Bài giảng lý thuyết vi xử lý - Chương 2: Phần cứng vi điểu khiển 8051 potx

ÐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINHÐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ ðIỆN TỬKHOA CÔNG NGHỆ ðIỆN TỬ
BỘ MÔN ðIỆN TỬ CÔNG NGHIỆPBỘ MÔN ðIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP
BÀI GIẢNG LÝ THUYẾTBÀI GIẢNG LÝ THUYẾT
VI XỬ LÝVI XỬ LÝ
TP. HỒ CHÍ MINHTP. HỒ CHÍ MINH
THÁNG 09THÁNG 09 20092009
VI XỬ LÝVI XỬ LÝ
GiáoGiáo viên: PHẠM QUANG TRÍviên: PHẠM QUANG TRÍ
ÐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINHÐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ ðIỆN TỬKHOA CÔNG NGHỆ ðIỆN TỬ
BỘ MÔN ðIỆN TỬ CÔNG NGHIỆPBỘ MÔN ðIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP
CHƯƠNG 2CHƯƠNG 2
PHẦN CỨNGPHẦN CỨNG
VI ðIỀU KHIỂN 8051VI ðIỀU KHIỂN 8051
GIỚI THIỆU CHUNGGIỚI THIỆU CHUNG
 Một số ñặc trưng cơ bản của chip 8051:Một số ñặc trưng cơ bản của chip 8051:
 Bộ nhớ chương trình (ROM) bên trong: Bộ nhớ chương trình (ROM) bên trong: 4 KB4 KB
 Bộ nhớ dữ liệu (RAM) bên trong: Bộ nhớ dữ liệu (RAM) bên trong: 128 byte128 byte
 Bộ nhớ chương trình (ROM) bên ngoài: Bộ nhớ chương trình (ROM) bên ngoài: 64 KB 64 KB (tối ña)(tối ña)
 Bộ nhớ dữ liệu (RAM) bên ngoài:Bộ nhớ dữ liệu (RAM) bên ngoài: 64 KB 64 KB (tối ña)(tối ña)

4 port xuất nhập (I/O Port) 8 bit.4 port xuất nhập (I/O Port) 8 bit.
4 port xuất nhập (I/O Port) 8 bit.4 port xuất nhập (I/O Port) 8 bit.
 2 bộ ñịnh thời (Timer) 16 bit.2 bộ ñịnh thời (Timer) 16 bit.
 Mạch giao tiếp nối tiếp (Serial Port).Mạch giao tiếp nối tiếp (Serial Port).
 Mạch xử lý ngắt (Interrupt).Mạch xử lý ngắt (Interrupt).
 Bộ xử lý bit (thao tác trên các bit riêng lẻ).Bộ xử lý bit (thao tác trên các bit riêng lẻ).
 210 vị trí nhớ ñược ñịnh ñịa chỉ, mỗi vị trí 1 bit.210 vị trí nhớ ñược ñịnh ñịa chỉ, mỗi vị trí 1 bit.
 Thực hiện phép nhân/chia trong 4 µs.Thực hiện phép nhân/chia trong 4 µs.
GIỚI THIỆU CHUNGGIỚI THIỆU CHUNG

 Các phiên bản khác của chip 8051:Các phiên bản khác của chip 8051:
 Vi ñiều khiển 80C31 / 80C32:Vi ñiều khiển 80C31 / 80C32:
 ROM trongROM trong không tích hợpkhông tích hợp
 RAM trongRAM trong 128 byte128 byte (31) / (31) / 256 byte256 byte (32)(32)
 Bộ ñịnh thờiBộ ñịnh thời 2 bộ 2 bộ (31) / (31) / 3 bộ 3 bộ (32)(32)
 Tín hiệu ngắtTín hiệu ngắt 5 tín hiệu 5 tín hiệu (31) / (31) / 6 tín hiệu 6 tín hiệu (32)(32)

Cổng xuất/nhậpCổng xuất/nhập
32 chân32 chân

Cổng xuất/nhậpCổng xuất/nhập
32 chân32 chân
GIỚI THIỆU CHUNGGIỚI THIỆU CHUNG
 Các phiên bản khác của chip 8051:Các phiên bản khác của chip 8051:
 Vi ñiều khiển 80C51 / 80C52:Vi ñiều khiển 80C51 / 80C52:
 ROM trongROM trong 4 KB4 KB (51) / (51) / 8 KB8 KB (52) dùng (52) dùng PROMPROM
 RAM trongRAM trong 128 byte128 byte (51) / (51) / 256 byte256 byte (52)(52)
 Bộ ñịnh thờiBộ ñịnh thời 2 bộ 2 bộ (51) / (51) / 3 bộ 3 bộ (52)(52)
 Tín hiệu ngắtTín hiệu ngắt 5 tín hiệu 5 tín hiệu (51) / (51) / 6 tín hiệu 6 tín hiệu (52)(52)

