Đồ Án đồ án bật tắt đèn thông minh (có core và mô phỏng) bài đã hoàn chỉnh

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN​ TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THÔNG​ KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ VÀ TRUYỀN THÔNG​ ---o0o---​

​

BÁO CÁO ​ THỰC TẬP CHUYÊN NGÀNH​ Tên đề tài: ​ Tìm hiểu vi điều khiển 8051 và ứng dụng của vi điều​ Khiển vào hệ thống bật tắt đèn thông minh​

Giáo viên hướng dẫn: Th.S NGUYỄN THỊ DUNG
Sinh viên thực hiện: LÊ HUY DŨNG Lớp: K10 A_BH









Thái Nguyên, tháng 4 / 2013

MỤC LỤC​ LỜI NÓI ĐẦU . . 1
CHƯƠNG 2. 2
GIỚI THIỆU VÀ TÌM HIỂU CHUNG VỀ BỘ VI ĐIỀU KHIỂN 8051. 2
1.1 Giới thiệu chung về vi điều khiển. 2
1.2 Lịch sử phát triển. 3
1.3.1 Cấu trúc bên trong của 8051. 5
1.3.2 Chức năng của các chân vi điều khiển. 7
CHUƠNG 2 KHẢO SÁT,PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG .14
2.1 Khảo sát và phân tích bài toán. . 17
2.2Lựa chọn giải pháp .17
2.2.1Giải pháp công nghệ 17
2.2.2Giải pháp thiết kế 18
2.2.3Các yêu cầu. 18
2.2.4Giới hạn hạn định. 18
2.3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG . 19
2.3.1. Sơ đồ tổng quát . 19
2.3.2. Sơ đồ Callgraph . .19
2.3.3. Sơ đồ đặc tả. . . 19
2.3.4. Các module trong hệ thống 20
2.4Lựa chọn linh kiện. .24
2.5Sơ đồ nguyên lý của mạch 32
2.6Thuật toán điều khiển .32
CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG HỆ THỐNG . 37
3.1Thiết kế phần cứng.37
3.2Thiết kế phần mềm.37
3.3Kết quả mô phỏng. . 40
ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO.44


LỜI NÓI ĐẦU​ Trong thời đại phát triển khoa học công nghệ nhanh và ngày càng hoàn thiện với đầy đủ các tính năng tích hợp như ngay nay. Các hang tên tuổi như Intel, Môtrola, Texas,,Atmel, Phillips, lần lượt đưa ra các thế hệ vi điều khiển mới có khả năng siêu xử lý, tiết kiệm nặng lượng nhất .Họ vi điều khiển 8051 của Intel là một ví dụ điển hình cho tính năng vượt trội về tốc độ xử lý tín hiệu cũng như tiết kiệm năng lượng, Vi điều khiển thì phổ biến nhất ở Việt Nam hiện nay là chip vi điều khiển thuộc họ 8051. Do 8051(Intel) là 1 trong những chip vi điều khiển xuất hiện sớm nhất nên nó là nền tảng cho sự phát triển của các họ vi điều khiển thế hệ sau.Vì thế nên nếu hiểu về 8051 thì sẽ dễ dàng hơn cho việc tìm hiểu các chip vi điều khiển khác thuộc thế hệ sau. Hơn nữa nó được sử dụng trong hầu hết các loại đồ điện tử dân dụng ở nước ta hiện nay, hầu hết các thiết bị kĩ thuật từ phức tạp cho đến đơn giản như thiết bị điều khiển tự động,thiết bị văn phòng cho đến các thiết bị trong gia đình đều có dùng các bộ vi điều khiển. Qua quá trình tìm hiểu về họ 8051 ,với những kiến thức cơ bản nhất về vi điều khiển và kĩ thuật lập trình. Em đã thực hiện một trong những ứng dụng đơn giản của bộ vi điều khiển. Đó là Tìm hiểu vi điều khiển 8051 và ứng dụng của vi điều Khiển vào hệ thống bật tắt đèn thông minh
Chân thành cảm ơn !​




CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU VÀ TÌM HIỂU CHUNG VỀ BỘ VI ĐIỀU KHIỂN 8051

1.1 Giới thiệu chung về vi điều khiển


Vi điều khiển là mạch tích hợp trên một chíp có thể lập trình được. Nhằm để biểu diễn hoạt động của một hệ thống theo các tập lệnh của người lập trình. Bộ vi điều khiển tiến hành đọc thông tin, lưu trữ thông tin, xử lý thông tin, đo thời gian và tiến hành đóng mở một cơ cấu nào đó Bộ vi điều khiển với dung lượng RAM, ROM trên chip và cổng vào - ra đã trở nên trong nhiều ứng dụng yêu cầu giá thành hạ và không gian sử dụng hạn chế. Những ứng dụng, ví dụ như bộ điều khiển TV từ xa, điều hoà, máy giặt, điện thoại Các hệ thống càng "Thông minh" thì vai trò của bộ vi điều khiển càng quan trọng.

Cấu trúc phần cứng của một vi điều khiển được thiết kế theo hai dạng kiến trúc: kiến trúc Von Neuman và kiến trúc Havard.


[TABLE="align: left"]
[TR]
[TD][/TD]
[TD="width: 297"][/TD]
[TD="width: 17"][/TD]
[TD="width: 262"][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD="align: left"][/TD]
[TD][/TD]
[TD="align: left"][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[/TABLE]










kiến trúc Von-Neuman Kiến trúc Havard ​ Hình 1.1: Kiến trúc Von-Neuman và kiến trúc Havard​

Các khối chính trong vi điều khiển:
· Khối xử lí trung tâm (CPU)
· Khối bộ nhớ ROM + RAM
· Tổ chức Bus
· Các đường vào/ra
· Khối giao tiếp nối tiếp
· Khối Timer
· Watchdog

1.2 Lịch sử phát triển

Bộ vi điều khiển được phát triển từ bộ vi xử lý, từ những năm của thập kỷ 70, dựa trên kỹ thuật MOS ( Metal-Oxide-Semiconductor).
Năm 1971 xuất hiện bộ vi xử lý 4 bit loại TMS1000 do hãng TI (Texas Instruments) phát minh.
Năm 1976 hãng INTEL(Interlligen-Elictronics) mới cho ra đời bộ vi điều khiển đơn chip đầu tiên trên thế giới với tên gọi 8048.
Đến năm 1980 hãng INTEL cho ra đời thế hệ thứ hai của bộ điều khiển đơn chip với tên gọi 8051. Sau đó hàng loạt các vi điều khiển cùng loại với 8051 ra đời và hình thành họ vi điều khiển MCS-51.
Mới đây hãng TI (Texas Itruments) đã cho ra đời một họ vi điều khiển mới có tính công nghệ cao, công nghệ RISS 16-bit, CMOS, và trên họ vi điều khiển MSP430 còn tích hợp được rất nhiều tính năng như: Tốc độ tính toán, hệ thống xung đồng hồ, bộ chuyển đổi ADC, DCA.
Hãng Atmel có các chip Vi điều khiển có tính năng tương tự như chip Vi điều khiển MCS-51 của Intel, các mã số chip được thay đổi chút ít khi được Atmel sản xuất. Mã số 80 chuyển thành 89, chẳng hạn 80C52 của Intel khi sản xuất ở Atmel mã số thành 89C52 (Mã số đầy đủ: AT89C52) với tính năng chương trình tương tự như nhau. Tương tự 8051,8053,8055 có mã số tương đương ở Atmel 89C51,89C53,89C55. Vi điều khiển Atmel sau này ngày càng được cải tiến và được bổ sung thêm nhiều chức năng tiện lợi hơn cho người dùng.

​