z
 Đồ án vi xử lý đề tài
mạch đếm sản phẩm

Đồ án vi xử lý GVHD:Nguyễn Minh Quân
Nhóm 05:lớp ĐTVTA_K3 _______________

Trang
1
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Đồ án vi xử lý GVHD:Nguyễn Minh Quân
Nhóm 05:lớp ĐTVTA_K3 _______________

Trang
2

NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG CHẤM ĐIỂM

thuật . Nhờ có ưu ñiểm của xử lý số như ñộ tin cậy trong truyền dẫn, tính ña thích nghi
và kinh tế của nhiều phần mềm khác nhau, tính tiện lợi trong ñiều khiển và khai thác
mạng.
Số hóa ñang là xu hướng phát triển tất yếu của nhiều lĩnh vực kỹ thuật và kinh
tế khác nhau. Không chỉ trong lĩnh vục thông tin liên lạc và tin học. Ngày nay, kỹ thật
số ñã và ñang thâm nhập mạnh mẽ vào Kỹ thuật ñiện tử, Điều khiển tự ñộng, phát
thanh truyền hình, y tế, nông nghiệp…và ngay cả trong các dụng cụ sinh hoạt gia ñình.
Ngay từ những ngày ñầu khai sinh, kỹ thuật số nói riêng và ngành ñiện tử nói
chung ñã tạo ra nhiều bước ñột phá mới mẽ cho các ngàng kinh tế khác và còn ñảm
bảo ñược yêu cầu của người dùng cả về chất lượng và dịch vụ. Đồng thời kiến thức về
kỹ thuật số là không thể thiếu ñối với mỗi sinh viên, nhất là sinh viên ñiện tử.
Công nghệ kĩ thuật số có nhiều ứng dụng rộng rãi trong thực tế, với nhiều những
ứng dụng rất tiện ích sử dụng trong kĩ thuật, trong ñời sống, trong công nghiệp ở các
nhà máy và xí nghiệp sản xuất… và cả những tiện nghi trong ngôi nhà của chúng ta.
Một trong những ứng dụng tiện ích của kĩ thuật số ñó là chức năng ñếm với các mạch
ñếm như ñếm sản phẩm, ñếm số người vào phòng, thang máy hay ñếm xe ra vào
cổng… ñó ñều là những ứng dụng rất thực tế. Và trong bài ñồ án này em ñã ñược
nghiên cứu về mạch ñếm sản phẩm.

á
á
o
oc
c
á
á
o
on
n
à
à
y
yñ
ñ
u
u
ợ
ợ
c
c

i
i
ề
ề
u
un
n
g
g
u
u
ồ
ồ
n
nk
k
h
h
á
á
c
c
b
b
á
á
o
o

,
,
i
i
n
n
t
t
e
e
r
r
n
n
e
e
t
t
…
… Và do kiến thức còn hạn hẹp, nên trong quá trình thực hiện ñồ án em không

ñếm ñược bằng hệ thống LED 7 thanh và báo hiệu bằng tín hiệu ñèn LED.
I.3 Vấn ñề cần giải quyết
+Tìm hiểu các tài liệu liên quan ñến các ñề tài nghiên cứu, ñưa ra các giải pháp tối
ưu cho việc thiết kế chế tạo sản phẩm thực tế.
+Thiết kế và chế tạo 1 board mạch gồm các khối: khối xử lí trung tâm dùng họ vi
ñiều khiển 8051,khối cảm biến,khối hiện thị,bàn phím.
+Tiến hành viết chương trình phần mềm phối hợp hoạt ñộng các khối dưới sự ñiều
khiển của khối mạch chính chứa IC AT89S52 Đồ án vi xử lý GVHD:Nguyễn Minh Quân
Nhóm 05:lớp ĐTVTA_K3 _______________

Trang
5
CHƯƠNG II: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
II.1.Cơ sở lý thuyết:
II.1.1 Tổng quan về họ vi ñiều khiển 8051
1. Giới thiệu chung về cấu trúc phần cứng
8051là IC vi ñiều khiển ,là vi mạch tổng quát của họ MCS-51, linh kiện ñầu
tiên của họ này ñược hãng sản xuất Intel ñưa ra thị trường .

dụng bộ nhớ ngoài
Port 3: Port 3( P3.0-P3.7) có số chân từ 10-17.Có 2 chức năng: Khi không
hoạt ñộng xuất / nhập,các chân của port3 có nhiều chức năng riêng (mỗi chân có chức
năng riêng liên quan ñến ñặc trưng cụ thể của 8051)
*Bảng chức năng của port3 và 2 chân của P1.0 , P1.1 của port.

