thiết kế hệ thống đo tốc độ động cơ sử dụng máy phát tốc hiển thị trên LCD

LỜI NÓI ĐẦU
Trong quá trình sản xuất hiện đại, đo tốc độ động cơ là việc làm không thể
thiếu, nó giúp cho quá trình giám sát sản xuất nhah hơn, tốt hơn, cho ra những sản
phẩm như ý, chính xác. Nếu ta không đo được tốc độ của động cơ thì không thể
điều khiển tốc độ chính xác được. Với những máy móc hiện đại như ngày nay,
trong quá trình sản xuất luôn chạy với nhiều tốc độ khác nhau, tùy theo mỗi giai
đoạn làm việc của nó, chính vì thế mà ta cần phải biết tốc độ động cơ là bao nhiêu
để điều chỉnh cho phù hợp. Ngồi trên ghế trường đại học em được trang bị một số
kiến thức về lĩnh vực này, thấy được tầm quan trọng của nó và để tìm hiểu kỹ hơn
thầy giáo đã giao cho em bài tập “ Thiết kế hệ thống đo tốc độ động cơ sử dụng
máy phát tốc hiển thị trên LCD“ để làm cơ sở cho sự phát triển các môn chuyên
ngành.
Với đề tài trên yêu cầu người làm phải nắm vững được các phương pháp đo
tốc độ động cơ, do vậy người làm đề tài này ta cần tìm hiểu phương pháp đo tốc độ
động cơ sử dụng máy phát tốc, các linh kiện sử dụng, cảm biến tốc độ, về mạch
phần cứng, lưu đồ thuật toán và lập trình cho mạch. Trong đề tài này dùng máy
phát tốc để đọc tốc độ của roto động cơ
Bài làm của em còn nhiều sai sót mong quý thầy cô thông cảm. Em xin
chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Tiến đã truyền cho em kiến thức để em có
thể hoàn thành bài tập này.
Em xin chân thành cám ơn !
Hải phòng năm 2012
Sinh viên
Lê Thanh Phương
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ
1.1Tổng quan về mạch
Mạch do tốc độ hiển thị trên LCD sẽ có những phần tử chính gồm
+ Vi điều khiển 8051
+Màn hình LCD 16x2
+ ADC0804
+Máy phát tốc 1 chiều (mô tả trong mạch là biến trở VR1)

+Các phần tử điện khác
1.2 Nguyên lí đo tốc độ
- Trục của động cơ gắn đồng trục với trục máy phát tốc,khi động cơ quay
trục của máy phát tốc quay cùng tốc độ động cơ,và lúc này máy phát tốc hoạt động
như một máy phát điện 1 chiêu (tốc độ quay roto tỉ lệ với điện áp đầu ra)
- Khi tín hiệu điện áp từ máy phát tốc chuyển đến ADC0804 thì ADC0804
có nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu tương tự (Điện áp) thành tín hiệu số
- Tín hiệu số từ ADC0804 được đưa vào VĐK 8051 ,bằng các phép toán ta
lập trình bên trong vi điều khiển ,vi điều khiển sẽ tính toán và đưa ra kết quả xuất
ra LCD
Tốc độ được đưa ra
dưới dạng điện áp
thông qua máy phát
tốc
ADC0804 chuyển
đổi tín hiệu điện áp
từ máy phát tốc
sang tìn hiệu số
Vi xử lý xử lý tín
hiệu đưa ra từ
ADC0804 xuất ra
LCD
CHƯƠNG II : XÂY DỰNG MẠCH PHẦN CỨNG
2.1 Sơ đồ khối
Cấu trúc chung của hệ thống
- nút ấn: giao tiếp với vi sử lý ,dùng hiện thị trên LCD
- Bộ chuyển đổi ADC chuyển đổi tín hiệu Analog từ khối công suất thành tín hiệu
Digital
- Khối hiểu thi LCD hiển thị tốc độ
- Vi sử lí : nhận tín hiệu từ bộ chuyển đổi ADC , giao tiếp với nút ấn , hiển thị dữ

liệu trên LCD
- Khối động cơ,máy phát tốc
- khối nguồn để cung cấp nguồn cho mạch điều khiển
2.2.Chức năng của các khối
2.2.1. Khối nguồn
- chức năng cung cấp nguồn cho mạch điều khiển
- sơ đồ nguyên lý của khối nguồn
Nút nhấn
Bộ chuyển đổi
ADC
Khối hiển thị
LCD

