ĐỒ án môn học môn học hệ THỐNG NHÚNG đề tài chuông báo tiết học
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (580.47 KB, 40 trang )
ĐAMH Hệ Thống Nhúng
GVHD Nguyễn Văn Huy
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
KHOA ĐIỆN TỬ
Bộ môn: KỸ THUẬT MÁY TÍNH
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
MÔN HỌC
HỆ THỐNG NHÚNG
Nhóm sinh viên
: Chu Anh Nguyễn
Trần Đức Hoàng
Nguyễn Thị Nhung
Lớp
: K43ĐĐK
Giáo viên hướng dẫn :
Nguyễn Văn Huy
Thái Nguyên – 2011
Bộ môn Kỹ thuật máy tính
1
12/9/2015
ĐAMH Hệ Thống Nhúng
GVHD Nguyễn Văn Huy
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn
.....................................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................................
Thái Nguyên, Ngày
Tháng
Năm 20...
Giáo Viên hướng dẫn
(Ký ghi rõ họ tên)
Nhận xét của giáo viên chấm
.....................................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................................
Thái Nguyên, Ngày
Tháng
Năm 20...
Giáo Viên hướng dẫn
(Ký ghi rõ họ tên)
LỜI MỞ ĐẦU
- Ngành điện tử ngày càng phát triển,đã dần thay thế các thiết bị thô sơ,bằng
các thiết bị điện tử có độ tự động rất cao,tiết kiệm công sức cho con người. Hiện
Bộ môn Kỹ thuật máy tính
2
12/9/2015
ĐAMH Hệ Thống Nhúng
GVHD Nguyễn Văn Huy
nay với sự phát triển của vi điều khiển thì chỉ cần động tác nhẹ nhàng các thiết bị
đã được điều khiển một cách nhanh chống
- Người ta thường nói : “Học đi đôi với hành” , vì thế để tạo nền tảng , tăng
thêm hiểu biết cũng như đi vào thực tế em đã lựa chọn đề tài “Chuông Báo Tiết
Học”.
- Trong quá trình thực hiện đề tài này , Chúng em đã rất cố gắng ,
nhưng có lẽ do vốn kiến thức cũng như những nguyên nhân chủ quan khác mà đề
tài chắc chắn sẽ không tránh khỏi thiếu sót . Chúng em rất mong sự đóng góp ý
kiến, phê bình và hướng dẫn thêm của thầy cô và các bạn đọc.
Sinh viên thực hiện
Chu Anh Nguyễn
Trần Đức Hoàng
Nguyễn Thị Nhung
Bộ môn Kỹ thuật máy tính
3
12/9/2015
ĐAMH Hệ Thống Nhúng
GVHD Nguyễn Văn Huy
MỤC LỤC
-Chức năng của khối này là sử dụng ngắt của 89c51 để yêu cầu việc điều
chỉnh time theo ý của người sử dụng , cài đặt time ban đầu cho đồng hồ thời
gian thực RTC.Tác động bởi các phím bấm (BUTTON).................................7
- Khối này thực chất là LCD 16x2 để hiển thị time và các thông tin mà lập
trình viên cần hiển thị .......................................................................................7
Trang web tham khảo :....................................................................................40
A. PHẦN MỞ ĐẦU
1.
Đặt vấn đề
- Hiện nay với sự phát triển của vi điều khiển.Các hệ thống cần thiết đều
được hoạt động một cách tự động. Đơn giản như hệ thống chuông hẹn giờ,hệ
thống báo động,báo giờ trường học,báo giờ công sở . . .
Vấn đề báo tiết học là vấn đề cần thiết ở bất cứ trường học nào,giúp thầy cô điều
chỉnh được thời gian dạy học của mình.Sẽ mất thời gian khi ta phải canh thời gian
cho tiết học.Chính vì thế chúng em thiết kế mạch chuông báo tiết hoc tự động cho
các trường học
2.
lý do chọn đề tài
- Đây là vấn đề thực tế ,được ứng dụng nhiều trong các trường học.
Nhằm để củng cố kiến tức lập trình vi xử lý vừa mới học và rèn luyện khả
học hỏi nên em đã chọn đề tài này
3.
giới hạn của đề tài
3.1. Phân tích
- Trước tiên chúng ta phải xác định rõ mục đích và yêu cầu của bài toán
Mục đích:
- Hệ thống báo chuông tại các thời điểm vào, ra của tiết học của trường.
+ Hệ thống có khả năng chỉnh lại giờ.
Bộ môn Kỹ thuật máy tính
4
12/9/2015
ĐAMH Hệ Thống Nhúng
GVHD Nguyễn Văn Huy
+ Thời gian kéo dài chuông vào tiết và nghỉ giải lao là khác nhau.
