1. Trang Chủ
  2. Cơ khí - Chế tạo máy
  3. Đề tài: Thiết kế và chế tạo hệ thống băng tải phân loại và đếm sản phẩm

Đề tài: Thiết kế và chế tạo hệ thống băng tải phân loại và đếm sản phẩm

Ngày nay, sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, cuộc sống của con người đã có những thay đổi ngày càng tốt hơn, với những thiết bị hiện đại phục vụ đất nước Ngày nay, sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, cuộc sống của con người đã có những thay đổi ngày càng tốt hơn, với những trang thiết bị hiện đại phục vụ công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. Đặc biệt góp phần vào sự phát triển đó thì ngành kĩ thuật điện... Đồ án môn học Tr­êng §HSPKT H­ng Yªn Khoa §iÖn - §iÖn Tö

Thể loại Tài liệu miễn phí Cơ khí - Chế tạo máy

Số trang 43

Ngày tạo 8/30/2018 12:52:00 AM +00:00

Loại tệp DOC

Kích thước 0.56 M

Tên tệp

Tải Đề tài: Thiết kế và chế tạo hệ thống băng tải phân... (.docx) Tải Đề tài: Thiết kế và chế tạo hệ thống băng tải phân... (.pdf)

Xem mẫu

  1. Đồ án môn học Tr­êng §HSPKT H­ng Yªn Khoa §iÖn - §iÖn Tö Luận Văn ĐỀ TÀI: Thiết kế và chế tạo hệ thống băng tải phân loại và đếm sản phẩm GV hướng dẫn: Đỗ Công Thắng Page 1 Nhóm thực hiện: Kiều Quang Hùng – Nguyễn Văn Hùng
  2. Đồ án môn học Tr­êng §HSPKT H­ng Yªn Khoa §iÖn - §iÖn Tö MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU .......................................................................................................................... 5 CHƯƠNG I : DẪN NHẬP .................................................................................................... 6 1.1. Đặt vấn đề .................................................................................................................. 6 1.2. Chọn phương án thiết kế ........................................................................................... 7 1.2.1. Với mạch đếm sản phẩn dùng IC rời có: .......................................................... 7 1.2.2. Với mạch đếm sản phẩm dùng kĩ thuậ t vi xử lí:............................................... 7 1.2.3. Phương pháp đếm sản phẩm dùng vi điều khiển:............................................. 8 1.3. Mục đích yêu cầu của đề tài: .................................................................................... 8 1.4. Giới hạn của đề tài:.................................................................................................... 8 1.5. Xây dựng sơ đồ khối tổng quát:................................................................................ 9 CHƯƠNG II: LÝ THUYẾT THIẾT KẾ ........................................................................ 10 2.1. Các kh ối trong mạch điện ...................................................................................... 10 2.1.1. Cảm biến ........................................................................................................... 10 2.1.2. Khối xử lí: ......................................................................................................... 11 2.3. Khố i hiển thị ............................................................................................................ 27 2.3.1. Các khái niệm cơ bản ....................................................................................... 