Trong mấy chục năm qua , khoa học máy tính và xử lý thông tin có những bước tiến vược bậc và ngày càng có những đóng góp to lớn vào cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật hiện đại
Đặc biệt sự ra đời và phát triển nhanh chóng của kỹ thuật số làm cho ngành điện tử trở nên phong phú và đa dạng hơn
Nó góp phần rất lớn trong việc đưa kỹ thuật hiện đại thâm nhập rộng rãi vào mọi lĩnh vực của hoạt động sản xuất ,kinh tế và đời sống xã hội
Từ những hệ thống máy tính lớn đến nhứng hệ thống máy tính cá nhân , từ những việc điều khiển các máy công nghiệp đến các thiết bị phục vụ đời sống hằng ngày của con người
Với mong muốn tìm hiểu , ứng dụng những tiến bộ của khoa học kỹ thuật hiện đại vào phục vụ sản xuất và phục vụ đời sống con người , hơn nữa được sự hướng dẫn và gíúp đỡ của thầy NGUYỄN THANH BÌNH em đã thực hiện đề tài : ‘Mach điều khiển động cơ DC dùngviđiều khiển 8051 ‘ do trình độ hiểu biết còn hạn chế , nên dù cố gắng hết sức trong việc thực hiện đề tài cũng không tránh khỏi thiếu sót . Mong các thầy cô và bạn đọc chỉ bảo thêm để em hiểu vấn đề được sâu sắc hơn
Sinh viên thực hiện LÊ QUỐC BÌNH LƯƠNG VĂN HÀ
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
ĐỀ TÀI : MACH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU DC CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT1. .DIODE:
1.1. Tiếp giáp P - N và Cấu tạo của Diode bán dẫn .
Khi đã có được hai chất bán dẫn là P và N , nếu ghép hai chất bán dẫn theo một tiếp giáp P - N ta được một Diode, tiếp giáp P -N có đặc điểm : Tại bề mặt tiếp xúc, các điện tử dư thừa trong bán dẫn N khuyếch tán sang vùng bán dẫn P để lấp vào các lỗ trống => tạo thành một lớp Ion trung hoà về điện => lớp Ion này tạo thành miền cách điện giữa hai chất bán dẫn.
Mối tiếp xúc P - N => Cấu tạo của Diode .
* Ở hình trên là mối tiếp xúc P - N và cũng chính là cấu tạo của Diode bán dẫn.
1.2. Phân cực thuận cho Diode.
Khi ta cấp điện áp dương (+) vào Anôt ( vùng bán dẫn P ) và điện áp âm
(-) vào Katôt ( vùng bán dẫn N ) , khi đó dưới tác dụng tương tác của điện áp, miền cách điện thu hẹp lại, khi điện áp chênh lệch giữ hai cực đạt 0,6V ( với Diode loại Si ) hoặc 0,2V ( với Diode loại Ge ) thì diện tích miền cách điện giảm bằng không => Diode bắt đầu dẫn điện. Nếu tiếp tục tăng điện áp nguồn thì dòng qua Diode tăng nhanh nhưng chênh lệch điện áp giữa hai cực của Diode không tăng (vẫn giữ ở mức 0,6V )
Diode (Si) phân cực thuận - Khi Dode dẫn điện áp thuận đựơc gim ở mức 0,6V
Đường đặc tuyến của điện áp thuận qua Diode
* Kết luận : Khi Diode (loại Si) được phân cực thuận, nếu điện áp phân cực thuận < 0,6V thì chưa có dòng đi qua Diode, Nếu áp phân cực thuận đạt = 0,6V thì có dòng đi qua Diode sau đó dòng điện qua Diode tăng nhanh nhưng sụt áp thuận vẫn giữ ở giá trị 0,6V .
1.3. Phân cực ngược cho Diode.
Khi phân cực ngược cho Diode tức là cấp nguồn (+) vào Katôt (bán dẫn N), nguồn (-) vào Anôt (bán dẫn P), dưới sự tương tác của điện áp ngược, miền cách điện càng rộng ra và ngăn cản dòng điện đi qua mối tiếp giáp, Diode có thể chiu được điện áp ngược rất lớn khoảng 1000V thì diode mới bị đánh thủng.
Diode chỉ bị cháy khi áp phân cực ngựơc tăng > = 1000V 2.TRANSISTOR:
2.1 Cấu tạo của transistor:
Transistor gồm ba lớp bán dẫn ghép với nhau hình thành hai mối tiếp giáp P-N , nếu ghép theo thứ tự PNP ta được Transistor thuận , nếu ghép theo thứ tự NPN ta được Transistor ngược. về phương diện cấu tạo Transistor tương đương với hai Diode đấu ngược chiều nhau
• Ba lớp bán dẫn được nối ra thành ba cực , lớp giữa gọi là cực gốc ký hiệu là B ( Base ), lớp bán dẫn B rất mỏng và có nồng độ tạp chất thấp.
• Hai lớp bán dẫn bên ngoài được nối ra thành cực phát ( Emitter ) viết tắt là E, và cực thu hay cực góp ( Collector ) viết tắt là C, vùng bán dẫn E và C có cùng loại bán dẫn (loại N hay P ) nhưng có kích thước và nồng độ tạp chất khác nhau nên không hoán vị cho nhau được.
2.2 Nguyên tắc hoạt động của Transistor.
• Ta cấp một nguồn một chiều UCE vào hai cực C và E trong đó (+) nguồn vào cực C và (-) nguồn vào cực E.
• Cấp nguồn một chiều UBE đi qua công tắc và trở hạn dòng vào hai cực B và E , trong đó cực (+) vào chân B, cực (-) vào chân E. • Khi công tắc mở , ta thấy rằng, mặc dù hai cực C và E đã được cấp
điện nhưng vẫn không có dòng điện chạy qua mối C E ( lúc này dòng IC = 0 )
• Khi công tắc đóng, mối P-N được phân cực thuận do đó có một dòng điện chạy từ (+) nguồn UBE qua công tắc => qua R hạn dòng => qua mối BE về cực (-) tạo thành dòng IB
• Ngay khi dòng IB xuất hiện => lập tức cũng có dòng IC chạy qua mối CE làm bóng đèn phát sáng, và dòng IC mạnh gấp nhiều lần dòng IB • Như vậy rõ ràng dòng IC hoàn toàn phụ thuộc vào dòng IB và phụ
thuộc theo một công thức .
IC = β.IB
• Trong đó IC là dòng chạy qua mối CE • IB là dòng chạy qua mối BE • β là hệ số khuyếch đại của Transistor
Giải thích : Khi có điện áp UCE nhưng các điện tử và lỗ trống không thể vượt qua mối tiếp giáp P-N để tạo thành dòng điện, khi xuất hiện dòng
IBE do lớp bán dẫn P tại cực B rất mỏng và nồng độ pha tạp thấp, vì vậy số điện tử tự do từ lớp bán dẫn N ( cực E ) vượt qua tiếp giáp sang lớp bán dẫn P( cực B ) lớn hơn số lượng lỗ trống rất nhiều, một phần nhỏ trong số các điện tử đó thế vào lỗ trống tạo thành dòng IB còn phần lớn số điện tử bị hút về phía cực C dưới tác dụng của điện áp UCE => tạo thành dòng ICE chạy qua Transistor.
* Xét hoạt động của Transistor PNP .
