CHƯƠNG II: CÁC THIẾT BỊ NGOẠI VI......................................................39

III. ADC0809..............................................................................................52

III.1 Sơ đồ các chân của

ADC0809........................................................53

III.2 Các bước lập trình cho

ADC0809..................................................54

III.3 Minh họa ghép nối ADC0809 với

8051.........................................55

IV.BÀN PHÍM HEX..................................................................................55

IV.1 Minh họa ghép nối bàn phím với

8051..........................................56

V. GIẢI MÃ ĐỊA CHỈ 74LS138................................................................57

VI. CHỐT ĐỊA CHỈ 74HC373...................................................................57

V.1.Sơ đồ chân của

74HC373................................................................57

V.2 Hoạt động của

74LS373..................................................................57

PHẦN II. THIẾT KẾ..........................................................................................59

CHƯƠNG I: THIẾT KẾ PHẦN

CỨNG...........................................................59

I. Mạch nguyên lý.......................................................................................59

II.Sơ đồ mạch..............................................................................................61

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ PHẦN

MỀM...........................................................62

I. Chuơng trình quét bàn phím HEX...........................................................62

II. Đọc thời gian từ đồng hồ thời gian thực RTC

DS12887........................67



III. ĐiÒu khiển ADC0809 để thực hiện chuyển

đổi....................................74

KẾT

LUẬN.........................................................................................................78

TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................79



Lời cảm ơn



Trước hết chúng em gửi lời cám ơn tới tập thể các thầy cô giáo bộ môn

Điều khiển tự động - Khoa điện trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Đã luôn giúp

đỡ và truyền đạt cho chóng em những kiến thức quý báu trong qúa trình học tập

tại trường.

Chóng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Vũ Vân Hà đã

nhiệt tình hưỡng dẫn chúng em trong quá trình làm đồ án .



Sinh viên thực hiện

Trịnh Mạnh Hùng

Nguyễn Xuân Linh

Ngô Quốc Toàn



MỞ ĐẦU



Đề tài: Thiết kế mạch thí nghiệm dùng Vi điÒu khiển 80C51 phối ghép với

thiết bị ngoại vi : LCD, ADC0809, RTC DS12887 và bàn phím sè HEX.

Điều khiển tự động, ngày nay đã và đang được ứng dụng vào rất nhiều

ngành sản xuất và cuộc sống. Từ những nhà máy, dây chuyền sản xuất cho đến

những đồ dùng phục vô sinh hoạt nh: máy giặt, lò vi sóng…

Để thực hiện việc điều khiển tự động có nhiều phương pháp, cách thức

nh bằng máy tính, vi xử lý hay hệ điều khiển chuyên dụng. Tùy vào lĩnh vực mà

lùa chọn hệ thống điều khiển thích hợp. Với sinh viên học chuyên ngành điều

khiển tự động phải nắm bắt được tất cả những kiến thức cơ sở, tổng quát nhất

để từ đó có thể giải quyết các bài toán điều khiển đặt ra trong công việc sau này.

Một trong những kiến thức cần phải có đó là việc nghiên cứu và thiết kế mạch

ứng dụng sử dụng bộ vi điều khiển. Do đó chúng em đã chọn đề tài : Thiết kế

mạch thí nghiệm dùng Vi điều khiển 80C51 phối ghép với các thiết bị ngoại vi

LCD, ADC0809, RTC DS12887 và HEX-keypad.

Các công việc thực hiện:

• Tìm hiểu về Vi điều khiển 8051, và các thiết bị ngoại vi.

• Thiết kế mạch nguyên lý.

• Xây dựng các bài toán điều khiển.

Phương pháp thực hiện



• Tìm hiểu các thiết bị

• Vẽ mạch nguyên lý bằng phần mềm Protel

• Viết phần mềm bằng hợp ngữ bằng KeilC



Phần I :tổng quan về Vi đIều khiển 8051 và các thiết bị ngoại vi

CHƯƠNG I: VI ĐIỀU KHIỂN 8051

I. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ VI ĐIỀU KHIỂN



I.1. Sù ra đời

Vào năm 1971 tập đoàn Intel đã giới thiệu 8080, bé vi xử lí thành công

đầu tiên, tiếp đó không lâu Motorola, RCA, MOS Technology và Zilog còng đã

giới thiệu các bộ vi xử lí tương tù : 6800, 1801, 6502 và Z80. Bản thân các vi

mạch này tuy không có nhiều hiệu quả sử dụng nhưng khi là một phần của một

máy tinh đơn board (Single Board Computer), chóng trở thành thành phần trung

tâm trong các sản phẩm có Ých dùng để nghiên cứu và thiết kế.

