Nghiên cứu ứng dụng của bộ vi xử lý trong quản lý thư viện trường tiểu học Kim Đồng

THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN

L I NĨI

U

Ngày này, vi c ng d ng máy tính vào các k thu t o lư ng và i u khi n
khơng cịn m i vì khi các thi t b , h th ng o lư ng và i u khi n ư c ghép
n i v i máy tính s có th i gian thu th p và x lý d li u ng n trong khi m c
chính xác v n ư c

m b o, nhưng i u áng quan tâm hơn c là kh năng t

ng hoá trong vi c thu th p và x lý d li u. Chính vì i u này làm cho máy
tính ư c ng d ng trong h u h t vào các lĩnh v c trong cu c s ng hàng ngày
c bi t là trong lĩnh v c công nghi p.
M t bư c ti n quan tr ng trong k thu t vi x lý là s ra
x lý k thu t s .

ây là m t vi m ch i n t có m t

i c a các b vi

tích h p cao bao g m

r t nhi u các m ch s có kh năng nh n, x lý và xu t d li u.

c bi t là quá

trình x lý d li u ư c th c hi n theo m t chương trình là m t t p h p các l nh
t bên ngoài mà ngư i s d ng có th thay

i d dàng tùy thu c vào t ng ng

d ng. Do ó m t b vi x lý có th th c hi n ư c r t nhi u các yêu c u i u
khi n khác nhau tuỳ thu c vào nhu c u s d ng.
S ra

i c a k thu t vi x lý là s k t h p gi a k thu t ph n c ng và

ph n m m ã làm cho ho t

ng c a các m ch i n t tr nên m m d o hơn v i

nh ng ph n m m r t linh ho t mà ngư i s d ng có th s a ch a, thay

i ho c

b sung làm cho ng d ng ngày càng tr nên hồn thi n mà khơng c n ph i thi t
k l i toàn b
Trong
Atmel

ng d ng.
án này, em s d ng vi m ch i u khi n AT90S8535 c a hãng

thi t k m t m ch o nhi t

ơn gi n.

ây là m t b vi x lý 8 bit

năng lư ng th p (theo ki u chíp CMOS) trên cơ s c u trúc RICS c a hãng
Atmel, t c

x lý d li u c a IC AT90S8535 r t cao (x p x 8 MISP t i t n s

8MHz) cho phép h th ng có th

ư c thi t k t i ưu làm tăng t c

x lý. Do

ó, nó cung c p kh năng linh ho t r t cao trong các ng d ng nhúng. Vì v y,
vi c tìm hi u c u trúc và

c tính c a vi m ch i u khi n AT90S8535 có th

giúp chúng ta s d ng vi m ch i u khi n này cho các ng d ng c n thi t.

1


THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
Em xin chân thành c m ơn th y cơ ã t n tình hư ng d n
án này. Tuy nhiên, do trình

cịn nhi u h n ch nên

em hồn thành

án khơng th tránh

kh i nh ng thi u sót, vì v y em r t mong ư c s ch b o c a các th y cô cũng
như c a nh ng ngư i i trư c trong lĩnh v c này

án c a em hồn thi n

hơn qua ó em có th xây d ng ư c nh ng ng d ng trong th c t .

2


THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN

CHƯƠNG I
NHI M V VÀ PHƯƠNG HƯ NG TH C HI N
1.1. Nhi m v c a

án.

T m c ích t ng quát c a
nhi t

tài là thi t k và xây d ng m t h th ng o

ơn gi n, có th phân tách ra thành các nhi m v chính c n th c hi n

như sau:
Thi t k

và xây d ng h

th ng ghép n i vi

i u khi n (µC)

AT90S8535 v i module LCD (4x20 character), keypad (16 keys), c m bi n
nhi t LM335. Ngoài ra h th ng cịn ph i có kh năng giao ti p v i máy
tính (PC) qua c ng RS 232.
Hình 1.1 : Sơ

t ng th c a h th ng c n thi t k

LCD
PC
µC +
I/O
port

KeyPad

RS 232

L335

Thi t k và xây d ng ph n m m i u khi n µC

thu th p d li u t

c m bi n nhi t nhi t LM335, t keypad ho c t PC. X lý d li u nh n

ư c

hi n th trên LCD ho c truy n sang PC.

3


THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
Xây d ng ph n m m trên PC

có th giao ti p ư c v i µC qua

c ng RS 232

1.2. Phân tích nhi m v .
có th thi t k và xây d ng ư c h th ng như trên c n ph i th c hi n
các bư c sau :
Nghiên c u và tìm hi u b vi x lý AT90S8535.
Tìm hi u s ho t

ng c a module LCD và c m bi n nhi t LM 335.

Tìm hi u s ho t

ng và phương pháp mã hố keypad

có th ghép

n i v i µC.
Tìm hi u phương pháp truy n thông s d ng chu n RS 232.

