Luận văn tốt nghiêp “Khảo sát và ứng dụng vi điều khiển – thiết kế - thi công mạch khống chế nhiệt độ phòng”

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHOA ĐIỆN –ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI :
KHẢO SÁT VÀ ỨNG DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN- THIẾT KẾ-THI CÔNG
MẠCH KHỐNG CHẾ NHIỆT ĐỘ PHÒNG
SVTH :NGUYỄN HỒNG VŨ
NGUYỄN THANH VŨ
GVHD:LÊ THANH ĐẠO
TP.HỒ CHÍ MINH 3-2000
Trang 1
Trang 2
LỜI CẢM TẠ
Chúng em xin chân thành cảm
ơn Thầy Lê Thanh Đạo đã tận tình
hướng dẫn và giúp đơ chúng em
trong suốtthờigian thực hiện luận
văn .
Xin cảm ơn qúi thầy côKhoa
Điện và các bạn sinh viên cùng
khóa đã đóng góp những ý kiến qúi
báo để tập luậnvănnàyhồn thành
đúng thời gian.
Nhóm sinh viên thực
hiện.
LỜI NÓI ĐẦU
Trong nhiều lĩnh vực sản xuất công nghiệp hiện nay, nhất là ngành công nghiệp

luyện kim, chề biến thực phẫm… vấn đề đo và khống chế nhiệt độ đặc biệt được chú
trọng đến vì nó là một yếu tố quyết định chất lượng sản phẫm. Nắm được tầm quan
trọng của vấn đề trên nhóm thực hiện tiến hành nghiên cứu và thiết kế một hệ thống đo
và khống chế nhiệt độ tự động, với mong muốn là giải quyết những yêu cầu trên, và lấy
đó làm đề tài tốt nghiệp cho mình.
Những kiến thức năng lực đạt được trong quá trình học tập ở trường sẽ được đánh
giá qua đợt bảo vệ luận văn cuối khóa. Vì vậy chúng em cố gắng tận dụng tất cả những
kiến thức đã học ở trường cùng với sự tìm tồi nghiên cứu, để có thể hồn thành tốt luận
văn này. Những sản phẫm những kết quả đạt được ngày hôm nay tuy không có vì lớn
lao. Nhưng đó là những thành quả của năm học tập. Là thành công đầu tiên của chúng
em trước khi ra trường .
Mặt dù chúng em rất cố gắng để hồn thành tập luận văn này đúng thời hạn, nên
không tránh khỏi những thiếu sót mong quí thầy cô thông cảm. Chúng em mong được
đón nhận những ý kiến đóng góp. Cuối cùng xin chân thành cảm ơn quí thầy cô và các
bạn sinh viên.
Nhóm sinh viên thực hiện
NGUYỄN HỒNG VŨ
NGUYỄN THANH VŨ
Trang 3
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
Trang 4
Trang 5
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM ĐỘC LẬP_ TỰ DO _HẠNH PHÚC
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHOA ĐIỆN _ĐIỆN TỬ
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên thực hiện : Nguyễn Hồng Vũ__Nguyễn Thanh Vũ
Lớp : 95 KĐĐ

Ngành : điện _điện tử
1.Tên đề tài : KHẢO SÁT VÀ ỨNG DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN_THIẾT KẾ_THI
CÔNG MẠCH KHỐNG CHẾ NHIỆT ĐỘ PHÒNG.
2. Các số liệu ban đầu :
3.Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn :
4.Các bản vẽ :
5.Giáo viên hướng dẫn : LÊ THANH ĐẠO
6. Ngày giao nhiệm vụ :
7.Ngày hồn thành nhiệm vụ :
Thông qua bộ môn.
Ngày___tháng___năm___
Giáo viên hướng dẫn Chủ nhiệm bộ môn
Trang 6
MỤC LỤC
Trang

A_PHẦN GIỚI THIỆU
 TRANG TỰA
 NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN
 BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
 BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
 LỜI NÓI ĐẦU
 LỜI CẢM ƠN
B_PHẦN NỘI DUNG 1
Chương 1: DẪN NHẬP 1
I.ĐẶT VẤN ĐỀ 1
II.GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1
III.MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 1
Chương 2: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VI ĐIỀU KHIỂN 3
I.GIỚI THIỆU 3

II.LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA VI ĐIỀU KHIỂN 3
III.KHẢO SÁT BỘ VI ĐIỀU KHIỂN 8051/8031 4
Chương 3: KHẢO SÁT IC GIAO TIẾP NGOẠI VI 8255A 38
I.CẤU TRÚC PHẦN CỨNG 38
II.CẤU TRÚC PHẦN MỀM 40
III.GIAO TIẾP GIỮA VI XỬ LÝ VỚI 8255A 42
Chương 4: KHẢO SÁT BỘ NHỚ BÁN DẪN 43
I.BỘ NHỚ CHỈ ĐỌC (ROM : READ ONLY MEMORY) 43
II.BỘ NHỚ RAM (RANDOM ACCESS MEMORY) 46
Chương 5: ĐO NHIỆT ĐỘ 48
I.HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG 48
II.CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO NHIỆT ĐỘ 49
Chương 6: CHUYỂN ĐỔI TƯƠNG TỰ SANG SỐ 51
I.KHÁI NIỆM CHUNG 51
II. NGUYÊN TẮC THỰC HIỆN CHUYỂN ĐỔI AD 51
III.CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN ĐỔI ADC 52
Chương 7: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 56
Trang 7
I.NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 56
II.SƠ ĐỒ KHỐI VÀ CHỨC NĂNG TỪNG KHỐI 56
III.THIẾT KẾ VÀ PHÂN TÍCH NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG TỪNG KHỐI 56
IV.SƠ ĐỒ NGUYÊN LÍ VÀ GIẢI THUẬT CHƯƠNG TRÌNH 71
V.THI CÔNG 89
CHƯƠNG KẾT LUẬN 83
C_PHỤ LỤC – TÀI LIỆU THAM KHẢO 85
I.PHỤ LỤC 85
II.TÀI LIỆU THAM KHẢO
Trang 8
Chương 1:DẪN NHẬP
I.ĐẶT VẤN ĐỀ :

