Thiết kế hệ thống tự động đo, điều khiển và hiển thị nhiệt độ khí sấy nông sản dạng hạt sử dụng vi điều khiển

Trên thị trường nước ta hiện nay cũng đã xuất hiện các thiết bị sấy, nhưng các thiết bị này cồng kềnh, nhiệt độ sấy không ổn đinh đồng thời không thể tự động thay đổi được nhiệt độ sấy khi cần thiết vì mỗi một loại hạt ta cần chọn nhiệt độ sấy thích hợp nhằm đạt năng suất cao, chất lượng tốt và tiết kiệm năng lượng. Đặc biệt là nông sản dạng hạt mà làm hạt giống thì yêu cầu về độ ổn đinh nhiệt độ càng cao trong suốt quá trình sấy. Mặt khác để dễ dàng cho người sử dụng trong việc theo dõi nhiệt độ sấy cũng như thay đổi nhiệt độ sấy thì nhiệt độ sấy và nhiệt độ đặt cần phải được hiển thị. Ngoài ra hệ thống sấy còn phải có giá thành rẻ mới phù hợp với nền kinh tế nông nghiệp nước ta hiện nay.

Mở đầu Nước ta thuộc nhóm nước phát triển với kinh tế nông nghiệp truyền thống Qua nhiều thập niên trở lại nông nghiệp Việt Nam ngày phát triển vững manh Hiện nay, kinh tế giới chuyển manh sang ngành cơng nghiệp, dịch vụ Việt Nam nơng nghiệp ngành có đóng góp đáng kể vào tổng thu nhập quốc dân Chính mà Đảng Nhà nước coi trọng công cơng nghiệp hố, đại hố sản xuất nơng nghiệp nơng thơn, nhờ mà ngành nơng nghiệp có bước phát triển vượt bậc, sản lượng thu hoạch từ loại nông sản qua mùa vụ ngày nâng cao Sản xuất nông nghiệp tăng, địi hỏi cơng nghệ sau thu hoạch phải phát triển manh để bảo quản tốt sản phẩm làm Hầu hết sản phẩm nông nghiệp dạng hạt lúa, ngô, đậu, vừng sau thu hoạch cần sấy khơ kịp thời tránh hư hỏng nấm mốc, mối, mọt đồng thời đáp ứng yêu cầu cho trình chế biến Trước sản phẩm nông nghiệp dạng hạt sau thu hoạch làm khô phương pháp phơi nắng Nhưng phương pháp hiệu mùa thu hoạch mùa khơ, cịn thu hoạch mà thời tiết mưa liên tục kéo dài sản phẩm không phơi khô dẫn đến nảy mầm ảnh hường lớn đến chất lượng sản phẩm Vì có phương pháp khác đời để làm khơ sản phẩm kịp thời tình hình thời tiết phương pháp sấy Hiện giới có nhiều loại thiết bị sấy đại, có cơng suất lớn giá thành lại cao đòi hỏi kỹ thuật vận hành phức tạp nên khơng thể đưa loại máy vào cho sản xuất nông nghiệp nước ta Trên thị trường nước ta xuất thiết bị sấy, thiết bị cồng kềnh, nhiệt độ sấy không ổn đinh đồng thời tự động thay đổi nhiệt độ sấy cần thiết loại hạt ta cần chọn nhiệt độ sấy thích hợp nhằm đạt suất cao, chất lượng tốt tiết kiệm lượng Đặc biệt nơng sản dạng hạt mà làm hạt giống yêu cầu độ ổn đinh nhiệt độ cao suốt trình sấy Mặt khác để dễ dàng cho người sử dụng việc theo dõi nhiệt độ sấy thay đổi nhiệt độ sấy nhiệt độ sấy nhiệt độ đặt cần phải hiển thị Ngồi hệ thống sấy cịn phải có giá thành rẻ phù hợp với kinh tế nông nghiệp nước ta Nắm bắt yêu cầu chúng tơi tiến hành nghiên cứu phát hiển đề tài: “Thiết kế hệ thống tự động đo, điều khiển hiển thị nhiệt độ khí sấy nơng sản dạng hạt sử dụng vi điều khiển họ 8051” Đề tài gồm sáu chưomg: Chưomg 1: Tổng quan chung sấy nông sản dạng hạt Chưomg 2: Họ vi điều khiển 8051 Chưomg 3: Thiết kế hệ thống tự động điều khiển nhiệt độ khí sấy, đo hiển thị LCD sử dụng vi điều khiển AT89C52 Chưomg 4: Tổng hợp hệ thống điều chỉnh nhiệt độ khí sấy Chưomg 5: Phần lập trình Chưomg 6: Kết luận đề nghị Chương Tổng quan chung sấy nông sản dạng hạt 1.1 Công nghệ sấy nông sản dạng hạt 1.1.1 Cơ SỞ vật lý trình sấy Sấy trình nước từ vật liệu ẩm khuếch tán, bốc khơng khí xung quanh Quá trình thực chênh lệch áp suất nước bề mặt vật liệu môi trường xung quanh Để làm cho lượng ẩm bề mặt sản phẩm bốc cần có điều kiện: Pm>Pk