Mạch khống chế nhiệt độ dùng vi điều khiển họ 8051

GVHD: Phm Quang Trớ
SVTH : Nguyn Vn Trnh
Dng Anh Tun
Nguyn Th L Nhung
N MễN HC
TI : MCH KHNG CH NHIT
Maùch khoỏng cheỏ nhieọt ủoọ Trang 1
LỜI NÓI ĐẦU
Trong nhiều lónh 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 đònh 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 hoàn 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 hoàn thành tập luận văn này đúng thời hạn, nên
không tránh khỏi những thiếu sót mong q thầy cô thông cảm. Chúng em mong được đón
nhận những ý kiến đóng góp. Cuối cùng xin chân thành cảm ơn q thầy cô và các bạn sinh
viên.
Nhóm sinh viên thực hiện
Văn Trịnh
Anh Tuấn
Lệ Nhung
Mạch khống chế nhiệt độ Trang 2
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Mạch khống chế nhiệt độ Trang 3

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
Mạch khống chế nhiệt độ Trang 4

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 thiết 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.LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC 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 hoàn
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 thò, điều khiển máy in, hối đồng hồ và lòch là những linh kiện nằm ở bên
ngoài 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 …
Ngoài 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 bit RAM
- 4port I10 8bit
Mạch khống chế nhiệt độ Trang 5
- 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
1.Cấu trúc bên trong của 8051 / 8031 :
Hình 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 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.
Mạch khống chế nhiệt độ Trang 6
TXD
*
RXD
*

T
1
*
T
2
*
P
0
P
1
P
2
P
3

INT\
*
1
INT\
*
0

TIMER2
TIMER1
EA\ RST PSEN ALE

Các thanh 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
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 qua cổng 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 của các thanh ghi.
2.Chức năng của các chân vi điều khiển
Mạch khống chế nhiệt độ Trang 7
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
Hình 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 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 : 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 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,
Mạch khống chế nhiệt độ Trang 8
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.
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 chức năng đặc biệt:
Các thanh ghi nội của 8051/8031 được truy xuất ngầm đònh 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 đònh
trong mã lệnh.
Các thanh ghi trong 8051/8031 được đònh dạng như một phần của RAM trên chip. Vì
vậy mỗi thanh ghi sẽ có một đòa 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 đòa chỉ 80H đến FFH. Chú ý rằng hầu hết 128 đòa chỉ từ 80H đến FFH
không được đònh nghóa. Chỉ có 21 đòa chỉ SFR là được đònh nghóa.
Ngoại trừ tích lũy (A) có thể được truy xuất ngầm như đã nói, đa số các SFR được
truy xuất dùng đòa chỉ trực tiếp. chú ý rằng một vài SFR có thể được đòa 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 đòa chỉ byte của thanh ghi tích lũy và là đòa chỉ bit có trọng số nhỏ nhất trong
thanh ghi tích lũy. Vì lệnh SETB chỉ tác động trên bit, nên chỉ có đòa chỉ bit là có hiệu quả.
a. Từ trạng thái chương trình:
Từ trạng thái chương trình (PSW: Program Status Word) ở đòa chỉ D0H chứa các bit trạng
thái như bảng tóm tắt sau:
Bit
Ký hiệu Đòa chỉ
Ý 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; đòa chỉ 00H-07H
01=bank 1: đòa chỉ 08H-0FH
10=bank 2:đòa chỉ 10H-17H
11=bank 3:đòa chỉ 18H-1FH
Cờ tràn
Dự trữ
Mạch khống chế nhiệt độ Trang 9
PSW.0 P D0H Cờ Parity chẵn.
Bảng : Từ trạng thái chương trình
• Cờ nhớ (CY) có công dụng kép. Thông thường nó được dùng cho các lệnh toán 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 trò 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 đònh 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 (đòa chỉ byte
IFH) đến thanh ghi tích lũy:
SETB RS1
SETB RSO
MOV A,R7
Khi chương trình được hợp dòch các đòa 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 toán bò tràn. Khi các
số có dấu được cộng hoặc trừ với nhau, phần mềm có thể kiểm tra bit này để xác đònh xem
kết qủa của nó có nằm trong tầm xác đònh 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 đòa chỉ F0H được dùng cùng với thanh ghi tích lũy A cho các phép toán
nhân và chia. Lệnh MUL AB sẽ nhân các giá trò 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 đòa chỉ hóa ttừng bit bằng các đòa chỉ bit FOH đến F7H.
c. Con trỏ ngăn xếp:
Con trỏ ngăn xếp (SP) là một thanh ghi 8 bit ở đòa chỉ 81H. Nó chứa đòa chỉ của byte
dữ liệu hiện hành trên đỉnh của ngăn xếp. Các lệnh trên ngăn xếp bao gồm các thao tác cất
Mạch khống chế nhiệt độ Trang 10
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 đòa
chỉ có thể truy xuất bằng đòa 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 bò giới hạn 32 byte vì đòa chỉ cao nhất của RAM trên chip
là 7FH. Sở dó cùng giá trò 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 trò mặc đònh khi reset hệ thống. Giá trò măc đònh đó là 07H và kết qủa là ngăn đầu tiên
để cất dữ liệu có đòa 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 ngoài là một thanh ghi 16 bit ở
đòa chỉ 82H(DPL: byte thấp) và 83H (DPH:byte cao). Ba lệnh sau sẽ ghi 55H vào RAM
ngoài ở đòa chỉ 1000H:
MOV A,#55H
MOV DPTR,#1000H
MOVX @DPTR,A
Lệnh đầu tiên dùng đòa chỉ tức thời để tải dữ liệu 55H vào thanh ghi tích lũy, lệnh thứ
hai cũng dùng đòa chỉ tức thời, lần này để tải dữ liệu 16 bit 1000H vào con trỏ dữ liệu. Lệnh