Ngày nay với sự phát triển của công nghiệp vi điện tử, kỹ thuật số các hệ thống
điều khiển dần dần được tự động hóa. Với những kỹ thuật tiên tiến như vi xử lí, vi mạch
số … đựơc ứng dụng vào lỉnh vực điều khiển, thì các hệ thống điều khiển cơ khí thô sơ,
với tốc độ xử lí chậm chạp ít chính xác được thay thế bằng các hệ thống điều khiển tự
động với các lệnh chương trình đã được thiết lập trước.
Trong quá trình sản xuất ở các nhà máy, xí nghiệp hiện nay, việc đo và khống chế
nhiệt độ tự động là một yêu cầu hết sức cần thiết và quan trọng. Vì nếu nắm bắt được
nhiệt độ làm việc cuả các hệ thống. Dây chuyền sản xuất … giúp ta biết được tình
trạng làm việc của c ác yêu cầu. Và có những xử lý kịp thời tránh được những hư hỏng
và sự cố có thể xảy ra.
Để đáp ứng được yêu cầu đo và khống chế nhiệt độ tự động, thì có nhiều phương
pháp để thực hiện, nghiên cửu khảo sát vi điều khiển 8051 nhóm thực hiện nhận thấy
rằng: ứng dụng vi điều khiển 8051 vào việc đo và khống chế nhiệt độ tự động là phương
pháp tối ưu nhất. Đồng được sự đồng ý của khoa Điện Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ
Thuật. Nhóm chúng em tiến hành thực hiện đề tài “Khảo sát và ứng dụng vi điều
khiển thiết kế thi công mạch khống chế nhiệt độ phòng” .
II.GIỚI HẠN ĐỀ TÀI :
Với thời gian gần mười tuần thực hiện đề tài, cũng như trình độ chuyên môn có
hạn, chúng em đã cố gắng hết sức để hồn thành tập luận văn này, nhưng chỉ giải quyết
được những vấn đề sau :
• Thiết kế mạch đo nhiệt độ trong dải từ 0
0
C – 100
0
C hiển thị số .
• Khống chế nhiệt độ ở mức 20
0
C .
• Viết chương trình (phần mềm) để đáp ứng các yêu cầu trên .
• Do thời gian quá hạn hẹp nên chúng em chỉ thiết kế một đầu đo và chỉ

khống chế ở một mức nhiệt độ 20
0
C .
III.MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU :
Mục đích trước hết khi thực hiện đề tài này là để hồn tất chương trình môn học để
đủ điều kiện ra trường .
• Cụ thể khi nghiên cứu thực hiện đề tài là chúng em muốn phát huy những
thành quả ứng dụng của vi điều khiển nhằm tạo ra những sản phẩm, những thiết bị
tiên tiến hơn, và đạt hiệu quả sản xuất cao hơn.
• Mặt khác tập luận văn này cũng có thể làm tài liệu tham khảo cho những
sinh viên khóa sau. Giúp họ hiểu rõ hơn về những ứng dụng của vi điều khiển .
• Ngòai ra quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài là một cơ hội để chúng em
tự kiểm tra lại những kiến thức đã được học ở trường, đồng thời phát huy tính sáng
tạo, khả năng giải quyết một vấn đề theo yêu cầu đặt ra. Và đây cũng là dịp để chúng
em tự khẳng định mình trước khi ra trường để tham gia vào các hoạt động sản xuất
của xã hội.
Trang 9
Chương 2
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ VI ĐIỀU KHIỂN
I.GIỚI THIỆU :
Bộ vi điều khiển viết tắt là Micro-controller, là mạch tích hợp trên một chip có thể
lập trình được, dùng để điều khiển hoạt động của một hệ thống. Theo các tập lệnh của
người lập trình, bộ vi điều khiển tiến hành đọc, lưu trữ thông tin, xử lý thông tin, đo thời
gian và tiến hành đóng mở một cơ cấu nào đó.
Trong các thiếh bị điện và điện và điện tử dân dụng, các bộ vi điều khiển, điều
khiển hoạt động của TV, máy giặt, đầu đọc laser, điện thọai, lò vi-ba … Trong hệ thống
sản xuất tự động, bộ vi điều khiển được sử dụng trong Robot, dây chuyền tự động. Các
hệ thống càng “thông minh” thì vai trò của hệ vi điều khiển càng quan trọng.
II.LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA C ÁC BỘ VI ĐIỀU KHIỂN :
Bộ vi điều khiển thực ra, là một loại vi xử lí trong tập hợp các bộ vi xử lý nói

chung. Bộ vi điều khiển được phát triển từ bộ vi xử lí, từ những năm 70 do sự phát triển
và hồn thiện về công nghệ vi điện tử dựa trên kỹ thuật MOS (Metal-Oxide-
Semiconductor) , mức độ tích hợp của các linh kiện bán dẫn trong một chip ngày càng
cao.
Năm 1971 xuất hiện bộ vi xử lí 4 bit loại TMS1000 do công ty texas Instruments
vừa là nơi phát minh vừa là nhà sản xuất. Nhìn tổng thể thì bộ vi xử lí chỉ có chứa trên
một chip những chức năng cần thiết để xử lí chương trình theo một trình tự, còn tất cả
bộ phận phụ trợ khác cần thiết như : bộ nhớ dữ liệu , bộ nhớ chương trình , bộ chuển
đổi AID, khối điều khiển, khối hiển thị, điều khiển máy in, hối đồng hồ và lịch là những
linh kiện nằm ở bên ngồi được nối vào bộ vi xử lí.
Mãi đến năm 1976 công ty INTEL (Interlligen-Elictronics). Mới cho ra đời bộ vi
điều khiển đơn chip đầu tiên trên thế giới với tên gọi 8048. Bên cạnh bộ xử lí trung tâm
8048 còn chứa bộ nhớ dữ liệu, bộ nhớ chương trình, bộ đếm và phát thời gian các cổng
vào và ra Digital trên một chip.
Các công ty khác cũng lần lược cho ra đời các bộ vi điều khiển 8bit tương tự như
8048 và hình thành họ vi điều khiển MCS-48 (Microcontroller-sustem-48).
Đến năm 1980 công ty INTEL cho ra đời thế hệ thứ hai của bộ vi điều khiển đơn
chip với tên gọi 8051. Và sau đó hàng loạt các vi điều khiển cùng loại với 8051 ra đời
và hình thành họ vi điều khiển MCS-51 .
Đến nay họ vi điều khiển 8 bit MCS51 đã có đến 250 thành viên và hầu hết các
công ty hàng dẫn hàng đầu thế giới chế tạo. Đứng đầu là công ty INTEL và rất nhiều
công ty khác như : AMD, SIEMENS, PHILIPS, DALLAS, OKI …
Ngồi ra còn có các công ty khác cũng có những họ vi điều khiển riêng như:
Họ 68HCOS của công ty Motorola
Họ ST62 của công ty SGS-THOMSON
Họ H8 của công ty Hitachi
Họ pic cuả công ty Microchip
III.KHẢO SÁT BỘ VI ĐIỀU KHIỂN 8051 VÀ 8031 :
IC vi điều khiển 8051/8031 thuộc họ MCS51 có các đặt điểm sau :
- 4kbyte ROM (được lập trình bởi nhà sản xuất chỉ có ở 8051)

