THIẾT KẾ BỘ ĐO TẦN SỐ XUNG VUÔNG SỬ DỤNG CỔNG NỐI TIẾP (BÁO CÁO MÔN GNMT )

BÁO CÁO MÔN GNMT GVHD : VŨ THỊ THU HƯƠNG

LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay với những ứng dụng của khoa học kỹ thuật tiên
tiến, thế giới đã và đang một ngày thay đổi, văn minh và hiện đại
hơn. Sự phát triển của kỹ thuật điện tử đã tạo ra hàng loạt những
thiết bị với các đặc điểm nổi bật như sự chính xác cao, tốc độ
nhanh, gọn nhẹ là những yếu tố rất cần thiết góp phần cho hoạt
động của con người đạt hiệu quả cao.
Điện tử đang trở thành một ngành khoa học đa nhiệm vụ.
Điện tử đáp ứng được những đòi hỏi không ngừng từ các lĩnh vực
công – nông – lâm- ngư nghiệp cho đến các nhu cầu cần thiết trong
các hoạt động đời sống hàng ngày.
Trải qua quá trình học tập với môn học : Đo lường và điều
khiển bằng máy tính, và với yêu cầu của môn chúng em làm đề tài :
THIẾT KẾ BỘ ĐO TẦN SỐ XUNG VUÔNG SỬ DỤNG CỔNG
NỐI TIẾP.
Do thời gian ngắn và trình độ còn hạn chế nên đề tài của
chúng em chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sót, nhầm
lẫn. Chúng em rất mong nhận được sự chỉ dẫn và góp ý của Cô để
chúng em hiểu sâu sắc hơn và rút kinh nghiệm cho những lần sau.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội ,ngày 12 tháng 12 năm 2011.
Đo tần số xung vuông dùng cổng nối tiếp Điện Tử 3-K3
1
BÁO CÁO MÔN GNMT GVHD : VŨ THỊ THU HƯƠNG

PHẦN I – MÁY TÍNH VÀ KHỐI GHÉP NỐI
1.1Máy tính.
Như chúng ta đã biết cấu trúc máy tính có thể được phân
chia thành 3 khối chính:

- Khối xử lý trung tâm CPU làm nhiệm vụ thu thập và xử lý
mọi dữ liệu.
- Khối nhớ (Memory) : Lưu trữ dữ liệu khác nhau đưa vào, lấy
ra từ CPU.
- Khối phối hợp vào ra (I/O) : Làm nhiệm vụ tưng thích giữa
các thiết bị ngoài và đường đây (bus) trong máy tính.
Trong các máy tính thế hệ hiện nay thường có một số thiết
bị ngoài thông dụng như màn hình, bàn phím, chuột, loa với
các thiết bị ngoài đó, máy tính đều có khối ghép nối tương
ứng, ví dụ khối ghép nối giữa loa và máy tính là card sound.
Tuy nhiên, máy tính không thể dừng lại chỉ với
màn hình, máy in, loa mà còn nó còn được ứng dụng vô
cùng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, công việc này cần phải có
khối ghép nối này, công việc kia cần phải có khối ghép nối
kia Tất cả các khả năng đó đều được các nhà sản suất lưu
tâm tới và họ để trống vô số các con đường có thể ghép nối
với bus của máy tính như : RS232, LPT, khe cắm mở rộng,
cổng USB Đây chính là con đường cho những ai muốn
nghiên cứu mở rộng thêm phạm vi ứng dụng của máy tính.
Đo tần số xung vuông dùng cổng nối tiếp Điện Tử 3-K3
2
BÁO CÁO MÔN GNMT GVHD : VŨ THỊ THU HƯƠNG
1.1.1 Các dạng tin trao đổi của máy tính.
- Dạng số (Digital).
- Dạng chữ (Text).
- Dạng tương tự (Analog).
- Dạng âm tần.
1.1.2 Các loại thông tin trao đổi của máy tính.
Trong quá trình gửi tin từ thiết bị ngoài vào máy tính
có 2 loại thông tin sau :

