Thuyet-Minh-May-Say-Quan-Ao tải lên

Trường ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN TÍCH HỢP 2
LỜI MỞ ĐẦU

May mặc là nhu cầu không thể thiếu của con người.Vấn đề đặt ra là phải giải
quyết tốt các nhu cầu của ngành dệt may.Việc nhập các trang thiết bị từ nước ngoài
đòi hỏi phải có nhiều ngoại tệ.Vì vậy mục tiêu lớn nhất cũa nhà nước ta phải làm
sao sử dụng các trang thiết bị trong nước đáp ứng nhu cầu nhanh chóng của các
công ty, trong các bệnh viện, các ngành công nghiệp khác,và kể cả xuất khẩu.
Mặt khác, ngành dệt may nước ta đang trên đà phát triển mạnh mẽ, nhu cầu
về vật liệu, lao động, trang thiết bị được đặt ra với yêu cầu ngày càng cao. Đặc biệt
là nhu cầu về trang thiết bị máy móc nhằm nâng cao hệ số sử dụng vật liệu, giảm
số lao động, nâng cao năng suất, rút ngắn thời gian sản xuất, đồng thời chủ động
trong sản xuất.
Xuất phát từ nhu cầu thực tế đó đề tài “ Thiết kế, chế tạo mạch máy sấy
quần áo“ của chúng em đi sâu nghiên cứu để tìm ra các phương pháp chế tạo, điều
khiển… nhằm nâng cao hơn nữa năng suất, chất lượng của sản phẩm. Góp phần
thúc đẩy sự phát triển của ngành dệt may nói riêng và các ngành công nghiệp khác
nói chung. Và đây cũng chính là đồ án tích hợp mức 2 của chúng em. Tuy nhiên
trong quá trình thực hiện sẽ không thể tránh khỏi những sai sót. Rất mong được sự
giúp đỡ và tham khảo ý kiến của thầy cô và các bạn để chúng em có thể hoàn thành
tốt đề tài. Cuối cùng chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo Đặng
Văn Khanh và quý thầy cô cùng các bạn sinh viên đã giúp đỡ chúng em hoàn
thành đồ án này. Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Hưng Yên, ngày tháng năm 2018
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Văn Hiếu
Nguyễn Văn Hoàng

GVHD: Đặng Văn Khanh


1

SVTH: Nguyễn Văn Hiếu
Nguyễn Văn Hoàng


Trường ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN TÍCH HỢP 2

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………

Hưng yên, ngày tháng năm 2018
Giáo viên hướng dẫn

MỤC LỤC

GVHD: Đặng Văn Khanh


2

SVTH: Nguyễn Văn Hiếu
Nguyễn Văn Hoàng


Trường ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN TÍCH HỢP 2

LỜI MỞ ĐẦU.......................................................................................................1
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN...................................................2
MỤC LỤC.............................................................................................................3
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI.......................................5
1.1. Lý do lựa chọn đề tài......................................................................................5
1.2. Mục đích thực hiện đề tài...............................................................................5
1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu..................................................................5

1.4. Phương pháp nghiên cứu................................................................................5
1.5. Ý nghĩa của đề tài...........................................................................................5
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT.....................................................................6
2.1. Giới thiệu về các linh kiện cơ bản trong mạch...............................................6
2.1.1. Điện trở........................................................................................................6
2.1.2. Tranzitor......................................................................................................7
2.1.3. Diode...........................................................................................................9
2.1.4. Thạch anh..................................................................................................11
2.1.5. Quạt...........................................................................................................11
2.1.7. Tìm hiểu IC ổn áp 7805 ............................................................................12
2.1.8 Giới thiệu biến áp nguồn...........................................................................13
2.2. Giới thiệu chung cấu trúc bộ vi điều khiển AT89C51..................................15
2.2.1. Tóm tắt về lịch sử của AT89C51...............................................................15
2.2.2. Sơ đồ chân tín hiệu của 89C51..................................................................17
2.2.3. Các thanh ghi chức năng đặc biệt..............................................................17
2.2.4. Các tiêu chuẩn lựa chọn bộ vi điều khiển.................................................24
2.3. Tổng quan về cảm biến DHT11...................................................................26
2.3.1. Giới thiệu tổng quan về cảm biến DHT11................................................26
2.3.2. Đặc điểm của DHT11................................................................................26
GVHD: Đặng Văn Khanh


3

SVTH: Nguyễn Văn Hiếu
Nguyễn Văn Hoàng


Trường ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN TÍCH HỢP 2

2.3.3. Nguyên lý hoạt động.................................................................................27
2.4. Màn hình tinh thể lỏng LCD 16x02.............................................................28
3.1. Sơ đồ khối toàn hệ thống..............................................................................32
3.1.1. Sơ đồ khối..................................................................................................32
3.1.2. Chức năng các khối...................................................................................32
3.2. Sơ đồ nguyên lý toàn hệ thống.....................................................................35
3.3. Sơ đồ board mạch.........................................................................................36
3.4. Sơ đồ bố trí linh kiện....................................................................................36
3.5.1 Lưu đồ thuật toán.......................................................................................37
3.5.2 Chương trình điều khiển............................................................................38
CHƯƠNG IV. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN...................................44
4.1 Hướng phát triển của đề tài..........................................................................44
4.2 Kết luận.........................................................................................................44
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................46