27 2.3.2. Kết nối với vi điều khiển.................................................................................. 29 Chương III : THIẾT KẾ MẠCH VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN .................. 33 3.1. Mạch điều khiển và nguyên lý hoạt động .............................................................. 31 3.1.1. Khởi đ ộng hệ thống .......................................................................................... 32 3.1.2. Động cơ ............................................................................................................. 33 3.1.3. Khối nguồn........................................................................................................ 34 3.1.4. Khối xử lý ......................................................................................................... 35 3.1.5. Khối hiển thị ..................................................................................................... 36 GV hướng dẫn: Đỗ Công Thắng Page 2 Nhóm thực hiện: Kiều Quang Hùng – Nguyễn Văn Hùng
  3. Đồ án môn học Tr­êng §HSPKT H­ng Yªn Khoa §iÖn - §iÖn Tö 3.1.6. Khối cảm biến ................................................................................................... 37 3 .1.7. Khối Reset và tạo dao động 3.2.. Thiết kế lưu đồ thuật toán ................................................................................ 39 3.3. Chương trình điều khiển phân loạ i và đế m sản phẩm ........................................... 42 CHƯƠNG IV: TỔNG KẾT ............................................................................................... 50 GV hướng dẫn: Đỗ Công Thắng Page 3 Nhóm thực hiện: Kiều Quang Hùng – Nguyễn Văn Hùng
  4. Đồ án môn học Tr­êng §HSPKT H­ng Yªn Khoa §iÖn - §iÖn Tö NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ Ngày ... tháng ... năm 2011 Giảng viên hướng dẫn Đỗ Công Thắng GV hướng dẫn: Đỗ Công Thắng Page 4 Nhóm thực hiện: Kiều Quang Hùng – Nguyễn Văn Hùng
  5. Đồ án môn học Tr­êng §HSPKT H­ng Yªn Khoa §iÖn - §iÖn Tö LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, cuộc sống của con người đã có nh ững thay đổ i ngày càng tốt hơn, với những trang thiế t bị hiện đại phục vụ công cuộc công nghiệp hoá, hiện đạ i hoá đấ t nước. Đặc biệ t góp phần vào sự phát triển đó thì ngành kĩ thuật điện tử đã góp phần không nhỏ trong sự nghiệp xây dựng và phát triể n đất nước. Trong đó môn kỹ thuật vi điều khiển được phát triển mạnh d ựa trên những tiến bộ của công nghệ tích hợp các linh kiện bán dẫn và hệ lập trình có bộ nhớ kế t hợp với máy tính điện tử. Từ những thời gian đầ u phát triển đã cho thấ y sự ưu việt của nó và cho tới ngày nay tính ưu việt đó ngày càng đư ợc khẳng định thêm. Những thành tựu của nó đã có thể biến được những cái tưởng ch ừng như không thể thành những cái có thể , góp phần nâng cao đời sống vậ t chấ t và tinh thần cho con người. Để góp phầ n làm sáng tỏ h iệu quả của những ứng dụng trong thực tế của môn vi điều khiển chúng em sau một thời gian học tập được các thầy, cô giáo trong khoa giảng dạ y về các kiến thức chuyên nghành, đồng thời được sự giúp đ ỡ nhiệ t tình của thầy “Đỗ Công Thắng ” chúng em đã thiế t kế và chế tạo hệ thống băng tả i phân loạ i và đếm sả n phẩm ”. Cùng với sự nỗ lực của cả nhóm nhưng do thời gian, kiến thức và kinh nghiệm của chúng em còn có hạn nên sẽ không thể tránh khỏi nh ững thiếu sót. Chúng em rấ t mong được s ự giúp đỡ và tham khảo ý kiến của thầy cô và các bạn nhằm đóng góp phát triển thêm đề tài. Em xin chân thành cảm ơn! GV hướng dẫn: Đỗ Công Thắng Page 5 Nhóm thực hiện: Kiều Quang Hùng – Nguyễn Văn Hùng
