›
›

Hướng dẫn thí nghiệm Vi xử lý & PLC - Nguyễn Ngọc Tùng

pdf 60 trang ngocly 3520
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Hướng dẫn thí nghiệm Vi xử lý & PLC - Nguyễn Ngọc Tùng", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfhuong_dan_thi_nghiem_vi_xu_ly_plc_nguyen_ngoc_tung.pdf

Nội dung text: Hướng dẫn thí nghiệm Vi xử lý & PLC - Nguyễn Ngọc Tùng

  1. TRƢỜNG CAO ĐẲNG KINH TẾ - CƠNG NGHỆ TP. HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ HƢỚNG DẪN THÍ NGHIỆM VI XỬ LÝ & PLC Biên soạn: Nguyễn Ngọc Tùng LƢU HÀNH NỘI BỘ
  2. MỤC LỤC Bài mở đầu – NỘI QUY – MỘT SỐ KIẾN THỨC CƠ BẢN 1 Bài 1 – MƠ PHỎNG HỌ VI XỬ LÝ 89C51 TRÊN MÁY TÍNH 13 Bài 2 – GIAO TIẾP NGOẠI VI VỚI LED 7 ĐOẠN 22 Bài 3 – GIAO TIẾP NGOẠI VI VỚI MA TRẬN PHÍM 29 Bài 4 – GIAO TIẾP NGOẠI VI VỚI MA TRẬN LED 33 Bài 5 – ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH TUẦN TỰ 42 Bài 6 – PHÂN LOẠI VÀ ĐẾM SẢN PHẨM 46 Bài 7 – ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THƠNG 51 Bài 8 – ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY 55
  3. Hướng dẫn thí nghiệm VXL & PLC Bài mở đầu Bài mở đầu NỘI QUY & MỘT SỐ KIẾN THỨC CƠ BẢN I. Nội quy phịng thí nghiệm 1. Giờ giấc - Sinh viên cĩ mặt trước giờ thí nghiệm 5 phút, tập trung trước cửa PTN Điện tử. Giờ bắt đầu vào lớp: Buổi sáng: 7h30‟ Buổi chiều: 13h30‟ - Đúng giờ thí nghiệm, được sự cho phép của giáo viên hướng dẫn, các sinh viên trật tự bước vào phịng thí nghiệm. Cứ sau mỗi 5 phút đi trễ, các sinh viên sẽ bị trừ 1 điểm tương ứng vào điểm bài thí nghiệm của ngày hơm đĩ. Sau 30 phút, các sinh viên đi trễ sẽ khơng được vào phịng thí nghiệm và xem như vắng mặt ngày hơm đĩ. - Trước giờ ra về 30 phút, các nhĩm sinh viên hồn tất (hoặc chưa hồn tất bài thí nghiệm) phải dừng thí nghiệm và nộp báo cáo thí nghiệm cho giáo viên hướng dẫn. Riêng những nhĩm sinh viên hồn tất bài thí nghiệm sớm, sau khi nộp báo cáo, nếu cĩ nguyện vọng cĩ thể xin phép giáo viên hướng dẫn cho về sớm. Giờ ra về: Buổi sáng: 11h00‟ Buổi chiều: 17h00‟ 2. Tổ chức lớp học và cách đánh giá sinh viên - Lớp học được chia thành tối đa 8 nhĩm sinh viên, tùy sĩ số lớp mà số lượng SV mỗi nhĩm sẽ dao động từ 3 đến 5 sinh viên. - Các bài thí nghiệm được chia làm 2 phần chính: phần thí nghiệm VXL gồm 4 bài được thực hiện song song bởi 4 nhĩm trong mỗi buổi học; phần thí nghiệm PLC gồm 4 bài được thực hiện tuần tự bởi 4 nhĩm cịn lại trong mỗi buổi học. Các nhĩm hồn tất phần thí nghiệm PLC sẽ chuyển sang thực hiện phần thí nghiệm VXL và ngược lại. - Các sinh viên vắng mặt (khơng phép) coi như bị điểm 0 bài thí nghiệm ngày hơm đĩ. Các sinh viên chỉ được tối đa 1 buổi thí nghiệm vắng mặt cĩ phép và sẽ học bù trong buổi thí nghiệm dự trữ. - Bài báo cáo thí nghiệm phải được hồn thành ngay trong buổi thí nghiệm ngày hơm đĩ. Điểm bài TN sẽ được đánh giá trên bài báo cáo này và qua quá trình thí nghiệm của nhĩm. Trang 1
  4. Hướng dẫn thí nghiệm VXL & PLC Bài mở đầu - Điểm trung bình cuối cùng sẽ là trung bình cộng của 2 cột điểm: điểm thí nghiệm và điểm kiểm tra cuối kỳ: Điểm thí nghiệm (chiếm 30%): là trung bình cộng của điểm 8 bài thí nghiệm, điểm mỗi bài thí nghiệm sẽ là điểm chung của nhĩm. Điểm kiểm tra cuối kỳ (chiếm 70%): sau khi hồn tất xong các bài thí nghiệm, mỗi sinh viên đều phải trải qua một đợt kiểm tra cuối kỳ. Nội dung kiểm tra sẽ được chọn lựa ngẫu nhiên từ nội dung các bài thí nghiệm. Hình thức thi là vấn đáp. 3. Quy chế - Đối với phần thí nghiệm PLC, mỗi thao tác bật nguồn cung cấp cho kit TN phải đƣợc sự đồng ý của giáo viên hƣớng dẫn. Do đĩ, trước khi thực hiện các thao tác này, hãy đề nghị giáo viên hướng dẫn kiểm tra kit TN. Mỗi thao tác cần cẩn thận, cĩ mục đích và sự hiểu biết, bất cứ một vấn đề nào khơng rõ ràng, HÃY hỏi giáo viên hƣớng dẫn. - Khi bước vào phịng TN, các sinh viên để cặp táp, giỏ xách trên giá để cặp sách, chỉ được đem vào phịng TN các dụng cụ học tập cho phép (phần 4). - Khác với giờ học lý thuyết, giờ TN sẽ khơng cĩ thời gian giải lao giữa giờ. Các sinh viên muốn ra khỏi phịng TN trong giờ TN phải nộp giáo viên hướng dẫn thẻ sinh viên của mình. Mỗi lần ra khỏi phịng TN khơng được quá 5 phút. Nếu khơng cĩ nhiệm vụ cụ thể, các sinh viên nên hạn chế ra khỏi chỗ ngồi thí nghiệm của nhĩm mình. - Đầu giờ, khi nhận các thiết bị, linh kiện thí nghiệm của bài ngày hơm đĩ, nhĩm cĩ trách nhiệm kiểm tra số lượng, tình trạng các thiết bị, linh kiện đĩ. Trong quá trình thí nghiệm, nếu nhĩm nào làm sai (hoặc cố tình làm sai) các hướng dẫn trong bài thí nghiệm dẫn đến hư hỏng linh kiện, dụng cụ, thiết bị của phịng thí nghiệm, cả nhĩm của nhĩm đĩ cĩ nghĩa vụ bồi thƣờng (bằng hiện vật) linh kiện, dụng cụ, thiết bị đã bị hƣ hỏng. Cuối giờ, nhĩm phải hồn trả lại phịng thí nghiệm các thiết bị, linh kiện thí nghiệm đã được cấp theo đúng chất lượng và đủ số lượng. - Tuyệt đối khơng được đem các linh kiện, dụng cụ, thiết bị của phịng thí nghiệm ra khỏi phịng mà khơng được sự cho phép của giáo viên hướng dẫn. - Tuyệt đối khơng hút thuốc lá và thực hiện các hành vi làm phát sinh ra lửa trong phịng thí nghiệm. - Khơng tụ tập nĩi chuyện hoặc ăn uống trong phịng thí nghiệm. 4. Dụng cụ học tập - Mỗi nhĩm thí nghiệm phải tự trang bị cho nhĩm các dụng cụ học tập sau: Trang 2
  5. Hướng dẫn thí nghiệm VXL & PLC Bài mở đầu Giấy A4 báo cáo thí nghiệm. Bút, viết, máy tính. Quyển Hướng dẫn thí nghiệm Vi xử lý và PLC. 5. Lịch thí nghiệm Buổi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Nhĩm Nhĩm 1 B5 B6 B7 B8 Nhĩm 2 B6 B7 B8 B5 B1 B2 B3 B4 Nhĩm 3 B7 B8 B5 B6 Bài Kiểm Nhĩm 4 B8 B5 B6 B7 Dự mở tra cuối trữ Nhĩm 5 đầu B5 B6 B7 B8 kỳ Nhĩm 6 B6 B7 B8 B5 B1 B2 B3 B4 Nhĩm 7 B7 B8 B5 B6 Nhĩm 8 B8 B5 B6 B7 II. Một số kiến thức cơ bản về nội dung thí nghiệm 1. Phần thí nghiệm Vi xử lý Trong phần này, sinh viên sẽ tiến hành thí nghiệm với họ vi xử lý 89C51. Kit chính thí nghiệm MPE-300 chứa các thành phần chính như sau: - Chip vi xử lý 89C51 hoạt động với tần số thạch anh 7.3728MHz, ROM trong của chip đã cĩ sẵn chương trình quản lý kit và nạp RAM ngồi 6264. - IC chốt 74LS573 dùng để chốt 8 bit địa chỉ thấp xuất ở P0 của 89C51 ở bán kỳ máy đầu tiên khi thực hiện lệnh xuất/nhập với các địa chỉ ngồi. - Bộ nhớ ROM ngồi 2764 (8KB) lưu trữ mã lệnh một số chương trình con đã được lập trình sẵn. - Bộ nhớ RAM ngồi 6264 (8KB) lưu trữ mã lệnh chương trình thí nghiệm được lập trình và nạp bởi sinh viên. - Khối bàn phím chứa 16 phím (0†F) được bố trí thành ma trận 4 hàng x 4 cột, kết nối trực tiếp với P1 của 89C51. - Khối chỉ thị gồm 4 LED 7 đoạn được hiển thị theo chế độ quét, do đĩ, tần số quét phải đủ nhanh để các LED hiển thị gần như liên tục, khơng bị gián đoạn. - Khối mở rộng port sử dụng PPI 8255 dùng để mở rộng các port xuất/nhập cho 89C51. a. Họ vi xử lý 8051/8951  Tập lệnh Trang 3
  6. Hướng dẫn thí nghiệm VXL & PLC Bài mở đầu NHĨM LỆNH CHUYỂN DỮ LIỆU B/ B/ No CÚ PHÁP GIẢI THÍCH No CÚ PHÁP GIẢI THÍCH MC MC 1 MOV A, Rn (A)  (Rn) 1/1 15 MOV @Ri, #data ((Ri))  #data 2/1 (DPTR)  #data15-0 2 MOV A, direct (A)  (direct) 2/1 16 MOV DPTR, #data16 (DPH)  #data15-8 3/2 (DPL)  #data7-0 3 MOV A, @Ri (A)  ((Ri)) 1/1 17 MOVC A, @A+DPTR (A)  ((A) + (DPTR)) 1/2 4 MOV A, #data (A)  #data 2/1 18 MOVC A, @A+PC (A)  ((A) + (PC)) 1/2 5 MOV Rn, A (Rn)  (A) 1/1 19 MOVX A, @Ri (A)  ((Ri)) RAM ngồi 1/2 6 MOV Rn, direct (Rn)  (direct) 2/1 20 MOVX A, @DPTR (A)  ((DPTR)) RAM ngồi 1/2 7 MOV Rn, #data (Rn)  #data 2/1 21 MOVX @Ri, A ((Ri))  (A) RAM ngồi 1/2 ((DPTR))  (A) RAM 8 MOV direct, A (direct)  (A) 2/1 22 MOVX @DPTR, A 1/2 ngồi (SP)  (SP) + 1 9 MOV direct, Rn (direct)  (Rn) 2/2 23 PUSH direct 2/2 ((SP))  (direct) (direct)  ((SP)) 10 MOV direct, direct (direct)  (direct) 3/2 24 POP direct 2/1 (SP)  (SP) – 1 11 MOV direct, @Ri (direct)  ((Ri)) 2/2 25 XCH A, Rn (A) (Rn) 1/1 12 MOV direct, #data (direct)  #data 3/2 26 XCH A, direct (A) (direct) 2/1 13 MOV @Ri, A ((Ri))  (A) 1/1 27 XCH A, @Ri (A) ((Ri)) 1/1 14 MOV @Ri, direct ((Ri))  (direct) 2/2 28 XCHD A, @Ri (A3-0) ((Ri3-0)) 1/1 NHĨM LỆNH TỐN HỌC B/ B/ No CÚ PHÁP GIẢI THÍCH No CÚ PHÁP GIẢI THÍCH MC MC 1 ADD A, Rn (A)  (A) + (Rn) 1/1 13 INC A (A)  (A) + 1 1/1 2 ADD A, direct (A)  (A) + (direct) 2/1 14 INC Rn (Rn)  (Rn) + 1 1/1 3 ADD A, @Ri (A)  (A) + ((Ri)) 1/1 15 INC direct (direct)  (direct) + 1 2/1 4 ADD A, #data (A)  (A) + #data 2/1 16 INC @Ri ((Ri))  ((Ri)) + 1 1/1 5 ADDC A, Rn (A)  (A) + (C) + (Rn) 1/1 17 INC DPTR (DPTR)  (DPTD) + 1 1/2 6 ADDC A, direct (A)  (A) + (C) + (direct) 2/1 18 DEC A (A)  (A) – 1 1/1 7 ADDC A, @Ri (A)  (A) + (C) + ((Ri)) 1/1 19 DEC Rn (Rn)  (Rn) – 1 1/1 8 ADDC A, #data (A)  (A) + (C) + #data 2/1 20 DEC direct (direct)  (direct) – 1 2/1 9 SUBB A, Rn (A)  (A) – (C) – (Rn) 1/1 21 DEC @Ri ((Ri))  ((Ri)) – 1 1/1 10 SUBB A, direct (A)  (A) – (C) – (direct) 2/1 22 MUL AB (B15-8), (A7-0)  (A) x (B) 1/4 11 SUBB A, @Ri (A)  (A) – (C) – ((Ri)) 1/1 23 DIV AB (Bdư), (Anguyên)  (A) / (B) 1/4 Sửa (A) sang dạng đúng của 12 SUBB A, #data (A)  (A) – (C) – #data 2/1 24 DA A số BCD (vd: nếu (A) = 5AH 1/1 thì được sửa thành 60H) Trang 4
  7. Hướng dẫn thí nghiệm VXL & PLC Bài mở đầu NHĨM LỆNH LOGIC B/ B/ No CÚ PHÁP GIẢI THÍCH No CÚ PHÁP GIẢI THÍCH MC MC 1 ANL A, Rn (A)  (A) AND (Rn) 1/1 14 XRL A, direct (A)  (A) XOR (direct) 2/1 2 ANL A, direct (A)  (A) AND (direct) 2/1 15 XRL A, @Ri (A)  (A) XOR ((Ri)) 1/1 3 ANL A, @Ri (A)  (A) AND ((Ri)) 1/1 16 XRL A, #data (A)  (A) XOR #data 2/1 4 ANL A, #data (A)  (A) AND #data 2/1 17 XRL direct, A (direct)  (direct) XOR (A) 2/1 5 ANL direct, A (direct)  (direct) AND (A) 2/1 18 XRL direct, #data (direct)  (direct) XOR #data 3/2 6 ANL direct, #data (direct)  (direct) AND #data 3/2 19 CLR A (A)  0 1/1 7 ORL A, Rn (A)  (A) OR (Rn) 1/1 20 CPL A (A)  (NOT A) 1/1 8 ORL A, direct (A)  (A) OR (direct) 2/1 21 RL A 1/1 9 ORL A, @Ri (A)  (A) OR ((Ri)) 1/1 22 RLC A 1/1 10 ORL A, #data (A)  (A) OR #data 2/1 23 RR A 1/1 11 ORL direct, A (direct)  (direct) OR (A) 2/1 24 RRC A 1/1 12 ORL direct, #data (direct)  (direct) OR #data 3/2 25 SWAP A (A3-0) (A7-4) 1/1 13 XRL A, Rn (A)  (A) XOR (Rn) 1/1 NHĨM LỆNH RẼ NHÁNH B/ B/ No CÚ PHÁP GIẢI THÍCH No CÚ PHÁP GIẢI THÍCH MC MC (PC)  (PC) + 2 (PC)  (PC) + 3 (SP)  (SP) + 1 (SP)  (SP) + 1 ((SP))  (PC ) ((SP))  (PC ) 1 ACALL addr11 7-0 2/2 7 LCALL add16 7-0 3/2 (SP)  (SP) + 1 (SP)  (SP) + 1 ((SP))  (PC15-8) ((SP))  (PC15-8) (PC10-0)  add10-0 (PC)  add15-0 (PC)  (PC) + 2 2 SJMP rel 2/2 8 JMP @A+DPTR (PC)  (A) + (DPTR) 1/2 (PC)  (PC) + rel (PC )  ((SP)) 15-8 (PC)  (PC) + 2 (SP)  (SP) – 1 3 RET 1/2 9 JZ rel IF (A) = 0 THEN 2/2 (PC )  ((SP)) 7-0 (PC)  (PC) + rel (SP)  (SP) – 1 (PC )  ((SP)) 15-8 (PC)  (PC) + 2 (SP)  (SP) – 1 4 RETI 1/2 10 JNZ rel IF (A) ≠ 0 THEN 2/2 (PC )  ((SP)) 7-0 (PC)  (PC) + rel (SP)  (SP) – 1 (PC)  (PC) + 2 (PC)  (PC) + 2 5 AJMP add11 2/2 11 JC rel IF (C) = 1 THEN 2/2 (PC )  add 10-0 10-0 (PC)  (PC) + rel (PC)  (PC) + 2 6 LJMP add16 (PC)  add15-0 3/2 12 JNC rel IF (C) = 0 THEN 2/2 (PC)  (PC) + rel (PC)  (PC) + 3 (PC)  (PC) + 3 13 JB bit, rel 3/2 18 CJNE Rn, #data, rel 3/2 IF (bit) = 1 THEN IF #data < (Rn) THEN Trang 5
  8. Hướng dẫn thí nghiệm VXL & PLC Bài mở đầu (PC)  (PC) + rel (PC)  (PC) + rel (C)0 IF #data > (Rn) THEN (PC)  (PC) + rel (C)1 (PC)  (PC) + 3 IF #data ((Ri)) THEN (PC)  (PC) + rel (C)1 (PC)  (PC) + 2 (PC)  (PC) + 3 (Rn)  (Rn) – 1 15 JBC bit, rel IF (bit) = 1 THEN (bit) = 0 3/2 20 DJNZ Rn, rel 2/2 IF (Rn) ≠ 0 THEN (PC)  (PC) + rel (PC)  (PC) + rel (PC)  (PC) + 3 IF (direct) (A) THEN (PC)  (PC) + rel (PC)  (PC) + rel (C)1 (PC)  (PC) + 3 IF #data (A) THEN (PC)  (PC) + rel (C)1 NHĨM LỆNH LIÊN QUAN ĐẾN BIT B/ B/ No CÚ PHÁP GIẢI THÍCH No CÚ PHÁP GIẢI THÍCH MC MC 1 CLR C (C)  0 1/1 7 ANL C, bit (C)  (C) AND (bit) 2/2 2 CLR bit (bit)  0 2/1 8 ANL C, /bit (C)  (C) AND (NOT bit) 2/2 3 SETB C (C)  1 1/1 9 ORL C, bit (C)  (C) OR (bit) 2/2 4 SETB bit (bit)  1 2/1 10 ORL C, /bit (C)  (C) OR (NOT bit) 2/2 5 CPL C (C)  (NOT C) 1/1 11 MOV C, bit (C)  (bit) 2/1 6 CPL bit (bit)  (NOT bit) 2/1 12 MOV bit, C (bit)  (C) 2/2 Ghi chú: (X) : nội dung của X ((X)) : nội dung của ơ nhớ cĩ địa chỉ là nội dung của X (X là con trỏ) direct : địa chỉ trực tiếp; Rn : n = 0 ÷ 7; Ri : i = 1,2 rel: địa chỉ tương đối (trình biên dịch sẽ tính rel từ địa chỉ cần nhảy đến) B/MC : Bytes / Machine Cycles Trang 6
  9. Hướng dẫn thí nghiệm VXL & PLC Bài mở đầu  Các vùng nhớ dữ liệu Địa chỉ byte Địa chỉ bit (Hex) Địa chỉ byte Địa chỉ bit (Hex) Tên 7FH FFH F0H F7 F6 F5 F4 F3 F2 F1 F0 B E0H E7 E6 E5 E4 E3 E2 E1 E0 ACC Vùng RAM đa dụng D7 D6 D5 D4 D3 D2 _ D0 D0H PSW CY AC F0 RS1 RS0 OV P _ _ _ BC BB BA B9 B8 30H B8H IP PS PT1 PX1 PT0 PX0 2FH 7F 7E 7D 7C 7B 7A 79 78 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 2EH 77 76 75 74 73 72 71 70 B0H P3 RD WR T1 T0 INT1 INT0 TXD RXD 2DH 6F 6E 6D 6C 6B 6A 69 68 AF _ _ AC AB AA A9 A8 2CH 67 66 65 64 63 62 61 60 A8H IE EA ES ET1 EX1 ET0 EX0 2BH 5F 5E 5D 5C 5B 5A 59 58 2AH 57 56 55 54 53 52 51 50 A0H A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 P2 29H 4F 4E 4D 4C 4B 4A 49 48 28H 47 46 45 44 43 42 41 40 99H khơng được địa chỉ hĩa bit SBUF 9F 9E 9D 9C 9B 9A 99 98 27H 3F 3E 3D 3C 3B 3A 39 38 98H SCON SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI 26H 37 36 35 34 33 32 31 30 25H 2F 2E 2D 2C 2B 2A 29 28 90H 97 96 95 94 93 92 91 90 P1 24H 27 26 25 24 23 22 21 20 23H 1F 1E 1D 1C 1B 1A 19 18 8DH khơng được địa chỉ hĩa bit TH1 22H 17 16 15 14 13 12 11 10 8CH khơng được địa chỉ hĩa bit TH0 21H 0F 0E 0D 0C 0B 0A 09 08 8BH khơng được địa chỉ hĩa bit TL1 20H 07 06 05 04 03 02 01 00 8AH khơng được địa chỉ hĩa bit TL0 khơng được địa chỉ hĩa bit 1FH 89H TMOD GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 Bank 3 8F 8E 8D 8C 8B 8A 89 88 18H 88H TCON TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 khơng được địa chỉ hĩa bit 17H 87H PCON Bank 2 SMOD – – – GF1 GF0 PD IDL 10H DPTR 0FH 83H khơng được địa chỉ hĩa bit DPH Bank 1 08H 82H khơng được địa chỉ hĩa bit DPL 07H Bank thanh ghi 0 81H khơng được địa chỉ hĩa bit SP 00H (Mặc định cho R0 - R7) 80H 87 86 85 84 83 82 81 80 P0 RAM nội Các thanh ghi chức năng đặc biệt (SFR) Trang 7
  10. Hướng dẫn thí nghiệm VXL & PLC Bài mở đầu  Sơ đồ chân IC VCC = 5V 40 39 VCC P0.0 / AD0 33pF 19 38 X1 P0.1 / AD1 37 P0.2 / AD2 12MHz 36 P0.3 / AD3 33pF 18 35 X2 P0.4 / AD4 34 P0.5 / AD5 0 33 P0.6 / AD6 29 32 PSEN P0.7 / AD7 30 ALE 1 P1.0 31 2 VCC EA P1.1 3 P1.2 4 8051 / 8951 P1.3 5 100 10uF P1.4 9 6 RST P1.5 8.2K 7 P1.6 8 P1.7 0 10 21 P3.0 / RXD P2.0 / A8 11 22 P3.1 / TXD P2.1 / A9 12 23 P3.2 / INT0 P2.2 / A10 13 24 P3.3 / INT1 P2.3 / A11 14 25 P3.4 / T0 P2.4 / A12 15 26 P3.5 / T1 P2.5 / A13 16 27 P3.6 / WR P2.6 / A14 17 28 P3.7 / RD P2.7 / A15 GND 20 0 b. Mở rộng port xuất/nhập dùng PPI 8255 - Họ 8051 cĩ 4 port giao tiếp ngoại vi là P0, P1, P2 và P3. Khi sử dụng bộ nhớ ngồi thì P0 đảm nhận vai trị là bus dữ liệu và bus địa chỉ thấp, P2 đảm nhận vai trị là bus địa chỉ cao. Một số chân của P3 cĩ thể được dùng vào mục đích đặc biệt như TXD, RXD, WR, RD, ngắt, Do đĩ chỉ cịn lại P1 để giao tiếp với các thiết bị ngoại vi. Trong trường hợp cần thêm các ngõ vào/ra để giao tiếp ngoại vi thì phải mở rộng port. PPI 8255 là một IC chuyên dùng cho mục đích này. Trang 8
