Đồ án: "Nghiên cứu, thiết kế bộ nạp Acquy ứng dụng vi điều khiển"

Ộ

Ủ

Ẵ

Ệ

Đ I H C ĐÀ N NG C NG HOÀ XÃ H I CH NGHĨA VI T NAM Ộ Ạ Ọ NG Đ I H C BÁCH KHOA Đ C L P - T DO - H NH PHÚC

Ộ Ậ

Ạ Ọ

Ự

ƯỜ

Ệ

Ạ .......

Ự Ộ

Ộ

KHOA ĐI N ........ B MÔN T Đ NG-ĐO L ƯỜ .......

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

Ụ

NHI M VỆ THI T K Đ ÁN T T NGHI P Ế Ồ

Ố

Ế

Ệ

Giáo viên h ng d n: PGS.TS. ĐOÀN QUANG VINH ướ ẩ

Sinh viên th c hi n : NGUY N VĂN THI N ự Ễ Ệ ệ

TR N Đ C VI T Ầ Ứ Ệ

NGUY N VĂN DANH Ễ

L p : 01ĐTĐ ớ

Ngành : T Đ NG – ĐO L NG Ự Ộ ƯỜ

I. Đ tài thi ề t k : ế ế

Nghiên c u, thi t k b n p Acquy ng d ng vi đi u khi n ứ ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

II. S li u ban đ u: ố ệ ầ

L y t các thông s c a các b n p hi n có các tr m. ấ ừ ộ ạ ố ủ ệ ở ạ

Hai bình acquy: Đi n áp m i bình : U = 12V. ệ ỗ

Dung l ng m i bình : I=5Ah ượ ỗ

III. N i dung ph n thuy t minh và tính toán : ộ ế ầ

Ch ng I : T ng quan v h th ng t đ ng s c acquy trong đi n l c. ươ ề ệ ố ổ ự ộ ệ ự ạ

Ch ng II : Gi i thi u m t s t n p. ươ ớ ộ ố ủ ạ ệ

Ch ng III : Thi t k b n p. ươ ế ế ộ ạ

Ph n 1 : Thi t k ph n ch nh l u. ầ ế ế ư ầ ỉ

Ph n 2 : Thi t k m ch vi đi u khi n. ầ ế ế ạ ề ể

Ph n 3 : Gi i thi u các b bi n đ i DAC, ADC. ầ ớ ộ ế ệ ổ

Ph n 4 : S đ m ch ghép n i gi a AT89C51v i các b DAC, ADC. ố ơ ồ ạ ữ ầ ớ ộ

IV.Trình chi u Powerpoint: ế

G m có 4 b n. ồ ả

V. Ngày giao nhi m v : ụ Ngày 13 tháng 02 năm 2006 ệ

VI. Ngày hoàn thành : Ngày 28 tháng 5 năm 2006

t

ệ

Trang 1

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

GIÁO VIÊN H ƯỚ Ệ NG D N GIÁO VIÊN DUY T Ẫ

(Ký và ghi rõ h tên) (Ký và ghi rõ h tên) ọ ọ

PGS.TS.Đoàn Quang Vinh

TR NG B MÔN SINH VIÊN TH C HI N ƯỞ Ự Ộ Ệ

(Ký và ghi rõ h tên) (Ký và ghi rõ h tên) ọ ọ

Th.s Lâm Tăng Đ cứ

Đà n ng, ngày........tháng.......năm 2006 ẵ

CH T CH H I Đ NG Ộ Ồ Ủ Ị

(Ký và ghi rõ h tên) ọ

t

ệ

Trang 2

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

Nh n xét c a giáo viên h ủ ậ ướ ng d n: ẫ

..................................................................................................................................

Nh n xét c a giáo viên duy t: ủ ệ ậ

..................................................................................................................................

.................................................................................................................................

..................................................................................................................................

t

ệ

Trang 3

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

L I C M N Ờ Ả Ơ

ọ ạ ườ ọ ạ ừ ể ầ ng Đ i H c Bách Khoa Đà N ng, chúng em đã ẵ các Th y cô trong toàn th nhà ỗ ậ ng nói chung và các th y cô giáo trong Khoa Đi n nói riêng. i Tr c s giúp đ d y d t n tình t ỡ ạ ầ ể ự ệ ề ự ệ ể ố ệ ố t ờ t đ tài không ch cá nhân tôi mà có s giúp đ c a quý th y cô ầ ố ề ỡ ủ ứ ỉ ự

