Thiết Kế Và Thi Công Hệ Thống Kit Vi Điều Khiển 8952 Ứng Dụng Vào Việc Điều Khiển Nhiệt Độ (Kèm Program)

Luận n Tốt Nghiêp

Thiết Kế Kit Điều Khiển Nhiệt Độ

MỤC LỤC
Chương1:giới thiệu về hệ thống điều khiển nhiệt độ--------------------1
I / khái niệm về hệ thống điều khiển nhiệt độ----------------------1
II/ các nguyên tắc điều khiển nhiệt độ ------------------------------1
III/các loại cảm biến nhiệt đô-----------------------------------------2
IV/mô hình tổng quát và các phương pháp đo nhiệt độ -----------3
Chương 2:cảm biến nhiệt ----------------------------------------------------6
I/ các thông số cảm biến-----------------------------------------------6
II/các loại cảm biến thông dụng--------------------------------------6
Chương 3:giới thiệu vi xử lý AT89C57-----------------------------------11
I/giới thiệu cấu trúc phần cứng họ MCS51-------------------------11
II/khảo sát sơ đồ chân 8952,và chức năng từng chân-------------13
III/cấu trúc bên trong vi điều khiển---------------------------------15
IV/hoạt động timer của 8952-----------------------------------------23
V/hoạt động Port nối tiếp --------------------------------------------32
VI/tập lệnh họ 8952---------------------------------------------------39
Chương 4:mở rộng port dùng 8255----------------------------------------45
I/cấu trúc phần cứng---------------------------------------------------45
II/ cấu trúc phần mềm-------------------------------------------------47
III/ Giao tiếp 8255 với vi xử lý--------------------------------------47
Chương 5 :thiết kế mạch----------------------------------------------------49
I/ giới thiệu các linh kiện chính--------------------------------------51
II/thiết kế kit vi xử lý -------------------------------------------------54
III/ thiết kế mạch điều khiển công suất----------------------------58
IV/ thiết kế mạch bàn phím------------------------------------------60
V/ thiết kế mạch nguồn ----------------------------------------------61
VI/ thiết kế mạch hiển thò--------------------------------------------63

VII/ thiết kế khối hiệu chỉnh zieger Nichol------------------------64
VIII/ thiết kế mạch xử lý ADC--------------------------------------68
Chương 6: lưu đồ giải thuật-------------------------------------------------72
Chương 7:chương trình phần mềm-----------------------------------------80

GVHD TS:(cô)Nguyễn Thò Phương Hà  1


Luận n Tốt Nghiêp

Thiết Kế Kit Điều Khiển Nhiệt Độ

PHẦN MỞ ĐẦU
Ngày nay kỹ thuật vi điều khiển đã trở nên quen thuộc trong các ngành kỹ
thuật và trong dân dụng. Từ các dây chuyền sản xuất lớn đến các thiết bò gia
dụng, chúng ta đều thấy sự hiện diện của vi điều khiển. Các bộ vi điều khiển
có khả năng xử lý nhiều hoạt động phức tạp mà chỉ cần một chip vi mạch nhỏ,
nó đã thay thế các thiết bò điều khiển lớn và phức tạp bằng những mạch điện
gọn nhẹ, dễ dàng thao tác sử dụng.
Chính vì các lý do trên, việc tìm hiểu, khảo sát vi điều khiển là điều mà các
sinh viên ngành điện mà đặc biệt là chuyên ngành điều khiển tự động phải
hết sức quan tâm.
Các bộ điều khiển sử dụng vi điều khiển tuy đơn giản nhưng để vận hành và
sử dụng đươc lại là một điều rất phức tạp. Phần công việc xử lý chính vẫn phụ
thuộc vào con người, đó chính là chương trình hay phần mềm. Tuy chúng ta
thấy các máy tính ngày nay cực kỳ thông minh, giải quyết các bài toán phức
tạp trong vài phần triệu giây, nhưng đó cũng là dựa trên sự hiểu biết của con
người. Nếu không có sự tham gia của con người thì hệ thống vi điều khiển
cũng chỉ là một vật vô tri. Do vậy khi nói đến vi điều khiển cũng giống như
máy tính bao gồm 2 phầân là phần cứng và phần mềm.

Các bộ vi điều khiển theo thời gian cùng với sự phát triển của công nghệ bán
dẫn đã tiến triển rất nhanh, từ các bộ vi điều khiển 4 Bit đơn giản đến các bộ
vi điều khiển 32 Bit. Với công nghệ tiên tiến ngày nay các máy tính có thể đi
đến việc suy nghó, tri thức các thông tin đưa vào, đó là các máy tính thuộc thế
hệ trí tuệ nhân tạo.
Mặc dù vi điều khiển đã đi được những bước dài như vậy nhưng để tiếp cận
được với kỹ thuật này không thể một vấn đề đơn giản một sớm một chiều
Việc hiểu được cơ chế hoạt động của bộ vi điều khiển 8 Bit là cơ sở để chúng
ta tìm hiểu và sử dụng các bộ vi điều khiển tối tân hơn, đây chính là bước đi
đầu tiên khi chúng ta muốn xâm nhập sâu hơn vào lónh vực này.
Để tìm hiểu bộ vi điều khiển và tạo nền tản cho việc nghiên cứu sau nầy thì
việc trang bò những kiến thức về vi điều khiển cho sinh viên là hết sức cần
thiết. Nên em chọn đề tài “ Thiết kế và thi công hệ thống Kit Vi Điều
Khiển 8952 ứng dụng vào việc điều khiển nhiệt độ “

