1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA KHAI THÁC THỦY SẢN
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG BẢN NHẬN XÉT
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Họ và tên sinh viên: Trương Thế Vinh MSSV: 4913024063
Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện – Điện Tử Niên khoá: 2007-2011
Giảng viên hướng dẫn: Thầy Nhữ Khải Hoàn
Cán bộ phản biện:
1. Nội dung thiết kế luận văn tốt nghiệp :
Đề tài : “Ứng dụng VĐK MCS51 thiết kế mạch điều khiển và giám sát một số
thiết bị điện dân dụng”.
2. Nhận xét của giáo viên hướng dẫn :
ĐIỂM: (Bằng chữ: )

ĐH Nha Trang, Ngày tháng năm 2011
Cán bộ hướng dẫn
ĐIỂM: (Bằng chữ: )
ĐH Nha Trang, Ngày tháng năm 2011
Giáo viên phản biện
(Ký, ghi rõ họ và tên) 3
DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ
1. Danh mục bảng
STT

TÊN NỘI DUNG TRANG
1 Bảng 3.1

Chức năng các chân port P3 17
2 Bảng 3.2

Các thuộc tính VB6 25
3 Bảng 3.3 Các giá trị tốc độ baud thông dụng 26
4 Bảng 3.4

Tập lệnh LCD 28

18 Hình 4.10 Sơ đồ nguyên lý khối công suất 40
19 Hình 4.11 Khối xử lí bộ thu 40
20 Hình 4.12 Sơ đồ nguyên lý khối xử lí trung tâm bộ thu 42
21 Hình 4.13 Sơ đồ nguyên lý khối quá, hạ áp 43
22 Hình 4.14 Sơ đồ nguyên lý khối giám sát thiết bị 45
23 Hình 4.15 Sơ đồ nguyên lý toàn bộ thu 46
24 Hình 4.16 Sơ đồ khối toàn hệ thống 47
4
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, với những ứng dụng của khoa học kỹ thuật tiên tiến, thế giới của
chúng ta đã và đang một ngày thay đổi, văn minh và hiện đại hơn. Sự phát triển
của kỹ thuật điện tử đã tạo ra hàng lọat những thiết bị với các đặc điểm nổi bật
như sự chính xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ là những yếu tố rất cần thiết góp phần
cho hoạt động của con người đạt hiệu quả cao.
Điện tử đang trở thành một ngành khoa học đa nhiệm vụ. Điện tử đã đáp
ứng được những đòi hỏi không ngừng từ các lĩnh vực công–nông-lâm-ngư nghiệp
cho đến các nhu cầu cần thiết trong họat động đời sống hằng ngày.
Một trong những ứng dụng rất quan trọng của công nghệ điện tử là kỹ
thuật điều khiển đặc biệt là điều khiển từ xa. Nó đã góp phần rất lớn trong việc
điều khiển các thiết bị từ xa.
Xuất phát từ ứng dụng quan trọng trên, em đã thiết kế và thi công mạch
điều khiển và giám sát một số thiết bị điện dân dụng.
Do thời gian và khả năng còn hạn chế nên cuốn đồ án chắc chắn không thể
tránh những thiếu sót. Kính mong sự chỉ dẫn và góp ý của tất cả thầy cô và các

Nha Trang
Tháng 06 năm 2011
Trương Thế vinh
6
CHÖÔNG I
TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1 Giới thiệu chung về đề tài:
Điều khiển từ xa là việc điều khiển một mô hình ở một khoảng cách nào đó mà
con người không nhất thiết trực tiếp đến nơi đặt hệ thống. Khoảng cách đó tuỳ
thuộc vào từng hệ thống có mức phức tạp khác nhau, chẳng hạn như để điều khiển
từ xa một phi thuyền ta cần phải có hệ thống phát và thu mạnh, ngược lại, để điều
khiển một trò chơi điện tử từ xa ta chỉ cần một hệ thống phát và thu yếu hơn…
Những đối tượng được điều khiển có thể ở trên không gian, ở dưới đáy biển
sâu hay ở một vùng xa xôi hẻo lánh nào đó trên mặt điạ cầu.
Thế giới càng phát triển thì lĩnh vực điều khiển cần phải được mở rộng hơn.
Việc ứng dụng điều khiển từ xa vào thông tin liên lạc đã mang lại nhiều thuận lợi
cho xa hội loài người, thông tin được cập nhật hơn nhờ sự chính xác và nhanh
chóng của quá trình điều khiển từ xa trong đo lường từ xa.

