Thiết kế máy rang lạc và hệ thống điều khiển tự động

CHƯƠNG I - GIỚI THIỆU CHUNG

1.1

– Giới thiệu chung
Ở Việt Nam, Lạc là nông sản phổ biến cho những giá trị thương mại cao.
Nhưng do nhiều hạn chế về kỹ thuật trong sản xuất hay chế biến dẫn đến
hiệu quả kinh tế còn thấp

Ngày nay khoa học kỹ thuật phát triển trong tất cả các nghành, các lĩnh
vực. Đăc biệt là nghành cơ khí-cơ điện tử. Đây là một trong những nghành then
chốt thúc đẩy sự phát triển của đất nước trong thời kì công nghiệp hóa hiện đại
hóa đất nước. Muốn đạt điều đó thì vấn đề đặt ra ở đây phải có trang bị và
nguồn nhân lực. Nguồn nhân lực có trình độ về chuyên môn kỹ thuật mới có thể
phân tích tổng hợp các yêu cầu đặt ra, để từ đó đua ra đường lối công nghệ hợp
lý phục vụ cho nhu cầu sản xuất.
Do đó máy rang lạc ra đời- một sản phẩm từ sự tiếp thu những thành học kỹ
thuật mang lại, là loại máy tạo ra phục vụ cho cuộc sống, mang lại hiệu quả kinh
tế cho những người nông dân, rút ngắn thời gian làm việc.
1.2– Sơ lược về cây lạc

Hình 1- Củ lạc (đậu phộng)
Lạc hay còn gọi là đậu phộng, lạc hoa sinh (Trung Quốc), … Có tên khoa học
là Arachis hypogea Linn, họ bướm Fabaceae Papilionaceae. Lạc là một loain cây
thảo, sống hang năm, thân cây mọc thẳng, khi mọc bám sát dài 0,30-0,54m, có khi
tới 0,60-0,80m.
1


Không phải ngẫu nhiên mà lạc được người Trung Quốc đặt cho nhưng cái tên
thật đẹp như hoa sinh, quả trường sinh, đường nhân đậu… Các bộ phận của lạc

dùng làm thuốc rất quý là cây, lá, củ, nhân và màng bọc ngoài của Không phải
ngẫu nhiên mà lạc được người Trung Quốc đặt cho những cái tên thật đẹp như hoa
sinh, quả trường nhân, dầu lạc… có những tác dụng như dưỡng huyết, bổ tỳ, nhuận
phế, hóa đàm và chữa được một số căn bệnh như thai phụ bị phù, loét dạ dày và
hành tá tràng
Lạc là một trong những loại đậu dồi dào nguồn protein. Người ta không chỉ
ăn lạc khi rang khô hoặc luộc, mà còn dùng nó để chế biến thành lạc sấy giòn, bơ
lạc, kẹo lạc,…Không chỉ là thức ăn bổ dưỡng, kiểu ăn nhẹ này còn mang lại nhiều
lợi ích khác về sức khỏe.
Với tầm quan trọng của việc sản xuất lạc như vậy nên diện tích trồng lạc tăng
lên rất nhiều, hình thành các vùng chuyên canh cây lạc. Để tăng năng xuất ngày
càng cao giá thành đầu tư giảm các biện pháp cách tác tiên tiến, các loại giống mới
cho năng suất cao đã được ứng dụng vào trong sản xuất.
Trong công tác thu hoạch máy móc tiên tiến đã được đưa vào sử dụng, nhờ đó
sản phẩm làm ra có chất lượng tốt hơn, lượng nhân công lao động giảm , dãn tới
giá thành giảm, tang tính cạnh tranh của hang hóa nước ta trong quá trình hội nhập.

1.3– Các vấn đề đặt ra
- Các máy rang lạc tự động được bán trên thị trường đã đạt độ hoàn thiện trong
kết cấu cũng như trong tính năng. Nhưng đó là những chiếc máy được phát triển
bởi những công ty đã có kinh nghiệm trong việc chế tạo những sản phẩm dạng này.
Với một đề tài tốt nghiệp, việc thiết kế và chế tạo mô hình chiếc máy, nhóm gặp
nhiều vấn đề cần giải quyết:
- Trước tiên, đó là công nghệ dùng để phát nhiệt, cụ thể trong đề tài là dung
các maixo nhiệt. Các maixo nhiệt bán trên thị trường sử dụng nhiều công nghệ
khác nhau, với giá cả, độ tin cậy, tốc độ xử lý rất khác nhau.