Pm-Pk = AP Pm : áp suất nước bề mặt vật liệu Pk : áp suất riêng phần nước khơng khí AP: Động lực trình sấy Trị số AP lớn lượng ẩm chuyển sang mơi trường xung quanh mạch trình sấy thực nhanh Như vậy, q trình bốc nước khơng khí xung quanh phụ thuộc vào Pm Pk, Pm phụ thuộc vào nhiệt độ sấy, độ ẩm ban đầu vật liệu tính chất liên kết nước vật liệu, P k phụ thuộc chủ yếu vào lượng nước có mặt khơng khí Trong vật liệu ẩm nước tồn hai trạng thái: liên kết tự hai dạng ẩm đó, nước khuếch tán bốc khơng khí Nước hên kết giữ lực liên kết hoá học lớn nên khó bay Nước bay vật liệu đốt nóng nhiệt độ cao trình bay thường gây nên biến đổi cấu trúc phân tử vật liệu Do tính chất hút, nhả ẩm vật liệu khơng khí nên độ ẩm khơng khí vật liệu ln có q trình cân động: Nếu Pm >Pk lượng ẩm bề mặt sản phẩm bốc vào khơng khí làm cho áp suất bề mặt vật liệu P m giảm xuống Từ vật liệu nước khuếch tán bề mặt bốc thiết lập cân áp suất bề mặt độ ẩm Độ ẩm vật liệu giảm dần theo trình sấy Theo mức độ khô vật liệu, bốc chậm dần tới độ ẩm lại vật liệu đạt tới một giá trị đó, cịn gọi độ ẩm cân Wcb, AP = 0, nghĩa P m = Pk trình sấy dừng lại NếuPm < Pk ngược lại vật liệu hút ẩm trình gọi q trình hấp thụ nước, diễn độ ẩm vật liệu đạt tới trị số độ ẩm cân dừng lại Quá trình nước từ vật liệu ẩm bay hơi, kèm theo thu nhiệt Vì khơng có đốt nóng, cung cấp nhiệt từ ngồi vào nhiệt độ vật liệu giảm xuống Khi nhiệt độ giảm làm giảm áp suất bề mặt, dẫn đến làm chậm tốc độ bốc nước Do đó, muốn sấy nhanh, phải cung cấp lượng nhiệt từ vào để làm tăng nhiệt độ vật liệu sấy Quy luật thay đổi độ ẩm đánh giá tốc độ sấy, tốc độ khuếch tán nước từ vật liệu khơng khí Tốc độ sấy xác đinh lượng nước bốc từ lm bề mặt hay từ lkg vật liệu ẩm u = đơn vị thời gian: w _ G , _wu u = pF hay , Us - Tốc độ sấy, kg/m2.h hay (kg/kg.h) TI s w - Lượng nước bốc từ bề mặt vật liệu có diện tích F(m 2) hay từ G(kg) vật liệu thời gian t(h) Khi tốc độ sấy cao, nghĩa thời gian làm khô vật liệu ngắn, suất thiết bị sấy cao Cho tới chưa có phương pháp hồn chỉnh để tính tốn lựa chọn tốc độ sấy, chịu ảnh hường nhiều yếu tố biến đổi trình sấy Người ta tính tốn tương đối xác sở đường cong sấy vẽ theo kết thực nghiệm cho loại vật liệu điềukiện đinh như: nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ chuyển động tác nhân sấy, bề dày vật liệu sấy Mặc dù quy luật thay đổi nhiệt, ẩm phần lớn loại nông sản có dạng chung đồ thị hình 1.1.1 Hình 1.1.1 - Đồ thị trình sấy Căn vào biến thiên tốc độ sấy, chia trình sấy thành giai đoạn chủ yếu: Giai đoạn (tốc độ sấy không đổi) giai đoạn (tốc độ sấy giảm) Nếu theo trình tự thời gian trình sấy chia theo giai đoạn: Giai đoạn đầu làm nóng vật liệu, ứng với thời gian ngắn to nhằm đưa vật liệu sấy từ nhiệt độ thấp lên nhiệt độ cao bay được, giai đoạn nhiệt độ vật liệu ty! tăng nhanh đồng thời tốc độ sấy U s tăng nhanh đồng thời tốc độ sấy U s tăng nhanh độ ẩm vật liệu wvl giảm không đáng kể (đoạn AB) Giai đoạn thứ hai ứng với thời gian tị giai đoạn tốc độ sấy khơng đổi Tồn nhiệt từ khơng khí truyền vào cho vật liệu dùng để bốc nước Nhiệt độ vật liệu không đổi nhiệt độ nước bốc ra, độ ẩm vật liệu giảm xuống nhanh (đoạn BC) Tốc độ sấy không đổi vật liệu nhiều nước, lượng ẩm rời đến bề mặt vật liệu để bốc tương ứng với lượng ẩm bốc bề mặt Giai đoạn chủ yếu làm tách lượng nước tự vật liệu, nước bay khỏi bề mặt tương tự bay từ mặt nước tự Giai đoạn cuối ứng với thời gian t giai đoạn tốc độ sấy giảm, độ ẩm vật liệu giảm dần (đoạn CD), nhiệt độ vật liệu tăng dần Giai đoạn diễn