Đề tài Tìm hiểu các chip khả lập trình

MỤC LỤC
MỤC LỤC............................................................................................................2
LỜI NÓI ĐẦU......................................................................................................3
Chương I...............................................................................................................4
CƠ SỞ LÝ THUYẾT............................................................................................4
I.1 HỌ VI ĐIỀU KHIỂN AVR..........................................................................4
I.1.1 GIỚI THIỆU CHUNG...........................................................................4
I.1.1.1  Giới thiệu  AT90S8535...................................................................4
I.1.1.2 Tính năng của AT90S8535..............................................................5
I.1.3 SƠ ĐỒ KHỐI VÀ SƠ ĐỒ CHÂN TÍN HIỆU CỦA AVR......................7
I.1.3.1 Sơ đồ chân tín hiệu:.........................................................................7
I.1.3.2  Sơ đồ khối chức năng.....................................................................8
I.1.4  BỘ NHỚ CỦA AVR :.........................................................................13
II.1.5  CẤU TRÚC NGẮT :.........................................................................14
I.1.5.1  Chức năng điều khiển ngắt :.........................................................14
I.1.5.2  Tổ chức ngăn xếp trong AVR:......................................................15
I.1.6  GHÉP NỐI NỐI TIẾP :.......................................................................15
I.1.7  MỘT SỐ LỆNH CƠ BẢN..................................................................17
I.1.8  CẤU TRÚC 1 CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHỂN AVR........................18
I.2  VI MẠCH VÀO RA ĐA NĂNG PPI– 8255A..........................................19
I.2.1  GIỚI THIỆU PPI– 8255.....................................................................19
I.2.2  SƠ ĐỒ KHỐI VÀ SƠ ĐỒ CHÂN TÍN HIỆU PPI-8255.....................19
I.2.2.1  Sơ đồ khối :( hình 3).....................................................................19
I.2.2.2  Sơ đồ chân tín hiệu :( hình 4)........................................................20
I.2.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA 8255A..........................................21
I.2.3.1  Chức năng điều khiển ngắt :.........................................................22
I.2.3.2  Các  chế độ hoạt động :.................................................................22
I.2.4  CÁC BƯỚC VIẾT CHƯƠNG TRÌNH...............................................23
Chương II............................................................................................................24
THỰC NGHIỆM - GHÉP NỐI AVR VÀ 8255...................................................24
II.1   SƠ ĐỒ KHỐI PHỐI GHÉP GIỮA AVR VÀ  8255A..............................24
II.2   SƠ ĐỒ CHI TIẾT KHỐI PHỐI GHÉP GIỮA AVR VÀ  8255A.............25
II.3   THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN................................................................27
KẾT LUẬN.........................................................................................................29
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN..................................................30
LỜI NÓI ĐẦU
Công nghệ thông tin đã phát triển một cách nhanh chóng trong những năm
gần đây và có nhiều bước tiến nhảy vọt trên nhiều mặt. Nghành công nghệ thông
tin ở nước ta tuy còn non trẻ nhưng tốc độ phát triển khá nhanh và đang dần được
ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của nền kinh tế, góp phần thúc đẩy vào sự phát
triển của xã hội.
Việc đưa tin học hóa vào công việc kỹ thuật giảm bớt sức lao động của
con người, tiết kiệm được thời gian, độ chính xác cao và tiện lợi hơn rất nhiều so
với việc làm thủ công trên các công cụ thông thường .Việc ghép nối máy tính với
các thiết bị ngoại vi giúp con người dễ dàng theo dõi các thông số kỹ thuật tại mọi
thời điểm. Đưa ra các quyết định kịp thời nhất nhanh và chính xác nhất
Tìm hiểu các chip khả lập trình là đề tài của em trong lần thực tập cơ
sở này. Mục đích của đề tài này tìm hiểu các chip cho phép lập trình chẳng hạn
như các chip 8255, 8051, AVR cách thức hoạt động và việc ghép nối chúng với hệ
thống máy vi tính cũngnhư khi chúng làm việc độc lập.
Do còn nhiều hạn chế về thời gian, về kiến thức và điều kiện làm việc
cũng như sự thử nghiện thực tế, việc tìm hiểu của em chắc chắn còn nhiều sai sót.
Em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô cùng các bạn để có thể hiểu hơn
về sự hoạt động của các chip và thời gian tới có thể lập trình cho các chip hoạt
động. Em xin chân thành cảmơn.
Sinh viên : Lê Văn Chung
Chương I
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
I.1 HỌ VI ĐIỀU KHIỂN AVR
I.1.1 GIỚI THIỆU CHUNG
Ngày nay những ứng dụng của vi điều khiển đã đi xâu vào trong đời sống
sinh hoạt và sản xuất của con người. Có một thực tế là hầu hết các thiết bị điều
khiển, thiết bị tự động, thiết bị điện dân dụng bây giờ đều có sự góp mặt của các vi
điều khiển và vi xử lý. Ứng dụng của vi điều khiển đã làm cho các thiết bị trở lên
ổn định hơn hoạt động tốt hơn,ổn định hơn.