2

- Trong việc thiết kế và chế tạo được hệ thống cơ khí phải chính xác, đảm bảo
cho máy chạy êm, không bị kẹt trong quá trình hoạt động. Đặc biệt là việc thiết kế
hệ thống đảo chiều và giữ khoảng cách giữa bộ phận nhiệt và các bộ phận khác.
-Việc xây dựng được thuật toán điều khiển và phương pháp điều khiển cho
máy cũng gặp nhiều vấn đề khó khăn, vừa phải đảm bảo điều khiển cho máy hoạt
động được chính xác, dự phòng được các lỗi xảy ra khi máy hoạt động, vừa phải
làm sao cho việc lập trình đơn giản nhất có thể.
- Cơ cấu chấp hành sử dụng trong máy là động cơ DC, cần được điều khiển
chính xác
- Máy phải tuyệt đối an toàn, có độ tin cậy cao.

1.4 – Phương pháp nghiên cứu
Máy rang lạc tự động là một sản phẩm đã được phát triển trên thị trường, và là
một sản phẩm cơ điện tử, nên trong quá trình làm đồ án, nhóm đã áp dụng phương
pháp nghiên cứu sau:
Nghiên cứu mô hình của các chiếc máy bán đã có sẵn trên thị trường, kết cấu,
giao diện, tính năng của những chiếc máy đó. Từ đó áp dụng để thiết kế trong giới
hạn đề tài.
Áp dụng phương pháp luận trong thiết kế cơ điện tử vào thiết kế máy, cụ thể là:
Thiết kế theo tuần tự, và đồng thời.
Mô hình hóa phần cơ, mô phỏng hóa phần điện, tối ưu hóa trước khi hoàn thiện
thiết kế trước khi chế tạo.
Chế tạo mẫu các chi tiết chưa đảm bảo hoạt động như mong muốn, hoặc chưa
được thiết kế trong các hệ thống thật trước đó, chế tạo mẫu mạch điện. Sau cùng,
chế tạo thật mô hình máy.
1.5 – Phạm vi giới hạn của đề tài
Máy rang lạc tự động là một chiếc máy có ứng dụng rất lớn trong cải tiến năng
suất trong lao động cũng như góp một phần thúc đẩy quá trình hiện đại hóa sản
3

suất nông nghiệp. Tuy nhiên trong phạm vi một đồ tài kết thúc môn học với những
giới hạn về thời gian, tài chính và tầm hiểu biết nhóm chỉ thiết kế mô hình đơn
giản với những tính năng sau :
-

Tự động dừng hoạt động khi đáp ứng được thời gian để lạc đủ chín.
Đảo chiều theo chu kỳ để đảm bảo lạc chín đều nhất.
Lắc khi đổ lạc ra

CHƯƠNG II – TỔNG QUAN VỀ MÁY RANG LẠC
2.1 – Máy rang lạc tự động
Máy rang lạc tự động là một sản phẩm tự động hóa đã rất phổ biến trên thế
giới. Ở các nước phát triển như Nhật, Mỹ, EU…., sản phẩm này đã trở lên thông
dụng với người dân. Các loại máy này rất đa dạng về chủng loại và mẫu mã … Và
mới đây nhất là chiếc máy bán vàng tự động. Các loại máy này trên thế giới đã rất
hoàn thiện về kết cấu, tính năng sử dụng, và độ hoàn thiện, đa dạng trong công
nghệ nhận biết.
Về cơ bản máy rang lạc tự động gồm các bộ phận chính là khoang máy chứa sản
phẩm, cơ cấu đốt nhiệt, cơ cấu đảo chiều, và tủ điều khiển.
2.2 – Các phương pháp rang và đặc điểm của lạc khi rang
Từ xưa đến nay. Lạc rang là món ăn rất phổ biến trong các bữa ăn cũng như
trong các bữa tiệc, liên hoan, v.v….
Vậy người ta đã chế biến các món ăn này như thế nào ? Qua tìm hiểu chúng em
đã xác định được các phương pháp rang lạc như sau :
Phân loại theo củ lạc, ta có thể chia ra thành 2 phương pháp rang lạc chính. Đó là
rang lạc cả vỏ và rang hạt lạc khi đã được loại bỏ vỏ.
+ Rang lạc cả vỏ: Sau khi củ lạc được làm sạch hết lớp vỏ bên ngoài, sẽ
được trực tiếp làm chín bởi nhiệt được cung cấp. Phương pháp này có ưu điểm là
hạt lạc sẽ luôn được sạch sẽ bên trong lớp vỏ, giữ được nhiệt lâu. Giảm bớt được

