Đề tài cân điện tử luận văn, đồ án, đề tài tốt nghiệp

Đề tài Cân điện tử Cân trọng lượng là một nhu cầu cần thiết và không thể thiếu trong đời sống xã hội , từ người nông dân làm ra hạt thóc cho đến các khu chế xuất , các nhà máy xi măng sản xuất ra hàng trăm tấn sản phẩm trong 1 ngày. Xuất phát từ nhu cầu thực tế và ứng dụng công nghệ vi điều khiển các nhà khoa học đã nghiên cứu ra các loại cân điện tử hiện thị số có thể cân được trọng lượng từ mg cho đến hàng trăm tấn mà các loại cân cơ bình thường không thể thực hiện được. Trên thực tế các nhà máy sản xuất muốn biết khối lượng hàng hoá, sản phẩm hay nguyên vật liệu, và cả cho những lĩnh vực khác như bến cảng, trạm cân xe phát hiện quá tải của cảnh sát giao thông.đều được sử dụng cân điện tử . Trong thời đại ngày nay các hệ thống điều khiển tự động ngày càng có vai trò quan trọng trong việc phát triển, sự tiến bộ của kĩ thuật công nghệ và văn minh hiện đại. Xuất phát từ thực tế đó em đã được phân công thực hiện đề tài “ Cân điện tử “

Trang 1

LỜI MỞ ĐẦU

Cân trọng lượng là một nhu cầu cần thiết và khơng thể thiếu trong đời

sống xã hội , từ người nơng dân làm ra hạt thĩc cho đến các khu chế xuất , các nhà máy xi măng sản xuất ra hàng trăm tấn sản phẩm trong I ngày Xuất phát từ nhu cầu thực tế và ứng dụng cơng nghệ vi điều khiển các nhà khoa học đã nghiên cứu ra các loại cân điện tử hiện thị số cĩ thế cân được trọng lượng từ mg cho đến hàng trăm tấn mà các loại cân cơ bình thường khơng thể thực hiện được Trên thực tế các nhà máy sản xuất muốn biết khối lượng hàng hố, sản phẩm hay nguyên vật liệu, và cả cho những lĩnh vực khác như bến

cảng, trạm cân xe phát hiện quá tải của cảnh sát giao thơng đều được sử

dụng cân điện tử

Trong thời đại ngày nay các hệ thống điều khiển tự động ngày càng cĩ vai trị quan trọng trong việc phat triển, sự tiến bộ của kĩ thuật cơng nghệ và văn minh hiện đại Xuất phát từ thực tế đĩ em đã được phân cơng thực hiện

dé tai “ Cân điện tử “ Đây là một loại đề tài khá mới mẻ đối với chúng em nhưng nhờ sự giúp đỡ tận tình của cơ giáo NGUYÊN THỊ HỒ cùng các

thầy giáo trong khoa Điện- Điện tử đã giúp chúng em hồn thành đồ án đúng với thời gian quy định

Trang 2

ĐỒ ÁN MƠN HỌC: VI XỬ LÝ GVHD: Th.s NGUYỄN THỊ HỊA

Phần I: GIỚI THIỆU TONG QUAN VE DE TAI

I Ly do chon dé tai:

Ngày nay khoa học CN phát triển nhu cầu của con người ngày càng cao Việc nghiên cứu khoa học ngày càng được đầu tư để đáp ứng nhu cầu đĩ, các ngành cơng nghệ kỹ thuật điện tử đã cĩ sự phát triển vượt bậc đưa khoa hoc vào kỷ nguyên mới Kỹ thuật vi xử lý vi điều khiển là một ứng dụng lớn của khoa học kỹ thuật vào cuộc sống phục vụ trực tiếp cho con người

Ví dụ: Lập trình cho vi xử lý vi điều khiến điều khiển mạch đèn giao thơng,

hệ thống quản lý mạng, các thiết bị điện tử dân dụng

Ở nhĩm ngành Điện tử dân dụng thì vi xử lý vi điều khiển đã thâm nhập khá nhiều vào lĩnh vực này Cân điện tử là một ứng dụng điển hình của vi xử lý vi điều khiển trong cuộc sống của con người: trong kinh doanh, trong chăm sĩc sức khoẻ Ban đầu cân chỉ đơn giản là những quả cân cơ học sau này khoa học đã phát triển cân khơng chí dừng lại ở đĩ mà nĩ đã được cải tiến

thành những chiếc cân đa dạng cĩ thê cân được khối lượng rất lớn hay những

chiếc cân cân được những vật rất nhỏ như cân vàng với độ chính xác cao Với mong muốn gĩp phần nhỏ vào lĩnh vực này em đã chọn dé tài cân điện tử

làm đề tài nghiên cứu đồ án II Mục đích:

Tìm hiểu nguyên lý làm việc của cân điện tử

ứng dụng viết chương trình và giao tiếp với máy tính thành thạo

HI Đối tượng nghiên cứu:

IC chuyển đổi tín hiệu tương tự — số, bộ khuếch đại thuật tốn OP,

Họ vi điều khiển §9C51, một số cảm biến trọng lượng Loadcell và các thiết bị hiển thị

Trang 3

IV Phạm vi nghiên cứu:

Hệ thống cấu trúc của vi điều khiến §9C51 và tập lệnh của nĩ, cau tạo và nguyên lý hoạt động của Load cell,

Phần II: NỘI DUNG

Chương 1: CƠ SỞ LÝ THUYÉT

Ban đầu cân chỉ là đơi bàn tay của con người dựa vào cảm giác để phân

biệt vậy này và vật kia Sau này cân phát triển lên nhờ nguyên tắc thăng bằng

vật, một bên đặt vật lay lam vat chuẩn và một bên đặt vật cần cân để so sánh lây ra khối lượng vật cần cân Và khi khoa học cơng nghệ phát triển đã đi sâu vào trong cuộc sống đem lại rất nhiều thành quả lớn trong việc phát triển cân một dụng cụ đo lường bước sang một trang mới Cân điện tử ra đời thay thế hồn tồn những chiếc cân cơ học thơ sơ trước kia với tính năng sử dụng rộng rãi trong cuộc sơng của con người, nĩ cĩ thể cân được những vật hết sức nhỏ

bé tới tận hàng mg, và cũng cĩ thể cân được những vật cĩ khối lượng rất lớn

hang tan, trăm tấn mà trước kia khơng thể cân đo chính xác được

Trọng lượng là đại diện cho lực hút của trái đất với cơ thể con người và với các vật tồn tại xung quanh chúng ta Trọng lượng là cơ sở cho sự phát triển ngành đo lường của thế giới, theo hé SI đơn vị của trọng lượng hay khối lượng la: Gam, Kg, pound,

Hiện nay cân điện tử đã được sử dụng rộng rãi trong đời sống nhưng ít ai biết được rằng cân điện tử hoạt động dựa trên nguyên tắc nào? Chủ yếu các loại cân hiện nay đang được sử dụng là dựa trên sức căng của lị xo khi ta đặt cật cần cân lên bàn cân thì lị xo sẽ bị nén xuống và lấy ra sự thay đổi chiều dài hay sức căng của lị xo đưa vào bộ khuếch đại tín hiệu tương tự và đưa

đến bộ chuyên đổi tín hiệu đề ghép vĩi khối vi điều khiển trung tâm đề xử lý lấy ra kết quả cuối cùng

Vậy sức căng là gì? Tính như thế nào?

