Thiết kế và thi công hệ thống kit vi điều khiển 8951
PHẦN MỞ ĐẦU
I. KHÁI QUÁT VẤN ĐỀ
Ngày nay kỹ thuật vi điều khiển đã trở nên quen thuộc trong các ngành kỹ thuật và trong dân dụng. Từ các dây chuyền sản xuất lớn đến các thiết bị gia dụng, chúng ta đều thấy sự hiện diện của vi điều khiển. Các bộ vi điều khiển có khả năng xử lý nhiều hoạt động phức tạp mà chỉ cần một chip vi mạch nhỏ, nó đã thay thế các tủ điều khiển lớn và phức tạp bằng những mạch điện gọn nhẹ, dễ dàng thao tác sử dụng.
Vi điều khiển không những góp phần vào kỹ thuật điều khiển mà còn góp phần to lớn vào việc phát triển thông tin. Đó chính là sự ra đời của hàng loạt thiết bị tối tân trong ngành viễn thông, truyền hình, đặc biệt là sự ra đời của mạng Internet –siêu xa lộ thông tin, góp phần đưa con người đến đỉnh cao của nền văn minh nhân loại.
Chính vì các lý do trên, việc tìm hiểu, khảo sát vi điều khiển là điều mà các sinh viên ngành điện mà đặc biệt là chuyên ngành kỹ thuật điện-điện tử phải hết sức quan tâm. Đó chính là một nhu cầu cần thiết và cấp bách đối với mỗi sinh viên, đề tài này được thực hiện chính là đáp ứng nhu cầu đó.
Các bộ điều khiển sử dụng vi điều khiển tuy đơn giản nhưng để vận hành và sử dụng đươc lại là một điều rất phức tạp. Phần công việc xử lý chính vẫn phụ thuộc vào con người, đó chånh là chương trình hay phần mềm. Tuy chúng ta thấy các máy tính ngày nay cực kỳ thông minh, giải quyết các bài toán phức tạp trong vài phần triệu giây, nhưng đó cũng là dựa trên sự hiểu biết của con người. Nếu không có sự tham gia của con người thì hệ thống vi điều khiển cũng chỉ là một vật vô tri. Do vậy khi nói đến vi điều khiển cũng giống như máy tính bao gồm 2 phầân là phần cứng và phần mềm.
Các bộ vi điều khiển theo thời gian cùng với sự phát triển của công nghệ bán dẫn đã tiến triển rất nhanh, từ các bộ vi điều khiển 4 Bit đơn giản đến các bộ vi điều khiển 32 Bit. Với công nghệ tiên tiến ngày nay các máy tính có thể đi đến việc suy nghĩ, tri thức các thông tin đưa vào, đó là các máy tính thuộc thế hệ trí tuệ nhân tạo.
Mặc dù vi điều khiển đã đi được những bước dài như vậy nhưng để tiếp cận được với kỹ thuật này không thể là một việc có được trong một sớm một chiều. Việc hiểu được cơ chế hoạt động của bộ vi điều khiển 8 Bit là cơ sở để chúng ta tìm hiểu và sử dụng các bộ vi điều khiển tối tân hơn, đây chính là bước đi đầu tiên khi chúng ta muốn xâm nhập sâu hơn vào lĩnh vực này.
Để tìm hiểu bộ vi điều khiển một cách khoa học và mang lại hiệu quả cao làm nền tản cho việc xâm nhập vào những hệ thống tối tân hơn. Việc trang bị những kiến thức về vi điều khiển cho sinh viên là hết sức cần thiết. Xuất phát từ thực tiển này em đã đi đến quyết định Thiết kế và thi công hệ thống Kit Vi Điều Khiển 8951. Nhằm đáp ứng nhu cầu ham muốn học hỏi của bản thân.
II.GIỚI HẠN VẤN ĐỀ
Do thời gian nghiên cứu và thực hiện đề tài chỉ giới hạn trong vòng 7 tuần lễ, vốn kiến thức và việc tìm hiểu sâu về một hệ vi điều khiển còn hạn chế, luận án này chỉ thực hiện trong phạm vi sau:
* Phần I : Giới thiệu các linh kiện sử dụng trong mạch
* Phần II : Thiết kế và thi công phần cứng .
* Phần III : Thiết kế phần mềm
* Phần IV : Phụ lục
III. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Dựa trên cơ sở của các đề tài vi xử lý và vi điều khiển, đặc biệt là các tính năng của chúng cũng như các họ IC giao tiếp, hiển thị và giải mã , nhằm thiết kế một hệ thống vi điều khiển góp phần làm phong phú thêm cho việc hiểu biết về lĩnh vực này đồng thời có thể mở rộng và định hướng cho những đề tài sau.