Trên thị trường có rất nhiều họ vi điều khiển: họ 8051 của Intel, 68HC11
của Motorola, Z80 của hãng Eilog, PIC của hãng Microchip, H8 của Hitachi, vv..
và cuối cùng là AVR của hãng Atmel. AVR là họ Vi điều khiển khá mới trên thị
trường cũng như đối với người sử dụng. Ðây là họ VÐK được chế tạo theo kiến
trúc RISC ( Reduced Intruction Set Computer) có cấu trúc khá phức tạp. Ngoài các
tính năng như các họ VÐK khác, nó còn tích hợp nhiều tính năng mới rất tiện lợi
cho người thiết kế và lập trình. Sự ra đời của AVR bắt nguồn từ yêu cầu thực tế là
hầu hết khi cần lập trình cho vi điều khiển, chúng ta thường dùng những ngôn ngữ
bậc cao HLL ( Hight Level Language) để lâp trình ngay cả với loại chip xử lí 8 bit
trong dó ngôn ngữ C là ngôn ngữ phổ biến nhất. Tuy nhiên khi biên dịch thì kích
thước đoạn mã sẽ tăng nhiều so với dùng ngôn ngữ Assembly. Hãng Atmel nhận
thấy rằng cần phải phát triển một cấu trúc đặc biệt cho ngôn ngữ C để giảm thiểu
sự chênh lệch kích thước mã đã nói trên. Và kết quả là họ vi điều khiển AVR ra
đời với việc làm giảm kích thước đoạn mã khi biên dịch và thêm vào đó là thực
hiện lệnh đúng trong 1 chu kỳ máy với 32 thanh ghi tích lũy và đạt tốc độ nhanh
hơn các họ vi điều khiển khác từ 4 đến 12 lần. Vì thế nghiên cứu AVR là một đề
tài khá lý thú và giúp cho sinh viên biết thêm một họ vi điều khiển vào loại mạnh
nhất hiện nay
I.1.1.1 Giới thiệu AT90S8535
AT 90S8535 là bộ vi điều khiển CMOS 8 bit tiêu thụ điện năng thấp dựa
trên kiến trúc RISC. Với công nghệ này cho phép các lệnh thực thi chỉ trong một
chu kì nhịp xung, vì thế tốc độ xử lý dữ liệu có thể đạt đến 1 triệu lệnh trên giây ở
tần số 1 Mhz. Vi điều khiển này cho phép người thiết kế có thể tối ưu hoá mức độ
tiêu thụ năng lượng mà vẫn đảm bảo tốc độ xử lý. Phần cốt lõi của AVR kết hợp
tập lệnh phong phú và số lượng với 32 thanh ghi làm việc đa năng. Toàn bộ 32
thanh ghi đều được nối trực tiếp với ALU ( Arithmetic Logic Unit), cho phép truy
cập 2 thanh ghi độc lập trong một chu kì xung nhịp. Kiến trúc đạt được có tốc độ
xử lý nhanh gấp 10 lần vi điều khiển dạng CISC thông thường.
I.1.1.2 Tính năng của AT90S8535
 Ðược chế tạo theo kiến trúc RISC, hiệu suất cao và điện năng tiêu thụ thấp
 Bộ lệnh gồm 118 lệnh, hầu hết đều thực thi chỉ trong một chu kì xung nhịp.
 32x8 thanh ghi làm việc đa năng.
 Cổng Giao diện nối tiếp SPI cho phép lập trình ngay trên hệ thống .
 8KB Flash ROM lập trình được ngay trên hệ thống.
▪ Cho phép 1000 lần ghi/ xoá.
 Bộ EEPROM 512 byte .
▪ Cho phép 100.000 ghi/ xoá.
 Bộ nhớ SRAM 512 byte.
 Bộ biến đổi ADC 8 kênh, 10 bit .
 32 ngõ I/ O lập trình được .
 Bộ truyền nối tiếp bất đồng bộ vạn năng UART .
 Vcc= 2.7V đến 6V
 Tốc độ làm việc từ 0 đến 8 Mhz
 Tốc độ xử lý lệnh đạt đến 8 MIPSở 8 MHz nghĩa là 8 triệu lệnh trên giây.
 Bộ đếm thời gian thực ( RTC) với bộ dao động và chế độ đếm tách biệt .
 2 bộ Timer 8 bit và 1 bộ Timer 16 bit với chế độ so sánh và chia tần số tách
biệt và chế độ bắt mẫu.
 Ba kênh điều chế độ rộng xung PWM.
 Có đến 13 interrupt ngoài và trong .
 Bộ định thời Watchdog lập trình được.
 Tự động reset khi treo máy.
 Bộ so sánh tương tự .
 Ba chế độ ngủ : chế độ rảnh rỗi ( Idle), tiết kiệm điện ( Power save) và chế
độ Power Down
 Sau đây là bảng so sánh những đặc tính giữa AT90S8535 với họ AT89C51
một trong những chíp trong họ AVR nhưng đời cũ hơn.