Thực tập vi xủ lý

Tài liệu thực hành môn Vi Xử Lý
GV: Trương Ngọc Anh Trang 1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHOA ĐIỆN TỬ – BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP
___________________________




THỰC TẬP VI XỬ LÝ









TRƯƠNG NGỌC ANH
NĂM 2007
Tài liệu thực hành môn Vi Xử Lý
GV: Trương Ngọc Anh Trang 2
LỜI GIỚI THIỆU

Sau khi đã tìm hiểu kiến thức về vi điều khiển thì bạn có thể bắt đầu thực hiện các
bài thực hành đối với vi điều khiển để giúp bạn hiểu rõ hơn những gì bạn đã đọc.
Các ứng dụng của điều khiển rất đa dạng nên trong chương này sẽ giới thiệu đến
các bạn một bộ thí nghiệm vi điều khiển tương đối đầy đủ các yêu cầu phần cứng và rất
nhiều chương trình điều khiển có thể giúp bạn thực hành, thí nghiệm và có thể tự nghiên
cứu, tự học.

Bộ thí nghiệm vi điều khiển này có thể sử dụng được nhiều loại vi điều khiển
89C51, 89C52, 89S51, 89S52, 89S8252, 89C1051, 89C2051 và 89C4051. Bộ thí nghiệm có
thể nạp chương trình cho nhiều loại vi điều khiển như vừa nêu ra ở trên.
Đặc biệt là vi điều khiển 89S51, 89S52 và 89S8252 có thể nạp chương trình ngay
trong hệ thống đang chạy – điều này tiết kiệm cho bạn không phải mất nhiều thời gian
trong quá trình gắn vào bo nạp rồi sau khi nạp xong lại gắn vào bo chạy nếu không đúng
phải làm đi làm lại nhiều lần đối với họ 89C – dó nhiên 89C vẫn có thể làm được nhưng
mạch điện khá phức tạp. Điều tiện lợi thứ 2 là đối với 89C bạn tháo gắn IC trên các
socket nạp và nếu bạn gắn ngược thì có thể làm hỏng IC, còn 89S thì do không cần tháo
gắn nên điều này sẽ không xảy ra.
Chương trình sử dụng cho bộ thí nghiệm này là MCS_52 rất dễ sử dụng, cho phép
bạn soạn thảo và biên dòch chương trình một cách nhanh chóng, dễ dàng tìm ra lỗi trong
chương trình.
Các phần tiếp theo sẽ trình bày chi tiết cấu hình bộ thí nghiệm, cách sử dụng
chương trình và cung cấp các bài thí nghiệm thực hành có thể phục vụ cho các bạn tự thực
hành.
Tài liệu thực hành môn Vi Xử Lý
GV: Trương Ngọc Anh Trang 3
HỆ THỐNG VI ĐIỀU KHIỂN DÙNG BỘ NHỚ TRONG.
Vi điều khiển 89XX có 4 port (từ port 0 đến port 3) được nối với các pinheader. Sơ
đồ nguyên lý như hình 1 và hình bố trí linh kiện trong bộ thí nghiệp như hình 8-2.
Trong hình 2 có 1 socket để gắn vi điều khiển vào thực hiện các thí nghiệm, chiều
gắn IC vào giống như hình trên. Có 4 jumper [JP] để giao tiếp tín hiệu vào ra.



Hình 1. Sơ đồ mạch của hệ thống.

Hình 2. Hình ảnh thực tế của module vi điều khiển.
Tài liệu thực hành môn Vi Xử Lý
GV: Trương Ngọc Anh Trang 4
1. GIAO TIẾP VỚI LED ĐƠN

Một trong những ứng dụng đơn giản để sử dụng 4 port của vi điều khiển xuất dữ liệu
làm quen với lập trình ta có một hệ thống 32 led đơn có kết nối với 4 pinheader 8 chân.
Khi muốn dùng port 1 để điều khiển 8 led thì chỉ cần dùng một bus dây 8 sợi kết nối
2 pinheader 8 chân từ hệ thống vi điều khiển đến hệ thống led đơn.
Sơ đồ mạch của 32 led đơn (do giống nhau nên chỉ trình bày 8 led) như hình 8-3 và
sơ đồ bố trí linh kiện như hình 1-1:


Hình 1-1. Sơ đồ nguyên lý của 32 led.


