thuyết minh

59
Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH Nhóm sinh viên thực hiện: 1. Nguyễn Hữu Cường 2.Vũ Văn Cường Giáo viên hướng dẫn : th.s Lê Thị Minh Tâm Khóa : 2008-2012 Ngành đào tạo : Điện-Điện tử Tên đề tài:”Thiết kế điều khiển hệ thống thang máy”. Thời lượng: 2 tín chỉ 1 GVHD:Th..s.Lê Thị Minh Tâm SVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Upload: cuongddtk6

Post on 02-Jul-2015

1.829 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

Page 1: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH

Nhóm sinh viên thực hiện: 1. Nguyễn Hữu Cường

2.Vũ Văn Cường

Giáo viên hướng dẫn : th.s Lê Thị Minh Tâm

Khóa : 2008-2012

Ngành đào tạo : Điện-Điện tử

Tên đề tài:”Thiết kế điều khiển hệ thống thang máy”.

Thời lượng: 2 tín chỉ

1

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 2: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

Nhận xét của giáo viên.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

Ngày…….tháng…..năm……..

2

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 3: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

Mục Lục

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH.....................................................................................................1

GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI...............................................................................................................5

Chương 1:Tổng quan về hệ thống thang máy...........................................................................6

1.1.Khái niệm chung và phân loại......................................................................................6

1.1.1.Khái niệm:...........................................................................................................6

1.1.2.1.Theo chức năng:...............................................................................................7

1.1.2.2.Theo sức chở(tải) có:........................................................................................7

1.1.2.3.Theo tốc độ buồng thang(cabin).......................................................................7

1.1.2.4.Theo loại hệ truyền động có:............................................................................7

1.2.Các bộ phận chính của thang máy:...............................................................................7

1.3.Yêu cầu truyền động cho thang máy:.........................................................................11

1.4.Các hệ truyền động dùng cho thang máy...................................................................12

1.4.1.Hệ truyền động điên xoay chiều........................................................................12

1.4.2.Hệ truyền động một chiều.................................................................................12

1.5.Cảm biến vị trí dùng trong thang máy........................................................................13

1.5.1.Cảm biến vị trí kiểu cơ học...............................................................................13

1.6.Hoạt động của thang máy...........................................................................................13

Chương 2:Tìm hiểu về hệ vi xử lý..........................................................................................14

2.1.Sơ đồ khối tổng quát của hệ vi xử lý..........................................................................143

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 4: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

2.2.Khối sử lý trung tâm(central processing unit)............................................................15

2.3.Bộ nhớ chỉ đọc(Read Only Memory-ROM)...............................................................15

2.4.Ram(ramdom access memory-bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên)......................................16

2.5.Cấu trúc chung của bộ vi điều khiển 80C51...............................................................17

2.6.Sơ đồ chân tín hiệu.....................................................................................................18

2.7.Các thanh ghi của 80C51............................................................................................20

2.7.1.Thanh ghi ACC(accumalate):............................................................................20

2.7.5. Tổ chức bộ nhớ của 89C51...............................................................................21

2.7.6.Tóm tắt tập lệnh.................................................................................................25

Chương 3:Thiết kế mạch điện.................................................................................................31

3.1.Sơ đồ mạch điều khiển...............................................................................................31

3.1.1)Khối cảm biến tầng...........................................................................................31

3.1.2)Khối bàn phím...................................................................................................32

3.1.3)Khối hiển thị......................................................................................................32

3.1.4)Khối cảm biến báo đóng mở cửa......................................................................33

3.1.5)Khối nguồn cung cấp........................................................................................33

3.2Khối mạch lực :...........................................................................................................33

3.3.Lưu đồ thực hiện chương trình điều khiển.................................................................35

3.4.Chương trình điều khiển.............................................................................................36

3.4.Nguyên lý hoạt động:.................................................................................................46

4

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 5: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

KẾT LUẬN.............................................................................................................................47

GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

Cùng với sự phát triển của xã hội,nhà cao tầng ngày càng nhiều để phù hợp với cuộc sống.Thang máy trở nên rất quan trọng và tiện lợi hơn rất nhiều so với cầu thang bộ.Thang máy giúp con người tiết kiệm thời gian và sức lực.Hệ thống điều khiển thang máy khá phức tạp,nhất là đối với kỹ thuật tương tự.Tuy nhiên với sự phát triển của kỹ thuật số đã giúp cho hệ thống điều khiển thang máy được đơn giản hơn.Có nhiều cách để điều khiển thang máy dùng kĩ thuật sô,như dùng IC số ,dùng PLC,dùng vi điều khiển,…để ứng dụng những kiến thức đã học về lập trình vi điều khiển chúng tôi đi” thiết kế và chế tạo hệ thống điều khiển hệ thống thang máy dùng vi điều khiển”.

5

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 6: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

Chương 1:Tổng quan về hệ thống thang máy

1.1.Khái niệm chung và phân loại

1.1.1.Khái niệm:

-Thang máy là loại máy nâng đặt cố định dùng để trở người hoặc trở hàng theo phương pháp đứng hoặc nghiêng so với phương thẳng đứng một góc nhỏ hơn 150.-Cùng với sự phát triển của các ngôi nhà cao tầng,thang máy được sử dụng rộng rái.Nhũng thang máy dân dụng trong các tòa nhà dưới 20 tầng thường được trang bị tời,puli cáp kéo buồng thang với bộ truyền động trục vít và phanh hãm cơ bằng lò xo.Động cơ truyền động là động cơ xoay chiều rôto lồng sóc một tốc độ hay hai tốc độ với hệ điều khiển rơle,công tắc tơ.Truyền động loại này sẽ có kích thước lớn và khối lượng lớn,chi phí năng lượng cao,sửa chữa tốn kém và mất thời gian.-Với những tòa nhà hiện đại có số tầng tương tự hoặc lớn hơn thì các thang máy được hoàn thiện hơn,trang bị các tời cáp hãm cơ hoặc hãm điện,dùng động cơ xoay chiều hoặc một chiều với các thiết bị điều khiển bán dẫn không tiếp điểm,các bộ PLC.Những thang máy này đảm bảo năng suất cao,chi phí năng lượng thấp,an toàn tin cậy và rất tiện nghi,đáp ứng được nhiều yêu cầu trong sử dụng.Tuy nhiên giá thành thang máy loại này cao và đòi hỏi các chuyên viên kỹ thuật cao trong duy tu và sửa chữa.-Việc hoàn thiện thang máy được tiến hành theo các bước:+Bước 1:Nghiên cứu chế tạo các động cơ không đồng bộ kiểu mới dùng cho thiết bị nâng.

