TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
Ngày ……Tháng ……Năm 2011
Giáo Viên Hướng Dẫn

HOÀNG HẢI HƯNG

1
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

điện tử. Mạch số đã và đang thâm nhập vào tất cả các thiết bị điện tử thông dụng
và chuyên dụng.
Sự phát triển hối hả của nền đại công nghiệp nên sự cạnh tranh của các mặt hàng
trên thị trường diễn ra càng mạnh. Do đó chúng em đã chọn đề tài môn học là
“THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT
CHIỀU “ nhằm phục vụ cho thực tế của đời sống.
Được sự hướng dẫn tận tình của thầy HOÀNG HẢI HƯNG chúng em đã thực
hiện đề tài của mình với tính năng như yêu cầu của thị trường
Cùng với sự lỗ lực của bản thân nhưng do thời gian, kiến thức và kinh nghiệm còn
hạn hẹp nên sẽ không tránh khỏi những sai sót. Chúng em rất mong được sự giúp

3
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
đỡ và tham khảo ý kiến của thầy cô cùng các bạn nhằm đóng góp để phát triển
thêm đề tài.
NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Khoá học : 2009-2013
Ngành học : Kỹ thuật điện tử
Lớp : Đ-ĐTK7.2
TÊN ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN
ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
I.Dữ liệu cho trước:
- Vi Điều Khiển AT89C51, các linh kiện cần thiết liên quan.
- Hệ thống có thể điều khiển được các động cơ có công suất <=60W, điện áp
<=24VDC.
- Thao tác điều khiển bao gồm đảo chiều, tăng giảm tốc độ bằng kỹ thuật điều
chế độ rộng xung (PWM).
- Hệ thống có các phím nhấn điều khiển việc đảo chiều, tăng giảm tốc độ.
- Hệ thống có cách ly về điện giữa mạch điều khiển và mạch động lực để đảm

đảo chiều và điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều.
Các yêu cầu :
- Điều khiển động cơ DC
- điều chỉnh tốc độ động cơ DC bằng phương pháp PWM
- Mạch có hệ thống có cách ly về điện giữa mạch điều khiển và mạch động
lực để đảm bảo chống nhiễu cho bộ điều khiển nên ta sử dụng IC opto để
cách ly quang
- Điều khiển chính xác, tin cậy và ổn định.
- Thiết kế đơn giản
Phương án thực hiện
- Đưa ra ý tưởng thiết kế
- Thiết kế phần cứng bao gồm :mạch điều khiển, mạch công suất, mạch phản
hồi
- xác định nội dung cần thực hiện
- Vẽ lưu đồ thuật toán và viết chương trình để diều khiển động cơ
- Cân chỉnh lại để phù hợp với thực tế

6
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1 Các linh kiện thụ động
1.1.1 Điện trở

-Khái niệm về điện trở.
Điện trở :Điện trở là sự cản trở dòng điện của một vật dẫn điện, nếu một vật dẫn
điện tốt thì điện trở nhỏ, vật dẫn điện kém thì điện trở lớn, vật cách điện thì điện
trở là vô cùng lớn.
-Hình dáng và ký hiệu : Trong thiết bị điện tử điện trở là một linh kiện quan
trọng, chúng được làm từ hợp chất cacbon và kim loại tuỳ theo tỷ lệ pha trộn mà
người ta tạo ra được các loại điện trở có trị số khác nhau.

trí phía trước mặt máy cho người sử dụng điều chỉnh. Ví dụ như – Triết áp
Volume, triết áp Bass, Tress v.v , triết áp nghĩa là triết ra một phần điện áp từ đầu
vào tuỳ theo mức độ chỉnh.

9
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
Hình 1.6: Hình dạng triết áp, cấu tạo trong triết áp
1.1.3 tụ điện
- Cấu tạo của tụ điện :
Cấu tạo của tụ điện gồm hai bản cực đặt song song, ở giữa có một lớp cách điện
gọi là điện môi.
Người ta thường dùng giấy, gốm , mica, giấy tẩm hoá chất làm chất điện môi và tụ
điện cũng được phân loại theo tên gọi của các chất điện môi này như Tụ giấy, Tụ
gốm, Tụ hoá.
Hình 1.7: Cấu tạo tụ gốm, cấu tạo tụ hoá

10
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
- Hình dáng thực tế của tụ điện.
Hình1.8: Hình dạng của tụ gốm.
- Điện dung đơn vị và ký hiệu của tụ điện
* Điện dung : Là đại lượng nói lên khả năng tích điện trên hai bản cực của tụ
điện, điện dung của tụ điện phụ thuộc vào diện tích bản cực, vật liệu làm chất điện
môi và khoảng cách giữ hai bản cực theo công thức
C = ξ . S / d
• Trong đó C : là điện dung tụ điện , đơn vị là Fara (F)
• ξ : Là hằng số điện môi của lớp cách điện.
• d : là chiều dày của lớp cách điện.
• S : là diện tích bản cực của tụ điện.
* Đơn vị điện dung của tụ : Đơn vị là Fara (F), 1Fara là rất lớn do đó trong thực tế

Khi đã có được hai chất bán dẫn là P và N, nếu ghép hai chất bán dẫn theo
một tiếp giáp P – N ta được một Diode, tiếp giáp P -N có đặc điểm
: Tại bề mặt tiếp xúc, các điện tử dư thừa trong bán dẫn N khuyếch tán sang vùng
bán dẫn P để lấp vào các lỗ trống => tạo thành một lớp Ion trung hoà về điện =>
lớp Ion này tạo thành miền cách điện giữa hai chất bán dẫn.

13
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
Hình 1.11: Mối tiếp xúc P – N => Cấu tạo của Diode .
- Ở hình trên là mối tiếp xúc P – N và cũng chính là cấu tạo của
Diode bán dẫn.
Hình 1.12: Ký hiệu và hình dáng của Diode bán dẫn.
- Ứng dụng của Diode bán dẫn .
* Do tính chất dẫn điện một chiều nên Diode
thường được sử dụng trong các mạch chỉnh lưu nguồn xoay chiều
thành một chiều, các mạch tách sóng, mạch gim áp phân cực cho
transistor hoạt động. trong mạch chỉnh lưu Diode có thể được tích
hợp thành Diode có dạng .
Hình 1.13: Diode cầu trong mạch chỉnh lưu điện xoay chiều .
Các loại Diode

14
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
- Diode Zener
* Cấu tạo:
Diode Zener có cấu tạo tương tự Diode thường nhưng có hai lớp bán
dẫn P - N ghép với nhau, Diode Zener được ứng dụng trong chế độ
phân cực ngược, khi phân cực thuận Diode zener như diode thường
nhưng khi phân cực ngược Diode zener sẽ gim lại một mức điện áp cố
định bằng giá trị ghi trên diode.

dung ký sinh, diode tách sóng thường dùng trong các mạch cao tần
dùng để tách sóng tín hiệu.
– Diode nắn điện.
Là Diode tiếp mặt dùng để nắn điện trong các bộ chỉnh lưu nguồn AC
50Hz
, Diode này thường có 3 loại là 1A, 2A và 5A.

16
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
Hình 1.16: Diode nắn điện 5A
1. 2 Bộ Vi Điều Khiển 89C51
Bắt đầu xuất hiện vào năm 1980, trải qua gần 30 năm, hiện đã có tới hang trăm
biến thể (derrivatives) được sản xuất bởi hơn 20 hãng khác nhau, trong đó phải kể
đến các đại gia trong làng bán dẫn (Semiconductor) như ATMEL, Texas
Instrument, Philips, Analog Devices… Tại Việt Nam, các biến thể của hãng
ATMEL là AT89C51, AT89C52, AT89S51, AT89S52… đã có thời gian xuất hiện
trên thị trường khá lâu và có thể nói là được sử dụng rộng rãi nhất trong các loại vi
điều khiển 8 bit.

17
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

Các thanh nghi đặc biệt SFR

18
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
Ngắt (Interrupt)
8051 chỉ có một số lượng khá ít các nguồn ngắt (interrupt source) hoặc có thể gọi
là các nguyên nhân ngắt. Mỗi ngắt có một vector ngắt riêng, đó là một địa chỉ cố
định nằm trong bộ nhớ chương trình, khi ngắt xảy ra, CPU sẽ tự động nhảy đến

khiển timer nhưng 4 bit LSB (bit0 3) được dùng cho các ngắt ngoài
Khi bit ITx = 1 thì ngắt ngoài tương ứng được chọn kiểu là ngắt theo sườn xuống,
ngược lại nếu bit ITx = 0 thì ngắt ngoài tương ứng được sẽ có kiểu ngắt là ngắt
theo mức thấp. Các bit IE là các bit cờ ngắt ngoài, chỉ có tác dụng trong trường
hợp kiểu ngắt được chọn là ngắt theo sườn xuống. Khi kiểu ngắt theo sườn xuống
được chọn thì ngắt sẽ xảy ra duy nhất một lần
khi có sườn xuống của tín hiệu, sau đó khi tín hiệu ở mức thấp, hoặc có sườn lên,
hoặc ở mức cao thì cũng không có ngắt xảy ra nữa cho đến khi có sườn xuống tiếp
theo. Cờ ngắt IE sẽ dựng lên khi có sườn xuống và tự động bị xóa khi CPU bắt
đầu xử lý ngắt. Khi kiểu ngắt theo mức thấp được chọn thì ngắt sẽ xảy ra bất cứ
khi nào tín hiệu tại chân ngắt ở mức thấp. Nếu sau khi xử lý xong ngắt mà tín hiệu
vẫn ở mức thấp thì lại ngắt tiếp, cứ như vậy cho đến khi xử lý xong ngắt lần thứ n ,
tín hiệu đã lên mức cao rồi thì thôi không ngắt nữa. Cờ ngắt IE trong trường hợp