vật liệu có độ ẩm cân (ứng với điểm D) tốc độ sấy 0, trình sấy dừng lại Nguyên nhân làm cho vận tốc sấy giảm vật liệu khô hơn, tốc độ khuếch tán ẩm vật liệu nhỏ tốc độ bay nước bề mặt phải khắc phục trở lực khuếch tán, đồng thời bề mặt vật liệu phủ lớp màng cứng làm cản trở việc thoát ẩm Cuối giai đoạn này, lượng ẩm hên kết bền bắt đầu tách Nhiệt cung cấp phần để nước tiếp tục bốc hơi, phần để vật liệu tiếp tục nóng lên Nhiệt độ vật liệu sấy tăng lên vật liệu đạt độ ẩm cân nhiệt độ vật liệu nhiệt độ tác nhân sấy (tương ứng với điểm E) Yì vậy, giai đoạn cần giữ nhiệt độ tác nhân sấy không vượt nhiệt độ cho phép vật liệu Trong trình sấy khơ sản phẩm, tính chất sinh học, lý hố, cấu trúc học tính chất khác sản phẩm cần phải giữ nguyên thay đổi ít, tính chất có ý nghĩa quan trọng, xác đinh tiêu phẩm chất Để đạt yêu cầu cần phải thực chế độ sấy, nghĩa phải đảm bảo giá trị thích hợp nhiệt độ, thời gian tốc độ giảm ẩm loại vật liệu không giới hạn cho phép Vì trình sấy cần ý số đặc điểm sau: Nhiệt độ sấy cho phép nhiệt độ tối đa chưa làm ảnh hường tới chất lượng Nếu nhiệt độ cao thành phần dinh dưỡng có hạt bị biến đổi Protein hạt bị ngưng tụ, chất bột bị hồ hoá, dầu bị oxy hoá , dẫn đến giảm giá trị dinh dưỡng sản phẩm, giảm sức nảy mầm hạt giống, Yêu cầu kỹ thuật sấy nhiệt độ hạt sấy không 60°c hạt lương thực 50°c hạt giống Khi độ ẩm đạt tới 25%, nhiệt độ chất mang nhiệt cho phép tới 70°c, độ ẩm hạt cao hom 25%, nhiệt độ chất mang nhiệt không 80°c Tốc độ giảm ẩm cho phép giới hạn tối đa tốc độ giảm ẩm trung bình chưa gây hư hỏng chất lượng sản phẩm trình sấy Quá trình giảm ẩm sấy kèm theo biến đổi tính chất vật lý, hố học cấu trúc sản phẩm Ví dụ như: trọng lượng riêng, độ bền học tăng, kích thước hình dáng biến đổi gây co kéo, dịch chuyển phận cấu trúc bên trong, biến dạng cấu trúc tế bào, phá vỡ mô, Nếu sấy với tốc độ nhanh, biến đổi nói xảy mãnh liệt gây rạn nứt sản phẩm dạng hạt Từ làm giảm chất lượng sản phẩm, giảm độ an toàn bảo quản giảm giá trị cảm quan , Thời gian sấy cho phép thời gian phép thực trình sấy nằm giới hạn không dài tới mức làm giảm chất lượng hạt nhiệt không ngắn mức làm giảm chất lượng hạt tốc độ giảm ẩm nhanh Các phương pháp sấy Để tách ẩm khỏi sản phẩm, người ta dùng nhiều phương 1.1.2 pháp khác như: phương pháp học (ép máy ép hay máy ly tâm, hút ẩm máy bơm), phương pháp hoá lý (dùng chất hút ẩm canxi clorua, axit sunfuric, silicagen, ) phương pháp nhiệt (tách ẩm vật liệu sang dạng nhờ có tác dụng nhiệt) Phương pháp tách ẩm học đơn giản rẻ tiền khó tách hết lượng ẩm đạt yêu cầu bảo quản thường làm biến dạng sản phẩm Sấy hoá lý phương pháp phức tạp, tốn phải dùng chất hấp thụ tương đối đắt tiền Yì thực tế sản xuất phương pháp sấy nhiệt áp dụng có hiệu Sấy nhiệt chia làm phương pháp : sấy tự nhiên sấy nhân tạo 1.1.2.1 Sấy tự nhiên Là phương pháp làm khô đơn giản nhất, bao gồm hong gió tự nhiên phơi nắng * Hong gió tự nhiên thường áp dụng cho trường hợp sản phẩm thu hoạch có độ ẩm cao với khối lượng khơng lớn Do có độ ẩm cao nên áp suất nước hên bề mặt sản phẩm lớn so với áp suất nước riêng phần khơng khí làm cho nước sản phẩm bốc bên ngồi Thời tiết khơ (áp suất nước khơng khí thấp) tốc độ bay nước manh ngược lại Yì độ ẩm tương đối khơng khí q lớn đặc biệt sương mù việc hong gió khơng có hiệu Phương pháp có ưu điểm đơn giản tốc độ bay chậm, thời gian kéo dài khó giảm độ ẩm tới mức cần thiết để bảo quản Do phương pháp áp dụng để làm giảm ẩm sơ cho sản phẩm thu hoạch chưa kịp phơi sấy để tránh sẩy thối