GVHD: Đặng Văn Khanh


4

SVTH: Nguyễn Văn Hiếu
Nguyễn Văn Hoàng


Trường ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN TÍCH HỢP 2

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1. Lý do lựa chọn đề tài
Một trong các khâu quan trọng của ngành dệt may trước khi đưa sản phẩm ra
thị trường đó là quá trình giặt-vắt-sấy. Quá trình này giúp tẩy rửa sạch các vết bẩn
và các hoá chất phẩm nhuộm ra khỏi sản phẩm một cách nhanh chóng. Từ lâu quá
trình này đã đóng một vai trò quan trọng không thể thiếu trong ngành dệt may, các
hệ thống máy móc giúp tăng năng suất, rút ngắn thời gian sản xuất, an toàn cho
người lao động … đã được chế tạo thành công. Tuy nhiên hệ thống máy móc này
vẫn còn nhiều thiếu sót và hạn chế.
Mặt khác, ngành dệt may nước ta đang trên đà phát triển mạnh mẽ, nhu cầu
về vật liệu, lao động, trang thiết bị được đặt ra với yêu cầu ngày càng cao. Đặc biệt
là nhu cầu về trang thiết bị máy móc nhằm nâng cao hệ số sử dụng vật liệu, giảm
số lao động, nâng cao năng suất, rút ngắn thời gian sản xuất, đồng thời chủ động
trong sản xuất.
1.2. Mục đích thực hiện đề tài
Để tổng kết lại kiến thức đã học trong thời gian học, cũng như để làm quen
với công việc thiết kế chế tạo máy của một người cán bộ kỹ thuật trong ngành cơ
khí sau này.
Nâng cao chất lượng sản phẩm, hạ giá thành, cải thiện môi trường làm việc
cho người lao động. Tạo ra sản phẩm hoàn chỉnh có giá trị lợi nhuận cao.
1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là các mô hình 3D của máy tìm hiểu. Phạm vi nghiên
cứu là xây dựng ý tưởng, phân tích lựa chọn mô hình, tính toán cơ sở lý thuyết, mô
phỏng động học máy trên phần mềm inventor và chế tạo mô hình thực tế.
1.4. Phương pháp nghiên cứu
Phân tích định tính: đọc tài liệu, tìm hiểu các máy hiện nay. Phân tích ưu
nhược điểm của các máy hiện có trên thị trường…và nhu cầu tiêu dùng sản phẩm
hiện nay.

Phân tích định lượng: tìm hiểu về giá cả máy nếu nhập từ nước ngoài về so
với mức thu nhập của người dân nước ta và giá thành của các máy được sản xuất
trong nước. Từ đó, tiến hành so sánh sản phẩm để kết hợp những ưu điểm vào máy.
1.5. Ý nghĩa của đề tài
GVHD: Đặng Văn Khanh


5

SVTH: Nguyễn Văn Hiếu
Nguyễn Văn Hoàng


Trường ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN TÍCH HỢP 2

Ý nghĩa khoa học: là tiền đề, cơ sở ban đầu để sinh viên trường đại học
SPKT Hưng Yên tiếp xúc với công nghệ chế tạo máy và ứng dụng.
Ý nghĩa thực tiễn: bước đầu trong việc làm chủ công nghệ, tiền đề cho việc
sử dụng kiến thức được học vào ứng dụng thực tế.
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. Giới thiệu về các linh kiện cơ bản trong mạch.
2.1.1. Điện trở
 Khái niệm điện trở .
Điện trở là sự cản trở dòng điện của một vật dẫn điện, nếu một vật dẫn điện
tốt thì điện trở nhỏ, vật dẫn điện kém thì điện trở lớn, vật cách điện thì điện trở là
vô cùng lớn .
 Điện trở trong thiết bị điện tử .

- Hình dáng và ký hiệu: Trong thiết bị điện tử điện trở là một linh kiện quan
trọng, chúng được làm từ hợp chất cacbon và kim loại tuỳ theo tỷ lệ pha trộn
mà người ta tạo ra được các loại điện trở có trị số khác nhau.

Hình 2.1. Hình dạng của điện trở trong thiết bị điện tử.
Hình 2. 2. Ký hiệu của điện trở trên các sơ đồ nguyên lý.
- Phân loại điện trở .
Điện trở thường : Điện trở thường là các điện trở có công xuất nhỏ từ 0,125W đến
0,5W
Điện trở công xuất : Là các điện trở có công xuất lớn hơn từ 1W, 2W, 5W, 10W.
Điện trở sứ, điện trở nhiệt : Là cách gọi khác của các điện trở công xuất , điện trở
này có vỏ bọc sứ, khi hoạt động chúng toả nhiệt.
Các điện trở : 2W – 1W – 0,5W – 0,25W

GVHD: Đặng Văn Khanh


6

SVTH: Nguyễn Văn Hiếu
Nguyễn Văn Hoàng


Trường ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN TÍCH HỢP 2

Hình 2.3. Điện trở sứ hay trở nhiệt
- Ứng dụng của điện trở.

Điện trở có mặt ở mọi nơi trong thiết bị điện tử và như vậy điện trở là linh
kiện quan trọng không thể thiếu được , trong mạch điện , điện trở có những tác
dụng như : Khống chế dòng điện qua tải cho phù hợp; Phân cực cho bóng bán dẫn
hoạt động ….
2.1.2. Tranzitor
a-Cấu tạo của Transistor. (Bóng bán dẫn)
Transistor gồm ba lớp bán dẫn ghép với nhau hình thành hai mối
tiếp giáp P-N, nếu ghép theo thứ tự PNP ta được Transistor thuận , nếu ghép theo
thứ tự NPN ta được Transistor ngược. về phương diện cấu tạo Transistor tương
đương với hai Diode đấu ngược chiều nhau.

Hình 2.4. Cấu tạo Transistor
- Ba lớp bán đẫn được nối ra thành ba cực, lớp giữa gọi là cực gốc ký hiệu là
(Base), lớp bán dẫn B rất mỏng và có nồng độ tạp chất thấp .
- Hai lớp bán dẫn bên ngoài được nối ra thành cực phát ( Emitter ) viết tắt là
E, và cực thu hay cực góp ( Collector ) viết tắt là C, vùng bán dẫn E và C có
cùng loại bán dẫn (loại N hay P ) nhưng có kích thước và nồng độ tạp chất
khác nhau nên không hoán vị cho nhau được.
b - Nguyên tắc hoạt động của transistor .
 Xét hoạt động của Transistor NPN .