21
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
này không có ý nghĩa gì cả.Thông thường kiểu ngắt hay được chọn là ngắt theo
sườn xuống.
Bộ định thời/Bộ đếm (Timer/Counter)
8051 có 2 timer tên là timer0 và timer1. Các timer này đều là timer 16bit, giá
trị đếm max do đó bằng 216 = 65536 (đếm từ 0 đến 65535).
Hai timer có nguyên lý hoạt động hoàn toàn giống nhau và độc lập. Sau khi cho
phép chạy, mỗi khi có thêm một xung tại đầu vào đếm, giá trị của timer sẽ tự động
được tăng lên 1 đơn vị, cứ như vậy cho đến khi giá trị tăng lên vượt quá giá trị
max mà thanh ghi đếm có thể biểu diễn thì giá trị đếm lại được đưa trở về giá trị
min (thông thường min = 0). Sự kiện này được hiểu là sự kiện tràn timer
(overflow) và có thể gây ra ngắt nếu ngắt tràn timer được cho phép (bit ETx trong
thanh ghi IE = 1). Việc cho timer chạy/dừng được thực hiện bởi các bit TR trong
thanh ghi TCON (đánh địa chỉ đến từng bit).
Khi bit TRx = 1, timerx sẽ đếm, ngược lại khi TRx = 0, timerx sẽ không đếm

với GATE = 0, chỉ dùng timer với GATE = 1 trong trường hợp muốn đo độ rộng
xung vì lúc đó timer sẽ chỉ đếm thời gian khi xung đưa vào chân INTx ở mức cao.
Bit C/Tx quy định nguồn clock đưa vào đếm trong timer. Nếu C/Tx = 0, timer sẽ
được cấu hình là bộ định thời, nếu C/Tx = 1, timer sẽ được cấu hình là bộ đếm sự
kiện. Hai bit còn lại (Mx0 và Mx1) tạo ra 4 tổ hợp các giá trị (00,01,10 và 11) ứng
với 4 chế độ hoạt động khác nhau của timerx. Trong 4 chế độ đó thường chỉ dùng
chế độ timer/counter 16bit (Mx1 = 0, Mx0 = 1) và chế độ Auto Reload 8bit
timer/counter (Mx1 = 1, Mx0 = 0).Trong chế độ timer/counter 16bit, giá trị đếm
(chứa trong hai thanh ghi THx và TLx) tự động được tăng lên 1 đơn vị mỗi lần

23
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
nhận được thêm một xung nhịp. Khi giá trị đếm tăng vượt quá giá trị max = 65535
thì sẽ tràn về 0, cờ ngắt TFx được tự động đặt = 1. Chế độ này được dùng trong
các ứng dụng đếm thời gian và đếm sự kiện. Trong chế độ Auto Reload 8bit, giá trị
đếm sẽ chỉ được chứa trong thanh ghi TLx, còn giá trị của thanh ghi THx bằng
một số n (từ 0 đến 255) do người lập trình đưa vào. Khi có thêm 1 xung nhịp, giá
trị đếm trong TLx đương nhiên cũng tăng lên 1 đơn vị như bình thường. Tuy nhiên
trong trường hợp này, giá trị đếm lớn nhất là 255 chứ không phải 65535 như
trường hợp trên vì timer/counter chỉ còn 8bit. Do vậy sự kiện tràn lúc này xảy ra
nhanh hơn, chỉ cần vượt quá 255 là giá trị đếm sẽ tràn. Cờ ngắt TFx vẫn được tự
động đặt = 1 như trong trường hợp tràn 16bit. Điểm khác biệt là thay vì tràn về 0,
giá trị THx sẽ được tự động nạp lại (Auto Reload) vào thanh ghi TLx, do đó
timer/counter sau khi tràn sẽ có giá trị bằng n (giá trị chứa trong THx) và sẽ đếm
từ giá trị n trở đi. Chế độ này được dùng trong việc tạo Baud rate cho truyền thông
qua cổng nối tiếp.
Để sử dụng timer của 8051, hãy thực hiện các bước sau:
- Quy định chế độ hoạt động cho timer bằng cách tính toán và ghi giá trị cho
các bit trong thanh ghi TMOD.
- Ghi giá trị đếm khởi đầu mong muốn vào 2 thanh ghi đếm THx và TLx. Đôi