Báo cáo:Mạch hiển thị thời gian, ngày, tháng, năm, giờ phút giây bằng LCD, sử dụng vi điều khiển họ 8051 và IC thời gian thực DS1307. Có chỉnh thời gian, ngày tháng

Bài tập lớn môn Thực hành cơ sở

MỤC LỤC

1


Bài tập lớn môn Thực hành cơ sở
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1

Đồng hồ điện tử

7

Hình 1.2

Đồng hồ điện tử trên một lò vi sóng

8

Hình 2.1

Sơ đồ khối hệ thống

10

Hình 2.2

Sơ đồ Call graph của mạch

11

Hình 2.3

Sơ đồ đặc tả của mạch

11

Hình 2.4

Sơ đồ thuật toán khối điều khiển

12

Hình 2.5

Sơ đồ thuật toán cài đặt và hiển thị LCD

13

Hình 2.6

Sơ đồ khối nguồn

14

Hình 2.7

Khối điều khiển trung tâm

14

Hình 2.8

Khối tạo thời gian thực.

15

Hình 2.9

Khối hiển thị

16

Hình 2.10

Các nút điều khiển mạch.

16

Hình 2.11

Hình ảnh AT89C51

17

Hình 2.12

Sơ đồ khối của AT89C51

18

Hình 2.13

Sơ đồ các chân AT89C51

19

Hình 2.14

Mạch reset tác động bằng tay và tự động reset khi khởi động máy

20

Hình 2.15

Mạch tạo xung clock

22

Hình 2.16

IC thời gian thực DS1307

25

Hình 2.17

Khối mạch thời gian thực

26

Hình 2.18

Sơ đồ khối DS1307

27

Hình 2.19

Sơ đồ địa chỉ RAM

28

Hình 2.20

Sơ đồ địc chỉ RTC

28

Hình 2.21

Hình ảnh LCD 16x2

32

Hình 2.22

IC ổn áp 5V – 7805

36

2


Bài tập lớn môn Thực hành cơ sở

Hình 2.23

Hình dạng của điện trở trong thiết bị điện tử.

37

Hình 2.24

Nút bấm

37

Hình 2.25

Biến trở

38

Hình 2.26

Pin CMOS

38

Hình 3.1

Sơ đồ nguyên lý mạch vẽ trên proteus

39

Hình 3.1

Sơ đồ mạch in một lớp

39

3


Bài tập lớn môn Thực hành cơ sở

LỜI NÓI ĐẦU
Sự ra đời của các bộ vi xử lí nói chung, các bộ vi điều khiển nói riêng đã tạo ra một
bước ngoặt lớn trong việc thiết kế các hệ thống xử lí thông tin, đo lường điều khiển và
truyền thông. Kết quả là đã tạo ra được những sản phẩm như máy ảnh số, máy chơi nhạc
MP3, đầu đĩa DVD, các bộ biến tần,PLC…ngày càng rẻ hơn, nhỏ gọn hơn, thông minh
hơn và tiện dụng hơn.
Hơn nữa, kỹ thuật vi điều khiển hiện nay rất phát triển, nó được ứng dụng vào rất
nhiều lĩnh vực sản xuất công nghiệp, tự động hóa, trong đời sống và còn nhiều lĩnh vực
khác nữa. So với kỹ thuật số thì kỹ thuật vi điểu khiển nhỏ gọn hơn rất nhiều do nó được
tích hợp lại và có khả năng lập trình được để điều khiển. Nên rất tiện dụng và cơ động.
Với tính ưu việt của vi điều khiển thì trong phạm vi đồ án nhỏ này, chúng em đã chọn
đề tài " Mạch hiển thị thời gian, ngày, tháng, năm, giờ phút giây bằng LCD, sử dụng vi

điều khiển họ 8051 và IC thời gian thực DS1307. Có chỉnh thời gian, ngày tháng".
Mục đích của đề tài hướng đến: tạo ra bước đầu cho sinh viên thử nghiệm những ứng
dụng của vi điều khiển trong thực tiễn để rồi từ đó tìm tòi, phát triển nhiều ứng dụng
khác trong đời sống hằng ngày cần đến.
Việc thực hiện xong đồ án môn học bằng các kiến thức đã học, một số sách tham khảo
và một số nguồn tài liệu khác nên không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy nhóm rất
mong được sự góp ý của thầy cô và các bạn.

