lsandy_2805
New Member
Download miễn phí Luận văn Số hóa thiết bị mạch điện
Lời giới thiệu
Trong thời đại ngày nay máy tính điện tử đã góp phần không nhỏ đối với sự phát triển xã hội. Do yêu cầu của con người ngày càng cao, các thế hệ máy tính đã liên tục phát triển không ngừng. Ngay trong giai đoạn đầu các thế hệ vi xử lý 8 bit được dùng là Z80,8085, sau đó là các hệ vi xử lý 16 bit như 8086, 8088
Các hệ vi xử lý này đã góp phần quan trọng trong việc chương trình hóa các hoạt động của máy móc trong công nghiệp nhờ vào các phần mềm ứng dụng. Tại Việt nam, việc chương trình hóa các hệ thống đang được áp dụng ngày càng nhiều trong các nhà máy công nghiệp.
Kỹ thuật vi xử lý, vi điều khiển là kỹ thuật của tương lai, là chìa khóa đi vào công nghệ hiện đại. Đối với sinh viên chuyên ngành điện tử, đây là một lĩnh vực mới, hứa hẹn và mở ra nhiều triển vọng. Để góp phần tạo nền tảng ban đầu cho việc học tập, tìm hiểu kỹ thuật vi xử lý và cách truyền dữ liệu từ vi xử lý với các thiết bị bên ngoài, cũng như giao tiếp với máy tính, em đã thực hiện đề tài: “SỐ HOÁ BÀI THÍ NGHIỆM MẠCH ĐIỆN ”.
Nhờ có sự giúp đỡ của quý thầy cô và bạn bè, em đã cố gắng thực hiện đề tài được giao nhưng do kiến thức và thời gian có hạn nên đề tài không thể tránh khỏi thiếu sót nên rất mong sự đóng góp của quý thầy cô và bạn bè.
Em xin chân thành Thank thầy LƯƠNG VĂN LĂNG đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành đề tài này.
Em xin chân thành Thank các bạn sinh viên đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành tốt luận văn.
ỤC LỤC
PHẦN 1 : LÝ THUYẾT CHUNG
A. ĐẶT VẤN ĐỀ : 4
I. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI : 4
II. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI : 4
III. SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG QUÁT : 4
B. GIỚI THIỆU AT89C51: 5
I. TÓM TẮT PHẦN CỨNG : 5
1. Giới thiệu họ MCS51 : 5
2. Sơ lược về các chân của AT89C51 : 6
3. Tổ chức bộ nhớ : 9
4. Các thanh ghi chức năng đặc biệt : 13
5. Bộ nhớ ngoài : 17
6. Ngõ vào tín hiệu RESET: 21
II. HOẠT ĐỘNG CỦA BỘ ĐỊNH THÌ TIMER: 22
1. Giới thiệu : 22
2. Thanh ghi chế độ Timer (TMOD) : 23
3. Thanh ghi điều khiển timer (TCON) : 24
4. Chế độ timer : 25
5. Nguồn tạo xung nhịp : 27
6. Bắt đầu, dừng và điều khiển các Timer: 28
7. Khởi động và truy xuất các thanh ghi timer : 29
8. Các khoảng ngắn và các khoảng dài: 29
III. HOẠT ĐỘNG CỦA BỘ NGẮT (INTERRUPT): 30
1. Giới thiệu : 30
2. Tổ chức ngắt của AT89C51: 31
3. Các ngắt của CAT89C51: 31
4. Định thì interrupt: 32
IV. HOẠT ĐỘNG PORT NỐI TIẾP : 32
1. Giới thiệu : 32
2. Thanh ghi điều khiển port nối tiếp : 33
3. Các chế độ hoạt động : 35
4. Khởi động và truy xuất các thanh ghi cổng nối tiếp : 36
5. Truyền thông đa xử lý : 38
6. Tốc độ baud cổng nối tiếp : 38
V. TẬP LỆNH CỦA CAT89C51: 40
Các chế độ đánh địa chỉ : Trong tập lệnh có 8 chế độ đánh địa chỉ: 40
