Điều khiển nhiệt độ lò điện

Trường ĐH Công Nghiệp TP. HCM Đồ án 1: Điều khiển nhiệt độ lò điện
GVHD: Đào Thị Thu Thủy Trang 1


Ngày nay, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, trong cuộc sống hằng ngày
việc đo và đặt nhiệt độ theo mong muốn trong một không gian giới hạn nào đó như:
trong nhà máy, xí nghiệp, trong bệnh viện, trong công ty, nhà ở,…là rất cần thiết theo
nhu cầu của con người. Điều đó chứng tỏ con người ngày càng muốn giao tiếp nhiều
hơn với môi trường.
Vì vậy, với những kiế
n thức đã học của ngành điện tử em xin chọn đề tài:
“Điều khiển nhiệt độ lò điện”. Với mục đích giữ nhiệt độ lò theo ý muốn. Bên cạnh
đó tìm hiểu về kỹ thuật tương tự, kỹ thuật số và vi xử lý.
Do kiến thức còn hạn hẹp nên trong quá trình thực hiên đề tài không thể tránh
những sai sót rất mong quý thầy cô bỏ qua và có hướng giúp đỡ
để em có hướng đi cao
hơn sau này trong lĩnh vực nghiên cứu khoa học.
Em xin chân thành cám ơn:
9 Cô Đào Thị Thu Thủy đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình
thực hiện đề tài này.
9 Quý Thầy Cô trong Khoa Công Nghệ Điện Tử đã giúp cho em có nhiều
kiến thức để thực hiện đề tài.

Trường ĐH Công Nghiệp TP. HCM Đồ án 1: Điều khiển nhiệt độ lò điện
GVHD: Đào Thị Thu Thủy Trang 2
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................

..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................

Chữ ký của giáo viên



Trường ĐH Công Nghiệp TP. HCM Đồ án 1: Điều khiển nhiệt độ lò điện
GVHD: Đào Thị Thu Thủy Trang 3
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................

..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................

Chữ ký của giáo viên



Trường ĐH Công Nghiệp TP. HCM Đồ án 1: Điều khiển nhiệt độ lò điện
GVHD: Đào Thị Thu Thủy Trang 4
MỤC LỤC
Nội dung Trang
LỜI NÓI ĐẦU ---------------------------------------------------------------------------- 1
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ----------------------------------- 2
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ------------------------------------- 3
MỤC LỤC -------------------------------------------------------------------------------- 4
CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT ----------------------------------------------------------- 6
1. IC cảm biến nhiệt độ ---------------------------------------------------------------- 6
1.1. LM335, LM334 --------------------------------------------------------------- 6
1.2. Đặc tính của một số IC cảm biến nhiệt thông dụng ---------------------- 7
2. Bộ biến đổi ADC ---------------------------------------------------------------------- 7
2.1. Sơ đồ chân ADC0804 ----------------- --------------------------------------- 8
2.2. Chức năng các chân ADC0804 --------------------------------------------- 8
3. Tìm hiểu về P89V51RB2 ----------------------------------------------------------- 11
3.1. Sơ đồ khối P89V51RB2 ------------------------------------------------------ 11
3.2. Sơ đồ chân và chức năng các chân P89V51RB2 -------------------------- 12