GVHD: Đặng Văn Khanh


7

SVTH: Nguyễn Văn Hiếu
Nguyễn Văn Hoàng

Trường ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN TÍCH HỢP 2

- Ta cấp nguồn một chiều UCE vào hai cực C và E trong đó (+) nguồn vào cực
C và (-) nguồn cực E.
- Cấp nguồn một chiều U BE đi qua công tắc và trở hạn dòng vào hai phía cực
B và E, trong đó cực (+) vào chân B và cực (-) vào chân E.
- Khi công tắc mở, ta thấy rằng, mặc dù hai cực C và E đã được cấp điện
nhưng vẫn không có dòng chạy qua mồi CE ( lúc này dòng IC=0 ).
- Khi công tắc đóng , mối P-N được phân cực thuận do đó có một dòng chạy
từ (+) nguồn UBE qua công tắc => qua R hạn dòng => qua mối BE về cực
(-) tạo thành dòng IB .
- Ngay khi dòng IB xuất hiện => lập tức cũng có dòng IC chạy qua mối CE
làm bóng đen phát sang, và dòng IC mạnh gấp nhiều lần dòng IB .
- Như vậy rõ ràng dòng I C hoàn toàn phụ thuộc vào dòng I B và phụ thuộc theo
một công thức :
IC = β
Trong đó : IC là dòng chạy qua mối C
IB là dòng chạy qua mối BE
β là hệ số khuyếch đại của Transistor

Hình 2.5. Mạch khảo sát về nguyên tắc hoạt
 Xét hoạt động của Transistor PNP .
Sự hoạt động của Transistor PNP hoàn toàn tương tự Transistor NPN nhưng
cực tính của các nguồn điện UCE và UBE ngược lại. Dòng IC đi từ E sang C còn
dòng IB đi từ E sang B.
c - Ký hiệu & hình dáng Transistor .
GVHD: Đặng Văn Khanh


8

SVTH: Nguyễn Văn Hiếu
Nguyễn Văn Hoàng


Trường ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN TÍCH HỢP 2

Hình 2.6. Ký hiệu của Transistor

Hình 2.7 a) Transistor công suất nhỏ
2.1.3. Diode

Hình 2.7 b) Transistor công suất lớn

a - Tiếp giáp P - N và Cấu tạo của Diode bán dẫn.
Khi đã có được hai chất bán dẫn là P và N , nếu ghép hai chất bán dẫn theo
một tiếp giáp P - N ta được một Diode, tiếp giáp P -N có đặc điểm: Tại bề mặt tiếp
xúc, các điện tử dư thừa trong bán dẫn N khuyếch tán sang vùng bán dẫn P để lấp
vào các lỗ trống tạo thành một lớp Ion trung hoà về điện lớp Ion này tạo thành
miền cách điện giữa hai chất bán dẫn.

Hình 2.8. Mối tiếp xúc P - N Cấu tạo của Diode .
 Ở hình trên là mối tiếp xúc P - N và cũng chính là cấu tạo của Diode bán
dẫn .

GVHD: Đặng Văn Khanh


9

SVTH: Nguyễn Văn Hiếu
Nguyễn Văn Hoàng


Trường ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN TÍCH HỢP 2

Hình 2.9. Ký hiệu và hình dáng của Diode bán dẫn.
b - Phân cực thuận cho Diode .
Khi ta cấp điện áp dương (+) vào Anôt (vùng bán dẫn P ) và điện áp âm (-)
vào Katôt (vùng bán dẫn N), khi đó dưới tác dụng tương tác của điện áp, miền cách
điện thu hẹp lại, khi điện áp chênh lệch giữ hai cực đạt 0,6V ( với Diode loại Si )
hoặc 0,2V ( với Diode loại Ge ) thì diện tích miền cách điện giảm bằng không
Diode bắt đầu dẫn điện. Nếu tiếp tục tăng điện áp nguồn thì dòng qua Diode tăng
nhanh nhưng chênh lệch điện áp giữa hai cực của Diode không tăng (vẫn giữ ở
mức 0,6V).

Hình 2.10. Diode (Si) phân cực thuận - Khi Dode dẫn
điện áp thuận đựơc gim ở mức 0,6V

Hình 2.11. Đường đặc tuyến của điện áp thuận qua Diode
GVHD: Đặng Văn Khanh


10

SVTH: Nguyễn Văn Hiếu
Nguyễn Văn Hoàng


Trường ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN TÍCH HỢP 2

c - Phân cực ngược cho Diode.
Khi phân cực ngược cho Diode tức là cấp nguồn (+) vào Katôt (bán dẫn N),
nguồn (-) vào Anôt (bán dẫn P), dưới sự tương tác của điện áp ngược, miền cách
điện càng rộng ra và ngăn cản dòng điện đi qua mối tiếp giáp, Diode có thể chiu
được điện áp ngược rất lớn khoảng 1000V thì diode mới bị đánh thủng .

Hình 2.12. Diode chỉ bị cháy khi áp phân cực ngựơc tăng > = 1000V
d - Ứng dụng của Diode bán dẫn .
Do tính chất dẫn điện một chiều nên Diode thường được sử dụng trong các
mạch chỉnh lưu nguồn xoay chiều thành một chiều, các mạch tách sóng, mạch gim
áp phân cực cho transistor hoạt động . Trong mạch chỉnh lưu Diode có thể được
tích hợp thành Diode cầu. có dạng .

