Bài 1: Tổng quan về 8051

Giới  thiệu về 8051:

1.1.Tiêu chuẩn trong lựa chọn một bộ vi điều khiển

 Là khả năng sẵn sàng đáp ứng về số lượng trong hiện tại và tương lai. Đối với một số

nhà thiết kế điều này là quan trong hơn cả . Hiện nay, các bộ vi điều khiển 8 bit đứng

đầu là họ 8051 có số lương lớn nhất các nhà cung cấp đa dạng (nhiều nguồn). Nhà

cung cấp có nghĩa là nhà sản xuất bên cạnh nhà sáng chế của bộ vi điều khiển. Trong

trường hợp 8051 thì nhà sáng chế của nó là Intel, nhưng hiện nay có rất nhiều hãng

sản xuất nó (cũng như trước kia đã sản xuất).

Các hãng này bao gồm: Intel, Atmel, Philips/signe-tics, AMD, Siemens, Matra

và Dallas, Semicndictior.

8051 là một bộ xử lý 8 bit có nghĩa là CPU chỉ có thể làm việc với 8 bit dữ

liệu tại một thời điểm. Dữ liệu lớn hơn 8 bit được chia ra thành các dữ liệu 8 bit để

cho xử lý. 8051 có tất cả 4 cổng vào - ra I/O mỗi cổng rộng 8 bit. Các nhà sản xuất đã

cho xuất xưởng chỉ với 4K byte ROM trên chíp.

Đặc tính:
4K ROM
128 byte RAM
2 bộ định thời
32 chân I/O

1.2.Vi điều khiển và vi xử lí:

Xin nhắc đến cái máy tính của bạn, con chíp Intel hay ADM của bạn là 1 bộ vi xử lí,

nó không có RAM, ROM,cổng IO và các thiết bị ngoại vi on Chip. Còn vi điều khiển

chứa 1 bộ vi xử lí và RAM,ROM, cổng IO, và có thể có các thiết bị ngoại vi.

1.3. Sơ đồ chân vi điều khiển 8051:

Là IC đóng vỏ dạng DIP có 40 chân, mỗi chân có một kí hiệu tên và có các chức năng

như sau:

 Chân 40: nối với nguồn nuôI +5V.

 Chân 20: nối với đất(Mass, GND).

 Chân 29 (PSEN)(program store enable) là tín hiệu điều khiển xuất ra của 8051, nó

cho phép chọn bộ nhớ ngoài và được nối chung với chân của OE (Outout Enable) của

EPROM ngoài để cho phép đọc các byte của chương trình. Các xung tín hiệu PSEN

hạ thấp trong suốt thời gian thi hành lệnh. Những mã nhị phân của chương trình được đọc từ EPROM đi qua bus dữ liệu và được chốt vào thanh ghi lệnh của 8051 bởi mã

lệnh.(chú ý việc đọc ở đây là đọc các lệnh (khác với đọc dữ liệu), khi đó VXL chỉ đọc

các bit opcode của lệnh và đưa chúng vào hàng đợi lệnh thông qua các Bus địa chỉ và

dữ liệu)

 Chân 30 (ALE : Adress Latch Enable) là tín hiệu điều khiển xuất ra của 8051, nó cho

phép phân kênh bus địa chỉ và bus dữ liệu của Port 0.

 Chân 31 (EA : Eternal Acess) được đưa xuống thấp cho phép chọn bộ nhớ mã ngoàI

đối với 8051.

Đối với 8051 thì : EA = 5V : Chọn ROM nội. EA = 0V : Chọn ROM ngoại.

32 chân còn lại chia làm 4 cổng vào ra:

 Vào ra tức là có thể dùng chân đó để đọc mức logic (0;1 tương ứng với 0V ; 5V)vào

hay xuất mức logic ra(0;1)

 P0 từ chân 39  - 32 tương ứng là các chân P0_0 - P0_7

 P1 từ chân 1  - 8 tương ứng là các chân P1_0  - P1_7

 P2 từ chân 21 - 28 tương ứng là các chân P2_0  - P2_7

 P3 từ chân 10 - 17 tương ứng là các chân P3_0  - P3_7

Riêng cổng 3 có 2 chức năng ở mỗi chân như trên hình vẽ:

 P3.0 – RxD : chân nhận dữ liệu nối tiếp khi giao tiếp RS232(Cổng COM ).