- Tin về trạng thái của thiết bị ngoài.
- Tin mang dữ liệu cần trao đổi.
Trong quá trình ngược lại:
- Tin về địa chỉ (chính xác là địa chỉ của các thanh ghi đệm
nằm trong khối ghép nối).
- Tin về dữ liệu trao đổi.
- Tin mang lệnh điều khiển.
1.1.3 Các phương thức trao đổi tin của máy tính.
Máy tính có thể trao đổi với thiết bị ngoài theo hai phương
thức:
- Trao đổi theo chương trình.
- Trao đổi trực tiếp với khối nhớ (DMA).
a. Trao đổi tin theo chương trình
Đây là chế độ trao đổi tin trong đó máy tính trao đổi
với thiết bị ngoài bằng các lệnh vào ra, các lệnh dịch chuyển
dữ liệu giữa các thanh ghi.
- Phương pháp trao đổi đồng bộ.
Ở phương pháp này, máy tính sẽ tiến hành trao đổi tin
ngay với thiết bị ngoài khi khởi động xong mà không cần biết
trạng thái của đường dây cũng như thiết bị ngoài.
- Phương pháp không đồng bộ.
Trong phương pháp này, trước khi trao đổi tin, máy tính sẽ
tiến hành đọc, kiểm tra trạng thái của thiết bị ngoài, nếu thiết
bị ngoài đã sẵn sàng thì sẽ tiến hành trao đổi tin còn ngược lại
sẽ chờ.
Đo tần số xung vuông dùng cổng nối tiếp Điện Tử 3-K3
3
BÁO CÁO MÔN GNMT GVHD : VŨ THỊ THU HƯƠNG
Ngoài ra trong quá trình trao đổi, nếu tập tin bị lỗi
cũng yêu cầu

phía phát phải truyền lại.
- Phương pháp trao đổi theo ngắt chương trình.
Phương pháp này tận dụng ưu điểm và khắc phục
nhược điểm của 2 phương pháp trên.
b. Trao đổi DMA.
Đây là phương thức trao đổi trực tiếp với khối nhớ của
máy tính mà không thông qua CPU. Khi đó CPU sẽ ở trạng
thái treo, nhường quyền điều khiển BUS cho khối ghép nối.
Thiết bị ngoài và khối nhớ của máy tính sẽ tiến hành trao đổi
(đọc/ghi dữ liệu), sau quá trình kết thúc sẽ nhường lại điều
khiển BUS cho CPU.
2 Vai trò, nhiệm vụ và cấu trúc của khối ghép nối.
2.1 Vai trò.
Trong quá trình trao đổi giữa máy tính và thiết bị ngoài
khối ghép nối giữ vai trò trung chuyển tin. Trung chuyển ở
đây có nghĩa tích cực vì trong quá trình nhận tin từ thiết bị
ngoài vào máy tính, khối ghép nối nhận tin từ thiết bị ngoài,
xử lý và gửi ra cho máy tính theo khuôn dạng tin thích hợp.
Ngược lại trong quá trình gửi tin từ máy ra thiết bị ngoài,
khối ghép nối nhận tin từ máy tính, xử lý và giữ cho thiết bị
ngoài theo dạng phù hợp với thiết bị ngoài tương ứng.
2.2 Nhiệm vụ.
- Phối hợp về mức và công suất của tín hiệu.
- Phối hợp về dạng tin.
- Phối hợp về tốc độ trao đổi tin.
- Phối hợp về phương thức trao đổi tin.
2.3 Cấu trúc chung của khối ghép nối.
- Khối phối hợp đường dây.
- Khối giaỉ mã địa chỉ - lệnh.
- Khối xử lý ngắt.

