CHƯƠNG I: KHẢO SÁT VI ĐIỀU KHIỂN 8951 L. GIỚI THIỆU CẤU TRÚC PHẦN CỨNG HỌ MSC-5I (8951): -Đặc điểm và chức năng hoạt động của các IC họ MSC-51 hoàn toàn tương tự như nhau. Ở đây giới thiệu IC8951 là một họ IC vi điều khiển do hãng Intel của Mỹ sản xuất.Chúng có các đặc điểm chung như sau; Các đặc điểm của 8951 được tóm tắt như sau : Ý §KB EPROM bên trong. Ý 1238 Byte RAM nội.
<= 4 Port xudt /nhap I/O 8 bit. Ý Giao tiếp nối tiếp. ý 64 KH vùng nhớ mã ngoài x 64 KH vùng nhớ dữ hiệu ngoại V Nit lt Boolean (hoạt đồng trên bít đón). v 2L0 vị trí nhớ có thể định vị bít.
- 4 us cho hoat dong nhân hoặc chia. CONTROL Sơ đồ khối của 8951: INTI\ TK ———= ag rT | | SERIAL PORT i ——— TIMER 0 Ỉ 1 | TIMER } TIME 2 12K tae Rom | RAM || 4K: 8031 | - 805I\8052 4K: 8051 TIMER2 lạ — (oe | EPROM i INTERRUPT | 4K: 8951 TIMERI et OTHER 128 byte REGISTER RAM TIMERILI \}4+— CPL SERIAL PORT OSCILATOR A | — | Ez. xin Cok sợ/4,0Á ow GVHD_; Nguyén Dinh Phúi -_ IL KHAO SAT SO DO CHÂN 8951, CHỨC NĂNG TUNG CHÂN : 1.Sơ đồ chân 8951: 209F feo ha 19 Vcc if T XTAL.L F07 32 AD7T 12 MHz — P06 | 32 AD6 _34AD5 J P0.2 po4 -- 2404 po3 |—34AD3 == |_37 AD2 = 30pF 29 P02 i a Hà 39-400 P00 «2 ALE Ha —&— 31 EA\ pr. FS ria P+ Ú PI2 3 9 | RST 8951 pa La rio Pe Rin) —HY P37 pa7 }2Rals wr — te] PL p26 2244 HH | ET Pas "2s |_24AI3 mW Li] p34 Mã 25 AI2 Nt 1) py P23 24 All ie 12) pì? "22 |_22410 Wy thy 2.1) 229 KAD wet PLO p20 Zi AS Vss | 20 Sơ đồ chân IC 8951 2.
Chức năng các chân của 8951 - 8951 có tất cả 40 chân có chức năng như các đường xuất nhập. Trong đó có 24 chân có tác dụng kép (có nghĩa 1 chân có 2 chức năng), mỗi đường có thể hoạt động như đường xuất nhập hoặc như đường điểu khiển hoặc là thành phẩn của các bus đữ liệu và bus địa chỉ.Các Port: - HPort0: ~ Port 0 là port có 2 chức năng ở các chân 32 — 39 của 8951. Trong các thiết kế nhỏ không dùng bộ nhớ mở rộng nó có chức năng như các đường IO. Đối với các thiết kế cố lớn có bộ nhớ mở rộng, nó được kết hợp giữa bus địa chỉ và bus dữ liệu.Nguyễn,Dình,Ehúi f1 Port 1: | ~ Port 1 là port IO trên các chân 1-8.
Các chân được ký hiệu PI. ˆ_ có thể dùng cho giao tiếp với các thiết bị ngoài nếu cẩn. Port l không có chức năng khác, vì vậy chúng chỉ được dùng cho giao tiếp với các thiết bị bên ngoài. 1 Port2: - Port 2 là 1 port có tác dụng kép trên các chân 21- 28 được dùng như các đường xuất nhập hoặc là byte cao cửa bus địa chỉ đối với các thiết bị đùng bộ nhớ mở rộng.
f1 Port 3: - Port 3 là port có tác dụng kép trên các chân 10-17. Các chân của port này có "nhiều chức năng, các công dụng chuyển đổi có liên hệ với các đặc tính đặc biệt của §951 như ở bảng sau: BiL- Tên - } Chức năng chuyển đổi P3.0 RXT Ngõ vào dữ liệu nối tiếp. P31 TXD Ngõ xuất dữ liệu nối tiếp. P32 INTO\ Ngõ vào ngắt cứng thứ 0.
