Nguy e n v a n bi e nt b d 47@ g m a il.co m
PHẦN I LÝ THUYẾT
CHƯƠNG I DẪN NHẬP
I. ĐẶT VẤN ĐỀ:
Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện tử màtrong
đó là kỹ thuật số đóng vai trò quan trọng trong mọi lónh vực khoa học kỹ thuật, quản lí, công nghiệp
tự động hóa, cung cấp thông tin…. do đó chúng ta phải nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu
quả nhằm góp phần vào sự phát triển nền khoa học kỹ thuật thế giới nói chung và trong sự phát
triển kỹ thuật điện tử nói riêng.
Xuất phát từ những đợt đi thực tập tốt nghiệp tại nhà máy và tham quan các doanh nghiệp
sản xuất, chúng em đã được thấy nhiều khâu được tự động hóa trong quá trình sản xuất. Một trong
những khâu đơn giản trong dây chuyền sản xuất tự động hóa đó là số lượng sản phẩm làm ra được
đếm một cách tự động.
Tuy nhiên đối với những doanh nghiệp vừa và nhỏ thì việc tự động hóa hoàn toàn chưa được
áp dụng trong những khâu đếm sản phẩm, đóng bao bì mà vẫn còn sử dụng nhân công.
Từ những điều đã được thấy đó và khả năng của chúng em, chúng em muốn làm một điều gì
nhỏ để góp phần vào giúp người lao động bớt phần mệt nhọc chân tay mà cho phép tăng hiệu suất
lao động lên gấp nhiều lần, đồng thời đảm bảo được độ chính xác cao. Nên chúng em quyết đònh thiết
kế một mạch đếm sản phẩm vì nó rất gần gũi với thực tế và nó thật sự rất có ý nghóa đối với chúng
em vì đã làm được một phần nhỏ đóng góp cho xã hội.
Để làm được mạch này cần thiết kế được hai phần chính là: bộ phận cảm biến và bộ phận
đếm.
* Bộ phận cảm biến: gồm phần phát và phần thu. Thông thường người ta sử dụng phần phát
là led hồng ngoại để phát ra ánh sáng hồng ngoại mục đích để chống nhiễu so với các loại ánh sáng
khác, còn phần thu là transistor quang để thu ánh sáng hồng ngoại.
* Bộ phận đếm có nhiều phương pháp thực thi đó la:ø
-Lắp mạch dùng kỹ thuật số với các IC đếm, chốt, so sánh ghép lại
-Lắp mạch dùng kỹ thuật vi xử lí
-Lắp mạch dùng kỹ thuật vi điều khiển
II. CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ:
1. Với mạch đếm sản phẩm dùng IC rời có:
Nhưng trong thiết kế người ta thường chọn phương pháp tối ưu nhưng kinh tế do đó chúng em
chọn phương pháp đếm sản phẩm dùng kỹ thuật vi điều khiển
3. Phương pháp đếm sản phẩm dùng vi điều khiển:
Ngoài những ưu điểm có được của hai phương pháp trên, phương pháp này còn có những ưu
điểm :
-Trong mạch có thể sử dụng ngay bộ nhớ trong đối với những chương trình có quy mô nhỏ, rất
tiện lợi mà vi xử lí không thực hiện được.
-Nó có thể giao tiếp nối tiếp trực tiếp với máy tính mà vi xử lí cũng giao tiếp được với máy
tính nhưng là giao tiếp song song nên cần có linh kiện chuyển đổi dữ liệu từ song song sang nối tiếp
để giao tiếp với máy tính.
III. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI:
Trong đồ án này chúng em thực hiện mạch đếm sản phẩm bằng phương pháp đếm xung. Như
vậy mỗi sản phẩm đi qua trên băng chuyền phải có một thiết bò để cảm nhận sản phẩm, thiết bò này
gọi là cảm biến. Khi một sản phẩm đi qua cảm biến sẽ nhận và tạo ra một xung điện đưa về khối xử
lí để tăng dần số đếm. Tại một thời điểm tức thời, để xác đònh được số đếm cần phải có bộ phận hiển
thò. Tuy nhiên mỗi khu vực sản xuất hay mỗi ca sản xuất lại yêu cầu với số đếm khác nhau vì thế
phải có sự linh hoạt trong việc chuyển đổi số đếm. Bộ phận chuyển đổi trực quan nhất là bàn phím.
