Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm, thực hành Vi điều khiển MCS-51

TRUNG TÂM THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM - THỰC HÀNH BIÊN SOẠN: PHẠM QUANG TRÍ TP. HỒ CHÍ MINH 11 - 2005 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: CẤU HÌNH CỦA MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM VI ĐIỀU KHIỂN. ...................................................1 1.1 Giới thiệu: ..............................................................................................................................................................1 1.2 Cấu hình của mô hình thí nghiệm vi điều khiển: ............................................................................................. .....2 1.2.1 Khối lập trình vi điều khiển: .....................................................................................................................2 1.2.2 Khối vi điều khiển:....................................................................................................................................4 1.2.3 Khối LED điểm:........................................................................................................................................6 1.2.4 Khối LED 7 đoạn: .....................................................................................................................................7 1.2.5 Khối LED ma trận:..................................................................................................................................11 1.2.6 Khối LCD: ..............................................................................................................................................13 1.2.7 Khối công tắc: .........................................................................................................................................14 1.2.8 Khối nút nhấn:.........................................................................................................................................15 1.2.9 Khối bàn phím:........................................................................................................................................16 1.2.10 Khối relay: ..............................................................................................................................................17 1.2.11 Khối tạo xung:.........................................................................................................................................18 1.2.12 Khối tạo áp thay đổi:...............................................................................................................................19 1.2.13 Khối điều khiển động cơ bước:...............................................................................................................20 1.2.14 Khối Serial EEPROM:............................................................................................................................21 1.2.15 Khối cảm biến nhiệt: ...............................................................................................................................22 1.2.16 Khối đệm dữ liệu: ...................................................................................................................................24 1.2.17 Khối giải mã:...........................................................................................................................................26 1.2.18 Khối ADC: ..............................................................................................................................................28 1.2.19 Khối DAC: ..............................................................................................................................................29 1.2.20 Khối RTC:...............................................................................................................................................31 1.2.21 Khối thanh ghi dịch:................................................................................................................................32 1.2.22 Khối mở rộng port I/O: ...........................................................................................................................34 1.2.23 Khối giao tiếp PC:...................................................................................................................................37 1.2.24 Khối mở rộng bus: ..................................................................................................................................39 CHƯƠNG 2: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM MCU PROGRAM LOADER. .....................................40 2.1 Giới thiệu: ............................................................................................................................................................40 2.2 Hướng dẫn sử dụng phần mềm MCU Program Loader: ......................................................................................41 CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG CÁC BÀI THỰC HÀNH VI ĐIỀU KHIỂN.............................................................47 Một số lưu ý khi viết chương trình và kết nối mạch ............................................................................................47 A. Hệ thống điều khiển LED đơn....................................................................................................................48 • Mục đích: ................................................................................................................................................48 • Yêu cầu: ..................................................................................................................................................48 • Bài 1: Chương trình điều khiển 8 LED được nối với Port0 sáng tắt. .....................................................48 • Bài 2: Chương trình điều khiển đếm lên nhị phân 8 bit và hiển thị trên 8 LED được nối với Port0......51 • Bài 3: Chương trình điều khiển 8 LED được nối với Port0 sáng dần và tắt hết. ...................................52 • Bài 4: Chương trình điều khiển 8 LED được nối với Port0 sáng đuổi. ..................................................54 • Bài 5: Chương trình điều khiển 8 LED được nối với Port0 sáng dồn. ...................................................56 • Bài 6: Chương trình điều khiển 8 LED được nối với Port0 hoạt động bằng cách tổng hợp các phương pháp điều khiển đã thực tập ....................................................................................................................58 • Bài 7: Chương trình con điều khiển