Trang 4

Sửực caờng e ủửúc xaực ủõnh baơng sửù thay ủoồi chiều daứi AL cuya thanh ủaứn hồi L so vụựi moot ủụn vũ chiều daứi :

8 =AL/L

Do taực ủoọng cuỷa lửùc vaứo thanh L, laứm xuaỏt hieọn sửực caờng, tửụng ửựng cuừng laứm thay ủoồi giaự trũ ủieon truy tieon cuya thanh Caym bieỏn sửực caờng hoát ủoọng dửùa trẽn nguyecõn taộc nẳy, cho pheựp bieỏn ủoồi giaự tri ¢ qhoy Quan sửu thy FIA tung wrung giaự trũ ủieon trụỷ ủieon cuỷa thanh AY om y L | TT rỊ | L+AL 1 pt AX | L iad Xo x At AX & =", = € eS t tg xX Xp ‡ AL AY & = = 8yy = yy! —> t fe t+At Lo yy 0

Để nhận biết được sự thay đổi rất nhỏ này của lị xo người ta sử dụng cảm biến sức căng Thơng thường cĩ 2 loại cảm biến về sức căng đĩ là: e Loái gaộn trửùc tieỏp trẽn cần ủaứn hồi cuya bog to Itc, uy vii tro

cần ủo sửực caờng Khi lửùc taực ủoọng laứm caờng hoaớc cong cần

ủaứn hồi , cuừng trửùc tieỏp laứm caờng caÿm bieỏn

Caÿm bieỏn gaộn trửùc tieỏp thửuứng ủửúc sửỷ dúng ủeŠ ủo sửực caờng tái nhửừng vũ trớ danh ủũnh trẽn bề maởùt cuýa yeỏu toỏ ủaứn hồi

Trang 5

e Loái giaựn tieĩp ủửúc liẽn keỏt cụ hóc vụựi yeỏu toỏ ủaứn hồi, thửyứng sửỷ đúng ủeŠ ủo nhửừng ủoọ leọch toồng coọng cuỷa yeỏu toỏ ủaứn hồi

Thiwa soo caym bieon sửực caờng G ủửúc quy ủũnh laứ tyy soo cuya sửù bieỏn ủoồi ủụn vũ cuýa ủieon trụỷ so vụựi sửực caờng :

G=(AR/R)/(AL/L),

trong tow: AR = sirt thay ủoồi cuýa ủieon trụỷ (O)

R = ủieon trụỷ cuya caym bieon suuc caong (Q)

AL = str thay ủoồi chieau datti (m)

L = Chieau datri cuya caym bieon (m)

Vuựi caực caÿm bieỏn thong dúng, caực ủái lửụùng trẽn coự giaự trũ nhử sau :

-G=(2-4),

- Chiều daứi hieou dúng L = (0.5 - 4) cm

- R = (50-5000) Q

Khi taue dutng moot ltric f len tiedt dieon cadt ngang A , wung suaot S = f/A (N/m”) éU thanh wat hoai , tyy sod cuya tung suadt S tredn struc caờng ¢ latr hắng soo vatr wiryiic goui laứ modun đaứn hồi:

E=S/e=constant

coỏi vuựi thanh ủaứn hồi coự chiều dẳy laứ h vaứ chiều roong lat b , cou caým bieỏn sửực caờng gaộn trửùc tieỏp trẽn bề maởt uỷ vũ trớ caựch ủieềm lửùc taực ủoọng laứ L, ệựng suaỏt ủửúc xaực ủõnh theo bieƯu thửực :

S=6f.L/b.h’ Tửứ caực biedu thiruc tre6n, suy ra :

AR/R = (6G.L /b.h” E).f

Tint biedu thửực roừ raứng coự moỏi quan heo tuyeỏn tớnh giửừa lửùc taực ủoọng vaứ sửú thay ủoồi giaự tri ủieon trụỷ ủụn vũ cuÿa caỷm bieỏn Baống pheựp ủo AR ta coự theồ xaực ủũnh too lụựn lửùc taực đúng eoự chớnh laứ nguyẽn taộc hoát ủoọng cuỷa caÿm bIeỏn sửực caờng

Caỷm bieỏn sửực caờng cho pheựp sửỷ dúng wed ủo lửùc taực ủoọng do tróng lửụùng cuỷa vaot trong caực baứi toaựn cãn

Trang 6

Trang 7

Chương 2: SƠ ĐỊ KHĨI 2.1 Sơ đồ khối cân điện tử: Phém bam : Khối 7

Cam Khố chuyển Khơi Khé

bién iKD déiton —N xử lý L) i

trong tớn hiệu | j trung hiển

lượng hiệu tương tom vs tu’ — số Khối nguồn Hình 2.1: Sơ đồ khối cân điện tử 2.2 Nhiệm vụ các khối:

2.2.1 Khối cắm biến trọng lượng:

Cảm biến trọng lượng (Load Cell) thửuứng sửý dúng caỷm bieỏn sửực caờng maộc theo sụ ủồ cầu Trong ủoự sửỷ dúng hai caÿm bieỏn sửực caờng R¡ vaứ Rạ gaộn uý maỏt trẽn Hai caÿm bieỏn sửực caờng khaực R¿, R¿ gaộn uý maởt dửuựi Khi khõng coự lửùc taực ủoọng vaứo caÿm

Trang 8

ĐỒ ÁN MƠN HỌC: VI XỬ LÝ GVHD: Th.s NGUYỄN THỊ HỊA bieỏn caực caÿm bieỏn sửực caờng R¡-; uý tráng thaựi vụựi sửực caờng cãn baống vaứ ủieon theỏ ra baống 0 Khi coự lửùc taực ủoọng, laứm uoỏn cong thanh ủaứn hồi, daĩn ủeỏn vieọc taờng sửực caờng caực caÿm bieỏn Rị ; VvaỨ giaÿm sửực caờng caực caÿm bieỏn R; Keỏt quay, tieon truy Ri 3 taờng vaứ R;x giaÿm, daĩn ủcỏn leọch cầu vaứ uỷ loỏi ra xuaỏt hieọn tieon theo tyỷ leo vuựi lửùc taực ủoọng eieon theỏ naứy seừ ủửụùc khueỏch ủái tuựi giaự trũ cần thieỏt đưa vào khối KD tin hiéu tương tự số

2.2.2 Khối khuếch đại tín hiệu:

Cĩ nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu tương tự cĩ độ lớn phù hợp với đầu vào của bộ biến đơi tương tự — SỐ

