TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ TÀU BIỂN
Bài Tập Lớp
MÔN :VI SỬ LÝ
ĐỀ BÀI: Đề số 7:
Thiết kế mạch đo điện áp một chiều trong dải ( +5 VDC đến +24 VDC )
Có hiển thị kế quả trên LCD
GV hướng dẫn : PHẠM TUẤN ANH
Sinh viên : PHAN VĂN TRUNG
Lớp : DTD49 - ĐH2
Hải Phòng , năm 2011
MỤC LỤC
Đặt vấn đề
Chương 1 : Giới thiệu về vấn đề đo điện áp
1.1. Khái niệm đo điện áp
1.2. Một số phương pháp đo điện áp một chiều
Chương 2 : Sơ đồ phần cứng
2.1. Sơ đồ khối
2.2. Chức năng các khối
Chương III: Thiết kế phần mềm
3.1 Xây dựng lưu đồ thuật toán
3.2 Viết code điều khiển thuyết minh nguyên lý hoạt động
3.3 Kết quả đạt được và mở rộng
Giáo viên hướng dẫn Sinh viên
PHẠM TUẤN ANH PHAN VĂN TRUNG
ĐẶT VẤN ĐỀ :
Điện khi nhắc tơi đều biết được sự quan trọng của nó trong mọi vấn đề về sinh
hoạt hay trong cong nghiệp… Nó có mặt ở khắp nơi là một điều tất yếu trong
đời sống hiện nay. Nhưng vấn đề sư dụng điện như nào luôn là một vần đề nan
giải, muốn sử dụng điện đươc hiệu quả trươc tiên ta phai hiểu và biết về nó.
Cách để sử dụng được điện đó chính la phải đo được giá trị điện áp của chúng,

Bộ
chuyển đổi ADC
Khối hiển thị
LCD
Vi xử lí
Khối công suất
2.2.Chức năng của các khối
A. khối nguồn
- chức năng cung cấp nguồn cho mạch điều khiển
- sơ đồ nguyên lý của khối nguồn
- +
D 1
2
1
3
4
U 1
L M 7 8 0 5
I N
1
O U T
3
G N D
2
U 2
L M 7 9 0 5
G N D
1
O U T
3

- Diode phát quang ( Light Emiting Diode: LED): là Diode phát ra
ánh sáng khi được phân cực thuận, điện áp làm việc của LED khoảng 1,7 đến
2,2V dòng qua LED khoảng từ 5mA đến20mA. Led được sử dụng để làm đèn
báo nguồn, đèn nháy trang trí, báo trạng thái có điện . vv…
- Trong mạch chỉnh lưu, Diode có thể được tích hợp thành Diode cầu.
b) Tụ điện:
-Tụ điện là một linh kiện điện tử thụ động, là phần tử có giá trị dòng điên qua nó
tỷ lệ với tốc độ biến đổi của điện áp trên nó theo thời gian. Tụ điện đươc chia
thành hai loại: tụ phân cực và tụ không phân cực.
-Tụ điện có hai bản cực làm bằng chất dẫn điện đặt song song, ở giữa có lớp
cách điện.
- Các loại tụ thường gặp ở hai nhóm có trị số cố định hay có trị số thay đổi được.
Theo đặc điểm laọi vật liệu sử dụng khi chế tạo, tụ điện đựơc phân chia thành
các loại sau:
+ Tụ gốm.
+ Tụ mica
+ Tụ polistiren.
+ Tụ polycacbonat.
+ Tụ poyeste
+ …
- Tụ điện có giá trị điện dung thay đổi được bao gồm hai dạng cơ bản.
+ Dạng tụ điều chuẩn dung điện môi là lớp không khí giữa 2 bộ cánh cách
kim loại nhôm lắp xen kẽ nhau một cách cố định, bộ kia có thể xoay 180
0
nhờ
một trục quay.
+ Dạng tụ tinh chỉnh dùng mica làm vật liệu điện môi cách ly giữa hai hay
nhiều phiến kim loại xen kẽ, điện dung thay đổi được nhờ xoay vít trục để đều
chỉnh phần điện tích trùng nhau giữa các phiến kim loại, phần trùng càng nhiều
thì giá trị tụ càng tăng.

