Chương 1
Khái quát chung về mạch đo
1.1.Khái niệm chung
a) Định nghĩa:
-Mach đo là thiết bị kỹ thuật làm nhiêmh vụ biến đổi ,gia công thông tin
tính toán,phối hợp các tin tức với nhau trong một hệ thống vật lý thống nhất

b)Phân loại:theo chức năng có các loại mạch đo
-Mạch tỉ lệ: thực hiện một phép nhân (hoặc chia) với một hệ số k,đại
lượng vào là x thì đại lượng ra là k.x
-Mạch khuếch đại : thực hiện một phép nhân (hoặc chia) với một hệ số
k(gọi là hệ số khuêchs đại) nhưng có công suất tín hiệu ra lớn hơn công suất
tín hiệu vào(đại lượng vào điều khiển đại lượng ra)
-Mach gia công và tính toán :thực hiện các phép tính :cộng ,trừ, nhân,
chia, tích phân, vi phân, lôgarit, hàm mũ,…
-Mạch so sánh: thực hiện so sánh giữa hai tín hiệu (thường là hai điện
áp),thường được sử dụng trong các thiết bị đo dùng phương pháp so sánh.
-Mạch tạo hàm: tạo ra những hàm số theo yêu cầu của phép đo,nhằm
mục đích tuyến tính hóa các đặc tính của tín hiệu đo ở đầu ra các bộ cảm
biến.
-Mạc biến đổi A/D,D/A: biến đổi tín hiệu từ dạng tương tự ra dạng số và
ngược lại,sử dụng cho kỹ thuật đo số và chế tạo các mạch ghép nối với máy
tính.
-Mạch đo xử 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.

1.2.Các đặc tính cơ bản của mạch đo :
Mỗi mạch đo đều có những đặc tính kỹ thuật cụ thể quyết định tính chất,

trở kháng đầu ra của khâu trước đó,tức là công suất tiêu thụ của mạch đo
nhỏ hơn so với công suất ra của khâu trước.
CHƯƠNG 2
THIẾT KẾ PHẦN CỨNG
Sơ đồ nguyên lý:

   
2.1.Khối công suất
-Biến áp có điểm trung tính nhận điện áp xoay chiều
-Chỉnh lưu cầu diode đưa điên áp về 1 chiều
-IC 7805:ic ổn áp +5v
-IC 7905:ic ổn áp -5v
-C1,C2,C3,C4:tụ có điện dung cao để lọc nhiễu.
Khối công
suất
Khuếch đại
thuật toán
ADC
0804
Vi xử lý
AT89C51
LCD
2.2.Khối khuếch đại thuật toán
Gồm 2 khối:
-Khối cộng điện áp không đảo:đưa tín hiệu điện áp từ -5v - +5v
thành 0v - +10v.
-Khối chia điện áp:đưa tín hiệu điện áp từ 0v - +10v thành 0v –
5v.
2.3.Bộ chuyển đổi ADC:
a) Tổng quan về ADC0804:

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:
V
ref
/ 2(V) V
in
(V) Step Size (mV)
Hë * 0 ®Õn 5 5/256 = 19.53
2.0 0 ®Õn 4 4/255 = 15.62
1.5 0 ®Õn 3 3/256 = 11.71
1.28 0 ®Õn 2.56 2.56/256 = 10

để giảm sai số này. Thay đổi Vref/2 đồng nghĩa với việc thay đổi dãy điện
áp ngỏ vào.
- Tốc độ chuyển đổi ADC0804 (T
C
):
f
T
CLK
C
1
66
=
Chọn T
C
= 100µs = 0.1ms.
Suy ra f
CLK
= 660KHz
Ta có ADC0804 có độ phân giải là 2
8
= 256 (0 - 255) tương ứng (0 - 5V).
Gọi n là kích thước bước 1 bước (V). Ta có:
Vn 0196.0
255
5
≈=
(chia 255 vì từ 0
- 255 có 255 bước)
c)Sơ đồ các chân của ADC 0804:
2.4.Vi xử lý AT89C51

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. Nếu ấn nút Reset, thì áp trên R2 sẽ tăng gần bằng VCC nhờ cầu phân
áp R1 và R2.

