thiết kế hệ thống điều khiển nhệt độ bằng vi xử lý

Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Nguyễn Ngọc Khai

MỤC LỤC

PHẦN 1: GIỚI THIỆU LÝ THUYẾT……………………………………………...1
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHIỆT
ĐỘ…………1
I.
KHÁI NIỆM VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHIỆT
ĐỘ…………1
II.
CÁC NGUYÊN TẮC ĐIỀU KHIỂN………………………………..1
III. CÁC LOẠI ĐIỀU KHIỂN…………………………………………...2
IV. MÔ HÌNH TỔNG QUÁT VÀ CÁC PHƯƠNG
PHÁP ĐO NHIỆT ĐỘ……………………………………………....3
CHƯƠNG II: CẢM BIẾN NHIỆT………………………………………………….7
I.
CÁC THÔNG SỐ CẢM BIẾN………………………………………7
II.
CÁC LOẠI CẢM BIẾN THÔNG DỤNG…………………………...7
CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU HỌ MICROCONTROLLER……………………….12
I.
PHẦN CỨNG……………………………………………………….12
II.
TẬP LỆNH CỦA 8051/8031……………………………………….25
III. HOẠT ĐỘNG CỦA BỘ ĐỊNH THỜI ( TIMER )
………………...31
IV. HOẠT ĐỘNG CỦA PORT NỐI TIẾP ……………………………35
V.

HOẠT ĐỘNG NGẮT ( INTERRUPT) ……………………………38
CHƯƠNG IV: GIỚI THIỆU IC AT 8952………………………………………...42
I.
ĐẶC ĐIỂM VỀ PHẦN TỔ CHỨC BỘ NHỚ……………………..42
II.
CÁC MODE HOẠT ĐỘNG ……………………………………….43
CHƯƠNG V: MỞ RỘNG PORT DÙNG PII 8255……………………………….46
I.
CẤU TẠO PHẦN CỨNG 8255…………………………………….46
II.
CẤU TRÚC PHẦN MỀM CỦA 8255……………………………...47
III. GIAO TIẾP GIỮA VI XỬ LÝ VỚI 8255…………………………..48
CHƯƠNG VI: BIẾN ĐỔI TƯƠNG TỰ_ SỐ …………………………………….51
I.
TỔNG QUÁT……………………………………………………….51
II.
CÁC KỸ THUẬT ADC…………………………………………….53
III. GIAO TIẾP PHẦN MỀM…………………………………………..60
IV. GIAO TIẾP PHẦN CỨNG…………………………………………61
PHẦN 2: THIẾT KẾ VÀ CHƯƠNG TRÌNH……………………………………..62
CHƯƠNG I : THIẾT KẾ KIT VI XỬ LÝ AT 8952………………………………65
I.
GIỚI THIỆU CHUNG……………………………………………...65

SV : Huỳnh Đỉnh Tuệ

 1


Luận Văn Tốt Nghiệp

II.

GVHD: Nguyễn Ngọc Khai

GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN CHÍNH TRONG
MẠCH………..65

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ BÀN PHÍM VÀ KHỐI HIỂN THỊ……………………68
I.
THIẾT KẾ MẠCH BÀN PHÍM……………………………………68
II.
THIẾT KẾ KHỐI HIỂN THỊ………………………………………69
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ MẠCH CÔNG SUẤT VÀ
MẠCH GIAO TIẾP XUẤT…………………..71
I.
MẠCH CÔNG SUẤT………………………………………………71
II.
PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘ RỘNG XUNG………………
72
III. THIẾT KẾ MẠCH GIAO TIẾP XUẤT……………………………73
CHƯƠNG IV :THIẾT KẾ MẠCH THU THẬP DỮ LIỆU……………………….75
I.
CẢM BIẾN NHIỆT………………………………………………...75
II.
CHỌN BIẾN ĐỔI ADC…………………………………………….76
CHƯƠNG V :THIẾT KẾ KHÂU HIỆU CHỈNH PID SỐ ……………………….80
I.
ĐỐI TƯNG LÒ NHIỆT ………………………………………….80
II.

THIẾT KẾ BỘ HIỆU CHỈNH PID SỐ…………………………….81
CHƯƠNG VI: GIẢI THUẬT VÀ CHƯƠNG TRÌNH……………………………87
I.
GIẢI THUẬT……………………………………………………….87
II.
CHƯƠNG TRÌNH…………………………………………………..92

SV : Huỳnh Đỉnh Tuệ

 2


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Nguyễn Ngọc Khai

PHẦN 1:
GIỚI THIỆU LÝ THUYẾT

Chương I:
GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ
I.Khái niệm về hệ thống điều khiển nhiệt độ:
Nhiệt độ là đại lượng vật lý hiện diện khắp mọi nơi và trong nhiều
lónh vực, đặc biệt là trong công nghiệp vì mỗi sản phẩm , thiết bò hay
điều kiện làm việc cần những nhiệt độ khác nhau .Muốn có được nhiệt
độ phù hợp cần phải có một hệ thống điều khiển.Tùy theo tính chất ,yêu
cầu của quá trình mà nó đòi hỏi các phương pháp điều khiển thích hợp
Hệ thống điều khiển nhiệt độ có thể phân làm hai loại :Hệ thống
điều khiển hồi tiếp (feedback control system) và hệ thống điều khiển
tuần tự (sequence control system)

− Điều khiển hồi tiếp thường được xác đònh và giám sát kết quả điều
khiển , so sánh nó với yêu cầu thực thi và tự động điều chỉnh đúng .
− Điều khiển tuần tự thực hiện từng bước điều khiển tùy theo hoạt
động điều khiển trước khi xác đònh tuần tự.
II. Các nguyên tắc điều khiển :
1.Nguyên tắc thông tin phản hồi:
Trong các quá trình điều khiển ,tồn tại hai dòng thông tin một từ
cơ quan chủ quản đến đối tượng và một từ đối tượng đi ngược về cơ
quan điều khiển , được gọi là liên kết ngược hay hồi tiếp .
a) Quá trình điều khiển theo
n
nguyên tắc bù nhiễu:
Tác động vào đối tượng
Điều
là luật điều khiển u theo
khiển
nguyên tác bùnhiễu để đạt đầu
c
ra c mong muốn,nhưng không
u
Đối
quan sát tín hiệu ra c .
tượng
Về nguyên tắc ,đối với
hệ phức tạp thì điều khiển theo
n
mạch hở không cho kết quả tốt .
r
c
u

