Tìm hiểu, thiết kế và thi công hoàn thiện mạch điều khiển động cơ DC bằng xung PWM điều chế từ chip AT89C2051 thông qua một role và một FET

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VĂN HIẾN
KHOA ĐIỆN TỬ-VIỄN THÔNG
---------o0o--------

BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Đề tài:

GVHD :Th.S NGUYỄN THỊ THANH HÀ
SVTH

:TRẦN THANH LUYẾN

MSSV :0891020027
LỚP

: 08E1

TP . Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2012


Lời cảm ơn
Để thực hiện đề tài này, tác giả đã nhận được rất nhiều sự chỉ dẫn, giúp đỡ và
động viên quý báu của nhiều người. Trước hết, em xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành
đối với cô Th.S Nguyễn Thị Thanh Hà, cô là người hướng dẫn trực tiếp cho em trong
quá trình thực hiện đồ án môn học, cô cũng là người tận tình góp ý chỉ cho em
phương pháp nghiên cứu, trình bày hoàn chỉnh nhất.
Em cũng vô cùng cảm ơn thầy Th.S Nguyễn Thành Thái và các thầy cô trong
khoa điện tử viễn thông, Trường Đại Học Văn Hiến đã tham gia quá trình đào tạo và
hướng dẫn em trong suốt thời gian học đại học, nhờ các thầy cô mà em có đủ kiến
thức và lòng tự tin để thực hiện đề tài nghiên cứu này cũng như các đề tài trong tương

lai.
Xin cảm ơn gia đình đã luôn chăm sóc và quan tâm đến việc học của con, con
vô cùng cảm ơn và luôn tự hào vì gia đình luôn động viên con trong quá trình học tập.
Và cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới những người đã tham gia giúp tôi
trong quá trình thực hiện luận văn mà tôi chưa nêu tên ở đây, sự giúp đỡ của họ dù ít
hay nhiều cũng đóng góp một phần vào kết quả thực hiện đề tài môn học này.

Tp Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 01 năm 2012


LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan rằng đồ án môn học này do chính em tìm hiểu, nghiên cứu,
thiết kế và thi công toàn bộ. Hoàn toàn không có sự sao chép khuôn mẫu nào, hay
thuê mướn người thứ ba trong toàn bộ quá trình thực hiện đồ án môn học này.
Các tài liệu sử dụng trong đề tài là nguồn thông tin đã đăng tải trên mạng
Internet và tuân theo nguyên tắc trích xuất thông tin bản quyền của tài liệu khi có
những tài liệu thuộc sở riêng của một cá nhân, tổ chức hay website đăng tải.
Người thực hiện


NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI

Nhiệm vụ của đề tài là tìm hiểu, thiết kế và thi công hoàn thiện mạch điều
khiển động cơ DC bằng xung PWM điều chế từ chip AT89C2051 thông qua một role
và một FET.
Sử dụng các linh kiện điện tử khác trong mạch như điện trở, FET, Role,Opto
PC817, IC ổn áp, LED hiển thị tín hiệu, …


TÓM TẮT ĐỒ ÁN

Thực hiện đề tài “Điều khiển tốc độ động cơ DC”.
Nghiên cứu tìm hiểu quy trình điều khiển một động cơ DC quay thuận và quay
nghịch thông qua rơle đảo chiều, tăng giảm vận tốc của động cơ DC bằng xung PWM.
Vi điều khiển AT89C2051 nhận tín hiệu từ nút nhấn tương ứng với các trạng
thái: tăng tốc, giảm tốc, dừng, và đảo chiều quay. Sau đó nhờ vào bộ nhớ đã được lập
trình phát ra tín hiệu xung PWM truyền tải đến FET qua rơ le. Thông qua các opto đã
được cách ly nên Vi điều khiển sẽ ko bị sốc điện khi động cơ bị chập hay ngừng quay
bất ngờ.
Ứng dụng phần mềm Keil C51 Version 9 sử dụng ngôn ngữ C để lập trình,
biên dịch cho AT89C2051
Ứng phần mềm Proteus để thiết kế mạch mô phỏng.
Ứng dụng phần mềm OrCad để thiết kế mạch, layout mạch in.


