THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN ÁP RA CHO HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CỦA HÃNG TOYOTA INNOVA 2009

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

Hưng Yên, Ngày....tháng....năm 2015
Ký tên

GVHD: Phạm Văn Hải
SVTH: Lê Văn Luân

1

MỤC LỤC
CHƯƠNG

LỜI NÓI ĐẦU
Trong những thập niên gần đây công nghiệp hoá hiện đại hoá ngày càng phát triển
mạnh mẽ. Kỹ thuật điện tử đã có những bước phát triển mạnh đặc biệt là trong kỹ thuật
điều khiển tự động, kỹ thuật vi điều khiển.
Ở nước ta hiện nay, việc lập trình ghép nối máy tính sử dụng vi điều khiển đã và đang là
công cụ được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực tự động hoá. Nó phát triển nhanh chóng,
đã mang lại những thay đổi to lớn trong công nghệ cũng như trong đời sống hàng ngày.
Trong lĩnh vực công nghệ ô tô cũng vậy, các phương pháp điều khiển điện tử cũng được
áp dụng hầu hết trên các hệ thống. Nhằm cải tiến, hoàn thiện và nâng cao để đáp ứng mục
tiêu chủ yếu là tăng năng suất, vận tốc, tăng tính kinh tế, nhiên liệu, tăng tiện nghi sử
dụng cho hành khách.
Trên ô tô thì hệ thống cung cấp điện đóng vai trò rất quan trọng nó cũng cấp toàn bộ hệ
thống điện, phụ tải trên xe và cũng là một phần không thể thiếu trong kết cấu của ô tô.
Trong thời gian học tập em được trang bị kiến thức chuyên ngành, để đánh giá quá trình
học tập và rèn luyện. Em được bộ môn Công nghệ ô tô giao cho đồ án môn học với nội
dung:
“ THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN ÁP RA CHO HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
CỦA HÃNG TOYOTA INNOVA 2009 ”
Sau một thời gian tìm hiểu và nghiên cứu, cùng với những lời đóng góp ý kiến
chân thành từ các Thầy giáo cùng các bạn sinh viên, đặc biệt được sự hướng dẫn nhiệt
tình của thầy Phạm Văn Hải em đã hoàn thành được đồ án với thời gian quy định. Tuy
nhiên, để có được sản phẩm có tính ổn định cao, đảm bảo về chất lượng là tương đối khó
khăn. Vì thời gian để hoàn thành đồ án này cũng có hạn, và tầm hiểu biết của em vẫn còn

GVHD: Phạm Văn Hải
SVTH: Lê Văn Luân

2


hạn chế… nên đề tài khó tránh khỏi những thiếu sót, những khuyết điểm không mong
muốn.Em rất mong có được những ý kiến đóng góp quý báu, chân thành của quý thầy cô
cùng các bạn sinh viên để đề tài này được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn.

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
1.1. Giới thiệu sơ bộ
1.1.1. Nhiệm vụ.
Hệ thống cung cấp điện trên xe là một hệ thống rất quan trọng, nó ảnh hưởng rất lớn
đến quá trình làm việc của xe. Để cho xe có thể hoạt động ổn định và tiết kiệm được
nhiên liệu thì hệ thống cung cấp điện phải tốt. Tuy nhiên hệ thống cung cấp điện là không
cố định, nó thay đổi theo từng chế độ hoạt động của các phụ tải trên xe. Tuy nhiên cùng
với sự phát triển của khoa học kỹ thuật để giúp người lái, người ngồi trên xe thỏa mái và
dễ chịu các nhà thiết kế xe đã thiết kế them các phụ tải, nên cần có một hệ thống cung cấp
điện có thể đáp ứng được điều đó.
1.1.1 Công dụng, yêu cầu hệ thống.
a, Công dụng
Cung cấp điện áp một chiều ổn định ( 12V-14V ) cho tất cả hệ thống điện trên xe ô
tô trong mọi chế độ làm việc.
b, Yêu cầu
Phải luôn tạo ra một điện áp ổn định (13,8V – 14,2V đối với hệ thống điện 14V)
trong mọi chế độ làm việc của phụ tải.
- Máy phát phải có cấu trúc và kích thước nhỏ gọn, trọng lượng nhỏ, giá thành thấp và
tuổi thọ cao.
- Có độ bền cao trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm lớn, có thể làm việc ở những vùng có
nhiều bụi bẩn, dầu nhớt và độ rung động lớn.
- Ít chăm sóc và bảo dưỡng..
GVHD: Phạm Văn Hải

SVTH: Lê Văn Luân

3


1.1.3. Phân loại.
Hệ thống cung cấp điện trên ô tô thường có hai dạng sơ đồ thông dụng như sau:
- Hệ thống cung cấp với máy phát điện một chiều ( hình 1.1).