  6. Đồ án môn học Tr­êng §HSPKT H­ng Yªn Khoa §iÖn - §iÖn Tö CHƯƠNG I : DẪN NHẬP 1.1. Đặt vấn đề Ngày nay cùng với sự phát triể n của các ngày khoa học kỹ thuậ t, kỹ thuật điện tử mà trong đó là kĩ thuật số đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực khoa học kĩ 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 nhằ m 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. Xuấ t phát từ những đ ợt đi thực tập tại các nhà máy và tham quan các doanh nghiệp sản xuất, chung em đã được thấy nhiều khâu được tự động hóa trong quá trình sản xuấ t. Một trong những khâu đơn giản trong dây chuyề n sản xuất tự động hóa đó là số lượng sản phẩm làm ra được phân loạ i và đếm mộ t 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 nhưng khâu đếm sản phẩm, đóng bao b ì mà vẫn còn sử dụng nhân công. T ừ những điều đã đ ược thấy đó và khả năng của chúng em, chúng em muốn làm một điều gì nhỏ để góp phần vào giúp ngư ời lao động bớt phần mệt nhọc chân tay ma cho phép tăng hiệu suất lao động lên gấp nhiều lần đồng thời bảo đảm được đ ộ chính xác cao. Nên chúng em quyết định thiết kế một mạch phân loại và đế m sản phẩ m vì nó gần gũi với thực tế và nó thật sự có ý ngh ĩa đố i với chúng em ví đã làm được một phần nhỏ đóng góp cho xã hộ i. Để làm được mạch này c ần thiế t kế được ba phần chính là: bộ phận cả m biến, bộ phận phân loại và bộ phận đế m.  Bộ phận cảm biến gồm phần phát và phần thu: Thông thường người ta sử dụng phần thu, phát là led hồng ngoạ i.  Bộ phận phân loạ i: dùng động cơ để gạt sản phẩm. GV hướng dẫn: Đỗ Công Thắng Page 6 Nhóm thực hiện: Kiều Quang Hùng – Nguyễn Văn Hùng
  7. Đồ án môn học Tr­êng §HSPKT H­ng Yªn Khoa §iÖn - §iÖn Tö  Bộ phận đếm có nhiều phương pháp thực thi đó là:  Lắp mạch dùng kĩ thuật số với các IC đếm, chốt, so sánh ghép lại  Lắp mạch dùng kĩ thuật vi xử lí  Lắp mạch dùng kĩ thuật vi điều khiển. 1.2. Chọn phương án thiết kế 1.2.1. Với mạch đếm sản phẩn dùng IC rời có: Các ưu điể m sau:  Cho phép tăng hiệu suất lao động  Đảm b ảo độ chính xác cao  Tần số đáp ưng của mạch nhanh,cho phép đế m vói tần số cao  Khoảng cách đặt phần phát và phần thu xa nhau cho phép đếm những sản phẩn lớn.  Tổn hao công suất bé, mạ ch có thể sử dụng pin  Khả năng đếm rộ ng, giá thành hạ, mạch đơn giản dễ thực hiện Với việ c sử dụng kĩ thuật số khó có thể đáp ứng đư ợc việc thay đổ i số đế m. Mu ốn thay đổi một yêu cầu nào đó của mạch thì buộc phả i thay đổi phần cứng. Do đó mỗ i lầ n phải lắp lại mạ ch dẫn đến tốn kém vế kinh tế mà nhiều khi yêu câu đó không thực hiện được bằng phương pháp này. Với sự phát triển mạnh của ngành kĩ thuật số đặc biệ t là cho ra đời các họ vi xử lí và vi điều khiể n rất đa chức năng do đó việc dùng kĩ thuậ t vi x ử lí, kỹ thuậ t vi điều khiển đã giải quyết những bế tắc và kinh tế h ơn mà phương pháp dung IC rời kết nố i lạ i không thực hiện được. 1.2.2. Với mạch đếm sản phẩm dùng kĩ thuậ t vi xử lí: Ngoài nhưng ưu điểm như đã liệ t kê trong phương pháp dùng IC rời thì mạ ch đếm sản phẩm dùng kĩ thuậ t còn có nhưng ưu điểm sau:  Mạch có thể thay đổi số đếm mộ t cách linh hoạ t bằng việc thay đ ổi phần mề m, trong khi đó phần cưng không cần thay đ ổi mà mạch IC rời không GV hướng dẫn: Đỗ Công Thắng Page 7 Nhóm thực hiện: Kiều Quang Hùng – Nguyễn Văn Hùng
