Bài tập lớn: Vi xử lí GVHD: Ths. NGUYỄN THU HÀ Luận văn Đề tài: Đo tốc độ động cơ dùng 8051 Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 1 Bài tập lớn: Vi xử lí GVHD: Ths. NGUYỄN THU HÀ Mục lục Nội dung Nội dung 2 Lời nói đầu 3 CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 6 1. Giới thiệu tổng quan về họ Vi điều khiển 8051 6 2. Giới thiệu tổng quan về encoder 12 3. Giới thiều về một số linh kiện khác 19 3.1 Sơ lược về led 7 thanh 19 CHƯƠNG II. NỘI DUNG 27 1 – Lưu đồ thuật toán chương trình 27 2 – Phần lập trình và mô phỏng 29 CHƯƠNG III. KẾT LUẬN 37 1. Ưu điểm 37 2. Nhược điểm 37 Tài liệu tham khảo 39 Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 2 Bài tập lớn: Vi xử lí GVHD: Ths. NGUYỄN THU HÀ Lời nói đầu Ngày nay, với những ứng dụng của khoa học kỹ thuật tiên tiến, thế giới của chúng ta đã và đang ngày một thay đổi, văn minh và hiện đại hơn. Sự phát triển của kỹ thuật điện tử đã tạo ra hàng loạt những thiết bị với các đặc điểm nổi bật như sự chính xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ là những yếu tố rất cần thiết góp phần cho hoạt động của con người đạt hiệu quả cao. Các bộ điều khiển sử dụng vi điều khiển tuy đơn giản nhưng để vận hành và sử dụng được lại là một điều rất phức tạp. Các bộ vi điều khiển theo thời gian cùng với sự phát triển của công nghệ bán dẫn đã tiến triển rất nhanh, từ các bộ vi điều khiển 4 bit đơn giản đến các bộ vi điều khiển 32 bit, rồi sau này là 64 bit. Điện tử đang trở thành một ngành khoa học đa nhiệm vụ. Điện tử đã đáp ứng được những đòi hỏi không ngừng từ các lĩnh vực công – nông – lâm – ngư nghiệp cho đến các nhu cầu cần thiết trong hoạt động đời sống hằng ngày. Một trong những ứng dụng thiết thực trong đó là ứng dụng về đo và hiển thị tốc độ động cơ. Đây là một ứng dụng rất quan trọng được áp dụng trong nhiều lĩnh vực và dây chuyền sản xuất. Tốc độ động cơ sẽ được hiển thị trên màn hình nhờ led 7 thanh, Từ đó chúng ta có thể giám sát được tốc độ động cơ rùi có các quyết định điều khiển cho phù hợp với yêu cầu. Vì thế, với môn học Vi điều khiển này, em đã quyết định nhận làm bài tập lớn về đo tốc độ động cơ dùng 8051. Cụ thể trong bài tập này, chúng em sẽ ghép nối vi điều khiển 89C51RD2 với 4 led 7 thanh để hiển thị tốc độ động cơ, sử dụng encoder có 100(xung/vòng). Chúng em xin trình bày nội dụng cụ thể của bài Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 3 Bài tập lớn: Vi xử lí GVHD: Ths. NGUYỄN THU HÀ tập lớn như sau. Kính mong các thầy - cô xem và cho nhận xét, đánh giá để bài tập lớn được đầy đủ hơn. Chúng em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, Ngày 21/03/1013 Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 4 Bài tập lớn: Vi xử lí GVHD: Ths. NGUYỄN THU HÀ Đề bài: Ứng dụng họ vi điều khiển 8051 ghép nối 4 led 7 thanh dể hiển thị số đo tốc độ động cơ dùng encoder có 100(xung/vòng). Khoảng đo (0-2500)v/p. YÊU CẦU: Xây dựng mạch nguyên lí? Xây dựng thuật toán? Viết chương trình bằng hợp ngữ? Nhóm sinh viên thực hiện: 1. Nguyễn Tuấn Anh 2. Nguyễn Văn Anh 3. Nguyễn Ngọc Anh 4. Nguyễn Kim Biên 5. Trần Huy Bình 6. Lê Thanh Bình 7. Hà Văn Bình 8. Bùi Đức Chính 9. Nguyễn Quốc Chỉnh 10. Nguyễn Văn Công Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 5 Bài tập lớn: Vi xử lí GVHD: Ths. NGUYỄN THU HÀ CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1. Giới thiệu tổng quan về họ Vi điều khiển 8051 AT89C51 là một vi điều khiển 8 bit, chế tạo theo công nghệ CMOS chất lượng cao, công suất thấp với 4 KB PEROM (Flash Programeable and erasable read only