+ Hệ thống chuông được dùng đi dây điện đồng bộ 220V
Yêu cầu:
-Hệ thống làm việc ổn định.
-Có khả năng đưa vào ứng dụng trong thực tế.
Với thực tế bài toán này chúng ta phải thiết kế 2 thành phần cơ bản:
-Hệ thống điều khiển và đồng hồ số
-Mạch đi dây và chuông báo
3.2. Xây dựng phương án
- Sau khi nghiên cứu thực tế các thời điểm vào ra của các tiết học trường
học, chúng ta có những nhận xét sau.
- Mỗi ngày có 2 buổi học mỗi buổi kéo dài 6 tiết. Thời gian của mỗi tiết là
45 phút.Thời gian nghỉ giải lao là 5 phút.Sau tiết thứ 3 của mỗi buổi nghỉ giải lao
10 phút từ đó ta xây dựng được thời khóa biểu như sau:
Tiết
Vào
Ra
Tiết
Vào
Ra
1
6h45
7h30
7
12h30
13h15
2
7h35
8h20
8
13h20
14h05
3
8h25
9h10
9
14h10
14h55
4
9h20
10h05
10
15h05
15h50
5
10h10
10h55
11
15h55
16h40
6
11h00
11h45
12
16h45
17h30
- Thời gian báo:
+, thời gian báo là 10 giây đối với những tiết bắt đầu ,ra tiết thứ 3 vào tiết thứ
tư của mỗi buổi,kết thúc của mỗi buổi
+,còn lại thời gian báo cho các thời điểm khác là 5 giây
- Cách báo : sử dụng chuông điện 220V
Bộ môn Kỹ thuật máy tính
5
12/9/2015
ĐAMH Hệ Thống Nhúng
GVHD Nguyễn Văn Huy
- Phạm vi báo: Tất cả khu vực trong trường. bằng cách xây dựng hệ thống
chuông đến từng khu nhà,từng giảng đường.
3.3. Phạm vi của đồ án và phương hướng mở rộng
- Vì đồ án môn học nên chúng em mới chỉ xây dựng mô phỏng và thiết kế hệ
thống trong phạm vi hẹp.cố định một thời khóa biểu
- Phương hướng mở rộng đồ án môn học thành đồ án tốt nghiệp:
+, Thiết kế hệ thống chuông báo cho thời khóa biểu 2 mùa.mùa đông
và mùa hè. Trong đó giờ mùa hè buổi sáng vào sớm hơn 15 phút ,buổi chiều vào
muộn hơn 30 phút so với giờ mùa đông.và thêm thời kháo biểu buổi tối cho các
trường học theo hệ thống tín chỉ.
+, Thiết kế Module điều chỉnh bằng quét phím ma trận hoặc giao tiếp
bàn phím máy tính có thể lập trình thời khóa biểu theo ý muốn và giờ giấc của
từng trường cũng như nơi làm việc
+. Xây dựng Hệ thống chuông báo không dây sử dụng bộ thu phát
sóng
B. PHẦN NỘI DUNG
CHƯƠNG I : SƠ ĐỒ KHỐI
1. Sơ đồ tổng quát
-Sơ đồ khối tổng quát
Khối nguồn
alam
Nút
nhấn
Vi XỬ LÝ
AT89C51
Hiển Thị
LCD 16x2
Thời Gian Thực
DS1307
Hình 1: Sơ đồ khối tổng quát
Bộ môn Kỹ thuật máy tính
6
12/9/2015
ĐAMH Hệ Thống Nhúng
GVHD Nguyễn Văn Huy
2. Chức năng các khối
2.1 Khối nguồn
-Cung cấp nguồn nuôi tất cả linh kiện trong mạch
2.2. Chức năng của khối RTC
-Khối này thực chất là một chíp thời gian thực(Real Time Clock), được
sử dụng với ý nghĩa thời gian tuyệt đối mà con người đang sử dụng.Nó có pin cấp
riêng , như vậy nếu như mất nguồn điện thì RTC vẫn có thể hoạt động bình thường
và chính xác theo thời gian đã được thiết lập ban đầu . Trong sơ đồ này nó sẽ đảm
nhiệm chức năng cấp time chính xác cho vi điều khiển xử lý các công việc mà
người sử dụng yêu cầu.
2.3. Chức năng của khối điều chỉnh
-Chức năng của khối này là sử dụng ngắt của 89c51 để yêu cầu việc điều
chỉnh time theo ý của người sử dụng , cài đặt time ban đầu cho đồng hồ thời
gian thực RTC.Tác động bởi các phím bấm (BUTTON).
2.4. Khối âm thanh
-Khối này gồm có transistor thông dòng cho loa kêu khi có mức điện áp
thay đổi liên tục ở chân ra của vi điều khiển
2.5. Khối hiển thị
- Khối này thực chất là LCD 16x2 để hiển thị time và các thông tin mà
lập trình viên cần hiển thị .
