Tài liệu Đồ án thiết kế - thi công mạch điện điều khiển nhiệt độ doc

1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ
KHOA : ĐIỆN TỬ – VIỄN THÔNG






ĐỒ ÁN MÔN HỌC
ĐỀ TÀI :
THIẾT KẾ-THI CÔNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ












Sinh viên thực hiện : Nguyễn Quang Hiếu.
Lớp : 97ĐT04
MSSV 97ĐT890

2
LỜI NÓI ĐẦU
Kỹ thuật vi sử lý hiện nay rất phát triển , nó được ứng dụng vào rất nhiều lónh
vực như sản xuất công nghiệp ,tự động hoá và còn nhiều lónh vực khác nữa . So với kỹ
thuậtsố thì kỹ thuật vi sử lý nhỏ gọn hơn rất nhiều do nó được tích hợp lại và được lập
trình để điều khiển .
Với tính ưu việt của vi xử lý thì trong phạm vi đồ án nhỏ này em chỉ tiến hành
việc dùng vi xử lý để đo và điều khiển nhiệt độ , đây chỉ là một ứng dụng nhỏ của vi
xử lý trong các ứng dụng của nó .
Những kiến thức học được cộng thêm hiểu biết từ các tài liệu tham khảo , tuy
có thể hoàn thành cuốn đồ án này nhưng không thể tránh khỏi nhiều thiếu sót mong
thầy giáo khi xem cuốn đồ án này có thể thông cảm.
Để hoàn thành cuốn đồ án này em đã nhận được sự chỉ bảo tận tình của thầy
giáo hướng dẫn và sự giúp đỡ nhiệt tình của bạn bè . Cuối cùng em xin cảm ơn thầy
hướng dẫn Phạm Hùng Kim Khánh ,thầy giáo môn vi xử lý và các thầy cô giáo đã
dạy cho em những kiến thức cơ bản để em có thể hoàn thành cuốn đồ án này.
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Quang Hiếu.

3
PHẦN A : CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Chương 1:
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 bò 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.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 I/0 8bit
- Hai bộ đònh thời 16bit
- 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 đòa chỉ hóa
- bộ nhân / chia 4µs








4



1.CẤU TRÚC BÊN TRONG CỦA 8051 / 8031 :





Hình 2.1 : Sơ Đồ Khối 8051 / 8031

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
5




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 vò logic học (ALU : Arithmetic Logical Unit )
- Từ trạng thái chương trình (PSW : Prorgam Status Word)
- Bốn băng thanh ghi
- Con trỏ ngăn xếp
- Ngoài ra còn có bộ nhớ chương trình, bộ giải mã lệnh, bộ điều khiển
thời gian và logic.
Đơn vò xử lí trung tâm nhận trực tiếp xung từ bộ giao động, ngoài ra còn
có khả năng đưa một tín hiệu giữ nhòp từ bên ngoài.
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 ngoài , sự tràn bộ
đếm đònh thời hoặc cũng có thể là giao diện nối tiếp.
Hai bộ đònh thời 16 bit hoạt động như một bộ đếm.
Các cổng (port0, port1, port2, port3 ). Sử dụng vào mục đích điều khiển.
cổng 3 có thêm các đường dẫn điều khiển dùng để trao đổi với một bộ
nhớ bên ngoài, hoặc để đầu nối giao diện nối tiếp, cũng như các đường ngắt
dẫn bên ngoài.
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 đònh bằng một bộ đònh 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.





6



2.CHỨC NĂNG CÁC CHÂN VI ĐIỀU KHIỂN
:





Hình 2.2 : Sơ Đồ Chân 8051


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
7





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 I/O. 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 bò ngoài nếu cần. Port1 không có
chức năng khác, vì vậy chúng ta chỉ được dùng trong giao tiếp với các thiết bò
ngoài.
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 đòa 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 :

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 ngoài
P3.3 INT1 Ngắt 1 bên ngoài
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 ngoài
P3.7 RD Xung đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài



Bảng 2.1 : Chức năng của các chân trên port3
e.PSEN (Program Store Enable ) : 8051 / 8031 có 4 tín hiệu điều khiển
8
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 nhò 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 bò làm việc với các
xử lí 8585, 8088, 8086, 8051 dùng ALE một cách tương tự cho làm việc giải các
kênh các bus đòa 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 đòa chỉ, ALE là tín hiệu để chốt
đòa chỉ vào một thanh ghi bên ngoài 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 nhòp 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 bò 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 đòa 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 bò 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 trò 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.