Thi t k sơ

m ch n i ghép gi a µC v i LCD, keypad, IC LM335

và gi a µC v i máy tính thơng qua c ng RS 232.
L p trình ph n m m n p cho µC
Vi t ph n m m trên PC

th c hi n các k t n i trên.

giao ti p v i µC qua c ng RS 232.

L p giáp m ch ã thi t k , ch y ki m th và ánh giá k t qu .
Vi t báo cáo t t nghi p.

1.3. Phương hư ng th c hi n.
1.3.1. L a ch n thi t b .
a)

L a ch n vi i u khi n :

Trong th c t có r t nhi u các h vi x lý khác nhau có th s d ng ư c
trong ng d ng này như h vi i u khi n 8051 c a Intel, 68hC11 c a Motorola
hay h vi i u khi n 8515 c a ATMEL... Tuy nhiên, trong

4

án s d ng b vi

THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
x lý AT90S8535 c a ATMEL, do ây là m t s n ph m m i c a hãng ATMEL
nên vi c tìm hi u nó s

em l i r t nhi u l i ích trong vi c thi t k các ng d ng

o lư ng và i u khi n. V m t c u t o nó cũng tương t như b vi x lý
AT90S8515 ã có t khá lâu v i 4 c ng I/O l p trình ư c. Nhưng v m t cơng
d ng thì b vi x lý AT90S8535 ư c tích h p nhi u ch c năng hơn so v i b
vi x lý AT90S8515,

c bi t trên µC AT90S8535 ư c tích h p m t b ADC

cho phép m i chân c a port A ư c s d ng là

u vào cho b ADC, làm cho

vi c s d ng µC AT90S8535 trong các ng d ng linh ho t hơn r t nhi u so v i
µC AT90S8515 ang ư c s d ng r ng rãi t i Vi t Nam.
b)

Thi t b hi n th d li u :
i v i các lo i d li u ư c hi n th dư i d ng s thì gi i pháp t i ưu là

s d ng các LED 7 thanh do lo i thi t b hi n th này có giá thành tương
Tuy nhiên, do ng d ng không ch hi n th ch s (giá tr nhi t

ir .

) mà còn ph i

hi n th c các ký t trong b ng ch cái, do ó l a ch n thi t b hi n th LCD vì
lo i thi t b hi n th này có kh năng hi n th c ch cái và ch s m t cách rõ
nét. M c dù so v i các lo i èn LED thì LCD có giá thành cao hơn, nhưng bù l i
thi t b hi n th LCD có nhi u

c tính ưu vi t hơn h n so v i các lo i èn LED.

c bi t, thi t b LCD cung c p kh năng hi n th d li u vơ cùng linh ho t do
ta có th

i u khi n xu t d li u m t cách tr c ti p thông qua t p l nh i u

khi n c a vi m ch i u khi n và b mã ký t s n có trong CGRAM c a LCD.
M t i u c n quan tâm khác là thi t b LCD tiêu t n r t ít năng lư ng.
Trên th trư ng hi n nay có khá nhi u module LCD c a các hãng khác
nhau như Samsung, Hitachi, Motorola... v i nhi u lo i kích thư c. Trong

án

s d ng module LCD có kích thư c 4x20 characters v i 16 chân ghép n i.
Không nh t thi t ph i ch n hãng cung c p vì các module LCD

u ư c xây

d ng theo cùng m t tiêu chu n, do ó cách th c i u khi n và ghép n i các
module LCD thông d ng hi n nay cũng tương t nhau.

5

THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
c)

Thi t b vào d li u và i u khi n (Keypad) :
ngư i s d ng có th giao ti p ư c v i h th ng, c n ph i ghép n i µC

v i m t module keypad. Do ng d ng có th làm vi c v i c ch cái và ch s
nên ta s d ng keypad lo i 16 keys, trong ó m i m t phím ư c thi t k như
m t cơng t c

có th nh p ư c d li u có d ng như sau :

10 ch s trong h th p phân t

0..9.

26 ch cái la tinh t A..Z.
Các phím i u khi n bao g m : Send, Bspace,
Do s ký t có th

,

,

/ , Clear.