2.6. khối xử lý (vi điều khiển 89c51)
-Vi điều khiển 89C51 là trung tâm xử lý các thông tin của mạch.
Cụ thể là :
•
AT89C51 đảm nhiệm việc đọc thời gian từ DS1307, chuyển
đổi dữ liệu qua lại giữa RTC với LCD để có thể hiển thị lên
LCD , đông thời cập nhật time từ DS1307
•
Điều khiển LCD
•
Kiểm tra phím bấm
•
Điều khiển loa
Bộ môn Kỹ thuật máy tính
7
12/9/2015
ĐAMH Hệ Thống Nhúng
GVHD Nguyễn Văn Huy
- Nói tóm lại là, VĐK làm nhiệm vụ đọc time trên DS1307 sau đó nó
kiểm tra xem ngắt được tác động hay không? nếu có thì điều chỉnh time, hiển thị
time lên LCD , kiểm tra xem giờ hiện tại có bằng giờ báo chuông hay không ? nếu
có thì gọi chương trình điều khiển chuông kêu !
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
1. Sơ đồ callgraph
Chương
Trình Điều
Khiển
Module Xử
Lý Điều
Chỉnh
Nút Ấn
Bộ môn Kỹ thuật máy tính
Module xử lý
chương trình
Chấp Hành
8
Hiển Thị
12/9/2015
ĐAMH Hệ Thống Nhúng
GVHD Nguyễn Văn Huy
Hình 2: Sơ đồ Callgraph
2. Sơ đồ đặc tả
Bật/Tắt
Chuông
Hiển Thị
Gửi thông tin
Tác động
Gửi thông tin
KIỂM TRA
THỜI GIAN
Gửi dữ liệu
Điều khiển
Kiểm Tra
thời gian
thực
Điều Chỉnh
Hình 3: Sơ đồ Đặc tả
3. các linh kiện sử dụng trong mạch
3.1 giới thiệu cấu trúc của vi điều khiển MCS-51
-Đặc điểm và chức năng hoạt động của các IC họ MSC-51 hoàn toàn tương
tự như nhau. Ở đây giới thiệu IC8951 là một họ IC vi điều khiển do hãng Intel của
Mỹ sản xuất. Chúng có các đặc điểm chung như sau:
Bộ môn Kỹ thuật máy tính
9
12/9/2015
ĐAMH Hệ Thống Nhúng
GVHD Nguyễn Văn Huy
+ 4K Bytes Flash rom
+ 128 Bytes Ram
+ 4 port 8 bit
+ 2 bộ định thời 16 bit
+ Có port nối tiếp
+ Có thể mở rộng bộ nhớ chương trình ngoài 64 K Byte
+ Bộ xử lý bit
- AT89C51 là một bộ vi xử lý 8 bit, loại CMOS, có tốc độ cao và công suất
thấp với bộ nhớ Flash có thể lập trình được. Nó được sản xuất với công nghệ bộ
nhớ không bay hơi mật độ cao của hãng Atmel, và tương thích với họ MCS-51TM
về chân ra và tập lệnh.
- AT89C51 có các đặc trưng cơ bản như sau: 4 K byte Flash, 128 byte
RAM, 32 đường xuất nhập, hai bộ định thời/đếm 16-bit, một cấu trúc ngắt hai mức
ưu tiên và 5 nguyên nhân ngắt, một port nối tiếp song công, mạch dao động và tạo
xung clock trên chip.
- AT89C51 được thiết kế với logic tĩnh cho hoạt động có tần số giảm xuống
0 vaứ hỗ trợ hai chế độ tiết kiệm năng lượng được lựa chọn bằng phần mềm. Chế
độ nghỉ dừng CPU trong khi vẫn cho phép RAM, các bộ định thời/đếm, port nối
U1
tiếp và hệ thống ngắt tiếp tục hoạt động.
- Chế độ nguồn giảm duy trì nội dung của RAM
nhưng không cho mạch dao động cung cấp xung clock
nhằm vô hiệu hoá các hoạt động khác của chip cho đến
39
38
37
36
35
34
33
32
P0.0/AD0
P0.1/AD1
P0.2/AD2
P0.3/AD3
P0.4/AD4
P0.5/AD5
P0.6/AD6
P0.7/AD7
1
2
3
4
5
6
7
8
khi có reset cứng tiếp theo.