Bit
Tên Đ
ịa chỉ bit
Chức năng
P3.0
RxD B0H Chân nhận dữ liệu của bit nối tiếp
P3.1
TxD B1H Chân phát dữ liệu của port nối tiếp
P3.2

B2H Ngõ vào ngắt ngoài 0
P3.3

B3H Ngõ vào ngắt ngoài 1
P3.4
T0
B4H Ngõ vào của bộ ñịnh thời /ñiểm 0
P3.5
T1
B5H Ngõ vào của bộ ñịnh thời /ñiểm1
P3.6

B6H Điều khiển ghi bộ nhớ dữ liệu
P3.7

clock cho chíp hoạt ñộng .
- XTAL1 Ngõ vào mạch tạo xung clock trong chíp

- XTAL2 Ngõ ra mạch tạo xung clock trong chip
f =12MHz f tần số danh ñịnh
Chân RST: thiết lập lại là chân số 9
- Là tín hiệu cho phép thiết lập lại trạng thái ban ñầu cho hệ thống
- Là tín hiệu nhập tích cực mức cao
RST=0 chip 8051 hoạt ñộng bình thường, RTS=1 chip 8051 ñược thiết lập lại trạng
thái ban ñầu
Chân Vcc, GND: Nguồn cung cấp ñiện chân số 40-20
-Cung câp nguồn ñiện cho chip hoạt ñộng
- Vcc =+5V±10% và GND=0V
2.Giới thiệu chung về cấu trúc bên trong

*Sơ ñồ khối bên trong 8051
Đồ án vi xử lý GVHD:Nguyễn Minh Quân
Nhóm 05:lớp ĐTVTA_K3 _______________

Trang
8
Hình : sơ ñồ cấu trúc bên trong của 8051
*Tổ chức bộ nhớ của 8051
Bộ nhớ bên trong 8051 bao gồm RAM và ROM.RAM bao gồm nhiều thành phần:
lưu trữ ña dụng,phần lưu trữ ñịa chỉ hoá từng bank thanh ghi và các thanh ghi chức
năng ñặc biệt.
8051 có bộ nhớ theo cấu trúc Harvard: có những vùng nhớ riêng biệt cho chương


Đồ án vi xử lý GVHD:Nguyễn Minh Quân
Nhóm 05:lớp ĐTVTA_K3 _______________

Trang
10II.1.2 Tìm hiểu IC AT89S52
1.Cấu trúc phần cứng
a.Sơ ñồ chânAT89S52
Hình 1: Sơ ñồ chân của IC AT89S52
*Sơ ñồ khối của AT89S52

Hình 2:Sơ ñồ khối AT89S52
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

P1.6
P1.7
P0.0
P0.1
P0.2
P0.3
P0.4
P0.5
P0.6
P0.7
P2.7
P2.6
P2.5
P2.4
P2.3
P2.2
P2.1
P2.0
RESET
XTAL1
XTAL2
RXD
TXD
INT0
INT1
T0
T1
WR
RD
GND

của 8951 như ở bảng sau:
Bảng 1: Chức năng của các chân của Port 3
# Các ngõ tín hiệu ñiều khiển
- Ngõ tín hiệu PSEN (Program Store Enable):
PSEN là tín hiệu ngõ ra ở chân 29 có tác dụng cho phép ñọc bộ nhớ
chương trình mở rộng thường ñược nối ñến chân OE\ (Output Enable) của EPROM
Bit Tên Chức năng chuyển ñổi
P3.0 RXT Ngõ vào dữ liệu nối tiếp.
P3.1 TXD Ngõ xuất dữ liệu nối tiếp.
P3.2 INT0\ Ngõ vào ngắt cứng thứ 0
P3.3 INT1\ Ngõ vào ngắt cứng thứ 1
P3.4 T0 Ngõ vào củaTIMER/COUNTER thứ 0
P3.5 T1 Ngõ vào củaTIMER/COUNTER thứ 1
P3.6 WR\ Tín hiệu ghi dữ liệu lên bộ nhớ ngoài
P3.7 RD\ Tín hiệu ñọc bộ nhớ dữ liệu ngoài
Đồ án vi xử lý GVHD:Nguyễn Minh Quân
Nhóm 05:lớp ĐTVTA_K3 _______________