GVHD TS:(cô)Nguyễn Thò Phương Hà  2


Luận n Tốt Nghiêp

Thiết Kế Kit Điều Khiển Nhiệt Độ

Chương I:
GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
NHIỆT ĐỘ
I.Khái niệm về hệ thống điều khiển nhiệt độ:
Nhiệt độ là đại lượng vật lý hiện diện khắp mọi nơi và trong nhiều lónh
vực, đặc biệt là trong công nghiệp vì mỗi sản phẩm , thiết bò hay điều kiện
làm việc cần những nhiệt độ khác nhau .Muốn có được nhiệt độ phù hợp cần
phải có một hệ thống điều khiển.Tùy theo tính chất ,yêu cầu của quá trình mà

nó đòi hỏi các phương pháp điều khiển thích hợp
Hệ thống điều khiển nhiệt độ có thể phân làm hai loại :Hệ thống điều
khiển hồi tiếp (feedback control system) và hệ thống điều khiển tuần tự
(sequence control system)
− Điều khiển hồi tiếp thường được xác đònh và giám sát kết quả điều khiển ,
so sánh nó với yêu cầu thực thi và tự động điều chỉnh đúng .
− Điều khiển tuần tự thực hiện từng bước điều khiển tùy theo hoạt động điều
khiển trước khi xác đònh tuần tự.

II/ các nguyên tắc điều khiển :
1.Nguyên tắc thông tin phản hồi:
Trong các quá trình điều khiển ,tồn tại hai dòng thông tin một từ cơ
quan chủ quản đến đối tượng và một từ đối tượng đi ngược về cơ quan điều
khiển , được gọi là liên kết ngược hay hồi tiếp .
a) Quá trình điều khiển theo
n
nguyên tắc bù nhiễu:
Tác động vào đối tượng là
Điều khiển
luật điều khiển u theo nguyên tác
bùnhiễu để đạt đầu ra c mong
muốn,nhưng không quan sát tín
c
u
Đối tượng
hiệu ra c .
Về nguyên tắc ,đối với hệ
phức tạp thì điều khiển theo mạch hở không cho kết quả tốt .
b) Điều khiển theo sai lệch:
Cơ quan điều khiển quan

n
sát c, so sánh với đònh chuẩn r
c
u
e
điều mong muốn r để chọn luật
Điều khiển
Đối tượng
điều khiển u.

GVHD TS:(cô)Nguyễn Thò Phương Hà  3


Luận n Tốt Nghiêp

Thiết Kế Kit Điều Khiển Nhiệt Độ

Nguyên tắc ở đây là điều chỉnh linh hoạt ,loại sai lệch ,thử nghiệm và
sửa.Đây là nguyên tắc cơ bản trong điều khiển.
2.Nguyên tắc đa dang tương xứng:
Muốn quá trình điều khiển có chất lượng thì sự đa dạng của cơ quan
điều khiển phải tương xứng với sự đa dạng của đối tượng .Tính đa dạng của cơ
quan điều khiển có thể dùng để chế ngự đối tượng thể hiện ở :khả năng thu
thập thông tin , lưu trữ ,phân tích xử lý ,chọn quyết đònh ,tổ chức thực hiện.
3.Nguyên tắc bổ sung ngoài:
Một hệ thống luôn tồn tại và hoạt động trong môi trường cụ thể và có
tác động qua lại chặt chẽ với môi trường đó .Trong điều kiện thừa nhận
nguyên tắc bổ sung ngoài sau:thừa nhận có một đối tượng chưa biết (hộp
đen)tác động vào hệ thống và ta phải điều khiển cả hệ thống lẫn hộp đen.
4.Nguyên tắc dự trư:õ

Vì nguyên tắc 3 luôn coi thông tin chưa đầy đủ phải đề phòng các bất
trắc có thể xảy ra và không được dùng toàn bộ lực lượng trong điều kiện bình
thường . Vốn dự trữ là không sử dụng ,nhưng cần để bảo đảm cho hệ thống
vận hành an toàn .
5.Nguyên tắc phân cấp:
Đối với một hệ thống phức tạp cần xây dựng nhiều lớp điều khiển bổ
sung cho trung tâm ,để khuếch đại khả năng điều khiển .Phải tránh khuynh
hướng hình thức và phân cấp quá đáng ,xử lý cho đúng nhiện vụ và quyền hạn
ở mỗi cấp
6.Nguyên tắc cân bằng nội:
Mỗi hệ thống cần được xây dựng với cơ chế cân bằng nội để có khả
năng tự giải quyết những biến động xảy ra.
III.Các loại điều khiển:
Sự phân loại điều khiển có tính chất quy ước
1.Điều khiển ổn đònh hóa:
Mục tiêu điều khiển là kết quả đầu ra bằng đầu vào chuẩn r(t) = const
với sai lệch cho phép exl (sai số ở chế độ xác lập)
e(t) = r(t) - c(t) ≤ exl
Đặc biệt khi đầu ra hệ thống cần giữ là hằng số ,ta có hệ thống điều
chỉnh hay hệ thống ổn đònh .
Ví dụ: hệ thống ổn đònh nhiệt độ ,điện áp ,áp suất ,nồng độ tốc độ…
2.Điều khiển theo chương trình:
Nếu r(t) là một hàm đònh trước theo thời gian ,yêu cầu đáp ứng ra của
hệ thống sao chép lại các giá trò của tín hiệu vào r(t) thì ta có hệ thống điều
khiển theo chương trình .

GVHD TS:(cô)Nguyễn Thò Phương Hà  4


Luận n Tốt Nghiêp

Thiết Kế Kit Điều Khiển Nhiệt Độ

Ví dụ: hệ thống điều khiển máy công cụ CNC ,điều khiển tự động nhà
máy xi măng Hoàng Thạch ,hệ thống thu thập và truyền số liệu hệ thống
điện, quản lý vật tư ở nhà máy …
3.Điều khiển theo dõi:
Nếu tín hiệu tác động vào hệ thống r(t) là một hàm không bết trước
theo thời gian ,yêu cầu điều khiển đáp ứng ra c(t) luôn bám sát được r(t) ,ta có
hệ thống theo dõi.Điều khiển theo dõi được sử dụng rộng rãi trong các hệ
thống điều khiển vũ khí ,hệ thống lái tàu ,máy bay…
4.Điều khiển tối ưu hàm mục tiêu đạt cực trò:
Ví dụ các bài toán qui hoạch ,vận trù trong kinh tế ,kỹ thuật đều là các
phương pháp điều khiển tối ưu.