4


thời gian khi công đoạn loại bỏ vỏ đã được bỏ qua. Khi ăn đến đâu thì sẽ bóc vỏ
đến đó. Rất phù hợp với các nhà hang, quán nhậu, v.v… Nhưng bên cạnh đó.
Phương pháp này sẽ tốn nhiều thời gian hơn. Và cần nhiều năng lượng nhiệt để làm
chín hạt lạc, gây tốn kém

Hình 2.1 – Lạc sau khi rang cả vỏ
+ Rang hạt lạc ( lạc đã được loại bỏ vỏ). hạt lạc sẽ được làm chín trực tiếp bằng
nhiệt sau khi đã loại bỏ vỏ. Phương pháp này có ưu điểm làm cho các hạt lạc chín
đều, và đặt biệt là lớp vỏ mỏng của hạt lạc khi được tiếp xúc với nhiệt có 1 thơm
giúp cho người ăn có cảm giác ngon miệng hơn. Và ta cũng có thể dễ dàng loại bỏ
những hạt không đạt chất lượng trước khi rang.,lạc bị nóng quá dẫn đến bị cháy.

5


Hình 2.2 – Lạc rang sau khi bỏ vỏ

- Phân loại theo các quá trình rang lạc : Ta có thể chia ra 2 phương pháp chính là
rang thủ công và rang tự động.
- Rang thủ công : Cần có người trực tiếp rang lạc và phải có mặt trong suốt quá
trình rang lạc. Phương pháp này sẽ đảm bảo được chất lượng của sản phẩm sau khi
hoàn thành. Dễ dàng tùy chỉnh được độ chín của hạt lạc ( chín tới hay chin kĩ).
Nhưng phương pháp này sẽ tốn thời gian của người lao động vì sẽ phải cần có 1
người ở lại và liên tục đảo lạc.
Rang lạc ở nhiệt độ từ 190-230 và thời gian là khoảng 30-35 phút.
Sau khi rang hạt lạc mất từ 14-23% trọng lượng ( lượng hơi nước bị bốc hơi )
nhưng lại có thể tích hạt nở ra khoảng 40-60% so với hạt còn xanh.

Hình 2.3 – Rang lạc thủ công
+ Rang tự động : Ngày nay đã có 1 số máy rang lạc tự động xuất hiện. Những chiếc
máy này đã giúp con người khá nhiều trong việc rang lạc

-Rang lạc bằng thùng quay sử dụng nhiệt bằng than:
Lò than đá thường ở mức 500-600 . Thân lò có bể thổi lửa, đưa máy rang
qua nằm trọng tâm với lò, cho lạc vào buồng rang rồi khởi động.

6


Motor kéo đầu giảm tốc qua đến nhông truyền kéo thùng rang và có cần gạt
để giữ thùng quay đứng lại khi rang xong, nòng trộn quay 30 tua/phút.
Khoảng 40-45 phút, hạt lạc chín, giảm lửa, đưa nòng rang qua máy trộn, cho
hạt lạc xuống để vừa trộn đều vừa giải nhiệt
Ngoài ra, máy này còn có thể rang đậu nành, đậu đỏ, đậu xanh, hạt dưa…
Máy cao 4m, ngang 1,6m, dài 4m.
2.3 – Cảm biến nhiệt độ
Trong đề tài này chúng em sử dụng cảm biến nhiệt PT100 để thiết kế.

Hình 2.4 – Cảm biến nhiệt PT100
+ Dây cảm biến nhiệt PT100 bao gồm một đầu dò ống trụ có đường kính 4mm và
chiều dài ống trụ là 30mm ,2 dây đầu ra có chiều dài 70cm
+ Dải nhiệt độ đo được là từ -200ºC đến 500ºC
+ Nguyên tắc hoạt động : Khi có sự thay đổi nhiệt độ trên đầu dò thì dẫn đến sự
thay đổi điện trở của ống trụ .Mỗi giá trị nhiệt độ khác nhau tương ứng với mỗi giá
trị điện trở khác nhau.Ở 10 ºC thì đo được giá trị điện trở RPT100 =107,6 Ω . Khi
tăng 1ºC thì RPT tăng sấp xỉ 0,4Ω

7


2.4 – Bộ điều khiển nhiệt và phương pháp cấp nhiệt
Sử dụng dây mai xo xoắn ( như trong hình 2.5 ) để có thể đáp ứng được công suất
3KW/giờ, mỗi mẻ rang tương đương 15kg lạc và rang trong 40-55 phút.