Trang
12cho phép ñọc các byte mã lệnh.
PSEN ở mức thấp trong thời gian Microcontroller 8951 lấy lệnh. Các mã lệnh
của chương trình ñược ñọc từ EPROM qua bus dữ liệu và ñược chốt vào thanh ghi
lệnh bên trong 8951 ñể giải mã lệnh. Khi 8951 thi hành chương trình trong EPROM
nội PSEN sẽ ở mức logic 1.
- Ngõ tín hiệu ñiều khiển ALE (Address Latch Enable):
Khi 8951 truy xuất bộ nhớ bên ngoài, port 0 có chức năng là bus ñịa chỉ và bus
dữ liệu do ñó phải tách các ñường dữ liệu và ñịa chỉ. Tín hiệu ra ALE ở chân thứ 30

Hình 3: Mạch Reset hệ thống

Trạng thái của tất cả các thanh ghi của 8051 sau khi reset hệ thống ñược tóm tắt trong
bảng sau:
Đồ án vi xử lý GVHD:Nguyễn Minh Quân
Nhóm 05:lớp ĐTVTA_K3 _______________

Trang
13 Bảng 2: Trạng thái các thanh ghi sau khi Reset
Quan trọng nhất trong các thanh ghi trên là thanh ghi ñếm chương trình, nó
ñược ñặt lại 0000H. Khi RST trở lại mức thấp, việc thi hành chương trình luôn bắt ñầu
ở ñịa chỉ ñầu tiên trong bộ nhớ trong chương trình: ñịa chỉ 0000H. Nội dung của RAM
trên chip không bị thay ñổi bởi lệnh reset.
Các ngõ vào bộ dao ñộng X1,X2:
Bộ dao ñộng ñược ñược tích hợp bên trong 8951, khi sử dụng 8951 người thiết
kế chỉ cần kết nối thêm thạch anh và các tụ. Tần số thạch anh thường sử dụng cho
8951 là 12Mhz. Chân 40 (Vcc) ñược nối lên nguồn 5V.
2.Cấu trúc bên trong
a. Tổ chức bộ nhớ (Organizational memory)
Bộ nhớ trong 8951 bao gồm EPROM và RAM. RAM trong 8951 bao gồm
nhiều thành phần: phần lưu trữ ña dụng, phần lưu trữ ñịa chỉ hóa từng bit, các bank
thanh ghi và các thanh ghi chức năng ñặc biệt. Họ 8951 có bộ nhớ theo cấu trúc
Harvard: có những vùng bộ nhớ riêng biệt cho chương trình và dữ liệu. Chương trình
và dữ liệu có thể chứa bên trong 8951 nhưng 8951 vẫn có thể kết nối với 64K byte bộ
nhớ chương trình và 64K byte dữ liệu.
các ñịa chỉ này ñã có mục ñích khác).
Mọi ñịa chỉ trong vùng RAM ña dụng ñều có thể truy xuất tự do dùng kiểu ñịa
chỉ trực tiếp hoặc gián tiếp.
+ RAM có thể truy xuất từng bit:
AT89S52 chứa 210 bit ñược ñịa chỉ hóa, trong ñó có 128 bit có chứa các byte
chứa các ñịa chỉ từ 20H ñến 2FH và các bit còn lại chứa trong nhóm thanh ghi có chức
năng ñặc biệt. Ý tưởng truy xuất từng bit bằng phần mềm là các ñặc tính mạnh của
microcontroller xử lý chung. Các bit có thể ñược ñặt, xóa, AND, OR, … , với 1 lệnh
Đồ án vi xử lý GVHD:Nguyễn Minh Quân
Nhóm 05:lớp ĐTVTA_K3 _______________