 P3.1 _ TxD : phân truyền dữ liệu nối tiếp khi giao tiếp RS232.

 P3.2 _ INTO : interrupt 0 , ngắt ngoài 0.

 P3.3 _ INT1: interrupt 1, ngắt ngoài 1.

 P3.4 _T0 : Timer0 , đầu vào timer0.

 P3.5_T1 : Timer1, đầu vào timer 1.

 P3.6_ WR: Write, điều khiển ghi dứ liệu.

 P3.7 _RD: Read , điều khiển đọc dữ liệu.

Chân 18, 19 nối với thạch anh tạo thành mạch tạo dao động cho VĐK

Tần số thạch anh thường dùng trong các ứng dụng là : 11.0592Mhz(giao tiếp với cổng com máy tính) và 12Mhz Tần số tối đa 24Mhz. Tần số càng lớn VĐK xử lí càng nhanh.  

1.4. Cấu trúc vi điều khiển 89c51 

1.5.Ram nội và các thanh ghi  

 Bảng : chức năng của thanh ghi chức năng đặc biệt SFR 

SFR định địa chỉ từng bit( những thanh ghi cần nhớ đối khi lập trình cơ bản C)

1.6.Giới thiệu sơ qua các nguồn ngắt:  

Một chương trình chính không có ngắt thì chạy liên tục, còn chương trình có

ngắt thì cứ khi nào điều kiện ngắt được đảm bào thì con trỏ sẽ nhảy sang hàm ngắt

thực hiện xong hàm ngắt lại quay về đúng chỗ cũ và thực hiện tiếp chương trình. Ta

có 1 ví dụ như sau: Bạn đang ăn cơm , có tiếng điện thoại , bạn đạt bát cơm ra nghe

điện thoại , nghe xong lại quay về bưng bát cơm lên ăn tiếp. Thì quá trình ăn cơm của

bạn là chương trình chính,có điện thoại gọi đến là điều kiện ngắt, bạn ra nghe điện

thoại là thực hiện chương trình ngắt(Interrupt Service Rountine),quay về ăn cơm tiếp

là tiếp tục thực hiện chương trình chính.

Ngắt đối với người mới học vi điều khiển là rất khó hiểu, vì đa số các tài liệu đều

không giải thích ngắt để làm gì. Có nhiều loại ngắt khác nhau nhưng tất cả đều có

chung 1 đặc điểm, ngắt dùng cho mục đích đa nhiệm. Đa tức là nhiều, nhiệm tức là

nhiệm vụ. Thực hiện nhiều nhiệm vụ .Các bạn nhìn vào tiền trình của hàm main với

chương trình có ngắt :

Chương trình chính đang chạy, ngắt xảy ra, thực hiện hàm ngắt rồi quay lại chương

trình chính. Chương trình trong vi điều khiển khác với ví dụ ăn cơm nghe điện thoại

của tôi ở chỗ , thời gian thực hiện hàm chính là rất lớn,thời gian thực hiện hàm ngắt

là rất nhỏ, cho nên thời gian thực thi hàm ngắt không ảnh hưởng nhiều lắm đên chức

năng hàm chính. Như vậy trong hàm ngắt các bạn làm 1 việc, trong hàm chính các

bạn làm 1 việc

như vậy coi như các bạn làm được 2 việc(đa nhiệm) trong 1 quang thời gian tương đối

ngắn cõ mS, chứ thực ra tại 1 thời điểm vi điều khiển chỉ thực thi 1 lệnh.

Ví dụ : Bạn thử nghĩ xem làm thế nào để vừa điều chế xung PWM để điều chỉnh tốc

độ động cơ , vừa đọc các cảm biến đầu vào mà tốc độ động cơ phụ thuộc đầu vào cảm

biến.