19
18
31
P1.0
P1.1
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
XTAL1
XTAL2
9
EA/VPP
RST
VCC
P2.0/A 8
P2.1/A9
P2.2/A10
P2.3/A11
P2.4/A12
P2.5/A13
P2.6/A 14
P2.7/A15
P3.0/RXD
P3.1/TXD
P3.2/INT0
P3.3/INT1
P3.4/T 0
P3.5/T 1
P3.6/WR
P3.7/RD
ALE/PROG
PSEN
GND
40
21
22
23
24
25
26
27
28
10
11
12
13
14
15
16
17
30
29
20
AT89C51
Bộ môn Kỹ thuật máy tính
10
12/9/2015
ĐAMH Hệ Thống Nhúng
GVHD Nguyễn Văn Huy
Hình 4: Hình dạng IC AT89C51
Hình 5: Sơ đồ khối của AT89C51
Bộ môn Kỹ thuật máy tính
11
12/9/2015
ĐAMH Hệ Thống Nhúng
GVHD Nguyễn Văn Huy
3.1.1. Mô tả các chân
Hình 6: Sơ đồ các chân
Như vậy AT89C51 có tất cả 40 chân với các chức năng như sau:
- Vcc (40)
Chân cung cấp điện (5V)
- GND (20)
Bộ môn Kỹ thuật máy tính
12
12/9/2015
ĐAMH Hệ Thống Nhúng
GVHD Nguyễn Văn Huy
Chân nối đất (0V)
- Port 0 (32-39:
Port 0 là port xuất nhập 8-bit hai chiều. Port 0 còn được cấu hình làm bus
địa chỉ (byte thấp) và bus dữ liệu đa hợp trong khi truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài
và bộ nhớ chương trình ngoài. Port 0 cũng nhận các byte mã trong khi lập trình
cho Flash và xuất các byte mã trong khi kiểm tra chương trình (Các điện trở kéo
lên bên ngoài được cần đến trong khi kiểm tra chương trình).
- Port 1(1-8) : Port 1 là port xuất nhập 8-bit hai chiều. Port 1 cũng nhận byte
địa chỉ thấp trong thời gian lập trình cho Flash.
- Port 2 (21-28): Port 2 là port xuất nhập 8-bit hai chiều. Port 2 tạo ra các
byte cao của bus địa chỉ trong thời gian tìm nạp lệnh từ bộ nhớ chương trình ngoài
và trong thời gian truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài sử dụng các địa chỉ 16-bit. Trong
thời gian truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài sử dụng các địa chỉ 8-bit, Port 2 phát các
nội dung của thanh ghi chức năng đặc biệt P2. Port 2 cũng nhận các bít địa chỉ cao
và vài tín hiệu điều khiển trong thời gian lập trình cho Flash và kiểm tra chương
trình.
- Port 3 (10-17) :Port 3 là Port xuất nhập 8-bit hai chiều. Port 3 cũng còn
làm các chức năng khác của AT89C51. Các chức năng này được liệt kê như sau:
Chân
P3.0
P3.1
P3.2
P3.3
P3.4
P3.5
P3.6
P3.7
Tên
RxD
TxD
INT0
INT1
T0
T1
WR
RD
Chức năng
Ngõ vào Port nối tiếp
Ngõ ra Port nối tiếp
Ngõ vào ngắt ngoài 0
Ngõ vào ngắt ngoài 1
Ngõ vào bên ngoài của bộ định thời 1
Ngõ vào bên ngoài của bộ định thời 0
Điều khiển ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài
Điều khiển đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài
Port 3 cũng nhận một vài tín hiệu điều khiển cho việc lập trình Flash và kiểm
tra chương trình.
- RST (9)
Ngõ vào reset. Mức cao trên chân này trong 2 chu kỳ máy trong khi bộ dao
động đang hoat động sẽ reset AT89C51.
Bộ môn Kỹ thuật máy tính
13
12/9/2015
ĐAMH Hệ Thống Nhúng
GVHD Nguyễn Văn Huy
RST
Hình 7: Mạch reset tác động bằng tay và tự động reset khi khởi động máy
- ALE/ PROG (30)
ALE là một xung ngõ ra để chốt byte thấp của địa chỉ trong khi truy xuất bộ
nhớ ngoài. Chân này cũng làm ngõ vào xung lập trình ( PROG ) trong thời gian lập
trình cho Flash.
Khi hoạt động bình thường, xung ngõ ra ALE luôn có tần số không đổi là
1/6 tần số của mạch dao động, có thể được dùng cho các mụch đích định thời từ
bên ngoài vµ tạo xung clock. Tuy nhiên, lưu ý là một xung ALE sẽ bị bỏ qua trong
mỗi một chu kỳ truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài.
Khi cần, hoạt động ALE có thể được vô hiệu hoá bằng cách set bit 0 của
thanh ghi chức năng đặc biệt có địa chỉ 8Eh. Khi bit này được set, ALE chỉ tích
cực trong thời gan thực hiện lệnh MOVX hoặc MOVC. Ngược lại, chân này sẽ
được kéo lên cao. Việc set bit không cho phép hoạt động chốt byte thấp của địa chỉ
sẽ không có tác dụng nếu bộ vi điều khiển đang ở chế độ thực thi chương trình
ngoài.