e
b) Điều khiển theo sai lệch:
Điều
Đối
khiển
tượng

SV : Huỳnh Đỉnh Tuệ

 3


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Nguyễn Ngọc Khai

Cơ quan điều khiển quan sát c, so sánh với đònh chuẩn điều mong
muốn r để chọn luật điều khiển u.
Nguyên tắc ở đây là điều chỉnh linh hoạt ,loại sai lệch ,thử nghiệm
và sửa.Đây là nguyên tắc cơ bản trong điều khiển.
c) Điều khiển phối hợp:
n

r

e

u

c

2.
Nguyê
Điều
Đối
n tắc đa
dang
khiển
tượng
tương
xứng:
Muốn
quá trình điều
khiển có chất lượng thì sự đa dạng của cơ quan điều khiển phải tương
xứng với sự đa dạng của đối tượng .Tính đa dạng của cơ quan điều khiển
có thể dùng để chế ngự đối tượng thể hiện ở :khả năng thu thập thông
tin , lưu trữ ,phân tích xử lý ,chọn quyết đònh ,tổ chức thực hiện.
3.Nguyên tắc bổ sung ngoài:
Một hệ thống luôn tồn tại và hoạt động trong môi trường cụ thể và
có tác động qua lại chặt chẽ với môi trường đó .Trong điều kiện thừa
nhận nguyên tắc bổ sung ngoài sau:thừa nhận có một đối tượng chưa
biết (hộp đen)tác động vào hệ thống và ta phải điều khiển cả hệ thống
lẫn hộp đen.
4.Nguyên tắc dự trư:õ
Vì nguyên tắc 3 luôn coi thông tin chưa đầy đủ phải đề phòng các
bất trắc có thể xảy ra và không được dùng toàn bộ lực lượng trong điều
kiện bình thường . Vốn dự trữ là không sử dụng ,nhưng cần để bảo đảm
cho hệ thống vận hành an toàn .
5.Nguyên tắc phân cấp:
Đối với một hệ thống phức tạp cần xây dựng nhiều lớp điều khiển

bổ sung cho trung tâm ,để khuếch đại khả năng điều khiển .Phải tránh
khuynh hướng hình thức và phân cấp quá đáng ,xử lý cho đúng nhiện vụ
và quyền hạn ở mỗi cấp
6.Nguyên tắc cân bằng nội:

SV : Huỳnh Đỉnh Tuệ

 4


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Nguyễn Ngọc Khai

Mỗi hệ thống cần được xây dựng với cơ chế cân bằng nội để có
khả năng tự giải quyết những biến động xảy ra.
III.Các loại điều khiển:
Sự phân loại điều khiển có tính chất quy ước
1.Điều khiển ổn đònh hóa:
Mục tiêu điều khiển là kết quả đầu ra bằng đầu vào chuẩn r(t) =
const với sai lệch cho phép exl (sai số ở chế độ xác lập)
e(t) = r(t) - c(t) ≤ exl
Đặc biệt khi đầu ra hệ thống cần giữ là hằng số ,ta có hệ thống
điều chỉnh hay hệ thống ổn đònh .
Ví dụ: hệ thống ổn đònh nhiệt độ ,điện áp ,áp suất ,nồng độ tốc
độ…
2.Điều khiển theo chương trình:
Nếu r(t) là một hàm đònh trước theo thời gian ,yêu cầu đáp ứng ra
của hệ thống sao chép lại các giá trò của tín hiệu vào r(t) thì ta có hệ
thống điều khiển theo chương trình .

Ví dụ: hệ thống điều khiển máy công cụ CNC ,điều khiển tự động
nhà máy xi măng Hoàng Thạch ,hệ thống thu thập và truyền số liệu hệ
thống điện, quản lý vật tư ở nhà máy …
3.Điều khiển theo dõi:
Nếu tín hiệu tác động vào hệ thống r(t) là một hàm không bết
trước theo thời gian ,yêu cầu điều khiển đáp ứng ra c(t) luôn bám sát
được r(t) ,ta có hệ thống theo dõi.Điều khiển theo dõi được sử dụng rộng
rãi trong các hệ thống điều khiển vũ khí ,hệ thống lái tàu ,máy bay…
4.Điều khiển
thích nghi:
Tín hiệu
v(t) chỉnh đònh
TC
n (t)
lại tham số
điều khiển sao
v (t)
cho hệ thích
nghi với mọi r (t)
c (t)
ĐK
ĐT
biến động của
môi
trường
u (t)
ngoài.

SV : Huỳnh Đỉnh Tuệ

 5


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Nguyễn Ngọc Khai

5.Điều khiển tối ưu hàm mục tiêu đạt cực trò:
Ví dụ các bài toán qui hoạch ,vận trù trong kinh tế ,kỹ thuật đều là
các phương pháp điều khiển tối ưu.
IV.Mô hình tổng quát và các phương pháp đo nhiệt độ:
1.Mô hình hệ thống điều khiển:
Hệ thống đo và điều khiển nhiệt độ là một đạng của hệ thống thu
thập dữ liệu .Nhìn chung một hệ thống thu thập dữ liệu đầy đủ có những
thành phần sau:
• Phần thu thập dữ liệu từ đối tượng bên ngoài vào hệ thống vi xử lýmáy tính. Phần này gồm các cảm biến ,mạch gia công tín hiệu ,bộ
chuyển đổi tín hiệu tương đồng sang tín hiệu số (ADC) và các thiết bò
ngoại vi khác như nguồn, đường dây truyền dữ liệu …
• Phần điều khiển : bao gồm hệ vi xử lý , máy tính và hệ thống tác
động vào đối tượng .
• Phần mềm: là chương trình cho kít xử lý tại chổ và chương trình cho
máy tính nhằm thu nhận dữ liệu và điều khiển nhiệt độ cũng như giao
tiếp với người sử dụng .Các thành phần trên liên quan chặt chẽ với
nhau ,tạo thành một hệ thống hợp nhất .Từ phân tích trên một hệ
thống thu thập dữ liệu (ADS)sẽ có những thành phần cấu trúc sau:

SV : Huỳnh Đỉnh Tuệ

 6

Luận Văn Tốt Nghiệp

Kênh 1

Kênh n

Mạch
Gia công
1
Mạch
Gia
công n
Mạch đối tượng 1

GVHD: Nguyễn Ngọc Khai

DỒN
KÊNH

ADC

TƯƠN

LƯU
TRỮ

Máy
tính
chủ

VÀ

G

ĐIỀU

BỘ

KHIỂ

TỰ
PHÂN

Mạch đối tượng n

KÍT

DAC

N

KÊNH

2.Chức năng các khối trong hệ thống điều khiển:
2.1.Kít chủ vi xử lý:
Kit sử dụng một chip vi xử lý ,là đơn vò master nhận yêu cầu từ
người sử dụng và truyền dữ liệu cho các slave khác ,ở đây sử dụng kỹ
thuật truyền thông đa xử lý để giao tiếp kit chủ và các kit xử lý
slave,giữa kit chủ và máy tính, chỉ có thể giao tiếp khi tác động phím từ

kit .
Kit chủ có thiết kế phần cứng như các kit slave, duy chỉ có thêm
về phần cứng mạng truyền và phần chương trình quản lý các thông số
của các đơn vò slave.
2.2.Các kit xử lý tạm thời (slave):
Các kit xử lý tạm thời có nhiệm vụ thu nhận các giá trò từ ADC và
có khả năng điều khiển nhiệt độ theo các phương pháp khác nhau.Chức
năng của các thông số từ cổng nối tiếp .
2.3. Mạng truyền:
Dùng để giao tiếp giữa các kit ,giữa các kit với máy tính .Mạng
truyền sử dụng ở đây là theo khuyến cáo của nhà sản xuất chip giao tiếp
mã 485.Chuẩn truyền 485 được sử dụng rộng rãi trong các thiết bò điều
khiển vi tính đơn giản trong kết nối phần cứng cũng như giao thức truyền
đây là mạng Half Duplex . Trong một thời gian sử dụng nhất đònh chỉ có

SV : Huỳnh Đỉnh Tuệ

 7


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Nguyễn Ngọc Khai

thể nhiều nhất hai đối tượng liên lạc với nhau.Các cách thức giao tiếp là
một vi xử lý chủ và các vi xử lý tớ ,các vi xử lý tớ không thể liên lạc với
nhau mà chỉ có thể liên lạc thông qua vi xử lý chủ.
2.4. Chương trình điều khiển:
Thực hiện việc giao tiếp giữa các vi xử lý và kit chủ ,giữa kit chủ
và máy tính ,đặt trò.

3.Các phần tử trong thiết bò đo và phương pháp đo nhiệt độ:
3.1.Các phần tử trong thiết bò đo:
• CẢM BIẾN
Phần tử biến đổi các đại lượng không điện sang đại lượng điện,bộ
phận này thường dùng thermocouple.
• BỘ CHẾ BIẾN TÍN HIỆU
Biến đổi tín hiệu điện thu được từ thermocouple cho phù hợp với
mức vào mạch biến đổi tín hiệu A/D.
• BỘ HIỂN THỊ KẾT QUẢ
Hiển thò kết quả thu được dưới dạng hiển thò số.
• BỘ ĐIỀU KHIỂN
Thực hiện điều khiểntheo phương pháp PID hay ON/OFF.
• MẠCH KHUYẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT
Khuếch đại tín hiệu điều khiển để điều chỉnh nhiệt độ.
3.2.Các phương pháp đo:
Hiện nay có rất nhiều phương pháp đo khác nhau :từ đơn giản đến
phức tạp, từ loại có độ chính xác vừa đến loại chính xác cao.
• Đo nhiệt độ bằng cột thủy ngân.
• Đo nhiệt độ bằng điện trở.
• Đo nhiệt độ bằng cặp nhiệt điện.
• Đo nhiệt độ bằng diode và transistor .
• Dụng cụ đo nhiệt theo nhiệt nóng chảy của các chất.
• Dụng cụ đo nhiệt độ theo dòng điện bức xạ.
• Đo nhiệt độ bằng IC cảm biếm nhiệt.
• Đo nhiệt độ bằng cảm biến thạch anh.
Đo nhiệt độ dùng cảm biến thạch anh có ưu điểm hơn so với các
phương pháp khác ,vì nó có độ chính xác cao ,việc chuyển đổi dạng số
rất dễ dàng đối với thông tin liên quan đến tần số.
Ví dụ: đặc tính đo lường của tinh thể thạch anh do hãng Heulett Packard
chế tạo có:

SV : Huỳnh Đỉnh Tuệ

 8


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Nguyễn Ngọc Khai

Khoảng đo -80oC ÷ 250oC.
Khoảng tuyến tính ± 0.05% khoảng đo.
Độ nhạy 1000HZ oC .
Khả năng đo 0.0001oC.
Tuy nhiên có hạn chế là khó chế tạo ,các mạch dao động thạch
anh khó tinh chỉnh.
a) Cách lắp đặt bộ cảm ứng nhiệt:
Vò trí của cảm ứng nhiệt ảnh hưởng rất lớn đến việc đo đạc và
điều khiển nhiệt độ của vật thể .Cảm ứng nhiệt càng xa nguồn nhiệt thì
càng vọt lố cao do đó tùy theo yêu cầu cụ thể mà ta lắp đặt vò trí thích
hợp
b) Quan hệ giữa các thang đo nhiệt độ:
ToC =T(oK)-273.15
ToC ={T(oF)-32}×5/9
+
+
+
+

Chương II:

CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ

Cảm biến nhiệt độ là dụng cụ chuyển đổi đại lượng nhiệt thành
các đại lượng vật lý khác chẳng hạn như điện, áp suất, độ giãn nở dài,
độ giãn nở khối, điện trở, … Cảm biến nhiệt độ là phần tử không thể
thiếu trong bất kỳ hệ thống đô lường điều khiển nhiệt độ nào. Cảm biến
nhiệt độ có khả năng nhận biết được tín hiệu nhiệt độ một cách chính
xác, trung thực và chuyển đổi thành tín hiệu có thể đo lường được như
điện áp, dòng điện, điện trở, thể tích áp suất…
I.CÁC THÔNG SỐ CẢM BIẾN:
1.Thông số cấu tạo: được quyết đònh do nhà sản xuất và phụ thuộc vào
từng loại cảm biến.
2.Thông số sử dụng: bao gồm các yếu tố sau:
♦ Khoảng làm việc : là khoảng nhiệt độ mà cảm biến có khả năng
khi chưa bò bảo hòa . Khoảng làm việc cao hay thấp là do tính
chất cấu tạo và tính lý hóa của từng loại cảm biến qui đònh.
♦ đôä nhạy: được đònh nghóa:

df
s =
dx
SV : Huỳnh Đỉnh Tuệ

 9


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Nguyễn Ngọc Khai

df: sự thay đổi đại lượng đo của cảm biến
dx : sự thay đổi đại lượng vật lý.
♦ Ngưỡng độ nhạy: là mức thấp nhất mà cảm biến có thể phát hiện
được.
♦ Tính trễ: còn gọi là quán tính của cảm biến. Tính trễ của cảm
biến tạo ra sai số của phép đo. Tốc độ thay đổi cuả đại lượng đo
phải phù hợp với tính trễ của cảm biến. Nếu đại lượng đo thay đổi
quá nhanh mà quán tính của cảm biến lớn thì không thể đo chính
xác được. Mọi cảm biến đều có tính trễ do ảnh hưởng của vỏ bảo
vệ.
II.CÁC LOẠI CẢM BIẾN THÔNG DỤNG:
1.Cặp nhiệt điện :
Cặp nhiệt điện là dụng cụ đo nhiệt độ thường được sử dụng rộng
rãi trong công nghiệp.Cơ sở chế tạo cặp nhiệt điện dựa trên các nguyên
lý sau:
• Hiệu ứng Thomson: qua một dây dẩn có dòng điện I và hiệu nhiệt
trên dây là T1-T2 thì sẽ có một sự hấp thụ hay tỏa nhiệt.
• Hiệu ứng Pentier: khi có dòng điện đi qua một mối nối của hai dây
dẫn thì tại vò trí mối nối sẽ có sự hấp thụ hay tỏa nhiệt
• Hiệu ứng Seebeck: trong một dây dẫn bất kỳ , khi có sự chênh lệch
nhiệt độ tại một điểm thì ngay tại điểm đó sẽ xuất hiện một suất điện
động
• Đònh luật Macmut: trong một mạch điện kín của dây dẫn đồng nhất
bất kỳ sự phân bố nhiệt độ ra sao, suất điện động tổng cộng của
mạch luôn bằng không.
• Nguyên tắc:
Nguyên tắc cấu tạo của cặp nhiệt điện dựa theo cơ sở thực
nghiệm sau:
Khi nung nóng một dây kim loại hay một đoạn dây ,tại đó tập trung điện

tử tự do và có khuynh hướng khuếch tán từ nơi tập trung nhiều đến nơi
tập trung ít . Có nghóa là đầu nóng (+)sang đầu nguội(-) (hiệu ứng
seebeck). Ở đoạn dây xuất hiện một suất điện động Thomson phụ thuộc
vào bản chất của dây kim loại.

SV : Huỳnh Đỉnh Tuệ

 10


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Nguyễn Ngọc Khai

Rỏ ràng ở đây nếu ta dùng hai dây kim loại đồng chất a ,nối với
nhau qua hai điểm T1 và T2 trong mạch sẽ xuất hiện hai suất điện động
bằng nhau nhưng ngược chiều nhau nên tổng suất điện động bằng
không.
Nhưng nếu mạch kín trên được cấu tạo bởi hai dây kim loại khác
nhau a và b thì tổng suất điện động xuất hiện trong mạch này bằng suất
điện động Thomson phụ thuộc vào nhiệt độ tuyệt đối T1,T2 ở hai đầu
mối ghép của dây dẫn .Ngoài ra trong mạch còn có suất điện động
Seebeck ,điều này được giải thích là do sự tập trung khác nhau của điện
tử tự do ở hai đầu mối ghép . Mặt khác ,do sự xuất hiện thế năng tiếp
xúc tại khu vực mối ghép bởi hai dây dẫn không đồng chất . lý thuyết
trên được thể hiện bằng công thức:
Eab(T1,T2)=Eab(T2)-Eab(T1)
Trong đó:
+ Eab(T1,T2) : tổng suất điện động trong mạch kín khi hai đầu mối
ghép có nhiệt độ T1,T2.

+Eab(T1) : suất điện động Thomson xuất hiện trong mạch tại mối
ghép có nhiệt độ T1.
+Eab(T2) : suất điện động Thomson xuất hiện trong mạch tại mối
ghép có nhiệt độ T2.
Công thức trên chính là cơ sở chế tạo cạêp nhiệt điện .Nếu để
chuẩn một đầu có nhiệt độ T1=0 oC thì suất điện độngở hai đầu cặp nhiệt
tại mối ghép khi T2=T là:

E

O

= AT +

1
1
BT 2 + CT 3
2
2

A,B,C là các hằng số phụ thuộc vào vật liệu chế tạo. Như vậy
suất điện động E0 là hàm phi tuyến đối với nhiệt độ .Nói cách khác độ
nhạy của cặp nhiệt thay đổi trong từng khoảng đo.Hoặc về mặt toán học
hàm Eo được xem là tuyến tính với nhiệt độ khi B,C≤ A.

SV : Huỳnh Đỉnh Tuệ

 11

T1

b

a

b

T2

Eab(T1,T2)
Luận Văn Tốt Nghiệ
p

GVHD: Nguyễn Ngọc Khai

BỘ HIỂN THỊ

Tóm lại: suất điện động được xem là tuyến tính với nhiệt độ trong
khoảng làm việc nào đó tùy theo cấu tạo của từng loại kim loại để làm
cặp nhiệt.
• Cấu tạo :
Cặp nhiệt điện được chế tạo bằng hai sợi kim loại khác nhau ,và
có ít nhất là hai mối nối.Một đầu được giữ ở nhiệt độ chuẩn gọi là đầu
ra đầu còn lại tiếp xúc với đối tượng đo.
Cặp nhiệt điện có cực dương và cực âm,cực dương thường đánh
dấu màu đỏ
Tùy theo vật liệu chế tạo ,cặp nhiệt điện được phân thành các loại
sau:
E(mV)

E

E: Chromel/constantan
J: Sắt/constantan
T: Đồng/constantan
K: Chromel/Alumel
R: Platin-Rodi(13%)/Platin
S: Platin-Rodi(10%)/Platin
B: Platin-Rodi(30%)/Platin-Rodi(6%)

70

J

60

K

50
40
30

R
T

20

B

10

T
K
J
E

S

200 600 1000 1400 1800

T (0C)

• Vật liệu cấu tạo
Về nguyên tắc ,khi đốt nóng mối hàn của hai kim loại bất kỳ đều
phát sinh một suất điện động nhiệt .Nhưng không phải tất cả các kim
loại và hợp kim nào cũng đều dùng làm cặp nhiệt được.Vật liệu làm cặp
nhiệt điện đòi hỏi một số yêu cầu sau:
+ độ tinh khiết cao
+ tính chống ăn mòn tốt
+ độ nóng chảy cao hơn nhiệt môi trường cần đo

