Đề tài Phương pháp đếm xung

boä nhôù cuûa Microprcessor laø caùc IC, caùc IC nhôù naøy coù theå ñoïc döõ lieäu ra, ghi döõ lieäu vaøo hoaëc chæ ñoïc döõ lieäu ra. Ñoâi khi boä nhôù cuûa Microprocessor khoâng ñuû ñeå löu tröõ nhöõng thoâng tin caàn thieát khi chaïy chöông trình, khi ñoù phaûi duøng kyõ thuaät môû roäng boä nhôù. 8051 coù khaû naêng môû roäng boä nhôù ñeán 64k byte boä nhôù chöông trình vaø 64k byte boä nhôù döõ lieäu beân ngoaøi. Boä nhôù chöông trình laø boä nhôù Rom coøn boä nhôù döõ lieäu laø boä nhôù Ram. _ Boä nhôù Ram chia ra laøm 2 loaïi Sram vaø Dram. Dram ñöôïc cheá taïo duøng kyõ thuaät MOS, coù dung löôïng boä nhôù lôùn, coâng xuaát tieâu taùn thaáp vaø toác ñoä hoaït ñoäng trung bình. Ôû Sram döõ lieäu löu tröõ vaøo caùc Flip- Flop coøn Dram döõ lieäu löu tröõ möùc 0 vaø 1 töông ñöông vôùi quaù trình naïp vaø xaû cuûa moät tuï ñieän khoaûng vaøi pF. Bôûi vì ñieän aùp cuûa tuï seõ suy giaûm daàn do ñoù Dram ñoøi hoûi chu kyø naïp laïi neáu khoâng muoán maát döõ lieäu vaø ñöôïc goïi laø quaù trình laøm töôi Ram, ñaây chính laø khuyeát ñieåm cuûa Dram so vôùi Sram. Boä nhôù Rom coù nhieàu loaïi: PROM, EPROM, EEPROM nhöng EPROM coù theå laäp trình bôûi ngöôøi duøng, coù theå xoùa vaø laäp trình laïi nhieàu laàn neân trong ñoà aùn naøy chuùng em duøng EPROM 2764 vaø duøng SRAM 6264. Ñaëc ñieåm, sô ñoà chaân vaø baûng söï thaät cuûa 2764 vaø 6264 ôû hình döôùi ñaây SRAM 6264: laø boä nhôù ñöôïc cheá taïo theo coâng ngheä CMOS, coù dung löôïng 65536 bit ñöôïc toå chöùc thaønh 8192x8 bit (8KByte), ñieän aùp cung caáp laø +5V, thôøi gian truy caäp khoaûng 150ns. Ngoõ vaøo/ra döõ lieäu ñöôïc duøng chung, caùc ngoõ vaøo/ra naøy töông thích TTL. Coâng suaát tieâu taùn ôû traïng thaùi chôø raát thaáp chæ khoaûng 0,1mW so vôùi khi hoaït ñoäng bình thöôøng laø 200mW. Sô ñoà chaân vaø sô ñoà logic cuûa 6264 nhö sau: DQ0-DQ7 6264 A0-A12 CE1\ CE2 OE\ WE\ N.C A12 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 DQ0 DQ1 DQ2 Vss 6264 Vcc WE\ CE2 A8 A9 A11 OE\ A10 CE1\ DQ7 DQ6 DQ5 DQ4 DQ3 Mode \ Pin WE\ CE1\ CE2 OE\ Output Not Select x H x x Hi-Z x x L x Output Disable H L H H Hi-Z Read H L H L Dout Write L L H H Din Töø sô ñoà chaân cho ta thaáy caù chaân ñöôïc chia thaønh 4 nhoùm: + Vcc, GND : chaân nguoàn + Do ñeán D7 : chaân döõ lieäu + Ao ñeán A12 : chaân ñòa chæ WE, OE, CS1, CS2 : chaân ñieàu khieån + Vpp A12 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 O0 O1 O2 GND 2764 Vcc PGM\ N.C A8 A9 A11 OE\ A10 CE\ O7 O6 O5 O4 O3 2764 CE\ OE\ VPP D0-D7 A0-A12 EPROM 2764: laø boä nhôù chæ ñoïc ñöôïc cheá taïo theo coâng ngheä NMOS, duøng moät nguoàn ñôn +5V, dung löôïng boä nhôù laø 65536 bit, ñöôïc toå chöùc thaønh 8192x8 bit (8KByte). 