6

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 7: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

+Bước 2:Hoàn thiện các thiết bị rơle ,công tắc tơ bán dẫn,cho hệ điều khiển tự động để có chất lượng cao hơn,tin cậy hơn với việc ứng dụng các nguyên lý làm việc mới.+Bước 3:Nghiên cứu và chế tạo hệ điều khiển thang máy trên cơ sở hệ không tiếp điểm với các IC số.+Bước 4:Sử dụng hệ truyền động xoay chiều dùng thyristor với động cơ xoay chiều không đồng bộ rôto ngắn mạch một tốc độ.+Bước 5:Chế tạo các bộ truyền động cửa buồng thang,cửa tầng không dùng hộp giảm tốc.+Bước 6:Chế tạo các tời thang máy hoàn thiện.+Bước 7:Nghiên cứu tăng cường độ tin cậy của các thiết bị điện cho thang máy.-Việc giảm tỷ lệ hỏng và tăng tính kinh tế của thang máy có thể đạt được nhờ ứng dụng các hệ điều khiển không tiếp điểm và các hệ truyền động xoay chiều điều chỉnh bằng thyristor.Chế độ hãm điện thường là hãm ngược hay hãm động năng.Mạch phản hồi dùng máy phát tốc(phản hồi âm tốc độ).Mạch điều khiển dùng IC tương tự và số.-Ở Việt Nam,các ngôi nhà cao tầng đã sử dụng nhiều loại thang máy của các hãng Thyssen Anfzuge,Loher (Đức),Kone(Phần Lan),Otis(Mỹ),Hitachi(Nhật)…1.1.2.Phân loại:thang máy được phân loại theo nhiều cách:

1.1.2.1.Theo chức năng:

-Thang máy chở người trong các nhà cao tầng.-Thang máy chở hàng có người điều khiển.-Thang máy dùng trong các bệnh viện(yêu cầu băng ca ra vào dễ dàng và êm,tốc độ chậm hơn).-Thang máy dùng trong nhà ăn thư viện(không chở người).

1.1.2.2.Theo sức chở(tải) có:

-Thang máy loại nhỏ Q<60kg.-Thang máy loại trung bình G,Q=(160-2000)kg.-Thang máy loại lớn Q>2000kg.

1.1.2.3.Theo tốc độ buồng thang(cabin)

-Thang máy chạy chậm,v<0,5m/s.-Thang máy tốc độ trung bình,v=(0,5-1)m/s.-Thang máy chạy nhanh,v=(1-2,5)m/s.-Thang máy cao tốc,v>2,5m/s.

1.1.2.4.Theo loại hệ truyền động có:

7

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 8: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

-Thang máy truyền động điện(phổ biến).-Thang máy truyền động thủy lực(ít phổ biến). Thang máy truyền động điện xoay chiều thường dùng cho các thang máy chạy chậm và tốc độ trung bình,còn thang máy chạy nhanh và cao tốc thường sử dụng truyền dộng điện một chiều.Các loại thang máy là loại có Cabin,khách đứng.

1.2.Các bộ phận chính của thang máy:

-Các thang máy dù kiểu dáng đa dạng và do nhiều hãng của nhiều nước khác nhau sản xuất nhưng đều bao gồm các bộ phận chính như hình:

8

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 9: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

-Cabin (3) trong đó chứa người, hàng hóa.Cabin chuyển động trên cáp dẫn thẳng đứng (5) nhờ gốc trượt (9) nắp vào cabin cáp nâng(trên đó có treo cabin) được treo vào tang hoặc vắt qua puli dẫn cáp của bộ tời nâng (1).Trọng lượng thang máy và trọng lượng vật cần nâng được cân bằng đối trọng (7).Treo trên các dây dẫn cáp đi ra từ puli dẫn cáp hoặc từ tang.Buồng thang máy và đối tượng khi di chuyển sẽ trượt trên thanh ray dẫn hướng nhờ các guốc trượt.

9

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 10: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

Biến dạng kiểu trượt

của hãng

NINGBO XINGDA

10

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 11: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

Để an toàn cabin được lắp trong giếng thang (6) phần trên của giếng được lắp vào buồng máy (11) Trong buồng thang có lắp bộ tời và khí cụ điều khiển chính(như tủ phân phối,bộ hạn chế tốc độ…).Phần dưới của giếng thang(hố giếng thang) có bố trí các bộ phận giảm chấn cabin và giảm chấn đối trọng (8).Ở phần trên cùng và dưới cùng của giếng thang có lắp các bộ hạn chế hành trình của giếng thang.-Để tránh trường hợp thang bị rơi do cáp đứt,do gặp sự cố mất điện,do sự cố cơ cấu nâng bị hỏng,trên cabin có lắp bộ bảo hiểm(Governor).Trong trường hợp này thiết bị kẹp của nó sẽ kẹp các dẫn hướng và giữ chặt cabin.Bộ hãm bảo hiểm thường được dẫn động từ một cáp phụ (3) cáp này vắt qua puli của bộ hạn chế tốc độ kiểu ly tâm (2).Khi tốc độ buồng thang lơn hơn tốc độ cho phép thì bộ hạn chế tốc độ sẽ phang puli làm dừng cáp.

11

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 12: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

*Buồng thang:đây là bộ phận mang tải của thang máy và phải chắc chắn,đảm bảo thông gió tốt và thường có thiết bị liên lạc với bên ngoài(như điện thoại,chuông…)và phải có cửa thoát hiểm(thường là nóc buồng thang).Sàn buồng thang có hai loại sàn là sàn cứng và sàn động(để cân bằng tải trọng).*Hệ thống cửa:cửa buồng thang và cửa tầng rất quan trọng trong việc bảo đảm an toàn khi thang máy hoạt động và ảnh hưởng tới chất lượng của thang máy.Yêu cầu đối với cửa là:-Đảm bảo vững chắc và bền.-Kín khít.-Chống cháy tốt.-Có trang bị khóa để khách hàng không thể tự mở từ bên ngoài.-Có tiếp điểm điện để đảm bảo thang máy chỉ hoạt động được khi cửa buồng thang và cửa tầng đã đóng kín.-Cửa thang máy là cửa lùa,đóng mở tự động hoặc bằng tay nhờ nút ấn và chỉ đóng mở được khi buồng thang đã dừng ở tầng.*Thiết bị an toàn:an toàn cho thang máy là một yêu cầu cực kỳ quan trọng.An toàn phải được đảm bảo khi đứt cáp,cáp trượt trên rãnh puli dẫn động,cửa buồng thang và cửa tầng phải đóng ngay khi hoạt động,khi thang máy chạy quá giới hạn cho phép,khi thang máy chạy quá tốc độ cho phép…

1.3.Yêu cầu truyền động cho thang máy:

Hệ truyền động điện của thang máy phải đáp ứng được các yêu cầu chung như mọi hệ truyền động.Đó là:-Về mặt kỹ thuật:đơn giản trong vận hành làm việc tin cậy,thiết bị bền vững,tuổi thọ cao,hiệu suất cao.-Về mặt kinh tế:vốn đầu tư thích hợp với loại nhà sử dụng,chi phí bảo dưỡng và vận hành nhỏ.-Ngoài ra thang máy là thiết bị nâng –chuyển chở người theo phương thẳng đứng nên phải đảm bảo an toàn tuyệt đối,chạy êm không gây cảm giác khó chịu cho khách lên,xuống và phải dừng thang chính xác ngang sàn tầng.-Do người sử dụng thang máy là hành khách không có hiểu biết về thang máy nên hệ thống điều khiển phải thật đơn giản,đèn báo rõ ràng,chỉ dẫn qua kí hiệu dễ hiểu.-Luật điều khiển thang máy phải chặt chẽ.Nút gọi thang máy được bố trí ở mỗi cửa tầng.Các nút đến tầng được đặt trong buồng thang.Buồng thang có đèn chiếu sáng,cửa thoát hiểm.

1.4.Các hệ truyền động dùng cho thang máy

Với một thang máy,hệ truyền động điện được sử dụng phải dựa vào các yêu cầu sau:-Tốc độ di chuyển buồng thang.

12

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 13: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

-Độ chính xác khi dừng.-Gia tốc lớn nhất cho phép.-Phạm vi điều chỉnh tốc độ.

1.4.1.Hệ truyền động điên xoay chiều

Động cơ truyền động là động cơ rôto lồng sóc hoặc rôto dây quấn:-Động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc:dùng cho thang máy có tốc độ chậm trọng tải nhỏ.-Động cơ không đồng bộ rôto dây quấn:dùng cho thang máy có trọng tải lớn để giảm dòng khi mở máy,không gây ảnh hưởng xấu cho lưới điện.Chất lượng tăng tốc giảm tốc tốt.Độ chính xác khi dừng cao hơn.- Động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc 2 cấp tốc độ(đổi nối cuộn dây stato: dùng cho thang máy có tốc độ trung bình.*Ưu điểm của truyền động xoay chiều là đơn giản,rẻ,bền.*Nhược điểm:chưa đáp ứng tốt biểu đồ tốc độ tối ưu của thang máy và vì hệ điều khiển dùng các khí cụ có tiếp điểm nên ít tin cậy. Hệ truyền động xoay chiều biến tần-động cơ làm việc tin cậy và có thể đạt được biểu độ tối ưu tốc độ của thang máy.Hệ này thường có sơ đồ phức tạp,giá thành cao hơn và được sử dụng trong các thang máy tốc độ cao.

1.4.2.Hệ truyền động một chiều

Hệ này thường được dùng cho các máy có tốc độ cao:-Hệ máy phát-động cơ(F-Đ) có khuếch đại trung gian hay dùng ở thang máy tốc độ cao.*Ưu điểm:hệ này đảm bảo biểu đồ chuyển động hợp lý vì dễ dàng điều chỉnh tốc độ động cơ,nâng cao độ chính xác khi dừng.*Nhược điểm:là công suất lắp đặt lớn(quá 3 lần công suất động cơ),phức tạp trong vận hành và sửa chữa.-Hệ thyristor-động cơ(T-Đ) đã được dùng rộng rãi trong các thang máy cao tốc.Hệ này có ưu điểm là thiết bị ít,giá thành hạ hơn hệ(F-Đ) và hiệu suất cao hơn.

1.5.Cảm biến vị trí dùng trong thang máy

Công dụng của cảm biến vị trí trong thang máy là:-Chuyển đổi trạng thái mạch điện khi buồng thang đi qua để báo số tầng(báo vị trí buồng thang).-Phát lệnh dừng buồng thang khi đến tầng.

13

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 14: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

1.5.1.Cảm biến vị trí kiểu cơ học

1.6.Hoạt động của thang máy

-Cabin luôn ở chế độ chờ:+Khi cabin đang trong chế độ không tải(không chuyển động) thì cabin luôn chờ chỉ thị người sử dụng.Khi có lệnh từ người sử dụng,hệ thống kiểm tra và quyết định hoạt động cho cabin,hệ thống cửa,hệ thống thông báo hay hệ thống báo động.+Khi cabin đang hoạt động nếu người sử dụng ra chỉ thị,bộ điều khiển trung tâm sẽ nhận tín hiệu và kiểm tra hoạt động hiện thời và hoạt động yêu cầu để đề ra quyết định tiếp tục hay ngừng hoạt động của cabin.*Hoạt động :làm việc theo chế độ taxi. Có nghĩa là:cabin có thể làm việc theo yêu cầu nhưng không chấp nhận ngắt hoạt động hiện hành.Hệ thống chỉ nhận lệnh khi có thông báo cabin không làm việc và bỏ qua tất cả các yêu cầu khi cabin đang hoạt động.Khi cabin không hoạt động hệ thống chấp nhận yêu cầu.Thông tin về tầng đang hiện hành và thông tin về tầng yêu cầu đến được lưu lại để so sánh.Nếu chỉ số tầng hiện hành lớn hơn chỉ số tầng yêu cầu thì hệ thống xuất ra tín hiệu cho cabin đi xuống.Nếu chỉ số tầng hiện hành nhỏ hơn chỉ số tầng yêu cầu thì hệ thống xuất ra tín hiệu cho cabin đi lên.Nếu hai chỉ số này bằng nhau thì hệ thống xuất ra tín hiệu để mở cửa,sau một thời gian định trước thì cho đóng lại và chờ chỉ thị tiếp theo.Và trong quá trình vận hành của cabin hệ thống luôn lưu lại hai chỉ số đó và cabin chỉ ngừng hoạt động khi hai chỉ số này bằng nhau.