19 trang |
Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 2687 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem nội dung tài liệu Thiết kế và thi công hệ thống kit vi điều khiển 8951, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Ñ
S
BEGIN
KHÔÛI TAÏO 8279
ÑAËT ÑÒA CHÆ NGAÊN XEÁP
KHÔÛI TAÏO ÑÒA CHÆ ÑAÀU CHÖÔNG TRÌNH
DÒCH CHUYEÅN DÖÕ LEÄU RA 8 OÂ NHÔÙ ÑEÅ HIEÅN THÒ
GOÏI CHÖÔNG TRÌNH CON QUEÙT PHÍM
PHÍM CHÖÙC NAÊNG
GOÏI CHÖÔNG TRÌNH XÖÛ LYÙ PHÍM CHÖÙC NAÊNG
GOÏI CHÖÔNG TRÌNH CON DÒCH CHUYEÅN DÖÕ LEÄU TRONG MOÄT OÂ NHÔÙ SANG OÂ NHÔÙ KEÁ
DÒCH CHUYEÅN DÖÕ LIEÄU RA 8 OÂ NHÔÙ ÑEÅ HIEÅN THÒ
LÖU ÑOÀ CHÖÔNG TRÌNH CHÍNH ÑIEÀU KHIEÅN KIT VI ÑIEÀU KHIEÅN 8951
BEGIN
ÑAËT ÑÒA CHÆ KHÔÛI TAÏO
GÖÛI TÖØ ÑIEÀU KHIEÅN ÑEÅ ÑAËT CHEÁ ÑOÄ QUEÙT PHÍM HIEÅN THÒ LOÁI VAØO PHAÛI 8 LED
ÑAËT TAÀN SOÁ XUNG NGOÕ VAØO 8279
XOÙA RAM FIFO, RESET NGAÉT
ÑOÏC DÖÕ LIEÄU VAØO RAM
XUAÁT DÖÕ LEÄU TÖØ RAM RA ÑEÅ HIEÅN THÒ
END
LÖU ÑOÀ CHÖÔNG TRÌNH KHÔÛI TAÏO 8279
LÖU ÑOÀ CHÖÔNG TRÌNH HIEÅN THÒ
BEGIN
CAÁT NOÄI DUNG CUÛA VUØNG MAÕCOÙ ÑÒA CHÆ LAØ 0200h
ÑÒA CHÆ HIEÅN THÒ LED ÑAÀU TIEÂN
SOÁ LED
TAÊNG ÑÒA CHÆ CUAÛ LED
HIEÅN THÒ LED KEÁ
SOÁ LED = 8?
LAÁY LAÏI NOÄI DUNG CUÛA OÂ NHÔÙ 0200H
END
Ñ
S
LÖU ÑOÀ CHÖÔNG TRÌNH XÖÛ LYÙ PHÍM CHÖÙC NAÊNG
Löu ñoà phím key- up
BEGIN
PHÍM
[31H] DPL
[30H] DPH
[37H] DPTR
TAÊNG ÑÒA CHÆ LEÂN 1
LAÁY 1 BYTE MÔÙI
[DPL] 31H
[DPH] 30H
CHUYEÅN NOÄI DUNG CUÛA BYTE DATA MÔÙIVAØO OÂ NHÔÙ 0033H
CHUYEÅN DÖÕ LIEÄU RA 8 OÂ NHÔÙ ÑEÅ HIEÅN THÒ
XOÙA 2 OÂ NHÔÙ 33H,32H
TRÔÛ LAÏI CHÖÔNG TRÌNH QUEÙT PHÍM
S
Ñ
X9
Löu ñoà phím key- down
BE GIN
PHÍM
[31H] DPL
[32H] DPH
GIAÛM ÑÒA CUÛA DPL ÑI 1
CHUYEÅN ÑÒA CHÆ CUÛA DPL VAØO R5
R5 = FF?