Đo tần số xung vuông dùng cổng nối tiếp Điện Tử 3-K3
4
BÁO CÁO MÔN GNMT GVHD : VŨ THỊ THU HƯƠNG
PHẦN II: GIAO TIẾP CỔNG NỐI TIẾP.
1. Cấu trúc cổng nối tiếp.
Cổng nối tiếp được sử dụng để truyền dữ liệu hai chiều giữa
máy tính và i, có ngoại vi, có các ưu điểm sau:
- Khoảng cách truyền xa hơn truyền song song.
- Số dây kết nối ít.
- Có thể truyền không dây dùng hồng ngoại.
- Có thể ghép nối với vi điều khiển hay PLC.
- Cho phép nối mạng.
- Có thể tháo lắp thiết bị trong lúc máy tính đang làm việc.
Các thiết bị ghép nối chia thành 2 loại :
- DTE (Data Terminal Equipment) : là các thiết bị trung
gian như MODEM
- DCE (Data Communication Equipment ): là các thiết bị
tiếp nâhnj hay truyền dữ liệu như máy tính, PLC, vi điều
khiển
Việc trao đổi tín hiệu thông thường qua 2 chân RxD
(nhận) và TxD (truyền). Các tín hiệu còn lại có chức năng hỗ
trợ để thiết lập và điều khiển quá trình truyền, được gọi là
các tín hiệu bắt tay (handshake). Ưu điểm của quá trình
truyền dùng tín hiệu bắt tay là có thể kiểm soát đường
truyền.
Các phương thức nối giữa DTE và DCE:
- Đơn công : dữ liệu chỉ được truyền theo 1 hướng.
- Bán song công : dữ liệu truyền theo 2 hướng nhưng mỗi
thời điểm chỉ được truyền theo 1 hướng.
- Song công : số liệu được truyền đồng thời theo 2 hướng.

Tín hiệu truyền theo chuẩn RS-232 của EIA (Electronics
Industry Asociations). Chuẩn RS-232 quy định mức logic 1
ứng với điện áp từ -3V tới -25V (mark), mức logic 0 ứng với
Đo tần số xung vuông dùng cổng nối tiếp Điện Tử 3-K3
5
BÁO CÁO MÔN GNMT GVHD : VŨ THỊ THU HƯƠNG
điện áp từ 3V đến 25V(space) và có khả năng cung cấp
dòng từ 10mA đến 20mA. Ngoài ra các ngõ ra đều có đặc
tính chống chập mạch.
Chuẩn RS-232 cho phép truyền tín hiệu với tốc độ đến
20.000bps nếu cáp truyền đủ ngắn có thể lên tới 115.200bps.
Định dạng của khung truyền dữ liệu theo chuẩn RS-232
như sau:
Khi không truyền dữ liệu, đường truyền sẽ ở trạng thái
mark (điện áp -10V). Khi bắt đầu truyền, DTE sẽ đưa ra xung
Start (space: 10V) và sau đó lần lượt truyền từ D0 đến D7 và
Parity, cuối cùng là xung Stop (mark : -10V) để khôi phục
trạng thái đường truyền. Dạng tín hiệu truyền mô tả như sau
(truyền ký tự A):
Đo tần số xung vuông dùng cổng nối tiếp Điện Tử 3-K3
6
BÁO CÁO MÔN GNMT GVHD : VŨ THỊ THU HƯƠNG
Các đặc tính kỹ thuật của chuẩn RS-232 như sau:
Chiều dài cable cực đại 15m
Tốc độ dữ liệu cực đại 20kbps
Điện áp ngõ ra cực đại ±25V
Điện áp ngõ ra có tải ±5V đến ±15V
Trở kháng tải 3K đến 7K
Điện áp ngõ vào ±15V
Độ nhạy ngõ vào ±3V

Trở kháng ngõ vào 3K đến 7K
Các tốc độ truyền dữ liệu thông dụng trong cổng nối tiếp là
1200bps, 488bps, 9600bps và 19200bps.

 Các phương thức truyền thông nối tiếp.
Có 3 phương thức truyền tin nối tiếp:
- Phương thức đồng bộ: Các byte chứa các bit thông tin được
truyền liên tiếp trên đường truyền và chỉ được ngăn cách
(phân biệt) nhau bằng bít đồng bộ khung (Syn). Hình 3.1.a.
- Phương thức không đồng bộ: Các byte chứa các bit thông tin
được chứa trong một khung. Một khung được bắt đầu bằng 1
bít Start, tiếp theo là các bit mang thông tin, kế tiếp là bít
kiểm tra chẵn lẻ và kết thúc là bít Stop. Khoảng các giữa các
khung là các bít dừng bất kỳ, Khi đó đường truyền được đấy
lên mức cao (Hình 3.1.b).
- Phương thức lai: Đây là phương thức kết hợp của 2 phương
thức trên, trong đó các bít trong 1 khung được truyền theo
phương thức không đồng bộ còn các byte được truyền theo
phương thức đồng bộ.
Đo tần số xung vuông dùng cổng nối tiếp Điện Tử 3-K3
7
BÁO CÁO MÔN GNMT GVHD : VŨ THỊ THU HƯƠNG
 Sơ đồ chân.
Cổng COM có 2 dạng : đầu nối DB (25 chân) và đầu nối (9
chân) mô tả như sau:
Đo tần số xung vuông dùng cổng nối tiếp Điện Tử 3-K3
8
BÁO CÁO MÔN GNMT GVHD : VŨ THỊ THU HƯƠNG
Ý nghĩa của các chân mô tả như sau.
Trên máy tính có thể có 4 cổng nối tiếp, tuy nhiên ngày nay

