Tải bản đầy đủ

Thiết kế chế tạo bộ điều khiển động cơ điện một chiều hiển thị LCD

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

MỤC LỤC
MỤC LỤC....................................................................................................................................................1
LỜI NÓI ĐẦU..............................................................................................................................................2
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG...............................................................................................................5

1.1.Khái quát về đề tài...........................................................................................................6
1.2.Cơ sở lí thuyết.................................................................................................................6
1.2.1.Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ.........................................................................6
1.2.2.Giới thiệu về động cơ điên một chiều.....................................................................................8

1.3.Kết luận phương pháp chọn để điều chỉnh tốc độ động cơ...........................................10
1.3.1.Giới thiệu phương pháp PWM..............................................................................................10
1.3.2.Nguyên lý hoạt động PWM...................................................................................................11
1.3.3.Cách tạo ra PWM điều khiển.................................................................................................12
1.3.4.Chọn phương pháp điều khiển tốc độ động cơ....................................................................14


1.4.IRF540N........................................................................................................................15
1.5.PC817............................................................................................................................16
1.6. IC7812 ,IC7805............................................................................................................16
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CHÍP AT89s52.......................................................................18

2.1.Giới thiệu về IC 89s52:.................................................................................................18
2.2 Cấu trúc ram nội của 89s52..........................................................................................21
2.2.1.Vùng bank thanh ghi:.............................................................................................................24
2.2.2.Vùng RAM định vị bit.............................................................................................................25

2.3 Bộ nhớ ngoài.................................................................................................................29
2.3.1. Truy xuất bộ nhớ mã ngoài...................................................................................................29
2.3.2 Truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài.............................................................................................30
2.3.3 Các lệnh điều khiển................................................................................................................32

2.4 .Giới thiệu về LCD........................................................................................................32
2.4.1. Hoạt động của LCD................................................................................................................32
2.4.2. Mô tả chân của LCD..............................................................................................................32
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CHẾ TẠO SẢN PHẨM............................................................................................35

3.1.Sơ đồ cấu trúc chung.....................................................................................................35
3.2. Tính toán và lưa chọn linh kiện cho mạch...................................................................39
3.4 Mạch in..........................................................................................................................44
3.5.Mạch thực tế..................................................................................................................45
3.6 Code lập trình cho Vi điều khiển...................................................................................46

GVHD: Nguyễn Phúc Đáo

1

SVTH: Đặng Trung Đức
Lê Văn Đức


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

KẾT LUẬN.................................................................................................................................................50



LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay công nghệ khoa học kỹ thuật không ngừng phát triển. Trong đó
nghành kỹ thuật điện tử đã đạt được nhiều thành tựu to lớn trong cuộc sống của
GVHD: Nguyễn Phúc Đáo

2

SVTH: Đặng Trung Đức
Lê Văn Đức


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

con người. Cùng với sự phát triển đó ngành công nghệ kỹ thuật điện - điện tử
cũng đã có những bước phát triển vượt bậc. Trong thời đại hiện nay máy móc
đã và đang dần thay thế con người làm việc và để làm được việc đó các động
cơ điện cũng rất quan trọng trong việc truyền động cho các cơ cấu đó. Gắn liền
với việc sử dụng động cơ là quá trình điều khiển động cơ sao cho phù hợp với
yêu cầu thực tế .
Với mong muốn tìm hiểu, ứng dụng những tiến bộ của khoa học kỹ thuật
hiện đại vào phục vụ sản xuất và phục vụ đời sống con người hơn nữa được sự
hướng dẫn và giúp đỡ của thầy Nguyễn Phúc Đáo, chúng em đã đã thực hiện đề
tài: “ Thiết kế chế tạo bộ điều động cơ điện một chiều ”.
Do trình độ hiểu biết còn hạn chế, nên dù cố gắng hết sức trong việc thực
hiện đề tài cũng không tránh khỏi thiếu sót. Mong các thầy(cô) chỉ bảo thêm để
em hiểu vấn đề được sâu sắc hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN

GVHD: Nguyễn Phúc Đáo

3

SVTH: Đặng Trung Đức
Lê Văn Đức


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
.............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
..........................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
......................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
........................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...........................................................................................................................
...............................................................................................................................
Hưng Yên,ngày... tháng...năm 2014
Giáo viên

NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG PHẢN BIỆN

GVHD: Nguyễn Phúc Đáo

4

SVTH: Đặng Trung Đức
Lê Văn Đức


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
.............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
..........................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
......................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
........................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...........................................................................................................................
...............................................................................................................................
.............................................................................................................................