2764 laø loaïi EPROM coù theå xoùa baèng tia cöïc tím vaø coù theå ghi laïi ñöôïc nhieàu laàn. Coù hai kieåu hoïat ñoäng: bình thöôøng vaø chôø. ÔÛ traïng thaùi chôø, coâng suaát tieâu thuï laø 132mW so vôùi 525mW khi ôû traïng thaùi ñoïc döõ lieäu, thôøi gian truy xuaát laø 200ns. Sô ñoà chaân vaø sô ñoà logic cuûa 2764 nhö sau: Mode (cheá ñoä) CE\ OE\ PGM\ VPP Ra (Output) Ñoïc L L H Vcc Dout Chôø H x x Vcc Hi-Z Laäp trình L x L Vpp Din Kieåm tra L L H Vpp Do ut Caám laäp trình H x x Vpp Hi-Z Baûng traïng thaùi - EPROM coù theå ñöôïc laäp bôûi ngöôøi laäp trình söû duïng vaø noù cuõng coù theå xoùa ñeå laäp trình laïi khi naøo muoán. -EPROM duøng trong maïch ñöôïc chöùa saün chöông trình ñieàu khieån, töùc laø chæ xuaát Data moãi khi CPU tham khaûo ñeán, do ñoù ta chæ quan taâm ñeán cheá ñoä ñoïc vaø chôø. Döïa vaøo caùc Mode hoaït ñoäng treân thì EPROM ñöôïc ñieàu khieån caùc chaân sau: PGM = 5 Volt (Vcc ) OE\ noái chaân PSEN cuûa CPU CE\ noái xuoáng CSO + Cheá ñoä ñoïc (Read Mode ): Cheá ñoä naøy ñöôïc thieát laäp khi CE\ vaø OE\ ôû möùc thaáp, PGM ôû möùc cao. Coù hai ngoõ vaøo ñieàu khieån duøng ñeå truy xuaát Data töø ROM laø CE\ vaø OE\ duøng ñeå kieåm soaùt ngoõ ra Data, ñöa Data leân Data bus. + Cheá ñoä chôø (Stanby Mode ): Cheá ñoä naøy laøm giaûm coâng suaát tieâu thuï ñöôïc thieát laäp khi CE\ ôû möùc cao, ôû cheá ñoä naøy Data ôû traïng thaùi trôû khaùng cao ñoäc laäp. *Giaûi maõ ñòa chæ: Do 8051 thieát keá caàn quaûn lyù nhieàu thieát bò ngoaïi vi, nhieàu oâ nhôù, muoán laøm ñöôïc vieäc naøy ngöôøi ta phaûi cung caáp cho moãi oâ nhôù vaø thieát bò ngoaïi vi taàm ñòa chæ cho thieát bò ñoù. Vì vaäy caàn coù maïch giaûi maõ ñòa chæ trong maïch ñieän. Ngöôøi ta thöôøng duøng IC giaûi maõ 74HC138 vôùi caùc ngoõ ra ñöôïc noái tôùi caùc ngoõ vaøo choïn chip (CS\) treân caùc IC nhôù. Sau ñaây laø sô ñoà chaân, baûng söï thaät vaø ñaëc ñieåm cuûa 74138: A B C G2A G2B G1 Y7 GND Vcc Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 74138 74138 A B C Y0 ...Y7 G2A\ G2B G1 Sô ñoà chaân INPUTS OUTPUTS ENABLE SELECT G1 G2 C B A Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 x H x x x H H H H H H H H L x x x x H H H H H H H H H L L L L L H H H H H H H H L L L H H L H H H H H H H L L H L H H L H H H H H H L L H H H H H L H H H H H L H L L H H H H L H H H H L H L H H H H H H L H H H L H H L H H H H H H L H H L H H H H H H H H H H L G2 = G2A + G2 Baûng traïng thaùi sô löôïc veà caùc chaân: - Ngoõ vaøo A,B,C laø caùc chaân ngoõ vaøo soá nhò phaân 3 bit. C laø bit coù troïng soá lôùn nhaát, A laø bit coù troïng soá nhoû nhaát - Caùc chaân ngoõ ra: Yo ® Y7, tích cöïc möùc thaáp. - Caùc chaân ñieàu khieån: G1,G2A, G2B. IC chæ hoaït ñoäng giaûi maõ khi caùc chaân ñieàu khieån ñoàng thôøi tích cöïc. G1 tích cöïc ôû möùc cao; G2A\ vaø G2B\ tích cöïc ôû möùc thaáp Khi moät trong 3 chaân naøy khoâng tích cöïc caùc ngoõ ra töø Yo ® Y7 ôû möùc cao. *Giaûi ña hôïp caùc ñöôøng döõ lieäu vaø ñöôøng ñòa chæ: Khi duøng boä nhôù ngoaøi, port 0 khoâng coøn laø port IO thuaàn tuùy. Noù ñöôïc keát hôïp giöõa bus ñòa chæ vaø bus döõ lieäu neân duøng tín hieäu ALE vaø IC choát ñeå choát byte thaáp cuûa bus ñòa chæ khi baét ñaàu moãi chu kyø boä nhôù. Port2 cho byte cao cuûa bus ñòa chæ. Ôû ñaây chuùng em duøng IC choát 74373. Sô ñoà chaân, ñaëc ñieåm vaø baûng traïng thaùi cuûa 74373 