Khi cần thay đổi số đếm người sử dụng chỉ cần nhập số đếm ban đầu vào và mạch sẽ tự động đếm.
Khi số sản phẩm được đếm bằng với số đếm ban đầu thì mạch sẽ tự động dừng. Từ đây suy ra mục
đích yêu cầu của đề tài:
-Số đếm phải chính xác, và thay đổi việc cài đặt số đếm ban đầu một cách linh hoạt.
-Bộ phận hiển thò phải rõ ràng
-Mạch điện không quá phức tạp, bảo đảm được sự an toàn,dễ sử dụng.
-Giá thành không quá mắc
IV. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI:
-Các sản phẩm rất đa dạng với nhiều chủng loại: đặc; rỗng, kích cỡ khác nhau. Nhưng với khả
năng của thiết bò lắp thì mạch chỉ có thể đếm đối với sản phẩm có khả năng che được ánh sáng và
có kích thước từ 10cm
3
đến 30cm
CẢM BIẾN BÀN PHÍM
KHỐI HIỂN THỊ
Nguy e n v a n b i e n t b d 47@ g m a il.c o m
b. Các linh kiện trong mạch cảm biến :
b1. Cấu tạo, nguyên lí hoạt động của led hồng ngoại:
_Led được cấu tạo từ GaAs với vùng cấm có độ rộng là 1.43eV tương ứng bức xạ 900nm. Ngoài ra
khi pha tạp Si với nguyên vật liệu GaAlAs, độ rộng vùng cấm có thể thay đổi. Với cách này, người ta
có thể tạo ra dải sóng giữa 800 - 900nm và do đó tạo ra sự điều hưởng sao cho led hồng ngoại
phát ra bước sóng thích hợp nhất cho điểm cực đại của độ nhạy các bộ thu.
_Hoạt động: khi mối nối p - n được phân cực thuận thì dòng điện qua nối lớn vì sự dẫn điện là do hạt
tải đa số, còn khi mối nối được phân cực nghòch thì chỉ có dòng rỉ do sự di chuyển của các hạt tải
thiểu số. Nhưng khi chiếu sáng vào mối nối, dòng điện nghòch tăng lên gần như tỷ lệ với quang thông
trong lúc dòng thuận không tăng. Đặc tuyến volt – ampere của led hồng ngoại như sau: b2. Photon transistor.
Photon Transistor cũng tương tự như transistor thông thường nhưng chỉ khác ở chỗ nó không
có cực bazơ, thay cho tác dụng khống chế của dòng vào cực bazơ là sự khống chế của chùm sáng đối
với dòng colector của transitor hoặc có cực bazơ, nhưng khống chế tín hiệu là ánh sáng.
Cấu tạo của transistor quang
_ Ký hiệu và cấu tạo:
ϕ = 4
ϕ = 3
ϕ = 2
ϕ = 1
vào miền bazơ, trong miền bazơ có sự phát xạ cặp điện tử lỗ trống làm xuất hiện dòng I
L
. Do ánh
sáng khiến dòng thu trở thành:
Ic = (β + 1) .(Ico + I
L
)
Đặc tuyến của transistor quang Trong đó H là mật độ chiếu sáng (mW/cm
2
)
Đặc tuyến của transistor quang cũng giống như đặc tuyến Volt- ampere của transistor thông
thường mắc EC. Điều khác nhau ở đây là các tham số không phải là dòng Ib mà là lượng chiếu sáng
Đặc tuyến Volt ampere của transistor quang ứng với khoảng Uce nhỏ cũng có thể gọi là miền
bão hòa vì khi ấy do sự tích tụ điện tích có thể coi như chuyển tiếp colector được phân cực thuận.
Cũng tương tự như trong trường hợp transistor thông thøng, độ dốc đặc tuyến trong miền khuyếch
đại.
b3. IC dao động 555
U(V)
5 10 15 20
I(A)
H = 9
H = 7
H = 5
H = 4
H = 1
8
7
14 13 12 11 10 9
GND
+3 -
+
+
+
+
GND V
CC
TRI DIS
OUT
THR
FLIP
FLOP
OUTPUT
8 6
4
7
13
2
5
Nguy e n v a n b i e n t b d 47@ g m a il.c o m
IC 567 Bộ giải mã âm sắc.
