BÀI 7 GIÁM sát và điều KHIỂN THIẾT bị

Xưởng điện tử

Bài 7:Giám sát và điều khiển

BÀI 7 GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ

I. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU

-

Hiện nay, vi xử lý và vi điều khiển đóng vai trò rất quan trọng

trong lĩnh vực điều khiển tự động. Các bộ điều khiển dùng linh kiện rời
dần dần được thay thế bởi các bộ điều khiển dùng vi xử lý. Mặc dù đã
được học các vấn đề cơ bản như quét bàn phím, quét bảng đèn, điều khiển
động cơ bước, điều rộng xung,… tuy nhiên đa số sinh viên đều gặp nhiều
khó khăn khi phải phối hợp các lý thuyết cơ bản trên để được chương
trình hoàn chỉnh điều khiển một đối tượng cụ thể. Mục đích của bài thực
hành này giúp sinh viên làm quen với vi điều khiển thông dụng hiện nay
và ứng dụng chúng để điều khiển các đối tượng cụ thể. Bài thực hành tập
trung vào phương pháp thiết kế chương trình sao cho dễ sửa chữa, mở
rộng.
-

Bài thực hành này yêu cầu sinh viên phải biết trước cấu tạo và

lập trình
89C51
II. NỘI DUNG

39

21

1. Kiến trúc38của vi điều khiển 8951.22
2.U1

P0.0/AD0

P2.0/A8

10

37

P0.1/AD1 P0.2/AD2

11
P2.2/A10
P2.1/A9

36

P0.3/AD3 P2.3/A11

25

35

P0.4/AD4 P2.4/A12

26

19
18

Thực tập công nhân Trang 34
31
9

30
29

23 24


Xưởng điện tử

Bài 7:Giám sát và điều khiển

3433 32

P0.5/AD5 P0.6/AD6

P0.7/AD7

P2.5/A13 P2.6/A14

P2.7/A15

27 28

12 3

P1.0 P1.1 P1.2 P3.2/P3.0/RXD P3.1INT0 /TXD

4

P1.3

56 7

P1.4 P1.5 P1.6 P3.6/P3.4/T0 P3.5/T1 WR

8

P1.7

12 13

P3.3/INT1 14
15 16 17

P3.7/RD

XTAL1

ALE/PROG

XTAL2

PSEN

EA/VPP
RST
AT89C51
IC vi điều khiển 8951 thuộc họ MCS51 có các đặc điểm sau :
+ 4 kbyte Flash.
+ 128 byte RAM
+ 4 port I/0 8 bit
+ Hai bộ định thời 16 bits
+ Giao tiếp nối tiếp
+ 64KB không gian bộ nhớ chương trình ngoài
+ 64 KB không gian bộ nhớ dữ liệu ngoài
a.Port0: là port có 2 chức năng, ở trên chân từ 32 đến 39 của MC 8951.
Trong các thiết kế cỡ nhỏ không dùng bộ nhớ ngoài, P0 được sử dụng như là

Thực tập công nhân Trang 35


Xưởng điện tử

Bài 7:Giám sát và điều khiển

những cổng I/O. Còn trong các thiết kế lớn có yêu cầu một số lượng đáng kể
bộ nhớ ngoài thì P0 trở thành các đường truyền dữ liệu và 8 bit thấp của bus
địa chỉ.
b.

Port1: là một port I/O chuyên dụng, trên các chân 1-8 của

MC8951. Chúng được sử dụng với một múc đích duy nhất là giao tiếp với
các thiết bị ngoài khi cần thiết.
c.

Port2: là một cổng có công dụng kép trên các chân 21 – 28 của

MC 8951. Ngoài chức năng I/O, các chân này dùng làm 8 bit cao của bus địa
chỉ cho những mô hình thiết kế có bộ nhớ chương trình ROM ngoài hoặc bộ
nhớ dữ liệu RAM có dung lượng lớn hơn 256 byte.
d.