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
Tp, Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm …
GVHD


MỤC LỤC

LIỆT KÊ HÌNH
Hình 2.1 Hình thực tế chip AT89C2051.....................................................................3
Hình 2.2 Sơ đồ khối AT89C2051................................................................................4
Hình 2.3 Sơ đồ chân AT89C2051...............................................................................5
Hình 2.4 Bảng tính năng port 3 của AT89C2051.......................................................6
Hình 2.5 Bộ giao động kết nối....................................................................................7
Hình 2.6 Nhận xung clock từ ngoài vào......................................................................8
Hình 2.7 Bảng AT89C2051 SFR và thiết lập giá trị...................................................9
Hình 2.8 Bảng liệt kê tính năng bổ xung....................................................................10
Hình 2.9 Chế độ lập trình fash.....................................................................................14
Hình 2.10 Bảng áp làm việc........................................................................................15
Hình 2.11 Cấu tạo của động cơ điện một chiều..........................................................16
Hình 2.12 Sơ đồ lắp ghép các thành phần của động cơ điện 1 chiều.........................17
Hình 2.13 Cấu tạo của Roto........................................................................................18
Hình 2.14 Sơ đồ nguyên lý động cơ nam châm vĩnh cửu...........................................20
Hình 2.15 Mô tơ quay ngược chiều kim đồng hồ.......................................................21
Hình 2.16 Mô tơ quay cùng chiều kim đồng hồ.........................................................21

Hình 2.17 Mạch cầu H.................................................................................................22
Hình 2.18 Sơ đồ nguyên lý mạch cầu........................................................................23
Hình 2.19 Sơ đồ nguyên lý của Rơ le........................................................................24
Hình 2.20 Role chưa có dòng điện đi qua...................................................................24
Hình 2.21 Role có dòng điện đi qua............................................................................24
Hình 2.22 Mạch 1 FET và 1 Rơle..............................................................................25
Hình 2.23 Mạch công suất có opto cách ly hoàn chỉnh..............................................26
Hình 2.24 Biểu đồ xung vuông...................................................................................27
Hình 3.1 Chọn thư mục và đặt tên project..................................................................29
Hình 3.2 Chọn chip AT89C2051 để lập trình.............................................................30
Hình 3.3 Thông báo hỏi copy chuẩn khởi động 8051.................................................30
Hình 3.4 Cấu hình để tạo ra file HEX.........................................................................31
Hình 3.5 Click chọn Click Hex File............................................................................31
Hình 3.6 Đặt tên cho file dạng .C................................................................................32
Hình 3.7 Add Files to Group “Source Group 1”.........................................................32
Hình 3.8 Chỉ đường dẫn đển file .C............................................................................33


Hình 3.9 Cửa sổ lập trình file.C..................................................................................33
Hình 3.10 Giao diện soạn thảo chương trình trong Keil C51.....................................37
Hình 3.11 Biên dịch ra file HEX.................................................................................37
Hình 3.12 Thông báo lỗi từ chương trình Keil C........................................................37
Hình 4.1 Sơ đồ toàn bộ mạch điều khiển động cơ DC mô phỏng trên protues..........39
Hình 4.2 Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn.......................................................................40
Hình 4.3 Sơ đồ nguyên lý mạch tạo xung...................................................................40
Hình 4.4 Sơ đồ nguyên lý mạch công suất..................................................................41
Hình 4.6 Layout mạch tạo xung..................................................................................43
Hình 4.7 Layout mạch công suất.................................................................................43
Hình 5.1 Mạch hoàn tất...............................................................................................44

