Đồ án tốt nghiệp GVHD: Trần Quốc Ân
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô trong khoa Điện, Trường Cao
đẳng Công nghệ đã truyền đạt những kiến thức quý báu cho tôi trong suốt quá
trình học tập. Đặc biệt, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành, sâu sắc đến thầy giáo
Ths. Trần Quốc Ân , người thầy đã tận tình, hướng dẫn, giúp đỡ, động viên tôi
trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành đồ án tốt nghiệp.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè, đã động
viên, khích lệ để tôi có thể hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Đà Nẵng, ngày 17 tháng 01 năm 2015
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Ngọc Sơn
SVTH : Nguyễn Ngọc Sơn 1
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Trần Quốc Ân
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Họ tên sinh viên:
Lớp: Mã SV: Khoa: Khoa Điện
Ngành:
Tên đề tài:
I. Nhận xét GVHD:
1. Ưu điểm:

2. Nhược điểm:


đưa ra công nghệ mới trong lĩnh vực chế tạo mạch điện tử để đáp ứng những
nhu cầu trên là hoàn toàn cấp thiết mang tính thực tế cao.
Kỹ thuật vi điều khiển hiện nay rất phát triển, nó được ứng dụng vào rất
nhiều lĩnh vực sản xuất công nghiệp, tự động hóa, trong đời sống và còn nhiều
lĩnh vực khác nữa. So với kỹ thuật số thì kỹ thuật vi điểu khiển nhỏ gọn hơn rất
nhiều do nó được tích hợp lại và có khả năng lập trình được để điều khiển nên
rất tiện dụng và cơ động. Với tính ưu việt của vi điều khiển thì trong phạm vi đồ
án nhỏ này, em chỉ dùng vi điều khiển để đo và khống chế nhiệt độ, đồng thời
cho hiển thị lên led.
Đồ án này được thực hiện bằng các kiến thức đã học ,một số sách tham
khảo và một số nguồn tài liệu khác .Tuy nhiên do thời gian và trình độ có hạn
nên em không thể tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy rất mong được sự giúp đỡ,
đóng góp ý kiến của thầy cô và các bạn để em có thể hoàn thành đồ án của mình
một cách tốt nhất.
Em xin chân thành cảm ơn

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Ngọc Sơn

SVTH : Nguyễn Ngọc Sơn 4
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Trần Quốc Ân
CHƯƠNG I : VI ĐIỀU KHIỂN VÀ CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG
MẠCH
1.1. Giới thiệu về vi điều khiển
1.1.1 Lịch sử phát triển của bộ vi xử lý và bộ vi điều khiển
Sự ra đời và phát triển nhanh chóng của kỹ thuật vi điện tử mà đặc trung
là kỹ thuật vi xử lý đã tạo ra một bước ngoặt quan trọng trong sự phát triển của
khoa học tính toán, điều khiển và xử lý thông tin.
Năm 1971, hãng Intel đã cho ra đời bộ vi xử lý (microprocessor) đầu tiên
trên thế giới tên gọi là Intel-4004, nhằm đáp ứng nhu cầu cấp thiết của một công
ty kinh doanh là hãng truyền thông BUSICOM.

