tìm hiểu hệ thống cân điện tử

LỜI MỞ ĐẦU

Cân trọng lượng là một nhu cầu cần thiết và không thể thiếu trong đời
sống xã hội , từ người nông dân làm ra hạt thóc cho đến các khu chế xuất , các
nhà máy xi măng sản xuất ra hàng trăm tấn sản phẩm trong 1 ngày Xuất
phát từ nhu cầu thực tế và ứng dụng công nghệ vi điều khiển các nhà khoa
học đã nghiên cứu ra các loại cân điện tử hiện thị số có thể cân được trọng
lượng từ mg cho đến hàng trăm tấn mà các loại cân cơ bình thường không thể
thực hiện được. Trên thực tế các nhà máy sản xuất muốn biết khối lượng hàng
hoá, sản phẩm hay nguyên vật liệu, và cả cho những lĩnh vực khác như bến
cảng, trạm cân xe phát hiện quá tải của cảnh sát giao thông đều được sử
dụng cân điện tử .
Trong thời đại ngày nay các hệ thống điều khiển tự động ngày càng có
vai trò quan trọng trong việc phát triển, sự tiến bộ của kĩ thuật công nghệ và
văn minh hiện đại. Xuất phát từ thực tế đó em đã được phân công thực hiện
đề tài “ Cân điện tử “. Đây là một loại đề tài khá mới mẻ đối với chúng em
nhưng nhờ sự giúp đỡ tận tình của cô giáo NGUYỄN THỊ HOÀ cùng các
thầy giáo trong khoa Điện- Điện tử đã giúp chúng em hoàn thành đồ án đúng
với thời gian quy định.
Nam Định, ngày 18 tháng 6 năm 2009
Em xin chân thành cảm ơn!



§å ¸n m«n häc: Vi xö lý GVHD: Th.s NguyÔn ThÞ Hßa
Phần I: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
I. Lý do chọn đề tài:
Ngày nay khoa học CN phát triển nhu cầu của con người ngày càng cao.
Việc nghiên cứu khoa học ngày càng được đầu tư để đáp ứng nhu cầu đó, các
ngành công nghệ kỹ thuật điện tử đã có sự phát triển vượt bậc đưa khoa hoc
vào kỷ nguyên mới. Kỹ thuật vi xử lý vi điều khiển là một ứng dụng lớn của

khoa học kỹ thuật vào cuộc sống phục vụ trực tiếp cho con người.
Ví dụ: Lập trình cho vi xử lý vi điều khiển điều khiển mạch đèn giao thông,
hệ thống quản lý mạng, các thiết bị điện tử dân dụng…
Ở nhóm ngành Điện tử dân dụng thì vi xử lý vi điều khiển đã thâm nhập
khá nhiều vào lĩnh vực này. Cân điện tử là một ứng dụng điển hình của vi xử
lý vi điều khiển trong cuộc sống của con người: trong kinh doanh, trong
chăm sóc sức khoẻ… Ban đầu cân chỉ đơn giản là những quả cân cơ học sau
này khoa học dã phát triển cân không chỉ dừng lại ở đó mà nó đã được cải tiến
thành những chiếc cân đa dạng có thể cân được khối lượng rất lớn hay những
chiếc cân cân được những vật rất nhỏ như cân vàng…với độ chính xác cao.
Với mong muốn góp phần nhỏ vào lĩnh vực này em dã chọn đề tài cân điện tử
làm đề tài nghiên cứu đồ án.
II. Mục đích:
Tìm hiểu nguyên lý làm việc của cân điện tử.
ứng dụng viết chương trình và giao tiếp với máy tính thành thạo.
III. Đối tượng nghiên cứu:
IC chuyển đổi tín hiệu tương tự – số, bộ khuếch đại thuật toán OP,
Họ vi điều khiển 89C51, một số cảm biến trọng lượng Loadcell và các thiết
bị hiển thị
Sinh viªn: Hoµng ThÞ Thu Hµ Líp: §L - §§T2
2
§å ¸n m«n häc: Vi xö lý GVHD: Th.s NguyÔn ThÞ Hßa
IV. Phạm vi nghiên cứu:
Hệ thống cấu trúc của vi điều khiển 89C51 vầ tập lệnh của nó, cấu tạo và
nguyên lý hoạt động của Load cell,
Phần II: NỘI DUNG
Chương 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Ban đầu cân chỉ là đôi bàn tay của con người dựa vào cảm giác để phân
biệt vậy này và vật kia. Sau này cân phát triển lên nhờ nguyên tắc thăng bằng
vật, một bên đặt vật lấy làm vật chuẩn và một bên đặt vật cần cân để so sánh