Port3: là một cổng có công dụng kép trên các chân 10 – 17 của

MC 8951. Ngoài chức năng là cổng I/O, những chân này kiêm luôn nhiều
chức năng khác nữa liên quan đến nhiều tính năng đặc biệt của MC 8951,
được mô tả trong bảng sau:
Bit
P3.0

Tên
RxD

Chức năng chuyển đổ i
Ngõ vào dữ liệu nối tiếp.

P3.1

TxD

Ngõ xuất dữ liệu nối tiếp.

P3.2

INT0

Ngắt ngoài 0.

P3.3

INT1

Ngắt ngoài 1.

P3.4

T0

Ngõ vào TIMER 0.

P3.5

T1

Ngõ vào của TIMER 1.

P3.6

ÖWR Điều khiển ghi dữ liệu lên bộ nhớ

P3.7

RD

ngoài.
Đ iều khiển đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài.

Bảng 2.1 : Chức năng của các chân trên port3

Thực tập công nhân Trang 36


Xưởng điện tử
e.

Bài 7:Giám sát và điều khiển

PSEN (Program Store Enable): 8951 có 4 tín hiệu điều khiển,

PSEN là
tín hiệu ra trên chân 29. Nó là tín hiệu điều khiển để cho phép truy xuất bộ
nhớ chương trình mở rộng và thường được nối đến chân OE (Output Enable)
của một EPROM để cho phép đọc các byte mã lệnh của chương trình. Tín
hiệu PSEN ở mức thấp trong suốt phạm vi quá trình của một lệnh. Các mã nhị
phân của chương trình được đọc từ EPROM qua bus và được chốt vào thanh
ghi lệnh của 8951 để giải mã lệnh. Khi thi hành chương trình trong ROM nội
PSEN sẽ ở mức cao.
f.

ALE (Address Latch Enable ): Tín hiệu ra ALE trên chân 30

tương hợp với các thiết bị làm việc với các xử lý 8585, 8088. 8951 dùng
ALE để giải đa hợp bus địa chỉ và dữ liệu, khi port 0 được dùng làm bus địa
chỉ/dữ liệu đa hợp: vừa là bus dữ liệu vừa là byte thấp của địa chỉ 16 bit .
ALE là tín hiệu để chốt địa chỉ vào một thanh ghi bên ngoài trong nữa đầu
của chu kỳ bộ nhớ. Sau đó, các đường Port 0 dùng để xuất hoặc nhập dữ liệu
trong nữa sau chu kỳ của chu kỳ bộ nhớ.
Các xung tín hiệu ALE có tốc độ bằng 1/6 lần tần số dao động trên chip
và có thể được dùng là nguồn xung nhịp cho các hệ thống. Nếu xung trên
8951 là 12MHz thì ALE có tần số 2MHz. Chân này cũng được làm ngõ vào
cho xung lập trình cho EPROM trong 8951.
g.

EA (External Access): Tín hiệu vào EA trên chân 31 thường

được nối lên mức cao (+5V) hoặc mức thấp (GND). Nếu ở mức cao, 8951 thi
hành chương trình từ ROM nội trong khoảng địa chỉ thấp (4K). Nếu ở mức
thấp, chương trình chỉ được thi hành từ bộ nhớ mở rộng. Người ta còn dùng
chân EA làm chân cấp điện áp 21V khi lập trình cho EPROM trong 8951.
h.

RST (Reset): Ngõ vào RST trên chân 9 là ngõ reset của 8951.

