I. Tổng quan về đề tài
Đồ án tốt nghiệp lập trình C cho vi điều khiển 8051 tập trung vào việc ứng dụng vi điều khiển trong các thiết bị điện tử hiện đại. Vi điều khiển đã trở thành một phần không thể thiếu trong đời sống và sản xuất, giúp giảm chi phí thiết kế và nâng cao tính ổn định của hệ thống. Các họ vi điều khiển như 8051, PIC, và Z80 được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ công nghiệp đến y tế. Đề tài này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc lựa chọn vi điều khiển phù hợp và kỹ thuật lập trình hiệu quả để giải quyết các bài toán đa dạng.
1.1. Đặt vấn đề
Vi điều khiển đã trở thành công nghệ cốt lõi trong các thiết bị điện tử hiện đại. Sự phát triển của các hệ vi xử lý đòi hỏi kiến thức sâu rộng về cả phần cứng và phần mềm. Đề tài này tập trung vào vi điều khiển 8051, một trong những họ vi điều khiển phổ biến nhất, và ứng dụng ngôn ngữ C để lập trình. Việc sử dụng ngôn ngữ C giúp tạo ra các chương trình chất lượng cao, dễ bảo trì và mở rộng.
1.2. Nội dung đề tài
Đề tài bao gồm các nội dung chính: khảo sát vi điều khiển AT89C51 và AT89C2051, giới thiệu phần mềm Keil µVision 2, và ứng dụng ngôn ngữ C để lập trình điều khiển LED. Các ứng dụng cụ thể bao gồm điều khiển LED đơn, LED 7 đoạn, và LED ma trận. Đề tài cũng đưa ra kết luận và hướng phát triển trong tương lai.
II. Giới thiệu bộ vi điều khiển 89C2051 và 89C51
Bộ vi điều khiển 89C2051 và 89C51 là hai thành viên quan trọng trong họ 8051. 89C2051 là một vi điều khiển CMOS 8-bit với bộ nhớ Flash 2K byte, RAM 128 byte, và 15 đường I/O. Nó được thiết kế để tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm năng lượng, phù hợp cho các ứng dụng nhúng. 89C51 cũng là một vi điều khiển mạnh mẽ với các tính năng tương tự, nhưng có bộ nhớ lớn hơn và nhiều chức năng nâng cao hơn.
2.1. Đặc điểm của 89C2051
89C2051 có các đặc điểm nổi bật như tương thích với họ MSC-51, bộ nhớ Flash 2K byte, và khả năng hoạt động ở điện áp thấp từ 2.7V đến 6V. Nó cũng hỗ trợ các chế độ tiết kiệm năng lượng như chế độ nghỉ và chế độ giảm công suất. Các tính năng này làm cho 89C2051 trở thành lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng nhúng yêu cầu hiệu suất cao và tiết kiệm năng lượng.
2.2. Cấu hình chân và sơ đồ khối
89C2051 có cấu hình chân đơn giản với các chân I/O, VCC, và GND. Sơ đồ khối của 89C2051 bao gồm các thành phần chính như ALU, bộ đếm chương trình, và các khối ngắt. Các chân Port 1 và Port 3 được sử dụng cho các chức năng I/O và các tín hiệu điều khiển đặc biệt. Sơ đồ khối này giúp hiểu rõ hơn về cách 89C2051 hoạt động và tương tác với các thiết bị ngoại vi.
III. Ứng dụng ngôn ngữ C và Assembly
Đề tài tập trung vào việc ứng dụng ngôn ngữ C và Assembly để lập trình điều khiển LED. Ngôn ngữ C được ưa chuộng do tính linh hoạt và dễ bảo trì, trong khi Assembly được sử dụng để tối ưu hóa hiệu suất. Các ứng dụng cụ thể bao gồm điều khiển LED đơn, LED 7 đoạn, và LED ma trận. Các ví dụ mã nguồn được cung cấp để minh họa cách lập trình hiệu quả trên vi điều khiển 8051.
3.1. Lập trình LED đơn và LED 7 đoạn
Lập trình LED đơn và LED 7 đoạn là các bài toán cơ bản trong lập trình vi điều khiển. Đề tài cung cấp các ví dụ mã nguồn bằng ngôn ngữ C để điều khiển LED đơn và hiển thị số trên LED 7 đoạn. Các ví dụ này giúp người học hiểu rõ cách tương tác với các chân I/O của vi điều khiển và cách viết mã hiệu quả.
3.2. Lập trình LED ma trận
Lập trình LED ma trận là một bài toán phức tạp hơn, đòi hỏi kiến thức về quét LED và điều khiển nhiều LED cùng lúc. Đề tài cung cấp các ví dụ mã nguồn bằng ngôn ngữ C để điều khiển LED ma trận, giúp hiển thị các ký tự và hình ảnh động. Các ví dụ này minh họa cách sử dụng các bộ định thời và ngắt để tạo hiệu ứng hiển thị mượt mà.
IV. Kết luận và hướng phát triển
Đề tài Đồ án tốt nghiệp lập trình C cho vi điều khiển 8051 đã thành công trong việc ứng dụng ngôn ngữ C để lập trình vi điều khiển 8051. Các kết quả đạt được bao gồm việc điều khiển thành công LED đơn, LED 7 đoạn, và LED ma trận. Đề tài cũng đưa ra các hướng phát triển trong tương lai, bao gồm việc tích hợp thêm các tính năng nâng cao và ứng dụng vi điều khiển trong các lĩnh vực mới như IoT và robot.
4.1. Kết luận
Đề tài đã chứng minh được tính hiệu quả của việc sử dụng ngôn ngữ C để lập trình vi điều khiển 8051. Các kết quả thực nghiệm cho thấy các chương trình được viết bằng C có hiệu suất cao và dễ bảo trì. Đề tài cũng cung cấp các tài liệu hướng dẫn chi tiết, giúp người học dễ dàng tiếp cận và áp dụng vào thực tế.
4.2. Hướng phát triển
Trong tương lai, đề tài có thể được mở rộng bằng cách tích hợp thêm các tính năng nâng cao như điều khiển động cơ, cảm biến, và giao tiếp không dây. Việc ứng dụng vi điều khiển trong các lĩnh vực mới như IoT và robot cũng là một hướng phát triển tiềm năng. Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm năng lượng của vi điều khiển.