Hà Nội, ngày 22 tháng 12 năm 2012

Nhóm sinh viên

4


Bài tập lớn môn Thực hành cơ sở
CHƯƠNG 1. PHÂN TÍCH YÊU CẦU
1.1. Khảo sát và phân tích bài toán
Đồng hồ là một công cụ để đo đạc những mốc thời gian nhỏ hơn một ngày; đối lập
với lịch, là một công cụ để đo thời gian dài hơn một ngày. Những loại đồng hồ dùng
trong kĩ thuật thường có độ chính xác rất cao và cấu tạo rất phức tạp. Trong khi đó, người
ta có thể tạo ra những loại đồng hồ nhỏ để dễ dàng mang theo bên mình (gọi là đồng hồ
đeo tay). Những loại đồng hồ hiện đại thường thể hiện ba thông tin: giờ, phút, giây.
1.1.1. Cách hiển thị thời gian

• Đồng hồ cơ:
Đồng hồ cơ thể hiện thời gian sử dụng các góc. Mặt đồng hồ có những con số từ 1 đến
12 và sử dụng kim để chỉ giờ và cả phút. Từ một số đến một con số kế cận là 5 phút (đối
với kim phút), 1 giờ (đối với kim giờ) hay 5 giây (đối với kim giây).
Một loại đồng hồ cơ khác được sử dụng là đồng hồ mặt trời. Nó hoạt động nhờ theo

dọi thường xuyên ánh sáng Mặt Trời, và người ta theo dõi bằng cách nhìn bóng của
chúng.

• Đồng hồ điện tử:
Đồng hồ điện tử sử dụng hệ thống số để thể hiện thời gian. Thông thường có 2 cách
thể hiện:
- 24 giờ để đếm giờ từ 00-23h
- 12 giờ với kí hiệu AM / PM (chủ yếu ở Mĩ).

Những đồng hồ điện tử sử dụng màn hình LCD hay LED, ống catode để thể hiện hình
ảnh những con số. Khi những đồng hồ điện tử thay pin, chúng thường "quên" dữ liệu về
thời gian trước đó.

• Đồng hồ âm thanh:
Để tiện lợi hơn, có một số đồng hồ sử dụng âm thanh để bào hiệu giờ. Âm thanh có
thể được sử dụng như ngôn ngữ tự nhiên ("Bây giờ là mười sáu giờ ba mươi phút) hay
một mã (số tiếng chuông báo hiệu số giờ).

5


Bài tập lớn môn Thực hành cơ sở
• Đồng hồ chữ:
Loại đồng hồ này hiện thời gian ở dạng chữ. Nếu như ở đồng hồ điện tử chúng ta đọc
được những con số 12:35 thì ở đồng hồ chữ, chúng ta có thể đọc được "Mười hai giờ ba
mươi lăm phút". Một số loại đồng hồ khác sử dụng cơ chế gần đúng khiến người sử dụng
cảm thấy dễ chịu hơn khi sử dụng đồng hồ (ví dụ "Khoảng mười hai giờ rưỡi").
1.1.2. Mục đích
Đồng hồ treo tường được dùng trong nhà và văn phòng, đồng hồ đeo tay được mang
trên tay, và những loại đồng hồ lớn được đặt ở những nơi công cộng (nhà thờ hay bến

xe). Hầu hết những máy tính và điện thoại di động đều có góc dưới màn hình hiển thị giờ.
Tuy nhiên, đồng hồ không phải lúc nào cũng được sử dụng để hiển thị thời gian. Nó
còn có thể sử dụng để điều khiển một vật theo thời gian. Ví dụ như đồng hồ chuông có
thể được dùng làm chuông báo tiết học. Nó có thể được gọi chính xác hơn là một hệ
thống đếm giờ.
Máy tính sử dụng những tín hiệu đồng hồ để đồng bộ quá trình xử lý (mặc dầu có một
số nghiên cứu về bộ xử lí không đồng bộ). Máy tính lưu trữ thời gian để báo hiệu hay chỉ
là để hiển thị thời gian. Bên trong máy tính có một đồng hồ được nuôi bằng pin. Máy tính
vẫn có thể hoạt động ngay cả khi đồng hồ trong máy bị chết nhưng khi khởi động máy
lại, đồng hồ của máy tính sẽ được khởi động lại.
Thời gian là một khái niệm cơ bản trong môn vật lý. Do đó, chế tạo dụng cụ đo thời
gian chính xác có ý nghĩa quan trọng trong các thí nghiệm.

