LỜI NÓI ĐẦU
Trong quá trình sản xuất hiện đại, đo tốc độ động cơ là việc làm không thể
thiếu, nó giúp cho quá trình giám sát sản xuất nhah hơn, tốt hơn, cho ra những sản
phẩm như ý, chính xác. Nếu ta không đo được tốc độ của động cơ thì không thể
điều khiển tốc độ chính xác được. Với những máy móc hiện đại như ngày nay,
trong quá trình sản xuất luôn chạy với nhiều tốc độ khác nhau, tùy theo mỗi giai
đoạn làm việc của nó, chính vì thế mà ta cần phải biết tốc độ động cơ là bao nhiêu
để điều chỉnh cho phù hợp. Ngồi trên ghế trường đại học em được trang bị một số
kiến thức về lĩnh vực này, thấy được tầm quan trọng của nó và để tìm hiểu kỹ hơn
thầy giáo đã giao cho em bài tập “ Thiết kế hệ thống đo tốc độ động cơ sử dụng
máy phát tốc hiển thị trên LCD“ để làm cơ sở cho sự phát triển các môn chuyên
ngành.
Với đề tài trên yêu cầu người làm phải nắm vững được các phương pháp đo
tốc độ động cơ, do vậy người làm đề tài này ta cần tìm hiểu phương pháp đo tốc độ
động cơ sử dụng máy phát tốc, các linh kiện sử dụng, cảm biến tốc độ, về mạch
phần cứng, lưu đồ thuật toán và lập trình cho mạch. Trong đề tài này dùng máy
phát tốc để đọc tốc độ của roto động cơ
Bài làm của em còn nhiều sai sót mong quý thầy cô thông cảm. Em xin
chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Tiến đã truyền cho em kiến thức để em có
thể hoàn thành bài tập này.
Em xin chân thành cám ơn !
Hải phòng năm 2012
Sinh viên
Lê Thanh Phương
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ
1.1Tổng quan về mạch
Mạch do tốc độ hiển thị trên LCD sẽ có những phần tử chính gồm
+ Vi điều khiển 8051
+Màn hình LCD 16x2
+ ADC0804
+Máy phát tốc 1 chiều (mô tả trong mạch là biến trở VR1)

liệu trên LCD
- Khối động cơ,máy phát tốc
- khối nguồn để cung cấp nguồn cho mạch điều khiển
2.2.Chức năng của các khối
2.2.1. Khối nguồn
- chức năng cung cấp nguồn cho mạch điều khiển
- sơ đồ nguyên lý của khối nguồn
Nút nhấn
Bộ chuyển đổi
ADC
Khối hiển thị
LCD

Vi xử lí
Khối động cơ,máy
phát tốc
- +
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

Kí hiệu
- Các loại Diode: diode zener, diode quang, diode biến dung, diode nắn điện,…
- Diode dẫn khi được phân cực thuận (U
AK
> 0)
- 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

Trong ú chỳng ta cú th thy 2 chõn 1,2 c cp ngun cho LCD hot ng,
chõn th 3 (chõn VEE) c ni vo u ra ca bin tr dựng iu chnh
tng phn (phi iu chnh VSS hp lý thỡ LCD mi hin th c) 2 chõn 15,16
õy l 2 chõn cp ngun dung bt ốn ca LCD t chõn 4->14 l cỏc chõn iu
khin c ni vi vi iu khin, cỏc chõn 4,5,6 c iu khin hot ng ca
LCD, cỏc chõn cũn li l 8 bit Data dựng truyn nhn d liu.
Trong bi tp ny ta s dng mt LCD gii thiu cng nh hin th nhng
thụng tin cn thit khỏc, ng thi hc cỏch giao tip gia hai vi x lý. Do LCD
tiờu th dũng khỏ ln c bit l khi bt ốn nn, lm mau ht cquy nờn ch s
dng LCD vi nhng trng hp c th. bt tt ốn nn,s dng mt búng
thun A1015, c iu khin bi chõn P0.7 ca vi iu khin. Khi P0.7=0 thỡ
búng thụng, cc A ca LCD c ni vi ngun 5V, ốn nn sỏng v ngc li.
Ngoi ra trong khi cũn s dng mt bin tr 10k to in ỏp ra a vo chõn VEE
ca LCD iu chnh tng phn. Khi in ỏp
EE
0
V
U

thỡ tng phn l
ln nht,
EE
5
V
U

V thỡ tng phn l nh nht.
*s nguyờn lý ca khi hin th 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.

ơng phản 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

 Thứ nhất họ 8051 là chip vi điều khiển. Đặc điểm của các chip này
nói chung là nó được tích hợp với đầy đủ chức năng của một hệ vi xử lý nhỏ, rất
thích hợp với những thiết kế hướng điều khiển. Tức là trong nó bao gồm: mạch vi
xử lý, bộ nhớ chương trình và dữ liệu, bộ đếm, bộ tạo xung, các cổng vào-ra nối
tiếp và song song, mạch điều khiển ngắt.
 Thứ hai là, họ vi điều khiển 8051 cùng với các họ vi điều khiển khác
nói chung trong những năm gần đây được phát triển theo các hướng sau:
- Giảm nhỏ dòng tiêu thụ.
- Tăng tốc độ làm việc hay tần số xugng nhịp của CPU.
- Giảm điện áp nguồn nuôi.
- Có thể mở rộng nhiều chức năng trên chip, mở rộng cho các thiết kế lớn.
Những đặc điểm đó dẫn đến đạt được hai tính năng quan trọng là: giảm
công suất tiêu thụ và cho phép điều khiển thời gian thực nên về mặt ứng dụng nó
rất thích hợp với các thiết kế hướng điều khiển.
 Thứ ba là, vi điều khiển thuộc họ MCS-51 được hỗ trợ một tập lệnh
phong phú nên cho phép nhiều khả năng mềm dẻo trong vấn đề viết chương trình
phần mềm điều khiển.
 Thứ tư là, dung lượng bộ nhớ trương trình và bộ nhớ dữ liệu lớn.
 Cuối cùng là, các chip thuộc họ MCS-51 hiện đuộc sử dụng rất phổ
biến và được coi là chuẩn công nghiệp cho các thiết kế khả dụng. Mặt khác, qua
việc khảo sát thị trường linh kiện việc có được chip 8051 là dễ dàng nên mở ra khả
năng thiết kế thực tế.
Vì những lý do trên mà việc lựa chọn vi điều khiển họ 8051 là một giải
pháp hoàn toàn phù hợp cho thiết kế.
Đặc điểm chính của họ vi xử lý 8051:
- 4k byte ROM, 128k byte RAM.
- 4 port I/O 8 bit.
- 2 bộ đếm/ định thời 16 bit.
- Mạch giao tiếp nối tiếp.
- 64k byte không gian nhớ chương trình ngoài.

33
P0.7/AD7
32
P1.0
1
P1.1
2
P1.2
3
P1.3
4
P1.4
5
P1.5
6
P1.6
7
P1.7
8
P3.0/RXD
10
P3.1/TXD
11
P3.2/INT0
12
P3.3/INT1
13
P3.4/T0
14
P3.7/RD

Cấu trúc các chân của 8051
- Vcc (40)
Chân cung cấp điện (5V)
- GND (20)
Chân nối đất (0V)
- Port 0 (32-39)
Port 0 là port xuất nhập 8-bit hai chiều. Port 0 còn đợc cấu hình làm bus địa
chỉ (byte thấp) và bus dữ liệu đa hợp trong khi truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài và bộ
nhớ chơng trình ngoài. Port 0 cũng nhận các byte mã trong khi lập trình cho Flash
và xuất các byte mã trong khi kiểm tra chơng trình (Các điện trở kéo lên bên ngoài
đợc cần đến trong khi kiểm tra chơng trình).
- Port 1(1-8)
Port 1 là port xuất nhập 8-bit hai chiều. Port 1 cũng nhận byte địa chỉ thấp
trong thời gian lập trình cho Flash.
- Port 2 (21-28)
Port 2 là port xuất nhập 8-bit hai chiều. Port 2 tạo ra các byte cao của bus
địa chỉ trong thời gian tìm nạp lệnh từ bộ nhớ chơng trình ngoài và trong thời gian
truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài sử dụng các địa chỉ 16-bit. Trong thời gian truy xuất
bộ nhớ dữ liệu ngoài sử dụng các địa chỉ 8-bit, Port 2 phát các nội dung của thanh
ghi chức năng đặc biệt P2. Port 2 cũng nhận các bít địa chỉ cao và vài tín hiệu điều
khiển trong thời gian lập trình cho Flash và kiểm tra chơng trình.
- Port 3 (10-17)
Port 3 là Port xuất nhập 8-bit hai chiều. Port 3 cũng còn làm các chức năng
khác của AT89C51. Các chức năng này đợc liệt kê nh sau:

Chân Tên Chức năng
P3.0 RxD Ngõ vào Port nối tiếp
P3.1 TxD Ngõ ra Port nối tiếp
P3.2
INT0

Khi cần, hoạt động ALE có thể được vô hiệu hoá bằng cách set bit 0 của
thanh ghi chức năng đặc biệt có địa chỉ 8Eh. Khi bit này được set, ALE chỉ tích
cực trong thời gan thực hiện lệnh MOVX hoặc MOVC. Ngược lại, chân này sẽ
được kéo lên cao. Việc set bit không cho phép hoạt động chốt byte thấp của địa chỉ
sẽ không có tác dụng nếu bộ vi điều khiển đang ở chế độ thực thi chương trình
ngoài.
-
PSEN
(29)
PSEN
(Program Store Enable) là xung điều khiển truy xuất bộ nhớ chương
trình ngoài. Khi AT89C52 đang thực thi chương trình từ bộ nhớ chương trình
ngoài,
PSEN
được kích hoạt hai lần mỗi chu kỳ máy, nhưng hai hoạt động
PSEN

sẽ bị bỏ qua mỗi khi truy cập bộ nhớ dữ liệu ngoài.
-
EA
/Vpp (31)

EA
(External Access Enable) là chân cho phép truy xuất bộ nhớ chương
trình ngoài (bắt đầu từ địa chỉ từ 0000H đến FFFFH).
EA
= 0 cho phép truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài, ngỵc l¹i
EA
=1 sẽ
thực thi chương trình bên trong chip

- RD (Read): Chân số 2, là một tín hiệu vào, tích cực ở mức thấp. Các bộ
chuyển đổi đầu vào tương tự thành số nhị phân và giữ nó ở một thanh ghi trong.
RD được sử dụng để có dữ liệu đã được chyển đổi tới đầu ra của ADC0804. Khi
CS = 0 nếu có một xung cao xuống thấp áp đến chân RD thì dữ liệu ra dạng số 8
bit được đưa tới các chân dữ liệu (DB0 – DB7).
- WR (Write): Chân số 3, đây là chân vào tích cực mức thấp được dùng để
báo cho ADC biết bắt đầu quá trình chuyển đổi. Nếu CS = 0 khi WR tạo ra xung
cao xuống thấp thì bộ ADC0804 bắt đầu quá trình chuyển đổi giá trị đầu vào tương
tự Vin về số nhị phân 8 bit. Khi việc chuyển đổi hoàn tất thì chân INTR được ADC
hạ xuống thấp.
- CLK IN và CLK R: CLK IN (chân số 4), là chân vào nối tới đồng hồ ngoài
được sử dụng để tạo thời gian.Tuy nhiên ADC0804 cũng có một bộ tạo xung đồng
hồ riêng. Để dùng đồng hồ riêng thì các chân CLK IN và CLK R (chân số 19) được
nối với một tụ điện và một điện trở (như hình vẽ). Khi ấy tần 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

3.1: LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN
3.1.1: Lưu đồ sơ bộ
BEGIN
CHUYỂN ĐỔI DỮ LIỆU
TỪ TƯƠNG TỰ RA SỐ
CHUYỂN SỐ NHỊ PHÂN
SANG SỐ THẬP PHÂN ,LƯU
CÁC GIÁ TRỊ TRONG CÁC
THANH GHI
THỰC HIỆN PHÉP TOÁN ,
KẾT QUẢ GHI RA CÁC
THANH GHI
HIỂN THỊ KẾT
QUẢ RA LCD
TẠO TRỄ 10s
GIỮA 2 LẦN ĐO