tạo thời gian trễ 200µs, 20ms, 2s sử dụng Timer..........................60 B. Hệ thống điều khiển LED 7 đoạn. ..............................................................................................................62 • Mục đích: ................................................................................................................................................62 • Yêu cầu: ..................................................................................................................................................62 • Bộ hiển thị LED7 đoạn được thiết kế theo phương pháp không đa hợp và ngõ vào dữ liệu kiểu BCD. 62 o Bài 1: Chương trình điều khiển hiển thị số 7 trên LED3. ................................................................62 o Bài 2: Chương trình điều khiển hiển thị đếm số BCD từ 0 lên 9 trên LED3...................................64 o Bài 3: Chương trình điều khiển hiển thị số 35 trên hai LED. ..........................................................66 o Bài 4: Chương trình điều khiển hiển thị đếm số BCD từ 00 lên 99 trên hai LED............................67 o Bài 5: Chương trình điều khiển hiển thị số 1234 trên bốn LED. .....................................................68 o Bài 6: Chương trình điều khiển hiển thị đếm số BCD từ 0000 đến 9999 trên bốn LED..................69 • Bộ hiển thị LED 7 đoạn được thiết kế theo phương pháp không đa hợp và ngõ vào dữ liệu kiểu 7 đoạn. 70 o Bài 1: Chương trình điều khiển hiển thị số 7 trên LED3. ................................................................70 o Bài 2: Chương trình điều khiển hiển thị đếm số BCD từ 0 lên 9 trên LED3...................................71 o Bài 3: Chương trình điều khiển hiển thị số 35 trên hai LED. ..........................................................73 o Bài 4: Chương trình điều khiển hiển thị đếm số BCD từ 00 lên 99 trên hai LED............................74 o Bài 5: Chương trình điều khiển hiển thị số 1234 trên bốn LED. .....................................................75 o Bài 6: Chương trình điều khiển hiển thị đếm số BCD từ 0000 đến 9999 trên bốn LED..................76 • Bộ hiển thị LED 7 đoạn được thiết kế theo phương pháp đa hợp và ngõ vào dữ liệu kiểu BCD (không dùng vi mạch giải đa hợp bên ngoài). .....................................................................................................78 o Bài 1: Chương trình điều khiển hiển thị số 1 trên LED7. ................................................................78 o Bài 2: Chương trình điều khiển hiển thị đếm số BCD từ 0 lên 9 trên LED7...................................79 o Bài 3: Chương trình điều khiển hiển thị số 12 trên hai LED. ..........................................................81 o Bài 4: Chương trình điều khiển hiển thị đếm số BCD từ 00 lên 99 trên hai LED............................84 o Bài 5: Chương trình điều khiển hiển thị số 1234 trên bốn LED. .....................................................86 o Bài 6: Chương trình điều khiển hiển thị đếm số BCD từ 0000 đến 9999 trên bốn LED..................87 o Bài 7: Chương trình điều khiển hiển thị số 12345678 trên tám LED. .............................................89 o Bài 8: Chương trình điều khiển hiển thị đếm số BCD từ 00000000 lên 99999999 trên tám LED...91 • Bộ hiển thị LED 7 đoạn được thiết kế theo phương pháp đa hợp và ngõ vào dữ liệu kiểu 7 đoạn (không dùng vi mạch giải đa hợp bên ngoài). .....................................................................................................93 o Bài 1: Chương trình điều khiển hiển thị số 1 trên LED7. ................................................................93 o Bài 2: Chương trình điều khiển hiển thị đếm số BCD từ 0 lên 9 trên LED7...................................94 o Bài 3: Chương trình điều khiển hiển thị số 12 trên hai LED. ..........................................................96 o Bài 4: Chương trình điều khiển hiển thị đếm số BCD từ 00 lên 99 trên hai LED............................99 o Bài 5: Chương trình điều khiển hiển thị số 1234 trên bốn LED. ...................................................101 o Bài 6: Chương trình điều khiển hiển thị đếm số BCD từ 0000 đến 9999 trên bốn LED................102 o Bài 7: Chương trình điều khiển hiển thị số 12345678 trên tám LED. ...........................................105 o Bài 8: Chương trình điều khiển hiển thị đếm số BCD từ 00000000 lên 99999999 trên tám LED.107 • Bộ hiển thị LED 7 đoạn được thiết kế theo phương pháp đa hợp và ngõ vào dữ liệu kiểu BCD (dùng vi mạch giải đa hợp bên ngoài). ................................................................................................................110 o Bài 1: Chương trình điều khiển hiển thị số 1 trên LED7. ..............................................................110 o Bài 2: Chương trình điều khiển hiển thị đếm số BCD từ 0 lên 9 trên LED7.................................111 o Bài 3: Chương trình điều khiển hiển thị số 12 trên hai LED. ........................................................113 o Bài 4: Chương trình điều khiển hiển thị đếm số BCD từ 00 lên 99 trên hai LED..........................116 o Bài 5: Chương trình điều khiển hiển thị số 1234 trên bốn LED. ...................................................118 o Bài 6: Chương trình điều khiển hiển thị đếm số BCD từ 0000 đến 9999 trên bốn LED................121 o Bài 7: Chương trình điều khiển hiển thị số 12345678 trên tám LED. ...........................................122 o Bài 8: Chương trình điều khiển hiển thị đếm số BCD từ 00000000 lên 99999999 trên tám LED.123 • Bộ hiển thị LED 7 đoạn được thiết kế theo phương pháp đa hợp và ngõ vào dữ liệu kiểu 7 đoạn (dùng vi mạch giải đa hợp bên ngoài). ............................................................................................................125 o Bài 1: Chương trình điều khiển hiển thị số 1 trên LED7. ..............................................................125 o Bài 2: Chương trình điều khiển hiển thị đếm số BCD từ 0 lên 9 trên LED7.................................126 o Bài 3: Chương trình điều khiển hiển thị số 12 trên hai LED. ........................................................128 o Bài 4: Chương trình điều khiển hiển thị đếm số BCD từ 00 lên 99 trên hai LED..........................131 o Bài 5: Chương trình điều khiển hiển thị số 1234 trên bốn LED. ...................................................133 o Bài 6: Chương trình điều khiển hiển thị đếm số BCD từ 0000 đến 9999 trên bốn LED................134 o Bài 7: Chương trình điều khiển hiển thị số 12345678 trên tám LED. ...........................................137 o Bài 8: Chương trình điều