2.2.3 Khối chuyến dối tín hiệu tương tự — số (ADC):

Cĩ nhiệm vụ chuyến đổi tín hiệu tương tự cĩ độ lớn phù hợp ở mạch

khuếch đại tín hiệu đưa tới, lấy tín hiệu ở đầu ra là tín hiệu số dé đưa vào khối

xử lý trung tâm

Mạch biến đổi ADC gồm bộ phận trung tâm là một mạch so sánh Điện thế tương tự chưa biết V(a) áp vào một ngã vào của mạch so sánh, cịn ngã

vào kia nối với một điện thế tham chiếu thay đổi theo thời gian Vr() Khi

chuyên đối điện thế tham chiếu tăng theo thời gian cho đến khi bằng hoặc gần bằng với điện thế tương tự Lúc đĩ mạch tạo mã SỐ Ta CĨ giá trị ứng với điện thế vào chưa biết

Thơng thường chúng ta thường sử dụng IC chuyền đối 0809 2.2.4 Khối xứ lý trung tâm:

Trung tâm xử lý tín hiệu số, xử lí tín hiệu từ ADC chuyên đến ứng với

chương trình được viết bên trong của vi điều khiển Thơng thường sử dụng 8051

Trang 9

2.2.5 Khối hiển thị:

Hiển thị tín hiệu đầu ra cho ta biết trọng lượng của vật cần cân, thường người ta hay sử dụng LCD, Led

2.2.6 Khối nguồn:

Cung cấp nguồi nuơi cho tồn máy, thường sử dụng các bộ biến đơi nguồn từ nguồn xoay chiều thành nguồn một chiều Bao gồm nguồn 5V,12,V

2.2.7 Hé thong phim bam:

Hệ thống phím bấm để giao tiếp với bộ xử lý trung tâm và bên ngồi

Thơng thường cân cĩ 4 phim bam nhw: Call, on/off, print dé giao tiếp với bén ngoai

Call: gọi và so sánh khi cần đưa giá trị khác vào để cân

ON/OFF: bat đầu và kết thúc quá trình cân

Print: in kết quá

Trang 10

Chương 3 GIỚI THIỆU VÀ LỰA CHỌN LINH KIỆN

3.1 Tổng quan về họ 8051

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 cĩ trên thị trường

3.1.1 Tĩm tắt về lịch sứ cúa 8051

Vào năm 1981 Hãng Intel giới thiệu một số bộ vi điều khiển được gọi

là 8051 Bộ vi điều khiển này cĩ 128 byte RAM, 4K byte ROM trên chíp, hai bộ định thời, một cơng nối tiếp và 4 cơng (đều rong 8 bit) vao ra tất cả được đặt trên một chíp Lúc ấy nĩ được coi là một “hệ thống trên chíp” 8051 là một bộ xử ly 8 bit cĩ nghĩa là CPU chỉ cĩ thể làm việc với 8 bit dữ liệu tại một thời điểm Dữ liệu lớn hơn 8 bit được chia ra thành các dữ liệu 8 bit để

cho xử lý 8051 cĩ tat cả 4 cổng vào - ra I/O mỗi cơng rộng § bit (xem hình

1.2) Mặc dù 8051 cĩ thể cĩ một ROM trên chíp cực đại là 64 K byte, nhưng các nhà sản xuất lúc đĩ đã cho xuất xưởng chỉ với 4K byte ROM trên chíp

Điều này sẽ được bàn chỉ tiết hơn sau này

8051 da trở nên phổ biến sau khi Intel cho phép các nhà sản xuất khác

sản xuất và bán bắt kỳ dạng biến thế nào của 8051 mà họ thích với điều kiện

họ phái để mã lại tương thích với 8051 Điều này dẫn đến sự ra đời nhiều phiên bản của 8051 với các tốc độ khác nhau và dung lượng ROM trên chip khác nhau được bán bởi hơn nửa các nhà sản xuất Điều này quan trọng là mặc dù cĩ nhiều biến thể khác nhau của 8051 về tốc độ và dung lương nhớ ROM trén chíp, nhưng tat cả chúng đều tương thích với 8051 ban đầu về các lệnh Điều này cĩ nghĩa là nếu ta viết chương trình của mình cho một phiên

Trang 11

bản nào đĩ thì nĩ cũng sẽ chạy với mọi phiên bản bắt kỳ khác mà khơng phân

biệt nĩ từ hãng sản xuất nào Đặc tính Số lượng ROM 4Kbyte RAM 128K byte Bộ định thời 2 Các chân vào ra 32 Cơng nỗi tiếp 1 Nguồn ngắt 6 Bảng3.1: Các đặc tính của 8051 đầu tiên 3.1.2 Bộ ví điều khiến 8051

Bộ vi điều khiến 8051 là thành viên đầu tiên của họ 8051 Hãng Intel

ký hiệu nĩ như là MCS5I1 Bảng 3.1 trình bày các đặc tính của 8051 EXTERNAL INTERRUPTS ROM

INTERRUP T ON CHIP CHƯƠN TIMER ETC 8 S

Trang 12

ĐỒ ÁN MƠN HỌC: VI XỬ LÝ GVHD: Th.s NGUYỄN THỊ HỊA + 40) 10 Prods 40Hvco 8 YÊU RxD PL1r|2 99 1 Po.0 (ADO) 7P L7 TXDF P1213 38 HP0.1 (ADI) cae at'Eyp|SÙ P134 37 HF0.2 (AD2) py 4 PSEN be P14LS 3611 P0.3 (ADS) pis Wes P1.56 35H P0.4 (AD4) š|P1.2 RữE P1Sr|7 34HP0.5 (ADS) Pde Dạ P17H&8 33HF0.6 (AD6) P1.0 PRI RsTC}9 921 P0.7 (AD?) 15 Pê BI (RXD) P30] 10 31HỆ/VPP itt Pea e (TxD) P3.1 11 40D ALE;PROG T0 Petia (NTBF32-I2 — 29) PSEN Bhi) bên Lễ [NT P32rj13 28P27(AS) — 11g paslee (T0) P3.4 0] 14 27HP26 (A14) pele! (11) P35(] 15 28 HP25 (A13) [WRPse[1s 25HP24 (A12) ŸlErsET poe (RD) 3.70) 17 241 P2.3 {A11) POY XTAL2C] 18 23HP22 (A10) 18 P0 5 XTALt F| t9 22HP2.1 (A9) tạ|#È POE GND C20 21 HP20 (A8) "tì Mi? 31 EA“ZVF PO.IBS GND POOF eo! 8051 Hình 3.2: Sơ đồ chân và chịp 8051

* Chức năng các chân cua 8051:

Pori 0; P0.0— P0.7 từ chân (32 — 39) cĩ 2 chức năng trong các thiết kế cỡ

nhỏ

Por¿ 1: P1.0— P1.7 từ chân (1 — 8) cĩ chức năng giao tiếp với các thiết bị bên ngồi

Port 2: P2.0 — P2.7 tir chan (21 — 28) 1a m6t port cd cong dung kép được dùng

như các đường xuất nhập hoặc Ia byte của bus địa chỉ đối với các thiết kế

dùng bộ nhớ mở rộng

Port 3: P3.0 — P3.7 từ chân (10 - 17) là một port cĩ cơng dụng kép, các chân của Port này cĩ nhiều chức năng, các cơng cụ chuyển đổi cĩ liên hệ với các đặc tính dặc biệt của 8051/8031 như bảng sau:

Trang 13

Bit Tén Chire nang chuyén doi

P3.0 RXD | Dữ liệu nhận cho Port nơi tiệp

P3.1 ĐTX | Dữ liệu nhận cho Port song song

P3.2 INTO | Ngat 0 bén ngồi

P3.3 INTI | Ngắt 1 bên ngồi

P3.4 TO | Ngõ vào của timer/counter 0 P3.5 TI Ngõ vào của timer/counter | P3.6 WR_ | Xung ghi bộ nhớ dữ liệu bên ngồi P3.7 RD_ | Xung đọc bộ nhớ dữ liệu bên ngồi

Bang 3.2: Chức năng các chân Port 3

Chân 9: Chân Reset

Chân 18,19: Chân dao động

Chân 20: Chân mass

Chân 40: Chân ` Vẹc

Chân 30: Chân ALE (Address lath enable) - Cho phép chốt địa chỉ

Chân 29: Chân PSEN (Program storey enable) — Khi làm việc với bộ nhớ ngồi nĩ sẽ kết nĩi Chan 31: Chan EA (Enable arcess) - Cho phép xử lý tín hiệu 3.1.3 các thành viên khác của họ 8051 Cĩ hai bộ vi điều khiển thành viên khác của họ 8051 là 8052 và 8031 a- Bộ vi điều khiến 8052:

Bộ vi điều khiến 8052 là một thành viên khác của họ 8051, 8052 cĩ tất

cả các đặc tính chuẩn của 8051 ngồi ra nĩ cĩ thêm 128 byte RAM và một bộ

định thời nữa Hay nĩi cách khác là 8052 cĩ 256 byte RAM và 3 bộ định thời

No cting co 8K byte ROM Trén chip thay vi 4K byte như 8051 Xem bảng 14

Trang 14

ĐỒ ÁN MƠN HỌC: VI XỬ LÝ GVHD: : Th.s NGUYEN THỊ HỊA Dac tinh 8051 8052 8031

ROM trén chip 4K byte 8K byte OK

RAM 128 byte 256 byte 128 byte Bo dinh thoi 2 3 2 32 32 32 Chan vao - ra Cơng nối tiếp 1 1 1 Nguơn ngắt 6 § 6 Bảng 3.3: So sánh các đặc tính của các thành viên họ 8051

Như nhìn thấy từ bảng 1.4 thì 8051 1a tập con của 8052 Do vậy tất cả

mọi chương trình viết cho 8051 đều chạy trên 8052 nhưng điều ngược lại là khơng đúng

b- Bộ vi điều khiến 8031:

Một thành viên khác nữa của 8051 là chíp 8031 Chíp này thường được coi như là 8051 khơng cĩ ROM trên chíp vì nĩ cĩ OK byte ROM trên chíp Dé sir dung chip nay ta phải bổ xung ROM ngồi cho nĩ ROM ngồi phải chứa chương trình mà 8031 sẽ nạp và thực hiện So với 8051 mà chương trình được chứa trong ROM trên chíp bị giới hạn bởi 4K byte, cịn ROM ngồi chứa chương trinh được gắn vào 8031 thì cĩ thể lớn đến 64K byte Khi bổ xung cơng, như vậy chỉ cịn lại 2 cơng dé thao tác Dé giải quyết vân đề này ta cĩ thể bổ xung cổng vào - ra cho 8031 Phối phép 8031 với bộ nhớ và cơng vào - ra chẳng hạn với chíp 8255 được trình bày ở chương 14 Ngồi ra cịn

cĩ các phiên bản khác nhau về tốc độ của 8031 từ các hãng sản xuất khác

nhau

Trang 15

3.1.4 Các bộ vi điều khiển 8051 từ các hãng khác nhau

Mặc di 8051 1a thành viên phổ biến nhất của họ 8051 nhưng chúng ta sẽ thấy nĩ trong kho linh kiện Đĩ là do 8051 cĩ dưới nhiều dạng kiểu bộ nhớ

khác nhau như UV - PROM, Flash và NV - RAM mà chúng đều cĩ số đăng ký linh kiện khác nhau Việc bàn luận về các kiểu dạng bộ nhớ ROM khác nhau sẽ được trình bày ở chương 14 Phiên bản UV-PROM của 8051 là 8751 Phiên bản Flash ROM được bán bởi nhiều hãng khác nhau chắng hạn của

Atmel corp với tên gọi là AT§9C5I cịn phiên bản NV-RAM của 8051 do

Dalas Semi Conduector cung cấp thì được gọi là DS5000 Ngồi ra cịn cĩ

phiên bản OTP (khả trình một lần) của 8051 được sản xuất bởi rất nhiều hãng a- Bộ vi điều khiến 8751:

Chíp 8751 chỉ cĩ 4K byte bộ nhớ UV-EPROM trên chip Dé str dụng

chíp này để phát triển yêu cầu truy cập đến một bộ đốt PROM cũng như bộ

xố UV- EPROM để xố nội dung của bộ nhớ UV-EPROM bên trong 8751

trước khi ta cĩ thể lập trình lại nĩ Do một thực tế là ROM trên chíp đối với

8751 là UV-EPROM nên cần phải mất 20 phút để xố 8751 trước khi nĩ cĩ

thể được lập trình trở lại Điều này đã dẫn đến nhiều nhà sản xuất giới thiệu các phiên bản Flash Rom và UV-RAM_ của 8051 Ngồi ra cịn cĩ nhiều

phiên bản với các tốc độ khác nhau của 8751 từ nhiều hãng khác nhau b- Bộ vi điều khiến A T8951 từ Atmel Corporation

Chíp 8051 phổ biến này cĩ ROM trên chíp ở dạng bộ nhớ Flash Điều này là lý tưởng đối với những phát triển nhanh vì bộ nhớ Flash cĩ thể được

xố trong vài giây trong tương quan so với 20 phút hoặc hơn mà 8751 yêu

cầu Vì lý do này mà AT§9C51 để phát triển một hệ thống dựa trên bộ vi điều khiển yêu cầu một bộ đốt ROM mà cĩ hỗ trợ bộ nhớ Flash Tuy nhiên lại

khơng yêu cầu bộ xố ROM Lưu ý rằng trong bộ nhớ Flash ta phải xố tồn bộ nội dung của ROM nhằm để lập trình lại cho nĩ Việc xố bộ nhớ Flash

Trang 16

được thực hiện bởi chính bộ đốt PROM và đây chính là lý do tại sao lại khơng

cần đến bộ xố Để loại trừ nhu cầu đối với một bộ đốt PROM hãng Atmel

đang nghiên cứu một phiên bản của AT 89C51 cĩ thể được lập trình qua cơng truyền thơng COM của máy tính IBM PC

Trang 17

Bang 3.4: Các phiên bản của 8051 từ Atmel (Flash ROM)

Chữ C trong ký hiệu AT89C51 là CMOS

Trang 18

c- Bộ vi điều khiến DS5000 tir hing Dallas Semiconductor

Một phiên bản phơ biến khác nữa của 8051 là DS5000 của hãng Dallas Semiconductor Bộ nhớ ROM trên chíp của DS5000 ở dưới dạng NV-RAM