• Th y cô Khoa Đi n, các th y cô trong ngành t

, khoá h c s p hoàn thành em xin đ i c m n chân c g i l ử ờ ả ơ ọ ắ ượ ờ Trong 5 năm h c t nh n đ ượ ự ậ tr ườ Trong su t th i gian nghiên c u và th c hi n đ tài, đ có th th c hi n t và hoàn thành t và b n bè ạ Đ n bây gi ế thành đ n:ế

đ ng đo l ng đã d y d ầ ự ộ ườ ạ ỗ

ng Đ i H c Bách Khoa ệ ầ chúng em trong su t 5 năm h c. ọ ố Các th y cô giáo trong toàn th nhà tr ể ườ ầ ạ ọ

i c m n sâu s c t i th y giáo Đoàn Quang Vinh ắ ớ ầ ử ờ ả ơ ồ t em g i l ệ ở t nh t, tuy nhiên v n không Đ c bi ặ đã giúp đ em hoàn thành đ án này. M c dù đã r t c g ng đ hoàn thành m t cách t ộ ể ấ ẫ ố ặ th tránh kh i nh ng sai sót mong quý th y cô thông c m và góp ý thêm ấ ố ắ ữ ầ ả ể ỏ Em xin chân thành c m n! ả ơ

Đà n ng, ngày 28 tháng 5 năm 2006 ẵ

Sinh viên th c hi n ự ệ

NGUY N VĂN THI N Ễ Ệ

TR N Đ C VI T Ầ Ứ Ệ

NGUY N VĂN DANH Ễ

t

ệ

Trang 4

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

M C L C

Ụ

ầ Ề Ệ Ố Ự Ộ Ạ L i nói đ u.................................................................................................0 ờ Ch ng 1 T NG QUAN V H TH NG T Đ NG S C ACQUI ươ 1 TRONG ĐI N L C....................................................................................

Ổ Ệ Ự ệ ề ớ ề ồ ộ ạ ụ

ớ ệ ế ộ ạ

ệ ệ ệ

Ệ Ặ Ư Ộ Ố Ủ Ạ i thi u v ngu n thao tác....................................................................1 I. Gi II. Ngu n thao tác m t chi u........................................................................1 ồ 1. Acqui, công d ng và phân lo i...............................................................1 2. Acqui axit...............................................................................................2 3. Acqui ki m.............................................................................................6 ề III. Các ch đ n p đi n..................................................................................8 ế ộ ạ i thi u các ch đ n p.......................................................................8 1. Gi ệ Các ch đ n p: .....................................................................................8 2. ế ộ ạ 2.1 N p đi n đ u........................................................................................8 ầ ạ ng..................................................................................11 2.2 N p đi n th ườ ạ 2.3 N p đi n cân b ng...............................................................................11 ạ ằ 2.4 Ch đ ph n p....................................................................................12 ế ộ ụ ạ 14 Ớ

ế ơ ồ ắ ạ ộ ủ

ậ ỹ ệ

ố ộ ạ ủ ộ ạ ứ

ắ tóm t t ắ v ề t ả ộ

ặ ậ ỹ

ế ộ ạ ộ tóm I THI U M T S T N P Đ C TR NG..................... ng 2 GI Ch ươ i thi u chung..........................................................................................14 I. Gi ệ ớ i hu )..........................................14 II. T n p CDN-HPT 50 220 XE (truy n t ủ ạ ề ả 1. S đ nguyên lý......................................................................................14 2. Nguyên t c ho t đ ng.............................................................................16 III. T n p 3PH DC 110 50 c a Hyundai-Vinashin........................................21 ủ ạ 1. S đ nguyên lý.......................................................................................21 ơ ồ 2. Đ c tính chung.........................................................................................24 ặ 3. Đ c tính k thu t......................................................................................25 ặ IV. T n p CHLORIDE 3CBC 220 50 (công ty Vi t Á).................................27 ủ ạ S đ nguyên lý........................................................................................27 1. ơ ồ Các thông s b n p..................................................................................27 2. 3. Ch c năng c a b n p...............................................................................28 4. Nguyên t c chung.....................................................................................28 b 5. Mô n p............................................................................28 ạ 6. Đ c tính k thu t chung............................................................................29 Các ch đ ho t đ ng................................................................................30 m ch đi u khi n 3CBC- ạ t ả ề ể