Trang
15ñơn. Đa số các microcontroller xử lý ñòi hỏi một chuỗi lệnh ñọc - sửa - ghi ñể ñạt
ñược mục ñích tương tự. Ngoài ra các port cũng có thể truy xuất ñược từng bit.
128 bit có chứa các byte có ñịa chỉ từ 00H -1FH cũng có thể truy xuất như các
byte hoặc các bit phụ thuộc vào lệnh ñược dùng.
+ Các bank thanh ghi :
32 byte thấp của bộ nhớ nội ñược dành cho các bank thanh ghi. Bộ lệnh 89S52
hổ trợ 8 thanh ghi có tên là R0 - R7 và theo mặc ñịnh sau khi reset hệ thống, các thanh
ghi này có các ñịa chỉ từ 00H - 07H.
Các lệnh dùng các thanh ghi RO - R7 sẽ ngắn hơn và nhanh hơn so với các lệnh
có chức năng tương ứng dùng kiểu ñịa chỉ trực tiếp. Các dữ liệu ñược dùng thường
xuyên nên dùng một trong các thanh ghi này. Do có 4 bank thanh ghi nên tại một thời
ñiểm chỉ có một bank thanh ghi ñược truy xuất bởi các thanh ghi RO - R7 ñể chuyển
ñổi việc truy xuất các bank thanh ghi ta phải thay ñổi các bit chọn bank trong thanh ghi
trạng thái.
b.Các thanh ghi (the registers)
Từ trạng thái chương trình ở ñịa chỉ D0H ñược tóm tắt như sau:

Bit Symbol Address Description
PSW.7 CY D7H Cary Flag
PSW.6 AC D6H Auxiliary Cary Flag
PSW.5 F0 D5H Flag 0
PSW4 RS1 D4H Register Bank Select 1
PSW.3 RS0 D3H Register Bank Select 0
00=Bank 0; address 00H07H
01=Bank 1; address 08H0FH
10=Bank 2; address 10H17H
11=Bank 3; address 18H1FH
PSW.2 OV D2H Overlow Flag
PSW.1 - D1H Reserved
PSW.0 P DOH Even Parity Flag
Chức năng từng bit trạng thái chương trình
- Cờ Carry CY (Carry Flag):
- Cờ nhớ có tác dụng kép. Thông thường nó ñược dùng cho các lệnh toán học: C=1
nếu phép toán cộng có sự tràn hoặc phép trừ có mượn và ngược lại C=0 nếu phép toán
cộng không tràn và phép trừ không có mượn.
- Cờ Carry phụ AC (Auxiliary Carry Flag):Khi cộng những giá trị BCD
(Binary Code Decimal), cờ nhớ phụ AC ñược set nếu kết quả 4 bit thấp nằm
trong phạm vi ñiều khiển 0AH - 0FH. Ngược lại AC=0.
- Cờ 0 (Flag 0): Cờ 0 (F0) là 1 bit cờ ña dụng dùng cho các ứng dụng của người dùng
- Những bit chọn bank thanh ghi truy xuất:
+ RS1 và RS0 quyết ñịnh dãy thanh ghi tích cực. Chúng ñược xóa sau khi reset
hệ thống và ñược thay ñổi bởi phần mềm khi cần thiết.
Tùy theo RS1, RS0 = 00, 01, 10, 11 sẽ ñược chọn Bank tích cực tương ứng là