IV.Mô hình tổng quát và các phương pháp đo nhiệt độ:
1.Mô hình hệ thống điều khiển:
e(kt)

+

N
-

u(kt)

y(t)

Digital
Controll

ADC

HTD
K

C

CẢM BIẾN

Hệ thống đo và điều khiển nhiệt độ là một đạng của hệ thống thu thập
dữ liệu .Nhìn chung một hệ thống thu thập dữ liệu đầy đủ có những thành
phần sau:
• Phần thu thập dữ liệu từ đối tượng bên ngoài vào hệ thống vi xử lý-máy
tính. Phần này gồm các cảm biến ,mạch gia công tín hiệu ,bộ chuyển đổi
tín hiệu tương đồng sang tín hiệu số (ADC) và các thiết bò ngoại vi khác
như nguồn, đường dây truyền dữ liệu …
• Phần điều khiển : bao gồm hệ vi xử lý , máy tính và hệ thống tác động vào
đối tượng .
• Phần mềm: là chương trình cho kít xử lý tại chổ và chương trình cho máy
tính nhằm thu nhận dữ liệu và điều khiển nhiệt độ cũng như giao tiếp với
người sử dụng .Các thành phần trên liên quan chặt chẽ với nhau ,tạo thành
một hệ thống hợp nhất .Từ phân tích trên một hệ thống thu thập dữ liệu
(ADS)sẽ có những thành phần cấu trúc sau:

GVHD TS:(cô)Nguyễn Thò Phương Hà  5


Luận n Tốt Nghiêp

Kênh 1

Mạch
Gia công 1

Thiết Kế Kit Điều Khiển Nhiệt Độ

DỒN

KÍT
LƯU

KÊNH
TƯƠNG

Kênh n

Mạch
Gia công n

Mạch đối tượng 1

TỰ

ADC

TRỮ
VÀ

Máy

tính
chủ

ĐIỀU
KHIỂN

BỘ
PHÂN

Mạch đối tượng n

KÊNH

2.Chức năng các khối trong hệ thống điều khiển:
2.1.Kít chủ vi xử lý:
Kit sử dụng một chip vi xử lý ,là đơn vò master nhận yêu cầu từ người
sử dụng và truyền dữ liệu cho các slave khác ,ở đây sử dụng kỹ thuật truyền
thông đa xử lý để giao tiếp kit chủ và các kit xử lý slave,giữa kit chủ và máy
tính, chỉ có thể giao tiếp khi tác động phím từ kit .
Kit chủ có thiết kế phần cứng như các kit slave, duy chỉ có thêm về
phần cứng mạng truyền và phần chương trình quản lý các thông số của các
đơn vò slave.
2.2.khối thu thập dữ liệu
Khối thu thập dữ liệu có nhiệm vụ thu nhận các giá trò đo từ cảm biến
và biến đổi sang tình hiệu số để kít có thể xử lý
2.4. Chương trình điều khiển:
Thực hiện việc giao tiếp giữa các vi xử lý và kit chủ ,giữa kit chủ và
máy tính ,đặt trò.
3.Các phần tử trong thiết bò đo và phương pháp đo nhiệt độ:
3.1.Các phần tử trong thiết bò đo:

GVHD TS:(cô)Nguyễn Thò Phương Hà  6


Luận n Tốt Nghiêp

Thiết Kế Kit Điều Khiển Nhiệt Độ

• CẢM BIẾN
Phần tử biến đổi các đại lượng không điện sang đại lượng điện,bộ phận
này thường dùng thermocouple.
• BỘ CHẾ BIẾN TÍN HIỆU
Biến đổi tín hiệu điện thu được từ thermocouple cho phù hợp với mức
vào mạch biến đổi tín hiệu A/D.
• BỘ HIỂN THỊ KẾT QUẢ
Hiển thò kết quả thu được dưới dạng hiển thò số.
• BỘ ĐIỀU KHIỂN
Thực hiện điều khiểntheo phương pháp PID hay ON/OFF.
• MẠCH KHUYẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT
Khuếch đại tín hiệu điều khiển để điều chỉnh nhiệt độ.
3.2.Các phương pháp đo:
Hiện nay có rất nhiều phương pháp đo khác nhau :từ đơn giản đến
phức tạp, từ loại có độ chính xác vừa đến loại chính xác cao.
• Đo nhiệt độ bằng cột thủy ngân.
• Đo nhiệt độ bằng điện trở.
• Đo nhiệt độ bằng cặp nhiệt điện.
• Đo nhiệt độ bằng diode và transistor .
• Dụng cụ đo nhiệt theo nhiệt nóng chảy của các chất.
• Dụng cụ đo nhiệt độ theo dòng điện bức xạ.
• Đo nhiệt độ bằng IC cảm biếm nhiệt.