3.2.1. Các Port --------------------------------------- -------------------------- 12
3.2.2. Các chân tín hiệu điều khiển ---------------- -------------------------- 14
3.3. Tổ chức bộ nhớ ---------------------------------------------------------------- 15
3.3.1. Bộ nhớ trong ------------------------------------------------------------- 15
3.3.1.1. Bộ nhớ ROM ------------------------------------------------------ 16
3.3.1.2. Bộ nhớ RAM ----------------------------------------------------- 16
3.3.1.3. Các thang ghi chức năng đặc biệt ------------------------------ 17
3.3.2. Bộ nhớ ngoài ------------------------------------------------------------- 20
3.4. Hoạt động Reset --------------------------------------------------------------- 22
3.5. Các tập lệnh -------------------------------------------------------------------- 23
3.6. Hoạt động của các port nối tiếp --------------------------------------------- 25
3.6.1. Thanh ghi đệm port nối tiếp (SBUF) --------------------------------- 25
3.6.2. Thanh ghi điều khi
ển Port nối tiếp SCON -------------------------- 25
3.6.3. Khởi động và truy xuất các thanh ghi Port nối tiếp ---------------- 27
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG ----------------------------------------- 29
1. Tìm hiểu về đề tài -------------------------------------------------------------------- 29
Trường ĐH Công Nghiệp TP. HCM Đồ án 1: Điều khiển nhiệt độ lò điện
GVHD: Đào Thị Thu Thủy Trang 5
1.1. Nhiệm vụ đặt ra ---------------------------------------------------------------- 29
1.2. Hướng giải quyết ------------------------------------------------------------- 29
2. Thiết kế phần cứng và nguyên lý hoạt động của các khối - ------------------ 29
2.1. Khối cảm biến nhiệt và khối ADC ------------------------------------------ 29
2.2. Khối xử lý và nút nhấn ------------------------------------------------------- 31
2.3. Khối điều khiển quạt, đèn --------------------------------------------------- 32
2.4. Khối hiển thị ------------------------------------------------------------------- 33
2.5. Khối nguồn --------------------------------------------------------------------- 33
2.6. Sơ đồ nguyên lý điều khiển nhiệt độ lò điện ------------------------------ 34
2.7. Sơ đồ mạ
ch in điều khiển nhiệt độ lò điện -------------------------------- 34

3. Phần mềm và giải thuật ------------------------------------------------------------- 35
3.1. Phần mềm ---------------------------------------------------------------------- 35
3.2. Lưu đồ giải thuật - ------------------------------------------------------------- 35
CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ – KẾT LUẬN ------------------------------------------- 37
1. Kết quả thực hiện -------------------------------------------------------------------- 37
2. Khuyết điểm -------------------------------------------------------------------------- 37
3. Hướng khắc phục và phát triển --------------------------------------------------- 37
PHỤC LỤC ------------------------------------------------------------------------------- 39
TÀI LIỆU THAM KHẢO ------------------------------------------------------------- 46









Trường ĐH Công Nghiệp TP. HCM Đồ án 1: Điều khiển nhiệt độ lò điện
GVHD: Đào Thị Thu Thủy Trang 6
CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT
1. IC cảm biến nhiệt độ:

Là loại cảm biến dùng để chuyển tín hiệu vật lý thành tín hiệu điện dưới dạng
điện áp hay dòng điện. Dựa vào đặc tính rất nhạy của các bán dẫn với nhiệt độ, tạo ra
điện áp hoặc dòng điện tỷ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. Sự tác động của nhiệt độ tạo
ra điện tích tự do và các lỗ trố
ng trong chất bán dẫn. Bằng sự phá vỡ các phân tử, bứt
electron thành dạng tự do di chuyển qua vùng cấu trúc mạng tinh thể tạo xuất hiện các
lỗ trống. Làm cho tỷ lệ điện tử tự do và lỗ trống tăng lên theo quy luật hàm mũ với

nhiệt độ.
1.1. LM335, LM334:

LM335 là một cảm biến thông dụng. Nó hoạt động như một Diode Zener có
điện áp đánh thủng tỷ lệ với nhiệt độ tuyệt đối với độ gia tăng 10mV/
0
K. LM335 hoạt
động trong phạm vi dòng từ 0,4mA
÷
5mA mà không thay đổi đặc tính, điều đặc biệt
là LM335 có điện áp đầu ra tỷ lệ tuyến tính với sự thay đổi nhiệt độ đầu vào.





Hình 1.1: LM335
- Ngõ ra là điện áp.
- Sai số cực đại 1,5
0
C khi nhiệt độ lớn hơn 100
0
C.
- Khoảng nhiệt độ hoạt động:
00
65 150CC−→
.
- Đáp ứng của LM335:

Hình 1.2: Đáp tuyến vào, ra
Trường ĐH Công Nghiệp TP. HCM Đồ án 1: Điều khiển nhiệt độ lò điện
GVHD: Đào Thị Thu Thủy Trang 7
1.2. Đặc tính của một số IC cảm biến nhiệt thông dụng:
 AD590:
- Ngõ ra là dòng điện.
- Độ nhạy: 1A/
0
K.
- Độ chính xác: +4
0
C.
- Nguồn cung cấp V
CC
:
430VV→
.
- Khoảng nhiệt độ: -55
0
C
→
150
0
C.
 LX5700:

- Ngõ ra là điện áp.
- Độ nhạy: 10mV/
0
K.
- Khoảng nhiệt hoạt động: -55
0
C
→
150
0
C.
 Các bộ cảm biến nhiệt họ LM34 và LM35:
Loạt các bộ cảm biến LM34 là các bộ cảm biến nhiệt mạch tích hợp chính
xác cao mà điện áp đầu ra của nó tỷ lệ tuyến tính với nhiệt độ Fahrenheit. Họ LM34
không yêu cầu cân chỉnh bên ngoài vì vốn nó đã được cân chỉnh rồi. Nó đưa ra điện áp
10mV cho sự thay đổi nhiệt độ 1
0
F.
Loạt các bộ cảm biến LM35 cũng là các bộ cảm biến nhiệt mạch tích hợp
chính xác cao mà điện áp đầu ra của nó tỷ lệ tuyến tính với nhiệt độ theo thang độ
Celsius. Chúng cũng không yêu cầu cân chỉnh ngoài vì vốn chúng đã được cân chỉnh.
Chúng đưa ra điện áp 10mV cho mỗi sự thay đổi 1
0
C.
2. Bộ biến đổi ADC (Analog to Digital Converter):
Các bộ chuyển đổi ADC thuộc trong những thiết bị được sử dụng rộng rãi nhất để
thu dữ liệu. Các máy tính số sử dụng các giá trị nhị phân, nhưng trong thế giới vật lý
thì mọi đại lượng ở dạng tương tự (liên tục). Nhiệt độ, áp suất (khí hoặc chất lỏng), độ
ẩm và vận tốc và một số ít trong những đại lượng vật lý của th
ế giới thực mà ta gặp

hàng ngày. Một đại lượng vật lý được chuyển về dòng điện hoặc điện áp qua một thiết
bị được gọi là các bộ biến đổi. Các bộ biến đổi cũng có thể coi như là các bộ cảm biến.
Mặc dù chỉ có các bộ cảm biến nhiệt, tốc độ, áp suất, ánh sáng và nhiều đại lượng tự
nhiên khác nhưng chúng đều cho ra các tín hiệ
u dạng dòng điện hoặc điện áp ở dạng
liên tục. Do vậy, ta cần một bộ chuyển đổi tương tự số sao cho bộ vi điều khiển có thể
đọc được chúng. Có hai loại được sử dụng rộng rãi nhất là ADC0809 và ADC0804.
2.1. Sơ đồ chân ADC0804:
Trường ĐH Công Nghiệp TP. HCM Đồ án 1: Điều khiển nhiệt độ lò điện
GVHD: Đào Thị Thu Thủy Trang 8
Chíp ADC0804 là bộ chuyển đổi tương tự số trong họ các loạt ADC800 từ hãng
National Semiconductor. Nó cũng được nhiều hãng khác sản xuất, nó làm việc với
+5V và có độ phân giải 8 bit. Ngoài độ phân giải thì thời gian chuyển đổi cũng là một
yếu tố quan trọng khác khi đánh giá một bộ ADC. Thời gian chuyển đổi được định
nghĩa như là thời gian mà bộ ADC cần để chuyển một đầu vào tương tự thành một s
ố
nhị phân. Trong ADC0804 thời gian chuyển đổi thay đổi phụ thuộc vào tần số đồng hồ
được cấp tới chân CLK R và CLK IN nhưng không thể nhanh hơn 110
s
μ
. Các chân
của ADC0804 được mô tả như sau:

Hình 1.3: Sơ đồ chân ADC0804
2.2. Chức năng các chân ADC0804:
 Chân
CS
(chân số 1) – chọn chíp: Là một đầu vào tích cực mức thấp
được sử dụng để kích hoạt chíp ADC0804. Để truy cập ADC0804 thì chân này phải ở
mức thấp.
 Chân
RD
(chân số 2): Đây là một tín hiệu đầu vào được tích cực mức
thấp. Các bộ ADC chuyển đổi đầu vào tương tự thành số nhị phân tương đương với nó
và giữ nó trong một thanh ghi trong.
RD
được sử dụng để nhận dữ liệu được chuyển
đổi ở đầu ra của ADC0804. Khi
0CS =
nếu một xung cao – xuống – thấp được áp đến
chân
RD
thì đầu ra số 8 bit được hiển diện ở các chân dữ liệu D0 – D7. Chân
RD
cũng
được coi như cho phép đầu ra.
 Chân ghi
WR
(chân số 3. Thực ra tên chính xác là “Bắt đầu chuyển
đổi”): Đây là chân đầu vào tích cực mức thấp được dùng để báo cho ADC0804 bắt đầu
quá trình chuyển đổi. Nếu CS = 0 khi
WR

