BÀI 3: THIẾT KẾ MẠCH THỬ NGHIỆM VÀ PHẦN MỀM BIÊN DỊCH & MÔ PHỎNG pdf

NguyÔn duy phóc c® ®iÖn 43b
*************
BÀI 3: THIẾT KẾ MẠCH THỬ NGHIỆM VÀ
PHẦN MỀM BIÊN DỊCH & MÔ PHỎNG
Trang 1
Một board mạch vi điều khiển bao gồm nhiều thành phần tạo thành: mạch
thực thi, mạch nạp, chương trình viết và biên dịch cho assembly. Xem lại phần
kết nối phần cứng cho vi điều khiển bài 1 phần 1.3
3.1 MẠCH THỰC THI
Mạch thực thi là mạch giao tiếp với các mạch xuất nhập để vi điều khiển
thực hiện chương trình.
3.1.1 KHỐI ỔN ÁP
Khối này là mạch điện dùng để ổn áp điện thế ở khoảng 5V, cấp nguồn ổn
định cho vi điều khiển hoạt động. Có nhiều loại mạch ổn áp khác nhau, trong đó
mạch ổn áp dùng IC ổn áp 7805 thường được sử dụng vì mạch này rất dễ thực
hiện. Sơ đồ như ở hình dưới:
Mạch trên lấy nguồn một chiều từ một máy biến áp với điện áp từ 7V đến 9V
để đưa vào ngõ IN. Khi kết nối mạch điện, do nhiều nguyên nhân, người dùng dễ
nhầm lẫn cực tính của nguồn cung cấp khi đấu nối vào mạch, trong trường hợp
này rất dễ ảnh hưởng đến các linh kiện trên board mạch. Vì lí do đó một diode
cầu được lắp thêm vào mạch, diode cầu đảm bảo cực tính của nguồn cấp cho
mạch theo một chiều duy nhất, và nguời dùng cũng không cần quan tâm đến cực
tính của nguồn khi nối vào ngõ IN nữa.
IC 7805 là IC ổn áp, IC này giữ ngõ ra ổn định trong khoảng 5V. Ngõ ra này
chính là nguồn Vcc để cung cấp cho mạch vi điều khiển hoạt động, đồng thời ngõ
ra sau khi ổn áp còn được nối với hai đầu xuất OUT cấp nguồn này cho một
Trêng cao ®¼ng c¬ khÝ luyÖn kim
=1=
NguyÔn duy phóc c® ®iÖn 43b
*************
mạch khác khi cần.

3.1.2 VI ĐIỀU KHIỂN VÀ CÁC MẠCH
XUẤT NHẬP
I. Để vi điều khiển hoạt động cần các
thành phần sau:
a. Cấp nguồn 5V cho vi điều khiển
(Vcc: 5V chân 40; GND: 0V chân 20)
b. Mạch tạo dao động bằng thạch anh





Ghi chú: C1,C2= 30pF±10pF (thường được sử dụng với C1,C2 là tụ 33pF) dùng
ổn định dao động cho thạch anh.
Hình 1.2.2
c. Mạch Reset
Việc kết nối chân RESET đảm bảo hệ thống bắt đầu làm việc khi Vi điều khiển
được cấp điện, hoặc đang hoạt động mà hệ thống bị lỗi cần tác động cho Vi điều
khiển hoạt động trở lại, hoặc do người sử dụng muốn quay về trạng thái hoạt
động ban đầu. Vì vậy chân RESET được kết nối như sau:
Với Vi điều khiển sử dụng thạch anh có tần số f
zat
= 12MHz sử dụng C=10µF và
R=10KΩ.
d. Nối chân EA (chân 31) lên Vcc (5V): Vì các bài thí nghiệm này chỉ
thực hiện chương trình từ bộ nhớ ROM nội, do đó nối chân EA với Vcc để thiết
Trêng cao ®¼ng c¬ khÝ luyÖn kim
=2=
NguyÔn duy phóc c® ®iÖn 43b
*************