- PSEN (29) : PSEN (Program Store Enable) là xung điều khiển truy xuất
bộ nhớ chương trình ngoài. Khi AT89C52 đang thực thi chương trình từ bộ nhớ
chương trình ngoài, PSEN được kích hoạt hai lần mỗi chu kỳ máy, nhưng hai hoạt
động PSEN sẽ bị bỏ qua mỗi khi truy cập bộ nhớ dữ liệu ngoài.
- EA /Vpp (31): EA (External Access Enable) là chân cho phép truy xuất
bộ nhớ chương trình ngoài (bắt đầu từ địa chỉ từ 0000H đến FFFFH).
EA = 0 cho phép truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài, ngỵc l¹i EA =1 sẽ
thực thi chương trình bên trong chip
Bộ môn Kỹ thuật máy tính
14
12/9/2015
ĐAMH Hệ Thống Nhúng
GVHD Nguyễn Văn Huy
Tuy nhiên, lưu ý rằng nếu bit khoá 1 (lock-bit 1) được lập trình, EA sẽ được
chốt bên trong khi reset.
Chân này cũng nhận điện áp cho phép lập trình Vpp=12V khi lập trình Flash
(khi đó ®iƯn áp lập trình 12V được chọn).
- XTAL1 và XTAL2
XTAL1 và XTAL2 là hai ngõ vào và ra của một bộ khuếch đại đảo của mạch
dao động, được cấu hình để dùng như một bộ dao động trên chip.
Hình 8: Xung clock
Không có yêu cầu nào về chu kỳ nhiệm vụ của tín hiệu xung clock bên ngoài do tín
hiệu này phải qua một flip-flop chia hai trước khi đến mạch tạo xung clock bên
trong, tuy nhiên các chi tiết kỹ thuật về thời gian mức thấp và mức cao, điện áp
cực tiểu và cực đại cần phải được xem xét.
3.1.2 Các chế độ đặc biệt
3.1.2.1Chế độ nghỉ
1. Trong chế độ nghỉ, CPU tự đi vào trạng thái ngủ trong khi tất cả các ngoại
vi bên trong chip vẫn tích cực. Chế độ này được điều khiển bởi phần mềm.
Nội dung của RAM trên chip và của tất cả các thanh ghi chức năng đặc biệt
vẫn không đổi trong khi thời gian tồn tại chế độ này. Chế độ nghỉ có thể
được kết thúc bởi một ngắt bất kỳ nào được phép hoặc bằng cách reset
cứng.
Bộ môn Kỹ thuật máy tính
15
12/9/2015
ĐAMH Hệ Thống Nhúng
2.
GVHD Nguyễn Văn Huy
Ta cần lưu ý rằng khi chế độ nghỉ được kết thúc bởi một reset cứng,
chip vi điều khiển sẽ tiếp tục bình thường việc thực thi chương trình từ nơi
chương trình bị tạm dừng, trong vòng 2 chu kỳ máy trước khi giải thuật
reset mềm nẵm quyền điều khiển.
3. Ở chế độ nghỉ, phần cứng trên chip cẫm truy xuất RAM nội nhưng cho
phép truy xuất các chân của các port. Để tránh khả năng có một thao tác ghi
không mong muốn đến một chân port khi chế độ nghỉ kết thúc bằng reset,
lệnh tiếp theo yêu cầu chế độ nghỉ không nên là lệnh ghi đến chân port hoặc
đến bộ nhớ ngoài.
3.1.2.2 Chế độ nguồn giảm
- Trong chế độ này, mạch dao động ngừng hoạt động và lệnh yêu cầu chế độ
nguồn giảm là lệnh sau cùng được thực thi. RAM trên chip và các thanh ghi chức
năng đặc biệt vẫn duy trì các giá trị của chúng cho đến khi chế độ nguồn giảm kết
thúc. Chỉ có một cách ra khỏi chế độ nguồn giảm, đó là reset cứng. Việc reset sẽ
xác định lại các thanh ghi chức năng đặc biệt nhưng không làm thay đổi RAM trên
chip. Việc reset không nên xảy ra (chân reset ở mức tích cực) trước khi Vcc được
khôi phục lại mức điện áp bình thường và phải kéo dài trạng thái tích cực của chân
reset đủ lâu để cho phép mạch dao động hoạt động trở lại và đạt trạng thái ổn định.