P33 INTI\ Ngõ vào ngắt cứng thứ 1. p34 TO Ngũ vào của TIMER/COUNTER thứ 0.5 Tl | Ngõ vào của TIMER/COUNTER thứ 1.6 WR\ Tín hiệu ghi dữ liệu lên bộ nhớ ngoài.7 | RD\ Tín hiệu đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài. „ Cúc ngô tin hiệu điều khiến: f1 Ngô tn hiệu PSEN (Program store enable): - PSEN là tín hiệu ngõ ra ở chắn 29 có tác dụng cho phép đọc bộ nhớ chương trình mở rộng thường được nói dén chan OE\( output enable) cia Eprom cho phép đọc cúc byte mã lệnh. - PSEN ở mức thấp trong thời gian Microcontroller 8951 lấy lệnh.
Các mã lệnh của chương trình được đọc từ Eprom qua bus dữ liệu và được chốt vào thanh ghỉ lệnh bên trong 8951 để giải mã lệnh. Khi 8951 thi hành chương trình trong ROM nội PSEN sẽ ở mức logic 1. f1 Ngõ tín hiệu điều khiển ALE (Address Latch Enable ) : ~ Khi 8951 truy xuất bộ nhớ bên ngoài, port 0 có chức năng là bus địa chỉ và bus đữ liệu do đó phải tách các đường đữ liệu và địa chỉ. Tín hiệu ra ALE ở chân thứ 30.
dùng làm tín hiệu điểu khiển để giải đa hợp các đường địa chỉ và dữ liệu khi kết nối chúng với IC chốt. | - Tín hiệu ra ở chân ALE là một xung trong khoảng thời gian port 0 đóng vai trò là địa chỉ thấp nên chốt địa chỉ hoàn toàn tự động. c3 let ughiip GVHD_: Nguyễn Đình PHÚ Các xung tín hiệu ALE có tốc độ bằng 1⁄6 lần tần số dao động trên chip và có thể - được dùng làm tín hiệu clock cho các phần khác của hệ thống. Chân ALE được dùng -_ làm ngõ vào xung lập trinh cho Eprom trong 8951.
Ø1 Ngõ tín hiệu EA\(External Access) : - „ Tín hiệu vào EA\ ở chân 31 thường được mắc lên mức l hoặc mức 0. Nếu ở mức 1, g951 thi hành chương trình từ ROM nội trong khoảng địa chỉ thấp 8 Kbyte. Nếu ở mức 0, 8951 sẽ thi hành chương trình từ bộ nhớ mở rộng. Chân EA\ được lấy làm chân cấp nguồn 21V khi lập trình cho Eprom trong 8951.
f1 Ngõ tín hiệu RST (Reset) : ; -Ngõ vào RST ở chân 9 là ngõ vào Reset của 8951. Khi ngõ vào tín hiệu này đưa lên cao ít nhất là 2 chu kỳ máy, các thanh ghi bên trong được nạp những giá trị thích hợp để khởi động hệ thống. Khi cấp điện mạch tự động Reset. f1 Cúc ngõ vào giao động XI,X?2;: - Bồ đao động được tích hợp bên trong 8951, khi sử dụng 8951 người thiết k pay kết nổi thêm tụ thạch anh và các tu như hình vẽ trong sơ d6.
Tan tach a8 thifiny suf dụng cho S95] là I2Mhz. OD Chan 40 (Vcc) được nổi lên nguồn 5V. HT, CẤU TRÚC BẾN TRONG VI ĐIỂU KHIỂN 1. Tổ chức bộ nhớ: FFFF FFFF EE CODE DATA Memory Memory 00 Enable Enable via via On - Chip 0000 PSEN 0000 |RD& WR Memory Rternal Momery | 6k ma 42 mpi GVHD.
