I. Giới thiệu chung về vi điều khiển 8051
Luận văn này tập trung vào việc thiết kế và xây dựng một bộ đếm xung để đo tốc độ của động cơ trong hệ thống truyền động điện. Phần đầu tiên giới thiệu tổng quan về vi điều khiển 8051, một thành phần quan trọng trong kỹ thuật điện và tự động hóa. Vi điều khiển 8051 thuộc họ MCS51, với các đặc điểm nổi bật như 4KB ROM, 128 byte RAM, và 4 cổng I/O 8 bit. Nó cũng tích hợp hai bộ định thời 16 bit và giao tiếp nối tiếp, phù hợp cho các ứng dụng đo lường và điều khiển.
1.1 Cấu trúc bên trong của 8051
Cấu trúc bên trong của vi điều khiển 8051 bao gồm bộ xử lý trung tâm (CPU), các thanh ghi tích lũy, đơn vị logic học (ALU), và các bộ nhớ chương trình. CPU nhận xung từ bộ dao động và có khả năng điều khiển ngắt, giúp tối ưu hóa hiệu suất trong các ứng dụng truyền động điện. Các thanh ghi đặc biệt như ACC, B, và DPTR đóng vai trò quan trọng trong việc lưu trữ và xử lý dữ liệu.
1.2 Chức năng các chân điều khiển
Các chân điều khiển của 8051 được thiết kế linh hoạt, hỗ trợ nhiều chức năng như giao tiếp với bộ nhớ ngoài, điều khiển ngắt, và tạo xung dao động. Ví dụ, chân PSEN cho phép đọc mã lệnh từ EPROM, trong khi chân ALE giúp giải kênh bus địa chỉ và dữ liệu. Những tính năng này làm cho 8051 trở thành lựa chọn lý tưởng cho các hệ thống điện tử và công nghệ hiện đại.
II. Thiết kế và thi công phần cứng
Phần này trình bày chi tiết quá trình thiết kế và xây dựng phần cứng của bộ đếm xung. Các thành phần chính bao gồm mạch chỉnh lưu cầu một pha, IC ổn áp 7805, và mạch cầu H. Mạch cầu H được ghép nối với mạch khuyếch đại để điều khiển động cơ một chiều. Khối tạo xung dao động cũng được thiết kế để đảm bảo độ chính xác trong việc đo tốc độ.
2.1 Thiết kế module LCD
Module LCD được sử dụng để hiển thị thông tin về tốc độ động cơ. Các chân của LCD được mô tả chi tiết, cùng với tập lệnh điều khiển. Việc tích hợp LCD vào hệ thống giúp người dùng dễ dàng theo dõi và điều chỉnh các thông số kỹ thuật.
2.2 Thiết kế mạch hoạt động cho AT89C51
Mạch hoạt động cho vi điều khiển AT89C51 được thiết kế để đảm bảo tính ổn định và hiệu quả. Bộ nguồn được tính toán kỹ lưỡng để cung cấp điện áp phù hợp cho các thành phần trong hệ thống. Các thông số kỹ thuật được ghi rõ trên sơ đồ mạch, giúp việc thi công trở nên dễ dàng và chính xác.
III. Thiết kế phần mềm
Phần mềm được phát triển để điều khiển và giám sát hoạt động của bộ đếm xung. Các thuật toán được viết để xử lý tín hiệu từ cảm biến và tính toán tốc độ động cơ. Phần mềm cũng tích hợp các chức năng ngắt và điều khiển thời gian thực, đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và chính xác.
3.1 Cơ chế ngắt và điều khiển
Cơ chế ngắt trong vi điều khiển AT89C51 được tận dụng để xử lý các sự kiện bất ngờ trong hệ thống. Các bước thực hiện ngắt và mức ưu tiên được mô tả chi tiết, giúp tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống truyền động điện.
3.2 Tập lệnh và giải mã
Tập lệnh của 8051 được sử dụng để lập trình các chức năng điều khiển. Các lệnh được giải mã và thực thi một cách hiệu quả, đảm bảo hệ thống hoạt động theo đúng yêu cầu kỹ thuật. Việc tra cứu nhanh tập lệnh giúp quá trình phát triển phần mềm trở nên thuận tiện hơn.