Khi tín hiệu này được đưa lên mức cao (trong ít nhất 2 chu kỳ máy), các
Thực tập công nhân Trang 37


Xưởng điện tử

Bài 7:Giám sát và điều khiển

thanh ghi trong 8951 được đưa vào những giá trị thích hợp để khởi động hệ
thống.
i.OSC: 8951 có một bộ dao động trên chip, nó thường được nối với thạch
anh giữa hai chân 18 và 19. Tần số thạch anh thông thường là 12MHz.
j. POWER: 8951 vận hành với nguồn đơn +5V ( 20%. Vcc được nối vào
chân 40 và Vss (GND) được nối vào chân 20.
2. Tìm hiểu về tập lệnh của 89C51.
Một số lệnh thường gặp.
ACALL addr11 : Gọi chương trình con(gọi đến địa chỉ tuyệt đối).
Mô tả: ACALL gọi không điều kiện một chương trình con đặt tại địa chỉ được
chỉ ra trong lệnh. Lệnh này tăng nội dung của PC bởi 2 để PC chứa địa chỉ
của lệnh kế lệnh ACALL, sau đó cất nội dung 16 bit của PC vào stack(Byte
thấp cất trước) và tăng con trỏ stack SP bởi 2. Do vậy chương trình con được
gọi phải được bắt đầu trong cùng khối 2K của bộ nhớ chương trình với Byte
đầu tiên của lệnh theo sau lệnh ACALL. Các cờ khong bị ảnh hưởng.
LCALL addr16 : Gọi chương trình con. Chương trình con được gọi phải
được bắt đầu trong cùng khối 64K của bộ nhớ chương trình với Byte đầu tiên
của lệnh theo sau lệnh LCALL. Các cờ khong bị ảnh hưởng. ADD A,<srcbyte>: Cộng
Mô tả: ADD Cộng nội dung của một byte ở địa chỉ được chỉ ra trong lệnh với
nội dung thanh chứa và đặt kết quả vào thanh chứa.
ADD có 4 kiểu định địa chỉ cho toán hạn nguồn: thanh ghi, trực tiếp, thanh
ghi gián tiếp hoặc tức thời.
AJMP addr11: Nhảy đến địa chỉ tuyệt đối. Đích nhảy đến phải trong cùng
khối 2K của bộ nhớ chương trình với byte đầu tiên của lệnh theo sau lệnh
AJMP.

Thực tập công nhân Trang 38


Xưởng điện tử

Bài 7:Giám sát và điều khiển

ANL <dest-byte>,<src-byte>: thực hiện phép toán AND từng bít giữa hai
toán hạng được chỉ ra trong lệnh và lưu kết quả vào toán hạn đích. Các cờ
không bị ảnh hưởng.
CJNE <dest-byte>,<src-byte>,rel : So sánh và nhảy nếu không bằng. Cờ
nhớ được set bằng 1 nếu giá trị nguyên không dấu của toán hạn trước nhỏ hơn
giá trị nguyên không dấu của toán hạn sau. Ngược lại cờ nhớ bị xoá.
CLR bit: Xoá bít.
CPL bit: Lấy bù bit.
DEC byte: Byte chỉ ra trong lệnh được giảm đi 1, cờ nhớ không bị anhư
hưởng. DIV AB: chia số nguyên không dấu 8 bit chứa trong thanh chứa cho số
nguyên không dấu 8 bít chứa trong thanh ghi B. Thương số chứa trong thanh
chứa A còn dư số chứa trong thanh ghi B.
DJNZ <byte>,nhánh đến địa chỉ được chỉ ra bưởi toán hạn thứ hai trong lệnh nếu kết quả sau
khi giảm khác 0.
INC byte: Byte chỉ ra trong lệnh được tăng bởi 1, cờ nhớ không bị anhư hưởng.
JB bit,ret : Nhảy nếu bít được set bằng 1.
MOV dest-byte>,<src-byte> : Di chuyển nội dung của toán hạng nguồn đến
toán hạn đích.
MUL AB: Nhân các số nguyên không dấu 8 bit chứa trong thanh chứa A và
trong thanh ghi B. Byte thấp của tích số 16 bit được cất trong thanh chứa cong
byte cao cất trong thanh ghi B.
RL A: 8 bít trong thanh chứa A được quay trái 1 bit.
SETB <bit>: Set bit bằng 1.
Một số ví dụ.
Chương trình hiển thị giây và phút dùng bộ định thời.
#include <Rc51Regs.inc>