Điều khiển tốc độ động cơ

Trang 1

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.1 Giới thiệu về ý tưởng và đề tài:
Bắt đầu từ những thực tế làm việc ở những nơi nguy hiểm và khó khăn. Lĩnh vực
robot đã và đang chiếm sự quan tâm của các nhà nghiên cứu và xã hội. Từ những điều
đó em cũng mong muốn sẽ làm ra 1 robot đơn giản nhưng hữu ích hay thiết thực hơn
là làm để phục vụ cho các ngành giải trí hiện đang rất phát triển. Chẳng hạn như: xe
điều khiển, máy bay điều khiển....thì giờ chúng ta sẽ có robot điều khiển. Và để hoàn
chỉnh một robot thì điều cơ bản cần phải có là kiến thức. Kiến thức ở đây không chỉ
đơn thuần là Đện tử mà còn có cả Cơ khí, và Lập trình. Như chúng ta được biết thì
mỗi lĩnh vực đều có đặc thù riêng của nó, và động cơ là phần trung tâm của robot.
Động cơ thông qua những bánh răng, cần đẩy sẽ giúp robot có thể di chuyển đi lại,
gắp vật... Và để có thể tiếp cận với robot thì việc đầu tiên là hiểu thật kĩ về động cơ.
Với mong muốn tìm hiểu sâu hơn về động cơ để có thể ứng dụng vào thực tế,
và sự hướng dẫn nhiệt tình của cô Nguyễn Thị Thanh Hà em đã chọn đề tài ” Điều
khiển động cơ DC ”.

1.2 Mục đích nghiên cứu:
Mục đích nghiên cứu của em trong đề tài này đươc chia làm ba mục đích
chính. Thứ nhất là nghiên cứu họ vi điều khiển cụ thể là AT89C2051 và phương pháp
lập trình cho chip bằng ngôn ngữ lập trình C trên boar nạp Little Programmer Version
Gold. Thứ hai, em sẽ được nghiên cứu những tính năng, cách điều khiển một động cơ
DC hoạt động. Mục đích thứ ba là tìm hiểu phương pháp sử dụng Role và FET trong
điều khiển xung PWM.
Trong quá trình học chúng em đã được truyền đạt nhiều kiến thức về Vi Điều

Khiển nhưng thực hành trên boar vẫn còn khá ít. Và đây là cơ hội cho em tìm hiểu

Chương 1: Mở đầu


Điều khiển tốc độ động cơ

Trang 2

nhiều hơn về họ 51, cụ thể là qua chip AT89C2051. Tất cả sẽ giúp rất nhiều cho ĐỒ
ÁN TỐT NGHIỆP sắp tới cũng như nghề nghiệp sau này của chúng em.

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của em trong bài này là vi điều khiển họ 8051 của hãng
ATMEL, và động cơ DC.
Vi điều khiển em sử dụng là AT89C2051, để nắm được cấu trúc phần cứng, lập
trình phần mềm và ứng dụng vào mạch thực tế.
Động cơ DC là loại (mô hình) được sử dụng trong các thiết bị điều khiển mô hình
thu nhỏ như máy bay điều khiển từ xa, xe đồ chơi, các robot nhỏ, …

1.4 Hướng nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu
Đi từ kinh nghiệm nghiên cứu và thực hành với họ vi điều khiển họ 8051 trên lớp,
chúng em sẽ bắt đầu tìm hiểu về cấu trúc phần cứng, sơ đồ khối, bố trí chân và đến lập
trình cho AT89C2051
Khi đã nắm được những kiến thức trên, chúng em sẽ nghiên cứu về động cơ DC và
cách điều khiển tốc độ một động cơ DC theo yêu cầu.
Sau đó sẽ tìm hiểu về Role giúp đảo chiều động cơ và FET giúp động cơ có thể
tăng giảm vận tốc. Và động cơ này sẽ cách ly phần điều khiển qua opto quang PC817
giúp cho chip đỡ cháy khi dòng qua động cơ quá lớn.
Kết quả cuối cùng chúng em sẽ có được mạch điều khiển tốc độ động cơ DC qua

tín hiệu nút nhấn được kết nối với chip. Và chúng ta có thể mở rộng ra bằng một
modum hồn ngoại hay RF bên ngoài để điều khiển động cơ từ xa.