GIAÛM ÑÒA CHÆ CUÛA DPH ÑI 1
NHAÛY VEÀ X9
S
Ñ
Ñ
S
Phím chöùc naêng s
BE GIN
PHÍM S
[33H] DPL
[32H] DPH
NHAÛY VEÀ X9
S
Ñ
NHAÛY VEÀ CHÖÔNG TRÌNH XÖÛ LYÙ PHÍ M CHÖÙC NAÊNG
NHAÛY VEÀ CHÖÔNG TRÌNH XÖÛ LYÙ PHÍM CHÖÙC NAÊNG
Löu ñoà phím G
BEGIN
PHÍM G
LÖU TRÖÕ MAÕ CUÛA LEÄNH NHAÛY VAØO OÂ NHÔÙ 5FF2H
FF 40H
[5FF1H] 5FF3H
[5FF0H] 5FF4H
FF 0A8H
NHAÛY VEÀ CHÖÔNG TRÌNH XÖÛ LYÙ PHÍ M CHÖÙC NAÊNG
RUN
Ñ
S
Löu ñoà phím p
BEGIN
PHÍM P
LÖU TRÖÕ MAÕ CHÖÕ P VAØ CHÖÕ C
[48H] 3AH
GOÏI CHÖÔNG TRÌNH CON VVV-1
GOÏI CHÖÔNG TRÌNH HIEÅN THÒ
LÖU TRÖÕ ÑÒA CHÆ 4000H
[32H] DPTR
F0 40H
NHAÛY VEÀ CHÖÔNG TRÌNH XÖÛ LYÙ PHÍ M CHÖÙC NAÊNG
XOÙA HAI OÂ NHÔÙ 32H VAØ 33H
S
Ñ
Löu ñoà chöông trình Covert
LÖU TRÖÕ MAÕ VAØO R0
LAÁY NOÄI DUNG OÂ NHÔÙ 32 H VAØ
CHUYEÅN 4 BIT CAO THAØNH 4 BIT THAÁP
LAÁY NOÄI DUNG OÂ NHÔÙ 33 H VAØ
CHUYEÅN 4 BIT CAO THAØNH 4 BIT THAÁP
LÖU TRÖÕ MAÕ VAØO A
TRAO ÑOÅI 4 BIT THAÁP CUÛA AVAØ R0
LÖU TRÖÕ MAÕ VAØO OÂ NHÔÙ 33H
XOÙA 4 BIT THAÁP CUÛA A
BEGIN
CAÁT NOÄI DUNG CUÛA THANH GHI A
LAÁY LAÏI NOÄI DUNG THANH GHI A
TRAO LAÏI NOÄI DUNG CUÛA R0 VAØO
OÂ NHÔÙ 32H
END
LÖU ÑOÀ CHÖÔNG TRÌNH QUYEÙT PHÍM
BEGIN
GOÏI CHÖÔNG TRÌNH AÉT ÑAÀU TAÏI ÑÒA CHÆ 0023H
CAÁT TAÏM MAÕ PHÍMAÁN
NOÄI DUNG OÂ NHÔÙ 40H
AND [40H]
KQ = 0 ?
TRAO LAÏI MAÕ PHÍM
END
S
Ñ
Löu ñoà key - 16
BEGIN
GOÏI CHÖÔNG TRÌNH BAÉT ÑAÀU TAÏI ÑÒA CHÆ 0047H
TAÊNG MAÕ PHÍM LEÂN 1
CAÁT TAÏM MAÕ PHÍMAÁN
KQ = 0 ?
LAÁY NOÄI DUNG OÂ NHÔÙ 41H
AND [41H]
Löu ñoà key - 23
KQ = 0 ?
GIAÛM KEÁT QUÛA ÑI 1
LÖU MAÕ VAØO OÂ NHÔÙ 41H
TRAO LAÏI MAÕ PHÍM
END
FF ®A
S
S
Ñ
Ñ
LÖU ÑOÀ CHÖÔNG TRÌNH QUYEÙT PHÍM
BEGIN
KHÔÛI TAÏO 8279 VAØ LAÁY MOÄT MAÕ
AND 0F
KQ = 0 ?
ÑOÅI THAØNH MAÕ GÍA TRÒ
CAÁT TAÏM MAÕ GÍA TRÒ
Löu ñoà key - 47
XOÙA DISPLAY WRITE RAM
TRAO LAÏI MAÕ GÍA TRÒ ÑEÅ HIEÅN THÒ
CALL DELAY
TRAO LAÏI MAÕ PHÍM
FF ®A
S
Ñ
END
[38H]®R1
COPPY NOÄI DUNG VUØNG NHÔÙ 30H-33H
SANG VUØNG NHÔÙ 34H-37H
LÖU TRÖÕ NOÄI DUNG VUØNG NHÔÙ COÙ ÑÒA CHÆ 0200H
[40H]®R2
[R0 ]®A
CAÁT NOÄI DUNG CHÖÙA TRONG THANH GHI A
R0 +1
BEGIN
[34H]®R0
GOÏI CHÖÔNG TRÌNH 4-X
CHUYEÅN 4BIT CAO CUÛA A THAØNH 4 BIT THAÁP
END
LAÁY LAÏI NOÄI DUNG THANH GHI A
GOÏI CHÖÔNG TRÌNH 4-X
R1=40 ?