ư c s d ng cùng v i các phím ch c năng l n hơn r t

nhi u so v i t ng s phím s n có trên module keypad. Vì v y, b t bu c ph i s

d ng phương pháp Multikey, t c là s d ng ph n m m

m i m t phím trên

module keypad có th mã hố ư c khơng ít hơn hai ký t khác nhau. B ng cách
này, v i keypad có 16 phím ta có th mã hố ư c tồn b b ng ch cái và ch
s

ng th i v n có th th c hi n ư c các ch c năng i u khi n như trình b y

trên.
d)

Giao ti p gi a µC và PC :

M c dù h th ng ư c thi t k d a trên µC AT90S8535 ã có th làm vi c
c l p trong qua trình thu th p, x lý và hi n th d li u t i ngư i s d ng mà
khơng c n có s tr giúp c a PC. Tuy nhiên, trong h u h t các ng d ng

uc n

ph i lưu tr l i d li u mà n u th c hi n vi c này d a trên µC AT90S8535 ịi
h i r t nhi u k thu t và chi phí. Trong khi ó, thao tác lưu tr d li u trên PC
l i r t ơn gi n, vì v y gi i pháp t i ưu nh t là s d ng PC
ph c t p này. V n

làm nhi m v

còn l i ch là thao tác truy n d li u c n lưu tr t µC sang

PC, vi c này ư c th c hi n khá ơn gi n vì b n thân µC AT90S8535 ã ư c
tích h p m t b UART

s d ng trong ho t

ng truy n tin v i các thi t b

xa. Như v y, d a vào m ch UART c a µC ta có th th c hi n truy n nh n d
li u v i PC theo chu n RS 232. M t v n
6

c n quan tâm khi ghép n i µC v i


THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
PC theo chu n RS 232 là s tương quan v m t i n áp tín hi u d ng TTL c a
µC và i n áp tín hi u d ng RS 232 c a PC.

th c hi n vi c chuy n

hi u d ng TTL

i tín

sang d ng tín hi u RS 232

ta s d ng IC Max232, IC này có nhi m v t o ra tín hi u ±10V t m c i n áp
TTL

t o s tương thích v m c i n áp v i chu n RS 232.

1.3.2. Phương hư ng thi t k .
T sơ

t ng th c a h th ng như trên hình 1.1 và t vi c l a ch n thi t

b như trình b y

trên, h th ng c n thi t k có th

ư c th hi n như trong sơ

hình 1.2, trong ó :
Kh i LCD display : S d ng module LCD s n có trên th trư ng ư c
ghép n i v i µC

hi n th các thông tin c n thi t cho ngư i s d ng.

Kh i Keypad :

ư c n i ghép v i µC

d li u ho c i u khi n s ho t

ngư i s d ng có th nh p

ng c a h th ng. Module này ư c thi t

k dư i d ng các công t c và s d ng tr c ti p các
I/O l p trình ư c c a µC

c tính c a các c ng

th c hi n mà không c n ngu n h tr bên

ngoài.
Kh i LM 335 : Là m t IC c m bi n nhi t làm nhi m v bi n
môi trư ng sang d ng i n áp

làm

i nhi t

u vào cho b ADC c a µC làm

vi c.
Kh i Max 232 : S d ng IC Max 232 ghép n i trư c ti p v i µC làm
nhi m v trao

i thơng tin gi a µC và PC theo chu n RS 232.

Kh i ngu n : Làm nhi m v bi n ngu n xoay chi u 220V sang ngu n
m t chi u ±5V n

nh

Hình 1.2 : Sơ

c p ngu n cho các kh i khác ho t
kh i thi t k ph n c ng
Ngu n

LCD
display
Keypad
LM335

µC +
7
I/O
port

Max 232

ng.


THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN

CHƯƠNG 2
L A CH N LINH KI N THI T K
VÀ M T S LÝ THUY T V CHUY N

I A/D

2.1. L a ch n linh ki n thi t k .
2.1.1. Gi i thi u vi m ch i u khi n AT90S8535.
AT90S8535 là m t vi m ch i u khi n năng lư ng th p 8 bit (cơng ngh
chíp CMOS) trên cơ s c u trúc RICS c a hãng ATMEL, nó thu c h vi i u
khi n AT90S/LS8535. B ng cách th c hi n m i l nh trong m t ơn chu kỳ,
AT90S8535 có th

t t i 1 MIPS cho m i MHz cho phép h th ng có th

k m t cách t i ưu nh t s tiêu th năng lư ng làm tăng t c

ư c thi t

x lý. V m t c u t o

µC này cũng tương t như µC AT90S8515 v i 4 c ng I/O l p trình ư c, tuy
nhiên v m t ch c năng thì µC AT90S8535 ư c tích h p thêm nhi u tính năng
m i mà µC AT90S8515 khơng có. Các

c trưng chính c a µC AT90S8535

ư c trình b y dư i ây :
•

8KB b nh chương trình

•

512 byte EEPROM

•

512 byte SRAM

•

32 line (4 c ng) I/O l p trình ư c

•

32 thanh ghi a năng 8 bit

•

8 kênh

•

2 b Timer/Counter 8 bit v i b

•

1 b Timer/Counter 16 bit v i b

•

1 b UART l p trình trao

•

1 b Watchdog Time l p trình ư c v i b t o giao

•

1 b so sánh analog

u vào ADC riêng bi t v i 10 bit k t qu
m
m

c l p và ch

so sánh

c l p và các ch

PWM

i thông tin n i ti p

8

ng trong


THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
•

1 c ng ph i ghép n i ti p thi t b ngo i vi SPI

•

3 ch

•

Ngu n cung c p t 4.0 - 6.0V, t n s làm vi c 0 - 8MHz.