Ế Ộ Ạ ệ 7. 8. Mô t t ắ 4...................................................30 Ch 33 ng 3 THI T K B N P..................................................................... ươ Ế i thi u công ngh ......................................................................................33 I. Gi ệ ớ t k .................................................................................................34 II. Ph n thi ầ ế ế

t

ệ

Trang 5

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

t k ph n ch nh ỉ ầ ế ế ầ

ỉ ồ ạ ệ ủ ể ầ ế ế ạ

i vi ớ v ề ề đi u

ầ ứ ỉ ủ ủ ế ộ ị

ờ ố ế

ộ ế ớ ổ ủ ộ ị ủ ổ ắ ầ ệ ng t ộ ế ổ ươ ự

ng t ệ ố ộ ế ổ ươ ự ố

ớ ươ ữ ố ớ ộ

Ph n 1:Thi l u ...................................................................34 ư 1. Tính toán b ngu n và m ch ch nh l u......................................................34 ạ ư ộ ề và ch n các linh ki n c a m ch đi u 2. Tính toán các thông s ọ ố khi n...........40 Ph n 2: Thi ề t k m ch vi đi u khi n..............................................................44 ể h thi u 1. Gi ọ ệ khi n....................................................................44 ể 2. C u trúc ph n c ng c a 8051.....................................................................47 ấ i thi u các ch đ đ a ch c a 8051.......................................................58 3. Gi ệ ớ 4. Ho t đ ng c a b đ nh th i timer...............................................................59 ạ ộ 5. Ho t đ ng c a c ng n i ti p.......................................................................61 ạ ộ 6. H th ng ng t..............................................................................................65 ệ ố i thi u các b bi n đ i DAC, ADC..............................................69 Ph n 3: Gi 1. B bi n đ i t DAC.............................................................................69 1.1 Gi i thi u chung.........................................................................................69 ớ 1.2 Ghép n i DAC0808 (MC1408) v i 8051...................................................71 ớ 2. B bi n đ i t s ADC........................................................................72 2.1 Gi i thi u chung.........................................................................................72 ệ ớ 2.2 Ghép n i ADC0804 v i 8051.....................................................................72 ố Ph n 4: Ch ng trình......................................................................................77 ầ 1. S đ m ch ghép n i gi a AT89C51 v i các b DAC, ADC......................77 ơ ồ ạ ng trình..........................................................................................78 t ch 2. Vi ươ ế 81 Tài liêu tham kh o............................................................................................. ả

t

ệ

Trang 6

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ể ề

L I NÓI Đ U

Ờ

Ầ

ộ ể ặ ạ ậ ự ộ ậ ớ ề ả ả ặ Ngày nay, cu c cách m ng khoa h c k thu t trên đà phát tri n. Đ c tr ng là ư ọ ỹ i đ ng hoá. Đi u đó đã mang l k thu t máy tính, công ngh thông tin và t ạ ợ i l ệ ề ỹ ế t ng s n ph m, ti ích to l n v nhi u m t nh đ m b o và nâng cao ch t l ẩ ấ ượ ư ả ki m nguyên v t li u, nâng cao năng su t và hi u qu s n xu t.. ấ ề ậ ệ ả ả ệ ệ ấ

ế ư ể ệ ộ ươ ự ử ư ộ ộ ữ ậ ờ ố ụ ậ ộ ả Cùng trong xu th đó, năm 1972 hãng Intel đã đ a ra gi ề i thi u b vi đi u ộ ớ ữ nh b vi x lý là m t trong nh ng ng t khi n (microcontroller), m t chip t b đã và đang có nh ng ng d ng ngày càng r ng rãi và thâm nh p ngày càng ộ ế ị ỹ nhi u trong các lĩnh v c k thu t và đ i s ng xã h i. H u h t các thi t b k ề ế ầ t b văn đ ng, thi thu t t t b đi u khi n t ế ị ể ự ộ ư ế ậ ừ ế ị ề t b trong gia đình đ u có dung các b vi đi u khi n. phòng cho đ n các thi ể ề ộ ề ộ ứ ự ỹ ph c t p đ n đ n gi n nh thi ơ ế ị ứ ạ ế

ế ữ ề ộ ế khi ra tr ể ể ứ i ki n th c ố ạ ng hoà nh p vào trong ậ ử ụ ể ị ự ế c n m b t ki n th c th c t ế ứ ệ ự ắ ướ ắ ườ D a trên nh ng ki n th c đã h c, em s d ng b vi đi u khi n 8051 đ ọ ự thi t k b s c acqui đi n l c. Đây là d p đ chúng em cũng c l ế ế ộ ạ đã h c, t ng b ứ ọ ừ xã h i.ộ