vì lí do kinh tế nên hầu hết ở các máy tính để bàn người ta chỉ bố
trí 2 cổng là Com1 và Com2. Địa chỉ các cổng nối tiếp như sau:
Cổng Com 1 Địa chỉ cơ bản 3F8H
Cổng Com2 Địa chỉ cơ bản 2F8H
Cổng Com3 Địa chỉ cơ bản 3E8H
Đo tần số xung vuông dùng cổng nối tiếp Điện Tử 3-K3
9
BÁO CÁO MÔN GNMT GVHD : VŨ THỊ THU HƯƠNG
Cổng Com4 Địa chỉ cơ bản 2E8H
 Sự trao đổi của các đường dẫn tín hiệu.
Trên máy tính có 1 vi mạch đảm trách việc truyền/nhận dữ
liệu thông qua cổng nối tiếp, vi mạch đó gọi là UART(Universal
Asynchronous Receiver/Transmitter- bộ truyền nhận nối tiếp
không đồng bộ). UART phổ của Intel và các phiên bản cao hơn
của vi mạch này như 16450, 16550, 16750 Vi mạch thường hàn
cố định trên main gần giao diện cổng nối tiếp. Việc trao đổi dữ liệu
qua cổng nối tiếp thực chất là truy xuất các thanh ghi của vi mạch
này. Trên hệ điều hành Windows có sẵn một chương trình truyền
nhận có tên Hyper Terminal. Chương trình này cho phép truyền/
nhận các ký tự nên có thể dùng để kiểm tra các mạch ghép nối ở
cổng nối tiếp kha thuận tiện. tuy nhiên để có các ứng dụng thì cần
phải lập trình chứ không phải dựa vào 1 chương trình có sẵn được.
Điều đầu tiên khi lập trình với cổng nối tiếp là phải tìm hiểu các
thanh ghi của bộ UART tương ứng trên máy tính đó.
a) Thanh ghi điều khiển modem (Địa chỉ cơ sở + 4)
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
x x x LOOP x x RTS DTR
- Trạng thái của 2 bit D1 và D0 trên thanh ghi này có liên quan trực
tiếp tới các đường dẫn RTS và DTR. D0=D1=1 thì trên 2 chân
RTS và DTR sẽ có mức điện áp tương ứng mức logic 1 (-12V) và

ngược lại.
- LOOP : bit này đặt bằng 1 thì 8250 hoạt động ở chế độ vòng (TXD
nối với RXD ) chân này cho phép kiểm tra đường truyền nhận của
cổng Com trên cùng 1 máy tính.
- X: các bit không được sử dụng.
Đo tần số xung vuông dùng cổng nối tiếp Điện Tử 3-K3
10
BÁO CÁO MÔN GNMT GVHD : VŨ THỊ THU HƯƠNG
. Thanh ghi trạng thái modem (Địa chỉ cơ sở + 6).
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
X RI DSR CTS X X X x
Thanh ghi này có chức năng thông báo về trạng thái các đường dẫn
bắt tay. Điều chú ý là ở thanh ghi này là có 3 bit D4, D5,D6, đây
chính là lối vào của các đường dẫn CTS, DSR và RI.
b) Thanh ghi điều khiển đường truyền (Địa chỉ cơ sở +3)
DLAB C6 C5 C4 C3 C2 C1 C0
Thanh ghi này có chức năng đặt các thông số cho đường truyền, ý
nghĩa từng bit như sau:
C1, C0 : đặt số bit trong một byte 00 – 5 bit , 01 – 6 bit
10 – 7 bit , 11 – 8 bit
C2 : đặt số bit dừng 0 – 1 bit dừng
1 – 1.5 bit dừng
C3 : bit kiểm tra chẵn lẻ (parity) 0 – không kiểm tra chẵn lẻ
1 – có
C4 : loại parity 0 – parity lẻ
1 – parity chẵn
C5 : bit đánh dấu khung cần 0 – không có stick bit
kiểm ta chẵn lẻ (Stick bit) 1- stick bit
C6 : bit điều khiển đường truyền (break bit) 0 – truyền nhận bình
thường