memory). Các đặc điểm của 8951 được tóm tắt như sau: - 4KB bộ nhớ, có thể lập trình lại nhanh, có khả năng ghi xóa tới 1000 chu kỳ - Tần số hoat động từ 0 Hz đến 24 MHz - 3 mức khóa bộ nhớ lập trình - 2 bộ Timer/Counter 16 bit - 128 Byte RAM nội - 4 Port xuất/nhập (I/O) 8 bit - Giao tiếp nối tiếp - 64 KB vùng nhớ mã ngoài - 64 KB vùng nhớ dữ liệu ngoài - Xử lý Boolean (hoạt động trên bit đơn) - 210 vị trí nhớ có thể định vị bit - 4μs cho hoạt động nhân hoặc chia Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 6 Bài tập lớn: Vi xử lí GVHD: Ths. NGUYỄN THU HÀ a – Sơ đồ khối và sơ đồ chân của AT89C51 Hình 1 – Sơ đồ khối của AT89C51 Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 7 OTHER REGISTER 128 byte RAM 128 byte RAM 8032\8052 ROM 0K: 8031\8032 4K:8951 8K:8052 INTERRUPT CONTROL INT1\ INT0\ SERIAL PORT TEMER0 TEMER1 TEMER2 8032\8052 CPU OSCILATOR BUS CONTROL I/O PORT SERIAL PORT EA\ RST ALE\ PSEN\ P 0 P 1 P 2 P 3 Address\Data TXD RXD TEMER2 8032\8052 TEMER1 TEMER1 Bài tập lớn: Vi xử lí GVHD: Ths. NGUYỄN THU HÀ Hình 2 – Sơ đồ chân của AT89C51 b – Chức năng các chân của AT89C51 + Port 0 (P0.0 – P0.7 hay chân 32 – 39): Ngoài chức năng xuất nhập ra, port 0 còn là bus đa hợp dữ liệu và địa chỉ (AD0 – AD7), chức năng này sẽ được sử dụng khi AT89C51 giao tiếp với thiết bị ngoài có kiến trúc bus. Hình 3 – Port 0 Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 8 Bài tập lớn: Vi xử lí GVHD: Ths. NGUYỄN THU HÀ + Port 1 (P1.0 – P1.7 hay chân 1 – 8): có chức năng xuất nhập theo bit và byte. Ngoài ra, 3 chân P1.5, P1.6, P1.7 được dùng để nạp ROM theo chuẩn ISP, 2 chân P1.0 và P1.1 được dùng cho bộ Timer 2. Hình 4 – Port 1 + Port 2 (P2.0 – P2.7 hay chân 21 – 28): là một port có công dụng kép. Là đường xuất nhập hoặc là byte cao của bus địa chỉ đối với các thiết kế dùng bộ nhớ mở rộng. Hình 5 – Port 2 Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 9 Bài tập lớn: Vi xử lí GVHD: Ths. NGUYỄN THU HÀ + Port 3 (P3.0 – P3.7 hay chân 10 – 17): mỗi chân trên port 3 ngoài chức năng xuất nhập ra còn có một số chức năng đặc biệt sau: Bit Tên Chức năng chuyển đổi P3.0 RXD Dữ liệu nhận cho port nối tiếp P3.1 TXD Dữ liệu truyền cho port nối tiếp P3.2 INT0 Ngắt bên ngoài 0 P3.3 INT1 Ngắt bên ngoài 1 P3.4 T0 Ngõ vào của Timer/Counter 0 P3.5 T1 Ngõ vào của Timer/Counter 1 P3.6 WR Xung ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài P3.7 RD Xung đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài Hình 6 – Port 3 Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 10 [...]... Vi xử lí GVHD: Ths NGUYỄN THU HÀ Nguyên lý hoạt động của mạch : Khi ta ấn nút Start hệ thống sẽ bắt đầu làm việc, động cơ quay, Encoder gắn trên trục của động cơ sẽ cảm biến tốc độ, phát tín hiệu và chuyển tới mạch vi điều khiển Tại đây, tín hiệu sẽ được vi mạch xử lí và biến đổi để hiển thị trên 4 led 7 thanh Khi ấn nút Stop: hệ thống dừng mọi hoạt động Kết thúc 1 quá trình làm việc của mạch/ Trường... trở, Ohm (Ω) Điện trở có đơn vị tính là Ohm, viết tắt là Ω 3.4 Thạch anh dao động Hình dạng thực tế thạch anh dao động Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 25 Bài tập lớn: Vi xử lí GVHD: Ths NGUYỄN THU HÀ Thạch anh dao động có nhiệm vụ tạo ra các xung điều khiển thích hợp phục vụ cho vi điều khiển ở đây chúng ta sử dụng thạch anh dao động loại 12 MHZ 3.5 Điện trở treo Các điện trở treo được thay bằng điển trở... Vi điều khiển để điều khiển led 7 đo n Như vậy led 7 đo n nhận một dữ liệu 8 bit từ Vi điều khiển để điều khiển hoạt động sáng tắt của từng led led đơn trong