Khả năng đọc/ ghi của nĩ cho phép chương trình được nạp vào ROM trên chíp trong khi nĩ vẫn ở trong hệ thống (khơng cần phải lay ra) Điều này cịn cĩ thể được thực hiện thơng qua cổng nối tiếp của máy tính IBM PC Việc nạp chương trình trong hệ thống (in-system) của DS5000 thơng qua cổng nối

tiếp của PC làm cho nĩ trở thành một hệ thống phát triển tại chỗ lý tưởng

Một ưu việt của NV-RAM là khả năng thay đơi nội dung của ROM theo từng

byte tại một thời điểm Điều này tương phản với bộ nhớ Flash và EPROM mà

bộ nhớ của chúng phải được xố sạch trước khi lập trình lại cho chúng Mã linh Chân ROM | RAM Timer | Ngat | Vcc | Đĩng vỏ kiện VO DS5000-8 8K 128 32 2 6 5V 40 DS5000-32 | 32K 128 32 2 6 5V 40 DS5000T-8 8K 128 32 2 6 5V 40 DSS5000T-8 | 32K 128 32 2 6 5V 40 Bang 3.6: Các phiên bản 8051 tir hing Dallas Semiconductor

Chữ “T” đứng sau 5000 là cĩ đồng hồ thời gian thực

Lưu ý rằng đồng hồ thời gian thực RTC là khác với bộ định thời Timer

RTC tạo và giữ thời gian I phút giờ, ngày, tháng - năm kế cả khi tắt nguồn

Cịn cĩ nhiều phiên bản DS5000 với những tốc độ và kiểu đĩng gĩi

khác nhau.( Xem bảng 1.8) Ví dụ DS5000-8-8 cĩ 8K NV-RAM và tốc đọ

§MHZ Thơng thường DS5000-8-12 hoặc DS5000T-8-12 là lý tưởng đối với

các dự án của sinh viên

Trang 19

ĐỒ ÁN MƠN HỌC: VI XỬ LÝ GVHD: Th.s NGUYỄN THỊ HỊA Mã lình kiện NV- RAM Tốc độ DS5000-8-8 8K 8MHz DS5000-8-12 8K I2MHz DS5000-32-8 32K 8MHz DS5000T-32-12 32K 8MHz (with RTC) DS5000-32-12 32K 12MHz DS5000-8-12 8K 12MHz (with RTC)

Bảng 3.7: Các phiên bản của DS5000 với các tốc độ khác nhau

d- Phiên bản OTP của 8051

Các phiên bán OTP của 8051 là các chíp 8051 cĩ thể lập trình được một lần và được cung cấp từ nhiều hãng sản xuất khác nhau Các phiên bản Flash và NV-RAM thường được dùng để phát triển sản phẩm mẫu Khi một

sản pohâm được thiết kế và được hồn thiện tuyệt đối thì phiên bản OTP của

8051 được dùng để sản hàng loạt vì nĩ sẽ hơn rất nhiều theo giá thành một đơn vị sản phẩm

e- Họ 8051 từ Hãng Philips

Một nhà sản xuất chính của họ 8051 khác nữa là Philips Corporation Thật vậy, hãng này cĩ một dải lựa chọn rộng lớn cho các bộ vi điều khiến họ 8051 Nhiều sản phẩm của hãng đã cĩ kèm theo các đặc tính như các bộ

chuyên đổi ADC, DAC, cổng 1⁄0 mở rộng và cả các phiên bản OTP và Flas

3.1.5 Các tập lệnh bộ vi xử lý 8051

1 Nhĩm lệnh di chuyển dữ liệu

Quy ước: # Data: Tốn hạng định địa chỉ tức thời Direct : Tốn hạng định địa chỉ trực tiếp @Ri : Tốn hạng định đia chỉ gián tiếp

Trang 20

ĐỒ ÁN MƠN HỌC: VI XỬ LÝ GVHD: Th.s NGUYỄN THỊ HỊA Rn_ : Tốn hạng định địa chỉ thanh ghi e Lệnh Mov e Lệnh Movx e Lénh Move ©_ Lệnh trao đối nội dung thanh ghi A với tốn hạng 2 se Lệnh XCHD e Lénh PUSH e Lénh POP 2- Nhĩm lệnh số học: e _ Lệnh cộng khơng nhớ ADD e _ Lệnh cộng cĩ nhớ ADDC e_ Lệnh tăng tốn hạng một don vi: e Lệnh trừ e_ Lệnh giảm một đơn vị DEC e Lệnh nhân MUL:

Thưc hiện nhân nội dung thanh ghi A với nội dung thanh ghi B Kết quá: Byte thấp lưu trên thanh ghi A

Byte cao lưu trên thanh ghi B

e Lénh chia DIV:

Thuc hiện chia nội dung thanh ghi A với nội dung thanh ghi Kết quả: Phần nguyên lưu trên thanh ghi A

Trang 21

ĐỒ ÁN MƠN HỌC: VI XỬ LÝ GVHD: Th.s NGUYỄN THỊ HỊA e Lệnh ORL:

Cú pháp:

Trang 22

«33 co» >» 4

66.99

-Kết thúc tên của nhãn là dau “:

-Giữa các ký tự trong nhãn khơng được đặt dấu cách

-Tên nhãn phải được bắt đầu bằng một chữ cái

-Tên nhãn khơng được trùng với các từ đã được định nghĩa trước -Tên nhãn khơng dai quá 32 ký tự

e_ Lệnh gọi chương trình con *Lénh CALL

Cú pháp: CALL tên chương trình con

*Lệnh ACALL< lệnh gọi tuyệt đối> Cú pháp: ACALL dia chi 1 1bit

*Lénh LCALL<lénh goi dài>

Cú pháp: LCALL địa chỉ 16 bít © Lệnh AJMP

Cú pháp: AJMP địa chỉ I1 e_ Lệnh nhảy khơng điều kiện

*Lệnh nhảy dài LIMP Cú pháp: LJMP địa chỉ l6 *Lệnh nhảy ngắn SJMP Cú pháp: SJMP Rel e Lệnh JZ Cú pháp: JZ nhãn

Thực hiện kiểm tra nội dung thanh ghi A *A@0 _ Nếu A=0 rẽ nhánh đến nhãn

Trang 23

Thực hiện kiểm tra nội dung thanh ghi A

Trang 24

-Nếu C=0 thực hiện rẽ nhánh

e LệnhJB

Cú pháp : JB TH, nhãn

Kiểm tra nội dung của tốn hạng -Nếu TH=I thì rẽ nhánh đến nhãn

-Nếu TH=0 thì thực hiện lệnh tiếp theo e Lệnh JNB Cú pháp: JNB TH bít, nhãn - Nếu TH=0 thì rẽ nhánh đến nhãn -Nếu TH=I thì thực hiện lệnh tiếp theo e© Lệnh JBC e Cúpháp: JBC TH bit, nhan

