Download - Chuong 7 thiet ke giao tiep
Nội dung:
• Chương 1: Giới thiệu về Vi xử lý
• Chương 2: Giới thiệu về cấu trúc của Họ Vi điềukhiển 8051
• Chương 3: Khảo sát tập lệnh và lập trình Vi điềukhiển 8051
• Chương 4: Hoạt động của bộ định thời
• Chương 5: Hoạt động ngắt
• Chương 6: Hoạt động truyền thông nối tiếp
• Chương 7: Thiết kế giao tiếp và ứng dụng
Nội dung chương 7:
• Giao tiếp với LED đơn.
• Giao tiếp với LED 7 đoạn.
• Giao tiếp với ma trận LED (quang báo).
• Giao tiếp với LCD.
• Giao tiếp với động cơ điện 1 chiều và động cơ bước.
• Giao tiếp với bàn phím.
• Giao tiếp với ADC (Analog to Digital Converter) và các
cảm biến.
• Giao tiếp với máy tính.
7.1. Giao tiếp với LED đơn
Dòng điện qua 89x51 tối đa 10mA nên phải mắc nối
tiếp vào điện trở để giảm dòng hoặc dùng mạch khuếch
đại.
Tính R1=?đm
LED
I
VVccR
−=1
Vcc = 5V, VLED = 2V, Iđm = 10mA
⇒ R1 = 300Ω ⇒ Chọn R1 = 330Ω
7.1. Giao tiếp với LED đơn
Dùng mạch khuếch đại
Giao tiếp VĐK với 8 LED đơnVCC
R410330
R41330
R42330
R43330
R44330
R45330
R46330
R47330
R310k
C333p
C4
33p
C5
33p
X1CRYSTAL
R2100
XTAL218
XTAL119
ALE30
EA31
PSEN29
RST9
P0.0/AD039
P0.1/AD138
P0.2/AD237
P0.3/AD336
P0.4/AD435
P0.5/AD534
P0.6/AD633
P0.7/AD732
P1.01
P1.12
P1.23
P1.34
P1.45
P1.56
P1.67
P1.78
P3.0/RXD10
P3.1/TXD11
P3.2/INT012
P3.3/INT113
P3.4/T014
P3.7/RD17
P3.6/WR16
P3.5/T115
P2.7/A1528
P2.0/A821
P2.1/A922
P2.2/A1023
P2.3/A1124
P2.4/A1225
P2.5/A1326
P2.6/A1427
U2
AT89C51
7.2. Giao tiếp với LED 7 đoạn
LED 7 đoạn bao gồm 7 đoạn (thanh), mỗi đọa tương
ứng với 7 LED đơn.
LED 7 đoạn có 2 loại:
• Anode (dương) chung.
• Catode (âm) chung.
7.2.1. Loại Anode chung
Bảng mã hiển
thị các số.
7.2.2. Loại Catode chung
Bảng mã hiển
thị các số.
Bảng mã (số HEX) LED 7 đoạn loại Anode chung
Bảng mã quét thị loại
LED Anode chung.
Mã quét điều khiển các Transistor
Bảng mã quét hiển thị loại
LED Anode chung.
7.3. Giao tiếp với ma trận LED
7.3. Giao tiếp với ma trận LED
Ma trận LED bao gồm nhiều LED đơn cùng nằm
trong một vỏ, chia thành nhiều hàng và nhiều cột.
Ma trận LED 7x5
Ghép nối với ma trận LED
Điều khiển ma trận LED
Việc điều khiển sáng tại một điểm được thực hiện
bằng cách cấp nguồn vào Anode (dương) và Catode
(âm).
Ví dụ: Để sáng số 0, ta thực hiện quét liên tục các
hàng và cột như sau:
Lần 1: Hàng = 01000001; Cột = 00000001
Lần 2: Hàng = 00111110; Cột = 00000010
Lần 3: Hàng = 00111110; Cột = 00000100
Lần 4: Hàng = 00111110; Cột = 00001000
Lần 5: Hàng = 01000001; Cột = 00010000
R310k
C333p
C4
33p
C5
33p
X1C R YS TA L
R2100
X TA L218
X TA L119
A LE30
EA31
P SEN29
R S T9
P 0 .0 /AD039
P 0 .1 /AD138
P 0 .2 /AD237
P 0 .3 /AD336
P 0 .4 /AD435
P 0 .5 /AD534
P 0 .6 /AD633
P 0 .7 /AD732
P 1.01
P 1.12
P 1.23
P 1.34
P 1.45
P 1.56
P 1.67
P 1.78
P 3 .0 /RXD10
P 3.1 /TXD11
P 3.2 /IN T012
P 3.3 /IN T113
P 3 .4 /T014
P 3 .7 /RD17
P 3 .6/W R16
P 3 .5 /T115
P 2.7 /A1528
P 2 .0 /A821
P 2 .1 /A922
P 2.2 /A1023
P 2.3 /A1124
P 2.4 /A1225
P 2.5 /A1326
P 2.6 /A1427
U2
A T89C 51
Q 12N 2222A
R11k
Q 22N 2222A
R41k
Q 32N 2222A
R51k
Q 42N 2222A
R61k
Q 52N 2222A
R710k
1 2 3 4 5 6 7 8
16
15
14
13
12
11
10
9
R22
Ghép nối với ma trận LED
7.4. Giao tiếp với LCD (Liquid Crystal Display) Sơ đồ chân của LCD
Sơ đồ chân của LCD
LCD có 14 chân, được chia làm 3 nhóm:
• Nhóm 1 (cấp nguồn): Vcc, Vss, Vee
• Nhóm 2 (dữ liệu vào ra): D0...D7
• Nhóm 3 (điều khiển dữ liệu vào ra): RS, R/W, E
Chân Ký hiệu Chức năng
1 Vss Nguồn âm ( 0V )
2 Vcc Nguồn dương ( 5V )
3 Vee Điều chỉnh độ sáng của LCD
4 RSChọn thanh ghi: - RS = 0: thanh ghi lệnh
- RS = 1: Thanh ghi dữ liệu
5 R/W R/W = 1 đọc dữ liệu. R/W = 0 ghi dữ liệu.
6 E Cho phép thông tin hiển thị trên LCD
7 DB0
Các bit dữ liệu. Dùng để gửi thông tin lên LCD
hoặc đọc nội dung các thanh ghi trong LCD.
8 DB1
9 DB2
10 DB3
11 DB4
12 DB5
13 DB6
14 DB7
Mã lệnh (HEX) Lệnh đến thanh ghi của LCD
1 Xóa màn hình hiển thị
2 Trở về đầu dòng
4 Dịch con trỏ sang trái
6 Dịch con trỏ sang phải
5 Dịch hiển thị sang trái
7 Dịch hiển thị sang phải
8 Tắt con trỏ, tắt hiển thị
Bảng mã lệnh của LCDMã lệnh (HEX) Lệnh đến thanh ghi của LCD
A Bật con trỏ, tắt hiển thị
C Tắt con trỏ, bật hiển thị
E Nhấp nháy con trỏ, Bật hiển thị
F Tắt con trỏ, nhấp nháy con trỏ
10 Dịch con trỏ sang trái
14 Dịch con trỏ sang phải
18 Dịch toàn bộ hiển thị sang trái
1C Dịch toàn bộ hiển thị sang phải
80 Đưa con trỏ về đầu dòng thứ nhất
C0 Đưa con trỏ về đầu dòng thứ hai
38 Hai dòng hiển thị ma trận 5x7
R310k
C333p
C4
33p
C5
33p
X1C R YS TA L
R2100
X TA L218
X TA L119
A LE30
EA31
P SEN29
R S T9
P 0.0 /AD039
P 0.1 /AD138
P 0.2 /AD237
P 0.3 /AD336
P 0.4 /AD435
P 0.5 /AD534
P 0.6 /AD633
P 0.7 /AD732
P 1.01
P 1.12
P 1.23
P 1.34
P 1.45
P 1.56
P 1.67
P 1.78
P 3.0 /RXD10
P 3.1 /TXD11
P 3.2 /IN T012
P 3.3 /IN T113
P 3.4 /T014
P 3 .7 /RD17
P 3.6/W R16
P 3.5 /T115
P 2 .7 /A1528
P 2.0 /A821
P 2.1 /A922
P 2 .2 /A1023
P 2 .3 /A1124
P 2 .4 /A1225
P 2 .5 /A1326
P 2 .6 /A1427
U2
A T89C 51
D7
14
D6
13
D5
12
D4
11
D3
10
D2
9D
18
D0
7
E6
RW
5R
S4
VS
S1
VD
D2
VE
E3
LC D1LM 032L
R1
5k
Ghép nối với LCD 7.5. Giao tiếp với động cơ điện DC
+5V
R310k
C310p
C4
33p
C5
33p
X1CRYSTAL
R2100
XTAL218
XTAL119
ALE30
EA31
PSEN29
RST9
P0.0/AD039
P0.1/AD138
P0.2/AD237
P0.3/AD336
P0.4/AD435
P0.5/AD534
P0.6/AD633
P0.7/AD732
P1.01
P1.12
P1.23
P1.34
P1.45
P1.56
P1.67
P1.78
P3.0/RXD10
P3.1/TXD11
P3.2/INT012
P3.3/INT113
P3.4/T014
P3.7/RD17
P3.6/WR16
P3.5/T115
P2.7/A1528
P2.0/A821
P2.1/A922
P2.2/A1023
P2.3/A1124
P2.4/A1225
P2.5/A1326
P2.6/A1427
U2
AT89C51
-460
+12V
RL2OMI-SH-205
R11k
Q22N4403
+5V
Động cơ bước (Stepper Motor)
7.6. Giao tiếp với động cơ bước (Stepper Motor)
Động cơ bước đơn cực 4 pha 4 đầu dây
7.6.1. Các loại động cơ bước (Stepper Motor)
Động cơ bước lưỡng cực 2 pha 6 đầu dây
7.6.1. Các loại động cơ bước (Stepper Motor)
Động cơ bước đơn cực 4 pha 8 đầu dây
7.6.1. Các loại động cơ bước (Stepper Motor)
