chương 1 thiết kế kit vi xử lý at8952

CHƯƠNG I:
THIẾT KẾ KIT VI XỬ LÝ AT8952
I. GIỚI THIỆU CHUNG: ä
Là bộ xử lý trung tâm của bộ điều khiển ,có thể thích ứng với nhiều ứng
dụng khác nhau do chương trình mà nó chứa như : điều khiển động cơ một
chiều,điều khiển nhiệtđộ , điều khiển thiết bò báo cháy … Có nhiệm vụ xử lý
các số liệu của bộ điều khiển ,giao tiếp với các thiết bò ngoại vi,giao tiếp máy
tính …
Do đó kit vi xử lý 8952 được thiết kế là kit vi xử lý vạn năng có sơ đồ
nguyên lý như trên hình ở trang kế với các tính năng sau:
+ có ngõ giao tiếp nối tiếp có khả năng giao tiếp với máy tính hay các
thiết bò khác có ngõ giao tiếp nối tiếp theo tiêu chuẩn RS232.
+ Có bus ra 34 chân có thể giao tiếp thu nhập, điều khiển các thiết bò.
+ Có ngõ ra 10 chân gồm: 1 chân nguồn + 5v, chân MASS, và 8 chân
data có thể dùng điều khiển bộ hiển thò gồm 6 led 7 đoạn.


+ Bằng cách thay đổi chương trình trong EPPROM mà ta có thể cho kit
chạy theo một trong hai chế độ sau:
Chế độ 1: Chế độ thử nghiệm: trong chế độ này ta kết nối kit 8952 với
máy tính qua đường truyền nối tiếp. Khi đó ta có thể nạp chương trình điều
khiển dưới dạng mã máy của 8952 từ máy tính vào RAM rồi cho chạy thử để
chỉnh sữa; truy cập các ô nhớ trên kit.
Chế độ2: Chế độ chạy: trong chế độ này ta sử dụng chương trình đã hoàn
chỉnh từ việc chạy thử trong chế độ 1 nạp vào EPPROM. Lúc này kit trở thành
một kit điều khiển chuyên dụng.
Từ đó ta thấy rõ được điểm mạnh của kit là chỉ bằng việc thay thế các
chương trình trong EPPROM chúng ta có thể sử dụng được nó như một kit vạn
năng hay kit điều khiển chuyên dùng.
II. GIỚI THIỆU VỀ CÁC LINH KIỆN CHÍNH TRONG MẠCH:
a. Microcontroller 8952:đïc trình bày ở phần lý thuyết

b. RAM 6264:
RAM 6264 có cấu trúc 8 KB * 8 Bit có khả năng nạp và xóa dữ liệu
nhiều lần một cách dễ dàng, nhưng dữ liệu này có ngày sẽ bò mất khi ngắt


nguồn cung cấp. Ram này có thể được lắp vào mạch khi cần đến bộ nhớ dữ liệu
ngoài và có thể bỏ khi không cần thiết.
Các chân của 6264:
+ Các chân đòa chỉ A0 4 A12: đònh vò được 8KB.
+ Các chân dữ liệu DO 4 D7: Cho phép xuất, nhập data 8 bit. Quá trình
xuất dữ liệu 8bit được điều khiển bởi các chân /CS1 và /OE. Quá trình nhập dữ
liệu này được điều khiển bởi các chân /CS2 và /WE.

10
9
8
7
6
5
4
3
25
24
21
23
2
2
2
2
2

0
6
7
2

U 8
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A

0
1
2
3
4
5
6
7
8

9
10
11
12

C
C
W
O

S1
S2
E
E

M C M 6264

D
D
D
D
D
D
D
D

0
1
2
3

4
5
6
7

1
1
1
1
1
1
1
1

1
2
3
5
6
7
8
9


+ Chân /CS1: Tích cực mức 0 cho phép EPROM làm việc. Khi chân này ở
mức 1 EPROM ở chế độ standby.
+ Chân /CS2: Tích cực mức 1 cho phép EPROM làm việc khi chân này ở
mức 1 EPROM ở chế độ Standby. Trong ứng dụng này chân này được kéo lên
1.
+ Chân /OE: Tích cực mức 0 cho phép xuất dữ liệu ra các chân

DO 4 D7.
+ Chân /We: Tích cực mức 0 cho phép nhâïp dữ liệu vào các chân DO 4
D7 để lưu vào RAM.
c.IC 74LS373:
3
4
7
8
13
14
17
18
1
11

U1
D
D
D
D
D
D
D
D

0
1
2
3
4

5
6
7

OC
G
74LS373

Q
Q
Q
Q
Q
Q
Q
Q

0
1
2
3
4
5
6
7

2
5
6
9

12
15
16
19


Là thanh ghi chốt 8 bit khi truy xuất bộ nhớ ngoài. Nó gồm 8 D-FF có ngõ ra
3 trạng thái được điều khiển chốt và xuất dữ liệu bằng chân G và chân /OC.
d.IC 74LS245:
Là bộ đệm dữ liệu hai chiều 3 trạng thái có thể điều khiển được. Nó được
dùng để đệm dữ liệu vào ra trước khi qua bus 34 chân.
Các chân của IC 74LS245:
+ Các chân dữ liệu A1 4 A8 và B14 B8: Là hai ngõ Data 8bit. Quá trình
đệm dữ liệu qua lại giữa hai ngõ này được điều khiển bởi hai chân /G và DIR.
2
3
4
5
6
7
8
9
19
1