6


Bài tập lớn môn Thực hành cơ sở

Hình 1.1 Đồng hồ điện tử

Hình 1.2 Đồng hồ điện tử trên một lò vi sóng
1.1.3. Các công nghệ ứng dụng trong thiết kế thời gian thực
IC thời gian thực, vi điều khiển, cách thức hiển thị thời gian thực.

• IC thời gian thực:
Hiện nay trên thị trường có 2 loại IC thời gian thực phồ biến là DS1307 và DS12887.
Các IC này đều có chức năng chạy thời gian thực và lưu giờ khi mất điện, với DS1307
cần có thêm nguồn nuôi là một pin cmos 3V, với DS12887 có sẵn pin tích hợp ở bên
trong. Các IC này thực hiện giao tiếp với vi điều khiển để hiện thị thời gian và cài đặt
giờ…

Trên cơ sở đó thì chúng ta có thể sử dụng cả 2 loại IC này, đề tài của nhóm em được
giao là dùng DS1307.
•

Vi điều khiển:
Có rất nhiều loại vi điều khiển khác nhau có thể sử dụng trong mạch đồng hồ này như
vi điều khiển pic, avr, 8051… Các loại vi điều khiển pic hay avr có nhiều ưu điểm hơn so

7


Bài tập lớn môn Thực hành cơ sở
với 8051 như hỗ trợ kết nối ngoại vi tốt hơn, tốc độ xử lý nhanh hơn, lập trình đơn giản
hơn. Nhưng giá thành thì lại cao hơn nhiều so với 8051 mà trong mạch này chúng em sử
dụng AT89C51.
•

Hiển thị:
Chúng ta có 2 cách hiển thị đó là: sử dụng LED 7 đoạn và sử dụng LCD.
LED 7 đoạn:

-

Ưu điểm: hiển thị rõ ràng và thu hút được sự chú ý vì có thể nhìn ở xa.

-

Nhược điểm: mạch điện phức tạp cần thêm các IC chốt.
LCD 16x2:
-

Ưu điểm: hiển thị dễ dàng, có thể linh động hơn trong việc hiển thị thời gian, kết
nối đơn giản mạch điện không phức tạp…

-

Nhược điểm: không thu hút được sự chú ý bằng LED 7 đoạn, giá thành cao…

1.1.4. Giải pháp thiết kế
Đồng hồ thời gian thực với trung tâm điều khiển là AT89C51 và các linh kiện khác:
LCD hiển thị, IC ổn áp7805, IC thời gian thực DS1307.
AT89C51 có các ưu điểm: tính năng và tốc độ đáp ứng được yêu cầu kĩ thuật trong
ứng dụng không đòi hỏi cao; giá thành thấp hơn họ vi điều khiển khác; có hỗ trợ lập trình
điều khiển bằng cả hợp ngữ và C... IC DS1307 là IC chuyên dụng, cho khả năng chính
xác về thời gian. LCD hiển thị một cách rõ ràng, linh động. IC ổn áp 7805 được sử dụng
rộng rãi trong các bộ nguồn.
1.1.5. Các tham số cho hệ thống
•

Sử dụng nguồn điện 5V.

•

Làm việc liên tục.

•

Kích thước phù hợp với người sử dụng.

•

Hệ thống nhỏ gọn.

•

Hệ thống lưu được thời gian khi mất nguồn cấp (có nguồn dự trữ).

•

Nguồn nuôi (pin CMOS) cho IC thời gian thực đảm bảo.

•

Làm việc trong điều kiện môi trường bình thường.

8


Bài tập lớn môn Thực hành cơ sở

9


Bài tập lớn môn Thực hành cơ sở
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
2.1. Sơ đồ tổng quát
Sơ đồ tổng quát các khối của mạch:
Khối nguồn

Khối thời gian thực

Khối hiển thị
Khối Xử lý

Khối giao tiếp
phím bấm

Hình 2.1 Sơ đồ khối hệ thống
•

Khối Nguồn: cung cấp nguồn cho hệ thống.

•

Khối Thời gian thực: lưu trữ thời gian thực, thời gian cài đặt.

•

Khối Xử lý: Dùng vi điều khiển AT89C51 để lấy dữ liệu từ khối thời gian thực, lưu
trữ và đưa ra khối hiển thị và nhận tín hiệu từ khối giao tiếp.

•

Khối Hiển thị: lấy tín hiệu ra từ vi điều khiển, thực hiện giao tiếp với vi điều khiển
để hiển thị giờ và ngày.