  11. Hướng dẫn thí nghiệm VXL & PLC Bài mở đầu - PPI 8255 bao gồm 3 port cĩ thể đĩng vai trị như port xuất hoặc port nhập. Khi ở chế độ xuất, dữ liệu từ data bus được đưa tới và chốt ở port cần xuất. Khi ở chế độ nhập, dữ liệu từ port đang kích hoạt sẽ được đọc và đưa ngược lại vào data bus. Ngồi ra, 8255 cịn cĩ một thanh ghi điều khiển để xác lập chế độ hoạt động (xuất hoặc nhập) cho các port. Khi cần mở rộng port cho 8051/8951 thì data bus được nối với P0, các port A,B và C được nối với ngoại vi. Các ngõ vào điều khiển: /CS: tín hiệu chọn chip (tích cực thấp) /WR: tín hiệu cho phép xuất (nối vào chân /WR của 8051/8951) /RD: tín hiệu cho phép nhập (nối vào chân /RD của 8051/8951) RESET: reset 8255 (nối với chân RST của 8051/8951) A1, A0: chọn port làm việc A1 A0 Chọn 0 0 Port A 0 1 Port B 1 0 Port C 1 1 Thanh ghi điều khiển - Trước khi sử dụng 8255 thì phải xác lập chế độ hoạt động cho nĩ thơng qua việc xác lập giá trị của thanh ghi điều khiển. Thanh ghi điều khiển gồm 8 bit: Trang 9
  12. Hướng dẫn thí nghiệm VXL & PLC Bài mở đầu D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Mode nhĩm A: Mode nhĩm B: - 00: mode 0 0: PA out 0: PC out 0: PB out 0: PC out 1 H - 0: mode 0 L - 01: mode 1 1: PA in 1: PC in 1: PB in 1: PC in H - 1: mode 1 L - 1X: mode 2 Trong đĩ: Nhĩm A gồm PA và PCH (PC4÷PC7) Nhĩm B gồm PB và PCL (PC0÷PC3) Đối với mục đích mở rộng port xuất nhập thơng thường thì mode 0 (mode xuất/nhập cơ bản) thường được sử dụng. 2. Phần thí nghiệm PLC (sẽ được trình bày trên lớp học) Trang 10
  13. Hướng dẫn Thí nghiệm Vi xử lý & PLC Bài 1 Bài 1 MƠ PHỎNG HỌ VI XỬ LÝ 8051 TRÊN MÁY VI TÍNH I. Kiến thức cơ bản 1. Phần mềm Simulator 2003 Thơng thường, sau khi viết xong một chương trình bằng Assembler cho vi xử lý, trước khi nạp chương trình vào ROM/RAM để thực thi trên thực tế thì chương trình đĩ cần phải được kiểm tra, đánh giá tính đúng đắn, độ tin cậy thơng qua hình thức mơ phỏng trên máy vi tính. Một trong những phần mềm mơ phỏng vi xử lý thơng dụng phải kể đến Simulator 2003. Simulator 2003 là phần mềm chuyên dùng để mơ phỏng cho các họ vi xử lý 8031/8032/87C51/87C52/89C51/89C52/8051/8052. Simulator 2003 cĩ cách sử dụng rất dễ dàng và thân thiện. Một số đặc tính nổi bật của Simulator 2003 như sau: - Cho phép giám sát động và thiết lập động nội dung bất kỳ một vùng nhớ nào ở RAM trong, RAM ngồi và các thanh ghi chức năng đặc biệt dưới dạng số hex, nhị phân và thập phân. - Cho phép giả lập đầy đủ các ngắt. - Dễ dàng dị lỗi chương trình thơng qua các chức năng như mơ phỏng theo từng bước, theo từng khối, theo thời gian - Tốc độ mơ phỏng cĩ thể điều chỉnh được. - Cho phép biên dịch ngược từ mã hex hoặc bin (mã máy) sang mã Assembler. Trang 13
  14. Hướng dẫn Thí nghiệm Vi xử lý & PLC Bài 1 Giao diện chương trình Simulator 2003 2. Phần mềm Crimson Editor Trước khi mơ phỏng, chương trình vi xử lý phải được lập trình thơng qua phần mềm Crimson Editor. Đây là phần mềm tạo các file văn bản hỗ trợ rất nhiều các ngơn ngữ lập trình khác nhau như Assembler, Pascal, C, C++, Visual Basic, MatLAB, Khi viết chương trình Assembler với Crimson Editor, tập tin chương trình phải được lưu dưới dạng „*.a51‟. Đây là một tập tin văn bản thuần túy, để cĩ thể sử dụng chương trình này với Simulator 2003, tập tin này phải được biên dịch sang tập tin ngơn ngữ máy „*.bin‟ thơng qua chức năng biên dịch kèm theo của Crimson Editor. Trang 14
  15. Hướng dẫn Thí nghiệm Vi xử lý & PLC Bài 1 Giao diện chương trình Crimson Editor II. Thí nghiệm 1. Mơ phỏng với các lệnh chuyển dữ liệu a. Sử dụng Crimson Editor - Vào File New để tạo tập tin mới. - Vào File Save As để lưu tập tin mới dưới tên Bai11ab.a51 ở Desktop. - Nhập nội dung sau vào cửa sổ soạn thảo của Bai11ab.a51: ORG 0000H MOV 20H, P0 ; (1) MOV R1, #21H ; (2) DEC 01H ; (3) MOV A, @R1 ; (4) CPL A ; (5) ANL A, #0FH ; (6) MOV 21H, @R1 ; (7) Trang 15
  16. Hướng dẫn Thí nghiệm Vi xử lý & PLC Bài 1 ADD A, 21H ; (8) MOV B, #2 ; (9) DIV AB ; (10) MOV P1, A ; (11) SJMP $ ; (12) END - Vào Tools Translate A51 to BIN để biên dịch chương trình trên sang dạng tập tin ngơn ngữ máy Bai11ab.bin (ở Desktop). Quan sát kết quả biên dịch ở cửa sổ Output (bên dưới cửa sổ soạn thảo), nếu nhìn thấy dịng “ASSEMBLY COMPLETE, NO ERRORS FOUND” chứng tỏ việc biên dịch đã thành cơng. b. Sử dụng Simulator 2003 - (Nếu đang tồn tại một tập tin đang mở thì vào File Close File để đĩng tập tin). - Vào File Open File và chọn mở tập tin Bai11ab.bin ở Desktop. - Vào Micsellaneous General Write, trong danh sách Type chọn SFR Registers, trong danh sách Name/Address chọn P0 (hoặc cũng cĩ thể double click vào giá trị P0 trên cửa sổ SFRs window), nhập giá trị 99 vào ơ Decimal để thiết lập giá trị 99 thập phân cho P0. - Vào Execution Start/Stop Execution (hoặc nhấn nút lệnh lệnh Start Execution ) để bắt đầu mơ phỏng chương trình. - [1] Vào Miscellaneous General Read (hoặc double click vào giá trị P1 trên cửa số SFRs window), cho biết giá trị xuất ra ở P1 (dưới dạng thập phân) là bao nhiêu? - Vào Execution Start/Stop Execution để dừng mơ phỏng. Vào Execution Reset Execution (hoặc nhấn nút lệnh ) để reset vi xử lý. - Thiết lập lại giá trị 99 thập phân cho P0. - Vào Debugging Single Step (hoặc nhấn F2) để thực thi chương trình theo từng dịng lệnh một. Quan sát cửa sổ Execution Status để biết dịng lệnh kế tiếp sẽ được thực thi. - Trên cửa sổ Active Watch, click nút lệnh Add items để mở cửa sổ Add to Active Watch, chọn và click nút Add để bổ sung các vùng nhớ sau vào cửa sổ Active Watch: P0, P1, ACC, B (SFR Registers) - 20H, 21H, R1(Internal RAM) - [2] Điền giá trị (thập phân) các vùng nhớ sau khi từng dịng lệnh một được thực hiện xong vào bảng sau: Trang 16
  17. Hướng dẫn Thí nghiệm Vi xử lý & PLC Bài 1 Lệnh PC (Hex) P0 P1 20H 21H ACC B R1 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) - [3] Nếu khơng cĩ dịng lệnh (12) thì kết quả chương trình trên cĩ khác đi khơng? - [4] Dịng lệnh (9) gán giá trị 2 thập phân cho thanh ghi B. Cuối chương trình (dịng lệnh (12)), giá trị thanh ghi B cĩ thay đổi khơng? Tại sao? c. Ứng dụng - [5] Sử dụng Crimson Editor soạn thảo chương trình Bai11c.a51 ở Desktop với nội dung sau: nhập liên tục giá trị từ P1, kiểm tra xem nếu giá trị này lớn hơn 127 thì chia đơi và xuất kết quả (phần nguyên) ra P2. Trong trường hợp ngược lại thì nhân đơi giá trị này và cũng xuất kết quả ra P2. - Biên dịch chương trình trên sang mã máy và mơ phỏng với Simulator 2003. 2. Mơ phỏng với Timer a. Thí nghiệm - Sử dụng Crimson Editor soạn thảo chương trình sau với tên Bai12a.a51 ở Desktop: ORG 0000H MOV TMOD , #01H ; (1) MOV A, #10000000B ; (2) LOOP: RL A ; (3) MOV P1, A ; (4) MOV R1, P0 ; (5) ACALL DELAY ; (6) SJMP LOOP ; (7) Trang 17
  18. Hướng dẫn Thí nghiệm Vi xử lý & PLC Bài 1 DELAY: MOV TH0, #HIGH(-1000) ; (8) MOV TL0, #LOW(-1000) ; (9) SETB TR0 ; (10) JNB TF0, $ ; (11) CLR TR0 ; (12) CLR TF0 ; (13) DJNZ R1, DELAY ; (14) RET ; (15) END - Biên dịch chương trình trên sang mã máy. Mở file bai12a.bin với Simulator 2003. - Vào Options Simulation Settings. Trong cửa sổ Simulator2003 Settings, chọn Tab Simulation. Thay đổi giá trị Batch Instructions Count thành 100, trong danh sách Refresh Type chọn Refresh after each tick để tăng tốc độ mơ phỏng và hiển thị. - Chạy mơ phỏng chương trình. - [1] Thay đổi giá trị đặt cho P0 (chẳng hạn như 10, 50, 100, 200) và quan sát kết quả ở P1, từ đĩ giải thích ngắn gọn mục đích của chương trình trên. - [2] Giải thích dịng lệnh (1). - [3] Với thạch anh 12Mhz, dịng lệnh (11) sẽ được thực thi trong khoảng thời gian bao nhiêu? Từ đĩ, một cách gần chính xác, suy ra dịng lệnh (6) sẽ được thực thi trong bao nhiêu lâu nếu P0 nhận giá trị là 20. - Dừng mơ phỏng và reset chương trình. Thiết lập giá trị 20 cho P0. - Vào Disassembly Disassemble Code. Trong cửa sổ Disassembly Window, click vào cột Brk (cột đầu tiên) 2 hàng lệnh ACALL 0000EH (lệnh (6)) và SJMP 00005H (lệnh (7)) để thiết lập vị trí Break Point cho 2 hàng lệnh này. Khi mơ phỏng với lệnh Start Execution , chương trình mơ phỏng sẽ tạm dừng ở đầu dịng lệnh (6) cho đến khi nhận được lệnh Start Execution một lần nữa. Sau khi thực hiện xong lệnh (6), chương trình tiếp tục tạm dừng ở đầu dịng lệnh (7). - [4] Quan sát cửa sổ Execution Status để biết được thời điểm tạm dừng ở 2 đầu dịng lệnh này, từ đĩ cho biết chính xác dịng lệnh (6) đã được thực thi trong khoảng thời gian bao nhiêu lâu. Trang 18
