1 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. 2 LỜI GIỚI THIỆU Để thực hiện biên soạn giáo trình đào tạo nghề Cơ Điện tử ở trình độ Cao đẳng và Trung cấp, giáo trình Mô đun Lập trình vi điều khiển là một trong những giáo trình mô đun đào tạo chuyên ngành được biên soạn theo nội dung chương trình chi tiết mô đun lập trình vi điều khiển. Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức và kỹ năng chặt chẽ với nhau, logíc.
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: Cấu trúc của hệ vi xử lý và máy vi tính Bài 2: Cấu trúc họ vi điều khiển 8051 Bài 3: Tập lệnh 8051 Bài 4: Bộ định thời Bài 5: Cổng nối tiếp Bài 6: Ngắt 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 kiến 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, tùy theo điều kiện cơ sở vật chất và trang thiết bị tại trường có thề sử dụng cho phù hợp.
Rất mong nhận được đóng góp ý kiến của quý thầy, cô giáo, bạn đọc để nhóm biên soạn sẽ hiệu chỉnh hoàn thiện hơn. Các ý kiến đóng góp xin gửi về Khoa Điện tử điện lạnh – Trường Cao đẳng nghề kỹ thuật công nghệ - Tổ 27 thị trấn Đông Anh - Hà Nội. Hà Nội, ngày tháng năm 2019 BAN CHỦ NHIỆM BIÊN SOẠN GIÁO TRÌNH NGHỀ: CƠ ĐIỆN TỬ TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ 3 MỤC LỤC TRANG LỜI GIỚI THIỆU. 2 BÀI 1: CẤU TRÚC CỦA HỆ VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH.
Lịch sử phát triển các trung tâm vi xử lý. Cấu trúc cơ bản của hệ vi xử lý. Từ hệ Vi xử lý đến máy vi tính PC. Máy tính xử lý dữ liệu.
Máy tính là bộ xử lý số. Máy tính đo lường và điều khiển. Căn cứ vào tính năng kỹ thuật và các chỉ tiêu về kích thước. 15 BÀI 2: CẤU TRÚC HỌ VI ĐIỀU KHIỂN 8051.
Cấu trúc Port I/O. Chức năng các Port I/O. Kết nối các Port với led. Tổ chức bộ nhớ .Tổng quan tổ chức bộ nhớ.
Vùng RAM đa năng. Vùng RAM định địa chỉ bit. Các thanh ghi chức năng đặc biệt. Từ trạng thái chương trình PSW (program status word).
Con trỏ Stack. Con trỏ dữ liệu DPTR. Các thanh ghi Port nối tiếp. Các thanh ghi định thời.
Các thanh ghi port nối tiếp (Serial Data Buffer). Các thanh ghi ngắt .Thanh ghi điều khiển nguồn PCON. Bộ nhớ ngoài. Truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài.
Truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài .Giải mã địa chỉ. Các cải tiến của 8032/8052. Hoạt động Reset. Thực hành ứng dụng.
36 BÀI 3: TẬP LỆNH 8051. Khai báo dữ liệu. Các cách định địa chỉ. Định địa chỉ bằng thanh ghi.
Định địa chỉ trực tiếp. Định địa chỉ gián tiếp (Indirect Addressing). Định địa chỉ tức thời (Immediate Addressing). Định địa chỉ tương đối.
Định địa chỉ tuyệt đối. Định địa chỉ dài (Long Addressing). Định địa chỉ chỉ số (Index Addressing). Nhóm lệnh số học.
Nhóm lệnh logic. Nhóm lệnh truyền dữ liệu. Nhóm lệnh boolean.Nhóm lệnh rẽ nhánh chương trình. 84 5 BÀI 4: BỘ ĐỊNH THỜI.
Thanh ghi SFR của timer. Các chế độ làm việc. Chế độ định thời 13 bit (chế độ 0). Chế độ định thời 16 bit (chế độ 1).
Chế độ tự nạp lại 8 bit (chế độ 2). Chế độ định thời tách biệt timer (chế độ 3). Nguồn cung cấp xung cho Timer. Chức năng định thời.Đếm sự kiện.
Khởi động, dừng, điều khiển Timer. Khởi tạo và truy xuất thanh ghi Timer. Đọc bộ định thời đang hoạt động. Thời gian ngắn và thời gian dài.
Các thanh ghi điều khiển Timer 2. Chế độ tự động nạp lại. Chế độ tạo xung clock.5 Chế độ tạo tốc độ baud. 104 BÀI 5: CỔNG NỐI TIẾP.
Thanh ghi điều khiển. Thanh ghi SCON (Serial port controller). Thanh ghi BDRCON (Baud Rate Control Register). Chế độ làm việc.
Thanh ghi dịch 8 bit (chế độ 0). Chế độ UART 8 bit có tốc độ baud thay đổi ( chế độ 1). Chế độ 2: UART 9 bit với tốc độ Baud cố định. Chế độ 3: UART 9 bit với tốc độ Baud thay đổi.
Khởi tạo và truy suất thanh ghi PORT nối tiếp. Bit điều khiển cho phép nhận dữ liệu (Receive Enable). Bit dữ liệu thứ 9. Thêm vào bit chẵn lẻ Parity.
Truyền thông đa xử lý. Sử dụng bộ định thời 1 là xung clock tốc độ baud. Tạo tốc độ baud bằng Timer 1. Tạo tốc độ baud bằng Timer 2.
Bộ tạo tốc độ baud nội (INT_BRG–Internal Baud Rate Renerator)125 7. Tổ chức ngắt của 8051 .1 Cho phép và không cho phép ngắt:. Thiết kế chương trình dùng ngắt .1 Các trình phục vụ ngắt kích thước nhỏ.2 Các trình phục vụ ngắt kích thước lớn. 142 TÀI LIỆU THAM KHẢO.
