Thiết kế và thi công mạch quang báo kết hợp hiển thị nhiệt độ và thời gian

TRNG I HC M THÀNH PH H CHÍ MINH KHOA
XÂY DNG VÀ IN



 ÁN TT NGHIP
K S NGÀNH IN - IN T



THIT K VÀ THI CÔNG MCH QUANG
BÁO KT HP HIN TH NHIT  VÀ
THI GIAN







GVHD : ThS.TNG THANH NHÂN
SVTH : NGUYN HI PHNG
MSSV : 20662075

TP. H Chí Minh, tháng 3 nm 2011
 án tt nghip k s đin- đin t GVHD : ThS. Tng Thanh Nhân

SVTH : Nguyn Hi Phng MSSV : 20662075


LI M U



Nh chúng ta đã bit hin nay vic qung cáo bng led đã tr nên rt ph bin,
hu nh khp mi ni t các ca hàng, quán xá, siêu th, ngân hàng, sân bay, các
bng thông báo… tt c đu s dng bng led.
u đim ca các bng led mà ta d thy nht là màu sc rt sinh đng, chúng có
th hin th các hiu ng rt đp mt rt d làm thu hút ánh m
t ca mi ngi, hin
th rõ ràng ngay c ban ngày, và càng thêm rc r khi đêm xung. u đim na là
các bng led còn có th hin th đc các hình nh đng, nhiu màu sc, nhiu hiu
ng chuyn đng vì vy nó luôn là la chn ca nhiu ngi khi làm bng qung cáo.
Mt ng dng na ca bng led đó là dùng đ hin th thông tin, ng dng này thì
chúng ta thng thy  các ngân hàng, các sân bay, sàn giao dch chng khoán, bnh
vin, siêu th hay các bng thông báo trên đng giao thông…chúng có th kt ni
vi các thit b khác đ thay đi ni dung thông tin cn hin th mt cách t đng ví
d máy tính, đng h s, mch đo nhit đ…Và vi ng dng này ca bng led nên
em đi đn ý tng làm đ án v đ tài “thit k và thi công mch quang báo kt h
p
hin th nhit đ và thi gian”.
Phm vi ca đ án xoay quanh vic đo đc thu thp d liu t các b phn cm

bin nhit, bin đi và đng h s, bàn phím sau đó hin th lên led ma trn, nu m
rng ra thêm thì ta có th kt hp vi máy tính đ có th hin th thêm nhiu thông tin
khác làm cho vic hin th thêm phong phú hn.



 án tt nghip k s đin- đin t GVHD : ThS. Tng Thanh Nhân


SVTH : Nguyn Hi Phng MSSV : 20662075


LI CM N



 hoàn thành đc đ án này trc tiên em xin chân thành cám n giáo viên
hng dn ThS. Tng Thanh Nhân, thy đã truyn đt nhng kin thc cn thit, gii
đáp nhng thc mc, tn tình hng dn giúp đ em hoàn thành đc đ án này.
Bên cnh đó em cng xin cám n các bn, các anh trong các din đàn đin t cng
đã h tr giúp đ em rt nhiu v lý thuyt đ giúp em hiu rõ h
n v lp trình quang
báo.
Do thi gian và kin thc v vi x lý cha tht s tt nên trong quá trình làm đ
án còn mc nhiu thiu sót nên em cng mong các thy cô xem xét b qua và có
nhng ý kin đ giúp em hoàn thin hn. Hy vng vi đ án này s là bc đà đu
tiên đ em có th thành công hn khi ri khi gh nhà trng.

 án tt nghip k s đin- đin t GVHD : ThS. Tng Thanh Nhân


SVTH : Nguyn Hi Phng MSSV : 20662075



MC LC

LI M U
LI CM N
MC LC
CHNG 1: GII THIU TNG QUAN V B VI IU KHIN 1
I. B VI IU KHIN 8051 1
II.GII THIU V VI X LÝ 8051 1
III.T CHC B NH 6
IV.CÁC THANH GHI CHC NNG C BIT
(SFRs – SPECIAL FUNCTION REGISTERS) 9
V. B NH CHNG TRÌNH NGOÀI 14
VI.B NH D LIU NGOÀI 15
VII.HOT NG RESET 17
VIII.TIMER 18
IX. PORT NI TIP 25
X.NGT (Interrupt) 29
XI.CÁC PHNG PHÁP NH A CH 31
XII.TP LNH 34
CHNG 2: CHUYN I TNG T- S ADC 38
I.KHÁI NIM CHUNG 38
II.NGUYÊN TC THC HIN CHUYN I 38