Đo tần số xung vuông dùng cổng nối tiếp Điện Tử 3-K3
11
BÁO CÁO MÔN GNMT GVHD : VŨ THỊ THU HƯƠNG
1 – dừng (không
truyền nhận)
DLAB (Divisor Latch Access Bit: Bit phân chia truy nhập cho
các thanh ghi có cùng địa chỉ (do 8250 có 3 bit địa chỉ nhưng có tới
9 thanh ghi).
c) Thanh ghi trạng thái đường truyền (Địa chỉ cơ sở +5)
Thanh ghi này phản ánh trạng thái của đường truyền nối tiếp.
0 S6 S5 S4 S3 S2 S1 S0
S0 = 1 khi có 1 byte mới nhận được.
S1=1 khi ký tự trước khi được đọc, ký tự mới đến sẽ xóa ký
tự cũ trong bộ đệm.
S2 = 1 khi có lỗi chẵn lẻ.
S3 = 1 khi có lỗi khung truyền.
S4 = 1 khi có gián đoạn đường truyền.
S5 = 1 khi bộ truyền rỗng, cổng nối tiếp có thể truyền / nhận.
S6 = 1 khi bộ đệm truyền rỗng.
S7= 0 không sử dụng.
d) Thanh ghi đệm đọc/ghi (Địa chỉ cơ sở).
Thanh ghi này lưu trữ tạm thời dữ liệu được truyền / nhận từ
2 chân RXD và TXD.
Đo tần số xung vuông dùng cổng nối tiếp Điện Tử 3-K3
12
BÁO CÁO MÔN GNMT GVHD : VŨ THỊ THU HƯƠNG
e) Thanh ghi chứa số chia tốc độ Baud (byte thấp- địa chỉ cơ
sở).
Thanh ghi này gồm 8 bit, chứa phần thấp của số chia
tốc độ baud. Số chia tốc độ baud được tính theo công thức

sau:
Số chia tốc độ baud = 1843200/(16* tốc độ baud cần
thiết lập).
Thanh ghi chứa số chia tốc độ baud (byte cao địa chỉ cơ sở + 1).
f) Thanh ghi cho phép ngắt (Địa chỉ cơ sở +1).
X X X X D3 D2 D1 D0
Dx = 1 : đặt ngắt tương ứng.
Dx = 0 : không đặt ngắt tương ứng.
D0 : đặt ngắt khi nhận được 1 ký tự.
D1: đặt ngắt khi bộ đệm truyền rỗng.
D2 : đặt ngắt khi thay đổi trạng thái đường truyền.
D3: đặt ngắt khi thay đổi trạng thái modem.
g) Thanh ghi nhận dạng ngắt (Địa chỉ cơ sở +2) .
X X X X X D2 D1 D0
D
2
D
1
D
0
Mức ưu
tiên
Nguồn gây
ngắt
Đặt lại ngắt
1
0
0
0
1

1
Ko kiểm tra ngắt
1
1
1
1
1
0
Cao nhất Lỗi đường
nhận dữ liệu
Đọc thanh ghi
trạng thái
đường truyền
1
1
0
0
0
0
Thứ 2 Có dữ liệu
nhận
Đọc thanh ghi
đệm
0
0
1
1
9
0
Thứ 3 Thanh ghi

