Thiết kế và thi công mạch đo điện áp chiều, hiển thị Led thanh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện-Điện Tử

Đồ án chuyên ngành
Lớp: TĐH-K6

PHẦN 1: MỞ ĐẦU
I.1.Lời mở đầu
Ngày nay cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là ngành Kỹ
thuật Điện tử. Đời sống xã hội ngày càng phát triển cao dựa trên những ứng dụng
của khoa học vào đời sống. Vì vậy mà những công nghệ điện tử mang tính tự động
ngày càng được ứng dụng rộng rãi. Trong đó có sự đóng góp không nhỏ của kỹ
thuật vi điều khiển. Các bộ vi điều khiển đang đựơc ứng dụng rộng rãi và thâm
nhập ngày càng nhiều trong các lĩnh vực kỹ thuật và đời sống xã hội. Hầu hết là
các thiết bị được điều khiển tự động từ các thiết bị văn phòng cho đến các thiết bị
trong gia đình đều dùng các bộ vi điều khiển nhằm đem lại sự tiện ghi cho con
người trong thời đại công nghiệp hoá, hiện đại hoá.
Điện áp là một đại lượng rất quan trọng trong kĩ thuật điện–điện tử, mốn điều
khiển một thiết bị hay một linh kiện điện tử nào đó ta phải quan tâm đến điện áp để
điều khiển nó đầu tiên. Thị trường đã sản xuất ra loại đồng hồ cơ ,tuy có thể đo
điện áp nhưng ko thực sự chính xác, do vậy việc chế tạo ra một loại thiết bị đo có
độ chính xác cao là rất cần thiết.
Sau thời gian học tập rèn luyện tại trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng
Yên, chuyên ngành Kỹ thuật điện tử, được sự đồng ý của thầy Đỗ Thành Hiếu
nhóm chúng em tiến hành thực hiện đồ án chuyên ngành: “ Thiết kế và thi công
mạch đo điện áp một chiều, hiển thị Led 7 thanh”.
Với mong muốn đáp ứng được yêu cầu đặt ra trong việc nghiên cứu, đo lường
về điện áp một chiều. Từ đó có thể điều khiển và sử lý điện một cách chính xác
hơn.

I.2.Nhiệm vụ của đề tài

GVHD: Đỗ Thành Hiếu

Page 1


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện-Điện Tử

Đồ án chuyên ngành
Lớp: TĐH-K6

Tên đề tài: “Thiết kế và thi công mạch đo điện áp một chiều, hiển thị Led 7
thanh”
1. Dữ liệu cho trước
1. Các tài liệu tham khảo, tài liệu chuyên môn.
2. Trang thiết bị, máy móc tại xưởng thực tập.
3. Các chip vi điều khiển thuộc họ 8051.

2. Nội dung cần hoàn thành
- Phần lí thuyết:
1. Tính cấp thiết của đề tài.
2. Giới thiệu chung về vi điều khiển.
3. Thiết kế mạch điều khiển.
4. Lập lưu đồ thuật toán và viết chương trình điều khiển.
5. Quyển thuyết minh và các bản vẽ mô tả đầy đủ nội dung của đề tài.

- Sản phẩm:
1. Hoạt động chính xác và ổn định.
2. Đạt yêu cầu kĩ thuật và mỹ thuật.

GVHD: Đỗ Thành Hiếu

Page 2


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện-Điện Tử

Đồ án chuyên ngành
Lớp: TĐH-K6

I.3. Mục đích, yêu cầu của đồ án:

-

Sơ đô khối mạch đo điện áp:

Điện áp
đo

GVHD: Đỗ Thành Hiếu

MẠCH ĐIỆN

Page 3

Khối
hiển thị

Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện-Điện Tử

Đồ án chuyên ngành
Lớp: TĐH-K6

PHẦN 2: LÝ THUYẾT LIÊN QUAN
II.1. CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH
- Sử dụng vi điều khiển họ 8051.
-ADC 0804
- Hiển thị bằng led 7 đoạn
II.2. CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA HỆ VI XỬ LÝ 89C51 :
Vi điều khiển (VĐK) là một hệ vi xử lý được tổ chức trong một chíp. Nó bao gồm:
+ Bộ vi xử lý
+ Có 40 chân
+ 4 kbyte ROM. 1, có thể ghi xoá được 1000 lần
+ 4 kbyte EPROM.
+ Dải tần số hoạt động từ 0MHz đến 24Mhz
+ Có 4 port xuất nhập (I/O) 8 bit
+ Có 128 byte RAM
+ 2 bộ định thời 16 bit
+ Mạch giao tiếp nối tiếp
+ Không gian nhớ chương trình (mã) ngoài 64k byte.
+ Không gian nhớ Data ngoài 64k byte.
+ Bộ xử lý bit thao tác trên các bit riêng.
+ 210 vị trí nhớ định địa chỉ, mỗi vị trí một bit.
+ Các thanh ghi chức năng, cơ chế điều khiển ngắt .
+ Các bộ thời gian dùng trong limh vực chia tần số và tạo thời gian thực.
+ Có thể lập trình được qua cổng nối tiếp
+ Bộ vi điều khiển có thể lạp chương trình để điều khiển các thiết bị thông tin,

viễn thông thiết bị đo lường,thiết bị điều chỉnh cũng nhuu các ứng dụng trong công
nghệ thong tin và kỹ thuật điều khiển tự động. có thể xem bộ VĐK như một hệ
VXL on-chíp đối với AT89C51, nó có đầy đủ chức năng của một hệ VXL 8 bit,
được điều khiển bởi một hệ lệnh, có số lệnh đủ mạnh, cho phép lập trình bằng hợp
ngữ (Assemply).
GVHD: Đỗ Thành Hiếu

Page 4


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện-Điện Tử
1.

Đồ án chuyên ngành
Lớp: TĐH-K6

Cơ bản về cấu tạo của AT89C51

Hình1.1 : Sơ đồ chân của 89C51

GVHD: Đỗ Thành Hiếu

Page 5


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện-Điện Tử

Đồ án chuyên ngành

Lớp: TĐH-K6

Hình 1.2 : Sơ đồ khối của 89C51
GVHD: Đỗ Thành Hiếu

Page 6


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện-Điện Tử

Đồ án chuyên ngành
Lớp: TĐH-K6

+ GND(chân 20): Chân nối với 0v
+ potr 0(chân 32 – chân 29)
port 0 là port xuất nhập 8 bit hai chiều. Port 0 còn được cấu hình làm bus địa
chỉ( byte thấp) và bus dữ liệu đa hợp trong khi truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài và
bộ nhớ chương trình ngoài. Port cũng nhận các byte mã trong khi lập trình cho.
Flash và xuất các byte mã trong khi kiểm tra chương trình ( các điện trở kéo lên
bên ngoài được cần đến trong khi kiểm tra chương trình).
+ Port 1( chân 1- 8): port 1 là port xuất nhập 8 bit hai chiều. Port1 cũng nhận
byte địa chỉ thấp trong thời gian lập trình cho Flash.
+ Port 2 ( chân 21 – 28): Port 2 là port xuất nhập 8 bit hai chiều. Port 2 tạo ra
các byte cao của bus địa chỉ trong thời gian tìm nạp lệnh từ bộ nhớ chương trình
ngoài và trong thời gian truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài, sử dụng các địa chỉ 16 bit.
Trong thời gian truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài sử dụng các địa chỉ 8 bit, port 2
phát các nội dung của các thanh ghi đặc biệt, port 2 cũng nhận các bits địa chỉ cao
và vài tín hiệu điều khiển trong thời gian lập trình cho Flash và kiểm tra chương
trình.