9


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_ Các thanh ghi đặc biệt :
a. Các thanh ghi port xuất nhập:
Các port của 8051/8031 bao gồm Port 0 ở đòa chỉ 80H, Port 1 ở đòa chỉ 90
H, Port 2 ở đòa chỉ A0H và Port 3 ở đòa chỉ B0H. Tất cả các Port đều được đòa
chỉ hóa từng bit. Điều đó cung cấp một khả năng giao tiếp thuận lợi.
b. Các thanh ghi timer:
8051/8031 chứa 2 bộ đònh thời đếm 16 bit được dùng trong việc đònh thời
hoặc đếm sự kiện. Timer 0 ở đòa chỉ 8AH (TL0:byte thấp) và 8CH (TH0:byte
cao).Timer 1 ở đòa chỉ 8BH (TL1:byte thấp) và 8DH (TH1: byte cao). việc vận
hành timer được set bởi thanh ghi Timer Mode (TMOD) ở đòa chỉ 89H và thanh
ghi điều khiển timer (TCON) ở đòa chỉ 88H. Chỉ có TCON được đòa chỉ hóa
từng bit.
c. 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 bò 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 dòch..).
Một thanh ghi gọi là bộ đệm dữ liệu nối tiếp (SBUF) ở đòa 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 được lập trình qua thanh ghi

điều khiển port nối tiếp (SCON) (được đòa chỉ hóa từng bit) ở đòa chỉ 98H.
d. Các thanh ghi ngắt:
8051/8031 có cấu trúc 5 nguồn ngắt, 2 mức ưu tiên. Các ngắt bò cấm sau
khi reset hệ thống và sẽ được cho phép bằng việc ghi thanh ghi cho phép ngắt
(IE) ở đòa chỉ 8AH. Cả hai thanh ghi được đòa chỉ hóa từng bit.
e. Các thanh ghi điều khiển công suất:
Thanh ghi điều khiển công suất (PCON) ở đòa chỉ 87H chứa nhiều bit điều
khiển.





10



4/. 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
DPTR
Port 0-3
IP
IE
Các thanh ghi đònh thời
SCON
0000H
00H
00H
00H
07H
0000H
FFH

XXX00000B
0XX00000B
00H
00H
+5V
+5V
100
8,2K
10UF
11
SBUF
PCON(HMOS)
PCON(CMOS)
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 đòa chỉ đầu tiên trong bộ nhớ trong chương trình: đòa chỉ 0000H. Nội
dung của RAM trên chip không bò thay đổi bởi lệnh reset.
5. Hoạt động của bộ đònh thời (timer)

5.1 Giới thiệu.

Một đònh nghóa 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 nhòp. Ngõ ra của
tần số cuối làm nguồn xung nhòp cho flip-flop báo tràn của timer (flip-flop cờ).

Giá trò nhò phân trong các flip-flop của timer có thể xem như số đếm số xung
nhòp (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) đònh khoảng thời gian, b) đếm sự kiện hoặc c) tạo tốc độ baud
cho port nối tiếp trong 8051/8031.




Trong các ứng dụng đònh 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 nhòp 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 đònh số lần xẩy ra của một sự kiện. Một “sự kiện”
là bất cứ tác động ngoài nào có thể cung cấp một chuyển trạng thái trên một
chân của 8051/8031. Các timer cũng có thể cung cấp xung nhòp tốc độ baud cho
port nối tiếp trong 8051/8031.
12
Truy xuất timer của 8051/8031 dùng 6 thanh ghi chức năng đặc biệt cho
trong bảng sau:





SFR MỤC ĐÍCH ĐỊA
CHỈ

Đòa 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.

5.2 Thanh ghi chế độ timer (TMOD)

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 đònh 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
13
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

5.3 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 Đòa 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
14
TCON.4 TR0 8CH Bit điều khiển timer 0 chạy

TCON.3 IE1 8BH Cờ cạnh ngắt 1 bên ngoài, đặc bởi
TCON.2 IT1 8AH Cờ kiểu ngắt một bên ngoài.
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.
Đặt/xóa bằng phần mềm đề ngắt
ngoài tích cực cạnh xuống/mức thấp
TCON.1 IE0 89H Cờ cạnh ngắt 0 bên ngoài
TCON.0 IT0 88H Cờ kiểu ngắt 0 bên ngoài

Bảng 2.6: Tóm tắt thanh ghi TCON
5. 4 Các chế độ timer.

a) Chế độ 0, chế độ timer 13 bit.
Để tương thích với 8048 (có trứớc 8051)
Ba bit cao của TLX (TL0 và/hoăc TL1) không dùng


Xung nhòp
timer
Cờ báo tràn



b) Chế độ 1- chế độ timer 16 bit.
Hoạt động như timer 16 bit đầy đủ.
Cờ báo tràn là bit TFx trong TCON có thể đọc hoặc ghi bằng phầm
mềm.
MSB của giá trò trong các thanh ghi timer là bit 7 của THx và LBS là bit

0 của TLx. Các thanh ghi timer (Tlx/THx) có thể được đọc hoặc ghi bất cứ lúc
nào bằng phầm mềm.