Hình 2.13. Diode cầu trong mạch chỉnh lưu điện xoay chiều .
2.1.4. Thạch anh
Thạch anh là một linh kiện làm bằng tinh thể đá thạch anh được mài phẳng
và chính xác. Linh kiện thạch anh làm việc dựa trên hiệu ứng áp điện. Hiệu ứng

này có tính thuận nghịch.Khi áp một điện áp vào 2 mặt của thạch anh,nó sẽ bị biến
dạng. Ngược lại khi tạo sức ép vào 2 bề mặt của nó, nó sẽ phát ra điện áp.

GVHD: Đặng Văn Khanh


11

SVTH: Nguyễn Văn Hiếu
Nguyễn Văn Hoàng


Trường ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN TÍCH HỢP 2

Những tinh thể thạch anh đầu tiên được sử dụng bởi chúng có tính chất “áp
điện”, có nghĩa là chúng chuyển các dao động cơ khí thành điện áp và ngược lại,
chuyển các dao động cơ khí thành các xung điện áp. Một đặc tính quan trọng của
tinh thể thạch anh là nếu tác động bằng các dạng cơ học đến chúng (âm thanh, sóng
nước…)vào tinh thể thạch anh thì chúng sẽ tạo ra một điện áp dao động có tần số
tương đương với mức độ tác động của chúng, do đó chúng được ứng dụng trong rất
nhiều lĩnh vực. Chẳng hạn như kiểm soát những sự rung động trong các động cơ xe
hơi để kiểm soát sự hoạt động của chúng.
Lần đầu tiên Walter G. Cady ứng dụng thạch anh vào một bộ kiểm soát dao
động điện tử vào năm 1921. Ông công bố kết quả vào năm 1922 và đến năm 1927
thì Warreb A. Marrison đã ứng dụng tinh thể thạch anh vào điều khiển sự hoạt
động của các đồng hồ.
Mạch dao động thạch anh cho ra tần số rất ổn định, sử dụng rất nhiều trong

các đồng hồ điện tử (như đồng hồ đeo tay, đồng hồ để bàn…), trong các thiết bị đo
lường điện tử (tạo xung chuẩn), trong mạch đồng hồ màu của TV, VCR, trong các
thiết bị tin học (máy vi tính, các thiết bị nối với máy vi tính), trong các nhạc cụ
điện tử như piano điện, organ…
2.1.5. Quạt
 Giới thiệu về quạt 12V-DC
Thực chất quạt là một mô tơ gắn với nhiều cánh nhằm làm khối không khí di
chuyển.
Mô tơ được tạo ra bằng rất nhiều cuộn dây, bên trong quạt có thể dễ dàng
nhận ra 4 "cánh tay" hoặc "răng" hình chữ T bằng kim loại, mỗi một cái đều có 2
cuộn được gắn vào, thường thì một cuộn sử dụng dây đồng đỏ và cuộn còn lại sử
dụng dây đồng trần.

GVHD: Đặng Văn Khanh


12

SVTH: Nguyễn Văn Hiếu
Nguyễn Văn Hoàng


Trường ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN TÍCH HỢP 2

Hình 2.14. Quạt 12V-DC
2.1.6. Dây điện trở nhiệt

Hình 2.15. Dây điện trở nhiệt
Điện áp hoạt động trong khoảng 5 đến 24V DC. Dòng tiêu thụ của dây điện
trở phụ thuộc vào chiều dài của dây. Dây điện trở nhiệt khi được cấp nguồn sẽ
nóng được sử dụng làm dây đốt nóng trong đồ án này.
2.1.7. Tìm hiểu IC ổn áp 7805 .
Đây là linh kiện ổn áp không thể thiếu trong các mạch nguồn, mạch ổn áp.
- IC 7805 cho ổn định điện áp đầu ra là 5V.
- Thông số kỹ thuật:
- Dòng cực đại có thể duy trì 1A.
- Dòng đỉnh là 2,2A.
GVHD: Đặng Văn Khanh


13

SVTH: Nguyễn Văn Hiếu
Nguyễn Văn Hoàng


Trường ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN TÍCH HỢP 2

- Công suất tiêu tán cực đại nếu không dùng tản nhiệt là 2W.
- Công suất tiêu tán cực đại nếu dùng tản nhiệt là 15W.
 Hình dạng thực tế của IC 7805:

Hình 2.16. Hình dạng của 7805
Chân

Ký hiệu

Chức năng

1

INPUT

Chân nguồn đầu vào

2

GND

Chân nối đất

3

Vout

Đầu ra ổn định

Bảng 2.1. Mô tả chức năng chân của IC 7805 – IC 7812
*Nguyên lý hoạt động:
IC 7805: ngõ ra OUT luôn ổn định ở 5 V dù nguồn điện áp từ nguồn cung cấp
thay đổi. Mạch này dùng để cung cấp nguồn cho mạch điện chỉ hoạt động ở điện
áp 5v (các loại vi diều khiển và IC thường hoạt động ở điện áp này). Nếu nguồn
điện có sự cố đột ngột, điện áp tăng cao thì mạch điện vẫn hoạt động ổn định nhờ
có IC 7805 giữ được điện áp ở ngõ ra OUT 5v không đổi.