Vi xử lí
Khối động cơ,máy
phát tốc
- +
D 1
2
1
3
4
U 1
L M 7 8 0 5
I N
1
O U T
3
G N D
2

U 2
L M 7 9 0 5
G N D
1
O U T
3
I N
2
C 1
C 2
C 3
C 4
C 5
J 3
C O N 3
1
2
3
J 4
C O N 3
1
2
3
-các thành phần trong khối nguồn :
a) Diode bán dẫn:
- Khi đã có được hai chất bán dẫn là P và N , nếu ghép hai chất bán dẫn theo một
tiếp giáp P-N ta được một Diode, tiếp giáp P-N có đặc điểm: Tại bề mặt tiếp xúc,
các điện tử dư thừa trong bán dẫn N khuyếch tán sang vùng bán dẫn P để lấp vào
các lỗ trống => tạo thành một lớp Ion trung hoà về điện => lớp Ion này tạo thành
miền cách điện giữa hai chất bán dẫn.

Kí hiệu
- Các loại Diode: diode zener, diode quang, diode biến dung, diode nắn điện,…
- Diode dẫn khi được phân cực thuận (U
AK
> 0)
- Diode phát quang ( Light Emiting Diode: LED): là Diode phát ra
ánh sáng khi được phân cực thuận, điện áp làm việc của LED khoảng 1,7 đến 2,2V
dòng qua LED khoảng từ 5mA đến20mA. Led được sử dụng để làm đèn báo
nguồn, đèn nháy trang trí, báo trạng thái có điện . vv…
- Trong mạch chỉnh lưu, Diode có thể được tích hợp thành Diode cầu.
b) Tụ điện:
-Tụ điện là một linh kiện điện tử thụ động, là phần tử có giá trị dòng điên qua nó tỷ
lệ với tốc độ biến đổi của điện áp trên nó theo thời gian. Tụ điện đươc chia thành
hai loại: tụ phân cực và tụ không phân cực.
-Tụ điện có hai bản cực làm bằng chất dẫn điện đặt song song, ở giữa có lớp cách
điện.
- Các loại tụ thường gặp ở hai nhóm có trị số cố định hay có trị số thay đổi được.
Theo đặc điểm laọi vật liệu sử dụng khi chế tạo, tụ điện đựơc phân chia thành các
loại sau:
+ Tụ gốm.
+ Tụ mica
+ Tụ polistiren.
+ Tụ polycacbonat.
+ Tụ poyeste
+ …
- Tụ điện có giá trị điện dung thay đổi được bao gồm hai dạng cơ bản.
+ Dạng tụ điều chuẩn dung điện môi là lớp không khí giữa 2 bộ cánh cách
kim loại nhôm lắp xen kẽ nhau một cách cố định, bộ kia có thể xoay 180
0
nhờ một

trục quay.
+ Dạng tụ tinh chỉnh dùng mica làm vật liệu điện môi cách ly giữa hai hay
nhiều phiến kim loại xen kẽ, điện dung thay đổi được nhờ xoay vít trục để đều
chỉnh phần điện tích trùng nhau giữa các phiến kim loại, phần trùng càng nhiều thì
giá trị tụ càng tăng.
- Kí hiệu:
c) IC ổn áp 7805: là loại IC dùng để
ổn định điện áp +5V đầu ra
- Output (3): Chân điện áp ra 5V.
- Command (2): Chân nối mass.
- Input (1) : Chân điện áp vào.
- Điện áp ngõ vào Vin>=5V (lớn hơn
từ 3V hay 4V), điện áp ngõ ra Vout =5V.
- Chân nối mass cũng rất quan trọng,
nếu chân này bị hở thì áp tại ngõ ra sẽ có thể bằng
với điện áp ngõ vào. Điều này sẽ rât nguy hiểm
nếu vi xử lý nhận được mức điện áp này.
+ IC ổn áp 7905:là loại IC dùng để ổn định điện áp -5V đầu ra