lấy ra khối lượng vật cần cân. Và khi khoa học công nghệ phát triển đã đi sâu
vào trong cuộc sống đem lại rất nhiều thành quả lớn trong việc phát triển cân
một dụng cụ đo lường bước sang một trang mới. Cân điện tử ra đời thay thế
hoàn toàn những chiếc cân cơ học thô sơ trước kia với tính năng sử dụng rộng
rãi trong cuộc sống của con người, nó có thể cân được những vật hết sức nhỏ
bé tới tận hàng mg, và cũng có thể cân được những vật có khối lượng rất lớn
hàng tấn, trăm tấn mà trước kia không thể cân đo chính xác được.
Trọng lượng là đại diện cho lực hút của trái đất với cơ thể con người và
với các vật tồn tại xung quanh chúng ta. Trọng lượng là cơ sở cho sự phát
triển ngành đo lường của thế giới, theo hệ SI đơn vị của trọng lượng hay khối
lượng là: Gam, Kg, pound, …
Hiện nay cân điện tử đã được sử dụng rộng rãi trong đời sống nhưng ít
ai biết được rằng cân điện tử hoạt động dựa trên nguyên tắc nào? Chủ yếu các
loại cân hiện nay đang được sử dụng là dựa trên sức căng của lò xo khi ta đặt
cật cần cân lên bàn cân thì lò xo sẽ bị nén xuống và lấy ra sự thay đổi chiều
dài hay sức căng của lò xo đưa vào bộ khuếch đại tín hiệu tương tự và đưa
đến bộ chuyển đổi tín hiệu để ghép vói khối vi điều khiển trung tâm để xử lý
lấy ra kết quả cuối cùng.
Vậy sức căng là gì? Tính như thế nào?
Sinh viªn: Hoµng ThÞ Thu Hµ Líp: §L - §§T2
3
§å ¸n m«n häc: Vi xư lý GVHD: Th.s Ngun ThÞ Hßa
Sửực caờng ε ủửụùc xaực ủũnh baống sửù thay ủoồi chiều daứi ∆L
cuỷa thanh ủaứn hồi L so vụựi moọt ủụn vũ chiều daứi :
ε = ∆L / L.
Do taực ủoọng cuỷa lửùc vaứo thanh L, laứm xuaỏt hieọn sửực caờng,
tửụng ửựng cuừng laứm thay ủoồi giaự trũ ủieọn trụỷ ủieọn cuỷa thanh. Caỷm
bieỏn sửực caờng hoát ủoọng dửùa trẽn nguyẽn taộc naứy, cho pheựp
bieỏn ủoồi giaự trũ ε nhoỷ thaứnh sửù thay ủoồi tửụng ửựng giaự trũ ủieọn
trụỷ ủieọn cuỷa thanh.

Để nhận biết được sự thay đổi rất nhỏ này của lò xo người ta sử dụng
cảm biến sức căng. Thơng thường có 2 loại cảm biến về sức căng đó là:
• Loái gaộn trửùc tieỏp trẽn cần ủaứn hồi cuỷa boọ ủo lửùc, ụỷ vũ trớ
cần ủo sửực caờng. Khi lửùc taực ủoọng laứm caờng hoaởc cong cần
ủaứn hồi , cuừng trửùc tieỏp laứm caờng caỷm bieỏn.
Caỷm bieỏn gaộn trửùc tieỏp thửụứng ủửụùc sửỷ dúng ủeồ ủo sửực caờng
tái nhửừng vũ trớ danh ủũnh trẽn bề maởùt cuỷa yeỏu toỏ ủaứn hồi.
Sinh viªn: Hoµng ThÞ Thu Hµ Líp: §L - §§T2
4
§å ¸n m«n häc: Vi xư lý GVHD: Th.s Ngun ThÞ Hßa
• Loái giaựn tieỏp ủửụùc liẽn keỏt cụ hóc vụựi yeỏu toỏ ủaứn hồi,
thửụứng sửỷ dúng ủeồ ủo nhửừng ủoọ leọch toồng coọng cuỷa yeỏu toỏ
ủaứn hồi.
Thửứa soỏ caỷm bieỏn sửực caờng G ủửụùc quy ủũnh laứ tyỷ soỏ cuỷa
sửù bieỏn ủoồi ủụn vũ cuỷa ủieọn trụỷ so vụựi sửực caờng :
G = (∆R / R) / (∆L / L) ,
trong ủoự : ∆R = sửù thay ủoồi cuỷa ủieọn trụỷ (Ω).
R = ủieọn trụỷ cuỷa caỷm bieỏn sửực caờng (Ω).
∆L = sửù thay ủoồi chiều daứi (m)
L = Chiều daứi cuỷa caỷm bieỏn (m)
Vụựi caực caỷm bieỏn thõng dúng, caực ủái lửụùng trẽn coự giaự trũ
nhử sau :
- G = (2 - 4) ,
- Chiều daứi hieọu dúng L = (0.5 - 4) cm.
- R = (50-5000) Ω
Khi taực dúng moọt lửùc f lẽn tieỏt dieọn caột ngang A , ửựng suaỏt S =
f/A (N/m
2
). ễÛ thanh ủaứn hồi , tyỷ soỏ cuỷa ửựng suaỏt S trẽn sửực caờng
ε laứ haống soỏ vaứ ủửụùc gói laứ modun ủaứn hồi:

E = S / ε = constant.
ẹoỏi vụựi thanh ủaứn hồi coự chiều daứy laứ h vaứ chiều roọng laứ b , coự
caỷm bieỏn sửực caờng gaộn trửùc tieỏp trẽn bề maởt ụỷ vũ trớ caựch
ủieồm lửùc taực ủoọng laứ L, ệựng suaỏt ủửụùc xaực ủũnh theo bieồu thửực :
S = 6f.L / b.h
2
.
Tửứ caực bieồu thửực trẽn, suy ra :
∆R/R = (6G.L / b.h
2
E).f
Tửứ bieồu thửực roừ raứng coự moỏi quan heọ tuyeỏn tớnh giửừa lửùc taực
ủoọng vaứ sửù thay ủoồi giaự trũ ủieọn trụỷ ủụn vũ cuỷa caỷm bieỏn. Baống
pheựp ủo ∆R ta coự theồ xaực ủũnh ủoọ lụựn lửùc taực dúng. ẹoự chớnh laứ
nguyẽn taộc hoát ủoọng cuỷa caỷm bieỏn sửực caờng.
Caỷm bieỏn sửực caờng cho pheựp sửỷ dúng ủeồ ủo lửùc taực ủoọng
do tróng lửụùng cuỷa vaọt trong caực baứi toaựn cãn.
Sinh viªn: Hoµng ThÞ Thu Hµ Líp: §L - §§T2
5
§å ¸n m«n häc: Vi xö lý GVHD: Th.s NguyÔn ThÞ Hßa
Sinh viªn: Hoµng ThÞ Thu Hµ Líp: §L - §§T2
6
Đồ án môn học: Vi xử lý GVHD: Th.s Nguyễn Thị Hòa
Chng 2: S KHI
2.1. S khi cõn in t:
Hỡnh 2.1: S khi cõn in t
2.2. Nhim v cỏc khi:
2.2.1 Khi cm bin trng lng:
Cm bin trng lng (Load Cell) thng s duựng cam bien
sc cang mac theo s o cau. Trong o s duựng hai cam bien

sc cang R
1
va R
3
gan mat treừn. Hai cam bien sc cang khac
R
2
, R
4
gan mat di. Khi khoừng co lực tac ong vao cam
Sinh viên: Hoàng Thị Thu Hà Lớp: ĐL - ĐĐT2
7
Cm
bin
trng
lng
Khi
K
tớn
hiu
Phớm
bm
Khi
chuyn
i tớn
hiu
tng
t s
Khi
x lý

trung
tõm
Kh
i
hin
th
Khi
ngun
Đồ án môn học: Vi xử lý GVHD: Th.s Nguyễn Thị Hòa
bien cac cam bien sc cang R
1-3
traựng thai vi sc cang caừn
bang va ien the ra bang 0. Khi co lực tac ong, lam uon cong
thanh an hoi, daún en viec tang sc cang cac cam bien R
1-

3
va giam sc cang cac cam bien R
2-4
Ket qua, ien tr R
1-

3
tang
va R
2-4
giam, daún en lech cau va loi ra xuat hien ien the
ty le vi lực tac ong. ien the nay se ực khuech aựi ti
gia tr can thiet a vo khi K tớn hiu tng t s.
2.2.2. Khi khuch i tớn hiu:

Cú nhim v khuch i tớn hiu tng t cú ln phự hp vi
u vo ca b bin i tng t s.
2.2.3 Khi chuyn i tớn hiu tng t s (ADC):
Cú nhim v chuyn i tớn hiu tng t cú ln phự hp mch
khuch i tớn hiu a ti, ly tớn hiu u ra l tớn hiu s a vo khi
x lý trung tõm.
Mch bin i ADC gm b phn trung tõm l mt mch so sỏnh. in
th tng t cha bit V(a) ỏp vo mt ngó vo ca mch so sỏnh, cũn ngó
vo kia ni vi mt in th tham chiu thay i theo thi gian Vr(t). Khi
chuyn i in th tham chiu tng theo thi gian cho n khi bng hoc gn
bng vi in th tng t. Lỳc ú mch to mó s ra cú giỏ tr ng vi in
th vo cha bit.
Thụng thng chỳng ta thng s dng IC chuyn i 0809
2.2.4. Khi x lý trung tõm:
Trung tõm x lý tớn hiu s, x lớ tớn hiu t ADC chuyn n ng vi
chng trỡnh c vit bờn trong ca vi iu khin.
Thụng thng s dng 8051.
Sinh viên: Hoàng Thị Thu Hà Lớp: ĐL - ĐĐT2
8
§å ¸n m«n häc: Vi xö lý GVHD: Th.s NguyÔn ThÞ Hßa
2.2.5. Khối hiển thị:
Hiển thị tín hiệu đầu ra cho ta biết trọng lượng của vật cần cân,
thường người ta hay sử dụng LCD, Led
2.2.6. Khối nguồn:
Cung cấp nguồi nuôi cho toàn máy, thường sử dụng các bộ biến đổi
nguồn từ nguồn xoay chiều thành nguồn một chiều. Bao gồm nguồn
5V,12,V….
2.2.7. Hệ thống phim bấm:
Hệ thống phím bấm để giao tiếp với bộ xử lý trung tâm và bên ngoài.
Thông thường cân có 4 phím bấm như: Call, on/off, print dể giao tiếp với