Đ tài c a em g m có 3 ch ủ ề ồ ươ ng c b n: ơ ả

ươ Ự Ộ Ề Ệ Ạ Ch TRONG ĐI N L C ng1 T NG QUAN V H TH NG T Đ NG S C ACQUI Ố Ổ Ệ Ự

ộ ủ ề ệ ố

i thi u t ng quan v h th ng t ồ ng này là gi ớ ộ ươ ồ ộ ạ đ ng s c N i dung c a ch ự ộ ệ ổ acqui đi n l c, ngu n thao tác m t chi u, các ngu n thao tác m t chi u và các ề ề ệ ự ch đ n p c a acqui. ế ộ ạ ủ

Ch ng2 GI I THI U M T S T N P Đ C TR NG ươ Ớ Ộ Ố Ủ Ạ Ư Ặ Ệ

ủ ơ ả ộ ố ủ ạ ủ ạ ụ ư ủ ả ặ ng này là đ a ra m t s t N i dung c b n c a ch n p đi n l c đ c ộ ươ ư ệ ự tr ng ng d ng vi di u khi n g m các t n p: T n p CDN-HPT 220 50 XE ể ề ủ ạ ồ ứ n p 3PH DC 110 50 (c a công ty TNHH i hu ), t (c a truy n t ủ ạ ế ề Hyundai_Vinashin), và t n p CHLORIDE 3CBC 220 50 (c a công ty Vi t Á) ủ ạ ủ ủ ệ

Ch ng 3 THI T K B N P ươ Ế Ộ Ạ Ế

i thi u công ngh t k chính. Gi ộ ươ ệ ệ N i dung c a ch chính. Ph n ch nh l u, tính toán ph n ch nh l u. Ph n đi u khi n, tính toán ư ầ ng này là ph n thi ỉ ế ế ư ầ ầ ớ ề ủ ỉ ể ầ

t

ệ

Trang 7

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ể ề

ng t ạ ố ớ ề ầ t b t ế ị ươ ự ng trình. ể t ch m ch đi u khi n. Ph n vi đi u khi n, ph n ghép n i v i thi ề ể DAC ADC. S đ thu t toán và vi ơ ồ ầ ậ ươ ế

ờ ớ ề ệ ứ ạ ắ ồ

ể ấ ỏ

V i đi u ki n th i gian cũng nh ki n th c có h n nên ch c ch n đ án ư ế ắ ượ ự ỉ ả ủ không th tránh kh i các thi u sót. Do v y em r t mong đ c s ch b o c a ậ ế các Th y Cô. ầ

ả ơ ự ỡ ậ ủ

ớ ự ầ ầ ỡ ủ ẫ

ướ ệ ườ ầ

Em xin chân thành c m n s giúp đ t n tình c a th y Đoàn Quang Vinh- ng d n, cùng v i s giúp đ c a các th y cô giáo trong khoa Giáo viên h ọ ng đã t o m i t là quí th y cô trong b môn T đ ng - Đo l Đi n,ệ đ c bi ạ ộ ặ ự ộ t đ án c a mình. đi u ki n đ em có th hoàn thành t ủ ố ồ ể ệ ề ể

Đà N ng, Ngày 28 tháng 5 năm 2006 ẵ

Sinh viên th c hi n ệ ự

Ệ NGUY N VĂN DANH TR N Đ C VI T NGUY N VĂN THI N Ễ Ầ Ứ Ễ Ệ

t

ệ

Trang 8

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

CH

NG 1

ƯƠ

T NG QUAN V H TH NG T Đ NG S C ACQUI

Ề Ệ Ố

Ự Ộ

Ổ

Ạ

TRONG ĐI N L C

Ệ Ự

I. Gi i thi u v ngu n thao tác : ớ ệ ề ồ

ồ ệ

ệ ụ ế ể ệ

ồ

ộ ể ả ự ố ệ

ậ

ử ả ộ

Trong nhà máy đi n và tr m bi n áp, ngu n đi n thao tác làm nhi m v cung ệ ệ ế ạ t b b o v , t c p đi n cho các thi đ ng hóa, đi u khi n, tín hi u, chi u sáng ề ệ ự ộ ế ị ả ấ ậ dùng quan tr ng…Ngu n đi n thao tác c n có đ tin c y s c , các c c u t ầ ệ ọ ơ ấ ự ự ố ả cao, đ c l p v i l i đi n chính hay s c , có công su t đ l n đ đ m b o ấ ủ ớ ớ ướ ộ ậ t b trong ch đ n ng n nh t, đi n áp trên thanh s làm vi c ch c c a các thi ắ ủ ệ ề ấ ế ị ệ ự ế ộ ặ ố ầ i phân ph i c n góp c n có đ tin c y cao. Mu n v y các ngu n thao tác và l ướ ồ ố ậ ộ ầ có đ d tr l n, đ m b o an toàn, d s d ng và m t yêu c u chung n a là ầ ể ử ụ ả ộ ự ữ ớ .ế kinh t

