II.10 Giao diện truyền tin nối tiếp

Đồ án tốt nghiệp

- Khi nhận dữ liệu: Mode 0 phải có điều kiện RI=0 và REN =0.

- Các chế độ khác Nếu bit REN = 1 thì bit start bắt đầu được nhận.

Chế độ truyền đa kênh:

Trong chế độ 2 và 3 còn được dùng cho việc truyền đa kênh, trong chế độ

này thì bit dữ liệu nhận được còn bit 9 được chuyển vào RB8 sau đó là bit Stop.

Cổng được lập trình sao cho khi bit Stop nhận được thì ngắt nối tiếp được tích

cực khi RB8 = 1. Nét đặc trưng là cho phép đặt bit SM2 trong SCON, bằng cách

này cho phép sử dụng chế độ truyền đa kênh.

Khi trạm chủ(MASTER) muốn gửi một gói dữ liệu tới một trong các trạm

tớ (SLAVE), đầu tiên trạm chủ gửi một byte địa chỉ để xác nhận trạm tớ nào

chuẩn bị nhận dữ liệu. Byte địa chỉ này khác với byte dữ liệu là trong byte địa

chỉ thì bit thứ 9 bằng 1 còn trong byte dữ liệu thì bit thứ 9 bằng 0. Khi SM2 = 1

thì khơng có trạm tớ nào bị ngắt khi đang truyền dữ liệu, tuy nhiên với byte địa

chỉ thì tất cả đều bị ngắt. Vì vậy trạm tớ lúc nào cũng phải kiểm tra xem byte

nhận được và xem nó có phải địa chỉ của mình nhận được hay khơng. Nếu

khơng phải địa chỉ của mình nó vẫn đặt SM2 đồng thời báo bận và bỏ qua các

byte dữ liệu đến. Bit SM2 khơng có tác dụng trong Mode 0, trong Mode 1 có thể

dùng để kiểm tra giá trị của bit Stop. Khi nhận nếu SM2=1 thì ngắt nhận sẽ

khơng có tác dụng trừ khi bit Stop đựoc nhận.

Tốc độ Baud trong truyền nối tiếp

Đối với Mode 0:

Tèc ®é trun : Baud rate =



1

12



lÇn tÇn sè xung th¹ch anh



Đối với Mode 2:

2 SMOD

Tèc ®é trun : Baud rate =

lÇn tÇn sè xung th¹ch anh.

64

1

SMOD = 0: Baud rate =

lÇn tÇn sè xung th¹ch anh.

64

1

SMOD = 0: Baud rate =

lÇn tÇn sè xung th¹ch anh.

32



Đối với Mode 1, Mode 3:

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội



trang 43



Đồ án tốt nghiệp

Trong hai chế độ này thì phải sử dụng Timer 1 để định tốc độ truyền

Baud.

Khi Timer 1 báo tràn:

2 SMOD

Baud rate =

x(Timer 1 Over Flow Rate ).

32



Khi timer1 sư dơng chÕ ®é ho¹t ®éng tù ®éng n¹p l¹i sè ®Õm khi trµn:

Baud rate =



2

1

*

* tÇn sè xung th¹ch anh.

32 12 * [ 256 − (TH1)]



Việc khởi tạo và điều khiển chế độ hoạt động thơng qua 2 thanh ghi

SCON và PCON.

Thanh ghi SCON ( Serial Port Control Register )

7

SM0



6

SM1



5

SM2



4

REN



3

TB8



2

RB8



1

TI



0

RI



Trong đó:SM0, SM1: dùng để định chế độ truyền nhận nối tiếp.

SM0 SM1 MODE



0

0

0

0

1

1

1

0

2

1

1

3

SM2 : Cho phép truyền đa kênh trong Mode 2, Mode 3.

Mode 1 thì SM2 dùng để kiểm tra giá trị của bit Stop

Mode 0 thì SM2 khơng có tác dụng ( thường thì SM2 = 0).

REN : Cho phép nhận nối tiếp, được đặt và xố bằng phần mềm.

TB8 : Mode 2, Mode3 bit thứ 9 được nhận và chuyển vào

Mode 1: khi SM2 = 0, RB8 là bit stop được nhận.

Mode 0: Khơng sử dụng bit này.



Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội



trang 44



Đồ án tốt nghiệp

TI



: Cờ ngắt khi truyền, được đặt tại phần cứng tại cuối cùng của bit

thứ 8 trong Mode 0 hoặc là khi bắt đầu bit stop trong Mode khác,

bit này phải được xố bằng phần mềm.



RI



: Cờ ngắt khi nhận, được đặt tại phần cứng tại cuối cùng của bit thứ

8 trong Mode 0 hoặc là giữa bit Stop trong Mode khác, bit này phải

được xố bằng phần mềm.