bên ngoài.
Call: gọi và so sánh khi cần đưa giá trị khác vào để cân .
ON/OFF: bắt đầu và kết thúc quá trình cân.
Print: in kết quả
Sinh viªn: Hoµng ThÞ Thu Hµ Líp: §L - §§T2
9
§å ¸n m«n häc: Vi xö lý GVHD: Th.s NguyÔn ThÞ Hßa
Chương 3. GIỚI THIỆU VÀ LỰA CHỌN LINH KIỆN
3.1 Tổng quan về họ 8051.
Trong mục này chúng ta xem xét một số thành viên khác nhau của họ
bộ vi điều khiển 8051 và các đặc điểm bên trong của chúng. Đồng thời ta
điểm qua một số nhà sản xuất khác nhau và các sản phẩm của họ có trên thị
trường.
3.1.1 Tóm tắt về lịch sử của 8051.
Vào năm 1981. Hãng Intel giới thiệu một số bộ vi điều khiển được gọi
là 8051. Bộ vi điều khiển này có 128 byte RAM, 4K byte ROM trên chíp, hai
bộ định thời, một cổng nối tiếp và 4 cổng (đều rộng 8 bit) vào ra tất cả được
đặt trên một chíp. Lúc ấy nó được coi là một “hệ thống trên chíp”. 8051 là
một bộ xử lý 8 bit có nghĩa là CPU chỉ có thể làm việc với 8 bit dữ liệu tại
một thời điểm. Dữ liệu lớn hơn 8 bit được chia ra thành các dữ liệu 8 bit để
cho xử lý. 8051 có tất cả 4 cổng vào - ra I/O mỗi cổng rộng 8 bit (xem hình
1.2). Mặc dù 8051 có thể có một ROM trên chíp cực đại là 64 K byte, nhưng
các nhà sản xuất lúc đó đã cho xuất xưởng chỉ với 4K byte ROM trên chíp.
Điều này sẽ được bàn chi tiết hơn sau này.
8051 đã trở nên phổ biến sau khi Intel cho phép các nhà sản xuất khác
sản xuất và bán bất kỳ dạng biến thế nào của 8051 mà họ thích với điều kiện
họ phải để mã lại tương thích với 8051. Điều này dẫn đến sự ra đời nhiều
phiên bản của 8051 với các tốc độ khác nhau và dung lượng ROM trên chíp
khác nhau được bán bởi hơn nửa các nhà sản xuất. Điều này quan trọng là
mặc dù có nhiều biến thể khác nhau của 8051 về tốc độ và dung lương nhớ

ROM trên chíp, nhưng tất cả chúng đều tương thích với 8051 ban đầu về các
lệnh. Điều này có nghĩa là nếu ta viết chương trình của mình cho một phiên
Sinh viªn: Hoµng ThÞ Thu Hµ Líp: §L - §§T2
10
§å ¸n m«n häc: Vi xö lý GVHD: Th.s NguyÔn ThÞ Hßa
bản nào đó thì nó cũng sẽ chạy với mọi phiên bản bất kỳ khác mà không phân
biệt nó từ hãng sản xuất nào
Đặc tính Số lượng
ROM 4Kbyte
RAM 128K byte
Bộ định thời 2
Các chân vào ra 32
Cổng nối tiếp 1
Nguồn ngắt 6
Bảng3.1: Các đặc tính của 8051 đầu tiên
3.1.2 Bộ ví điều khiển 8051
Bộ vi điều khiển 8051 là thành viên đầu tiên của họ 8051. Hãng Intel
ký hiệu nó như là MCS51. Bảng 3.1 trình bày các đặc tính của 8051.
Hình 3.1: Bố trí bên trong của sơ đồ khối 8051.
Sinh viªn: Hoµng ThÞ Thu Hµ Líp: §L - §§T2
11
ROM
ON CHIP
CHƯƠN
G TRÌNH
C
O
U
N
T

E
R

I
N
P
U
T
S
OS
C
4 I/O
PORTS
BUS
CONTRO
L
SERIAL
PORT
EXTERNAL
INTERRUPTS
CP
U
ON -
CHIP
RAM
ETC
TIMER
0
TIMER
1

ADDRESS/DAT
A
TXD RX
D
P
0
P
1
P
2
P
3
INTERRUP
T
CONTROL
§å ¸n m«n häc: Vi xö lý GVHD: Th.s NguyÔn ThÞ Hßa
Hình 3.2: Sơ đồ chân và chip 8051
* Chức năng các chân của 8051:
Port 0: P0.0 – P0.7 từ chân (32 – 39) có 2 chức năng trong các thiết kế cỡ
nhỏ.
Port 1: P1.0 – P1.7 từ chân (1 – 8) có chức năng giao tiếp với các thiết bị bên
ngoài.
Port 2: P2.0 – P2.7 từ chân (21 – 28) là một port có công dụng kép được dùng
như các đường xuất nhập hoặc là byte của bus địa chỉ đối với các thiết kế
dùng bộ nhớ mở rộng.
Port 3: P3.0 – P3.7 từ chân (10 - 17) là một port có công dụng kép, các chân
của Port này có nhiều chức năng, các công cụ chuyển đổi có liên hệ với các
đặc tính dặc biệt của 8051/8031 như bảng sau:
Sinh viªn: Hoµng ThÞ Thu Hµ Líp: §L - §§T2
12

§å ¸n m«n häc: Vi xö lý GVHD: Th.s NguyÔn ThÞ Hßa
Bit Tên Chức năng chuyển đổi
P3.0 RXD Dữ liệu nhận cho Port nối tiếp
P3.1 ĐTX Dữ liệu nhận cho Port song song
P3.2 INT0 Ngắt 0 bên ngoài
P3.3 INT1 Ngắt 1 bên ngoài
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 bên ngoài
P3.7 RD Xung đọc bộ nhớ dữ liệu bên ngoài
Bảng 3.2: Chức năng các chân Port 3
Chân 9: Chân Reset
Chân 18,19: Chân dao động
Chân 20: Chân mass
Chân 40: Chân
+
V
CC
Chân 30: Chân ALE (Address lath enable) - Cho phép chốt địa chỉ
Chân 29: Chân PSEN (Program storey enable) – Khi làm việc với bộ nhớ
ngoài nó sẽ kết nối.
Chân 31: Chân EA (Enable arcess) - Cho phép xử lý tín hiệu
3.1.3. các thành viên khác của họ 8051
Có hai bộ vi điều khiển thành viên khác của họ 8051 là 8052 và 8031.
a- Bộ vi điều khiển 8052:
Bộ vi điều khiển 8052 là một thành viên khác của họ 8051, 8052 có tất
cả các đặc tính chuẩn của 8051 ngoài ra nó có thêm 128 byte RAM và một bộ
định thời nữa. Hay nói cách khác là 8052 có 256 byte RAM và 3 bộ định thời.
Nó cũng có 8K byte ROM. Trên chíp thay vì 4K byte như 8051. Xem bảng
1.4.