Hình 1-2. Sơ đồ linh kiện trên bộ thí nghiệm của 32 led đơn.
4 pinheader dùng để kết nối với 32 led, ngõ vào mức 1 thì led sáng, mức 0 led
tắt. Do sử dụng led 10 ly và để tăng cường độ sáng nên trong mạch sử dụng các IC
đệm 2803 và dùng nguồn 12V và điện trở hạn dòng cho mỗi led là 1k.
Chức năng của khối hiển thò led đơn dùng để kết nối với 4 port của vi điều khiển
thực hiện các chương trình điều khiển led làm quen với lập trình vi điều khiển.
Tài liệu thực hành môn Vi Xử Lý
GV: Trương Ngọc Anh Trang 5
2. GIAO TIẾP TRỰC TIẾP VỚI 2 LED 7 ĐOẠN

Trong thực tế có nhiều ứng dụng trong ta chỉ sử dụng một hay hai led 7 đoạn như hệ
thống đếm giây, đếm sản phẩm, hệ thống hẹn giờ nên trong hệ thống thí nghiệm này có
thiết kế thêm phần giao tiếp với 2 led 7 đoạn loại anode chung để tiện cho việc sử dụng.

Sơ đồ mạch giao tiếp của 2 led đã qua điện trở hạn dòng và có 2 pinheader để nhận tín
hiệu như hình 8-5 và hình trên bộ thí nghiệm như hình 8-6


Hình 2-1. Sơ đồ nguyên lý của 2 led 7 đoạn.



Hình 2-2. Sơ đồ linh kiện trên bộ thí nghiệm của 2 led 7 đoạn.



Tài liệu thực hành môn Vi Xử Lý
GV: Trương Ngọc Anh Trang 6
3. GIAO TIẾP VỚI 8 LED 7 ĐOẠN THEO PHƯƠNG PHÁP QUÉT


Hình 3-1. Sơ đồ giao tiếp với led 7 đoạn.



Hình 3-2. Sơ đồ linh kiện trên bộ thí nghiệm của 8 led 7 đoạn.
Trong các ứng dụng điều khiển, nhiều thông tin được nhập từ bàn phím cũng như các
thông tin hiển thò trên các led 7 đoạn ví dụ như thiết lập nhiệt độ khống chế và đo nhiệt độ
của một hệ thống.
Trong bộ thí nghiệm có thiết kế giao tiếp với 8 led 7 đoạn loại anode chung theo
phương pháp quét. Sơ đồ nguyên lý của led 7 đoạn và ma trận phím như hình 8-5 và hình
8-6.
Để điều khiển 8 led 7 đoạn phải dùng 16 đường điều khiển: 8 đường điều khiển 7
đoạn a, b, c, d, e, f, g, dp và 8 đường điều khiển đóng ngắt 8 transistor.

Tại mỗi một thời điểm ta chỉ cho 1 tranistor dẫn và 7 transistor còn lại tắt, dữ liệu
gởi ra sẽ sáng trên led tương ứng với transistor dẫn. Sau đó cho 1 transistor khác dẫn và
gởi dữ liệu hiển thò cho led đó, quá trình điều khiển này diễn ra lần lượt cho đến khi hết 8
led.
Với tốc độ gởi dữ liệu nhanh và do mắt có lưu ảnh nên ta nhìn thấy 8 led sáng cùng
1 lúc.
Tài liệu thực hành môn Vi Xử Lý
GV: Trương Ngọc Anh Trang 7
* Mã quét: mức logic 0 thì transistor dẫn, mức logic 1 thì transistor ngắt.

MÃ HEX Mã quét điều khiển các transistor
FEh 1 1 1 1 1 1 1 0 Transistor 1 ON
FDh 1 1 1 1 1 1 0 1 Transistor 2 ON
FBh 1 1 1 1 1 0 1 1 Transistor 3 ON
F7h 1 1 1 1 0 1 1 1 Transistor 4 ON
EFh 1 1 1 0 1 1 1 1 Transistor 5 ON
DFh 1 1 0 1 1 1 1 1 Transistor 6 ON
BFh 1 0 1 1 1 1 1 1 Transistor 7 ON
7Fh 0 1 1 1 1 1 1 1 Transistor 8 ON

* Mã 7 đoạn: trong hệ thống sử dụng led 7 đoạn loại Anode chung nên mức logic 0
thì led sáng và mức logic 1 thì led tắt.