  8. Đồ án môn học Tr­êng §HSPKT H­ng Yªn Khoa §iÖn - §iÖn Tö thực hiện được ma nếu có thể thực hiện được thì cũng c ứng nhắc mà ngươi công nhân cũng khó tiếp cận, dễ nhầm.  Số linh kiện sử dụng trong mach ít hơn, mạch đơn giản hơn so với mạch dùng IC rời.  Mạch cũng có thể kết nối giao tiếp được với máy tính thích hợp cho người quản lí tại phòng kỹ thuật nắm b ắt được tình hình sản xuất qua màn hình máy tính. 1.2.3. Phương pháp đếm sản phẩm dùng vi điề u khiển: Ngoài những ưu điểm của hai phương pháp trên, phương pháp này còn co những ưu điểm sau: - Trong mạch có thể sử dụng ngay bộ nhớ trong đố i với những chương trình có quy mô nhỏ, rất tiện lợi mà vi x ử lí không thực hiện được. - Nó có thể giao tiếp nố i tiếp trực tiếp với máy tính mà vi xử lí cũng giao tiếp được với máy tính nhưng là giao tiế p song song nên cần có linh kiện chuyển đổ i dữ liệu từ song song sang nối tiếp để giao tiếp với máy tính. 1.3. Mục đích yêu c ầu của đề tài: Trong đồ án này chúng em thực hiện mạ ch đếm sản phẩm bằng phương pháp đế m xung. Như vậy mỗ i sản phẩm đi qua trên băng chuyền phả i có một thiết bị để cảm nhận sản phẩ m, thiế t bị này gọ i là cảm biến.Khi một sản phẩm đi qua cảm biến sẽ nhận và tạo một xung điện đưa về khối xử lí để tăng dần số đế m. Tại mộ t thời điểm tức th ời, để xác đ ịnh được số đế m phải có bộ phận hiển thị. Sản phẩm lỗi sẽ bị động cơ gạ t xuống máng. Mục đích yêu cầu của đề tài:  Số đếm phả i chính xác  Bộ phận hiển thị phả i rõ ràng  Mạch điện không quá phức tạp, bảo đảm sự an toàn, dễ sử dụng.  Giá thành không quá đắ t. 1.4. Giới hạ n của đề tài: GV hướng dẫn: Đỗ Công Thắng Page 8 Nhóm thực hiện: Kiều Quang Hùng – Nguyễn Văn Hùng
  9. Đồ án môn học Tr­êng §HSPKT H­ng Yªn Khoa §iÖn - §iÖn Tö Các sản phẩ m rấ t đa dạng với nhiều chủng lo ại: đặc, rỗng, kich cỡ khác nhau. Nhưng với khả năng của thiế t bị lắp thì mạch chỉ có thể đếm đối với sản phẩm có khả năng che được ánh sáng. Nhiêm vụ:  Thiết kế mô hình  Thiết kế phần cứng, lập lưu đồ thuật toán và viết chương trình điều khiển hệ thống đếm sản phẩm theo yêu cầu:  Có 2 loạ i sản phẩm  Hệ phân sản phẩm vào hai thùng chứa: Thùng Sp1 có 20 sản phẩm; Thùng Sp2 có 15 sản phẩm, quy trình được lặp đi lặ p lạ i  Bảo vệ quá tả i, ngắn mạch, thấp và cao áp.  Hiển thị số lượng sản phẩm đếm được trên led 7 thanh  Thuyết minh đầy đủ, trình bày khoa học. 1.5. Xây dựng sơ đồ khối tổng quát: GV hướng dẫn: Đỗ Công Thắng Page 9 Nhóm thực hiện: Kiều Quang Hùng – Nguyễn Văn Hùng