Hình 2.5 – Mai xo xoắn
Để đạt nhiệt độ mong muốn, cần thiết kế lò có công suất đủ lớn, phụ thuộc vào thể
tích lò.
Sử dụng 1 bộ dây (ứng với điện áp 220V AC), không có chỗ nối tại vùng gia nhiệt.
Mối nối được thực hiện bên ngoài lò, cách xa chỗ có nhiệt độ cao và tìm cách giảm
điện trở tiếp xúc cũng như giảm nhiệt độ cho mối nối. Ví dụ: bắt vít đồng vào 1
thanh đồng.

+ Sử dụng quạt tản nhiệt phía dưới mai xo để tăng khả năng làm nóng nhanh đều
lồng rang.
8


Trên thị trường hiện nay, các loại máy rang lạc được sử dụng nhiều ở các khu chế
xuất hoặc các nhà máy sản xuất thức ăn, bánh kẹo.
Đó là một hệ thống hoàn toàn tự động. Tất cả các thông số được nhập vào một lần
và sẽ xử lý trong suốt quá trình làm việc.
Ưu điểm : + Hệ thống tự động hoàn toàn
+ Hoạt động liên tục, ít xảy ra sự cố
+ Hệ thống bền, có khả năng chống bị phá hoại cao
+ Sử dụng ở nhiệt độ 220V hoặc 380V
Nhược điểm : + Hệ thống khá đắt
+ Sử dụng ở quy mô sản xuất lớn

Một số máy rang lạc trên thị trường :
+ Máy rang lạc CH 25:

Điện áp : 220v hoặc 380v, Công suất : 400w, Bộ điện trở 5Kw, Năng suất 810kg/mẻ, Kích thước 970x470x1000mm, Trọng lượng 72kg
9


+ Máy rang LQ100:

Nhiệt độ rang : 0-300 độ
Nguồn điện: 380V
Công suất gia nhiệt: 12-24kw
Công suất động cơ: 1.5kw
Kích thước máy: 1550 x 1080 x 1750 mm
Kích thước thùng rang: đường kính 780 x 1200 mm
Độ dày: INOX 10 mm
Trọng lượng : 420kg
Độ cao bánh xe: 100 mm
Đặc điểm: Tự động điều chỉnh nhiệt độ, gió nóng tuần hoàn
Công suất 100kg/mẻ

2.5 – Bộ điều khiển của máy
Sử dụng chip Atmega8 làm chíp điều khiển.

10


ATmega8 là vi điều khiển 8bit dựa trên kiến trúc RISC. Với khả năng thực hiện
mỗi lệnh trong vong một chu kỳ xung clock, Atmega8 có thể đạt được tốc độ
1MIPS trên mỗi MHz( 1triệu lệnh/s/MHz),các lệnh được xử lý nhanh hơn,tiêu thụ

năng lượng thấp.

Hình 2.6 – Sơ đồ chân của Atmega8

Chức năng của ATmega 8
* Atmega8 có cấu trúc RISC với:
+131 lệnh,hầu hết được thực thi trong 1 chu kì xung nhịp.
+32x8 thanh ghi đa dụng

11


+Full static operation
+Tốc độ làm việc 8MPIS,với thạch anh 8MHz
+Trong chip co 2 chuc nang ho tro go roi va lap trinh saon chuong trinh
- Bộ nhớ:
+8 KB ISP Flash với khả năng 10.000lần ghi/xóa
+512Byte EEROM
+1KB SRAM ngọai
* Giao tiếp JTAG
+Khả năng quét toàn diện theo chuẩn JTAG
+Hỗ trợ khả năng go roi
+Hỗ trợ lập trình Flash,EEROM,fuse…
+Lock bit qua giao tiếp JTAG
*

Ngọai vi:
+2 timer/counter 8 bit với các mode :so sánh và chia tần số
+1 timer/counter 8 bit với các mode:so sánh,chia tần số,capture,PWM
+1 timer thời gian thực(Real time clock) với bộ dao động riêng biệt