mốc hay mọc mầm * Phơi nắng phương pháp sấy tự nhiên lợi dụng nhiệt xạ mặt ười để làm khô sản phẩm Nguyên lý phương pháp sấy ánh nắng mặt ười sản phẩm hấp thụ lượng xạ tia mặt ười làm tăng nhiệt độ áp suất ưên bề mặt sảy q trình bốc nước từ hạt vào khơng khí làm hạt khơ dần Phương pháp có ưu điểm đơn giản, tận dụng nguồn lượng thiên nhiên có nhược điểm ln phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, sản phẩm khô không đồng đều, tốn nhiều công sức không khí hố 1.1.2.2 Sấy nhân tạo Sấy nhân tạo thực nhờ có tác nhân sấy đốt nóng (khói lị khơng khí ), chúng tiếp xúc trực tiếp gián tiếp với vật liệu, đốt nóng hút nước Q trình tốn nhiều lượng Tuy phương pháp phương pháp làm khơ khối lượng sản phẩm lớn thời gian ngắn với điều kiện thời tiết tách hết độ ẩm liên kết bền vững khỏi sản phẩm cần thiết 1.1.3 Hệ thống sấy nông sản dạng hạt 1.1.3.1 Đặc điểm chung hệ thông sấy nông sản dạng hạt Hệ thống sấy nông sản dạng hạt giống hệ thống sấy nông sản khác, gồm phận chính: phận tạo áp cấp nhiệt cho trình sấy, phận lọc làm hồ trộn hỗn hợp khí nóng trước khí nóng đưa vào buồng sấy qua sản phẩm sấy, buồng sấy Hình 1.1 sau sơ đồ cấu trúc hệ thống sấy nông sản dạng hạt: Timer đinh thời/ đếm lóbits Nó hoạt động chế độ đinh thời đếm thông qua bit C/T2 ghi T2CON giá trị ghi ghi bits TH2 TL2 Bộ đinh thời Timer có chế độ làm việc: Được giữ lại (Capture), Tự động nạp lại (auto reload) Thiết lập tốc độ baud (Baud Rate Generator) Việc lựa chọn chế độ thông qua bit ghi T2CON Hình 2.9 bảng lựa chọn chế độ đinh thời Timer2 RCLK+TCLK CP/RL2 TR2 Chế độ 0 Tự động nạp lại X Được giữ lại X Thiết lập tốc độ baud Tắt Timer2 X Hình 2.9 - Bảng lựa chọn chế độ đinh thời Timer2 Timer có riêng cho ghi đinh chế độ T2MOD ghi điều khiển T2CON Thanh ghi T2CON có địa 0C8H bit có ký hiệu sau: TF2 EXF2 RCLK TCLK EXEN2 TR2 C/T2 CP/RL2 Hình 2.10 - Các bit ghi T2CON Ký hiệu TF2 Chức Cờ tràn Timer 2, thiết lập Timer tràn phải xố phần mềm TF2 không thiết lập RCLK = EXF2 TCLK = Cờ Timer 2, set T2EX xuống thấp EXEN2 = Nếu ngắt Timer kích hoạt, EXF2 = làm CPU trỏ đến ISR cuả Timer EXF2 phải xóa phần mềm EXF2 khơng gây nên ngắt chế độ RCLK đếm lên/xuống (DCEN = 1) Kích hoạt xung clock thu Khi set, xung tràn Timer xung clock cho thu port nối tiếp mode RCLK = thu port nối tiếp dùng xung tràn TCLK cuả Timer Kích hoạt xung clock phát Khi set, xung tràn Timer xung clock cho phát port nối tiếp mode TCLK = phát port nối tiếp dùng xung EXEN2 TR2 C/T2 CP/RL2 tràn Timer Kích hoạt bên ngồi EXEN2 = làm cho Timer bỏ qua kiện T2EX Khởi động/Dừng Timer TR2 = làm khởi động Timer Bit lựa chọn Timer hay Counter C/T2 = : Timer C/T2 = : Counter - đếm kiện bên Lựa chọn capture hay reload CP/RL2 = 1: Capture xảy T2EX xuống thấp EXEN2 = CP/RL2 = : reload xảy Timer tràn T2EX xuống thấp EXEN2 = Nếu TCLK hay RCLK = 1, bit bị bỏ qua timer bị ép vào chế độ reload Timer tràn Hình 2.11 - Chức bit ghi T2CON - - - - - - T20E DCEN Hình 2.12 - Các bit ghi T2MOD T20E : Bit cho phép Timer2 DCEN: Khi bit thiết lập cho phép đặt/ xoá Couter Ngát 8051 Một vi điều khiển phục vụ số thiết bị Có hai phưomg 2.3.5 pháp phục vụ thiết bị sử dụng ngắt phưomg pháp thăm dò phưomg pháp ngắt có thiết bị cần phục vụ thiết bị báo cho vi điều khiển cách gửi tín hiệu ngắt Khi nhận tín hiệu vi điều khiển ngừng công việc thực thực để chuyển sang phục vụ thiết bị Đối với phưomg pháp thăm dò, vi điều khiển hên tục kiểm tra tình trạng thiết bị điều kiện đáp ứng tiến hành phục vụ thiết bị Sau vi điều khiển chuyển sang