TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN Tài liệu này thuộc loại sách TRƯỜNG CAOgiáo trình ĐẲNG CƠnên cácNINH GIỚI nguồn thông tin có thể được BÌNH -*-*-*- GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP Trình độ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-TCGNB, ngày… tháng…. năm 2021 của Hiệu trưởng trường Cao đẳng Cơ giới Ninh Bình Ninh Bình, năm 2021 0 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 1 LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình Kỹ thuật vi điều khiển được biên soạn trên cơ sở chương trình giảng dạy theo chương trình khung của trường Cao Đẳng Cơ Giới Ninh Bình.
Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết và thực hành được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế trong sản xuất đồng thời có tính thực tiễn cao. Nội dung giáo trình được biên soạn với dung lượng thời gian đào tạo 60 giờ gồm có: Bài 1: Tổng quan về vi xử lý - vi điều khiển. Bài 2: Họ vi điều khiển 8051. Bài 3: Ngôn ngữ lập trình Bài 4: Hoạt động ngắt và hoạt động định thời Bài 5: Lập trinh ứng dụng vi điều khiển 8051 Trong quá trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu cũng như khoa học và công nghệ phát triển có thể điều chỉnh thời gian và bổ sung những kiên thức mới cho phù hợp.
Trong giáo trình, chúng tôi có đề ra nội dung thực tập của từng bài để người học cũng cố và áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ năng. Tuy nhiên, tuy theo điều kiện cơ sở vật chất và trang thiết bị, các trường có thề sử dụng cho phù hợp. Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng được mục tiêu đào tạo nhưng không tránh được những khiếm khuyết. Rất mong nhận được đóng góp ý kiến của người sử dụng, người đọc để nhóm biên soạn sẽ hiện chỉnh hoàn thiện hơn sau thời gian sử dụng Ninh Bình, ngày tháng năm Nhóm tác giả 2 Mục Lục TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN.
1 LỜI GIỚI THIỆU. 3 BÀI 1: TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ – VI ĐIỀU KHIỂN .Giới thiệu chung về Vi xử lý – Vi điều khiển .1 Một số khái niệm .2 Lịch sử phát triển của các bộ Vi xử lý – Vi điều khiển .3 Ứng dụng của Vi xử lý – vi điều khiển .Cấu trúc chung của hệ vi xử lý – vi điều khiển. Khối xử lý trung tâm (CPU). Cổng vào/ra song song.
Cổng vào/ra nối tiếp. Bộ đếm/Bộ định thời. Hệ thống bus.Định dạng dữ liệu và biểu diễn thông tin trong hệ vi xử lý – vi điều khiển. 20 BÀI 2: HỌ VI ĐIỀU KHIỂN 8051.
Giới thiệu chung. Những thành cơ bản của vi điều khiển. Hoạt động của vi điều khiển. Kiến trúc vi điều khiển 8051.
Data sheet vi điều khiển 8051. Bộ đếm và bộ định thời. Truyền thông không đồng bộ (UART). Ngắt vi điều khiển 8051.
46 BÀI 3: NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH. Các kiểu dữ liệu. Cấu trúc của một chương trình. Một số lệnh cơ bản.
Hướng dẫn sử dụng phần mềm KeilC .57 BÀI 4: HOẠT ĐỘNG NGẮT VÀ HOẠT ĐỘNG ĐỊNH THỜI. Các bộ định thời (Timer). Các thanh ghi timer trong 8051. Các chế độ hoạt động của timer.
Cách tính giá trị để nạp vào TH và TL. Lập trình cho timer. Các thanh ghi của “ NGẮT” .75 BÀI 5: LẬP TRÌNH ỨNG DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN 8051. Giao tiếp các cổng vào/ra (I/O) với LED.
Giao tiếp vào/ra (I/O) với LED 7 thanh. Giao tiếp vào/ra với LED Matrix. Giao tiếp vào/ra (I/O) với keypad. Giao tiếp vào/ra (I/O) với LCD.