Vcc Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 G OE\ D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 GND 74373 74373 D0-D7 Q0-Q7 OC \ G Sô ñoà chaân Baûng traïng thaùi Output Control (OC) Enable G D OUTPUT L H H H L H L L L L x Q0 H x x HI-Z Ñaëc ñieåm _ 74LS373 goàm 8 D-FF coù ngoõ ra 3 traïng thaùi ñöôïc ñieàu khieån choát vaø xuaát döõ lieäu baèng chaân G vaø OC. Trong öùng duïng naøy chaân G ñöôïc noái vôùi chaân ALE cuûa 8051, chaân OC noái mass. _ laø IC choát 8 bit _ Caùc boä ñeäm ngoõ ra 3 traïng thaùi _ Tín hieäu ñieàu khieån ngoõ ra 3 traïng thaùi chung. *Xeáp choàng caùc vuøng nhôù chöông trình vaø döõ lieäu beân ngoaøi: Vì boä nhôù chöông trình laø Rom neân xaûy ra vaán ñeà baát tieän khi phaùt trieån phaàn meàm cho 8051 laø toå chöùc boä nhôù nhö theá naøo ñeå coù theå söûa ñoåi chöông trình vaø coù theå ghi trôû laïi khi noù ñöôïc chöùa trong boä nhôù Rom. Caùch giaûi quyeát laø xeáp choàng caùc vuøng döõ lieäu vaø chöông trình. Moät boä nhôù Ram coù theå chöùa caû chöông trình vaø döõ lieäu baèng caùch noái ñöôøng OE\ cuûa Ram ñeán ngoõ ra coång AND coù 2 ngoõ vaøo laø PSEN\ vaø RD\. Sô ñoà maïch nhö hình sau cho pheùp boä nhôù Ram coù 2 chöùc naêng vöøa laø boä nhôù chöông trình vöøa laø boä nhôù döõ lieäu. Vaäy 1 chöông trình coù theå ñöôïc taûi vaøo Ram (baèng caùch ghi noù nhö boä nhôù döõ lieäu) vaø thi haønh chöông trình (baèng caùch truy xuaát noù nhö boä nhôù chöông trình) WR RAM OE\ WR RD PSEN Khoái hieån thò: a.Sô ñoà khoái cuûa maïch hieån thò: Boä phaän hieån thò goàm 8 led 7 ñoaïn anod chung. Vì caùc vi xöû lí xöû lí caùc döõ lieäu laø soá nhò phaân (1,0 ) neân caàn coù söï giaõi maõ töø soá nhò phaân sang soá thaäp phaân. Söï giaûi maõ coù theå duøng giaûi maõ baèng phaàn cöùng (IC giaûi maõ). Tuy nhieân vôùi phaàn meàm queùt led ngöôøi ta coù theå giaûm bôùt ñöôïc caùc IC giaûi maõ giaûm giaù thaønh cuûa maïch ñieän. Nhöng ñeå keát noái vôùi maïch hieån thò phaûi caàn coù IC giao tieáp vaøo ra vì caùc port cuûa 8051 ñaõ duøng cho muïc ñích khaùc. 8255 laø IC giao tieáp vaøo ra song song thoâng duïng vaø coù theå ñieàu khieån ñöôïc baèng phaàn meàm neân chuùng em söû duïng 8255 ñeå giao tieáp vôùi caùc thieát bò ngoaïi vi (phaàn hieån thò…). Vì doøng ra caùc port cuûa 8255 raát nhoû (lôùn nhaát laø port A khoaûng 5mA) neân caàn coù IC ñeäm doøng ñeå naâng doøng leân ñuû keùo cho led saùng. Chuùng em choïn IC ñeäm 74245. Khi ñöa döõ lieäu ra ñeå hieån thò taát caû caùc led ñeàu nhaän nhöng taïi moät thôøi ñieåm chæ cho pheùp moät led ñöôïc nhaän döõ lieäu neân phaûi coù maïch giaûi maõ ñeå choïn led. Chuùng em söû duïng IC giaûi maõ 74LS138.Vì vaäy sô ñoà khoái cuûa maïch hieån thò nhö sau: 8051 Port CH 8255 PortA Ñeäm 74245 Giaûi maõ 74138 LED Port0 Port2 b. Giôùi thieäu veà caùc linh kieän trong maïch b1.Coång xuaát nhaäp 8255: Trong heä thoáng Vi xöû lyù hay maùy vi tính neáu chæ giao tieáp vôùi boä nhôù trong ROM, RAM thì chöa ñuû, maùy tính coøn phaûi giao tieáp vôùi caùc thieát bò ngoaïi vi nhö baøn phím, maøn hình, maùy in, ... ñeå con ngöôøi