Cổng xuất/nhậpCổng xuất/nhập
32 chân32 chân

Cổng xuất/nhậpCổng xuất/nhập
32 chân32 chân
GIỚI THIỆU CHUNGGIỚI THIỆU CHUNG
 Các phiên bản khác của chip 8051:Các phiên bản khác của chip 8051:
 Vi ñiều khiển 87C51 / 87C52:Vi ñiều khiển 87C51 / 87C52:
 ROM trongROM trong 4 KB4 KB (51) / (51) / 8 KB8 KB (52) dùng (52) dùng UVUV EPROMEPROM
 RAM trongRAM trong 128 byte128 byte (51) / (51) / 256 byte256 byte (52)(52)

 Bộ ñịnh thờiBộ ñịnh thời 2 bộ 2 bộ (51) / (51) / 3 bộ 3 bộ (52)(52)
 Tín hiệu ngắtTín hiệu ngắt 5 tín hiệu 5 tín hiệu (51) / (51) / 6 tín hiệu 6 tín hiệu (52)(52)

Cổng xuất/nhậpCổng xuất/nhập
32 chân32 chân

Cổng xuất/nhậpCổng xuất/nhập
32 chân32 chân
GIỚI THIỆU CHUNGGIỚI THIỆU CHUNG
 Các phiên bản khác của chip 8051:Các phiên bản khác của chip 8051:
 Vi ñiều khiển 89C51 / 89C52:Vi ñiều khiển 89C51 / 89C52:
 ROM trongROM trong 4 KB4 KB (51) / (51) / 8 KB8 KB (52) dùng (52) dùng Flash ROMFlash ROM
 RAM trongRAM trong 128 byte128 byte (51) / (51) / 256 byte256 byte (52)(52)
 Bộ ñịnh thờiBộ ñịnh thời 2 bộ 2 bộ (51) / (51) / 3 bộ 3 bộ (52)(52)
 Tín hiệu ngắtTín hiệu ngắt 5 tín hiệu 5 tín hiệu (51) / (51) / 6 tín hiệu 6 tín hiệu (52)(52)

Cổng xuất/nhậpCổng xuất/nhập
32 chân32 chân

Cổng xuất/nhậpCổng xuất/nhập
32 chân32 chân
GIỚI THIỆU CHUNGGIỚI THIỆU CHUNG
 Các phiên bản khác của chip 8051:Các phiên bản khác của chip 8051:
 Vi ñiều khiển 89C1051 / 89C2051:Vi ñiều khiển 89C1051 / 89C2051:
 ROM trongROM trong 1 KB1 KB (1051) / (1051) / 2 KB2 KB (2051) dùng (2051) dùng Flash ROMFlash ROM
 RAM trongRAM trong 64 byte64 byte (1051) / (1051) / 128 byte128 byte (2051)(2051)
 Bộ ñịnh thờiBộ ñịnh thời 1 bộ 1 bộ (1051) / (1051) / 2 bộ 2 bộ (2051)(2051)
 Tín hiệu ngắtTín hiệu ngắt 3 tín hiệu 3 tín hiệu (1051) / (1051) / 5 tín hiệu 5 tín hiệu (2051)(2051)

Cổng xuất/nhậpCổng xuất/nhập

15 chân15 chân

Cổng xuất/nhậpCổng xuất/nhập
15 chân15 chân
GIỚI THIỆU CHUNGGIỚI THIỆU CHUNG
 Các phiên bản khác của chip 8051:Các phiên bản khác của chip 8051:
 Vi ñiều khiển 89V51RB2 / RC2 / RD2:Vi ñiều khiển 89V51RB2 / RC2 / RD2:
 ROM trongROM trong 16 KB16 KB (RB) / (RB) / 32 KB32 KB (RC) / (RC) / 64 KB64 KB (RD) dùng (RD) dùng
Flash ROMFlash ROM
 ROM trong có tính năng ISP và IAP.ROM trong có tính năng ISP và IAP.
 RAM trongRAM trong 1 KB1 KB