III.CÁC PHNG PHÁP CHUYN I ADC 39
IV.IC CHUYN I TÍN HIU TNG T SANG TÍN HIU S
ADC 0804 40
CHNG 3: O NHIT  46
I. H THNG O LNG 46
II.CÁC PHNG PHÁP O NHIT  48
III.CM BIN LM35 57
CHNG 4: NG H S 59
I.GIAO THC I2C 59
II.IC THI GIAN THC DS1307 63
III.BÀN PHÍM 68
CHNG 5: QUANG BÁO 69
I.LED MATRIX 69
II.IC GHI DCH 74HC595 71
CHNG 6: THIT K PHN CNG 76
I.S  KHI 76
II.S LC V CÁC KHI 77
III.S  CHI TIT TNG KHI 77
KT LUN 89
TÀI LIU THAM KHO 90
PH LC
 án tt nghip k s đin – đin t GVHD : ThS. Tng Thanh Nhân


SVTH : Nguyn Hi Phng MSSV : 20662075
Trang 1


CHNG I: GII THIU TNG QUAN V B VI IU KHIN

I.B VI IU KHIN 8051

8051 là vi điu khin đu tiên ca h vi điu khin MCS51 đc Intel sn xut vào nm
1980. H vi điu khin 8051 là h 8 bit có kh nng đnh đa ch 64K b nh chng trình và
64K b nh d liu.
So sánh các vi điu khin trong h 8051

II.GII THIU V VI X LÝ 8051:

8051 là IC vi điu khin (Microcontroller) do hãng Atmel sn xut. IC này có đc đim
nh sau:
• 4 KB ROM ni.
• 128 byte RAM ni.
• 4 Port nhp/xut 8 bit (I/O port).
• 2 b đm/đnh thi 16 bit (timer).
• Mch giao tip truyn d liu ni tip (serial port).
• 64 KB b nh bên ngoài dung đ lu chng trình điu khin.
• 64 KB b nh bên ngoài dung đ lu d liu.
• 210 bit có th truy xut tng bit.
• Có các lnh x lý bit.
• B nhân/chia 4µs.




 án tt nghip k s đin – đin t GVHD : ThS. Tng Thanh Nhân


SVTH : Nguyn Hi Phng MSSV : 20662075

Trang 2

1.S đ chân ca 8051:
S đ chân 8051

 án tt nghip k s đin – đin t GVHD : ThS. Tng Thanh Nhân


SVTH : Nguyn Hi Phng MSSV : 20662075
Trang 3

2.Cu trúc bên trong ca 8051
S đ khi 8051:

Cu trúc bên trong ca vi điu khin





 án tt nghip k s đin – đin t GVHD : ThS. Tng Thanh Nhân


SVTH : Nguyn Hi Phng MSSV : 20662075
Trang 4


3.Chc nng các chân vi điu khin:

a.Port 0: T chân 32 đn chân 39 (P0.0 - P0.7). Port 0 có 2 chc nng: trong các thit k c

nh không dùng b nh m rng nó có chc nng nh các đng I/O, đi vi thit k ln có
b nh m rng nó đc dn kênh gia bus đa ch và bus d liu.
b.Port 1: T chân 1 đn chân 8 (P1.0 - P1.7). Port 1 ch có chc nng dùng làm các đng
điu khin xut nhp I/O
c.Port 2: T chân 21 đn chân 28 (P2.0 - P2.7). Nu không dùng b nh m rng bên ngoài
thì port 2 dùng làm các đng điu khin I/O. Nu dùng b nh m rng bên ngoài thì port 2
có chc nng là byte cao ca bus đa ch (A8 - A15).
d.Port 3: T chân 10 đn chân 17 (P3.0 - P3.7). Port 3 là port có 2 chc nng. Các chân ca
port này va có chc nng là các đng I/O va có chc nng riêng khác tùy tng chân.