GOÏI CHÖÔNG TRÌNH HIEÅN THÒ
S
Ñ
LÖU ÑOÀ CHÖÔNG TRÌNH CHUYEÅN 4 OÂ NHÔÙ THAØNH 8 OÂ NHÔÙ
CAÁT TAÏM VAØO R3
LÖU TRÖÕ NOÄI DUNG VAØO THANH GHI A
ÑAËT BIT CARRY ( C )
[40H]®A
XOAY TRAÙI NOÄI DUNG A QUA C
KEÁT QUÛA ÑÖA VAØO OÂ NHÔÙ 40H
TRAO LAÏI NOÄI DUNG CHÖÙA TRONG R3 TRONG A
BEGIN
AND 0F ( ÑEÅ AÁY 4BIT THAÁP)
CHUYEÅN NOÄI DUNG CUÛA A SANG R1
END
R1 + 1
XOÙA BIT CARRY
C = 0 ?
S
Ñ
LÖU ÑOÀ CHÖÔNG TRÌNH 4 -X
XOÙA 4 LED DÖÕ LIEÄU
END
LÔØI CAÛM TAÏ
Qua thôøi gian laøm ñeà taøi, em ñaõ hoaøn thaønh taäp luaän aùn ñuùng thôøi gian qui ñònh cuûa nhaø tröôøng. Keát quaû naøy ñaït ñöôïc laø nhôø söï daïy doã nhieät tình cuûa quyù Thaày-Coâ trong suoát 4 naêm qua, cuøng söï taän tình cuûa thaày höôùng daãn vaø söï noã löïc cuûa baûn thaân.
Em xin chaân thaønh caûm ôn Thaày NGUYEÃN ÑÌNH PHUÙ ñaõ tröïc tieáp höôùng daãn cuøng quùy Thaày coâ trong khoa Ñieän tröôøng Ñaïi hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät ñaõ giuùp em hoaøn thaønh luaän vaên toát nghieäp naøy.
Toâi xin chaân thaønh caûm ôn söï ñoùng goùp yù kieán cuûa taát caû caùc baïn.
TP.HCM Ngaøy 25 thaùng 02 naêm 2000
Sinh vieân thöïc hieän:
Nguyeãn Hoøa Bình
MUÏC LUÏC
PHAÀN A : GIÔÙI THIEÄU
LÔØI CAÛM TAÏ
LÔØI GIÔÙI THIEÄU
PHAÀN B : NOÄI DUNG
PHAÀN MÔÛ ÑAÀU
I . Khaùi Quaùt Vaán Ñeà Trang 1
II . Giôí Haïn Vaán Ñeà Trang 2
III . Muïc Tieâu Nghieân Cöùu Trang 3
PHAÀN I : GIÔÙI THIEÄU CAÙC LÍNH KIEÄN SÖÛ DUÏNG
TRONG MAÏCH
CHÖÔNG I : KHAÛO SAÙT VI ÑIEÀU KHIEÅN 8951 Trang 3
I . Giôùi thieäu caáu truùc phaàn cöùng hoï mcs – 51(8951) Trang 3
II . Khaûo saùt sô ñoà chaân cuûa 8951 vaø chöùc naêng
Töøng Chaân Trang 5
III . Caáu truùc beân trong vi ñieàu khieån 8951 Trang7
IV . Hoaït ñoäng cuûa boä ñònh thôøi(timer) Trang 18
CHÖÔNG II : GIAO TIEÁP VÔÙI MAÙY TÍNH Trang 27
I. Caùc phöông phaùp ñieàu khieån vaøo ra Trang 27
Sô löôïc vaø caùch giao tieáp maùy tính vaø
thieát bò ngoïai vi Trang 29
CHÖÔNG III : KHAÛO SAÙT VI MAÏCH 8279 QUEÙT PHÍM
VAØ HIEÅN THÒ Trang 31
I . Caáu truùc ic 8279 Trang 31
II. Caáu truùc phaàn meàm Trang 32
CHÖÔNG IV : KHAÛO SAÙT VI MAÏCH GIAO TIEÁP
NGOAÏI VI 8255A Trang 37
I. Caáu truùc phaàn cöùng Trang 37
II . Caáu truùc phaàn meàm Trang 40
PHAÀN II : THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG PHAÀN CÖÙNG
CHÖÔNG I : THIEÁT KEÁ PHAÀN CÖÙNG ,TÍNH TOAÙN Trang 45
I khoái toùm taét thieát keá Trang 45
II . Chöùc naêng cuûa töøng khoái Trang 45