  19. Hướng dẫn Thí nghiệm Vi xử lý & PLC Bài 1 - [5] Giá trị thực tế này và giá trị ước lượng ở [2] cĩ khác nhau khơng? Độ chênh lệch đĩ là bao nhiêu và tại sao lại cĩ sự chênh lệch đĩ. b. Ứng dụng - [6] Viết chương trình Bai12b.a51 ở Desktop thực hiện nhiệm vụ sau: liên tục kiểm tra chân P1.7, nếu P1.7 = 1 thì xuất ra ở P1.0 xung vuơng cĩ tần số 2Hz; nếu P1.7 = 0 thì thiết lập mức 0 cho P1.0 - Biên dịch chương trình trên sang mã máy và mơ phỏng với Simulator 2003. 3. Mơ phỏng với ngắt a. Thí nghiệm - Sử dụng Crimson Editor soạn thảo chương trình sau với tên Bai13a.a51 ở Desktop: ORG 0000H LJMP MAIN ; (1) ORG 0003H LJMP ISR_EX0 ; (2) ORG 000BH LJMP ISR_T0 ; (3) ORG 0030H MAIN: MOV TMOD, #01H ; (4) MOV IE, #81H ; (5) SETB IT0 ; (6) MOV A, #01H ; (7) MOV P1, #0 ; (8) SJMP $ ; (9) ISR_EX0: CPL C ; (10) CPL ET0 ; (11) JNC EXIT_EX0 ; (12) MOV R7, #5 ; (13) Trang 19
  20. Hướng dẫn Thí nghiệm Vi xử lý & PLC Bài 1 SETB TF0 ; (14) EXIT_EX0: RETI ; (15) ISR_T0: CLR TR0 ; (16) MOV TH0, #HIGH(-50000) ; (17) MOV TL0, #LOW(-50000) ; (18) SETB TR0 ; (19) DJNZ R7, EXIT_T0 ; (20) MOV R7, #5 ; (21) MOV P1, A ; (22) RL A ; (23) EXIT_T0: RETI ; (24) END - Biên dịch chương trình trên sang mã máy. Mở file bai13a.bin với Simulator 2003. - Vào Options Simulation Settings. Trong cửa sổ Simulator2003 Settings, chọn Tab Simulation. Thay đổi giá trị Batch Instructions Count thành 1000, trong danh sách Refresh Type chọn Refresh after each tick để tăng tốc độ mơ phỏng và hiển thị. - Chạy mơ phỏng chương trình. - [1] Click nút lệnh External interrupt 0 để giả lập ngắt ngồi 0 cạnh xuống cho vi xử lý. Quan sát kết quả ở P1. Một lần nữa click nút lệnh External interrupt 0 và quan sát P1. Từ đĩ giải thích ngắn gọn mục đích của chương trình. - [2] Giải thích dịng lệnh (5) và (6) của chương trình. - [3] Giải thích mục đích của dịng lệnh (11). Từ đĩ cho biết chương trình con ISR_T0 được thực thi trong trường hợp nào. - [4] Nếu bỏ đi dịng lệnh (14) thì chương trình cĩ cịn chạy đúng khơng? Tại sao? Dịng lệnh (14) cĩ thể được thay bằng một dịng lệnh nào để kết quả mơ phỏng gần như khơng đổi? b. Ứng dụng Trang 20
  21. Hướng dẫn Thí nghiệm Vi xử lý & PLC Bài 1 - [5] Viết chương trình Bai13b.a51 dùng ngắt ngồi 1 và ngắt timer 1 thực hiện nhiệm vụ của một mạch delay_on như sau: nếu cĩ cạnh xuống ở P3.3 thì delay 10ms và đặt giá trị P1.0 lên 1; nếu gặp cạnh xuống ở P3.3 một lần nữa thì ngay lập tức đưa P1.0 về 0. - Biên dịch chương trình trên sang mã máy và mơ phỏng với Simulator 2003. Trang 21
  22. Hướng dẫn thí nghiệm VXL & PLC Bài 2 Bài 2 GIAO TIẾP NGOẠI VI VỚI LED 7 ĐOẠN I. Kiến thức cơ bản Sơ đồ nguyên lý mạch giao tiếp giữa 89C51 với LED 7 đoạn trên kit thí nghiệm MPE- 300: VCC DATA BUS ADDRESS BUS U1 40 U2 32 D7 9 12 A7 U10 VCC P0.7/AD7 33 D6 8 D7 Q7 13 A6 D0 13 4 Q0 P0.6/AD6 34 D5 7 D6 Q6 14 A5 D Q0 5 Q1 P0.5/AD5 35 D4 6 D5 Q5 15 A4 A0 1 Q1 6 Q2 P0.4/AD4 36 D3 5 D4 Q4 16 A3 A1 2 S0 Q2 7 Q3 P0.3/AD3 37 D2 4 D3 Q3 17 A2 A2 3 S1 Q3 9 P0.2/AD2 38 D1 3 D2 Q2 18 A1 S2 Q4 10 P0.1/AD1 39 D0 2 D1 Q1 19 A0 Q5 11 P0.0/AD0 D0 Q0 WR3 14 Q6 12 30 11 G Q7 ALE 1 LE 16 /WR OE 74LS259 P3.6/WR 0 74LS573 21 P2.0/A8 22 U8 P2.1/A9 23 P2.2/A10 24 P2.3/A11 25 U6 /Y2 1 P2.4/A12 26 A13 1 15 3 WR2 P2.5/A13 27 A14 2 A Y0 14 /WR 2 P2.6/A14 28 A15 3 B Y1 13 P2.7/A15 C Y2 12 GND VCC 6 Y3 11 4 G1 Y4 10 /Y3 5 G2A Y5 20 89C51 5 9 6 WR3 G2B Y6 7 /WR 4 Y7 0 0 74LS138 74LS32 DATA BUS 7 6 4 2 1 9 10 6 4 2 1 9 10 7 6 4 2 1 9 10 7 6 4 2 1 9 10 U9 7 D7 18 19 OP A B E F A B E F A B E F A B E F C D G C G C D G C D G D7 Q7 D D6 17 16 G a 5 a 5 a 5 a 5 D5 14 D6 Q6 15 F OP OP OP OP b b b b D4 13 D5 Q5 12 E f g f g f g f g D3 8 D4 Q4 9 D D2 7 D3 Q3 6 C e c e c e c e c OP OP OP OP D1 4 D2 Q2 5 B d d d d LED7_CK1 LED7_CK2 LED7_CK3 LED7_CK4 CK CK CK CK CK CK CK D0 3 D1 Q1 2 A CK D0 Q0 3 8 8 3 8 3 8 WR2 11 3 CLK 1 OE Q0 Q1 Q2 Q3 BJT BJT BJT BJT 74LS374 0 0 0 0 0 Trong đĩ: - 74LS573 (U2): IC chốt địa chỉ. Do Port 0 hoạt động ở chế độ địa chỉ / dữ liệu (nửa chu kỳ đầu là 8 bit địa chỉ thấp và nửa chu kỳ sau là dữ liệu) nên U2 được dùng để chốt và giữ lại byte địa chỉ thấp này trên address bus. - 74LS138 (U6): IC giải mã địa chỉ. Chẳng hạn, để /Y2 = 0 thì CBA = 010, để /Y3 = 0 thì CBA = 011, Trang 22
  23. Hướng dẫn thí nghiệm VXL & PLC Bài 2 - 74LS259 (U10): IC giải mã địa chỉ và chốt. Khi tín hiệu kích hoạt /G = 0, Q0 = D khi S2S1S0 = 000, Q1 = D khi S2S1S0 = 001, , Q7 = D khi S2S1S0 = 111 (các ngõ ra cịn lại giữ nguyên trạng thái trước đĩ). - 74LS374 (U9): chốt dữ liệu theo cạnh lên của CLK. Với tín hiệu cho phép /OE = 0, khi cĩ cạnh lên ở CLK thì Qi = Di (i = 0†7). Sau đĩ, các ngõ ra Qi sẽ được chốt lại bất chấp sự thay đổi của các ngõ vào Di. - Các LED 7 đoạn: thuộc loại cathode chung. Để một đoạn LED phát sáng thì phải thỏa mãn 2 điều kiện: chân CK ở mức thấp và chân điều khiển đoạn LED tương ứng phải ở mức cao. Với sơ đồ nguyên lý trên, cĩ thể nhận thấy rằng tại mỗi thời điểm chỉ cĩ thể hiển thị duy nhất 1 LED 7 đoạn. Do đĩ, để hiển thị một LED 7 đoạn, chẳng hạn như LED7_CK3, phát sáng thì phải thực hiện tuần tự 3 bước sau: - Nếu cĩ một LED 7 đoạn nào đang được phát sáng trước đĩ, chẳng hạn như LED7_CK2, thì tắt đi bằng cách đưa Q1 về 0 để chân CK của LED7_CK2 cách ly với mức điện áp thấp. - Chốt tín hiệu thích hợp ở ngõ ra của U9 (74LS374), tín hiệu này là các mã LED 7 đoạn ứng với một con số, một chữ cái cần hiển thị. Lúc này cả 4 LED 7 đoạn đều nhận được tín hiệu này tuy nhiên chưa LED nào được phát sáng do chân CK của chúng được cách ly với mức điện áp thấp. - Để LED7_CK3 phát sáng thì thiết lập Q2 = 1. Căn cứ vào sơ đồ nguyên lý trên, các sinh viên cĩ thể xác định được các vùng địa chỉ phù hợp để thực thi các bước trên. Lưu ý là do mỗi lần chỉ cĩ thể hiển thị được 1 LED 7 đoạn nên để cĩ thể hiển thị gần như đồng thời 4 LED 7 đoạn này, cần thực hiện việc hiển thị theo cách “quét”: lần lượt hiển thị từng LED một với tần số cao để mắt người vẫn cĩ cảm giác là việc hiển thị được thực hiện đồng thời: Trang 23
  24. Hướng dẫn thí nghiệm VXL & PLC Bài 2 II. Thí nghiệm 1. Giao tiếp với 1 LED 7 đoạn a. Thí nghiệm - Sử dụng Crimson Editor soạn thảo chương trình sau với tên Bai21a.a51 ở Desktop: ORG 0000H LOOP: MOV A, #3FH ; (1) MOV DPTR, #4000H ; (2) MOVX @DPTR, A ; (3) MOV A, #01H ; (4) MOV DPTR, #6001H ; (5) MOVX @DPTR, A ; (6) SJMP LOOP ; (7) END - Biên dịch chương trình trên sang mã máy bằng lệnh Tools Translate A51 to BIN. - Trên MPE-300, trong khi nhấn giữ nút RESET, gạt nút MSL sang vị trí ROM, gạt nút MODE sang vị trí INT, sau đĩ buơng nút RESET. Chương trình ở ROM trong của 89C51 sẽ được thực thi để chuẩn bị nạp RAM ngồi 6264. - Mở chương trình “MPE-300 External RAM download” trên máy tính. Click nút lệnh để mở và nạp file bai21a.bin (ở desktop). Sau đĩ click nút lệnh download để nạp chương trình trên tới RAM ngồi 6264 của 89C51 (chương trình sẽ được chuyển tới 89C51 và 89C51 sẽ điều khiển để nạp cho RAM ngồi). - Sau khi nạp xong, trên MPE-300, trong khi nhấn giữ nút RESET, gạt nút MSL sang vị trí RAM, gạt nút MODE sang vị trí EXT, sau đĩ buơng nút RESET. Chương trình nạp ở RAM ngồi của 89C51 sẽ được thực thi. - [1] Điền nội dung hiển thị trên các LED 7 đoạn vào bảng sau: LED7_CK1 LED7_CK2 LED7_CK3 LED7_CK4 Nội dung hiển thị - [2] Dịng lệnh nào trên chương trình quyết định nội dung hiển thị trên? - [3] Khi vừa thực hiện xong dịng lệnh (3), dựa trên sơ đồ nguyên lý và cho biết giá trị của các đường tín hiệu sau: Trang 24
  25. Hướng dẫn thí nghiệm VXL & PLC Bài 2 A15 = /Y2 = A14 = /WR = 0 → 1 WR2 = → Q7→0 (U9) = A13 = - [4] Khi đang thực hiện dịng lệnh (6), dựa trên sơ đồ nguyên lý và cho biết giá trị của các đường tín hiệu sau: WR3 = A15 = /Y3 = D0 = A2 = A14 = /WR = 0 Q3→0 (U10) = A1 = A13 = A0 = - [5] Nếu thay dịng lệnh (2) bằng dịng lệnh MOV DPTR, #4002H thì kết quả chương trình trên cĩ thay đổi khơng? Tại sao? - [6] Nếu thay dịng lệnh (4) bằng dịng lệnh MOV A, #00H thì LED 7 đoạn cĩ sáng khơng? Tại sao? Từ đĩ cho biết cĩ thể thay dịng lệnh này bằng dịng lệnh SETB ACC.0 được khơng? b. Ứng dụng - [7] Viết chương trình Bai21b_1.a51 xuất ra LED7_CK4 ký tự h và dấu “.” như sau: - [8] Viết chương trình Bai21b_2.a51 tuần hồn xuất ra LED7_CK1 các ký tự hex như sau: 0 9 F với khoảng thời gian hiển thị mỗi ký tự là 0.5s (lưu ý thạch anh sử dụng cho 89C51 cĩ tần số 7.3728Mhz) Hướng dẫn: Chương trình sau xuất 1 ký tự tùy chọn trong khoảng từ 0 5 ra LED7_CK2. Sinh viên dựa vào chương trình này, xem lại lệnh MOVC và lệnh giả DB để thực hiện câu [8] Trang 25
  26. Hướng dẫn thí nghiệm VXL & PLC Bài 2 KY_TU EQU 3 ; Chọn ký tự từ 0 5 để xuất (ở đây xuất 3) ORG 0000H LOOP: MOV DPTR, #LED7_CODE MOV A, #KY_TU MOVC A, @A+DPTR ; Đổi ký tự sang mã LED 7 đoạn MOV DPTR, #4000H MOVX @DPTR, A ; Xuất mã ký tự đến ngõ ra U9 MOV A, #01H MOV DPTR, #6001H MOVX @DPTR, A ; Xuất tín hiệu chọn LED 7 đoạn ra U10 SJMP LOOP LED7_CODE: DB 3FH, 06H, 5BH, 4FH, 66H, 6DH ; Mã các ký tự từ 0 5 END 2. Giao tiếp với cả 4 LED 7 đoạn a. Thí nghiệm - Sử dụng Crimson Editor soạn thảo chương trình sau với tên Bai22a.a51 ở Desktop: ORG 0000H MOV DPL, #03H ; (1) LOOP: MOV 120, #7DH ; (2) ACALL DISPLAY ; (3) MOV 120, #07H ; (4) ACALL DISPLAY ; (5) MOV 120, #7FH ; (6) ACALL DISPLAY ; (7) MOV 120, #6FH ; (8) ACALL DISPLAY ; (9) SJMP LOOP ; (10) Trang 26
  27. Hướng dẫn thí nghiệm VXL & PLC Bài 2 DISPLAY: CLR ACC.0 ; (11) MOV DPH, #60H ; (12) MOVX @DPTR, A ; (13) MOV A, 120 ; (14) MOV DPH, #40H ; (15) MOVX @DPTR, A ; (16) SETB ACC.0 ; (17) MOV DPH, #60H ; (18) INC DPL ; (19) ANL DPL, #03H ; (20) MOVX @DPTR, A ; (21) MOV R7, #250 ; (22) DJNZ R7, $ ; (23) RET ; (24) END - Biên dịch chương trình trên sang mã máy bằng lệnh Tools Translate A51 to BIN. - Trên MPE-300, trong khi nhấn giữ nút RESET, gạt nút MSL sang vị trí ROM, gạt nút MODE sang vị trí INT, sau đĩ buơng nút RESET. - Mở chương trình “MPE-300 External RAM download” trên máy tính. Click nút lệnh để mở và nạp file bai22a.bin (ở desktop). Sau đĩ click nút lệnh download để nạp chương trình trên tới RAM ngồi 6264 của 89C51. - Sau khi nạp xong, trên MPE-300, trong khi nhấn giữ nút RESET, gạt nút MSL sang vị trí RAM, gạt nút MODE sang vị trí EXT, sau đĩ buơng nút RESET. Chương trình nạp ở RAM ngồi của 89C51 sẽ được thực thi. - [1] Điền nội dung hiển thị trên các LED 7 đoạn vào bảng sau: Trang 27
  28. Hướng dẫn thí nghiệm VXL & PLC Bài 2 LED7_CK1 LED7_CK2 LED7_CK3 LED7_CK4 Nội dung hiển thị - [2] Các dịng lệnh nào trên chương trình quyết định các nội dung hiển thị trên? - [3] Các dịng lệnh (11), (12) và (13) dùng để làm gì? - [4] Các dịng lệnh (14), (15) và (16) dùng để làm gì? - [5] Các dịng lệnh từ (17) đến (21) dùng để làm gì? Tại sao phải cĩ dịng lệnh (20)? Nếu bỏ đi dịng lệnh này chương trình cĩ cịn chạy đúng khơng? - [6] Dịng lệnh (22) và (23) dùng để delay thời gian hiển thị cho 1 LED 7 đoạn. MPE-300 sử dụng thạch anh cĩ tần số 7.3728MHz cho 89C51 thì thời gian delay này là bao lâu? b. Ứng dụng - [7] Viết chương trình Bai22b.a51 xuất ra các LED 7 đoạn dịng chữ “HELP.” nhấp nháy với chu kỳ 1s (0.5s bật và 0.5s tắt) như sau (lưu ý thạch anh sử dụng cĩ tần số 7.3728Mhz): Hướng dẫn: Cĩ thể sử dụng ngắt timer để tạo hiệu ứng nhấp nháy. Trang 28
  29. Hướng dẫn thí nghiệm VXL & PLC Bài 3 Bài 3 GIAO TIẾP NGOẠI VI VỚI MA TRẬN PHÍM I. Kiến thức cơ bản Sơ đồ nguyên lý khối bàn phím trên MPE-300: VCC (Cột 0) (Cột 1) (Cột 2) (Cột 3) P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 U1 40 C D E F 1 VCC P1.0 2 P1.1 (Hàng 3) P1.3 3 P1.2 4 P1.3 8 9 A B 5 P1.4 P1.2 6 (Hàng 2) P1.5 7 P1.6 4 5 6 7 8 P1.7 (Hàng 1) P1.1 0 1 2 3 GND (Hàng 0) P1.0 20 89C51 0 - Khối bàn phím là một ma trận phím gồm 4 hàng và 4 cột, mỗi hàng (cũng như mỗi cột) được kết nối trực tiếp với 1 chân của P1. Khi một phím, chẳng hạn như phím số 5, được nhấn thì sẽ tạo ra sự kết nối về điện giữa chân P1.5 và P1.1. Do đĩ, 89C51 cĩ thể giao tiếp với khối bàn phím trên theo nguyên lý quét phím: lần lượt xuất các mức logic 0 ra mỗi cột và kiểm tra hàng, hàng nào nhận được mức logic 0 chứng tỏ phím ứng với hàng và cột đĩ đã được nhấn. Trang 29
  30. Hướng dẫn thí nghiệm VXL & PLC Bài 3 - Để khơng bỏ sĩt một phím nhấn, quá trình quét phím theo cột phải được thực hiện liên tục với tần số cao. Về mặt nguyên tắc cĩ thể xảy ra trường hợp: khi chương trình đang quét phím ở một cột thì một phím ở cột khác được nhấn và tất nhiên chương trình khơng nhận ra sự nhấn phím này. Tuy nhiên, trên thực tế thì thời gian một phím được nhấn dài hơn rất nhiều thời gian quét phím và xử lý của 89C51 nên khả năng bỏ sĩt phím là điều khơng thể. - Trong chương trình, khi một phím được nhấn cần phải nhận biết được mã phím (là giá trị của phím nhấn, chẳng hạn phím 0 cĩ mã phím là 0, phím 1 cĩ mã phím là 1, ). Mã phím và vị trí của phím trong ma trận phím cĩ quan hệ với nhau theo cơng thức: Mã phím = (STT hàng) × 4 + (STT cột) Vd: Phím 3: Mã phím = 0x4 + 3 = 3 Phím C: Mã phím = 3x4 + 0 = 12 II. Thí nghiệm 1. Thí nghiệm - Sử dụng Crimson Editor soạn thảo chương trình sau với tên Bai31.a51 ở desktop: SCAN EQU R7 COL EQU R6 ROW EQU R5 ORG 0000H BEGIN: MOV SCAN, #01111111B ; (1) MOV COL, #3 ; (2) SCAN_KEY: MOV P1, SCAN ; (3) MOV A, P1 ; (4) CPL A ; (5) ANL A, #0FH ; (6) JZ NEXT_COL ; (7) MOV ROW, #-1 ; (8) ROW_COUNT: RRC A ; (9) INC ROW ; (10) Trang 30
  31. Hướng dẫn thí nghiệm VXL & PLC Bài 3 JNC ROW_COUNT ; (11) MOV A, ROW ; (12) RL A ; (13) RL A ; (14) ADD A, COL ; (15) ACALL DISPLAY ; (16) NEXT_COL: MOV A, SCAN ; (17) JNB ACC.4, BEGIN ; (18) RR A ; (19) MOV SCAN, A ; (20) DEC COL ; (21) SJMP SCAN_KEY ; (22) DISPLAY: MOV DPTR, #LED7_TABLE ; (23) MOVC A, @A+DPTR ; (24) MOV DPTR, #4000H ; (25) MOVX @DPTR, A ; (26) SETB ACC.0 ; (27) MOV DPTR, #6003H ; (28) MOVX @DPTR, A ; (29) RET ; (30) LED7_TABLE: DB 3FH, 06H, 5BH, 4FH, 66H, 6DH, 7DH, 07H DB 7FH, 6FH, 77H, 7CH, 39H, 5EH, 79H, 71H END - Biên dịch chương trình trên sang mã máy bằng lệnh Tools Translate A51 to BIN. - Trên MPE-300, trong khi nhấn giữ nút RESET, gạt nút MSL sang vị trí ROM, gạt nút MODE sang vị trí INT, sau đĩ buơng nút RESET. Trang 31
  32. Hướng dẫn thí nghiệm VXL & PLC Bài 3 - Mở chương trình “MPE-300 External RAM download” trên máy tính. Click nút lệnh để mở và nạp file bai31.bin (ở desktop). Sau đĩ click nút lệnh download để nạp chương trình trên tới RAM ngồi 6264 của 89C51. - Sau khi nạp xong, trên MPE-300, trong khi nhấn giữ nút RESET, gạt nút MSL sang vị trí RAM, gạt nút MODE sang vị trí EXT, sau đĩ buơng nút RESET. Chương trình nạp ở RAM ngồi của 89C51 sẽ được thực thi. - [1] Lần lượt nhấn các phím trên khối bàn phím, quan sát kết quả hiển thị trên LED 7 đoạn và điền vào bảng sau: Phím Hiển Phím Hiển Phím Hiển Phím Hiển nhấn thị nhấn thị nhấn thị nhấn thị 0 4 8 C 1 5 9 D 2 6 A E 3 7 B F - [2] Giả sử chương trình đang quét cột 1 của khối bàn phím (SCAN = 11011111B, COL = 1) và cĩ phím số 9 đang được nhấn thì giá trị nhị phân của A là bao nhiêu sau khi thực hiện xong dịng lệnh (6). Từ đĩ cho biết nếu như khơng cĩ phím nào được nhấn thì giá trị của A là bao nhiêu? - [3] Đoạn chương trình từ (8) đến (16) chỉ được thực hiện khi cĩ một phím đang được nhấn. Cũng với giả sử là cĩ phím số 9 đang được nhấn thì khi thực hiện xong dịng lệnh (12) giá trị thập phân của A là bao nhiêu? Từ đĩ cho biết các dịng lệnh (9), (10) và (11) dùng để làm gì? - [4] Cũng với giả sử trên, cho biết các giá trị thập phân của A sau khi thực hiện xong từng dịng lệnh (13), (14) và (15). Từ đĩ cho biết ý nghĩa của 3 dịng lệnh này? - [5] Đoạn chương trình từ (17) đến (21) thực hiện các bước chuẩn bị cho lần quét cột kế tiếp. Cho biết ý nghĩa của dịng lệnh (18). 2. Ứng dụng - [1] Viết chương trình Bai32_1.a51 nhận biết cĩ phím nhấn. Khi cĩ một phím bất kỳ đang được nhấn thì hiển thị ký tự sau ra LED7_CK1: - [2] Viết chương trình Bai32_2.a51 nhận biết số chẵn, lẻ: nếu đang nhấn phím số lẻ thì hiển thị ký tự „L‟ và đang nhấn phím số chẵn thì hiển thị ký tự „C‟ ra LED7_CK1. Trang 32
  33. Hướng dẫn thí nghiệm VXL & PLC Bài 5 Bài 4 GIAO TIẾP NGOẠI VI VỚI MA TRẬN LED I. Kiến thức cơ bản Sơ đồ nguyên lý mở rộng port cho 89C51 dùng PPI 8255 trên MPE-300 như sau (cĩ thể xem thêm chi tiết về PPI 8255 ở bài mở đầu): VCC DATA BUS VCC ADDRESS BUS 26 U1 40 U11 U2 D7 27 4 1 32 D7 9 12 A7 D6 28 D7 PA0 3 2 VCC VCC P0.7/AD7 33 D6 8 D7 Q7 13 A6 D5 29 D6 PA1 2 3 P0.6/AD6 34 D5 7 D6 Q6 14 A5 D4 30 D5 PA2 1 4 P0.5/AD5 35 D4 6 D5 Q5 15 A4 D3 31 D4 PA3 40 5 P0.4/AD4 36 D3 5 D4 Q4 16 A3 D2 32 D3 PA4 39 6 P0.3/AD3 37 D2 4 D3 Q3 17 A2 D1 33 D2 PA5 38 7 PORT A P0.2/AD2 38 D1 3 D2 Q2 18 A1 D0 34 D1 PA6 37 8 P0.1/AD1 39 D0 2 D1 Q1 19 A0 D0 PA7 P0.0/AD0 D0 Q0 18 1 30 11 A1 8 PB0 19 2 ALE 1 LE A0 9 A1 PB1 20 3 16 /WR OE A0 PB2 21 4 P3.6/WR 17 /RD PB3 22 5 P3.7/RD 0 74LS573 PB4 23 6 21 /RD 5 PB5 24 7 PORT B P2.0/A8 22 /WR 36 RD PB6 25 8 P2.1/A9 23 /Y4 6 WR PB7 P2.2/A10 24 CS 14 1 P2.3/A11 25 U6 PC0 15 2 P2.4/A12 26 A13 1 15 PC1 16 3 P2.5/A13 27 A14 2 A Y0 14 PC2 17 4 P2.6/A14 28 A15 3 B Y1 13 PC3 13 5 P2.7/A15 C Y2 12 PC4 12 6 PORT C GND VCC 6 Y3 11 /Y4 PC5 11 7 4 G1 Y4 10 PC6 10 8 G2A Y5 GND PC7 20 89C51 5 9 G2B Y6 7 Y7 7 8255 0 0 74LS138 0 Sơ đồ nguyên lý khối ma trận LED: Trang 33
  34. Hướng dẫn thí nghiệm VXL & PLC Bài 5 - Ma trận LED gồm các LED phát quang bố trí thành 5 cột và 7 hàng trong một vi mạch. Các tín hiệu điều khiển hàng PA0 - PA6 (PORT A) nối vào anod của tất cả các LED cùng hàng. Các tín hiệu điều khiển cột PB0 - PB4 (PORT B) nối vào cathode của tất cả các LED cùng cột. - Khi cĩ một cặp tín hiệu điều khiển hàng và cột, ví dụ PA0 = 1 và PB0 = 1, các anod của hàng LED thứ nhất (hàng 0) được cấp thế cao, đồng thời các cathode của cột LED thứ nhất (cột 0) được cấp thế thấp. Tuy nhiên chỉ cĩ LED1 là sáng vì cĩ đồng thời thế cao trên anod và thế thấp ở cathode. Như vậy, khi cĩ 1 cặp tín hiệu điều khiển hàng và cột, chỉ cĩ LED tại điểm hàng và cột gặp nhau là sáng. Với cấu trúc này cĩ thể xây dựng ma trận LED với số LED lớn. - Trong trường hợp cần hiển thị đồng thời nhiều LED trong ma trận, ví dụ chỉ thị chữ L trên ma trận LED, thì phải thực hiện việc hiển thị động (quét LED theo cột): lần lượt cho các cột Pbi = 1 (i = 0†4), ứng với mỗi Pbi, thiết lập các LED hàng cần phát sáng. Tần số cho một chu trình quét phải đủ cao nhằm đảm bảo cho mắt nhìn thấy sáng đều, khơng nhấp nháy. - Như vậy để chỉ thị chữ L, cĩ thể điều khiển tuần tự và lặp lại theo 5 bước: Bước 1 Bước 2 Bước 3 Bước 4 Bước 5 PB0 PB1 PB2 PB3 PB4 PA0 1 PA1 1 PA2 1 PA3 1 PA4 1 PA5 1 PA6 1 1 1 1 1 II. Thí nghiệm 1. Mở rộng port với PPI 8255 a. Thí nghiệm - Sử dụng Crimson Editor soạn thảo chương trình sau với tên Bai41a.a51 ở Desktop: Trang 34
  35. Hướng dẫn thí nghiệm VXL & PLC Bài 5 ORG 0000H MOV A, #10001001B ; (1) MOV DPTR, #8003H ; (2) MOVX @DPTR, A ; (3) LOOP: MOV A, #01111111B ; (4) MOV DPTR, #8000H ; (5) MOVX @DPTR, A ; (6) MOV A, #00000100B ; (7) MOV DPTR, #8001H ; (8) MOVX @DPTR, A ; (9) SJMP LOOP ; (10) END - Biên dịch chương trình trên sang mã máy bằng lệnh Tools Translate A51 to BIN. - Sử dụng chương trình “MPE-300 External RAM download” trên máy tính để mở và nạp file bai41a.bin (ở desktop) tới RAM ngồi 6264 của 89C51. Sau khi nạp xong, trong khi nhấn giữ nút RESET, gạt nút MSL sang vị trí RAM, gạt nút MODE sang vị trí EXT, sau đĩ buơng nút RESET để thực thi chương trình trên. - [1] Quan sát kết quả hiển thị trên ma trận LED và đánh dấu X vào những vị trí LED sáng tương ứng trên bảng ma trận LED sau: Cột 0 Cột 1 Cột 2 Cột 3 Cột 4 Hàng 0 Hàng 1 Hàng 2 Hàng 3 Hàng 4 Hàng 5 Hàng 6 - [2] Khi đang thực hiện dịng lệnh (3), dựa trên sơ đồ nguyên lý mở rộng port và cho biết giá trị của các đường tín hiệu sau: A15 = /WR = 0 /Y4 = A14 = A1 = A13 = A0 = Trang 35
  36. Hướng dẫn thí nghiệm VXL & PLC Bài 5 - [3] Từ đĩ cho biết dịng lệnh (3) dùng để làm gì? Sau khi thực hiện xong dịng lệnh (3), cho biết chế độ (xuất hoặc nhập) của các port 8255: Port A: Port B: Port C: - [4] Khi đang thực hiện dịng lệnh (6), dựa trên sơ đồ nguyên lý mở rộng port và cho biết giá trị của các đường tín hiệu sau: A15 = /WR = 0 /Y4 = A14 = A1 = A13 = A0 = - [5] Từ đĩ cho biết dịng lệnh (6) dùng để làm gì? Sau khi thực hiện xong dịng lệnh (6), cho biết giá trị nhị phân của port A: PA7÷0 = . - [6] Khi đang thực hiện dịng lệnh (9), dựa trên sơ đồ nguyên lý mở rộng port và cho biết giá trị của các đường tín hiệu sau: A15 = /WR = 0 /Y4 = A14 = A1 = A0 = A13 = - [7] Từ đĩ cho biết dịng lệnh (9) dùng để làm gì? Sau khi thực hiện xong dịng lệnh (9), cho biết giá trị nhị phân của port B: PB7÷0 = b. Ứng dụng - [8] Viết chương trình Bai41b.a51 tạo chuyển động sau trên ma trận LED với thời gian delay cho mỗi chuyển động là 100ms (lưu ý thạch anh sử dụng cĩ tần số 7.3728Mhz): Trang 36
  37. Hướng dẫn thí nghiệm VXL & PLC Bài 5 Hướng dẫn: Sử dụng lệnh RR A để tạo hiệu ứng chuyển động đi lên. 2. Giao tiếp ngoại vi với ma trận LED a. Thí nghiệm - Sử dụng Crimson Editor soạn thảo chương trình sau với tên Bai42a.a51 ở Desktop: COL EQU R0 ROW EQU R1 ORG 0000H MOV A, #80H ; (1) MOV DPTR, #8003H ; (2) MOVX @DPTR, A ; (3) LOOP: MOV COL, #01H ; (4) MOV ROW, #26H ; (5) ACALL DISPLAY ; (6) MOV COL, #02H ; (7) MOV ROW, #49H ; (8) ACALL DISPLAY ; (9) MOV COL, #04H ; (10) Trang 37
  38. Hướng dẫn thí nghiệm VXL & PLC Bài 5 MOV ROW, #49H ; (11) ACALL DISPLAY ; (12) MOV COL, #08H ; (13) MOV ROW, #49H ; (14) ACALL DISPLAY ; (15) MOV COL, #10H ; (16) MOV ROW, #3EH ; (17) ACALL DISPLAY ; (18) SJMP LOOP ; (19) DISPLAY: CLR A ; (20) MOV DPTR, #8001H ; (21) MOVX @DPTR, A ; (22) MOV A, ROW ; (23) MOV DPTR, #8000H ; (24) MOVX @DPTR, A ; (25) MOV A, COL ; (26) MOV DPTR, #8001H ; (27) MOVX @DPTR, A ; (28) MOV R7, #250 ; (29) DJNZ R7, $ ; (30) RET ; (31) END - Biên dịch chương trình trên sang mã máy bằng lệnh Tools Translate A51 to BIN. - Sử dụng chương trình “MPE-300 External RAM download” trên máy tính để mở và nạp file bai42a.bin (ở desktop) tới RAM ngồi 6264 của 89C51. Sau khi nạp xong, trong khi nhấn giữ nút RESET, gạt nút MSL sang vị trí RAM, gạt nút MODE sang vị trí EXT, sau đĩ buơng nút RESET để thực thi chương trình trên. Trang 38