2.1.8 Giới thiệu biến áp nguồn

Hinh 2.17. Hình ảnh thực tế của máy biến áp nguồn
GVHD: Đặng Văn Khanh


14

SVTH: Nguyễn Văn Hiếu
Nguyễn Văn Hoàng


Trường ĐH SPKT Hưng Yên
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN TÍCH HỢP 2

Máy biến áp là một thiết bị điện từ loại tĩnh, làm việc theo nguyên lý cảm ứng
điện từ, biến đổi một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này thành một hệ
thống dòng điện xoay chiều ở điện áp khác với tần số không thay đổi.
 Cấu tạo máy biến áp:
Máy biến áp có các bộ phận chính như sau: Lõi thép, dây quấn và vỏ máy.
Lõi thép dùng làm mạch từ để dẫn từ thông,đồng thời làm khung để đặt dây
quấn.Thông thường để giảm tổn hao do dòng điện xoáy sinh ra,lõi thép cấu tạo
gồm các lá thép kỹ thuật (tole silic) dày 0,35mm ghép lại đối với máy biến áp hoạt
động ở tần số vài trăm HZ.
Đối với các máy biến áp dùng trong lĩnh vực thông tin tần số cao thường được
tạo bởi các lá thép permalloy ghép lại.
Nguyên lý hoạt động của máy biến áp : Hoạt động dựa trên ý niệm về cảm
ứng điện từ. Để tăng hiệu quả thì mạch từ được cấu tạo bởi vật liệu dẫn từ tốt.

Sơ đồ nguyên lý:

-

Hình 2.18. Sơ đồ nguyên lý của máy biến áp
Dây quấn 1 có N1 vòng dây và dây quấn 2 có N2 vòng dây được quấn trên
lõi thép 3
Khi đặt một điện áp xoay chiều U1 vào dây quấn 1 (dây quấn sơ cấp), sẽ có
dòngđiện i1 chạy trong dây quấn 1.
Trong lõi sinh ra từ thôngΦ móc vòng với cả hai dây quấn 1 và 2, cảm ứng
racác sức điện động e1 và e2.
Dây quấn 2 (dây quấn thứ cấp) có sức điện động e2, sẽ sinh ra dòng điện i2
đưara tải với điện áp xoay chiều u2.

GVHD: Đặng Văn Khanh


15

SVTH: Nguyễn Văn Hiếu
Nguyễn Văn Hoàng


Trng H SPKT Hng Yờn
Khoa in in T

N TCH HP 2

- Nh vy nng lng ca dũng in xoay chiu ó c truyn t dõy qun
1sang dõy qun 2.

Nu N2> N1 thỡ U2> U1, I2< I1: mỏy tng ỏp
Nu N2< N1 thỡ U2< U1, I2> I1: mỏy gim ỏp
Cụng dng ca mỏy bin ỏp
- B iu chnh in ỏp ca dõy qun cao ỏp.
- Mỏy bin ỏp dựng tng in ỏp t mỏy phỏt in lờn ng dõy ti in i
xa,v gim in ỏp cui ng dõy cung cp cho ti.
- Ngoi ra, chỳng cũn c dựng trong cỏc lũ nung, hn in, o lng hoc
lm ngun in cho cỏc thit b in, in t.
- Nghiờn cu ch hot ng khụng ti ca mỏy bin ỏp l rt cn thit.
- Qua ú, chỳng ta cú th xỏc nh c cỏc i lng chớnh ca mỏy bin
ỏp,bng phng phỏp tớnh toỏn v phng phỏp thc nghim nh: t s bin
ỏp, dũng in khụng ti v tn hao khụng ti.
- Hn na, phi hp gia c tớnh khụng ti v c tớnh cú ti, chỳng ta cú th
xỏc nh c hiu sut ca mỏy bin ỏp.
2.2. Gii thiu chung cu trỳc b vi iu khin AT89C51
Trong mục này chúng ta xem xét một số thành viên khác
nhau của họ bộ vi điều khiển 8051 và các đặc điểm bên trong
của chúng. Đồng thời ta điểm qua một số nhà sản xuất khác nhau
và các sản phẩm của họ có trên thị trờng.
2.2.1. Túm tt v lch s ca AT89C51
Vào năm 1981. Hãng Intel giới thiệu một số bộ vi điều khiển
đợc gọi là AT89C51. Bộ vi điều khiển này có 128 byte RAM, 4K
byte ROM trên chíp, hai bộ định thời, một cổng nối tiếp và 4
cổng (đều rộng 8 bit) vào ra tất cả đợc đặt trên một chíp. Lúc
ấy nó đợc coi là một hệ thống trên chíp. AT89C51 là một bộ xử
lý 8 bit có nghĩa là CPU chỉ có thể làm việc với 8 bit dữ liệu tại
GVHD: ng Vn Khanh


16

SVTH: Nguyn Vn Hiu
Nguyn Vn Hong


Trng H SPKT Hng Yờn
Khoa in in T

N TCH HP 2

một thời điểm. Dữ liệu lớn hơn 8 bit đợc chia ra thành các dữ
liệu 8 bit để cho xử lý. AT89C51 có tất cả 4 cổng vào - ra I/O mỗi
cổng rộng 8 bit (xem hình 1.2). Mặc dù 8051 có thể có một ROM
trên chíp cực đại là 64 K byte, nhng các nhà sản xuất lúc đó đã
cho xuất xởng chỉ với 4K byte ROM trên chíp. Điều này sẽ đợc bàn
chi tiết hơn sau này.
AT89C51 đã trở nên phổ biến sau khi Intel cho phép các nhà
sản xuất khác sản xuất và bán bất kỳ dạng biến thế nào của
AT89C51 mà họ thích với điều kiện họ phải để mã lại tơng thích
với AT89C51. Điều này dẫn đến sự ra đời nhiều phiên bản của
AT89C51 với các tốc độ khác nhau và dung lợng ROM trên chíp
khác nhau đợc bán bởi hơn nửa các nhà sản xuất. Điều này quan
trọng là mặc dù có nhiều biến thể khác nhau của AT89C51 về tốc
độ và dung lơng nhớ ROM trên chíp, nhng tất cả chúng đều tơng thích với AT89C51 ban đầu về các lệnh. Điều này có nghĩa
là nếu ta viết chơng trình của mình cho một phiên bản nào đó
thì nó cũng sẽ chạy với mọi phiên bản bất kỳ khác mà không phân
biệt nó từ hãng sản xuất nào.
Đặc tính