145 7 GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: Lập trình vi điều khiển Mã môn học/mô đun: MĐ CĐT32 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học/mô đun: - Vị trí: Trước khi học mô đun này cần hoàn thành các môn học cơ sở và một số môn học chuyên môn, môn học này nên học cuối khóa học. - Tính chất: Là mô đun tích hợp lý thuyết với thực hành. - Ý nghĩa và vai trò của môn học/mô đun: +Ý nghĩa: mô đun giúp ngườu học có kiến thức về điều khiển hệ thống va thiết bị bằng Vi đều khiển. +Vai trò: Là mô đun chuyên ngành giúp người học điều Vi khiển hệ thống thông qua các Vi xử lý.
- Mục tiêu của môn học/mô đun: - Về kiến thức: + Trình bày được các khái niệm, kiến thức cơ bản về cấu trúc hệ vi xử lý, vi điều khiển. + Mô tả được cấu trúc họ vi điều khiển chuẩn công nghiệp. - Về kỹ năng: + Lập trình được các bài tập ứng dụng đúng yêu cầu kỹ thuật. - Về thái độ: + Chủ động, sáng tạo và đảm bảo an toàn trong quá trình học tập.
8 Nội dung của mô đun: Thời gian (giờ) Thực hành, Số Tên các bài trong mô đun Tổng Lý thí nghiệm, Kiểm TT số thuyết thảo luận, tra bài tập 1 Bài 1: Cấu trúc của hệ vi xử lý 2 2 và máy vi tính 1. Lịch sử phát triển các trung tâm vi xử lý: 2. Cấu trúc cơ bản của hệ vi xử lý 3. Từ hệ Vi xử lý đến máy vi tính PC 2 Bài 2: Cấu trúc họ vi điều khiển 9 6 3 8051 1.
Cấu trúc Port I/O 4. Tổ chức bộ nhớ 5. Các thanh ghi chức năng đặc biệt 6. Bộ nhớ ngoài 7.
Các cải tiến của 8032/8052 8. Hoạt động Reset 9. Thực hành ứng dụng 3 Bài 3: Tập lệnh 8051 10 3 6 1 1. Các cách định địa chỉ 3.
Luyện tập 9 4 Bài 4: Bộ định thời 12 3 8 1 1. Thanh ghi SFR của timer 3. Các chế độ làm việc 4. Nguồn cung cấp xung cho Timer 5.
Khởi động, dừng, điều khiển Timer 6. Khởi tạo và truy xuất thanh ghi Timer 7. Timer 2 của 8052 5 Bài 5: Cổng nối tiếp 12 4 7 1 1. Thanh ghi điều khiển 3.
Chế độ làm việc 4. Khởi tạo và truy suất thanh ghi PORT nối tiếp 5. Truyền thông đa xử lý 6. Luyện tập 6 Bài 6: Ngắt 12 3 9 1.
Tổ chức ngắt của 8051 3. Thiết kế chương trình dùng ngắt 5. Luyện tập Thi kết thúc mô đun 3 3 Cộng 60 21 33 6 10 BÀI 1: CẤU TRÚC CỦA HỆ VI XỬ LÝ VÀ MÁY TÍNH Mã bài: MĐ CĐT32-01 Giới thiệu: Trong những thập niên cuối thế kỷ XX, từ sự ra đời của công nghệ bán dẫn, kỹ thuật điện tử đã có sự phát triển vượt bậc. Các thiết bị điện tử sau đó đã được tích hợp với mật độ cao và rất cao trong các diện tích nhỏ,nhờ vậy các thiết bị nhỏ hơn và nhiều chức năng hơn.
Các thiết bị điện tử ngày càng nhiều chức năng trong khi giá thành ngày càng rẻ hơn, chính vì vậy điện tử có mặt khắp nơi. Bước đột phát mới trong kỹ thuật điện tử là tạo ra một thiết bị điện tử mới là Vi xử lý. Trong bài học này giới thiệu về lịch sử phát triển các trung tâm vi xử lý, cấu trúc cơ bản của hệ vi xử lý và từ hệ Vi xử lý đến máy vi tính PC. Mục tiêu: - Trình bày được lịch sử phát triển các trung tâm vi xử lý - Phân tích được Cấu trúc cơ bản của hệ vi xử lý - Chủ động, sáng tạo và đảm bảo an toàn trong quá trình học tập.
Nội dung chính: 1. Lịch sử phát triển các trung tâm vi xử lý Vi xử lý được chế tạo từ các tranzito tích hợp trên một vi mạch tích hợp đơn. Xuất hiện lần đầu tiên vào những năm đầu của thập kỷ 70 của thế kỷ 20. Sử dụng mã BCD trên nền 4 bit.
Các vi xử lý 4 bit và 8 bit được sử dụng trong các thiết bị đầu cuối, máy in, các hệ thống tự động. Đến giữa những năm 1970 thì lần đầu tiên các vi xử lý 8 bit với 16 bit địa chỉ được sử dụng như máy tính đa mục đích. Các hãng sản xuất vi xử lý đầu tiên ở thời điểm này là Intel, Texas Instruments và Garrett AiResearch với ba dòng chip tương ứng: Intel 4004, TMS 1000 và Central Air Data Computer. Đây là những vi xử lý 4 bit.
Sau sự ra đời của các vi xử lý 4 bit thì các hãng cho ra đời các dòng 8 bit, 12 bit, 16 bit, 32 bit, 64 bit. Intel 8008 là vi xử lý 8 bit đầu tiên trên thế giới được sản xuất năm 1972. Tiếp sau thành công của 8008 là các phiên bản như 8080 (1974), Zilog Z80 (1976).