+ Port 3 ( chân 10- 17): Port 3 cũng nhận một vài tín hiêu điều khiển cho việc
lập trình Flash và kiểm tra chương trình. Port 3 là port xuất nhập 8 bit hai chiều,
port 3 cũng còn làm các chức năng khác của AT89C51. các chức năng này được
nêu như sau:
Chân
P3.0
P3.1
P3.2
P3.3
P3.4
P3.5
P3.6
P3.7

Tên
RxD
TxD
INT0
INT1
T0
T1
WR
RD

GVHD: Đỗ Thành Hiếu

Chức năng
Ngõ vào port nối tiếp
Ngõ ra port nối tiếp
Ngõ vào ngắt ngoài 0

Ngõ vào ngắt ngoài 1
Ngõ vào bên ngoài của bộ định thời 1
Ngõ vào bên ngoài của bộ định thời 0
Điều khiển ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài
Điều khiển đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài

Page 7


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện-Điện Tử

Đồ án chuyên ngành
Lớp: TĐH-K6

+ RST ( chân 9)
Ngõ vào reset. Mức cao trên chân này trong hai chu kỳ máy trong khi bộ dao
động đang hoạt động sẽ reset AT89C51
+ ALE/PROG( chân 30)
ALE là một xung ngõ ra để chốt byte thấp của địa chỉ trong khi xuất bộ nhớ
ngoài. Chân này cũng làm ngõ vào chân lập trình (PROG) trong thời gian lạp trình
cho Flash. Khi hoạt động bình thường xung ngõ ra luôn có tần số không đổi là 1/6
tần số của mạch dao động, có thể được dùng cho các mục đích định thời bên
ngoài. Khi cần, hoạt động chân ALE có thể được vô hiệu hoá bằng cách set bit 0
của thanh ghi chức năng đặc biệt có địa chỉ 8Eh. Khi bit này được set, ALE chỉ
tích cực trong thời gian thực hiện lệnh MOVX hoặc MOVC. Ngược lại chân này sẽ
được kéo lên cao. Việc set bit không cho phép hoạt động chôt byte thấp của địa chỉ
sẽ không có tác dụng nếu bộ vi điều khiển đang ở chế độ thực thi chương trình
ngoài.
+ PSEN(chân 29): PSEN (program Store Enable) là xung điều khiển truy xuất

chương trình ngoài. Khi AT89C51 đang thực thi chương trình từ bộ nhớ chương
trình ngoài, PSEN được kích hoạt hai lần mỗi chu kỳ máy, nhưng hai hoạt động
PSEN sẽ bị bỏ qua mỗi khi truy cập bộ nhớ dữ liệu ngoài.
+ EA vpp(chân 31): Là chân cho phép truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài ( địa
chỉ từ 0000h tới ffffh). EA = 0 cho phép truy xuát bộ nhớ chương trình ngoài,
ngược lại EA = 1 sẽ thực thi chương trình bên trong chip. Tuy nhiên, lưu ý rằng
nếu bít khoá 1 được lập trình EA được chốt bên trong khi reset
+ XTAL1& XTAL2: Là hai ngõ vào ra của hai bộ khuyếch đại đảo của mạch dao
động, được cấu hình để dùng như một bộ tạo dao động trên chip

Hình1.3: Bộ tạo dao động

GVHD: Đỗ Thành Hiếu

Page 8


7F
RAM ĐA DỤNG
30 Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Điện-Điện
Tử 7B 7A
2F Khoa:
7F 7E
7D 7C

79

2E 77

76

75

74

73

72

71

2D 6F

6E

6D

6C

6B

6A

69

2C 67

66

65

64

63

62

61

2B 5F

5E

5D

5C

5B

5A

59

2A 57

56

55

54

53

52

51

29

4F

4E

4D

4C

4B

4A

49

28

47

46

45

44

43

42

41

27

3F

3E

3D

3C

3B

3A

39

26

37

36

35

34

33

32

31

25

2F

2E

2D

2C

2B

2A

29

24

27

26

25

24

23

22

21

23

1F

1E

1D

1C

1B

1A

19

22

17

16

15

14

13

12

11

21

0F

0E

0D

0C

0B

0A

09

20

07

06

05

04

03

02

01

1F
BANK 3
18
17

7
8
7
0
6
8
6

0
5
8
5
0
4
8
4
0
3
8
3
0
2
8
2
0
1
8
1
0
0
8
0
0

Đồ án chuyên ngành
Lớp: TĐH-K6

2.Tổ chức bộ nhớ của 89C51

Bộ nhớ bên trong chip bao gồm ROM,
RAM va EPROM. RAM trên chip bao
gồm vùng RAM đa chức năng, vùng
RAM với từng bit được định địa chỉ,
các dây thanh ghi (bank) và các thanh
ghi chức năng đặc biệt.
Có 2 đặc tính đáng lưu ý:

BANK 2
10 GVHD: Đỗ Thành Hiếu
0F
BANK 1

Page 9


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện-Điện Tử

Đồ án chuyên ngành
Lớp: TĐH-K6

+ Các thanh ghi và các port I/O được định địa chỉtheo kiểu ánh xạ bộ nhớ
và được truy xuất như một vị trí nhớ trong bộ nhớ.
+ Vùng track thường trú trong RAM trên chip thay vì ở trong RAM ngoài
như đối với các bộ vi xử lý.

a. Vùng RAM đa mục đích: Có 80 byte, địa chỉ từ 30H đến 7FH

Bất cứ vị trí nào trong vùng RAM ta đều có thể truy xuất tự do bằng cách sử
dụng định địa chỉ trực tiếp hoặc gián tiếp.
Ví dụ:
+ Kiểu định địa chỉ trực tiếp:
MOV A,5FH ;Đọc nội dung tại địa chỉ 5FH của RAM
+ Kiểu định địa chỉ gián tiếp: (Qua các thanh ghi R0,R1)
MOV R0,#5FH ; Di chuyển giá trị5FH vào thanh ghi R0
MOV A,@R0 ; Di chuyển dữ liệu trỏ tới R0 và thanh chứa A
b. Vùng RAM định địa chỉ:
Chip 8951 chứa 210 vị trí định địa chỉ in đó có 128 byte chứa trong các byte ở
địa chỉ 20H đến 2FH (16 byte x 8 = 128 bits), phần còn lại chứa trong các thanh
ghi chức năng đặc biệt.
Công dụng: + Truy xuất các bit riêng rẽ thông qua các phần mền.
+ Các port có thể địng địa chỉ từng bit, làm đơn giản việc giao
tiếp băng phần mền với các thiết bị xuất nhập đơn bit.
Ví dụ: + Set bit trực tiếp:
SETB 67H; lệnh làm nhiệm vụ set bit 67H bằng 1
+ Hoặc ta có thẻ sử dụng lệnh sau để set bít 67H là bit lớn nhất của
byte 2CH:
ORL A,#10000000B ;Tác dung set bit
c. Các thanh ghi chức năng đặc biệt (SFR)
Không phải tất cả 128 địa chỉ từ 80H đến FFH đều được định nghĩa mà chit
có 21 địa chỉ được định nghĩa.
Các thanh ghi chức năng đặc biệt bao gồm:
+ Tử trạng thái chương trình PSW: có địa chỉ là D0H
+ Thanh ghi B: Có địa chỉ F0Hđược dùng chung với thanh chứa A trong các
phếp toán nhân và chia.
GVHD: Đỗ Thành Hiếu