1_Máy phát; 2_Bộ ắc qui; 3_Đồng hồ ampe; 4_ Bộ điều chỉnh điện.
Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống cung cấp với máy phát một chiều.
- Hệ thống cung cấp với máy phát điện xoay chiều

1_Máy phát; 2_Bộ điều chỉnh điện; 3_Công tắt; 4_Đồng hồ ampe; 5_Phụ tải.
Hình 1.2: Sơ đồ hệ thống cung cấp với máy phát xoay chiều.

GVHD: Phạm Văn Hải
SVTH: Lê Văn Luân

4


Hai sơ đồ tuy có cách nối dây khác nhau nhưng đều bao gồm hai nguồn năng lượng là ắc
quy và máy phát mắc song song. Tuỳ thuộc vào giá trị phụ tải và chế độ làm việc của ô tô
máy kéo, mà ắc quy, máy phát sẽ riêng biệt hoặc đồng thời cả hai cung cấp năng lượng
cho các bộ phận tiêu thụ (phụ tải).
Ngoài ra, trong hệ thống cung cấp còn có:
- Bộ điều chỉnh điện (BĐCĐ) làm nhiệm vụ: phân phối chế độ làm việc giữa ắc quy và
máy phát; hạn chế và ổn định thế hiệu của máy phát để đảm bảo an toàn cho các trang
thiết bị điện trên xe; hạn chế dòng điện của máy phát để đảm bảo an toàn cho các cuộn

dây của nó.
- Dụng cụ đo, kiểm tra: có thể là ampe kế hoặc đèn tín hiệu cho phép kiểm tra sự làm việc
của ắc quy thông qua gía trị dòng phóng hoặc nạp của nó.
- Công tắc cắt mát: dùng để cắt cực âm của ắc quy với mát khi ô tô máy kéo không làm
việc.

1.1.4. Những thông số cơ bản hệ thống cung cấp điện.
• Điện áp định mức: Phải bảo đảm Uđm = 14V đối với những xe sử dụng hệ thống điện
12V, Uđm = 28V đối với những xe sử dụng hệ thống điện 24V.

• Công suất máy phát: Phải đảm bảo cung cấp điện cho tất cả các tải điện trên xe hoạt
động. Thông thường, công suất của các máy phát trên ôtô hiện nay vào khoảng Pmf = 700
– 1500W.

• Dòng điện cực đại: Là dòng điện lớn nhất

mà máy phát có thể cung cấp

Thông thường Imax = 70 – 140A.

• Tốc độ cực tiểu và tốc độ cực đại của máy phát: nmax, nmin phụ thuộc vào tốc độ của động
cơ đốt trong.

nmin = ni × i
Trong đó:
i: tỉ số truyền ( i = 1,5 - 2)
Hiện nay trên xe đời mới sử dụng máy phát cao tốc nên tỉ số truyeµn i cao hơn.
ni: tốc độ cầm chừng của động cơ

• Nhiệt độ cực đại của máy phát tomax:Là nhiệt độ tối đa mà máy phát có thể hoạt động.

• Điện áp hiệu chỉnh: Là điện áp làm việc của bộ tiết chế Uhc = 13,8 – 14,2V (với hệ thống
12V), và Uhc = 27 – 28V (với hệ thống 28V).
Sơ đồ hệ thống cung cấp điện trên ôtô.

GVHD: Phạm Văn Hải
SVTH: Lê Văn Luân

5


Hình 1.3: Sơ đồ hệ thống cung cấp điện tổng quát.