Sự hoạt động của Transistor PNP hoàn toàn tương tự Transistor NPN nhưng cực tính của các nguồn điện UCE và UBE ngược lại . Dòng IC đi từ E sang C còn dòng IB đi từ E sang B.
2.3. Ký hiệu & hình dáng Transistor .
3. MẠCH ỔN ÁP
3.1. Mạch ổn áp cố định dùng Diode Zener.
Mạch ổn áp tạo áp 33V cố định cung cấp cho mạch dò kênh trong Ti vi mầu
• Từ nguồn 110V không cố định thông qua điện trở hạn dòng R1 và gim trên Dz 33V để lấy ra một điện áp cố định cung cấp cho mạch dò kệnh
• Khi thiết kế một mạch ổn áp như trên ta cần tính toán điện trở hạn dòng sao cho dòng điện ngược cực đại qua Dz phải nhỏ hơn dòng mà Dz chịu được, dòng cực đại qua Dz là khi dòng qua R2 = 0
• Như sơ đồ trên thì dòng cực đại qua Dz bằng sụt áp trên R1 chia cho giá trị R1 , gọi dòng điện này là I1 ta có
I1 = (110 - 33 ) / 7500 = 77 / 7500 ~ 10mA
Thông thường ta nên để dòng ngược qua Dz ≤ 25 mA
3.2. Mạch ổn áp cố định dùng Transistor, IC ổn áp .
Mạch ổn áp dùng Diode Zener như trên có ưu điểm là đơn giản nhưng nhược điểm là cho dòng điện nhỏ ( ≤ 20mA ) . Để có thể tạo ra một điện áp cố định nhưng cho dòng điện mạnh hơn nhiều lần người ta mắc thêm
Transistor để khuyếch đại về dòng như sơ đồ dưới đây.
Mạch ổn áp có Transistor khuyếch đại
• Ở mạch trên điện áp tại điểm A có thể thay đổi và còn gợn xoay chiều nhưng điện áp tại điểm B không thay đổi và tương đối phẳng.
• Nguyên lý ổn áp : Thông qua điện trở R1 và Dz gim cố định điện áp chân B của Transistor Q1, giả sử khi điện áp chân E đèn Q1 giảm => khi đó điện áp UBE tăng => dòng qua đèn Q1 tăng => làm điện áp chân E của đèn tăng , và ngược lại ...
• Mạch ổn áp trên đơn giản và hiệu quả nên được sử dụng rất rộng dãi và người ta đã sản xuất các loại IC họ LA78.. để thay thế cho mạch ổn áp trên, IC LA78.. có sơ đồ mạch như phần mạch có mầu xanh của sơ đồ trên. IC ổn áp họ LA78.. IC ổn áp LA7805 • LA7805 IC ổn áp 5V • LA7808 IC ổn áp 8V • LA7809 IC ổn áp 9V • LA7812 IC ổn áp 12V
Lưu ý : Họ IC78.. chỉ cho dòng tiêu thụ khoảng 1A trở xuống, khi ráp IC trong mạch thì U in > Uout từ 3 đến 5V khi đó IC mới phát huy tác dụng.
Transistor công xuất nhỏ Transistor công xuất lớn CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN 1. SƠ ĐỒ KHỐI: KHỐI VI XỬ LÝ KHỐI GIAO TIẾP ĐỘNG CƠ KHỐI NGUỒN
2. CHỨC NĂNG HOẠT ĐỘNG CÁC KHỐI 2.1 Khối nguồn:
2.1.1. Cấu tạo của biến áp.
Biến áp là thiết bị để biến đổi điện áp xoay chiều, cấu tạo bao gồm một cuộn sơ cấp ( đưa điện áp vào ) và một hay nhiều cuộn thứ cấp ( lấy điện áp ra sử dụng) cùng quấn trên một lõi từ có thể là lá thép hoặc lõi ferit .
Ký hiệu của biến áp
2.1.2. Tỷ số vòng / vol của bién áp .
• Gọi n1 và n2 là số vòng của quộn sơ cấp và thứ cấp. • U1 và I1 là điện áp và dòng điện đi vào cuộn sơ cấp • U2 và I2 là điện áp và dòng điện đi ra từ cuộn thứ cấp. Ta có các hệ thức như sau :
U1 / U2 = n1 / n2 Điện áp ở trên hai cuộn dây sơ cấp và thứ cấp tỷ lệ thuận với số vòng dây quấn.
U1 / U2 = I2 / I1 Dòng điện ở trên hai đầu cuộn dây tỷ lệ nghịch với điện áp, nghĩa là nếu ta lấy ra điện áp càng cao thì cho dòng càng nhỏ.
2.1.3. Công xuất của biến áp .
Công xuất của biến áp phụ thuộc tiết diện của lõi từ, và phụ thuộc vào tần số của dòng điện xoay chiều, biến áp hoạt động ở tần số càng cao thì cho công xuất càng lớn.
2.2 Khối chỉnh lưu và lọc nguồn
Mạch chỉnh lưu bán chu kỳ sử dụng một Diode mắc nối tiếp với tải tiêu thụ, ở chu kỳ dương => Diode được phân cực thuận do đó có dòng điện đi qua diode và đi qua tải, ở chu kỳ âm , Diode bị phân cực ngược do đó không có dòng qua tải.
Dạng điện áp đầu ra của mạch chỉnh lưu bán chu kỳ.
2.2.2. Mạch chỉnh lưu cả chu kỳ
Mạch chỉnh lưu cả chu kỳ thường dùng 4 Diode mắc theo hình cầu (còn gọi là mạch chỉnh lưu cầu) như hình dưới.
Mạch chỉnh lưu cả chu kỳ .
• Ở chu kỳ dương ( đầu dây phía trên dương, phía dưới âm) dòng điện đi qua diode D1 => qua Rtải => qua diode D4 về đầu dây âm
• Ở chu kỳ âm, điện áp trên cuộn thứ cấp đảo chiều ( đầu dây ở trên âm, ở dưới dương) dòng điện đi qua D2 => qua Rtải => qua D3 về đầu dây âm.
• Như vậy cả hai chu kỳ đều có dòng điện chạy qua tải.
Sau khi chỉnh lưu ta thu được điện áp một chiều nhấp nhô, nếu không có tụ lọc thì điện áp nhấp nhô này chưa thể dùng được vào các mạch điện tử , do đó trong các mạch nguồn, ta phải lắp thêm các tụ lọc có trị số từ vài trăm µF đến vài ngàn µF vào sau cầu Diode chỉnh lưu.
Dạng điện áp DC của mạch chỉnh lưu trong hai trường hợp có tụ và không có tụ
• Sơ đồ trên minh hoạ các trường hợp mạch nguồn có tụ lọc và không có tụ lọc.
• Khi công tắc K mở, mạch chỉnh lưu không có tụ lọc tham gia , vì vậy điện áp thu được có dạng nhấp nhô.
• Khi công tắc K đóng, mạch chỉnh lưu có tụ C1 tham gia lọc nguồn , kết quả là điện áp đầu ra được lọc tương đối phẳng, nếu tụ C1 có điện dung càng lớn thì điện áp ở đầu ra càng bằng phẳng, tụ C1 trong các bộ nguồn thường có trị số khoảng vài ngàn µF .
Điện dụng của tụ lọc càng lớn thì điện áp đầu ra càng bằng phẳng.