Chương 1: Mở đầu


Điều khiển tốc độ động cơ

Trang 3

CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT VI ĐIỀU KHIỂN AT89C2051
2.1 Cấu trúc phần cứng
2.1.1 Giới thiệu AT89C2051
Đây là một vi điều khiển của hãng atmel cung cấp, đầy đủ các tính năng không
thua kém gì AT89C51 nhưng lại nhỏ hơn nhiều về kích thước.
- Chip này chỉ có 20 chân. 15 đường xuất nhập
- Điện áp làm việc : 2,7 V 6V. (Thường dùng ở mức 5V).
- Tần số làm việc: Tần số dao động thạch anh từ 0 tới 24Mhz.
- ROM : 2Kbyte Flash ROM.
- RAM: 128 bytes.
- Hai bộ định thì 16-bit.
- Lập trình tuần tự bằng kênh UART.
- Có 6 nguồn ngắt.
- Có 2 mức khóa bộ nhớ chương trình.
- Có cổng nối tiếp.
- Hai bộ so sánh Analog tích hợp sẵn trên chip.
-Trực tiếp tiếp điều khiển LED ngõ ra.

Hình 2.1 Hình thực tế chip AT89C2051
Chương 2: Khảo sát vi điều khiển AT89C2051

Điều khiển tốc độ động cơ

Trang 4

2.1.2 Sơ đồ khối
AT89C2051 là họ vi điều khiển có 20 chân, mỗi chân có một chức năng khác
nhau. Trong đó có một số chân đa công dụng (đa hợp), mỗi chân có thể hoạt động như
một đường xuất/nhập (I/O) độc lập hoặc là một chức năng đặc biệt dùng để giao tiếp
với các thiết bị ngoại vi.

Hình 2.2 Sơ đồ khối AT89C2051

Chương 2: Khảo sát vi điều khiển AT89C2051


Điều khiển tốc độ động cơ
- Khối ALU – Arithmetic Logic Unit.
- Khối bộ nhớ chứa chương trình – Flash Program Memory.
- Khối bộ nhớ chứa dữ liệu EPROM – Data EPROM.
- Khối bộ nhớ file thanh ghi RAM – RAM file Register.
- Khối giải mã lệnh và điều khiển – Instruction Decode Control.
- Khối thanh ghi đặc biệt.
- Khối ngoại vi timer.
- Khối giao tiếp nối tiếp.
- Khối chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số - ADC.
- Khối các port xuất nhập.
2.1.3 Sơ đồ chân và chức năng các chân

Hình 2.3 Sơ đồ chân AT89C2051

Chương 2: Khảo sát vi điều khiển AT89C2051

Trang 5


Điều khiển tốc độ động cơ

Trang 6

- Port 1: Từ chân 12 19: Xuất nhập dữ liệu, từ P1.2 P1.7 được dùng để kéo lên
bên trong. P1.0 và P1.1 tương ứng tích cực mức logic cao và thấp cho hai đầu vào
AIN0 và AIN1 tương ứng của bộ so sánh chính xác trên chíp.
- Port 1, bộ khhuyếch đại đệm đầu ra có thể hạ xuống 20mA và có thể điều khiển
LED hiển thị trực tiếp. Chỉ cần 1s để chuyển những chân của Port 1 sử dụng như
những đầu vào. Khi chân P1.2 P1.7 được sử dụng như những đầu vào, chúng sẽ là
những nguồn dòng I vì được kéo lên bên trong.
- Port 1cũng nhận được mã dữ liệu từ chương trình FLASH và thực hiện.
- Port 3: Chân số 2, 3 ,6 , 7, 8, 9, 11, những chân này đã có điện trở kéo lên. P3.6
được nối cố định giữa đường xuất nhập trên bộ so sánh của chip và không thể truy
cập. Chỉ cần 1s để chuyển những chân của Port 3 lên mức cao bởi sự kéo lên bên
trong và có thể sử dụng như những đầu vào, chúng sẽ là những nguồn dòng I vì được
kéo lên bên trong
- Port 3 cũng phục vụ cho các chức năng của nhiều tính năng đặc biệt của 89C2051
như sau