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG
GVHD: Nguyễn Phúc Đáo

5

SVTH: Đặng Trung Đức
Lê Văn Đức


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

1.1.Khái quát về đề tài
Trong các ngành công nghiệp, công tác điều khiển vận hành các thiết bị
theo một quy trình nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất, nâng cao chất lượng sản
phẩm đồng thời tiết kiệm chi phí sản xuất giữ một vị trí quan trọng.
Với ưu điểm là điều khiển tốc độ động cơ dễ dàng, độ ổn định tốc độ cao nên
động cơ một chiều đã được sử dụng khá phổ biến như: truyền động cho một số
máy như máy nghiền, máy nâng, vận chuyển, điều khiển băng tải, điều khiển
các robot…
Trong quá trình làm việc, tốc độ của động cơ thường bị thay đổi do sự biến
thiên của tải, của nguồn và do đó gây ra sai lệch tốc độ thực với tốc độ đặt, làm
giảm năng suất của máy sản xuất Như ta biết rằng hầu hết các máy sản xuất đều
đòi hỏi có nhiều tốc độ, nhưng tuỳ theo từng công việc, điều kiện làm việc mà
ta lựa chọn các tốc độ khác nhau. Muốn có được các tốc độ khác nhau trên
máy, ta có thể thay đổi cấu trúc cơ học của máy như tỉ số truyền hoặc thay đổi
tốc độ của động cơ truyền động chính… Nhưng ở đây chúng ta chỉ khảo sát
theo phương pháp thay đổi tốc độ của động cơ truyền động. Ở động cơ một
chiều, việc điều chỉnh tốc độ động cơ có nhiều ưu việt hơn so với các loại động
cơ khác. Động cơ điện một chiều không những có khả năng điều chỉnh tốc độ
dễ dàng mà cấu trúc mạch lực, mạch điều khiển lại đơn giản hơn các loại động
cơ khác và đạt chất lượng điều chỉnh cao trong dải điều chỉnh rộng.
Chính vì vậy việc điều khiển tốc độ động cơ là một yêu cầu cần thiết và tất
yếu đối với các máy sản xuất trong các ngành công nghiệp hiện nay.
1.2.Cơ sở lí thuyết
1.2.1.Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ
Để điều khiển được động cơ một chiều,hay nói cách khác là điều chỉnh tốc
độ động cơ điện một chiều thì có nhiều cách khác nhau như:
+ Mắc thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng.
GVHD: Nguyễn Phúc Đáo

6

SVTH: Đặng Trung Đức
Lê Văn Đức


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

+ Thay đổi từ thông kích từ
+ Thay đổi điện áp phần ứng.
Phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thêm điện trở phụ vào mạch phần
ứng để tăng R ư chỉ cho phép điều chỉnh tốc độ quay trong vùng dưới tốc độ
quay định mức và luôn kèm theo tổn hao năng lượng trên điện trở phụ, làm
giảm hiệu suất của động cơ điện. Vì vậy phương pháp này ít dùng và chỉ dùng
trong cần trục.
Phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách mắc thay đổi từ thông ( Φ ) đựơc
sử dụng trong hệ truyền động có công suất lớn hoặc có yêu cầu về tốc độ làm
việc lớn hơn tốc độ cơ bản. Vì phương pháp này được thực hiện trên mạch kích
từ của động cơ ( phần kích từ có công suất rất nhỏ so với công súât động cơ)
nên dễ dàng thay đổi tốc độ và đạt hiệu quả kinh tế. Tuy nhiên, ta chỉ có thể
điều chỉnh theo hướng giảm từ thông, tức là điều chỉnh tốc độ trong vùng trên
tốc độ định mức và giới hạn điều chỉnh bị hạn chế bởi các điều kiện cơ khí và
đổi chiều của máy.
Phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện áp phần
ứng không gây thêm tổn hao trong động cơ điện nhưng đòi hỏi phải có nguồn
riêng, có điện áp điều chỉnh được. Phương pháp này cho phép điều chỉnh tốc độ
quay dưới tốc độ định mức vì không thể nâng cao điện áp hơn điện áp định
mức của động cơ điện.
Và để thực hiện việc điều chỉnh tốc độ theo các phương pháp điều chỉnh tốc
độ trên thì cần có các bộ biến đổi. Các bộ biến đổi đó sẽ cấp điện áp cho mạch
phần ứng động cơ hoặc mạch kích từ động cơ. Các bộ biến đổi được sử dụng
phổ biến trong công nghiệp hiện nay là:
+ Bộ biến đổi máy điện : gồm có động cơ sơ cấp kéo máy phát một chiều
hoặc máy điện khuếch đại