109 TÀI LIỆU THAM KHẢO .116 4 CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun : Kỹ thuật vi điều khiển Mã mô đun: MĐ 26 Thời gian thực hiện mô đun: 60 giờ; (Lý thuyết: 17 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập: 40 giờ; Kiểm tra: 03 giờ. Vị trí tính chất của mô đun: - Vị trí: Mô đun được bố trí dạy sau khi học xong môn học mô đun: Kỹ thuật xung số; Kỹ thuật điện tử; PLC cơ bản. - Tính chất: Là mô đun chuyên môn nghề. Mục tiêu mô đun: Sau khi ho ̣c xong mô đun, người ho ̣c có khả năng: - Về kiến thức: + Hiểu được các kiến thức cơ bản về Họ vi điều khiển 8051.
+ Giải thích được nguyên lý hoạt động của hệ dùng vi điều khiển. - Về kỹ năng: + Kiểm tra và viết được các chương trình ứng dụng dùng vi điều khiển. + Vận hành được các thiết bị và dây chuyền sản xuất dùng vi điều khiển. - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Phát huy tıń h tıć h cực, chủ đô ̣ng, sáng ta ̣o và tư duy khoa ho ̣c trong công viê ̣c 5 III.
Nội dung mô đun: 1. Nội dung tổng quát và phân bổ thời gian: Thời gian Số Thực hành, thí Tên các bài trong mô đun Tổng Lý nghiệm, thảo Kiểm TT luận, số thuyết tra* Bài tập Bài 1: Tổng quan về Vi xử lý – Vi 1 2 2 điều khiển 1. Giới thiệu chung về Vi xử lý – Vi 0,5 điều khiển 2. Cấu trúc chung của hệ vi xử lý – 1 vi điều khiển 3.
Định dạng dữ liệu và biểu diễn thông tin trong hệ Vi xử lý – Vi điều 0,5 khiển 2 Bài 2: Họ vi điều khiển 8051 2 2 1. Giới thiệu chung 1 2. Kiến trúc vi điều khiển 8051 1 3 Bài 3: Ngôn ngữ lập trình 8 4 2 1 1. Các kiểu dữ liệu 0,5 6.
Cấu trúc của một chương trình 0,5 7. Một số lệnh cơ bản 1 1 6 Thời gian Thực hành, thí Số Tên các bài trong mô đun Tổng Lý nghiệm, thảo Kiểm TT luận, số thuyết tra* Bài tập 8. Hướng dẫn sử dụng phần mềm 1 1 KeilC 9. Hướng dẫn sử dụng phần mềm 1 3 proteus Bài 4: Hoạt động ngắt và hoạt động 4 4 3 1 định thời 1.
Các bộ định thời (Timer) 2 0,5 2. Các Ngắt (INTERRUPT) 1 0,5 Bài 5: Lập trình ứng dụng vi điều 5 44 8 34 2 khiển 8051 1. Giao tiếp các cổng vào/ra (I/O) 2 6 với LED 2. Giao tiếp vào/ra (I/O) với LED 7 2 6 thanh 3.
Giao tiếp vào/ra với LED Matrix 2 6 4. Giao tiếp vào/ra (I/O) với Keypad 1 7 5. Giao tiếp vào/ra (I/O) với LCD 1 9 Cộng 60 17 40 3 7 BÀI 1: TỔNG QUAN VỀ VI XỬ LÝ – VI ĐIỀU KHIỂN 1. Mục tiêu của bài: - Hiểu lịch sử phát triển của vi điều khiển; - Hiểu được cấu trúc chung của vi điều khiển; - Biết được các lĩnh vực ứng dụng và hướng phát triển trong tương lai của vi điều khiển.