Hình 2.4 Bảng tính năng port 3 của AT89C2051

Chương 2: Khảo sát vi điều khiển AT89C2051

Điều khiển tốc độ động cơ

Trang 7

- Port 3 cũng nhận được tín hiệu điều khiển từ Flash và thực hiện.
- Vcc : Chân số 20: điện áp vào khoảng 2,7V 6V( thường dùng ở mức 5V)
- GND : Chân số 10: chân nối mass.
- RST : Xác lập lại trạng thái ban đầu .
RST=0: Chíp hoạt động bình thường.
RST=1: Chíp được thiết lặp lại trạng thái ban đầu.
- XTAL1: Ngõ vào mạch tạo xung clock trong chip và ngõ vào bộ khuếch đại đảo
chiều.
- XTAL2: Ngõ ra từ bộ khuếch đại đảo chiều.
XYAL1, XTAL2 là ngõ vào và ngõ ra tương ứng của bộ khuyếch đại đảo chiều, nó
có thể định hình và được sử dụng như một bộ giao động trên chip (hình 2.5).
Tinh thể thạch anh hay cộng hưởng gốm được sử dụng. Hoặc là nhân xung từ bên
ngoài (hình 2.6).

Hình 2.5 Bộ giao động kết nối.
Chương 2: Khảo sát vi điều khiển AT89C2051


Điều khiển tốc độ động cơ

Trang 8

*NOTE: thạch anh: C1, C2 = 30pF ±10pF
Cộng hưởng gốm: C1, C2 = 40pF ± 10pF

Hình 2.6 Nhận xung clock từ ngoài vào

2.1.4 Thanh ghi có chức năng đặc biệt :
Bên trong sơ đồ của chip có một vùng nhớ đặc biệt được gọi là thanh ghi có chức
năng đặc biệt.
Các vùng địa chỉ của thanh ghi được đưa vào bảng dưới đây.
Lưu ý rằng: không phải tất cả các địa chỉ được sử dụng, và các địa chỉ trống có thể
không được thực hiện trên chíp. Địa chỉ đọc sẽ truy xuất trở về dữ liệu ngẫu nhiên, và
địa chỉ ghi sẽ truy xuất về chế độ không có hiệu lực xác định.

Chương 2: Khảo sát vi điều khiển AT89C2051


Điều khiển tốc độ động cơ

Trang 9

Hình 2.7 Bảng AT89C2051 SFR và thiết lập giá trị

2.1.5 Bộ nhớ chương trình khóa bit:
Trên chíp có hai bộ khóa bit có thể hoạt động không cần lập trình (U), hoặc có thể
lập
trình (P) để bổ sung thêm nhiều tính năng được liệt kê trong bảng dưới đây.
Lưu ý: Những mẩu bit Khóa chỉ được xóa bỏ hoàn toàn bởi Chíp Xóa

Chương 2: Khảo sát vi điều khiển AT89C2051


Điều khiển tốc độ động cơ

Trang 10

Hình 2.8 Bảng liệt kê tính năng bổ xung
2.1.6 Chế độ nghỉ :
Ở chế độ nghỉ, CPU được đặt ở chế độ ngủ trong khi tất cả bộ phận ngoại vi vẫn hoạt
động. Chế độ này được gọi ra bởi phần mềm. Nội dung của các thanh ghi trong RAM
và tất cả các giá trị trong thanh ghi đặc biệt cũng sẽ không đổi ở chế độ này. Chế độ
nghỉ có thể bị dừng lại bất kì khi nào có sự kích hoạt hay thay đổi nào đó, hoặc được
reset bằng phần cứng.
Các P1.0 và P1.1 nên được thiết lập ở mức "L" nếu bên ngoài-up không được sử
dụng, hoặc thiết lập ở mức "H" nếu bên ngoài pull-up được sử dụng. Cần lưu ý rằng
khi “nghỉ ”là kết thúc bằng một phần cứng. Tài liệu thực hiện chương trình từ đâu nó
lại tắt, lên tới hai chu kỳ máy trước khi các nguyên tắc điều khiển bên trong thiết lập
lại. Trên chíp phần cứng quyết định quyền truy cập vào bộ nhớ trong RAM trong
trường hợp này, nhưng truy cập vào các port không thể quyết định được. Để loại trừ
khả năng này xảy ra một cách bất ngờ viết cho một port khi chế độ nghỉ được lặp lại,
ta không nên viết tới một Port hay bộ nhớ ngoài.
2.1.7 Chế độ power-down :
Ở chế độ power-down, bộ dao động ngừng, và chương trình sẽ gọi power-down và
lệnh cuối cùng được thực hiện. Trên chíp nội dung RAM và tất cả các giá trị trong
Chương 2: Khảo sát vi điều khiển AT89C2051