 Thi công mạch thật, chạy thử và hiệu chỉnh sản phẩm
1.4 Khả năng ứng dụng:
Với thiết bị điều khiển từ xa trong tay, chúng ta có thể điều khiển không dây các
thiết bị điện dân dụng ở một nơi nào đó, và từ đó có thể làm cho cuộc sống trở nên
dễ dàng, thoải mái hơn.
Với khả năng ứng dụng rộng rãi, trong tương lai, bộ điều khiển từ xa không dây
này sẽ là một phần không thể thiếu trong cuộc sống hiện đại.
8
CHƯƠNG II
LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỪ XA
2.1 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỪ XA:
Hệ thống điều khiển từ xa là một hệ thống cho phép ta điều khiển các thiết bị
từ một khoảng cách xa. Ví dụ hệ thống điều khiển bằng vô tuyến, hệ thống điều
khiển từ xa bằng tia hồng ngoại, hệ thống điều khiển từ xa bằng cáp quang dây dẫn.
 Sơ đồ kết cấu của hệ thống điều khiển từ xa bao gồm:

2.1.1 Kết cấu tin tức:
Trong hệ thống điều khiển từ xa độ tin cậy truyền dẫn tin tức có quan hệ rất nhiều
đến kết cấu tin tức. Nội dung về kết cấu tin tức có hai phần: về lượng và về chất.
Về lượng có cách biến lượng điều khiển và lượng điều khiển thành từng loại xung
gì cho phù hợp, và những xung đó cần áp dụng những phương pháp nào để hợp
thành tin tức, để có dung lượng lớn nhất và tốc độ truyền dẫn nhanh nhất .
2.1.2 Kết cấu hệ thống:
Để đảm bảo các yêu cầu về kết cấu tin tức, hệ thống điều khiển từ xa có các yêu
cầu sau:
- Tốc độ làm việc nhanh.
- Thiết bị phải an toàn tin cậy.
- Kết cấu phải đơn giản.
- Hệ thống điều khiển từ xa có hiệu quả cao là hệ thống đạt tốc độ điều khiển cực
đại đồng thời đảm bảo độ chính xác trong phạm vi cho phép.
2.2 Các phương pháp mã hóa trong điều khiển từ xa:
Trong hệ thống truyền thông tin rời rạc hoặc truyền thông tin liên tục nhưng
đã được rời rạc hóa tin tức thường phải được biến đổi thông qua một phép biến đổi
thành số (thường là số nhị phân) rồi mã hóa và được phát đi từ máy phát. Ở máy
thu, tín hiệu phải thông qua các phép biến đổi ngược lại với các phép biến đổi trên:
giải mã, liên tục hóa …Sự mã hóa tín hiệu điều khiển nhằm tăng tính hữu hiệu và
độ tin cậy của hệ thống điều khiển từ xa, nghĩa là tăng tốc độ truyền và khả năng
chống nhiễu. 10
Trong điều khiển từ xa ta thường dùng mã nhị phân tương ứng với hệ, gồm có
hai phần tử [0] và [1]. Do u cầu về độ chính xác cao trong các tín hiệu điều

sóng mang
Khuếch
đại phát

Khuếch
đại thu
Giải điều
chế
Khuếch
đại
Chấp
hành 11
ANTENNA
VCC
data
VCC
L2
data
R7
R
Q1
C2
3p
TRANSMIT

tạp", trong đó có rất nhiều tần
số rất khó phân lọc, trong khi
đó cái mà ta cần là một sóng
dạng sin có tần số cao nhưng
tần số phải thuần nhất và
khống chế được. Để có loại
sóng này dùng trong "điều khiển vô tuyến", khởi đầu người ta dùng mạch dao động 12
cộng hưởng LC, nó được kết nối bởi một cuộn dây và một tụ điện, khi mạch LC bị
kích thích, trong cuộn dây sẽ xuất hiện từ trường và trong tụ điện sẽ xuất hiện điện
trường, khi vào trạng thái cộng hưởng, từ trường trong cuộn dây L và điện trường
trong tụ C sẽ kết hợp tạo ra dạng sóng điện từ trường. Bây giờ chỉ cần dùng dây
anten cho sóng trong mạch LC phát vào không gian, chúng ta đã có tia sóng dùng
cho công việc điều khiển vô tuyến.
2.4.3 Phương thức điều khiển vô tuyến.
Khi chúng ta đã biết dùng mạch cộng hưởng LC để tạo ra các tia sóng dùng làm
sóng mang để phát vào không gian, bây giờ phải nghĩ đến cách dùng nó để đóng
mở các thiết bị đặt ở xa. Để làm được điều này, người ta phải nghĩ ra cách tạo ra
các nhóm mã lệnh và "cho điều chế" các mã lệnh này vào nằm trong sóng mang.
Tóm lại cách điều khiển các thiết bị bằng sóng vô tuyến sẽ được thực hiện như sau:
Bước 1: Ở bên phát: dùng mạch cộng hưởng LC tạo ra sóng mang có tần số ổn
định dùng làm sóng mang. Dùng mạch tạo ra tín hiệu mã lệnh và cho mã lệnh điều
chế vào sóng mang rồi cho phát vào không gian.
Bước 2: Ở bên thu: dùng mạch cộng hưởng LC làm bẩy sóng để bắt thu sóng
điện từ có trong không gian, nó đã được phát ra từ bên phát, cho giải mã để lấy ra

 128 byte RAM nội
 4 Port xuất nhập I/O 8 bit
 Giao tiếp nối tiếp
 64 KB cùng nhớ mã ngoài
 64 KB vùng nhớ dữ liệu ngoài
 Xử lý bit (hoạt động trên Bit đơn)
 210 vị trí có thể định vị Bit
 4 us cho hoạt động nhân, hoạt động
chia 14
3.1.2 Các chân của chip 89C51:
3.1.2.1 Sơ đồ khối và chức năng các khối của chip 89C51:
 CPU (Central Processing Unit): Đơn vị xử lý trung tâm tính toán và điều
khiển quá trình hoạt động của hệ thống.
 OSC (Oscillator): Mạch dao động _ tạo tín hiệu xung clock cung cấp cho các
khối trong chip hoạt động.
 Interrupt control: Điều khiển ngắt _ nhận tín hiệu ngắt từ bean ngoài (INT0\,
INT1\), từ bộ định thời (TIMER0, TIMER1) và từ cổng nối tiếp (SERIAL PORT),
lần lượt đưa các tín hiệu ngắt này đến CPU để xử lý.
 Other registers: Các thanh ghi khác _ lưu trữ dữ liệu của các port xuất/nhập,
trạng thái làm việc của các khối trong chip trong suốt quá trình hoạt động của hệ
thống.
 RAM (Random Access Memory): Bộ nhớ dữ liệu trong chip lưu trữ các dữ
liệu.
 ROM (Read Only Memory): Bộ nhớ chương trình trong chip lưu trữ chương

• Bus địa chỉ byte thấp và bus dữ liệu đa hợp (AD0 – AD7) có sử dụng bộ nhớ
ngoài.
* Lưu ý: Khi Port 0 đóng vai trò là port xuất nhập dữ liệu thì phải sử dụng các
điện trở kéo lên bên ngoài.
- Khi lập trình cho ROM trong chip thì Port 0 đóng vai trò là ngõ vào của dữ liệu
(D0  D7)
 Port 1:
- Port 1 (P1.0 – P1.7) có số chân từ 1 – 8.
- Port 1 có một chức năng:
• Port xuất nhập dữ liệu (P1.0 – P1.7) _ sử dụng hoặc không sử dụng bộ nhớ
ngoài.
- Khi lập trình cho ROM trong chip thì Port 1 đóng vai trò là ngõ vào của địa chỉ
byte thấp (A0 – A7) 16
 Port 2:
- Port 2 (P2.0 – P2.7) có số chân từ 21 – 28.
- Port 2 có hai chức năng:
• Port xuất nhập dữ liệu (P2.0 – P2.7) _ không sử dụng bộ nhớ ngoài.
• Bus địa chỉ byte cao (A8 – A15) _ có sử dụng bộ nhớ ngoài.
- Khi lập trình cho ROM trong chip thì Port 2 đóng vai trò là ngõ vào của địa chỉ
byte cao (A8 – A11) và các tín hiệu điều khiển
 Port 3:
- Port 3 (P3.0 – P3.7) có số chân từ 10 – 17.
- Port 0 có hai chức năng:
• Port xuất nhập dữ liệu (P3.0 – P3.7) _ không sử dụng bộ nhớ ngoài hoặc các