GVHD: ng Vn Khanh

Số lợng


17

SVTH: Nguyn Vn Hiu
Nguyn Vn Hong


Trng H SPKT Hng Yờn
Khoa in in T

N TCH HP 2

ROM trên chíp

4K byte

RAM

128 byte

Bộ định thời

2

Các chân vào - ra

32

Cổng nối tiếp

1

Nguồn ngắt

6

Bng 2.2. Cỏc c tớnh ca AT89C51 u tiờn

Hỡnh 2.19 vi iu khin 8051
Bộ vi điều khiển 8051: Bộ vi điều khiển 8051 là thành viên
đầu tiên của họ AT89C51. Hãng Intel ký hiệu nó nh là MCS51.
Bảng 3.2 trình bày các đặc tính của AT89C51.
2.2.2. S chõn tớn hiu ca 89C51
Chức năng của các chân tín hiệu nh sau:
- P0.0 đến P0.7 là các chân của cổng 0.
- P1.0 đến P1.7 là các chân của cổng 1.
GVHD: ng Vn Khanh


18

SVTH: Nguyn Vn Hiu
Nguyn Vn Hong


Trng H SPKT Hng Yờn
Khoa in in T

N TCH HP 2

- P2.0 đến P2.7 là các chân của cổng 2
- P3.0 đến P3.7 là các chân của cổng 3
- RxD: Nhận tín hiệu kiểu nối tiếp.
- TxD: Truyền tín hiệu kiểu nối tiếp.
- /INT0: Ngắt ngoài 0.
- /INT1: Ngắt ngoài 1.
- T0: Chân vào 0 của bộ Timer/Counter 0.
- T1: Chân vào 1 của bộ Timer/Counter 1.
- /Wr: Ghi dữ liệu vào bộ nhớ ngoài.
- /Rd: Đọc dữ liệu từ bộ nhớ ngoài.
- RST: Chân vào Reset, tích cực ở mức logic cao trong khoảng 2
chu kỳ máy.
- XTAL1: Chân vào mạch khuyếch đaị dao động
- XTAL2: Chân ra từ mạch khuyếch đaị dao động.
- /PSEN : Chân cho phép đọc bộ nhớ chơng trình ngoài (ROM
ngoài).
- ALE (/PROG): Chân tín hiệu cho phép chốt địa chỉ để truy
cập bộ nhớ ngoài, khi On-chip xuất ra byte thấp của địa chỉ.
Tín hiệu chốt đợc kích hoạt ở mức cao, tần số xung chốt = 1/6
tần số dao động của bộ VĐK. Nó có thể đợc dùng cho các bộ
Timer ngoài hoặc cho mục đích tạo xung Clock. Đây cũng là
chân nhận xung vào để nạp chơng trình cho Flash (hoặc
EEPROM) bên trong On-chip khi nó ở mức thấp.
- /EA/Vpp: Cho phép On-chip truy cập bộ nhớ chơng trình ngoài
khi /EA=0, nếu /EA=1 thì On-chip sẽ làm việc với bộ nhớ chơng
trình nội trú. Khi chân này đợc cấp nguồn điện áp 12V (Vpp)
thì On-chip đảm nhận chức năng nạp chơng trình cho Flash

bên trong nó.
- Vcc: Cung cấp dơng nguồn cho On-chip (+ 5V).
- GND: nối mát.
2.2.3. Cỏc thanh ghi chc nng c bit
Bảng2.
Reset

Địa chỉ, ý nghĩa và giá trị của các SFR sau khi

GVHD: ng Vn Khanh


19

SVTH: Nguyn Vn Hiu
Nguyn Vn Hong


Trng H SPKT Hng Yờn
Khoa in in T
Symbol

N TCH HP 2

Name

Address

Reset Values

* ACC

Thanh ghi tích luỹ

0E0h

00000000b

*B

Thanh ghi B

0F0h

00000000b

* PSW

Từ trạng thái chơng
trình
Con trỏ ngăn xếp

0D0h

00000000b

81h

00000111b

Byte cao của con trỏ dữ
liệu 0
DP0H Byte thấp của con trỏ dữ
liệu 0
* P0
Cổng 0

82h

00000000b

83h

00000000b

80h

11111111b

* P1

90h

11111111b

Address

Reset Values

SP

DP0L

Cổng 1

Symbol

Name

* P2

Cổng 2

0A0h

11111111b

* P3

Cổng 3

0B0h

11111111b

0B8h

xxx00000b

0A8h

0xx00000b

89h

00000000b

88h

00000000b

8Ch

00000000b

8Ah

00000000b

8Dh

00000000b

8Bh

00000000b

98h

00000000b

99h

indeterminate

* IP

TG điều khiển ngắt u
tiên
* IE
TG điều khiển cho
phép ngắt
Điều
khiển
kiểu
TMOD
Timer/Counter
* TCON TG
điều
khiển
Timer/Counter
TH0
Byte
cao
của
Timer/Counter 0
TL0
Byte
thấp
của
Timer/Counter 0

TH1
Byte
cao
của
Timer/Counter 1
TL1
Byte
thấp
của
Timer/Counter 1
* SCON Serial Control
SBUF Serial Data Buffer
GVHD: ng Vn Khanh


20

SVTH: Nguyn Vn Hiu
Nguyn Vn Hong


Trng H SPKT Hng Yờn
Khoa in in T

N TCH HP 2

Power Control

87h

0xxx0000b

PCON
Có thể định địa chỉ bit, x: không định nghĩa
* Thanh ghi ACC:
Là thanh ghi tích luỹ, dùng để lu trữ các toán hạng và kết
quả của phép tính. Thanh ghi ACC dài 8 bits. Trong các tập lệnh
của On-chip, nó thờng đợc quy ớc đơn giản là A.
* Thanh ghi B:
Thanh ghi này đợc dùng khi thực hiện các phép toán nhân
và chia. Đối với các lệnh khác, nó có thể xem nh là thanh ghi đệm
tạm thời. Thanh ghi B dài 8 bits. Nó thờng đợc dùng chung với
thanh ghi A trong các phép toán nhân hoặc chia.
* Thanh ghi SP:
Thanh ghi con trỏ ngăn xếp dài 8 bit. SP chứa địa chỉ của
dữ liệu hiện đang ở đỉnh của ngăn xếp. Giá trị của nó đợc tự
động tăng lên khi thực hiện lệnh PUSH trớc khi dữ liệu đợc lu
trữ trong ngăn xếp. SP sẽ tự động giảm xuống khi thực hiện
lệnh POP. Ngăn xếp có thể đặt ở bất cứ nơi nào trong RAM onchip, nhng sau khi khởi động lại hệ thống thì con trỏ ngăn xếp
mặc định sẽ trỏ tới địa chỉ khởi đầu là 07h, vì vậy ngăn xếp
sẽ bắt đầu từ địa chỉ 08h. Ta cũng có thể định con trỏ ngăn
xếp tại địa chỉ mong muốn bằng các lệnh di chuyển dữ liệu
thông qua định địa chỉ tức thời.
* Thanh ghi DPTR:
Thanh ghi con trỏ dữ liệu (16 bit) bao gồm 1 thanh ghi
byte cao (DPH-8bit) và 1 thanh ghi byte thấp (DPL-8bit). DPTR có
thể đợc dùng nh thanh ghi 16 bit hoặc 2 thanh ghi 8 bit độc lập.
Thanh ghi này đợc dùng để truy cập RAM ngoài.
* Ports 0 to 3:
P0, P1, P2, P3 là các chốt của các cổng 0, 1, 2, 3 tơng ứng.

Mỗi chốt gồm 8 bit. Khi ghi mức logic 1 vào một bit của chốt, thì
chân ra tơng ứng của cổng ở mức logic cao. Còn khi ghi mức
logic 0 vào mỗi bit của chốt thì chân ra tơng ứng của cổng ở
mức logic thấp. Khi các cổng đảm nhiệm chức năng nh các đầu
GVHD: ng Vn Khanh


21

SVTH: Nguyn Vn Hiu
Nguyn Vn Hong


Trng H SPKT Hng Yờn
Khoa in in T

N TCH HP 2

vào thì trạng thái bên ngoài của các chân cổng sẽ đợc giữ ở bit
chốt tơng ứng. Tất cả 4 cổng của on-chip đều là cổng I/O hai
chiều, mỗi cổng đều có 8 chân ra, bên trong mỗi chốt bit có
bộ Pullup-tăng cờng do đó nâng cao khả năng nối ghép của
cổng với tải (có thể giao tiếp với 4 đến 8 tải loại TTL).
* Thanh ghi SBUF:
Đệm dữ liệu nối tiếp gồm 2 thanh ghi riêng biệt, một thanh
ghi đệm phát và một thanh ghi đệm thu. Khi dữ liệu đợc
chuyển tới SBUF, nó sẽ đi vào bộ đệm phát, và đợc giữ ở đấy
để chế biến thành dạng truyền tin nối tiếp. Khi dữ liệu đợc
truyền đi từ SBUF, nó sẽ đi ra từ bộ đệm thu.
* Các Thanh ghi Timer

Các đôi thanh ghi (TH0, TL0), (TH1, TL1) là các thanh ghi
đếm 16 bit tơng ứng với các bộ Timer/Counter 0 và 1.
* Các thanh ghi điều khiển
Các thanh ghi chức năng đặc biệt: IP, IE, TMOD, TCON,
SCON, và PCON bao gồm các bit trạng thái và điều khiển đối với
hệ thống ngắt, các bộ Timer/Counter và cổng nối tiếp. Chúng
sẽ đợc mô tả ở phần sau.
* Thanh ghi PSW
Từ trạng thái chơng trình dùng để chứa thông tin về trạng
thái chơng trình. PSW có độ dài 8 bit, mỗi bit đảm nhiệm một
chức năng cụ thể. Thanh ghi này cho phép truy cập ở dạng mức
bit.
CY

AC

FO

RS1

RS0

OV

-

P

CY: Cờ nhớ. Trong các phép toán số học, nếu có nhớ từ phép
cộng bit 7 hoặc có số mợn mang đến bit 7 thì CY đợc đặt

bằng 1.
AC: Cờ nhớ phụ (Đối với mã BCD). Khi cộng các giá trị BCD,
nếu có một số nhớ đợc tạo ra từ bit 3 chuyển sang bit 4 thì
AC đợc đặt bằng 1. Khi giá trị đợc cộng là BCD, lệnh cộng
phải đợc thực hiện tiếp theo bởi lệnh DA A (hiệu chỉnh
GVHD: ng Vn Khanh


22

SVTH: Nguyn Vn Hiu
Nguyn Vn Hong


Trng H SPKT Hng Yờn
Khoa in in T

N TCH HP 2

thập phân thanh chứa A) để đa các kết quả lớn hơn 9 về
giá trị đúng.
F0: Cờ 0 (Có hiệu lực với các mục đích chung của ngời sử
dụng)
RS1: Bit 1 điều khiển chọn băng thanh ghi.
RS0: Bit 0 điều khiển chọn băng thanh ghi.
Lu ý: RS0, RS1 đợc đặt/xoá bằng phần mềm để xác định
băng thanh ghi đang hoạt động (Chọn băng thanh ghi bằng
cách đặt trạng thái cho 2 bit này)
RS1
RS0