Page 10

Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện-Điện Tử

Đồ án chuyên ngành
Lớp: TĐH-K6

+ Con trỏ Stack (SP) : là thanh ghi 8 bit ở địa chỉ 81H, nó chứa địa chỉ của dữ
liệu hiện đang ở đỉnh của stack.
+ Con trỏ dữ liệu DPTR:
Dùng để truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài hoặc bộ nhớ dữ liệu ngoài.
DPTR là thanh ghi 16 bit có địa chỉ 82H (byte thấp ) và 83H (byte cao).
Ví dụ:
MOV A,#55H ;Nạp hằng dữ liệu 55H và thanh chứa A
MOV DPTR,%1000 ;Nạp hằng địa chỉ 16 bit 1000H cho
; con trỏ DPTR
MOV @DPTR,A ; Chuyển dữ liệu từ A vao RAM ngoài
; tai địa chỉ DPTR trỏ tới.
+Các thanh ghi port:
- Port 0 : địa chỉ 80H
- Port 1 : địa chỉ 90H
- Port 2 : địa chỉ A0H
- Port 3 : địa chỉ B0H
+ Các thanh ghi định thời:
IC 8951 có 2 bộ định thời/đếm dùng để định khoảng thời gian hoặc đếm các
sự kiện.
- Bộ định thời 0: địa chỉ 8AH (TL0 ) va 8CH (TH0)
- Bộ định thời 1: địa chỉ 8bH (TL1 ) va 8DH (TH1)
Hoạt động của bộ định thời được thiết lậpbởi thanh ghi chế độ định thời

TMOD ở địa chỉ 89H và thanh ghi điều khiển bộ định thời TCON ở địa chỉ 88H
(chỉ có TCON được định địa chỉ từng bit)
+ Các thanh ghi của port nối tiếp: Chip 8951 có 1 port nối tiếp để truyền thông
với các thiết bị như các thiết bị đầu cuối hoặc model...
+ Các thanh ghi ngắt: có một cấu trúc ngắt với 2 mức ưu tiên và 5 nguyên nhân
ngắt. Các ngắt bị vô hiệu hoá sau khi Reset hệ thống và được phép bằng cách vào
thanh ghi IE ở địa chỉA8H. Mức ưu tiên ngắt được thiết lập bơit thanh ghi IP ở địa
chỉ B8H.
+ Thanh ghi điều khiển nguồn: PCON có địa chỉ 87H

GVHD: Đỗ Thành Hiếu

Page 11


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện-Điện Tử

3.

Đồ án chuyên ngành
Lớp: TĐH-K6

Tóm tắt tập lệnh .

Thông qua việc khảo sát các kiểu định địa chỉ và các ví dụ trên các tình
huống lập trình điển hình để chúng ta tiếp cận tập lệnh của họ MCS-51.
a.Các kiểu định địa chỉ.
Có 8 kiểu định địa chỉ :
+ Thanh ghi.:

VD: MOV PSW,#00011000B
+ Trực tiếp :
VD: MOV P1, A
+ Gián tiếp:
VD: MOV A,@R0
+ Tức thời:
VD: MOV A, #54
+ Tương đối:
VD: SJMP THREE :Nhảy đến nhãn THREE
+ Tuyệt đối:
VD: AJMP THREE
+ Dài:
+ Chỉ số.
VD: JMP @A+DPTR
b. Các loại lệnh:
Có 5 nhóm lệnh:
+ Nhóm lệnh số học.
ADD A , nguồn: Cộng toán hạng nguồn vào A
ADD A, #data : Cộng dữ liệu data với A
ADDC A,nguồn: Cộng nguồn với A và cờ nhớ.
GVHD: Đỗ Thành Hiếu

Page 12


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện-Điện Tử

Đồ án chuyên ngành
Lớp: TĐH-K6

ADDC A,#data : Cộng dữ liệu data với A và cờ nhớ.
SUBB A, nguồn: Trừ A với nguồn
SUBB A,#data : Trừ A với data
INC A
: Tăng nội dung thanh ghi A lên 1
DEC A
: Giảm nội dung thanh ghi A lên 1
INC DPTR
: Tăng DPTR
MUL AB
: Nhân nội dung thanh ghi A và B
DIV AB
: Chia A cho B
DA
A
: Hiệu chình thập phân thanh ghi A
+ Nhóm lệnh Logic.
ANL A, nguồn
AND
ANL A, #data
ANL direct,A
ANL direct , #data
ORL A, nguồn
OR
ORL A, #data
ORL direct,A
ORL direct , #data
XRL A, nguồn
OR