• Đo nhiệt độ bằng cảm biến thạch anh.
Đo nhiệt độ dùng cảm biến thạch anh có ưu điểm hơn so với các
phương pháp khác ,vì nó có độ chính xác cao ,việc chuyển đổi dạng số rất dễ
dàng đối với thông tin liên quan đến tần số.
Ví dụ: đặc tính đo lường của tinh thể thạch anh do hãng Heulett Packard chế
tạo có:
+ Khoảng đo -80oC ÷ 250oC.
+ Khoảng tuyến tính ± 0.05% khoảng đo.
+ Độ nhạy 1000HZ oC .
+ Khả năng đo 0.0001oC.
Tuy nhiên có hạn chế là khó chế tạo ,các mạch dao động thạch anh khó
tinh chỉnh.
a) Cách lắp đặt bộ cảm ứng nhiệt:
Vò trí của cảm ứng nhiệt ảnh hưởng rất lớn đến việc đo đạc và điều
khiển nhiệt độ của vật thể .Cảm ứng nhiệt càng xa nguồn nhiệt thì càng vọt lố
cao do đó tùy theo yêu cầu cụ thể mà ta lắp đặt vò trí thích hợp
b) Quan hệ giữa các thang đo nhiệt độ:

GVHD TS:(cô)Nguyễn Thò Phương Hà  7


Luận n Tốt Nghiêp
ToC =T(oK)-273.15
ToC ={T(oF)-32}×5/9

GVHD TS:(cô)Nguyễn Thò Phương Hà  8

Thiết Kế Kit Điều Khiển Nhiệt Độ

Luận n Tốt Nghiêp

Thiết Kế Kit Điều Khiển Nhiệt Độ

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

df
s =
dx
df: sự thay đổi đại lượng đo của cảm biến
dx : sự thay đổi đại lượng vật lý.
♦ Ngưỡng độ nhạy: là mức thấp nhất mà cảm biến có thể phát hiện
được.
♦ Tính trễ: còn gọi là quán tính của cảm biến. Tính trễ của cảm biến tạo

ra sai số của phép đo. Tốc độ thay đổi cuả đại lượng đo phải phù hợp
với tính trễ của cảm biến. Nếu đại lượng đo thay đổi quá nhanh mà
quán tính của cảm biến lớn thì không thể đo chính xác được. Mọi cảm
biến đều có tính trễ do ảnh hưởng của vỏ bảo vệ.
II.CÁC LOẠI CẢM BIẾN THÔNG DỤNG:
1.Cặp nhiệt điện :
Cặp nhiệt điện là dụng cụ đo nhiệt độ thường được sử dụng rộng rãi
trong công nghiệp.Cơ sở chế tạo cặp nhiệt điện dựa trên các nguyên lý sau:
• Hiệu ứng Thomson: qua một dây dẩn có dòng điện I và hiệu nhiệt trên dây
là T1-T2 thì sẽ có một sự hấp thụ hay tỏa nhiệt.

GVHD TS:(cô)Nguyễn Thò Phương Hà  9


Luận n Tốt Nghiêp

Thiết Kế Kit Điều Khiển Nhiệt Độ

• Hiệu ứng Pentier: khi có dòng điện đi qua một mối nối của hai dây dẫn thì
tại vò trí mối nối sẽ có sự hấp thụ hay tỏa nhiệt
• Hiệu ứng Seebeck: trong một dây dẫn bất kỳ , khi có sự chênh lệch nhiệt
độ tại một điểm thì ngay tại điểm đó sẽ xuất hiện một suất điện động
• Đònh luật Macmut: trong một mạch điện kín của dây dẫn đồng nhất bất kỳ
sự phân bố nhiệt độ ra sao, suất điện động tổng cộng của mạch luôn bằng
không.
• Nguyên tắc:
Nguyên tắc cấu tạo của cặp nhiệt điện dựa theo cơ sở thực nghiệm sau:
Khi nung nóng một dây kim loại hay một đoạn dây ,tại đó tập trung điện tử tự
do và có khuynh hướng khuếch tán từ nơi tập trung nhiều đến nơi tập trung ít .
Có nghóa là đầu nóng (+)sang đầu nguội(-) (hiệu ứng seebeck). Ở đoạn dây

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

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

GVHD TS:(cô)Nguyễn Thò Phương Hà  10


T1

b

a

b

T2

Luận n Tốt NghiêEpab(T1,T2)

Thiết Kế Kit Điều Khiển Nhiệt Độ

BỘ HIỂN THỊ

E

O

= AT +

1
1
BT 2 + CT 3
2
2

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

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

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

E

70

J

60

K

50
40
30
20

R
T

S
B

10

T
K
J
E

200 600 1000 1400 1800

T (0C)

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

GVHD TS:(cô)Nguyễn Thò Phương Hà  11

Luận n Tốt Nghiêp

Thiết Kế Kit Điều Khiển Nhiệt Độ

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

• Độ nhạy:
Độ nhạy S của nhiệt điện trở kim loại có dạng sau:
+
+
+
+

S = ΔR

R

= α×R

α : là hệ số nhiệt điện trở.
Ro: là điện trở ở 0oC.
• Hệ số nhiệt điện trở:
Hệ số nhiệt điện trở của kim loại sẽ tính như sau:
α = dR R × dT

Hệ số nhiệt α phụ thuộc vào tính đồng nhất của kim loại .
2.2.Nhiệt điện trở bán dẫn:
Thay đổi nhiệt độ được chế tạo bằng chất bán dẫn thường gọi là
Thermistor
Thành phần chính của thermistor là bột của các oxyt kim loại như Máy
nghiền bi,Fe,Ni…,hoặc các hổn hợp tinh chế như MgAl2O4 ,Zn2TiO4 …

GVHD TS:(cô)Nguyễn Thò Phương Hà  12


Luận n Tốt Nghiêp

Thiết Kế Kit Điều Khiển Nhiệt Độ

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

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

GVHD TS:(cô)Nguyễn Thò Phương Hà  13


Luận n Tốt Nghiêp

GVHD TS:(cô)Nguyễn Thò Phương Hà  14

Thiết Kế Kit Điều Khiển Nhiệt Độ


Luận n Tốt Nghiêp

Thiết Kế Kit Điều Khiển Nhiệt Độ

CHƯƠNG 3 :
GIỚI THIỆU VI XỮ LÝ AT 89C52

I. GIỚI THIỆU CẤU TRÚC PHẦN CỨNG HỌ MSC-51 (8951):
-Đặc điểm và chức năng hoạt động của các IC họ MSC-51 hoàn toàn
tương tự như nhau. Ở đây giới thiệu IC8951 là một họ IC vi điều khiển do
hãng Intel của Mỹ sản xuất. Chúng có các đặc điểm chung như sau:
Các đặc điểm của 8952 được tóm tắt như sau :
√

8 KB EPROM bên trong.

√

128 Byte RAM nội.

√

4 Port xuất /nhập I/O 8 bit.

√

Giao tiếp nối tiếp.