Đặc tính 8051 8052 8031
ROM trên chíp 4K byte 8K byte OK
RAM 128 byte 256 byte 128 byte
Sinh viªn: Hoµng ThÞ Thu Hµ Líp: §L - §§T2
13
§å ¸n m«n häc: Vi xö lý GVHD: Th.s NguyÔn ThÞ Hßa
Bộ định thời 2 3 2
Chân vào - ra
32 32 32
Cổng nối tiếp 1 1 1
Nguồn ngắt 6 8 6
Bảng 3.3: So sánh các đặc tính của các thành viên họ 8051
Như nhìn thấy từ bảng 1.4 thì 8051 là tập con của 8052. Do vậy tất cả
mọi chương trình viết cho 8051 đều chạy trên 8052 nhưng điều ngược lại là
không đúng.
b- Bộ vi điều khiển 8031:
Một thành viên khác nữa của 8051 là chíp 8031. Chíp này thường được
coi như là 8051 không có ROM trên chíp vì nó có OK byte ROM trên chíp.
Để sử dụng chíp này ta phải bổ xung ROM ngoài cho nó. ROM ngoài phải
chứa chương trình mà 8031 sẽ nạp và thực hiện. So với 8051 mà chương trình
được chứa trong ROM trên chíp bị giới hạn bởi 4K byte, còn ROM ngoài
chứa chương trinh được gắn vào 8031 thì có thể lớn đến 64K byte. Khi bổ
xung cổng, như vậy chỉ còn lại 2 cổng để thao tác. Để giải quyết vấn đề này ta
có thể bổ xung cổng vào - ra cho 8031. Phối phép 8031 với bộ nhớ và cổng
vào - ra chẳng hạn với chíp 8255 được trình bày ở chương 14. Ngoài ra còn
có các phiên bản khác nhau về tốc độ của 8031 từ các hãng sản xuất khác
nhau.
3.1.4. Các bộ vi điều khiển 8051 từ các hãng khác nhau.
Mặc dù 8051 là thành viên phổ biến nhất của họ 8051 nhưng chúng ta
sẽ thấy nó trong kho linh kiện. Đó là do 8051 có dưới nhiều dạng kiểu bộ nhớ

khác nhau như UV - PROM, Flash và NV - RAM mà chúng đều có số đăng
ký linh kiện khác nhau. Việc bàn luận về các kiểu dạng bộ nhớ ROM khác
nhau sẽ được trình bày ở chương 14. Phiên bản UV-PROM của 8051 là 8751.
Phiên bản Flash ROM được bán bởi nhiều hãng khác nhau chẳng hạn của
Atmel corp với tên gọi là AT89C51 còn phiên bản NV-RAM của 8051 do
Sinh viªn: Hoµng ThÞ Thu Hµ Líp: §L - §§T2
14
Đồ án môn học: Vi xử lý GVHD: Th.s Nguyễn Thị Hòa
Dalas Semi Conductor cung cp thỡ c gi l DS5000. Ngoi ra cũn cú
phiờn bn OTP (kh trỡnh mt ln) ca 8051 c sn xut bi rt nhiu hóng.
a- B vi iu khin 8751:
Chớp 8751 ch cú 4K byte b nh UV-EPROM trờn chớp. s dng
chớp ny phỏt trin yờu cu truy cp n mt b t PROM cng nh b
xoỏ UV- EPROM xoỏ ni dung ca b nh UV-EPROM bờn trong 8751
trc khi ta cú th lp trỡnh li nú. Do mt thc t l ROM trờn chớp i vi
8751 l UV-EPROM nờn cn phi mt 20 phỳt xoỏ 8751 trc khi nú cú
th c lp trỡnh tr li. iu ny ó dn n nhiu nh sn xut gii thiu
cỏc phiờn bn Flash Rom v UV-RAM ca 8051. Ngoi ra cũn cú nhiu
phiờn bn vi cỏc tc khỏc nhau ca 8751 t nhiu hóng khỏc nhau.
b- B vi iu khin AT8951 t Atmel Corporation.
Chớp 8051 ph bin ny cú ROM trờn chớp dng b nh Flash. iu
ny l lý tng i vi nhng phỏt trin nhanh vỡ b nh Flash cú th c
xoỏ trong vi giõy trong tng quan so vi 20 phỳt hoc hn m 8751 yờu
cu. Vỡ lý do ny m AT89C51 phỏt trin mt h thng da trờn b vi iu
khin yờu cu mt b t ROM m cú h tr b nh Flash. Tuy nhiờn li
khụng yờu cu b xoỏ ROM. Lu ý rng trong b nh Flash ta phi xoỏ ton
b ni dung ca ROM nhm lp trỡnh li cho nú. Vic xoỏ b nh Flash
c thc hin bi chớnh b t PROM v õy chớnh l lý do ti sao li khụng
cn n b xoỏ. loi tr nhu cu i vi mt b t PROM hóng Atmel
ang nghiờn cu mt phiờn bn ca AT 89C51 cú th c lp trỡnh qua cng