Bank 0

0

0

Bank 1

0

1

Bank 2

1

0

Bank 3

1

1

Bảng 2.3. Chọn băng thanh ghi
OV: Cờ tràn. Khi thực hiện các phép toán cộng hoặc trừ
mà xuất hiện một tràn số học, thì OV đợc đặt bằng 1.
Khi các số có dấu đợc cộng hoặc đợc trừ, phần mềm có
thể kiểm tra OV để xác định xem kết quả có nằm trong
tầm hay không. Với phép cộng các số không dấu, OV đợc

bỏ qua. Kết quả lớn hơn +128 hoặc nhỏ hơn -127 sẽ đặt
OV=1.
Bit dành cho ngời sử dụng tự định nghĩa(Nếu cần).
P: Cờ chẵn lẻ. Đợc tự động đặt/ xoá bằng phần cứng
trong mỗi chu trình lệnh để chỉ thị số chẵn hay lẻ của
bit 1 trong thanh ghi tích luỹ. Số các bit 1 trong A cộng với
bit P luôn luôn là số chẵn.
* Thanh ghi PCON:
Thanh ghi điều khiển nguồn.
SMO

-

-

GVHD: ng Vn Khanh

-

GF1

23

GF

PD

IDL

SVTH: Nguyn Vn Hiu

Nguyn Vn Hong


Trng H SPKT Hng Yờn
Khoa in in T

N TCH HP 2

D

0

SMOD: Bit tạo tốc độ Baud gấp đôi. Nếu Timer 1 đợc sử
dụng để tạo tốc độ baud và SMOD=1, thì tốc độ Baud
đợc tăng lên gấp đôi khi cổng truyền tin nối tiếp đợc
dùng bởi các kiểu 1, 2 hoặc 3.
Không sử dụng, các bit này có thể đợc dùng ở các bộ VXL
trong tơng lai. Ngời sử dụng không đợc phép tự định
nghĩa cho các bit này.
GF0, GF1: Cờ dùng cho các mục đích chung (đa mục
đích).
PD: bit nguồn giảm. Đặt bit này ở mức tích cực để vận
hành chế độ nguồn giảm trong AT89C51. Chỉ có thể ra
khỏi chế độ bằng Reset.
IDL: bit chọn chế độ nghỉ. Đặt bit này ở mức tích cực
để vận hành kiểu Idle (Chế độ không làm việc) trong
AT89C51.
Lu ý: Nếu PD và IDL cùng đợc kích hoạt cùng 1 lúc ở mức tích
cực, thì PD đợc u tiên thực hiện trớc. Chỉ ra khỏi chế độ bằng 1
ngắt hoặc Reset lại hệ thống.

* Thanh ghi IE:
Thanh ghi cho phép ngắt
EA: Nếu EA=0, không cho phép bất cứ ngắt nào hoạt
động. Nếu EA=1, mỗi nguồn ngắt riêng biệt đợc phép
hoặc không đợc phép hoạt động bằng cách đặt hoặc xoá
bit Enable của nó.
Không dùng, ngời sử dụng không nên định nghĩa cho Bit
này, bởi vì nó có thể đợc dùng ở các bộ AT89 trong tơng lai.
ET2: Bit cho phép hoặc không cho phép ngắt bộ Timer 2.
ES: Bit cho phép hoặc không cho phép ngắt cổng nối tiếp
(SPI và UART).
ET1: Bit cho phép hoặc không cho phép ngắt tràn bộ
Timer 1
GVHD: ng Vn Khanh


24

SVTH: Nguyn Vn Hiu
Nguyn Vn Hong


Trng H SPKT Hng Yờn
Khoa in in T

N TCH HP 2

EX1: Bit cho phép hoặc không cho phép ngắt ngoài 1.
ET0: Bit cho phép hoặc không cho phép ngắt tràn bộ
Timer 0

EX0: Bit cho phép hoặc không cho phép ngắt ngoài 0.
* Thanh ghi IP:
Thanh ghi u tiên ngắt.
Không dùng, ngời sử dụng không nên ghi 1 vào các Bit này.
PT2: Xác định mức u tiên của ngắt Timer 2.
PS: Định nghĩa mức u tiên của ngắt cổng nối tiếp.
PT1: Định nghĩa mức u tiên của ngắt Timer 1.
PX1: Định nghĩa mức u tiên của ngắt ngoài 1.
PT0: Định nghĩa mức u tiên của ngắt Timer 0.
PX0: Định nghĩa mức u tiên của ngắt ngoài 0.
* Thanh ghi TCON :
Thanh ghi điều khiển bộ Timer/Counter
TF1: Cờ tràn Timer 1. Đợc đặt bởi phần cứng khi bộ Timer
1 tràn. Đợc xoá bởi phần cứng khi bộ vi xử lý hớng tới chơng
trình con phục vụ ngắt.
TR1: Bit điều khiển bộ Timer 1 hoạt động. Đợc đặt/xoá
bởi phần mềm để điều khiển bộ Timer 1 ON/OFF
TF0: Cờ tràn Timer 0. Đợc đặt bởi phần cứng khi bộ
Timer 0 tràn. Đợc xoá bởi phần cứng khi bộ vi xử lý hớng tới
chơng trình con phục vụ ngắt.
TR0: Bit điều khiển bộ Timer 0 hoạt động. Đợc đặt/xoá
bởi phần mềm để điều khiển bộ Timer 0 ON/OFF.
IE1: Cờ ngắt ngoài 1. Đợc đặt bởi phần cứng khi sờn
xung của ngắt ngoài 1 đợc phát hiện. Đợc xoá bởi phần
cứng khi ngắt đợc xử lý.
IT1: Bit điều khiển ngắt 1 để tạo ra ngắt ngoài. Đợc
đặt/xoá bởi phần mềm.

GVHD: ng Vn Khanh

25

SVTH: Nguyn Vn Hiu
Nguyn Vn Hong