C. BIẾN ĐỔI A/D VÀ D/A : 44
I. GIỚI THIỆU ADC0809 : 44
1. Sơ đồ khối : 44
2. Sơ đồ chân : 45
3. Khả năng : 45
4. Đặc tính kỹ thuật : 45
5. Mô tả chức năng : 46
GIẢN ĐỒ THỜI GIAN : 46
II. GIỚI THIỆU DAC0808 : 48
1. Sơ đồ khối : 49
2. Sơ đồ chân : 49
3. Khả năng : 49
4. Trị số tối đa : 50
5. Hoạt động cơ bản : 50
D. CỔNG NỐI TIẾP RS 232 : 51
E. NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH VISUAL BASIC VỚI TRUYỀN THÔNG NỐI TIẾP : 53
F. GIAO TIẾP VÀ HIỂN THỊ KẾT QUẢ ĐO : 54
G. KHUYẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN (OPERATION AMPLIFIER) : 54
I. SƠ ĐỒ KHỐI VÀ PHÂN TÍCH MỘT MẠCH OP – AMP ĐƠN GIẢN : 55
II. IC KHUYẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN (OP AMP) : 55
1. Các đặc tính cơ bản : 55
2. Op Amp lý tưởng : 57
3. Mạch đo dùng IC Op-Amp (mạch khuyếch đại thuật toán ) : 58
PHẦN 2 : THIẾT KẾ
A. THIẾT KẾ PHẦN CỨNG : 59
I. ĐO ÁP, DÒNG, TỤ, CẢM VÀ ĐIỆN TRỞ : 59
1. Đo điện áp : 59
2. Đo dòng điện : 60
3. Đo điện dung : 60
4. Đo điện cảm : 61
5. Đo điện trở : 62
II. ĐO TẦN SỐ, COS, CÔNG SUẤT : 63
1. Đo tần số : 63
2. Đo cos : 63
3. Đo công suất : 63
III. BỘ NGUỒN LẬP TRÌNH DAC : 64
B. GIỚI THIỆU CÁC IC TRÊN KIT : 64
1. µCAT89C51 : 64
2. Vi mạch MAX 232 : 64
3. ADC0809 : 65
4. DAC0808 : 65
5. LM741 và LF353 : 65
6. IC 74HC573 : Đệm dòng 66
7. Rơ le : 66
C. GIAO DIỆN TRÊN MÁY TÍNH VÀ SỬ DỤNG : 68
D. LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT VÀ CHƯƠNG TRÌNH VI XỬ LÝ : 74
I. LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT : 74
1. Chương trình chính : 74
2. Chương trình con Inchar, Outchar: 84
3. Chương trình con đo độ rộng xung : 84
4. Chương trình con delay2ms : (delay 2.5 ms) 85
II. CHƯƠNG TRÌNH VI XỬ LÝ CHO AT89C51 : 86
III. MẠCH THIẾT KẾ : 99
Tài liệu tham khảo
1. Tài liệu Vi Xử Lý_______________________Giảng viên Hồ Trung Mỹ
2. The 8051 Microcontroller_________________I.Scott MacKenzie
3. Hướng dẫn thí nghiệm Vi Xử Lý.
4. Đo lường và điều khiển bằng máy tính______Ngô Diên Tập
5. Lập trình ghép nối máy tính trong Windows__Ngô Diên Tập
6. Kỹ thuật đo____________________________Nguyễn Ngọc Tân
7. Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm mạch điện tử .
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
öôïc khôûi ñoäng laïi sau moãi laàn traøn. Moät löïa choïn khaùc laø caáp xung nhòp cho timer 1 töø ngoaøi duøng T1(P3.5). Vaø luoân luoân toác ñoä baud laø toác ñoä traøn cuûa timer 1 ñöôïc chia cho 32 (hoaëc chia 16 neáu SMOD=1).Trong caùc cheá ñoä 1 vaø 3 : Toác ñoä baud = Toác ñoä traøn cuûa timer 1 / 32
Toång quaùt thì cho pheùp dung sai 5% trong truyeàn thoâng baát ñoàng boä (start/stop) . Coù theå coù ñöôïc toác ñoä baud chính xaùc duøng thaïch anh 11.095 MHz . Baûng 6 – 3 toùm taét caùc giaù trò naïp laïi cho caùc toác ñoä baud thoâng duïng nhaát , duøng thaïch anh 12MHz hoaëc 11.059MHz .