+4 kênh PWM(họăc nhiều hơn trong các VĐK khác thuộc họ này)
+8 kênh biến đổi ADC 10bit
+Hỗ trợ giao tiếp I2C
+Bộ giao giao tiếp nối tiếp lập trình được USART
+Giao tiếp SPI
+Watch_dog timer với bộ dao động on-chip riêng biệt

* Những thuộc tính đặc biệt:
+Power On reset và Brown-out detection
+chế độ hiệu chỉnh bộ sai số cho bộ dao động RC On-chip
+Các chế độ ngắt ngòai và trong đa dạng

12


+6 mode sleep:Idle,ADC noise reduction,tiết kiệm năng lượng,power-down,
standby,extended standby
*

I/O port:
+32 chân I/O(Atmega8) và 21 chân I/O (Atmega8) lập trình được
+vỏ 40 chaân (Atmega8) ,28 chân(Atmega8),64

*

chân(AT90can128);

Nguồn cấp:
2,7->5.5 V với ATmega8L
4.5->5.5V với ATmega8H

* Tiêu hao năng lượng:
+Khi họat động tiêu thụ dòng 1,1mA
+Ở mode Idle tiêu thụ dòng 0.35mA
+Ở chế độ Power_down tiêu thụ dòng nhỏ hơn 1uA
*

Đây là những chức năng cơ bản thường thấy trong các Vi điều khiển

AVR,ngòai ra trong các vi điều khiển khác thuộc dòng vi điều khiển này thì thường
được hỗ trợ thêm những chức năng đặc biệt.Ví dụ AT90can128 hỗ trợ thêm bộ giao
tiếp mạng Can bus on-chip
* Các phần mềm lập trình cho AVR:
+ AVRStuido (free), Code Vision. Các phần mềm này có hỗ trợ phần nạp và
debug on chip
+ Ngoài ra có thể dùng chương trình nạp PonyProg2000, Winpic800...
* Cổng vào ra I/O

-

Vi điều khiển ATmega8 có 28 đuờng vào ra chia làm bốn nhóm 8bit

một. Các cổng vào ra của AVR là cổng vào ra 2 chiều có thể định hướng, tức có
thể chọn hướng của cổng là hướng vào ( input ) hay hướng ra ( out put ). Tất cả
các cổng vào ra của AVR đều có tính năng Đọc- Chỉnh sửa- Ghi ( Read13


Modify-Write ) khi sử dụng chúng như là các cổng vào ra số thong thường.
Điều này có nghĩa là khi tat hay đổi hướng của 1 chân nào đó thì nó không ảnh
hưởng tới hướng của các chân khác, Tất cả các chân của các các cổng ( Port )

đều có điện trở kéo lên (Pull-up ) riêng, ta có thể cho phếp hay không cho phép
điện trở léo lên này hoat động.
- Điện trở kéo lên ( pull- up ): là 1 điện trở được dung khi thiết kế các mạch
điện tử logic. Nó có 1 đầu được nói với nguồn điện áp dương ( thường là Vcc
hoặc Vdd) và đầu còn lại được nối với tín hiệu lối vào/ra của 1 mạch logic chức
năng, Điện trở kéo lên có thể được nắp đặt tại các lối vào ra của các khôíi mạch
logic để thiết lập mức logic của khối mạch khi không có thiết bị ngoài nối với
lối vào. Điện trở kếo lên cũng có thể nắp đặt tại các gaio diện giữa 2 khối mạch
logic không cùng loại logic, đặc biệt là khi 2 khối mạch này được cấp nguồn
khác nhau.
- Khi khảo sát các cổng như là các cổng vào ra số thong thường thì tính chất
của các cổng ( Port A, PortB, PortC ) là tương tự nhau, nên ta chỉ cần lkhảo sát
1 cổng nào đó trong 3 cổng của vi điều khiển là đủ
- Mỗi 1 cổng vào ra của vi điều khiển được lien kết với 3 thanh ghi : PORTx,
DDRx, PINx (ở đây x là thay thế cho A, B, C ). Ba thanh ghi này sẽ được phối
hợp với nhau đẻ điều khiển hoạt động của cổng, chẳmg hạn thiết lạp cổng thành
lối vào có sử dụng điện trở pull-up… Sau đây là vai trò của 3 thanh ghi trên.
•

