ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : Th.S Nguyễn Thị Lan
CHƯƠNG I:GIỚI THIỆU
1.1.Đặt vấn đề và lựa chọn phương án thiết kế.
1.1.1.Đặt vấn đề.
Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện tử
mà trong đó là kỹ thuật số đóng vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa học kỹ
thuật, quản lí, công nghiệp tự động hóa, cung cấp thông tin do đó chúng ta phải nắm
bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào sự phát triển nền khoa
học kỹ thuật thế giới nói chung và trong sự phát triển kỹ thuật điện tử nói riêng.
Xuất phát từ những đợt đi thực tập tốt nghiệp tại nhà máy và tham quan các doanh
nghiệp sản xuất, chúng em đã được thấy nhiều khâu được tự động hóa trong quá trình
sản xuất.Một trong những khâu đơn giản trong dây chuyền sản xuất tự động hóa đó là
số lượng sản phẩm làm ra được đếm một cách tự động.
Tuy nhiên đối với những doanh nghiệp vừa và nhỏ thì việc tự động hóa hoàn
toàn chưa được áp dụng trong những khâu đếm sản phẩm , đóng bao bì mà vẫn còn sử
dụng nhân công.
Từ những điều đã được thấy đó và khả năng của chúng em, chúng em muốn làm
một điều gì nhỏ để góp phần vào giúp lao động bớt phần mệt nhọc chân tay và cho
phép hiệu suất lao động lên gấp nhiều lần, đồng thời đảm bảo được độ chính xác cao.
Nên chúng em quyết định thiết kế một mạch đếm sản phẩm vì nó rất gần gũi với thực
tế và nó thật sự có ý nghĩa đối với chúng em vì đã làm được một phần nhỏ đóng góp
cho xã hội.
Để làm được mạch này cần thiết kế được hai phần chính là: bộ phận cảm biến và
bộ phận đếm.
+Bộ phận cảm biến: gồm phần phát và phần thu. Thông thường người ta sử
dụng phần phát led hồng ngoại để phát ra ánh sáng hồng ngoại mục đích để chống
nhiễu so với các loại ánh sáng khác,còn phần thu là transistor quang để thu ánh sáng
hồng ngoại.
+Bộ phận đếm có nhiều phương pháp thực thi đó là:
- Lắp mạch dùng kỹ thuật số với các IC đếm, chốt, so sánh ghép lại.
- Lắp mạch dùng kỹ thuật vi xử lí.

- Số linh kiện sử dụng trong mạch ít hơn.
- Mạch đơn giản hơn so với mạch đếm sản phẩm dùng IC rời và có phần cài đặt
số đếm ban đầu.
- Mạch có thể lưu lại số liệu của các ca sản xuất
SVTH : Tạ Trung Hà Page 2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : Th.S Nguyễn Thị Lan
- Mạch có thể điều khiển đếm được nhiều dây chuyền sản xuất cùng lức bằng
phần mềm.
- Mạch có thể kết nối giao tiếp được với máy tính thích hợp cho những người
quản lí tại phòng kỹ thuật nắm bắt được tình hình sản xuất qua màn hình của
máy vi tính.
Nhưng trong thiết kế người ta thường chọn phương pháp tối ưu những kinh tế do
đó chúng em chọn phương pháp đếm sản phẩm dùng kỹ thuật vi điều khiển.
c.Phương pháp đếm sản phẩm dùng vi điều khiển :
Ngoài những ưu điểm có được của hai phương pháp trên, phương pháp này còn có
những ưu điểm :
-Trong mạch có thể sử dụng ngay bộ nhớ trong đối với những chương trình có quy
mô nhỏ, rất tiện lợi mà vi xử lí không thực hiện được.
- Nó có thể giao tiếp nối tiếp trực tiếp với máy tính mà vi xử lí cũng giao tiếp được
với máy tính nhưng là giao tiếp song song nên cần có linh kiện chuyển đổi dữ liệu từ
song song sang nối tiếp để giao tiếp với máy tính.
1.2.Mục đích và yêu cầu của đề tài.
Trong đồ án này chúng em thực hiện mạch đếm sản phẩm bằng phương pháp đếm
xung. Như vậy mỗi sản phẩm đi qua trên băng chuyền phải có một thiết bị để cảm
nhạn sản phẩm, thiết bị này gọi là cảm biến. Khi một sản phẩm đi qua cảm biến sẽ
nhận và tạo ra một xung điện đưa khối xử lí để tăng dần số đếm. Tuy nhiên mỗi khu
vực sản xuất hay mỗi ca sản xuất lại yêu cầu với số đếm khác nhau vì thế phải có sự
linh hoạt trong việc chuyển đổi số đếm. Bộ phận chuyển đổi trực quan nhất là bàn
phím. Khi cần thay đổi số đếm người sử dụng chỉ cần nhập số đếm ban đầu vào mạch
sẽ tự động đếm. Khi số sản phẩm được đếm bằng với số đếm ban đầu thì mạch sẽ tự