3.2 Bộ biến đối tương tự số (ADC) 0809CCN

Các bộ chuyên đơi ADC được sử dụng hết sức rộng rãi hiện nay Tiêu biểu

là máy tính số chỉ làm việc với các số nhị phân , nhưng trong thực tế thì các

đại lượng hầu hết là tương tự chính vì vậy ta cần cĩ bộ chuyên đổi qua lại

giữa các loại số này

Trong bài này sử dụng chip ADC 0809, do linh kiện khơng cĩ sẵn nên mặc dù ADC 0804 là linh kiện cĩ những ưu điểm hơn so với ADC 0809

như : Cĩ bộ dao động riêng bên trong do vậy chỉ cần nối thêm điện trở

khoảng 10 khz, và tụ điện khoảng 150 pF là sẽ tạo nên bộ dao động cĩ tần số khoảng 600 KHz, và thời gian chuyền đổi là 110 us

Trong đề tài chỉ sử đụng 1 đầu vào cảm biến nên rõ ràng ADC 0804 sẽ

tiết kiệm hơn vì nĩ chỉ cĩ 1 đầu vào cảm biến cịn ADC 0809 cĩ những 8 đầu

vào cảm biến vậy cịn 7 đầu vào là khơng sử dụng ( bỏ khơng) gây nên lãng phí

Trang 25

Khơng phải chọn kênh đầu vào nên dễ dàng trong lập trình hơn Và tốn ít dung lượng bộ nhớ của vi điều khiển hơn

Trong bài này em sử dụng bộ biến đổi ADC 0809 ( vì nĩ được bán rộng rãi hơn trên thị trường VN) ae mae me ae M:¬: mind heme 5p 400 4 M1¬:› 3416 8 staat 6 Mano tĩc =4? pear rds r1—2" ‘wae @U1PỤT eer tu? €L0x ='0 32> Yeoh ta: Yr(sơ? 1?7|_1đ:s CA ars 1 Vay (=) rh 15p—2"*

Hình 3.3 : Sơ dé cau tric chan cia ADC 0809

* Chức năng các chân của A1DC 0809

Chân In 0 — In 7 : Đầu vào kênh tương tự

Chân 6 : Start : Bắt đầu chuyền đổi

Chân 7 EOC : Kết thúc chuyên đơi (End-of-Convéion)

Chân 9 OE : Cho phép đầu ra (Output Enable) Chân 10 - Clock : Chân đưa xung vào

Chân 11 : Vcc : Chân cấp nguồn (+5 v DC)

Chân 12,14 : Vref+,Vref- :Thiét lập điện áp tham chiếu

Trang 26

ĐỒ ÁN MƠN HỌC: VI XỬ LÝ 4tr § ANAL06 34907 [TT†††t†l (pis ore MớITÌ EXÍNS ANALOG savtenes, JANT CLK GVHD: Th.s NGUYEN THI HOA [ram ——== |, KŨNFRSL & 19MING EMD OF CONVERSION aNTEAAUIT | SAR COMranaron g tri 44111 8T 6U19U1S TEM FER oo 3t Ane®tss -| @—l os ADDRESS o—_l LATCE ENANLE ABDRCEE vate aNd orcaorn ‘nef(-) OUTPUT (AB D900SE72-1 Hình 3.4: Cấu trúc bên trong 'Vref/2 (V) Vref+/Vref- (V) Kích thước bước (mv) Hở 0-5 19.53 2 0-4 15.62 1.5 0-3 11.71 1.28 0-2.56 10 1 0-2 7.81 0.5 0-1 3.90

Bang 3.8: Bảng quan hệ điện áp giữa Vreƒ(+) và Vreƒ (-)(Mass)

*Ý nghĩa : Khi chân Vref- nối xuống mass cịn chân Vref+ được nối với

điện áp biến thiên từ 0 (v) cho đến 5 (v) thì mỗi khi bộ cảm biến của ADC 0809 CCN biến đổi 19,53 (mV) thì bộ biến đổi sẽ thay đối trang thal đầu ra

Các trường hợp cịn lại tương tự

* Kích thước bước (độ phân giải ) là sự thay đổi nhỏ nhất của đầu vào mà ADC cĩ thê phân biệt được

Trang 27

* Vref+/Vref- : Điện áp tham chiếu thường thì Vref- được nối xuống mass cịn Vref+ thì được đấu vào một mức điện áp tham chiếu nào đĩ

Chân 13 : Chân GND ( mass )

Chân 2.1 - 2.8 : Đầu ra số dạng 8 bít trong đĩ 2.1 là bit cao(MSB) cịn

2.8 la bit thap(LSB)

Chan 22 : ALE : Chét dia chi (Address Latch Enable)

Chân 23,24,25: ADD A, ADD B, ADD C: Dung để chọn kênh tương tự đầu vào Chọn kênh Cc B A tương tự IN 0 0 0 0 IN 1 0 0 1 IN 2 0 1 0 IN 3 0 1 1 IN 4 1 0 0 IN 5 1 0 1 IN 6 1 1 0 IN7 1 1 1

Bang 3.9: Báng chân lý chon tín hiệu đầu vào

*Ý nghĩa : Khi ta chọn các đầu vào tai cac chan A , B, C là các xung ở

mức thấp thì khi kết nỗi bộ cảm biến với bộ biến đổi ADC 0809 CCN thi phal

kết nối vào đầu IN 0 Các chân khác tương tự

Phương thức bộ ADC chuyến đổi tín hiệu tương tự sang số

Mạch biến đổi ADC gồm bộ phận trung tâm là một mạch so sánh Điện thế tương tự chưa biết V(a) áp vào một ngã vào của mạch so sánh,

cịn ngã vào kia nối với một điện thế tham chiếu thay đổi theo thời gian Vr(t)

Khi chuyển đối điện thế tham chiếu tăng theo thời gian cho đến khi bằng hoặc

Trang 28

ĐỒ ÁN MƠN HỌC: VI XỬ LÝ GVHD: Th.s NGUYỄN THỊ HỊA gần bằng với điện thế tương tự Lúc đĩ mạch tạo mã số ra cĩ giá trị ứng với điện thế vào chưa biết

Mạch đổi dùng điện thế tham chiếu nắc thang : : i SA ị lià DAC n hit Alar Vpac: Ma T E0C 11SR uu pang bik ˆ : tủ 3 12 | SR- i Mach dem ach dem tit Te r-bit : W cL, i I FOC Hình 3.5: Mach doi ding dign thé tham chiếu nắc thang Mạch đổi gần đúng kế tiếp Star | t x[JTTIITL— a =] ro DAC n -bit 4 | 00 : ị tụ 3,BV Me FG R } im 50 TE SAR “| | om lạ T109 start||_

Hinh 3.6: Mạch đỗi gần đúng kế tiếp

Trang 29

ĐỒ ÁN MƠN HỌC: VI XỬ LÝ GVHD: Th.s NGUYỄN THỊ HỊA Mạch đối dùng tín hiệu đốc đơn aƑ—>E0C 6 m— Ma so ra St c—— _ fi 5 Mach dem n-bit Mach tao tin hieu doc len stanj Ì