- 128 búyt RAM
- 4port I10 8bit
- Hai bộ định thời 16bit
Trang 10
- Giao tiếp nối tiếp
- 64KB không gian bộ nhớ chương trình mở rộng
- 64 KB không gian bộ nhớ dữ liệu mở rộng
- một bộ xử lí luận lí (thao tác trên các bit đơn)
- 210 bit được địa chỉ hóa
- bộ nhân / chia 4µs
1.CẤU TRÚC BÊN TRONG CỦA 8051 / 8031 :
Hình 2.1 : Sơ Đồ Khối 8051 / 8031
Phần chính của vi điều khiển 8051 / 8031 là bộ xử lí trung tâm (CPU: central
processing unit ) bao gồm :
- Thanh ghi tích lũy A
- Thanh ghi tích lũy phụ B, dùng cho phép nhân và phép chia
- Đơn vị logic học (ALU : Arithmetic Logical Unit )
- Từ trạng thái chương trình (PSW : Prorgam Status Word)
- Bốn băng thanh ghi
- Con trỏ ngăn xếp
Trang 11
TXD
*
RXD
*


T
1
*

T
2
*
P
0
P
1
P
2
P
3


INT\
*
1
INT\
*
0

TIMER2
TIMER1
PORT nối tiềp

EA\ RST PSEN ALE


Các
ùthanh ghi
khác

128 byte
Ram
Rom
4K-8051
OK-8031
Timer1
Timer2
Điều khiển
ngắt
Điều khiển
bus
CPU
Port nối
tiếp
Các port I\O
Tạo dao
động
- Ngồi ra còn có bộ nhớ chương trình, bộ giải mã lệnh, bộ điều khiển thời gian
và logic.
Đơn vị xử lí trung tâm nhận trực tiếp xung từ bộ giao động, ngồi ra còn có khả
năng đưa một tín hiệu giữ nhịp từ bên ngồi.
Chương trình đang chạy có thể cho dừng lại nhờ một khối điều khiển ngắt ở bên
trong. Các nguồn ngắt có thể là : các biến cố ở bên ngồi , sự tràn bộ đếm định thời hoặc
cũng có thể là giao diện nối tiếp.
Hai bộ định thời 16 bit hoạt động như một bộ đếm.
Các cổng (port0, port1, port2, port3 ). Sử dụng vào mục đích điều khiển.
Ơû cổng 3 có thêm các đường dẫn điều khiển dùng để trao đổi với một bộ nhớ bên
ngồi, hoặc để đầu nối giao diện nối tiếp, cũng như các đường ngắt dẫn bên ngồi.
Giao diện nối tiếp có chứa một bộ truyền và một bộ nhận không đồng bộ, làm việc
độc lập với nhau. Tốc độ truyền qu ổng nối tiếp có thể đặt trong vảy rộng và được ấn

định bằng một bộ định thời.
Trong vi điều khiển 8051 / 8031 có hai thành phần quan trọng khác đó là bộ nhớ
và các thanh ghi :
Bộ nhớ gồm có bộ nhớ Ram và bộ nhớ Rom (chỉ có ở 8031) dùng để lưu trữ dữ
liệu và mã lệnh.
Các thanh ghi sử dụng để lưu trữ thông tin trong quá trình xử lí. Khi CPU làm
việc nó làm thay đổi nội dung củ ác thanh ghi.
2.CHỨC NĂNG CÁC CHÂN VI ĐIỀU KHIỂN :
Trang 12
Hình 2.2 : Sơ Đồ Chân 8051
a.port0 : là port có 2 chức năng ở trên chân từ 32 đến 39 trong các thiết kế cỡ nhỏ
( không dùng bộ nhớ mở rộng ) có hai chức năng như các đường IO. Đối với các thiết
kế cỡ lớn ( với bộ nhớ mở rộng ) nó được kết hợp kênh giữ a các bus )
b.port1 : port1 là một port I/O trên các chân 1-8. Các chân được ký hiệu P1.0,
P1.1, P1.2 … có thể dùng cho các thiết bị ngồi nếu cần. Port1 không có chức năng khác,
vì vậy chúng ta chỉ được dùng trong giao tiếp với các thiết bị ngồi.
c.port2 : port2 là một port công dụng kép trên các chân 21 – 28 được dùng như các
đường xuất nhập hoặc là byte cao của bus địa chỉ đối với các thiết kế dùng bộ nhớ mở
rộng.
d.Port3 : port3 là một port công dụng kép trên các chân 10 – 17. Các chân của port
này có nhiều chức năng, các công dụng chuyển đổi có liên hệ với các đặc tín đặc biệt
của 8051 / 8031 như ở bảng sau :
Trang 13
18
19
12MHz
40
29
30
31

9
17
16
15
14
13
12
11
10
RD\
WR\
T1
T0
INT1
INT0
TXD
RXD
A15
A14
A13
A12
A11
A10
A9
A8
28
27
26
25
24

23
22
21
8
7
6
5
4
3
2
1
32
33
34
35
36
37
38
39
Po.7
Po.6
Po.5
Po.4
Po.3
Po.2
Po.1
Po.0
AD7
AD6
AD5

AD4
AD3
AD2
AD1
AD0
P1.7
P1.6
P1.5
P1.4
P1.3
P1.2
P1.1
P1.0
P2.7
P2.6
P2.5
P2.4
P2.3
P2.2
P2.1
P2.0
PSEN\
ALE
EA\
RET
Vcc
20
Vss
30p
30p

XTAL1
XTAL2
Bit Tên Chức năng chuyển đổi
P3.0 RXD Dữ liệu nhận cho port nối tiếp
P3.1 TXD Dữ liệu phát cho port nối tiếp
P3.2 INTO Ngắt 0 bên ngồi
P3.3 INT1 Ngắt 1 bên ngồi
P3.4 TO Ngõ vào của timer/counter 0
P3.5 T1 Ngõ vào của timer/counter 1
P3.6 WR Xung ghi bộ nhớ dữ liệu ngồi
P3.7 RD Xung đọc bộ nhớ dữ liệu ngồi
Bảng 2.1 : Chức năng của các chân trên port3
e.PSEN (Program Store Enable ) : 8051 / 8031 có 4 tín hiệu điều khiển
PSEN là tín hiệu ra trên chân 29. Nó là tín hiệu điều khiển để cho phép bộ nhớ
chương trình mở rộng và thường được nối đến chân OE (Output Enable) của một
EPROM để cho phép đọc các bytes mã lệnh.
PSEN sẽ ở mức thấp trong thời gian lấy lệnh. Các mã nhị phân của chương trình
được đọc từ EPROM qua bus và được chốt vào thanh ghi lệnh của 8051 để giải mã lệnh.
Khi thi hành chương trình trong ROM nội (8051) PSEN sẽ ở mức thụ động (mức cao).
f.ALE (Address Latch Enable ) :
tín hiệu ra ALE trên chân 30 tương hợp với các thiết bị làm việc với các xử lí
8585, 8088, 8086, 8051 dùng ALE một cách tương tự cho làm việc giải các kênh các
bus địa chỉ và dữ liệu khi port 0 được dùng trong chế độ chuyển đổi của nó : vừa là bus
dữ liệu vừa là búyt thấp của địa chỉ, ALE là tín hiệu để chốt địa chỉ vào một thanh ghi
bên ngồi trong nữa đầu của chu kỳ bộ nhớ. Sau đó, các đường port 0 dùng để xuất hoặc
nhập dữ liệu trong nữa sau chu kỳ của bộ nhớ.
Các xung tín hiệu ALE có tốc độ bằng 1/6 lần tần số dao động trên chip và có thể
được dùng là nguồn xung nhịp cho các hệ thống. Nếu xung trên 8051 là 12MHz thì ALE
có tần số 2MHz. Chỉ ngoại trừ khi thi hành lệnh MOVX, một xung ALE sẽ bị mất. Chân
này cũng được làm ngõ vào cho xung lập trình cho EPROM trong 8051.

