Lập trình vi điều kiển 8051 sử dụng ngôn ngữ lập trình c giao tiếp ngắt và truyền thông

KIẾN TRÚC VÀ
TỔ CHỨC MÁY TÍNH
LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KIỂN 8051 SỬ DỤNG NGƠN NGỮLẬP
TRÌNH C GIAO TIẾP NGẮT VÀ TRUYỀN THƠNG

THỰC HIỆN BỞI
NHĨM 4


Vi điều khiển 8051


1. CẤU HÌNH CỦA VĐK 8051
2. CẤU TRÚC CỦA 8051
3. SƠ ĐỒ CHÂN CỦA 8051
4. CẤU HÌNH TỐI THIỀU ĐỂ 8051
CÓ THỂ HOẠT ĐỘNG ĐƯỢC


Hệ vi xử lí = CPU + bộ nhớ + phối ghép I/O 8051 có thể coi là một hệ vi xử lí trên 1 chip


CẤU HÌNH VĐK 8051
• VĐK 8051 là một vdk tiêu biểu của họ MCS51 của
hãng Intel
• 8051 là CPU 8 bit được tối ưu hóa cho ứng dụng
điều khiển
• Bộ nhớ trong: Rom 4KB và Ram 128 byte
• Bộ nhớ ngồi : có thể mở rộng 64KB bộ nhớ
chương trình (code) và 64KB bộ nhớ dữ liệu (data)

• Về ngoại vi
• 4 cổng xuất/nhập (I/O port ) 8bit
• 2 bộ đếm/ định thời 16 bit
• Giao tiếp nối tiếp UART ( theo chế độ UART)
• Bộ điều khiển ngắt với 5 nguồn ngắt
• Bộ xử lý bit với 210 bit
• Lệnh nhân/ chia 4MC


CẤU TRÚC BÊN TRONG CỦA 8051
Central Processor Unit (CPU)
• CPU là bộ não trung tâm có nhiệm vụ theo dõi và điều
khiển tất cả cá hoạt động của vi điều khiển. CPU đọc
và thực thi chương trình trong ROM
Oscillator:
• Vi điều khiển là một linh kiện số, do đó nó cần có xung
nhịp để hoạt động. Khối OSC cần thêm thạch anh và
tụ bên ngồi để tạo dao động
Memory:
• ROM (Read Only Memory) là bộ nhớ chương trình
(code memory)
• RAM ( Random Access Memory ) lưu trữ dữ liệu tạm
thời.
Bus: là tập các dây nối để liên kết các thành phần,
truyền lệnh, địa chỉ, hoặc dự liệu.


CẤU TRÚC BÊN TRONG CỦA 8051
Input/Output Port
•

Để kết nối với các thiết bị khác, cần có các cổng
vào/ra dữ liệu I/O. 8051 có bốn cổng vào/ra 8 bit, là
P0, P1, P2, P3.

Timers/Counters:
•

8051 có các bộ đếm/định thời 16bit. Dùng để định
thời gian hoặc đếm sự kiện.

Interupts:
•

Là một số sự kiện khẩn cấp bên trong hoặc bên
ngoài bộ vi điều khiển xảy ra, được vi điều khiển
tạm dừng thực hiện chương trình hiện tại, phục vụ
ngay lập tức nhiệm vụ mà ngắt u cầu.

•

Có 6 nguồn ngắt: 2 ngắt ngồi, 2 ngắt timer, 1 ngắt
cổng nối tiếp, và 1 ngắt reset.