khiển hiển thị đếm số BCD từ 00000000 lên 99999999 trên tám LED.139 • Ứng dụng điều khiển LED 7 đoạn tổng hợp. ........................................................................................142 o Bài 1: Chương trình điều khiển hiển thị đếm GIỜ – PHÚT – GIÂY trên sáu LED. ......................142 o Bài 2: Chương trình điều khiển hiển thị chuỗi ký tự “-HA-NOI-“ trên tám LED..........................145 o Bài 3: Chương trình điều khiển hiển thị và chớp tắt chuỗi ký tự “ -HA-NOI- “ trên tám LED.....147 o Bài 4: Chương trình điều khiển hiển thị lần lượt các chuỗi ký tự “-HA-NOI“, “-DA-LAT-“, “- SAIGON-“ trên tám LED. Mỗi chuỗi hiển thị cách nhau 1 giây....................................................149 o Bài 5: Chương trình điều khiển hiển thị và dịch chuyển chuỗi ký tự “-HA-NOI-SAI-GON-“ trên tám LED từ phải sang trái..............................................................................................................151 C. Hệ thống điều khiển LED ma trận...........................................................................................................153 • Mục đích: ..............................................................................................................................................153 • Yêu cầu: ................................................................................................................................................153 • Bài 1: Chương trình điều khiển hiển thị chữ A màu đỏ trên LED ma trận...........................................154 • Bài 2: Chương trình điều khiển hiển thị chữ S màu đỏ trên LED ma trận sáng tắt .............................157 • Bài 3: Chương trình điều khiển hiển thị lần lượt các chữ A, B, C, a, b, c màu đỏ trên LED ma trận........ ...............................................................................................................................................................159 • Bài 4: Chương trình điều khiển hiển thị chuỗi ký tự “WELLCOME” màu đỏ trên LED ma trận dịch chuyển từ phải sang trái........................................................................................................................161 D. Hệ thống điều khiển bàn phím. ................................................................................................................163 • Mục đích: ..............................................................................................................................................163 • Yêu cầu: ................................................................................................................................................163 • Bài 1: Chương trình điều khiển bàn phím và hiển thị mã của phím nhấn trên 8 LED dưới dạng số BIN ...............................................................................................................................................................164 • Bài 2: Chương trình điều khiển bàn phím và biểu diễn các kiểu hiển thị trên tám LED thông qua các phím được nhấn.....................................................................................................................................166 E. Hệ thống điều khiển LCD. ........................................................................................................................171 • Mục đích: ..............................................................................................................................................171 • Yêu cầu: ................................................................................................................................................171 • Bài 1: Chương trình điều khiển LCD hiển thị hai dòng chữ “MICRO-CONTROLLER” và “DESIGNED BY: PQT.” đứng yên trên hai dòng của màn hình LCD.................................................172 • Bài 2: Chương trình điều khiển LCD hiển thị hai dòng chữ “WELLCOME TO MICROCONTROLLER SYSTEM – 51” và “DESIGNED BY: PQT.” trên hai dòng của màn hình LCD với yêu cầu: dòng chữ thứ nhất sẽ dịch chuyển liên tục từ phải sang trái, dòng chữ thứ hai đứng yên. ..................................174 • Bài 3: Chương trình điều khiển LCD hiển thị hai dòng chữ “PULSE = ” và “DESIGNED BY PHAM QUANG TRI – ELECTRIC TRAINING CENTER - HO CHI MINH UNIVERSITY OF INDUSTRY” trên hai dòng của màn hình LCD với yêu cầu: số lượng xung đếm được (00 – 99) tại chân P3.0 sẽ được hiển thị trên dòng thứ nhất tiếp phía sau dòng chữ “PULSE =”, dòng chữ thứ hai sẽ dịch chuyển từ phải sang trái. Xung được tạo ra bằng cách nhấn nút nhấn KEY0. .....................................................177 F. Hệ thống điều khiển nút nhấn. .................................................................................................................181 • Mục đích: ..............................................................................................................................................181 • Yêu cầu: ................................................................................................................................................181 • Bài 1: Chương trình điều khiển nút nhấn, khi ta nhấn nút nào trong 8 nút thì LED tương ứng sẽ sáng lên và ngược lại.....................................................................................................................................182 • Bài 2: Chương trình điều khiển nút nhấn, khi ta nhấn nút KEY0 thì 8 LED sẽ chớp tắt với tần số 5 Hz và ngược lại khi ta nhả nút KEY0 thì 8 LED sẽ chớp tắt với tần số 20 Hz ...........................................184 G. Hệ thống điều khiển công tắc....................................................................................................................186 • Mục đích: ..............................................................................................................................................186 • Yêu cầu: ................................................................................................................................................186 • Bài tập: Chương trình điều khiển công tắc và hiển thị lên tám LED mức logic hiện tại (LED sáng = mức cao, LED tắt = mức thấp) của tám công tắc gạt...........................................................................187 H. Hệ thống điều khiển relay. ........................................................................................................................189 • Mục đích: ..............................................................................................................................................189 • Yêu cầu: ...........................................................................................