đệm truyền
rỗng
0
0
0
0
0
0
Thứ 4 Các trạng thái
modem
Đọc thanh ghi
trạng thái
modem
Đo tần số xung vuông dùng cổng nối tiếp Điện Tử 3-K3
13
BÁO CÁO MÔN GNMT GVHD : VŨ THỊ THU HƯƠNG
2. Truyền thông giữa 2 nút.
Các sơ đồ khi kết nối dùng cổng nối tiếp:
Hình1: kết nối đơn giản trong truyền thông nối tiếp.
Khi thực hiện kết nối như trên, quá trình truyền phải đảm
bảo tốc độ ở đầu phát và thu giống nhau. Khi có dữ liệu đến DTE,
dữ liệu này sẽ được đưa vào bộ đệm và tạo ngắt.
Ngoài ra, khi thực hiện kết nối giữa hai DTE, tac òn dùng sơ
đồ sau:
Hình 2: kết nối trong truyền thông nối tiếp dùng tín hiệu bắt tay.
3. Lập trình cho cổng nối tiếp.
Lại cũng giống như ở cổng ghép nối với máy in, các Thanh
ghi được trao đổi qua các ô nhớ trong vùng vào/ra (input/output).
Địa chỉ đầu tiên có thể tới được của cổng nối tiếp gọi là địa chỉ cơ
bản (Basic Address) các địa chỉ của các thanh ghi tiếp theo được

đạt tới bằng việc cộng thêm số thanh ghi đã gặp của bộ UART vào
địa chỉ cơ bản.
Dữ liệu được trao đổi qua thanh ghi đệm đọc / viết, ngoài ra
các thanh ghi điều khiển và trạng thái MODEM đôi khi cũng được
Đo tần số xung vuông dùng cổng nối tiếp Điện Tử 3-K3
14
BÁO CÁO MÔN GNMT GVHD : VŨ THỊ THU HƯƠNG
làm việc này. Các thanh ghi khác dùng để đặt các thông số cho
cổng nối tiếp và kiểm tra trạng thái
PHẦN III: VI ĐIỀU KHIỂN 8051
1. PHƯƠNG THỨC TRUYỀN THÔNG NỐI TIẾP TRÊN 89S52:
AT89S52 là một dòng trong họ 8051 ,nó có đầy đủ tính chất cũng
như tính năng của họ 8051 .Sau đây là sơ đồ chân của AT89S52:
AT89S52 có tất cả là 40 chân, trong đó chân 20 và 40 là 2 chân
nối nguồn với điện áp cho phép nằm vào khoảng 3-5,5V.
Từ chân 1 đến chân 8 là chân port 1,từ chân 10 đến chân 17 là
chân của port 3 ,từ chân 32 đến chân 39 là chân của port 0,từ chân 22
đến chân 28 là các chân của port 2,các chân còn lại là :chân 9 là chân
RST ,chân 18 và chân 19 lần lượt là chân XTAL1 và XTAL2 ,từ chân
29 đến chân 31 lần lượt là các chân PSEN,ALE,EA.
2. Khảo sát sơ đồ chân
Đo tần số xung vuông dùng cổng nối tiếp Điện Tử 3-K3
15
BÁO CÁO MÔN GNMT GVHD : VŨ THỊ THU HƯƠNG


Hình : Sơ đồ chân của AT89S52
Đo tần số xung vuông dùng cổng nối tiếp Điện Tử 3-K3
16
BÁO CÁO MÔN GNMT GVHD : VŨ THỊ THU HƯƠNG

Hình : Sơ đồ khối của bộ vi điều khiển AT89S52
Đo tần số xung vuông dùng cổng nối tiếp Điện Tử 3-K3
17
BÁO CÁO MÔN GNMT GVHD : VŨ THỊ THU HƯƠNG
AT 89S52 có 8byte Flash ROM trên chip,khi chân /EA (chân 31)
được đặt ở mức logic cao thì bộ vi điều khiển sẽ thực hiện chương
trình trong bộ nhớ này,tuổi thọ cho bộ nhớ này vào khoảng 1000 lần
lập trình,khi chân EA ở mức thấp thì bộ vi điều khiển sẽ thực hiện
chương trình ở bộ nhớ ngoài (EPROM ngoài). Để thực hiện được điều
này thì 89S52 cần cần có một mạch phối ghép AT89S52 với
Flash/EPROM
AT89S52 có 256 byte RAM nội, trong đó có 32 byte của bộ nhớ
dành cho các bank thanh ghi.
AT89S52 có 128 bit có chứa các byte định địa chỉ theo bit tà
20H đến 2FH,các bít này có thể là việc với 1 lệnh đơn.
Hình : Sơ đồ ghép nối hoạt động cổng nối tiếp với 89S52:
AT89S52 có một cổng nối tiếp trên chip có thể hoạt dộng ở nhiều
chế độ khác nhau với các tốc độ khác nhau. Chức năng chủ yếu của cổng
nối tiếp là thực hiện chuyển đổi song song sang nối tiếp với dữ liệu xuất
và chuyển đổi nối tiếp sang song song với dữ liệu nhập để có thể giao tiếp
với máy tính qua cổng nối tiếp hay các thiết bị tương tự.
Cổng nối tiếp có thể hoạt động song công và đệm lúc thu cho phép
một ký tự sẽ được thu và giữ trong khi ký tự thứ hai được nhận. Nếu CPU
đợc ký tự thứ nhất trước khi ký tự thứ hai được thu đầy đủ thì dữ liệu sẽ
không bị mất.
Có hai thanh ghi chức năng đặc biệt cho phép phần mềm truy xuất
đến cổng nối tiếp là SBUF và SCON.
Đo tần số xung vuông dùng cổng nối tiếp Điện Tử 3-K3
18