GVHD: Nguyễn Phúc Đáo

7

SVTH: Đặng Trung Đức
Lê Văn Đức


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

+ Bộ biến đổi từ : Khuếch đại từ
+ Bộ biến đổi chỉnh lưu bán dẫn : Chỉnh lưu Thysistor
+ Bộ biến đổi xung áp một chiều : Thysistor hoặc Tranzitor
Tương ứng với việc sử dụng các bộ biến đổi mà ta có các hệ truyền động
như sau :
+ Hệ truyền động máy phát - động cơ ( F - Đ)
+ Hệ truyền động máy điện khuếch đại - động cơ (MĐKĐ – Đ)
+ Hệ truyền động khuếch đại từ - động cơ ( KĐT- Đ)
+ Hệ truyền động chỉnh lưu thysistor - động cơ ( T- Đ) + Hệ truyền động
xung áp - động cơ ( XA – Đ)…
Ở đây chúng êm sử dụng phương pháp điều xung (tức thay đổi độ rộng
xung), sử dụng vi điều khiển AT89s525, độ rộng xung càng lớn thì động cơ
quay càng nhanh: Phương pháp PWM
1.2.2.Giới thiệu về động cơ điên một chiều

Hình 1: Động cơ điện một chiều
a. Nguyên lý chung

GVHD: Nguyễn Phúc Đáo

8

SVTH: Đặng Trung Đức
Lê Văn Đức


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Động cơ điện một chiều hoạt động dựa trên nguyên lý của hiện tượng cảm
ứng điện từ.
b. Cấu tạo chung
Động cơ điện một chiều bao gồm hai phần chính là:
- Phần tĩnh: Stato.
Đây là phần đứng yên của máy. Phần tĩnh bao gồm các bộ phận sau: cực từ
chính, cực từ phụ, gông từ và các bộ phận khác.
- Phần quay: Roto.
Roto của động cơ điện một chiều bao gồm các bộ phận sau: lõi sắt phần ứng,
dây quấn phần ứng, cổ góp và các bộ phận khác
c. Ứng dụng
Động cơ điện một chiều có rất nhiều ứng dụng trong dân dụng và trong
công nghiệp:
Trong dân dụng: động cơ điện một chiều thường dùng là các động cơ hoạt
động với điện áp thấp
Trong công nghiệp: động cơ điện một chiều được sử dụng ở những nơi có
yêu cầu Moment mở máy lớn hoặc phải thay đổi tốc độ trong phạm vi rộng
Động cơ điện một chiều có một phần rất quan trọng là :
Bộ phận chỉnh lưu nó có nhiệm vụ làm đổi chiều dòng điện của cuộn Roto
trong khi chuyển động quay của Roto là liên tục, thông thường bộ phận này là
bộ phận gồm có các bộ chổi than và bộ cổ góp. Đây là nhược điểm chính của
động cơ điện một chiều cổ góp làm cho cấu tạo phức tạp, đắt tiền, kém tin cậy
và nguy hiểm trong môi trường dễ nổ khi sử dụng cần phải có nguồn một chiều
hoặc bộ chỉnh lưu
Một trong những phương pháp điều khiển động cơ điện một chiều là sử
dụng mạch điều chế độ rộng xung (PWM)