Bộ ñịnh thờiBộ ñịnh thời
3 bộ + 1 Watch3 bộ + 1 Watch

dogdog

Bộ ñịnh thờiBộ ñịnh thời
3 bộ + 1 Watch3 bộ + 1 Watch

dogdog
 Tín hiệu ngắtTín hiệu ngắt 8 tín hiệu8 tín hiệu
 Cổng xuất/nhậpCổng xuất/nhập 32 chân32 chân
 Thanh ghi DPRTThanh ghi DPRT 2 thanh ghi2 thanh ghi
 Tần số xung clockTần số xung clock 0 0 –– 40 MHz40 MHz
 Chuẩn giao tiếpChuẩn giao tiếp PPI, SPI, UARTPPI, SPI, UART
 PCA có tính năng PWM và Capture/ComparePCA có tính năng PWM và Capture/Compare
SƠ ðỒ KHỐI VI ðIỀU KHIỂN 8051SƠ ðỒ KHỐI VI ðIỀU KHIỂN 8051
ðơn vị xử lý trung tâm ðơn vị xử lý trung tâm →
→→

→→
→→
→ tính toán và ñiều khiển tính toán và ñiều khiển
quá trình hoạt ñộng của toàn hệ thốngquá trình hoạt ñộng của toàn hệ thống
SƠ ðỒ KHỐI VI ðIỀU KHIỂN 8051SƠ ðỒ KHỐI VI ðIỀU KHIỂN 8051
Mạch dao ñộng Mạch dao ñộng →
→→
→→
→→
→ tạo tín hiệu xung clock cung tạo tín hiệu xung clock cung
cấp cho các khối trong chip hoạt ñộngcấp cho các khối trong chip hoạt ñộng
SƠ ðỒ KHỐI VI ðIỀU KHIỂN 8051SƠ ðỒ KHỐI VI ðIỀU KHIỂN 8051
Bộ nhớ dữ liệu trong chip Bộ nhớ dữ liệu trong chip →
→→
→→
→→
→
lưu trữ các dữ liệulưu trữ các dữ liệu
SƠ ðỒ KHỐI VI ðIỀU KHIỂN 8051SƠ ðỒ KHỐI VI ðIỀU KHIỂN 8051
Bộ nhớ chương trình trong chip Bộ nhớ chương trình trong chip →
→→
→→
→→
→ lưu lưu
trữ chương trình hoạt ñộng của chiptrữ chương trình hoạt ñộng của chip
SƠ ðỒ KHỐI VI ðIỀU KHIỂN 8051SƠ ðỒ KHỐI VI ðIỀU KHIỂN 8051
Các port xuất/nhập Các port xuất/nhập →
→→
→→
→→

→ ñiều khiển việc ñiều khiển việc
xuất nhập dữ liệu dưới dạng song song xuất nhập dữ liệu dưới dạng song song
(8 bit) giữa trong và ngoài chip(8 bit) giữa trong và ngoài chip
SƠ ðỒ KHỐI VI ðIỀU KHIỂN 8051SƠ ðỒ KHỐI VI ðIỀU KHIỂN 8051
ðiều khiển bus ðiều khiển bus →
→→
→→
→→
→ ñiều khiển hoạt ñộng ñiều khiển hoạt ñộng
của hệ thống bus và việc di chuyển của hệ thống bus và việc di chuyển
thông tin trên hệ thống busthông tin trên hệ thống bus
SƠ ðỒ KHỐI VI ðIỀU KHIỂN 8051SƠ ðỒ KHỐI VI ðIỀU KHIỂN 8051
Các thanh ghi khác Các thanh ghi khác →
→→
→→
→→
→ lưu trữ dữ liệu của các port lưu trữ dữ liệu của các port
xuất/nhập, trạng thái làm việc của các khối trong xuất/nhập, trạng thái làm việc của các khối trong
chip trong suốt quá trình hoạt ñộng của hệ thống.chip trong suốt quá trình hoạt ñộng của hệ thống.
SƠ ðỒ KHỐI VI ðIỀU KHIỂN 8051SƠ ðỒ KHỐI VI ðIỀU KHIỂN 8051
Bộ ñịnh thời Bộ ñịnh thời →
→→
→→
→→
→ dùng ñể ñịnh thời gian hoặc ñếm sự dùng ñể ñịnh thời gian hoặc ñếm sự
kiện (ñếm xung) thông qua các chân T0, T1kiện (ñếm xung) thông qua các chân T0, T1
SƠ ðỒ KHỐI VI ðIỀU KHIỂN 8051SƠ ðỒ KHỐI VI ðIỀU KHIỂN 8051
Port nối tiếp Port nối tiếp →
→→
→→