 án tt nghip k s đin – đin t GVHD : ThS. Tng Thanh Nhân


SVTH : Nguyn Hi Phng MSSV : 20662075
Trang 5




Bng sau mô t các chc nng riêng l ca tng chân:
Bit Tên a ch bit Chc nng chuyn đi
P3.0 RXD B0H D liu nhn cho port ni tip
P3.1 TXD B1H D liu phát cho port ni tip
P3.2
/INT0
B2H Ngt ngoài 0
P3.3
/INT0
B3H Ngt ngoài 1
P3.4 T0 B4H Ngõ vào timer/counter 0

P3.5 T1 B5H Ngõ vào timer/counter 1
P3.6
/WR
B6H Xung ghi b nh d liu ngoài
P3.7
/RD
B7H Xung đc b nh d liu ngoài

e.PSEN (Program store enable):
/PSEN là tín hiu ngõ ra  chân 29. Nó là tín hiu điu khin cho phép đc b nh
chng trình m rng và thng đc ni đn chân /OE (Output Enable) ca EPROM đ
cho phép đc các byte mã lnh.
/PSEN  mc thp trong thi gian 89C51 ly lnh. Các mã nh phân ca chng trình
đc đc t EPROM qua bus d liu và đc cht vào thanh ghi lnh bên trong 89C51 đ
gii mã lnh. Khi 89C51 thi hành chng trình trong EPROM ni /PSEN  mc logic 1.
f.ALE (Address Latch Enable):
ALE là tín hiu ra trên chân 30. Nó là tín hiu ra cho phép cht đa ch đ phân kênh cho
bus d liu (D0 ÷ D7) và byte thp ca bus đa ch (A0 ÷ A7) trên port 0: trong na đu ca
chu k b nh, xung ALE cho phép cht đa ch vào 1 thanh ghi bên ngoài, trong na sau
ca chu k b nh, các đng port 0 nh là các đng nhp xut d liu.
Các xung tín hiu ALE có tc đ bng 1/6 ln tn s ca mch dao đng trên chip và có
th đc dùng làm ngun xung nhp cho các thành phn khác ca h thng.
g. EA (External Access):
Tín hiu vào /EA  chân 31 nó thng đc mc lên mc 1(5V) hoc mc 0(GND).
Nu  mc 1 thì vi điu khin thi hành chng trình t b nh ni(ROM) trong khong đa
ch thp(4K).
Nu  mc 0 thì vi điu khin thi hành chng trình t b nh chng trình ngoài.
h.RST (Reset):
RST là ngõ vào trên chân 9, ngõ vào Reset. Khi cp đin cho h thng hoc nhn nút
reset thì mch s reset vi điu khin. Khi reset thì tín hiu reset phi  mc cao trong ít nht

là 2 chu kì máy.
 án tt nghip k s đin – đin t GVHD : ThS. Tng Thanh Nhân


SVTH : Nguyn Hi Phng MSSV : 20662075
Trang 6

i. XTAL1 và XTAL2:
XTAL1 và XTAL2 là ngõ vào và ngõ ra ca mch to dao đng trên chip  chân 18 và
19. Chúng thng đc ni vi mt thch anh ngoài và các t nh hình đ to xung clock.
Tn s thch anh thông thng là 12MHz
Chu k máy (T
M
) = 1/ tn s máy (f
M
) = 1/ (f
OSC
/12) = 12/f
OSC
Nu tn s thch anh là 12MHz thì chu k máy bng 1µs.
S đ mch to dao đng tên chip

j.Vcc và Vss:
Là các chân ngun trên chân 40 và 20. Vcc = +5V, Vss ni đt.


III.T CHC B NH:
8051 có b nh theo cu trúc Harvard : có nhng vùng cho b nh riêng bit cho chng
trình (ROM) và d liu (RAM). Nh đã nói  trên, c chng trình và d liu có th  bên
trong 8051, dù vy chúng có th đc m rng bng các thành phn ngoài lên đn ti đa 64

KB b nh chng trình và 64 KB b nh d liu(tng ng vi 16 bit đa ch ).
B nh bên trong bao gm ROM (8051) và RAM trên chip, RAM trên chip bao gm
nhiu phn : phn lu tr đa dng, phn lu tr đa ch hóa tng bit, các bank thanh ghi và các
thanh ghi chc nng đc bit.
- Có 256 byte RAM ni (đa ch 00H ÷ FFH)
- 128 byte RAM ni đa ch 00H ÷ 7FH: là các bank thanh ghi vùng RAM đnh v bit và
vùng RAM đa dng.
- 128 byte RAM ni đa ch 80H ÷ FFH : là các thanh ghi chc nng đc bit.
 án tt nghip k s đin – đin t GVHD : ThS. Tng Thanh Nhân


SVTH : Nguyn Hi Phng MSSV : 20662075
Trang 7

Cu trúc b nh d liu


Không gian b nh ca 8051

 án tt nghip k s đin – đin t GVHD : ThS. Tng Thanh Nhân


SVTH : Nguyn Hi Phng MSSV : 20662075
Trang 8


T chc b nh 8051

 án tt nghip k s đin – đin t GVHD : ThS. Tng Thanh Nhân


SVTH : Nguyn Hi Phng MSSV : 20662075
Trang 9

1.RAM đa dng:
a ch t 30 ÷ 7FH gm 80 bytes
Mi đa ch trong vùng RAM đa dng đu có th đc truy xut t do dùng cách đnh
đa ch trc tip hoc gián tip.
2.RAM đa ch hóa tng bit:
a ch t 20H ÷ 2FH
8051 cha 210 bit đc đa ch hóa, trong đó 128 bit đc đnh đa ch t 00H ÷ 7FH
trong các đa ch byte 20H đn 2FH, và phn còn li là trong các thanh ghi chc nng riêng
bit.
Ý tng truy xut tng bit riêng r bng phn mm là mt đc tính tin li ca vi điu
khin nói chung. Các bit có th đc đt, xóa, AND,OR …vi mt lnh đn. a s các vi x
lý đòi hi mt chui lnh đc-sa-ghi đ đt đc hiu qu tng t. Hn na, các port I/O
cng đc đa ch tng bit làm đn gin phn mm xut nhp tng bit.
3.Các bank thanh ghi:
a ch t 00H ÷ 1FH
Có 4 bank thanh ghi 0, 1, 2, 3
Mi bank có 8 thanh ghi t R0 ÷ R7
Ti mi thi đim ch có mt bank thanh ghi tích cc (thông qua vic cài đt các bit chn
bank trong thanh ghi PSW). Theo mc đnh (sau khi Reset h thng) các thanh ghi này  các
đa ch 00H-07H (Bank 0).
Các lnh dùng các thanh ghi R0 đn R7 thì s ngn hn và nhanh hn các lnh tng

ng nhng dùng đa ch trc tip. Các giá tr d liu đc dùng thng xuyên nên dùng mt
trong các thanh ghi này.
Ý tng dùng “các bank thanh ghi” cho phép “chuyn hng” chng trình nhanh và
hiu qu (tng phn riêng r ca phn mm s có mt b thanh ghi riêng không ph thuc
vào các phn khác).

IV.CÁC THANH GHI CHC NNG C BIT (SFRs – SPECIAL FUNCTION
REGISTERS):
1.Thanh ghi tích ly A (Accummlator)
- Còn kí hiu là ACC (tng ng vi đa ch E0H ), đc đnh đa ch tng bit
- Thng là toán hng đích trong các lnh s hc và logic, kt qu ca lnh cha trong
thanh ghi A.

 án tt nghip k s đin – đin t GVHD : ThS. Tng Thanh Nhân


SVTH : Nguyn Hi Phng MSSV : 20662075
Trang 10

2.T trng thái chng trình PSW (Program Status Word)
T trng thái chng trình (PSW: Program Status Word)  đa ch D0H cha các bit
trng thái nh bng tóm tt sau:

CY AC F0 RS1 RS0 OV - P

Bit Ký hiu a ch Ý ngha
PSW.7
PSW.6
PSW.5
PSW.4

PSW.3




PSW.2
PSW.1
PSW.0
CY
AC
F0
RS1
RS0




OV

P
D7H
D6H
D5H
D4H
D3H




D2H

D1H
D0H
C nh
C nh ph
C 0
Bit 1 chn bank thanh ghi
Bit chn bank thanh ghi.
00=bank 0; đa ch 00H-07H
01=bank 1: đa ch 08H-0FH
10=bank 2:đa ch 10H-17H
11=bank 3:đa ch 18H-1FH
C tràn
D tr
C Parity chn.

Tóm tt thanh ghi PSW


- C nh (CY) có công dng kép. Thông thng nó đc dùng cho các lnh toán hc: nó
s đc set nu có mt s nh sinh ra bi phép cng hoc có mt s mn phép tr .
C nh cng có th xem nh mt thanh ghi 1 bit cho các lnh lun lý thi hành trên
bit.
- C nh ph: Khi cng các s BCD, c nh ph (AC) đc set nu kt qu ca 4 bit
thp trong khong 0AH đn 0FH. Nu các giá tr cng đc là s BCD, thì sau lnh
cng cn có DA A( hiu chnh thp phân thanh ghi tích ly) đ mang kt qu ln hn
9 vào đúng biu din BCD.
- C 0: C 0 (F0) là mt bit c đa dng dành cho các ng dng ca ngi dùng.
- Các bit chn bank thanh ghi: Các bit chn bank thanh ghi (RS0 và RS1) xác đnh bank
thanh ghi đc tích cc. Chúng đc xóa sau khi reset h thng và đc thay đi
bng phn mm nu cn.