√

64 KB vùng nhớ mã ngoài

√

64 KB vùng nhớ dữ liệu ngoại.

√

Xử lí Boolean (hoạt động trên bit đơn).

√

210 vò trí nhớ có thể đònh vò bit.

√

4 µs cho hoạt động nhân hoặc chia.

√

3 Bộ đònh thời timer.

GVHD TS:(cô)Nguyễn Thò Phương Hà  15


Luận n Tốt Nghiêp

Thiết Kế Kit Điều Khiển Nhiệt Độ

Sơ đồ khối của 8951:

SERIAL
INT1\ PORT
INT0\
TIMER 0
TIMER 1
TIME 2

128 byte
RAM
8051\8052
INTERRUPT
CONTROL

OTHER
REGISTER

ROM
4K: 8031
4K: 8051
EPROM
4K: 8951

128 byte
RAM

TIMER 2
TIMER1
TIMER1

CPU

BUS
CONTROL

I/O PORT

OSCILATOR

EA\
RST

ALE\
PSEN\

P0 P 1 P 2 P 3
Address\Data

GVHD TS:(cô)Nguyễn Thò Phương Hà  16

SERIAL
PORT

TXD RXD


Luận n Tốt Nghiêp

Thiết Kế Kit Điều Khiển Nhiệt Độ

II. KHẢO SÁT SƠ ĐỒ CHÂN 89C52, CHỨC NĂNG TỪNG CHÂN:
1.Sơ đồ chân 8951:
40

30pF

19

12 MHz

Vcc
XTAL.1
XTAL.2

18

30pF

PSEN\
ALE

29

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

32 AD7
33 AD6
34 AD5
35 AD4
36 AD3
37 AD2
38 AD1
39 AD0

P1.7
P1.6
P1.5
P1.4
P1.3
P1.2

P1.1
P1.0

8
7
6
5
4
3
2
1

EA\
30

RST

31
8951

9

RD
WR
T1
T0
INT1
INT0
TXD
RXD

17
16
15
14
13
12
11
10

P3.7
P3.6
P3.5
P3.4
P3.3
P3.2
P3.1
P3.0

P2.7
P2.6
P2.5
P2.4
P2.3
P2.2
P2.1
P2.0

Vss

28 A15
27 A14
26 A13
25 A12
24 A11
23 A10
22 A9
21 A8

20

Sơ đồ chân IC 8951

2. Chức năng các chân của 8951:
- 8951 có tất cả 40 chân có chức năng như các đường xuất nhập. Trong
đó có 24 chân có tác dụng kép (có nghóa 1 chân có 2 chức năng), mỗi đường
có thể hoạt động như đường xuất nhập hoặc như đường điều khiển hoặc là
thành phần của các bus dữ liệu và bus đòa chỉ.
a.Các Port:
 Port 0 :
- Port 0 là port có 2 chức năng ở các chân 32 – 39 của 8951. Trong các thiết
kế cỡ nhỏ không dùng bộ nhớ mở rộng nó có chức năng như các đường IO.

GVHD TS:(cô)Nguyễn Thò Phương Hà  17


Luận n Tốt Nghiêp

Thiết Kế Kit Điều Khiển Nhiệt Độ

Đối với các thiết kế cỡ lớn có bộ nhớ mở rộng, nó được kết hợp giữa bus đòa
chỉ và bus dữ liệu.
 Port 1:
- Port 1 là port IO trên các chân 1-8. Các chân được ký hiệu P1.0, P1.1,
P1.2, … có thể dùng cho giao tiếp với các thiết bò ngoài nếu cần. Port 1 không
có chức năng khác, vì vậy chúng chỉ được dùng cho giao tiếp với các thiết bò
bên ngoài.
 Port 2:
- Port 2 là 1 port có tác dụng kép trên các chân 21 - 28 được dùng như
các đường xuất nhập hoặc là byte cao của bus đòa chỉ đối với các thiết bò
dùng bộ nhớ mở rộng.
 Port 3:
- Port 3 là port có tác dụng kép trên các chân 10 - 17. Các chân của
port này có nhiều chức năng, các công dụng chuyển đổi có liên hệ với các đặc
tính đặc biệt của 8951 như ở bảng sau:
Chức năng chuyển đổi
Bit
Tên
P3.0
RXT
Ngõ vào dữ liệu nối tiếp.
P3.1
TXD
Ngõ xuất dữ liệu nối tiếp.
P3.2
INT0\
Ngõ vào ngắt cứng thứ 0.
P3.3
INT1\
Ngõ vào ngắt cứng thứ 1.

P3.4
T0
Ngõ vào của TIMER/COUNTER thứ 0.
P3.5
T1
Ngõ vào của TIMER/COUNTER thứ 1.
P3.6
WR\
Tín hiệu ghi dữ liệu lên bộ nhớ ngoài.
P3.7
RD\
Tín hiệu đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài.
. Các ngõ tín hiệu điều khiển:
 Ngõ tín hiệu PSEN (Program store enable):
- PSEN là tín hiệu ngõ ra ở chân 29 có tác dụng cho phép đọc bộ nhớ
chương trình mở rộng thường được nói đến chân 0E\ (output enable) của
Eprom cho phép đọc các byte mã lệnh.
- PSEN ở mức thấp trong thời gian Microcontroller 8951 lấy lệnh. Các
mã lệnh của chương trình được đọc từ Eprom qua bus dữ liệu và được chốt
vào thanh ghi lệnh bên trong 8951 để giải mã lệnh. Khi 8951 thi hành chương
trình trong ROM nội PSEN sẽ ở mức logic 1.
 Ngõ tín hiệu điều khiển ALE (Address Latch Enable ) :
- Khi 8951 truy xuất bộ nhớ bên ngoài, port 0 có chức năng là bus đòa
chỉ và bus dữ liệu do đó phải tách các đường dữ liệu và đòa chỉ. Tín hiệu ra
ALE ở chân thứ 30 dùng làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp các đường đòa
chỉ và dữ liệu khi kết nối chúng với IC chốt.