7.6.2. Điều khiển động cơ bước (Full step) 7.6.2. Điều khiển động cơ bước (Full step)
Chuỗi xung 4 bước điều khiển động cơ
Mỗi bước có một cuộn dây lần lượt được kích hoạt
7.6.2. Điều khiển động cơ bước (Full step) 7.6.2. Điều khiển động cơ bước (Full step)
Chuỗi xung 4 bước điều khiển động cơ
Ở một bước có 2 cuộn dây lần lượt được kích hoạt
7.6.2. Điều khiển động cơ bước (Half step) 7.6.2. Điều khiển động cơ bước (Half step)
7.6.2. Điều khiển động cơ bước (Half step)
Chuỗi xung 8 bước điều khiển động cơ
7.6.3. Ghép nối với động cơ bước
R310k
C333p
C4
33p
C5
33p
X1CRYSTAL
R2100
XTAL218
XTAL119
ALE30
EA31
PSEN29
RST9
P0.0/AD039
P0.1/AD138
P0.2/AD237
P0.3/AD336
P0.4/AD435
P0.5/AD534
P0.6/AD633
P0.7/AD732
P1.01
P1.12
P1.23
P1.34
P1.45
P1.56
P1.67
P1.78
P3.0/RXD10
P3.1/TXD11
P3.2/INT012
P3.3/INT113
P3.4/T014
P3.7/RD17
P3.6/WR16
P3.5/T115
P2.7/A1528
P2.0/A821
P2.1/A922
P2.2/A1023
P2.3/A1124
P2.4/A1225
P2.5/A1326
P2.6/A1427
U2
AT89C51
1B1
2B2
3B3
4B4
5B5
6B6
7B7
8B8
1C18
2C17
3C16
4C15
5C14
6C13
7C12
8C11
COM10
U1
ULN2803
+5V
1 ? ? 1
7.7. Ghép nối với ADC (Analog to Digital Converter)
• Cảm biến (Sensor) chuyển các đại lượng vật lý dạng
tương tự: nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, … thành tín
hiệu điện (dòng điện hoặc điện áp tương tự).
• ADC (Analog to Digital Converter – Bộ chuyển đổi
tương tự - số) chuyển các tín hiệu điện (tương tự)
thành tín hiệu số để đưa vào Vi điều khiển xử lý.
7.7.1. Bộ chuyển đổi ADC
7.7.1. Bộ chuyển đổi ADC
7.7.1. Bộ chuyển đổi ADC 7.7.2. Bộ chuyển đổi ADC 0804
7.7.3. Ghép nối với ADC 0804
+5V
R310k
C310p
C4
33p
C5
33p
X1CRYSTAL
R2100
XTAL218
XTAL119
ALE30
EA31
PSEN29
RST9
P0.0/AD039
P0.1/AD138
P0.2/AD237
P0.3/AD336
P0.4/AD435
P0.5/AD534
P0.6/AD633
P0.7/AD732
P1.01
P1.12
P1.23
P1.34
P1.45
P1.56
P1.67
P1.78
P3.0/RXD10
P3.1/TXD11
P3.2/INT012
P3.3/INT113
P3.4/T014
P3.7/RD17
P3.6/WR16
P3.5/T115
P2.7/A1528
P2.0/A821
P2.1/A922
P2.2/A1023
P2.3/A1124
P2.4/A1225
P2.5/A1326
P2.6/A1427
U2
AT89C51
VIN+6
VIN-7
VREF/29
CLK IN4
A GND8
RD2
WR3
INTR5
CS1
D GND10
DB7(MSB)11
DB612
DB513
DB414
DB315
DB216
DB117
DB0(LSB)18
CLK R19
VCC20
U1
ADC0804
50%
RV11k
R110k
C1100p
+5V
00000001
0 1 10
7.7.4. Bộ chuyển đổi ADC 0809
7.8. Giao tiếp với máy tính 7.8.1. Cổng giao tiếp RS 232
* 0 # D
7 8 9
4
C
5 6 B
1 2 3 A
+5V
PA0
PA1
PA2
PA3
PA4
PA5
PA6
PA7
Col 0 1 2 3 Row
0
1
2
3
10K
FE
7.9. Giao tiếp với bàn phím
* 0 # D
7 8 9
4
C
5 6 B
1 2 3 A
+5V
PA0
PA1
PA2
PA3
PA4
PA5
PA6
PA7
Col 0 1 2 3 Row
0
1
2
3
10K
FE
7.9. Giao tiếp với bàn phím
Key 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D *E #F
Code D7 EE DE BE ED DD BD EB DB BB 7E 7D 7B 77 E7 B7