RS1 RS0 Bank
0 0 0: đa ch 00H ÷ 07H
0 1 1: đa ch 08H ÷ 0FH
1 0 2: đa ch 10H ÷ 17H
1 1 3: đa ch 18H ÷ 1FH
Chn bank thanh ghi

 án tt nghip k s đin – đin t GVHD : ThS. Tng Thanh Nhân


SVTH : Nguyn Hi Phng MSSV : 20662075
Trang 11

Ví d, ba lnh sau cho phép bank thanh ghi 3 và di chuyn ni dung ca thanh ghi R7
(đa ch byte 1FH) đn thanh ghi tích ly:
SETB RS1
SETB RS0
MOV A,R7
Khi chng trình đc hp dch các đa ch bit đúng đc thay th cho các ký hiu
“RS1” và “RS0”. Vy lnh SETB RS1 s ging nh lnh SETB 0D4H.

- C Tràn: C tràn (OV) đc đt lên 1 sau mt lnh cng hoc tr nu có mt phép
toán b tràn. Khi các s có du đc cng hoc tr vi nhau, phn mm có th kim tra
bit này đ xác đnh xem kt qu ca nó có nm trong tm xác đnh không. Khi các s
không du đc cng, bit OV có th đc b qua. Các kt qu ln hn +127 hoc nh
hn –128 s đt bit OV lên 1.
- C kim tra chn P: bit P đc đt lên 1 hay xóa v 0 mt cách t đng  mi chu kì
máy đ to thành kim tra chn vi thanh ghi tích ly. S bit 1 có trong thanh ghi A và
bit P luôn luôn chn. Ví d thanh ghi A cha 10101101B thì P s là 1 đ s bit 1 là
chn. Bit P thng đc s dng chung vi các chng trình cng ni tip đ cho vào

thêm bit P trc khi truyn đ kim tra sau khi nhn.

3.Thanh ghi B:
Thanh ghi B  đa ch F0H đc dùng cùng vi thanh ghi tích ly A cho các phép toán
nhân và chia. Lnh MUL AB s nhân các giá tr không du 8 bit trong A và B ri tr v kt
qa 16 bit trong A (byte thp) và B (byte cao). Lnh DIV AB s chia A cho B ri tr v kt
qu nguyên trong A và phn d trong B. Thanh ghi B cng có th đc xem nh thanh ghi
đm đa dng. Nó đc đa ch hóa tng bit bng các đa ch bit F0H đn F7H.
4. Con tr ngn xp (SP – Stack Pointer):
Con tr ngn xp (SP) là mt thanh ghi 8 bit  đa ch 81H. Nó cha đa ch ca byte d
liu hin hành trên đnh ca ngn xp. Các lnh trên ngn xp bao gm các thao tác ct d
liu vào ngn xp và ly d liu ra khi ngn xp. Lnh ct d liu vào ngn xp s làm tng
SP trc khi ghi d liu, và lnh ly d liu ra khi ngn xp s đc d liu và làm gim SP.
 khi đng li SP vi ngn xp bt đu ti 60H, các lnh sau đây đc dùng:

MOV SP,#5FH

Trên 8051 ngn xp b gii hn 32 byte vì đa ch cao nht ca RAM trên chip là 7FH.
S d cùng giá tr 5FH vì SP s tng lên 60H trc khi ct byte d lu đu tiên.
Ngi thit k có th chn không phi khi đng li con tr ngn xp mà đ nó ly giá
tr mc đnh khi reset h thng. Giá tr mc đnh đó là 07H và kt qu là ngn đu tiên đ ct
d liu có đa ch 08H. Nu phn mm ng dng không khi đng li SP, bank thanh ghi 1
(có th c 2 và 3) s không dùng đc vì vùng RAM này đã đc dùng làm ngn xp.
Ngn xp đc truy xut trc tip bng các lnh PUSH và POP đ lu gi tm thi và
ly li d liu hoc đc truy xut ngm bng các lnh gi chng trình con (ACALL,
LACALL) và các lnh tr v (RET, RETI) đ ct và ly li b đm chng trình.