coù theå ñoái thoaïi ñöôïc maùy tính cuõng nhö duøng maùy tính ñeå ñieàu khieån caùc thieát bò khaùc. Ñeå giao tieáp vôùi nhieàu thieát bò nhö vaäy, maùy tính coù theå giao tieáp qua nhieàu ñöôøng vaø giao tieáp vôùi nhieàu hình thöùc khaùc nhau nhö giao tieáp noái tieáp, giao tieáp song song. Vì vaäy vai troø cuûa coång xuaát nhaäp 8255 ñeå giao tieáp giöõa maùy tính vôùi thieát bò ngoaøi laø moät ñieàu caàn thieát giuùp maùy coù theå môû roäng khaû naêng laøm vieäc. *Sô ñoà chaân cuûa 8255 8255A D0-D7 RD\ WR\ RESET CS\ A0 A1 CS\ PA0-PA7 PB0-PB7 PC0-PC3 PC4-PC7 PA3 PA2 PA1 PA0 RD\ CS\ GND A1 A0 PC7 PC6 PC5 PC4 PC0 PC1 PC2 PC3 PB0 PB1 PB2 PA4 PA5 PA6 PA7 WR\ RESET D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Vcc PB7 PB6 PB5 PB4 PB3 8255A Sô ñoà chaân vaø sô ñoà logic A1 A0 RD\ WR\ CS\ Hoaït ñoäng L L L H L Port A à Bus döõ lieäu L H L H L Port Bà Bus döõ lieäu H L L H L Port Cà Bus döõ lieäu L L H L L Bus döõ lieäu à Port A L H H L L Bus döõ lieäu à Port B H L H L L Bus döõ lieäu à Port C H H H L L Bus döõ lieäu à Töø ñieàu khieån x x x x H Bus döõ lieäu ôû traïng thaùi Hi-Z H H L H L Caám x x H H L Bus döõ lieäu ôû traïng thaùi Hi-Z Tính linh hoaït cuûa vi maïch theå hieän ôû khaû naêng laäp trình. Qua moät thanh ghi ñieàu khieån, ngöôøi söû duïng xaùc ñònh cheá ñoä hoaït ñoäng vaø coång naøo caàn ñöôïc söû duïng nhö laø loái vaøo hoaëc loái ra. Caùc chaân ra D0 4 D7 taïo neân bus döõ lieäu hai chieàu coù ñoä roäng laø 8 bit. 8255 ñöôïc choïn bôûi tín hieäu möùc thaáp ôû ngoõ vaøo choïn chíp CS\. Khi 8255 khoâng ñöôïc choïn, boä ñeäm bus döõ lieäu noái 8255 vôùi heä thoáng ñöôïc thaû noåi. Khi ñöôïc choïn, caùc ngoõ vaøo A0 vaø A1 ñöôïc duøng ñeå choïn thanh ghi ñieàu khieån hoaëc moät trong caùc coång vaøo/ra ñeå trao ñoåi döõ lieäu. Caùc hoaït ñoäng cô baûn cuûa 8255 ñöôïc toùm taét trong baûng sau: A1 A0 RD\ WR\ CS\ Hoaït ñoäng L L L H L Port A à Bus döõ lieäu L H L H L Port Bà Bus döõ lieäu H L L H L Port Cà Bus döõ lieäu L L H L L Bus döõ lieäu à Port A L H H L L Bus döõ lieäu à Port B H L H L L Bus döõ lieäu à Port C H H H L L Bus döõ lieäu à Töø ñieàu khieån x x x x H Bus döõ lieäu ôû traïng thaùi Hi-Z H H L H L Caám x x H H L Bus döõ lieäu ôû traïng thaùi Hi-Z * Caùc traïng thaùi laøm vieäc cuûa 8255: Qua baûng traïng thaùi cuûa 8255, ta thaáy thanh ghi ñieàu khieån ñaët döôùi ñòa chæ beân trong laø A1 = [1], A0 = [1]. Trong moät chu kyø ghi leân thanh ghi ñieàu khieån, xaùc ñònh coång vaøo/ra cuõng nhö cheá ñoä hoaït ñoäng. Khi chaân RESET ôû möùc [H], thanh ghi ñieàu khieån seõ ñöôïc ñaët laïi vaø ñònh nghóa toaøn boä 24 ñöôøng daãn nhö laø caùc ngoõ vaøo.Traïng thaùi naøy keùo daøi tôùi khi chöông trình öùng duïng vieát töø ñieàu khieån vaøo thanh ghi ñieàu khieån ñeå xaùc ñònh cheá ñoä laøm vieäc cuûa 8255. Caùc coång A, B, C ñöôïc phaân thaønh hai nhoùm. Nhoùm A goàm coång A vaø nöûa cao cuûa coång C, nhoùm B goàm coång B vaø nöûa thaáp coøn laïi cuûa coång C. Coù 3 cheá ñoä hoaït ñoäng khaùc nhau: - Cheá ñoä 0: vaøo/ra thoâng thöôøng. - Cheá