Trang 30

ĐỒ ÁN MƠN HỌC: VI XỬ LÝ GVHD: Th.s NGUYỄN THỊ HỊA Mạch chuyển đổi tín hiệu song song.( Đây là phương pháp cĩ tốc độ chuyển đổi rất nhanh và hay được ứng dụng nhất) ADC 0809 sử dụng phương pháp này

Trang 31

Giản đồ xung miêu tả sự chuyên đối tín hiệu tương tự sang số của ADC „HN LINE auanrizv | ERROR { IWT W FULL VOLTAGE SCALE kw ¬ m~~| au of m ree = sa ol same aso as 1k Si <r are yƠ cs cowranatn inner (IVIEEAA4 M |tsơ tát | ae si 4 _—} Ni a ae a eae eo Hình 3.10: Giản đồ thời gian

Sơ đơ chuyển hĩa tín hiệu

Mạch đổi lay tích phân Mạch kiểm tra ADC 0809 ở chế độ chạy tự do (

các nhà sản xuất thường khuyến cáo người sử dụng nên sử dụng mạch này trước khi lắp mạch chạy thực tế)

Trang 32

ĐỒ ÁN MƠN HỌC: VI XỬ LÝ GVHD: Th.s NGUYỄN THỊ HỊA INTERRUPT 500 kHz—4 CLK 0E 5.I00V —ÌVncr(«| coc INTERRUPT READ DECODE (AD4-AD15)* 0.000V —{VRer~—) > 087 MS8 START 2-2}-—> 088 s ALE -1Ì———>0ø› IRIE z +®F—>01% z A00—ÌA A0C0808 z-5} ——>°0: ADÌ° Aprugpg 2-5 > 082 A0z—c z1 ——>t0t! z-!†——>°0a L§8 SV SUPPLY t Vcc InF~Vin8 6ND s 0-5V GROUND = ° ANALOG INPUT RANGE Ing FC Vụy ! Hình 3.11: Quá trình chuyển hố tín hiệu 3.3 Các linh kiện khác: 3.3.1 Thiết bị hiển thị: * So "* LCDT do chan - Wait oct Bama :| S88 ed goeccess AUR Hình3.12: Sơ đồ chân cúa LCD

- EN (Enable): cho phép đọc/ghi đữ liệu Trong chế độ đọc, EN tác động bằng xung dương (cạnh lên) và trong chế độ ghi, EN tác động bằng xung âm (cạnh

Trang 33

xuống)

- R§ (register selection): chọn thanh ghi lệnh (RS = 0) hoặc thanh ghi dữ liệu (RS = 1)

- R/W: doc (R/W = 1) hay ghi (R/W = 0)

- D7 — D4: bus dữ liệu (chế độ 8 bit: 4 bit cao, chế độ 4 bit: dùng cho truyền 4

bit cao và 4 bit thấp) Ngồi ra, bit D7 cũn dựng làm ngừ ra cho cờ Busy

- D3 — D0: 4 bit thấp trong chế độ 8 bit hay bỏ trống trong chế độ 4 bit

- A, K: anode và cathode đèn nền của LCD

* Các thành phần chức năng của LCD1602A:

- Co Busy (BF — Busy flag): Néu BF = 1, LCD dang trong quá trỡnh thực thi một lệnh Khi đĩ, các lệnh gởi tiếp theo sẽ bị bỏ qua BF được đọc tại chân D7 khi RS =0 và R/W = I1 Do đĩ, trước khi thực hiện một lệnh, cần kiểm tra

BEF trước, nếu BF =0 thỡ mới gởi lệnh

- DDRAM (Display Data RAM): chứa cĩc ký tự sẽ hiển thị trờn LCD, tối đa là 80x8 bit (80 ký tự) Khi hiển thị ở chế độ 1 dũng, địa chỉ của DDRAM cú phạm vi từ 00h ữ 4Fh cũn khi ở chế độ 2 dũng, dia chi DDRAM tir 00h + 27h cho dũng I1 và 40h ữ 67h cho dũng 2

.- Bộ đếm địa chỉ (AC - Address Counter): dùng để lưu địa chỉ hiện hành

của DDRAM và CGRAM, cĩ thể thực hiện đọc AC khi RS = 0 và R/W = 1 - CGROM (Character Genaration ROM): chứa cĩc mụ hỡnh ký tự sẽ hiển

thị trờn LCD, bao gồm 192 ký tự 5x7 theo bảng mĩ ASCII (nghĩa là khi

DDRAM chứa giá trị 41h tương ứng với mo ASCII cua ky ty ‘A’ tho tron LCD sẽ hiện ‘A’), trong đĩ chỉ cĩ các mĩ từ 00h — OFh sé khung lấy theo mĩ ASCII ma lay theo cĩc ký tự đĩ định nghĩa trong CGRAM

- CGRAM (Character Genaration RAM): chia coc mu hỡnh ký tự do

người

sử dụng định nghĩa để hiển thị các ký tự khơng cĩ sẵn trong CGROM

CGRAM cho phép tạo tối đa 8 ky tu 5x8

* Cĩc chế độ truyền dữ liệu:

LCD1602A cĩ 2 chế độ truyền dữ liệu: chế độ 8 bit (ding cả D0 — D7) và chế

độ 4 bit (khơng dùng D3 — D0, chỉ dùng D7 —- D4) Trong trường hợp dùng

Trang 34

ĐỒ ÁN MƠN HỌC: VI XỬ LÝ GVHD: Th.s NGUYỄN THỊ HỊA chế độ 4bit, dữ liệu 8 bit sẽ được truyền 2 lần: truyền 4 bit cao rồi tiếp tục truyền 4 bit thấp Sau khi thực hiện truyền xong 8 bit, BF mới chuyên lên 1 Hai chế độ truyền nay mf tả nhrtmtr R/W Of Ne E / Internal / Internal operation \ / signal DB7 No busy DATA er Ke K Jaf \_\_ LK) A A A A INSTRUCTION Busy Flag Check © Busy FlagCheck Busy FlagCheck — INSTRUCTION RS RW Internal / Internal operation \ / signal DB7 or XorXmeX Jom X XN SX eK) A A h

INSTRUCTION Busy Flag Check Busy Flag Check INSTRUCTION

Hõnh 3.14 :Định thời giao tiếp ở chế độ 4 bit

Trang 35

ĐỒ ÁN MƠN HỌC: VI XỬ LÝ GVHD: Th.s NGUYỄN THỊ HỊA * Các lệnh thường gặp của LCD Lệnh Mơ tả 01H Xúa màn 02H Trở về đầu chuỗi

04H Dịch con trỏ sang trỏi

05H Dịch con trỏ sang phải 06H Dịch màn hỡnh sang phải 07H Dich màn hỡnh sang trỏi 08H Tắt con trỏ, tắt hiền thị 0AH Tắt hiển thị, bật con trỏ 0CH Bật hiển thị, tắt con trỏ

0EH Bật hiển thị, nhấp nhỏy con trỏ

0FH Tặt hiện thị, nhâp nhỏy con trỏ 10H Dịch vị trớ con trỏ sang trỏi 14H Dịch vị trớ con trỏ sang phải 18H Dịch tồn bộ màn hỡnh sang trỏi