đặt cho Vi điều khiển thực hiện chương trình từ bộ nhớ ROM nội (bộ nhớ ROM
tích hợp sẵn trong vi điều khiển).
II. Các mạch xuất nhập từ các port
Sử dụng điện trở treo trước mỗi Port, đồng thời nối thêm giắc cắm 8 chân để
làm đường nhận hoặc xuất tín hiệu kết nối với các mạch điện khác từ bên ngoài.
Xem lại phần điện trở treo.
3.1.3 MẠCH VI ĐIỀU KHIỂN
Kết hợp các phần trên vào cùng một mạch tạo thành mạch hoạt động cho vi
điều khiển, sơ đồ nguyên lí như hình dưới (click vào hình để xem ở kích thước
lớn hơn) :
Trêng cao ®¼ng c¬ khÝ luyÖn kim
=3=
NguyÔn duy phóc c® ®iÖn 43b
*************
Chú ý: Các đường mạch lớn là các đường nối BUS: tức là trên đường đó,
những đường nào cùng tên thì nối với nhau, những đường không cùng tên thì
không liên quan đến nhau. Trong sơ đồ nguyên lí, các đường BUS giúp cho sơ đồ
dễ quan sát hơn và việc sắp xếp các linh kiện cũng đơn giản, trật tự hơn.
Ví dụ: đường kết nối P0_0 nối vào đường BUS từ vi điều khiển, đường P0_0
từ jack 8 chân và P0_0 từ điện trở thanh, trên thực tế được nối với nhau vào cùng
một điểm.
3.1.4 MỘT SỐ LINH KIỆN
a. Vi điều khiển AT89S52
Trêng cao ®¼ng c¬ khÝ luyÖn kim
=4=
NguyÔn duy phóc c® ®iÖn 43b
*************
Khi gia công trên mạch, thường
không hàn vi điều khiển trực tiếp
lên mạch, mà thay vào đó là một

đế cắm 40 chân để khi cần thiết
có thể thay đổi vi điều khiển khác
lên trên mạch dễ dàng hơn.

Một loại đế cắm 40 chân
Hình dạng
AT89S52 thực
tế
Sơ đồ chân tương ứng


b. Thạch anh và tụ gốm 33p

Thạch anh 12Mhz Tụ gốm 33p
c. Điện trở thanh 9 chân
Các điện trở treo được thay bằng điển trở thanh 9 chân, sử dụng điện trở
thanh giúp việc thiết kế mạch đơn giản hơn.
, điện trở thanh 9 chân thực chất là 8 điện trở cùng giá trị với mỗi
đầu của điện trở được nối với nhau và đầu chung này được đưa ra ngoài bằng
Trêng cao ®¼ng c¬ khÝ luyÖn kim
=5=
NguyÔn duy phóc c® ®iÖn 43b
*************
một chân nữa . Khi nhìn trên điện trở thanh, phía đầu nào có dấu
chấm tròn, thì chân ngoài cùng của phía đó là chân chung. Thông thường chân
chung này thường được nối với nguồn Vcc
d. Jack 8 chân

Jack 8 chân kết với với dây nối bus để truyền tín hiệu đến các phần khác của
mạch