KHỐI DAO ĐỘNG
KHUẾCH ĐẠITRANSITOR THU
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : Th.S Nguyễn Thị Lan
CHƯƠNG II : LÝ THUYẾT THIẾT KẾ
I . CÁC KHỐI TRONG MẠCH ĐIỆN:
1. Cảm biến
a. Giới thiệu sơ lược về mạch cảm biến :
Để cảm nhận mỗi lần sản phẩm điqua thì cảm biến phải có phần phát và phần
thu.Phần phát ra ánh sáng hồng ngoại và phần thu hấp thụ ánh sáng hồng ngoại vì ánh
sáng hồng ngoại có đặc điểm là ít bị nhiếu so với các lọa ánh sáng khác. Hai bộ phận
phát và thu hoạt động với cùng tần số. Khi có sản phẩm đi qua giữa phần phát và phần
thu, ánh sáng hồng ngoại bị che bộ phận thu sẽ hoạt động với tần số khác tần số phát
như thế tạo ra một xung tác động tới bộ phận xử lí. Vậy bộ phận phát và bộ phận thu
phải có nguồn tạo dao động. Bộ phận dao động tác động tới công tắc đóng ngắt của
nguồn phát và nguồn thu ánh sáng. Có nhiều linh kiện phát và thu ánh sáng hồng ngọa
nhưng chúng em chọn led hồng ngoại và transitor quang là linh kiện phát và thu
transistor quang là linh kiện rất nhạy với ánh sáng hồng ngoại. Bộ phận tạo dao động
có thể dùng mạch LC, cổng logic, hoặc IC dao động. Với việc sử dụng IC chuyên
dùng tạo dao động , bộ tạo dao động sẽ trở nên đơn giản hơn với tần số phát và thu. Vì
tín hiệu ở ngõ ra transistor quang rất nhỏ nên cần có mạch khueyeechs đại trước khi
đưa đến bộ tạo dao động. Chúng em chọn IC khuếch đại để khuếch đại tín hiệu lên đủ
lớn.
Vậy sơ đồ khối của phần phát và phần thu là :

SVTH : Tạ Trung Hà Page 5
= 4
= 3
= 2
= 1
= 0

E
B
C
U(V)
5 10 15 20 1
I(A)
H = 9
H = 7
H = 5
H = 4
8
6
4
2
0
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : Th.S Nguyễn Thị Lan
Cấu tạo của transistor quang
- Ký hiệu và cấu tạo :
- Hình thức bên ngoài của nó khác với transistor thông thường ở chỗ trên vỏ
của nó có cửa sổ trong suốt cho ánh sáng chiếu vào. Ánh sáng qua cửa sổ này
chiếu lên miền bazo của transistor. Chuyển tiếp PN emitor được chế tạo như các
transistor thông thường, nhưng chuyển tiếp PN colector, thì do miền bazo cần
được chiếu sáng, cho nên nó có nhiều hình dạng khác nhau, cũng có dạng hình
tròn nằm giữa tâm miền bazo. Khi sử dụng transistor quang mắc mạch tương tự
như transistor mắc chung emitor (CE). Chuyển tiếp emitor được phân cực thuận
còn chuyển tiếp colector được phân cực nghịch. Có nghĩa là transistor quang
được phân cực ở chế độ khuếch đại .
Dòng điện trong transistor :
Vì nối thu được phân cực nghịch nên có dòng rỉ Ico chạy giữa thu – nền và vì nối
nền – phát được phân cực thuận nên dòng thu là (β + 1) Ico đây là dòng tối của