làm vi c là : Idle, Power-Save và Power-down

Vi m ch i u khi n AT90S8535 ư c ch t o theo cơng ngh chíp nh c
nh v i m t
có th

cao. B nh Flash ISP trên chíp cho phép b nh chương trình

ư c l p trình l i thơng qua m t c ng SPI ph i ghép n i ti p v i thi t b

ngo i vi. Ngồi ra, µC AT90SS8535 cịn h tr cho vi c l p trình thơng qua các
cơng c pháp tri n h th ng như C, assemblers...
Vi i u khi n AT90S8535 có 4 c u hình chân khác nhau là : PDIP (Có 40
chân), PLCC, TQFP, MLF (Có 44 chân). Sơ

chân c a m i lo i như sau.

Hình 2.1 : C u hình chân c a µC AT90S8535
PLCC

PDIP

TQFP

MLF

9

THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN

Ch c năng các chân c a µC AT90S8535 như sau :
VCC : Chân c p ngu n 5V
GND : Chân n i
RESET : Là

t

u vào reset. Tín hi u reset

bên ngồi s t o ra b i m c

th p c a tr kháng trên chân Reset. Xung reset dài quá 50ns s t o ra tín
hi u reset. Xung ng n hơn s không
XTAL1 : Là m t
ng và là

m b o phát sinh tín hi u reset.

u vào có tác d ng

u vào c a m ch i u khi n

XTAL2 : Là

u ra c a tín hi u

o chi u b khu ch

i t o dao

ng h bên trong.

o t b khu ch

i t o dao

AVCC : Là chân cung c p i n áp cho c ng A và b chuy n

ng
i ADC,

n u ADC không ư c s d ng thì chân này ph i ư c n i v i ngu n 5V
(chân VCC), n u ADC ư c s d ng thì chân này ph i ư c n i t i ngu n
5V qua b l c thông th p.

10


THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
AREF : Là
ADC.

u vào chu n c a tín hi u tương t cho b chuy n

cho ADC ho t

ph m v t 2V

ng ư c, ngu n s d ng cho chân này ph i có

n AVCC.

AGND : Chân n i
n i

i

t c a tín hi u analog, n u bo m ch có m t m c

t riêng c a tín hi u analog, thì chân này ph i ư c n i t i m c n i

t này. N u không có, chân này ư c n i t i chân GND.
Port A (PA7..PA0) : Là m t c ng vào ra hai chi u 8 bit. Các chân c a
c ng có th cung c p các tr kháng trong cho phép ch n t ng bit.
c a c ng A có kh năng kéo dịng lên t i 20mA và có th
ti p s hi n th LED. Khi các chân PA0
c ng vào và

m c th p, chúng s là

A

u vào hi n th i n u các i n tr
ư c s d ng như nh ng

ưa tín hi u t i b b chuy n

tr ng thái không xác

i u khi n tr c

n PA7 ư c s d ng như các

trong ư c kích ho t. C ng A cũng có th
vào analog

m ra

u

i ADC. Các chân c a c ng

nh khi reset, ngay c khi

ng h không ho t

ng.
Port B (PB7..BP0) : Là m t c ng vào ra hai chi u 8 bit v i các tr
kháng trong.
là

m ra c a c ng B có kh năng kéo dịng lên t i 20mA. Khi

u vào, các chân c a c ng B trong tr ng thái tr kháng th p s là

u

vào hi n th i n u các i n tr trong ư c kích ho t. C ng B là c ng cung
c p các ch c năng khác nhau v i nh ng
AT90S8535. Các chân c a c ng B
ngay c khi

ng khơng ho t

c tính

c bi t c a µC

tr ng thái không xác

nh khi reset,

ng.

Port C (PC0..PC7) : Là m t c ng vào ra hai chi u 8 bit v i các tr
kháng trong.
là

m ra c a c ng C có kh năng kéo dịng lên t i 20mA. Khi

u vào, các chân c a c ng C trong tr ng thái tr kháng th p s là

vào hi n th i n u các i n tr
ư c l a ch n

s

u

ư c kích ho t. Hai chân c a c ng C có th

d ng gi ng như b
11

t o dao

ng cho b


THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
Timer/Counter2. Các chân c a c ng C
reset, ngay c khi

ng không ho t

tr ng thái không xác

nh khi

ng.