tạo ra xung cao – xuống – thấp thì bộ
ADC0804 bắt đầu chuyển đổi giá trị đầu vào tương tự V
in
về số nhị phấn 8 bit. Lượng
Trường ĐH Công Nghiệp TP. HCM Đồ án 1: Điều khiển nhiệt độ lò điện
GVHD: Đào Thị Thu Thủy Trang 9
thời gian cần thiết để chuyển đổi thay đổi phụ thuộc vào tần số đưa đến chân CLK IN
và CLK R. Khi việc chuyển đổi dữ liệu được hoàn tất thì chân INTR được ép xuống
thấp bởi ADC0804.
 Chân CLK IN (chân số 4) và CLK R (chân số 19): Chân CLK IN là một
chân đầu vào được nối tới một nguồn đồng hồ ngoài khi đồng hồ ngoài được sử dụng
để tạo ra thời gian. Tuy nhiên ADC0804 cũng có một máy tạo xung đồng h
ồ. Để sử
dụng máy tạo xung đồng hồ trong của ADC0804 thì các chân CLK IN và CLK R được
nối tới một tụ điện và một điện trở (hình 1.4). Trong trường hợp này tần số đồng hồ
được xác định bằng biểu thức:

1
1,1
f
RC
=

Hình 1.4: Kiểm tra ADC0804 ở chế độ chạy tự do
Giá trị tiêu biểu của các đại lượng trên là R = 10k
Ω
và C = 150pF và tần số
nhận được là f = 606kHz và thời gian chuyển đổi sẽ mất là 110
s
μ
.
 Chân ngắt
INTR
(chân số 5): Đây là chân đầu ra tích cực mức thấp. Bình
thường nó ở trạng thái cao và khi việc chuyển đổi hoàn tất thì nó xuống thấp để báo
cho CPU biết là dữ liệu được chuyển đổi sẵn sàng để lấy đi. Sau khi
INTR
xuống thấp,
ta đặt CS = 0 và gửi một xung cao xuống – thấp tới chân
RD
lấy dữ liệu ra của
ADC0804.
 Chân V
in
(+) và V
in
(-):
Trường ĐH Công Nghiệp TP. HCM Đồ án 1: Điều khiển nhiệt độ lò điện
GVHD: Đào Thị Thu Thủy Trang 10

Đây là các đầu vào tương tự vi sai mà V
in
= V
in
(+) – V
in
(-). Thông thường V
in
(-)
được nối xuống đất và V
in
(+) được dùng như đầu vào tương tự chuyển đổi về dạng số.
 Chân V
CC
(chân số 20): Đây là chân nguồn nối +5V, nó cũng được dùng
như điện áp tham chiếu khi đầu vào
/2REF
V
(chân số 9) để hở.
 Chân
/2REF
V
(chân số 9): Là một điện áp đầu vào được dùng cho điện áp
tham chiếu. Nếu chân này hở (không được nối) thì điện áp đầu vào tương tự cho
ADC0804 nằm trong dãy
05
V
→
(giống như chân V
CC

). Tuy nhiên, có nhiều ứng dụng
mà đầu vào tương tự áp đến V
in
cần phải khác ngoài dãy 0
→
5V. Chân
/2REF
V
được
dùng để thực thi các điện áp đầu vào khác ngoài dãy 0
→
5V. Ví dụ: Nếu dãy đầu vào
tương tự cần phải là 0
→
4V thì
/2REF
V
được nối với +2V.