truyn thụng COM ca mỏy tớnh IBM PC
Sinh viên: Hoàng Thị Thu Hà Lớp: ĐL - ĐĐT2
15
§å ¸n m«n häc: Vi xö lý GVHD: Th.s NguyÔn ThÞ Hßa
Số linh
kiện
ROM RAM
Chân
I/O
Timer Ngắt Vcc
Đóng
vỏ
AT89C51 4K 128 32 2 6 5V 40
AT89LV51 4K 128 32 2 6 3V 40
AT89C1051 1K 64 15 1 3 3V 20
AT89C2051 2K 128 15 2 6 3V 20
AT89C52 8K 128 32 3 8 5V 40
AT89LV52 8K 128 32 3 8 3V 40
Bảng 3.4: Các phiên bản của 8051 từ Atmel (Flash ROM).
Chữ C trong ký hiệu AT89C51 là CMOS.
Cũng có những phiên bản đóng vỏ và tốc độ khác nhau của những sản
phẩm trên đây. Xem bảng 1.6. Ví dụ để ý rằng chữ “C” đứng trước số 51
trong AT 89C51 -12PC là ký hiệu cho CMOS “12” ký hiệu cho 12 MHZ và
“P” là kiểu đóng vỏ DIP và chữ “C” cuối cùng là ký hiệu cho thương mại
(ngược với chữ “M” là quân sự ). Thông thường AT89C51 - 12PC rát lý
tưởng cho các dự án của học sinh, sinh viên.
Mã linh kiện Tốc độ Số chân Đóng vỏ Mục đích
AT89C51-12PC 42MHZ 40 DTP Thương mại
Bảng 3.5: Các phiên bản 8051 với tốc độ khác nhau của Atmel.
Sinh viªn: Hoµng ThÞ Thu Hµ Líp: §L - §§T2

16
§å ¸n m«n häc: Vi xö lý GVHD: Th.s NguyÔn ThÞ Hßa
c- Bộ vi điều khiển DS5000 từ hãng Dallas Semiconductor.
Một phiên bản phổ biến khác nữa của 8051 là DS5000 của hãng Dallas
Semiconductor. Bộ nhớ ROM trên chíp của DS5000 ở dưới dạng NV-RAM.
Khả năng đọc/ ghi của nó cho phép chương trình được nạp vào ROM trên
chíp trong khi nó vẫn ở trong hệ thống (không cần phải lấy ra). Điều này còn
có thể được thực hiện thông qua cổng nối tiếp của máy tính IBM PC. Việc
nạp chương trình trong hệ thống (in-system) của DS5000 thông qua cổng nối
tiếp của PC làm cho nó trở thành một hệ thống phát triển tại chỗ lý tưởng.
Một ưu việt của NV-RAM là khả năng thay đổi nội dung của ROM theo từng
byte tại một thời điểm. Điều này tương phản với bộ nhớ Flash và EPROM mà
bộ nhớ của chúng phải được xoá sạch trước khi lập trình lại cho chúng.
Mã linh
kiện
ROM RAM
Chân
I/O
Timer Ngắt Vcc Đóng vỏ
DS5000-8
DS5000-32
DS5000T-8
DS5000T-8
8K
32K
8K
32K
128
128
128

128
32
32
32
32
2
2
2
2
6
6
6
6
5V
5V
5V
5V
40
40
40
40
Bảng 3.6: Các phiên bản 8051 từ hãng Dallas Semiconductor.
Chữ “T” đứng sau 5000 là có đồng hồ thời gian thực.
Lưu ý rằng đồng hồ thời gian thực RTC là khác với bộ định thời Timer.
RTC tạo và giữ thời gian l phút giờ, ngày, tháng - năm kể cả khi tắt nguồn.
Còn có nhiều phiên bản DS5000 với những tốc độ và kiểu đóng gói
khác nhau.( Xem bảng 1.8). Ví dụ DS5000-8-8 có 8K NV-RAM và tốc đọ
8MHZ. Thông thường DS5000-8-12 hoặc DS5000T-8-12 là lý tưởng đối với
các dự án của sinh viên.
Sinh viªn: Hoµng ThÞ Thu Hµ Líp: §L - §§T2

17
Đồ án môn học: Vi xử lý GVHD: Th.s Nguyễn Thị Hòa
Mó linh kin
NV- RAM Tc
DS5000-8-8
DS5000-8-12
DS5000-32-8
DS5000T-32-12
DS5000-32-12
DS5000-8-12
8K
8K
32K
32K
32K
8K
8MHz
12MHz
8MHz
8MHz (with RTC)
12MHz
12MHz (with RTC)
Bng 3.7: Cỏc phiờn bn ca DS5000 vi cỏc tc khỏc nhau
d- Phiờn bn OTP ca 8051.
Cỏc phiờn bn OTP ca 8051 l cỏc chớp 8051 cú th lp trỡnh c
mt ln v c cung cp t nhiu hóng sn xut khỏc nhau. Cỏc phiờn bn
Flash v NV-RAM thng c dựng phỏt trin sn phm mu. Khi mt
sn pohm c thit k v c hon thin tuyt i thỡ phiờn bn OTP ca
8051 c dựng sn hng lot vỡ nú s hn rt nhiu theo giỏ thnh mt
n v sn phm