 án tt nghip k s đin – đin t GVHD : ThS. Tng Thanh Nhân

SVTH : Nguyn Hi Phng MSSV : 20662075
Trang 12

5. Con tr d liu:
Con tr d liu (DPTR) đc dùng đ truy xut b nh ngoài là mt thanh ghi 16 bit 
đa ch 82H (DPL: byte thp) và 83H (DPH: byte cao)
6. Các thanh ghi port xut nhp:
Các port ca 8051 bao gm Port 0  đa ch 80H, Port 1  đa ch 90H, Port 2  đa ch
A0H và Port 3  đa ch B0H. Tt c các Port đu đc đa ch hóa tng bit. iu đó cung
cp mt kh nng giao tip thun li.
7. Các thanh ghi mch đnh thì (timer):
8051 cha 2 b đnh thi đm 16 bit đc dùng trong vic đnh thi hoc đm s kin.
Timer 0  đa ch 8AH (TL0:byte thp) và 8CH (TH0:byte cao).Timer 1  đa ch 8BH
( TL1: byte thp) và 8DH ( TH1: byte cao). Vic vn hành timer đc set bi thanh ghi
Timer Mode (TMOD)  đa ch 89H và thanh ghi điu khin timer (TCON)  đa ch 88H.
Ch có TCON đc đa ch hóa tng bit.
8. Các thanh ghi port ni tip:
8051 cha mt port ni tip trên chip dành cho vic trao đi thông tin vi các thit b ni
tip nh máy tính, modem hoc cho vic giao tip vi các IC khác có giao tip ni tip (có
b chuyn đi A/D, các thanh ghi dch ). Mt thanh ghi gi là b đm d liu ni tip
(SBUF)  đa ch 99H s gi c hai gi liu truyn và nhn. Khi truyn d liu thì ghi lên
SBUF, khi nhn d liu thì đc SBUF. Các mode vn hành khác nhau đc lp trình qua
thanh ghi điu khin port ni tip (SCON) (đc đa ch hóa tng bit)  đa ch 98H.

9. Các thanh ghi ngt:
8051 có cu trúc 5 ngun ngt, 2 mc u tiên. Các ngt b cm sau khi reset h thng và
s đc cho phép bng vic ghi thanh ghi cho phép ngt (IE)  đa ch 8AH. C hai thanh
ghi đc đa ch hóa tng bit.
10.Thanh ghi điu khin ngun PCON (Power Control):

SMOD - - - GF1 GF0 PD IDL


Bit Ký hiu Ý ngha



6
5
4
3
2
1

0

SMOD





GF1
GF0
PD

IDL

Bit gp đôi tc đ baud, nu đc set thì tc đ

baud s tng gp đôi trong các mode 1, 2 và 3 ca
port ni tip
Không đnh ngha
Không đnh ngha
Không đnh ngha
Bit c đa dng 1
Bit c đa dng 0
Gim công sut, đc set đ kích hot mode gim
công sut, ch thoát khi reset
Mode ch, set đ kích hot mode ch, ch thoát
khi có ngt hoc reset h thng.

Tóm tt thanh ghi PCON
 án tt nghip k s đin – đin t GVHD : ThS. Tng Thanh Nhân


SVTH : Nguyn Hi Phng MSSV : 20662075
Trang 13


• Ch đ ngun gim (PD = 1): cn đin áp cung cp c 2V
̇ Mch dao đng trên chip ngng hot đng
̇ Mi chc nng ngng hot đng
̇ Ni dung các RAM trên chip đc duy trì
̇ Các chân port đc duy trì  mc logic ca chúng
̇ ALE và /PSEN đc gi  mc thp

• Ch đ ngh (IDL = 1)
̇ Tín hiu clock ni khóa không cho đn CPU nhng không khóa đi vi các chc
nng ngt, đnh thi và port ni tip.

̇ Ni dung ca tt c các thanh ghi đc duy trì.
̇ Các chân port đc duy trì  mc logic ca chúng.
̇ ALE và /PSEN đc gi  mc cao.