Hình 1.5 : Biểu diễn dãy điện áp V
in
đối với các đầu vào
/2REF
V
khác nhau.
 Các chân dữ liệu D0 – D7 (Từ chân 11 đến chân 18):

Các chân dữ liệu D0 – D7 (D7 là các bit cao nhất MSB và D0 là bit thấp
LSB) là các chân đầu ra dữ liệu số. Đây là những chân được đệm ba trạng thái và dữ
liệu được chuyển đổi chỉ được truy cập khi chân CS = 0 và chân
RD
bị đưa xuống
thấp.
Để tính điện áp đầu ra ta có thể sử dụng công thức sau:


Với D
out
là đầu ra dữ liệu số (dạng thập phân). V
in
là điện áp đầu vào tương tự và độ
phân dãy là sự thay đổi nhỏ nhất được tính như là (2x
/2REF
V
) chia cho 256 đối với ADC
8 bit.
 Chân GND (chân số 10):
Đây là những chân đầu vào cấp đất chung cho cả tín hiệu số và tương tự. Đất
tương tự được nối tới đất của chân V
in
tương tự, còn đất số được nối tới đất của chân
V
CC
. Lý do mà ta phải có hai đất là để cách ly tín hiệu tương tự V
in
từ các điện áp ký
Trường ĐH Công Nghiệp TP. HCM Đồ án 1: Điều khiển nhiệt độ lò điện

GVHD: Đào Thị Thu Thủy Trang 11
sinh tạo ra việc chuyển mạch số được chính xác. Trong phần trình bày thì các chân
được nối chung với một đất. Tuy nhiên, trong thực tế thu đo dữ liệu các chân đất này
được nối tách biệt.
Từ những điều trên ta kết luận rằng các bước cần phải thực hiện khi chuyển đổi
dữ liệu bởi ADC0804 là:
9 Bật CS = 0 và gửi một xung thấp lên cao tới chân
WR
để bắt đầu chuyển
đổi.
9 Duy trì hiển thị chân
INTR
. Nếu
INTR
xuống thấp thì việc chuyển đổi
được hoàn tất và ta có thể sang bước kế tiếp. Nếu
INTR
cao tiếp tục thăm dò cho đến
khi nó xuống thấp.
9 Sau khi chân
INTR
xuống thấp, ta bật CS = 0 và gửi một xung cao
xuống thấp đến chân
RD
để lấy dữ liệu ra khỏi chip ADC0804. Phân chia thời gian
cho quá trình này được trình bày như hình 1.6.

Hình 1.6: Phân chia thời gian đọc và ghi của ADC0804
3. Tìm hiểu về P89V51RB2:
Là bộ vi điều khiển của Philips Corporation. Đây là một phiên bản cải tiến sử
dụng CPU là bộ vi điều khiển 80C51 với nhiều tính năng vượt trội: Dung lượng
ROM/RAM trên chip rất lớn, 3 Timer 16 bit + 1 Watch-dog Timer, 2 thanh ghi DPTR,
8 nguồn ngắt, PWM (Pulse Width Modulator), SPI (Serial Peripheral Interface) và đặc
biệt là bộ nhớ chương trình trên chip có tính năng ISP (In-System Programming) và
IAP (In-Application Programming),…
3.1. Sơ đồ khối:

Trường ĐH Công Nghiệp TP. HCM Đồ án 1: Điều khiển nhiệt độ lò điện
GVHD: Đào Thị Thu Thủy Trang 12

3.2. Sơ đồ chân và chức năng các chân P89V51RB2:
P89V51RB2 có 40 chân trong đó 32 chân có công dụng xuất/nhập. Trong 32
chân đó có 24 chân có tác dụng kép (Nghĩa là 1 chân có 2 chức năng), mỗi một đường
có thể hoạt động xuất/nhập, hoạt động như một đường điều khiển hoặc hoạt động như
một đường địa chỉ/dữ liệu của bus địa chỉ/d
ữ liệu đa hợp.







Hình 1.8: Sơ đồ chân P89V51RB2
3.2.1. Các Port:
Hình 1.7: Sơ đồ khối của 89V51RB2
Trường ĐH Công Nghiệp TP. HCM Đồ án 1: Điều khiển nhiệt độ lò điện
GVHD: Đào Thị Thu Thủy Trang 13
 Port 0:
- Port 0 (P0.0 – P0.7) có số chân từ 32 – 39.
- Port 0 có chức năng xuất nhập dữ liệu (P0.0 – P0.7) trong các thiết kế cỡ
nhỏ không sử dụng bộ nhớ ngoài.
- Port 0 có chức năng là bus địa chỉ byte thấp và bus dữ liệu đa hợp (AD0 –
AD7) trong các thiết kế cỡ lớn có sử dụng bộ nhớ ngoài.
 Port 1:
- Port 1 (P1.0 – P1.7) có số chân từ 1 – 8.
- Port 1 là port xuất nhập dữ liệu (P1.0 – P1.7) khi sử dụng hoặc không sử
dụ