ñoä 1: choát vaøo/ra. - Cheá ñoä 2: bus hai chieàu. Cheá ñoä 0: Töø ñieàu khieån: 1 0 0 D4 D3 0 D1 D0 Côø laäp cheá ñoä 1 = tích cöïïc Cheá ñoä 0 xaùc laäp hai coång 8 bit (A vaø B) vaø hai coång 4 bit (nöûa cao vaø nöûa thaáp cuûa C). Baát kyø coång naøo cuõng coù theå nhaäp hoaëc xuaát döõ lieäu moät caùch ñoäc laäp tuøy theo caùc bit D4, D3, D1 vaø D0. Coù 24 = 16 khaû naêng vaøo/ra trong cheá ñoä naøy Caáu truùc töø ñieàu khieån: Nhoùm B Port C (thaáp) 1 = nhaäp 0 = xuaát Port B 1 = nhaäp 0 = xuaát Choïn cheá ñoä 0 = cheá ñoä 0 1 = cheá ñoä 1 Côø laäp cheá ñoä 1 = tích cöïïc Nhoùm A Port C (cao) 1 = nhaäp 0 = xuaát Port A 1 = nhaäp 0 = xuaát Choïn cheá ñoä 00 = cheá ñoä 0 01 = cheá ñoä 1 1x = cheá ñoä 2 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Vì doøng ra caùc port cuûa 8255 raát nhoû (lôùn nhaát laø port A khoaûng 5mA) neân caàn coù IC ñeäm doøng ñeå naâng doøng leân ñuû keùo cho led saùng. Chuùng em choïn IC ñeäm 74245, sau ñaây laø sô ñoà chaân, baûng traïng thaùi cuûa 74245: Sô ñoà chaân vaø sô ñoà logic cuûa 74245 nhö sau: Enable G\ Direction Control DIR Operation L L H L H X Döõ lieäu töø B ñöa ra bus A Döõ lieäu töø A ñöa ra busA Ngaên Baûng söï thaät 1 2 2 3 4 5 6 7 8 9 10 74245 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 DIR A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A 8 GND Vcc G\ B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 Sô ñoà chaân Tuy nhieân doøng ra lôùn neân phaûi duøng theâm ñieän trôû haïn doøng töø moãi ngoõ ra (B1 _ B8) cuûa 74245 4. Baøn phím: Vì ñaây laø maïch ñeám saûn phaåm, ñeám soá saûn phaåm trong moät thuøng, vaø soá saûn phaåm trong moät loâ, moãi loaïi nhö vaäy coù theå nhaäp vaøo soá ñeám trong phaïm vi töø 0 ñeán toái ña 9999, do ñoù chuùng em söû duïng 10 phím soá töø 0 ñeán 9. Vaø moãi laàn nhaäp soá vaøo ñeå nhaän bieát laø nhaäp maáy soá hoaëc ñaõ nhaäp xong vaø muoán bieát cho pheùp ñeám chöa hoaëc huûy boû soá vöøa nhaäp phaûi caàn söû duïng theâm caùc phím chöùc naêng, neân chuùng em duøng theâm 6 phím chöùc naêng töø A ñeán F. Do ñoù baøn phím goàm 16 phím ñöôïc keát noái vaøo port 1 cuûa 8051: Sô ñoà khoái keát noái nhö sau: 8051 BAØN PHÍM PORT 1 8 0 5 1 74373 ROM CS\ RAM CS\ 8255-2 CS\ 74138 Y0 Y1 Y2 Y3 Hieån thò Rôle ÑH 8255-1 CS\ Rôle BC Thu Phaùt Port0 Data A0 ¸ A7 A0 ¸ A1 PortA PortB PortA PortB.0 A8 ¸ A12 Port2 A13 ¸ A15 BAØN PHÍM Port1 Address SÔ ÑOÀ KHOÁI CHI TIEÁT CUÛA MAÏCH ÑIN PHAÀN II THIEÁT KEÁ,THI COÂNGVAØ CHÖÔNG TRÌNH CHÖÔNG I THIEÁT KEÁ, THI COÂNG PHAÀN CÖÙNG Sau khi ñaõ phaân tích moät moâ hình heä thoáng vi xöû lyù baây giôø chuùng em baét ñaàu ñi vaøo tính toaùn caùc giaù trò thöïc teá ñeå cho heä thoáng hoaït ñoäng ñöôïc. Vieäc tính toaùn löïa choïn phaûi döïa treân lyù thuyeát vaø caùc linh kieän thoâng duïng treân thò tröôøng. Maëc duø phaàn cöùng heä thoáng khoâng theå thay ñoåi ñöôïc nhöng phaàn meàm coù theå thay ñoåi laøm cho heä thoáng coù khaû naêng hoaït ñoäng moät caùch linh hoaït vì vaäy thieát keá phaàn cöùng phaûi caân ñoái sao cho phaàn meàm khoâng