• Trong các mạch chỉnh lưu, nếu có tụ lọc mà không có tải hoặc tải tiêu thụ một công xuất không đáng kể so với công xuất của biến áp thì điện áp DC thu được là DC = 1,4.AC
2.3 Khối xử lý
Vôùi khoái xöû lí ngöôøi ta coù theå duøng IC rôøi hoaëc khoái vi xöû lí. Neáu söû duïng vi xöû lí trong khoái xöû lyù, ngöôøi ta coù theå thieát keá maïch ñieän giao tieáp ñöôïc vôùi maùy tính neân deã daøng cho vieäc ñieàu khieån töø xa vaø baèng vieäc thay ñoåi phaàn meàm coù theå môû roäng chöông trình ñieàu khieån maïch ñieän ñeám nhieàu daây chuyeàn trong cuøng moät thôøi ñieåm hay löu laïi caùc soá lieäu trong caùc ca saûn xuaát, ñoù laø lí do chuùng em söû duïng vi xöû lí trong khoái xöû lí. Cuøng vôùi thôøi gian, con ngöôøi ñaõ cho ra ñôøi nhieàu loaïi vi xöû lí töø 8 bit ñeán 64 bit vôùi caûi tieán ngaøy caøng öu vieät nhöng tuøy theo muïc ñích söû duïng maø vi xöû lí 8 bit vaãn coøn toàn taïi. Trong ñoà aùn naøy chuùng em söû duïng vi ñieàu khieån 8051. 8051 cuõng laø vi xöû lí 8 bit nhöng coù chöùa boä nhôù beân trong vaø coù theâm 2 boä ñònh thôøi ngoaøi ra noù coù theå giao tieáp noái tieáp tröïc tieáp vôùi maùy tính maø vi xöû lí 8 bit nhö 8085 cuõng giao tieáp ñöôïc vôùi maùy tính nhöng laø giao tieáp song song neân caàn coù IC chuyeån ñoåi döõ lieäu töø song song sang noái tieáp ñeå giao tieáp vôùi maùy tính. Vôùi boä nhôù trong 8051 thích hôïp cho nhöõng chöông trình coù quy moâ nhoû,tuy nhieân 8051 coù theå keát hôïp ñöôïc vôùi boä nhôù ngoaøi cho chöông trình coù quy moâ lôùn. Sau ñaây laø giôùi thieäu cuûa chuùng em veà vi ñieàu khieån 8051: 2.3.1. Giôùi thieäu caáu truùc phaàn cöùng 8051
1. Sô ñoà chaân 8051
8051 laø IC vi ñieàu khieån (Microcontroller) do haõng Intel saûn xuaát. IC naøy coù ñaëc ñieåm nhö sau:
- 4k byte ROM,128 byte RAM - 4 Port I/O 8 bit.
- 2 boä ñeám/ ñònh thôøi 16 bit. - Giao tieáp noái tieáp.
- 64k byte khoâng gian boä nhôù döõ lieäu môû roäng. - Moät boä xöû lyù luaän lyù (thao taùc treân caùc bít ñôn). - 210 bit ñöôïc ñòa chæ hoùa.
- Boä nhaân / chia 4.
Sô löôïc veà caùc chaân cuûa 8051
2. Chöùc naêng cuûa caùc chaân 8051:
Port 0: töø chaân 32 ñeán chaân 39 (P0.0 _P0.7). Port 0 coù 2 chöùc naêng: trong caùc thieát keá côõ nhoû khoâng duøng boä nhôù môû roäng noù coù chöùc naêng nhö caùc ñöôøng IO, ñoái vôùi thieát keá lôùùn coù boä nhôù môû roäng noù ñöôïc keát hôïp giöõa bus ñòa chæ vaø bus döõ lieäu.
Port 1: töø chaân 1 ñeán chaân 9 (P1.0 _ P1.7). Port 1 laø port IO duøng cho giao tieáp vôùi thieát bò ngoaøi neáu caàn.
Port 2: töø chaân 21 ñeán chaân 28 (P2.0 _P2.7). Port 2 laø moät port coù taùc duïng keùp duøng nhö caùc ñöôøng xuaát nhaäp hoaëc laø byte cao cuûa bus ñòa chæ ñoái vôùi caùc thieát bò duøng boä nhôù môû roäng.
Port 3: töø chaân 10 ñeán chaân 17 (P3.0 _ P3.7). Port 3 laø port coù taùc duïng keùp. Caùc chaân cuûa port naøy
8 0 3 1 E A / V P 3 1 X 1 1 9 X 2 1 8 R E S E T 9 P 3 . 2 1 2 P 3 . 3 1 3 P 3 . 4 1 4 P 3 . 5 1 5 P 1 . 0 1 P 1 . 1 2 P 1 . 2 3 P 1 . 3 4 P 1 . 4 5 P 1 . 5 6 P 1 . 6 7 P 1 . 7 8 P 0 . 0 3 9 P 0 . 1 3 8 P 0 . 2 3 7 P 0 . 3 3 6 P 0 . 4 3 5 P 0 . 5 3 4 P 0 . 6 3 3 P 0 . 7 3 2 P 2 . 0 2 1 P 2 . 1 2 2 P 2 . 2 2 3 P 2 . 3 2 4 P 2 . 4 2 5 P 2 . 5 2 6 P 2 . 6 2 7 P 2 . 7 2 8 P 3 . 7 1 7 P 3 . 6 1 6 P S E N 2 9 A L E / P 3 0 P 3 . 1 1 1 P 3 . 0 1 0 V C C 4 0 V S S 2 0
coù nhieàu chöùc naêng, coù coâng duïng chuyeån ñoåi coù lieân heä ñeán caùc ñaëc tính ñaëc bieät cuûa 8051 nhö ôû baûng sau : Bi t T eân Chöùc n
aêng chuyeån ñoåi P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 RXD TXD I NT0 \ I NT1 \ T0 T1 WR\ RD\
Ngoõ vaøo döõ lieäu noái tieáp.
Ngoõ xuaát döõ lieäu noái tieáp.
Ngoõ vaøo ngaét cöùng thöù 0.
Ngoõ vaøo ngaét cöùng thöù 1.
Ngoõ vaøo TIMER/ COUNTER thöù 0.
Ngoõ vaøo cuûa TIMER/ COUNTER thöù 1.
Tín hieäu ghi döõ lieäu leân boä nhôù ngoaøi.
Tín hieäu ñoïc boä nhôù döõ lieäu ngoaøi.
PSEN (Program store enable):
PSEN laø tín hieäu ngoõ ra coù taùc duïng cho pheùp ñoïc boä nhôù chöông trình môû roäng vaø thöôøng ñöôïc noái ñeán chaân OE\ cuûa Eprom cho pheùp ñoïc caùc byte maõ leänh.
PSEN ôû möùc thaáp trong thôøi gian 8051 laáy leänh. Caùc maõ leänh cuûa chöông trình ñöôïc ñoïc töø Eprom qua bus döõ lieäu, ñöôïc choát vaøo thanh ghi leänh beân trong 8051 ñeå giaûi maõ leänh. Khi 8051 thi haønh chöông trình trong ROM noäi PSEN ôû möùc cao.
ALE (Address Latch Enable):
Khi 8051 truy xuaát boä nhôù beân ngoaøi, Port 0 coù chöùc naêng laø bus ñòa chæ vaø döõ lieäu do ñoù phaûi taùch caùc ñöôøng döõ lieäu vaø ñòa chæ. Tín hieäu ra ALE ôû chaân thöù 30 duøng laøm tín hieäu ñieàu khieån ñeå giaûi ña hôïp caùc ñöôøng ñòa chæ vaø döõ lieäu khi keát noái chuùng vôùi IC choát.