Bit Parity thường ñược dùng trong sự kết hợp với những thủ tục của Port
nối tiếp ñể tạo ra bit Parity trước khi phát ñi hoặc kiểm tra bit Parity sau khi thu.
+ Thanh ghi B :
Thanh ghi B ở ñịa chỉ F0H ñược dùng cùng với thanh ghi A cho các phép toán
nhân chia. Lệnh MUL AB sẽ nhận những giá trị không dấu 8 bit trong hai thanh ghi A
và B, rồi trả về kết quả 16 bit trong A (byte cao) và B(byte thấp). Lệnh DIV A,B lấy
A chia B, kết quả nguyên ñặt ở A, số dư ñặt ở B.
Thanh ghi B có thể ñược dùng như một thanh ghi ñệm trung gian ña mục ñích.
Nó là những bit ñịnh vị thông qua những ñịa chỉ từ F0H - F7H.
+ Con trỏ Ngăn xếp SP (Stack Pointer) :
Con trỏ ngăn xếp là một thanh ghi 8 bit ở ñịa chỉ 81H. Nó chứa ñịa chỉ của của
byte dữ liệu hiện hành trên ñỉnh ngăn xếp. Các lệnh trên ngăn xếp bao gồm các lệnh
cất dữ liệu vào ngăn xếp (PUSH) và lấy dữ liệu ra khỏi ngăn xếp (POP). Lệnh cất dữ
liệu vào ngăn xếp sẽ làm tăng SP trước khi ghi dữ liệu và lệnh lấy ra khỏi ngăn xếp sẽ
làm giảm SP. Ngăn xếp của 8031/8051 ñược giữ trong RAM nội và giới hạn các ñịa
chỉ có thể truy xuất bằng ñịa chỉ gián tiếp, chúng là 128 byte ñầu của AT89S52
Để khởi ñộng SP với ngăn xếp bắt ñầu tại ñịa chỉ 60H, các lệnh sau ñây ñược dùng:
MOV SP , #5F
Với lệnh trên thì ngăn xếp của 8951 chỉ có 32 byte vì ñịa chỉ cao nhất của RAM
Đồ án vi xử lý GVHD:Nguyễn Minh Quân
Nhóm 05:lớp ĐTVTA_K3 _______________

Trang
18
trên chip là 7FH. Sở dĩ giá trị 5FH ñược nạp vào SP vì SP tăng lên 1 là 60H trước khi
cất byte dữ liệu.
Khi Reset AT89S52, SP sẽ mang giá trị mặc ñịnh là 07H và dữ liệu ñầu tiên sẽ

tiếp như máy tính, modem hoặc giao tiếp nối tiếp với các IC khác. Một thanh ghi ñệm
dữ liệu nối tiếp (SBUF) ở ñịa chỉ 99H sẽ giữ cả hai dữ liệu truyền
Đồ án vi xử lý GVHD:Nguyễn Minh Quân
Nhóm 05:lớp ĐTVTA_K3 _______________

Trang
19
là dữ liệu nhập. Khi truyền dữ liệu ghi lên SBUF, khi nhận dữ liệu thì ñọc SBUF. Các
mode vận khác nhau ñược lập trình qua thanh ghi ñiều khiển Port nối tiếp (SCON)
ñược ñịa chỉ hóa từng bit ở ñịa chỉ 98H.
- Các thanh ghi ngắt (Interrupt Register):
AT89S52 có cấu trúc 5 nguồn ngắt, 2 mức ưu tiên. Các ngắt bị cấm sau khi bị
reset hệ thống và sẽ ñược cho phép bằng việc ghi thanh ghi cho phép ngắt (IE) ở ñịa
chỉ A8H. Cả hai ñược ñịa chỉ hóa từng bit.
Thanh ghi ñiều khiển nguồn PCON (Power Control Register):
Thanh ghi PCON không có bit ñịnh vị. Nó ở ñịa chỉ 87H chứa nhiều bit ñiều
khiển. Thanh ghi PCON ñược tóm tắt như sau:
1 Bit 7(SMOD): Bit có tốc ñộ Baud ở mode 1, 2,3 ở Port nối tiếp khi set.
2 Bit 6, 5, 4: Không có ñịa chỉ.
3 Bit 3 (GF1): Bit cờ ña năng 1.
4 Bit 2 (GF0): Bit cờ ña năng 2.
5 Bit 1* (PD): Set ñể khởi ñộng mode Power Down và thoát ñể reset.
6 Bit 0*(IDL): Set ñể khởi ñộng mode Idle và thoát khi ngắt mạch hoặc reset.
Các bit ñiều khiển Power Down và Idle có tác dụng chính trong tất cả các IC họ
MSC-51 nhưng chỉ ñược thi hành trong sự biên dịch của CMOS.
c. Bộ nhớ ngoài (External Memory)
AT89S52 có khả năng mở rộng bộ nhớ lên ñến 64K byte bộ nhớ chương trình

i
i
ệ
ệ
n
nt
t
r
r
ở
ở
:
:

Điện trở là linh kiện thụ ñộng có tác dụng cản trở cả dòng và áp.Điện trở ñựơc sử dụng rất nhiều trong các mạch ñiện tử.
R =ρℓ/S
Trong ñó ρ là ñiện trở suất của vật liệu
S là thiết diện của dây.

