I. Tổng quan về vi điều khiển
Vi điều khiển là một mạch tích hợp quan trọng trong các hệ thống điện tử, giúp điều khiển và quản lý hoạt động của thiết bị. AT89S52 là một dòng vi điều khiển 8-bit phổ biến, được sử dụng rộng rãi trong giáo dục và nghiên cứu. Nó tích hợp CPU, RAM, ROM, và các cổng I/O, hỗ trợ nhiều giao thức giao tiếp như UART, I2C, và SPI. Công nghệ vi điều khiển này giúp giảm chi phí, tiết kiệm năng lượng và tăng hiệu quả hoạt động của thiết bị.
1.1. Các dòng vi điều khiển
Các dòng vi điều khiển như 8051, PIC, và ARM được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau. AT89S52 thuộc họ 8051, được ưa chuộng trong giáo dục do cấu trúc đơn giản và dễ tiếp cận. Nó hỗ trợ lập trình bằng ngôn ngữ C và Assembler, giúp sinh viên dễ dàng thực hành và nghiên cứu. Hệ thống vi điều khiển này cũng được ứng dụng trong các bài toán điều khiển thực tế như hệ thống đèn giao thông, đồng hồ thời gian thực.
II. Đề xuất mô hình bộ thực hành
Bộ thực hành vi điều khiển AT89S52 được thiết kế để phục vụ giảng dạy ngành điện tại Đại học Hải Phòng. Mô hình này bao gồm các khối chính như IC thời gian thực DS12887, màn hình LCD 16x2, và các khối ghép nối ngoại vi. Nghiên cứu chế tạo bộ thực hành này nhằm cung cấp công cụ học tập thực tiễn, giúp sinh viên nắm vững kiến thức lý thuyết và kỹ năng thực hành.
2.1. Các linh kiện chính
Bộ thực hành sử dụng các linh kiện chính như AT89S52, DS12887, và LCD 16x2. IC thời gian thực DS12887 giúp hiển thị thời gian chính xác, trong khi màn hình LCD hỗ trợ hiển thị thông tin trực quan. Các khối ghép nối ngoại vi như led đơn, led 7 thanh, và phím nhấn giúp sinh viên thực hành các bài toán điều khiển cơ bản đến nâng cao.
III. Chế tạo bộ thực hành
Quá trình chế tạo bộ thực hành bao gồm thiết kế mạch in, lắp ráp linh kiện, và hiệu chỉnh hệ thống. Khối vi điều khiển AT89S52 là trung tâm của hệ thống, kết nối với các khối ngoại vi như IC đệm 74HC245, led 7 thanh, và modul hệ thống đèn giao thông. Thực hành điện trên bộ thực hành này giúp sinh viên hiểu rõ nguyên lý hoạt động và ứng dụng thực tế của vi điều khiển.
3.1. Thiết kế mạch in
Mạch in được thiết kế để kết nối các linh kiện như AT89S52, DS12887, và LCD 16x2. Quá trình lắp ráp và hàn board mạch điện tử đảm bảo độ chính xác và độ bền của hệ thống. Kỹ thuật điện được áp dụng để hiệu chỉnh và kiểm tra hoạt động của bộ thực hành, đảm bảo tính ổn định và hiệu quả trong quá trình sử dụng.
IV. Bài tập ứng dụng
Bộ thực hành cung cấp các bài tập từ cơ bản đến nâng cao, giúp sinh viên thực hành giao tiếp vi điều khiển với các thiết bị ngoại vi. Các bài tập bao gồm điều khiển led đơn, led 7 thanh, phím nhấn, và màn hình LCD 16x2. Giáo dục kỹ thuật thông qua bộ thực hành này giúp sinh viên phát triển kỹ năng lập trình và thiết kế hệ thống điều khiển.
4.1. Giao tiếp với led đơn
Bài tập đầu tiên hướng dẫn sinh viên giao tiếp vi điều khiển với led đơn. Sinh viên học cách lập trình để điều khiển led sáng tắt theo các chu kỳ khác nhau. Thực hành điện này giúp sinh viên hiểu rõ nguyên lý hoạt động của vi điều khiển và cách kết nối với các thiết bị ngoại vi.