-Trạng thái của các chân trong thời gian tồn tại chế độ nghỉ va chế độ nguồn
giảm được cho trong bảng sau:
Bộ nhớ
Chế độ
Chương
trình
AL
PSE
PORT
E
N
O
PORT 1 PORT 2
PORT 3
Nghỉ
Bên trong
1
1
Dữ liệu
Dữ liệu
Dữ liệu
Dữ liệu
Nghỉ
Bên ngoài
1
1
Thả nổi
Dữ liệu
Dữ liệu
Dữ liệu
Nguồn
Bên trong
0
0
Dữ liệu
Dữ liệu
Dữ liệu
Dữ liệu
Bên ngoài
0
0
Thả nổi
Dữ liệu
Dữ liệu
Dữ liệu
3.1.3 Các bít khoá bộ nhớ chương trình
Bộ môn Kỹ thuật máy tính
16
12/9/2015
ĐAMH Hệ Thống Nhúng
GVHD Nguyễn Văn Huy
- Trên chip có ba bit khoá, các bít này có thể không cho phép lập trình hoặc
cho phép lập trình, các bit này cho ta thêm một số đặc trưng nữa của AT89C51
như sau.Khi bit khoá 1 LB1 được lập trình, mức logic ở chân EA được lấy
mẫu và được chốt trong khi reset. Nếu việc cấp nguồn cho chip không có
công dụng reset, mạch chốt được khởi động bằng một giá trị ngẫu nhiên và giá
trị này được duy trì cho đến khi có tác động reset. Điều cần thiết là giá trị
được chốt của EA phải phù hợp vơi mức logic hiện hành ở chân này.
Các bit khóa chương trình
Chế
Loại bảo vệ
LB1 LB2
LB3
1
U
U
U
Không có đặc trưng khóa chương trình
2
P
U
U
Các lệnh MOVC được thực thi từ bộ nhớ chương
độ
trình ngoài không được phép tìm nạp lệnh từ bộ
nhớ nội, EA được lấy mẫu và được chốt khi
reset, hơn nữa việc lập trình trên Flash bị cấm
3
P
P
U
Như chế độ 2, cấm thêm việc kiểm tra chương
trình
4
P
P
P
Như chế độ 3, cấm thêm việc thực thi chương
trình ngoài
3.1.4 .Tóm tắt tập lệnh của AT89c51
- Tập lệnh Mcs-51 có 255 lệnh gồm 139 lệnh 1 byte, 92 lệnh 2 byte và 24 lệnh 3 byte.
3.1.4. 1Các chế độ định địa chỉ:
Địa chỉ thanh ghi , Địa chỉ trực tiếp , Địa chỉ gián tiếp , Địa chỉ tức thời , Địa chỉ
tương đối , Địa chỉ tuyệt đối , Địa chỉ dài
3.1.4.2 Các nhóm lệnh của Mcs-C51:
Nhóm lệnh số học:
ADD A,soure ; cộng toán hạng vào A
SUBB A,soure ; trừ bớt A bởi toán hạng nguồn
INC A ; tăng giá trị A lên 1
DEC A ; giảm A xuống 1
Bộ môn Kỹ thuật máy tính
17
12/9/2015
ĐAMH Hệ Thống Nhúng
GVHD Nguyễn Văn Huy
MUL AB ; nhân A với B
DIV AB ; chia A bởi B
DA ; hiệu đính
Nhóm lệnh logic.
ANL A,soure ; lệnh nhân logic
ORL A,soure ; lệnh cộng logic
XRL A,soure ; lệnh xor logic
RL A ;quay trái
RR A ; quay phải
CLR A ; xóa A
Nhóm lệnh di chuyển dữ liệu:
MOV A,soure ; di chuyển toán hạng nguồn đến đích.
MOVC A,@A+DPTR ; di chuyển từ bộ nhớ chương trình.
MOVX A,@Ri ; di chuyển từ bộ nhớ dữ liệu
PUSH direct
; cất vào stack
POP
;lấy ra stack
direct
XCH A,soure ; trao đổi các byte.
XCHD A,@Ri ; trao đổi các digit thấp.
Nhóm lệnh rẽ nhánh:
ACALL addr ; gọi chương trình con
RET ;quay chương trình con
RETI ; quay về từ chương trình phục vụ ngắt
JMP addr ; lệnh nhảy
CJNE A,direct,rel ; so sánh và nhảy
3.2. Tìm hiểu IC thời gian thực DS1307
3.2.1 Giới thiệu chung về DS1307
-IC thời gian thực là họ vi điều khiển của hãng dalat
DS1307 có một số đặc trưng cơ bản sau
- DS1307 là IC thời gian thực với nguồn cung cấp nhỏ dùng để cập nhật thời
gian và ngày tháng
Bộ môn Kỹ thuật máy tính
18
12/9/2015
ĐAMH Hệ Thống Nhúng
GVHD Nguyễn Văn Huy
- SRAM :56bytes
-Địa chỉ và dữ liệu được truyền nối tiệp qua 2 đường bus 2 chiều
- DS1307 có môt mạch cảm biến điện áp dùng để dò các điện áp lỗi và tự
động đóng ngắt với nguồn pin cung cấp 3v
+ DS1307 có 7 byte dữ liệu nằm từ địa chỉ 0x00 tới 0x06, 1 byte điểu
khiển, và 56 byte lưu trữ ( dành cho người sủ dụng )
+ Khi xử lý dữ liệu từ DS1307, họ đã tự chuyển cho ta về dạng số
BCD, ví dụ như ta đọc đựoc dữ liệu từ địa chỉ 0x04 ( tưong ứng với Day- ngày
trong tháng) và tại 0x05 ( thang ) là 0x15, 0x11 như thế có nghĩa là lúc đó là ngày
15-11 chứ ko phải là ngày 21 tháng 17
+ Lưu ý đến vai trò của chân SQW/OUT. Đây là chân cho xung ra
của DS1307 có 4 chế độ 1Hz, 4.096HZ, 8.192Hz, 32.768Hz... các chế độ này
đuợc quy định bởi các bít của thanh ghi Control Register ( địa chỉ 0x07 )
+ Địa chỉ của DS1307là 0xD0
- Cơ chế hoạt động :DS1307 hoạt động với vai trò slave trên đường bus nối
tiếp.Việc truy cập được thi hành với chỉ thị start và một mã thiết bị nhất định
được cung cấp bởi địa chỉ các thanh ghi.tiếp theo đó các thanh ghi sẽ được truy
cập liên tụcđến khi chỉ thị stop đươc thực thi
3.2.2 Cơ chế hoạt động và chức năng của DS1307
- Vcc: nối với nguồn
- X1,X2: nối với thạch anh 32,768 kHz
- Vbat: đầu vào pin 3V
- GND: đất
- SDA: chuỗi data
- SCL: dãy xung clock
- SQW/OUT: xung vuông/đầu ra driver
Bộ môn Kỹ thuật máy tính
19
12/9/2015
ĐAMH Hệ Thống Nhúng
GVHD Nguyễn Văn Huy
Hình 9: Sơ đồ DS1307
• DS1307 là một IC thời gian thực với nguồn cung cấp nhỏ, dùng để cập nhật thời
gian và ngày tháng với 56 bytes SRAM. Địa chỉ và dữliệu được truyền nối tiếp qua
2 đường bus 2 chiều. Nó cung cấp thông tin về giờ,phút,giây ,thứ,ngày ,tháng,
năm.Ngày cuối tháng sẽ tự động được điều chỉnh với các tháng nhỏ hơn 31
ngày,bao gồm cả việc tự động nhảy năm. Đồng hồ có thể hoạt động ở dạng 24h
hoặc 12h với chỉ thị AM/PM. DS1307 có một mạch cảm biến điện áp dùng để dò
các điện áp lỗi và tự động đóng ngắt với nguồn pin cung cấp.
• DS 1307 hoạt động với vai trò slave trên đường bus nối tiếp. Việc truy cập được
thi hành với chỉ thị START và một mã thiết bị nhất định được cung cấp bởi địa chỉ
các thanh ghi. Tiếp theo đó các thanh ghi sẽ được truy cập liên tục đến khi chỉ thị
STOP được thực thi.
Bộ môn Kỹ thuật máy tính
20
12/9/2015
ĐAMH Hệ Thống Nhúng
GVHD Nguyễn Văn Huy
Sơ đồ khối của DS1307:
Hình 10:Mô tả hoạt động của các chân:
• Vcc,GND: nguồn một chiều được cung cấp tới các chân này. Vcc là đầu vào 5V.
Khi 5V được cung cấp thì thiết bị có thể truy cập hoàn chỉnh và dữ liệu có thể
đọc và viết.
Khi pin 3 V được nối tới thiết bị này và Vcc nhỏ hơn 1,25Vbat thì quá trình đọc và
viết không được thực thi,tuy nhiên chức năng timekeeping không bị ảnh hưởng
bởi điện áp
vào thấp. Khi Vcc nhỏ hơn Vbat thì RAM và timekeeper sẽ được ngắt tới nguồn
cung cấp trong (thường là nguồn 1 chiều 3V)
Bộ môn Kỹ thuật máy tính
21
12/9/2015
ĐAMH Hệ Thống Nhúng
GVHD Nguyễn Văn Huy
• Vbat: Đầu vào pin cho bất kỳ một chuẩn pin 3V . Điện áp pin phải được giữ
trong khoảng từ 2,5 đến 3V để đảm bảo cho sự hoạt động của thiết bị.
• SCL(serial clock input): SCL được sử dụng để đồng bộ sự chuyển dữ liệu trên
đường dây nối tiếp.
• SDA(serial data input/out): là chân vào ra cho 2 đường dây nối tiếp. Chân SDA
thiết kế
theo kiểu cực máng hở , đòi hỏi phải có một điện trở kéo trong khi hoạt động.