Tín hieäu ôû chaân ALE laø moät xung trong khoaûng thôøi gian port 0 ñoùng vai troø laø ñòa chæ thaáp neân choát ñòa chæ hoaøn toaøn töï ñoäng.
EA\ (External Access): Tín hieäu vaøo EA\ ôû chaân 31 thöôøng ñöôïc maéc leân möùc 1 hoaëc möùc 0. Neáu ôû möùc 1, 8051 thi haønh chöông trình töø ROM noäi. Neáu ôû möùc 0, 8051 thi haønh chöông trình töø boä nhôù môû roäng. Chaân EA\ ñöôïc laáy laøm chaân caáp nguoàn 21V khi laäp trình cho Eprom trong 8051.
RST (Reset): Khi ngoõ vaøo tín hieäu naøy ñöa leân möùc cao ít nhaát 2 chu kyø maùy, caùc thanh ghi beân trong ñöôïc naïp nhöõng giaù trò thích hôïp ñeå khôûi ñoäng heä thoáng. Khi caáp ñieän maïch phaûi töï ñoäng reset.
Caùc ngoõ vaøo boä dao ñoäng X1, X2:
Boä taïo dao ñoäng ñöôïc tích hôïp beân trong 8051. Khi söû duïng 8051, ngöôøi ta chæ caàn noái theâm tuï thaïch anh vaø caùc tuï. Taàn soá tuï thaïch anh thöôøng laø 12 Mh
2.3.2. Caáu truùc beân trong cuûa 8051 1. Sô ñoà khoái beân trong 8051:
T1 T0 Ñieàu khieån ngaét Caùc thanh
ghi khaùc byte RAM128 MRO noäi
Timer 2 Timer 1 Timer 0
CPU
Oscillator Ñieàu khieån bus Caùc port I/O Port noái tieáp Port noái tieáp Timer 0 Timer 1 Timer 2 INT0 INT1 EA RST PSEN ALE P0 P2 P1 P3 TxD RxD T2 EX
7F
RAM ÑA DUÏNG 30 2 F 7F 7E 7D 7C 7B 7A 79 78 2 E 7 7 7 6 7 5 7 4 7 3 7 2 7 1 7 0 2 D 6F 6 E 6 D 6 C 6 B 6 A 6 9 6 8 2 C 67 66 65 46 63 62 61 60 2 B 5F 5 E 5 D 5 C 5 B 5 A 5 9 5 8 2 A 57 56 55 45 53 52 51 50 2 9 4F 4E 4D 4C 4B 4A 49 48 2 8 4 7 4 6 4 5 4 4 4 3 4 2 4 1 4 0 2 7 3F 3E 3D 3C 3B 3A 39 38 2 6 37 36 35 43 33 32 31 30 2 5 2F 2 E 2 D 2 C 2 B 2 A 2 9 2 8 2 4 27 26 25 42 23 22 21 20 2 3 1F 1E 1D 1C 1B 1A 19 18 2 2 1 7 1 6 1 5 1 4 1 3 1 2 1 1 1 0 2 1 0F 0E 0D 0C 0B 0A 09 08 2 0 07 06 05 40 03 02 01 00 1F BANK 3 18 17 BANK 2 10 0F BANK 1 08 07 F 0 F7 F6 F5 F4 F3 F2 F1 F0 E 0 E7 E6 E5 E4 E3 E2 E1 E0 D 0 D 7 D 6 6 D 6 C 6 B 6 A 6 9 68 B 8 - - - B C B B B A B 9 B 8 B 0 B 7 B 6 B 5 B 4 B 3 B 2 B 1 B 0 A 8 AF AE AD CA AB AA A9 A8 A 0 A7 A6 A5 4A A3 A2 A1 A0 9
9 Khoâng coù ñòa chæ hoùa töøng bit 9 8 9F 9 E 9 D 9 C 9 B 9 A 9 9 98 9 0 97 9 6 9 5 9 4 9 3 9 2 9 1 90 8 D
Khoâng ñöôïc ñòa chæ hoùa töøng bit
8
C Khoâng ñöôïc ñòa chæ hoùa töøng bit 8
B
Khoâng ñöôïc ñòa chæ hoùa töøng bit
8
A Khoâng ñöôïc ñòa chæ hoùa töøng bit 8
9 Khoâng ñöôïc ñòa chæ hoùa töøng bit 8 8 8F 8 E 8 D 8 C 8 B 8 A 8 9 88 8
7 Khoâng ñöôïc ñòa chæ hoùa töøng bit 8
3 Khoâng ñöôïc ñòa chæ hoùa töøng bit 8
2
Khoâng ñöôïc ñòa chæ hoùa töøng bit
Boä nhôù beân trong 8051 bao goàm ROM vaø RAM. RAM bao goàm nhieàu thaønh phaàn: phaàn löu tröõ ña duïng, phaàn löu tröõ ñòa chæ hoùa töøng bit, caùc bank thanh ghi vaø caùc thanh ghi chöùc naêng ñaëc bieät.
8051 coù boä nhôù theo caáu truùc Harvard: coù nhöõng vuøng nhôù rieâng bieät cho chöông trình vaø döõ lieäu. Chöông trình vaø döõ lieäu coù theå chöùa beân trong 8051 nhöng 8051 vaãn coù theå keát noái vôùi 64 k byte boä nhôù chöông trình vaø 64 k byte boä nhôù döõ lieäu môû roäng.
Ram beân trong 8051 ñöôïc phaân chia nhö sau:
- Caùc bank thanh ghi coù ñòa chæ töø 00H ñeán 1Fh. - Ram ñòa chæ hoùa töøng bit coù ñòa chæ töø 20H
ñeán 2FH.
- Ram ña duïng töø 30H ñeán 7FH.
- Caùc thanh ghi chöùc naêng ñaëc bieät töø 80H ñeán FFH.
-Ram ña duïng:
Moïi ñòa chæ trong vuøng ram ña duïng ñeàu coù theå ñöôïc truy xuaát töï do duøng kieåu ñòa chæ tröïc tieáp hay giaùn tieáp. Ví duï ñeå ñoïc noäi dung oâ nhôù ôû ñòa chæ 5FH cuûa ram noäi vaøo thanh ghi tích luõy A : MOV A,5FH. Hoaëc truy xuaát duøng caùch ñòa chæ giaùn tieáp qua R0 hay R1. Ví duï 2 leänh sau seõ thi haønh cuøng nhieäm vuï nhö leänh ôû treân:
MOV R0, #5FH MOV A , @R0
-Ram coù theå truy xuaát töøng bit:
8051 chöùa 210 bit ñöôïc ñòa chæ hoùa töøng bit, trong ñoù 128 bit chöùa ôû caùc byte coù ñòa chæ töø 20H ñeán 2FH, caùc bit coøn laïi chöùa trong nhoùm thanh ghi chöùc naêng ñaëc bieät.
YÙtöôûng truy xuaát töøng bit baèng phaàn meàm laø moät ñaëc tính maïnh cuûa vi ñieàu khieån noùi chung. Caùc bit coù theå ñöôïc ñaët, xoùa, and, or,… vôùi 1 leänh ñôn. Ngoaøi ra caùc port cuõng coù theå truy xuaát ñöôïc töøng bít laøm ñôn giaûn phaàn meàm xuaát nhaäp töøng bit.