g.EA (External Access) :
Tín hiệu vào EA trên chân 31 thường được mắc lên mức cao (+5V) hoặc mức thấp
(GND). Nếu ở mức cao, 8051 thi hành chương trình từ ROM nội trong khoảng địa chỉ
thấp (4K). Nếu ở mức thấp, chương trình chỉ được thi hành từ bộ nhớ mở rộng. Khi
dùng 8031, EA luôn được nối mức thấp vì không có bộ nhớ chương trình trên chip. Nếu
EA được nối mức thấp bộ nhớ bên trong chương trình 8051 sẽ bị cấm và chương trình
thi hành từ EPROM mở rộng. Người ta còn dùng chân EA làm chân cấp điện áp 21V
khi lập trình cho EPROM trong 8051.
h.SRT (Reset) :
Ngõ vào RST trên chân 9 là ngõ reset của 8051. Khi tín hiệu này được đưa lên
múc cao (trong ít nhất 2 chu kỳ máy ), các thanh ghi trong 8051 được tải những giá trị
thích hợp để khởi động hệ thống.
i.Các ngõ vào bộ dao động trên chip :
Như đã thấy trong các hình trên , 8051 có một bộ dao động trên chip. Nó thường
được nối với thạch anh giữa hai chân 18 và 19. Các tụ giữa cũng cần thiết như đã vẽ.
Tần số thạch anh thông thường là 12MHz.
Trang 14
j.Các chân nguồn :
8051 vận hành với nguồn đơn +5V. V
cc
được nối vào chân 40 và V
ss
(GND) được
nối vào chân 20.
3.Tổ chức bộ nhớ :
8051 / 8031 có bộ nhớ theo cấu trúc Harvard : có những vùng cho bộ nhớ riêng
biệt cho chương trình dữ liệu. Như đã nói ở trên, cả chương trình và dữ liệu có thể ở bên
trong 8051, dù vậy chúng có thể được mơ ûrộng bằèng các thành phần ngồi lên đến tối
đa 64 Kbytes bộ nhớ chương trình và 64 Kbytes bộ nhớ dữ liệu.
Bộ nhớ bên trong bao gồm ROM (8051) và RAM trên chip, RAM trên chip bao

gồm nhiều phần : phần lưu trữ đa dụng, phần lưu trữ địa chỉ hóa từng bit, các bank
thanh ghi và các thanh ghi chức năng đặc biệt.
FFFF FFFF
Bộ nhớ Bộ nhớ
chương dữ liệu
trình
FF
được chọn được chọn
qua PSEN qua WR
Và RD
00 0000 0000
Hình 2.3 : Tóm tắt các vùng bộ nhớ của 8031 / 8051
Hai đặc tính cần lưu ý là :
- Các thanh ghi và các port xuất nhập đã được xếp trong bộ nhớ và có thể được
truy xuất trực tiếp như các địa chỉ bộ nhớ khác.
- Ngăn xếp bân trong RAM nội nhỏ hơn so với RAM ngồi như trong các bộ vi
xử lí khác.
• Chi tiết về bộ nhớ RAM trên chip :
Như ta đã thấy trên hình sau, RAM bên 8051/ 8031 được phân chia giữa các bank
thanh ghi (00H – 1FH), RAM địa chỉ hóa từng bit (20H – 2FH), RAM đa dụng (30H –
7FH) và các thanh ghi chức năng đặc biệt (80H – FFH).
a. RAM đa dụng.
Địa chỉ byte Địa chỉ bit
7F
30
2F
2E
2D
2C
2B

2A
29
28
27
26
RAM đa dụng
7F 7E 7D 7C 7B 7A 79 78
77 76 75 74 73 72 71 70
6F 6E 6D 6C 6B 6A 69 68
67 66 65 64 63 62 61 60
5F 5E 5D 5C 5B 5A 59 58
57 56 55 54 53 52 51 50
4F 4E 4D 4C 4B 4A 49 48
47 46 45 44 43 42 41 40
Trang 15
3F 3E 3D 3C 3B 3A 39 38
37 36 35 34 33 32 31 30
2F 2E 2D 2C 2B 2A 29 28
27 26 25 24 23 22 21 20
1F 1E 1D 1C 1B 1A 19 18
17 16 15 14 13 12 11 10
0F 0E 0D 0C 0B 0A 09 08
07 06 05 04 03 02 01 00
BANK 3
BANK 2
BANK 1
Default register
Bank for RO÷R7
Bảng tóm tắt bản bản đồ vùng nhớ trên chip data 8051
Địa chỉ byte Địa chỉ bit

FF
F0
F7 F6 F5 F4 F3 F2 F1 F0 B
E7 E6 E5 E4 E3 E2 E1 E0 ACC
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 PSW
- - - BC BB BA B9 B8 IP
B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 P3
AF - - AC AB AA A9 A8 IE
A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 P2
Not bit addressable
9F 9E 9D 9C 9B 9A 99 98 SCON
97 96 95 94 93 92 91 90 P1
Trang 16
Not bit addressable
Not bit addressable
Not bit addressable
Not bit addressable
Not bit addressable
88
87
83
82
81
80
8F 8E 8D 8C 8B 8A 89 88 TCON
Not bit addressable PCON
DPH
DPL
SP
Not bit addressable