Năm 1976 Intel giới thiệu bộ vi điều khiển( Micro Controller) 8748, mét

chip tương tù nh các bộ vi xử lí và là chip đầu tiên trong họ vi điều khiển MCS48. 8748 là một vi mạch chứa trên 17000 transistor bao gồm một CPU, 1Kbyte

EPROM, 64 byte RAM, 27 chân xuất nhập và một bộ định thời 8 bit. Sù ra đời

của IC này và các IC khác của họ MCS-48 đã nhanh chóng trở thành chuẩn

công nghiệp trong các ứng dụng hướng điều khiển (Control Oriented

Application).

Độ phức tạp, kích thước và khả năng của bộ vi điều khiển được tăng

thêm một bậc quan trọng vào năm 1980 khi Intel công bè chip 8051, bé vi điều

khiển đầu tiên của họ vi điều khiển MCS-51. So với 8048, chip 8051 chứa trên

60000 transistor bao gồm 4Kbyte ROM, 128 byte RAM, 32 đường xuất nhập, 1

port nối tiếp và 2 bộ định thời 16 bit. Vi điều khiển 8051 còng nh họ vi điều

khiển MCS-51 là một trong những bộ vi điều khiển 8-bit mạnh và linh hoạt

nhất, đã trở thành bộ vi điều khiển hàng đầu trong những năm gần đây.

I.2 ĐiÓm khác biệt giữa vi điÒu khiển và vi xử lý dùng chung



Những bé vi xử lý dùng chung thường gặp nh họ Intel x86 (8086, 80286,

80386, 80486, Pentium..) hoặc họ 680x0 của Motorola (6800, 68010, 68020,

68030, 68040…). Những bộ vi xử lý này không có RAM, ROM và không có

các port I/O trên chip, do đã khi sử dụng thiết kế hệ thống phải bổ sung thêm

RAM, ROM, I/O và các bộ định thời (Timer/Counter) ngoài để cho chúng hoạt

động được. Tuy việc này làm cho hệ thống cồng kềnh, phức tạp và giá thành

cao hơn nhưng chúng lại có ưu điÓm là linh hoạt hơn so với vi điều khiển.

Trong khi đó với vi điều khiển nó có sẵn : 1 CPU( bé vi xử lý) cùng 1

lượng cố định RAM, ROM, các cổng I/O và Timer/Counter được tích hợp tất cả

trên cùng 1 chip.

I.3 Tiêu chuẩn lùa chọn 1 bé vi điều khiển

Hiện nay có nhiều loại vi điều khiển, với loại vi điều khiển 8bit có 4 loại

chính sau: 6811 (Motorola), 8051 (Intel), Z8 (Zilog) và PIC16x (Micro

Technology). Mỗi loại trên đều có 1 tập lệnh và thanh ghi riêng nên chúng đều

không tương thích lẫn nhau. Ngoài ra còn có những bộ vi điều khiển 16bit và

32bit, vì thế để lùa chọn bé vi điÒu khiển trong thiết kế cần phải dùa trên những

tiêu chuẩn sau:

1. Đáp ứng nhu cầu tính toán của bài toán 1 cách hiệu quả về giá

thành và đầy đủ chức năng có thể nhìn thấy được:

a.

Tốc độ: tốc độ lớn nhất mà bộ vi điều khiển hỗ trợ là

bao nhiêu?

b.

Kiểu đóng vỏ: kiểu DIP (Dual In-line Package) hay

QFP (Quadrangle Flat Package). Đây là điÒu quan

trọng đối với yêu cầu về không gian, kiểu lắp ráp và

tạo mẫu cho sản phẩm.

c.

Công suất tiêu thụ.

d.

Dung lượng RAM, ROM trên chip.

e.

Số cổng vào/ra và Timer/Counter trên chip.

f.

Giá thành trên 1 đơn vị sản phẩm.

2. Công cụ phát triển phần mềm.

3. Nguồn cung cấp các bộ vi điều khiển: tức khả năng sẵn sàng

đáp ứng về số lượng trong hiện tại và tương lai.

II. VI ĐIỀU KHIỂN 8051



Vi điều khiển 8051 là thành viên đầu tiên của họ MCS-51 của Intel, sau

đố các nhà sản xuất IC khác nh Siemens, Advanded Devices, Phillips …được

cấp phép làm nhà cung cấp thứ 2 cho các chip của họ MCS-51.