quaù phöùc taïp. I. KEÁT NOÁI 8051 VÔÙI BOÄ NHÔÙ VAØ CAÙC IC NGOAÏI VI : 1. Keát noái boä nhôù chöông trình beân ngoaøi: Boä xöû lyù chính laø IC 8051 vôùi taàn soá laøm vieäc laø 12 MHz. Chaân 18, 19 cuûa 8051 ñöôïc noái vôùi thaïch anh (cuõng coù theå thay theá thaïch anh baèng tín hieäu xung clock). Boä nhôù ROM ñöôïc cho pheùp bôûi tín hieäu PSEN\. Hình sau moâ taû caùch noái boä nhôù Eprom vôùi 8051: D7 - D0 EPROM A7- A0 A15 -A8 0E\ Port 0 EA 8051 Port2 PSEN . ] uhhdsaufy D 74373 Q G ALE 2. Keát noái boä nhôù döõ lieäu ngoaøi: Boä nhôù Ram ñöôïc cho pheùp ghi/ ñoïc baèng caùc tín hieäu ñieàu khieån WR\ vaø RD\. 8051 coù 1 leänh duy nhaát truy xuaát döõ lieäu cuûa boä nhôù döõ lieäu ngoaøi laø MOVX duøng con troû 16 bit (DPTR) hoaëc R0 vaø R1 xem nhö thanh ghi ñòa chæ. Keát noái bus ñòa chæ vaø bus döõ lieäu giöõa RAM vaø 8051 cuõng gioáng nhö EPROM . Ngoaøi ra, RD cuûa 8051 ñöôïc noái tôùi chaân cho pheùp xuaát (OE\ ) cuûa Ram vaø chaân WR ñöôïc noái tôùi chaân ghi (WR\) cuûa Ram. D7 - D0 RAM A7- A0 A15 -A8 0E WR Port 0 EA 8051 ALE Port2 RD WR . ] uhhdsaufy D Q 74373 G 3.Keát noái maïch giaûi maõ: *Hình thaønh maïch giaûi maõ ñòa chæ döïa treân baûng ñoà boä nhôù sau: IC A 15 A 14 A 13 A 12 A 11 A 10 A 9 A 8 A 7 A 6 A 5 A 4 A 3 A2 A 1 A 0 hex Rom 8K 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0000 H 1FFFH 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Ram 8K 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2000 H 3FFFH 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 8255 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4000 H 4003 H 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 8255 2 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 6000 H 6003 H 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 Tuy nhieân taïi moät thôøi ñieåm chæ coù 1 IC nhôù ñöôïc truy xuaát neân duøng caùc ñöôøng ñòa chæ A13, A14, A15 ñeå phaân bieät. Laáy A15, A13, A14 noái tôùi 3 ñaàu vaøo IC giaûi maõ 74138 (A,B,C). Caùc ngoõ ra Y0, Y1,Y2, Y3 laàn löôït ñöôïc noái tôùi CE cuûa Rom,Ram, CS cuûa 8255. Khi Yi = 0 thì IC ñoù ñöôïc choïn: A13, A14, A15 = 0 choïn Rom A13 = 1, A14, A15 = 0 choïn Ram A13 = 0, A14 = 1, A15 = 0 choïn 82551 A13 =1, A14 = 1, A15 = 0 choïn 82552 4. Keát noái maïch choát: -Chaân ALE (chaân 30) cuûa 8051 keát noái vôùi chaân G cuûa 74373. Caùc ñöôøng cuûa Port0 noái vôùi caùc ñöôøng töø Do ñeán D7 cuûa 74373. Caùc ñöôøng tín hieäu (Q0®Q7 ) cuûa 74373 vaø caùc ñöôøng port 2 (P2.0 ®P2.7) ñöôïc noái tôùi caùc ñöôøng ñòa chæ cuûa ROM vaø RAM (A0 ®A12 ) coøn caùc ñöôøng döõ lieäu töø port 0 ñöôïc noái tôùi caùc ñöôøng döõ lieäu cuûa ROM vaø RAM, 8255 (D0 ®D 7 ). -Trong moãi chu kyø maùy seõ coù 2 xung ALE. Khi ALE ôû möùc logic cao (G = 1) vaø OC\ = (0) thì ngoõ ra Qo ® Q7 töông öùng vôùi ngoõ vaøo D, moïi söï thay ñoåi ôû ngoõ vaøo ñeàu aûnh höôûng ñeán ngoõ ra, luùc naøy Port 0 töông öùng laø ñöôøng ñòa chæ Ao ® A7. Khi ALE xuoáng möùc thaáp (G = 0), ngoõ ra Q seõ giöõ nguyeân traïng thaùi tröôùc ñoù baát chaáp ngoõ vaøo D, luùc