SƠ ĐỒ CHÂN CỦA 8051 (AT89S52)


Cấu hình tối thiểu để 8051 có thể hoạt động được

1. Chân 20 cấp GND
2. Chân 40 cấp nguồn Vcc 5V
3. Chân 9 Nối với mạch reset
4. Chân 18,19 Nối với mạch tạo dao động
5. Chân 31 Nối với Vcc, để chạy chương
trình lưu trữ trong bộ nhớ trong.
6. Nếu P0 muốn làm cổng vào thì cần nối
với trở thanh 103 kéo lên Vcc


TRUYỀN THÔNG
NỐI TIẾP UART


3.1. CÁC CƠ SỞ
CỦA TRUYỀN
THÔNG NỐI TIẾP

01

BAUD RATE ( TỐC ĐỘ
BAUD)

02

FRAME ( KHUNG
TRUYỀN )


3.1. CÁC CƠ SỞ CỦA TRUYỀN THÔNG NỐI TIẾP

Trong truyền thông nối tiếp dữ liệu được gửi đi từng bit một, so với truyền song song thì là một hoặc
nhiều byte được truyền đi cùng một lúc.

- Giảm giá thành
- Hệ thống đơn giản hơn
- Mở ra khả năng để hai máy tính ở cách xa nhau có thể truyền


3.1. CÁC CƠ SỞ CỦA TRUYỀN THƠNG NỐI TIẾP
Truyền thơng dữ liệu nối tiếp sử dụng hai phương pháp là đồng bộ và không đồng bộ

Truyền đồng bộ

Truyền không đồng bộ

Thì bộ truyền và bộ thu
được đồng bộ hóa qua
một đường tín hiệu đồng
hồ bên ngồi. Khái niệm
“đồng bộ” để chỉ sự “báo
trước” trong quá trình
truyền.

Chỉ cần một đường truyền
cho một q trình. “Khung dữ
liệu” đã được chuẩn hóa bởi
các thiết bị nên không cần
đường xung nhịp báo trước
dữ liệu đến.

Trong 8051 có một bộ truyền dữ liệu khơng đồng bộ (UART - Universal Asynchronous serial
Reveiver and Transmitter).


3.1.1. BAUD RATE ( TỐC ĐỘ BAUD )
Để việc truyền và nhận khơng đồng bộ xảy ra thành cơng thì các thiết bị tham gia phải “thống
nhất” với nhau về khoảng thời gian dành cho 1 bit truyền, hay nói cách khác tốc độ truyền phải
được cài đặt như nhau trước, tốc độ này gọi là tốc độ Baud. Theo định nghĩa, tốc độ baud là số bit
truyền trong 1 giây.
Ví dụ: nếu tốc độ baud được đặt là 19200 thì thời gian dành
cho 1 bit truyền là 1/19200 ~ 52.083us.


3.1.2. FRAME ( KHUNG TRUYỀN )
Khung truyền bao gồm các quy định về số bit trong mỗi lần truyền, các bit “báo” như bit Start và
bit Stop, các bit kiểm tra như Parity, ngoài ra số lượng các bit trong một data cũng được quy định
bởi khung truyền.


3.2. TRUYỀN
THÔNG NỐI TIẾP
TRONG 8051

01

PHẦN CỨNG

02

THIẾT LẬP TỐC ĐỘ

BAUD TRONG 8051


3.2.1. PHẦN CỨNG
Trong 8051 có hai chân được dùng cho
truyền và nhận dữ liệu nối tiếp. Hai chân này
được gọi là TxD và RxD
Để cho phép tương thích giữa các thiết bị
truyền thông dữ liệu được sản xuất bởi các
hãng khác nhau thì một chuẩn giao diện được
gọi là RS232 đã được thiết lập


3.2.1. PHẦN CỨNG
*Nối ghép 8051 tới RS232
Chuẩn RS232 được thiết lập trước họ logic
TTL rất lâu do vậy điện áp đầu vào và đầu ra
của nó khơng tương thích với mức TTL. Trong
RS232 thì mức logic 1 được biểu diển từ điện
áp - 3v đến -25v trong khi đó mức 0 thì ứng với
điện áp + 3v đến +25v làm cho điện áp - 3v đến
+ 3v là không xác định.


3.2.2. THIẾT LẬP TỐC ĐỘ BAUD TRONG 8051
Một khi các chế độ cổng nối tiếp đã được cấu hình, việc tiếp theo là chương trình cần
phải cấu hình tốc độ baud cho các cổng nối tiếp.