phục vụ trạng thái thiết bị tất phục vụ Điểm manh phưomg pháp ngắt vi điều khiển phục vụ nhiều thiết bị, dĩ nhiên không thời điểm Mỗi thiết bị vi điều khiển phục vụ dựa theo mức ưu tiên gán phưomg pháp thăm dị khơng thể gán mức ưu tiên cho thiết bị vi điều khiển kiểm tra thiết bị theo kiểu hỏi vịng * Trình phục vụ ngắt Mỗi ngắt ln có trình phục vụ ngắt Khi ngắt kích hoạt vi điều khiển chạy trình phục vụ ngắt Trình phục vụ ngắt ngắt có vị trí cố đinh nhớ để giữ địa ISR Tập hợp ô nhớ lưu giữ địa của tất ISR gọi bảng vector ngắt Ngắt Địa ROM (Hexa) Chân RESET 0000 0003 Ngắt phần cứng (INTO) Ngắt TIMER (TF0) Ngắt phần cứng (INT1) Ngắt TIMER (TF1) Ngắt COM nối tiếp (RI TI) Ngắt TIMER 000B 0013 001B 12 (P3.2) 13 (P3.3) 0023 002B Hình 2.13 - Bảng vector ngắt AT89C52 * Trình tự thực ngắt Khi ngắt kích hoạt, trình tự thực vi điều khiển sau: Kết thúc lệnh lưu trữ địa (PC) vào ngăn xếp • Lưu lại trạng thái hành tất ngắt vào bên • (nghĩa khơng lưu vào ngăn xếp) • Nhảy đến vị trí cố đinh nhớ đươc gọi bảng vvector ngắt, nơi lưu trữ địa trình phục vụ ngắt • Nhận địa ISR từ bảng vector ngắt nhảy tới địa bắt đầu thực trình phục vụ ngắt lệnh cuối ISR RETI • Kết thúc trình phục vụ ngắt, vi điều khiển gặp lệnh RETI trở nơi bị ngắt Trước hết hai byte đỉnh ngăn xếp nạp vào đếm chương trình PC, đếm chương trình thực lệnh địa * Cho phép ngắt không cho phép ngắt Mỗi nguyên nhân ngắt cho phép không cho phép riêng rẽ thông qua ghi chức đinh địa bit, ghi cho phép ngắt IE (Interrupt Enable) có địa byte OA8H Mỗi bit ghi cho phép không cho phép nguyên nhân ngắt riêng rẽ đồng thời cịn có bit tồn cục cho phép không cho phép tất ngắt Bit Kí Địa Mơ tả hiệu Bit (0 khơng cho phép,l cho phép) IE.7 AFH IE.6 EA - AEH Cho phép/ khơng cho phép tồn cục Khơng sử dụng IE.5 ET2 ADH Cho phép ngắt đinh thời IE.4 ES ACH Cho phép ngắt port nối tiếp IE.3 ET1 ABH Cho phép ngắt đinh thời IE.2 EX1 AAH Cho phép ngắt từ bên IE.O EXO A8H Cho phép ngắt từ bên IE.l A9H Cho phép ngắt đinh thời ETO Hình 2.14 - Bảng ghi cho phép ngắt IE Yậy lúc có ngắt xuất vi điều khiển thực ngắt trước phải có chế độ ưu tiên * ưu tiên ngắt Mỗi nguyên nhân ngắt lập trình riêng rẽ ưu tiên thông qua ghi chức đặc biệt đinh địa bit, ghi ưu tiên ngắt IP, ghi có địa byte 0B8H Bit IP.6 Kí hiệu Địa Mơ tả Khơng sử dụng Không sử dụng IP.5 PT2 OBDH Ưu tiên cho ngắt đinh thời IP.4 PS OBCH Ưu tiên cho ngắt port nối tiếp IP.3 PT1 OBBH Ưu tiên cho ngắt đinh thời IP.2 PX1 IP.l PTO OBAH Ưu tiên cho ngắt bên ( ngắt 1) 0B9H Ưu tiên cho ngắt đinh thời IP.O PXO 0B8H IP.7 Ưu tiên cho ngắt bên ngồi (Ngắt ngồi 0) Hình 2.15- Bảng ghi ưu tiên ngắt IP Khi hệ thống thiết lập lại trạng thái ban đầu, ghi IP mặc đinh đặt tất ngắt mức ưu tiên thấp Chế độ ưu tiên cho phép trình phục vụ ngắt tạm dừng ngắt khác ngắt có mức ưu tiên cao mức ưu tiên ngắt phục vụ Nếu có ngắt với ưu tiên cao xuất trình phục vụ cho ngắt có mức ưu tiên thấp phải tạm dừng (nghĩa bị ngắt) Ta khơng thể tạm dừng ngắt có mức ưu tiên cao Chương hình thực thi mức không kết hợp với ngắt nên luôn bị ngắt ngắt ngắt mức ưu tiên thấp hay cao Nếu có hai ngắt với ngắt có mức ưu tiên thấp hay cao xuất đồng thời, ngắt có mức ưu tiên cao phục vụ trước * Ngắt ngồi INTO INT1 Chỉ có hai ngắt phần cứng INTO INT1 Hai ngắt bố hí hên chân P3.2 P3.3 địa bẳng vector ngắt 0003H 0013H Các ngắt phép bị cấm ghi IE Có cách kích hoạt ngắt phần cứng ngồi theo mức theo sườn • Ngắt kích phát mức chế độ kích phát theo mức, chân INTO INT1 bình thường mức cao, giống tất chân cổng I/O Nếu có tín hiệu mức thấp cấp tới tín hiệu kích hoạt ngắt Khi vi điều khiển ngừng tất công việc làm nhảy đến bảng vector ngắt thực ngắt Ngắt kích hoạt theo phương pháp gọi kích phát mức hay kích hoạt mức chế độ mặc đinh reset 8051 Trước thực lệnh cuối trình phục vụ ngắt RETI, mức thấp chân INT phải chuyển sang cao, không tạo ngắt khác Nói cách khác, hì mức thấp ISR kết thúc 8051 hiểu có ngắt nhảy đến bảng vector ngắt để thực ISR Tuy nhiên chân INT đưa trờ lại mức cao trước bắt đầu thực ISR chẳng thực ngắt Vì cần trì mức thấp khoảng thời gian ISR bắt đầu thực • Ngắt kích phát sườn Khi reset 8051 đặt ngắt INT0 INT1 chế độ kích phát mức thấp Để đổi ngắt thành kích phát sườn cần phải viết chương hình cho bit ghi TCON Thanh ghi TCON có bit cờ ITO IT1 xác đinh chế độ kích phát sườn hay kích phát mức ngắt phần cứng Nếu chuyển bit ITO (TCON.O) IT1 (TCON.2) lên cao ngắt phần cứng ngồi INTO INT1 trở thành ngắt kích phát sườn Khi có tín hiệu chuyển từ cao xuống thấp cấp cho chân P3.3 vi đièu khiển bị ngắt buộc nhảy đến bảng véctor ngắt địa 0013H để thực trình phục vụ ngắt Đối với trường hợp kích phát sườn, nguồn ngắt phải giữ mức cao tối thiểu chu kỳ máy, sau trì mức thấp tối thiểu chu kỳ máy để đảm bảo vi điều khiển nhận biết trình chuyển sườn xung từ cao xuống thấp Sườn xuống xung chốt lại lưu ghi TCON Các bit TCON.l TCON.3 giữ sườn chốt chân INTO INT1 tương ứng Các bit hoạt động cờ “ngắt phục vụ” bật lên báo cho thiết bị bên biết ngắt xử lý chân INTn khơng có ngắt đáp ứng chừng ngắt chưa phục vụ xong Khi trình phục vụ ngắt kết thúc, nghĩa thực lệnh RETI, bit TCON.l TCON.3 xoá để báo 8051 sẵn sàng đáp ứng ngắt khác chân Để nhận ngắt khác tín hiệu chân phải trở lại mức cao sau xuống thấp để tạo nên kích phát sườn * Ngắt truyền thông nôi tiếp Như ta biết, cờ ngắt phát TI bật lên bit cuối khung liệu, bit Stop phát báo ghi SBUF sẵn sàng phát byte Trái lại cờ ngắt thu RI bật lên toàn khung liệu kể bít Stop nhận Đối với phương pháp thăm dò, phải đợi cho cờ TI hay RI bật lên lúc chờ đợi vi điều khiển khơng thể làm việc khác Cịn phương pháp ngắt, 8051 vừa nhận byte sẵn sàng để gửi byte thơng báo, làm việc khác thời gian chờ truyền thông nối tiếp phục vụ 8051 có ngắt dành riêng cho truyền thơng nối tiếp Ngắt dùng cho phát thu liệu Nếu biết ngắt ghi IE (là bit IE.4) phép RI TI bật lên, 8051 nhận ngắt nhảy đến địa trình phục vụ ngắt dành cho truyền thông nối tiếp 0023H bảng vector ngắt thực Lúc cần kiểm tra cờ TI RI để xem cờ gây ngắt để có đáp ứng phù hợp phần lớn ứng dụng, ngắt nối tiếp chủ yếu sử dụng để nhận liệu không dùng để phát liệu Vấn đề tưomg tự chuông báo nhận điện thoại Để báo có gọi đến, điện thoại đổ chng, cịn để gọi điện thoại có nhiều cách khác khơng cần đến đổ chuông Tuy nhiên điện thoại đổ chng dù bạn bận hay rỗi phải nhấc máy không gọi Tưomg tự ngắt nối tiếp dùng để nhận liệu * Ngắt hộ định thời phần trước biết, cờ đinh thời TF đặt lên cao đinh thời đạt giá trị cực đại quay trở Chúng ta dùng lệnh JNB TF, đích để kiểm tra trạng thái cờ TF Phưomg pháp có nhược điểm trình kiểm tra cờ TF, vi điều khiển khơng thể làm việc khác Để khắc phục nhược điểm này, người ta sử dụng phưomg pháp ngắt Nếu bit ngắt đinh thời ghi IE phép đinh thời quay 0, cờ TF bật lên vi điều khiển ngừng công việc thực hiệnvà nhảy đến bảng vector ngắt để phục vụ ISR Bằng cách vi điều khiển làm công việc khác thông báo đinh thời quay 2.3.6 Tập lệnh 8051 Mỗi họ vi điều khiển có tập lệnh riêng Tập lệnh 8051 chia thành nhóm: * Số học * Logic * Chuyển liệu