•

Khối giao tiếp: là khối bàn phím, thực hiện cài đặt giờ để vi điều khiển lưu dữ liệu
vào trong khối thời gian thực.

10


Bài tập lớn môn Thực hành cơ sở
2.2. Sơ đồ Call graph
Chương trình điều khiển chính

Module xử lý chương trình

Module xử lý thời gian thực

Bàn phím

IC thời gian thực

Hiển thị

Hình 2.2 Sơ đồ Call graph của mạch

2.3. Sơ đồ đặc tả

Cài đặt

Thời gian trong RTC

Có ngắt & ấn phím
Đọc

Kiểm tra ngắt ngoài

Xử lý

Ghi

Hiển thị

Hình 2.3 Sơ đồ đặc tả của mạch

11


Bài tập lớn môn Thực hành cơ sở

2.4. Sơ đồ thuật toán

12


Bài tập lớn môn Thực hành cơ sở

Bắt đầu

Khởi tạo LCD

Kiểm tra dữ liệu thời gian trong rtc

S
Có

Đặt thời gian mặc định
Đ

13

Xử lý dữ liệu từ RTC


Hiển thị giờ bìnhBài
thường
tậpLCD
lớn

môn Thực hành cơ sở

S

Hình 2.4 Sơ đồ thuật toán khối điều khiển

Có ngắt ngoài 0
Đ
Cài đặt + hiển thị thời gian cài đặt trên LCD

(2)
Cập nhật thời gian vào RTC

14


Bài tập lớn môn Thực hành cơ sở

S

15


Bài tập lớn môn Thực hành cơ sở
S

Hình 2.5 Sơ đồ thuật toán cài đặt và hiển thị LCD

2.5. Các module trong hệ thống
2.5.1. Khối nguồn
Đây là module dùng để tạo ra nguồn điện áp chuẩn +5V. Sử dụng IC7805.
Đầu vào là điện áp xoay chiều sau khi được biến đổi qua máy biến áp, đưa vào bộ
Diode cầu để cho ra dòng điện một chiều (lúc này điện áp nằm trong khoảng từ 7->10V).
Sau khi đi qua IC ổn áp 7805 sẽ tạo ra nguồn điện áp chuẩn +5V cung cấp cho mạch.

S

Hình 2.6 Sơ đồ khối nguồn
2.5.2. Khối điều khiển trung tâm
Khối điều khiển trung tâm sử dụng vi điều khiển AT89C51, qua chương trình đã lập
trình được nạp cho chip, vi điều khiển sẽ điều khiển việc đọc, ghi thời gian thực, hiển thị
thời gian lên khối hiển thị là LCD.

S

16

Bài tập lớn môn Thực hành cơ sở
Hình 2.7 Khối điều khiển trung tâm
Bộ dao động thạch anh có tác dụng tạo xung nhịp với tần số 12MHz cho VĐK hoạt
động. Hai đầu này được nối vào 2chân XTAL1 và XTAL2 của VĐK.
Bộ RESET có tác dụng đưa vi điều khiển về trạng thái ban đầu. Khi nút Reset được
ấn điện áp +5V từ nguồn được nối vào chân Reset của vi điều khiển được chạy thẳng
xuống đất lúc này điện áp tại chân vi điều khiển thay đổi đột ngột về 0, VĐK nhận biết
được sự thay đổi này và khởi động lại trạng thái ban đầu cho hệ thống.
S

2.5.3. Khối tạo thời gian thực

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 dữ liệu 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.
Để không phải điều chình lại thời gian vào những lúc bị mất nguồn, có thể nối thêm
1pin 3V vào chân số 3 của IC DS1307 (sao cho chân (+) của pin nối vào IC và chân (–)
của pin nối xuống đất). Hai chân 1 và 2 của DS1307 được nối vào bộ dao động thạch anh
có tần số 32, 768KHz để tạo dao động cho IC hoạt động.

Hình 2.8 Khối tạo thời gian thực.

17

S

Bài tập lớn môn Thực hành cơ sở
2.5.4. Khối hiển thị
Sử dụng LCD 16x2, hiển thị thời gian linh hoạt, hiển thị được nhiều ký tự, giúp cho
việc quan sát thời gian khi đồng hồ chạy bình thường cũng như lúc cài đặt trực quan và
linh hoạt hơn.