chỉ cần một ít thành phần trong đó bao bộ vi điều khiển. Số thành phần được
giảm bớt, hiệu quả trực tiếp của tính khả lập trình của các bộ vi điều khiển và
độ tích hợp cao trong công nghệ chế tạo vi mạch, thường chuyển thành thời gian
phát triển ngắn hơn, giá thành khi sản xuất thấp hơn, công suất tiêu thụ thấp hơn
và độ tin cậy cao hơn.
Vấn đề ở đây là tốc độ. Các giải pháp dựa trên bộ vi điều khiển không bao
giờ nhanh bằng giải pháp dựa trên các thành phần rời rạc. Những tình huống đòi
hỏi phải đáp ứng thật nhanh (cỡ nsec) đối với các sự kiện (thường chiếm thiểu
số trong các ứng dụng) sẽ được quản lý tồi khi dựa vào các bộ vi điều khiển.
Tuy nhiên trong vài ứng dụng, đặc biệt là các ứng dụng liên quan đến con
người, các khoảng thời gian trễ tính bằng nsec, µsec hoặc thậm chí msec là
không quan trọng. Việc giảm bớt các thành phần là một điều lợi như đã đề cập,
các thao tác trong chương trình điều khiển làm cho thiết kế có thể thay đổi bằng
cách thay đổi phần mềm. Điều này có ảnh hưởng tối thiểu đến chu kỳ sản xuất.
Do đó các bộ vi điều khiển có thể được ứng dụng rộng rãi trong các ứng dụng
phục vụ con người.
SVTH : Nguyễn Ngọc Sơn 6
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Trần Quốc Ân
Để có thể hiểu rõ hơn về các bộ vi điều khiển, chúng ta sẽ tìm hiểu về một
số các họ vi điều khiển của một số hãng điện tử điển hình đang được sử dụng
rộng rãi trong khoa học kỹ thuật và đời sống.
1.2 Tổng quan về vi điều khiển 89S52
AT89S52 là họ IC vi điều khiển do hang Atmel sản xuất . Các sản phẩm
AT89S52 thích hợp chp những ứng dụng điều khiển . Việc xử lý trên byte và các
toán số học ở cấu trúc dữ liệu nhỏ được thực hiện bằng nhiều chế độ truy xuất
dữ liệu nhanh trên RAM nội . Tập lệnh cung cấp một bản tiện dụng của những
lệnh số học 8 bit gồm cả lệnh nhân và lệnh chia . Nó cung cấp những hổ trợ mở
rộng trên chip dùng cho những biến một bit như là kiểu dữ liệu riêng biệt cho
phép quản lí và kiểm tra các bit trực tiếp trong hệ thống điều khiển.
AT89S52 cung cấp những đặc tính chuẩn sau : 8Kbyte bộ nhớ chỉ đọc có

PSEN là tín hiệu ngõ ra ở chân 29 có tác dụng cho phép đọc bộ nhớ chương
trình mở rộng thường được nối đến chân OE\ của Eprom cho phép đọc các byte
mã lệnh.
PSEN ở mức thấp trong thời gian AT89S52 lấy lệnh. Các mã lệnh của
chương trình được đọc từ Eprom qua bus dữ liệu, được chốt vào thanh ghi lệnh
bên trong AT89S52 để giải mã lệnh. Khi 89S52 thi hành chương trình trong
EPROM nội PSEN ở mức logic 1.
• ALE (Address Latch Enable):
Khi AT89S52 truy xuất bộ nhớ bên ngoài, Port 0 có chức năng là bus địa
chỉ và dữ liệu (AD7 – AD0) 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):
SVTH : Nguyễn Ngọc Sơn 9
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Trần Quốc Ân
Tín hiệu vào EA\ ở chân 31 thường được mắc lên mức 1 hoặc mức 0.
Nếu ở mức 1 thì vi điều khiển thực hiện chương trình từ bộ nhớ nội.
Nếu ở mức 0 thì vi điều khiển thực hiện chương trình từ bộ nhớ ngoại.
• RST (Reset):
• Ngõ vào chân 9 là ngõ vào Reset.Khi cấp điện cho hệ thống hoặc nhấn nút reset
thì mạch sẽ reset vi điều khiển.Khi reset thì tín hiệu reset phải ở mức cao ít nhất
2 chu kì máy.
• Các ngõ vào bộ dao động Xtal1, Xtal2:
Bộ tạo dao động được tích hợp bên trong AT89S52. Khi sử dụng AT89S52,
người ta chỉ cần nối thêm tụ thạch anh và các tụ. Tần số tụ thạch anh thường là
12 Mh – 24 Mh.
SVTH : Nguyễn Ngọc Sơn 10
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Trần Quốc Ân

• Ram đa dụng:
Vùng nhớ Ram đa dụng gồm có 80 byte địa chỉ từ 30H – 7FH .Vùng nhớ
bank thanh ghi 32 byte từ 00H – 1FH cũng có thể dung làm vùng nhớ Ram đa
dụng. Mọi địa chỉ trong vùng Ram đa dụng đều có thể truy xuất tự do dùng kiểu
địa chỉ trực tiếp hoặc gián tiếp. Bộ nhớ ngăn xếp của vi điều khiển dùng bộ nhớ
Ram nội nên dung lượng bộ nhớ ngăn xếp nhỏ trong khi đó các bộ vi xử lý bên
SVTH : Nguyễn Ngọc Sơn 14
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Trần Quốc Ân
ngoài làm bộ nhớ ngăn xếp nên dung lượng tùy ý mở rộng.
• Ram có thể truy xuất từng bit:
AT89S52 chứa 210 bit được địa chỉ hóa từng bit, trong đó 128 bit chứa ở các
byte có địa chỉ từ 20H đến 2FH, các bit còn lại chứa trong nhóm thanh ghi chức
năng đặc biệt.
Ý tưởng truy xuất từng bit bằng phần mềm là một đặc tính mạnh của vi điều
khiển nói chung. Các bit có thể được đặt, xóa, and, or,… với 1 lệnh đơn. Ngoài
ra các port cũng có thể truy xuất được từng bít làm đơn giản phần mềm xuất
nhập từng bit.
• Các bank thanh ghi:
Bộ lệnh AT89S52 hỗ trợ 8 thanh ghi có tên là R0 đến R7 và theo mặc định
(sau khi reset hệ thống), các thanh ghi nàyở các địa chỉ 00H đến 07H.
Đây là lệnh 1 byte dùng địa chỉ thanh ghi. Tuy nhiên có thể thi hành bằng
lệnh 2 byte dùng địa chỉ trực tiếp nằm trong byte thứ 2: MOV A, 05H.
Lệnh dùng các thanh ghi R0 đến R7 thì sẽ ngắn hơn và nhanh hơn nhiều
so với lệnh tương ứng dùng địa chỉ trực tiếp.
Bank thanh ghi tích cực bằng cách thay đổi các bit trong từ trạng thái
chương trình (PSW). Giả sủ thanh ghi thứ 3 đang được truy xuất, lệnh sau đây sẽ
di chuyển nội dung của thanh ghi A vào ô nhớ ram có địa chỉ 18H: MOV
R0, A.
• Các thanh ghi có chức năng đặc biệt:
AT89S52 có 21 thanh ghi chức năng đặc biệt (SFR: Special Funtion