C1815 là Transistor BJT gồm ba miền tạo bởi hai tiếp giáp p–n, trong ñó miền
giữa là bán dẫn loại p. Miền có mật ñộ tạp chất cao nhất, kí hiệu n+ là miền phát
(emitter). Miền có mật ñộ tạp chất thấp hơn, kí hiệu n, gọi là miền thu (collecter).
Miền giữa có mật ñộ tạp chất rất thấp, kí hiệu p, gọi là miền gốc (base). Ba chân kim
loại gắn với ba miền tương ứng với ba cực emitter (E), base (B), collecter (C) của
transistor.
4-Tụ ñiện: Tụ ñiện là một linh kiện thụ ñộng cấu tạo của tụ ñiện là hai bản cực bằng kim
loại ghép cách nhau một khoảng d ở giữa hai bản tụ là dung dịch hay chất ñiện môi
cách ñiện có ñiện dung C. Đặc ñiểm của tụ là cho dòng ñiện xoay chiều ñi qua, ngăn
cản dòng ñiện một chiều.
Công thức tính ñiện dung của tụ: C = ε.S/d
ε là hằng số ñiện môi
S là ñiện tích bề mặt tụ m
2

d là bề giày chất ñiện môi
Tụ ñiện phẳng gồm hai bàn phẳng kim loại diện tích ñặt song song và cách
nhau một khoảng d.
÷

Cường ñộ ñiện trường bên trong tụ có trị số


5
5
-
-
D
D
i
i
o
o
d
d
e
e
:
: Diode ñược cấu tạo gồm hai lớp bán dẫn p-n ñược ghép với nhau. Diode chỉ
hoaït ñộng dẫn dòng ñiện từ cực anot sang catot khi áp trên hai chân ñược phân cực
thuận (V
P
>V
N
) và lớn hơn ñiện áp ngưỡng. Khi phân cực ngược (V
P


l
l
à
àm
m
ộ
ộ
t
td
d
ạ
ạ
n
n
g
gd
d
i
i
o
o

k
k
h
h
i
ip
p
h
h
â
â
n
nc
c
ự
ự
c
ct
t
h
h

t
ts
s
a
a
n
n
g
g
,
,p
p
h
h
â
â
n
nc
c
ự
ự

d
dk
k
h
h
ô
ô
n
n
g
gs
s
á
á
n
n
g
g
.
.

L
L
e
e
d
d7
7ñ
ñ
o
o
ạ
ạ
n
nL
L
à
à
ế
ế
p
pt
t
h
h
e
e
o
oh
h
ì
ì
n
n
h
hm
m
ẫ
ẫ
c
c
á
á
c
cc
c
o
o
n
nl
l
e
e
d
dñ
ñ
ư
ư

i
in
n
h
h
a
a
u
u(
(
A
A
n
n
o
o
d
dc
c
h
h

c
c
h
h
u
u
n
n
g
g
)
)
,
,c
c
á
á
c
cc
c
h
h
â
â

ñ
ñ
ư
ư
a
ar
r
a
an
n
g
g
o
o
à
à
i
iñ
ñ
ể
ể

á
á
c
cc
c
o
o
n
nl
l
e
e
d
d
.
.

Đồ án vi xử lý GVHD:Nguyễn Minh Quân
Nhóm 05:lớp ĐTVTA_K3 _______________

Trang

4
d
2
e
1
f
9
g
10
ca
3
ca
8
Dp
5
U2
led 7 doan Anod chungĐây là lọai ñèn dùng hiển thị các số từ 0 ñến 9, ñèn gồm 7 ñọan a, b, c, d, e, f,
g, bên dưới mỗi ñọan là một led (ñèn nhỏ) hoặc một nhóm led mắc song song (ñèn
lớn).Qui ước các ñọan cho bởi:
Khi một tổ hợp các ñọan cháy sáng sẽ tạo ñược một con số thập phân từ 0 - 9.