Bài giảng kỹ thuật vi xử lý Thiết bị ngoại vi

1
Electrical Engineering
1
Thiết bị ngoại vi
• Giao tiÕp víi ®Ìn LED
• Giao tiÕp víi phÝm
• Gi¸o tiÕp víi LCD
• Giao tiÕp víi ®éng c¬ b−íc
• Giao tiÕp víi ®éng c¬ 1 chiÒu
Electrical Engineering
2
Nguồn cung cấp
•Mạch cung cấp
5V 1 chiều từ
nguồn 9V –
15VDC
•Chất lượng ổn
định
•Dễ chế tạo bằng
linh kiện có sẵn
2
Electrical Engineering
3
Các linh kiện lắp ráp thử
Electrical Engineering
4
Đèn LED
•LàDiốt phát sáng
•Cần phải cung cấp điện
trở hạn chế để giới hạn
dòng điện trong mạch

• Có nhiều màu khác nhau
3
Electrical Engineering
5
Sơ đồ điều khiển (led.asm)
Điều khiển đèn LED
Điều khiển Relay
Electrical Engineering
6
LED 7 thanh
•Anốt chung
•Catốt chung
• Dùng hiển
thị số 0-F
4
Electrical Engineering
7
Hiển thị LED 7 thanh dùng VXL
Electrical Engineering
8
Hiển thị nhiều dữ liệu
• Cho phép hiển thị nhiều số khác nhau
•Sử dụng IC chuyên dụng để hiển thị, đơn
giản hóa việc giải mã
•Phối hợp 2 phương pháp: hiện thị trực tiếp
và hiển thị dồn kênh
5
Electrical Engineering
9
Hiển thị dồn kênh

Electrical Engineering
10
Thuật toán
•Hiển thị từng số
•Chuyển sang kênh tiếp theo
•Tần số quét lớn hơn 100Hz
6
Electrical Engineering
11
Ví dụ
•Hiển thị 4 số, vòng lặp bắt đầu từ 00010001
•Dữ liệu cần hiển thị lưu trong bộ đệm trong
RAM
• P1 dùng đề điểu khiển hiển thị
Electrical Engineering
12
Nhận phím bấm
•Phím bấm
•Nút ấn
• Công tắc
•Loại thường kín (NC)
và thường hở (NO)
7
Electrical Engineering
13
Chương trình nhận phím
SETB P3.0 ;
LOOP:
JB P3.0, NOT_PRESSED ; If the button is not pressed,
ACALL DISPLAY_0 ; Display '0'

AJMP LOOP ; Jump back up to LOOP:
NOT_PRESSED:
ACALL DISPLAY_1 ; Display '1'
AJMP LOOP ; go to LOOP
Electrical Engineering
14
Chống rung
Chống rung bằng phần
cứng
Chống rung bằng phần
mềm
8
Electrical Engineering
15
Ma trận phím
Electrical Engineering
16
Thuật toán
• Đặt hàng là cổng ra và cột là cổng vào
•Chuyển lần lượt từng hàng 1 về 0
• Đọc giá trị cổng vào
•Nếu cổng vào nào về 0 thì xác định phím
bấm trên cở sở hàng và cột tương ứng
•Chương trình tiếp tục quét lặp lại
9
Electrical Engineering
17
Động cơ bước (step motor)
•Phát triển theo nguyên lý động cơ 1 chiều
• Dùng điều khiển đặc biệt chính xác

– Dùng trong máy in, máy photocopier
• Điểu khiển cả tốc độ và vị trí
• Được dùng phổ biến trong mạch điểu khiển
vị trí
• Công suất nhỏ (moment kéo nhỏ)
Electrical Engineering
18
Cấu hình điều khiển
10
Electrical Engineering
19
Các loại động cơ bước
• Động cơ một cực (unipolar)
• Động cơ lưỡng cực (bipolar)
• Động cơ lai (động cơ bước có từ cảm thay
đổi, variable reluctance)
Electrical Engineering
20
Động cơ một cực (unipolar)
• Hay còn gọi là động
cơ 6 dây (có một cực
chung)
•Gồm 2 cuộn dây
11
Electrical Engineering
21
Động cơ 2 cực
• Hay còn gọi là động
cơ 4 dây (không cực
chung)

•Gồm 2 cuộn dây độc
lập
Electrical Engineering
22
Động cơ lai
• Hay còn gọi là động
cơ 5 dây
•Gồm 4 cuộn dây độc
lập có một điểm
chung
•Cóthể có nhiều cuộn
dây mở rộng
12
Electrical Engineering
23
Phương pháp điều khiển
• Điều khiển động cơ bước 1 cực
– Điều khiển từng pha (full step)
– Điều khiển 2 pha
– Điều khiển nửa bước (half step)
Electrical Engineering
24
Điều khiển 1 pha
•Bảng luật điều khiển
13
Electrical Engineering
25
Giản đồ xung
Electrical Engineering
26