GVHD: Nguyễn Phúc Đáo

9

SVTH: Đặng Trung Đức
Lê Văn Đức


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Ở đây chúng em lựa chọn phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ dùng
phương pháp PWM
1.3.Kết luận phương pháp chọn để điều chỉnh tốc độ động cơ
1.3.1.Giới thiệu phương pháp PWM
Phương pháp điều chế PWM có tên tiếng anh là Pulse Width Modulation
là phương pháp điều chỉnh điện áp ra tải hay nói cách khác là phương pháp
điều chế dựa trên sự thay đổi độ rộng của chuỗi xung vuông dẫn đến sự thay
đổi điện áp ra.
Sử dụng PWM điều khiển nhanh chậm của động cơ hay cao hơn nữa nó
còn được dùng để điều khiển ổn định tốc độ động cơ. Ngoài lĩnh vực điều
khiển hay ổn định tải thì PWM nó còn tham gia và điều chế các mạch nguồn
như là : boot, buck, nghịch lưu 1 pha và 3 pha...PWM chúng ta còn gặp nhiều
trong thực tế và các mạch điện điều khiển. Điều đặc biệt là PWM chuyên dùng
để điều khiển các phần tử điện tử công suất có đường đặc tính là tuyến tính khi
có sẵn 1 nguồn 1 chiều cố định.
Các PWM khi biến đổi thì có cùng 1 tần số và khác nhau về độ rộng của
sườn dương hoặc là sườn âm.

Hình 2: Đồ thị dạng xung điểu chế PWM
GVHD: Nguyễn Phúc Đáo

10

SVTH: Đặng Trung Đức
Lê Văn Đức


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

1.3.2.Nguyên lý hoạt động PWM
Đây là phương pháp được thực hiện theo nguyên tắc đóng cắt nguồn của
tải và một cách cho chu kỳ theo điều chỉnh thời gian đóng cắt phần tử thực hiện
nhiệm vụ đó trong mạch các van bán dẫn
Xét hoạt động cắt của các van bán dẫn. Dùng van đóng cắt bằng Mosfet
Giản đồ xung:

Hình 3: Sơ đồ dạng xung của van điều khiển và đầu ra
Nguyên lý: trong khoảng thời gian 0 -> to van G mở toàn bộ điện áp nguồn
Ud được đưa ra tải
Trong khoảng từ to -> 0 cho van G khóa, cắt nguồn cung cấp cho tải
Công thức tính giá trị trung bình của điện áp ra tải:
Ud = UMax (T1/T) (V)  Ud = Umax
T1 : Thời gian ở sườn dương ( khóa mở )
T : Thời gian xung của cả sường âm, sườn dương
Umax: là điện áp nguồn cung cấp cho tải
D = T1/T hệ số điều chỉnh tính bằng % tức là PWM từ đồ thị điều chế xung
ta có: Điện áp trung bình trên tải là:
Ud = 12 x 20 % = 24V (D = 20%)
GVHD: Nguyễn Phúc Đáo

11

SVTH: Đặng Trung Đức
Lê Văn Đức


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Ud = 12 x 40 % = 4,8V (D = 40 %)
Ud = 12 x 90% = 10,8V (D = 90%)
1.3.3.Cách tạo ra PWM điều khiển
Để tạo được ra PWM thì hiện nay có hai cách thông dụng : Bằng phần cứng
và bằng phần mềm. Trong phần cứng có thể tạo bằng phương pháp so sánh hay
là từ trực tiếp từ các IC dao động tạo xung vuông như : 555, LM556...Trong
phần mềm được tạo bằng các chip có thể lập trình được. Tạo bằng phần mềm
thì độ chính xác cao hơn là tạo bằng phần cứng. Nên người ta hay sử dụng phần
mềm để tạo PWM
a.Tạo bằng phương pháp so sánh
Để tạo được bằng phương pháp so sánh thì cần 2 điều kiện sau đây :
+ Tín hiệu răng cưa : Xác định tần số của PWM
+ Tín hiệu tựa là một điện áp chuẩn xác định mức công suất điều chế (Tín
hiệu DC)

GVHD: Nguyễn Phúc Đáo

12

SVTH: Đặng Trung Đức
Lê Văn Đức


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Xét sơ đồ mạch sau :

