Bài giảng Thiết kế hệ thống vi xử lý - Tuần 8: Thiết bị ngoại vi

Nội dung text: Bài giảng Thiết kế hệ thống vi xử lý - Tuần 8: Thiết bị ngoại vi

1. Thiết bị ngoại vi • Giao tiÕp víi ®Ìn LED • Giao tiÕp víi phÝm • Gi¸o tiÕp víi LCD • Giao tiÕp víi ®éng c¬ b−íc • Giao tiÕp víi ®éng c¬ 1 chiÒu 1 Electrical Engineering Nguồn cung cấp •Mạch cung cấp 5V 1 chiều từ nguồn 9V – 15VDC •Chất lượng ổn định •Dễ chế tạo bằng linh kiện có sẵn 2 Electrical Engineering 1
2. Các linh kiện lắp ráp thử 3 Electrical Engineering Đèn LED •LàDiốt phát sáng •Cần phải cung cấp điện trở hạn chế để giới hạn dòng điện trong mạch • Có nhiều màu khác nhau 4 Electrical Engineering 2
3. Sơ đồ điều khiển (led.asm) Điều khiển đèn LED Điều khiển Relay 5 Electrical Engineering LED 7 thanh •Anốt chung •Catốt chung • Dùng hiển thị số 0-F 6 Electrical Engineering 3
4. Hiển thị LED 7 thanh dùng VXL 7 Electrical Engineering Hiển thị nhiều dữ liệu • Cho phép hiển thị nhiều số khác nhau •Sử dụng IC chuyên dụng để hiển thị, đơn giản hóa việc giải mã •Phối hợp 2 phương pháp: hiện thị trực tiếp và hiển thị dồn kênh 8 Electrical Engineering 4
5. Hiển thị dồn kênh 9 Electrical Engineering Thuật toán •Hiển thị từng số •Chuyển sang kênh tiếp theo •Tần số quét lớn hơn 100Hz 10 Electrical Engineering 5
6. Ví dụ •Hiển thị 4 số, vòng lặp bắt đầu từ 00010001 •Dữ liệu cần hiển thị lưu trong bộ đệm trong RAM • P1 dùng đề điểu khiển hiển thị 11 Electrical Engineering Nhận phím bấm •Phím bấm •Nút ấn • Công tắc •Loại thường kín (NC) và thường hở (NO) 12 Electrical Engineering 6
7. Chương trình nhận phím SETB P3.0 ; LOOP: JB P3.0, NOT_PRESSED ; If the button is not pressed, ACALL DISPLAY_0 ; Display '0' AJMP LOOP ; Jump back up to LOOP: NOT_PRESSED: ACALL DISPLAY_1 ; Display '1' AJMP LOOP ; go to LOOP 13 Electrical Engineering Chống rung Chống rung bằng phần cứng Chống rung bằng phần mềm 14 Electrical Engineering 7
8. Ma trận phím 15 Electrical Engineering Thuật toán • Đặt hàng là cổng ra và cột là cổng vào •Chuyển lần lượt từng hàng 1 về 0 • Đọc giá trị cổng vào •Nếu cổng vào nào về 0 thì xác định phím bấm trên cở sở hàng và cột tương ứng •Chương trình tiếp tục quét lặp lại 16 Electrical Engineering 8
9. Động cơ bước (step motor) •Phát triển theo nguyên lý động cơ 1 chiều • Dùng điều khiển đặc biệt chính xác – Dùng trong máy in, máy photocopier • Điểu khiển cả tốc độ và vị trí • Được dùng phổ biến trong mạch điểu khiển vị trí • Công suất nhỏ (moment kéo nhỏ) 17 Electrical Engineering Cấu hình điều khiển 18 Electrical Engineering 9
10. Các loại động cơ bước • Động cơ một cực (unipolar) • Động cơ lưỡng cực (bipolar) • Động cơ lai (động cơ bước có từ cảm thay đổi, variable reluctance) 19 Electrical Engineering Động cơ một cực (unipolar) • Hay còn gọi là động cơ 6 dây (có một cực chung) •Gồm 2 cuộn dây 20 Electrical Engineering 10
11. Động cơ 2 cực • Hay còn gọi là động cơ 4 dây (không cực chung) •Gồm 2 cuộn dây độc lập 21 Electrical Engineering Động cơ lai • Hay còn gọi là động cơ 5 dây •Gồm 4 cuộn dây độc lập có một điểm chung •Cóthể có nhiều cuộn dây mở rộng 22 Electrical Engineering 11