Thanh ghi PCON ( Power Control Register )

7

SMOD



6

---



5

---



4

---



3

GF1



2

GF0



1

PD



0

IDL



Trong đó:

SMOD : Dùng để nhân đơi tốc độ baud

---



: Khơng sử dụng ( Đặt bằng 0 )



---



: Khơng sử dụng ( Đặt bằng 0 )



---



: Khơng sử dụng ( Đặt bằng 0 )



GF1



: Bit cờ cho mục đích chung ( Genral Purpose Flag Bit )



GF0



: Bit cờ cho mục đích chung ( Genral Purpose Flag Bit ).



PD



: Bit tắt nguồn ( Power Down bit ).



IDL



: Bit chế độ Idle ( Idle Mode bit ).



II.11.Các loại lệnh của 8051

Các lệnh của 8051 được chia làm 5 nhóm sau:

- Nhóm các lệnh số học.

- Nhóm các lệnh logic.

- Nhóm các lệnh dịch chuyển dữ liệu.

- Nhóm các lệnh xử lý bit

- Nhóm các lệnh rẽ nhánh chương trình

2.11.1.Các lệnh số học

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội



trang 45



Đồ án tốt nghiệp

Các lệnh số học có 4 khả năng định địa chỉ bit.

Định địa chỉ trực tiếp

Định địa chỉ gián tiếp

Định địa chỉ thanh ghi

Định địa chỉ tức thời.

Tất cả các lệnh số học được thực thi trong mét chu kỳ máy ngoại trừ lệnh

INC, DPTR được thực thi trong hai chu kỳ máy, các lệnh MUL AB và DIV AB

thực thi trong 4 chu kỳ máy

2.11.2.Các lệnh logic.

Nhóm lệnh logic của 8051 thực hiện các phép tốn logic (AND, OR, XOR

và NOT) trên các byte dữ liệu và thực hiện trên từng bit có cùng giá trị vị trí

(trọng số). Các kiểu định địa chỉ cho các lệnh logic cũng giống nh kiểu định địa

chỉ cho các lệnh số học.

Tất cả các lệnh sử dụng thanh chứa A để lưu một tốn hạng sẽ được thực

thi trong mét chu kỳ máy, ngược lại nếu sử dụng thanh ghi khác hoặc byte nhí

thay cho thanh chứa A thì lệnh phải thực thi trong 2 chu kỳ máy.

Các phép tốn logic có thể được thực hiện trên một byte bất kỳ trong bộ

nhớ dữ liệu nội mà khơng cân qua trung gian thanh chứa A. Nó giúp ta nhanh

chóng và dễ dàng đảo mức logic các bit của cổng. Thí dụ lệnh:

XRL P1,#0FFH

Lệnh này thực hiện thao tác đọc - sửa - ghi. 8 bit của cổng 1 được đọc, sau

đó từng bit được XOR với các bit tương ứng (Cùng vị trí) của dữ liệu tức thời.

Sau đó kết quả được lại được ghi trở l¹i Port 1.

2.11.3.Các lệnh di chuyển dữ liệu.

Trong RAM nội:

Các lệnh di chuyển dữ liệu trong Ram nội được thực hiện trong 1 hoặc 2

chu kỳ máy. Dạng lệnh nh sau:

MOV



<đích>,.



Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội



trang 46



Đồ án tốt nghiệp

Lệnh trên cho phép dữ liệu được di chuyển giữa các vị trí của Ram nội

hoặc các thanh ghi chức năng đặc biệt SFR mà khơng cần qua trung gian thanh

chứa A.

Các lệnh chuyển dữ liệu còn bao gồm lệnh MOV 16 bit dùng để khởi

động cong trỏ dữ liệu DPTR cho mục đích tìm các bảng trong bộ nhớ chương

trình hoặc cho mục đích truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngồi 16 bit.

Lệnh hốn đổi nội dung XCH được sử dụng để hốn đổi nội dung thanh

chứa A với nội dung của byte được chỉ ra trong lệnh. Dạng lệnh nh sau:

XCH



A,.



Trong RAM ngồi:

Với các lệnh mà việc di chuyển dữ liệu cho phép dữ liệu được di chuyển

giữa RAM nội với RAM ngồi thì ta phải sử dụng kiểu định địa chỉ gián tiếp.

Các địa chỉ gián tiếp được xác định bằng cách dùng địa chỉ 1 Byte (nh @Ri)

hoặc địa chỉ 2 byte (nh @DPTR). Khi dùng địa chỉ 16 bit thì tất cả 8 bit của Port

2 phải được sử dụng nh byte cao của bus địa chỉ và ta khơng thể sử dụng cổng

này làm cổng xuất/nhập.

Tất cả các lệnh di chuyển dữ liệu hoạt động trên bộ nhớ ngồi được thực

thi trong 2 chu kỳ máy và sử dụng thanh chứa làm tốn hạng nguồn hoặc làm tố

hạng đích.

Các tín hiệu dùng để truy xuất RAM ngồi( RD và



WR )



chỉ tích cực



trong khi lệnh MOVC được thực thi. Bình thường các tín hiệu này khơng tích

cực (mức cao) và nếu bộ nhớ ngồi khơng được sử dụng thì các đường

WR



RD



và



có chức năng như các đường xuất/nhập.