Điều khiển 2 pha
•Bảng luật điều khiển
14
Electrical Engineering
27
Giản đồ thời gian
Electrical Engineering
28
Điều khiển nửa bước
•Kết hợp 2 phương pháp 1 pha và 2 pha
15
Electrical Engineering
29
Giản đồ thời gian
Electrical Engineering
30
Sơ đồ mạch điều khiển
16
Electrical Engineering
31
Mạch điều khiển
Q3
Q4
Q7
Q8
+V+V
Q5
Q6
Q2
Q1

+V
Q4
Q3
Q2
Q1
Bipolar
Unpolar
Electrical Engineering
32
Thực tế
• Các loại step motor
– 12 V –0.4A
– 3.5V – 1A
– 3.3V – 1.4A
– 9V – 0.9A
17
Electrical Engineering
33
Sơ đồ mạch hạn chế dòng
Electrical Engineering
34
Mạch hiển thị LCD
18
Electrical Engineering
35
Đặc điểm
• Màn hình hiển thị tinh thể lỏng
•Tương thích với mạch HD44780(Hitachi) -
KS0066U controller
•Cóthể dễ dàng điều khiển các ký tự trên

màn hình sử dụng các từ điều khiển
•Hiển thị mọi ký tự trong bảng ASCII
•Cóloại 2 x 16 , 4 x 16, 4 x 20
Electrical Engineering
36
Sơ đồ mạch điện
19
Electrical Engineering
37
Thøtùch©n Ký hiÖu Møc logic I/O Chøc n¨ng
1 V
SS
- - Power supply (GND)
2 V
CC
- - Power supply (+5V)
3 V
ee
- - Contrast Adjust
4 RS 0/1 I 0 = Instruction input
1 = Data input
5 R/W 0/1 I 0 = Write to LCD module
1 = Read from LCD
6 E I Enable signal
7 DB0 0/1 I/O Data bus line 0 (LSB)
8 DB1 0/1 I/O Data bus line 1
9 DB2 0/1 I/O Data bus line 2
10 DB3 0/1 I/O Data bus line 3
11 DB4 0/1 I/O Data bus line 4
12 DB5 0/1 I/O Data bus line 5

13 DB6 0/1 I/O Data bus line 6
14 DB7 0/1 I/O Data bus line 7
15
16
Electrical Engineering
38
Nguyên tắc điều khiển LCD
• Đường EN
• Đường RS
• Đường R/W
20
Electrical Engineering
39
Đường EN
•Khởi động thì đặt mức 1
•Sau khi kết thúc việc gửi dữ liệu thì trở về
mức 0
Electrical Engineering
40
Đường RS
•Khi RS mức 0, đây là lệnh đặc biệt, ví dụ
như xóa màn hình, trả con trỏ về đầu dòng
•Khi RS mức 1, dữ liệu cần hiển thị sẽ gửi
vào bus dữ liệu
21
Electrical Engineering
41
Đường R/W
•Lệnh điều khiển đọc ghi
•Khi R mức cao thì đọc từ LCD

•Khi R mức thấp thì ghi vào LCD
Electrical Engineering
42
Lập trình LCD
•Khởi tạo LCD
–Khởi tạo con trỏ
– Mode màn hình
–Phương pháp truyền dữ liệu
•Kiểm tra trạng thái LCD sau khi ra lệnh bằng việc
kiểm tra trạng thái của bit D7
• D7 = 0 thì LCD trở về trạng thái chờ lệnh tiếp theo
22
Electrical Engineering
43
Ví dụ về khởi tạo
PA = (PA|0x04)&0xFF; //set EN and clear RS
PB = 0x38; // initial mode:8-bit data,diplay two lines
PA = PA&0xFB; // clear EN
Wait_LCD();
PA = (PA|0x04)&0xFF; //set EN and clear RS
PB = 0x0E; // turn the LCD on and turn the cursor on
PA = PA&0xFB; // clear EN
Electrical Engineering
44
Các lệnh LCD ứng với Hitachi
• RS RW DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
• Lệnh điều khiển tương ứng
• Lệnh xóa màn hình- 0 0.0 0 0 0.0 0 0 1
• Lệnh đưa con trỏ về vị trí đầu dòng 0 0.0 0 0 0.0 0 1 x
• Và hàng chục các lệnh khác nhau

23
Electrical Engineering
45
Tài liệu tham khảo
• http:/www.8052.com
• />