14

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 15: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

Chương 2:Tìm hiểu về hệ vi xử lý

2.1.Sơ đồ khối tổng quát của hệ vi xử lý

*Chức năng các khối:-Bộ xử lý trung tâm CPU(central processing unit) là trung tâm đầu não của hệ,nó có chức năng thu thập xử lý thông tin và điều khiển mọi hoạt động của hệ vi xử lý.-Bộ nhớ trung tâm có nhiệm vụ lưu dữ thông tin dữ liệu trước khi CPU xử lý.-Thiết bị I/O thực hiện việc nhận dữ liệu từ các kênh thông tin từ bên ngoài vào để cho CPU xử lý và xuất ra các tín hiệu điều khiển hệ thống.-Các kênh thông tin hay bus hệ thống là cầu nối liên kết các khối trong đó thực hiện 3 việc chính là liên kết các bus địa chỉ,bus điều khiển,bus dữ liệu.*Tổ chức các kênh thông tin trong hệ vi xử lý:

15

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

CPU ROM

RAM

I/O

Da ta

control

address

CPU ROM

RAM

I/O

Da ta

control

address

Address bus CPU

Programmemory

Data memory

Data bus

Kiến trúc Von Neumann

Memory

Page 16: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

-Trên đây là hai cách tổ chức bộ nhớ theo kiểu Von Neumann và Harvard .Với kiểu tổ chức bộ nhớ chương trình và dữ liệu tách biệt cho phép tốc độ truy xuất thông tin nhanh hơn đáng kể.Các kênh dữ liệu đều là kênh song song và dùng chung cho tất cả các bộ nhớ,tuy nhiên nó phải được kiểm soát thông qua các cổng logic 3 trạng thái.Cổng này có nhiệm vụ tạo ra các trạng thái đặc biệt khi có những thành phần không được kích hoạt làm việc,trạng thái đặc biệt là sẽ cách ly về mặt tín hiệu giữa kênh thông tin và từng thành phần trong hệ mặc dù chúng vẫn được kết nối với nhau về mặt vật lý.

2.2.Khối sử lý trung tâm(central processing unit)

-Bộ vi xử lý là hạt nhân của hệ vi xử lý,nó là thành phần quan trọng nhất kiểm soát tất cả các hoạt động của hệ và thực hiện các thao tác trên dữ liệu.Hầu hết các CPU được hình thành từ các mạch lôgic nhằm thực hiện hai thao tác tìm nạp lệnh từ bộ nhớ để giải mã và thực thi lệnh.CPU có khả năng hiểu và thực thi các lệnh dựa trên một tập các mã nhị phân gọi là mã máy trong đó mỗi mã nhằm thực hiện một thao tác nào đó.Tổ hợp các lệnh cho mỗi CPU gọi là tập lệnh và nó được chia ra thành các nhóm lệnh như:+Nhóm lệnh chuyển dữ liệu.+Nhóm lệnh số học.+Nhóm lệnh lôgic.+Nhóm lệnh rẽ nhánh chương trình.

16

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Fetch bus

CPU

Program

Data

Memory

Address bus

Address bus

Data bus

Kiến trúc Harvard

Page 17: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

+Nhóm lệnh xử lý bit.

2.3.Bộ nhớ chỉ đọc(Read Only Memory-ROM)

*ROM cơ bản:ROM dùng để lưu trữ chương trình điều hành(monitor) của hệ VXL.Chương trình này sẽ quy định mọi hoạt động của hệ VXL.Bộ VXL sẽ căn cứ vào các lệnh chứa trong chương trình để điều khiển hệ VXL thực hiện các chức năng,nhiệm vụ được ấn định trong lệnh.Nói cách khác,hệ VXL sẽ thực hiện một cách trung thực thuật toán mà người thiết kế phần mềm đã xây dựng và cài đặt vào ROM của hệ.

-Ngoài ra ROM trong hệ VXL còn dùng để lưu trữ các bảng biểu,tham số của hệ thống mà trong quá trình hoạt động không được thay đổi như:bảng địa chỉ cổng giao tiếp,các bảng tra cứu số liệu,các bộ mã cần sử dụng trong hệ.

-ROM cũng được quản lý theo phương thức ma trận điểm,nó có nhiều chủng loại khác nhau:ROM,PROM,EROM,EEROM…

-ROM là bộ nhớ cố định có cấu trúc đơn giản nhất.Nội dung của nó do nhà chế tạo quy định,người sử dụng không thể thay đổi nội dung này được.

*PROM(programmable read only memory-rom có khả năng lập trình được)

-Đặc điểm chung:nội dung của PROM do nhà sản xuất hoặc người thiết kế hệ VXL nạp vào nhưng chỉ được một lần.Sau khi nạp xong nội dung này không thể thay đổi được nữa.

*EPROM(earseable programmable read only memory-rom có khả năng lập trình được)

-EPROM là bộ nhớ cố định có cấu trúc đặc biệt.Nội dung của nó do nhà sản xuất hoặc người sử dụng nạp vào và có thể nạp/xóa nhiều lần.Người ta tạo ra một bit trong EPROM dựa trên nguyên tắc làm việc của transistor trường có cực cửa cách ly kênh cảm ứng(MOSFET kênh cảm ứng).

2.4.Ram(ramdom access memory-bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên)

ROM là bộ nhớ có thể ghi và đọc được,thông tin trên RAM sẽ bị mất đi khi mất nguồn cung cấp.Theo phương thức lưu trữ thông tin,RAM được chia thành 2 loại RAM động và RAM tĩnh:

17

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 18: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

* RAM tĩnh:Có thể lưu trữ thông tin lâu tùy ý miễn là được cung cấp điện năng-Tất cả các phần tử nhớ bằng trigger đều thuộc loại này.

* RAM động:chỉ lưu trữ thông tin trong một khoảng thời gian nhất định.Muốn kéo dài thời gian này cần có phương thức làm tươi lại thông tin trong phần tử nhơ RAM.Phần tử nhớ đơn giản nhất của RAM động là một linh kiện điện dung-tụ điện.Sử dụng RAM động có phức tạp nhưng về cấu trúc nhơ lại đơn giản,tiêu tốn ít năng lượng,tăng mật độ bộ nhớ và đôi khi còn tăng cả tốc độ làm việc của bộ nhớ.

-Cấu trúc mạch điện của bộ nhớ RAM rất đa dạng cả về công nghệ chế tạo chúng(TTL,MOS…) và các yêu cầu sử dụng chúng như các yêu cầu về ghép nối,tốc độ làm việc,mật độ linh kiện,và dung lượng cần thiết.

2.5.Cấu trúc chung của bộ vi điều khiển 80C51

18

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

/WR /RD P0 P1 P2 P3

CPU

Counter

Input

4k

flash

128 bytes

RAM

Control

Interrupts

External Interrrupts

Timer 1

Timer 0

Serial PortOSC 4 I/O portsControl bus

TxD RxD

Page 19: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

-Bộ VĐK 8 bit AT80C51 hoạt động ở tần số 12MHz,với bộ nhớ ROM 4kb,bộ nhớ RAM 28kb cư trú bên trong và có thể mở rộng bộ nhớ ra ngoài.Ở bộ nhớ này còn có 4 cổng 8 bit(P0 đến P3) vào/ra 2 chiều để giao tiếp với thiết bị ngoại vi.Ngoài ra nó còn có:

+CPU

+2 bộ định thời 16 bit(Timer 0 và Timer 1).