Các bảng tìm kiếm:

Có 2 lệnh di chuyển dữ liệu dùng cho việc đọc các bảng tìm kiếm trong



bộ nhớ chương trình. Do bởi các lệnh này truy xuất bộ nhớ chương trình, các

bảng tìm kiếm chỉ có thể được đọc mà khơng được cập nhật. Lệnh MOVC sử

dụng hoặc bộ đếm chương trình hoặc con trỏ dữ liệu làm thanh ghi nền và thanh

chứa A chứa địa chỉ Offset.

2.11.4.Các lệnh xử lý bit.

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội



trang 47



Đồ án tốt nghiệp

Bé xử lý của 8051 chứa một bộ xử lý logic trên bit cho phép ta thực hiện

các phép tốn đơn bit. Các lệnh đối với bit có thể là lệnh rẽ nhánh có điều kiện,

các lệnh di chuyển, set, xóa, lấy bù, OR hoặc AND. Mọi thao tác truy xuất bit

đều sử dụng kiểu định địa chỉ trực tiếp với các địa chỉ bit từ 00H ÷ 7FH trong

128 vị trí thấp và từ địa chỉ 80H ÷ FFH trong khơng gian SFR.

2.11.5.Các lệnh nhảy.

Trong tập lệnh của 8051 có nhiều lệnh điều khiển luồng chương trình bao

gồm các lệnh gọi một thủ tục và quay về từ một thủ tục, rẽ nhánh có điều kiện

hoặc khơng có điều kiện. Các lệnh này sử dụng 3 kiểu định địa chỉ: địa chỉ tương

đối, tuyệt đối và địa chỉ dài.

Lệnh SJMP xác định địa chỉ đích là Offet và khoảng cách nhảy được giới

hạn từ -128 byte ÷ 127 byte so với địa chỉ của lệnh theo sau lệnh SJMP.

Lệnh LJMP xác định địa chỉ đích là hằng số 16 bit. Vì lệnh dài 3 byte

(mét opcode cộng với 2 byte địa chỉ) nên địa chỉ đích có thể ở bất cứ đâu trong

khơng gian nhớ chương trình 64K.

Lệnh AJMP xác định địa chỉ đích là hằng số 16 bit. Byte opcode sẽ chứa

3 trong 11 bit địa chỉ và byte 2 chứa 8 bit thấp của địa chỉ đích. Khi lệnh được

thực thi thì 11 bit này thay thế cho 11 bit thấp trong PC còn 5 bit cao của PC vẫn

giữ ngun. Địa chỉ đích do vậy phải nằm trong cùng một trang 2K với lệnh theo

sau lệnh AJMP.



Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội



trang 48



Đồ án tốt nghiệp



chương III

giới thiệu một số linh kiện trong mạch

III.1 Mạch chuyển đổi tương tự số ICL 7109

Sơ đồ chân



Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội



trang 49



Đồ án tốt nghiệp

Các thơng số nhiệt độ

Họ IC



Dải nhiệt độ hoạt động



IC 7109MDL



-55oC ÷ +125°C



IC 7109IDL



-25°C ÷ +85°C



IC 7109CPL



0°C ÷ +70°C



IC 7109MDL/883 -55°C ÷ +125°C

IC 7109IPL



-25°C ÷ +85°C



Đặc điểm chung của ICL 7109

+ ADC 12 bit ( có thêm một bit cực tính và một bít tràn ) hoạt động theo

ngun lý tích phân hai sườn dốc.

+ Ngõ ra 3 trạng thái tương thích TTL và với kiểu giao tiếp UART thì

phù hợp với giao tiếp song song hoặc giao tiếp với hệ thống vi xử lý.

+ Chân Run/Hold và Status được dùng để theo dõi và kiểm tra sự chuyển

đổi. Mức nhiễu thấp khoảng 15 µVp – p .

+ Dòng vào của cổng khoảng 1pA.

+ Hoạt động chuyển đổi có thể lên tới 10 lần biến đổi trong 1 giây.

+Vi mạch sử dụng dao động thạch anh 3,58 MHz thì có thể chuyển đổi 7,5

lần trong 1 giây. ngồi ra còn có thể sử dụng mạch dao động RC để tạo dao

động.

+ICL 7109 thuoọc hó CMOS, chuyeồn ủoồi nhanh, nguồn nuõi thaỏp

vaứ ủửụùc thieỏt keỏ d daứng giao tieỏp vụựi vi xửỷ lyự.

Vi mách ICL7109 coự nhửừng ửu ủieồm nhử: ủoọ chớnh xaực cao,

nhiu khõng ủaựng keồ vaứ trõi aựp thaỏp ủaởc bieọt raỏt kinh teỏ. Ngoaứi

ra noự coứn coự nhửừng thõng soỏ khaực nhử: trõi aựp thaỏp hụn 1µV/oc,

doứng vaứo toỏi ủa 10pA vaứ cõng suaỏt tiẽu thú 20mW… laứm cho vi

mách naứy caứng trụỷ nẽn haỏp dn.

CHệÙC NAấNG CÁC CHÂN:

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội



trang 50