Baûng 6-3 : Toùm taét toác ñoä baud .
Toác ñoä baud
Taàn soá thaïch anh
SMOD
Giaù trò naïp laïi vaøo TH1
Toác ñoä baud thaät
Sai soá
9600
2400
1200
19200
9600
2400
1200
12.000MHz
12.000MHz
11.059MHz
11.059MHz
11.059MHz
11.059MHz
1
0
0
1
0
0
0
-7 ( F9H )
-13 ( F3H )
-26 ( E6H )
-3 ( FDH )
-3 (FDH )
-12 (F4H )
-24 (E8H)
8923
2404
1202
19200
9600
2400
1200
7%
0.16%
0.16%
0
0
0
0
TAÄP LEÄNH CUÛA mCAT89C51:
Taäp leänh cuûa mCAT89C51 goàm coù 225 leänh goàm 139 leänh moät byte, 92 leänh byte vaø 24 leänh 3 byte.
Caùc cheá ñoä ñaùnh ñòa chæ : Trong taäp leänh coù 8 cheá ñoä ñaùnh ñòa chæ:
Ñòa chæ thanh ghi (Register Addressing):
mC AT89C51 coù boán bank thanh ghi, moãi bank thanh ghi coù 8 thanh ghi ñaùnh töø R0 ñeán R7. Taïi moãi thôøi ñieåm chæ coù moät bank thanh ghi ñöôïc tích cöïc. Muoán choïn bank thanh ghi naøo ta chæ caàn gaùn caùc bit nhò phaân thích hôïp vaøo RSI(PSW.4) vaø PRO(PSW.3) trong thanh ghi traïng thaùi chöông trình (PSW).
Ngoaøi ra, moät thanh ghi coù chöùc naêng ñaëc bieät nhö 8 thanh ghi tích luõy, con troû döõ lieäu,…… cuõng ñöôïc xaùc ñònh trong caùc leänh neân khoâng caàn caùc bit ñòa chæ. Trong caùc leänh naøy thanh ghi tích luõy ñöôïc kyù hieäu laø”A”, con troû döõ lieäu laø”DTPR”, thanh ghi ñeám chöông trình “PC”, côø nhôù laø”C”, caëp thanh ghi tích luõy laø”A,B”.
Maõ leänh
n
n
n
Ñòa chæ thanh ghi.
Ñòa chæ tröïc tieáp (Direct Addressing):
Trong cheá ñoä naøy, caùc thanh ghi beân trong mCAT89C51 ñöôïc ñaùnh ñòa chæ tröïc tieáp baèng 8 bit ñòa chæ naèm trong byte thöù hai cuûa maõ leänh.
Ñòa chæ tröïc tieáp
Maõ leänh
Ñòa chæ tröïc tieáp
Duø vaäy trình töï hôïp dòch cho pheùp goïi teân caùc thanh ghi coù chöùc naêng ñaëc bieät (coù ñòa chæ tröïc tieáp töø 80H ñeán FFH). Ví duï, Port cho Port 0, TMOD cho thanh ghi cheá ñoä Timer,…
Ñòa chæ giaùn tieáp (Indirect Addressing):
RO vaø RI ñöôïc duøng ñeå chæ ñòa chæ oâ nhôù maø taùc ñoäng ñeán. Ngöôøi ta qui öôùc duøng daáu @ tröôùc RO vaø RI
Maõ leänh
i
Ñòa chæ giaùn tieáp
Ñòa chæ töùc thôøi: Ngöôøi ta duøng daáu # tröôùc toaùn haïng töùc thôøi.Caùc toaùn haïng ñoù coù theå laø moät haèng soá, moät kyù soá hay moät bieåu thöùc toaùn hoïc… Trình hôïp dòch seõ töï ñoäng tính toaùn vaø thay theá döõ lieäu tröïc tieáp vaøo maõ leänh.
