Tại sao phải có cổng I/O
• Các bộ điều khiển cần nhận các tín hiệu vào từ bên ngoài và xuất các tín hiệu ra bên ngoài
– Cổng I/O phục vụ yêu cầu đó
• 8051 có 4 cổng I/O • Có quá nhiều cổng sẽ làm tăng số chân và giá thành. Nếu quá í thì sẽ không đảm bảo á à ế á ít ì ô ả ả cho các ứng dụng điều khiển phức tạp
Cấu trúc bên trong của các cổng I/O
• 32 chân được chia thành 4 cổng 8 bit
– P0, P1, P2, P3
• Khi bật nguồn...
Tại sao phải có cổng I/O
• Các bộ điều khiển cần nhận các tín hiệu
vào từ bên ngoài và xuất các tín hiệu ra
bên ngoài
– Cổng I/O phục vụ yêu cầu đó
• 8051 có 4 cổng I/O
• Có quá nhiều cổng sẽ làm tăng số chân và
giá thành. Nếu quá í thì sẽ không đảm bảo
á à ế á ít ì ô ả ả
cho các ứng dụng điều khiển phức tạp
Cấu trúc bên trong của các cổng
I/O
• 32 chân được chia thành 4 cổng 8 bit
– P0, P1, P2, P3
• Khi bật nguồn tất cả các cổng được mặc
định là cổng ra.
• Để định cấu hình cho một cổng bất kỳ là
ể ấ ổ ấ
cổng vào thì ghi 1(0xFF) tới cổng đó
Cổng I/O của 8051
• Các cổng có thể được đọc và ghi giống như các
thanh ghi thông thường
mov A, #55H ; can use A
mov P0, A ; write A to P0
mov P1, A
mov P2, #0AAH ; can use immediate mode
xlr P1, #0FFH ; read-modify-write (ex-or)
mov P0, #0FFH ; configure P0 for input
mov A, P0 ; read from P0
• Các cổng có thể được thực thi theo từng bit (có
thể địa chỉ hoá theo từng bit) sử dụng lệnh cpl
hoạc setb
cpl P1.2 ; complement bit 2 of Port1
setb P1.3 ; set bit 3 for Port1 to 1
clr P0.0 ; clear bit 0 of Port0
Chân dồn kênh
• Các chân của cổng được dồn với các tín hiệu khác
g ợ ệ
– P0: cũng mang A0:A7 và D0:D7
– P1: chuyên dụng
– P2: mang A8:A15
– P3: mang tín hiệu I/O nối tiếp (TxD, RxD), dầu vào
các bộ định thời (T0, T1), Các ngắt bên ngoài (INT0,
INT1) và tín hiệu đọc, ghi (RD, WR)
• Đối với 8051 hoặc DS5000 mà không có bộ nhớ ngoài
thì P0, P1, P2 được dành sẵn
P0 P1 sẵn.
• Để tăng số lượng cổng, sử dụng chip giao tiếp cổng
song song giống như 8255
Các thông số phần cứng
• P0 là cực máng hở
ự g
– Phải có điện trở kéo 10KΩ bên ngoài
– Không cần thiết nếu P0 được sử dụng làm các đường
địa chỉ
• P1, P2, P3 có các điện trở kéo bên trong
• Hệ số đầu ra của cổng bị giới hạn (số các thiết bị
nó có thể điề khiể )
ó ó điều khiển).
– Sử dụng các bộ đệm để tăng khả năng điều khiển
(74LS244, 74LS245 …)
– Hệ số đầu ra của P0 phụ thuộc vào giá trị của điện trở
ố ầ
kéo, bị giới hạn bởi dòng lớn nhất mà nó có thể bị suy
giảm trên các đầu ra
Chuyển mạch trên các cổng IO
• Trường hợp 1
g ợp
– Có mức lôgic 0 khi
chuyển mạch đóng
– Dòng địên là 0,5ma
khi chuyển mạch đóng
• Trường hợp 2:
– Có mức lôgic 1 khi
chuyển mạch đóng
– Dòng lớn khi chuyển
mạch đóng
• Trường hợp 3:
– Có thể làm hỏng cổng
nếu ở đầ ra có mức 0
ế đầu ó ứ
Các công tắc DIP trên cổng IO
• Các công tắc DIP
thường có 8 công
tắc
• Sử dụng trường
hợp 1 ở trang trước
• Có thể sử dụng một
băng trở thay cho
các điện trở rời rạc
LED trên cổng IO
• Trường hợp 1
– LED bật khi đầu ra =0 0
– Hầu hết điện áp rơi trên các LED
từ 1,7 tới 2,5V và cần dòng
khoảng 10ma
– Dòng điện là (5-2)/470
(5 2)/470
• Trường hợp 2
– Dòng quá lớn
– Gây hỏng cổng hoặc LED
• Trường hợp 3
– Không dủ để điều khiển (1ma)
– LED quá tối
• Các LED 7 đoạn
– Anôt/Catôt chung
– Đưa vào CA
– Trường hợp 1 các LED có thể có
độ sáng khác nhau
8051 giao tiếp với 8255
• Thường được sử dụng làm chip điều khiển vào /
g ợ ụ g p
ra
– 40 chân
– Có 3 cổng 8 bit PA, PB và PC
PA
– Cổng PC có thể được sử dụng như 2 cổng 4 bit PCL
và PCU
– Các cổng có khả năng bắt tay
– 2 đường địa chỉ A0, A1 và 1 đường CS
• Không gian địa chỉ 4 byte
• 00b chọn cổng A
• 01b chọn cổng B
• 10b chọn cổng C
• 11b chọn thanh ghi điều khiển
Sơ đồ chức năng của 8255
• CS được sử dụng để giao
g g
tiếp với 8051
• Nếu CS được tạo từ các
đường đại chỉ A15:A12 như
sau: A15-A12 = 1000
• Địa chỉ cơ sở của 8255 là:
– 1000 xxxx xxxx xx00b
– 8000H
• Đại chỉ của thanh ghi là
– PA = 8000H
– PB = 8001H
– PC = 8002H
– CR = 8003H
Các chế độ làm việc của 8255
• Mode 0: Vào ra đơn giản
g
– Bất kỳ cổng A, B, CL và CU có thể đựơc lập trình thành cổng vào
hoặc cổng ra
• Mode 1: Vào ra với khả năng bắt tay
g y
– A, B có thể được sử dụng làm cổng I/O
– C cung cấp các tín hiệu bắt tay
• Mode 2: Vào ra 2 chiều với khả năng bắt tay
– A là cổng vào ra 2 chiều với các tín hiệu bắt tay trên cổng C
– B là cổng I/O đơn giản (mode 0) hoặc I/O với khả năng bắt tay
(mode 1)
• Chế độ lập xoá bit BSR (Bit Set Reset)
– Có thể lập trình cho từng bit trên cổng C
Cấu hình của 8255
• Định cấu hình bằng cách ghi từ điều khiển vào thanh ghi điều
khiển CR
• CR xác định
Tõ ®iÒu khiÓn
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
Nh A
ãm
Nhãm B
1=ChÕ ®é I/O
0 ChÕ
0=ChÕ ®é BSR Nöa thÊp cæn
1= Input
1 I t
Chän chÕ ®é 0= Output
00=ChÕ ®é 0
01 ChÕ ®é
= 1 Cæng B
1X=ChÕ ®é 2 1= Input
0= Output
Cæng A
1= Input Chän chÕ ®é
0= Output 0=ChÕ ®é 0
1= ChÕ ®é1
Nöa cao cæng C
1= Input
1 I
0= Output
Sử dụng 8051: Ví dụ đơn giản
• 8255 quản lý bộ nhớ của 8051 từ địa chỉ cơ sở 8000H
• Từ điều khiển để tất cả các cổng là cổng ra ở chế độ 0
• Đoạn mã
test: mov A, #80H ; control word
mov DPTR, #8003H ; address of CR
movx @DPTR, A
@ , ; write control word
mov A, #55h ; will try to write 55 and AA alternatively
repeat: mov DPTR, #8000H ; address of PA
movx @DPTR, A ; write 55H to PA
inc DPTR ; now DPTR points to PB
movx @DPTR, A ; write 55H to PB
inc DPTR ; now DPTR points to PC
movx @DPTR A
@DPTR, ; write 55H t PC
it to
cpl A ; toggle A (55 -> AA, AA ->55)
acall MY_DELAY ; small delay subroutine
sjmp repeat ; for (1)
Chuẩn bị thí nghiệm
• Bài 1: Lập trình cho 8051 hiển thị 1234
trên LED 7 đoạn.
• Bài 2: Dùng 8051 xây dựng bộ điều khiển
đèn giao thông có đồng hồ đếm lùi thời
gian sáng của đèn xanh đèn đỏ
xanh, đỏ.
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