ộ ồ ề ể

ệ ề ả ộ ấ ạ ủ ọ

ấ ệ ườ ớ

ặ ề ế ủ ồ

ấ ớ ộ

ề ườ ộ ố ườ ỉ ị ệ

ng h p ng ợ ấ ể ệ ệ

ậ Ngu n thao tác có th là m t chi u ho c xoay chi u. Song đ có đ tin c y ể ặ cung c p đi n cao và c u t o c a các thi t b đ n gi n, g n nh , trong các nhà ẹ ế ị ơ ộ ng dung ngu n thao tác m t i ta th máy đi n và các tr m bi n áp l n ng ồ ườ ạ chi u, m c dù giá thành c a chúng đ t và v n hành khá ph c t p. Ngu n thao ứ ạ ậ ắ t b ch nh l u có công su t l n, nh ng ng là acqui và các thi tác m t chi u th ư ế ị ư ề i ta dung b ngh ch l u t o “đi n áp xoay chi u trong m t s tr ư ạ ộ ườ an toàn” đ cung c p đi n cho các máy tính và các ph ệ ệ ử ươ trong các nhà máy đi n và tr m bi n áp có h th ng th c p hi n đ i. ứ ấ ế ng ti n b o v đi n t ả ạ ệ ố ệ ệ ạ

ố ớ ng là 220KV và 110KV đ i v i ộ t b đi u khi n; 60V, 48V và 24V đ i v i các ệ i cung c p cho r le và thi ướ ề ế ị ề ủ ấ ườ ể ố ớ

Đi n áp c a ngu n thao tác m t chi u th ồ các l ơ m ch tín hi u, thông tin… ệ ạ

t

ệ

Trang 9

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

c đi m quan tr ng, nên ch ồ ề ề ượ ể ọ ỉ

Ngu n thao tác xoay chi u do có nhi u nh đ ượ c dùng trong các tr m bi n áp nh . ỏ ạ ế

II.Ngu n thao tác m t chi u: ộ ồ ề

ộ ồ ề ượ ự ấ

ậ i đi n xoay chi u và đ m b o cho các thi ộ ệ ướ ả

ả ệ ủ ả ộ ồ

ể ả ạ

ế ặ ộ

c xem là ngu n thao tác m t chi u tin c y nh t vì s làm vi c ệ ế t ề t ngay c khi m t toàn b ngu n đi n chính c a nhà máy i ả ể ề ọ ề ớ ế ự ẻ ắ ả

Acqui đ c a chúng không ph thu c vào l ụ ủ b th c p làm vi c t ấ ệ ố ị ứ ấ ho c c a tr m. M t u đi m không nh c a acqui là kh năng cho phép quá t ộ ư ặ ủ ỏ ủ t c n thi ng n h n khá l n, đi u này đ c bi t khi dung đi n m t chi u đ ạ ệ ệ ầ ề ắ đóng c t tr c ti p các máy c t công su t l n vì khi đó s có s nh y v t v ấ ớ ắ ự dòng đi n.ệ

1. Acqui, công d ng và phân lo i: ụ ạ

ệ ề

ơ ả ấ ế ộ ồ

ụ ả ọ ệ ở ế ộ ạ ượ ế

ậ ệ ở

ế

Acqui là ngu n đi n hóa h c, cung c p dòng đi n m t chi u cho t ệ ồ tính c b n là có th làm vi c ể i). Khi làm vi c (ph t ệ ở i d ng hóa năng. Khi làm vi c i d n p, tích lũy l ạ ướ ạ ạ đ ấ ệ ượ bình tích tr đi n năng đ dùng khi c n thi ầ ặ i, có đ c ả ộ ch đ phóng (ngu n đi n) và ch đ n p ế ộ ạ ệ ồ ng c a ngu n ch đ n p, acqui ti p nh n năng l ủ ch đ phóng, hóa năng ế ộ i. Do đó, có th coi acqui là m t ộ ể ả t, và acqui có th xem là bình đi n. ể c bi n thành đi n năng cung c p cho t ế ể ữ ệ ệ