(
CO
M)


T
X
D


R
X
D


G
N
D
T
X
D
R
X
D
G
N
D
T
XD
R

XD
G
ND
(
R
S2
32
)
(
89S52)
BÁO CÁO MÔN GNMT GVHD : VŨ THỊ THU HƯƠNG
Có 4 chế độ hoạt động:
+ Chế độ 0
+ Chế độ 1
+ Chế độ 2
+ Chế độ 3
3. IC NE555N.
IC NE555N gồm có 8 chân.
- Chân số 1 (GND) : cho nối mase để lấy dòng cấp cho IC.
- Chân số 2 (TRIGGER): ngõ vào sau của 1 tần so áp. Mạch so áp
dùng các transistor PNP. Mức điện áp chuẩn là 2*Vcc/3.
- Chân số 3 (OUTPUT): ngõ ra. Trạng thái ngõ ra chỉ xác định theo
mức volt cao (gần bằng mức điện áp chân 8) và thấp (gần bằng
mức áp chân 1).
- Chân số 4 (RESET) : dùng lập định mức trạng thái ra. Khi chân số
4 nối mase thì ngõ ra ở mức thấp. còn chân 4 nối vào mức áp cao
thì trạng thái ngõ ra tùy theo mức áp trên chân 2 và 6.
- Chân số 5 (CONTROL VOLTAGE): dùng làm thay đổi mức áp
chuẩn trong IC555 theo các mức biến áp ngoài hay dùng các điện
trở ngoài cho nối mase. Tuy nhiên trong hầu hết các mạch ứng

dụng chân số 5 nối mase qua 1 tụ từ 0.01uF → 0.1uF, các tụ có tác
dụng lọc bỏ nhiễu giữ cho mức áp chuẩn ổn định.
Đo tần số xung vuông dùng cổng nối tiếp Điện Tử 3-K3
19
BÁO CÁO MÔN GNMT GVHD : VŨ THỊ THU HƯƠNG
- Chân số 6(THRESHOLD) : là ngõ vào của 1 tầng so áp khác.
Mạch so sánh dùng các transistor NPN . Mức chuẩn là Vcc/3.
- Chân số 7(DISCHAGER) : có thể xem như 1 khóa điện và chịu
điều khiển bởi tầng logic. Khi chân 3 ở mức áp thấp thì khóa này
đóng lại.ngược lại thì nó mở ra. Chân 7 tự nạp xả điện cho 1 mạch
R-C lúc IC 555 dùng như 1 tầng dao động .
- Chân số 8 (Vcc): cấp nguồn nuôi Vcc để cấp điện cho IC.Nguồn
nuôi cấp cho IC 555 trong khoảng từ +5v →+15v và mức tối đa là
+18V.
- Có nhiều cách thiết kế mạch để tạo xung vuông như thiết kế mạch
dùng Transistor , thiết kế mạch dùng Opam Ở đây,chọn thiết kế
mạch dao động tạo xung vuông dùng ICNE555N.
• Lý do chọn mạch tạo xung vuông sử dụng IC NE555 N:
- IC NE555 N rất phổ biến ,dễ tìm
- Mạch tạo xung dùng IC này rất dễ làm, dễ giải thích ,dễ
hiểu được nguyên lí của nó.
Đo tần số xung vuông dùng cổng nối tiếp Điện Tử 3-K3
20
BÁO CÁO MÔN GNMT GVHD : VŨ THỊ THU HƯƠNG
Chu kỳ của mạch là T=0.693.(R4+2VR1)C12.
Dạng xung tại ngõ 3: là xung vuông với chu kỳ T.
4. MAX232.
• GIỚI THIỆU VI MẠCH GIAO TIẾP MAX 232
Vì tín hiệu cổng COM thường ở mức +12V, -12V nên không
tương thích với điện áp TTL nên để giao tiếp KIT Vi điều khiển