e- H 8051 t Hóng Philips
Mt nh sn xut chớnh ca h 8051 khỏc na l Philips Corporation.
Tht vy, hóng ny cú mt di la chn rng ln cho cỏc b vi iu khin h
8051. Nhiu sn phm ca hóng ó cú kốm theo cỏc c tớnh nh cỏc b
chuyn i ADC, DAC, cng I/0 m rng v c cỏc phiờn bn OTP v Flas
3.1.5. Cỏc tp lnh b vi x lý 8051
1 . Nhúm lnh di chuyn d liu
Quy c: # Data: Toỏn hng nh a ch tc thi
Direct : Toỏn hng nh a ch trc tip
@Ri : Toỏn hng nh ia ch giỏn tip
Rn : Toỏn hng nh a ch thanh ghi
Sinh viên: Hoàng Thị Thu Hà Lớp: ĐL - ĐĐT2
18
§å ¸n m«n häc: Vi xö lý GVHD: Th.s NguyÔn ThÞ Hßa
• Lệnh Mov
• Lệnh Movx
• Lệnh Movc
• Lệnh trao đổi nội dung thanh ghi A với toán hạng 2
• Lệnh XCHD
• Lệnh PUSH
• Lệnh POP
2- Nhóm lệnh số học:
• Lệnh cộng không nhớ ADD
• Lệnh cộng có nhớ ADDC
• Lệnh tăng toán hạng một đơn vị:
• Lệnh trừ
• Lệnh giảm một đơn vị DEC
• Lệnh nhân MUL:
Thưc hiện nhân nội dung thanh ghi A với nội dung thanh ghi B
Kết quả: Byte thấp lưu trên thanh ghi A

Byte cao lưu trên thanh ghi B
• Lệnh chia DIV:
Thưc hiện chia nội dung thanh ghi A với nội dung thanh ghi
Kết quả: Phần nguyên lưu trên thanh ghi A
Phần dư lưu trên thanh ghi B
3. Nhóm lệnh lôgic:
• Lệnh ANL
Cú pháp:
Lệnh thực hiện giữa các bít tương ứng của toán hạng thứ nhất với các bít của
toán hạng hai
• Lệnh ORL:
Sinh viªn: Hoµng ThÞ Thu Hµ Líp: §L - §§T2
19
§å ¸n m«n häc: Vi xö lý GVHD: Th.s NguyÔn ThÞ Hßa
Cú pháp:
• Lệnh hoặc tuyệt đối
• Lệnh xoá thanh ghi A
Cú pháp : CLR A
• Lệnh quay phải nội dung thanh ghi A
Cú pháp: RR A
• Lệnh quay trái nội dung thanh ghi A
Cú pháp: RL A
• Lệnh quay phải nội dung thanh ghi A qua cờ C
Cú pháp: RRC A
• Lệnh quay trái nội dung thanh ghi A qua cờ C
Cú pháp: RLC A
• Lệnh trao đổi 4 bit cao với 4 bít thấp của thanh ghi A
Cú pháp: SWAP A
4- Nhóm lệnh rẽ nhánh chương trình
a. Nhóm lệnh rẽ nhánh không điều kiện

• Lệnh nhảy JMP
Cú pháp: JMP nhãn
Thực hiện rẽ nhánh chương trình đến địa chỉ được xác đinh bởi toán hạng
nhãn
*Khái niệm về nhãn:
Nhãn là tên hình thức đại diện cho một địa chỉ vật lý xác đinh trong bộ
nhớ
*Quy tắc đặt tên nhãn P:
-Tên nhãn bao giờ cũng bao gồm các chữ cái từ A
÷
Z; a
÷
z; các số từ 0
÷
9
“-’’, “?”
Sinh viªn: Hoµng ThÞ Thu Hµ Líp: §L - §§T2
20
§å ¸n m«n häc: Vi xö lý GVHD: Th.s NguyÔn ThÞ Hßa
-Kết thúc tên của nhãn là dấu “:”
-Giữa các ký tự trong nhãn không được đặt dấu cách
-Tên nhãn phải được bắt đầu bằng một chữ cái
-Tên nhãn không được trùng với các từ đã được định nghĩa trước
-Tên nhãn không dai quá 32 ký tự
• Lệnh gọi chương trình con
*Lệnh CALL
Cú pháp: CALL tên chương trình con
*Lệnh ACALL< lệnh gọi tuyệt đối>
Cú pháp: ACALL địa chỉ 11bít
*Lệnh LCALL<lệnh gọi dài>

Cú pháp: LCALL địa chỉ 16 bít
• Lệnh AJMP
Cú pháp: AJMP địa chỉ 11
• Lệnh nhảy không điều kiện
*Lệnh nhảy dài LJMP
Cú pháp: LJMP địa chỉ 16
*Lệnh nhảy ngắn SJMP
Cú pháp: SJMP Rel
• Lệnh JZ
Cú pháp: JZ nhãn
Thực hiện kiểm tra nội dung thanh ghi A
*A
〈〉
0 Nếu A=0 rẽ nhánh đến nhãn
Nếu A
≠
0 thực hiện lệnh tiếp theo
b. Nhóm lệch rẽ nhánh có điều kiện:
• Lệnh JNZ
Thực hiện kiểm tra nội dung thanh ghi A
Sinh viªn: Hoµng ThÞ Thu Hµ Líp: §L - §§T2
21
§å ¸n m«n häc: Vi xö lý GVHD: Th.s NguyÔn ThÞ Hßa
*A
〈〉
0 Nếu A=0 thực hiện lệnh tiếp theo
Nếu A
≠
0 rẽ nhánh đến nhãn
• Lệnh CJNE: So sánh nội dung của toán hạng1