ng bộ nhớ ngoài.
 Port 2:
- Port 2 (P2.0 – P2.7) có số chân từ 21 – 28.
- Port 2 có chức năng là port xuất nhập dữ liệu (P2.0 – P2.7) khi không sử
dụng bộ nhớ ngoài.
- Port 2 có chức năng là bus địa chỉ byte cao (A8 - A15) khi sử dụng bộ nhớ
ngoài.
 Port 3:
- Port 3 (P3.0 – P3.7) có số chân từ 10 – 17.
- Port 3 có chức năng xuất nhập dữ liệu (P3.0 – P3.7) khi không sử dụng bộ
nhớ ngoài hoặc các chức năng đặc biệt.
- Port 3 có chức năng là các tín hiệu đ
iều khiển khi sử dụng bộ nhớ ngoài
hoặc các chức năng đặc biệt.
- Chức năng của các chân port 3:
Bit Tên Địa chỉ bit Chức năng
P3.0 RxD B0H Chân nhận dữ liệu của port nối tiếp.
P3.1 TxD B1H Chân phát dữ liệu của port nối tiếp.
P3.2 INT0\ B2H Ngõ vào ngắt ngoài 0.
P3.3 INT1\ B3H Ngõ vào ngắt ngoài 1.
Trường ĐH Công Nghiệp TP. HCM Đồ án 1: Điều khiển nhiệt độ lò điện
GVHD: Đào Thị Thu Thủy Trang 14
P3.4 T0 B4H Ngõ vào của bộ định thời/ đếm 0.
P3.5 T1 B5H Ngõ vào của bộ định thời/ đếm 1.
P3.6 WR\ B6H Điều khiển ghi vào RAM ngoài.
P3.7 RD\ B7H Điều khiển đọc từ RAM ngoài.

Bảng 1.9: Bảng tóm tắt chức năng các chân của Port 3
3.2.2. Các chân tín hiệu điều khiển:
 Chân PSEN\:

- PSEN (Program Store Enable): Cho phép bộ nhớ chương trình, chân số 29.
- Chân PSEN\: Có chức năng là tín hiệu cho phép truy xuất (đọc) bộ nhớ
chương trình (ROM) ngoài hoặc là tín hiệu truy xuất, tích cực mức thấp.
- PSEN ở mức thấp trong thời gian CPU tìm - nạp lệnh từ ROM ngoài. Khi
CPU sử dụng ROM trong, PSEN sẽ ở mức cao.
- Khi sử dụng bộ nh
ớ chương trình bên ngoài, chân PSEN\ thường được nối
với chân OE\ của ROM ngoài để cho phép CPU đọc mã lệnh từ ROM ngoài.
 Chân ALE:
- ALE (Address Latch Enable): Cho phép chốt địa chỉ, chân số 30.
- Chân ALE có chức năng là tín hiệu cho phép chốt địa chỉ để thực hiện việc
giải đa hợp cho bus địa chỉ byte thấp và bus dữ liệu đa hợp (AD0 – AD7). Ngoài ra
chân ALE còn là tín hiệu xuất, tích cực mức cao.
- Các xung tín hiệu ALE có tốc độ bằng 1/6 lần tần số dao
động trên chíp và
có thể được dùng làm tín hiệu clock cho các phần khác của hệ thống. Chân ALE được
dùng làm ngõ vào xung lập trình (PGM\).
 Chân EA\:
- EA ( External Access): Truy xuất ngoài, chân số 31.
- Tín hiệu vào EA\ thường được mắc lên mức 1 hoặc mức 0. Nếu ở mức 1,
89V51RB2 thi hành chương trình từ ROM nội. Nếu ở mức 0, 89V51RB2 thi hành
chương trình từ ROM ngoài.
Trường ĐH Công Nghiệp TP. HCM Đồ án 1: Điều khiển nhiệt độ lò điện
GVHD: Đào Thị Thu Thủy Trang 15
- Khi lập trình cho ROM trong chip thì chân EA đóng vai trò là ngõ vào của
điện áp lập trình (Vpp = 12V – 12,5V cho 89V51RB2).
 Chân Reset:
- RST (Reset): Thiết lập lại, chân số 9.
- Khi ngõ vào RST đưa lên cao ít nhất 2 chu kỳ máy, 89V51RB2 thiết lập lại
trạng thái ban đầu. Khi ngõ vào RST ở mức thấp IC hoạt động bình thuờng.