+Mạch giao tiếp nối tiếp.

+Hệ thống điều khiển và xử lý ngắt.

+Các kênh điều khiển/dữ liệu/địa chỉ.

+ Các thanh ghi chức năng đặc biệt(SFR-special function register).

-Tuy nhiên tùy thuộc vào từng họ VĐK của từng hãng sản xuất khác nhau mà tính năng cũng như phạm vi ứng dụng của mỗi bộ VĐK là khác nhau.

2.6.Sơ đồ chân tín hiệu

19

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 20: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

*Chức năng của các chân tín hiệu như sau:

-P0.0 đến P0.7 là các chân cổng P0.

-P1.0 đến P1.7 là các chân cổng P1.

-P2.0 đến P2.7 là các chân cổng P2.

-P3.0 đến P3.7 là các chân cổng P3.

-RxD(serial input port):nhận tín hiệu kiểu nối tiếp.

-TxD(serial output port):Truyền dữ liệu kiểu nối tiếp.

-/INT0(external interrup 0):ngắt ngoài 0.

-/INT1(external interrup 1):ngắt ngoài 1.

-T0(timer 0 external input):Chân vào 0 của bộ timer/count 0.

-T1( timer 1 external input):Chân vào 1 của bộ timer/count 1.

-/Wr(external data memory write strobe):ghi dữ liệu vào bộ nhớ ngoài.

-/Rd(external data memory read strobe):đọc dữ liệu từ bộ nhớ ngoài.

-RST(reset):Chân reset,tích cực ở mức cao trong khoảng 2 chu kì máy.

-Xtall 1:chân vào mạch khuếch đại dao động.

-Xtall 2:chân ra mạch khuếch đại dao động.

20

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 21: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

-/Psen(program store enable output):cho phép đọc bộ nhớ chương trình ngoài(rom ngoài).

-ALE(address latch enable output):chân cho phép tín hiệu chốt địa chỉ để truy cập vào bộ nhớ ngoài,khi On-chip xuất ra byte thấp của địa chỉ.Tín hiệu chốt được kích hoạt ở mức cao,tần số xung chốt =1/6 tần số dao động của bộ vi điều khiển.Nó có thể được dùng cho các bộ timer ngoài hoặc cho mục đích tạo xung clock.Đây là chân nhận xung vào để nạp chương trình cho(EEPROM) bên trong On-chip khi nó ở mức thấp.

-/EA:cho phép chip truy cập bộ nhớ chương trình ngoài khi /EA=0,nếu EA=1 thì chip sẽ làm việc với bộ nhớ chương trình nội trú(trường hợp cần truy cập vùng nhớ lớn hơn dung lượng bộ nhớ chương trình nội trú,thì bộ nhớ chương trình ngoài cũng được sử dụng).Khi chân này được cấp điện áp 12v thì chip nhận chức năng nạp chương trình cho Flash bên trong nó.

-Vcc:cung cấp nguồn dương cho chip(+5v).

-GND(ground):nối đất.

2.7.Các thanh ghi của 80C51

2.7.1.Thanh ghi ACC(accumalate):

-Thanh ghi tích lũy,nó có độ dài 8 bits và dùng để lưu trữ kết quả của phép tính.Trong các tập lệnh của chip nó thường được quy ước đơn giản là A.

2.7.2.Thanh ghi B:

-Thanh ghi B cũng có độ dài 8 bits.Nó thường dùng chung với thanh ghi A trong các phép tính nhân hoặc chia.Khi nhân nó dùng để lưu trữ kết quả byte cao,còn khi chia nó dùng để lưu trữ kết quả phần dư.Đối với các lệnh khác nó có thể được xem như thanh ghi lệnh tạm thời.

2.7.3.Thanh ghi SP(stack point):

-Thanh ghi con trỏ ngăn xếp dài 8 bits.SP chứa địa chỉ của dữ liệu đang hiện hành ở đỉnh của ngăn xếp hay nói cách khác SP luôn chỉ tới địa chỉ của ngăn nhớ sử dụng cuối cùng(gọi là

21

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 22: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

đỉnh ngăn xếp).Giá trị của nó được tự động tăng lên khi thực hiện lệnh PUSH trước khi dữ liệu được lưu trữ trong ngăn xếp.SP sẽ tự động giảm xuống khi thực hiện lệnh POP.Ngăn xếp có thể ở bất cứ vị trí nào trong RAM chip,nhưng sau khi khởi động lại hệ thống thì con trỏ ngăn xếp mặc định trỏ tới địa chỉ khởi đầu là 07h,vì vậy ngăn xếp sẽ bắt đầu từ địa chỉ 08h.Ta cũng có thể định con trỏ ngăn xếp tại địa chỉ mong muốn bằng các lệnh di chuyển dữ liệu thông qua định địa chỉ tức thời.

2.7.4.Thanh ghi DPTR

-Thanh ghi con trỏ dữ liệu(16bits) bao gồm một thanh ghi byte cao(DPH-8bits) và một thanh ghi byte thấp (DPL-8bit).DPTR có thể được dùng như thanh ghi 16bits hoặc 2 thanh ghi 8 bits độc lập.Thanh ghi này được dùng để truy cập RAM ngoài.

2.7.5. Tổ chức bộ nhớ của 89C51

22

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

7F

RAM ĐA DỤNG

30

2F 7F 7E 7D 7C 7B 7A 79 78

2E 77 76 75 74 73 72 71 70

2D 6F 6E 6D 6C 6B 6A 69 68

2C 67 66 65 64 63 62 61 60

2B 5F 5E 5D 5C 5B 5A 59 58

2A 57 56 55 54 53 52 51 50

29 4F 4E 4D 4C 4B 4A 49 48

28 47 46 45 44 43 42 41 40

27 3F 3E 3D 3C 3B 3A 39 38

26 37 36 35 34 33 32 31 30

25 2F 2E 2D 2C 2B 2A 29 28

24 27 26 25 24 23 22 21 20

23 1F 1E 1D 1C 1B 1A 19 18

22 17 16 15 14 13 12 11 10

21 0F 0E 0D 0C 0B 0A 09 08

20 07 06 05 04 03 02 01 001F

BANK 3

1817

BANK 2

100F

BANK 1

08

Page 23: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

Bộ nhớ bên trong chip bao gồm ROM, RAM va EPROM. RAM trên chip bao gồm vùng RAM đa chức năng, vùng RAM với từng bit được định địa chỉ, các dây thanh ghi (bank) và các thanh ghi chức năng đặc biệt.