Not bit addressable
Not bit addressable
87 86 85 84 83 82 81 80 PO
Tóm tắt bộ nhớ dữ liệu trên chip
Mọi địa chỉ trong vùng RAM đa dụng đều có thể được truy xuất tự do dùng
cách đánh địa chỉ trực tiếp hoặc gián tiếp. Ví dụ, để đọc nội dung ở địa chỉ 5FH của
RAM nội vào thanh ghi tích lũy lệnh sau sẽ được dùng :
MOV A, 5FH
Lệnh này di chuyển một búyt dữ liệu dùng cách đánh địa chỉ trực tiếp để xác định
“địa chỉ nguồn” (5FH). Đích nhận dữ liệu được ngầm xác định trong mã lệnh là thanh
ghi tích lũy A.
RAM bên trong cũng có thể được truy xuất dùng cách đánh địa chỉ gián tiếp qua
RO hay R1. Ví dụ, sau khi thi hành cùng nhiệm vụ như lệnh đơn ở trên :
MOV R0, #5FH
MOV A, @R0
Lệnh đầu dùng đị hỉ tức thời để di chuyển giá trị 5FH vào thanh ghi R0 và lệnh
thứ hai dùng địa trực tiếp để di chuyển dữ liệu “được trỏ bởi R0” vào thanh ghi tích
lũy.
b.RAM địa chỉ hóa từng bit :
8051 / 8031 chứa 210 bit
được địa chỉ hóa, trong đó 128 bit là ở các địa chỉ byte 20H đến 2FH, và phần còn
lại trong các thanh ghi chức năng đặc biệt .
Y tưởng truy xuất từng bit riêng rẽ bằng mềm là một đặc tín tiện lợi của vi điều
khiển nói chung. Các bit có thể được đặt, xóa, AND,OR …với một lệnh đơn. Đa số các
chi xử lí đòi hỏi một chuổi lệnh đọc – sữa – ghi để đạt được hiệu quả tương tự. Hơn
nữa, các port I/0 cũng được địa chỉ từng bit làm đợn giản phần mềm xuất nhập từng bit.
Có 128 bit được địa chỉ hóa đa dụng ở các byte 20H đến 2FH. Các địa chỉ này
được truy xuất như các byte hoặc các bit phụ thuộc vào lệnh được dùng . ví dụ, để đặt
bit 67H, ta dùng lệnh sau :
SETB 67H

Chú ý rằng “địa chỉ bit 67H” là bit có trọng số lớn nhất (MSB) ở “địa chỉ byte
2CH” lệnh trên sẽ không tác động đến các bit khác của địa chỉ này.
c.Các bank thanh ghi :
32 byte thấp nhất của bộ nhớ nội là dành cho các bank thanh ghi. Bộ lệnh của
8051 / 8031 hổ trợ 8 thanh ghi (RO đến R7) và theo mặc định (sau khi Reset hệ thống)
các thanh ghi này ở các địa chỉ 00H-07H. Lệnh sau đây sẽ đọc nội dung ở địa chỉ 05H
vào thanh ghi tích lũy.
Trang 17
MOV A,R5
Đây là lệnh một byte dùng địa chỉ thanh ghi. Tất nhiên, thao tác tương tự có thể
được thi hành bằng lệnh 2 byte dùng địa chỉ trực tiếp nằm trong byte thứ hai:
MOV A,05H
Các lệnh dùng các thanh ghi R0 đến R7 thì sẽ ngắn hơn và nhanh hơn các lệnh
tương ứng nhưng dùng địa chỉ trực tiếp. Các giá trị dữ liệu được dùng thường xuyên nên
dùng một trong các thanh ghi này.
Bank thanh ghi tích cực có thể chuyển đổi bằng cách thay đổi các bit chọn bank
thanh ghi trong từ trạng thái chương trình (PSW). Giả sử rằng bank thanh ghi 3 được
tích cực, lệnh sau sẽ ghi nội dung của thanh ghi tích lũy vào địa chỉ 18H:
MOV R0,A
Yù tưởng dùng “các bank thanh ghi” cho phép “chuyển hướng” chương trình
nhanh và hiệu qủa (từng phần riêng rẽ của phần mềm sẽ có một bộ thanh ghi riêng
không phụ thuộc vào các phần khác).
4./ Các thanh ghi chức năng đặc biệt:
Các thanh ghi nội của 8051/8031 được truy xuất ngầm định bởi bộ lệnh. Ví dụ
lệnh “INC A” sẽ tăng nội dung của thanh ghi tích lũy A lên 1. Tác động này được ngầm
định trong mã lệnh.
Các thanh ghi trong 8051/8031 được định dạng như một phần của RAM trên
chip. Vì vậy mỗi thanh ghi sẽ có một địa chỉ (ngoại trừ thanh ghi trực tiếp, sẽ không có
lợi khi đặt chúng vào trong RAM trên chip). Đó là lý do để 8051/0831 có nhiều thanh
ghi. Cũng như R0 đến R7, có 21 thanh ghi chức năng đặc biệt (SFR: Special Funtion

Rgister) ở vùng trên của RAM nội, từ địa chỉ 80H đến FFH. Chú ý rằng hầu hết 128 địa
chỉ từ 80H đến FFH không được định nghĩa. Chỉ có 21 địa chỉ SFR là được định nghĩa.
Ngoại trừ tích lũy (A) có thể được truy xuất ngầm như đã nói, đa số các SFR
được truy xuất dùng địa chỉ trực tiếp. chú ý rằng một vài SFR có thể được địa chỉ hóa
bit hoặc byte. Người thiết kế phải thận trọng khi truy xuất bit và byte. Ví dụ lệnh sau:
SETB 0E0H
Sẽ Set bit 0 trong thanh ghi tích lũy, các bit khác không thay đổi. Ta thấy rằng
E0H đồng thời là địa chỉ byte của thanh ghi tích lũy và là địa chỉ bit có trọng số nhỏ
nhất trong thanh ghi tích lũy. Vì lệnh SETB chỉ tác động trên bit, nên chỉ có địa chỉ bit
là có hiệu quả.
a. Từ trạng thái chương trình:
Từ trạng thái chương trình (PSW: Program Status Word) ở địa chỉ D0H chứa các bit
trạng thái như bảng tóm tắt sau:
Bit Ký hiệu Địa chỉ Yù nghĩa
PSW.7
PSW.6
PSW.5
PSW.4
PSW.3
PSW.2
PSW.1
CY
AC
F0
RS1
RS0
OV
D7H
D6H
D5H