12. Phương pháp điều khiển • Điều khiển động cơ bước 1 cực – Điều khiển từng pha (full step) – Điều khiển 2 pha – Điều khiển nửa bước (half step) 23 Electrical Engineering Điều khiển 1 pha •Bảng luật điều khiển 24 Electrical Engineering 12
13. Giản đồ xung 25 Electrical Engineering Điều khiển 2 pha •Bảng luật điều khiển 26 Electrical Engineering 13
14. Giản đồ thời gian 27 Electrical Engineering Điều khiển nửa bước •Kết hợp 2 phương pháp 1 pha và 2 pha 28 Electrical Engineering 14
15. Giản đồ thời gian 29 Electrical Engineering Sơ đồ mạch điều khiển 30 Electrical Engineering 15
16. Mạch điều khiển +V +V +V Q2 Q5 Q3 Q8 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q6 Q4 Q7 Bipolar Unpolar 31 Electrical Engineering Thực tế • Các loại step motor – 12 V –0.4A – 3.5V – 1A – 3.3V – 1.4A – 9V – 0.9A 32 Electrical Engineering 16
17. Sơ đồ mạch hạn chế dòng 33 Electrical Engineering Mạch hiển thị LCD 34 Electrical Engineering 17
18. Đặc điểm • Màn hình hiển thị tinh thể lỏng •Tương thích với mạch HD44780(Hitachi) - KS0066U controller •Cóthể dễ dàng điều khiển các ký tự trên màn hình sử dụng các từ điều khiển •Hiển thị mọi ký tự trong bảng ASCII •Cóloại 2 x 16 , 4 x 16, 4 x 20 35 Electrical Engineering Sơ đồ mạch điện 36 Electrical Engineering 18
19. Thøtùch©n Ký hiÖu Møc logic I/O Chøc n¨ng 1 VSS - - Power supply (GND) 2 VCC - - Power supply (+5V) 3 Vee - - Contrast Adjust 4 RS 0/1 I 0 = Instruction input 1 = Data input 5 R/W 0/1 I 0 = Write to LCD module 1 = Read from LCD 6 E I Enable signal 7 DB0 0/1 I/O Data bus line 0 (LSB) 8 DB1 0/1 I/O Data bus line 1 9 DB2 0/1 I/O Data bus line 2 10 DB3 0/1 I/O Data bus line 3 11 DB4 0/1 I/O Data bus line 4 12 DB5 0/1 I/O Data bus line 5 13 DB6 0/1 I/O Data bus line 6 14 DB7 0/1 I/O Data bus line 7 15 16 37 Electrical Engineering Nguyên tắc điều khiển LCD • Đường EN • Đường RS • Đường R/W 38 Electrical Engineering 19
20. Đường EN •Khởi động thì đặt mức 1 •Sau khi kết thúc việc gửi dữ liệu thì trở về mức 0 39 Electrical Engineering Đường RS •Khi RS mức 0, đây là lệnh đặc biệt, ví dụ như xóa màn hình, trả con trỏ về đầu dòng •Khi RS mức 1, dữ liệu cần hiển thị sẽ gửi vào bus dữ liệu 40 Electrical Engineering 20
21. Đường R/W •Lệnh điều khiển đọc ghi •Khi R mức cao thì đọc từ LCD •Khi R mức thấp thì ghi vào LCD 41 Electrical Engineering Lập trình LCD •Khởi tạo LCD –Khởi tạo con trỏ – Mode màn hình –Phương pháp truyền dữ liệu •Kiểm tra trạng thái LCD sau khi ra lệnh bằng việc kiểm tra trạng thái của bit D7 • D7 = 0 thì LCD trở về trạng thái chờ lệnh tiếp theo 42 Electrical Engineering 21
22. Ví dụ về khởi tạo PA = (PA|0x04)&0xFF; //set EN and clear RS PB = 0x38; // initial mode:8-bit data,diplay two lines PA = PA&0xFB; // clear EN Wait_LCD(); PA = (PA|0x04)&0xFF; //set EN and clear RS PB = 0x0E; // turn the LCD on and turn the cursor on PA = PA&0xFB; // clear EN 43 Electrical Engineering Các lệnh LCD ứng với Hitachi • RS RW DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 • Lệnh điều khiển tương ứng • Lệnh xóa màn hình- 0 0.0 0 0 0.0 0 0 1 • Lệnh đưa con trỏ về vị trí đầu dòng 0 0.0 0 0 0.0 0 1 x • Và hàng chục các lệnh khác nhau 44 Electrical Engineering 22
23. Tài liệu tham khảo • http:/www.8052.com • 45 Electrical Engineering 23