Port D (PD0..PD7) : Là m t c ng vào ra hai chi u 8 bit v i các tr
kháng trong.
là

m ra c a c ng C có kh năng kéo dịng lên t i 20mA. Khi

u vào, các chân c a c ng D trong tr ng thái tr kháng th p s là

vào hi n th i n u các i n tr
nh ng ch c năng có
c ng D
ho t

c tính

tr ng thái khơng xác

ư c kích ho t. C ng D cũng cung c p
c bi t c a µC AT90S8535. Các chân c a
nh khi reset, ngay c khi

ng.
Hình 2.2 : Sơ

u

kh i vi m ch i u khi n AT90S8535

12

ng không


THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
2.1.1.1. C u trúc c a vi m ch AT90S8535.
Vi m ch i u khi n AT90S8535 có nh ng phương th c truy c p nhanh t i

tâp thanh ghi a năng bao g m 32 thanh ghi 8 bit v i th i gian truy c p trong
m t ơn chu kỳ

ng h . i u này có nghĩa trong m t ơn chu kỳ, m t thao tác

c a b ALU ư c th c hi n s l y hai toán h ng t hai thanh ghi trong t p thanh
ghi, sau khi thao tác ư c th c hi n và k t qua tr s
ghi trong m t chu kỳ

ng h .

Sáu trong s 32 thanh ghi a năng này có th
a ch gián ti p 16 bit tr
ch

n không gian

a ch t i vùng nh d li u c

này là các thanh ghi 16 bit X, Y, Z.

13

ư c s d ng như 3 thanh ghi

a ch d li u, làm cho phép tính

t ư c hi u qu cao. M t trong 3 con tr

gi ng như con tr

ư c lưu tr l i t p thanh

a

a ch này cũng ư c s d ng
nh. Các thanh ghi

a ch


THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN

Hình 2.3 : Sơ

kh i ki n trúc c a µC AT90S8535

B ALU cung c p các ch c năng tính tốn s h c và logic gi a các thanh
ghi ho c gi a m t h ng s và m t thanh ghi. Nh ng thao tác c a m t thanh ghi
ơn cũng ư c th c hi n trong b ALU. S ho t

ng c a ALU ư c phân chia

làm 3 lo i chính là s h c, logic và các ch c năng bit.
Ngoài các ch c năng c a thanh ghi, các ch
thư ng cũng có th

ánh

a ch b nh thông

ư c s d ng trên các t p các thanh ghi. i u này ư c th c

hi n qua vi c t p thanh ghi ư c gán 32

a ch th p nh t c a khơng gian

a ch

d li u ($00..$1F), Cho phép chúng có th

ư c truy nh p như là là các a ch nh

bình thư ng.
Khơng gian vùng nh I/O bao g m 64

a ch ($20..$5F) dành cho các ch c

năng i u khi n thi t b ngo i vi c a µC như : Các thanh ghi i u khi n, b
14


THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
Timer/Couter, b chuy n
th

i ADC và các ch c năng I/O khác. Vùng nh I/O có

ư c truy nh p tr c ti p ho c gián ti p thông qua t p các thanh ghi.
µC AT90S8535 s d ng ki n trúc Harvard - v i b nh và bus

c l p cho

chương trình và d li u. B nh chương trình ư c th c hi n v i m t “pipeline”
hai tr ng thái. Trong khi m t l nh ang ư c th c hi n, l nh ti p theo ư c n p
trư c t b nh chương trình. Cách th c này cho phép các l nh liên ti p ư c
th c hi n trong t ng ơn chu kỳ

ng h . B nh chương trình là b nh Flash

cho phép n p d li u trong h th ng.
V i nh ng l nh nh y và l nh g i, tồn b khơng gian
nh p tr c ti p. H u h t các l nh c a AVR

u có

a ch 4K ư c truy

dài 16 bit. M i

a ch b

nh chương trình bao g m m t l nh 16 bit ho c 32 bit.
M i m t module ng t có nh ng thanh ghi i u khi n trong không gian I/O
v i m t bit cho phép ng t chung ư c
khác nhau có m t vector ng t

t trong thanh ghi tr ng thái. M i ng t

c l p trong b ng vector ng t

c a b nh chương trình. M i ng t khác nhau
v trí vector ng t c a chúng.

u có m c

t i v trí b t

ưu tiên tuân theo

a ch c a vector ng t càng th p, m c

càng cao. Khi x y ra ng t, m t chương trình con ph v ng t ư c g i,
tr v PC ư c

u

ưu tiên
a ch

y vào ngăn x p. Vùng nh ngăn x p ư c c p phát trong vùng

nh d li u c a SRAM và do ó, dung lư ng c a ngăn x p b gi i h n b i t ng
dung lư ng c a SRAM và cách s d ng thông thư ng c a SRAM. T t c các
chương trình c a ngư i s d ng ph i ư c kh i

u b ng con tr ngăn x p (SP)

trong th t c reset (trư c khi các chương trình con ho c các ng t ư c th c thi).
Con tr stack s d ng 10 bit

byte d li u SRAM có th

truy nh p ghi/ c trong không gian I/O. 512

ư c truy c p d dàng b i 5 ch

ư c cung c p b i µC AT90S8535.

15

a ch khác nhau


THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN

Hình 2.4 : B n

b nh c a µC AT90S8535

2.1.1.2. T p thanh ghi a năng c a µC AT90S8535.
T t c các thanh ghi trong t p thanh ghi c a µC AT90S8535 khi th c m t
hi n l nh trong t p l nh

u có th

ư c truy c p tr c ti p trong m t ơn chu kỳ

ng h . Ngo i tr 5 l nh tr c ti p SBCI, SUBI, CPI, ANDI, ORI gi a m t
h ng s và m t thanh ghi và l nh LDI s d ng

n p t c thì h ng d li u,

nh ng l nh này ph i s d ng các thanh ghi c a n a th hai trong t p thanh ghi
(t R16..R31). Các l nh còn l i

u có th s d ng b t kỳ thanh ghi nào trong

t p thanh ghi.

16


THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN

Hình 2.5 :

a ch 32 thanh ghi a năng c a µC

Qua hình 2.5 có th th y, m i thanh ghi
không gian
gian d

a ch d li u, chúng ư c

u ư c gán m t

t trong 32 v trí

a ch trong

u tiên c a không

li u s d ng. M c dù không ư c th c hi n m t cách v t lý như trong

SRAM, vi c t ch c b nh này cung c p s linh ho t l n trong vi c truy nh p
t i các thanh ghi, như các thanh ghi X, Y, Z có th

ư c thi t l p

tr t i b t

kỳ thanh ghi nào trong t p thanh ghi.
Các thanh ghi t R26..R31 ư c thêm vào m t s ch c năng nh m m r ng
kh năng s d ng c a t p thanh ghi. Nh ng thanh ghi này là nh ng con tr
ch
ghi

ư c s d ng trong ch

a

a ch gián ti p c a không gian d li u. Ba thanh

a ch gián ti p là X, Y, Z ư c mơ t như trong hình 2.6 :

Hình 2.6 : Mơ t các thanh ghi
17

a ch gián ti p X, Y, Z

THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
Trong các ch
ch nh linh ho t

a ch khác nhau, các thanh ghi này có ch c năng i u

i v i t ng trư ng h p, t

ng tăng, gi m ho c không

i.

2.1.1.3. B s h c và Logic - ALU.
B ALU c a µC AT90S8535 ư c n i tr c ti p v i 32 thanh ghi a năng.
Trong m t ơn chu kỳ

ng h , các thao tác c a ALU gi a các thanh ghi trong

t p thanh ghi ư c th c hi n và gi a m t thanh ghi v i m t h ng s ho c trên
m t ơn thanh ghi. Các ho t

ng c a ALU ư c chia làm 3 lo i chính là : s

h c, logic và các phép tốn trên bit.
2.1.1.4.

c i m các b nh trong c a µC AT90S8535.

a) B nh chương trình (Flash program memory) : Trong µC AT90S8535

ch a

ng 8KB b nh Flash l p trình ư c dùng

ư c t ch c như m t b nh 4Kx16 bit
l nh có

phù h p v i s làm vi c c a các

dài 16 ho c 32 bit. B nh Flash này có th ch u ư c ít nh t 1000

chu kỳ ghi/xố. Vì b

m chương trình (PC) c a µC AT90S8535 có

bit, do ó nó có th mã hoá 4096

ư c dùng

a ch th p nh t trong vùng nh d li u

a ch hoá cho t p thanh ghi, b nh I/O và SRAM. 96 v trí

u tiên là c a t p thanh ghi và b nh I/O, 512 v trí

b nh SRAM.

M t

SRAM

ư c xác

u có th

ti p, tương

dài 12

a ch trong b nh chương trình.

b) B nh SRAM : 608 v trí
ch

lưu tr chương trình. Nó

a ch ti p theo là c a

a ch b t kỳ trong trong không gian
nh thông qua 5 ch

a

a ch d li u

a ch khác nhau là : tr c

i, gián ti p, gián ti p v i s gi m trư c và gián ti p v i s tăng

sau. Trong t p thanh ghi, các thanh ghi t R26 t i R31 ư c s d ng như các

thanh ghi con tr
ch
li u. Ch

a ch gián ti p.
a ch tr c ti p có cho phép truy c p t i tồn b khơng gian d

a ch tương

i cho phép xác

nh 63 v trí

cho b i các thanh ghi Y ho c Z. Khi s d ng các ch

18

a ch t

a ch cơ s

thanh ghi gián ti p v i


THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
s t
Z

ng gi m trư c ho c tăng sau, n i dung c a các thanh ghi
ut

a ch X, Y và

ng tăng ho c gi m sau khi th c hi n. 32 thanh ghi a năng, 64 thanh

ghi I/O và 512 byte c a b nh trong SRAM trong AT90S8535, t t c
ư c truy nh p thơng qua các ch

u có th

a ch này.

Hình 2.7 : T ch c b nh SRAM c a µC
c) B nh EEPROM : µC AT90S8535 có 512 byte b nh EEPROM,
ư c t ch c như m t không gian d li u riêng bi t cho phép m i byte có th
ư c ghi/ c. B nh EEPROM có th th c hi n ít nh t 100.000 chu kỳ ghi/xoá.
S truy nh p gi a EEPROM và µC ư c th c hi n thông qua các thanh ghi

a

ch , thanh ghi d li u và thanh ghi i u khi n c a EEPROM, các thanh ghi này
có th

ư c truy c p trong không gian I/O. Th i gian truy c p ghi EEPROM

trong ph m vi t 2.5

n 4 ms, tuỳ thu c vào i n áp trên chân VCC. EEPROM

có m t ch c năng t

ng tính th i gian cho phép ph n m m c a ngư i s d ng

ki m tra khi byte ti p theo có th
s n sàng c a EEPROM có th
sàng ti p nh n d li u m i.

ư c ghi/
ư c thi t l p

c bi t ki m tra s

kích ho t khi EEPROM s n

ngăn c n vi c ghi EEPROM ngồi ý mu n, m t

quy trình ghi c th ph i ư c tuân theo. Khi
trong 4 chu kỳ

c. M t ng t

c EEPROM, µC b t m d ng

ng h trư c khi l nh ti p theo

19

ư c th c hi n. Khi ghi

THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
EEPROM, µC t m d ng trong 2 chu kỳ

ng h trư c khi th c hi n l nh ti p

theo.
Thanh ghi

a ch EEPROM : EEARH và EEARL

Các thanh ghi

a ch c a EEPROM (EEARH và EEARL) ch

c a m t byte trong không gian 512 byte EEPROM. Các byte d
EEPROM ư c

a ch hóa t 0

nh

a ch

li u c a

n 511.

Thanh ghi d li u EEPROM : EEDR
Trong thao tác ghi c a EEPROM, thanh ghi EEDR ch a d li u ư c ghi
t i EEPROM theo

a ch

ư c xác

nh b i thanh ghi EEAR. Trong thao tác

c EEPROM, thanh ghi EEDR ch a d li u

c ra t EEPROM t i

a ch cho

trong thanh ghi EEAR.

Thanh ghi i u khi n EEPROM : EECR
•

Bit 3 - EERIE : Bit cho phép s n sàng ng t c a EEPROM

Khi bit I trong thanh ghi SREG và bit EERIE ư c thi t l p, ng t tr ng thái s n
sàng c a EPROM ư c cho phép. Khi b xoá ng t b vơ hi u hố. Ng t tr ng thái
s n sàng EEPROM t o ra m t ng t c ng khi bit EEWE b xố.
•

Bit 2 - EEMWE : Bit cho phép thao tác ghi EEPROM

20

THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
Bit EEMWE xác

nh có hay không s thi t l p bit EEWE

gây ra thao tác

ghi EEPROM. Khi bit EEMWE ư c thi t l p, thì s thi t l p c a bit EEWE s ghi
d li u vào EEPROM t i a ch ã l a ch n. N u bit EEMWE là 0, thì s thi t l p
c a bit EEWE s khơng có k t qu . Khi bit EEMWE ã ư c thi t l p b i ph n
m m, ph n c ng xoá bit này v 0 sau 4 chu kỳ
•

ng h .

Bit 1 - EEWE : Bit cho phép ghi EEPROM

Tín hi u cho phép ghi EEPROM (EEWE) là m t xung ch n ghi t i
EEPROM. Khi

a ch và d li u ã ư c thi t l p phù h p, bit EEWE ph i

ư c thi t l p

ghi giá tr vào trong EEPROM. Bit EEEMWE ph i ư c thi t

l p khi giá tr logic 1 ư c ghi vào bit EEWE, n u khơng thì khơng x y ra thao
tác ghi EEPROM. Quy trình dư i ây ph i ư c tuân theo khi ghi EEPROM
(th t c a bư c 2 và 3 không c n quan tâm).
1.

i cho

n khi bit EEWE tr v 0

2. Ghi a ch m i c a EEPROM t i thanh ghi a ch EEPROM (tuỳ ch n)
3. Ghi d li u m i vào thanh ghi EEDR (tuỳ ch n)
4. Ghi giá tr logic 1 vào bit EEMWE trong thanh ghi EECR (

có th ghi

giá tr logic 1 vào bit EEMWE, thì bit EEWE ph i ư c ghi là 0 trong cùng m t
chu kỳ

ng h )

5. Trong vòng 4 chu kỳ

ng h sau khi thi t l p bit EEMWE, ghi giá tr

logic 1 t i bit EEWE.
Chú ý : M t ng t gi a bư c 4 và 5 s làm l i chu kỳ ghi, vì bit EEMWE s
h t th i gian. N u m t th t c ng t truy xu t t i EEPROM trong khi m t ng t
khác cũng ang truy xu t EEPROM, thì n i dung c a các thanh ghi EEAR và
EEDR s b thay

i, gây l i ng t truy xu t EEPROM.

tránh nh ng v n

này c n xoá các c ng t chung trong th i gian th c hi n 4 bư c cu i cùng. Khi
th i gian truy c p ghi k t thúc (2.5ms và VCC = 5V ho c 4ms và VCC = 2.7V), bit
EEWE ư c xoá b i ph n c ng, S d ng ph n m m có th thăm dị bít này và
i nó tr v không trư c khi th c hi n ghi byte ti p theo. Khi bit EEWE ã

21


THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
ư c thi t l p, µC t m d ng trong 2 chu kỳ

ng h trư c khi l nh ti p theo

ư c th c hi n.
•

Bit 0 - EERE : Bit cho phép

Tín hi u cho phép

c EEPROM

c EEPROM là xung ch n

c

n EEPROM. Khi

a

ch phù h p ư c thi t l p trong thanh ghi EEAR, bit EERE ph i ư c thi t l p.
Khi bit EERE b xoá b i ph n c ng, d li u yêu c u ư c tìm th y trong thanh
ghi EEDR. S truy xu t

c EEPROM c n m t l nh và khơng c n thăm dị bit

EERE. Khi bit EERE ã ư c thi t l p, µC t m d ng trong 4 chu kỳ

ng h

trư c khi l nh ti p theo ư c th c hi n.
Ngư i s d ng c n ph i thăm dò bit EEWE trư c khi b t
N u d li u ho c

u thao tác

c.

a ch m i ư c ghi vào các thanh ghi vào/ra c a EEPROM

khi m t thao tác ghi ang di n ra, thì thao tác ghi s b ng t và k t qu khơng
ư c xác

nh.

2.1.1.5. Các ch

a ch c a µC AT90S8535.

Vi m ch i u khi n AT90S8535 h tr các ch

a ch r t m nh và hi u

qu cao cho vi c truy nh p t i b nh chương trình (b nh Flash) và b nh d
li u (SRAM, t p thanh ghi và b nh I/O). Dư i ây là các ch
µC AT90S8535 :

a)

a ch tr c ti p m t thanh ghi
Toán h ng ư c ch a trong thanh ghi d (Rd)

22

a ch c a


THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN

b)

a ch tr c ti p hai thanh ghi
Các toán h ng ư c ch a trong thanh ghi r (Rr) và d (Rd).
K t qu

c)

a ch I/O tr c ti p
Toán h ng
n là

d)

ư c lưu trong thanh ghi d (Rd)

a ch ch a trong 6 bit LSB c a t l nh,
a ch c a thanh ghi ngu n ho c ích

a ch d li u tr c ti p
16 bit

a ch d li u ư c ch a trong 16 bit LSB c a hai t
Rd/Rr ch rõ thanh ghi ngu n ho c thanh ghi ích.

e)

a ch d li u tương

i

23

l nh.


THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN

Tốn h ng

a ch là k t qu c a n i dung thanh ghi Y ho c Z

ư c c ng v i

f)

a ch d li u gián ti p
Toán h ng

g)

a ch ch a trong 6 bit LSB c a t l nh (a)

a ch là n i dung c a thanh ghi X, Y ho c Z

a ch d li u gián ti p gi m trư c
N i dung các thanh ghi X, Y, Z gi m 1 trư c khi th c hi n
Toán h ng

a ch là n i dung ã gi m c a thanh ghi X, Y, Z

24


THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN

h)

a ch d li u gián ti p tăng sau
Thanh ghi X, Y ho c Z ư c c ng 1 sau khi th c hi n.

a ch toán h ng là n i dung c a thanh ghi X, Y ho c Z trư c khi c ng
i)

a ch c

nh khi th c hi n l nh LPM

a ch byte c

nh ư c xác nh b i n i dung c a thanh ghi Z.

15 bit MSB l a ch n

a ch t (0 – 4K), bit LSB cho phép

ch n byte th p n u LSB = 0 ho c byte cao n u

j)

a ch gián ti p trong b nh chương trình v i l nh IJMP và ICALL

Chương trình ư c ti p t c th c hi n t i
(B

t LSB = 1.

a ch

ư c ch a b i thanh ghi Z

m chương trình (PC) ư c n p v i n i dung c a thanh ghi Z)

25