Thực tập công nhân Trang 39


Xưởng điện tử

Bài 7:Giám sát và điều khiển

GIAY

EQU

31H

; Địa chỉ của RAM lưu giá trị của giây

PHUT

EQU

32H

; Địa chỉ của RAM lưu giá trị của phút

ORG

00H

LJMP

MAIN

ORG

MAIN:

LAP:

001BH

;Vector của bộ định thời 1

LJMP

T0ISR

ORG

0030H

MOV

R1,#0

MOV

GIAY,#0

MOV

PHUT,#0

MOV

A,GIAY

CJNE A,#60,HT
INC

PHUT
MOV
MOV

HT:

GIAY,#00H

A,PHUT
CJNE

A,#60,HT

MOV

PHUT,#00H

MOV

A,GIAY

ACALL HTGIAY

MOV

A,PHUT
ACALL HTPHUT
MOV
MOV

INC

TMOD,#12H

IE,#8AH ;Cho phép ngắt do các bộ định thời
SETB

TF1

CJNE

R1,#100,LAP

MOV

R1,#0

GIAY

Thực tập công nhân Trang 40

; Buột ngắt do bộ định thời 1

Xưởng điện tử

Bài 7:Giám sát và điều khiển

LJMP

LAP

; Chương trình ngắt
T0ISR:

CLR
MOV

TH1,#HIGH(-10000)

MOV

TL1,#LOW(-10000)

SETB
INC

TR1

TR1

R1
RETI

; Chương trình con hiển thị giây
HTGIAY: MOV
DIV

B,#10

AB
ADD
MOV

A,#10H

P2,A

ACALL DELAY
MOV

A,B
ADD
MOV

A,#00

P2,A
ACALL DELAY
RET

; Chương trình con hiển thị phút
HTPHUT: MOV

DIV

B,#10

AB
ADD
MOV

A,#30H

P2,A

ACALL DELAY
MOV

A,B

Thực tập công nhân Trang 41


Xưởng điện tử

Bài 7:Giám sát và điều khiển

ADD
MOV

A,#20H

P2,A

ACALL DELAY

RET
DELAY:

MOV

R0,#200

DJNZ

R0,$

RET
END
Chương trình sử dụng ngắt ngoài 0.
#include <Rc51Regs.inc>
ORG

00H

LJMP

MAIN

LJMP

EXOISR

ORG

001BH

LJMP

;Địa chỉ vector EXT 0

T0ISR

ORG

0030

MAIN:
SETB
MOV

IT0

; Tác động cạnh âm

TMOD,#11H

MOV

IE,#81H

LJMP

$

; Chỉ cho phép EX0

EXOISR:
SETB

TF1

SETB

ET0

SETB

ET1

; Buột ngắt do bộ định thời 1
; Cho phép các ngắt do bộ định thời

RETI
Thực tập công nhân Trang 42


Xưởng điện tử

T0ISR: CLR

Bài 7:Giám sát và điều khiển

TR1

MOV

TH1,#HIGH(-50000)

MOV

TL1,#LOW(-50000)

SETB

TR1

CPL

P0.1

; Tạo xung ra

RETI
END
3. Điều khiển công suất.
- Điều khiển tải DC:
Vcc
R1

R0
p1.0

Q2

Rtai

Đây là sơ đồ điều khiển khá đơn giản cả về phần cứng lẫn phần mềm, tuy
nhiên sơ đồ thường chỉ áp dụng để điều khiển các tải DC công suất nhỏ.
T on
Ihd = T1 ∫0 Idm2dt = TTon Idm
Ton: Thời gian dòng điện chạy qua tải
TOFF: Thời gian dòng điện không chạy qua tải
T = Ton + TOFF
Vậy muốn tăng dòng điện qua tải thì ta tăng T on. Khi Ton = T thì dòng
điện qua tải là lớn nhất.
- Điều khiển tải AC:
Thực tập công nhân Trang 43