→→
→ ñiều khiển việc xuất nhập dữ liệu ñiều khiển việc xuất nhập dữ liệu
dưới dạng nối tiếp giữa trong và ngoài chip thông dưới dạng nối tiếp giữa trong và ngoài chip thông
qua các chân TxD, RxDqua các chân TxD, RxD
SƠ ðỒ KHỐI VI ðIỀU KHIỂN 8051SƠ ðỒ KHỐI VI ðIỀU KHIỂN 8051
ðiều khiển ngắt ðiều khiển ngắt →
→→
→→
→→
→ nhận tín hiệu ngắt từ bên ngoài nhận tín hiệu ngắt từ bên ngoài
(INT0(INT0\\, INT1, INT1\\), bộ ñịnh thời và cổng nối tiếp, lần ), bộ ñịnh thời và cổng nối tiếp, lần
lượt ñưa các tín hiệu ngắt này ñến CPU ñể xử lýlượt ñưa các tín hiệu ngắt này ñến CPU ñể xử lý
SƠ ðỒ KHỐI VI ðIỀU KHIỂN 8051SƠ ðỒ KHỐI VI ðIỀU KHIỂN 8051
Hệ thống bus Hệ thống bus →
→→
→→
→→
→ liên kết các liên kết các
khối trong chip lại với nhaukhối trong chip lại với nhau
SƠ ðỒ CHÂN VI ðIỀU KHIỂN 8051SƠ ðỒ CHÂN VI ðIỀU KHIỂN 8051
SƠ ðỒ CHÂN VI ðIỀU KHIỂN 8051SƠ ðỒ CHÂN VI ðIỀU KHIỂN 8051
Cung cấp nguồn ñiện cho chip 8051 Cung cấp nguồn ñiện cho chip 8051
hoạt ñộnghoạt ñộng
Vcc = +5V Vcc = +5V ±
±±
±±
±±
± 10%10%
GND = 0V GND = 0V
SƠ ðỒ CHÂN VI ðIỀU KHIỂN 8051SƠ ðỒ CHÂN VI ðIỀU KHIỂN 8051

Dùng ñể nối với thạch anh hoặc Dùng ñể nối với thạch anh hoặc
mạch dao ñộng tạo xung clock bên mạch dao ñộng tạo xung clock bên
ngoài, cung cấp tín hiệu xung clock ngoài, cung cấp tín hiệu xung clock
cho chip hoạt ñộng.cho chip hoạt ñộng.
XTAL1 XTAL1 →
→→
→→
→→
→ ngõ vào mạch tạo xung ngõ vào mạch tạo xung
clock trong chip.clock trong chip.

XTAL2 XTAL2
→
→→
→→
→→
→
ngõ ra mạch tạo xung ngõ ra mạch tạo xung

XTAL2 XTAL2
→
→→
→→
→→
→
ngõ ra mạch tạo xung ngõ ra mạch tạo xung
clock trong chip.clock trong chip.
SƠ ðỒ CHÂN VI ðIỀU KHIỂN 8051SƠ ðỒ CHÂN VI ðIỀU KHIỂN 8051
Dùng ñể nối với thạch anh hoặc Dùng ñể nối với thạch anh hoặc
mạch dao ñộng tạo xung clock bên mạch dao ñộng tạo xung clock bên

ngoài, cung cấp tín hiệu xung clock ngoài, cung cấp tín hiệu xung clock
cho chip hoạt ñộng.cho chip hoạt ñộng.
XTAL1 XTAL1 →
→→
→→
→→
→ ngõ vào mạch tạo xung ngõ vào mạch tạo xung
clock trong chip.clock trong chip.

XTAL2 XTAL2
→
→→
→→
→→
→
ngõ ra mạch tạo xung ngõ ra mạch tạo xung

XTAL2 XTAL2
→
→→
→→
→→
→
ngõ ra mạch tạo xung ngõ ra mạch tạo xung
clock trong chip.clock trong chip.
SƠ ðỒ CHÂN VI ðIỀU KHIỂN 8051SƠ ðỒ CHÂN VI ðIỀU KHIỂN 8051
Tín hiệu cho phép thiết lập (ñặt) lại Tín hiệu cho phép thiết lập (ñặt) lại
trạng thái ban ñầu cho hệ thống.trạng thái ban ñầu cho hệ thống.
Tín hiệu nhập, tích cực mức cao.Tín hiệu nhập, tích cực mức cao.
 RST = 0RST = 0 →

→→
→→
→→
→ Chip 8051 hoạt ñộng bình Chip 8051 hoạt ñộng bình
thường.thường.
 RST = 1 RST = 1 →
→→
→→
→→
→ Chip 8051 ñược thiết lặp lại Chip 8051 ñược thiết lặp lại
trạng thái ban ñầu.trạng thái ban ñầu.