Chuyển điều khiển Trước vào tìm hiểu tập lệnh vi điều khiển ta cần hiểu số khái niệm sau: • Dữ liệu trực tiếp: liệu nằm ô nhớ RAM • Dữ liệu gián tiếp liệu ô nhớ mà nhớ có địa * nằm ghi • Dữ liệu tức thời: giá trị cụ thể đặt sau dấu # (#data) ví dụ #20H 2.3.6.1 Nhóm lệnh xử lý sô học ADD A, Rn (1 byte, chu kỳ máy): Cộng nội dung ghi Rn vào ghi A ADD A, @Ri (1,1) : Cộng gián tiếp nội dung Ram chứa địa khai báo Ri vào ghi A ADD A, Data (2,1) : Cộng trực tiếp byte vào ghi A ADD A, #Data (2,1): Cộng liệu tức thời vào ghi A ADDC A, Rn (1,1): Cộng ghi cờ nhớ vào A ADDC A, @Ri (1,1) : Cộng trực tiếp byte liệu có địa nằm ghi Ri cờ nhớ vào A ADDC A, Data (2,1) : Cộng trực tiếp byte liệu cờ nhớ vào ghi A ADDC A, #Data (2,1): Cộng liệu tức thời cờ nhớ vào ghi A SUBB A, Rn (1,1) : Trừ nội dung ghi A cho nội dung ghi Rn cờ nhớ SUBB A, Data (2, 1) : Trừ trực tiếp nội dung ghi A cho số cờ nhớ SUBB A, @Ri(1,1) : Trừ gián tiếp A cho số cờ nhớ SUBB A, #Data (2, 1) : Trừ gián tiếp nội dung ghi A chomột số tức thời cờ nhớ INC A (1,1) : Tăng nội dung ghi Alên INC Rn (1,1) : Tăng nội dung ghi Rn lên EMC Data (2,1): Tăng liệu trực tiếp lên INC @Ri (1,1): Tăng trực tiếp nội dung vùng Ram lên DEC A (1,1) : Giảm nội dung A xuống DEC Rn (1,1) : Giảm nội dung Rn xuống DEC Data (2,1) : Giảm liệu trực tiếp xuống DEC @Ri (1,1) : Giảm gián tiếp nội dung vùng Ram xuống INC DPTR (1,2) Tăng nội dung trỏ liệu lên MUL AB (1,4) : Nhân nội dung ghi A với nội dung ghi B DIY AB (1,4) : Chia nội dung ghi A cho nội dung ghi B DA A (1,1) : Hiệu chỉnh thập phân ghi A 23.6.2 Nhóm lệnh logic ANL A, Rn (1,1) And nội dung A với nội dung Rn ANL A, Data (2,1) And nội dung A với liệu trực tiếp ANL A, @Ri (1,1) And nội dung A với liệu gián tiếp Ram ANL A, #data (2,1) And nội dung A với liệu trực tiếp ANL data, #data (3,2) And liệu trực tiếp với liệu tức thời ANL c, bit (2,2) And cờ nhớ với bit trực tiếp ANL c, /bit (2,2) And cờ nhớ với bù bit trực tiếp ORL A, Rn (1,1) OR ghi A với ghi Rn ORL A, Data (2,1) OR ghi A với liệu trực tiếp ORL A, @Ri (1,1) OR ghi A với liệu gián tiếp ORL A, #data (2,1) OR ghi A với liệu tức thời ORL Data, A (2,1) OR liệu trực tiếp với ghi A ORL Data, #data (3,1) OR liệu trực tiếp với liệu tức thời ORL c, bit (2,2) OR cờ nhớ với bit trực tiếp ORL c, /bit (2,2) OR cờ nhớ với bù bit trực tiếp XRL A, Rn (1,1) XOR ghi A với ghi Rn XRL A, Data (2,1) XOR ghi A với liệu trực tiếp XRLA, @Ri (1,1) XOR ghi A với liệu gián tiếp XRL A, #data (2,1) XOR ghi A với liệu tức thời XRL data, A (2,1) XOR liệu tức thời với ghi A XRL data, #data (3,1) XOR liệu trực tiếp với liệu tức thời SETB bit (2,1) : Đặt bit trực tiếp SETB c (1,1) : Đặt cờ nhớ CLR A (1,1) : Xoá ghi A CLR c (1,1) : Xoácờnhớ CPL A (1,1) : Bù nội dung ghi A CPL c (1,1) : Bù cờ nhớ CPL bit (2,1) : Bù bit trực tiếp RL A (1,1) : Quay trái nội dung ghi A RLC A (1,1) : Quay trái nội dung ghi A qua cờ nhớ RR A (1,1) : Quay phải nội dung ghi A RRC A (1,1) : Quay phải nội dung ghi A qua cờ nhớ SWAP (1, 1) Quay trái nội dung ghi A nibble (l/2byte) 2.3.63 Nhóm chuyển liệu MOV A, Rn (1,1) : Chuyển nội dung Rn sang A MOV A, data (2,1) : Chuyển liệu trực tiếp vào A MOV A, @Ri (1,1) : Chuyển liệu gián tiếp vào A MOV A, #data (2,1) : Chuyển liệu tức thời vào A MOV Rn, data (2, 2) : Chuyển liệu trực tiếp vào Rn MOV Rn, #data (2, 1) : Chuyển liệu tức thời vào Rn MOV data, A (2, 1) : Chuyển nội dung A vào liệu tức thời MOV data, Rn (2, 2) : Chuyển nội dung Rn vào liệu trực tiếp MOV data, data (3,2) : Chuyển liệu