Có 2 đặc tính đáng lưu ý:

+ Các thanh ghi và các port I/O được định địa chỉtheo kiểu ánh xạ bộ nhớ và được truy xuất như một vị trí nhớ trong bộ nhớ.

+ Vùng track thường trú trong RAM trên chip thay vì ở trong RAM ngoài như đối với các bộ vi xử lý.

a. Vùng RAM đa mục đích:

Có 80 byte, địa chỉ từ 30H đến 7FH

23

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 24: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

Bất cứ vị trí nào trong vùng RAM ta đều có thể truy xuấttụ do bằng cách sử dụng định địa chỉ trực tiếp hoặc gián tiếp.

Ví dụ:

+ Kiểu định địa chỉ trực tiếp:

MOV A,5FH ;Đọc nội dung tại địa chỉ 5FH của RAM

+ Kiểu định địa chỉ gián tiếp: (Qua các thanh ghi R0,R1)

MOV R0,#5FH ; Di chuyển giá trị5FH vào thanh ghi R0

MOV A,@R0 ; Di chuyển dữ liệu trỏ tới R0 và thanh chứa A

b. Vùng RAM định địa chỉ:

Chip 8951 chứa 210 vi trí định địa chỉ in đó có 128 byte chứa trong các byte ở địa chỉ 20H đến 2FH (16 byte x 8 = 128 bits), phần còn lại chứa trong các thanh ghi chức năng đặc biệt.

Công dụng: + Truy xuất các bit riêng rẽ thông qua các phần mền.

+ Các port có thể địng địa chỉ từng bit, làm đơn giản việc giao tiếp băng phần mền với các thiết bị xuất nhập đơn bit.

Ví dụ: + Set bit trực tiếp:

SETB 67H; lệnh làm nhiệm vụ set bit 67H bằng 1

+ Hoặc ta có thẻ sử dụng lệnh sau để set bít 67H là bit lớn nhất của byte 2CH:

ORL A,#10000000B ;Tác dung set bit

c. Các thanh ghi chức năng đặc biệt (SFR)

Không phải tất cả 128 địa chỉ từ 80H đến FFH đều được định nghĩa mà chit có 21 địa chỉ được định nghĩa.

24

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 25: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

Các thanh ghi chức năng đặc biệt bao gồm:

+ Tử trạng thái chương trình PSW: có địa chỉ là D0H

+ Thanh ghi B: Có địa chỉ F0Hđược dùng chung với thanh chứa A trong các phếp toán nhân và chia.

+ Con trỏ Stack (SP) : là thanh ghi 8 bit ở địa chỉ 81H, nó chứa địa chỉ của dữ liệu hiện đang ở đỉnh của stack.

+ Con trỏ dữ liệu DPTR:

Dùng để truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài hoặc bộ nhớ dữ liệu ngoài.

DPTR là thanh ghi 16 bit có địa chỉ 82H (byte thấp ) và 83H (byte cao).

Ví dụ:

MOV A,#55H ;Nạp hằng dữ liệu 55H và thanh chứa A

MOV DPTR,%1000 ;Nạp hằng địa chỉ 16 bit 1000H cho

; con trỏ DPTR

MOV @DPTR,A ; Chuyển dữ liệu từ A vao RAM ngoài

; tai địa chỉ DPTR trỏ tới.

+ Các thanh ghi port:

- Port 0 : địa chỉ 80H

- Port 1 : địa chỉ 90H

- Port 2 : địa chỉ A0H

- Port 3 : địa chỉ B0H

+ Các thanh ghi định thời:

25

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 26: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

IC 8951 có 2 bộ định thời/đếm dùng để định khoảng thời gian hoặc đếm các sự kiện.

- Bộ định thời 0: địa chỉ 8AH (TL0 ) va 8CH (TH0)

- Bộ định thời 1: địa chỉ 8bH (TL1 ) va 8DH (TH1)

Hoạt động của bộ định thời được thiết lậpbởi thanh ghi chế độ định thời TMOD ở địa chỉ 89H và thanh ghi đieèu khiển bộ định thời TCON ở địa chỉ 88H (chỉ có TCON được định địa chỉ từng bit)

+ Các thanh ghi của port nối tiếp: Chip 8951 có 1 port nối tiếp để truyền thông với các thiết bị như các thiết bị đầu cuối hoặc model...

+ Các thanh ghi ngắt: có một cấu trúc ngắt với 2 mức ưu tiên và 5 nguyên nhân ngắt. Các ngắt bị vô hiệu hoá sau khi Reset hệ thống và được phép bằng cách vào thanh ghi IE ở địa chỉA8H. Mức ưu tiên ngắt được thiết lập bơit thanh ghi IP ở địa chỉ B8H.

+ Thanh ghi điều khiển nguồn: PCON có địa chỉ 87H

2.7.6.Tóm tắt tập lệnh

Thông qua việc khảo sát các kiểu định địa chỉ và các ví dụ trên các tình huống lập trình điển hình để chúng ta tiếp cận tập lệnh của họ MCS-51.

a.Các kiểu định địa chỉ.

Có 8 kiểu định địa chỉ :

+ Thanh ghi.:

VD: MOV PSW,#00011000B

+ Trực tiếp :

VD: MOV P1, A

+ Gián tiếp:

26

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 27: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

VD: MOV A,@R0

+ Tức thời:

VD: MOV A, #54

+ Tương đối:

VD: SJMP THREE :Nhảy đến nhãn THREE

+ Tuyệt đối:

VD: AJMP THREE

+ Dài:

+ Chỉ số.

VD: JMP @A+DPTR

b. Các loại lệnh:

Có 5 nhóm lệnh:

+ Nhóm lệnh số học.

ADD A , nguồn: Cộng toán hạng nguồn vào A

ADD A, #data : Cộng dữ liệu data với A

ADDC A,nguồn: Cộng nguồn với A và cờ nhớ.

ADDC A,#data : Cộng dữ liệu data với A và cờ nhớ.

SUBB A, nguồn: Trừ A với nguồn

SUBB A,#data : Trừ A với data

INC A : Tăngnội dung thanh ghi A lên 1

27

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 28: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

DEC A : Giảm nội dung thanh ghi A lên 1

INC DPTR : Tăng DPTR

MUL AB : Nhân nội dung thanh ghi A và B

DIV AB : Chia A cho B

DA A : Hiệu chình thập phân thanh ghi A

+ Nhóm lệnh Logic.