- Độ phân giải khi đo nhiệt độ là 9-12Bit.
- Dải đo nhiệt độ -55 độ C đến +125 độ C , từng bậc 0,5 độ C có thể đạt độ
chính xác đến 0,1 độ C bằng việc hiệu chỉnh qua phần mềm . Rất thích hợp với
các ứng dụng đo lường vì nhiều đầu có thể được nối trên 1 Bus , Bus này được
gọi là Bus 1 dây (1-wirebus) giống hình dưới đây :
SVTH : Nguyễn Ngọc Sơn 17
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Trần Quốc Ân
Hình v trên là ph ng pháp u n i c a DS18S20, tuy nhiên c ng có thẽ ươ đấ ố ủ ũ ể
áp d ng cho DS18B20.ụ
Không c n thêm kinh ki n thêm bên ngoài, i n áp ngu n nuôi có thầ ệ đệ ồ ể
thay i trong kho ng r ng, t 3,0V-5,5V m t chi u và có th c c p thôngđổ ả ộ ừ ộ ề ể đượ ấ
qua ng c p d li u. Dòng i n tiêu th t i ch ngh c c nh . Th i gian l yđườ ấ ữ ệ đệ ụ ạ ế độ ỉ ự ỏ ờ ấ
m u và bi n i thành s t ng i nhanh, không quá 200 ms. M i c m bi n cóẫ ế đổ ố ươ đố ỗ ả ế
SVTH : Nguyễn Ngọc Sơn 18
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Trần Quốc Ân
m t mã nh danh duy nh t 64 bit ch a trong b nh ROM trên chip (on chip),ộ đị ấ ứ ộ ớ
giá tr nh phân c kh c b ng tia laze.ị ị đượ ắ ằ
u o nhi t s DS18B20 a ra s li u bi u th nhi t o cĐầ đ ệ độ ố đư ố ệ để ể ị ệ độ đ đượ
d i d ng mã nh phân 9 bit. Các thông tin c g i n và nh n v t DS18B20ướ ạ ị đượ ử đế ậ ề ừ
trên giao di n 1-wire, do ó ch c n hai ng d n g m m t ng tín hi u vàệ đ ỉ ầ đườ ẫ ồ ộ đườ ệ
m t ng làm dây t là k t n i vi i u khi n n i m o. Ngu n nuôiộ đườ đấ đủđể ế ố đề ể đế để đ ồ
cho các thao tác ghi/ c/chuy n i có th c trích t ng tín hi u, khôngđọ ể đổ ể đượ ừ đườ ệ
c n có thêm ng dây riêng c p i n áp ngu n. M i vi m ch o nhi t ầ đườ để ấ đệ ồ ỗ ạ đ ệ độ
DS18B20 có m t mã s nh danh duy nh t, c kh c b ng Laser trong quáộ ố đị ấ đượ ắ ằ
trình ch t o vi m ch nên nhi u m ch DS1820 có th cùng k t n i vào m t busế ạ ạ ề ạ ể ế ố ộ
1-wire mà không có s nh m l n. c i m này làm cho vi c l p t nhi u c mự ầ ẫ Đặ để ệ ắ đặ ề ả
bi n nhi t t i nhi u v trí khác nhau tr nên d dàng và v i chi phí th p. Theoế ệ độ ạ ề ị ở ễ ớ ấ
chauanr 1 wire dài t i a cho phân gi i trên 12 bit ta ph i tính toán thêm b ngđộ ố đ ả ả ằ
ph n m m d a trên các s li u l u tr trên các thanh ghi nhi t ầ ề ự ố ệ ư ữ ệ độ
COUNTREMAIN và COUNT PER C trong nhóm thanh ghi nháp (scratchpad).

1.5. Một số linh kiện điện tử khác .
1.5.1. Điôt chỉnh lưu.
Điốt chỉnh lưu sử dụng trong mạch là điôt chỉnh lưu loại Silic: Là các điốt được
chế tạo từ chất bán dẫn Si Phần ngược của đặc tuyến V-A của điốt Si không có
đoạn bão hòa rõ rệt. Điện áp ngược tối đa cho phép cao hơn nhiều so với điốt Ge
và khi chưa bị đánh thủng thì làm việc khá ổn định. Nhiệt độ làm việc giới hạn
của điốt Silic là 125°C.
Điốt Silic có điện áp đánh thủng có thể lên tới 2500 V và hiện tượng đánh thủng
về điện là chủ yếu.
SVTH : Nguyễn Ngọc Sơn 23
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Trần Quốc Ân
1.5.2.Tìm hiểu IC LM 2576

LM2576 gồm một họ IC có thể tạo điện áp ngõ ra cố định với 3.3V, 5V, 12V,
15V và điện áp điều chỉnh được. LM2576 có những đặc điểm tối ưu như: điện
áp vào mở rộng đến 40V, dòng ra tải tương đối lớn (có thể tối đa là 3A).
1.5.3. Rơle(Relay): Relay được phân loại theo nguyên lý làm việc:
Relay có tiếp điểm: Loại này tác động lên mạch bằng cách đống mở các
tiếp điểm.
SVTH : Nguyễn Ngọc Sơn 24
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Trần Quốc Ân
Relay không tiếp điểm (relay tĩnh): Loại này tác động bằng cách thay đổi
đột ngột các tham số của cơ cấu chấp hành mắc trong mạch điều khiển như:
Điện cảm, điện dung, điện trở…
Relay điện từ có cá đặc điểm:
Công suất điều khiển P
đk
từ vài W điến hàng nghìn W.
Công suất tác động P
tđ