naøy caùc ñöôøng Port 0 töông öùng laø caùc ñöôøng döõ lieäu Do ® D7. *Tín hieäu PSEN\ cuûa 8051 (chaân 29) noái tôùi 0E cuûa Rom. Caùc ñöôøng (RD,WR) noái ñeán RD, WR cuûa Rom vaø 8255. Do muoán xeáp choàng boä nhôù neân cho tín hieäu RD\, PSEN cuûa 8051 qua coång AND (duøng 2 coång NAND 74132) ñöa tôùi OE\ cuûa Ram *Hình thaønh coâng taéc löaï choïn Rom A, Rom B: - Sô ñoà nguyeân lyù cuûa coâng taéc löïa choïn: (Sô ñoà nguyeân lyù maïch ñieàu khieån) - Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa coâng taéc löïa choïn nhö sau: Baát cöù khi naøo cho pheùp truy xuaát Rom (ngoõ vaøo 1 chaân coång OR xuoáng möùc logic [0]) vaø ngoõ ra coâng taéc löïa choïn A hoaëc B xuoáng möùc logic [0] thì Rom A hay B ñöôïc truy xuaát. -Khi SW1 noái tôùi B, ngoõ ra cuûa coång NAND (U9A) = 1® ngoõ ra coång OR (U8A) = 1, Rom A khoâng ñöôïc choïn. Ñoàng thôøi khi ñoù, ngoõ ra coång NAND (U9B) = 0, neáu A13, A14, A15 = 0 thì ngoõ ra coång OR (U8B) = 0 ® Rom B ñöôïc choïn. Ngöôïc laïi, coâng taéc chuyeån sang A thì Rom A ñöôïc truy xuaát. II. THIEÁT KEÁ MAÏCH RESET: Khi coâng taéc chuyeån töø A sang B vaø ngöôïc laïi ñeàu reset toaøn boä laïi heä thoáng ñeå cho PC = 0000H. Bôûi vì khi ñang laøm vieäc taïi Rom A, PC khaùc 0000H, khi chuyeån sang Rom B ® PC baét ñaàu taïi ñòa chæ khaùc 0000H ® laøm sai chöông trình. Vì vaäy maïch reset trong ñoà aùn naøy bao goàm reset töø chuyeån coâng taéc choïn Rom, reset töø ngoaøi ñöa tôùi (neáu nhö keát hôïp vôùi maïch khaùc), reset khi baét ñaàu moãi chöông trình ñeám saûn phaåm vaø reset neáu nhö nguoàn cung caáp yeáu. Sô ñoà nguyeân lyù maïch reset trong sô ñoà nguyeân lyù maïch ñieàu khieån. 1. Maïch reset töø vieäc choïn Rom: Maïch ñöôïc taïo bôûi coång nand, IC 74221, coång OR7432 vaø 1 coång OR khi keát hôïp vôùi reset khaùc sô ñoà chaân vaø baûng thaùi cuûa 74221 nhö sau: Sô ñoà chaân SN 74221: Baûng traïng thaùi 1A 1B Clr 1Q 2Q Cset Reset GND Vcc Reset Cset 1Q\ 2Q\ clr 2B 2A 74221 INPUT OUTPUT clear A B Q `Q L X X L H X H X L H X X L L H H L ­ H ¯ H ­ L H Qua baûng traïng thaùi: - Khi chaân clear ôû möùc logic cao, A ôû möùc logic thaáp vaø chaân B chuyeån traïng thaùi töø möùc logic 0 leân 1 ôû ngoõ ra Q (ngöôïc laïi vôùi Q\) - Khi chaân clear ôû möùc logic cao, B ôû möùc logic cao vaø chaân A chuyeån traïng thaùi töø möùc logic 1 xuoáng 0 thì thì 74211 taïo ra moät xung döông ôû ngoõ ra Q Quaù trình reset ñöôïc thöïc hieän nhö sau: Khi SW chuyeån sang B, ngoõ ra cuûa coång NAND (U9A) töø 0 leân 1® chaân B cuûa74211 (U10B) töø 0 leân 1, A = 0 ® coù moät xung ôû ngoõ ra Q ® ngoõ ra coång OR leân 1 daãn ñeán RST = 1 heä thoáng bò reset: ñeøn reset (D4 saùng). Khi chuyeån coâng taéc sang A, ngoõ ra coång nand (U9A) töø 1 xuoáng 0®chaân A cuûa 74221 töø 1 xuoáng 0, B = 1 ® coù xung ra ôû ngoõ ra Q 74211 (U10A) ® maïch bò reset. 