-Output(3):chân điện áp ra -5V
- Input(2): chân điện áp vào
- Command(1) chân nối mass
2.2.2. Khối hiển thị LCD
- Chức năng của LCD trong hầu hết các mạch, các bộ điều khiển đảm nhân vai trò
hiển thị các thông số, các thông tin mà chúng ta muốn nhập vào hay các thông tin
xử lý mà bộ điều khiển đang hoạt động đựoc hiển thị ra màn hình, giúp chúng ta
giao tiếp gần hơn với quá trình hoạt đông của hệ thống. Loại LCD mà chúng ta sử
dụng là loại SD-DM1602A 2 dòng mổi dòng 16 kí tự, loại này do Trung Quốc sản
xuất .
Nó có 16 chân như hình vẽ.

Trong ú chỳng ta cú th thy 2 chõn 1,2 c cp ngun cho LCD hot ng,
chõn th 3 (chõn VEE) c ni vo u ra ca bin tr dựng iu chnh
tng phn (phi iu chnh VSS hp lý thỡ LCD mi hin th c) 2 chõn 15,16
õy l 2 chõn cp ngun dung bt ốn ca LCD t chõn 4->14 l cỏc chõn iu
khin c ni vi vi iu khin, cỏc chõn 4,5,6 c iu khin hot ng ca
LCD, cỏc chõn cũn li l 8 bit Data dựng truyn nhn d liu.
Trong bi tp ny ta s dng mt LCD gii thiu cng nh hin th nhng
thụng tin cn thit khỏc, ng thi hc cỏch giao tip gia hai vi x lý. Do LCD
tiờu th dũng khỏ ln c bit l khi bt ốn nn, lm mau ht cquy nờn ch s
dng LCD vi nhng trng hp c th. bt tt ốn nn,s dng mt búng
thun A1015, c iu khin bi chõn P0.7 ca vi iu khin. Khi P0.7=0 thỡ
búng thụng, cc A ca LCD c ni vi ngun 5V, ốn nn sỏng v ngc li.
Ngoi ra trong khi cũn s dng mt bin tr 10k to in ỏp ra a vo chõn VEE
ca LCD iu chnh tng phn. Khi in ỏp
EE
0
V
U

thỡ tng phn l
ln nht,
EE
5
V
U

V thỡ tng phn l nh nht.
*s nguyờn lý ca khi hin th LCD
LCD hiển thị đợc 2 hàng mỗi hàng hiển thị đợc 16 ký tự (LCD có 14 chân) nh đợc
minh hoạ trên hình.

Thông số của LCD :
+Kích thớc hiển thị : 16 ký tự x 2 dòng.
+Màu hiển thị: đen/trắng
+Chế độ giao tiếp : 8 bít và 4 bít
+Cỡ chữ hiển thị : 5x7 hoặc 5x10
_ LCD có tổng số 14 chân chia làm 3 nhóm:
Nhóm 1: (3 chân) Cấp nguồn VDD, VSS : cấp 5V, 0V
VEE: thay đổi điện áp để thay đổi độ tơng phản
Nhóm 2: (8 chân) Vào ra thông tin với VĐK : Từ chân D0-D7
Nhóm 3 : (3 chân) Điều khiển việc vào ra thông tin : E,RS,R/W
E :(bật /tắt ) (cho phép/ không cho phép trao đổi thông tin với VĐK )
RS :(loại thông tin trao đổi)Thông tin trao đổi là lệnh điều khiển hay à
dữ liệu để hiển thị
R/W : (hớng truyền của thông tin) đọc trạng thái từ LCD hay thông
tin do VĐK gửi vào LCD để hiển thị
Cụ thể tên gọi và mô tả chức năng các chân đợc tổng kết trong bảng sau:
Interface Pin Connections
Chân
số
Ký
hiệu
Tên Mô tả chức năng
1 VSS
Cấp nguồn
0V (GND)
2 VDD
Cấp nguồn
Nối với dơng nguồn (+4.5V~+5.5V)
3 VEE Contrast
điều chỉnh điện áp chân này sẽ tăng giảm độ t-