GVHD TS:(cô)Nguyễn Thò Phương Hà  18

Luận n Tốt Nghiêp

Thiết Kế Kit Điều Khiển Nhiệt Độ

- Tín hiệu ra ở chân ALE là một xung trong khoảng thời gian port 0
đóng vai trò là đòa chỉ thấp nên chốt đòa chỉ hoàn toàn tự động.
Các xung tín hiệu ALE có tốc độ bằng 1/6 lần tần số dao động trên chip 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 cho Eprom trong 8951.
 Ngõ tín hiệu EA\(External Access):
- Tín hiệu vào EA\ ở chân 31 thường được mắc lên mức 1 hoặc mức 0. Nếu ở
mức 1, 8951 thi hành chương trình từ ROM nội trong khoảng đòa chỉ thấp 8
Kbyte. Nếu ở mức 0, 8951 sẽ thi hành chương trình từ bộ nhớ mở rộng. Chân
EA\ được lấy làm chân cấp nguồn 21V khi lập trình cho Eprom trong 8951.
 Ngõ tín hiệu RST (Reset) :
-Ngõ vào RST ở chân 9 là ngõ vào Reset của 8951. Khi ngõ vào tín
hiệu này đưa lên cao ít nhất là 2 chu kỳ máy, các thanh ghi bên trong được
nạp những giá trò thích hợp để khởi động hệ thống. Khi cấp điện mạch tự động
Reset.
 Các ngõ vào bộ dao động X1, X2:
- Bộ dao động được tích hợp bên trong 8951, khi sử dụng 8951 người thiết kế
chỉ cần kết nối thêm thạch anh và các tụ như hình vẽ trong sơ đồ. Tần số
thạch anh thường sử dụng cho 8951 là 12Mhz.
 Chân 40 (Vcc) được nối lên nguồn 5V.
III. CẤU TRÚC BÊN TRONG VI ĐIỀU KHIỂN
1. Tổ chức bộ nhớ:

FFFF
FF
00

On - Chip
Memory

0000

CODE
Memory
Enable
via
PSEN

External Memory

GVHD TS:(cô)Nguyễn Thò Phương Hà  19

FFFF

0000

DATA
Memory
Enable
via
RD & WR


Luận n Tốt Nghiêp

Thiết Kế Kit Điều Khiển Nhiệt Độ

Bảng tóm tắt các vùng nhớ 8951.
7F

FF
F0

F7

F6 F5 F4 F3 F2 F1 F0

B

E0

E7

E6 E5 E4 E3 E2 E1 E0 ACC

D0

D7

D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 PSW

B8

-

B0

RAM đa dụng

30
2F
2E
2D
2C
2B
2A
29
28
27
26
25
24
23
22
21
20
1F
18
17
10
0F
08
07
00

7F
77

6F
67
5F
57
4F
47
3F
37
2F
27
1F
17
0F
07

7E
76
6E
66
5E
56
4E
46
3E
36
2E
26
1E
16
0E

06

7D
75
6D
65
5D
55
4D
45
3D
35
2D
25
1D
15
0D
05

7C
74
6C
64
5C
54
4C
44
3C
34
2C

24
1C
14
0C
04

7B
73
6B
63
5B
53
4B
43
3B
33
2B
23
1B
13
0B
03

7A
72
6A
62
5A
52
4A

42
3A
32
2A
22
1A
12
0A
02

79
71
69
61
59
51
49
41
39
31
29
21
19
11
09
01

78
70
68

60
58
50
48
40
38
30
28
20
18
10
08
00

-

- BC BB BA B9 B8

IP

B7

B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0

P.3

A8

AF

AC AB AA A9 A8

IE

A0

A7

A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0

P2

99
98

không được đòa chỉ hoá bit
SBUF
9F 9E 9D 9C 9B 9A 99 98 SCON

90

97

96 95 94 93 92 91 90

P1

8D
8C
8B

8A

không được đòa chỉ hoá bit
không được đòa chỉ hoá bit
không được đòa chỉ hoá bit
không được đòa chỉ hoá bit

TH1
TH0
TL1
TL0

Bank 3

89

không được đòa chỉ hoá bit

TMOD

Bank 2

88
87

8F 8E 8D 8C 8B 8A 89 88 TCON
không được đòa chỉ hoá bit
PCON

83

82
81
88

không được đòa chỉ hoá bit
không được đòa chỉ hoá bit
không được đòa chỉ hoá bit
87 86 85 84 83 82 81 80

Bank 1
Bank thanh ghi 0
(mặc đònh cho R0 -R7)