Ví duï ñeå ñaët bit 67H ta duøng leänh sau: SETB 67H.
-Caùc bank thanh ghi:
Boä leänh 8051 hoã trôï 8 thanh ghi coù teân laø R0 ñeán R7 vaø theo maëc ñònh (sau khi reset heä thoáng), caùc thanh ghi naøyôû caùc ñòa chæ 00H ñeán 07H. leänh sau ñaây seõ ñoïc noäi dung ôû ñòa chæ 05H vaøo thanh ghi tích luõy: MOV A, R5.
Ñaây laø leänh 1 byte duøng ñòa chæ thanh ghi. Tuy nhieân coù theå thi haønh baèng leänh 2 byte duøng ñòa chæ tröïc tieáp naèm trong byte thöù 2: MOV A, 05H.
Leänh duøng caùc thanh ghi R0 ñeán R7 thì seõ ngaén hôn vaø nhanh hôn nhieàu so vôùi leänh töông öùng duøng ñòa chæ tröïc tieáp.
Bank thanh ghi tích cöïc baèng caùch thay ñoåi caùc bit trong töø traïng thaùi chöông trình (PSW). Giaû suû thanh ghi thöù 3 ñang ñöôïc truy xuaát, leänh sau ñaây seõ di chuyeån noäi dung cuûa thanh ghi A vaøo oâ nhôù ram coù ñòa chæ 18H: MOV R0, A.
* Caùc thanh ghi coù chöùc naêng ñaëc bieät:
8051 coù 21 thanh ghi chöùc naêng ñaëc bieät (SFR: Special Funtion Register) ôû vuøng treân cuûa RAM noäi töø ñòa chæ 80H ñeán FFH.
Chuù yù: taát caû 128 ñòa chæ töø 80H ñeán FFH khoâng ñöôïc ñònh nghóa, chæ coù 21 thanh ghi chöùc naêng ñaëc bieät ñöôïc ñònh nghóa saün caùc ñòa chæ.
-Thanh ghi traïng thaùi chöông trình:
Thanh ghi traïng thaùi chöông trình PSW (Program Status Word ) ôû ñòa chæ DOH chöùa caùc bít traïng thaùi nhö baûng sau: Bit Kyù hieäu Ñòa chæ YÙ nghóa
PSW.7 PSW.6 PSW.5 PSW.4 PSW.3 PSW.2 PSW.1 PSW.0 CY AC F0 RS1 RS0 0V _ P D7H D6H D5H D4H D3H D2H D1H D0H Côø nhôù Côø nhôù phuï Côø 0
Bit 1 choïn bank thanh ghi
Bit 0 choïn bank thanh ghi 00=bank 0: ñòa chæ 00H – 07H 01=bank 1: ñòa chæ 08H – 0FH 10=bank 2: ñòa chæ 10H – 1FH 11=bank 3: ñòa chæ 18H –1FH Côø traøn Döï tröõ
Côø parity chaün leõ. + Côø nhôù :
C = 1 neáu pheùp toaùn coäng coù traøn hoaëc pheùp toaùn tröø coù möôïn vaø ngöôïc laïi C = 0. Ví duï neáu thanh ghi A coù giaù trò FF thì leänh sau:
ADD A, #1
Pheùp coäng naøy coù traøn neân bit C = 1 vaø keát quaû trong thanh ghi A = 00H
Côø nhôù coù theå xem laø thanh ghi 1 bit cho caùc leänh luaän lyù thi haønh treân bit. ANL C, 25H
+ Côù nhôù phuï:
Khi coäng caùc soá BCD, côø nhôù phuï AC = 1 neáu keát quaû 4 bit thaáp trong khoaûng 0AH ñeán 0FH. Ngöôïc laïi AC = 0.
+ Côø 0:
Côø 0 laø moät bit côø ña duïng daønh cho caùc öùng duïng cuûa ngöôøi duøng.
+ Caùc bit choïn bankthanh ghi truy xuaát:
Caùc bit choïn bank thanh ghi (RS0 vaø RS1) xaùc ñònh bank thanh ghi ñöôïc truy xuaát. Chuùng ñöôïc xoùa sau khi reset heä thoáng vaø ñöôïc thay ñoåi baèng phaàn meàm
neáu caàn. Ví duï leänh sau cho pheùp bank thanh ghi 3 vaø di chuyeån noäi dung cuûa bank thanh ghi R7 (ñòa chæ bye 1FH) vaøo thanh ghi A:
SETB RS1 SETB RS0 MOV A,R7 -Thanh ghi B:
Thanh ghi B ôû ñòa chæ F0H ñöôïc duøng cuøng vôùi thanh ghi tích luõy A cho caùc pheùp toaùn nhaân vaø chia. Leänh MUL AB seõ nhaân caùc giaù trò khoâng daáu 8 bit trong A vaø B roài traû keát quaû veà 16 bit trong A (byte thaáp) vaø B (byte cao). Leänh DIV AB seõ chia A cho B roài traû keát quaû nguyeân trong A vaø phaàn dö trong B. thanh ghi cuõng coù theå xem nhö thanh ghi ñeäm ña duïng.
-Con troû ngaên xeáp:
Con troû ngaên xeáp SP laø moät thanh ghi 8 bit ôû ñòa chæ 18H. Noù chöùa ñòa chæ cuûa byte döõ lieäu hieän haønh treân ñænh cuûa ngaên xeáp. Caùc leänh treân
ngaên xeáp bao goàm caùc leänh caát döõ lieäu vaøo ngaên xeáp vaø laáy döõ lieäu ra khoûi ngaên xeáp. Leänh caát döõ lieäu vaøo ngaên xeáp seõ laøm taêng SP tröôùc khi ghi döõ lieäu vaø leänh laáy döõ lieäu ra khoûi ngaên xeáp seõ laøm giaûm SP. Ngaên xeáp cuûa 8051 ñöôïc giöõ trong ram noäi vaø giôùi haïn caùc ñòa chæ coù theá truy xuaát baèng ñòa chæ giaùn tieáp, chuùng laø 128 byte ñaàu cuûa 8051
Ñeå khôûi ñoäng SP vôùi ngaên xeáp baét ñaàu taïi ñòa chæ 60 H, caùc leänh sau ñaây ñöôïc duøng:
MOV SP,#5FH
Khi reset 8051, SP seõ mang giaù trò maëc ñònh laø 07H vaø döõ lieäu ñaàu tieân seõ ñöôïc caát vaøo oâ nhôù ngaên xeáp coù ñòa chæ laø 08 H. Ngaên xeáp ñöôïc truy xuaát tröïc tieáp baèng caùc leänh PUSH vaø POP ñeå löu tröõ taïm thôøi vaø laáy laïi döõ lieäu hoaëc truy xuaát ngaàm baèng leänh goïi chöông trình con ACALL,LCALL vaø caùc leänh trôû veà (RET. RETI) ñeå löu tröõ giaù trò cuûa boä ñeám chöông trình khi baét ñaàu thöïc hieän chöông trình con vaø laáy laïi khi keát thuùc chöông trình con.