IC chứa một vòng khóa pha. Khi tần số phù hợp với tần số trung tâm thì chân 8 có mức áp thấp. Do
đó tín hiệu từ transistor qua tầng khuyếch đại đưa đến ngõ vào của IC 567. Tần số hiện nay được
xác lập theo mạch đònh thời R và C hay 1,1/(RC). R lấy khoảng 2K đến 20K. 567 có thể tách dò
tần số ngã vào từ 0,01Hz đến 500KHz.
Ghi chú: các ngã vào trong mạch lọc thấp qua tính theo µF sẽ được xác đònh bởi n/F
0
Ngõ ra
GND
Tụ đònh thời
Điện trở đònh thời
5 6 7
8
7
6
51
2
Tụ ngõ ra
Tụ lọc thôngthấp
Ngõvào
+4,75-9,0V
Nguy e n v a n b i e n t b d 47@ g m a il.c o m
a2. Chức năng của các chân 8051:
Port 0: từ chân 32 đến chân 39 (P0.0 _P0.7). Port 0 có 2 chức năng: trong các thiết kế
cỡ nhỏ không dùng bộ nhớ mở rộng nó có chức năng như các đường IO, đối với thiết kế lớùn có bộ
nhớ mở rộng nó được kết hợp giữa bus đòa chỉ và bus dữ liệu.
Port 1: từ chân 1 đến chân 9 (P1.0 _ P1.7). Port 1 là port IO dùng cho giao tiếp với thiết bò
ngoài nếu cần.
Port 2: từ chân 21 đến chân 28 (P2.0 _P2.7). Port 2 là một port có tác dụng kép dùng
18
RESET
9
P3.2
12
P3.3
13
P3.4
14
P3.5
15
P1.0
1
P1.1
2
P1.2
3
P1.3
4
P1.4
5
P1.5
6
P1.6
7
P1.7
8
P0.0
39
P0.1
17
P3.6
16
PSEN
29
ALE/P
30
P3.1
11
P3.0
10
VCC
40
VSS
20
Nguy e n v a n b i e n t b d 47@ g m a il.c o m
P3.6
P3.7
WR\
RD\
Tín hiệu ghi dữ liệu lên bộ nhớ ngoài.
Tín hiệu đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài.
PSEN (Program store enable):
PSEN là tín hiệu ngõ ra có tác dụng cho phép đọc bộ nhớ chương trình mở rộng và thường
được nối đến chân OE\ của Eprom cho phép đọc các byte mã lệnh.
PSEN ở mức thấp trong thời gian 8051 lấy lệnh. Các mã lệnh của chương trình được đọc từ Eprom qua bus dữ
liệu, được chốt vào thanh ghi lệnh bên trong 8051 để giải mã lệnh. Khi 8051 thi hành chương trình trong ROM nội
PSEN ở mức cao.
ALE (Address Latch Enable):
Khi 8051 truy xuất bộ nhớ bên ngoài, Port 0 có chức năng là bus đòa chỉ và dữ liệu do đó phải tách các đường
Các port I/
O
Port nối
tiếp
Port nối
Timer 0
Timer 1
Timer 2
INT0
INT1
EA
RST
PSEN
ALE
P0 P2
P1 P3
TxD RxD
T2
Nguy e n v a n b i e n t b d 47@ g m a il.c o m
b2. Khảo sát các khối nhớ bên trong 8051:
*Tổ chức bộ nhớ:
7F
RAM ĐA DỤNG
30
2F 7F 7E 7D 7C 7B 7A 79 7
8
2E 77 76 75 74 73 72 71 7
0
2D 6F 6E 6D 6C 6B 6A 69 6
8
BANK 2
10
0F
BANK 1
08
07
Bank thanh ghi 0 ( mặc đònh cho R0-R7)
00
ÁU TRÚC RAM NỘI
F0 F7 F6 F5 F4 F3 F2 F1 F0
E0 E7 E6 E5 E4 E3 E2 E1 E0
D0 D7 D6 6D 6C 6B 6A 69 68
B8 - - - BC BB BA B9 B8
B0 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0
A8 AF AE AD AC AB AA A9 A8
A0 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
99 Không có đòa chỉ hóa từng bit
98 9F 9E 9D 9C 9B 9A 99 98
90 97 9
6
95 94 93 92 91 90
8D Không được đòa chỉ hóa từng bit
8C Không được đòa chỉ hóa từng bit
8B Không được đòa chỉ hóa từng bit
8A Không được đòa chỉ hóa từng bit
89 Không được đòa chỉ hóa từng bit
88 8F 8
E
8D 8C 8B 8A 89 88
87 Không được đòa chỉ hóa từng bit
Các bit có thể được đặt, xóa, and, or,… với 1 lệnh đơn. Ngoài ra các port cũng có thể truy xuất được
từng bít làm đơn giản phần mềm xuất nhập từng bit.