SV : Huỳnh Đỉnh Tuệ

 12


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Nguyễn Ngọc Khai

một số tính chủ yếu như dẫn điện ,dẫn nhiệt tốt
tính lặp lại trong khoảng một thời gian dài
Ngoài ra độ chính xác của cặp nhiệt điện còn phụ thuộc vào độ
chính xác chế tạo và lý tính của môi trường đo.
• Cách sử dụng:
Để cặp nhiệt độ có thể làm việc tốt và lâu bền ,khi sử dụng cần
lưu ý:
+ Cặp nhiệt điện cần có vỏ bảo vệ để chống tác động xâm thực của
môi trường yêu cầu đối với vỏ bọc là cách điện nhưng không cách
nhiệt.
+ Phải đặt cặp nhiệt ở nơi thích hợp vì thường là nhiệt không phân
bố đều.
+ Vò trí lắp đặt phải tránh chổ có từ trường ,điện trường mạnh.
+Để cặp nhiệt thẳng đứng đề phòng ống bảo vệ bò biến dạng do nhiệt
cao.
+Nên lắp đặt dây bù vào ống sắt nối đất để tránh nhiễu .
2.Nhiệt kế điện trở:
Nguyên lý làm việc của nhiệt kế là dựa vào sự thay đổi điện trở
theo nhiệt độ của các vật liệu dẫn điện.
2.1.Nhiệt điện trở kim loại:
• Cấu tạo:
Vật liệu cấu tạo điện trở kim loại đòi hỏi các yêu cầu sau:
+ Hệ số nhiệt lớn
+ Điện trở suất lớn
+ Tính ổn đònh lý hóa tốt
+ Tính thuần khiết
• Độ nhạy:
Độ nhạy S của nhiệt điện trở kim loại có dạng sau:
∆R

S=
= αRo
∆Tỷ suất
α : là hệ số nhiệt điện trở.
Ro: là điện trở ở 0oC.
• Hệ số nhiệt điện trở:
Hệ số nhiệt điện trở của kim loại sẽ tính như sau:
+
+

SV : Huỳnh Đỉnh Tuệ

 13


Luận Văn Tốt Nghiệp

α ≈

GVHD: Nguyễn Ngọc Khai

1dR

RdT
Hệ số nhiệt α phụ thuộc vào tính đồng nhất của kim loại .
2.2.Nhiệt điện trở bán dẫn:
Thay đổi nhiệt độ được chế tạo bằng chất bán dẫn thường gọi là
Thermistor
Thành phần chính của thermistor là bột của các oxyt kim loại như
Máy nghiền bi,Fe,Ni…,hoặc các hổn hợp tinh chế như MgAl 2O4 ,Zn2TiO4

…
• Phân loại:
Nhiệt điện trở bán dẫn được chia thàn hai loại :

Nhiệt điện trở Pct :là loại nhiệt điện trở có hệ số nhiệt dương ,nghóa
là nhiệt độ tăng thì R giảm.

Nhiệt điện trở Nct: thành phần chính là bột kim loại như: MnAl 2O4
và Zn2TiO4 .Độ tin cậy của nhiệt điện trở bán dẫn phụ thuộc vào độ
tinh khiết của vật liệ chế tạo .Nct thường có hình dạng như:dạng
hạt ,dạng dóa ,dạng khoen.
• Hệ số thu nhiệt độ:
Thermistor sẽ bò đốt nóng khi khi nhiệt độ môi trường xung quanh
tăng từ nhiệt độ T0 đến T ,như vậy là nhiệt điện trở đã tiêu thụ được
một công suất theo công thức như sau:
W= C(T-T0)
C : là hệ số thu nhiệt của điện trở :là năng lượng cần thiết để làm
tăng nhiệt độ của Thermistor lên 1 oC so với nhiệt độ xung quanh,có đơn
vò là wm/oC .
• Cách sử dụng:
Khi sử dụng nhiệt kế không nên dùng nhiệt điện trở ở nhiệt độ
quá cao hay qúa thấp làm cơ cấu tinh thể kim loại thay đổi ,cũng không
nên để nơi quá ẩm sẽ tạo điều kiện cho điện trở rỉ không kiểm soát được
.Không nên đặt điện trở kim loại nơi có chấn động rung hay va đập .
• Các ưu điểm: có độ chính xác cao,có thể kết nối với máy tính…
3.IC cảm biến nhiệt độ:
Đây là mạch tích hợp nhận tín hiệu nhiệt độ chuyển đổi thành
điện ,cho phép đo được ở dạng biến áp hay dòng.

SV : Huỳnh Đỉnh Tuệ

 14


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Nguyễn Ngọc Khai

Một số loại IC cảm biến thông dụng:LX5700, LX135, LM235,
LM335, AD590, LM134,…

Chương III:

GIỚI THIỆU HỌ MICROCONTROLLER

I.PHẦN CỨNG:
1. Sơ đồ khối:
Microcontroller 8051/8031 là một IC thuộc họ vi điều khiển
MCS_51 do hãng Intel phát minh và chế tạo.Các IC tiêu biểu cho họ
MC_51 là 8051 và 8031.

SV : Huỳnh Đỉnh Tuệ

 15


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Nguyễn Ngọc Khai

INT1
INT0
Timer 1
Timer 0
Port nối tiếp
Điều khiển
ngắt

Các thanh
ghi khác

128 bytes
RAM

4K
ROM

Timer 1
Timer 0

CPU

Bộ dao
động

Điều khiển
bus

EA

Các Port
I/O

Port nối
tiếp

ALE

RST

PSE
TX RX
N
P0 P2 P1 P3
D D
Sơ đồ khối 8051

Chúng có các đặc điểm chung sau:
+ 4K byte ROM (được lập trình bởi nhà sản xuất ,chỉ có ở 8051).
+ 128 byte Ram.
+ 4 port I/O 8 bit.
+ 2 bộ đònh thì 16 bit .
+ Giao tiếp nối tiếp.
+ 64K không gian bộ nhớ chương trình mở rộng.
+ 64K không gian bộ nhớ dữ liệu mở rộng.

SV : Huỳnh Đỉnh Tuệ

 16

T1
T0


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Nguyễn Ngọc Khai

+ Một bộ xử lý luận lý (thao tác trên các bit đơn).
+ 210 bit có khả năng đònh vò riêng biệt trong Ram nội.
+ 5 nguồn ngắt với 2 mức ưu tiên.
2.Sơ lược các chân của 8051:
40

30p
F
12MH
z

VCC

19
18

30p
F
29
30

PSE

N
ALE

8051

31 EA

/RD
/WR
T1
T0
/INT1
/INT0
TXD
RXD

9

RST

17
16

P3.7
P3.6
P3.5
P3.4
P3.3
P3.2
P3.1

P3.0

15

14
13
12

11
10

VSS

P0.7
P0.6
P0.5
P0.4
P0.3
P0.2
P0.1
P0.0

32
33
34
35
36
37
38
39

P1.7 8
P1.6 7
P1.5 6
P1.4 5
P1.3 4
3
P1.2
P1.1 2
P1.0 1
P2.7
P2.6
P2.5
P2.4
P2.3
P2.2
P21
P2.0

28
27
26
25
24
23

22
21

20

SV : Huỳnh Đỉnh Tuệ

 17


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Nguyễn Ngọc Khai

2.1.Port 0:
Port 0 gồm các chân từ 32 ÷ 39 .Port 0 có chức năng I/O trong các
thiết kế cở nhỏ (không dùng bộ nhớ mở rộng) .Đối với các thiết kế lớn
với bộ nhớ mở rộng ,nó được hợp kênh giữa bus đòa chỉ và bus dữ liệu.
2.2.Port 1:
Port 1 là một Port I/O trên các chân 1-8 .Các chân được ký hiệu
P1.0,P1.1,…có thể dùng giao tiếp với các thiết bò ngoài nếu cần .
2.3.Port 2:
Port 2 là Port công dụng kép trên các chân 21-28 được dùng như
các đường xuất nhập hoặc là byte cao của bus đòa chỉ đối với các thiết
kế dùng bộ nhớ mở rộng.
2.4.Port 3:
Port 3 là một Port công dụng kép trên các chân 10-17 .Các chân
của Port này có nhiều chức năng ,các công dụng chuyển đổi có liên hệ
với các đặc tính đặc biệt của 8051/8031như ở bảng sau:
Bit
P3.0
P3.1
P3.2
P3.3