Maõ leänh
Döõ lieäu töùc thôøi
Ñòa chæ töùc thôøi
Ñòa chæ töông ñoái (Relaytive Addessing):
Ñòa chæ töông ñoái ñöôïc duøng trong caùc leänh nhaûy. mC8031/8051 duøng giaù trò 8 bit coù daáu ñeå coäng thanh ñeám chöông trình (PC). Taàm nhaûy cuûa leänh naøy trong khoaûng töø –128 ñeán 127 oâ nhôù. Tröôùc khi coäng, thanh ghi PC seõ taêng ñeán ñòa chæ cuûa leänh nhaûy roài tính toaùn ñòa chæ offset caàn thieát ñeå nhaûy ñeán ñòa chæ yeâu caàu. Nhö vaäy ñòa chæ môùi laø ñòa chæ töông ñoái so vôùi leänh keá chöù khoâng phaûi leänh nhaûy. Thöôøng leänh naøy coù lieân quan ñeán nhaõn ñöôïc ñònh nghóa tröôùc.
Maõ leänh
offset töông ñoái
Ñòa chæ töông ñoái
f. Ñòa chæ tuyeät ñoái (Absolute Addessing):
Ñòa chæ tuyeät ñoái duøng trong caùc leänh ACALL vaø AJMP. Caùc leänh 2 Byte duøng ñeå reõ nhaùnh vaøo moät trang 2 Kbyte cuûa boä nhôù chöông trình baèng caùch caáp 11 bit ñòa chæ thaáp (A0..A10) ñeå xaùc ñònh ñòa chæ ñích trong trang maõ. Coøn 5 bit cao cuûa ñòa chæ ñích (A11..A15) chính laø 5 bit cao hieän haønh trong thanh ghi ñeám chöông trình. Vì vaäy, ñòa chæ cuûa leänh theo sau leänh reõ nhaùnh vaø ñòa chæ ñích cuûa leänh reõ nhaùnh caàn phaûi cuøng trang maõ 2KByte (coù cuøng 5 bit ñòa chæ cao).
Maõ leänh
offset töông ñoái
A10
A15
A11
A10
A0
Xaùc ñònh trang maõ
Xaùc ñònh ñòa chæ töông ñoái trong maõ
Ñòa chæ tuyeät ñoái
g. Ñòa chæ daøi (Long Addressing):
Ñòa chæ daøi duøng cho leänh LCALL vaø LJMP. Caùc leänh naøy chieám 3 byte vaø duøng 2 byte sau (byte 2 vaø byte 3) ñeå xaùc ñònh ñòa chæ ñích cuûa leänh (6bit). Öu ñieåm cuûa leänh naøylaø coù theå söû duïng trong toaøn vuøng nhôù 64KB. Tuy nhieân, leänh naøy chieám nhieàu byte vaø phuï thuoäc vaøo vò trí oâ nhôù.
Maõ leänh
A15-A8
A7-A0
Ñòa chæ daøi
h. Ñòa chæ tham chieáu:
Ñòa chæ tham chieáu duøng moät thanh ghi cô baûn (hoaëc thanh ghi ñeám chöông trình PC hoaëc thanh ghi con troû döõ lieäu DPTR) vaø ñòa chæ offset (trong thanh ghi tích luõy A) ñeå taïo ñòa chæ ñöôïc taùc ñoäng cho caùc leänh JMP hoaëc MOVC. Caùc baûng nhaûy vaø baûng tìm kieám deã daøng ñöôïc taïo ra ñeå söû duïng ñòa chæ tham chieáu.