Con troû döõ lieäu DPTR ñöôïc duøng ñeå truy xuaát boä nhôù ngoaøi laø moät thanh ghi 16 bit ôû ñòa chæ 82H (DPL: byte thaáp) vaø 83H (DPH: byte cao). 3 leänh sau seõ ghi 55H vaøo ram ngoaøi ôû ñòa chæ 1000H:
MOV A,#55H
MOV DPTR, #1000H MOVX @DPTR,A -Caùc thanh ghi port xuaát nhaäp:
Caùc port cuûa 8051 bao goàm port 0 ôû ñòa chæ 80H, port 1 ôû ñòa chæ 90H, port 2 ôû ñòa chæ A0H, vaø port3 ôû ñòa chæ B0H. taát caû caùc port naøy ñeàu coù theå truy xuaát töøng bit neân raát thuaän tieän trong khaû naêng giao tieáp.
-Caùc thanh ghi timer:
8051 coù chöùa 2 boä ñònh thôøi/ ñeám 16 bit ñöôïc duøng cho vieäc ñònh thôøi hoaëc ñeám söï kieän. Timer 0 ôû ñòa chæ 8AH (TL0: byte thaáp) vaø 8CH (TH0: byte cao). Timer 1 ôû ñòa chæ 8BH (TL1: byte thaáp) vaø 8DH (TH1: byte cao). Vieäc khôûi ñoäng timer ñöôïc Set bôûi Timer Mode (TMOD) ôû ñòa chæ 89H vaø thanh ghi ñieàu khieån timer (TCON) ôû ñòa chæ 88H, chæ coù TCON ñöôïc ñòa chæ hoùa töøng bit.
-Caùc thanh ghi port noái tieáp:
8051 chöùa moät port noái tieáp daønh cho vieäc trao ñoåi thoâng tin vôùi caùc thieát bò noái tieáp nhö maùy tính, modem hoaëc giao tieáp noái tieáp vôùi caùc IC khaùc. Moät thanh ghi goïi laø boä ñeäm döõ lieäu noái tieáp (SBUF) ôû ñòa chæ 99H seõ giöõ caû 2 döõ lieäu truyeàn vaø döõ lieäu nhaän. Khi truyeàn döõ lieäu thì ghi leân SBUF, khi nhaän döõ lieäu thì ñoïc SBUF. Caùc mode vaän haønh khaùc nhau ñöôïc laäp trình qua thanh ghi ñieàu khieån port noái tieáp SCON ôû ñòa chæ 98H.
-Caùc thanh ghi ngaét :
8051 coù caáu truùc 5 nguoàn ngaét, 2 möùc öu tieân. Caùc ngaét bò caám sau khi reset heä thoáng vaø seõ ñöôïc cho pheùp baèng vieäc ghi thanh ghi cho pheùp ngaét (IE) ôû ñòa chæ A8H, caû 2 thanh ghi ñöôïc ñòa chæ hoùa töøng bit.
Thanh ghi ñieàu khieån coâng suaát (PCON) ôû ñòa chæ 87H chöùa caùc bit ñieàu khieån.
-Tín hieäu Reset:
8051 coù ngoõ vaøo reset RST taùc ñoäng ôû möùc cao trong khoaûng thôøi gian 2 chu kyø, sau ñoù xuoáng möùc thaáp ñeå 8051 baét ñaàu laøm vieäc. RST coù theå kích baèng tay baèng moät phím nhaán thöôøng môû, sô ñoà maïch reset nhö hình treân (hình a)
sau khi reset heä thoáng ñöôïc toùm taét nhö sau:
Thanh ghi Noäi dung
Ñeám chöông trình PC
Thanhghi tích luõy A
Thanh ghi B
Thanh ghi traïng thaùi
SP DPTR
Port 0 ñeán Port 3
IP IE
Caùc thanh ghi ñònh thôøi 0000H 00H 00H 00H 07H 0000H FFH XXX0000 B 0XX00000 B 00H
Thanh ghi quan troïng nhaát laø thanh ghi boä ñeám chöông trình PC ñöôïc Reset taïi ñòa chæ 0000H. Khi ngoõ vaøo RST xuoáng möùc thaáp, chöông trình luoân baét ñaàu taïi ñòa chæ 0000H cuûa boä nhôù chöông trình. Noäi dung cuûa Ram trong chip khoâng bò hay ñoåi bôûi taùc ñoäng cuûa ngoõ vaøo Reset
2.3.3.Hoaït ñoäng thanh ghi TIMER
8051 coù hai timer 16 bit, moãi timer coù boán caùch laøm vieäc. Ngöôøi ta söû duïng caùc timer ñeå:
- Ñònh khoaûng thôøi gian. - Ñeám söï kieän.
- Taïo toác ñoä baud cho port noái tieáp trong 8051. Trong caùc öùng duïng ñònh khoaûng thôøi gian, ngöôøi ta laäp trình timer ôû nhöõng khoaûng ñeàu ñaën vaø ñaët côø traøn timer. Côø ñöôïc duøng ñeå ñoàng boä hoùa chöông trình ñeå thöïc hieän moät taùc ñoäng nhö kieåm tra traïng thaùi cuûa caùc ngoõ vaøo hoaëc göûi söï kieän ra caùc ngoõra. Caùc öùng duïng khaùc coù theå söû duïng vieäc taïo xung nhòp ñeàu ñaën cuûa timer ñeå ño thôøi gian troâi qua giöõa hai söï kieän (ví duï ño ñoä roäng xung ).
Truy xuaát caùc timer cuûa 8051 duøng saùu thanh ghi chöùc naêng ñaëc bieät cho trong baûng sau:
SFR Muïc Ñích Ñòa
chæ
Ñòa chæ hoùa töøng bit
TCON Ñieàu khieån
Timer 88H Coù
TMOD Cheá ñoä Timer 89H Khoâng
TL0 Byte thaáp cuûa
Timer 0 90H Khoâng
TL1 Byte thaáp cuûa Timer 1
91H Khoâng
TH0 Byte cao cuûa
Timer 0 92H Khoâng
TH1 Byte cao cuûa
Caùc thanh ghi chöùc naêng cuûa timer trong 8031.
Thanh ghi cheá ñoä timer (TMOD):
Thanh ghi TMOD chöùa hai nhoùm 4 bit duøng ñeå ñaët cheá ñoä laøm vieäc cho Timer 0, vaø Timer 1.
Bit Teân T
ime r
Moâ taû
7 GATE 1 Bit môû coång, khi leân 1 timer chæ chaïy khi INT1 ôû möùc cao
6 C/T 1 Bit choïn cheá ñoä Count/Timer
1 = boä ñeám söï kieän
0 = boä ñònh khoaûng thôøi gian
5 M1 1 Bit 1 cuûa cheá ñoä mode
4 M0 1 Bit 0 cuûa cheá ñoä mode
3 GATE 0 Bit môû coång, khi leân 1 timer chæ chaïy khi INT0 ôû möùc cao
2 C/T 0 Bit choïn cheá ñoä Count/Timer
1 M1 0 Bit 1 cuûa cheá ñoä mode
0 M0 0 Bit 0 cuûa cheá ñoä mode
Toùm taét thanh ghi chöùc naêng TMOD. Thanh ghi ñieàu khieån timer(TCON)
Thanh ghi TCON chöùa caùc bit traïng thaùi vaø caùc bit ñieàu khieån cho Timer 1, Timer 0.
Bit Kyù
TCON.
7 TF1 8FH Côø baùo traøn timer 1. Ñaët bôûi phaàn cöùng khi traøn, ñöôïc xoùa bôûi phaàn meàm, hoaëc phaàn cöùng khi boä xöû lyù chæ ñeán chöông trình phuïc vuï ngaét.
TCON.
6 TR1 8EH Bit ñieàu khieån timer 1 chaïy ñaët xoùa baèng phaàn meàm ñeå cho timer chaïy ngöng.
TCON.
