MỤC LỤC
Trang
Chương 1. Tổng quan về các phương pháp đo điện áp 2
1.1. Khái niệm đo điện áp 2
1.2. Các phương pháp đo điện áp 2
Chương 2. Cơ sở thiết kế phần cứng 4
2.1. Sơ đồ khối chức năng 4
2.2. Chức năng của các khối 4
2.3. Tính chọn các phần tử 13
2.4. Sơ đồ nguyên lý 14
Chương 3. Thiết kế phần mềm 16
3.1. Lưu đồ thuật toán 16
3.2. Chương trình code lệnh 16
Tài liệu tham khảo 21
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐIỆN ÁP
1
1.1. Khái niệm đo điện áp
Đo điện áp là ta dùng một thiết bị đo có khả năng chuyển từ tín hiệu tương tự sang
một tín hiệu khác mà chúng ta có thể đọc và nhìn thấy được giá trị của chúng một
cách cụ thể nhất.
1.2. Các phương pháp đo điện áp
Có nhiều cách mà chúng ta có thể đo được điện áp, thường gặp đó là dùng các
đồng hồ đo điện áp và sử dụng các mạch vi xử lý.
a) Dùng đồng hồ đo:
Thường sử dụng các loại vônmet hay đồng hồ vạn năng. Khi đo điện áp bằng
vônmet thì vônmet được nối song song với tải trong mạch cần đo như hình 1.1
dưới.
Hình 1.1. Sơ đồ mắc vônmet đo điện áp của phụ tải
Trong phương pháp đo này muốn sai số nhỏ thì yêu cầu điện trở của vônmet Rv
phải càng lớn càng tốt và lý tưởng là điện trở vônmet bằng vô cùng. Nếu không
thoả mãn yêu cầu này thì sai số hệ thống do vônmét gây ra sẽ lớn hơn sai số của

k
, nếu ∆U khác 0 thì điều chỉnh
con trượt của điện trở mẫu R
k
sao cho U
x
= U
k
, sẽ đọc kết quả trên điện trở mẫu đã
được khắc độ theo thứ nguyên điện áp ([1] trang 22).
c) Mạch đo sử dụng kỹ thuật vi xử lý
Mạch đo có cài đặt vi xử lý để tạo ra các cảm biến thông minh,nhớ và ra công
sơ bộ tín hiệu đo Mạch đo càng phức tạp khi thiết bị đo càng hiện đại,chức năng
càng chính xác.Mạch đo có tác dụng làm tăng độ nhậy và độ chính xác của thiết bị
đo và hệ thống đo.
Mạch đo sử dụng vi xử lý giao tiếp với các thiết bị hiển thị như LCD, LED 7
vạch, PC Để có thể đo điện áp cần một bộ chuyển đối tương tự-số, thực hiện
công việc này thường dùng ADC, dữ liệu đầu ra của ADC là dữ liệu số 8 bit được
đưa sang vi xử lý. Vi xử lý thực hiện công việc xử lý dữ liệu và chuyển dữ liệu
sang LCD.
3
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ PHẦN CỨNG
2.1. Sơ đồ khối chức năng
Cấu trúc chung của hệ thống
Hình 2.1. Cấu trúc chung phần cứng của hệ thống
- Bộ chuyển đổi ADC chuyển đổi tín hiệu Analog từ khối nguồn điện áp thành tín
hiệu Digital. Nguồn điện áp ở đây có dải từ ĐCVC đến -24VDC.
- Vi xử lí : nhận tín hiệu từ bộ chuyển đổi ADC , giao tiếp với nút ấn , điều khiển
khối công suất, hiển thị dữ liệu trên LCD.
- Khối hiểu thi LCD hiển thị giá trị điện áp đo được.

làm việc là 12 MHz. Chân 18, 19 của 89C51 được nối với thạch anh (cũng có thể
thay thế thạch anh bằng tín hiệu xung clock). 1 chu kỳ máy của 89C51 là 1µs.
ssT
µ
110
1012
12
6
6
==
×
=
−
- Bộ phận Reset được kết nối như hình dưới: khi cấp nguồn, áp trên R2 (chân 9 của
89C51) lên mức cao 5V ( = VCC ) sau đó sẽ xuống 0V do tụ C nạp.
2) Bộ chuyển đổi ADC0804:
*) Chức năng: chuyển đổi tín hiệu Analog từ nguồn điện áp cần đo thành tín hiệu
Digital, đưa vào 89C51.
*) Thành phần chính trong khối:
+ Tổng quan về ADC0804:
Chip ADC0804 là bộ chuyển đổi tương tự số thuộc họ ADC800 của hãng
NationalSemiconductor. Chip này cũng được nhiều hãng khác sản xuất. Chip có
điện áp nuôi +5V và độ phân giải 8 bit. Ngoài độ phân giải thì thời gian chuyển đổi
cũng là một tham số quan trọng khi đánh giá bộ ADC. Thời gian chuyển đổi được
6
định nghĩa là thời gian mà bộ ADC cần để chuyển một đầu vào tương tự thành một
số nhị phân. Đối với ADC0804 thì thời gian chuyển đổi phụ thuộc vào tần số đồng
hồ được cấp tới chân CLK R và CLK IN và không bé hơn 110µs. Các chân khác
của ADC0804 có chức năng như sau:
- CS (Chip select): Chân số 1, là chân chọn Chip, đầu vào tích cực mức thấp