Điều khiển tốc độ động cơ

Trang 11

thanh ghiđặc biệt cũng sẽ không đổi ở chế độ này cho đến khi chế độ này kết thúc.
Chế độ powerdown chỉ thoát ra khi reset lại phần cứng. Thiết lập lại giá trị các SFR

( thanh ghi có chức năng đặc biệt) nhưng trên RAM vẫn giữ nguyên.
Chú ý: Không nên reset lại trước khi VCC được phục hồi lại hoạt động bình thường
và phải được giữ mức tích cực đủ dài, để cho phép bộ giao động khởi động lại và làm
việc ổn định.
Lưu ý: Ở cả hai chế độ nghỉ và chế độ power-donw, P1.0 và P1.1 nên set ở mức "0"
nếu không sử dụng điện trở bên ngoài để kéo lên, hoặc set ở mức "1" nếu sử dụng
điện trở bên ngoài để kéo lên.
2.1.8 Lập trình Flash :
Chíp 89C2051 là một loại vi điều khiển với 2K bytes bộ nhớ PEROM có thể xóa
hoàn toàn ( ví dụ, nội dung = FFH) và có thể lập trình lại. Các mã lập trình bộ nhớ là
một mảng byte tại một thời điểm. Sau khi các mảng đã được lập trình, để đảm bảo bất
kỳ chương trình nào không trống byte, toàn bộ mảng nhớ cần phải được xoá hoàn toàn
bằng điện.
a) Địa chỉ bộ đếm bên trong: Vi điều khiển 89C2051 có một địa chỉ truy cập ( bên
trong PEROM ) địa chỉ đếm luôn luôn dặt ở giá trị 000H trên mức cao của RST và áp
dụng mức tích cực của xung dương từ chân XTAL1.
b) Thuật toán: Để lập trình cho chip 89C2051, sau đây là các chuỗi được khuyến cáo
nên sử dụng:
1: Chuỗi Power-up :
Áp dụng nguồn điện giữa chân VCC và GND
Đặt RST và XTAL1 để GND
2: Đặt chân RST lên mức cao (mức 1)
Đặt chân P3.2 lên mức cao (mức 1)