Cú pháp: CJNE TH1, TH2, nhãn
So sánh nội dung của TH1
〈〉
TH2
-Nếu TH1
≠
TH2 rẽ nhánh đến nhãn
-Nếu TH1=TH2 thực hiện lệnh tiếp theo
• Lệnh DJNZ
Cú pháp: DJNZ TH,nhãn
Nếu TH
≠
0 thì rẽ nhánh chương trình đến địa chỉ xác định bởi toán hạng
nhãn
Nếu TH=0 thì thực hiện lệnh tiếp theo
• Lệnh NOP
5- Nhóm lệnh xử lý toán hạng bít
• Lệnh xoá bít CLR
Cú pháp : CLR THbit
• Lệnh SETB
Cú pháp: SETB C
• Lệnh CPL
Cú pháp: CPL
• Lệnh ANL
• Lệnh ORL
• Lệnh MOV
• Lệnh JNC
Cú pháp: JNC nhãn
Thực hiện kiểm tra cờ C -Nếu C=1 thực hiện lệnh tiếp theo
-Nếu C=0 thực hiện rẽ nhánh

Sinh viªn: Hoµng ThÞ Thu Hµ Líp: §L - §§T2
22
§å ¸n m«n häc: Vi xö lý GVHD: Th.s NguyÔn ThÞ Hßa

• Lệnh JB
Cú pháp : JB TH, nhãn
Kiểm tra nội dung của toán hạng -Nếu TH=1 thì rẽ nhánh đến nhãn
-Nếu TH=0 thì thực hiện lệnh tiếp theo
• Lệnh JNB
Cú pháp: JNB TH bít, nhãn
- Nếu TH=0 thì rẽ nhánh đến nhãn
-Nếu TH=1 thì thực hiện lệnh tiếp theo
• Lệnh JBC
• Cú pháp: JBC TH bít, nhãn
3.2. Bộ biến đổi tương tự số (ADC) 0809CCN.
Các bộ chuyển đổi ADC được sử dụng hết sức rộng rãi hiện nay. Tiêu biểu
là máy tính số chỉ làm việc với các số nhị phân , nhưng trong thực tế thì các
đại lượng hầu hết là tương tự chính vì vậy ta cần có bộ chuyển đổi qua lại
giữa các loại số này.
Trong bài này sử dụng chip ADC 0809, do linh kiện không có sẵn nên
mặc dù ADC 0804 là linh kiện có những ưu điểm hơn so với ADC 0809
như : Có bộ dao động riêng bên trong do vậy chỉ cần nối thêm điện trở
khoảng 10 khz, và tụ điện khoảng 150 pF là sẽ tạo nên bộ dao động có tần số
khoảng 600 KHz, và thời gian chuyển đổi là 110 us
Trong đề tài chỉ sử dụng 1 đầu vào cảm biến nên rõ ràng ADC 0804 sẽ
tiết kiệm hơn vì nó chỉ có 1 đầu vào cảm biến còn ADC 0809 có những 8 đầu
vào cảm biến vậy còn 7 đầu vào là không sử dụng ( bỏ không) gây nên lãng
phí.
Không phải chọn kênh đầu vào nên dễ dàng trong lập trình hơn. Và tốn
ít dung lượng bộ nhớ của vi điều khiển hơn.

Sinh viªn: Hoµng ThÞ Thu Hµ Líp: §L - §§T2
23
§å ¸n m«n häc: Vi xö lý GVHD: Th.s NguyÔn ThÞ Hßa
Trong bài này em sử dụng bộ biến đổi ADC 0809 ( vì nó được bán rộng
rãi hơn trên thị trường VN).
Hình 3.3 : Sơ đồ cấu trúc chân của ADC 0809.
* Chức năng các chân của ADC 0809.
Chân In 0 – In 7 : Đầu vào kênh tương tự.
Chân 6 : Start : Bắt đầu chuyển đổi.
Chân 7 EOC : Kết thúc chuyển đổi (End-of-Convéion).
Chân 9 OE : Cho phép đầu ra (Output Enable).
Chân 10 - Clock : Chân đưa xung vào.
Chân 11 : Vcc : Chân cấp nguồn (+5 v DC).
Chân 12,14 : Vref+,Vref- :Thiết lập điện áp tham chiếu.
Sinh viªn: Hoµng ThÞ Thu Hµ Líp: §L - §§T2
24
§å ¸n m«n häc: Vi xö lý GVHD: Th.s NguyÔn ThÞ Hßa
Hình 3.4: Cấu trúc bên trong.
Vref/2 (V) Vref+/Vref- (V) Kích thước bước (mv)
Hở 0-5 19.53
2 0-4 15.62
1.5 0-3 11.71
1.28 0-2.56 10
1 0-2 7.81
0.5 0-1 3.90
Bảng 3.8: Bảng quan hệ điện áp giữa Vref(+) và Vref (-)(Mass)
*Ý nghĩa : Khi chân Vref- nối xuống mass còn chân Vref+ được nối với
điện áp biến thiên từ 0 (v) cho đến 5 (v) thì mỗi khi bộ cảm biến của ADC
0809 CCN biến đổi 19,53 (mV) thì bộ biến đổi sẽ thay đổi trạng tháI đầu ra.
Các trường hợp còn lại tương tự.

* Kích thước bước (độ phân giải ) là sự thay đổi nhỏ nhất của đầu vào mà
ADC có thể phân biệt được.
* Vref+/Vref- : Điện áp tham chiếu thường thì Vref- được nối xuống mass
còn Vref+ thì được đấu vào một mức điện áp tham chiếu nào đó.
Chân 13 : Chân GND ( mass ).
Sinh viªn: Hoµng ThÞ Thu Hµ Líp: §L - §§T2
25