Bài 00: GIỚI THIỆU VỀ 8051

BÀI 00: GIỚI THIỆU VỀ 8051

I. GIỚI THIỆU VI ĐIỀU KHIỂN 8051

Hiện nay, vi xử lý có rất nhiều loại nhưng vi xử lý 8 bit vẫn được sử dụng khá rộng rãi. Lý do sự tồn tại của vi xử lý 8 bit là phù hợp với 1 số yêu cầu điều khiển của các thiết bị trong công nghiệp như hệ thống điện của xe hơi, hệ thống điều hòa, hệ thống điều khiển các dây chuyền sản suất,...

Có nhiều hãng sản xuất vi điều khiển, nổi tiếng có ATMEL, hãng Intel là nhà thiết kế. Có nhiều họ vi điều khiển mang các mã số khác nhau, một trong đó là họ MSC-51. Trong hướng dẫn này sẽ giới thiệu về vi điều khiển 89C51 hoặc 89C52 thuộc họ này.

Các vi điều khiển họ MSC-51 có đặc điểm chung như sau: 

•   Có 4 Kbyte bộ nhớ FLASH ROM bên trong dùng để lưu chương trình điều khiển
•   Có 128 Byte RAM nội
•   4 Port xuất/nhập (Input/Output) 8 bit.
•   Có khả năng giao tiếp truyền dữ liệu nối tiếp
•  Có thể giao tiếp với 64 Kbyte bộ nhớ bên ngoài dùng để lưu chương trình điều khiển          
•   Có thể giao tiếp với 64 Kbyte bộ nhớ bên ngoài dùng để lưu dữ liệu
•   Có 210 bit có thể truy xuất từng bit. Có các lệnh xử lí bit.                                         

II. KHẢO SÁT SƠ ĐỒ CHÂN

Vi điều khiển 89C52 có tất cả 40 chân. Trong đó có 24 chân tác dụng kép (1 chân có 2 chức năng), mỗi chân có thể hoạt động như đường nhập xuất điều khiển IO hoặc là thành phần của các bus dữ liệu và bus địa chỉ đê tải địa chỉ và dữ liệu khi giao tiếp với bộ nhớ ngoài.

1. Các Port
Port 0
Port 0 là port có 2 chức năng với số thứ tự chân 32-39.

Trong các hệ thống đơn giản sử dụng bộ nhớ trong thì port 0 được dùng làm các đường điều khiển IO. 

Trong các hệ thống điều khiển lớn sử dụng bộ nhớ mở rộng bên ngoài thì port 0 có chức năng là bus địa chỉ và bus dữ liệu AD7-AD0.

Port 1

Port 1 với số thứ tự chân 1-8. Port 1 chỉ có 1 chức năng điều khiển xuất nhập IO.

Port 2

Port 2 là port có 2 chức năng với số thứ tự chân 21-28.
Trong các hệ thống đơn giản sử dụng bộ nhớ trong thì port 2 được dùng làm các đường điều khiển IO.
Trong các hệ thống điều khiển lớn sử dụng bộ nhớ mở rộng bên ngoài thì port 2 có chức năng là bus địa chỉ và bus dữ liệu A8-A15.

Port 3

Port 3 là port có 2 chức năng với số thứ tự chân 10-17. Các chân của port này có nhiều chức năng được thể hiện trong bảng sau:

2. Các tín hiệu điều khiển

2.1 Tín hiệu P̅S̅E̅N̅ (Program Store Enable)

       PSEN là tín hiệu ngõ ra ở chân 29 có tác dụng cho phép đọc bộ nhớ chương trình mở rộng thường nối đến chân O̅E̅ hoặc R̅D̅ của EPROM cho phép đọc các byte mã lệnh.

      Khi có giao tiếp với bộ nhớ chương trình bên ngoài thì mới dùng đến P̅S̅E̅N̅, nếu không có giao tiếp thì chân P̅S̅E̅N̅ bỏ trống.
2.2 Tín hiệu điều khiển ALE (Address Latch Enable)

      Khi vi điều khiển 89C51 truy xuất bộ nhớ ngoài, port 0 có chức năng là bus tải địa chỉ và bus dữ liệu [AD7 - AD0] do đó phải tách các đường dữ liệu và địa chỉ.

     Tín hiệu ra ALE ở chân thứ 30 dùng làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp các đường địa chỉ và dữ liệu khi kết nối chúng với IC chốt.

2.3 Tín hiệu E̅A̅ (External Access)

      Tín hiệu vào E̅A̅ ở chân 31 thường nối lên mức 1.

      Nếu nối E̅A̅ lên mức logic 1 (+5V) thì vi điều khiển sẽ thi hành từ bộ nhớ nội.

      Nếu nối E̅A̅ lên mức logic 0 (0 V) thì vi điều khiển sẽ thi hành từ bộ nhớ ngoại.

2.4 Tín hiệu RST (Reset)

      Ngõ vào RST ở chân 9 là ngõ vào Reset của 89C51. Khi cấp điện cho hệ thống hoặc khi nhấn nút reset thì mạch sẽ reset vi điều khiển. Khi reset thì tín hiệu reset phải ở mức cao ít nhất là 2 chu kỳ máy, khi đó các thanh ghi bên trong được nạp những giá trị thích hợp để khởi động hệ thống. 

2.5 Các ngõ vào bộ dao động XTAL1, XTAL2

      Bộ dao động được tích hợp bên trong 89C51, khi sử dụng 89C51 người thiết kế chỉ cần kết nối thêm thạch anh và tụ điện. Tần số thạch anh thường sử dụng là 12Mhz-24Mhz.

2.6 Chân 40(Vcc) nối 5V, chân 20(GND) nối mass.

3.Phần mềm lập trình

Có khá nhiều trình biên dịch cho 8051, ở đây mình sử dụng Keil C nên các bài viết sau mình chỉ đề cập đến Keil C. Phần mềm mô phỏng mình sử dụng Proteus.