Số hóa bài thí nghiệm mạch điện: hướng dẫn và chương trình mẫu

Ngừ vào tớn hiệu RESET

Quan trọng nhất trong các thanh ghi trên là thanh ghi đếm chương trình, nó được đặt tại 0000H. Khi Reset trở lại mức thấp, việc thi hành chương trình luôn bắt đầu ở địa chỉ đầu tiên trong bộ nhớ chương trình: địa chỉ 0000H.

HOẠT ĐỘNG CỦA BỘ ĐỊNH THÌ TIMER

Khi số đếm tràn từ FFH đến 00H, không những cờ timer được xét mà giá trị trong THx đồng thời được nạp vào TLx, việc đếm tiếp tục từ giá trị này lên đến FFH xuống 00H và nạp lại .v.v…Chế độ này rất thông dụng vì sự tràn timer xảy ra trong những khoảng thời gian nhất định và tuần hoàn một khi khởi động TMOD và THx. Nếu C/T=1, timer lấy nguồn xung nhịp từ bên ngoài.Trong hầu hết các ứng dụng, nguồn bên ngoài này cung cấp cho timer một xung khi xảy ra một sự kiện – timer dùng đếm sự kiện.

HOẠT ĐỘNG CỦA BỘ NGẮT (INTERRUPT)

Khi có 2 hoặc nhiều ngắt đồng thời, 1 ngắt xảy ra trong khi 1 ngắt khác đang được phục vụ, có cả 2 sự tuần tự hỏi vòng và sơ đồ ưu tiên 2 mức dùng để xác định thực hiện ngắt. AT89C51 mà sử dụng interrupt có ưu tiên cao sẽ có 1 thời gian chờ interrupt xấu nhất là 9.25ms (giả sử interrupt ưu tiên cao luôn được cho phép).Việc này xảy ra nếu điều kiện interrupt xảy ra vừa trước lệnh RETI của ISR mức 0 mà đi theo sau là lệnh nhân.

HOẠT ĐỘNG PORT NỐI TIẾP

Tần số làm việc của port nối tiếp (tốc độ baud) có thể cố định (lấy từ dao động trên chip 8051) hoặc thay đổi được (timer 1 cung cấp xung nhịp tốc độ baud và phải được lập trình ). Một ứng dụng của chế độ thanh ghi dịch là mở rộng khả năng xuất của 8051.IC thanh ghi dịch nối tiếp ra song song có thể được nối vào các đường TXD và RXD của 8051 để cung cấp thêm 8 đường ra. Hoạt động chủ yếu của UART (bộ phát /thu bất đồng bộ vạn năng) là chuyển đổi song song sang nối tiếp với dữ liệu xuất và chuyển đổi nối tiếp ra song song với dữ liệu nhập.

Truyền dữ liệu được khởi động bằng cách ghi vào SBUF, nhưng thật sự không bắt đầu chạy cho đến khi sự thay thế kế của bộ đếm (chia cho 16) cung cấp tốc độ baud cổng nối tiếp. Ứng dụng của việc này trong môi trường nối mạng dùng nhiều 8051 theo sắp xếp chủ (master)/ tớ (slave). SM2 không có ảnh hưởng trongchế độ 0, và trong chế độ 1 có thể sử dụng nó để kiểm tra sự hợp lệ của bit stop. Khi nhận ở chế độ 1, nếu SM2 =1, interrupt thu sẽ không được tác động trừ khi nhận được bit stop hợp lệ. Tốc độ baud cổng nối tiếp :. Hình : Các nguồn tạo xung nhịp cổng nối tiếp. Dao động trên chip Xung nhịp tốc độ baud a) Chế độ 0. Mặc nhiên sau reset hệ thống, tốc độ baud chế độ 2 là tần số dao động chia 64.Tốc độ baud cũng bị ảnh hưởng bởi 1 bit trong thanh ghi điều khiển nguồn cấp , PCON .Bit 7 của PCON là bit SMOD.

Xét AT89C51, cách thông dụng để tạo tốc độ baud là khởi động TMOD cho chế độ 8 bit tự động nạp lại (timer chế độ 2) và đặt giá trị nạp lại đúng vào TH1 để cho tốc độ tràn đúng cho tốc độ baud.

COÅNG NOÁI TIEÁP RS 232

9 22 RI - Ring Indicator Lối vào Hình : Sắp xếp chân của cổng nối tiếp ở máy tính PC.

NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH VISUAL BASIC VỚI TRUYỀN THÔNG NỐI TIẾP : Visual Basic (VB) là một ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng chạy trên nền

GIAO TIẾP VÀ HIỂN THỊ KẾT QUẢ ĐO

Những ảnh hưởng trên khiến giá trị đo được không chính xác tuyệt đối, do đó đường cong không thể đi qua tất cả các điểm trên, nhưng đường cong này sẽ gần giống với dạng sóng tín hiệu nhất. Để vẽ dạng sóng tín hiệu đo được, chúng ta sử dụng phương pháp nội suy Spline bậc ba.

KHUYẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN (OPERATION AMPLIFIER)

• IC KHUYẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN (OP AMP)

Vio có thể có giá trị âm hoặc dương tuy nhiên giá trị tuyệt đối càng nhỏ càng toát. (trị tuyệt đối) tại ngừ vào khi điện thế ra là 0V. giỏ trị Iio càng nhỏ càng tốt. c) Dòng định thiên vào : Dòng này được định nghĩa là dòng trung bình của IB1. d) Điện trở vào vi sai : Là điện trở đo tại một đầu và đầu kia nối đất, thông thường giá trị này rất cao từ vài trăm KΩ trở lên đến khoảng MΩ. f) Tầm chỉnh điện áp offset : Có khả năng chỉnh offset zero. Dựa hình dưới, khi chỉnh biến trở làm thay đổi điện áp offset vào, đối với 741C tầm có khả năng chỉnh là ±15mV. g) Tầm điện áp vào : Là biên độ điện áp vào đồng pha lớn nhất ở ngừ vào khi mắc mạch như hình dưới. h) CMRR : Là tỷ số của hệ số khuyếch đại vi sai chia cho hệ số khuyếch đại đồng pha như trong mạch vi sai : CMRR = Ad/Acm. Vocm là áp ra đồng pha Vcm là áp vào đồng pha. i) Tỉ số nén nguồn cung cấp : Sự thay đổi nguồn cung cấp dẫn đến sự thay đổi điện áp offset Vio tỷ số đặc trưng là SVRR (Supply Voltage Rejection Ratio) hoặc là PSRR (Power Supply Rejection Ratio) hoặc PSS (Power Supply Sensitivity). j) Swing điện áp ra : Thông thường điện áp đỉnh đỉnh thường bé hơn +Vcc và -Vee. l) Dũng ngắn mạch ra : Là dũng ngắn mạch lớn nhất ở ngừ ra. m)Slew rate : Là suất cực đại của sự thay đổi điện áp ra ở điều kiện tín hiệu lớn π. SR .Eop.fp ,với Eop :điện thế ra tối đa, fp :tần số đáp ứng toàn bộ công suất.

Giỏ trị này quan trọng vỡ nú quyết định chọn Op Amp làm việc ở tần số cao, so sánh, chuyển mạch. Những tín hiệu đo lường thường có trị số nhỏ ( hoặc rất nhỏ ) , cho nên cần phải khuyếch đại những tín hiệu này trước khi đo.  Hệ số khuyếch đại phải được chọn lựa phù hợp với độ chính xác và độ tuyến tính cao.

 Ngừ vào vi sai cú khả năng tốt nhất để cú hệ số truất thải tớn hiệu chung lớn nhaát.

THIEÁT KEÁ

• THIẾT KẾ PHẦN CỨNG
• GIỚI THIỆU CÁC IC TRÊN KIT : 1. àCAT89C51
• LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT VÀ CHƯƠNG TRÌNH VI XỬ LÝ : I. LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT

Ta chuyển dòng điện đo thành điện áp đo bằng cách cho dòng điện đo qua điện trở shunt Rs , sau đó đưa qua mạch khuyếch đại vi sai để đo áp DC. Ta chuyển dòng điện AC thành điện áp AC bằng điện trở shunt Rs , sau đó chuyển điện áp đo AC thành điện áp DC bằng những phương pháp đo điện áp AC (ở đây em dùng phương pháp trị đỉnh). Tổng trở cuả điện dung Cx được xác định bởi vôn kế và ampe kế ( nếu sự hao mất do điện môi của tụ điện không đáng kể ). Nguồn tín hiệu cung cấp cho mạch đo phải là tín hiệu hình sin có độ méo dạng nhỏ hoạ tần được coi là không đáng kể ).

− Trong máy đo vạn năng , dùng ohm kế để đo điện trở thì trạng thái đo là phần tử điện trở đo (Rx) không có năng lượng ( đo “nguội”) , mạch đo sẽ là nguồn năng lượng riêng. Dùng mạch đo điện trở dạng nối tiếp cùng với nguồn năng lượng 12V , em chuyển đại lượng điện trở sang đại lượng điện ỏp sau đú phõn tầm ỏp thành mức logic thớch hợp để đưa đến ngừ vào analog cuûa ADC0809. Ngoài một số bộ nguồn cung cấp tín hiệu DC , AC có biên độ ±12V được tạo sẵn trên mạch cứng dể cung cấp cho mạch thí nghiệm, em còn thiết kế thêm bộ nguồn có tần số được chọn từ máy tính.

Tín hiệu tạo từ DAC có biên độ từ 0V đến 5V được qua mạch khuyếch đại 2 lần sau đó được cộng với –5V, ta sẽ có bộ nguồn AC hoặc Dc theo yêu cầu. Vi mạch này nhận mức RS 232 được gửi từ máy tính PC và biến đổi tín hiệu này thành tín hiệu TTL, sau đó dẫn đến bộ vi xử lý AT89C51. Trong boar mạch, 2 loại IC này được sử dụng với chức năng so sánh (khi đo tần số), đệm phối hợp trở kháng và làm mạch khuyếch đại vi sai.