GVHD: Phạm Văn Hải
SVTH: Lê Văn Luân

6


Phụ tải liên tục
Hệ thống đánh lửa 25W
Bơm nhiên liệu 50W
Hệ thống phun nhiên liệu
85W
ACCU
MÁY PHÁT
Tải hoạt động gián đoạn
trong thời gian dài
Tải hoạt động gián đoạn
trong thời gian ngắn
Radio

12W
Đèn báo rẽ
4 x 21W
Đèn sương mù 2 x 40W
Đèn stop
2 x 21W
Đèn lùi
2 x 21W
Đèn báo trên tableau 22W
Đèn trần 5W
Motor gạt nước 60W
Đèn kích thước 4x12W
Motor điều khiển kính
4 x 30W
Khởi động điện
1000W
Đèn đậu
4 x 3W
Quạt làm mát động cơ
2 x 110W
Quạt điều hoà nhiệt độ
2 x 80W
Đèn cốt
4 x 55W
Xông kính
120W
Mồi thuốc
85W
Đèn pha
2 x 45W

Motor điều khiển anten
65W

GVHD: Phạm Văn Hải
SVTH: Lê Văn Luân

7


Đèn soi biển số 2 x 3W
Motor phun nước rửa kính 45W
Còi 40W
Hệ thống điều khiển
160W

Hình 1.4: Sơ đồ phụ tải điện trên ôtô

GVHD: Phạm Văn Hải
SVTH: Lê Văn Luân

8


1.2. Các bộ phận của hệ thống cung cấp.
1.2.1 Máy phát điện.
 Công dụng.

Máy phát là nguồn điện chính trên ô tô máy kéo, nó có nhiệm vụ:
- Cung cấp điện cho tất cả các phụ tải;
- Nạp điện cho ắc quy ở các số vòng quay trung bình và lớn của động cơ.

 Phân loại.

Máy phát trên ô tô máy kéo, theo tính chất dòng điện phát ra có thể chia làm hai loại
chính:
Máy phát điện một chiều.
Máy phát điện xoay chiều.
- Máy phát điện một chiều, theo tính chất điều chỉnh chia ra:
+ Loại điều chỉnh trong (bằng chổi điện thứ ba).
+ Loại điều chỉnh ngoài (bằng bộ điều chỉnh điện kèm theo).
Các máy phát điện một chiều loại điều chỉnh trong có kết cấu đơn giản, có khả năng
hạn chế và tự động điều chỉnh dòng điện máy phát theo số vòng quay. Tuy vậy nó có
nhiều nhược điểm như:
 Phải luôn luôn nối mạch điện với ắc quy chúng mới làm việc được.
 Cản trở việc điều chỉnh thế hiệu của máy phát.
 Làm giảm tuổi thọ của ắc quy.
Do đó loại máy phát này hiện nay ít thấy. Vì vậy giáo trình chỉ đề cập đến loại máy phát
điều chỉnh ngoài.
- Máy phát điện xoay chiều, theo phương pháp kích thích chia ra:
+ Loại kích thích bằng nam châm vĩnh cửu.
+ Loại kích thích kiểu điện từ (bằng nam châm điện).
 Yêu cầu.

Máy phát điện trên ô tô máy kéo làm việc trong những điều kiện đặc biệt, vì thế
chúng phải đáp ứng được các yêu cầu chính sau:
- Chịu được rung sóc bụi bẩn và làm việc tin cậy trong môi trường có nhiệt độ cao, có
nhiều hơi dầu mỡ nhiên liệu.
- Tuổi thọ cao.
- Kích thước và trọng lượng nhỏ, giá thành thấp.
So với máy phát một chiều thì máy phát xoay chiều có nhiều ưu điểm hơn, vì nó không có
vòng đổi điện và cuộn dây rô to đơn giản hơn.

GVHD: Phạm Văn Hải
SVTH: Lê Văn Luân

9


Hình 1.5:Cấu tạo máy phát điện xoay chiều kích thích kiều điện từ

GVHD: Phạm Văn Hải
SVTH: Lê Văn Luân

10


• Stator (phần ứng).