Chương 2: Khảo sát vi điều khiển AT89C2051


Điều khiển tốc độ động cơ

Trang 12

3: Áp dụng kết hợp giữ 2 mức logic “H” hoặc “L” ; (“1” hoặc “0”) tới cho các chân
P3.3, P3.4, P3.5, P3.7 để lựa chọn một trong những chương trình hoạt động hiển thị
trong PEROM bảng chế độ lập trình dưới đây.
4: Áp dụng cho dữ liệu mã byte từ vị trí 000H đến P1.0 đến P1.7.
5: Cho RST lên 12V để kích hoạt chương trình.
6: Xung từ chân P3.2 tới chương trình một byte ở trong PEROM hoặc bit khóa. Các
byteghi là chu kỳ tự hẹn giờ và thường mất trong 1,2 ms.
7: Để kiểm tra dữ liệu được lập trình, thấp hơn RST từ12V, ta để mức logic "1" và
set
chân P3.3 đến P3.7 giữ ở mức thích hợp. Dữ liệu ra có thể đọc ở Port 1.
8: Để lập trình một byte ở vị trí kế tiếp, xung kích từ chân XTAL1 được kích một
lần để
nâng cao số bộ định địa chỉ bên trong. Dữ liệu mới được đưa vào Port 1.
9: Lặp lại các bước 6 thông qua bước 8, thay đổi dữ liệu và nâng cao địa chỉ truy
cập cho toàn bộ 2K bytes mảng hoặc cho đến khi kết thúc đối của tập tin là được.
10: Chuỗi Power-off: XTAL1và RST set ở mức "L".
Kiểm tra dữ liệu: chip AT89C2051 sẽ kiểm tra tuần tự dữ liệu để và cho biết thời
điểm kết thúc của một chu kỳ viết. Trong thời gian một chu kỳ máy, nó sẽ cố đọc tới
byte được ghi cuối cùng và sẽ bổ sung các byte dữ liệu trên P1.7. Sau khi chạy xong 1
chu kì máy, thấy dữ liệu hợp lệ ở tất cả các port, nó sẽ bắt đầu chạy chu kì kế tiếp.
Việc kiểm tra có thể bắt đầu bất cứ lúc nào khi chu kì kế tiếp được tiến hành
READY / BUSY (sẵn sàng/bận): Byte tiến trình của chương trình cũng có thể được
theo dõi bởi tín hiệu đầu ra READY/BUSY. Chân P3.1 ở mức thấp sau khi chân P3.2
ở mức

Chương 2: Khảo sát vi điều khiển AT89C2051


Điều khiển tốc độ động cơ

Trang 13

cao trong thời gian chương trình thực hiện để báo BUSY (bận). chân P3.1 sẽ trở lại
mức cao khi chương trình thực hiện để báo READY ( sẵn sàng ).Chương trình kiểm
tra : Nếu bit khóa LB1 và LB2 chưa được lập trình mã dữ liệu thì có thể đọc lại dữ
liệu thông qua các đường dây để kiểm tra:
1: Thiết lập lại địa chỉ truy cập bên trong là 000H và chân RST từ mức L lên mức H.
2: Áp dụng việc kiểm tra các tín hiệu điều khiển cho phép đọc mã dữ liệu và đọc
các dữ liệu xuất ra từ Port1.
3: Xung kích từ chân XTAL1 được kích 1 lần để nâng cao số bộ định địa chỉ bên
trong.
4: Đọc tiếp dữ liệu mã byte tiếp theo tại ngõ ra Port 1.
5: Lặp lại các bước 3 và 4 cho đến khi đọc hết toàn bộ mảng.
Bit khóa không thể kiểm tra trực tiếp, mã xác nhật của bit khóa xác định được bằng
cách quan sát những tính năng của chúng..
Chip xóa : toàn bộ mảng PEROM (2KB) và 2 bộ Look Bit cần được xóa hoàn toàn
bằng tín hiệu điện bằng cách kết hợp chính xác tín hiệu điều khiển và băng cách giữ
tín hiệu chân P3.1 ở mức thấp trong 10ms. Mã mảng phải viết tất cả ở mức H trong
lúc chip xóa làm việc, và phải thực hiện trước khi bất kì byte trống nào trong bộ nhớ
được lập trình lại.
Đọc kí hiệu byte: Kí hiệu byte được đọc bình thường và kiểm tra địa chỉ 000H, 001H,
và 002H, ngoại trừ P3.5 và P3.7 phải được đặt ở mức logic thấp.
Các kết quả như sau:
(000H) = 1EH chỉ sản xuất bởi Atmel
(001H) = 21H cho biết 89C2051
2.1.9 Giao diện lập trình:

Chương 2: Khảo sát vi điều khiển AT89C2051

Điều khiển tốc độ động cơ

Trang 14

Mọi mã byte trong mảng Flash được ghi và toàn bộ mảng có thể xóa bỏ bằng cách sử
dụng kết hợp thích hợp của các tín hiệu điều khiển. Ghi chu kỳ hoạt động là tự hẹn
giờ và sau mỗi lần triển khai sẽ tự động điều chỉnh phù hợp thời gian để
hoàn thành.
2.2 Chế độ lập trình flash :

Hình 2.9 Chế độ lập trình fash

Lưu ý rằng:
- Địa chỉ Ram nội PEROM được thiết lập với giá trị 000H trên mức cạnh tích cực của
RST, và được nâng cao do mức tích cực của xung tại XTAL1.
- Chip xóa đòi hỏi phải có 10ms xung chương trình.