Xưởng điện tử

Bài 7:Giám sát và điều khiển

Ta dùng phương pháp điều khiển góc pha là phương pháp thay đổi góc kích
α của Triac để làm biến đổi điện áp đặt lên tải, khi góc kích α = 0 thì coi như
toàn bộ điện áp lưới đặt lên tải nếu như ta bỏ qua sụt áp trên Triac. Ưu điểm
của phương pháp này là điều khiển liên tục và chính xác hơn.

5V
R1
R2

Rt

R0
p1.0

Q2

Tai AC

V1
220V
Q1
TRIAC

Hình :Sô ñoà maïch ñieàu khieån

Thực tập công nhân Trang 44


Xng in t

Bi 7:Giỏm sỏt v iu khin

Ig

VAC

Vtaỷi

Hỡnh : Sụ ủo daùng soựng treõn taỷi
Giỏ tr in ỏp hiu dng trờn ti :
Uo = 1 2 (Um sin )2d 1 / 2
2 0
= 1 (Um sin ) 2d 1 / 2




=Um 21(+ sin22) 1/ 2

= U 1 (+ sin2)1/ 2
2

Thc tp cụng nhõn Trang 45




Xưởng điện tử

Bài 7:Giám sát và điều khiển

Trong đó, U và Um lần lượt là giá trị điện áp hiệu dụng và điện áp đỉnh
trên tải còn α là góc kích dẩn Triac. Từ đây, suy ra công suất trên tải là :
P = Uo* Io = UR02 = UR2 π1  π−α+ sin22α
P = U2 1−α+ sin2π

R

π

2π 

Trong đó, P là công suất tiêu thụ trên tải còn R là trở kháng của tải.
Như vậy, công suất tiêu thụ trên tải phụ thuộc vào góc kích dẩn α, khi góc
kích α tăng thì P giảm và ngược lại, tại α= 0 công suất là lớn nhất và bằng
công suất danh định của tải, tại giá trị α = π công suất tiêu thụ nhỏ nhất P = 0.
Nghĩa là, bằng cách thay đổi góc kích dẩn α ta sẽ điều khiển được công suất
tiêu thụ trên tải.
4. Điều khiển động cơ bước.
- Đặc điểm chung của động cơ bước:
Động cơ bước thực chất là động cơ đồng bộ hoạt động dưới tác dụng
của các xung rời rạc và kế tiết nhau. Khi một xung dòng điện hoặc điện áp
đặt vào cuộn dây phần ứng của động cơ bước, thì roto (phần cảm) của động
cơ sẽ quay đi một góc nhất định, và được gọi là bước của động cơ, khi các
xung dòng điện đặt vào cuộn dây phần ứng liên tục thì roto sẽ quay liên tục.
Vị trí của động cơ bước được xác định bằng số lượng xung và vận tốc
của động cơ tỷ lệ với tần số xung và được xác định bằng số bước/giây.Tính
năng làm việc của động cơ bước được đặc trưng bởi bước được thực hiên,
đặc tính góc (quan hệ của momen địên từ theo góc giữa trục của roto và trục
của từ trường tổng, tần số xung giới hạn sao cho các quá trình quá độ, khi
Thực tập công nhân Trang 46