c đi n năng, nên acqui ch y u đ ệ

ồ ủ ế ấ ả ẳ

ệ ng h p c n thi ợ ườ ệ ế ầ ạ

ề ế ề ệ ả

ấ

ồ ồ ủ ệ ơ

ượ Do tính ch t c b n là tích lũy đ c ượ ấ ơ ả ệ dùng làm ngu n làm ngu n đi n d tr , đ đ m b o s n sàng cung c p đi n ự ữ ể ả ồ liên t c trong các tr các nhà máy đi n và tr m bi n áp, t. ế Ở ụ ấ c dùng làm ngu n d tr c b n c a h th ng đi n m t chi u, c p acqui đ ộ ự ữ ơ ả ủ ệ ố ệ ồ ượ đ ng, và ngu n chi u sáng cho các m ch đi u khi n, tín hi u, b o v r le, t ồ ự ộ ệ ơ ể ạ ủ c dùng trên ôtô, tàu th y, s c khi m t ngu n đi n xoay chi u. Acqui còn đ ượ ề ệ ự ố máy bay làm ngu n đi n m máy đ ng c , làm ngu n đi n c a các thi ế ị t b ệ ồ ộ thông tin, liên l c và nhi u m c đích khác. ề ở ụ ạ

ồ ệ ể ả ả

ộ ụ ơ ả ề

ệ ậ ớ ệ ớ

ộ ượ ắ ệ ố ả

ệ

ế ế ự ủ ộ ệ ơ ế ệ ệ ệ ố

ắ Acqui dùng làm ngu n đi n thao tác có u đi m c b n là đ m b o ch c ư ch n đ tin c y cao, ít ph thu c vào ngu n xoay chi u. Ngoài ra, acquy có ồ ắ ng l n, đi n áp ít bi n thiên, có kh năng c p dòng đi n l n khi đóng dung l ả ấ ề ng đ n s làm vi c c a b o v R le, h th ng đi u máy c t, ít làm nh h ệ ủ ả ế khi n, tín hi u và t ể ạ ở ngu n thao thác b ng đi n m t chi u có h th ng acqui hi n nay đ ượ ề ằ ồ h u h t các nhà máy đi n và tr m bi n áp công su t trung bình tr lên. ở ầ ế ưở đ ng c a nhà máy đi n và tr m bi n áp. Chính vì th ự ộ c dùng ệ ệ ế ấ ạ

t

ệ

Trang 10

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

ơ ồ ự ủ

ữ ả ở

dùng c a các nhà máy, quy trình nh ng tr m ạ ề ng dung ngu n đi n thao thác xoay chi u ả ườ ự ệ ướ ồ

Tuy nhiên, acqui làm ph c t p hóa s đ t ứ ạ v n hành và b o qu n phi n ph c, tăng giá thành xây d ng, nên ứ ề ậ không l n l m, ng i ta có xu h ớ ắ thay cho acqui .

ấ ạ ổ ế

ứ ề ả ự ề

Căn c theo c u t o, acqui có hai lo i ph bi n là acqui axit (hay acqui chì) ạ và acqui ki m. Acqui ki m có 3 ki u c u t o b n c c là acqui cadmi-k n acqui ể ấ ạ s t -k n và acqui b c-k m . ắ ề ẽ ề ạ

i ta chia acqui tĩnh t i, là acqui đ t c ứ ệ ử ụ ạ

ủ ộ

ặ ố Căn c theo đi u ki n s d ng, ng ườ ề đ nh trong các phòng riêng (phòng acqui) và acqui di đ ng trên ôtô, tàu th y, tàu ị h a, máy bay… ỏ

2. Acqui axit:

2.1 C u t o c a acqui axit: ấ ạ ủ

ỏ ự ạ ồ ằ ỗ

ệ ặ ạ

ề ỏ ằ ự ợ

ng s là chì điôxit còn c c d ở ự ươ

i g m có v và các t m c c chì. Võ làm b ng g trong đó Acqui axit tĩnh t ấ các nhà máy đi n ho c tr m bi n có lót lá chì. Nói chung hi n nay acqui đ t ế ệ ặ ở áp đ u có v b ng th y tinh ho c nh a t ng h p. T m c c là khung làm b ng ằ ấ ự ổ ặ ủ ặ ổ h p kim chì antimoan, có nhét đ y ch t ho t tính là b t chì và chì ôxit ho c h n ộ ạ ấ ầ ợ ự c phân c c. h p chì ôxit và antimoan. Sau khi đã n p đ y, các t m c c s đ ự ẽ ượ ấ ầ ạ ợ Ch t ho t tính c c âm là chì x p màu ánh ố ở ự ẽ ạ ấ thép.