1CH Dich tồn bộ màn hỡnh sang phải

80CH Dua con tro vé dau ding |

C0H Dua con trỏ vê đâu dũng

38H Xác lập chê độ 2 dũng và độ phân giải chữ 5x7

3.3.2 Cảm biến trọng lượng ( loadcell)

Trong caÿm bieỏn cãn (Load Cell) thửuứng sửỷ dúng caÿm bieỏn sửực caờng maộc theo sụ ủồ cầu (hỡnh MII-I) Trong ủoự sửỷ dúng hai caym bieon sửực caờng RI vaứ R3 gaộn uỷ maởit trẽn Hai caÿm bieỏn sửực caờng khaực R2, R4 ga6n uy maot dtruyi (hỡnh MI1I-1a) Sụ ủồ noỏi ủieọn

Trang 36

ĐỒ ÁN MƠN HỌC: VI XỬ LÝ GVHD: Th.s NGUYỄN THỊ HỊA cho trẽn hỡnh MII-Ic, trong ủoự caực caÿm bieỏn sửực caờng ủửúc maộc theo sụ ủồ cầu Wheatstone hp eT &> at ee fe Ve

Load Cell khi khoởng coự - Load Cell khi coự

lửùc taực ủoọng lửùc taực ủoọng Ri R2 + - L0NEHL—>—@* nh AMPLIFIER | OUT —9

Hinh: So do dién ctia cam bién Loadcell

Khi khõng coự lửùc taực ủoọng vaứo caÿỷm bieỏn, caực caÿm bieỏn sửực caờng R¡ uỷ tráng thaựi vụựi sửực caờng cãn bắng vaứ ủieon theỏ ra baơng 0 Khi coự lửùc taực ủoọng, laứm uoỏn cong thanh ủaứn hồi, đaĩn ủeỏn vieọc taờng sửực caờng caực caÿm bieỏn R¡.; vaứ giaỷm sửực caờng caực caým bieỏn Ra Keỏt quaỷ, ủieon trụý R¡.; taờng vaứ R;x giaým, daĩn

teon leọch cầu vaứ uỷ loỏi ra xuaĩt hien ủieon theỏ tyý leo vụựi lửùc taực

ủoọng eieon theỏ naứy seừ ủửúc khueỏch ủái tuựi giaự trũ cần thieỏt

Trang 37

Cĩ nhiều loại loadcell đo các hãng sản xuất khác nhau như Siemens (Đức), Kubota (Nhật), Global Weighing (Hàn Quốc), Transducer Techniques Inc, Tedea Huntleigh Mỗi loại loadcell được chế tạo cho một yêu cầu riêng biệt theo tải trọng chịu đựng, chịu lực kéo hay nén

Cĩ nhiều kiểu hình dạng loadcell cho những ứng dụng khác nhau Do

đĩ cách kết nối loadcell vào hệ thống cũng khác nhau trong từng trường hợp Thơng số kỹ thuật của từng loại loadcell được cho trong catalogue của mỗi loadcell và thường cĩ các thơng số như: tái trọng danh định, điện áp ra danh định

(giá trị này cĩ thể là từ 2 miliVolt/ Volt đến 3 miliVolt/Volt hoặc hơn tuỳ loại loadcell), tầm nhiệt độ hoạt động, điện áp cung cấp, điện trở ngõ ra, mức độ chịu được quá tải (Với giá trị điện áp ra danh định là 2mili Volt / Volt thì với nguồn cung cấp là 10 Volt thì điện áp ra sẽ là 20 mili Volt ứng với khối lượng tối đa.) Tuỳ ứng dụng cụ thể mà cách chọn loại loadcell cĩ thơng số và hình dạng khác nhau Hình dạng loadcell cĩ thể đặt cho nhà sản xuất theo yêu cầu ứng dụng riêng

Ngồi bộ phận chính là những tấm điện trở dán, một số loại loadcell

cịn cĩ thêm thiết bị bảo vệ quá tải cĩ thể là các lị xo

Trang 38

Chương 4: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẺ

4.1 Tính chọn linh kiện:

Yêu câu: - Thiết kế cân điện tử cĩ phạm vi cân (0-3)kg - Hiển thị trên LCD

4.1.1 Khối vi xử lý:

Trong mạch này chúng ta chọn họ 8051 Để cho vi điều khiển hoạt đơng được thì cần cĩ những điều kiện sau:

-_ Nguồn nuơi là nguồn +5v cấp cho 8051 -_ Phải cĩ đao động cấp vào chân 18, 19 của IC 8051 8051 XTAL1 Oscillator ut 1Ÿ XTALI XTALE le XTAL2 GNO Crystal TTL Oscillator

Dao động bằng thạch anh Dao động bằng cổng logic

Thơng thường chúng ta sử dụng dao động bằng Thạch anh Tụ gốm cú trị số từ 27pF - 33pE để ơn định làm việc cho thạch anh, thường

dùng loại 33pF

- Reset cu toc dung reset chip 8051, mức tớch cực của chõn này là

mức l đưa vào chân 9

Sau đây là mạch reset

Trang 39

ĐỒ ÁN MƠN HỌC: VI XỬ LÝ GVHD: Th.s NGUYỄN THỊ HỊA +5¥ +9v +Sv 1002 10 uF 10uF RST RST Reset 8.£Ka g8.eks Manual reset Power-on reset

Reset bang tay (nút ấn) Reset khi cấp nguồn

Trong bài này chúng ta sử dụng Reset tự động khi cấp nguồn cho thuận tiện 4.1.2 Khối chuyển dỗi tín hiệu tương tự số (ADC)

* Tính tốn điện áp vào ADC

Mã ra N cho một ngõ vào tùy ý là một số nguyên Trong đĩ Vin : điện áp ngõ vào hệ so sánh

Vref(+): điện áp tại chân Rer(+) Vref(-): dién ap tai chan Rep(-)

Nếu chọn Vref(-) = 0 thiN = 256.“

ref (+

Vref(+) = Vcc = 3V thì đầy thang là 256 - Gia tri bước nhỏ nhất

3

1 LSB= =0,0117 V/byte

256

Vậy với 256 bước Vin = 3V

Trang 40

ĐỒ ÁN MƠN HỌC: VI XỬ LÝ GVHD: Th.s NGUYỄN THỊ HỊA Tần số đao động chuẩn là 600 kHz

103

4.1.3 Khối khuếch đại tín hiệu:

eady laứ mách trung gian giửừa boọ caÿm bieỏn vaứ mách ADC Vuựi mách naứy thỡ ủầu vaứo laứ caym bieỏn cụ Vạ = 2,73 V + 0,01T°C Khoaỷng bieỏn thiẽn ủieon aựp trong dayi nhieot tog tint 0°C — 100°C lair 1

volt Trong khi tow, yedu cadu match dutmng bog chuyeén todi tén hieou

tửụng tửù sang soỏ ADC 0809 cou muuc tieon aựp tửứ 0V — 3V Dùng OA: LM324 khuếch đại đệm tín hiệu trước khi đưa vào ADC

4.1.4 Khối nguồn:

Định dạng
Số trang	50
Dung lượng	7,42 MB