Xưởng điện tử

Bài 7:Giám sát và điều khiển

hoàn thành một bước có thể tắt đi trước khi bắt đầu bước tiếp theo.Tính năng

mở máy của độn g cơ, được đặc trưng bởi tần số xung cực đại có thể mở máy
mà không làm cho roto mất đồng bộ ( bỏ bước)
Bước của động cơ (giá trị của góc giữa hai vị trí ổn định kế nhau của
roto) càng nhỏ thì độ chính xác trong điều khiển càng cao. Bước của động
cơ phụ thuộc vào số cuộn dây phần ứng, số cực của stato, số răng của roto và
phương pháp điều khiển bứơc đủ hoặc điều khiển nửa bước. Tuỳ theo yêu
cầu về độ chính xác và kết cấu của động cơ mà bước của động cơ thay đổi
trong giới hạn từ 0,180 ÷1800. Trong đó: động cơ bước nam châm vĩnh cữu
dạng cực móng và có từ trở thay đổi từ 60 ÷450, động cơ bước có từ trở thay
đổi có góc bước nằm trong giới hạn từ 1,80 ÷ 300 và động cơ bước hỗn hợp
có góc bước thay đổi trong khoảng 0,36 0÷150. Các giá trị góc của các loại
động cơ kể trên được tính trong chế độ điều khiển bước đủ.
Chiều quay của động cơ bước không phụ thuộc vào chiều dòng điện chạy
trong các cuộn dây phần ứng, mà phụ thuộc vào thứ tự cuộng dây phần ứng
được cấp xung điều khiển.
Số cuộn dây phần ứng ( hay còn gọi là cuộn dây pha) của động cơ
bước đựợc chế tạo từ 2 ÷ 5 cuộn dây pha ( hay còn gọi là bối dây và được
đặt đối diện nhau trong các rãnh ở stato. Đối với cuộn dây phải có hai cuộn
dây thì chỉ dùng cho điều khiển lưỡng cực ( cuộc dây có cực tính thay đổi)
với 4 cuộn dây có thể dùng cho cả hai chế độ điều khiển đơn cực và điều
khiển lưỡng cực Phương pháp điều khiển động cơ bước:
Có 3 phương pháp điều khiển động cơ bước: Đầy bước, nữa bước, vi bước
nhưng ở đây ta chỉ xét trường hợp đầy bước.

Thực tập công nhân Trang 47


Xưởng điện tử

Bài 7:Giám sát và điều khiển

Nguyên lý làm việc của động cơ bước là dựa trên sự tác động tương
hổ giữa từ trường của stato và roto, hình thành momen điện từ làm quay roto
đi một góc nhất định. Khi cho xung dòng điện tác động vào cuộn dây pha A
A’ roto sẽ quay đến vị trí, mà trục từ trường của roto (cũng chính là trục của
roto) trùng với trục từ trường pha A.
Nếu cắt xung dòng điện vào pha A, cho xung dòng điện tác dụng vào cuộn
dây BB’ thì véc tơ từ hoá của dòng điện sẽ quay đi một góc là 18 0, do đó roto
cũng quay đi một góc 180 để cho trục của từ roto trùng với trục của từ trường
tổng. Sau đó cắt xung tác động vào pha B và cho dòng điện tác động vào pha
A nhưng đổi dấu thì roto quay tiếp một góc 18 0. Nếu tính từ góc đầu thì roto
đã quay một góc 360
Quá trình chuyển phát xung dòng điện tác dụng vào một trong hai pha
cho tới khi roto quay một vòng, động cơ sẽ thực hiện được 20 bước (Còn gọi
20 nhịp) Quá trình chuyển mạch các cuộn dây điều khiển theo một trình tự
(A+,B+,A, B-) và quá trình chuyển mạch theo trình tự (A+,B+),( A+,B-,),(A-,B+),(A-,B-)
Trong trường hợp này thì trong một chu trình chuyển mạch có 20 nhịp
(bước ) và ở mỗi nhịp có số cuộn dây điều khiển được cấp xung dòng điện
cho nhau.
Dạng điều khiển này được gọi là điều khiển bước đủ, hay còn gọi điều khiển
đối xứng.
Điều khiển động cơ bước 1 pha và hai pha theo phương pháp đầy bước
Bảng trạng thái điều khiển động cơ bước