III. Thieát keá vaø phaân tích nguyeân lyù hoaït
ñoäng theo töøng khoái Trang 46
CHÖÔNG II : THI COÂNG HEÄ THOÁNG Trang 64
I. thieát keá maïch in Trang 64
II . Kieåm tra maïch in Trang64
III. Laép raùp maïch in Trang 65
IV . Giai ñoaïn haøn chì Trang 65
V. Hình daïng beân ngoaøi vaø caùch söû duïng Trang65
PHAÀN III: THIEÁT KEÁ PHAÀN MEÀM
CHÖÔNG I : MOÂ TAÛ CAÁU TRUÙC PHAÀN MEÀM Trang 68
I . Thuaät giaûi Trang 68
II . Thao taùc Trang 69
CHÖÔNG II : XAÂY DÖÏNG CHÖÔNG TRÌNH
HEÄ THOÁNG Trang 71
I . Giaûi thuaät cuûa heä thoáng kit vi ñieàu khieån 8951 Trang 71
II. Chöông trình monitor Trang 84
PHAÀN IV : PHUÏ LUÏC
CHÖÔNG I: TAÄP LEÄ CUÛA VI ÑIEÀU KHIEÅN 8951 Trang 96
CHÖÔNG II: KHAÛO SAÙT CAÙC IC SÖÛ DUÏNG………………… Trang 108
LÔØI GIÔÙI THIEÄU
Cuøng vôùi söï tieán boä cuûa khoa hoïc vaø coâng ngheä, caùc thieát bò ñieän-ñieân töû ñaõ vaø ñang ñöôïc öùng duïng roäng raûi trong haàu heát caùc lónh vöïc kinh teá, kyõ thuaät, cuõng nhö trong ñôøi soáng xaõ hoäi.
Vieäc ñöa caùc thieát bò vi xöû lyù,vi ñieàu khieån vaøo ñieàu khieån caùc cô caáu hoaït ñoäng maùy moùc, thieát bò ñieän töû ngaøy nay khoâng coøn laø vaán ñeà nan giaûi nöûa maø ngöôïc laïi chính noù coøn giuùp cho ta ñaït ñöôïc hieäu quaû raát cao, nhanh choùng vaø kinh teá trong coâng vieäc. Bôûi vaäy, vieäc hoïc taäp vaø nghieân cöùu vi ñieàu khieån hay vi xöû lyù laø coâng vieäc heát söùc quan troïng ñoái vôùi sinh vieân chuyeân ngaønh ñieän töû ñeå coù theå baét kòp vôùi coâng ngheä tieân tieán ngaøy nay.
Ñaëc bieät ñeå kieán thöùc khoâng bò mai moät vaø söï truyeàn ñaït cuûa quyù Thaày-Coâ ñöôïc thöïc tieån hôn, ñoàng thôøi ñöôïc söï ñoàng yù cuûa khoa vaø giaùo vieân höôùng daãn, em ñaõ tìm hieåu vaø thi coâng ñeà taøi “THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG HEÄ THOÁNG KIT VI ÑIEÀU KHIEÅN 8951”.
Taäp luaän aùn bao goàm 4 phaàn:
Phaàn I : Giôùi thieäu caùc linh kieän söû duïng.
Phaàn II :Thieát keá vaø thi coâng phaàn cöùng.
Phaàn III:Thieát keá phaàn meàm.
Phaàn IV: Phuï luïc
Laàn ñaàu tieân thöïc hieän nghieân cöùu moät ñeà taøi vaø trong thôøi gian ngaén. Do vaäy ñeà taøi naøy chaéc chaén coøn raát nhieàu haïn cheá, em raát mong nhaän ñöôïc nhöõng goùp yù chaân tình vaø thaúng thaén cuûa quùy Thaày-Coâ vaø caùc baïn sinh vieân ñeå taäp luaän aùn naøy ñöôïc hoaøn haûo hôn.
TP.HCM Ngaøy 25 thaùng 02 naêm 2000
Sinh vieân thöïc hieän
Nguyeãn Hoøa Bình