ANL A, nguồn AND

ANL A, #data

ANL direct,A

ANL direct , #data

ORL A, nguồn OR

ORL A, #data

ORL direct,A

ORL direct , #data

XRL A, nguồn OR

XRL A, #data

XRL direct,A

XRL direct , #data

CLR A Xoá A

CPL A Lấy bù A

28

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 29: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

RL A Quay trái A

RLC A Kể cả cờ nhớ

RR A Quay phải A

RRC A Kể cả cờ nhớ

SWAP A Hoán đồi 2 nửa 4 bit

+Nhóm lệnh di chuyển dữ liệu

MOV A, nguồn Di chuyển toán hạng nguông đến đích

MOV A, # data

MOV dest , A

MOV dest, #data

MOV DPTR,#data16

MOVC A,@A+DPTR Di chuyển từ bộ nhớ chương trình

MOVC A,#A+PC

MOVX A,@Ri

MOVX A,@DPTR

MOVX @Ri,A

MOVX @DPTR,A

PUSH direct Cất vào Stack

POP direct Lấy ra từ Stack

XCH A,source Trao đồi các byte

29

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 30: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

XCHD A,@Ri Trao đồi các digit thấp

+ Nhóm lệnh xử lí bit.

CLR C xoá bit

CLR bit

SETB C

SETB bit

CPL C

CPL bit

ANL C, bit AND

ANL C ,/bit AND NOT bit với C

ORL C, bit

ORL C, /bit

MOV C,bit

MOV bit, C

JC rel Nhảy đến Rel nếu C=1

JNC rel Nhảy đến Rel nếu C=0

JB bit, rel Nhảy nếu bit bằng 1

JNB bit, rel Nhày nếu bit =0

JBC bit , rel Nhảy nếu bit =1 rồi xoá bit

+Nhóm lệnh rẽ nhánh.

30

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 31: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

ACALL addr11 Gọi chương trình con

LCALL addr16

RET Quay về từ chương trình con

RETI Quay về từ chương trình ngắt

AJMP addr11 Nhảy

LJMP addr16

SJMP rel

JMP @ A+DPTR

JZ rel Nhảy nếu A=0

JNZ rel Nhảy nếu A <>0

CJNE A,direct, rel So sánh và nhảy

CJNE #data, rel

CJNE Rn,#data, rel

CJNE @ Ri,# data, rel

DJNZ Rn, rel Giảm và nhảy nếu khác 0

DJNZ direct, rel

NOP Không làm gì

31

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 32: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

32

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 33: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

Chương 3:Thiết kế mạch điện

3.1.Sơ đồ mạch điều khiển

-Qua phân tích phần lý thuyết ở trên về nguyên lý hoạt động cấu tạo của thang máy chúng tôi đưa ra sơ đồ mạch điện điều khiển như sau:

Trong sơ đồ có các phần sau :

3.1.1)Khối cảm biến tầng

-Các cảm biến từ S1 đến S4 tương ứng là các cảm biến ở tầng 1 đến tầng 4.

33

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 34: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

Trong sơ đồ mạch thực tế chúng tôi dùng công tắc hành trình để có thể tác động vào các cảm biến này bằng tay được.Các cảm biến này khi có tác động nó sẽ chuyển sang mức thấp tác động cho vi điều khiển.

3.1.2)Khối bàn phím

- Chúng tôi thiết kế dùng các nút bấm.Các nút bấm này gồm 4 nút gọi tầng để người ở ngoài có thể gọi cabin đến vị trí của mình đang đứng và 4 nút đến tầng mà khách hàng yêu cầu.

3.1.3)Khối hiển thị

-Ở đây chúng tôi thiết kế dùng 1 led 7 thanh và 4 led đơn:

+Nhiệm vụ của led 7 thanh để hiển thị tầng hiện hành mà cabin đang ở đó.

+4 led đơn có nhiệm vụ báo lên ,xuống ,đóng cửa,mở cửa.

34

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 35: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

3.1.4)Khối cảm biến báo đóng mở cửa

Hai cảm biến này có nhiệm vụ tác động khi cửa đã mở hết và sau một khoảng thời gian chờ người trong cabin đi ra thỉ tự động đóng lại.Và cảm biến đóng cửa có nhiệm vụ báo khi cửa thang máy đã đóng lại an toàn thang máy có thể hoạt động.

3.1.5)Khối nguồn cung cấp

-Chúng tôi dùng nguồn 12v để có thể cung cấp cho vi điều khiển và động cơ kéo cabin và mở cửa.

3.2.Khối mạch lực :

35

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 36: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

Để nâng hạ cabin và đóng mở chúng tôi dùng động cơ điện một chiều.Để có thể đảo chiều quay của động cơ dùng 4 rơle .Các rơle được kích mở nhờ các transistor nhận tín hiệu từ chân của vi điểu khiển.

36

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 37: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

3.3.Lưu đồ thực hiện chương trình điều khiển

37

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 38: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

38

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 39: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

3.4.Chương trình điều khiển

$include(reg51.inc);khai bao thu vien

org 0000h ;dia chi bat dau

start: ;bat dau chuong trinh

clr p3.0 ;xoa tin hieu bao mo cua

clr p3.1 ;xoa tin hieu bao dong cua

clr p0.5 ;xoa tin hieu bao len

clr p0.6 ;xoa tin hieu bao xuong

jnb p0.1,thangotang1;cam bien tang1

jnb p0.2,thangtang2 ;cam bien tang2

jnb p0.3,thangtang3 ;cam bien tang3

jnb p0.4,thangtang4;cam bien tang4

jmp start

thangtang2: jmp thangotang2

thangtang3: jmp thangotang3

thangtang4: jmp thangotang4

thangotang1:

mov p2,#0f9h ;xuat 1 ra led 7 thanh

jnb p1.1,dungmotang1;mocua1

jmp komotang1

39

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 40: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

dungmotang1: jmp dungtang1

komotang1:

jnb p1.2,lentang2 ;nut an goi tang 2

jnb p1.3,lentang3 ;nut an goi tang 3

jnb p1.4,lentang4 ;nut an goi tang 4

jmp thangotang1

lentang2:

setb p0.5 ;xuat tin hieu bao len

clr p0.6 ;xoa tin hieu bao xuong

jnb p0.2,dungtang2

jmp lentang2

dungtang2: clr p0.5;xoa tin hieu bao len

mov p2,#0a4h;chuyen 2 ra led 7 thanh

setb p3.0;xuat tin hieu mo cua

clr p3.1;xoa tin hieu dong cua

jnb p3.2,dungcua2

jmp dungtang2

dungcua2: clr p3.0

call delay

dongcua12: setb p3.1;xuat tin hieu dong cua

40

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 41: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

jnb p3.3,dongcua2;cam bien dong cua xong

jmp dongcua12

dongcua2: clr p3.1

jmp thangotang2

lentang3:

setb p0.5

clr p0.6

jnb p0.2,so2

jmp chay2

so2: mov p2,#0a4h

chay2:

jnb p0.3,dungtang3

jmp lentang3

dungtang3: clr p0.5

mov p2,#0b0h

setb p3.0

clr p3.1

jnb p3.2,dungcua23

jmp dungtang3

41

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 42: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

dungcua23: clr p3.0

call delay

dongcua13: setb p3.1

jnb p3.3,dongcua3

jmp dongcua13

dongcua3: clr p3.1

jmp thangotang3

lentang4:

setb p0.5

clr p0.6

jnb p0.2,so24

jmp chay24

so24: mov p2,#0a4h

chay24:

jnb p0.3,so3

jmp chay34

so3: mov p2,#0b0h

chay34: jnb p0.4,dungtang4

jmp lentang4

dungtang4: clr p0.5

42

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 43: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

mov p2,#99h

setb p3.0

clr p3.1

jnb p3.2,dungcua4

jmp dungtang4

dungcua4: clr p3.0

call delay

dongcua14: setb p3.1

jnb p3.3,dongcua4

jmp dongcua14

dongcua4: clr p3.1

jmp thangotang4

thangotang2:

mov p2,#0a4h

jnb p1.2,dungmotang2;mocua2

jmp komocuatang2

dungmotang2: jmp dungtang2

komocuatang2:

jnb p1.1,xuongtang1

jnb p1.3,lentang3

43

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 44: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

jnb p1.4,lentang4

jmp thangotang2

xuongtang1:

clr p0.5

setb p0.6

jnb p0.3,so31

jmp chay31

so31: mov p2,#0b0h

chay31:

jnb p0.2,so21

jmp chay21

so21: mov p2,#0a4h

chay21:

jnb p0.1,dungtang1

jmp xuongtang1

dungtang1: clr p0.6

mov p2,#0f9h

setb p3.0

clr p3.1

jnb p3.2,dungcua1

44

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 45: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

jmp dungtang1

dungcua1: clr p3.0

call delay

dongcua11: setb p3.1

jnb p3.3,dongcua1

jmp dongcua11

dongcua1: clr p3.1

jmp thangotang1

thangotang3: mov p2,#0b0h

jnb p1.3,dungmotang3;mocua3

jmp komocuatang3

dungmotang3: jmp dungtang3

komocuatang3:

jnb p1.1,xuongtang1

jnb p1.2,xuongtang2

jnb p1.4,len1tang4

jmp nhay

len1tang4: jmp lentang4

nhay:

jmp thangotang3

45

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 46: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

xuongtang2:

clr p0.5

setb p0.6

jnb p0.3,so42

jmp chay42

so42: mov p2,#0b0h

chay42:

jnb p0.2,dtang2

jmp xuongtang2

dtang2: clr p0.6

mov p2,#0a4h

setb p3.0

clr p3.1

jnb p3.2,dungcua2x

jmp dtang2

dungcua2x: clr p3.0

call delay

dongcua12x: setb p3.1

jnb p3.3,dongcua2x

jmp dongcua12x

46

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 47: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

dongcua2x: clr p3.1

jmp thangotang2

thangotang4: mov p2,#99h

jnb p1.4,dungmotang4;mocua4

jmp komocuatang4

dungmotang4:jmp dungtang4

komocuatang4:

jnb p1.1,xuong2tang1

jmp nhay1

xuong2tang1: jmp xuongtang1

nhay1: jnb p1.2,xuongtang2

jnb p1.3,xuongtang3

jmp thangotang4

xuongtang3:

clr p0.5

setb p0.6

jnb p0.3,dtang3

jmp xuongtang3

dtang3: clr p0.6

mov p2,#0b0h

47

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 48: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

setb p3.0

clr p3.1

jnb p3.2,dungcua23x

jmp dtang3

dungcua23x: clr p3.0

call delay

dongcua13x: setb p3.1

jnb p3.3,dongcua3x

jmp dongcua13x

dongcua3x: clr p3.1

ljmp thangotang3

delay:

mov r0,#100

w3:mov r1,#229

w2:mov r2,#100

w1:djnz r2,$

djnz r1,w2

djnz r0,w3

ret

end

48

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 49: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

3.4.Nguyên lý hoạt động:

-Nhờ các cảm biến báo tầng sẽ cho biết vị trí hiện hành của cabin và cho ra hiển thị ở led 7 thanh.Khi khách hành muốn đi tới tầng nào chỉ cần bấm phím gọi tầng ơ ngoài thang máy cabin sẽ đi đến tầng được gọi và mở ra đón khách.Hệ thống cửa có các cảm biến để báo đã mở của và có thời gian trễ để người khách đủ thời gian để vào trong cabin.Khi đã vào cabin động cơ đóng cửa lại nhờ cảm biến ,là điều kiện để cabin có thể đi tiếp .Trong cabin có các nút ấn đến tầng mà khách hàng yêu cầu khi ấn nút đến tầng thì chương trình sẽ so sánh mã gọi tầng và mã cabin để xuất ra tín hiệu điều khiển cabin đi lên hoặc đi xuống cũng có thể mở ngay khi mà khách hàng ấn nút gọi tầng trùng với tầng mà cabin đang ở đó.Nếu khách hàng ấn nút gọi tầng lớn hơn mã cabin thì chương trình sẽ đưa tin hiệu tới động cơ kéo cabin đi lên đồng thời đèn tín hiệu lên sẽ sáng khi đến tầng yêu cầu đèn mở cửa sẽ sáng cửa sẽ tự động mở ra và có thời gian chờ cho khách ra ngoài.Qua mỗi tầng có các cảm biến báo vị trí cabin.Quá trình đi xuống cũng tương tự nếu mã gọi tầng mà nhỏ hơn mã cabin.

49

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường

Page 50: thuyết minh

Trường ĐHSPKT Hưng Yên ĐỒ ÁN MÔN Khoa Điện-Điện tử

KẾT LUẬN

Trong thời đại hiện nay chúng ta đã thấy nhiều lợi ích to lớn mà thang máy mang lại.Vì vậy nhóm chúng tôi cũng rất mong rằng có thể tiếp tục được nghiên cứu và phát triển để tài của mình sâu hơn nữa để có thể ứng dụng ngay trong thực tế.Trong lời kết này chúng tôi cũng xin cảm ơn tới thạc sĩ Lê Thị Minh Tâm đã giúp đỡ chúng tôi xuyên suốt thời gian thực hiện để tải này.

50

GVHD:Th..s.Lê Thị Minh TâmSVTH:Nguyễn Hữu Cường-Vũ Văn Cường