thứ ba dùng đòa chỉ gián tiếp để di chuyển dữ liệu trong A (55H) đến RAM ngoài ở đòa chỉ
được chứa trong DPTR (1000H)
e. 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.
f. 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.
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 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.
h. Các thanh ghi ngắt:
Mạch khống chế nhiệt độ Trang 11
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.
i. Các thanh ghi điều khiển công suất:
Thanh ghi điều khiển công suất (PCON) ở đòa chỉ 87H chứa nhiều bit điều khiển.
Chúng được tóm tắt trong bảng sau:
Bit Ký hiệu
Ý 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 đònh nghóa
Không đònh nghóa
Không đònh nghóa
Bit cờ đa dụng 1
Bit cờ đa dụng 0
Giảm công suất, được set để kích hoạt mode giảm công
suất, chỉ thoá khi reset
Mode chờ, set để kích hoạt mode chờ, chỉ thoát khi có
ngắt hoặc reset hệ thống.
Bảng :Thanh ghi điều khiển công suất (PCON)
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 8. 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
SBUF
PCON(HMOS)
PCON(CMOS)
0000H
00H
00H
00H
07H
0000H
FFH
XXX00000B
0XX00000B
00H
00H
00H
0XXXXXXB
0XXX0000B
Bảng Trạng thái các thanh ghi sau khi reset

Mạch khống chế nhiệt độ Trang 12
+ 5 V
+ 5 V
1 0 0
8 , 2 K
1 0 U F
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)
a. 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.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 : Thanh ghi chức năng đặc biệt dùng timer.
b. 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
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
Mạch khống chế nhiệt độ Trang 13
1 M1 0 Bit 1 của chế độ
0 M0 0 Bit 0 của chế độ
Bảng : Tóm tắt thanh ghi TMOD
c. 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/xóabằng 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 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 : Tóm tắt thanh ghi TCON
d. Các chế độ timer.
• 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 Cờ báo tràn
timer
• 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
• 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
Mạch khống chế nhiệt độ Trang 14
TLx THx
(5 bit) (8 bit)
TFx
TLx THx

(5 bit) (8 bit)
TFx
TLx
(8 bit)
TFx
THx
(8 bit)