2. Reset baèng nuùt nhaán: Khi nhaán nuùt, 1 chaân cuûa coång nand U2A ñöôïc noái mass® ngoõ ra = 1, reset (RST) = 1, heä thoáng bò reset (ñoàng thôøi khi ñoù chaân coøn laïi cuûa coång nand luoân ñöôïc giöõ ôû möùc cao). Khi keát noái vôùi maïch ñieän khaùc, maïch ñieän khaùc coù theå reset maïch ñieän naøy qua header 3 (JP8). Söï taùc ñoäng thoâng qua söï ngaét daãn cuûa Q3 C828. Khi Q3 daãn (coù taùc ñoäng beân ngoaøi), ngoõ ra coång nand (U2A) = 1, ngoõ ra coång OR = 1, RST = 1, heä thoáng bò reset. 3. Reset khi nguoàn cung caáp yeáu: Caùc IC soá chæ hoaït ñoäng toát khi nguoàn cung caáp oån ñònh. Khi ñieän aùp nguoàn yeáu, caùc IC hoaït ñoäng hoãn loaïn, neáu khoâng coù söï hieån thò veà nguoàn cung caáp seõ gaây ra tröôøng hôïp maïch hoaït ñoäng sai maø khoâng bieát ñöôïc nguyeân nhaân. Treân maïch ñieän naøy, ñieän yeáu thì led xanh (D 7) seõ saùng vaø luùc ñoù thì maïch seõ bò reset cho ñeán khi nguoàn cung caáp oån ñònh, coøn khi nguoàn oån ñònh thì led ñoû (D8) seõ saùng. Quaù trình reset thöïc hieän döïa treân söï ngaét daãn cuûa transistor keát hôïp vôùi coång Nand 74132. Nguyeân lyù hoaït ñoäng maïch reset nhö sau: - Khi ñieän yeáu (VH < 3,7 Volt), Zener (D5, D6) khoâng daãn ® Q5 khoâng daãn, ngoõ ra coång Not (coång nand 74132) = 0, Q6; khoâng daãn, Q7 daãn (led xanh saùng), Q8 daãn moät chaân cuûa coång nand (U2A) bò noái mass, maïch bò reset. - Khi nguoàn cung caáp ñaày ñuû, D5;D6 daãn, Q5 daãn, Q6; Q7 khoâng daãn, Q9 daãn led ñoû saùng ® maïch hoaït ñoäng bình thöôøng. Tính toaùn caùc giaù trò ñieän trôû phaân cöïc cho transistor khi nguoàn cung caáp yeáu: Vì maïch söû duïng caùc transistor laøm vieäc ôû traïng thaùi baõo hoøa neân ñieàu kieän ñeå cho transistor hoaït ñoäng ôû traïng thaùi naøy laø: bIB > ICSAT ; VBESAT =0.8V ; VCESAT =0.2V ; Trong maïch Reset naøy coù duøng 74HC132 (coång NAND ) coù caùc thoâng soá nhö sau: VIH(MIN) : Ñieän aùp ngoõ vaøo thaáp nhaát ôû möùc [ 1]. VIL(MAX) : Ñieän aùp ngoõ vaøo cao nhaát ôû möùc [0 ]. VOH(MIN) : Ñieän aùp ngoõ ra thaáp nhaát ôû möùc [ 1 ]. VOH(MIN) : Ñieän aùp ngoõ ra cao nhaát ôû möùc [ 0 ]. VIH(MIN) = 3.5 (V) VIL(MAX) = 1 (V ) VOH(MIN) = 4.9 (V ) VOH(MAX) = 0.1 ( V ) Tính toaùn caùc giaù trò: 1. Transistor Q1 (C828 ): + Choïn doøng qua LED laø 10mA + Choïn RC = 220 W 10 . 13 40 ). 8 , 0 9 . 4 ( 3 - - < Û - < Þ B B BESAT OH CSAT R R V V x I b + Choïn b = 40 Þ RB < 12,6kW. Choïn RB = R5 = 10kW 2. Transistor Q2 (A564 ): + Choïn doøng qua led laø 10mA Þ Choïn RC = 220 W + Choïn b = 40 , ñieàu kieän baûo hoøa: Þ bIB > ICSAT ÞChoïn RB = R7 = 10KW 3.Transistor Q4: (C828 ) + ChoÏn b = 40 + Choïn doøng qua led laø 10mA Þ ChoÏn RC = 220W  Maø ñieàu kieän baõo hoøa laø: bIB > IcSAT Þ Choïn RB = R19 = 10kW 4. Transistor Q5 (C828): + ChoÏn b = 40 + Choïn doøng IC =10mA Þ Rc =1KW + b IB > IcSAT Þ Choïn RB < 4.17KW, laáy RB (R21) laØ bieán trôû 20KW ñeå ñieàu chænh cho chính xaùc 5. Transistor Q6 (C828 ): +Choïn b = 40 +Maø ñieàu kieän baõo hoøa laø: bIB > IcSAT , choïn Rc = 1KW Choïn RB = R24 = 10 kW 6.Transistor Q7 ( A 564 ): +Choïn b = 40 + Choïn doøng qua led laø 10mA Þ ChoÏn RC =330W + Maø ñieàu kieän baõo hoøa laø: bIB > IcSAT Choïn RB = R25 = 7,5 KW 7.Transistor Q8 (C828 ): Choïn b = 40 + Maø ñieàu kieän baõo hoøa laø: bIB