XRL A, #data
XRL direct,A
XRL direct , #data
CLR A
Xoá A
CPL A
Lấy bù A
RL A
Quay trái A
RLC A
Kể cả cờ nhớ
RR A
Quay phải A
RRC A
Kể cả cờ nhớ
SWAP A
Hoán đồi 2 nửa 4 bit
+Nhóm lệnh di chuyển dữ liệu
MOV A, nguồn
Di chuyển toán hạng nguông đến đích
MOV A, # data
GVHD: Đỗ Thành Hiếu

Page 13


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện-Điện Tử
MOV dest , A
MOV dest, #data

MOV DPTR,#data16
MOVC A,@A+DPTR
MOVC A,#A+PC
MOVX A,@Ri
MOVX A,@DPTR
MOVX @Ri,A
MOVX @DPTR,A
PUSH direct
POP direct
XCH A,source
XCHD A,@Ri

Đồ án chuyên ngành
Lớp: TĐH-K6

Di chuyển từ bộ nhớ chương trình

Cất vào Stack
Lấy ra từ Stack
Trao đồi các byte
Trao đồi các digit thấp

+ Nhóm lệnh xử lí bit.
CLR C xoá bit
CLR bit
SETB C
SETB bit
CPL C
CPL bit
ANL C, bit

AND
ANL C ,/bit AND NOT bit với C
ORL C, bit
ORL C, /bit
MOV C,bit
MOV bit, C
JC rel Nhảy đến Rel nếu C=1
JNC rel Nhảy đến Rel nếu C=0
JB bit, rel Nhảy nếu bit bằng 1
JNB bit, rel Nhày nếu bit =0
JBC bit , rel Nhảy nếu bit =1 rồi xoá bit
+Nhóm lệnh rẽ nhánh.
GVHD: Đỗ Thành Hiếu

Page 14


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện-Điện Tử

Đồ án chuyên ngành
Lớp: TĐH-K6

ACALL addr11 Gọi chương trình con
LCALL addr16
RET
Quay về từ chương trình con
RETI
Quay về từ chương trình ngắt
AJMP addr11

Nhảy
LJMP addr16
SJMP rel
JMP @ A+DPTR
JZ rel
Nhảy nếu A=0
JNZ rel
Nhảy nếu A <>0
CJNE A,direct, rel So sánh và nhảy
CJNE #data, rel
CJNE Rn,#data, rel
CJNE @ Ri,# data, rel
DJNZ Rn, rel
Giảm và nhảy nếu khác 0
DJNZ direct, rel
NOP
Không làm gì

GVHD: Đỗ Thành Hiếu

Page 15


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện-Điện Tử

Đồ án chuyên ngành
Lớp: TĐH-K6

II.3.Nguyên lý một số linh kiện phục vụ cho việc đo lường.

II.3.1. Chip ADC 0804
Chíp ADC 0804 là bộ chuyển đổi tương tự sang số trong họ các loạt ADC 0800
từ hãng National Semiconductor. Nó cũng được nhiều hãng khác sản xuất, làm
việc với +5V và có độ phân giải là 8 bít. 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 số nhị phân. Trong ADC 0804 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 110µs. Các chân của ADC 0804 được mô tả như sau:
1.

Chân

- chọn chíp: Là một đầu vào tích cực mức thấp được sử dụng để
CS

2.

kích hoạt chíp ADC 0804. Để truy cập ADC 0804 thì chân này phải ở mức
thấp.
Chân
(đọc): Đây là một tín hiệu đầu vào được tích cực mức thấp. Các
RD

bộ ADC chuyển đổi đầu vào tương tự thành số nhị phân tương đương với
nó và giữ nó trong một thanh ghi trong.

được sử dụng để nhận dữ liệu
RD

được chuyển đổi ở đầu ra của ADC0804. Khi CS = 0 nếu một xung cao xuống - thấp được áp đến chân

thì đầu ra số 8 bít được hiển diện ở các
RD

chân dữ liệu D0 - D7. Chân
GVHD: Đỗ Thành Hiếu

RD

cũng được coi như cho phép đầu ra.

Page 16


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện-Điện Tử
3.