5 TF0 8DH Côø baùo traøn Timer 0.
TCON.
4 TR0 8CH Bit ñieàu khieån Timer 0 chaïy
TCON. 3
IE1 8BH Côø caïnh ngaét 1 beân ngoaøi. Ñaët bôûi phaàn cöùng khi phaùt hieän moät caïnh xuoáng ôû INT1 xoùa baèng phaàn meàm hoïaêc phaàn cöùng khi CPU chæ ñeán chöông trình phuïc vuï ngaét.
TCON.
2 IT1 8AH Côø kieåu ngaét 1 beân ngoaøi. Ñaët xoùa baèng phaàn meàm ñeå ngaét ngoaøi tích cöïc caïnh xuoáng /möùc thaáp.
TCON. 1
IE0 89H Côø caïnh ngaét 0 beân ngoøai TCON.
0 IT0 88h Côø kieåu ngaét 0 beân ngoaøi
Toùm taét thanh ghi chöùc naêng TCON Khôûi ñoäng vaø truy xuaát thanh ghi timer:
Thoâng thöôøng caùc thanh ghi ñöôïc khôûi ñoäng moät laàn ñaàu ôû chöông trình ñeå ñaët ôû cheá ñoä laøm vieäc ñuùng. Sau ñoù, trong thaân chöông trình, caùc thanh
ghi timer ñöôïc cho chaïy, döøng, caùc bit ñöôïc kieåm tra vaø xoùa, caùc thanh ghi timer ñöôïc ñoïc vaø caäp nhaät…. theo ñoøi hoûi caùc öùng duïng.
TMOD laø thanh ghi thöù nhaát ñöôïc khôûi ñoäng vì noù ñaët cheá ñoä hoaït ñoäng. Ví duï, caùc leänh sau khôûi ñoäng Timer 1 nhö timer 16 bit (cheá ñoä 1) coù xung nhòp töø boä dao ñoäng teân chip cho vieäc ñònh khoaûng thôøi gian:
MOV TMOD, #1B
Leänh naøy seõ ñaët M1 = 1 vaø M0 = 0 cho cheá ñoä 1, C/ T= 0 vaø GATE = 0 cho xung nhòp noäi vaø xoùa caùc bit cheá ñoä Timer 0. Dó nhieân, timer khoâng thaät söï baét ñaàu ñònh thôøi cho ñeán khi bit ñieàu khieån chaïy TR1 ñöôïc ñaët leân 1.
Neáu caàn soá ñeám ban ñaàu, caùc thanh ghi TL1/TH1 cuõng phaûi ñöôïc khôûi ñoäng. Moät khoaûng 100µs coù theå ñöôïc khôûi ñoäng baèng caùch khôûi ñoäng giaù trò cho TH1/TL1 laø FF9CH:
MOV TL1, #9CH MOV TH1, #0FFH
Roài timer ñöôïc cho chaïy baèng caùch ñaët bit ñieàu khieån chaïy nhö sau:
SETB TR1
Côø baùo traøn ñöôïc töï ñoäng ñaët leân 1 sau 100µs. Phaàn meàm coù theå ñôïi trong 100 µs baèng caùch duøng leänh reõ nhaùnh coù ñieàu kieän nhaûy ñeán chính noù trong khi côø baùo traøn chöa ñöôïc ñaët leân 1:
WAIT: JNB TF1, WAIT
Khi timer traøn, caàn döøng timer vaø xoùa côø baùo traøn trong phaàn meàm:
CLR TR1 CLR TF1
2.3.4. Ngaét ( INTERRUPT)
Moät ngaét laø söï xaûy ra moät ñieàu kieän, moät söï kieän maø noù gaây ra treo taïm thôøi thôøi chöông trình chính trong khi ñieàu kieän ñoù ñöôïc phuïc vuï bôûi moät chöông trình khaùc.
Caùc ngaét ñoùng moät vai troø quan troïng trong thieát keá vaø caøi ñaët caùc öùng duïng vi ñieàu khieån. Chuùng cho pheùp heä thoáng ñaùp öùng baát ñoàng boä vôùi moät söï kieän vaø giaûi quyeát söï kieän ñoù trong khi moät chöông trình khaùc ñang thöïc thi.
Toå chöùc ngaét cuûa 8051:
Coù 5 nguoàn ngaét ôû 8031: 2 ngaét ngoaøi, 2 ngaét töø timer vaø 1 ngaét port noái tieáp. Taát caû caùc ngaét theo maëc nhieân ñeàu bò caám sau khi reset heä thoáng vaø ñöôïc cho pheùp töøng caùi moät baèng phaàn meàm.
Khi coù hai hoaëc nhieàu ngaét ñoàng thôøi, hoaëc moät ngaét xaûy ra khi moät ngaét khaùc ñang ñöôïc phuïc vuï, coù caû hai söï tuaàn töï hoûi voøng vaø sô ñoà öu tieân hai möùc duøng ñeå xaùc ñònh vieäc thöïc hieän caùc ngaét. Vieäc hoûi voøng tuaàn töï thì coá ñònh nhöng öu tieân ngaét thì coù theå laäp trình ñöôïc.
- Cho pheùp vaø caám ngaét :
Moãi nguoàn ngaét ñöôïc cho pheùp hoaëc caám ngaét qua moät thanh ghi chöùc naêng ñaët bieät coù ñònh ñòa chæ bit IE ( Interrupt Enable : cho pheùp ngaét ) ôû ñòa chæ A8H. Bit Kyù hieäu Ñòa chæ bit Moâ taû
IE.7 EA AFH Cho pheùp / Caám
toaøn boä
IE.6 _ AEH Khoâng ñöôïc moâ taû
IE.5 ET2 ADH Cho pheùp ngaét töø
Timer 2 (8052)
IE.4 ES ACH Cho pheùp ngaét port
noái tieáp
IE.3 ET1 ABH Cho pheùp ngaét töø
IE.2 EX1 AAH Cho pheùp ngaét ngoaøi 1
IE.1 ET0 A9H Cho pheùp ngaét töø
Timer 0
IE.0 EX0 A8H Cho pheùp ngaét
ngoaøi 0 Toùm taét thanh ghi IE
- Caùc côø ngaét :
Khi ñieàu kieän ngaét xaûy ra thì öùng vôùi töøng loaïi ngaét maø loaïi côø ñoù ñöôïc ñaët leân moät ñeå xaùc nhaän ngaét.
Ngaét Côø Thanh ghi SFR vaø vò trí
bit Beân
ngoaøi 0
IE0 TCON.1
Beân
ngoaøi 1 IE1 TCON.3
Timer 1 TF1 TCON.7 Timer 0 TF0 TCON.5 Port noái tieáp TI SCON.1 Port noái tieáp RI SCON.0
Caùc loïai côø ngaét - Caùc vectô ngaét :
Khi chaáp nhaän ngaét, giaù trò ñöôïc naïp vaøo PC ñöôïc goïi laø vector ngaét. Noù laø ñòa chæ baét ñaàu cuûa ISR cho nguoàn taïo ngaét, caùc vector ngaét ñöôïc cho ôû baûng sau :
Ngaét Côø Ñòa chæ vector Reset heä thoáng RST 0000H Beân ngoaøi 0 IE0 0003H Timer 0 TF0 000BH Beân ngoaøi 1 IE1 0013H Timer 1 TF1 001BH Port noái tieáp TI vaø RI 0023H Timer 2 002BH
Vector reset heä thoáng (RST ôû ñòa chæ 0000H) ñöôïc ñeå trong baûng naøy vì theo nghóa naøy, noù gioáng ngaét : noù ngaét chöông trình chính vaø naïp cho PC giaù trò môùi. 2.4. Khối giao tiếp: dùng transistor điều khiển
2.4.1.Cấu tạo:
Transistor lưỡng cực là cấu trúc bán dẫn 3 lớp có tính dẫn điện bao gồm 3 khối N-P-N hoặc P-N-P ghép xen kẽ nhau tạo thành 2 miền tiếp xúc P-N có tác dụng tương hỗ nhau.