 án tt nghip k s đin – đin t GVHD : ThS. Tng Thanh Nhân


SVTH : Nguyn Hi Phng MSSV : 20662075
Trang 14

V. B NH CHNG TRÌNH NGOÀI:
8051 có kh nng m rng b nh đn 64K b nh chng trình và 64K b nh d liu
bên ngoài. Do đó có th dùng thêm ROM và RAM nu cn.
Khi dùng b nh ngoài, port 0 không còn là mt port I/O thun túy na. Nó đc hp
kênh gia bus đa ch (A0-A7) và bus d liu (D0-D7) vi tín hiu ALE đ cht byte thp
ca đa ch khi bt đu mi chu k b nh. Port 2 thông thng đc dùng cho byte cao ca
bus đa ch.
Trong na đu ca mi chu k b nh, byte thp ca đa ch đc cp trong port 0 và
đc cht bng xung ALE. Mt IC cht 74HC373 (hoc tng đng) s gi byte đa ch
thp trong phn còn li ca chu k b nh. Trong na sau ca chu k b nh port 0 đc
dùng nh bus d liu và đc đc hoc ghi tùy theo lnh.
Ví d: Kt ni phn cng 8051 vi b nh ngoài EPROM 64K nh sau:


- Tín hiu /EA đc tích cc (/EA = 0)
- Tín hiu /PSEN ni vi /OE đ cho phép đc b nh chng trình ngoài
- Trong 1 chu k máy đin hình, ALE có 2 xung và do đó có th đc 2 bytes ca lnh t
b nh chng trình (nu lnh ch có 1 byte thì byte th 2 đc loi b)

 án tt nghip k s đin – đin t GVHD : ThS. Tng Thanh Nhân


SVTH : Nguyn Hi Phng MSSV : 20662075
Trang 15

Gin đ thi gian ca chu k tìm-np  b nh chng trình ngoài nh sau:


VI.B NH D LIU NGOÀI:
Cho phép đc/ghi bi các tín hiu /RD và /WR
Lnh dùng đ truy xut b nh d liu ngoài là MOVX, s dng DPTR hay R0/R1 đ
cha đa ch d liu.
RAM ngoài có th giao tip vi 8051 theo cùng cách nh EPROM ngoi tr đng /RD
ni vi đng cho phép xut /OE và đng /WR ni vi đng ghi /WR (hay /WE) ca
RAM.
Trong trng hp ch có mt lng nh b nh d liu ngoài (không có b nh chng
trình ngoài) có th dùng đa ch 8 bit đ truy xut trang b nh 256 byte. Nu có nhiu hn 1
trang 256 byte, 1 vài bit tr port 2 (hay 1 port khác) có th dùng đ chn trang.

 án tt nghip k s đin – đin t GVHD : ThS. Tng Thanh Nhân


SVTH : Nguyn Hi Phng MSSV : 20662075
Trang 16

Ví d: giao tip gia 8051 và RAM 64K ngoài đc kt ni nh sau:

Gin đ thi gian ca chu k đc và ghi b nh d liu ngoài nh sau

Gin đ thi gian chu k dc b nh d liu ngoài

 án tt nghip k s đin – đin t GVHD : ThS. Tng Thanh Nhân


SVTH : Nguyn Hi Phng MSSV : 20662075
Trang 17


Gin đ thi gian chu k dc b nh d liu ngoài

VII.HOT NG RESET:
8051 đc reset bng cách gi chân RST  mc cao ít nht trong 2 chu k máy và tr nó v mc
thp. RST có th đc kích khi cp đin dùng mt mch R-C.
Mch reset h thng

 án tt nghip k s đin – đin t GVHD : ThS. Tng Thanh Nhân


SVTH : Nguyn Hi Phng MSSV : 20662075
Trang 18

Trng thái ca tt c các thanh ghi ca 8051/8031 sau khi reset h thng đc tóm tt
trong bng sau:
Thanh ghi Ni dung
B đm chng trình PC
Thanh ghi tích ly ACC
Thanh ghi B
PSW
SP
DPTR
Port 0-3
IP
IE
Các thanh ghi đnh thi
SCON
SBUF
PCON(HMOS)
PCON(CMOS)
0000H

00H
00H
00H
07H
0000H
FFH
XXX00000B
0XX00000B
00H
00H
00H
0XXXXXXB
0XXX0000B
Các giá tr thanh ghi sau khi reset h thng

Quan trng nht trong các thanh ghi trên là thanh ghi đm chng trình, nó đc đt li
0000H. Khi RST tr li mc thp, vic thi hành chng trình luôn bt đu  đa ch đu tiên
trong b nh trong chng trình: đa ch 0000H. Ni dung ca RAM trên chip không b thay
đi bi lnh reset.

