïch , toâi xin caùc baïn

daønh ít thôøi gian xem qua sô ñoà chaân vaø moät soá caùc

ñaëc ñieåm cuõng nhö moät soá caùc ñaët tính cuûa ñoái

töôïng maø ta seõ laøm vieäc raát nhieàu vôùi noù ñoù laø con

vi ñieàu khieån AT89C51 vaø AT89C2051.

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

Leâ Duy Phi - http://vixuly.cjp.net [email protected] - 4 -

2. HEÄ THOÁNG GIAO TIEÁP PORT:

a/ Port 0:Port 0 laø moät port hai chöùc naêng treân caùc chaân 32 – 39.

Haõy nhôù raèng : Treân caùc chaân naøy chöa coù ñieän trôû keùo döông , do ñoù khi caàn chuùng ta phaûi nhôù

ñeán ñaëc ñieåm naøy.

b/ Port 1: Port 1 laø moät port I/O treân caùc chaân 1 – 8.

c/ Port 2: Port 2 laø moät port coâng duïng keùp treân caùc chaân 21 – 28 .

d/ Port 3: Port 3 laø moät port coâng duïng keùp treân caùc chaân 10 – 17. Caùc chaân cuûa port naøy coù nhieàu chöùc

naêng, caùc coâng duïng chuyeån ñoåi coù lieân heä vôùi caùc ñaëc tính ñaëc bieät cuûa 8951 nhö ôû baûng sau:

Bit Teân Chöùc naêng chuyeån ñoåi

P3.0

P3.1

P3.2

P3.3

P3.4

P3.5

P3.6

P3.7

RXD

TXD

INT0\

INT1\

T0

T1

WR\

RD\

Döõ lieäu nhaän cho port noái tieáp

Döõ lieäu phaùt cho port noái tieáp

Ngaét 0 beân ngoaøi

Ngaét 1 beân ngoaøi

Ngoõ vaøo cuûa Timer/counter 0

Ngoõ vaøo cuûa Timer/counter 1

Xung ghi boä nhôù döõ lieäu ngoaøi

Xung ñoïc boä nhôù döõ lieäu ngoaøi

3 - CAÙC TÍN HIEÄU ÑIEÀU KHIEÅN:

Chip AT8951 coù caùc tín hieäu ñieàu khieån caàn phaûi löu yù sau:

A- Chaân EA\ (External Access):

Tín hieäu vaøo EA\ treân chaân 31 thöôøng ñöôïc maéc leân möùc cao ( +5v) hoaëc möùc thaáp

(GND).

Neáu ôû möùc cao, 8951 thi haønh chöông trình töø ROM noäi trong khoaûng ñòa chæ thaáp (4K hoaëc

toái ña 8k ñoái vôùi AT89C52).

Neáu ôû möùc thaáp, chöông trình ñöôïc thi haønh töø boä nhôù ngoaøi môû roäng (Toái ña ñeán 64K ).

Ngoaøi ra Ngöôøi ta coøn duøng EA\ laøm chaân caáp ñieän aùp 12V khi laäp trình cho EEPROM trong

8051.

B- CHAÂN PSEN\ (PROGRAM STORE ENABLE):

PSEN\ laø tín hieäu ra treân chaân 29. Noù laø tín hieäu ñieàu khieån cho pheùp boä nhôù chöông trình môû roäng,

PSEN\ thöôøng ñöôïc noái ñeán chaân OE (Output Enable) cuûa moät EPROM hoaëc ROM ñeå cho pheùp ñoïc caùc

byte maõ leänh.

Haõy nhôù raèng :Bình thöôøng chaân PSEN\ seõ ñöôïc thaõ troáng (No Connect). Chæ khi naøo chaân EA\ ôû möùc

thaáp thì luùc ñoù:

PSEN\ seõ ôû möùc thaáp trong thôøi gian laáy leänh. Caùc maõ nhò phaân cuûa chöông trình

ñöôïc ñoïc töø EPROM qua bus döõ lieäu vaø ñöôïc choát vaøo thanh ghi leänh cuûa 8951 ñeå giaûi maõ

leänh.