Chân 2: Nhận tín hiệu kích thích ( trigger ).
Chân 3: Tín hiệu ra ( output ).
Chân 4: Phục nguyên về trạng thái ban đầu ( preset ).
Chân 5: Nhận điện áp điều khiển ( control voltag ).
Chân 6: Mức ngưỡng ( threshold ).
SVTH : Tạ Trung Hà Page 9
14 13 12 11 10 9 8
GND
+3 - 30V
+
+
+
+
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : Th.S Nguyễn Thị Lan
Chân 7: Tạo đường phóng điện cho tụ.
Chân 8: Cấp nguồn Vcc.
* IC khuếch đại LM 324 ( QUAD OPERATIONALAMPLIFIER ).
LM 324 IC có 4 tầng khuếch đại thuật toán, IC làm việc với loại nguồn đơn.
Độ lợi trên 100dB, tuy nhiên băng thông đẹp hơn LM 3900.
Chú ý : không để ngã ra chạm vào nguồn V
+
hay chạm thẳng vào masse, điều
này sẽ làm hư IC.
• IC 567 ( TONE DECODER ):
IC 567 Bộ giải mã âm sắc.
IC chứa một vòng khóa pha. Khi tần số phù hợp với tần số trung tâm thì chân 8
có mức áp thấp. Do đó tín hiệu từ transistor qua tầng khuếch đại đưa đến ngõ
vào của IC 567.Tần số hiện nay được xác lập theo mạch định thời R và C hay
1,1/(RC). R lấy khoảng 2K đến 20K. 567 có thể tách dò tần số ngã vào từ 0,01
HZ đến 500KHz

- 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 chỉ hóa.
- Bộ nhân /chia 4.
Sơ lược về chân của 8051:
SVTH : Tạ Trung Hà Page 12
8 0 3 1
E A / V P
3 1
X 1
1 9
X 2
1 8
R E S E T
9
P 3 . 2
1 2
P 3 . 3
1 3
P 3 . 4
1 4
P 3 . 5
1 5
P 1 . 0
1
P 1 . 1

2 1
P 2 . 1
2 2
P 2 . 2
2 3
P 2 . 3
2 4
P 2 . 4
2 5
P 2 . 5
2 6
P 2 . 6
2 7
P 2 . 7
2 8
P 3 . 7
1 7
P 3 . 6
1 6
P S E N
2 9
A L E / P
3 0
P 3 . 1
1 1
P 3 . 0
1 0
V C C
4 0
V S S

T1
WR\
RD\
Ngõ vào dữ liệu nối tiếp.
Ngõ xuất dữ liệu nối tiếp.
Ngõ vào ngắt cứng thứ 0.
Ngõ vào ngắt cứng thứ 1.
Ngõ vào TIMER/COUNTER thứ 0.
Ngõ vào của TIMER/COUNTER thứ 1.
Tín hiệu ghi dữ liệu lên bộ nhớ ngoài.
Tín hiệu đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : Th.S Nguyễn Thị Lan
PSEN ( Program store enable):
PSEN là tín hiệu ngõ vào ra có tác dụng cho phép đọc bộ nhớ chương trình mở
rộng và thường được nối đến chân OE\ của Eprom cho phép đọc các byte mã lệnh.
PSEN ở mức thấp trong thời gian 8051 lấy lệnh. Các mã lệnh của chương trình
được đọc từ Eprom qua bus dữ liệu, được chốt vào thanh ghi lệnh bên trong 8051 để
giải mã lệnh. Khi 8051 thi hành chương trình trong ROM nội PSEN ở mức cao.
ALE ( Address Latch Enable ):
Khi 8051 truy xuất bộ nhớ bên ngoài, Port 0 có chức năng là bus địa chỉ và dữ
liệu do đó phải tách các đường dữ liệu và địa chỉ. Tín hiệu ra ALE ở chân thứ 30 dùng
làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp các đường địa chỉ và dữ liệu khi kết nối chúng
với IC chốt
Tín hiệu ở chân ALE là một xung trong khoảng thời gian port 0 đóng vai trò là
địa chỉ thấp nên chốt địa chỉ hoàn toàn tự động.
EA \ ( External Access): Tín hiệu vào EA\ ở chân 31 thường được mắc lên mức
1 hoặc mức 0. Nếu ở mức 1, 8051 thi thành chương trình từ ROM nội. Nếu ở mức 0,
8051 thi hành chương trình từ bộ nhớ mở rộng. Chân EA\ được lấy làm chân cấp
nguồn 21V khi lập trình cho Eprom trong 8051.
RST ( Reset): Khi ngõ vào tín hiệu này chưa lên mức cao ít nhất 2 chu kỳ máy,