Chân ghi

Đồ án chuyên ngành
Lớp: TĐH-K6

(thực ra tên chính xác là “Bắt đầu chuyển đổi”). Đây là chân
WR

đầu vào tích cực mức thấp được dùng để báo cho ADC 0804 bắt đầu quá
trình chuyển đổi. Nếu CS = 0 khi

tạo ra xung cao - xuống - thấp thì bộ
WR

ADC 0804 bắt đầu chuyển đổi giá trị đầu vào tương tự V in về số nhị phân 8
bít. Lượng 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 ADC 0804.
4.

Chân CLK IN và CLK R.
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 0804 cũng có
một bộ tạo xung đồng hồ. Để sử dụng bộ tạo xung đồng hồ trong (cũng còn
được gọi là bộ tạo đồng hồ riêng) của 0804 thì các chân CLK IN và CLK R
được nối tới một tụ điện và một điện trở như chỉ ra trên hình 2.1. Trong
trường hợp này tần số đồng hồ được xác định bằng biểu thức:
f=

5.

1
1,1RC

Giá trị tiêu biểu của các đại lượng trên là R = 10kΩ và C= 150pF và tần số
nhận được là f = 606kHz và thời gian chuyển đổi sẽ mất là 110µs.
Chân ngắt
(ngắt hay gọi chính xác hơn là “kết thúc chuyển đổi’).
INTR

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

xuống thấp, ta đặt CS
INTR

= 0 và gửi một xung cao xuống - thấp tới chân

lấy dữ liệu ra của 0804.
RD

6.

Chân Vin (+) và Vin (-).

GVHD: Đỗ Thành Hiếu

Page 17


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện-Điện Tử

7.

8.

Đồ án chuyên ngành
Lớp: TĐH-K6

Đây là các đầu vào tương tự vi sai mà Vin = Vin (+) - Vin (-). Thông
thường Vin (-) được nối xuống đất và Vin (+) được dùng như đầu vào tương
tự được chuyển đổi về dạng số.
Chân VCC.
Đây là chân nguồn nuôi +5v, nó cũng được dùng như điện áp tham
chiếu khi đầu vào Vref/2 (chân 9) để hở.
Chân Vref/2.
Chân 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 ADC
0804 nằm trong dải 0 đến +5v (giống như chân V CC). Tuy nhiên, có nhiều
ứng dụng mà đầu vào tương tự áp đến V in cần phải khác ngoài dải 0 đến 5v.
Chân Vref/2 được dùng để thực thi các điện áp đầu vào khác ngoài dải 0 - 5v.
Ví dụ, nếu dải đầu vào tương tự cần phải là 0 đến 4v thì V ref/2 được nối với
+2v.

GVHD: Đỗ Thành Hiếu

Page 18


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện-Điện Tử

Đồ án chuyên ngành
Lớp: TĐH-K6

Hình 2.1: Sơ đồ chân của ADC0804
Bảng 2.2: Điện áp Vref/2 liên hệ với dải Vin.
Vref/ 2(V)
Vin(V)

Step Size (mV)
Hở *
0 đến 5
5/256 = 19.53
2.0
0 đến 4
4/255 = 15.62
1.5
0 đến 3
3/256 = 11.71
1.28
0 đến 2.56
2.56/256 = 10
1.0
0 đến 2
2/256 = 7.81
0.5
0 đến 1
1/256 = 3.90
Ghi chú: - VCC = 5V
- Kích thước bước (độ phân dải) là sự thay đổi nhỏ nhất mà ADC có thể
phân biệt được.
GVHD: Đỗ Thành Hiếu

Page 19


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện-Điện Tử

9.

Đồ án chuyên ngành
Lớp: TĐH-K6

Các chân dữ liệu D0 - D7.
Các chân dữ liệu D0 - D7 (D7 là bít cao nhất MSB và D0 là bít thấp
nhất 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

bị đưa xuống thấp. Để tính điện áp đầu ra ta có thể sử dụng công
RD

thức sau:
D out =

V in
kich thuoc buoc

Với Dout là đầu ra dữ liệu số (dạng thập phân). Vin là điện áp đầu vào tương
tự và độ phân dải là sự thay đổi nhỏ nhất được tính như là (2 × Vref/2) chia
cho 256 đối với ADC 8 bít.

II.4. Nguyên lý đo và chuyển đổi tương tự/số của ADC
Khi điện áp đầu vào que đo thông qua mạch phân áp sẽ đưa điện áp tới đầu
vào Vin cua ADC0804 sao cho điện áp vào lớn nhất là 5V, khi đó ứng với mỗi giá
trị đầu vào Vin thì ADC0804 sẽ chuyển đổi từ giá trị tương tự là điện áp xang số,
ứng với mỗi giá trị số sẽ là một giá trị điện áp tương ứng.
Vì chân Vref/2 để hở do vậy kích thước bước(độ phân giải) là 19,53m

V khi
đó điện áp đầu vào là 5V tương ứng với giá trị thập phân là 256 với công thức
D out =

V in
kich thuoc buoc = =256. Tương tự các giá trị điện áp khác được chuyển đổi

tương tự.

GVHD: Đỗ Thành Hiếu

Page 20


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện-Điện Tử

Đồ án chuyên ngành
Lớp: TĐH-K6

II. 5.Các linh kiện khác
- Các loại điện trở, tụ điện, LED, led 7 thanh
- Thạch anh 12Mhz để tạo dao động
- IC ổn áp LM7805 tạo ra nguồn có điện áp 5V không đổi

GVHD: Đỗ Thành Hiếu

Page 21

Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện-Điện Tử

Đồ án chuyên ngành
Lớp: TĐH-K6

PHẦN 3: CÁC PHƯƠNG ÁN
THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG CHO MẠCH
Theo yêu cầu của đề tài thì thiết bị đo điện áp cần đạt được dải
đo từ 0150V một chiều nhưng nếu sử dụng trên cùng một thang đo sẽ
tạo ra sai số lớn .Do vậy sơ đồ mạch sẽ được chia thàng hai thang đo.
Thang đo 1:từ 015V
Thang đo 2:từ 0150V
III.1 Phương án 1

GVHD: Đỗ Thành Hiếu

Page 22


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện-Điện Tử

-

Đồ án chuyên ngành
Lớp: TĐH-K6

Điện áp đặt vào chân Vref/2 là 1,28v khi đó là 10mv. Như vậy điện áp

đầu vào qua mạch phân áp với hai điện trở R1=500k, R2=55,6K cao nhất là
25,6V.Như vậy giá trị đầu vào cao nhất tương ứng bằng cong thức

=5v

-

Chương trình nạp cho chip:

$include(reg51.inc)
org 0000h
x:
GVHD: Đỗ Thành Hiếu

Page 23


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện-Điện Tử

Đồ án chuyên ngành
Lớp: TĐH-K6

setb p2.7
call delay
clr p2.7
call delay
setb p2.7
mov a,p1
mov b,#100

div ab
mov dptr,#maled
movc a,@a+dptr
mov p2,a
mov a,b
mov b,#10
div ab
mov dptr,#maled
movc a,@a+dptr
mov p3,a
mov a,b
mov dptr,#maled
movc a,@a+dptr
mov p0,a
jmp x
maled: db 0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h,80h,90h
delay:
mov r0,#10
w3:mov r1,#100
w2:mov r2,#100
w1:djnz r2,$
djnz r1,w2
djnz r0,w3
ret
end
GVHD: Đỗ Thành Hiếu

Page 24

Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện-Điện Tử
-

Đồ án chuyên ngành
Lớp: TĐH-K6

Đánh giá phương pháp: Phương pháp lắp ghép như tạo cho người lập
trình mọt cách dễ dàng nhưng lại có hạn chế là cách chọn điện trở cho
mạch phân áp và điện áp 1,28V cho ADC0804. Nếu không chọn đúng sẽ
tạo ra sai số lớn cho phép đo

III.2 Phương án 2

GVHD: Đỗ Thành Hiếu

Page 25