Nội dung bài: 2.Giới thiệu chung về Vi xử lý – Vi điều khiển 2.1 Một số khái niệm 2.2 Lịch sử phát triển của các bộ Vi xử lý – Vi điều khiển 2.3 Ứng dụng của Vi xử lý – vi điều khiển 2. Cấu trúc chung của hệ vi xử lý – vi điều khiển 2. Khối xử lý trung tâm (CPU) 2. Cổng vào/ra song song 2.
Cổng vào/ra nối tiếp 2. Bộ đếm/Bộ định thời 2. Hệ thống bus 2. Định dạng dữ liệu và biểu diễn thông tin trong hệ Vi xử lý – Vi điều khiển 2.2 Mã ký tự - Alphanumeric CODE (ASCII, EBCDIC) 2.3 Các phép toán số học trên hệ đếm nhị phân 8 1.Giới thiệu chung về Vi xử lý – Vi điều khiển 1.1 Một số khái niệm Khái niệm “vi xử lý” (microprocessor) và “vi điều khiển” (microcontroller).
Về cơ bản hai khái niệm này không khác nhau nhiều, “vi xử lý” là thuật ngữ chung dùng để đề cập đến kỹ thuật ứng dụng các công nghệ vi điện tử, công nghệ tích hợp và khả năng xử lý theo chương trình vào các lĩnh vực khác nhau. Vào những giai đoạn đầu trong quá trình phát triển của công nghệ vi xử lý, các chip (hay các vi xử lý) được chế tạo chỉ tích hợp những phần cứng thiết yếu như CPU cùng các mạch giao tiếp giữa CPU và các phần cứng khác. Trong giai đoạn này, các phần cứng (kể cả bộ nhớ) thường không được tích hợp trên chip mà phải ghép nối thêm bên ngoài. Các phần cứng này được gọi là các ngoại vi (Peripherals).
Về sau, nhờ sự phát triển vượt bậc của công nghệ tích hợp, các ngoại vi cũng được tích hợp vào bên trong IC và người ta gọi các vi xử lý đã được tích hợp thêm các ngoại vi là các “vi điều khiển”. Vi xử lý có các khối chức năng cần thiết để lấy dữ liệu, xử lý dữ liệu và xuất dữ liệu ra ngoài sau khi đã xử lý. Và chức năng chính của Vi xử lý chính là xử lý dữ liệu, chẳng hạn như cộng, trừ, nhân, chia, so sánh. Vi xử lý không có khả năng giao tiếp trực tiếp với các thiết bị ngoại vi, nó chỉ có khả năng nhận và xử lý dữ liệu.
Để vi xử lý hoạt động cần có chương trình kèm theo, các chương trình này điều khiển các mạch logic và từ đó vi xử lý xử lý các dữ liệu cần thiết theo yêu cầu. Chương trình là tập hợp các lệnh để xử lý dữ liệu thực hiện từng lệnh được lưu trữ trong bộ nhớ, công việc thực hành lệnh bao gồm: nhận lệnh từ bộ nhớ, giải mã lệnh và thực hiện lệnh sau khi đã giải mã. Để thực hiện các công việc với các thiết bị cuối cùng, chẳng hạn điều khiển động cơ, hiển thị kí tự trên màn hình. đòi hỏi phải kết hợp vi xử lý với các mạch điện giao tiếp với bên ngoài được gọi là các thiết bị I/O (nhập/xuất) hay còn gọi là các thiết bị ngoại vi.
Bản thân các vi xử lý khi đứng một mình không có nhiều hiệu quả sử dụng, nhưng khi là một phần của một bộ vi điều khiển, thì hiệu quả ứng dụng của Vi xử lý là rất lớn. Vi xử lý kết hợp với các thiết bị khác được sử trong các hệ thống lớn, phức tạp đòi hỏi phải xử lý một lượng lớn các phép tính phức tạp, có tốc độ nhanh. Chẳng hạn như các hệ thống sản xuất tự động trong công nghiệp, các tổng đài điện thoại, hoặc ở các robot có khả năng hoạt động phức tạp v.