Thanh ghi DDRx

14


Đây là thanh ghi 8bit( ta có thể đọc và ghi ở các thanh ghi này) có tác dụng
điều khiển hướng cổng PORTx( tức là cổng vào hay cổng ra). Nếu như một bit
trong thanh ghi này được set thì bit tương ứng đó trên PORTx đuệoc định nghĩa
như một cổng ra. Ngược lại nếu như bit đó không được set thi bit tương úng trên
PORTx được định nghĩa là cổng vào

Hình 2.7 – Thanh ghi DDRA
•

Thanh ghi PORTx
Đây cũng là thanh ghi 8bit ( các bit có thể đọc và được ghi) nó là thanh ghi dữ
liệu của cổng Px và trong trường hợp nếu cổng được định nghĩa là cổng ra thì khi
tag hi một môtl bit lên thanh ghi này thì chân tương ứng trên port đó cùng có mức
logic. Trong trường hợp đó mà cổng được định nghĩa là cổng vào thì thanh ghi này
mang dữ liệu điều khiển cổng. Cụ thể là nếu bit nào đó của thanh ghi này được set
(đưa lên mức 1 ) thì điện trở kéo lên pull up của chân tương ứng của port đó sẽ
được kích hoạt. Ngược lại nó sẽ ở trạng thái. Thanh ghi này sau khi khởi động Vi
điều khiển sẽ có giá trị là 0x00

15


Hình 2.8 – Thanh ghhi Porta
Thanh ghi PINx
Đây là thanh ghi 8bit chứa dữ liệu vào của PORTx ( trong trường hợp PORTx
được thiết lập là cổng vào) và nó chỉ có thể đọc mà không ghi vào được

Hình 2.9 – Thanh ghi PINA

-

AVR có 2 không gian bộ nhớ chính là bộ nhớ dữ liệu vào bộ nhớ chương

trình. Ngoài ra ATmega8 còn có them bộ nhớ EEPROM để lưu trữ dữ liệu
•

Bộ nhớ chương trình( bộ nhớ Flash)bộ nhớ Flash 8Kb của ATmega8 dùng để lưu
trữ chương trình. Do các lẹnh của AVR có độ dài 8 hoặc 32 bit nên bộ nhớ Flash
được sắp xếp théo kiểu 8KX8. Bộ nhớ Flash được chia làm 2 phần, phần dành
cho chương trình boot và phần dành cho chương trinh ứng dụng
•

Bộ nhớ dữ liệu SRAM

1120 ô nhớ dữ liệu đinh địa chỉ cho file thanh ghi, bộ nhớ I/O và bộ nhớ dữ liệu
SRAM nội. Trong đó 96 ô nhớ đầu tiên định địa chỉ cho file thanh ghi và bộ nhớ
I/O và 1024 ô nhớ tiếp theo định địa chỉ cho bộ nhớ SRAM nội

16


•

Bộ nhớ dữ liệu EEPROM

Đây là bộ nhớ dữ liệu có thể ghi xoá ngay trong lúc vi điều khiẻn hoạt động và
không bị mất dữ liệu khi nguồn điện cung cấp bị mất. Có thể ví bộ nhớ dữ liệu
EEPROM giống như ổ cứng của máy tính. Với vi điều khiển ATmega8 chứa bộ
nhớ dữ liệu EEPROM dung lượng 512byte, và được sắp xếp theo từng byte, cho
phép các thao tác đọc/ ghi từng byte một . EEPROM được xem như là 1 bộ nhớ
vào ra được đánh địa chỉ độc lập với SRAM , điều này có nghĩa ta cần sử dụng cá
17


lệnh in , out… khi muốn truy xuất tới EEPROM. Để điều khiển vào ra dữ liệu với
EEPROM ta sử dụng 3 thanh ghi sau:

a.

Thanh ghi EEAR (EEARH và EEARL )

Hình 2.10 –Thanh ghi EEAR
EEAR là thanh ghi 8 bit lưu giữ địa chỉ của các ô nhớ của EEPROM, thanh
ghi EERA được kết hợp từ 2 thanh ghi 8 bit là EEARH và thanh ghi EEARL.
b.

-

Thanh ghi EECR

đđây là thanh ghi điều khiển EEPROM, ta chỉ sử dụng 4 bit đầu chảu thanh ghi
này,4 bit cuối là dự trữ. Sau đây là chức năng của từng bit.