PC hoaëc DPTR
ACC
Ñòa chæ ñöôïc taùc ñoäng
Offset
Ñòa chæ cô baûn
+
=
Ñòa chæ tham chieáu
* Caùc nhoùm leänh:
Leänh coù theå chia thaønh nhieàu nhoùm theo nhieàu caùch. Cusman ñeà nghò theo 4 caùch sau:
Nhoùm leänh xöû lyù döõ lieäu : taùc ñoäng leân döõ lieäu theo nhieàu caùch bao goàm: leänh soá hoïc ; leänh luaân lyù; leänh so saùnh ; leänh dòch ; leänh ñaëc bieät.
Nhoùm leänh truyeàn döõ lieäu : di chuyeån töø nôi naøy sang nôi khaùc trong maïch thieát keá maø khoâng laøm thay ñoåi döõ lieäu nhö sau : leänh truyeàn boä nhôù ; leänh xuaát nhaäp ; leänh ngaên xeáp.
Nhoùm leänh kieåm soaùt chöông trình: chuyeån ñieàu khieån töø nôi naøy sang nôi khaùc ñeå ñaït ñeán leänh mong muoán : leänh nhaûy khoâng ñieàu kieän ; leänh nhaûy coù ñieàu kieän ; leänh goïi chöông trình con ; leänh döøng vaø khoâng hoaït ñoäng.
Nhoùm leänh kieåm soaùt traïng thaùi: nhaèm thay ñoåi tình traïng cuûa maïch thieát keá maø khoâng aûnh höôûng ñeán döõ lieäu hay thöù töï thöïc hieän leänh.
BIEÁN ÑOÅI A/D VAØ D/A :
GIÔÙI THIEÄU ADC0809 :
Bieán ñoåi Analog – Digital laø thaønh phaàn caàn thieát trong vieäc xöû lyù thoâng tin vaø caùc chöùc naêng ñieåu khieån söû duïng phöông phaùp soá, tín hieäu thöïc teá thì ôû daïng Analog.
ADC0809 laø thieát bò chuyeån ñoåi analog sang digital 8 bit , multiplex 8 keânh vaø töông thích vôùi boä vi xöû lyù . ADC0809 söû duïng kyõ thuaät chuyeån ñoåi A/D xaáp xæ lieân tieáp .
Sô ñoà khoái :
Sô ñoà chaân :
Khaû naêng :
Giao tieáp deã daøng vôùi taát caû caùc boä vi xöû lyù .
Hoaït ñoäng vôùi thang ño tyû leä vôùi 5VDC hoaëc ñieän aùp chuaån coù theå ñieàu chænh .
Khoâng caàn chænh khoâng hay toaøn thang.
Multiplex 8 keânh vôùi ñòa chæ logic .
Taàm ñieän aùp vaøo 0 – 5V vôùi nguoàn cung caáp ñôn 5V .
Ngoõ ra phuø hôïp vôùi möùc ñieän aùp TTL .
Ñoä phaân giaûi 8 bit .
Sai soá khoâng ñieàu chænh ñöôïc toång coäng : ± 1 LBS .
Nguoàn cung caáp ñôn : 5VDC .
Coâng suaát thaáp: 15mW .
Thôøi gian chuyeån ñoåi : 100µs .
Ñaëc tính kyõ thuaät :
Kyù hieäu
Thoâng soá
Ñieàu kieän
Toái thieåu
Ñieån hình
Toái ña
Ñôn vò
VREF+
Ñieän aùp cao nhaát cuûa thang ño
Vcc
Vcc+0.1
V
VREF-
Ñieän aùp thaáp nhaát cuûa thang ño
-0.1
0
V
IIN
Doøng vaøo
fCLK=640KHZ
-2
±0.5
2
µA
VNT(1)
Ñieän aùp vaøo logic 1
VCC –1.5
V
VNI(0)
Ñieän aùp vaøo logic 0
1.5
V
VOUT(1)
Ñieän aùp ra logic 1
IOUT = -360µA
VCC –0.4
V
VOUT(0)
Ñieän aùp ra logic 0
IOUT = 1.6mA
0.45
V
fCLK
Taàn soá xung clock
10
640
1280
KHz
tEOC
Thôøi gian delay EOC
( Xem ...