b2. Khảo sát các khối nhớ bên trong 8051:
* Tổ chức bộ nhớ :
SVTH : Tạ Trung Hà Page 15
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : Th.S Nguyễn Thị Lan
SVTH : Tạ Trung Hà Page 16
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : Th.S Nguyễn Thị Lan
Bộ nhớ bên trong 8051 bao gồm ROM và RAM. RAM bao gồm nhiều thành
phần : phần lưu trư đa dụng, phần lưu trữ địa chỉ hóa từng bít, các bank thanh ghi và
các thanh ghi chức năng đặc biệt.
8051 có bộ nhớ theo các trúc Harvard : có những vùng nhớ riêng biệt cho
chương trình và dữ liệu. Chương trình và dữ liệu có thể chưa bên trong 8051 nhưng
8051 vẫn có thể kết nối vói 64 k byte bộ nhớ chương trình và 64k byte bộ nhớ dữ liệu
mở rộng.
Ram bên trong 8051 được chia như sau :
- Các bank thanh ghi có địa chỉ từ 00H đến 1FH.
- Ram địa chỉ hóa từng bít có địa chỉ từ 20H đến 2FH.
- Ram đa dụng từ 30h đến 7FH.
- Các thanh ghi chức năng đặc biệt từ 80H đến FFH.
-Ram đa dụng :
Mọi địa chỉ trong vùng ram đa dụng đều có thể được truy xuất tự do dùng kiểu
địa chỉ trực tiếp hay gián tiếp. Ví dụ để đọc nội dung ổ nhớ ở địa chỉ 5FH của ram nội
vào thanh ghi tích lũy A: MOV A,5FH.
Hoặc truy xuất dùng cách địa chỉ gián tiếp qua R0 hay R1. Ví dụ 2 lệnh sau sẽ thi hành
cùng nhiệm vụ như lệnh ở trên :
MOV R0, #5FH
MOV A, @ R0
-Ram có thể truy xuất từng bit :
8051 chứa 210 bit được địa chỉ hóa từng bít, trong đó 128 bit chứa ở các byte
có địa chỉ từ 20H đến 2FH, các bit còn lịa chứa trong nhóm thanh ghi chức năng đặc
biệt.

PSW.5
PSW.4
PSW.3

PSW.2
PSW.1
PSW.0
CY
AC
F0
RS1
RS0
0V
_
P
D7H
D6H
D5H
D4H
D3H
D2H
D1H
D0H
Cờ nhớ
Cờ nhớ Phụ
Cờ 0
Bit 1 chọn bank thanh ghi
Bit 0 chọn bank thanh ghi
00=bank 0: địa chỉ 00H –
07H