P3.4
P3.5
P3.6

Tên
RXD
TXD
/INT0
/INT1
T0
T1
/WR

P3.7

/RD

SV : Huỳnh Đỉnh Tuệ

Chức năng chuyển đổi
Dữ liệu nhận cho Port nối tiếp
Dữ liệu phát cho Port nối tiếp
Ngắt ngoài 0
Ngắt ngoài 1
Ngõ vào của Timer/Counter 0
Ngõ vào của Timer/Counter 1
Xung ghi bộ nhớ dữ liệu
ngoài.
Xung đọc bộ nhớ dữ liệu
ngoài.

 18


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Nguyễn Ngọc Khai

2.5.PSEN (Prorgam Store Enable):
8051/8031 có 4 tín hiệu điều khiển .
PSEN là tín hiệu ra trên chân 29 .nó là tín hiệu điều khiển để cho
phép 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.
PSEN sẽ ở mức thấp trong thời gian lấy lệnh .Các mã nhò phân của
chương trình được đọc từ ERPOM qua bus dữ liệu và được chốt vào
thanh

ghi lệnh của 8051 để giải mã lệnh .Khi thi hành chương trình trong ROM
nội (8051) PSEN sẽ ở mức thụ động cao.
2.6.ALE(Address Latch Enable):
Tín hiệu ra ALE trên chân 30 ,8051 dùng ALE cho việc giải kênh
các bus đòa chỉ và dữ liệu.Khi Port 0 được dùng trong chế độ chuyển đổi
củă nó: vừa là bus dữ liệu vừa là byte thấp của bus đòa chỉ ,AlE là tín
hiệu để chốt đòa chỉ vào một thanh ghi bên ngoài ,trong nữa đầu của chu
kỳ bộ nhớ .Sau đó các đường Port dùng để xuất hoặc nhập dữ liệu trong
nữa chu kỳ sau của bộ nhớ .
2.7.EA (External Access):
Đây là tín hiệu cho phép lựa chọn truy xuất bộ nhớ chương trình
trong hay ngoài. Khi EA được mắc lên mức cao (+5V) thì 8051 thi hành
chương trình trong ROM nội. Ngược lại, nếu Ea được mắc xuống mức

thấp (GND) thì 8051 chỉ thực thi chương trình từ bộ nhớ mở rộng.
2.8.RST (Reset):
Ngỏ vào RST trên chân 9 là ngỏ reset của 8051 .Khi tín hiệu này
được đưa lên mức cao (trong ít nhất 2 chu kỳ máy),các thanh ghi bên
trong 8051 được tải những giá trò thích hợp để khởi động hệ thống.
2.10.Các ngỏ vào bộ dao động trên chip:
8051 có một bộ dao động trên chip ,nó thường được nối với một
thạch anh giữa hai chân 18 và 19.
2.11.Các chân nguồn :
8051 vận hành với nguồn đơn +5V .Vcc (+5V) được nối vào chân
40 và Vss (GND) được nối vào chân 20.
3.Tổ chức bộ nhớ:

SV : Huỳnh Đỉnh Tuệ

 19


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Nguyễn Ngọc Khai

8051/8031 có bộ nhớ theo cấu trúc Harvard : có vùng nhớ riêng
biệt cho chương trình và dữ liệu ,cả chương trình và dữ liệu có thể ở bên
trong 8051 .Dù vậy chúng có thể được mở rộng bằng các thành phần
ngoài lên đến tối đa 64K byte bộ nhớ chương trình và 64K byte bộ nhớ
dữ liệu.
Bộ nhớ bên trong bao gồm ROM (8051) và RAM trên chip , RAM
trên chip bao gồm nhiều phần : phần lưu trữ đa dụng , phần lưu trữ đòa
chỉ hóa từng bit, các bank thanh ghi và các thanh ghi chức năng đặc biệt.

Hai đặc tính cần lưu ý là :

• Các thanh ghi và các Port xuất nhập đã được xếp trong bộ nhớ và có
thể được truy xuất trực tiếp giống như các đòa chỉ bộ nhớ khác.
• Ngăn xếp bên trong RAM nội nhỏ hơn so với Ram ngoài như trong
các bộ vi xử lý khác.
ĐỊA CHỈ
BYTE

ĐỊA CHỈ
BYTE

ĐỊA CHỈ BIT

RAM ĐA ĐỤNG

F5 F4 F3 F2 F1 F0

E0 E7 E6

E5 E4 E3 E2 E1 E0 ACC

D0 D7 D6

D5 D4 D3 D2 - D0 PSW

B8
2F
2E
2D

2C
2B
2A
29
28
27
26
25
24
23
22
21

7F
77
6F
67
5F
57
4F
47
3F
37
2F
27
1F
17
0F

7E

76
6E
66
5E
56
4E
46
3E
36
2E
26
1E
16
0E

7D
75
6D
65
5D
55
4D
45
3D
35
2D
25
1D
15
0D

7C
74
6C
64
5C
54
4C
44
3C
34
2C
24
1C
14
0C

7B
73
6B
63
5B
53
4B
43
3B
33
2B
23
1B

13
0B

7A
72
6A
62
5A
52
4A
42
3A
32
2A
22
1A
12
0A

SV : Huỳnh Đỉnh Tuệ

79
71
69
61
59
51
49
41
39

31
29
21
19
11
09

78
70
68
60
58
50
48
40
38
30
28
20
18
10
08

ĐỊA CHỈ BIT

FF
F0 F7 F6

-

-

- BC BB BA B9 B8 IP

B0 B7 B6
A8 AF

B

-

A0 A7 A6

B5 B4 B3 B2 B1 B0 P3
- AC AB AA A9 A8 IE
A5 A4 A3 A2 A1 A0 P2

99
98

Không được đòa chỉ hóa bit
9F 9E 9D 9C 9B 9A 99 98

SBUF
SCON

90

97

P1

8D
8C
8B

96

95 94 93 92 91 90

Không được đòa chỉ hóa bit
Không được đòa chỉ hóa bit
Không được đòa chỉ hóa bit

 20

TH1
TH0
TL1


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Nguyễn Ngọc Khai

20 07 06 05 04 03 02 01 00

8A

1F

18
17
10
0F
08
07
00

89
88
87

Không được đòa chỉ hóa bit
8F 8E 8D 8C 8B 8A 89 88
Không được dòa chỉ hóa bit

83
82
81
80

Không được đòa chỉ hóa bit
Không được đòa chỉ hóa bit
Không được đòa chỉ hóa bit
86 85 84 83 82 81 80