c) Sơ đồ các chân của AT89C51
2.5.LCD
a. Hoạt động của LCD.
Trong những năm gần đây LCD đang ngày càng đợc sử dụng rộng rãi
thay thế dần cho các đèn LED (các đèn LED 7 đoạn hay nhiều đoạn). Đó là
vì các nguyên nhân sau:
1. Các LCD có giá thành hạ.
2. Khả năng hiển thị các số, các ký tự và đồ hoạ tốt hơn nhiều so với các đèn
LED (vì các đèn LED chỉ hiển thị đợc các số và một số ký tự).
3. Nhờ kết hợp một bộ điều khiển làm tơi vào LCD làm giải phóng cho CPU
công việc làm tơi LCD. Trong khi đèn LED phải đợc làm tơi bằng CPU
(hoặc bằng cách nào đó) để duy trì việc hiển thị dữ liệu.
4. Dễ dàng lập trình cho các ký tự và đồ hoạ.
b. Mô tả các chân của LCD.
LCD đợc nói trong mục này có 14 chân, chức năng của các chân đợc
cho trong bảng 12.1. Vị trí của các chân đợc mô tả trên hình 12.1 cho nhiều
LCD khác nhau.
1. Chân V
CC

đọc nội dung của các thanh ghi trong LCD.
Để hiển thị các chữ cái và các con số, chúng ta gửi các mã ASCII của
các chữ cái từ A đến Z, a đến f và các con số từ 0 - 9 đến các chân này khi
bật RS = 1.
Cũng có các mã lệnh mà có thể đợc gửi đến LCD để xoá màn hình
hoặc đa con trỏ về đầu dòng hoặc nhấp nháy con trỏ. Bảng 12.2 liệt kê các
mã lênh.
Chúng ta cũng sử dụng RS = 0 để kiểm tra bít cờ bận để xem LCD có
sẵn sàng nhân thông tin. Cờ bận là D7 và có thể đợcđọc khi R/W = 1 và RS
= 0 nh sau:
Nếu R/W = 1, RS = 0 khi D7 = 1 (cờ bận 1) thì LCD bận bởi các công
việc bên trong và sẽ không nhận bất kỳ thông tin mới nào. Khi D7 = 0 thì
LCD sẵn sàng nhận thông tin mới. Lu ý chúng ta nên kiểm tra cờ bận trớc
khi ghi bất kỳ dữ liệu nào lên LCD.
Bảng 12.1: Mô tả các chân của LCD.
Chân Ký hiệu I/O Mô tả
1 V
SS
- Đất
2 V
CC
- Dơng nguồn 5v
3 V
EE
- Cấp nguồn điều khiển phản
4 RS I RS = 0 chọn thanh ghi lệnh. RS = 1
chọn thanh dữ liệu
5 R/W I R/W = 1 đọc dữ liệu. R/W = 0 ghi
6 E I/O Cho phép
7 DB0 I/O Các bít dữ liệu

NOP
CLR P3.6;WR
SETB P3.6
JB P3.5,$;INTR
CLR P3.1;RD
NOP
LOOP1:
MOV A,#10
MOV B,20H
MUL AB
MOV R5,A
MOV A,#5
MOV B,#255
MUL AB
MOV R6,A
MOV A,R5
MOV B,#255
DIV AB
=====Chuyển đổi tín hiệu 8 bít nhị phân về ASCII=====
CHUYEN MOV B,#10
DIV AB
MOV B,#10
DIV AB
ORL A,#30H
MOV R4,A
MOV A,B
ORL A,#30H
MOV R3,A
MOV A,R2
ORL A,#30H

=====Truyền dữ liệu đến LCD có kiểm tra cờ bận=====
ORG
MOV A, # 38H
ACALL COMMAND
MOV A, # 0EH
ACALL COMMAND
MOV A, # 01H
ACALL COMMAND
MOV A, # 86H
ACALL COMMAND
MOV A, # “N”
ACALL DATA DISPLAY
MOV A, # “0”
ACALL DATA DISPLAY
HERE: SJMP HERE
COMMAND: ACALL READY
MOV P1, A
CLR P3.2
CLR P3.3
SETB P3.4
CLR P3.4
RET
HIENTHI: ACALL LCD_BUSY
MOV P1, A
SETB P3.2
CLR P3.3
SETB P3.4
CLR P3.4
RET
: