Thiết kế một hệ vi xử lý bao gồm cả việc thiết kế tổ chức phần cứng và viết phần mềm cho nền phần cứng mà ta thiết kế. Việc xem xét giữa tổ chức phần cứng và chương trình phần mềm cho một thiết kế là một vấn đề cần phải cân nhắc. Vì khi tổ chức phần cứng càng phức tạp, càng có nhiều chức năng hỗ trợ cho yêu cầu thiết kế thì phần mềm càng được giảm bớt và dễ dàng thực hiện nhưng lại đẩy cao giá thành chi phí cho phần cứng, cũng như chi phí bảo trì. Ngược lại với một phần cứng tối thiểu lại yêu cầu một chương trình phần mềm phức tạp hơn, hoàn thiện hơn; nhưng lại cho phép bảo trì hệ thống dễ dàng hơn cũng như việc phát triển tính năng của hệ thống từ đó có thể đưa ra giá cạnh tranh được.

Từ yêu cầu và nhận định trên ta có những định hướng sơ bộ cho thiết kế như sau:

1. Chọn bộ vi xử lý:

Từ yêu cầu dùng VXL 8 bit ta dự kiến dùng các chip vi điều khiển thuộc họ MCS-51 của Intel, mà cụ thể ở đây là dùng chip 89C51 vì những lý do sau:

+ AT89C51 thuộc họ MCS-51, là chip vi điều khiển 8 bít đơn chíp CMOS có hiệu suất cao, công suất nguồn tiêu thụ thấp và có 4 Kb bộ nhớ ROM Flash xoá được lập trình được. Chíp này được sản xuất dựa theo công nghệ bộ nhớ không mất nội dung có độ tích hợp cao của Atmael

+ AT89C51 có các đặc trưng chuẩn sau: 4Kb Flash, 128 byte RAM, 32 đường xuất nhập, bộ định thời / đếm 16 bit, một cấu trúc ngắn hai mức ưu tiên và 5 nguyên nhân ngắt, một port nối tiếp song song công, mạch dao động và mạch dao động và mạch tạo xung trên chíp.

Vì những lý do trên mà việc lựa chọn vi điều khiển 89C51 là một giải pháp hoàn toàn phù hợp cho thiết kế.

2. Tổ chức ngoại vi:

+ Xử lý tín hiệu vào ta dùng thiết bị chuyển đổi tương tự/ số (ADC) có 8 kênh vào tương tự kết nối với 8 tín hiệu đo nhiệt độ từ 0 ¸ 10V tương ứng với nhiệt độ từ 0o ¸ 200oC.

+ Xử lý việc hiển thị kết quả nhiệt độ trung bình ta dùng 3 LED 7 thanh để hiển thị tương ứng với các nhiệt độ trong dải 0 ¸ 2000C.

+ Tín hiệu cho phép chạy được xử lý bằng cách dùng một nút ấn Reset hệ thống.

+ Tín hiệu báo động được xử lý bằng một còi báo động kết nối với một cổng bất kỳ phục vụ cho vào/ra.

+ Nếu có yêu cầu dùng các phím để định các mode hoạt động, cũng như đặt lại giá trị MAX và MIN thì bàn phím cũng phải được kết nối với các cổng giao tiếp vào/ra (ở đây yêu cầu dùng 8255).

Tất cả các thiết bị phải được kết nối với nhau thông qua các bus cần thiết gồm bus dữ liệu, bus địa chỉ và bus điều khiển.

PHẦN I: THIẾT KẾ MẠCH PHẦN CỨNG

CHƯƠNG I: ĐỊNH HƯỚNG THIẾT KẾ

1. Chọn bộ vi xử lý

2. Tổ chức ngoại vi

CHƯƠNG II: NỘI DUNG THIẾT KẾ

I. Tổ chức phần cứng hệ VXL89C51

1. Hệ vi xử lý AT89C51

1.1 Sơ đồ chân hệ vi xử lý AT89C51

1.2 Tổ chức bộ nhớ

1.2.1 Cấu trúc chung của bộ nhớ

1.2.2 Bộ nhớ chương trình

1.2.3 Bộ nhớ số liệu

2. Tổ chức bộ nhớ (Memory Map)

3. Khối hiển thị

4. Khối các thiết bị giao tiếp/ghép nối

II. Giới thiệu linh kiện và tổ chức phối ghép

1. Thiết kế bộ nhớ

2. Vi mạch ADC0809

a. Bảng chân lý và sơ đồ chân của vi mạch ADC0809

b. Cấu trúc bên trong của ADC 0809

3.Vi mạch giao tiếp song song PPI 8255

a. Sơ đồ chân và sơ đồ chức năng của 8255A

b. Cấu trúc bên trong và hoạt động của 8255A

c. Từ điều khiển

d. Ghép nối 8255A với VXL8051

e. Ghép nối 8255A với thiết bị ngoại vi

4. Thiết kế khối hiển thị

5. Khối vào dữ liệu

6. Các vi mạch phụ trợ khác

a. Mạch giải mã 74LS138

b. Vi mạch chốt 74LS373

III. Sơ đồ thiết kế chi tiết

PHẦN II: THIẾT KẾ PHẦN MỀM LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN

1. Lưu đồ của chương trình

1.1 Chương trình chính

1.2 Chương trình đọc dữ liệu 8 kênh từ ADC

1.3. Chương trình tính giá trị trung bình của 8 kênh đọc được từ ADC

1.4. Chương trình tách số trung bình cộng ra hàng chục, đơn vị

1.5. Chương trình con quét phím

LỜI KẾT