: Nguyén Dinh P| Bang tém tắt các vùng nhớ 8951. Bản đề bộ nhớ Data trên Chip như sau : Địa chỉ byte Dia chi bit 7F RAM da dung w L ` sự: [2E |? ]7D[?C|7B|7A | 79 |?6 mi [77 | 6 {75 | 74/73 [72 [71 | 70 3b [6t | 6 60 /6C] 6B 6a] 69 | 68 2C | 67 | 66 | 65 | 64 |63. 621611601 2B | SF | SE) 510, SC] 58 SA | 59) 58 2A | 57 | 56 | 55) 54193) 52] 54 (50 29 ar [at |4Ð) K inf aa] iv | 1 | mw [47 [ae] as fas [46/42/41 [40] 97 | 3F 3 3B 3A | 39 3E wm [3~|We|S|14|33|32|31|30 34 [F *E|3p|2C|2B|2A|29 |2s | M [27 | 26 | 25 | 24 | 23] 22 | 21 | 20 23 [IE|IE|ID|IC|1B|1A| 19 | 18 32 |[17|16|15|14|13|12|11|10 31 |0E |0E|0D|0C|0B |0A | 09 | 08 20 |07 | 06 |05 |04 |03|02|0i|00 IE Bank 3 18 17 Bank 2 10 OF Bank 1 08 07 Bank thanh ghi 0 00 (mặc đỉnh cho R0 -R7) | RAM Địa chỉ byte Dia chi bit FF ro | F7|F6| F5| F4[F3[F2| Fi | Fo |B E0 |E7] E6 | E5 | E4 |E3|E2| E1 | E0 |ACC D0 |D?]ps|ps|p4|p3|pz|Dp1 |Do |PSw bw | - | - | - |BC|BB|BA|B9|B8|IP B0 |B?| B6 [B5 | B4|B3| B2 | B1 |B0|P.3 AR [AF AC|AB|AAl A9 | A8 |IE A0 |A?7|A4[A5|A4]A3|A2[A1]A0|P2 9y | khong dược địa chỉhoábit |SBUF 9$ L9EÌ9E]9D]9C joB|9A| 99] 98 §CON 90 |97]96 95 94 93|92|91| 90 |P1 8D| khong duce dia chi hod bit |THI 8C | _khéng due dia chi hod bit. [THO 8B | khong duoc dia chi hod bit |TLI 8A | _ không được địa chỉhoábit |TLO 89 | không được địachỉhoábit |[MOD 88 | 8F | 8E |SD| 8C |SB|8A| 89 | 8§ fCON 87 | không được địa chỉhoábit |PCON 83 không được địa chỉ hoá bit PH 82 | không đượcđịachỉihoábit |DPL 81 không được địa chỉ hoá bit P 88 |87 | 86 | 85 | 34 |s3|s2| si | 80 CÁC THANH GHI CHỨC NĂNG ĐẶC BIỆT E244, HP Nguyen Đình Phuy - Bộ nhớ trong 8951 bao gồm ROM và RAM.
RAM trong 8951 bao gồm nhiều thành phần: phần lưu trữ đa dụng, phần lưu trữ địa chỉ hóa từng bit, các bank thanh ghi và các thanh ghi chức năng đặc biệt. - 8951 có bộ nhớ theo cấu trúc Harvard: có những vùng bộ nhớ riêng biệt cho ˆ chương trình và đữ liệu. Chương trình và dữ liệu có thể chứa bên trong 8951 nhưng 8951 vẫn có thể kết nối với 64K byte bộ nhớ chương trình và 64K byte dữ liệu. Hai đặc tinh can chi § la: @ Các thanh ghi và các port xuất nhập đã được định vị (xác định ) trong bộ nhớ và có thể truy xuất trực tiếp giống như các địa chỉ bộ nhớ khác.
€ Ngăn xếp bên trong Ram nội nhỏ hon so voi Ram ngoại như trong các bộ Mierocontroller khác. RAM bền trong 8951 được Phan chia nhu sau; ® Các bank thanh ghỉ có địa chỉ từ 00H đến IFH. @ RAM dia chỉ hóa từng bít có địa chỉ từ 20H đến 2FH. ® RAM đa dụng từ 30H đến 7FH.
€@ Các thánh phí chức năng đấc biệt từ &IH đến FFH. O RAM da dung: - Mắc dù trên hình vẽ cho thấy 80 byte đá dụng chiếm các địa chỉ từ 30H đến 7FH, 32 bvte dưới từ QOH đến TEH cũng có thể dụng với mục đích tương tự (mặc dù các địa chỉ này đã có mục dich khác ) Moi dia chi trong vung KAM da dung đéu có thể truy xuất tự do dùng kiểu địa chỉ tri tiếp hoặc gian tiếp, f1 RA có thể truy xuất từng bít: - SYSL chứa 210 bit được địa chỉ hóa, trong đó có 128 bịt có chứa các byte có chứa các địa chỉ từ 20F đến 2FH và các bit còn lại chứa trong nhóm thanh ghi có chức năng đặc biệt. - Ý tưởng truy xuất từng bit bằng phẩn mẻm là các đặc tính mạnh của microcontroller xit ly chung. Cac bit cé thé được đặt, xóa, AND, OR,., với 1 lệnh đơn, Đa số các microcontroller xử lý đòi hổi một chuổi lệnh đọc- sửa- ghi để đạt được mục đích tương tự.