Ứng dụng họ vi điều khiển 8051 ghép nối với LED 7 thanh để hiển thị số đo tần số lưới điện công nghiệp với khoảng đo (45 – 55) Hz

Các bộ điều khiển sử dụng vi điều khiển tuy đơn giản nhưng để vận hành và sử dụng được lại là một điều rất phức tạp. Các bộ vi điều khiển theo thời gian cùng với sự phát triển của công nghệ bán dẫn đã tiến triển rất nhanh, từ các bộ vi điều khiển 4 bit đơn giản đến các bộ vi điều khiển 32 bit, rồi sau này là 64 bit. Điện tử đang trở thành một ngành khoa học đa nhiệm vụ. Điện tử đã đáp ứng được những đòi hỏi không ngừng từ các lĩnh vực công – nông – lâm – ngư nghiệp cho đến các nhu cầu cần thiết trong hoạt động đời sống hằng ngày. Một trong những ứng dụng thiết thực trong đó là ứng dụng về nhiệt kế điện tử. Với môn học Vi điều khiển này, em đã quyết định nhận làm đồ án với đề tài ứng dụng họ vi điều khiển 8051 ghép nối 04 led bảy thanh để hiển thị số đo và cảnh báo tần số lưới điện công nghiệp,khoảng đo [45-55] hz

ĐHCN HÀ NỘI BÀI TẬP LỚN:VI XỬ LÝ TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN: VI XỬ LÝ VÀ ĐO LƯỜNG ĐIỆN ĐỀ TÀI: Ứng dụng họ vi điều khiển 8051 ghép nối với LED để hiển thị số đo tần số lưới điện công nghiệp với khoảng đo (45 – 55) Hz Giáo viên hướng dẫn: GVHD:NGUYỄN THU HÀ Nguyễn Thu Hà Page ĐHCN HÀ NỘI BÀI TẬP LỚN:VI XỬ LÝ ĐỀ BÀI: Ứng dụng họ vi điều khiển 8051 ghép nối 04 LED để hiển thị số đo cảnh báo tần số lưới điện công nghiệp, khoảng đo [45-55]Hz Hệ thống gồm có : + 01 Vi điều khiển 89C51RD2 + Ghép nối 04 LED bảy + Ghép nối mạch chuẩn hóa đo tần số + Ghép nối đèn LED cảnh báo ngưỡng thấp , ngưỡng cao + Hai nút ấn RUN, STOP Hoạt động: Khi ấn RUN ,hệ thống thực đo tần số; ấn, STOP hệ thống lưu lại giá trị đo cuối GVHD:NGUYỄN THU HÀ Page ĐHCN HÀ NỘI BÀI TẬP LỚN:VI XỬ LÝ MỤC LỤC Contents LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, với ứng dụng khoa học kỹ thuật tiên tiến, giới ngày thay đổi, văn minh đại Sự phát triển kỹ thuật điện tử tạo hàng loạt thiết bị với đặc điểm bật xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ yếu tố cần thiết góp phần cho hoạt động người đạt hiệu cao Các điều khiển sử dụng vi điều khiển đơn giản để vận hành sử dụng lại điều phức tạp Các vi điều khiển theo thời gian với phát triển công nghệ bán dẫn tiến triển nhanh, từ vi điều khiển bit đơn giản đến vi điều khiển 32 bit, sau 64 bit Điện tử trở thành ngành khoa học đa nhiệm vụ Điện tử đáp ứng địi hỏi khơng ngừng từ lĩnh vực công – nông – lâm – ngư nghiệp nhu cầu cần thiết hoạt động đời sống ngày Một ứng dụng thiết thực ứng dụng nhiệt kế điện tử Với môn học Vi điều khiển này, em định nhận làm đồ án với đề tài ứng dụng họ vi điều khiển 8051 ghép nối 04 led bảy để hiển thị số đo cảnh báo tần số lưới điện công nghiệp,khoảng đo [45-55] hz Nội dung báo cáo gồm phần: I – Cơ sở lý thuyết II – Nội dung thiết kế III – Kết luận GVHD:NGUYỄN THU HÀ Page ĐHCN HÀ NỘI BÀI TẬP LỚN:VI XỬ LÝ Mặc dù cố gắng thiết kế làm mạch thời gian ngắn lực hạn chế nên mạch cịn sai sót Em mong thầy giáo bạn góp ý để việc học tập em tốt Em xin chân thành cảm ơn! HỆ THỐNG HIỂN THỊ SỐ ĐO VÀ CẢNH BÁO TẦN SỐ LƯỚI ĐIỆN CÔNG NGHIỆP I Cơ sở lý thuyết Giới thiệu tổng quan họ Vi điều khiển 8051 AT89C51 vi điều khiển bit, chế tạo theo công nghệ CMOS chất lượng cao, công suất thấp với KB PEROM (Flash Programeable and erasable read only memory) Các đặc điểm 8951 tóm tắt sau: - 4KB nhớ, lập trình lại nhanh, có khả ghi xóa tới 1000 chu kỳ - Tần số hoat động từ Hz đến 24 MHz - mức khóa nhớ lập trình - Timer/Counter 16 bit - 128 Byte RAM nội - Port xuất/nhập (I/O) bit - Giao tiếp nối tiếp - 64 KB vùng nhớ mã - 64 KB vùng nhớ liệu - Xử lý Boolean (hoạt động bit đơn) - 210 vị trí nhớ định vị bit - 4μs cho hoạt động nhân chia GVHD:NGUYỄN THU HÀ Page ĐHCN HÀ NỘI BÀI TẬP LỚN:VI XỬ LÝ 1.1 Sơ đồ khối sơ đồ chân AT89C51 Sơ đồ khối AT89C51 GVHD:NGUYỄN THU HÀ Page ĐHCN HÀ NỘI BÀI TẬP LỚN:VI XỬ LÝ Sơ đồ chân AT89C51 1.2 Chức chân AT89C51 + Port (P0.0 – P0.7 hay chân 32 – 39): Ngoài chức xuất nhập ra, port bus đa hợp liệu địa (AD0 – AD7), chức sử dụng AT89C51 giao tiếp với thiết bị ngồi có kiến trúc bus Port GVHD:NGUYỄN THU HÀ Page ĐHCN HÀ NỘI BÀI TẬP LỚN:VI XỬ LÝ + Port (P1.0 – P1.7 hay chân – 8): có chức xuất nhập theo bit byte Ngoài ra, chân P1.5, P1.6, P1.7 dùng để nạp ROM theo chuẩn ISP, chân P1.0 P1.1 dùng cho Timer Port + Port (P2.0 – P2.7 hay chân 21 – 28): port có cơng dụng kép Là đường xuất nhập byte cao bus địa thiết kế dùng nhớ mở rộng Port GVHD:NGUYỄN THU HÀ Page ĐHCN HÀ NỘI BÀI TẬP LỚN:VI XỬ LÝ + Port (P3.0 – P3.7 hay chân 10 – 17): chân port ngồi chức xuất nhập cịn có số chức đặc biệt sau: Bit P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 Tên RXD TXD INT0 INT1 T0 T1 WR RD Chức chuyển đổi Dữ liệu nhận cho port nối tiếp Dữ liệu truyền cho port nối tiếp Ngắt bên Ngắt bên Ngõ vào Timer/Counter Ngõ vào Timer/Counter Xung ghi nhớ liệu Xung đọc nhớ liệu Port + RST (Reset – chân 9): mức tích cực chân mức 1, để reset ta phải đưa mức (5V) đến chân với thời gian tối thiểu chu kỳ máy (tương đương 2µs thạch anh 12MHz + XTAL 1, XTAL 2: AT89S52 có dao động chip, thường nối với dao động thạch anh có tần số lớn 33MHz, thôn thường 12MHz + EA (External Access): EA thường mắc lên mức cao (+5V) mức thấp (GND) Nếu mức cao, vi điều khiển thi hành chương trình từ ROM nội Nếu mức thấp, chương trình thi hành từ nhớ mở rộng GVHD:NGUYỄN THU HÀ Page ĐHCN HÀ NỘI BÀI TẬP LỚN:VI XỬ LÝ + ALE (Address Latch Enable): ALE tín hiệu để chốt địa vào ghi bên nửa đầu chu kỳ nhớ Sau đường port dùng để xuất nhập liệu nửa chu kỳ sau nhớ + PSEN (Program Store Enable): PSEN điều khiển phép nhớ chương trình mở rộng thường nối với đến chân /OE (Output Enable) EPROM phép đọc bytes mã lệnh PSEN mức thấp thời gian đọc lệnh Các mã nhị phân chương trình đọc từ EPROM qua Bus chốt vào ghi lệnh vi điều khiển để giải mã lệnh Khi thi hành chương trình ROM nội, PSEN mức thụ động (mức cao) + Vcc, GND: AT89S52 dùng nguồn chiều có dải điện áp từ 4V – 5.5V cấp qua chân 40 (Vcc) chân 20 (GND) Sơ lược led 2.1 Tổng quát Led đoạn có cấu tạo bao gồm led đơn có dạng xếp theo hình có thêm led đơn hình trịn nhỏ thể dấu chấm trịn góc dưới, bên phải led đoạn led đơn led đoạn có Anode(cực +) Cathode(cực -) nối chung với vào điểm, đưa chân để kết nối với mạch điện cực lại led đơn đưa thành chân riêng, đưa để kết nối với mạch điện Nếu led đoạn có Anode(cực +) chung, đầu chung nối với +Vcc, chân lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt led đơn, led sáng tín hiệu đặt vào chân mức GVHD:NGUYỄN THU HÀ Page ĐHCN HÀ NỘI BÀI TẬP LỚN:VI XỬ LÝ Nếu led đoạn có Cathode(cực -) chung, đầu chung nối xuống Ground (hay Mass), chân lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt led đơn, led sáng tín hiệu đặt vào chân mức Vì led đoạn chứa bên led đơn, kết nối cần đảm bảo dòng qua led đơn khoảng 10mA-20mA để bảo vệ led Nếu kết nối với nguồn 5V hạn dịng điện trở 330Ω trước chân nhận tín hiệu điều khiển Sơ đồ vị trí led Các điện trở 330Ω điện trở bên kết nối để giới hạn dòng điện qua led led đoạn nối với nguồn 5V Chân nhận tín hiệu a điều khiển led a sáng tắt, ngõ vào b để điều khiển led b Tương tự với chân led lại GVHD:NGUYỄN THU HÀ Page 10 ĐHCN HÀ NỘI BÀI TẬP LỚN:VI XỬ LÝ Z5 equ 4bh shf equ 34h ;chon led de quet thp2 equ thp1 equ dv equ ch equ digit equ T_up equ T_lm equ F_Max F_Min 50h 51h 52h 53h 54h 36h 37h equ equ ;hang chuc cua tan so ;hang don vi cua tan so ;chu so sau dau ',' thu nhat ;chu so sau dau ',' thu hai ZOV equ ON equ OFF equ CB_Cao CB_Thap 00h P1.0 P1.1 equ P1.2 equ P1.3 38h 58h ;100*10 ms lay mau mot lan ;nguong tren ;nguong duoi ;LED bao vuot nguong cao ;LED bao vuot nguong thap ; chuong trinh chinh -org 0030h main: lcall Init KT_ON: jb setb KT_OFF: jb clr sjmp ON,KT_OFF EX0 OFF,KT_ON EX0 KT_ON ;cho phep ngat ngoai INT0 ;cho phep ngat ngoai INT0 ; -; chuong trinh -; -Init: mov P1,#0ffh clr EA ;cam tat ca cac ngat mov digit,#0f7h ;bat led thp2 dau tien mov P2,#0ffh mov P0,#0ffh ;tat tat ca cac led GVHD:NGUYỄN THU HÀ Page 19 ĐHCN HÀ NỘI mov mov mov mov mov mov mov mov mov BÀI TẬP LỚN:VI XỬ LÝ P1,#0ffh T_up,#0 T_lm,#100 ;t = T_lm*10ms F_Max,#55 ;dat can tren canh bao F_Min,#45 ;dat can duoi canh bao shf,#thp2 ;byte de dieu khien hien thi cac led TMOD,#11h ;khoi tao timer0,timer1 o che 16 bit TH0,#HIGH(-10000) TL0,#LOW(-10000) ;khoi tao ngat 10ms de tinh toan va hien thi mov TH1,#00h mov TL1,#00h setb setb setb setb setb setb setb ret IT0 PX0 ET0 TF0 tr0 tr1 EA ;thiet lap ngat ngoai theo suon xuong ;cho piority cua INT0 cao nhat ;cho phep ngat ngoai Timer1 ;dung co bao ngat ;khoi dong Timer0 ; -chuong trinh phuc vu ngat ngoai INT0 INT_EX0: clr EA mov FREQ_H,TH1 mov FREQ_L,TL1 mov TH1,#00h mov TL1,#02h ;xoa bo dem de bat dau dem chu ki moi setb EA reti ; -chuong trinh phuc vu ngat timer0 INT_T0: clr TF0 ;xoa co tran mov a,T_up inc a ;tang t_up mov T_up,a cjne a,T_lm,ko_update ;kiem tra neu t_up = t_lm thi update lai du lieu neu khong thi thoi mov T_up,#0 ;xoa t_up chuan bi cho lan tinh tiep theo lcall Tinh_tanso ;goi chuong trinh tinh tan so ko_update: GVHD:NGUYỄN THU HÀ Page 20 ... LỚN :VI XỬ LÝ ĐỀ BÀI: Ứng dụng họ vi điều khiển 8051 ghép nối 04 LED để hiển thị số đo cảnh báo tần số lưới điện công nghiệp, khoảng đo [45-55 ]Hz Hệ thống gồm có : + 01 Vi điều khiển 89C51RD2 + Ghép. .. môn học Vi điều khiển này, em định nhận làm đồ án với đề tài ứng dụng họ vi điều khiển 8051 ghép nối 04 led bảy để hiển thị số đo cảnh báo tần số lưới điện công nghiệp, khoảng đo [45-55] hz Nội... khiển led đo? ??n có đường, dùng Port Vi điều khiển để điều khiển led đo? ??n Như led đo? ??n nhận liệu bit từ Vi điều khiển để điều khiển hoạt động sáng tắt led led đơn nó, liệu xuất điều khiển led đo? ??n