  10. Đồ án môn học Tr­êng §HSPKT H­ng Yªn Khoa §iÖn - §iÖn Tö CHƯƠNG II: LÝ THUYẾT THIẾT KẾ 2.1. Các khối trong mạch điệ n 2.1.1. Cả m biến 2.1.1.1. Giới thiệ u sơ lược về mạch cảm biến Để cả m nhận mỗi lần sản phẩm đ i qua thì cảm biến phải có phần phát và phần thu. Phần phát phát ra ánh sáng hồng ngoạ i và phần thu hấp thụ ánh sáng hồng ngoạ i vì ánh sáng hồng ngoại có đặc điể m là ít bị nhiễu so với các loại ánh sáng khác. Hai bộ phận phát và thu hoạt động với cùng tần số. Khi có sản phẩm đi qua giữa phần và phần thu ánh sáng hồng ngoại bị che bộ phận thu sẽ hoạt động với tần số khác với tần số phát như thế sẽ tạo một xung tác động tới bộ phận xử lí. Vậy bộ phận phát và bộ phận thu phải có nguồn tạo dao động. Bộ phận dao động tác động tới công tắc đóng ngắt của nguồn phát và nguồn thu ánh sáng. Có nhiều linh kiện phát và thu ánh sáng hồng ngoại nhưng chúng em chọn led thu, phát hồng ngoại. 2.1.1.2. Cấu tạo, nguyên lí hoạt động của led hồng ngoại: - Led được cấu tạo từ GaAs với vùng cấm có độ rộng là 1,43 V 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, n gười ta có thể tạo ra dải sóng giữa 800- 900nm và do đó tạo ra được 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 mối nối lớn hơn vì sự dẫn điện là do hạt tải đa số, còn khi mối nối được phân cự nghịch thì chỉ có GV hướng dẫn: Đỗ Công Thắng Page 10 Nhóm thực hiện: Kiều Quang Hùng – Nguyễn Văn Hùng
  11. Đồ án môn học Tr­êng §HSPKT H­ng Yªn Khoa §iÖn - §iÖn Tö dòng rỉ do sự di chuyển của hạt tải thiểu số. Nhưng khi chiếu sáng vào mối nối, dòng điện nghịch tăng lên gần như tỷ lệ với quang thông trong lúc dòng thuận không tăng. Đặc tuyến volt – ampe của led hồng ngoại như sau: 2.1.2. Khối xử lí: Gồm có IC89C51 và mạch dao động của nó. 2.1.2.1. Giới thiệu bộ vi điều khiển AT89C51 IC vi điều khiển AT89 C51 có các đặc điểm sau:  4k byte ROM  128 b yte RAM cư trú bên trong và có thể mở rộng bộ nhơ ra ngoài.  2 bộ định thời 16 bit (Timer 0 và Timer1)  Mạch giao tiếp nối tiếp  Bộ xử lý bit  Hệ thống điều khiển và xử lý ngắt  Các kênh điều khiển/ d ữ liệu/ địa chỉ  Các thanh ghi chức năng đặc biệt. GV hướng dẫn: Đỗ Công Thắng Page 11 Nhóm thực hiện: Kiều Quang Hùng – Nguyễn Văn Hùng
  12. Đồ án môn học Tr­êng §HSPKT H­ng Yªn Khoa §iÖn - §iÖn Tö 2.1.2.2. Sơ đồ khối họ vi điều khiển AT89C51 Phần chính của vi điều khiển AT89 C51 là bộ xử lý trung tâm CPU (central processing unit) bao gồm:  Thanh ghi tích lũy A  Thanh ghi tích lũy phụ B, dùng cho phép nhân và phép chia  Đơn vị logic học ALU (Arithermetic logical unit )  Từ trạng thái chương trình PSW (Program Status Word )  Bốn băng thanh ghi  Con trỏ ngăn xếp GV hướng dẫn: Đỗ Công Thắng Page 12 Nhóm thực hiện: Kiều Quang Hùng – Nguyễn Văn Hùng
  13. Đồ án môn học Tr­êng §HSPKT H­ng Yªn Khoa §iÖn - §iÖn Tö  Ngoài ra còn có bộ nhớ chương trình bộ giải mã lệnh, bộ điều khiển thời gian và logic Đơn vị xử lý trung tâm nhận trực tiếp xung từ bộ dao động, ngoài ra còn có khả năng đưa một tín hiệu giữ nhịp từ bên ngoài. Chương trình đang chạy có thể dừng lại nhờ một khối điều khiển ngắt ở bên trong. Các nguồn ngắt có thể là: c ác biến cố ở bên ngoài, sự tràn bộ đếm định thời hoặc cugx có thể là giao diện nối tiếp. Hai bộ định thời 16 b it hoạt động như một bộ đếm Các cổng ( Porto, Port1, Port2, P ort3 ) sử dụng vào mục đích điều khiển Trong vi điều khiển AT89 C51 có hai thành phần quan trọng khác là bộ nhớ và các thanh ghi. Bộ nhớ gồm có bộ nhớ RAM và bộ nhớ ROM dùng để lưu trữ dữ liệu và mã lệnh . Các thanh ghi sử dụng để lưu trữ thông tin trong qua trình xử lý. Khi CPU làm việc nó làm thay đổi nội dung của các thanh ghi. 2.1.2.3. Sơ đồ chân tín hiệu của AT89C51 GV hướng dẫn: Đỗ Công Thắng Page 13 Nhóm thực hiện: Kiều Quang Hùng – Nguyễn Văn Hùng