Hình 1.6: Cấu tạo Stator.
+ Rôto: gồm hai chùm cực hình móng (2- hình 2.13 hay 1 và 4- hình 2.13) lắp then trên
trục. Giữa các chùm cực có cuộn dây kích thích 3 đặt trên trục qua ống lót bằng thép. Các
đầu của cuộn dây kích thích được nối với các vòng tiếp điện 9 gắn trên trục máy phát.
Trục của rôto được đặt trên các ổ bi lắp trong các nắp 6 và 7 bằng hợp kim nhôm.

Hình 1.7: Cấu tạo Rôto.
1,2_Các nữa rô to trái và phải; 3_Cuộn kích từ; 4_Các má cực; 5_Đầu ra cuộn kích
thích; 6_Then; 7_Đai ốc và vòng đệm; 8_Trục lắp các vòng tiếp điểm; 9_Các vòng tiếp
điểm; 10_Các dây dẫn.
1.2.2. Bộ chỉnh lưu.
a ) Nhiệm vụ.
Bộ chỉnh lưu có nhiệm vụ biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một
chiều. Bộ chỉnh lưu được áp dụng làm nguồn điện áp một chiều; làm nguồn điện một

chiều có điều khiển cấp cho các thiết bị mạ, thiết bị hàn một chiều ; nguồn điện cho các
truyền động động cơ điện một chiều, nguồn cung cấp cho mạch kích từ của máy điện một
GVHD: Phạm Văn Hải
SVTH: Lê Văn Luân

11


chiều hoặc máy điện đồng bộ. Bộ chỉnh lưu còn dùng để chuyển đổi điện xoay chiều
thành dạng một chiều để truyền tải đi xa.
 Một số bộ chỉnh lưu thường dùng.
Bộ chỉnh lưu 6 diod.

Hình 1.8: Bộ chỉnh lưu 6 diod.

Hình 1.9: Bộ chỉnh lưu 8 diod.
Vì vậy người ta sử dụng cặp diode mắc từ dây trung hoà để tận dụng sóng đa
hài bậc 3, làm tăng công suất máy phát khoảng 10 – 15% (hình 3.37). Trong một số máy
phát, người ta còn sử dụng 3 diode nhỏ (diode trio) mắc từ các pha để cung cấp cho cuộn
kích đồng thời đóng ngắt đèn báo nạp.

GVHD: Phạm Văn Hải
SVTH: Lê Văn Luân

12


Hình 1.10: Bộ chỉnh lưu 14 diod.
1. Accu; 2. Cuộn kích (G); 3. Cuộn dây stator; 4. Diode chỉnh lưu (+);
5. Diode chỉnh lưu (-); 6. Diode trio; 7. Các diode công suất; 8. Diode chỉnh lưu dòng

trung hòa; 9. Tụ điện; 10. Đầu cuối của cuộn dây máy phát (W).
Hoạt động của bộ chỉnh lưu: Trên hình 2.38 là sơ đồ của máy phát chỉnh lưu 3 pha có bộ
nắn dòng mắc theo sơ đồ nắn dòng 2 nửa chu kỳ, 3 pha. Các cuộn dây stator được đấu
dạng sao. Với kiểu mắc này thì quan hệ giữa điện áp và cường độ dòng điện trên dây và
trên pha là:
Un = 3 UΦvà In = IΦ
Ta giả thiết rằng tải của máy phát là điện trở thuần.
Điện áp tức thời trên các pha A, B, C là:
UA = Umsinωt
UB = Umsin(ωt - 2π/3)
UC = Umsin(ωt + 2π/3)
Trong đó:
Um : điện áp cực đại của pha.
ω = 2πf = 2π.n.p/ 60 là vận tốc góc.

GVHD: Phạm Văn Hải
SVTH: Lê Văn Luân

13


Hình 1.11: Sơ đồ chỉnh lưu máy phát 3 pha và điện áp sau khi chỉnh lưu

GVHD: Phạm Văn Hải
SVTH: Lê Văn Luân

14


1.2.3. Bộ tiết chế IC

 Chức năng
Điều chỉnh điện áp ra của máy phát sao cho phù hợp với mọi chế độ của động cơ.

Hình 1.12: Điều khiển đầu ra bằng bộ điều áp IC.

GVHD: Phạm Văn Hải
SVTH: Lê Văn Luân

15


Hoạt động bình thường.