Số hex dp g f e d c b a Mã số hex
0 1 1 0 0 0 0 0 0 C0
1 1 1 1 1 1 0 0 1 F9
2 1 0 1 0 0 1 0 0 A4
3 1 0 1 1 0 0 0 0 B0
4 1 0 0 1 1 0 0 1 99
5 1 0 0 1 0 0 1 0 92

6 1 0 0 0 0 0 1 0 82
7 1 1 1 1 1 0 0 0 F1
8 1 0 0 0 0 0 0 0 80
9 1 0 0 1 0 0 0 0 90
A 1 0 0 0 1 0 0 0 88
B 1 0 0 0 0 0 1 1 83
C 1 1 0 0 0 0 1 0 C2
D 1 0 1 0 0 0 0 1 A1
E 1 0 0 0 0 1 1 0 86
F 1 0 0 0 1 1 1 0 8E

Các mã khác bạn có thể tự thiết lập.
Các transistor và các điện trở gắn bên dưới bo mạch nên bạn sẽ không nhìn thấy trong hình.
Trong hệ thống thí nghiệm này bàn phím có thể phục vụ cho hệ thống 2 để nhập các mã
lệnh và các thông số nhưng cũng có thể phục vụ cho các thí nghiệm làm quen với bàn phím.
Với led 7 đoạn thì có thể cho phép hiển thò chữ và số - khi đó có rất nhiều chương
trình ứng dụng có thể thực hiện được trên hệ thống này như chương trình đếm sản phẩm,
chương trình đếm tần số, chương trình đồng hồ số, chương trình đồng hồ thể thao …
Tài liệu thực hành môn Vi Xử Lý
GV: Trương Ngọc Anh Trang 8
4. ỨÙNG DỤNG GIAO TIẾP VỚI MA TRẬN 24 PHÍM
Trong bộ thí nghiệm có một ma trận 8x3 tạo thành một bàn phím có 24 phím giao
tiếp với IC 8279 chuyên về quét phím kết nối với hệ thống II nhưng cũng có thể hoạt động
giao tiếp với hệ thống I bằng cách chuyển 12 switch sang vò trí off để cách ly với IC 8279
như hình 4-1 và hình trên bộ thí nghiệm là 4-2.
Bàn phím tổ chức theo dạng ma trận 8 hàng và 3 cột nên tổng số phím là 24 phím được
kết nối với một switch màu đỏ. Khi thực hiện các thí nghiệm liên quan đến bàn phím thì bạn
phải chuyển 12 switch sang vò trí off

Hình 4-1. Sơ đồ giao tiếp với 24 phím.

Hình 4-2. Sơ đồ linh kiện trên bộ thí nghiệm của 24 phím.
Tài liệu thực hành môn Vi Xử Lý
GV: Trương Ngọc Anh Trang 9
5. ỨÙNG DỤNG GIAO TIẾP VỚI THANH GHI DỊCH 8 BIT 6B595.
Để mở rộng thêm số lượng tín hiệu điều khiển có thể sử dụng nhiều phương pháp,
một phương pháp đơn giản nhất là sử dụng thanh ghi dòch. Trong bộ thí nghiệm này có sử
dụng một thanh ghi dòch 6b595 có sơ đồ nguyên lý như hình 8-11 và hình trên bộ thí
nghiệm như 8-12.













Hình 5-1. Sơ đồ giao tiếp với ma trận led 8x8.

Hình 5-2. Hình trên bộ thí nghiệm.





Tài liệu thực hành môn Vi Xử Lý
GV: Trương Ngọc Anh Trang 10
6. GIAO TIẾP VỚI LED MA TRẬN LED 8X8
Một trong những ứng dụng phổ biến trong quảng cáo là thông tin được hiển thò trên
led ma trận, để giúp người học hiểu được nguyên lý điều khiển led ma trận như thế nào thì
trong hệ thống có thiết kế giao tiếp với 4 led ma trận 8x8 hai màu xanh và đỏ. Sơ đồ
nguyên lý trình bày ở hình 6-1 và hình trên bộ thí nghiệm là 6-2.



Hình 6-1a. Sơ đồ giao tiếp với ma trận led 8x8.
Các hàng sử dụng IC đệm 2803 và transistor, còn các cột sử dụng thanh ghi dòch
6B595. Led ma trận có 2 màu xanh và đỏ có 8 đường điều khiển hàng và 5 đường điều
khiển cột màu xanh và 5 đường điều khiển cột màu đỏ – tổng cộng là 18 đường được kết
nối với 3 pinheader.
Với phần cứng đã thiết kế ở trên sử dụng led ma trận 8x8 có 2 màu xanh và đỏ, để
điều khiển led ma trận sáng ta tiến hành gởi dữ liệu ra hàng và mã quét ra cột.