Ví dụ để đặt bit 67H ta dùng lệnh sau: SETB 67H.
-Các bank thanh ghi:
Bộ lệnh 8051 hỗ trợ 8 thanh ghi có tên là R0 đến R7 và theo mặc đònh (sau khi reset hệ
thống), các thanh ghi nàû các đòa chỉ 00H đến 07H. lệnh sau đây sẽ đọc nội dung ở đòa chỉ 05H
vào thanh ghi tích lũy: MOV A, R5.
Đây là lệnh 1 byte dùng đòa chỉ thanh ghi. Tuy nhiên có thể thi hành bằng lệnh 2 byte dùng
đòa chỉ trực tiếp nằm trong byte thứ 2: MOV A, 05H.
Lệnh dùng các thanh ghi R0 đến R7 thì sẽ ngắn hơn và nhanh hơn nhiều so với lệnh tương
ứng dùng đòa chỉ trực tiếp.
Bank thanh ghi tích cực bằng cách thay đổi các bit trong từ trạng thái chương trình (PSW).
Giả sủ thanh ghi thứ 3 đang được truy xuất, lệnh sau đây sẽ di chuyển nội dung của thanh ghi A vào
ô nhớ ram có đòa chỉ 18H: MOV R0, A.
* Các thanh ghi có chức năng đặc biệt:
8051 có 21 thanh ghi chức năng đặc biệt (SFR: Special Funtion Register) ở vùng trên của RAM nội
từ đòa chỉ 80H đến FFH.
Chú ý: tất cả 128 đòa chỉ từ 80H đến FFH không được đònh nghóa, chỉ có 21 thanh ghi chức năng
đặc biệt được đònh nghóa sẵn các đòa chỉ.
-Thanh ghi trạng thái chương trình:
Nguy e n v a n b i e n t b d 47@ g m a il.c o m
Thanh ghi trạng thái chương trình PSW (Program Status Word ) ở đòa chỉ DOH chứa các bít trạng thái
như bảng sau:
Bit Ký hiệu Đòa chỉ Ý nghóa
PSW.7
PSW.6
PSW.5
PSW.4
PSW.3
PSW.2
+ Cờ nhớ :
C = 1 nếu phép toán cộng có tràn hoặc phép toán trừ có mượn và ngược lại C = 0. Ví dụ
nếu thanh ghi A có giá trò FF thì lệnh sau:
ADD A, #1
Phép cộng này có tràn nên bit C = 1 và kết quả trong thanh ghi A = 00H
Cờ nhớ có thể xem là thanh ghi 1 bit cho các lệnh luận lý thi hành trên bit. ANL C,
25H
+ Cớ nhớ phụ:
Khi cộng các số BCD, cờ nhớ phụ AC = 1 nếu kết quả 4 bit thấp trong khoảng 0AH đến 0FH.
Ngược lại AC = 0.
+ Cờ 0:
Cờ 0 là một bit cờ đa dụng dành cho các ứng dụng của người dùng.
+ Các bit chọn bankthanh ghi truy xuất:
Các bit chọn bank thanh ghi (RS0 và RS1) xác đònh bank thanh ghi được truy xuất. Chúng được
xóa sau khi reset hệ thống và được thay đổi bằng phần mềm nếu cần. Ví dụ lệnh sau cho phép bank
thanh ghi 3 và di chuyển nội dung của bank thanh ghi R7 (đòa chỉ bye 1FH) vào thanh ghi A:
SETB RS1
SETB RS0
MOV A,R7
-Thanh ghi B:
Thanh ghi B ở đòa chỉ F0H được dùng cùng với thanh ghi tích lũy A cho các phép toán nhân
và chia. Lệnh MUL AB sẽ nhân các giá trò không dấu 8 bit trong A và B rồi trả kết quả về 16 bit
trong A (byte thấp) và B (byte cao). Lệnh DIV AB sẽ chia A cho B rồi trả kết quả nguyên trong A và
phần dư trong B. thanh ghi cũng có thể xem như thanh ghi đệm đa dụng.