trực tiếp vào liệu trực tiếp MOV data, @Ri (2, 2) : Chuyển liệu gián tiếp vào liệu trực tiếp MOV data, #data (3,2) : Chuyển liệu tức thời vào liệu trực tiếp MOV @Ri, A (1,1) : Chuyển nội dung A vào liệu gián tiếp MOV @Ri, data (2, 2) : Chuyển liệu trực tiếp vào liệu gián tiếp MOV @Ri, #data (2,1) : Chuyển liệu tức thời vào liệu gián tiếp MOV DPTR, #data (3 ,2) : Chuyển số 16 bit vào ghi trỏ liệu MOV c, Bit (2,1): Chuyển bit trực tiếp vào cờ nhớ MOV bit, c (2, 2): Chuyển cờ nhớ sang bit trực tiếp MOV A, @A+DPTR (1, 2): Chuyển byte nhớ chưomg trình có địa @ A+DPTR vào A MOYC A, @A+PC (1,2): Chuyển byte nhớ chưomg trình có địa @ A+PC vào A MOYX A, @Ri (1, 2): Chuyển liệu (8bit địa ) vào ghi A MOVX A, @DPTR (1, 2): Chuyển liệu (16 bit địa ) vào ghi A MOVX @Ri, A (1,2): Chuyển nội dung A liệu (8 bit địa chỉ) MOVX @DPTR, A(l,2): Chuyển nội dung A liệu bên (16 bit địa chỉ) PUSH data (2,2): Chuyển liệu trực tiếp vào ngăn xếp tăng SP POP data (2,2): Chuyển liệu từ ngăn xếp vùng nhớ giảm SP XCH A, Rn (1,1): Trao đổi liệu ghi Rn A XCH A, data (2,1): Trao đổi liệu ghi A liệu trực tiếp XCH A, @Ri (1,1): Trao đổi liệu ghi A liêu trực tiếp XCHD A, @Ri (1,1): Trao đổi liệu nửa byte thấp (LSN) ghi A LSN liệu gián tiếp 23.6.4 Nhóm lệnh chuyển điêu khiển ACALL addrl (2, 2) : Gọi chưomg trình dùng địa tuyệt đối LCALL addrló (3, 2) : Gọi chưomg trình dùng địa dài RET (1,2): Trở từ lệnh gọi chưomg trình RET (1,2) : Trở từ lệnh gọi ngắt AJMP addrl (2, 2): Nhảy tuyệt đối LJMP addrló (3, 2): Nhảy dài SJMP rel (2, 2): Nhảy ngắn JMP @A+DPTR (1,2): Nhảy gián tiếp từ trỏ liệu JZ rel (2, 2): Nhảy A= JNZ rel (2, 2): Nhảy A # JC rel (2, 2): Nhảy cờ nhớ đặt JNC bit, rel (3,2): Nhảy cờ nhớ không đặt JB bit, rel (3,2): Nhảy tương đối bit trực tiếp đặt JNB bit, rel (3,2): Nhảy tương đối bit trực tiếp không đặt JBC bit, rel (3,2): Nhảy tương đối bit trực tiếp đặt, xoá bit CJNE A, data, rel (3, 2): So sánh liệu trực tiếp với A nhảy không CJNE Rn, #data, rel (3, 2): So sánh liệu tức thời với nội dung ghi Rn nhảy không CJNE @Ri, #data, rel (3,2): So sánh liệu tức thời với liệu trực tiếp nhảy không DJNZ Rn, rel (2, 2): Giảm ghi Rn nhảy không DJNZ data,rel (3,2): Giảm liệu trực tiếp nhảy không Chương Thiết kế hệ thống đo, hiển thị điều khiển nhiệt độ khí sấy sử dụng vi điều khiển AT89C52 3.1 Sơ đồ khối hệ thống Hình 3.1 - Sơ đồ khối hệ thống đo, hiển thị điều khiển nhiệt độ khí sấy Hệ hoạt động theo chương trình nạp ROM vi điều khiển Phần cảm biến nhiệt đặt nơi ta muốn đo, đo tín hiệu nhiệt chuyển thành tín hiệu điện sau đưa vào ADC để tạo tín hiệu số đưa vào vi điều khiển Trên sở chương trình nạp ROM tín hiệu đo vi điều khiển cho phép thiết bị ngoại vi hoạt động hiển thị nhiệt độ đo nhiệt độ cần đạt Sau tìm hiểu cụ thể chức hoạt động khối Khối xử lý trung tâm Đứng vị trí trung tâm vi điều khiển AT89C52, chịu trách 3.1.1 nhiệm tất hoạt động mạch Nó xử lý thông tin nhận vào đưa ... Chương Thiết kế hệ thống đo, hiển thị điều khiển nhiệt độ khí sấy sử dụng vi điều khiển AT89C52 3.1 Sơ đồ khối hệ thống Hình 3.1 - Sơ đồ khối hệ thống đo, hiển thị điều khiển nhiệt độ khí sấy Hệ. .. khiển 8051 Chưomg 3: Thiết kế hệ thống tự động điều khiển nhiệt độ khí sấy, đo hiển thị LCD sử dụng vi điều khiển AT89C52 Chưomg 4: Tổng hợp hệ thống điều chỉnh nhiệt độ khí sấy Chưomg 5: Phần... đo, điều khiển hiển thị nhiệt độ khí sấy nơng sản dạng hạt sử dụng vi điều khiển họ 8051” Đề tài gồm sáu chưomg: Chưomg 1: Tổng quan chung sấy nông sản dạng hạt Chưomg 2: Họ vi điều khiển 8051