Hình 2.9 Khối hiển thị
2.5.5. Khối giao tiếp phím bấm
Gồm 3 nút ấn, hoạt động tương tự nút Reset. Khi ấn nút thì các chân vi điều khiển
được nối với phím bấm đưa điện áp xuống đất lúc này điện áp tại các chân vi điều khiển
bằng 0 làm cho vi điều khiển nhận biết được sự thay đổi này và thực hiện lệnh cần điều
khiển. Nút thứ ba có tác dụng thiết đặt chế độ cho vi điều khiển làm việc.

Hình 2.10 Các nút điều khiển mạch.

18


Bài tập lớn môn Thực hành cơ sở
2.6. Giới thiệu một số linh kiện
2.6.1. Vi điều khiển AT89C51
Đặc điểm và chức năng hoạt động của các IC họ MSC-51 hoàn toàn tương tự như
nhau. Ở đây giới thiệu IC AT89C51 là một họ IC vi điều khiển do hãng Intel của Mỹ sản
xuất. Chúng có các đặc điểm chung như sau:
-

4KBytes 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 Kbytes 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 và 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 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 khi có
reset cứng tiếp theo.

Hình 2.11. Hình ảnh AT89C51

19


Bài tập lớn môn Thực hành cơ sở

Hình 2.12. Sơ đồ khối của AT89C51
2.6.1.1. Mô tả các chân
AT89C51 có tất cả 40 chân với các chức năng như sau:
-

Vcc (40): Chân cung cấp điện (5V).

-

GND (20): Chân nối đất (0V).

-

Port 0 (32-39):

Port 0 là port xuất nhập 8-bit hai chiều. Nó 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. Nó cũng nhận các byte mã trong khi lập trình cho Flash và xuất các byte mã

20


Bài tập lớn môn Thực hành cơ sở
trong khi kiểm tra chương trình (Các điện trở kéo lên bên ngoài được cần đến trong khi
kiểm tra chương trình).

Hình 2.13. Sơ đồ các chân AT89C51
-

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 bit 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

Tên

Chức năng

21


Bài tập lớn môn Thực hành cơ sở
3. 0

RxD

Ngõ vào Port nối tiếp

3.1

TxD

Ngõ ra Port nối tiếp

3.2

Ngõ vào ngắt ngoài 0

3.3

Ngõ vào ngắt ngoài 1

3.4

T0

Ngõ vào bên ngoài của bộ định thời 1

3.5

T1

Ngõ vào bên ngoài của bộ định thời 0

3.6

Điều khiển ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài

3.7

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.

RST

Hình 2.14. Mạch reset tác động bằng tay và tự động reset khi khởi động máy
-

ALE/

(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 (

22

) trong thời gian lập trình cho


Bài tập lớn môn Thực hành cơ sở

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 và 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.
-

(29):
(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,
được kích hoạt hai lần mỗi chu kỳ máy, nhưng hai hoạt động

sẽ bị bỏ qua mỗi khi

truy cập bộ nhớ dữ liệu ngoài.
-

/Vpp (31):
(External Access Enable) là chân cho phép truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài

(bắt đầu từ địa chỉ từ 0000H đến FFFFH).
trình ngoài, ngược lại

= 0 cho phép truy xuất bộ nhớ chương

=1 sẽ thực thi chương trình bên trong chip. Tuy nhiên, lưu ý

rằng nếu bit khoá 1 (lock-bit 1) được lập trình,

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 điện
áp lập trình 12V được chọn).
-

XTAL1 và XTAL2:

23


Bài tập lớn môn Thực hành cơ sở
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 2.15. Mạch tạo 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.

2.6.1.2. Các chế độ đặc biệt
•

Chế độ nghỉ

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.
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 nắm quyền điều khiển.
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.

24


Bài tập lớn môn Thực hành cơ sở
• 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:
Chế

độ
Nghỉ

Bộ nhớ
chương

ALE

PSEN

PORT 0

1

1

Dữ liệu

trình
Bên trong

PORT

PORT

1

2

Dữ liệu

Dữ

PORT 3

Dữ liệu

liệu
Nghỉ

Bên ngoài

1

1

Thả nổi

Dữ liệu

Dữ

Dữ liệu

liệu
Nguồn

Bên trong

0

0

Dữ liệu

Dữ liệu

giảm

Dữ

Dữ liệu

liệu
Bên ngoài

0

0

Thả nổi

Dữ liệu

Dữ

Dữ liệu

liệu
2.6.1.3. Các bit khoá bộ nhớ chương trình

Trên chip có ba bit khoá, các bit 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

được lấy mẫu và được chốt trong khi

reset. Nếu việc cấp nguồn cho chip không có công dụng reset, mạch chốt được khởi

25