Bướ

2 pha
Pha 1 Pha 2

c

Thực tập công nhân Trang 48

Bướ
c

Pha 1

4 pha
Pha 2 Pha 3 Pha 4


Xưởng điện tử

1
2
3
4

Bài 7:Giám sát và điều khiển

1
-1
-1
1

1
1
-1
-1

Điều khiển động cơ 2 pha

Điều khiển động cơ 4 pha

Thực tập công nhân Trang 49

1
2
3
4

1
0
0
1

0
1
1
0

1
1
0
0

0
0
1
1

Xưởng điện tử
-

Bài 7:Giám sát và điều khiển

Từ bảng trạng thái trên ta có thể dùng IC số để tạo mạch điều khiển.
VCC

U1A
1

U1B
3

2

4

6

5
7486

U2A

7486

Clook

14
3
VCC

1
2

J
K
CLK
CLR

Q

Q

12

Pha1

13

Pha2

9

Pha3

8

Pha4

State
U1C
9

8

10

7473

U1D
12

11

13
7486

U2B

7486

7
10
VCC

5

6

J
K
CLK
CLR

Q

Q

7473

- Đặc tính c ủa động cơ b ước : V ận t ốc c ủa động c ơ b ước ph ụ thu ộc vào t ần s ố

xung điều khiển.
Đặc điểm vận tốc của roto trên một bước thể hiện tính dao động của
động cơ, đặc tính này có thể được cải thiện bằng việc thiết kế một hộp biến
tốc đặc biệt nhằm hạn chế và loại trừ cộng hưởng để có được hằng số thời
gian tốt hơn.
Khi có một xung dòng điện vào cuộn dây stato, roto động cơ không
chuyển động ngay từ góc này sang góc khác mà nó dao động một thời gian
cần để quay 5% vòng thì mới đạt được vị trí ổn định. Hằng số thời gian phụ
thuộc vào momen quán tính của từ thông Φ.
Tần số xung càng cao thì hằng số thời gian điện từ sẽ càng ngắn. Nếu
xung điều khiển động cơ có tần số quá cao thì roto sẽ quay liên tục và làm
việc quá tần số giới hạn, ở chế độ này động cơ không thể dừng đột ngột và
cũng không thể đảo chiều. Muốn thực hiện dừng động cơ cần phải giảm tần
số đến vùng làm việc theo bước.
5. Bàn phím

Thực tập công nhân Trang 50


Xưởng điện tử

Bài 7:Giám sát và điều khiển

- Ma trận phím

1

0

2

4

1

3 C0

2

4

1

3

2

4

1

3

2

1

4

1

3 C1

2

4

1

3

2

4

1

3

2

2

4

1

3 C2

2

4

1

3

2

4

1

3

2

3

J1
4

3 C3
H0

1

4

5

6

7

4

P1.0
P1.1
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7

1
2
3
4
5
6
7
8
CON8

2

3
H1

1

8

2

9

A

B

4

3
H2

1

2

C

4

1

3

2

D

4

1

3

2

E

4

1

3

2

F

4

3
H3

ể thực hiện ma trận bàn phím ta dùng phương pháp quét phím. Quét cột và đọc dữ
liệu tại hàng hoặc ngược lại. Theo hình vẽ thì các cột cách nhau 1 đơn vị, các hàng

Đ

cách nhau 4 đơn vi.
Vậy giá trị của bàn phím được tính theo công thức sau
Bp= C+h.4
Trong đó:

Bp: Giá trị của phím được nhấn.
C: Cột được quét.
H: Hàng có phím nhấn.

Ví dụ: Khi ta quét cột C0 mà phím 4 được nhấn thì H1 nhận được tín hiệu.
Vậy giá trị nhận được của bàn phím là Bp = 0 + 1.4 = 4.