18


+ Bit 3- EERIE : EEPROM ( Ready Interrup Enable) : Đây là bit cho phép
EEPROM ngắt CPU, khi bit này được set thành 1 và ngắt toàn cục dược cho phép (
bằng cách set bit 1 trong thanh ghi SREG lên 1) thì EEPROM sẽ tạo ra 1 ngắt với
CPU khi bit EEWE được xoá, điều này có nghĩa là khi các ngắt được cho phép
( bit 1 trong thanh ghi SREG và bit EERIE tronh thanh ghi EECR được set thành
1) với quá trình ghi vào ROM vừa xong thì sẽ tạo ra 1 ngắt với CPU , chương trình
sẽ nháy với vectơ ngắt có địa chỉ là 002C để thực hiện chương trình phục vụ ngắt
(ISR ). Khi bit EERIE là 0 thì ngắt không được cho phép.
+ Bit 2- EEMWE : EEPROM Master Write Enable : Khi bit EEMWE và bit
EEWE là 1 sẽ ra lệnh cho CPU ghi dữ liệu từ thanh ghi EEDR vào EEPROM, địa
chỉ của ô nhớ cần ghi trong EEPROM dược lưu trong thanh ghi EEAR. Khi bit này

là 0 thì không cho phép ghi vào EEPROM. Bit EEMWE sẽ được xoá bởi phần
cứng sau 4 chu kỳ máy.
+ Bit1- EEWE : EEPROM (Write Enable ) Bit này vừa đong vai trò như 1 bit
cờ, vừa là bit điều khiển việc ghi dữ liệu vào EEPROM. Ở vai trò của 1 bit điều
khiển nếu bit EEMWE đã được set lên 1 thì khi ta set bit EEWE lên 1 thì sẽ bắt
đầu quá trình ghi dữ liệu vào EEPROM. Trong suốt quá trình ghi dữ liệu vào
EEPROM bit EEWE luôn giữ là 1. Ở vai trò của 1 bit cờ khi quá trình ghi dữ liệu
vào EEPROM hoàn tất , phần cứng sẽ tự động xoá bit này về 0. Trước khi dữ liệu
vào EEPROM ta cần phải biết chắc là khong có qú trình ghi EEPROM nào khác
đang xảy ra , đẻ biết được điều này ta cần kiểm tra bit EEWE. Để ý là sau khi quá
trình đọc dữ liẹu từ EEPROM hoàn tất, bit EERE sẽ được tự động xoá bởi phần
cứng.Nếu EEPROM đang được ghi thì ta không thể đọc được dữ liệu từ EEPROM.

19


Khi bắt đầu quá trình đọc dữ liệu từ EEPROM , CPU sẽ tạm nghỉ 4 chu kỳ máy
trước khi thực hiện lếnh kế tiếp.
- Tóm lại để ghi vào EEPROM ta cần thực hiện các bước sau:
+ Chờ cho bit EEWE về 0
+ Cấm tất cả các ngắt
+ Ghi địa chỉ vào thanh ghi EEAR
+ Ghi dữ liệu mà ta cần ghi vào EEPROM vào thanh ghi EEDR
+ Set bit EEMWE thành 1
+ Set bit EEWE thành 1
+ Cho phép các ngắt trở lại
- Nếu 1 ngắt xảy ra giữa bước 5 và 6 sẽ làm hỏng quá trình ghi vào EEPROM
bởi vì bit EEMWE sau khi set lên 1 chỉ được giữ trong 4 chu kỳ máy, chương trình
ngắt sẽ làm hết thời gian ( Time out ) duy trì bit này ở mức 1.
-

Một ngắt xuất hiện ở cuối bước 4 cũng có thể làm cho địa chỉ và dữ liệu cần

ghi vào EEPROM trở lên không chính xác nếu trong vhương trình phục vụ ngắt có
chỉnh sửa lại các thanh ghi EEAR và EEDR. Đó là lý do ta cần cấm các ngắt trước
khi thực hiện tiếp các bước 3, 4, 5, 6
Quá trình ghi dữ liệu vào EEPROM cũng có thể không an toàn nếu điện thé nguồn
nuôi (Vcc) quá thấp.
- Đọc dữ liệu từ EEPROM :Việc đọc dữ liệu từ EEPROM đơn giản hơn ghi dữ
liệu vào EEPROM, để đọc dữ liệu từ EEPROM ta thực hiện các bước sau: Chờ cho
bit EEWE về 0. Ghi địa chỉ vào thanh ghi EEAR . Set bit EERE lên 1

* Bộ Định thời (Timer/ Counter )
- là một modum định thời/đếm 8bit, có đặc điểm sau:
20