BANK 3
BANK 2
BANK 1
BANK 0

(thanh ghi R0-R7)

Không được đòa chỉ hóa bit

87

Tóm tắc bộ nhớ dữ liệu trên chip
• Chi tiết về bộ nhớ Ram trên chip :
Ram bên trong 8051/8031 được phân chia giữa các bank thanh ghi
(00H-1FH),Ram đòa chỉ hóa từng bit (20H-2FH),Ram đa dụng
(30H_7FH)và các thanh ghi chức năng đặc biệt (80H-FFH).
3.1. Ram đa dụng:
Mọi đòa chỉ trong vùng RAM đa dụng đều có thể được truy xuất
tự do dùng cách đánh đòa chỉ trực tiếp hoặc gián tiếp. Ví dụ, để đọc nội
dung ở đòa chỉ 5FH của RAM nội vào thanh ghi tích lũy lệnh sau sẽ được
dùng :
MOV A, #5FH
Lệnh này di chuyển một búyt dữ liệu dùng cách đánh đòa chỉ trực
tiếp để xác đònh “đòa chỉ nguồn” (5FH). Đích nhận dữ liệu được ngầm
xác đònh trong mã lệnh là thanh ghi tích lũy A.
RAM bên trong cũng có thể được truy xuất dùng cách đánh đòa chỉ
gián tiếp qua RO hay R1. Ví dụ, sau khi thi hành cùng nhiệm vụ như
lệnh đơn ở trên:
MOV R0, #5FH
MOV A, @R0
Lệnh đầu dùng đòa chỉ tức thời để di chuyển giá trò 5FH vào thanh
ghi R0 và lệnh thứ hai dùng đòa gián tiếp để di chuyển dữ liệu “được trỏ
bởi R0” vào thanh ghi tích lũy.
3.2.RAM đòa chỉ hóa từng bit :
8051 / 8031 chứa 210 bit được đòa chỉ hóa, trong đó 128 bit là ở

các đòa chỉ byte 20H đến 2FH, và phần còn lại trong các thanh ghi chức
năng đặc biệt.

SV : Huỳnh Đỉnh Tuệ

 21

TL0
TMOD
TCON
PCON
DPH
DPL
SP
P0


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Nguyễn Ngọc Khai

Ý tưởng truy xuất từng bit riêng rẽ bằng mềm là một đặc tính tiện
lợi của vi điều khiển nói chung. Các bit có thể được đặt, xóa, AND,OR …
với một lệnh đơn. Đa số các chi xử lí đòi hỏi một chuổi lệnh đọc – sửa–
ghi để đạt được hiệu quả tương tự. Hơn nữa, các port I/0 cũng được đòa
chỉ từng bit làm đơn giản phần mềm xuất nhập từng bit.
Có 128 bit được đòa chỉ hóa đa dụng ở các byte 20H đến 2FH. Các
đòa chỉ này được truy xuất như các byte hoặc các bit phụ thuộc vào lệnh
được dùng . ví dụ, để đặt bit 67H, ta dùng lệnh sau :
SETB 67H

Chú ý rằng “đòa chỉ bit 67H” là bit có trọng số lớn nhất (MSB) ở
“đòa chỉ byte 2CH” lệnh trên sẽ không tác động đến các bit khác của đòa
chỉ này.
3.3.Các bank thanh ghi :
32 byte thấp nhất của bộ nhớ nội là dành cho các bank thanh ghi.
Bộ lệnh của 8051 / 8031 hổ trợ 8 thanh ghi (RO đến R7) và theo mặc
đònh (sau khi Reset hệ thống) các thanh ghi này ở các đòa chỉ 00H-07H.
Lệnh sau đây sẽ đọc nội dung ở đòa chỉ 05H vào thanh ghi tích lũy.
MOV A,R5
Đây là lệnh một byte dùng đòa chỉ thanh ghi. Tất nhiên, thao tác
tương tự có thể được thi hành bằng lệnh 2 byte dùng đòa chỉ trực tiếp
nằm trong byte thứ hai:
MOV A,05H
Các lệnh dùng các thanh ghi R0 đến R7 thì sẽ ngắn hơn và nhanh
hơn các lệnh tương ứng nhưng dùng đòa chỉ trực tiếp. Các giá trò dữ liệu
được dùng thường xuyên nên dùng một trong các thanh ghi này.
Bank thanh ghi tích cực có thể chuyển đổi bằng cách thay đổi các
bit chọn bank thanh ghi trong từ trạng thái chương trình (PSW). Giả sử
rằng bank thanh ghi 3 được tích cực, lệnh sau sẽ ghi nội dung của thanh
ghi tích lũy vào đòa chỉ 18H:
MOV R0,A
Ýù tưởng dùng “các bank thanh ghi” cho phép “chuyển hướng”
chương trình nhanh và hiệu qủa (từng phần riêng rẽ của phần mềm sẽ có
một bộ thanh ghi riêng không phụ thuộc vào các phần khác).
3.4. Các thanh ghi chức năng đặc biệt:

SV : Huỳnh Đỉnh Tuệ

 22

Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Nguyễn Ngọc Khai

Các thanh ghi trong 8051/8031 được đònh dạng như một phần của
RAM trên chip. Vì vậy mỗi thanh ghi sẽ có một đòa chỉ (ngoại trừ thanh
ghi trực tiếp, sẽ không có lợi khi đặt chúng vào trong RAM trên chip).
Đó là lý do để 8051/0831 có nhiều thanh ghi. Cũng như R0 đến R7, có
21 thanh ghi chức năng đặc biệt (SFR: Special Funtion Register) ở vùng
trên của RAM nội, từ đòa chỉ 80H đến FFH. Chú ý rằng hầu hết 128 đòa
chỉ từ 80H đến FFH không được đònh nghóa. Chỉ có 21 đòa chỉ SFR là
được đònh nghóa.
Ngoại trừ tích lũy (A) có thể được truy xuất ngầm như đã nói, đa
số các SFR được truy xuất dùng đòa chỉ trực tiếp. chú ý rằng một vài
SFR có thể được đòa chỉ hóa bit hoặc byte. Người thiết kế phải thận
trọng khi truy xuất bit và byte. Ví dụ lệnh sau:
SETB 0E0H