Khi mạch cần nhiều phím thì ta mới tổ chức ma trận phím để giảm số
lượng cổng sử dụng cho bàn phím.
Chương trình hiển thị bàn phím.
#include <Rc51Regs.inc>
phim

equ

30h

Thực tập công nhân Trang 51


Xưởng điện tử

Bài 7:Giám sát và điều khiển

ORG

0000H

MAIN:
ACALL

IN_HEX

ACALL HT
SJMP

MAIN

;.........................................
IN_HEX:

MOV R3,#50

BACK1:

ACALL GET_KEY

JNB 10,EXP1
DJNZ R3,BACK1
BACK2:

MOV R3,#50

BACK3:

ACALL GET_KEY

JB

10,BACK2
DjNZ R3,BACK3

SETB 11
MOV PHIM,R6
EXP1:

NOP

RET

;---------------------------------------------------------------------------GET_KEY:
MOV A,#0FEH
MOV

R2,#0

SCAN_ROW:
MOV P0,A
MOV R4,A
;chuan bi quet cac cot va nhay
JNB P0.4,ROW_0
Thực tập công nhân Trang 52

;luu gia tri cua A vao R4


Xưởng điện tử

Bài 7:Giám sát và điều khiển

JNB P0.5,ROW_1
JNB P0.6,ROW_2
JNB P0.7,ROW_3
;khong co phim an thi chuyen den cot tiep theo
MOV A,R4

;lay lai ma lan truoc tu r4

RL

;quay trai 1 bit de chuyen den cot ke tiep

A

INC R2

;tang so lan quet len 1

CJNE R2,#4,SCAN_ROW
SETB P2.6
SJMP NO_CODE
ROW_0:
MOV

A,R2

ADD A,#0 SETB
10
MOV R6,A

SJMP

EXIT
ROW_1:
MOV

A,R2

ADD A,#4 SETB
10
MOV R6,A

SJMP

EXIT
ROW_2:
MOV A,R2
ADD A,#8 SETB 10
MOV R6,A

SJMP

EXIT
Thực tập công nhân Trang 53

;khong du 4 cot thi quay lai quet


Xưởng điện tử

Bài 7:Giám sát và điều khiển

ROW_3:
MOV A,R2
ADD A,#12 SETB 10
MOV R6,A
SJMP EXIT
NO_CODE:

;NEU KHONG CO PHIM AN THI XOA BIT 10

CLR 10
EXIT:
RET
HT:

MOV
DIV

B,#10

AB
ADD

MOV

A,#10H

P2,A

ACALL DELAY
MOV

A,B
ADD
MOV

A,#00

P2,A
ACALL DELAY

RET
DELAY:

MOV

R0,#200

DJNZ

R0,$

RET
END
Khi mạch không cần nhiều phím thì ta có thể dùng phím như sau:
Vcc

Thực tập công nhân Trang 54


Xưởng điện tử

Bài 7:Giám sát và điều khiển

R1
R
1

4

2

3

p1.0

6. Hiện thị
*. Khi giao tiếp với LED 7 đoạn ta có nhiều cách giao tiếp khác nhau.
-

Xuất dữ liệu trực tiếp ra cổng: chỉ sử dụng khi có ít led
hiển thị.

-

Khi có nhiều LED hiển thị thì ta dùng phương pháp quét có
sơ đồ mạch cơ bản như sau:

III. PHẦN THỰC TẬP CỤ THỂ
-

Thực hiện mạch kít vi điều khiển 89C51 - Thực hiện mạch
ma trận bàn phím

Thực tập công nhân Trang 55

Xưởng điện tử

Bài 7:Giám sát và điều khiển

-

Thực hiện mạch hiển thị 6 LED 7 đoạn.

-

Viết chương trình nhập dữ liệu từ bàn phím lưu vào vùng
đệm. - Nhận dữ liệu từ vùng đệm xuất ra LED - Cấp
nguồn cho mạch và kiểm tra.

Mạch phải đảm bảo kỹ thuật và hoạt động ổn định.

Thực tập công nhân Trang 56