- 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
đến +5V. Chân Vref/2 được dùng để thực hiện các điện áp đầu ra khác 0 đến +5V.
- Bảng quan hệ điện áp Vref/2 với Vin:
8
Ghép nối giữa ADC và vi điều khiển
Hình 2.5. Ghép nối giữa ADC và vi điều khiển.
3) Màn hình hiển thị LCD
9
- Chức năng của LCD trong hầu hết các mạch, các bộ điều khiển đảm nhân vai trò
hiển thị các thông số, các thông tin mà chúng ta muốn nhập vào hay các thông tin
xử lý mà bộ điều khiển đang hoạt động được hiển thị ra màn hình, giúp chúng ta
giao tiếp gần hơn với quá trình hoạt đông của hệ thống. LCD có loại 14 chân hoặc
16 chân.
- Hình ảnh một màn hình LCD 16 chân được mô tả phía dưới
Hình 2.6. Hình ảnh LCD 16 chân
*) Mô tả các chân của LCD
Chân V
cc
, V
ss
, V
ee
: là các chân cấp dương nguồn, -5V và đất tương ứng thì

Bảng mô tả các chân của LCD 14 chân:
11
Ghép nối giữa LCD và vi điều khiển
12
Hình 2.7. Ghép nối giữa vi xử lý và LCD
2.3. Tính chọn các phần tử
Điện áp tham chiếu đặt vào chân V
ref/2
chọn 1,28V. Sơ đồ cấp điện áp đầu
vào dải từ -5VDC đến -24VDC. Điện áp nguồn qua cầu phân áp điện trở R
2
, R
3
để
13
đưa điện áp từ 0 đến 2,56V vào V(in). Ta tính toán giá trị điện trở cầu phân áp theo
giá trị điện áp dương.
Ghép nối giữa cầu phân áp và ADC0804
Với mạch trên ta có công thức:
32
3
)(
RR
RVDC
Vin
+
⋅
=−
Với VDC là nguồn điện áp của dải cần đo: VDC = 24V, V(in-) = 2,56V thì:
32

2.4. Sơ đồ nguyên lý
Hình 2.8. Sơ đồ nguyên lý
15
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ PHẦN MỀM
3.1. Lưu đồ thuật toán

3.2. Chương trình code lệnh
#include <sfr51.inc>
16
ORG 000H
MOV A,#38H ;bat man hinh LCD hien thi 2 dong
LCALL GUI_LENH
MOV A,#0CH ;LCD hien thi o che do khong co con tro
LCALL GUI_LENH
MAIN:
While:
LCALL Chuyen_doi_ADC;
LCALL hienthi
LJMP While;
;
;Chuong trinh con dieu khien va lay du lieu chuyen doi
;tin hieu tuong tu sang tin hieu so 8bit
Chuyen_doi_ADC:
CLR P0.7
SETB P0.7 ;bat dau chuyen doi
ACALL DELAY
CLR P0.7;
ACALL DELAY
MOV A,P1; chuyen tin hieu so tu P1 vao A
MOV R0,A;

LCALL GUI_DATA
;Hien thi hang phan thap phan
MOV A,R0;
MOV B,#64H
18
DIV AB
CLR A
MOV A,B
MOV B,#0AH
DIV AB
CLR A
MOV A,B
ADD A,#30H;
MOV P2,A;
LCALL GUI_DATA
;Hien thi don vi von
MOV A,#' '
MOV P2,A
LCALL GUI_DATA
MOV A,#'V'
MOV P2,A
LCALL GUI_DATA
;Quet lai LCD
MOV A,#80H
LCALL GUI_LENH
RET
;
;Chuong trinh con gui lenh ra LCD
GUI_LENH:
lcall READY ;kiem trA xem LCD da san sang chua

MOV R6,#80H;
20
tre1:
djnz R6,tre1
RET
END
Ví dụ khi đo điện áp -20V
Tài liệu tham khảo:
[1] Phạm Thượng Hàn, Nguyễn Trọng Quế, Nguyễn Văn Hoà, Nguyễn Thị Vấn-
Kĩ thuật đo lường các đại lượng vật lý (tập 2)- Nhà xuất bản giáo dục- năm 2004.
[2] Bài giảng Kỹ thuật vi xử lý - Khoa Điện Điện tử tàu biển - Trường Đại học
Hàng Hải.
21