VIII.TIMER:
1.Gii thiu:
Timer là mt chui các flip-flop chia đôi tn s ni tip vi nhau, chúng nhn tín hiu
vào làm ngun xung nhp. Vì mi tng k tip chia đôi cho nên timer có n tng s có xung ra
có tn s là tn s xung nhp chia cho 2
n
. Ngõ ra ca tn s cui làm ngun xung nhp cho
flip-flop báo tràn ca timer (flip-flop c). Giá tr nh phân trong các flip-flop ca timer có
th xem nh s đm s xung nhp (hoc các s kin) t khi khi đng timer. Ví d timer 16
bit s đm lên t 0000H đn FFFFH. C báo tràn s lên 1 khi s đm tràn t FFFFH đn

0000H.
Hot đng ca timer đn gin đc minh ha nh hình bên di vi timer 3 bit. Mi
tng là mt flip-flop loi D kích cnh xung làm vic theo dng chia đôi tn s. C timer là
mch cht loi D đc đt lên 1 bi tng cui ca timer.
 án tt nghip k s đin – đin t GVHD : ThS. Tng Thanh Nhân


SVTH : Nguyn Hi Phng MSSV : 20662075
Trang 19


Timer 3 bit: a) S đ b) Gin đ đnh thì

8051 có 2 timer 16 bit, mi timer có bn cách làm vic. Ngi ta s dng các timer đ:
a) đnh khong thi gian
b) đm s kin hoc
c) to tc đ baud cho port ni tip trong 8051
Mi timer 16 bit có 16 tng hay tng cui cùng chia tn s xung nhp cho
2
16
= 65536. Ngun xung nhp cho các timer là xung vuông có tn s bng 1/12 tn s dao
đng ca thch anh gn  mch dao đng hay tn s đa vào chân XTAL
Trong các ng dng đnh khong thi gian, ngi ta lp trình timer  mt khong đu
đn và đt c tràn timer. C đc dùng đ đng b hóa chng trình đ thc hin mt tác
đng nh kim tra trng thái ca các ca ngõ vào hoc gi các s kin ra các ngõ ra. Các
ng dng khác có th s dng vic to xung nhp đu đn ca timer đ đo thi gian trôi qua
gia hai s kin (ví d : đo đ rng xung).
Ta có th truy cp các timer qua các thanh ghi SFR nh bng sau:

SFR MC ÍCH A CH a ch hóa tng bit
TCON
TMOD
TL0
TL1
TH0
TH1
iu khin timer
Ch đ timer
Byte thp ca timer 0
Byte thp ca timer 1
Byte cao ca timer 0
Byte cao ca timer 1
88H
89H
8AH
8BH
8CH
8DH
Có
Không
Không
Không
Không
Không
 án tt nghip k s đin – đin t GVHD : ThS. Tng Thanh Nhân

SVTH : Nguyn Hi Phng MSSV : 20662075
Trang 20

2.Thanh ghi ch đ timer (TMOD)
Thanh ghi TMOD cha hai nhóm 4 bit dùng đ đt ch đ làm vic cho timer 0 và timer1.
Tóm tt thanh ghi TMOD

Các ch đ hot đng ca timer đc cho nh trong bng sau:
Các ch đ hot đng ca timer

Chú ý là TMOD không có đa ch bit. Thng thì ngi ta np giá tr cho nó mt ln
bng phn mm  đu chng trình đ khi to tr đt ch đ timer. Sau đó timer có th b
dng, cho chy,… bng cách truy cp các SFR khác.
 án tt nghip k s đin – đin t GVHD : ThS. Tng Thanh Nhân


SVTH : Nguyn Hi Phng MSSV : 20662075
Trang 21

3.Thanh ghi điu khin timer (TCON)
Thanh ghi TCON (timer control register) cha các bit điu khin và trng thái cho
timer 0 và timer 1. Bn bit cao đc dùng đ bt timer chy và tt timer (TR0,TR1), hoc đ
báo hiu tràn (TF0,TF1). Bn bit thp trong TCON không nh hng đn các timer. Chúng
đc dùng đ phát hin và khi đng ngt ngoài.

Chi tit các bit trong thanh ghi TCON đc cho trong bng sau.
Tóm tt thanh ghi TCON

4.Các ch đ timer

a.Ch đ timer 13 bit (ch đ 0)
Vi các thit k ngi ta ít dùng ch đ hot đng này. Byte cao ca timer (THx) ni
tip vi 5 bit thp ca timer (TLx) đ to thành timer 13 bit. Ba bit cao ca THx không đc
s dng.


Ch đ 0