  14. Đồ án môn học Tr­êng §HSPKT H­ng Yªn Khoa §iÖn - §iÖn Tö 2.1.2.4. Chức năng của các chân AT89C51 Port0: Là Port có 2 chức năng ở trên chân từ 32 đến 39 trong các thiết kế cỡ nhỏ ( không dùng bộ nhớ mở rộng ) có 2 chức năng như các đường IO. Đối với các thiết kế cỡ lớn ( với bộ nhớ mở rộng ) nó được kết hợp kênh giưa các bus. Port1: là Port I/O trên các chân 1 đến 8. Các chân được kí hiệu P1.0, P 1.1 , P1.2. có thể dùng cho các thiết bị ngoài nếu cần. Port1 không có chức năng khác , vì vậy chung ta chỉ được dùng trong giao tiếp với các thiết bị ngoài. Port2: là một Port công dụng kép tren các chân 21 đến 28 được dùng như các đường xuất nhạp hoặc là byte cao của bus địa chỉ đối với các thiết kế dùng bộ nhớ mở rộng. GV hướng dẫn: Đỗ Công Thắng Page 14 Nhóm thực hiện: Kiều Quang Hùng – Nguyễn Văn Hùng
  15. Đồ án môn học Tr­êng §HSPKT H­ng Yªn Khoa §iÖn - §iÖn Tö Port3: là một Port công dụng kép tên các chân 10 đến 17 . Các chân của Port này có nhiều chức năng, các công dụng chuyển đổi có liên hệ với các đặc tính đặc biệt như bảng sau: Bit Tên Chức năng chuyển đổi P3.0 RXD Dữ liệu nhận cho port nối tiếp P3.1 TXD Dữ liệu phát cho port nối tiếp P3.2 INTO Ngắt 0 bên ngoài P3.3 INT1 Ngắt 1 bên ngoài P3.4 TO Ngõ vào của timer/counter0 P3.5 T1 Ngõ vào của timer/counter1 P3.6 WR Xung ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài P3.7 RD Xung ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài Chức năng của các chân trên Port3 PSEN ( progaram store enable ): PSEN là tín hiệu ra trên chân 29. Nó là tín hiệu điều khiển để cho phép bộ nhớ chương trình mở rộng và thường được nối đến chân OE (Ouput Enable ) của một EPROM để cho phép đọc các byte mã lệnh. PSEN sẽ ở mức tháp trong thời gian lấy lệnh. Các mã nhị phân của chương trình được đọc từ EPROM qua bus và được chốt vào thanh ghi lênh của AT 89C51 sẽ giải mã lệnh. Khi thi hành chương trình trong ROM nội ( AT89C51 ) sẽ ở mức thụ động (mức cao). ALE ( Address Latch Enable ): tín hiệu ra ALE tên chân 30 tương hợp với các thiết bị làm việc với các xử lý 8585, 8088, 8086 dùng ALE một cách tương tự cho làm việc giải các kênh, các bus đ ịa chỉ và dữ liệu khi port0 được dùng trong chế đọ chuyển đổi của nó: vừa là bus dữ liệu và là bus thấp của địa chỉ. ALE là tín hiieeuj để chốt địa chỉ vào một thanh ghi bên ngoài trong nửa đầu của chu kỳ bộ nhớ. Sau đó , các đường port0 dùng để xuất hoặc nhập dữ liệu trong nửa sau chu kỳ của bộ nhớ. GV hướng dẫn: Đỗ Công Thắng Page 15 Nhóm thực hiện: Kiều Quang Hùng – Nguyễn Văn Hùng
  16. Đồ án môn học Tr­êng §HSPKT H­ng Yªn Khoa §iÖn - §iÖn Tö Các xung tín hiệu ALE có tốc độ băng 1/16 lần tần số dao động trên chíp và có thể được dùng là nguồn xung nhịp cho các hệ thống. Nếu x ung trên AT89C51 là 12 MHz thì ALE có tần số 2 MHz . Chỉ trừ khi thi hành lệnh MOVX, một xung ALE bị mất. Chân này cũng được làm ngõ vào cho xung lập trình cho EPROM trong AT89C51. EA ( External Acces): tín hiệu vào EA trên chân 31 thường được mắc lên mức cao (+5 V) hoặc mức thấp (GND). Nếu ở mức cao, AT89C51 thi hành chương trình từ ROM nội trong khoảng địa chỉ thấp (4K). Nếu ở mức thấp, chương trình chỉ được thi hành từ bộ nhớ mở rộng . SRT ( Reset): ngõ vào RST trên chân 9 là ngõ reset của AT89C51 . Khi tín hiệu này được nối lên mức cao ( trong it nhất 2 chu ki máy ), các thanh ghi trong AT89C51 tải các giá trị thich hợp để khởi đọng hệ thống. Các ngõ vào bộ dao động trên chip: Như đã thấy trong các hinh trên, AT89C51 có một bộ dao động trên chip. Nó thường được nối với thạnh anh giữa hai chan 18 và 19 . Các tụ giữ cũng cần thiết. Tần số thông thường là 12MHz. Các chân nguồn: AT89C51 vận hành với nguồn đơn +5 V, Vcc được nối vào chân 40 và Vss (GND ) được nối vào chân 20. 2.1.2.5. Tổ chức bộ nhớ a. Bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu nội trú Tất cả các bộ Flash Microcontrollers của Atmel dều tổ chức các vùng địa chỉ tách biệt đố với bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu, được mô tả ở hình dưới đây. Các vùng nhớ chương trình và dữ liệu tách biệt cho phép bộ nhớ dữ liệu được truy cậ p bởi địa chỉ 8 bit, có thể được lưu trữ với tốc độ cao và được vận hành bởi một bộ CPU 8 bit. Tuy nhiên, địa chỉ bộ nhớ dữ liệu 16 bit cũng có thể được tạo ra thông qua thanh ghi con trỏ dữ liệu (DPTR). Bộ nhớ chương trình có thể chỉ được đọc . Chúng có thể là bộ nhớ chương trình 64 Kbyte có khả năng định địa chỉ trực tiếp. Để đọc được nội dung từ bộ nhớ chương trình ngoài cần xác định trạng thái phù hợp cho chân /PSEN. GV hướng dẫn: Đỗ Công Thắng Page 16 Nhóm thực hiện: Kiều Quang Hùng – Nguyễn Văn Hùng
  17. Đồ án môn học Tr­êng §HSPKT H­ng Yªn Khoa §iÖn - §iÖn Tö Bộ nhớ dữ liệu chiếm một vùng địa chỉ riêng biệt so với bộ nhớ chương trình . 64Kbyte bộ nhớ ngoài có thể được định địa chỉ trực tiếp trong vùng bộ nhớ dữ liệu ngoài, CPU tạo ra tin hiệu đọc và ghi (/RD, /WR) để truy cập bộ nhớ dữ liệu ngoài. Bộ nhớ chương trinh ngoài và bộ nhớ dữ liệu ngoài có thể được kết hợp bởi các tin hiệu /RD và /PSEN để đưa vào một cổng AND và sử dụng đầu ra của cổng này để đọc nội dung từ bộ nhớ dữ liệu/ chương trình ngoài. AT89C51 có bộ nhớ d ữ liệu chiếm một khoảng không gian bộ nhớ độc lậ p với bộ nhớ chương trình. Dung lương của RAM nộ i trú ở họ V ĐK này là 128 byte, được định địa chỉ từ 00h đến 7Fh.phạm vi địa ch ỉ từ 80h đến Ffhdanhf cho SFR. Tuy nhiên bộ V ĐK cũng có thể làm việc với RAM ngoại trú có dung lượng cực đại là 64 Kbyte đư ợc định địa chỉ từ 0000h đến FFFFh. - Vùng nhớ 128 Byte thấp Vùng nhớ 128 Byte thấp được định địa chỉ từ 00h đến 7Fh, được chia thành 3 vùng con như thể h iện ở h ình 2.10 - Vùng nhớ thứ nhất có độ lớn 32 byte được đ ịnh đ ịa chỉ từ 0 0h đến 1Fh bao gồm 4 băng thanh ghi (băng 0 đến băng 3), mỗ i băng có 8 thanh ghi 8 bit. Các thanh ghi trong mỗi băng có tên gọi từ R0 đến R7. Vùng RAM này được truy cập bằng địa chỉ trự tiếp mức byte, và quá trình chọn để sử dụng băng thanh ghi nào là tùy thuộc vào việc lựa chọn giá trị cho RS1 và RS0 trong PSW. - Vùng thứ hai có độ lớn16 byte được đ ịnh địa chỉ từ 20h đén 2Fh, cho phép truy cạp trực tiếp bằng địa chỉ mức bit. Bộ V ĐK cung cấp các lệ nh có khả năng truy cập tới GV hướng dẫn: Đỗ Công Thắng Page 17 Nhóm thực hiện: Kiều Quang Hùng – Nguyễn Văn Hùng