GVHD TS:(cô)Nguyễn Thò Phương Hà  20

DPH
DPL
SP
P0


Luận n Tốt Nghiêp

Thiết Kế Kit Điều Khiển Nhiệt Độ

CÁC THANH GHI CHỨC NĂNG ĐẶC BIỆT
- Bộ nhớ trong 8951 bao gồm ROM và RAM. RAM trong 8951 bao
gồm nhiều thành phần: phần lưu trữ đa dụng, phần lưu trữ đòa chỉ hóa từng
bit, các bank thanh ghi và các thanh ghi chức năng đặc biệt.
- 8951 có bộ nhớ theo cấu trúc Harvard: có những vùng bộ nhớ riêng

biệt cho chương trình và dữ liệu. Chương trình và dữ liệu có thể chứa bên
trong 8951 nhưng 8951 vẫn có thể kết nối với 64K byte bộ nhớ chương trình
và 64K byte dữ liệu.
Hai đặc tính cần chú ý la ø:
 Các thanh ghi và các port xuất nhập đã được đònh vò (xác đònh) trong
bộ nhớ và có thể truy xuất trực tiếp giống như các đòa chỉ bộ nhớ khác.
 Ngăn xếp bên trong Ram nội nhỏ hơn so với Ram ngoại như trong các
bộ Microcontroller khác.
RAM bên trong 8951 được Phân chia như sau:
 Các bank thanh ghi có đòa chỉ từ 00H đến 1FH.
 RAM đòa chỉ hóa từng bit có đòa chỉ từ 20H đến 2FH.
 RAM đa dụng từ 30H đến 7FH.
 Các thanh ghi chức năng đặc biệt từ 80H đến FFH.
 RAM đa dụng:
- Mặc dù trên hình vẽ cho thấy 80 byte đa dụng chiếm các đòa chỉ từ 30H
đến 7FH, 32 byte dưới từ 00H đến 1FH cũng có thể dùng với mục đích tương
tự (mặc dù các đòa chỉ này đã có mục đích khác).
- Mọi đòa chỉ trong vùng RAM đa dụng đều có thể truy xuất tự do dùng
kiểu đòa chỉ trực tiếp hoặc gián tiếp.
 RAM có thể truy xuất từng bit:
- 8951 chứa 210 bit được đòa chỉ hóa, trong đó có 128 bit có chứa các byte
có chứa các đòa chỉ từ 20F đến 2FH và các bit còn lại chứa trong nhóm thanh
ghi có chức năng đặc biệt.
- Ý tưởng truy xuất từng bit bằng phần mềm là các đặc tính mạnh của
microcontroller xử lý chung. Các bit có thể được đặt, xóa, AND, OR, . . . , với
1 lệnh đơn. Đa số các microcontroller xử lý đòi hỏi một chuổi lệnh đọc – sửa
- ghi để đạt được mục đích tương tự. Ngoài ra các port cũng có thể truy xuất
được từng bit.
- 128 bit truy xuất từng bit này cũng có thể truy xuất như các byte hoặc như
các bit phụ thuộc vào lệnh được dùng.

 Các bank thanh ghi:
- 32 byte thấp của bộ nhớ nội được dành cho các bank thanh ghi. Bộ lệnh
8951 hổ trợ 8 thanh ghi có tên là R0 đến R7 và theo mặc đònh sau khi reset hệ
thống, các thanh ghi này có các đòa chỉ từ 00H đến 07H.

GVHD TS:(cô)Nguyễn Thò Phương Hà  21


Luận n Tốt Nghiêp

Thiết Kế Kit Điều Khiển Nhiệt Độ

- Các lệnh dùng các thanh ghi RO đến R7 sẽ ngắn hơn và nhanh hơn so với
các lệnh có chức năng tương ứng dùng kiểu đòa chỉ trực tiếp. Các dữ liệu được
dùng thường xuyên nên dùng một trong các thanh ghi này.
- Do có 4 bank thanh ghi nên tại một thời điểm chỉ có một bank thanh ghi
được truy xuất bởi các thanh ghi RO đến R7 để chuyển đổi việc truy xuất các
bank thanh ghi ta phải thay đổi các bit chọn bank trong thanh ghi trạng thái.
2. Các thanh ghi có chức năng đặc biệt:
- Các thanh ghi nội của 8951 được truy xuất ngầm đònh bởi bộ lệnh.
- Các thanh ghi trong 8951 được đònh dạng như một phần của RAM trên chip
vì vậy mỗi thanh ghi sẽ có một đòa chỉ (ngoại trừ thanh ghi bộ đếm chương
trình và thanh ghi lệnh vì các thanh ghi này hiếm khi bò tác động trực tiếp).
Cũng như R0 đến R7, 8951 có 21 thanh ghi có chức năng đặc biệt (SFR:
Special Function Register) ở vùng trên của RAM nội từ đòa chỉ 80H đến FFH.
Chú ý: tất cả 128 đòa chỉ từ 80H đến FFH không được đònh nghóa, chỉ có
21 thanh ghi có chức năng đặc biệt được đònh nghóa sẵn các đòa chỉ.
- Ngoại trừ thanh ghi A có thể được truy xuất ngầm như đã nói, đa số các
thanh ghi có chức năng đặc biệt SFR có thể đòa chỉ hóa từng bit hoặc byte.
• Thanh ghi trạng thái chương trình (PSW: Program Status Word):

GVHD TS:(cô)Nguyễn Thò Phương Hà  22


Luận n Tốt Nghiêp

Thiết Kế Kit Điều Khiển Nhiệt Độ

Từ trạng thái chương trình ở đòa chỉ D0H được tóm tắt như sau:
BIT

SYMBO
L

ADDRESS

DESCRIPTION

PSW.7

CY

D7H

Cary Flag

PSW.6

AC

D6H

Auxiliary Cary Flag

PSW.5

F0

D5H

Flag 0

PSW4

RS1

D4H

Register Bank Select 1

PSW.3

RS0

D3H

Register Bank Select 0
00=Bank
00H÷07H

0;

address

01=Bank
08H÷0FH

1;

address

10=Bank
10H÷17H

2;

address

11=Bank
18H÷1FH

3;

address

PSW.2

OV

D2H

Overlow Flag

PSW.1

-

D1H

Reserved

PSW.0

P

DOH

Even Parity Flag

Chức năng từng bit trạng thái chương trình
• Cờ Carry CY (Carry Flag):
- Cờ nhớ có tác dụng kép. Thông thường nó được dùng cho các lệnh
toán học: C=1 nếu phép toán cộng có sự tràn hoặc phép trừ có mượn và ngược
lại C= 0 nếu phép toán cộng không tràn và phép trừ không có mượn.
• Cờ Carry phụ AC (Auxiliary Carry Flag):
- Khi cộng những giá trò BCD (Binary Code Decimal), cờ nhớ phụ AC
được set nếu kết quả 4 bit thấp nằm trong phạm vi điều khiển 0AH÷ 0FH.
Ngược lại AC= 0.
• Cờ 0 (Flag 0):
Cờ 0 (F0) là 1 bit cờ đa dụng dùng cho các ứng dụng của người dùng.