Hình 4: Tạo xung vuông bằng phương pháp so sánh
Chúng ta sử dụng một bộ so sánh điện áp 2 đầu vào là 1 xung răng cưa (Saw)
và 1 tín hiệu 1 chiều (Ref)
+ Khi Saw < Ref thì cho ra điện áp là 0V
+ Khi Saw > Ref thì cho ra điện áp là Ur max
Và cứ như vậy mỗi khi chúng ta thay đổi Ref thì Output lại có chuỗi xung độ
rộng D thay đổi với tần số xung vuông Output = tần số xung răng cưa Saw.
b. Tạo bằng phương pháp dùng IC dao động

GVHD: Nguyễn Phúc Đáo

13

SVTH: Đặng Trung Đức
Lê Văn Đức


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Như chúng ta đã biết thì có rất nhiều IC có thể tạo được trực tiếp ra xung vuông
mà không cần phải tạo tín hiệu tam giác làm gì vì trong đó nó đã tích hợp sẵn
hết cả rồi và ta chỉ việc lắp vào là xong. Em lấy ví dụ dùng dao động IC555 vì
con IC này vừa đơn giản lại dễ kiếm

Hình 5. Mạch tạo xung đơn giản dùng NE555
Với tần số xác định được là f = 1/(ln.C1.(R1+2R2) nên chỉ cần điều chỉnh R2 là
có thể thay đổi độ rộng xung dễ dàng. Ngoài 555 ra còn rất nhiều các IC tạo
xung vuông khác
d.Tạo xung vuông bằng phần mềm
Đây là cách tối ưu trong các cách để tạo được xung vuông. Với tạo bằng phần
mềm cho độ chính xác cao về tần số và PWM. Với lại mạch của chúng ta đơn
giản đi rất nhiều. Xung này được tạo dựa trên xung nhịp của CPU.
1.3.4.Chọn phương pháp điều khiển tốc độ động cơ
Với loai động cơ công suất nhỏ chúng em lựa chọn phương pháp điều khiển
bằng PWM , tạo xung vuông bằng phần mềm, mạch đơn giản dễ thiết kế và
điều khiển , độ chính xác cao về tần số và xung
GVHD: Nguyễn Phúc Đáo

14

SVTH: Đặng Trung Đức
Lê Văn Đức


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

1.4.IRF540N

Hình 6: Hình ảnh của IRF540N

IRF540N thuộc họ mofet loại N được kích dẫn bằng áp Ugs :
Ugs >0 thì IRF540N dẫn
Ugs= <0 thì IRF540N khóa( ở 0v thì nó không dẫn)
Dòng làm việc Max từ 23A 33A tùy nhiệt độ môi trường cao hay thấp
Điện áp làm việc Vdss=100 v MAX
Kích dẫn áp MAX +-20v
Thời gian trễ turn on ( 16ns) và turn off ( 47ns)
Tần số chuyển mạch cực đại là 1Mhz
GVHD: Nguyễn Phúc Đáo

15

SVTH: Đặng Trung Đức
Lê Văn Đức


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

1.5.PC817

Hình 7: Hình ảnh của PC817
Sơ đồ nguyên lí
- Nguyên lí hoạt động : khi cấp tín hiệu vào chân số 1, led phía trong opto nối
giữa chân 1 và chân 2 phát sáng , xảy ra hiệu ứng quang điện dẫn đến 3  4
thông
-Tác dụng : cách li điều khiển giữa 2 tầng mạch điện khác nhau
-Mục đích : nếu có sự cố từ tầng ứng dụng như cháy ,chập , tăng áp.... thì cũng
không làm ảnh hưởng tới tầng điều khiển

1.6. IC7812 ,IC7805

GVHD: Nguyễn Phúc Đáo

16

SVTH: Đặng Trung Đức
Lê Văn Đức


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Hình 8: Hình ảnh chung của IC78xx
IC7812, có tác dụng gim điện áp bằng 12v tại đầu ra khi đầu vào >=12v
IC7805 có tác dụng gim điện áp bằng 5v tại đầu ra khi đầu vào >=5v

GVHD: Nguyễn Phúc Đáo

17

SVTH: Đặng Trung Đức
Lê Văn Đức


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CHÍP AT89s52

2.1.Giới thiệu về IC 89s52:
Sơ đồ chân:

Sơ đồ chân
* Nhóm chân nguồn:
- VCC: chân 40, điện áp cung cấp 5VDC
- GND: chân 20(hay nối Mass).
* Nhóm chân dao động : gồm chân 18 và chân 19 (Chân XTAL1 và XTAL2),
cho phép ghép nối thạch anh vào mạch dao động bên trong vi điều khiển, được
GVHD: Nguyễn Phúc Đáo

18

SVTH: Đặng Trung Đức
Lê Văn Đức


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

sử dụng để nhận nguồn xung clock từ bên ngoài để hoạt động, thường được
ghép nối với thạch anh và các tụ để tạo nguồn xung clock ổn định.
. XTAL 1: Ngõ vào đến mạch khuếch đại dao động đảo và ngõ vào đến mạch
tạo xung clock bên trong.
. XTAL 2: Ngõ ra từ mạch khuếch đại dao động đảo.

* Chân chọn bộ nhớ chương trình: chân 31 (EA/VPP): dùng để xác định
chương trình thực hiện được lấy từ ROM nội hay ROM ngoại.
- Chân 31 nối mass: sử dụng bộ nhớ chương trình bên ngoài vi điều
khiển
- Chân 31 nối VCC: sử dụng bộ nhớ chương trình (4Kb) bên trong vi
điều
* RST(Chân RESET): Ngõ vào RST ở chân 9 là ngõ vào Reset dùng để thiết
lập trạng thái ban đầu cho vi điều khiển. Hệ thống sẽ được thiết lập lại các giá
trị ban đầu nếu ngõ này ở mức 1 tối thiểu 2 chu kì máy.
* Chân cho phép bộ nhớ chương trình PSEN:
GVHD: Nguyễn Phúc Đáo

19

SVTH: Đặng Trung Đức
Lê Văn Đức


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

PSEN ( program store enable) tín hiệu được xuất ra ở chân 29 dùng để truy
xuất bộ nhớ chương trình ngoài. Chân này thường được nối với chân OE
(output enable) của ROM ngoài.
Khi vi điều khiển làm việc với bộ nhớ chương trình ngoài, chân này phát ra
tín hiệu kích hoạt ở mức thấp và được kích hoạt 2 lần trong một chu kì máy
Khi thực thi một chương trình ở ROM nội, chân này được duy trì ở mức logic
không tích cực (logic 1)
(Không cần kết nối chân này khi không sử dụng đến).
* Chân ALE :(chân cho phép chốt địa chỉ-chân 30)
Khi Vi điều khiển truy xuất bộ nhớ từ bên ngoài, port 0 vừa có chức năng là
bus địa chỉ, vừa có chức năng là bus dữ liệu do đó phải tách các đường dữ liệu
và địa chỉ. Tín hiệu ở chân ALE dùng làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp
các đường địa chỉ và các đường dữ liệu khi kết nối chúng với IC chốt.
Các xung tín hiệu ALE có tốc độ bằng 1/6 lần tần số dao động đưa vào Vi
điều khiển, như vậy có thể dùng tín hiệu ở ngõ ra ALE làm xung clock cung
cấp cho các phần khác của hệ thống.
*Ghi chú : khi không sử dụng có thể bỏ trống chân này .
* Nhóm chân điều khiển vào/ra:
+ Port 0:
gồm 8 chân (từ chân 32 đến 39) có hai chức năng:
- Chức năng xuất/nhập :các chân này được dùng để nhận tín hiệu từ bên
ngoài vào để xử lí, hoặc dùng để xuất tín hiệu ra bên ngoài, chẳng hạn xuất tín
hiệu để điều khiển led đơn sáng tắt.
- Chức năng là bus dữ liệu và bus địa chỉ (AD7-AD0) : 8 chân này (hoặc Port
0) còn làm nhiệm vụ lấy dữ liệu từ ROM hoặc RAM ngoại (nếu có kết nối với
bộ nhớ ngoài), đồng thời Port 0 còn được dùng để định địa chỉ của bộ nhớ
ngoài.
+ Port 1 (P1):
gồm 8 chân (từ chân 1 đến chân , chỉ có chức năng làm các đường xuất/nhập,
GVHD: Nguyễn Phúc Đáo