  18. Đồ án môn học Tr­êng §HSPKT H­ng Yªn Khoa §iÖn - §iÖn Tö vùng nhớ 128 bit này (nếu truy cập ở dạng mức bit thì vùng này có đ ịa chỉ được định từ 00h đến 7Fh) ở mức bit, ở vùng nhớ này địa chỉ được truy xuất dưới dạng byte hay bit tùy vào lệ nh cụ thể. Chẳng hạn, để đặt bit tại địa ch ỉ 5Fh có mức logic 1, ta thực hiện lệnh: SETB 5Fh. Sau khi thực hiện lệnh này, mặ c dầu 5Fh là đ ịa chỉ mức cao nhát trong byte có đ ịa chỉ 2Bh, nhưng nó không làm ả nh hưởng tới các bit khác trong byte này. Đây là ưu điể m rõ nét của bộ V ĐK khi thực hiện việc truy xuất các bit riêng rẽ thông qua phần mềm. Các bit có thể được đặt, xóa hay thực hiện chức năng AND, OR… chỉ thông qua 1 lệnh. Ngoài ra các cổng xuất/ nhập cũng có thể được định địa chỉ dạng bit, điều này làm đơn giản việc giao tiếp bằng phần mề m với các thiết bị xuất/ nhập đơn bit. Vùng nhớ còn lại gồm 80 byte có đ ịa chỉ từ 30h đến 7Fh được dành riêng cho người sử dụng để lưu trữ dư liệu. Đây có thể là vùng RAM đa mục đích. Có thể truy cập vùng nhớ này bằng địa chỉ trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua các thanh ghi (R0 hoặc R1) ở dạng mức byte. GV hướng dẫn: Đỗ Công Thắng Page 18 Nhóm thực hiện: Kiều Quang Hùng – Nguyễn Văn Hùng
  19. Đồ án môn học Tr­êng §HSPKT H­ng Yªn Khoa §iÖn - §iÖn Tö GV hướng dẫn: Đỗ Công Thắng Page 19 Nhóm thực hiện: Kiều Quang Hùng – Nguyễn Văn Hùng
  20. Đồ án môn học Tr­êng §HSPKT H­ng Yªn Khoa §iÖn - §iÖn Tö b. Bộ nhớ c hương trình ngoài và bộ nhớ dữ liệu ngoạ i trú  Bộ nhớ chương trình ngoại trú: Bộ nhớ chương trình ngoài là bộ nhớ chỉ đọc, đ ược cho phép bởi tín hiệu /PSEN. Khi có một EPROM ngoài việc sử dụng, cả P0 và P2 đều không còn là các cổng I/O nữa. Khi bộ V ĐK truy cập bộ nhớ chương trình ngoại trú , nó luôn sử dụng kênh địa chỉ 16 bit thông qua P0 và P2. Một chu kì máy của bộ V ĐK có 12 chu kì dao động. Nếu bộ dao động trên chíp có tần số 12MHz, thì một chu kì máy dài 1s . Trong một chu kì máy điển hình , ALE có hai xung và hai bytecuar lệnh được đọc từ bộ nhớ chương trình (nếu lệnh chỉ có một byte thì byte thứ hai được loại bỏ ). Khi truy cập bộ nhớ chương trình ngoại trú bộ V ĐK phát ra hai xung chốt địa chỉ trong mỗi chu kì máy. Mỗi xung chốt tồn tại trong hai chu kì dao động từ P2- S1 đến P1- S2 , và từ P2- S4 đ ến P1- S5. Để địa chỉ hóa bộ nhớ chương trình ngoại trú, byte thấp của địa chỉ (A0…A7) từ bộ đếm chương trình của bộ V ĐK được xuất qua cổng P0 tại các trạng thái S2 và S5 của chu kì máy, byte cao của địa chỉ (A8 ....A15 ) từ bộ đếm chương trình được xuất qua cổng P2 trong khoảng thời gian của cả chu kì máy. Tiếp theo xung chốt, bộ V ĐK phát ra xung chọn /PSEN. Mỗi chu kì máy của chu kì lệnh gồm hai xung chọn , mỗi xung chọn tồn tại trong 3 chu kì dao động từ P1- S3 đến hết P1- S4 và từ P1- S6 đến hết P1- S1 của chu kì máy tiếp theo. T rong khoảng thời gian phát xung chọn thì byte mã lệnh được đọc từ bộ nhớ chương trình để nhập và on chip. GV hướng dẫn: Đỗ Công Thắng Page 20 Nhóm thực hiện: Kiều Quang Hùng – Nguyễn Văn Hùng
nguon tai.lieu . vn
Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học Công nghệ thông tin Kinh tế - Thương mại Tài chính - Ngân hàng Kiến trúc - Xây dựng Điện-Điện tử-Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Công nghệ - Môi trường Báo cáo khoa học Quản trị kinh doanh Khoa học xã hội Khoa học tự nhiên Nông - Lâm - Ngư Y khoa - Dược