D4H
D3H
D2H
D1H
Cờ nhớ
Cờ nhớ phụ
Cờ 0
Bit 1 chọn bank thanh ghi
Bit chọn bank thanh ghi.
00=bank 0; địa chỉ 00H-07H
01=bank 1: địa chỉ 08H-0FH
10=bank 2:địa chỉ 10H-17H
11=bank 3:địa chỉ 18H-1FH
Cờ tràn
Dự trữ
Trang 18
PSW.0 P D0H Cờ Parity chẵn.
Bảng 21: Từ trạng thái chương trình
• Cờ nhớ (CY) có công dụng kép. Thông thường nó được dùng cho các lệnh tốn học:
nó sẽ được set nếu có một số nhớ sinh ra bởi phép cộng hoặc có một số mượn phép
trừ . Ví dụ, nếu thanh ghi tích lũy chứa FFH, thì lệnh sau:
ADD A,#1
Sẽ trả về thanh ghi tích lũy kết qủa 00H và set cờ nhớ trong PSW.
Cờ nhớ cũng có thể xem như một thanh ghi 1 bit cho các lệnh luận lý thi hành
trên bit. Ví dụ, lệnh sẽ AND bit 25H với cờ nhớ và đặt kết qủa trở vào cờ nhớ:
ANL C,25H
• Cờ nhớ phụ:
Khi cộng các số BCD, cờ nhớ phụ (AC) được set nếu kết qủa của 4 bit thấp trong
khoảng 0AH đến 0FH. Nếu các giá trị cộng được là số BCD, thì sau lệnh cộng cần có
DA A( hiệu chỉnh thập phân thanh ghi tích lũy) để mang kết qủa lớn hơn 9 trở về tâm từ

0÷9.
• Cờ 0
Cờ 0 (F0)là một bit cờ đa dụng dành các ứng dụng của người dùng.
• Các bit chọn bank thanh ghi
Các bit chọn bank thanh ghi (RSO và RS1) xác định bank thanh ghi được tích
cực. Chúng được xóa sau khi reset hệ thống và được thay đổi bằng phần mềm nếu cần.
Ví dụ, ba lệnh sau cho phép bank thanh ghi 3 và di chuyển nội dung của thanh ghi R7
(địa chỉ byte IFH) đến thanh ghi tích lũy:
SETB RS1
SETB RSO
MOV A,R7
Khi chương trình được hợp dịch các địa chỉ bit đúng được thay thế cho các ký
hiệu “RS1” và “RS0”. Vậy lệnh SETB RS1 sẽ giống như lệnh SETB 0D4H.
• Cờ Tràn
Cờ tràn (OV) được set một lệnh cộng hoặc trừ nếu có một phép tốn bị tràn. Khi
các số có dấu được cộng hoặc trừ với nhau, phần mềm có thể kiểm tra bit này để xác
định xem kết qủa của nó có nằm trong tầm xác định không. Khi các số không dấu được
cộng, bit OV có thể được bỏ qua. Các kết qủa lớn hơn +127 hoặc nhỏ hơn –128 sẽ set
bit OV.
b. Thanh ghi B:
Thanh ghi B ở địa chỉ F0H được dùng cùng với thanh ghi tích lũy A cho các phép
tốn nhân và chia. Lệnh MUL AB sẽ nhân các giá trị không dấu 8 bit trong A và B rồi trả
về kết qủa 16 bit trong A (byte thấp) và B (byte cao). Lệnh DIV AB sẽ chia A cho B rồi
trả về kết qủa nguyên trong A và phần dư trong B. Thanh ghi B cũng có thể được xem
như thanh ghi đệm đa dụng. Nó được địa chỉ hóa ttừng bit bằng các địa chỉ bit FOH đến
F7H.
c. Con trỏ ngăn xếp:
Trang 19
Con trỏ ngăn xếp (SP) là một thanh ghi 8 bit ở địa chỉ 81H. Nó chứa địa chỉ của
byte dữ liệu hiện hành trên đỉnh của ngăn xếp. Các lệnh trên ngăn xếp bao gồm các thao

tác cất dữ liệu vào ngăn xếp và lấy dữ liệu ra khỏi ngăn xếp. Lệnh cất dữ liệu vào ngăn
xếp sẽ làm tăng SP trước khi ghi dữ liệu, và lệnh lấy dữ liệu ra khỏi ngăn xếp sẽ dọc dữ
liệu và làm giảm SP. Ngăn xếp của 8051/8031 được giữ trong RAM nội và được giới
hạn các địa chỉ có thể truy xuất bằng địa chỉ gián tiếp. chúng là 128 byte đầu của
8051/8031.
Để khởi động lại SP với ngăn xếp bắt đầu tại 60H, các lệnh sau đây được dùng:
MOV SP,#%FH
Trên 8051/8031 ngăn xếp bị giới hạn 32 byte vì địa chỉ cao nhất của RAM trên
chip là 7FH. Sở dĩ cùng giá trị 5FH vì SP sẽ tăng lên 60H trước khi cất byte dữ lệu đầu
tiên.
Người thiết kế có thể chọn không phải khởi động lại con trỏ ngăn xếp mà để nó
lấy giá trị mặc định khi reset hệ thống. Giá trị măc định đó là 07H và kết qủa là ngăn
đầu tiên để cất dữ liệu có địa chỉ 08H. Nếu phần mềm ứng dụng không khởi động lại SP
, bank thanh ghi 1 (có thể cả 2 và 3) sẽ không dùng được vì vùng RAM này đã được
dùng làm ngăn xếp.
Ngăn xếp được truy xuất trực tiếp bằng các lệnh PUSH và POP để lưu giữ tạm
thời và lấy lại dữ liệu hoặc được truy xuất ngầm bằng các lệnh gọi chương trình con
(ACALL, LACALL) và các lệnh trở về (RET,RETI) để cất và lấy lại bộ đếm chương
trình.
d. Con trỏ dữ liệu:
Con trỏ dữ liệu (DPTR) được dùng để truy xuất bộ nhớ ngồi là một thanh ghi 16
bit ở địa chỉ 82H(DPL: byte thấp) và 83H (DPH:byte cao). Ba lệnh sau sẽ ghi 55H vào
RAM ngồi ở địa chỉ 1000H:
MOV A,#55H
MOV DPTR,#1000H
MOVX @DPTR,A
Lệnh đầu tiên dùng địa chỉ tức thời để tải dữ liệu 55H vào thanh ghi tích lũy, lệnh
thứ hai cũng dùng địa chỉ tức thời, lần này để tải dữ liệu 16 bit 1000H vào con trỏ dữ
liệu. Lệnh thứ ba dùng địa chỉ gián tiếp để di chuyển dữ liệu trong A (55H) đến RAM
ngồi ở địa chỉ được chứa trong DPTR (1000H)