MOV A,R7
-Thanh ghi B:
Thanh ghi B ở địa chỉ F0H được dùng cùng với thanh ghi tích lũy A cho các
phép toán nhân chia. Lệnh MUL AB sẽ nhân các giá trị không dấu 8 bit trong A và B
rồi trả kết quả về 16 bit trong A (byte thấp) và B (byte cao). Lệnh DIV AB sẽ chia A
cho B rồi trả kết quả nguyên trong A và phần dư trong B. Thanh ghi cũng có thể xem
như thanh ghi đệm đa dụng.
-Con trỏ ngăn xếp :
Con trỏ ngăn xếp SP là một thanh ghi 8 bit ở địa chỉ 18h. Nó chứa địa chỉ của
byte dữ liệu hiện hành trên đỉnh của ngăn xếp. Các lệnh trên ngăn xếp bao gồm các
lệnh cất dữ liệu vào ngăn xếp và lấy dữ liệu ra khỏi ngăn xếp. Lệnh cất dữ liệu vào
ngăn xếp sẽ làm tăng SP trước khi ghi dữ liệu và lệnh lấy dữ liệu ra khỏi ngăn xếp sẽ
SVTH : Tạ Trung Hà Page 20
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : Th.S Nguyễn Thị Lan
làm giảm SP. Ngăn xếp của 8051 được giữ trong Ram nội và giới hạn các địa chỉ có
thể truy xuất bằng địa chỉ gián tiếp, chúng là 128 byte đầu của 8051.
Để khởi động SP với ngăn xếp bắt đầu tại địa chỉ 60H, các lệnh sau đây được dùng:
MOV SP,# 5FH
Khi reset 8051, SP sẽ mang giá trị mặc định là 07H và dữ liệu đầu tiên sẽ được cất vào
ô nhớ ngăn xếp có địa chỉ là 08h.Ngăn xếp được truy xuất trực tiếp bằng các lệnh
PUSH và POP để lưu trữ tạm thời và lấy lại dữ liệu hoặc truy xuất ngầm bằng lệnh gọi
chương trình con ACALL, LCALL và các lệnh trở về ( RET. RETI) để lưu trữ giá trị
của bộ đếm chương trình khi bắt đầu thực hiện trương trình con và lấy lại khi kết thúc
chương trình con.
-Các thanh ghi port xuất nhập :
Các port của 8051 bao gồm port 0 ở địa chỉ 80H, port ở địa chỉ 90h, port 2 ở địa chỉ
A0H, và port 3 ở địa chỉ B0H. Tất cả các port này đều có thể truy xuất từng bit nên rất
thuận tiện trong khả năng giao tiếp.
-Các thanh ghi timer :
8051 có chứa 2 bộ định thời đếm 16 bit được dùng cho việc định thời hoặc đếm

DPTR
0000H
00H
00H
00H
07H
0000H
SVTH : Tạ Trung Hà Page 22
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : Th.S Nguyễn Thị Lan
Port 0 đến Port 3
IP
IE
Các thanh ghi định thời
FFH
XXX0000 B
0XX00000 B
00H
Thanh ghi quan trọng nhất là thanh ghi bộ đếm chương trình PC được Reset tại
địa chỉ 0000H. Khi ngõ vào RST xuống mức thấp, chương trình luôn bắt đầu tại địa
chỉ 0000H của bộ nhớ chương trình. Nội dung của Ram trong chip không bị thay đổi
bởi tác động của ngõ vào Reset
c. Hoạt động thanh ghi TIMER
8051 có hai timer 16 bit , mỗi timer có bốn cách làm việc.Người ta sử dụng các timer
để :
- Định khoảng thời gian.
- Đếm sự kiện.
- Tạo tốc độ baud cho port nối tiếp trong 8051.
Trong các ứng dụng định khoảng thời gian, người ta lập trình timer ở những khoảng
đều đặn và đặt cờ tràn timer. Cờ được dùng để đồng bộ hóa chương trình để thực
hiện một tác động như kiển tra trạng thái của các ngõ vào hoặc gửi sự kiện ra các

0 = bộ định khoảng thời gian
5 M1 1 Bit 1 của chế độ mode
4 M0 1 Bit 0 của chế độ mode
3 GATE 0 Bít mở cổng, khi lên 1 timer chỉ chạy khi INT0 ở mức
cao
2 C/T 0
Bit chọn chế độ Count/Timer
1 M1 0 Bit 1 của chế độ mode
0 M0 0 Bit 0 của chế độ mode
Tóm tắt thanh ghi chức năng TMOD.