-Con trỏ ngăn xếp:
Con trỏ ngăn xếp SP là một thanh ghi 8 bit ở đòa chỉ 18H. Nó chứa đòa chỉ của byte dữ liệu
hiện hành trên đỉnh của ngăn xếp. Các lệnh trên ngăn xếp bao gồm các lệnh cất dữ liệu vào ngăn
xếp và lấy dữ liệu ra khỏi ngăn xếp. Lệnh cất dữ liệu vào ngăn xếp sẽ làm tăng SP trước khi ghi dữ
liệu và lệnh lấy dữ liệu ra khỏi ngăn xếp sẽ làm giảm SP. Ngăn xếp của 8051 được giữ trong ram
Nguy e n v a n b i e n t b d 47@ g m a il.c o m
điều khiển port nối tiếp SCON ở đòa chỉ 98H.
-Các thanh ghi ngắt :
8051 có cấu trúc 5 nguồn ngắt, 2 mức ưu tiên. Các ngắt bò cấm sau khi reset hệ thống và
sẽ được cho phép bằng việc ghi thanh ghi cho phép ngắt (IE) ở đòa chỉ A8H, cả 2 thanh ghi được đòa
chỉ hóa từng bit.
-Thanh ghi điều khiển công suất:
Thanh ghi điều khiển công suất (PCON) ở đòa chỉ 87H chứa các bit điều khiển.
-Tín hiệu Reset:
8051 có ngõ vào reset RST tác động ở mức cao trong khoảng thời gian 2 chu kỳ, sau đó
xuống mức thấp để 8051 bắt đầu làm việc. RST có thể kích bằng tay bằng một phím nhấn thường
mở, sơ đồ mạch reset như hình trên (hình a)
sau khi reset hệ thống được tóm tắt như sau:
Thanh ghi Nội dung
Nguy e n v a n b i e n t b d 47@ g m a il.c o m
Đếm chương trình PC
Thanhghi tích lũy A
Thanh ghi B
Thanh ghi trạng thái
SP
DPTR
Port 0 đến Port 3
IP
IE
Các thanh ghi đònh thời
0000H
00H
00H
00H
07H
0000H
6 C/T 1 Bit chọn chế độ Count/Timer
1 = bộ đếm sự kiện
0 = bộ đònh khoảng thời gian
5 M1 1 Bit 1 của chế độ mode
4 M0 1 Bit 0 của chế độ mode
3 GATE 0 Bit mở cổng, khi lên 1 timer chỉ chạy khi INT0 ở mức cao
2 C/T 0
Bit chọn chế độ Count/Timer
1 M1 0 Bit 1 của chế độ mode
0 M0 0 Bit 0 của chế độ mode
Tóm tắt thanh ghi chức năng TMOD.
Thanh ghi điều khiển timer(TCON)
Thanh ghi TCON chứa các bit trạng thái và các bit điều khiển cho Timer 1, Timer 0.
Bit Ký hiệu Đòa chỉ Mô tả
TCON.7 TF1 8FH Cờ báo tràn timer 1. Đặt bởi phần cứng khi tràn, được
xóa bởi phần mềm, hoặc phần cứng khi bộ xử lý chỉ đến
chương trình phục vụ ngắt.
TCON.6 TR1 8EH Bit điều khiển timer 1 chạy đặt xóa bằng phần mềm để
cho timer chạy ngưng.
TCON.5 TF0 8DH Cờ báo tràn Timer 0.
TCON.4 TR0 8CH Bit điều khiển Timer 0 chạy
TCON.3 IE1 8BH Cờ cạnh ngắt 1 bên ngoài. Đặt bởi phần cứng khi phát
hiện một cạnh xuống ở INT1 xóa bằng phần mềm họăc
phần cứng khi CPU chỉ đến chương trình phục vụ ngắt.
TCON.2 IT1 8AH Cờ kiểu ngắt 1 bên ngoài. Đặt xóa bằng phần mềm để
ngắt ngoài tích cực cạnh xuống /mức thấp.
TCON.1 IE0 89H Cờ cạnh ngắt 0 bên ngòai
TCON.0 IT0 88h Cờ kiểu ngắt 0 bên ngoài
Nguy e n v a n b i e n t b d 47@ g m a il.c o m
Tóm tắt thanh ghi chức năng TCON
Tổ chức ngắt của 8051:
Có 5 nguồn ngắt ở 8031: 2 ngắt ngoài, 2 ngắt từ timer và 1 ngắt port nối tiếp. Tất cả
các ngắt theo mặc nhiên đều bò cấm sau khi reset hệ thống và được cho phép từng cái một bằng
phần mềm.
Khi có hai hoặc nhiều ngắt đồng thời, hoặc một ngắt xảy ra khi một ngắt khác đang được
phục vụ, có cả hai sự tuần tự hỏi vòng và sơ đồ ưu tiên hai mức dùng để xác đònh việc thực hiện các
ngắt. Việc hỏi vòng tuần tự thì cố đònh nhưng ưu tiên ngắt thì có thể lập trình được.
- Cho phép và cấm ngắt
:
Nguy e n v a n b i e n t b d 47@ g m a il.c o m
Mỗi nguồn ngắt được cho phép hoặc cấm ngắt qua một thanh ghi chức năng đặt biệt có đònh
đòa chỉ bit IE ( Interrupt Enable : cho phép ngắt ) ở đòa chỉ A8H.
Bit Ký hiệu Đòa chỉ bit Mô tả
IE.7 EA AFH Cho phép / Cấm toàn bộ
IE.6 _ AEH Không được mô tả
IE.5 ET2 ADH Cho phép ngắt từ Timer 2 (8052)
IE.4 ES ACH Cho phép ngắt port nối tiếp
IE.3 ET1 ABH Cho phép ngắt từ Timer 1
IE.2 EX1 AAH Cho phép ngắt ngoài 1
IE.1 ET0 A9H Cho phép ngắt từ Timer 0
IE.0 EX0 A8H Cho phép ngắt ngoài 0
Tóm tắt thanh ghi IE
- Các cờ ngắt :
Khi điều kiện ngắt xảy ra thì ứng với từng loại ngắt mà loại cờ đó được đặt lên một để xác
nhận ngắt.
Ngắt Cờ Thanh ghi SFR và vò trí bit
Bên ngoài 0 IE0 TCON.1
Bên ngoài 1 IE1 TCON.3
Timer 1 TF1 TCON.7
trình là bộ nhớ Rom còn bộ nhớ dữ liệu là bộ nhớ Ram.
_ Bộ nhớ Ram chia ra làm 2 loại Sram và Dram. Dram được chế tạo dùng kỹ thuật MOS, có
dung lượng bộ nhớ lớn, công xuất tiêu tán thấp và tốc độ hoạt động trung bình. Sram dữ liệu lưu
trữ vào các Flip- Flop còn Dram dữ liệu lưu trữ mức 0 và 1 tương đương với quá trình nạp và xả của
một tụ điện khoảng vài pF. Bởi vì điện áp của tụ sẽ suy giảm dần do đó Dram đòi hỏi chu kỳ nạp lại
nếu không muốn mất dữ liệu và được gọi là quá trình làm tươi Ram, đây chính là khuyết điểm của
Dram so với Sram. Bộ nhớ Rom có nhiều loại: PROM, EPROM, EEPROM nhưng EPROM có thể lập
trình bởi người dùng, có thể xóa và lập trình lại nhiều lần nên trong đồ án này chúng em dùng
EPROM 2764 và dùng SRAM 6264. Đặc điểm, sơ đồ chân và bảng sự thật của 2764 và 6264
ở hình dưới đây
SRAM 6264: là bộ nhớ được chế tạo theo công nghệ CMOS, có dung lượng
65536 bit được tổ chức thành 8192x8 bit (8KByte), điện áp cung cấp là +5V, thời gian truy cập
khoảng 150ns. Ngõ vào/ra dữ liệu được dùng chung, các ngõ vào/ra này tương thích TTL. Công suất
tiêu tán ở trạng thái chờ rất thấp chỉ khoảng 0,1mW so với khi hoạt động bình thường là 200mW.
Nguy e n v a n b i e n t b d 47@ g m a il.c o m
Sơ đồ chân và sơ đồ logic của 6264 như sau:
Từ sơ đồ chân cho ta thấy cá chân được chia thành 4 nhóm:
+ Vcc, GND : chân nguồn
+ Do đến D7 : chân dữ liệu
+ Ao đến A12 : chân đòa chỉ
+
EPROM 2764: là bộ nhớ chỉ đọc được chế tạo theo công nghệ NMOS, dùng một nguồn đơn
+5V, dung lượng bộ nhớ là 65536 bit, được tổ chức thành 8192x8 bit (8KByte). 2764 là loại
EPROM có thể xóa bằng tia cực tím và có thể ghi lại được nhiều lần. Có hai kiểu họat động: bình
thường và chờ. Ở trạng thái chờ, công suất tiêu thụ là 132mW so với 525mW khi ở trạng thái đọc
dữ liệu, thời gian truy xuất là 200ns. Sơ đồ chân và sơ đồ logic của 2764 như sau:
DQ
0
-DQ
7
0
DQ
0
6 2 6 4
V
cc
WE\
CE
2
A
8
A
9
A
11
OE\
A
10
CE
1
\
DQ
7
DQ
6
Mode \ Pin WE\ CE
1
\ CE
2
OE\ Output
0
O
0
2 7 6 4
Vcc
PGM\
N.C
A
8
A
9
A
11
OE\
A
10
CE\
O
7
O
6
O
5
2 7 6 4
CE\
OE\
V
PP
D
0
Đọc L L H V
cc
Dout
Chờ H x x V
cc
Hi-Z
Lập trình L x L V
pp
Din
Kiểm tra L L H V
pp
D
o ut
Cấm lập trình H x x V
pp
Hi-Z
Bảng trạng thái
A
B
C
G
2A
G
2B
G
1
Y
7
V
cc
- Ngõ vào A,B,C là các chân ngõ vào số nhò phân 3 bit. C là bit có trọng số lớn nhất, A là bit
có trọng số nhỏ nhất
- Các chân ngõ ra: Yo → Y7, tích cực mức thấp.
- Các chân điều khiển: G
1
,G
2A
, G
2B
. IC chỉ hoạt động giải mã khi các chân điều khiển đồng thời
tích cực. G1 tích cực ở mức cao; G
2A
\ và G
2B
\ tích cực ở mức thấp Khi một trong 3 chân này
không tích cực các ngõ ra từ Yo → Y7 ở mức cao.
*Giải đa hợp các đường dữ liệu và đường đòa chỉ:
Khi dùng bộ nhớ ngoài, port 0 không còn là port IO thuần túy. Nó được kết hợp giữa bus đòa
chỉ và bus dữ liệu nên dùng tín hiệu ALE và IC chốt để chốt byte thấp của bus đòa chỉ khi bắt đầu
mỗi chu kỳ bộ nhớ. Port2 cho byte cao của bus đòa chỉ. đây chúng em dùng IC chốt 74373. Sơ đồ
chân, đặc điểm và bảng trạng thái của 74373
Sơ đồ chân
Bảng trạng thái
INPUTS
ENABLE SELECT
OUTPUTS
G
1
G
2
-D
7
Q
0
-Q
7
OC \
G
Output
Control (OC)
Enable
G
D OUTPUT
L H H H
L H L L
L L x Q
0
H x x HI-Z
V
cc
Q
0
Q
1
Q
2
Q
3
Q
4
8051 là tổ chức bộ nhớ như thế nào để có thể sửa đổi chương trình và có thể ghi trở lại khi nó
được chứa trong bộ nhớ Rom. Cách giải quyết là xếp chồng các vùng dữ liệu và chương trình. Một bộ
nhớ Ram có thể chứa cả chương trình và dữ liệu bằng cách nối đường OE\ của Ram đến ngõ ra cổng
AND có 2 ngõ vào là PSEN\ và RD\. Sơ đồ mạch như hình sau cho phép bộ nhớ Ram có 2 chức
năng vừa là bộ nhớ chương trình vừa là bộ nhớ dữ liệu.
Vậy 1 chương trình có thể được tải vào Ram (bằng cách ghi nó như bộ nhớ dữ liệu) và thi
hành chương trình (bằng cách truy xuất nó như bộ nhớ chương trình)
3. Khối hiển thò:
a.Sơ đồ khối của mạch hiển thò:
Bộ phận hiển thò gồm 8 led 7 đoạn anod chung. Vì các vi xử lí xử lí các dữ liệu là số nhò phân
(1,0 ) nên cần có sự giãi mã từ số nhò phân sang số thập phân. Sự giải mã có thể dùng giải mã
bằng phần cứng (IC giải mã). Tuy nhiên với phần mềm quét led người ta có thể giảm bớt được các IC
giải mã giảm giá thành của mạch điện. Nhưng để kết nối với mạch hiển thò phải cần có IC giao tiếp
vào ra vì các port của 8051 đã dùng cho mục đích khác. 8255 là IC giao tiếp vào ra song song
thông dụng và có thể điều khiển được bằng phần mềm nên chúng em sử dụng 8255 để giao tiếp
với các thiết bò ngoại vi (phần hiển thò…). Vì dòng ra các port của 8255 rất nhỏ (lớn nhất là port A
khoảng 5mA) nên cần có IC đệm dòng để nâng dòng lên đủ kéo cho led sáng. Chúng em chọn IC đệm
74245. Khi đưa dữ liệu ra để hiển thò tất cả các led đều nhận nhưng tại một thời điểm chỉ cho phép
một led được nhận dữ liệu nên phải có mạch giải mã để chọn led.
Chúng em sử dụng IC giải mã 74LS138.Vì vậy sơ đồ khối của mạch hiển thò như sau:
WR
RAM
OE\
WR
RD
PSEN
A
0
RD\ WR\ CS\ Hoạt động
L L L H L Port A Bus dữ liệu
L H L H L Port B Bus dữ liệu
H L L H L Port C Bus dữ liệu
L L H L L Bus dữ liệu Port A
L H H L L Bus dữ liệu Port B
H L H L L Bus dữ liệu Port C
H H H L L Bus dữ liệu Từ điều
8 2 5 5
A
D
0
-
RD\
WR\
RESET
CS\
A
0
PA
0
-PA
7
PB
0
-PB
7
PC
PC
0
PC
1
PC
2
PA
4
PA
5
PA
6
PA
7
WR\
RESET
D
0
D
1
D
2
D
3
D
4
D
5
D
6
24 đường dẫn như là các ngõ vào.Trạng thái này kéo dài tới khi chương trình ứng dụng viết từ điều
khiển vào thanh ghi điều khiển để xác đònh chế độ làm việc của 8255.
Các cổng A, B, C được phân thành hai nhóm. Nhóm A gồm cổng A và nửa cao của cổng C,
nhóm B gồm cổng B và nửa thấp còn lại của cổng C. Có 3 chế độ hoạt động khác nhau:
- Chế độ 0: vào/ra thông thường.
- Chế độ 1: chốt vào/ra.
- Chế độ 2: bus hai chiều.
Chế độ 0:
Từ điều khiển:
Chế độ 0 xác lập hai cổng 8 bit (A và B) và hai cổng 4 bit (nửa cao và nửa thấp của C). Bất kỳ
cổng nào cũng có thể nhập hoặc xuất dữ liệu một cách độc lập tùy theo các bit D
4
, D
3
, D
1
và D
0
.
Có 2
4
= 16 khả năng vào/ra trong chế độ này
Cấu trúc từ điều khiển:
A
1
A
0
RD\ WR\ CS\
Hoạt động
L L L H L
Nguy e n v a n b i e n t b d 47@ g m a il.c o m
Vì dòng ra các port của 8255 rất nhỏ (lớn nhất là port A khoảng 5mA) nên cần có IC đệm dòng
để nâng dòng lên đủ kéo cho led sáng. Chúng em chọn IC đệm 74245, sau đây là sơ đồ chân, bảng
trạng thái của 74245:
Sơ đồ chân và sơ đồ logic của 74245 như sau:
Nhóm BPort C (thấp)1
= nhập0 = xuấtPort B1
= nhập0 = xuấtChọn
chế độ0 = chế độ 01 =
chế độ 1
Cờ lập chế độ
1 = tích cựïc
Nhóm A
N
Port C
(cao)
(
1 = nhập
1
0 =
xuất
x
Port A
P
1 =
nhập
n
0 = xuất
0
Chọn