ơng phản của LCD. cho nên nó thờng đợc nối
với biến trở.
4 RS
Chọn thanh ghi
Nếu RS=0 : LCD nhận lệnh từ VĐK
Nếu RS=1: LCD nhận dữ liệu từ VĐK để hiển
thị
5 RW Read/Write
Chọn chức năng ghi/ đọc
RS=1 : chọn chức năng đọc dữ liệu từ LCD
vào VĐK
RS=0 : chọn chức năng ghi dữ liệu từ VĐKvào
LCD để hiểnt thị
6 E Read Write enable
Cho phép/ ko cho phép LCD trao đổi thông tin
với VĐK.
Chỉ khi E chuyển từ 10 thì tín hiệu ở các
chân D0-D7 mới đợc đa vào LCD.
7 D0
Data bus 0-7
8 chân này đợc nối
với VĐK để vào/ra
thông tin
8 D1
9 D2
10 D3
11 D4
12 D5
13 D6
14 D7

_ Từ những đặc điểm và chức năng đã đợc đề cập ở trên ta có thể đi tới việc
hình thành việc ghép nối của LCD với vi điều khiển nh sau:
Nh trên hình minh hoạ ta có thể thấy các chân D0-D3 là đờng tín hiệu 2 chiều (để
trao đổi thông tin Vi điều khiển và LCD). 3 chân điều khiển RS, R/W, E là chân
đa tín hiệu điều khiển từ Vi điều khiển tới LCD nên nó chỉ là đờng tín hiệu 1
chiều thôi.
Vì chân Contrast (VEE) điều chỉnh độ tơng phản của LCD nên ta cấp nguồn cho nó
thông qua biến trở (nh hình vẽ)
Cấu trúc bộ nhớ trong LCD.
Màn hiển thị của LCD nói chung có thể lên tới hơn 40 ký tự trên một dòng
và một màn có thể có tới 4 dòng.Trong đó có một bộ RAM để chứa mã 80 ký tự
gọi là bộ nhớ DDRAM(display data ram),màn hiển thị có thể dịch cả màn để
quan sát đợc các ký tự khác.
Bộ ký tự hiển thị : Bộ hiển thị có thể hiển thị đợc các ký tự đã đợc lập trình
trớc hoặc các ký tự do ngời dùng định nghĩa.Trong bộ điều khiển hiển thị có một
bộ nhớ ROM dùng để phát ký tự, trong Rom này chứa 192 ký tự,khi cần chọn
những ký tự này thì nó đợc chọn thông qua từng mã của nó, có tới 96 mã ký tự
ASCII, 64 mã ký tự tiếng Nhật, 32 ký tự đặc biệt khác. Trong bộ điều khiển LCD
cũng có một bộ RAM gọi là CGRAM(character generator ram) trong bộ nhớ
này lu 8 ký tự do ngời dùng định nghĩa, các ký tự đầu tiên phải viết vào CGRAM
trớc rồi sau đó mới hiển thị ra màn hiển thị đợc
2.2.3:Nỳt nhn
1) Chc nng: hin th v xúa hin th trờn mn hỡnh LCD
2) S nguyờn lý mch nỳt nhn:
- Các nút ấn khi chưa ấn cho mức lojic cao (1) ,khi ấn cho mức lojic thấp (0)
- Trong mô phỏng sẽ có 2 nút ấn (START và STOP) với chức năng hiển thị và tắt
hiển thị động cơ trên LCD
2.2.4 Vi xử lí - AT89C51:
Từ yêu cầu của bài toán ta chọn chip vi điều khiển thuộc họ MCS-51 của
Intel, mà cụ thể ở đây là họ 8051 vì những lý do sau:

 Thứ nhất họ 8051 là chip vi điều khiển. Đặc điểm của các chip này
nói chung là nó được tích hợp với đầy đủ chức năng của một hệ vi xử lý nhỏ, rất
thích hợp với những thiết kế hướng điều khiển. Tức là trong nó bao gồm: mạch vi
xử lý, bộ nhớ chương trình và dữ liệu, bộ đếm, bộ tạo xung, các cổng vào-ra nối
tiếp và song song, mạch điều khiển ngắt.
 Thứ hai là, họ vi điều khiển 8051 cùng với các họ vi điều khiển khác
nói chung trong những năm gần đây được phát triển theo các hướng sau:
- Giảm nhỏ dòng tiêu thụ.
- Tăng tốc độ làm việc hay tần số xugng nhịp của CPU.
- Giảm điện áp nguồn nuôi.
- Có thể mở rộng nhiều chức năng trên chip, mở rộng cho các thiết kế lớn.
Những đặc điểm đó dẫn đến đạt được hai tính năng quan trọng là: giảm
công suất tiêu thụ và cho phép điều khiển thời gian thực nên về mặt ứng dụng nó
rất thích hợp với các thiết kế hướng điều khiển.
 Thứ ba là, vi điều khiển thuộc họ MCS-51 được hỗ trợ một tập lệnh
phong phú nên cho phép nhiều khả năng mềm dẻo trong vấn đề viết chương trình
phần mềm điều khiển.
 Thứ tư là, dung lượng bộ nhớ trương trình và bộ nhớ dữ liệu lớn.
 Cuối cùng là, các chip thuộc họ MCS-51 hiện đuộc sử dụng rất phổ
biến và được coi là chuẩn công nghiệp cho các thiết kế khả dụng. Mặt khác, qua
việc khảo sát thị trường linh kiện việc có được chip 8051 là dễ dàng nên mở ra khả
năng thiết kế thực tế.
Vì những lý do trên mà việc lựa chọn vi điều khiển họ 8051 là một giải
pháp hoàn toàn phù hợp cho thiết kế.
Đặc điểm chính của họ vi xử lý 8051:
- 4k byte ROM, 128k byte RAM.
- 4 port I/O 8 bit.
- 2 bộ đếm/ định thời 16 bit.
- Mạch giao tiếp nối tiếp.
- 64k byte không gian nhớ chương trình ngoài.

- 64k byte không gian nhớ dữ liệu mở rộng.
- Một bộ xử lý bit ( thao tác trên các bit riêng rẽ ).
- 210 vị trí nhớ được định địa chỉ, mỗi vị trí 1 bit.
- Nhân /chia trong 4 µs.
X1
XTAL2
18
XTAL1
19
ALE
30
EA
31
PSEN
29
RST
9
P0.0/AD0
39
P0.1/AD1
38
P0.2/AD2
37
P0.3/AD3
36
P0.4/AD4
35
P0.5/AD5
34
P0.6/AD6

33
P0.7/AD7
32
P1.0
1
P1.1
2
P1.2
3
P1.3
4
P1.4
5
P1.5
6
P1.6
7
P1.7
8
P3.0/RXD
10
P3.1/TXD
11
P3.2/INT0
12
P3.3/INT1
13
P3.4/T0
14
P3.7/RD

17
P3.6/WR
16
P3.5/T1
15
P2.7/A15
28
P2.0/A8
21
P2.1/A9
22
P2.2/A10
23
P2.3/A11
24
P2.4/A12
25
P2.5/A13
26
P2.6/A14
27
U1
AT89C51
C1
470n
C2
470n
C3
1nF
Hình 1.2. Sơ đồ chân IC AT89C51.

Cấu trúc các chân của 8051
- Vcc (40)
Chân cung cấp điện (5V)
- GND (20)
Chân nối đất (0V)
- Port 0 (32-39)
Port 0 là port xuất nhập 8-bit hai chiều. Port 0 còn đợc cấu hình làm bus địa
chỉ (byte thấp) và bus dữ liệu đa hợp trong khi truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài và bộ
nhớ chơng trình ngoài. Port 0 cũng nhận các byte mã trong khi lập trình cho Flash
và xuất các byte mã trong khi kiểm tra chơng trình (Các điện trở kéo lên bên ngoài
đợc cần đến trong khi kiểm tra chơng trình).
- Port 1(1-8)
Port 1 là port xuất nhập 8-bit hai chiều. Port 1 cũng nhận byte địa chỉ thấp
trong thời gian lập trình cho Flash.
- Port 2 (21-28)
Port 2 là port xuất nhập 8-bit hai chiều. Port 2 tạo ra các byte cao của bus
địa chỉ trong thời gian tìm nạp lệnh từ bộ nhớ chơng trình ngoài và trong thời gian
truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài sử dụng các địa chỉ 16-bit. Trong thời gian truy xuất
bộ nhớ dữ liệu ngoài sử dụng các địa chỉ 8-bit, Port 2 phát các nội dung của thanh
ghi chức năng đặc biệt P2. Port 2 cũng nhận các bít địa chỉ cao và vài tín hiệu điều
khiển trong thời gian lập trình cho Flash và kiểm tra chơng trình.
- Port 3 (10-17)
Port 3 là Port xuất nhập 8-bit hai chiều. Port 3 cũng còn làm các chức năng
khác của AT89C51. Các chức năng này đợc liệt kê nh sau:

Chân Tên Chức năng
P3.0 RxD Ngõ vào Port nối tiếp
P3.1 TxD Ngõ ra Port nối tiếp
P3.2
INT0

Ngõ vào ngắt ngoài 0
P3.3
INT1
Ngõ vào ngắt ngoài 1
P3.4 T0 Ngõ vào bên ngoài của bộ định thời 1
P3.5 T1 Ngõ vào bên ngoài của bộ định thời 0
P3.6
WR
Điều khiển ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài
P3.7
RD
Điều khiển đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài
Port 3 cũng nhận một vài tín hiệu điều khiển cho việc lập trình Flash và kiểm
tra chơng trình.
- RST (9)
Ngõ vào reset. Mức cao trên chân này trong 2 chu kỳ máy trong khi bộ dao
động đang hoat động sẽ reset AT89C51.
Mạch reset tác động bằng tay và tự động reset khi khởi động máy
- ALE/
PROG
(30)
ALE là một xung ngõ ra để chốt byte thấp của địa chỉ trong khi truy xuất bộ
nhớ ngoài. Chân này cũng làm ngõ vào xung lập trình (
PROG
) trong thời gian lập
trình cho Flash.
Khi hoạt động bình thường, xung ngõ ra ALE lu«n có tần số không đổi là 1/6
tần số của mạch dao động, có thể được dùng cho các mụch đích định thời từ bên
ngoài vµ tạo xung clock. Tuy nhiên, lưu ý là một xung ALE sẽ bị bỏ qua trong mỗi
một chu kỳ truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài.

Khi cần, hoạt động ALE có thể được vô hiệu hoá bằng cách set bit 0 của
thanh ghi chức năng đặc biệt có địa chỉ 8Eh. Khi bit này được set, ALE chỉ tích
cực trong thời gan thực hiện lệnh MOVX hoặc MOVC. Ngược lại, chân này sẽ
được kéo lên cao. Việc set bit không cho phép hoạt động chốt byte thấp của địa chỉ
sẽ không có tác dụng nếu bộ vi điều khiển đang ở chế độ thực thi chương trình
ngoài.
-
PSEN
(29)
PSEN
(Program Store Enable) là xung điều khiển truy xuất bộ nhớ chương
trình ngoài. Khi AT89C52 đang thực thi chương trình từ bộ nhớ chương trình
ngoài,
PSEN
được kích hoạt hai lần mỗi chu kỳ máy, nhưng hai hoạt động
PSEN

sẽ bị bỏ qua mỗi khi truy cập bộ nhớ dữ liệu ngoài.
-
EA
/Vpp (31)