Hình 1.13: Chế độ hoạt động bình thường khi động cơ tắt.

(1) Khi bật khoá điện lên vị trí ON, động cơ tắt máy. điện áp ắc qui được đặt vào cực
IG. Kết quả là mạch M.IC bị kích hoạt và Tranzisto Tr1 được mở ra làm cho dòng kích từ
chạy trong cuộn dây rôto. ở trạng thái này dòng điện chưa được tạo ra do vậy bộ điều áp
làm giảm sự phóng điện của ắc qui đến mức có thể bằng cách đóng ngắt Tranzisto Tr1
ngắt quãng. ở thời điểm này điện áp ở cực P = 0 và mạch M.IC sẽ xác định trạng thái này
và truyền tín hiệu tới Tranzisto Tr2 để bật đèn báo nạp
(2) Khi máy phát đang phát điện (điện áp thấp hơn điện áp điều chỉnh) :
Động cơ khởi động và tốc độ máy phát tăng lên, mạch M.IC mở Tranzisto Tr1 để cho
dòng kích từ đi qua và do đó điện áp ngay lập tức được tạo ra. ở thời điểm này nếu điện
áp ở cực B lớn hơn điện áp ắc qui, thì dòng điện sẽ đi vào ắc qui để nạp và cung cấp cho
các thiết bị điện. Kết quả là điện áp ở cực P tăng lên. Do đó mạch M.IC xác định trạng
thái phát điện đã được thực hiện và truyền tín hiệu đóng Tranzisto Tr2 để tắt đèn báo nạp

GVHD: Phạm Văn Hải
SVTH: Lê Văn Luân

16


Hình 1.14: Chế độ hoạt động bình thường khi động cơ mở máy.

(3) Khi máy phát đang phát điện (điện áp cao hơn điện áp điều chỉnh) :
Nếu Tranzisto Tr1 tiếp tục mở, điện áp ở cực B tăng lên. Sau đó điện áp ở cực S vượt quá điện áp
điều chỉnh, mạch M.IC xác định tình trạng này và đóng Tranzisto Tr1. Kết quả là dòng kích từ ở
cuộn dây rôto giảm dần thông qua điốt Đ1 hấp thụ điện từ ngược và điện áp ở cực B (điện áp
được tạo ra) giảm xuống. Sau đó nếu điện áp ở cực S giảm xuống tới giá trị điều chỉnh thì mạch
M.IC sẽ xác định tình trạng này và mở Tranzisto Tr1. Do đó dòng kích từ của cuộn dây rôto tăng
lên và điện áp ở cực B cũng tăng lên. Bộ điều áp IC giữ cho điện áp ở cực S (điện áp ở cực ắc
qui) ổn định (điện áp điều chỉnh) bằng cách lặp đi lặp lại các quá trình trên.

GVHD: Phạm Văn Hải
SVTH: Lê Văn Luân

17


Hình 1.15: Khi máy phát đang phát điện (điện áp cao hơn điện áp điều chỉnh).

Hoạt động không bình thường :
(1) Khi cuộn dây Rôto bị đứt:

Hình 1.16: Hoạt động không bình thường khi cuộn dây Rôto bị đứt.

Khi máy phát quay, nếu cuộn dây Rôto bị đứt thì máy phát không sản xuất ra điện và
điện áp ở cực P = 0.

Khi mạch M.IC xác định được tình trạng này nó mở Tranzisto Tr2 để bật đèn báo nạp cho
biết hiện tượng không bình thường này.
(2) Khi cuộn dây Rôto bị chập (ngắn mạch):
Khi máy phát quay nếu cuộn dây rôto bị chập điện áp ở cực B được đặt trực tiếp vào
cực F và dòng điện trong mạch sẽ rất lớn. Khi mạch M.IC xác định được tình trạng này nó
GVHD: Phạm Văn Hải
SVTH: Lê Văn Luân

18


sẽ đóng Tranzisto Tr1 để bảo vệ và đồng thời mở Tranzisto Tr2 để bật đèn báo nạp để
cảnh báo về tình trạng không bình thường này.

Hình 1.17: Hoạt động không bình thường khi cuộn dây Rôto bị ngắn mạch.

(3) Khi cực S bị ngắt :Khi máy phát quay, nếu cực S ở tình trạng bị hở mạch thì mạch
M.IC sẽ xác định khi không có tín hiệu đầu vào từ cực S do đó mở Tranzisto Tr2 để bật
đèn báo nạp. Đồng thời trong mạch M.IC, cực B sẽ làm việc thay thế cho cực S để điều
chỉnh Tranzisto Tr1 do đó điện áp ở cực B được điều chỉnh (xấp xỉ 14 V) để ngăn chặn sự
tăng điện áp không bình thường ở cực B.

Hình 1.18: Hoạt động không bình thường khi cực S bị ngắt.

(4) Khi cực B bị ngắt: Khi máy phát quay, nếu cực B ở tình trạng bị hở mạch, thì ắc qui
sẽ không được nạp và điện áp ắc qui (điện áp ở cực S) sẽ giảm dần. Khi điện áp ở cực S
giảm, bộ điều áp IC làm tăng dòng kích từ để tăng dòng điện tạo ra. Kết quả là điện áp ở
cực B tăng lên. Tuy nhiên mạch M.IC điều chỉnh dòng kích từ sao cho điện áp ở cực B
không vượt quá 20 V để bảo vệ máy phát và bộ điều áp IC.

GVHD: Phạm Văn Hải
SVTH: Lê Văn Luân

19


Khi điện áp ở cực S thấp (11 tới 13 V) mạch M.IC sẽ điều chỉnh để ắc qui không được
nạp. Sau đó nó mở tranzito Tr2 để bật đèn báo nạp và điều chỉnh dòng kích từ để sao cho
điện áp ở cực B giảm đồng thời bảo vệ máy phát và bộ điều áp IC.

Hình 1.19: Hoạt động không bình thường khi cực B bị ngắt.

(5) Khi có sự ngắn mạch giữa cực F và cực E:
Khi máy phát quay, nếu có sự ngắn mạch giữa cực F và cực E thì điện áp ở cực B sẽ được
nối thông với mát từ cực E qua cuộn dây rôto mà không qua cực tranzisto Tr1. Kết quả là
[điện áp ra của máy phát trở lên rất lớn vì dòng kích từ không được điều khiển bởi
tranzistoTr1 thậm trí điện áp ở cực S sẽ vượt điện áp điều chỉnh. Nếu mạch M.IC xác định
được cực này nó sẽ mở tranzisto Tr2 để bật đèn báo nạp để chỉ ra sự không bình thường
này.

Hình 1.20: Hoạt động không bình thường khi có sự ngắn mạch giữa cực F và cực E.

GVHD: Phạm Văn Hải
SVTH: Lê Văn Luân

20


CHƯƠNG II: SƠ LƯỢC VỀ CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ TRONG MẠCH
2.1. Tính toán lựa chọn linh kiện

2.1.1. Các linh kiện sử dụng trong mạch.
 Sử dụng vi điều khiển họ 8051 là phần điều khiển chính.
 Hiển thị bằng LCD

ngoài ra còn có 1 số linh kiện phụ như biến trở vi chỉnh,transistor thuận a564,điện
trở 10k,1k, tụ hóa 10u,tụ gốm 33p,104, thạch anh......
2.1.2. Nguyên lý một số linh kiện chính.
2.1.3. Giới thiệu tổng quan về họ Vi điều khiển 8051
a, Cấu tạo

•

•
•
•
•
•

Hình 2.1: Hình ảnh IC AT89C52
CPU( CPU centralprocessing unit) bao gồm:
 Thanh ghi tích lũy A
 Thanh ghi tích lũy phụ B
 Đơn vị logic học (ALU)
 Thanh ghi từ trạng thái chương trình
 Bốn băng thanh ghi
 Con trỏ ngăn xếp
Bộ nhớ chương trình( ROM) gồm 8Kbyte Flash.
Bộ nhớ dữ liệu( RAM) gồm 256 byte.
Bộ UART, có chức năng truyền nhận nối tiếp.
3 bộ Timer/Counter 16 bit thực hiện chức năng định thời và đếm sự kiện.

Khối điều khiển ngắt với 2 nguồn ngắt ngoài và 4 nguồn ngắt trong.