PSEN\ seõ ôû möùc thuï ñoäng (möùc cao) neáu thi haønh chöông trình trong ROM noäi

(8951)

C- CAÙC CHAÂN NGUOÀN:

AT8951 hoaït ñoäng vôùi nguoàn ñôn +5V. Vcc ñöôïc noái vaøo chaân 40 vaø Vss (GND) ñöôïc noái vaøo chaân 20.

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

Leâ Duy Phi - http://vixuly.cjp.net [email protected] - 5 -

II. MOÂ TAÛ CAÁU TRUÙC PHAÀN CÖÙNG CUÛA VI ÑIEÀU KHIEÅN AT89C2051.

AT89C2051 laø moät vi ñieàu khieån thu goïn chæ coù 20 chaân , vôùi ñaày ñuû caùc tính naêng cnhö AT89C51

.Duy chæ khaùc moät ñieåm caàn löu yù ñoù laø Flash ROM cuûa noù chæ coù 2K maø thoâi vaø moät vaøi Port khoâng ñöôïc hoã

trôï ñuû , do ñoù tuyø theo muïc ñích maøta seõ caàn ñeán noù.

Hình : Sô ñoà chaân AT89C2051

MOÄT SOÁ CAÙC ÑAËC TÍNH CUÛA AT89C2051 LAØ:

~ 2 Kbytes of Flash ( Coù naïp vaøo hoaêc xoaù ñi 1000 laàn)

~ 128 bytes of RAM

~ 15 I/O lines ( 15 ñöôøng xuaát/ nhaäp)

~ two16-bit timer/counters ( hai boä ñònh thì/ ñeám 16 bít)

~ five vector, two-level interrupt architecture (coù 5 vectô ngaét-2 möùc )

~ full duplex serial port ( coù coång noái tieáp)

~ precision analog comparator

~ on chip oscillator and clock circuitry ( coù maïch dao ñoäng vaø taïo xung beân trong chip)

Haõy nhôù raèng: Möùc ñieän aùp hoaït ñoäng thaáp (2,7Và 6V , chuùng ta thöôøng duøng noù ôû 5V)

Taàn soá dao ñoâng thaïch anh toái ña 24Mhz ( thöôøng ta duøng 11.0592Mhz ñeå haïn cheá

loãi ñeán möùc nhoû nhaát trong quaù trình noù laøm vieäc)

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

Leâ Duy Phi - http://vixuly.cjp.net [email protected] - 6 -

Vaán ñeà 2:

I- ÑOÂI LÔØI GIÔÙI THIEÄU :

Neáu baïn muoán vöøa hoïc Vi Xöû Lyù ñoàng thôøi cuõng muoán khaùm phaù noù qua caùc

öùng duïng cuï theå, qua caùc döï aùn thöc teá ñeå phaùt trieån 89C51, 89c52…vôùi ngoân ngöõ

laäp trình Asemmbly thì “ Maïch Naïp AT89C51 ‘ chính laø caâu traû lôøi . Noù raát reû vaø

moïi ngöôøi ñeàu coù theå töï laøm ñöôïc cho rieâng mình moät naïp .

Maïch naïp naøy khoâng nhöõng chæ naïp ñöôïc cho AT89c51(4k) maø coøn naïp ñöôïc cho caû

89c52(8k) vaø 89c55( 20k )ø .

Sau khi baïn laäp trình vôùi Asemmbly hoaëc C xong ,roài baïn haõy dòch noù ra file

HEX ( neáu baïn chöa bieát caùch dòch thì baïn haõy xem muïc höôùng daãn caùc phaàn meàm Vi

Xöû Lyù ôû ñaèng sau) sau ñoù baïn haõy naïp noù vaøo cho con Chip baèng caùch duøng “Maïch

Naïp AT89C51”.

II- PHAÀN CÖÙNG : SÔ ÑOÀ VAØ BO MAÏCH IN

1 ). HÌNH AÛNH MAÏCH NAÏP HOAØN CHÆNH :

Hình 1

MAÏCH NAÏP :

AT89C51 - QUA COÅNG COM

Haõy laøm rieâng cho baïn moät naïp chöông trình- ñeå naïp file

HEX cho caùc vi ñieàu khieån 89C51 , 89C52 , 89C53 vaø

89C55 .ÔÛ ñaây coù saün bo maïch in , sô ñoà vaø caû phaàn meàm

cuøng höôùng daãn heát söùc deã daøng ñeå laøm vaø söû duïng noù.

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com