EA
(External Access Enable) là chân cho phép truy xuất bộ nhớ chương
trình ngoài (bắt đầu từ địa chỉ từ 0000H đến FFFFH).
EA
= 0 cho phép truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài, ngỵc l¹i
EA
=1 sẽ
thực thi chương trình bên trong chip

Tuy nhiên, lưu ý rằng nếu bit khoá 1 (lock-bit 1) được lập trình,
EA
sẽ được
chốt bên trong khi reset.
Chân này cũng nhận điện áp cho phép lập trình Vpp=12V khi lập trình Flash
(khi đó ®iƯn áp lập trình 12V được chọn).
- XTAL1 và XTAL2
XTAL1 và XTAL2 là hai ngõ vào và ra của một bộ khuếch đại đảo của mạch
dao động, được cấu hình để dùng như một bộ dao động trên chip.
Không có yêu cầu nào về chu kỳ nhiệm vụ của tín hiệu xung clock bên ngoài
do tín hiệu này phải qua một flip-flop chia hai trước khi đến mạch tạo xung clock
bên trong, tuy nhiên các chi tiết kỹ thuật về thời gian mức thấp và mức cao, điện áp
cực tiểu và cực đại cần phải được xem xét.
2.2.5.Bộ chuyển đổi ADC0804:
1) Chức năng: chuyển đổi tín hiệu Analog từ khối công suất thành tín hiệu
Digital, đưa vào 89C51. 89C51 sẽ so sánh giá trị này với giá trị đặt để điều khiền
góc kích SCR sao cho điện áp VDC luôn được ổn định.
2) Thành phần chính trong khối:
a) Tổng quan về ADC0804:
Chip ADC0804 là bộ chuyển đổi tương tự số thuộc họ ADC800 của hãng
NationalSemiconductor. Chip này cũng được nhiều hãng khác sản xuất. Chip có
điện áp nuôi +5V và độ phân giải 8 bit. Ngoài độ phân giải thì thời gian chuyển đổi
cũng là một tham số quan trọng khi đánh giá bộ ADC. Thời gian chuyển đổi được
định nghĩa là thời gian mà bộ ADC cần để chuyển một đầu vào tương tự thành một
số nhị phân. Đối với ADC0804 thì thời gian chuyển đổi phụ thuộc vào tần số đồng
hồ được cấp tới chân CLK R và CLK IN và không bé hơn 110µs. Các chân khác
của ADC0804 có chức năng như sau:
- CS (Chip select): Chân số 1, là chân chọn Chip, đầu vào tích cực mức thấp
được sử dụng để kích hoạt Chip ADC0804. Để truy cập ADC0804 thì chân này
phải ở mức thấp.

- RD (Read): Chân số 2, là một tín hiệu vào, tích cực ở mức thấp. Các bộ
chuyển đổi đầu vào tương tự thành số nhị phân và giữ nó ở một thanh ghi trong.
RD được sử dụng để có dữ liệu đã được chyển đổi tới đầu ra của ADC0804. Khi
CS = 0 nếu có một xung cao xuống thấp áp đến chân RD thì dữ liệu ra dạng số 8
bit được đưa tới các chân dữ liệu (DB0 – DB7).
- WR (Write): Chân số 3, đây là chân vào tích cực mức thấp được dùng để
báo cho ADC biết bắt đầu quá trình chuyển đổi. Nếu CS = 0 khi WR tạo ra xung
cao xuống thấp thì bộ ADC0804 bắt đầu quá trình chuyển đổi giá trị đầu vào tương
tự Vin về số nhị phân 8 bit. Khi việc chuyển đổi hoàn tất thì chân INTR được ADC
hạ xuống thấp.
- CLK IN và CLK R: CLK IN (chân số 4), là chân vào nối tới đồng hồ ngoài
được sử dụng để tạo thời gian.Tuy nhiên ADC0804 cũng có một bộ tạo xung đồng
hồ riêng. Để dùng đồng hồ riêng thì các chân CLK IN và CLK R (chân số 19) được
nối với một tụ điện và một điện trở (như hình vẽ). Khi ấy tần số được xác định
bằng biểu thức:

RC
f
11
1
⋅
=
- Ngắt INTR (Interupt): Chân số 5, là chân ra tích cực mức thấp. Bình thường
chân này ở trạng thái cao và khi việc chuyển đổi hoàn tất thì nó xuống thấp để báo
cho CPU biết là dữ liệu chuyển đổi sẵn sàng để lấy đi. Sau khi INTR xuống thấp,
cần đặt CS = 0 và gửi một xung cao xuống thấp tới chân RD để đưa dữ liệu ra.
- Vin(+) và Vin(-): Chân số 6 và chân số 7, đây là 2 đầu vào tương tự vi sai, trong
đó Vin = Vin(+) – Vin(-). Thông thường Vin(-) được nối tới đất và Vin(+) được
dùng làm đầu vào tương tự và sẽ được chuyển đổi về dạng số.
- Vcc: Chân số 20, là chân nguồn nuôi +5V. Chân này còn được dùng làm điện

áp tham chiếu khi đầu vào Vref/2 để hở.
- Vref/2: Chân số 9, là chân điện áp đầu vào được dùng làm điện áp tham chiếu.
Nếu chân này hở thì điện áp đầu vào tương tự cho ADC0804 nằm trong dải 0 -
+5V. Tuy nhiên, có nhiều ứng dụng mà đầu vào tương tự áp đến Vin khác với dải 0
- +5V. Chân Vref/2 được dùng để thực hiện các điện áp đầu ra khác 0 - +5V.
- Bảng quan hệ điện áp Vref/2 với Vin:

2.2.6 : Máy phát tốc
Máy phát tốc thường có 2 loai, máy phát tốc 1 chiều và máy phát tốc xoay
chiều. Máy phát tốc 1 chiều là máy phát điện 1 chiều có sức điện động tỉ lệ với tốc
độ. Trục quay của máy phát nối với trục quay của đối tượng đo. Khi đối tượng
quay máy phát tạo ra sức điện động tỉ lệ với tốc độ quay. Đo sức điện động bằng
các dụng cụ đo điện áp có thể suy ra tốc độ.
Hình 1.1.Nguyên lý máy phát tốc
Trong các máy phát tốc xoay chiều , quan hệ giữa sức điện động và tốc độ
quay cũng như máy phát tốc 1 chiều, nhưng điện áp ra là điện áp xoay chiều có tấn
số tỉ lệ với tốc độ quay.
f=a.n/60
a: số đôi cực
n: tốc độ quay
f: tần số
Đo điện áp U hoặc tần số f có thể xác định được tốc độ đối với các máy phát tốc
xoay chiều .
Đo tốc độ động cơ dùng máy phát tốc, tín hiệu từ máy phát tốc tạo ra có điện
áp thay đổi phụ thuộc vào tốc độ động cơ. Do đó điện áp này được đưa qua bộ
chuyển đổi ADC tạo thành các xung vuông, các xung vuông này được đưa vào bộ
vi xử lý để đếm số xung trong khoảng thời gian cho phép từ đó ta có thể tính được
giá trị vận tốc của động cơ.
CHƯƠNG III :LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN VÀ CHƯƠNG TRÌNH NẠP CHO
VI ĐIỀU KHIỂN 8051

3.1: LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN
3.1.1: Lưu đồ sơ bộ
BEGIN
CHUYỂN ĐỔI DỮ LIỆU
TỪ TƯƠNG TỰ RA SỐ
CHUYỂN SỐ NHỊ PHÂN
SANG SỐ THẬP PHÂN ,LƯU
CÁC GIÁ TRỊ TRONG CÁC
THANH GHI
THỰC HIỆN PHÉP TOÁN ,
KẾT QUẢ GHI RA CÁC
THANH GHI
HIỂN THỊ KẾT
QUẢ RA LCD
TẠO TRỄ 10s
GIỮA 2 LẦN ĐO