U 3
A
A
A
A

A
A
A
A

1
2
3
4
5
6
7
8

B
B
B
B
B
B
B
B

1
2
3
4
5
6
7

8

G
D IR
7 4 L S 2 4 5 /S O

18
17
16
15
14
13
12
11


+Chân /G: Tích cực ở mức 0 cho phép bộ đệm hoạt động.
+Chân /DIR: Khi bộ đệm trong trạng thái hoạt động, nếu chân DIR ở mức

16

logic 1 thì dữ liệu ở các chân A1 4 A8 sẽ được đệm sang các chân B14 B8. Còn
U 3

G N D

R 2O U T
T1O U T
T2O U T

15

e..IC Max232

14
7

VC C

1 2 u sẽ được đệm theo
1 3 chiều ngược laiï.
nếu chân DIR ở mức logic 0 thì dữ liệ
R 1O U T
R 1 IN
9
8
R 2 IN
T 1 IN
T 2 IN
C +
C 1C 2+
C 2V+
V-

M A X232

11
10
1
3

4
5
2
6


Là IC dùng để truyền dữ liệu lên máy tính theo cách truyền nối tiếp
CHƯƠNG II:
THIẾT KẾ BÀN PHÍM VÀ KHỐI HIỂN THỊ
I. THIẾT KẾ MẠCH BÀN PHÍM
Hiện nay các bàn phím của các bàn phím điều khiển của các bộ điều
khiển số thông thướng có khoảng 4 hay 6 phím để tiện lợi cho người sử dụng
em sẽ sử dụng loại bàn phjím có 6 phím với các phím sau:
+ START/STOP
+ FUCTION
+ ENTER
+ Nút tăng
+Nútgiảm


VCC

R7
1k

SW1

R8
1K

SW2

R9
1K

SW3

R10
1K

SW4

R11
1K

SW5

VCC

2
3
4
5
6
7
8
9
19
1

U1
A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7
A8

B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
B8

18
17
16
15
14
13
12
11

P1.0
P1.1

P1.2
P1.3
P1.4

G
DIR
74LS245

Hình sơ đồ nguyên lý mạch bàn phím
Bàn phím được thiết kế như là một thiết bò ngoại vi, nó chiếm một kênh
ra trên bus 34 chân. Trạng thái của các phím sẽ được đọc về port vi xử lý như là
một data 8 bit trên bus. Sau đó bộ vi xử lý sẽ xem xét trạng thái cảu các bit để
nhận biết các phím được nhấn. Để mạch phần cứng đơn giản ta sẽ chống dội
cho bàn phím bằng phần mềm: trạng thái nhấn của
một phím chỉ được công nhận khi nó giữ nguyên trạng thái này trong một
số lần đọc liên tiếp (khoảng 45ms).


Sơ đồ nguyên lý của mạch bàn phím được trình bày hình trên. trong mạch
này em sử dụng IC 75LS245 để tạo tầng đệm giữa khối phím nhấn với bus 34
chân. Để đọc trạng thái khối phím nhấn ta cho thực thi một lệnh đọc dữ liệu ở
kênh này, Em cho chân 1( DIR) nối với nguồn và chân 19 (G) cho xuống đất để
cho 74245 luôn ở trạng thái sẵn sàng chờ lệnh khi có tín hiệu từ nút nhấn thì
qua mạch đệm 74245 sẽ đến các port 1 của vi xử lý .
II. THIẾT KẾ KHỐI HIỂN THỊ:

VC C
10 K

3

8

LEG 7
DP

3
8

5
J3

+
+

LEG 7
D P

1
2

VC C

U5
1
2
3
4

7
1

2
6
4
5
3

A
B
C
D
E
F
G

VC C

1
2
4
8
B I/R B O
R BI
LT

GND

D
D
D
D

16

74 H C 573
R35
R36
R37
100
R38
100
R39
100
R40
100
R41
100
100
100

13
12
11
10
9
15
14

8

744 6

A
B
C
D
E
F
G

VC C

BUS CH ON LE D
VC C

16

U6

D5
D6
D7

1
2
3

A
B
C

VC C
6
4
5

G1
G2A
G2B

74 LS 13 8

Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y

0
1
2
3
4
5
6
7

15

14
13
12
11
10
9
7

L0
L1
L2
L3
L4
L5

A
B
C
D
E
F
G
A
B
C
D
E
F
G

A
B
C
D
E
F
G

CON 2

1
2
3
4
5
6
7

A
B
C
D
E
F
G

D
D
D
D

D
D
D

A
B
C
D
E
F
G

9
8
7
6
5
4
3
2

1
TR 6

L5
+
+

A
B

C
D
E
F
G

5

U15

7
6
4
2
1
9
10

LE G 7
D P

2

2
TR 5

L4

TR 5

U14

A
B
C
D
E
F
G

+
+

BF42 1
Q15

1k

7
6
4
2
1
9
10

3
8

A

B
C
D
E
F
G

5

3

BF42 1
Q14

1k

7
6
4
2
1
9
10

DP

10K R 3 0
R19

3

U13

TR 4
LE G 7

A
B
C
D
E
F
G

+
+

7
6
4
2
1
9
10

3
8

R29
1

1

L3

TR 4

2
L2

7
6
4
2
1
9
10

7
6
4
2
1
9
10

A
B
C
D

E
F
G

5

10 K
R20
BF 42 1
Q13

20

1
1
1
1
1
1
1
1

VC C

LE
OE

Q
Q
Q

Q
Q
Q
Q
Q

GN D

11
1

1
2
3
4
5
6
7
8

8

CS2

1D
2D
3D
4D
5D
6D

7D
8D

D P

B
C
D
E
F
G

2
3
4
5
6
7
8
9

VC C

0
1
2
3
4
5
6

7

GND

AD
AD
AD
AD
AD
AD
AD
AD

10

U4

LE G 7

+
+

31 0 K

1k

U12
TR 3

3

8

5

D P

TR 3

2
L1
TR 2

LEG 7

+
+

R21
BF421
Q12

1k

U11

A
B
C
D
E

F
G

3
8

TR 2

2
TR 1

L0
TR 1

U10

R28

3

BF421
Q11

1k

1k

VC C

10 K R 2 7

3

BF 42 1
Q10

R22

1

1

R23

2

R26
3 10 k

1

R25
R24

5


Hình sơ đồ mạch khối hiển thò
Đối với mạch hiển thò dữ liệu qua IC đệm 74573 cho ra 8 đường tín hiệu
từ D0…D7,

+Từ đó ta chọn IC giải mã LED 7 đoạn là 74247. Đây là loại IC giải mã
cho LED 7 đoạn loại mắc cực A chung, nó cho hiển thò số 6 va số 9 với các nét
đầy đủ. Các chân ngõ vào 1,2, 4 và 8 sẽ lần lượt được nối với các chân
D0.D1,D2,D3
+Với 3 đường tín hiệu D4,D5,D6 cho qua IC 74138 để làm tín hiệu chọn
led .Các ngõ ra chọn LED hiển thò của74LS138 sẽ được đưa ra kích hoạt các
transitor để nâng dòng cung cấp cho LED 7 đoạn. Ta sử dụng transitor PNP loại
A1015, transitor này sẽ được kích mở khi chân ra IC 74138 nối với transitor này
ở mức 0. Chon kiểu mắc transitor la loại mắc cực E chung do đó các LED 7
đoạn sử dụng là loại ANOD chung.
IC74138 dùng để giải mã chọn cho led sáng từng thời điểm,ngỏ ra IC
U5 được nối vào cực B của transito A1015 của led tương ưnùg , cực C của A1015
được nối vói chân 3&chân 8 chân cung cấp nguồn dương cho led,ngỏ vào U5
được lấy tứ 3 bit cao của IC chốt U4 (D4,D5,D6) khi ta cần hiển thò led nào thì
cho các ngỏ vào (D4,D5,D6) sẽ có một giá trò xác đònh

D0
0
0

D1
0
0

D2
0
1

Y0
Y1

LED 6
LED 5


0
0
1
1

1
1
0
0

0
1
0
1

Y2
Y3
Y4
Y5

LED 4
LED 3
LED 2

LED1

LED 6:dùng để hiển thò kênh đo và điều khiển ,các giá trò từ 0-7tương
ứng với 8 kênh đo và điều khiển được chứa trong ô nhớ 20H
LED 5 dùng để hiển thò vò trí chức năng tương ứng khi nhập giá trò
cho .cuối LED 5 có đấu chấm tónh sẽ sang lên khi LED 5 được kích để phân
biệt giưã phần chức năng và giá trò tương ứng để nhập của phần chức năng đó
LED 4,LED 3,LED 2,LED 1 hiển thò giá trò nhập hoặc giá trò đo về .đối với chức
năng hiển thò đo vê thì LED 1 dùng để hiển thi phần lẽ còn3 LED còn lại sẽ giữ
nhiệm vụ hiểh thò phần chẳng cho giá trò đo .cuối LED 2 ta sử dụng dấu chấm
tónh
Các chân vào của IC giải mã cho LED đượlấy ở 4 bit thấp va chân vao để
giái mã chọn LED lấy 3bit kế từ 8 ngỏ ra của IC chốt LED có đòa chỉ từ
4000H,ngỏ vào của IC chọn LED sẽ lấy giá trò trực tiếp port 0 của IC xữ lý