+ Bộ đếm một kênh.
+ Xoá bộ định thời khi trong mode so sánh( tự động nạp)
+ PWM
+ Tạo tần số
+ Bộ đếm sự kiẹn ngoài
+ Bộ chia tần 10 bit
+ Nguồn ngắt tràn bộ đếm và so sánh
- Các thanh ghi : TCNT0 và OCR0 là các thanh ghi 8 bit. Các tín hiệu yêu cầu
ngắt đều nằm trong thanh ghi TIFR.Các ngắt có thể được che bởi thanh ghi
TIMSK.
- Bộ định thời có thể sử dụng xung clock nội thong qua bộ chia hoặc xung
clock ngoài trên chân T0. Khối chọn xung clock điều khiển việc bộ định thời/bộ
đếm sẽ dung nguồn xung nào để tăng giá trị của nó. Ngõ ra của khối chọn xung

clock được xem là xung clock của bộ định thời.
-

Đơn vị đếm

- Phần chính của bộ định thời 8 bit là 1 đơn vị song hướng có thể lập trình
được

21


Count: tăng hay giảm TCNT01
Direction: lựa chọn giữa đếm lên và đếm xuống
Clear: xoá thanh ghi TCNT0
Clkto : xung clock của bộ định thời
TOP: báo hiệu bộ định thời đã tăng đến giá trị lớn
nhất
BOTTOM : báo hiệu bộ đinh thời đã giảm đến giá trị nhỏ nhất( 0 )

* Đơn vị so sánh ngõ ra
- Bộ sa sánh 8 bit lien tục so sánh giá trị TCNT0 với giá trị trong thanh ghi so
sánh ngõ ra(OCR0). Khi giá trị TCNT0 băng với OCR0, bộ so sánh sẽ tạo một báo
hiệu. Báo hiệu này sẽ đặt giá trị cờ so sánh ngõ ra (OCF0 ) lên 1 vào chu kỳ xung
clock tiếp theo. Nếu được kích hoạt ( OCIE0=1 ), cờ OCF0 sẽ tạo ra 1 ngắt được
thực thi. Cờ OCF0 cũng có thể được xoá bằng phần mềm.

22


-

Mô tả các thanh ghi
•

Thanh ghi điều khiển bộ định thời/bộ đếm TCCR0

Hình 2.11- Thanh ghi RCCR0

+ Bit 7- FOC0 : so sánh ngõ ra bắt buộc
Bit này chỉ tích cực khi bit WGM00 chỉ định chế độ làm việc không có PWM. Khi
đặt bit này lên 1, một báo hiệu so sánh bắt buộc xuất hiện tại đơn vị tạo dạng song
23


+ Bit 6, 3- WGM01, WGM00 : chế độ tạo dang song
Các bit này điều khiển đếm thứ tự của bộ đếm, nguồn cho giá trị lón nhất của
bộ đếm ( TOP ) và kiểu tạo dạng song sẽ được sử dụng.
+ Bit 5, 4- COM01, COM00 : chế độ báo hiệu so sánh ngõ ra
Các bit này điều khiển hoạt động của chân OC0. Nếu 1 hoặc cả 2 bit COM01
và COM00 được đặt lên 1, ngõ ra OC0 sẽ hoạt động.
+ Bit 2, 0- CS02, CS00 : chọn sung đồng hồ
Ba bit này dung để lựa chọn nguồn xung cho bộ định thời/ bộ
•

Thanh ghi bộ định thời/ bô đếm

Hình 2.12 - Thanh ghi bộ định thời

- Thanh ghi bộ định thời/ bộ đếm cho phép truy cập trực tiếp ( cả đọc và ghi) vào
bộ đếm 8 bit

•

Thanh ghi so sánh ngõ ra- OCR0

24


- Thanh ghi này chứa 1 giá trị 8 bit và lien tục được so sánh với giá trị của bộ
đém
- Thanh ghi mặt nạ ngắt

Hình 2.13 - Thanh ghi mặt nạ ngắt
+

Bit 1- OCIE0: cho phép ngắt báo hiệu so sánh

+

Bit 0- TOIE0 :cho phép ngăt tràn bộ đếm
•

Thanh ghi cờ ngắt bộ định thời

Hình 2.14 – Thanh ghi cờ ngắt

+ Bit 1- OCF0 : cờ so sánh ngõ ra 0
+ Bit 0- TOV0 : cờ tràn bộ đếm
25