 Chân XTAL1, XTAL2:
- XTAL (Crystal): Tinh thể thạch anh, chân số 18 – 19.
- XTAL1: Ngõ vào mạch tạo xung clock trong chip.
- XTAL2: Ngõ ra mạch tạo xung clock trong chip.
- Bộ dao động được tích hợp bên trong 89V51RB2, khi sử dụng 89V51RB2
người thiết kế chỉ cần nố
i thêm thạch anh (Tần số thạch anh thường sử dụng là
12MHZ) và tụ.
 Chân V
CC
, GND:
- V
CC
, GND: Nguồn cung cấp điện, chân số 40 và 20.
- V
CC
= +5V
±
10% và GND = 0V.
3.3. Tổ chức bộ nhớ:









SFR

80H
7FH
00H


Bộ nhớ
chương
trình
(mã)

FFFH
000H
Bộ nhớ trong chip
PSEN\
ª
WR\ RD\
ª ª



Bộ nhớ
chương
trình
(mã)
FFFFH
0000H

Bộ nhớ
dữ liệu
Bộ nhớ ngoài chip
Trường ĐH Công Nghiệp TP. HCM Đồ án 1: Điều khiển nhiệt độ lò điện
GVHD: Đào Thị Thu Thủy Trang 16
Hình 1.10: Tóm tắt các vùng nhớ của 89V51RB2
3.3.1. Bộ nhớ trong:
Bộ nhớ trong 89V51RB2 bao gồm ROM và RAM. RAM trong 89V51RB2 bao
gồm nhiều thành phần: RAM đa chức năng, RAM định địa chỉ bit và các dãy thanh
ghi.
3.3.1.1. Bộ nhớ ROM (Bộ nhớ chương trình):
Bộ nhớ chương trình dùng để lưu trữ chương trình điều khiển cho chip hoạt
động.
3.3.1.2. Bộ nhớ RAM (Bộ nhớ dữ liệu):
Bộ nhớ dữ liệ
u dùng để lưu trữ các dữ liệu và tham số.
 RAM đa chức năng:
- Trên hình vẽ cho thấy 80 byte RAM đa chức năng chiếm địa chỉ từ 30H
đến 7FH.
- Mọi địa chỉ trong vùng RAM đa chức năng đều có thể truy xuất tự do
dùng kiểu định địa chỉ trực tiếp hoặc gián tiếp.
 RAM định địa chỉ bit:
- RAM định địa chỉ bit gồm 128 bit được
định địa chỉ chứa các byte có địa
chỉ từ 20H đến 2FH.
- RAM định địa chỉ bit có 3 kiểu truy xuất dữ liệu: trực tiếp, gián tiếp hoặc
theo từng bit.
 Các dãy thanh ghi:

- 32 vị trí thấp của bộ nhớ nội chứa các dãy thanh ghi. Các lệnh của
89V51RB2 hỗ trợ 8 thanh ghi từ R0 – R7 thuộc dãy 0 và theo mặc định sau khi Reset
hệ thống các thanh ghi này ở các địa chỉ từ 00H đến 07H.
- Các lệnh dùng các thanh ghi R0 đến R7 sẽ ngắ
n hơn và nhanh hơn so với
các lệnh có chức năng tương ứng dùng kiểu địa chỉ trực tiếp. Các dữ liệu được dùng
thường xuyên nên dùng một trong các thanh ghi này.
Trường ĐH Công Nghiệp TP. HCM Đồ án 1: Điều khiển nhiệt độ lò điện
GVHD: Đào Thị Thu Thủy Trang 17
- Do có 4 dãy thanh ghi nên tại một thời điểm chỉ có một dãy thanh ghi
tích cực. Dãy thanh ghi tích cực có thể được thay đổi bằng cách thay đổi bit chọn dãy
trong từ trạng thái chương trình PSW.
3.3.1.3. Các thang ghi chức năng đặc biệt:
- Các thanh ghi nội của hầu hết các bộ vi xử lý đều được truy xuất rõ ràng
bởi một tập lệnh.
- Các thanh ghi nội của 89V51RB2 được cấu hình thành một phần của RAM
trên chip, vì vậy mỗi thanh ghi sẽ có một
địa chỉ (ngoại trừ thanh ghi bộ đếm chương
trình và thanh ghi lệnh vì các thanh ghi này hiếm khi bị tác động trực tiếp). Cũng như
các thanh ghi từ R0 đến R7, ta có 21 thanh ghi chức năng đặc biệt (SFR: Special
Function Register) chiếm phần trên của RAM nội từ địa chỉ 80H đến FFH.
- Ngoại trừ thanh ghi A có thể được truy xuất rõ ràng còn lại hầu hết các
thanh ghi chức năng đặc biệt được truy xuất bằng kiểu định địa chỉ
trực tiếp.
 Thanh ghi từ PSW (Program Status Word):
Bit Ký hiệu Địa chỉ Mô tả bit
PSW.7 CY D7H Cờ nhớ
PSW.6 AC D6H Cờ nhớ phụ
PSW.5 F0 D5H Cờ 0
PSW.4 RS1 D4H Chọn dãy thanh ghi (bit 1)