Chương 2: Khảo sát vi điều khiển AT89C2051


Điều khiển tốc độ động cơ

Trang 15

- P3.1 phải để mức thấp trong thời gian lập trình để cho biết là READY / BUSY.(sẵn
sàng/bận)

2.3 Đặc tính làm việc với nguồn DC:

Hình 2.10 Bảng áp làm việc

Chương 2: Khảo sát vi điều khiển AT89C2051


Điều khiển tốc độ động cơ

Trang 16

Ghi chú:
- Điều kiện để trạng thái ổn định là I phải ở giới hạn ngoài những hạn chế sau :
I max = 20mA.
Tổng dòng cực đại của I và các chân ngõ ra là 80mA.
Nếu I vượt quá điều kiện cho phép, V có thể vượt qua các tiêu chuẩn kĩ thuật
liên quan của chíp. Các chân chíp không được đảm bảo khi dòng lớn hơn điều kiện
cho phép.
- Vcc nhỏ nhất của chế độ power-down là 2V.

2.4 Tổng quan về động cơ DC
- Động cơ điện một chiều ( hay còn gọi là động cơ DC ) là thiết bị đầu tiên
được con người sử dụng để chuyển đổi năng lượng điện thành cơ năng. Động cơ DC
cùng với bộ vận hành cho sự điều khiển rất chính xác và đã được sử dụng rộng rãi
trong các ứng dụng công nghiệp trong nhiều năm qua.
Mặc dù bây giờ động cơ xoay chiều ( động cơ AC) và bộ vận hành điều khiển
vecto có thể được dùng để thay cho DC, nhưng vẫn có nhiều ứng dụng khi sử dụng
Bộ vận hành DC sẽ có nhiều lợi thế hơn về sự thân thiết trong vận hành, độ tin cậy,
chi phí phải chăng và hiệu suất cao.
Động cơ điện một chiều được dùng ở những nơi yêu cầu mômen mở máy lớn
hoặc yêu cầu điều khiển tốc độ bằng phẳng và phạm vi rộng. VD: băng tải, thang máy,
máy ép, những ứng dụng trong công nghiệp cán vật liệu, giấy, nhựa, cao su, thép…

Chương 2: Khảo sát vi điều khiển AT89C2051


Điều khiển tốc độ động cơ

Trang 17

Hình 2.11 Cấu tạo của động cơ điện một chiều
- Những phần chính của động cơ điện một chiểu gồm : vỏ, trục, ổ bi, phần cảm
(stato), phần ứng (roto), cổ góp và chổi điện.
- Stator của động cơ điện 1 chiều thường là 1 hay nhiều cặp nam châm vĩnh
cửu, hay nam châm điện, rotor có các cuộn dây quấn và được nối với nguồn điện một
chiều, 1 phần quan trọng khác của động cơ điện 1 chiều là bộ phận chỉnh lưu, nó có
nhiệm vụ là đổi chiều dòng điện trong khi chuyển động quay của rotor là liên tục.
Thông thường bộ phận này gồm có một bộ cổ góp và một bộ chổi than tiếp xúc với cổ
góp.
- Để có thể thiết kế được mạch vận hành cho động cơ thì điều quan trọng nhất
là phải hiểu rõ được các đặc tính về điện của phần cảm (stato) và phần ứng (roto).
+ Phần cảm ( stato):
Stato gồm có lõi thép và cuộn dây kích từ. Cuộn dây kích từ được đặt vào trong
lõi thép để tạo thành một nam châm điện. Trong các động cơ công suất nhỏ thì stato
thường là một nam chân vĩnh cửu. Cuộn dây kích từ và lõi thép được gắn chặt vào vỏ
động cơ.

Chương 2: Khảo sát vi điều khiển AT89C2051