Xung nhòp
timer
Cờ báo tràn
TLx THx
(5 bit) (8 bit)
TFx
TLx THx
(5 bit) (8 bit)
TFx
15
c) Chế độ 0- chế độ tự động nạp lại 8 bit.
TLx hoạt động như một timer 8 bit, trong khi đó THx vẫn giữ nguyên giá
trò được nạp. Khi số đếm tràn tứ FFH đến 00H, không những cờ timer được set
mà giá trò trong THx đồng thời được nạp vào TLx. Việc đếm tiếp tục từ giá trò
này lên đến FFH xuống 00H và nạp lại... chế độ này rất thông dụng vì sự tràn
timer xảy ra trong những khoảng thời gian nhất đònh và tuần hoàn một khi đã
khởi động TMOD và THx.



Xung nhòp
timer
Cở báo tràn
Nạp lại

d) Chế độ 3- chế độ tách timer
Timer 0 tách thành hai timer 8 bit (TL0 và TH0), TL0 có cờ báo tràn là
TF0 và TH0 có cờ báo tràn là TF1.
Timer 1 ngưng ở chế độ 3, nhưng có thể được khởi động bằng cách
chuyển sang chế độ khác. Giới hạn duy nhất là cờ báo tràn TF1 không còn bò
tác động khi timer 1 bò tràn vì nó đã được nối tới TH0.
Khi timer 0 ở chế độ 3, có thể cho timer 1 chạy và ngưng bằng cách chuyển nó
ra ngoài và vào chế độ 3. Nó vẫn có thể được sử dụng bởi port nối tiếp như bộ
tạo tốc độ baund hoặc nó có thể được sử dụng bằng bất cứ cách nào không cần
ngắt (vì nó không còn được nối với TF1).


Xung nhòp
Timer

Xung nhòp
Timer

TLx
(8 bit)
TFx
THx
(8 bit)
TL1 TH1
TL0

TF0
TH0
TF1
16
Cờ báo tràn

I/12 Fosc

Cờ báo tràn
5.5 Nguồn tạo xung nhòp.

Có hai nguồn tạo xung nhòp có thể có, đượ chọn bằng cách ghi vào bit
C/T (counter/timer) trong TMOD khi khởi động timer. Một nguồn tạo xung nhòp
dùng cho đònh khoảng thời gian, cái khác cho đếm sự kiện.


Crytal
Timer
Clock

T0 or T1
pin

0=Up (Internal Timing)
1=Down (Event Counting)
Nguồn xung tạo nhòp


- Đònh khoảng thời gian (interval timing)
Nếu C/T =0 hoạ t động timer liên tục được chọn và timer được dùng cho

việc đònh khoảng thời gian. Lúc đó, timer lấy xung nhòp từ bộ dao động trên
chip. Bộ chia 12 được thêm vào để giảm tần số xung nhòp đến giá trò thích hợp
cho phần lớn các ứng dụng. Như vậy thạch anh 12 MHz sẽ cho tốc độ xung
nhòp timer 1 MHz. Bóa tràn timer xảy ra sau một số (cố đòng) xung nhòp, phụ
thuộc vào giá trò ban đầu được nạp vào các thanh ghi timer TLx/THx.
- Đếm sự kiện (Event counting)
- Nếu C/T=1, timer lấy xung nhòp từ nguồn bên ngoài. Trong hầu hết các
ứng dụng nguồn bên ngoài này cung cấp cho timer một xung kh xảy ra một
“sự kiện “, timer dùng đếm sự kiện được xác đònh bằng phần mềm bằng
cách đọc các thanh ghi TLx/THx vì giá trò 16 bit trong các thanh ghi này
tăng thêm 1 cho mỗi sự kiện.
On chip
Osillato
r
÷12
−
TC /
17
Nguồn xung nhòp ngoài có từ thay đổi chú7c năng của các chân port 3. Bit
4 của port 3 (P3.4) dùng làm ngõ vào tạo xung nhòp bên trong timer 0 và được
gọi là “T0”. Và p3.5 hay “T1” là ngõ vào tạo xung nhòp cho timer 1.
5.6 Bắt đầu dừng và điều khiển các timer.

Phương pháp mới đơn giản nhất để bắt đầu (cho chạy) và dừng các timer
là dùng các bit điều khiển chạy :TRx trong TCON, TRx bò xóa sau khi reset hệ
thống. Như vậy, các timer theo mặc nhiên là bò cấm (bò dừng). TRx được đặt
lên 1 bằng phần mềm để cho các timer chạy.