Sẽ set bit 0 trong thanh ghi tích lũy, các bit khác không thay đổi. Ta
thấy rằng E0H đồng thời là đòa chỉ byte của thanh ghi tích lũy và là đòa
chỉ bit có trọng số nhỏ nhất trong thanh ghi tích lũy. Vì lệnh SETB chỉ
tác động trên bit, nên chỉ có đòa chỉ bit là có hiệu quả
a)Từ trạng thái chương trình:
Từ trạng thái chương trình (PSW: Program Status Word) ở đòa chỉ
D0H chứa các bit trạng thái như bảng tóm tắt sau:
Bit
PSW.7
PSW.6
PSW.5

PSW.4
PSW.3

PSW.2
PSW.1

Ký
hiệu
CY
AC
F0
RS1
RS0

Đòa chỉ

OV

D2H
D1H

SV : Huỳnh Đỉnh Tuệ

D7H
D6H
D5H
D4H
D3H

Ý nghóa

Cờ nhớ
Cờ nhớ phụ
Cờ 0
Bit 1 chọn bank thanh ghi
Bit chọn bank thanh ghi.
00=bank 0; đòa chỉ 00H-07H
01=bank 1: đòa chỉ 08H-0FH
10=bank 2:đòa chỉ 10H-17H
11=bank 3:đòa chỉ 18H-1FH
Cờ tràn
Dự trữ

 23


Luận Văn Tốt Nghiệp

PSW.0

P

GVHD: Nguyễn Ngọc Khai

D0H

Cờ Parity chẵn.

Bảng Từ trạng thái chương trình
• Cờ nhớ (CY) :bit đòa chỉ là D7H,cờ nhớ được set lên 1 nếu có nhớ ở
bit thứ 7 trong phép toán cộng hay có mượn ở bit thứ 7 trong phép

toán trừ
• Cờ nhớ phụ:Khi cộng các số BCD, cờ nhớ phụ (AC) được set nếu kết
qủa của 4 bit thấp trong khoảng 0AH đến 0FH. Nếu các giá trò cộng
được là số BCD, thì sau lệnh cộng cần có DA A( hiệu chỉnh thập
phân thanh ghi tích lũy) để mang kết qủa lớn hơn 9 trở về tâm từ 0÷9.
• Cờ 0(F0): là một bit cờ đa dụng dành các ứng dụng của người dùng.
• Các bit chọn bank thanh ghi:
Các bit chọn bank thanh ghi (RSO và RS1) xác đònh bank thanh
ghi được tích cực. Chúng được xóa sau khi reset hệ thống và được thay
đổi
bằng phần mềm nếu cần. Ví dụ, ba lệnh sau cho phép bank thanh ghi 3
và di chuyển nội dung của thanh ghi R7 đến thanh ghi tích lũy A:
SETB RS1
SETB RS0
MOV A,R7
• Cờ Tràn:
Cờ tràn (OV) được set một lệnh cộng hoặc trừ nếu có một phép
toán bò tràn. Khi các số có dấu được cộng hoặc trừ với nhau, phần mềm
có thể kiểm tra bit này để xác đònh xem kết qủa của nó có nằm trong
tầm xác đònh không. Khi các số không dấu được cộng, bit OV có thể
được bỏ qua. Các kết qủa lớn hơn +127 hoặc nhỏ hơn –128 sẽ set bit
OV.
b)Thanh ghi B:

SV : Huỳnh Đỉnh Tuệ

 24


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Nguyễn Ngọc Khai

Thanh ghi B ở đòa chỉ F0H được dùng cùng với thanh ghi tích lũy
A cho các phép toán nhân và chia. Lệnh MUL AB sẽ nhân các giá trò
không dấu 8 bit trong A và B rồi trả về kết qủa 16 bit trong A (byte
thấp) và B (byte cao). Lệnh DIV AB sẽ chia A cho B rồi trả về kết qủa
nguyên trong A và phần dư trong B. Thanh ghi B cũng có thể được xem
như thanh ghi đệm đa dụng. Nó được đòa chỉ hóa ttừng bit bằng các đòa
chỉ bit FOH đến F7H.
• Con trỏ ngăn xếp:(SP)
Thanh ghi SP là thanh ghi 8 bit đònh vò tại đòa chỉ 81H .Nó chứa đòa chỉ
của đata hiện tại ở đỉnh stack .Các phép toán liên quan đến stack boa
gồm việc đưa dữ liệu vào stack(PUSH) và lấy ( POP) đata ra khỏi
stack .Việc đưa data vào stack làm tăng SP trước khi ghi data vào
stack ,và việc lấy data ra khỏi stack sẽ làm giảm nội dung SP
• trỏ dữ liệu:
Con trỏ dữ liệu (DPTR) được dùng để truy xuất bộ nhớ ngoài là
một thanh ghi 16 bit ở đòa chỉ 82H(DPL: byte thấp) và 83H (DPH:byte
cao). Ba lệnh sau sẽ ghi 55H vào RAM ngoài ở đòa chỉ 1000H:
MOV A,#55H
MOV DPTR,#1000H
MOVX @DPTR,A
Lệnh đầu tiên dùng đòa chỉ tức thời để tải dữ liệu 55H vào thanh
ghi tích lũy, lệnh thứ hai cũng dùng đòa chỉ tức thời, lần này để tải dữ
liệu 16 bit 1000H vào con trỏ dữ liệu. Lệnh thứ ba dùng đòa chỉ gián tiếp
để di chuyển dữ liệu trong A (55H) đến RAM ngoài ở đòa chỉ được chứa
trong DPTR (1000H)
c)Các thanh ghi port xuất nhập:
Các port của 8051/8031 bao gồm Port 0 ở đòa chỉ 80H, Port 1 ở đòa

chỉ 90 H, Port 2 ở đòa chỉ A0H và Port 3 ở đòa chỉ B0H. Tất cả các Port
đều được đòa chỉ hóa từng bit. Điều đó cung cấp một khả năng giao tiếp
thuận lợi.
d)Các thanh ghi timer:
8051/8031 chứa 2 bộ đònh thời đếm 16 bit được dùng trong việc
đònh thời hoặc đếm sự kiện. Timer 0 ở đòa chỉ 8AH (TL0:byte thấp) và
8CH (TH0:byte cao).Timer 1 ở đòa chỉ 8BH (TL1:byte thấp) và 8DH
(TH1: byte cao). việc vận hành timer được set bởi thanh ghi Timer Mode

SV : Huỳnh Đỉnh Tuệ

 25