Dây nối bus 8 đường
Thực chất Jack 8 chân được tách ra từ một phần lớn hơn, phần này thường được
gọi là "rào cắm".
Từ "rào cắm" này dễ dàng để tách ra thành jack 2 chân hoặc 3,4,5 chân tùy ý
người sử dụng.
BÀI 3-PHẦN 2:CHƯƠNG TRÌNH NẠP VÀ MẠCH NẠP
Trêng cao ®¼ng c¬ khÝ luyÖn kim
=6=
NguyÔn duy phóc c® ®iÖn 43b
*************
3.2 MẠCH NẠP
Để đưa chương trình đã viết trên máy vi tính vào trong Rom của vi điều
khiển, cần có các phần mềm riêng (hay còn gọi là phần mềm nạp) và các mạch
giao tiếp tương ứng với phần mềm đó (hay còn gọi là mạch nạp). Có rất nhiều
phần mềm nạp và các mạch nạp dành cho vi điều khiển, mỗi loại vi điều khiển
đều có phần mềm nạp và mạch nạp dành riêng cho vi điều khiển đó.
Cũng có rất nhiều chương trình nạp cho vi điều khiển AT89Sxx (xx: hai số
sau của mã vi điều khiển , ví dụ: AT89S52, AT89S53 ), hiện nay phần mềm
nạp ISP do "Mohammad Asim Khan" xây dựng được sử dụng rất phổ biến ở thế
giới và Việt Nam. Mạch nạp kèm theo với phần mềm ISP rất đơn giản và được
thiết kế theo kiểu nạp nối tiếp (các chương trình nạp trước đó thường là chương
trình nạp song song, mạch nạp rất phức tạp,khó chế tạo). ISP có thể nạp chương
trình cho vi điều khiển ngay trên board mạch hoạt động mà không cần phải
chuyển vi điều khiển từ mạch hoạt động sang mạch khác để nạp như các chương
trình nạp trước đây.
Địa chỉ cung cấp phần mềm ISP
/>hoặc o/soft/
Dưới đây là sơ đồ nguyên lí của mạch nạp kèm theo phần mềm trên:
Trêng cao ®¼ng c¬ khÝ luyÖn kim
=7=

NguyÔn duy phóc c® ®iÖn 43b
*************
PRN PORT : đường kết nối đến cổng máy in, các số tương ứng trong ngoặc là
số của chân trên cổng máy in.
Nối ngắn mạch chân 2 và chân 12 của cổng máy in.
74HCT245 được cấp nguồn 5V vào chân 10 và chân 20.
Sơ đồ chân của cổng máy in
Trêng cao ®¼ng c¬ khÝ luyÖn kim
=8=
NguyÔn duy phóc c® ®iÖn 43b
*************
Sơ đồ này chỉ dùng cho mạch chỉ thực hiện công việc duy nhất là nạp chương
trình cho vi điều khiển.
Để nạp trực tiếp cho mạch đang hoạt động, dùng sơ đồ sau
Nguồn cấp cho 74HTC541 được lấy từ mạch ổn áp trên board mạch vi điều
khiển, điện thế dương 5V đưa vào chân 20, chân 10 nối với điện thế 0V
(Ground).
LED dùng báo hiệu trạng thái hoạt động của mạch
Trên SPR PORT :chân số 1 nối với chân số 6 của vi điều khiển AT89Sxx,
chân số 2 nối với chân số 7 của vi điều khiển AT89Sxx
chân số 3 nối với chân số 8 của vi điều khiển AT89Sxx
chân số 4 nối với chân số 9 của vi điều khiển AT89Sxx
chân số 5 nối với chân - từ ngõ OUT của mạch ổn áp
chân số 6 nối với chân + từ ngõ OUT của mạch ổn áp
Ngoài ra có thể dùng 74HC245 theo sơ đồ dưới:
Trêng cao ®¼ng c¬ khÝ luyÖn kim
=9=
NguyÔn duy phóc c® ®iÖn 43b
*************
3.3 CHƯƠNG TRÌNH NẠP ISP

Chương trình chạy không cần cài đặt, khởi động chương trình IspPgm.exe
với biểu tượng . Chương trình hiện lên giao diện như bên dưới:
Trêng cao ®¼ng c¬ khÝ luyÖn kim
=10=
NguyÔn duy phóc c® ®iÖn 43b
*************
Trước hết bấm vào danh sách sổ (trên hình là ô có chữ "MEGA8"), chọn
"89S52" .Bấm vào nút "Open File" để chọn file chương trình (có đuôi".hex").
Sau đó bấm vào "Write" để nạp chương trình cho vi điều khiển.
Chú ý: Trước khi nạp cần đảm bảo mạch điện đã được kết nối chính xác đến vi
điều khiển.
Nếu đã kết nối đúng mà chưa nạp được thì nên rút các mạch giao tiếp ra
khỏi P0, rồi thử nạp lại.
Trêng cao ®¼ng c¬ khÝ luyÖn kim
=11=