e. Các thanh ghi port xuất nhập:
Các port của 8051/8031 bao gồm Port 0 ở địa chỉ 80H, Port 1 ở địa chỉ 90 H, Port
2 ở địa chỉ A0H và Port 3 ở địa chỉ B0H. Tất cả các Port đều được địa chỉ hóa từng bit.
Điều đó cung cấp một khả năng giao tiếp thuận lợi.
f. Các thanh ghi timer:
8051/8031 chứa 2 bộ định thời đếm 16 bit được dùng trong việc định thời hoặc
đếm sự kiện. Timer 0 ở địa chỉ 8AH (TL0:byte thấp) và 8CH (TH0:byte cao).Timer 1 ở
địa chỉ 8BH (TL1:byte thấp) và 8DH (TH1: byte cao). việc vận hành timer được set bởi
thanh ghi Timer Mode (TMOD) ở địa chỉ 89H và thanh ghi điều khiển timer (TCON) ở
địa chỉ 88H. Chỉ có TCON được địa chỉ hóa từng bit.
g. Các thanh ghi port nối tiếp:
8051/8031 chức một port nối tiếp trên chip dành cho việc trao đổi thông tin với các
thiết bị nối tiếp như máy tính, modem hoặc cho việc giao tiếp với các IC khác có giao
tiếp nối tiếp (có bộ chuyển đổi A/D, các thanh ghi dịch..). Một thanh ghi gọi là bộ đệm
dữ liệu nối tiếp (SBUF) ở địa chỉ 99H ssẽ giữ cả hai giữ liệu truyền và nhận. Khi truyền
dữ liệu thì ghi lên SBUf, khi nhận dữ liệu thì đọc SBUF. Các mode vận hành khác nhau
Trang 20
được lập trình qua thanh ghi điều khiển port nối tiếp (SCON) (được địa chỉ hóa từng bit)
ở địa chỉ 98H.
h. Các thanh ghi ngắt:
8051/8031 có cấu trúc 5 nguồn ngắt, 2 mức ưu tiên. Các ngắt bị cấm sau khi reset
hệ thống và sẽ được cho phép bằng việc ghi thanh ghi cho phép ngắt (IE) ở địa chỉ 8AH.
Cả hai thanh ghi được địa chỉ hóa từng bit.
i. Các thanh ghi điều khiển công suất:
Thanh ghi điều khiển công suất (PCON) ở địa chỉ 87H chứa nhiều bit điều khiển.
Chúng được tóm tắt trong bảng sau:
Bit Ký hiệu Yù nghĩa
6
5
4

3
2
1
0
SMOD
GF1
GF0
PD
IDL
Bit gấp đôi tốc độ baud, nếu được set thì tốc độ
baud sẽ tăng gấp đôi trong các mode 1,2 và 3
của port nối tiếp
Không định nghĩa
Không định nghĩa
Không định nghĩa
Bit cờ đa dụng 1
Bit cờ đa dụng 0
Giảm công suất, được set để kích hoạt mode
giảm công suất, chỉ thố khi reset
Mode chờ, set để kích hoạt mode chờ, chỉ thốt
khi có ngắt hoặc reset hệ thống.
Bảng 2.2 :Thanh ghi điều khiển công suất (PCON)
5/. Bộ nhớ ngồi.
8051/8031 có khả năng mở rộng bộ nhớ đến 64K bộ nhớ chương trình và 64K bộ
nhớ dữ liệu bên ngồi. Do đó có thể dùng thêm ROM và RAM nếu cần.
Khi dùng bộ nhớ ngồi, port 0 không còn là một port I/O thuần túy nữa. Nó được
hợp kênh giữa bus địa chỉ (A0-A7) và bus dữ liệu (D0-D7) với tín hiệu ALE để chốt
byte thấp của địa chỉ khi bắt đầu mỗi chu kỳ bộ nhớ. Port 2 thông thường được dùng
cho byte cao của bus địa chỉ.
Trong nửa đầu của mỗi chu kỳ bộ nhớ, byte thấp của địa chỉ được cấp trong port

0 và được chốt bằng xung ALE. Một IC chốt 74HC373 (hoặc tương đương) sẽ giữ byte
địa chỉ thấp trong phần còn lại của chu kỳ bộ nhớ. Trong nửa sau của chu kỳ bộ nhớ
port 0 được dùng như bus dữ liệu và được đọc hoặc ghi tùy theo lệnh.
a/ Truy xuất bộ nhớ chương trình ngồi:
Bộ nhớ chương trình ngồi là mộ IC ROM được phép bởi tín hiệu PSEn. Hình sau
mô tả cách nối một EPROM vào 8051/8031:
Trang 21
Port 0
EA
8051
ALE
Port 2
PSEN
D0-D7
A0-A7
EPROM
A8-A15
OE
D Q
74HC373
G
Hình 2.5 Giao tiếp giữa 8051/8031 và EPROM
Một chu kỳ máy của 8051/8031 có 12 chu kỳ xung nhịp. Nếu bộ dao động trên
chip được lái bởi một thạch anh 12MHz thì chu kỳ máy kéo dài 1µs. Trong một chu kỳ
máy sẽ có 2 xung ALE và 2 byte được đọc từ bộ nhớ chương trình (nếu lệnh hiện hành
là một byte thì byte thứ hai sẽ được loại bỏ). Giản đồ thời gian của một lần lấy lệnh
được vẽ ở hình sau:
Hình 2.6: Giản đồ thời gian đọc bộ nhớ chương trình ngồi.
b/ Truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngồi:
Hình 2.7: Giao tiếp giữa 8051/8031 và RAM

Bộ nhớ dữ liệu ngồi là một bộ nhớ RAM được cho phép ghi/đọc bằng các tín hệu
WR và RD (các chân P3.6 và P3.7 thay đổi chức năng). chỉ có một cách truy xuất bộ
Trang 22
O S C
A L E
P S E N
P o r t 2
P o r t 1
P C L O p c o d e
P C L
P C H
P C H
P 1
P 2
P 1
P 2
P 1
P 2
P 1 P 2 P 1
S 1
S 2
S 3
S 4
S 5 S 6
P 1P 2 P 2
S 1
M o ät c h u k y ø m a ùy
P 1 P 2
Port 0
8051

EA
ALE
Port 2

RD
WR
D
0
-D
7
RAM
A
0
-A
7
A
8
-A
15
OE
WE
74HC373
O D

G
nhớ dữ liệu ngồi là với lệnh MOVX dùng con trỏ dữ liệu (DPTR) 16 bit hoặc R0 và R1
xem như thanh ghi địa chỉ.
Kết nối bus địa chỉ và bus dữ liệu giữa RAM và 8051/8031 cũng giống EPROM
và do đó cũng có thể lên đến 64 byte bộ nhớ RAM. Ngồi ra, chân RD của 8051/8031
được nối tới chân cho phép xuất (OE) của RAM và chân WR được nối tới chân ghi

(WR) của RAM.
Giản đồ thời gian cho lệnh đọc bộ nhớ dữ liệu ngồi được vẽ trên hình sau đối với
lệnh MOVX A, @DPTR:
Hình 2.8: Giản đồ thời gian của lệnh MOVX
Giản đồ thời gian cho lệnh ghi (MOVX @DPTR, A) cũng tương tự chỉ khác
đường WR sẽ thay vào đường RD và dữ liệu được xuất ra trên port 0 (RD vẫn giữ mức
cao).
6/. Lệnh reset.
8051/8031 được reset bằng cách giữ chân RST ở mức cao ít nhất trong 2 chu kỳ
máy và trả nó về múc thấp. RST có thể được kích khi cấp điện dùng một mạch R-C.
Hình 2.9: Mạch reset hệ thống.
Trạng thái của tất cả các thanh ghi của 8051/8031 sau khi reset hệ thống được
tóm tắt trong bảng sau:
Thanh ghi Nội dung
Đếm chương trình
Tích lũy
B
PSW
SP
0000H
00H
00H
00H
07H
Trang 23
S 5
D P L
M o ät c h u k y ø m a ùy
P o r t 2
P C H

O p c o d e
S 2
R D
S 3
P C L
S 1
S 6
D P H
A L E
P S E N
S 1
S 2
S 4 S 3
S 4 S 5
S 6
P o r t 0
D A T A
M o ät c h u k y ø m a ùy
+ 5 V
+ 5 V
1 0 0
8 , 2 K
1 0 U F
DPTR
Port 0-3
IP
IE
Các thanh ghi định thời
SCON
SBUF

PCON(HMOS)
PCON(CMOS)
0000H
FFH
XXX00000B
0XX00000B
00H
00H
00H
0XXXXXXB
0XXX0000B
Bảng 2.3: Trạng thái các thanh ghi sau khi reset
Quan trọng nhất trong các thanh ghi trên là thanh ghi đếm chương trình, nó được
đặt lại 0000H. Khi RST trở lại mức thấp, việc thi hành chương trình luôn bắt đầu ở địa
chỉ đầu tiên trong bộ nhớ trong chương trình: địa chỉ 0000H. Nội dung của RAM trên
chip không bị thay đổi bởi lệnh reset.
7. Hoạt động của bộ định thời (timer)
7.1 Giới thiệu.
Một định nghĩa đơn giản của timer là một chuỗi các flip-flop chia đôi tần số nối
tiếp với nhau, chúng nhận tín hiệu vào làm nguồn xung nhịp. Ngõ ra của tần số cuối làm
nguồn xung nhịp cho flip-flop báo tràn của timer (flip-flop cờ). Giá trị nhị phân trong
các flip-flop của timer có thể xem như số đếm số xung nhịp (hoặc các sự kiện) từ khi
khởi động timer. Ví dụ timer 16 bit sẽ đếm lên từ 0000H đến FFFFH. Cờ báo tràn sẽ lên
1 khi số đếm tràn từ FFFFH đến 0000H.
8051/8031 có 2 timer 16 bit, mỗi timer có bốn cách làm việc. Người ta sử dụng các
timer để : a) định khoảng thời gian, b) đếm sự kiện hoặc c) tạo tốc độ baud cho port nối
tiếp trong 8051/8031.
Trong các ứng dụng định khoảng thời gian, người ta lập trình timer ở một
khoảng đều đặn và đặt cờ tràn timer. Cờ được dùng để đồng bộ hóa chương trình để
thực hiện một tác động như kiểm tra trạng thái của các cửa ngõ vào hoặc gửi các sự kiện

ra các ngõ ra. Các ứng dụng khác có thể sử dụng việc tạo xung nhịp đều đặn của timer
để đo thời gian trôi qua giữa hai sự kiện (ví dụ : đo độ rộng xung).
Đếm sự kiện dùng để xác định số lần xẩy ra của một sự kiện. Một “sự kiện” là
bất cứ tác động ngồi nào có thể cung cấp một chuyển trạng thái trên một chân của
8051/8031. Các timer cũng có thể cung cấp xung nhịp tốc độ baud cho port nối tiếp
trong 8051/8031.
Truy xuất timer của 8051/8031 dùng 6 thanh ghi chức năng đặc biệt cho trong
bảng sau:
SFR MỤC ĐÍCH ĐỊA CHỈ Địa chỉ hóa từng bit
TCON
TMOD
TL0
TL1
TH0
TH1
Điều khiển timer
Chế độ timer
Byte thấp của timer 0
Byte thấp của timer 1
Byte cao của timer 0
Byte cao của timer 1
88H
89H
8AH
8BH
8CH
8DH
Có
Không
Không

Không
Không
Không
Bảng 2.4: Thanh ghi chức năng đặc biệt dùng timer.
7.2 Thanh ghi chế độ timer (TMOD)
Trang 24
Thanh ghi TMOD chứa hai nhóm 4 bit dùng để đặt chế độ làm việc cho timer 0 và
timer 1.
Bit Tên Timer Mô tả
7 GATE 1 Bit (Mở) cổng, khi lên 1 timer chỉ chạy khi INT1
ở mức cao.
6 C/T 1 Bit chọn chế độ counter/timer
1=bộ đếm sự kiện
0=bộ định khoảng thời gian
5 M1 1 Bit 1 của chế độ(mode)
4 M0 1 Bit 0 của chế độ
00: chế độ 0 : timer 13 bit
01: chế độ 1 : timer 16 bit
10: chế độ 2 : tự động nạp lại 8255A bit
11: chế độ 3 : tách timer
3 GATE 0 Bit (mở) cổng
2 C/T 0 Bit chọn counter/timer
1 M1 0 Bit 1 của chế độ
0 M0 0 Bit 0 của chế độ
Bảng 2.5: Tóm tắt thanh ghi TMOD
7.3 Thanh ghi điều khiển timer (TCON)
Thanh ghi TCON chứa các bit trạng thái và các bit điều khiển cho timer 0 và timer 1.
Bit Ký hiệu Địa chỉ Mô tả
TCON.7 TF1 8FH Cờ báo tràn timer 1. Đặt bởi phần
cứng khi tràn, được xóa bởi phần

mềm hoặc phần cứng khi bộ xử lý
chỉ đến chương trình phục vụ ngắt.

TCON.6 TR1 8EH Bit điều khiển timer 1 chạy. Đặt/xóa
bằng phần mềm cho timer chạy/ngưng.
TCON.5 TF0 8DH Cờ báo tràn timer 0
TCON.4 TR0 8CH Bit điều khiển timer 0 chạy
TCON.3 IE1 8BH Cờ cạnh ngắt 1 bên ngồi, đặc bởi
TCON.2 IT1 8AH Cờ kiểu ngắt một bên ngồi.
phần cứng khi phát hiện một cạnh
xuống ở INT1, xóa bằng phần mềm
hoặc phần cứng khi CPU chỉ đến
chương trình phục vụ ngắt.
Trang 25