nó, dữ liệu được xuất ra điều khiển led 7 đo n thường được gọi là "mã hiển thị led 7 đo n" Có hai kiểu mã hiển thị led 7 đo n: mã dành cho led 7 đo n có Anode(cực +) chung và mã dành cho led 7 đo n có Cathode(cực -) chung Chẳng hạn, để hiện thị... một vòng, thì nếu với Encoder 1000 lỗ chắc các bạn sẽ đếm đến sáng luôn Chưa kể, mỗi lần có những rung động nào đó mà ta không quản lý được, Encoder sẽ bị sai một xung Khi đó, nếu hoạt động lâu dài, sai số này sẽ tích lũy, ngày hôm nay sai một xung, ngày hôm sau sai một xung Đến cuối cùng, có thể động cơ quay 2 vòng rồi các bạn mới đếm được 1 vòng Để tránh điều tai hại này xảy ra, người ta đưa vào thêm... giải mã lệnh Khi thi hành chương trình trong ROM nội, PSEN sẽ ở mức thụ động (mức cao) + Vcc, GND: AT89C51 dùng nguồn một chiều có dải điện áp từ 4V – 5.5V được cấp qua chân 40 (+Vcc) và chân 20 (GND) 2 Giới thiệu tổng quan về encoder Encoder mục đích dùng để quản lý vị trí góc của một đĩa quay, đĩa quay có thể là bánh xe, trục động cơ, hoặc bất kỳ thiết bị quay nào cần xác định vị trí góc Encoder được... có nghĩa là đĩa đã quay được một vòng Đây là nguyên lý rất cơ bản của Encoder Tuy nhiên, những vấn đề được đặt ra là, làm sao để xác định chính xác hơn vị trí của đĩa quay (mịn hơn) và làm thế nào để xác định được đĩa đang quay theo chiều nào? Đó chính là vấn đề để chúng ta tìm hiểu về Encoder Hình sau sẽ minh họa nguyên lý cơ bản của hoạt động Encoder Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 14 Bài tập lớn:... 11000110 C6 D 10100001 A1 E 10000110 86 F 10001110 8E - 10111111 BF Bảng mã hiển thị led 7 đo n dành cho led 7 đo n có Cathode chung (các led đơn sáng ở mức 1): Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 22 Bài tập lớn: Vi xử lí GVHD: Ths NGUYỄN THU HÀ Số hiển thị trên led Mã hiển thị led 7 đo n Mã hiển thị led 7 đo n dạng 7 đo n dạng nhị phân thập lục phân 0 00111111 3F 1 00000110 06 2 01011011 5B 3 01001111 4F... một lỗ, chúng ta phải lập trình để thiết bị đo đếm lên 1 Do Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 12 Bài tập lớn: Vi xử lí GVHD: Ths NGUYỄN THU HÀ vậy, Encoder loại này có tên incremental Encoder (Encoder tăng lên 1 đơn vị) Nguyên lý hoạt động cơ bản của Encoder, LED và lỗ Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 13 Bài tập lớn: Vi xử lí GVHD: Ths NGUYỄN THU HÀ Nguyên lý cơ bản của Encoder, đó là một đĩa tròn xoay,... nối với chân h • Dữ liệu xuất có dạng nhị phân như sau : hgfedcba Bảng mã hiển thị led 7 đo n dành cho led 7 đo n có Anode chung (các led đơn sáng ở mức 0): Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 21 Bài tập lớn: Vi xử lí GVHD: Ths NGUYỄN THU HÀ Số hiển thị trên led Mã hiển thị led 7 đo n Mã hiển thị led 7 đo n dạng 7 đo n dạng nhị phân thập lục phân hgfedcba 0 11000000 C0 1 11111001 F9 2 10100100 A4 3 10110000... nếu led 7 đo n được nối với nguồn 5V Bưởng Kận - Điện1- K6_Haui Page 20 Bài tập lớn: Vi xử lí GVHD: Ths NGUYỄN THU HÀ Chân nhận tín hiệu a điều khiển led a sáng tắt, ngõ vào b để điều khiển led b Tương tự với các chân và các led còn lại b Kết nối với Vi điều khiển Ngõ nhận tín hiệu điều khiển của led 7 đo n có 8 đường, vì vậy có thể dùng 1 Port nào đó của Vi điều khiển để điều khiển led 7 đo n Như vậy . lớn về đo tốc độ động cơ dùng 8051. Cụ thể trong bài tập này, chúng em sẽ ghép nối vi điều khiển 89C51RD2 với 4 led 7 thanh để hiển thị tốc độ động cơ, sử. dây chuyền sản xuất. Tốc độ động cơ sẽ được hiển thị trên màn hình nhờ led 7 thanh, Từ đó chúng ta có thể giám sát được tốc độ động cơ rùi có các quyết