PSW.3 RS0 D3H Chọn dãy thanh ghi (bit 0):
00 = dãy 0: địa chỉ từ 00H đến 07H
01 = dãy 1: địa chỉ từ 08H đến 0FH
10 = dãy 2: địa chỉ từ 10H đến 17H
11 = dãy 2: địa chỉ từ 18H đến 1FH

PSW.2 OV D2H Cờ tràn
Trường ĐH Công Nghiệp TP. HCM Đồ án 1: Điều khiển nhiệt độ lò điện
GVHD: Đào Thị Thu Thủy Trang 18
PSW.1 - D1H Dự trữ
PSW.0 P D0H Cờ kiểm tra chẵn lẻ
Bảng1.11: Thanh ghi PSW
 Thanh ghi A:
- Thanh ghi A là thanh ghi tích lũy có công dụng chứa dữ liệu của các
phép toán mà vi điều khiển xử lý. Ví dụ lệnh MUL AB sẽ nhân những giá trị không
dấu 8 bit có trong hai thanh ghi A và B, rồi trả về kết quả 16 bit trong A (byte thấp) và
B (byte cao). Lệnh DIV AB sẽ lấy A chia B, kết quả số nguyên đặt vào A, số dư đặt
vào B.
- Thanh ghi A có địa chỉ byte là E0H và địa chỉ bit từ E0H – E7H.
 Thanh ghi B:
- Thanh ghi B ở địa chỉ F0H được dùng cùng với thanh ghi A cho các phép
toán nhân chia.
- Thanh ghi B có thể được dùng như một thanh ghi đệm trung gian đa mục
đích. Nó là những bit định vị thông qua những địa chỉ từ F0H – F7H.
 Thanh ghi SP:
- Con trỏ ngăn xếp (SP: Stack Pointer) là một thanh ghi 8 bit ở địa chỉ byte
là 81H, dùng để lưu trữ tạm thời các dữ liệu. Đây là thanh ghi không định địa chỉ bit.
Thanh ghi này chứa địa chỉ của byte dữ liệu hiện hành trên đỉnh ngăn xếp. Các lệnh
trên ngăn xếp bao g
ồm lệnh cất dữ liệu vào ngăn xếp (PUSH) và lệnh lấy dữ liệu ra

khỏi ngăn xếp (POP). Lệnh cất dữ liệu vào ngăn xếp sẽ làm tăng SP trước khi ghi dữ
liệu và lệnh lấy ra khỏi ngăn xếp sẽ làm giảm SP. Đối với chip 8051 thì vùng nhớ
được dùng để làm ngăn xếp được lưu giữ trong RAM nội.
- Để sử dụng ngăn xếp thì ta phải kh
ởi động thanh ghi SP (nghĩa là nạp giá
trị cho thanh ghi SP)
→
vùng nhớ của ngăn xếp có địa chỉ bắt đầu là (SP) +1 và địa
chỉ kết thúc là 7FH.
- Sau khi reset IC, SP sẽ mang giá trị mặc định là 07H và dữ liệu đầu tiên
sẽ được cất vào ô nhớ ngăn xếp có địa chỉ 08H. Nếu phần mềm ứng dụng không khởi