chân điều khiển được nối với vi điều khiển, các chân 4,5,6 được để điều khiển
hoạt động của LCD, các chân còn lại là 8 bit Data dùng để truyền nhận dữ liệu.
Trong bài tập này ta sử dụng một LCD để giới thiệu cũng như hiển thị những
thông tin cần thiết khác, đồng thời học cách giao tiếp giữa hai vi xử lý. Do LCD
tiêu thụ dòng khá lớn đặc biệt là khi bật đèn nền, làm mau hết ắcquy nên chỉ sử
dụng LCD với những trường hợp cụ thể. Để bật tắt đèn nền,sử dụng một bóng
thuận A1015, được điều khiển bởi chân P0.7 của vi điều khiển. Khi P0.7=0 thì
bóng thông, cực A của LCD được nối với nguồn 5V, đèn nền sáng và ngược lại.
Ngoài ra trong khối còn sử dụng một biến trở 10k tạo điện áp ra đưa vào chân
VEE của LCD để điều chỉnh độ tương phản. Khi điện áp
EE
0
V
U
≈
thì độ tương
phản là lớn nhất,
EE
5
V
U
≈
V thì độ tương phản là nhỏ nhất.
*sơ đồ nguyên lý của khối hiển thị LCD
LCD hiển thị đợc 2 hàng mỗi hàng hiển thị đợc 16 ký tự (LCD có 14
chân) nh đợc minh hoạ trên hình.
Thông số của LCD :
+Kích thớc hiển thị : 16 ký tự x 2 dòng.
+Màu hiển thị: đen/trắng
+Chế độ giao tiếp : 8 bít và 4 bít

của LCD. cho nên nó thờng đợc nối với biến trở.
4 RS
Chọn thanh ghi
Nếu RS=0 : LCD nhận lệnh từ VĐK
Nếu RS=1: LCD nhận dữ liệu từ VĐK để hiển thị
5 RW Read/Write
Chọn chức năng ghi/ đọc
RS=1 : chọn chức năng đọc dữ liệu từ LCD vào VĐK
RS=0 : chọn chức năng ghi dữ liệu từ VĐKvào LCD để
hiểnt thị
6 E Read Write enable
Cho phép/ ko cho phép LCD trao đổi thông tin với
VĐK.
Chỉ khi E chuyển từ 10 thì tín hiệu ở các chân D0-D7
mới đợc đa vào LCD.
7 D0
Data bus 0-7
8 chân này đợc nối với
VĐK để vào/ra thông tin
8 D1
9 D2
10 D3
11 D4
12 D5
13 D6
14 D7
_ Từ những đặc điểm và chức năng đã đợc đề cập ở trên ta có thể đi tới việc
hình thành việc ghép nối của LCD với vi điều khiển nh sau:
Nh trên hình minh hoạ ta có thể thấy các chân D0-D3 là đờng tín hiệu 2
chiều (để trao đổi thông tin Vi điều khiển và LCD). 3 chân điều khiển RS,

S W 4
C 4
1 0 3 p F
C 5
1 0 3 p F
C 6
1 0 3 p F
C 7
1 0 3 p F
C 1 1
1 0 3 p
D. Vi xử lí - AT89C51:
1) Chức năng: nhận tín hiệu từ bộ chuyển đổi ADC0804 và nút nhấn.
Sau đó tính toán và xuất tín hiệu điều khiển cho khối công suất. Đồng thời xử lí
tín hiệu để hiển thị lên LCD
2) Các thành phần trong khối:
Thành phần chính của khối là MCU AT89C51
a) Tổng quát về AT89C51:
8951 là IC vi điều khiển (Microcontroller) do hãng Intel sản xuất.
IC này có đặc điểm như sau:
- 4k byte ROM,128 byte RAM
4 Port I/O 8 bit.
- 2 bộ đếm/ định thời 16 bit.
- Giao tiếp nối tiếp.
- 64k byte không gian bộ nhớ chương trình mở rộng.
- 64k byte không gian bộ nhớ dữ liệu mở rộng.
- Một bộ xử lý luận lý (thao tác trên các bít đơn).
- 210 bit được địa chỉ hóa.
- Bộ nhân / chia trong 4µs.
E.Bộ chuyển đổi ADC0804:

số được xác định bằng biểu thức:

RC
f
11
1
⋅
=
- Ngắt INTR (Interupt): Chân số 5, là chân ra tích cực mức thấp. Bình thường
chân này ở trạng thái cao và khi việc chuyển đổi hoàn tất thì nó xuống thấp để
báo cho CPU biết là dữ liệu chuyển đổi sẵn sàng để lấy đi. Sau khi INTR xuống
thấp, cần đặt CS = 0 và gửi một xung cao xuống thấp tới chân RD để đưa dữ liệu
ra.
- Vin(+) và Vin(-): Chân số 6 và chân số 7, đây là 2 đầu vào tương tự vi sai,
trong đó Vin = Vin(+) – Vin(-). Thông thường Vin(-) được nối tới đất và Vin(+)
được dùng làm đầu vào tương tự và sẽ được chuyển đổi về dạng số.
- Vcc: Chân số 20, là chân nguồn nuôi +5V. Chân này còn được dùng làm điện
áp tham chiếu khi đầu vào Vref/2 để hở.
- Vref/2: Chân số 9, là chân điện áp đầu vào được dùng làm điện áp tham
chiếu. Nếu chân này hở thì điện áp đầu vào tương tự cho ADC0804 nằm trong
dải 0 - +5V. Tuy nhiên, có nhiều ứng dụng mà đầu vào tương tự áp đến Vin
khác với dải 0 - +5V. Chân Vref/2 được dùng để thực hiện các điện áp đầu ra
khác 0 - +5V.
- Bảng quan hệ điện áp Vref/2 với Vin:

3) Tính toán linh kiện:
- Chân Vin(+) được nối với cầu phân áp tạo bởi R16 và R17,
sao cho VDC = 0 - 250V tương ứng với Vin(+) = 0 - 5V. Ta suy ra công
thức:


T
CLK
C
1
66
=
Chọn T
C
= 100µs = 0.1ms. Suy ra f
CLK
= 660KHz
Ta lại có:
RC
f
CLK
1.1
1
=
với f
CLK
= 660KHz = 660000Hz
Suy ra, RC ≈ 1.4×10
-6
. Chọn R = 10KΩ suy ra C = 1.4×10
-10
F.
Chọn C = 150pF
- Diode D4
- Bảng tỉ lệ giữa VDC, Vin(+) và ngỏ ra DB:
VDC (V) Vin(+) (V) DB(Hex)

P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
VREF/2
INTR
ADC 1
ADC 2
VIN+
6
VIN-
7
VREF/2
9
CLK IN
4
A GND
8
RD
2
WR
3
INTR
5
CS
1
D GN D
10

C15
150pF
R16
510K
R17
4.7k
C12
10uF
RV2
10K
D3
D4
CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ PHẦN MỀM
Viết code điều khiển thuyết minh nguyên lý hoạt động
;Chuong trinh phan mem lap cho vi dieu khien 89C52 dieu khien chip
ADC0804 va man hinh LCD
;Muc dich do dien ap mot chieu sau chinh luu
;Ngon ngu lap trinh asm
;
$MOD51
ORG 000H
RS EQU P0.0
RW EQU P0.1
E EQU P0.2
MOV A,#38H ;bat man hinh LCD hien thi 2 dong
LCALL CSTROBE
MOV A,#0CH ;LCD hien thi o che do khong co con tro
LCALL CSTROBE
MAIN:
While:

; Hang chuc
MOV A,R0;
MOV B,#64H;
DIV AB; Chia A cho B
MOV B,#64H;
MUL AB; Nhan A voi B
MOV R1,A;
MOV A,R0;
MOV B,#0AH;
DIV AB;
MOV B,#0AH;
MUL AB;
SUBB A,R1; Tru A cho R1 ket qua luu vao A
MOV B,#0AH;
DIV AB;
ADD A,#30H;
MOV P2,A;
LCALL DSTROBE
; Hang don vi
MOV A,R0;
MOV B,#0AH;
DIV AB;
MOV B,#0AH;
MUL AB
MOV R1,A;
MOV A,R0;
SUBB A,R1;
ADD A,#30H;
MOV P2,A;
LCALL DSTROBE

LCALL DSTROBE
; Quet lai LCD
MOV A,#80H;
LCALL CSTROBE;

RET;
;
;Chuong trinh con gui lenh ra LCD
CSTROBE:
LCALL READY ;
MOV P2,A ;xuaT ma lenh
CLR P0.0 ;RS=0: nhan lenh
CLR P0.1 ;R/W=0: ghi ra LCD
SETB P0.2 ;E=1 -> chuen du lieu tu vi dieu khien vao LCD
CLR P0.2 ;E=0 ,chot du lieu
RET
;
;Chung trinh con gui du lieu hien thi len man hinh LCD
DSTROBE:

LCALL READY
MOV P2,A ;xuat du lieu ra P1
SETB P0.0 ;RS=1: nhan du lieu
CLR P0.1 ;R/W=0 ghi ra LCD
SETB P0.2 ;E=1 -> chuen du lieu tu vi dieu khien vao LCD
CLR P0.2 ;E=0, chot du lieu

RET
READY: ;Chuong chinh kiem tra LCD da san sang nhan
lenh chua