20

SVTH: Đặng Trung Đức
Lê Văn Đức


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

không có chức năng khác.
+ Port 2 (P2) :
gồm 8 chân (từ chân 21 đến chân 28) có hai chức năng:
- Chức năng xuất/nhập
- Chức năng là bus địa chỉ cao (A8-A15): khi kết nối với bộ nhớ ngoài có
dung lượng lớn,cần 2 byte để định địa chỉ của bộ nhớ, byte thấp do P0 đảm
nhận, byte cao do P2 này đảm nhận.
+ Port 3 (P3):
gồm 8 chân (từ chân 10 đến 17):
Chức năng xuất/nhập
Với mỗi chân có một chức năng riêng:
P3.0 RxD : Ngõ vào nhận dữ liệu nối tiếp
P3.1 TxD : Ngõ xuất dữ liệu nối tiếp
P3.2 INT0: Ngõ vào ngắt cứng thứ 0
P3.3 INT1: Ngõ vào ngắt cứng thứ 1
P3.4 T0

: Ngõ vào của Timer/Counter thứ 0

P3.5 T1 : Ngõ vào của Timer/Counter thứ 1
P3.6 WR : Ngõ điều khiển ghi dữ liệu lên bộ nhớ ngoài
P3.7 RD : Ngõ điều khiển đọc dữ liệu từ bộ nhớ bên ngoài
P1.0 T2

: Ngõ vào của Timer/Counter thứ 2

P1.1 T2X : Ngõ Nạp lại/thu nhận của Timer/Counter thứ 2
2.2 Cấu trúc ram nội của 89s52
Bản đồ bộ nhớ Data trên Chip như sau:

GVHD: Nguyễn Phúc Đáo

21

SVTH: Đặng Trung Đức
Lê Văn Đức


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

GVHD: Nguyễn Phúc Đáo

22

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

SVTH: Đặng Trung Đức
Lê Văn Đức


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

GVHD: Nguyễn Phúc Đáo

23

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

SVTH: Đặng Trung Đức
Lê Văn Đức


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

- AT8951 có 128 byte RAM nội có địa chỉ từ 00H đến FFH
2.2.1.Vùng bank thanh ghi:
Bao gồm 32 byte bắt đầu từ 00H->1FH được chia thành 4 bank , mỗi bank
bao gồm 8 thanh ghi:
Bank 0: từ 00H -> 07H
Bank 1: từ 08H -> 0FH
Bank 2: từ 10H -> 17H
Bank 0: từ 18H -> 1FH
Mỗi bank bao gồm 8 thanh ghi từ Ro -> R7
Bank 0: R0 = 00H, R1 = 01H
Bank 1: R0 = 08H, R1 = 09H

GVHD: Nguyễn Phúc Đáo

24

SVTH: Đặng Trung Đức
Lê Văn Đức


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Tại một thời điểm chương trình có thể hoạt động cới 1 bank thanh ghi hoặc
định là bank 0
2.2.2.Vùng RAM định vị bit
Gồm 16 byte có địa chỉ từ 20H -> 2FH trong vùng này ta có thể tác động
tới từng bit. Có nghĩa là có thể set bit đó lên 1 hoặc clear bit đó về 0
Có 128 bit trong vùng RAM định vị có địa chỉ từ 00H -> 7FH
1. Vùng RAM đa dụng:
Có địa chỉ từ 30H -> 7FH (80 byte) có thể sử dụng làm bất cứ công việc
gì trong chương trình
2. Vùng các thanh ghi đặc biệt:
Có địa chỉ từ 80H -> FFH
+ thanh ghi tích lũy A (AC: Accumulartor) là thanh ghi trung tâm thường
được sử dụng để chứa lưu giá trị trong các lệnh chương trình có địa chỉ là E0H
+ Thanh ghi B: có địa chỉ là FH là thanh ghi được dùng kết hợp với
thanh ghi A trong các phép toán
+ Thanh ghi PSW (Program status word):
+ Là thanh ghi chứa trạng thái của chương trình
Trạng thái chương trình ở địa chỉ DOH được tóm tắt như sau:

BIT

SIMPLE

ADDRESS

PSW.7

CY

D7H

Cary Flag

PSW.6

AC

D6H

Auxiliary Cary Flag

PSW.5

F0

D5H

Flag 0

GVHD: Nguyễn Phúc Đáo

25

DESCRIPTION

SVTH: Đặng Trung Đức
Lê Văn Đức


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×