chân OE\ của ROM ngoài để cho phép CPU đọc mã lệnh từ ROM ngoài.
 Chân ALE:
- ALE (Address Latch Enable): cho phép chốt địa chỉ, chân số 30.
- Chức năng:
• Là tín hiệu cho phép chốt địa chỉ để thực hiện việc giải đa hợp cho bus địa chỉ
byte thấp và bus dữ liệu đa hợp
(AD0 – AD7).
• Là tín hiệu xuất, tích cực mức cao.
ALE = 0 _ trong thời gian bus AD0 – AD7 đóng vai trò là bus D0 – D7.
ALE = 1 _ trong thời gian bus AD0 – AD7 đóng vai trò là bus A0 – A7.
- Khi lập trình cho ROM trong chip thì chân ALE đóng vai trò là ngõ vào của
xung lập trình (PGM\)
Khi lệnh lấy dữ liệu từ RAM ngoài (MOVX) được thực hiện thì 1 xung ALE bị
bỏ qua
 Chân EA\: 18
- EA (External Access): truy xuất ngoài, chân số 31.
- Chức năng:
• Là tín hiệu cho phép truy xuất (sử dụng) bộ nhớ chương trình (ROM) ngoài.
• Là tín hiệu nhập, tích cực mức thấp.
EA\ = 0 _ Chip 89C51 sử dụng chương trình của ROM ngoài.
EA\ = 1 _ Chip 89C51 sử dụng chương trình của ROM trong.
- Khi lập trình cho ROM trong chip thì chân EA đóng vai trò là ngõ vào của điện
áp lập trình (Vpp = 12V/89xx, 21V/80xx,87xx)
* Lưu ý: Chân EA\ luôn luôn phải được nối lên Vcc (sử dụng chương trình của

cổng P3.0 và P3.1 làm cổng truyền thông nối tiếp.
Cổng P3.0 sẽ là RxD thực hiện chức năng thu dữ liệu, cổng P3.1 sẽ là TxD thực
hiện chức năng phát dữ liệu.
Đặc trưng truyền thông nối tiếp của MCS-51 là hoạt động song công, truyền
thông giữa MCS-51 với PC hoặc giữa các MCS-51 với nhau. Hình 3.2: Phối ghép MCS51 với PC
20

Hình 3.3: Phối ghép giữa 2 MCS51
3.2.1.2 Các thanh ghi tham gia vào hoạt động truyền thông nối tiếp.
Thanh ghi điều khiển port nối tiếp SCON có địa chỉ là 98H và được địa chỉ hóa
từng bit.
Thanh ghi đệm dữ liệu nối tiếp SBUF có địa chỉ là 99H.
* Thanh ghi điều khiển port nối tiếp SCON
a>. Cấu trúc thanh ghi SCON

b>. Chức năng thanh ghi SCON

Bit số 7, 6 (SM0,SM1): Các bit chọn chế độ port nối tiếp. có 4 chế độ hoạt động
như bảng sau:

22
3.2.2.1 Cấu trúc cổng nối tiếp
- Cổng nối tiếp được sử dụng để truyền dữ liệu hai chiều giữa 2 PC hoặc giữa PC
với TBNV, có ưu điểm sau:
- Khoảng cách truyền xa hơn truyền song song.
- Số dây kết nối ít.
- Có thể truyền không dây dùng hồng ngoại.
- Cho phép nối mạng.
- Có thể tháo lắp thiết bị trong lúc máy tính đang làm việc.
- Có thể cung cấp nguồn cho mạch điện đơn giản
3.2.2.2 Truyền thông khoảng cách gần
a/. Chuẩn truyền thông RS-232
* Ghép nối của chuẩn RS-232
- Cổng COM ghép nối với đầu nối DB9: b/. Truyền thông giữa 2 máy tính
* Ghép nối bằng cáp link COM - Ở trạng thái tĩnh trên đường dẫn có điện áp -12V, một bít khởi động (Startbit) sẽ
mở đầu cho việc truyền dữ liệu. Tiếp đến là các bít dữ liệu riêng lẻ sẽ đến, trong đó
các bít có giá trị thấp sẽ được gửi trước tiên. Con số của các bit dữ liệu thay đổi
giữa 5 và 8. Ở cuối của chuỗi dữ liệu là bit dừng (Stopbit)
- Các tốc độ Baud là: 300, 600, 1200, 9600 và 19200 baud. Là số bit truyền trong
1 giây
- Khi dữ liệu từ PC được gửi đến VDK 8051 qua cổng Com thì dữ liệu này sẽ
được đưa vào từng bit (nối tiếp) vào thanh ghi SBUF (thanh ghi đệm), đến khi
thanh ghi đệm đầy thì cờ RI trong thanh ghi điều khiển sẽ tự động Set lên 1 và lúc
này CPU sẽ gọi chương trình con phục vụ ngắt và dữ liệu sẽ được đưa vào để xử lý

Hình 3.4 : Giao tiếp giữa VĐK với DB9 thông qua Max 232
3.2.2.4 Truyền thông nối tiếp dùng ActiveX
a/. Mô tả
- Điều khiển sự kiện:
Truyền thông điều khiển sự kiện là phương pháp tốt nhất trong quá trình điều
khiển việc trao đổi thông tin. Quá trình điều khiển thực hiện thông qua sự kiện
OnComm.
TXD
RXD
TXD
RXD
MAX
232
8051

OSC
_3212