Xung nhòp
Timer Các thanh ghi timer

0=lên : timer dừng
1=xuống : timer chạy

Cho chạy và dừng timer
Vì TRx ở trong thanh ghi TCON có đòa chỉ bit, nên dễ dàng cho việc điều
khiển các timer trong chương trình. Ví dụ : cho timer 0 chạy bằng lệnh : SETB
TR0 và dừng bằng lệnh SETB TR0
Trình biên dòch sẽ thực hiện việc chuyển đổi ký hiệu cần thiết từ “TR0” sang
đòa chỉ bit đúng. SETB TR0 chính xác giống như SETB 8CH.
5.7 Khởi động và truy xuất các thanh ghi timer.

Thông thường các thanh ghi được khởi động một lần ở đầu chương trình
để đặt chế độ làm việc cho đúng. Sau đó trong thân chương trình các timer
được cho chạy, dừng , các bit cờ được kiểm tra và xóa, các thanh ghi timer được
đọc và cạp nhật... theo đòi hỏi của các ứng dụng.
TMOD là thanh ghi thứ nhất được khởi động vì nó đặt chế độ hoạt động.
Ví dụ các lệnh sau khi khởi động timer 1 như timer 16 bit (chế độ 1) có xung
nhòp từ bộ dao động trên chíp cho việc đòng khoảng thời gian.
MOV TMOD,#00010000B
Lệnh nàyy sẽ đặt M1=0 vả M0=1 cho chế độ 1, C/T=0 và GATE=0 cho
xung nhòp nội và xóa các bit chế độ timer 0. Dó nhiên timer thật sự không bắt
đầu đònh thời cho đến khi bit điều khiển chạyy TR1 được đặt lên 1.
Nếu cần số đếm ban đầu, các thanh ghi timer TL1/TH1 cũng phải được khởi
động. Nhớ lại là các timer đếm lên và đặt cờ báo tràn khi có sự truyển tiếp.
FFFFH sang 0000H.
- Đọc timer đang chạy.

TRx
18

Trong một số ứng dụng cần đọc giá trò trong các thanh ghi timer đang
chạy. Vì phải đọc 2 thanh ghi timer “sai pha” có thể xẩy ra nếu byte thấp tràn
vào byte cao giữa hai lần đọc. Giá trò có thể đọc được không đúng. Giải pháp là
đọc byte cao trước, kế đó đọc byte thấp rồi đọc byte cao lại một lần nữa. Nếu
byte cao đã thay đổi thì lập lại các hoạt động đọc.
5.8 Các khoảng ngắn và các khoảng dài.

Dãy các khoảng thời gian có thể đònh thời là bao nhiêu ? vấn đề này
được khảo sát với 8051/8031 hoạt động với tần số 12MHz. như vậy xung nhòp
của các timer có tần số lá 1 MHz.
Khoảng thời gian ngắn nhất có thể có bò giới hạn không chỉ bởi tần số xung
nhòp của timer mà còn bởi phần mềm. Do ảnh hưởng của thời khoảng thực hiện
một lệnh. Lệng ngắn nhất 8051/8031 là một chu kỳ máy hay 1µs. Sau đây là
bảng tóm tắt các kỹ thuật để tạo những khoảng thời gian có chiều dài khác
nhau (với giả sử xung nhòp cho 8051/8031 có tần số 12 MHz)
Khoảng thời gian tối đa Kỹ thuật
≈10 - Bằng phần mềm
256 - Timer 8 bit với tự động nạp lại
65535 - Timer 16 bit
Không giới hạn - Timer 16 bit cộng với các vòng
lập phần mềm

Các kỹ thuật để lập trình các khoảng thời gian (FOSC=12 MHz)



6. Hoạt động port nối tiếp.

6.1. Giới thiệu.

8051/8031 có một port nối tiếp trong chip có thể hoạt động ở nhiều chế
độ khác trên một dãy tần số rộng. Chức năng chủ yếu của một port nối tiếp là
thực hiện chuyển đổi song song sang nối tiếp với dữ liệu xuất và chuyển đồi
nối tiếp sang song song với dữ liệu nhập.
Truy xuất phần cứng đến port nối tiếp qua các chân TXD và RXD. Các
chân này có các chức năng khác với hai bit của port 3. P3 ở chân 11 (TXD) và
P3.0 ở chân 10 (RXD).
Port nối tiếp cho hoạt động song công (full duplex : thu và phát đồng thời)
và đệm lúc thu (receiver buffering) cho phép một ký tự sẽ được thu và được giữ
trong khi ký tự thứ hai được nhận. Nếu CPU đọc ký tự thứ nhất trước khi ký tự
thứ hai được thu đầy đủ thì dữ liệu sẽ không bò mất.