GVHD: Phạm Văn Hải
SVTH: Lê Văn Luân

21


•

Bộ lập trình( ghi chương trình lên Flash ROM) cho phép người sử dụng có thể nạp
các chương trình cho chíp mà không cần các bộ nạp chuyên dụng.
• Bộ chia tần số với hệ số chia là 12.
• 4 cổng xuất nhập với 32 chân.
b, chức năng các chân của AT89C52
 Port 0( P0.0=>P0.7)
Port 0 gồm 8 chân, ngoài chức năng xuất nhập, port 0 còn là bus đa hợp dữ liệu và địa
chỉ( AD0-AD7), chức năng này sẽ được sử dụng khi 89c52 giao tiếp với các thiết bị ngoài
có kiến trúc Bus như các vi mạch nhớ, mạch PIO…
 Port 1( P1.0=>P1.7)
Chức năng duy nhất của Port 1 là chức năng xuất nhập cũng như các Port khác. Port1 có
thể xuất nhập theo bit và theo byte.
 Port 2( P2.0=>P2.7)
Port 2 ngoài chức năng là cổng vào/ra như Port 0 và 1 còn là byte cao của bus địa chỉ khi
sử dụng bộ nhớ ngoài.
Port 3
Mỗi chân trên Port 3 ngoài chức năng xuất nhập còn có một chức năng riêng, cụ thể như
sau:
Bit
P3.0

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

Tên
RXD
TXD
INT0
INT1
TO
T1
/WR
/RD

Chức năng
Dữ liệu nhận cho Port nối tiếp
Dữ liệu truyền cho Port nối tiếp
Ngắt bên ngoài 0
Ngắt ngoài 1
Ngõ vào của Timer/counter0
Ngõ vào của Timer/counter1
Xung ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài.
Xung đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài.

 Chân /PSEN : là chân điều khiển đọc chương trình ở bộ nhớ ngoài.
 Chân ALE.

 ALE là tín hiệu điều khiển chốt địa chỉ có tần số bằng 1/6 tần số dao động của vi

điều khiển. Tín hiệu ALE được dùng để cho phép vi mạch chốt bên ngoài như
7473.
 Chân /EA.
 Tín hiệu /EA cho phép chọn bộ nhớ chương trình là bộ nhớ trong hay ngoài. EA=1
thì thực hiện chương trình trong RAM nội. EA=0 thực hiện ở RAM ngoài.
 RST( reset)

GVHD: Phạm Văn Hải
SVTH: Lê Văn Luân

22


 Ngõ vào reset trên chân số 9. khi RST=1 thì bộ vi điều khiển sẽ được khởi động lại

thiết lập ban đầu.
 XTAL1, XTAL2
 2 chân này được nối song song với thạch anh tần số max=33 Mhz. Để tạo dao động
cho bộ vi điều khiển.
 Vcc, GND : cung cấp nguồn nuôi cho bộ vi điều khiển. cấp qua chân 20 và 40.
c, Nguyên lý hoạt động
+ Chân 9 được nối với mạch reset. Khi nhấn SW1 thì bộ vi điều khiển sẽ được khởi động
lại từ đầu.
+ điện trở băng U1: có tác dụng làm điện trở kéo lên nguồn.
+ chân 18-19 được nối // với thạch anh 12Mhz. mạch có nhiệm vụ tạo dao động cho vi
điều khiển.
+ từ chân P2.0=>P2.2 lần lượt được nối với Vee, RS, RW của LCD. Có nhiệm vụ điều
khiển hoạt động của LCD.

+ chân P2.3=>P2.5 : 3 chân này được nối với lần lượt 3 chân của ADC : chân RD (Read),
chân WR (Write) và chân Ngắt INTR (Interupt) Nhiệm vụ điều khiển hoạt động của
bộ chuyển đổi số - tương tự.
2.1.4. Bộ chuyển đổi tương tự-số: ADC 0804:
a. Cấu tạo:

ADC 0804 là một bộ chuyển đổi tương tự số. Gồm có 20 chân.
DB0-DB7: là 8 chân ra dữ liệu.
RD: lối vào đọc
WR :lối vào ghi.
INTR: lối ra ngắt.
CLKR/CLKIN: các lối vào điều
khiển xung nhịp.
VIN: lối vào analog dương

b. Sơ đồ chân

GVHD: Phạm Văn Hải
SVTH: Lê Văn Luân

23


Hình 2.2: Sơ đồ chân ADC0804
Chip ADC0804 là bộ chuyển đổi tương tự số thuộc họ ADC800 của h ãng National
Semiconductor. Chip này cũng được nhiều hãng khác sản xuất. Chip có điện áp nuôi +5V
và độ phân giải 8 bit. Ngoài độ phân giải thì thời gian chuyển đổi cũng là một tham số
quan trọng khi đánh giá bộ ADC. Thời gian chuyển đổi đ ược định nghĩa là thời gian mà
bộ ADC cần để chuyển một đầu vào tương tự thành một số nhị phân. Đối với ADC0804
thì thời gian chuyển đổi phụ thuộc vào tần số đồng hồ được cấp tới chân CLK và CLK IN

và không bé hơn 110s. Các chân khác của ADC0804 có chức năng như sau:
• CS (Chip select)
Chân số 1, là chân chọn Chip, đầu vào tích cực mức thấp được sử dụng để kích hoạt
Chip ADC0804. Để truy cập ADC0804 thì chân này phải ở mức thấp.
• RD (Read)
Chân số 2, là một tín hiệu vào, tích cực ở mức thấp. Các bộ chuyển đổi đầu v ào tương
tự thành số nhị phân và giữ nó ở một thanh ghi trong. RD đ ược sử dụng để có dữ liệu
đã được chyển đổi tới đầu ra của ADC0804.
Khi CS = 0 nếu có một xung cao xuống thấp áp đến chân RD thì dữ liệu ra dạng số 8
bit được đưa tới các chân dữ liệu (DB0 – DB7).
• WR (Write)
Chân số 3, đây là chân vào tích cực mức thấp được dùng để báo cho ADC biết bắt đầu
quá trình chuyển đổi. Nếu CS = 0 khi WR tạo ra xung cao xuống thấp th ì bộ
ADC0804 bắt đầu quá trình chuyển đổi giá trị đầu vào tương tự Vin về số nhị phân 8

GVHD: Phạm Văn Hải
SVTH: Lê Văn Luân

24


bit. Khi việc chuyển đổi hoàn tất thì chân INTR được ADC hạ xuống thấp.
• CLK IN và CLK R
CLK IN (chân số 4), là chân vào nối tới đồng hồ ngoài được sử dụng để tạo thời gian.
Tuy nhiên ADC0804 cũng có một bộ tạo xung đồng hồ riêng. Để dùng đồng hồ riêng
thì các chân CLK IN và CLK R (chân s ố 19) được nối với một tụ điện và một điện trở
(như hình vẽ). Khi ấy tần số được xác định bằng biểu thức:
Với R=10 k, C=150pF và tần số f=606 kHz và thời gian chuyển đổi là 110 s.

Hình 2.3: Sơ đồ chân nguyên lý ADC0804

• Ngắt INTR (Interupt)
Chân số 5, là chân ra tích cực mức thấp. Bình thường chân này ở trạng thái cao và khi
việc chuyển đổi hoàn tất thì nó xuống thấp để báo cho CPU biết l à dữ liệu chuyển đổi
sẵn sàng để lấy đi. Sau khi INTR xuống thấp, cần đặt CS = 0 v à gửi một xung cao
xuống thấp tới chân RD để đưa dữ liệu ra.
• Vin (+) và Vin (-)
Chân số 6 và chân số 7, đây là 2 đầu vào tương tự vi sai, trong đó Vin = Vin (+) – Vin (-).
Thông thường Vin (-) được nối tới đất và Vin (+) được dùng làm đầu vào tưộng tự và sẽ
được
chuyển đổi về dạng số.
• Vcc
Chân số 20, là chân nguồn nuôi +5V. Chân này còn được dùng làm điện áp tham chiếu
khi đầu vào Vref/2 để hở.
• Vref/2
Chân số 9, là chân điện áp đầu vào được dùng làm điện áp tham chiếu. Nếu chân này
GVHD: Phạm Văn Hải
SVTH: Lê Văn Luân

25