GVHD TS:(cô)Nguyễn Thò Phương Hà  23


Luận n Tốt Nghiêp

Thiết Kế Kit Điều Khiển Nhiệt Độ

• Những bit chọn bank thanh ghi truy xuất:
- RS1 và RS0 quyết đònh dãy thanh ghi tích cực. Chúng được xóa sau
khi reset hệ thống và được thay đổi bởi phần mềm khi cần thiết.
- Tùy theo RS1, RS0 = 00, 01, 10, 11 sẽ được chọn Bank tích cực tương
ứng là Bank 0, Bank1, Bank2, Bank3.
RS1

RS0

BANK

0

0

0

0

1

1

1

0

2

1

1

3

• Cờ tràn OV (Over Flag) :
- Cờ tràn được set sau một hoạt động cộng hoặc trừ nếu có sự tràn toán
học. Khi các số có dấu được cộng hoặc trừ với nhau, phần mềm có thể kiểm
tra bit này để xác đònh xem kết quả có nằm trong tầm xác đònh không. Khi
các số không có dấu được cộng bit OV được bỏ qua. Các kết quả lớn hơn
+127 hoặc nhỏ hơn –128 thì bit OV = 1.
• Bit Parity (P):
- Bit tự động được set hay Clear ở mỗi chu kỳ máy để lập Parity chẳn
với thanh ghi A. Sự đếm các bit 1 trong thanh ghi A cộng với bit Parity luôn
luôn chẵn. Ví dụ A chứa 10101101B thì bit P set lên một để tổng số bit 1
trong A và P tạo thành số chẵn.
- Bit Parity thường được dùng trong sự kết hợp với những thủ tục của
Port nối tiếp để tạo ra bit Parity trước khi phát đi hoặc kiểm tra bit Parity sau
khi thu.
• Thanh ghi B:
- Thanh ghi B ở đòa chỉ F0H được dùng cùng với thanh ghi A cho các
phép toán nhân chia. Lệnh MUL AB ⇐ sẽ nhận những giá trò không dấu 8 bit

trong hai thanh ghi A và B, rồi trả về kết quả 16 bit trong A (byte cao) và
B(byte thấp). Lệnh DIV AB ⇐ lấy A chia B, kết quả nguyên đặt vào A, số dư
đặt vào B.

GVHD TS:(cô)Nguyễn Thò Phương Hà  24


Luận n Tốt Nghiêp

Thiết Kế Kit Điều Khiển Nhiệt Độ

- Thanh ghi B có thể được dùng như một thanh ghi đệm trung gian đa
mục đích. Nó là những bit đònh vò thông qua những đòa chỉ từ F0H÷F7H.
• Con trỏ Ngăn xếp SP (Stack Pointer) :
- Con trỏ ngăn xếp là một thanh ghi 8 bit ở đòa chỉ 81H. Nó chứa đòa chỉ của
byte dữ liệu hiện hành trên đỉnh ngăn xếp. Các lệnh trên ngăn xếp bao gồm
các lệnh cất dữ liệu vào ngăn xếp (PUSH) và 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. Ngăn xếp của 8031/8051 được giữ
trong RAM nội và giới hạn các đòa chỉ có thể truy xuất bằng đòa chỉ gián tiếp,
chúng là 128 byte đầu của 8951.
- Để khởi động SP với ngăn xếp bắt đầu tại đòa chỉ 60H, các lệnh sau
đây được dùng:
MOV SP , #5F
- Với lệnh trên thì ngăn xếp của 8951 chỉ có 32 byte vì đòa chỉ cao nhất
của RAM trên chip là 7FH. Sở dó giá trò 5FH được nạp vào SP vì SP tăng lên
60H trước khi cất byte dữ liệu.
- Khi Reset 8951, SP sẽ mang giá trò mặc đònh là 07H và dữ liệu đầu
tiên sẽ được cất vào ô nhớ ngăn xếp có đòa chỉ 08H. Nếu phần mềm ứng dụng
không khởi động SP một giá trò mới thì bank thanh ghi1 có thể cả 2 và 3 sẽ

không dùng được vì vùng RAM này đã được dùng làm ngăn xếp. Ngăn xếp
được truy xuất trực tiếp bằng các lệnh PUSH và POP để lưu trữ tạm thời và
lấy lại dữ liệu, hoặc truy xuất ngầm bằng lệnh gọi chương trình con ( ACALL,
LCALL) và các lệnh trở về (RET, RETI) để lưu trữ giá trò của bộ đếm
chương trình khi bắt đầu thực hiện chương trình con và lấy lại khi kết thúc
chương trình con …
• Con trỏ dữ liệu DPTR (Data Pointer):
-Con trỏ dữ liệu (DPTR) được dùng để truy xuất bộ nhớ ngoài là một
thanh ghi 16 bit ở đòa chỉ 82H (DPL: byte thấp) và 83H (DPH: byte cao). Ba
lệnh sau sẽ ghi 55H vào RAM ngoài ở đòa chỉ 1000H:
MOV A , #55H
MOV DPTR, #1000H
MOV @DPTR, A

GVHD TS:(cô)Nguyễn Thò Phương Hà  25