Tuỳ cách sắp xếp theo thứ tự các khối bán dẫn, người ta chế tạo 2 loại Transistor PNP và NPN. N P N N E B C B C E N P N E B C B C E
Ký hiệu:
Miền E (Emiter): đây là miền chất bán dẫn có nồng độ tạp chất cao nhất (cực phát)
Miền B (Bazơ): là miền mà chất bán dẫn có nồng độ tạp chất nhỏ nhất, rất mỏng (cực khiển)
miền C (Collector): là miền bán dẫn có nồng độ tạp chất trung bình (cực thu).
2.4.2.Nguyên lý hoạt động:
Khi ta chưa đặt điện áp ngoài vào cực Transistor (BJT) thì các lỗ trống mang điện tích dương (P) và các điện tử electron mang điện tích âm (N) sẽ nằm cố định tại các miền của nó do sự ngăn cản của các mối liên kết P-N, lúc này dòng qua Transistor xem như bằng không.
Khi đặt các điện áp ngoài vào cực BE và BC sao cho mối nối BE được phân cực thuận, BC phân cực ngược thì: do mối nối BE được phân cực thuận nên các lỗ trống từ miền E tràn sang miền B để kết hợp với các Electron mang điện tích âm của miền B và thành dòng phân cực cho IB. Do
nồng độ tạp chất của miền E rất lớn, trong khi đó tạp chất của miền B rất nhỏ, nên IB có giá trị rất nhỏ. Đồng thời các lỗ trống mang điện tích dương
từ miền E sẽ tràn sang mối tiếp giáp P-N thứ 2 (do độ dày của miền B rất nhỏ), tại mối tiếp giáp thứ 2 các lỗ trống này sẽ được điện trường do điện áp VBE tạo ra đẩy tràn sang miền C và tạo ra dòng điện thứ 2 là IC.
B C E B C E N B P N E C Tên Tên E C B B C E B E C (vỏ)
So với IB thì IC có giá trị lớn hơn rất nhiều. Khi có dòng IC xuất hiện
nghĩa là Transistor đã hoạt động. 2.4.3.Đặc tuyến của Transistor
Vùng 1: lúc này dòng IB đã xuất hiện nhưng có giá trị rất nhỏ. Vùng
này gọi là vùng ngưng dẫn.
Vùng 2: là vùng IC đã xuất hiện và tăng lên rất nhanh theo dòng IB.
Vùng này gọi là vùng khuếch đại.
Vùng 3: lúc này dòng IC đã đạt đến giá trị cực đại, lúc này nếu IB
yăng lên thì dòng IC cũng không thay đổi, đây là vùng bão hoà. Ta xem như
cực CE nối tắt.
3. Sơ đồ mạch điện
V1 V2 V3
XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0.0/AD0 39 P0.1/AD1 38 P0.2/AD2 37 P0.3/AD3 36 P0.4/AD4 35 P0.5/AD5 34 P0.6/AD6 33 P0.7/AD7 32 P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.7/RD 17 P3.6/WR 16 P3.5/T1 15 P2.7/A15 28 P2.0/A8 21 P2.1/A9 22 P2.2/A10 23 P2.3/A11 24 P2.4/A12 25 P2.5/A13 26 P2.6/A14 27 U1 AT89C51 X1 11.0592MHz C1 33p C2 33p VCC VCC R10 330 R11 4.7k D10 LED-BLUE D9 1N4007 Q2 2N2905 PH1 PH2 PH3 PH1 PH2 PH3 4. Chương trình điều khiển : h1 bit p1.0 ph2 bit p1.1 ph3 bit P1.2 org 0000h main: mov tmod,#01h mov p3,#0ffh loop: callchay1s callchay calltat jmp loop
chay1s: jb ph1,exit_chay1s clr p3.0 calldelay1s setb p3.0 exit_chay1s: ret chay: jb ph2,exit_chay clr p3.0 jb ph3,$ setb p3.0 exit_chay: tat: mov p3,#0ffh ret delay1s: mov r7,#20d de1: mov th0,#high(-50000) mov tl0,#low(-50000) setb tr0 jnb tf0,$ clr tr0 clr tf0 djnz r7,de1 ret end CHƯƠNG 3 : KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG ĐỀ NGHỊ 1. Kết quả đạt được : Về cơ bản :
+ Đạt được tương đối chính xác theo yêu cầu của mạch điện + Sơ đồ mạch điện hoàn chỉnh + Nắm bắt được kiến thức cơ bản của môn học 2.Vấn đề tồn đọng : + Mô hình hoạt động còn hạn chế + Tính thực tế chưa cao + Mạch điện còn nghẻo nàn
3. Hướng phát triển :
+ Áp dụng một số thuật toán chọn đường dẫn tối ưu thích hợp hơn nữa để nâng cao khả năng điều khiển của mạch điện
+ Tìm hiểu hơn về tính chất điều khiển của IC khác có tính ứng dụng cao và gọn nhẹ , ít tổn hao năng lượng nguồn cung cấp
+ Nhiên cứu tìm hiểu nhiều hơn về tính năng điều khiển có tích chất cao ở nhiều mức tốc độ khác nhau
Nhóm sinh viên thực hiện LÊ QUỐC BÌNH LƯƠNG VĂN HÀ
Trong mấy chục năm qua , khoa học máy tính và xử lý thông tin có những bước tiến vược bậc và ngày càng có những đóng góp to lớn vào cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật hiện đại
Đặc biệt sự ra đời và phát triển nhanh chóng của kỹ thuật số làm cho ngành điện tử trở nên phong phú và đa dạng hơn
Nó góp phần rất lớn trong việc đưa kỹ thuật hiện đại thâm nhập rộng rãi vào mọi lĩnh vực của hoạt động sản xuất ,kinh tế và đời sống xã hội
Từ những hệ thống máy tính lớn đến nhứng hệ thống máy tính cá nhân , từ những việc điều khiển các máy công nghiệp đến các thiết bị phục vụ đời sống hằng ngày của con người
Với mong muốn tìm hiểu , ứng dụng những tiến bộ của khoa học kỹ thuật hiện đại vào phục vụ sản xuất và phục vụ đời sống con người , hơn nữa được sự hướng dẫn và gíúp đỡ của thầy NGUYỄN THANH BÌNH em đã thực hiện đề tài : ‘Mach điều khiển động cơ DC dùngviđiều khiển 8051 ‘ do trình độ hiểu biết còn hạn chế , nên dù cố gắng hết sức trong việc thực hiện đề tài cũng không tránh khỏi thiếu sót . Mong các thầy cô và bạn đọc chỉ bảo thêm để em hiểu vấn đề được sâu sắc hơn
Sinh viên thực hiện LÊ QUỐC BÌNH LƯƠNG VĂN HÀ