  39. Hướng dẫn thí nghiệm VXL & PLC Bài 5 - [1] Quan sát kết quả hiển thị trên ma trận LED và đánh dấu X vào những vị trí LED sáng tương ứng trên bảng ma trận LED sau: Cột 0 Cột 1 Cột 2 Cột 3 Cột 4 Hàng 0 Hàng 1 Hàng 2 Hàng 3 Hàng 4 Hàng 5 Hàng 6 - [2] Các dịng lệnh nào dùng để thiết lập chế độ hoạt động cho 8255? Từ đĩ cho biết chế độ (xuất hoặc nhập) của các port: Port A: Port B: Port C: - [3] Các dịng lệnh (20), (21) và (22) dùng để làm gì? - [4] Các dịng lệnh (23), (24) và (25) dùng để làm gì? - [5] Các dịng lệnh (26), (27) và (28) dùng để làm gì? - [6] Các dịng lệnh (29) và (30) dùng để delay thời gian hiển thị cho mỗi cột. MPE-300 sử dụng thạch anh cĩ tần số 7.3728MHz cho 89C51 thì thời gian delay này là bao lâu? b. Ứng dụng - [7] Viết chương trình Bai42b_1.a51 tạo ký hiệu mũi tên như sau trên ma trận LED: - [8] Viết chương trình Bai42b_2.a51 tạo chuyển động sau trên ma trận LED với thời gian delay cho mỗi chuyển động là 100ms (lưu ý thạch anh sử dụng cĩ tần số 7.3728Mhz): Trang 39
  40. Hướng dẫn thí nghiệm VXL & PLC Bài 5 Hướng dẫn: Sử dụng ngắt timer kết hợp với lệnh RR A để tạo hiệu ứng chuyển động đi lên. Trang 40
  41. Hướng dẫn thí nghiệm Vi xử lý & PLC Bài 5 ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH TUẦN TỰ I.Thí nghiệm 1 - Mơ hình điều khiển dùng trong thí nghiệm 1 như sau: XILƠ Q0.2 CB3 XE HOME CB1 CB2 - Tùy theo yêu cầu của từng thí nghiệm mà sinh viên sẽ kết nối các tín hiệu theo bảng sau: Ký hiệu Địa chỉ I/O Ý nghĩa PB1 I0.0 Nút nhấn START PB2 I0.1 Nút nhấn STOP PB3 I0.2 Cảm biến 1 (CB1) để phát hiện vị trí HOME SW1 I0.3 Cảm biến 2 (CB2) để phát hiện vị trí dừng PB5 I0.4 Cảm biến 3 (CB3)để đếm sản phẩm rơi xuống LP0 Q0.0 Động cơ điều khiển xe chạy sang phải LP1 Q0.1 Động cơ điều khiển xe chạy sang trái LP2 Q0.2 Động cơ điều khiển mở xilơ cho sản phẩm rơi xuống 1. Thí nghiệm 1.1 - Khi nhấn START, xe đang ở vị trí HOME sẽ di chuyển từ trái sang phải. Khi CB2 tác động, xe dừng lại 5s rồi quay về vị trí HOME. - Soạn chương trình sau và lưu trên Desktop với tên TN11.mwp. Trang 42
  42. Hướng dẫn thí nghiệm Vi xử lý & PLC Bảng ký hiệu các biến - Download chương trình xuống PLC và kiểm tra. 2. Thí nghiệm 1.2 - Giữ nguyên kết nối và chương trình như thí nghiệm 1.1 nhưng nối I0.3 với PB4. - Kiểm tra chương trình cĩ thực hiện giống thí nghiệm 1.1 khơng? Nếu khơng thì tại sao? - Viết lại chương trình cho thực hiện giống thí nghiệm 1.1 và lưu với tên TN12.mwp trên Desktop. Chú ý: Việc nối I0.3 với PB4 chỉ thực hiện trong thí nghiệm 1.2, các thí nghiệm khác thì vẫn nối I0.3 với SW1. 3. Thí nghiệm 1.3 - Dựa vào chương trình TN11.mwp viết tiếp chương trình như sau: Sau khi xe dừng 5s tại vị trí CB2 xong, cho mở xilơ (Q0.2) để sản phẩm rơi xuống. Khi rơi đủ 10 sản phẩm (do CB3 phát hiện) thì đĩng xilơ và cho xe chạy về HOME. - Lưu chương trình với tên TN13.mwp trên Desktop. 4. Thí nghiệm 1.4 - Dựa vào chương trình TN13.mwp viết tiếp chương trình như sau: Sau khi 10 sản phẩm đã rơi xuống thì delay 8s mới cho xe chạy về HOME. - Lưu chương trình với tên TN14.mwp trên Desktop. Trang 43
  43. Hướng dẫn thí nghiệm Vi xử lý & PLC 5. Thí nghiệm 1.5 - Dựa vào chương trình TN14.mwp viết tiếp chương trình như sau: Khi xe về tới vị trí HOME, cho delay 3s rồi lặp lại chu trình. Hệ thống làm việc liên tục cho đến khi nhấn STOP. - Lưu chương trình với tên TN15.mwp trên Desktop. II. Thí nghiệm 2 - Mơ hình điều khiển dùng trong thí nghiệm 2 như sau: Băng tải sản phẩm CB2 CB1 Băng tải thùng - Thực hiện kết nối các tín hiệu theo bảng sau: Ký hiệu Địa chỉ I/O Ý nghĩa PB1 I0.0 Nút nhấn START PB2 I0.1 Nút nhấn STOP SW1 I0.2 Cảm biến 1 (CB1) để phát hiện vị trí thùng PB4 I0.3 Cảm biến 2 (CB2) để phát hiện vị trí sản phẩm rơi xuống LP0 Q0.0 Động cơ 1 (ĐC1) điều khiển chạy băng tải thùng LP1 Q0.1 Động cơ 2 (ĐC2) điều khiển quay băng tải sản phẩm Trang 44
  44. Hướng dẫn thí nghiệm Vi xử lý & PLC 1. Thí nghiệm 2.1 - Khi nhấn nút START thì dây chuyền hoạt động. Động cơ kéo băng tải thùng chạy (ĐC1) đưa thùng rỗng đến đúng vị trí băng tải sản phẩm. Khi thùng đến đúng vị trí nĩ sẽ tác động vào CB1. Khi đĩ động cơ kéo băng tải thùng dừng và động cơ kéo băng tải sản phẩm (ĐC2) bắt đầu chạy làm sản phẩm rơi vào thùng. Mỗi khi cĩ một sản phẩm rơi vào thùng thì CB2 tác động. Khi đủ số táo quy định (5 sản phẩm) thì băng tải sản phẩm dừng lại, băng tải thùng lại chạy để đưa thùng rỗng khác đến đúng vị trí. Khi nhấn nút STOP thì dây chuyền dừng hoạt động. - Dùng Step7 – Microwin soạn thảo chương trình để thực hiện quá trình trên và lưu trên Desktop với tên TN21.mwp. Tiến hành download chương trình xuống PLC và kiểm tra. 2. Thí nghiệm 2.2 - Dựa vào chương trình TN21.mwp viết tiếp chương trình như sau: Sau khi nhấn nút START 5s thì dây chuyền mới hoạt đơng. - Lưu chương trình với tên TN22.mwp trên Desktop. Tiến hành download chương trình xuống PLC và kiểm tra. 3. Thí nghiệm 2.3 - Dựa vào chương trình TN22.mwp viết tiếp chương trình như sau: Sau khi đĩng đủ 3 thùng thì hệ thống dừng. - Lưu chương trình với tên TN23.mwp trên Desktop. Tiến hành download chương trình xuống PLC và kiểm tra. Trang 45
  45. Hướng dẫn thí nghiệm Vi xử lý & PLC Bài 6 PHÂN LOẠI VÀ ĐẾM SẢN PHẨM Cho một dây chuyền cơng nghiệp vận chuyển các sản phẩm cĩ chiều dài l. Các sản phẩm này cần được phân loại và đếm theo tiêu chuẩn sau: Nếu l d2 thì sản phẩm loại dài. Nếu d1 l < d2 thì sản phẩm loại vừa. Nếu l < d1 thì sản phẩm loại ngắn. Giả sử rằng khoảng cách giữa hai sản phẩm liên tiếp lớn hơn d2. Các cảm biến CB1, CB2, CB3 đặt dưới băng chuyền dùng để phân biệt chiều dài của sản phẩm. l X1 X2 X3 d1 d2 Trang 46
  46. Hướng dẫn thí nghiệm Vi xử lý & PLC 1. Thí nghiệm 1 – Phân loại sản phẩm vừa - Mơ hình dùng trong thí nghiệm 1 như sau: - Thực hiện kết nối các tín hiệu theo bảng sau: Ký hiệu Địa chỉ I/O Ý nghĩa PB1 I0.0 Cảm biến X1 PB2 I0.1 Cảm biến X2 PB3 I0.2 Cảm biến X3 PB4 I0.3 Nút nhấn START LP0 Q0.0 Điều khiển động cơ cho phép đưa sản phẩm vào (EN) LP1 Q0.1 Điều khiển băng chuyền hoạt động (M) LP2 Q0.2 Điều khiển cần gạt phân loại sản phẩm (R) LP3 Q0.3 Tín hiệu báo sản phẩm đầy  Mơ tả quá trình - Nhấn nút START (I0.3) để khởi động dây chuyền M (Q0.1). - Chờ 5s để băng chuyền chạy ổn định, sau đĩ cho phép đưa sản phẩm vào bằng cách khởi động động cơ EN (Q0.0). Trang 47
  47. Hướng dẫn thí nghiệm Vi xử lý & PLC - Bắt đầu phân loại và đếm sản phẩm loại vừa: + Nếu là sản phẩm loại vừa d1 l < d2 thì để cần gạt R bình thường cho sản phẩm đi qua (cho Q0.2 = 0). + Nếu khơng là sản phẩm loại vừa (cĩ thể là loại dài hoặc ngắn) thì xuất tín hiệu xoay cần gạt R cho sản phẩm đi sang hướng khác (cho Q0.2 = 1), tín hiệu này được giữ cho đến khi cĩ sản phẩm kế tiếp vào. - Mỗi lần cĩ một sản phẩm vừa qua thì dùng counter để đếm, khi đếm đủ 5 sản phẩm thì xuất tín hiệu báo đầy (cho Q0.3 = 1) và tạm ngưng đưa sản phẩm vào băng chuyền (cho Q0.0 = 0).  Hướng dẫn Để phân biệt sản phẩm cĩ thể thực hiện theo các bước sau: - Tại thời điểm X3 vừa tác động, dùng tiếp điểm phát hiện cạnh lên P. - Khi đĩ xét trạng thái của X1 và X2: + Nếu cả X1, X2 khơng tác động ta cĩ sản phẩm loại ngắn l < d1. + Nếu cả X1, X2 cùng tác động ta cĩ sản phẩm loại dài l d2. + Nếu X1 khơng tác động và X2 tác động ta cĩ sản phẩm loại vừa d1 l < d2.  Yêu cầu: Dùng Step7-Microwin soạn thảo chương trình thực hiện quá trình trên và lưu lại trên Desktop với tên TN1.mwp. Tiến hành download chương trình xuống PLC và kiểm tra. 2. Thí nghiệm 2 – Phân loại và đếm sản phẩm theo yêu cầu  Yêu cầu: Số sản phẩm cần đếm cho mỗi thùng là 10, trong đĩ cĩ tối thiểu 6 sản phẩm loại vừa, số phế phẩm (là sản phẩm loại ngắn hoặc loại dài) khơng được vượt quá 4 sản phẩm.  Thực hiện: - Nhấn nút START (I0.3) để khởi động dây chuyền M (Q0.1). - Chờ 5s để băng chuyền chạy ổn định, sau đĩ cho phép đưa sản phẩm vào bằng cách khởi động động cơ EN (Q0.0). - Bắt đầu phân loại và đếm sản phẩm: Trang 48
  48. Hướng dẫn thí nghiệm Vi xử lý & PLC + Nếu là sản phẩm loại vừa d1 l < d2 thì để cần gạt R bình thường cho sản phẩm đi qua (cho Q0.2 = 0), tăng bộ đếm sản phẩm lên 1. + Nếu là phế phẩm thì tăng bộ đếm phế phẩm lên 1 và: . Nếu trong giới hạn cho phép ( 4 phế phẩm) thì để cần gạt R bình thường cho sản phẩm đi qua (cho Q0.2 = 0), tăng bộ đếm sản phẩm lên 1. . Nếu vượt quá giới hạn cho phép thì xuất tín hiệu xoay cần gạt (cho Q0.2 = 1) đồng thời tăng số phế phẩm lên 1. - Khi đếm đủ 10 sản phẩm thì xuất tín hiệu báo đầy (cho Q0.3 = 1) và tạm ngưng đưa sản phẩm vào băng chuyền (cho Q0.0 = 0).  Yêu cầu: Dùng Step7-Microwin soạn thảo chương trình thực hiện quá trình trên và lưu lại trên Desktop với tên TN2.mwp. Tiến hành download chương trình xuống PLC và kiểm tra. 3. Thí nghiệm 3 – Phân loại sản phẩm vừa, ngắn, dài Trang 49
  49. Hướng dẫn thí nghiệm Vi xử lý & PLC - Thực hiện kết nối các tín hiệu theo bảng sau: Ký hiệu Địa chỉ I/O Ý nghĩa PB1 I0.0 Cảm biến X1 PB2 I0.1 Cảm biến X2 PB3 I0.2 Cảm biến X3 PB4 I0.3 Nút nhấn START LP0 Q0.0 Điều khiển động cơ cho phép đưa sản phẩm vào (EN) LP1 Q0.1 Điều khiển băng chuyền hoạt động (M) LP2 Q0.2 Điều khiển cần gạt RL LP3 Q0.3 Điều khiển cần gạt RS LP4 Q0.4 Tín hiệu báo sản phẩm đầy  Thực hiện: - Nhấn nút START (I0.3) để khởi động dây chuyền M (Q0.1). - Chờ 5s để băng chuyền chạy ổn định, sau đĩ cho phép đưa sản phẩm vào bằng cách khởi động động cơ EN (Q0.0). - Bắt đầu phân loại: + Nếu là phế phẩm loại ngắn thì cho RS = 1, RL = 0. + Nếu là phế phẩm loại dài thì cho RS = 0, RL = 1. + Nếu là sản phẩm loại ngắn thì cho RS = 0, RL = 0. - Đồng thời đếm tổng số phế phẩm loại ngắn và phế phẩm loại dài trong suốt thời gian làm việc.  Yêu cầu: Dùng Step7-Microwin soạn thảo chương trình thực hiện quá trình trên và lưu lại trên Desktop với tên TN3.mwp. Tiến hành download chương trình xuống PLC và kiểm tra. Trang 50
  50. Hướng dẫn thí nghiệm Vi xử lý & PLC Bài 7 ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THƠNG Thực hiện kết nối tín hiệu từ ngõ ra PLC đến các đèn giao thơng theo bảng sau: Ký hiệu Ngõ ra PLC Ý nghĩa FC-1R Q0.0 Đèn đỏ trạm 1 FC-1Y Q0.1 Đèn vàng trạm 1 FC-1G Q0.2 Đèn xanh trạm 1 FC-2R Q0.3 Đèn đỏ trạm 2 FC-2Y Q0.4 Đèn vàng trạm 2 FC-2G Q0.5 Đèn xanh trạm 2 FC-3R Q0.6 Đèn đỏ trạm 3 FC-3Y Q0.7 Đèn vàng trạm 3 FC-3G Q1.0 Đèn xanh trạm 3 FC-4R Q1.1 Đèn đỏ trạm 4 FC-4Y Q2.0 Đèn vàng trạm 4 FC-4G Q2.1 Đèn xanh trạm 4 W12R Q2.2 Đèn đỏ đi bộ 1 → 2 W12G Q2.3 Đèn xanh đi bộ 1 → 2 W23R Q2.4 Đèn đỏ đi bộ 2 → 3 W23G Q2.5 Đèn xanh đi bộ 2 → 3 W34R Q2.6 Đèn đỏ đi bộ 3 → 4 W34G Q2.7 Đèn xanh đi bộ 3 → 4 W14R Q3.0 Đèn đỏ đi bộ 1 → 4 W14G Q3.1 Đèn xanh đi bộ 1 → 4 1. Thí nghiệm 1 - Nguyên tắc điều khiển đèn giao thơng cho xe ở Trạm 1 và Trạm 2 như sau: Trạm 1 Xanh Vàng Đỏ Vàng Xanh Trạm 2 Đỏ Xanh Vàng Đỏ - Soạn chương trình sau và lưu với tên TN1.mwp và lưu ở Desktop. Trang 51
  51. Hướng dẫn thí nghiệm Vi xử lý & PLC Trang 52
  52. Hướng dẫn thí nghiệm Vi xử lý & PLC - Download chương trình xuống PLC và kiểm tra. Trang 53
  53. Hướng dẫn thí nghiệm Vi xử lý & PLC - Hãy xác định thời gian Xanh, Vàng, Đỏ cho mỗi trạm và điền vào bảng sau: Xanh Vàng Đỏ Trạm 1 Trạm2 2. Thí nghiệm 2 - Dựa vào chương trình TN1.mwp viết lại chương trình điều khiển đèn xe với thời gian như sau: Xanh Vàng Đỏ 8s 2s 10s - Lưu chương trình với tên TN2.mwp trên Desktop. 3. Thí nghiệm 3 - Dựa vào chương trình TN1.mwp viết lại chương trình điều khiển đèn xe với thời gian như sau: Trạm 1 Xanh 7s Vàng 2s Đỏ 11s Vàng 7s Xanh 2s Trạm 2 Đỏ 9s Xanh 9s Vàng 2s Đỏ 9s - Lưu chương trình với tên TN3.mwp trên Desktop. 4. Thí nghiệm 4 - Biết rằng đèn đi bộ trên 1 trạm (Trạm 1 hoặc Trạm 2) được điều khiển theo nguyên tắc sau: Đèn xe Đỏ Xanh Vàng Đèn bộ Xanh Đỏ - Dựa trên chương trình TN1.mwp hãy viết tiếp chương trình điều khiển đèn đi bộ cho Trạm 1 và Trạm 2 và lưu lại với tên TN4.mwp trên Desktop. 5. Thí nghiệm 5 - Viết chương trình tạo xung trên ngõ Q0.1 với chu kỳ 2s sáng, 3s tắt. Lưu chương trình lại với tên TN5.mwp trên Desktop. Trang 54
  54. Hướng dẫn thí nghiệm VXL & PLC Bài 8 Bài 8 ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY Thực hiện kết nối tín hiệu từ các ngõ vào ra PLC đến thang máy theo bảng sau: OC1 Input OC2 Output 1 I0.0 1 Q0.4 2 I0.1 2 Q0.5 3 I0.2 3 Q0.6 4 I0.3 4 Q0.7 5 I0.4 5 Q1.0 6 I0.5 6 Q1.1 7 I0.6 7 Q0.0 8 I0.7 8 Q0.2 9 I1.0 9 Q2.0 10 I1.1 10 Q2.1 11 I1.2 11 Q2.2 12 I1.3 12 Q2.3 13 GND 13 GND 14 I1.4 14 Q3.3 15 I1.5 15 16 I2.0 16 17 I2.1 17 18 I2.2 18 Q0.1 19 I2.3 19 20 I3.0 20 Q0.3 21 I3.1 21 22 I3.2 22 Q3.0 23 I3.3 23 Q3.1 24 +24V 24 Q3.2 25 +24V 25 +24V 1. Thí nghiệm 1: Hiển thị vị trí hiện tại của cabin  Yêu cầu: Mở chương trình mẫu điều khiển thang máy là Thangmay.mwp ở Desktop, vào chương trình con STATE_2 viết chương trình hiển thị vị trí hiện tại của cabin. Lưu lại với tên TN1.mwp trên Desktop, download xuống PLC và kiểm tra. Trang 55
  55. Hướng dẫn thí nghiệm VXL & PLC Bài 8  Hướng dẫn: Ở mỗi tầng cĩ gắn 1 LED 7 đoạn để báo vị trí hiện tại của cabin, LED này được điều khiển bởi 2 bit Q1.0 và Q1.1: Q1.0 Q1.1 LED 7 đoạn 0 0 0 1 0 1 0 1 2 Ở mỗi tầng cũng gắn 2 cơng tắc hành trình để xác định vị trí của cabin, LED báo tầng hoạt động khi cả 2 cơng tắc hành trình cùng tác động, bảng sau cho biết các cơng tắc hành trình đã nối với ngõ vào nào của PLC: Tầng Cơng tắc hành trình Ngõ vào PLC CB01 I0.0 Trệt CB02 I0.1 CB11 I2.0 1 CB12 I2.1 CB21 I0.3 2 CB22 I0.4 Đoạn chương trình sau hiển thị LED cho tầng trệt: Trong đĩ, các ký hiệu CB01, CB02, LED7_1, LED7_2 được định nghĩa trong Symbol Table như sau: Như vậy, khi cả hai cơng tắc hành trình CB01 và CB02 cùng tác động thì cabin đã đến tầng trệt, ta muốn hiển thị số 0 trên cửa cabin thì phải cho Q1.0 = 0 và Q1.1 = 0 bằng cách dùng lệnh reset bit (R). Sinh viên viết tiếp chương trình cho các tầng cịn lại. 2. Thí nghiệm 2: Hiển thị các mũi tên báo hiệu trên cửa thang máy  Yêu cầu: Mở chương trình TN1.mwp ở Desktop, vào chương trình con STATE_3 viết chương trình hiển thị các mũi tên báo hiệu trên cửa thang máy (viết vào Trang 56
  56. Hướng dẫn thí nghiệm VXL & PLC Bài 8 các Network 1, 2, 3,4). Lưu lại với tên TN2.mwp trên Desktop, download xuống PLC và kiểm tra.  Hướng dẫn: Ở mỗi tầng cĩ các nút nhấn để gọi thang máy và các mũi tên báo hiệu tương ứng: I0.2 Nút gọi thang xuống tầng trệt Tầng trệt Q0.4 Mũi tên chỉ thị gọi thang xuống tầng trệt I2.2 Nút gọi thang xuống tầng 1 Q2.0 Mũi tên chỉ thị gọi thang xuống tầng 1 Tầng 1 I2.3 Nút gọi thang lên tầng 1 Q2.1 Mũi tên chỉ thị gọi thang lên tầng 1 I0.5 Nút gọi thang lên tầng 2 Tầng 2 Q0.5 Mũi tên chỉ thị gọi thang lên tầng 2 Khi nhấn vào nút gọi thang thì mũi tên tương ứng sẽ sáng, và khi thang đến thì mũi tên sẽ tắt. Ví dụ, khi muốn gọi thang đến tầng trệt thì phải tác động vào ngõ I0.2, đồng thời cho mũi tên tương ứng sáng (cho Q0.4 = 1), khi thang đã đến tầng trệt thì tắt mũi tên này (cho Q0.4 = 0). Ví dụ, ở tầng trệt: Sinh viên viết tiếp chương trình cho các tầng cịn lại. 3. Thí nghiệm 3: Hiển thị LED trong cabin báo hiệu tầng đích muốn đến  Yêu cầu: Mở chương trình TN2.mwp ở Desktop, vào chương trình con STATE_3 viết chương trình hiển thị LED trong cabin báo hiệu tầng đích muốn đến (viết vào các Network 5, 6, 7). Lưu lại với tên TN3.mwp trên Desktop, download xuống PLC và kiểm tra.  Hướng dẫn: Khi vào trong cabin ta thấy trong đĩ cĩ các nút nhấn cho người dùng chọn tầng đích muốn đến, và khi nhấn vào các nút này sẽ sáng các đèn LED tương ứng. Trang 57
  57. 300K Hướng dẫn thí nghiệm VXL & PLC Bài 8 Bảng địa chỉ: I0.6 Điều khiển thang máy xuống tầng trệt I3.0 Điều khiển thang máy đến tầng 1 I1.5 Điều khiển thang máy lên tầng 2 Q0.6 LED báo hiệu tầng đích là tầng trệt Q2.2 LED báo hiệu tầng đích là tầng 1 Q3.2 LED báo hiệu tầng đích là tầng 2 Trang 58