8051 với máy tính qua cổng COM ta phải qua một vi mạch biến
đổi điện áp cho phù hợp với mức TTL, ta chọn vi mạch MAX232
để thực hiện việc tương thích điện áp.
Vi mạch MAX 232 của hãng MAXIM là một vi mạch chuyên dùng
trong giao diện nối tiếp với máy tính. Chúng có nhiệm vụ chuyển
đổi mức TTL ở lối vào thành mức +10V hoặc –10V ở phía truyền
và các mức +3…+15V hoặc -3…-15V thành mức TTL ở phía
nhận.
Đo tần số xung vuông dùng cổng nối tiếp Điện Tử 3-K3
21
BÁO CÁO MÔN GNMT GVHD : VŨ THỊ THU HƯƠNG
Vi mạch MAX 232 có hai bộ đệm và hai bộ nhận. Đường
dẫn điều khiển lối vào CTS, điều khiển việc xuất ra dữ liệu ở cổng
nối tiếp khi cần thiết, được nối với chân 9 của vi mạch MAX 232.
Còn chân RST (chân 10 của vi mạch MAX ) nối với đường dẫn bắt
tay để điều khiển quá trình nhận. Thường thì các đường dẫn bắt tay
được nối với cổng nối tiếp qua các cầu nối, để khi không dùng đến
nữa có thể hở mạch các cầu này. Cách truyền dữ liệu đơn giản nhất
là chỉ dùng ba đường dẫn TxD, RxD và GND
Khi thực hiện giao tiếp với vi điều khiển ,ta phải dùng thêm
mạch chuyển mức logic từ TTL đến 232 và ngược lại .Các vi mạch
thường sử dụng là MAX232 của maxim hay DS275 của
Dallas.Mạch chuyển mức logic mô tả như sau:
Đo tần số xung vuông dùng cổng nối tiếp Điện Tử 3-K3
22
BÁO CÁO MÔN GNMT GVHD : VŨ THỊ THU HƯƠNG
Mạch chuyển mức logic TTL và RS232.
Sơ đồ kết nối giữa cổng COM với KIT Vi điều khiển 8051 :
- Sơ đồ thực tế.
Đo tần số xung vuông dùng cổng nối tiếp Điện Tử 3-K3

23
BÁO CÁO MÔN GNMT GVHD : VŨ THỊ THU HƯƠNG
Vi mạch này nhận mức RS232 đã được gởi tới từ máy tính
và biến đổi tín hiệu này thành tín hiệu TTL để cho tương thích với
IC 8051 và nó cũng thực hiện ngược lại là biến đổi tín hiệu TTL từ
Vi điều khiển thành mức +12V, -12V để cho phù hợp hoạt động
của máy tính. Giao tiếp theo cách này, khoảng cách từ máy tính
đến thiết bị ngoại vi có thể đạt tới trên 20 mét.
Ưu điểm của giao diện này là có khả năng thiết lập tốc độ Baud.
Khi dữ liệu từ máy tính được gởi đến KIT Vi điều khiển 8051 qua
cổng COM thì dữ liệu này sẽ được đưa vào từng bit (nối tiếp) vào
thanh ghi SBUF (thanh ghi đệm), đến khi thanh ghi đệm đầy thì
cờ RI trong thanh ghi điều khiển sẽ tự động Set lên 1 và lúc này
CPU sẽ gọi chương trình con phục vụ ngắt và dữ liệu sẽ được đưa
vào để xử lý.
PHẦN IV : THIẾT KẾ PHẦN CỨNG
Đo tần số xung vuông dùng cổng nối tiếp Điện Tử 3-K3
24
BÁO CÁO MÔN GNMT GVHD : VŨ THỊ THU HƯƠNG
1. Sơ đồ nguyên lý
2. Sơ đồ mạch mô phỏng:
Đo tần số xung vuông dùng cổng nối tiếp Điện Tử 3-K3
25