• SQW/OUT(square wave/output driver)- khi được kích hoạt thì bit SQWE được
thiết lập 1 chân SQW/OUT phát đi 1 trong 4 tần số (1Hz,4kHz,8kHz,32kHz).
Chân này cũng được thiết kế theo kiểu cực máng hở vì vậy nó cũng cần có
một điện trở kéo trong. Chân này sẽ hoạt động khi cả Vcc và Vbat được
cấp.
• X1,X2: được nối với một thạch anh tần số 32,768kHz.Là một mạch tạo
dao động ngoài , để hoạt động ổn định thì phải nối thêm 2 tụ 33pF
• Cũng có DS1307 với bộ tạo dao động trong tần số 32,768kHz, với cấu
hình này thì chân X1 sẽ được nối vào tín hiệu dao động trong còn chân X2
thì để hở
3.2.3 Sơ đồ địa chỉ RAM và RTC
Bộ môn Kỹ thuật máy tính
22
12/9/2015
ĐAMH Hệ Thống Nhúng
GVHD Nguyễn Văn Huy
• Thông tin về thời gian và ngày tháng được lấy ra bằng cách đọc các byte
thanh ghi thích hợp. thời gian và ngày tháng được thiết lập cũng thông qua
các byte thanh ghi này bằng cách viết vào đó những giá trị thích hợp. nội
dung của các thanh ghi dưới dạng mã BCD(binary coded decreaseimal). Bit
7 của thanh ghi seconds là bit clock halt(CH),khi bit này được thiết lập 1 thì
dao động disable,khi nó được xoá về 0 thì dao động được enable.
Chú ý l: enable dao động trong suốt quá trình cấu hình thiết lập (CH=0).
Thanh ghi .thời gian thực được mô tả như sau:
Bộ môn Kỹ thuật máy tính
23
12/9/2015
ĐAMH Hệ Thống Nhúng
GVHD Nguyễn Văn Huy
• DS1307 có thể chạy ở chế độ 24h cũng như 12h. Bit thứ 6 của thanh ghi
hours là bit chọn chế độ 24h hoặc 12h. khi bit này ở mức cao thì chế độ 12h
được chọn. ở chế độ 12h thì bit 5 là bit AM/PM với mức cao là là PM. ở chế
độ 24h thì bit 5 là bit chỉ 20h(từ 20h đến 23h).
3.3 Giới thiệu LCD
-LCD được giới thiệu ở đây 14 chânn (hình dưới). Chức năng các chân
được
cho trong bảng dưới:
3.3.1 Chức năng các chân của Module LCD 16x2
Bộ môn Kỹ thuật máy tính
24
12/9/2015
ĐAMH Hệ Thống Nhúng
GVHD Nguyễn Văn Huy
Chân
Ký
Mức
I/O
Chức năng
số
1
2
3
4
hiệu
Vss
Vdd
Vee
RS
logic
0/1
I
I
Nguồn cung cấp(GND)
Nguồn cung cấp(+5V)
Điện áp để điều chỉnh độ tương phản
Lựa chọn thanh ghi
0= thanh ghi lệnh
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
R/W
E
DB1
DB2
DB3
DB4
DB5
DB6
DB7
DB8
Vcc
GND
0/1
1,1=>0
0/1
0/1
0/1
0/1
0/1
0/1
0/1
0/1
-
I
1=thanh ghi dữ liệu
0=ghi vào LCD module
I
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
-
1=đọc từ LCD module
Tín hiệu cho phép
Data bus line 0(LSB)
Data bus line1
Data bus line2
Data bus line3
Data bus line4
Data bus line5
Data bus line6
Data bus line7(MSB)
Nguồn cung cấp
mass
Các chân điều khiển việc đọc và ghi LCD bao gồm RS, R/W và EN.
RS (chân số 3): Chân lựa chọn thanh ghi (Select Register), chân này cho phép
lựa chọn 1 trong 2 thanh ghi IR hoặc DR để làm việc. Vì cả 2 thanh ghi này đều
được kết nối với các chân Data của LCD nên cần 1 bit để lựa chọn giữa chúng.
Nếu RS=0, thanh ghi IR được chọn và nếu RS=1 thanh ghi DR được chọn. Chúng
ta đều biết thanh ghi IR là thanh ghi chứa mã lệnh cho LCD, vì thế nếu muốn gởi 1
mã lệnh đến LCD thì chân RS phải được reset về 0. Ngược lại, khi muốn ghi mã
ASCII của ký tự cần hiển thị lên LCD thì chúng ta sẽ set RS=1 để chọn thanh ghi
DR. Hoạt động của chân RS được mô tả trong hình 5.
Bộ môn Kỹ thuật máy tính
25
12/9/2015