ấ ự ự ự ấ

ấ

ng và âm đ ượ

ớ ạ

ấ ẻ ớ ượ ữ ấ ấ ằ ỗ

ữ ấ ặ ấ

c n i v i nhau thành các t m c c và có m t Các t m c c cùng c c tính đ ộ ượ ố ớ ự đ u ra chung. Nh v y các t m c c s n i song song v i nhau. Các t m c c ư ậ ớ ự ẽ ố ầ c đ t xen k v i nhau, sao cho chúng g n v i nhau (song d ở ầ ặ ươ song v i nhau), nh ng không đ c ch m nhau. Đ tránh ch t ho t tính bong ra, ớ ấ ể ạ ư i ta lót gi a các t m cách. T m cách làm b ng g dán gây ch m ch p, ng ậ ạ ho c các t m l i m t nh b ng ebonite. Gi a các t m c c, còn có đũa ngăn cách b ng g ho c th y tinh, đ tránh b n c c b cong s ch p vào nhau. ằ ư ẽ ụ ỏ ằ ể ườ ắ ủ ả ự ị ướ ặ ổ

ố ấ

ữ ự ủ ấ ấ

ự ự

ể ư ự ặ ợ

ổ ổ ị ừ ả ồ ờ

Acqui axit di đ ng (acqui ôtô, tàu th y ….). Kh i t m c c c a acqui g m có ồ ủ ộ kh i d ng có ng và kh i âm, gi a chúng có t m ngăn cách. Các t m c c d ự ươ ố ươ ố m u đ đ a vào g đ t m c c, còn t m c c âm thì t a vào đ cách đi n. Các ế ệ ấ ự ấ ờ ở ấ ỗ ỗ ữ ể ổ gi a đ b , l t m c c đ t trong v b ng nh a t ng h p, trên là n p có ba l ắ ự ổ ỏ ằ ấ bên đ thông khí. L b sung dung d ch có nút nh m sung dung d ch còn hai l ằ ị ị ể ổ ị trong acqui ra, đ ng th i ngăn dung d ch ch y ra ngoài khi acqui b thoát khí t song sánh trong quá trình di chuy n acqui. ể

t

ệ

Trang 11

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

ệ ặ

ượ ớ ổ ấ ỷ ọ ầ ạ ị

c đ t trong dung d ch đi n phân là axit Các t m c c c a acqui axit đ ị ự ủ sunfuric. T tr ng dung d ch khi m i đ vào acqui là 1,18 và sau khi n p đ y là 1.20-1,21.

Hình 1-1. C u trúc ấ c a acqui axit ủ

2.2 Nguyên lý ho t đ ng c a acqui axit : ạ ộ ủ

ể ế

ầ ươ ự ề

ư ạ Sau khi l p acqui, c n ti n hành n p đ phân c c tính acqui. Khi ch a n p, ự ạ ậ ng đ u có ch t ho t tính là chì ôxit PbO. Khi ng p ở ả ự ấ trong dung d ch, chì ôxit tác d ng v i axit đ bi n thành chì sunfat : ắ c c c âm và c c d ị ạ ể ế ụ ớ

PbO + H2SO4 = PbSO4 + H2O

4, nên acqui ch a phân c c và ư

ự ự

Nh v y c hai c c đ u có cùng c c tính là PbSO ự ề c ch a th phóng đi n đ ệ ượ ư ậ ả ể ư

T iả

I f I n

-- SO 4

I f H+ I n H+

Pb PbO 2 PbSO 4 PbSO 4 (a) (b)

t

ệ

Trang 12

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

Hình 1-2. S đ n p (a) và phóng (b) c a acqui axit. ơ ồ ạ ủ

ng c a acqui vào c c d ố ạ ự ươ

ồ

+ đi v c c âm và các ion âm SO

ng ngu n n p, c c âm ồ ự ạ ừ ự c c ệ ẽ --đi ng v c c âm. Do đó, các ion d ng H ự ề ự ị ề ự

ng. Mu n n p đi n, ta n i c c d ủ ố ự ươ ệ acqui vào c c âm ngu n n p (hình a). Trong dung d ch, dòng đi n s đi t ạ d ươ ươ v c c d ề ự ươ

— s ôxi hóa thì sunfat theo ph n ng: ng, anion SO 4

-- SO4

+ PbSO4 + 2H2O = PbO2 + 2H2SO4

T i c c d ạ ự ươ ả ứ ẽ

+ s kh , ch sunfat theo ph n ng:

Còn c c âm, cation H ở ự ẽ ử ả ứ ỉ

2H+ + PbSO4 = Pb + H2SO4

c c d ng và âm, ta có ph ở ự ươ ươ ả ứ ng trình ph n ng

K t h p c hai ph n ng ả ế ợ t ng h p khi n p đi n: ợ ổ ả ứ ệ ạ

PbSO4 + 2H2O + PbSO4 = PbO2 + 2H2SO4 + Pb

(+) (-) (+) (-)

Qua ph ng trình này, ta có các nh n xét sau: ươ ậ

Trong quá trình n p đi n : ệ ạ

c c d ở ự ươ ạ ấ ọ 2, còn ch t h at

+Ch t ho t tính tính c phân c c; ấ c c âm bi n d n thành chì x p. K t qu là acqui đ ở ự ng bi n d n thành chì điôxit PbO ả ế ầ ế ố ầ ế ượ ự

i phóng, còn n ộ ệ t

+Axit sunfuric đ tăng lên, s c đi n đ ng c a acqui tăng theo, đi n tr trong gi m xu ng . c b phân tích, do đó, n ng đ nhi ả ướ ị ệ c gi ả ủ ượ ộ ồ ố ứ ệ ở

ạ ư ế ế

ạ ộ ế ạ ệ ồ ộ ị

t c ch t ho t tính đã bi n hóa h t và do Qúa trình n p coi nh k t thúc, khi t ấ ả ấ đó, n ng đ dung d ch không tăng n a. S c đi n đ ng c a acqui khi n p đ y ầ ủ ứ ữ kho ng 2,05V . ả

ẽ ệ ừ ự

ư ng. Do đó, cation H c c âm ng còn ệ ẽ ề ự ươ ề

— đi v c c âm. ề ự

Khi acqui phóng đi n (nh hinh v ) dòng đi n qua dung dich đi t ệ + đi theo chi u dòng đi n s v c c d v c c d ề ự ươ anion SO4

+ s kh chì điôxit đ gi

T i c c d ng, cation H i phóng chì sunfat : ạ ự ươ ẽ ử ể ả

2H + H2SO4 + PbO2 = PbSO4 + 2H2O

-- s ôxi hóa chì, bi n thành chì – Sunfat : c c âm anion SO ế 4

Còn ở ự ẽ

SO4 + Pb = PbSO4

Ph ng trình ph n ng khi phóng đi n là : ươ ả ứ ệ

ệ

Trang 13

ệ

PbO2 + 2H2SO4 + Pb = PbSO4 + 2H2O + PbSO4 t SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

(+) (-) (+) (-)

Qua ph ng trình này ta có nh n xét sau: ươ ậ

Trong quá trình phóng đi n:ệ

ng (PbO c c d ở ự ươ ầ ạ

2) và c c âm (Pb) b tiêu hao d n, bi n ế ị ả

+ Ch t ho t tính ấ thành chì sunfat (PbSO4) và do đó, s phân c c c a acqui gi m d n; ự ự ủ ự ầ

ướ ượ ạ ộ ả

+ Axit sunfuric b phân tích, n K t qu là s c đi n đ ng c a acqui gi m d n, còn đi n tr trong tăng lên. ệ c t o thêm, nên n ng đ gi m d n. ầ ồ ầ c đ ả ị ộ ứ ủ ế ệ ả ở

ế ể ề ng, t c là t ứ

ế ế ạ ượ ủ ứ ệ ộ

ượ ế ệ ầ ở

ấ ự ệ ệ ộ

ả ỉ ượ ế

i acqui. ấ t V lý thuy t, có th cho acqui phóng h t hoàn toàn dung l ằ c các ch t ho t tính đã bi n thành chì sunfat, s c đi n đ ng c a acqui b ng ả không. Th c ra, khi phóng g n h t dung l ng, đi n tr trong tăng lên nhanh ề chóng, đi n áp trên c c acqui gi m nhanh và khi s c đi n đ ng đã gi m nhi u, ả ự ng. Vì th , ng acqui r t khó ph c h i dung l c phóng ượ ụ ồ đ n đi n áp 1,7-1,8V thì ph i ng ng phóng và ti n hành n p l ừ ả ế ứ i ta qui đ nh là ch đ ị ạ ạ ườ ế ấ ệ

2.3. Các thông s c a acqui: ố ủ

ệ ủ ệ ứ ệ ả

ự i trên c c t và có ứ ủ ộ : S c đi n đ ng c a acqui là đi n áp không t ộ ộ ồ ệ

ể ứ ị ụ ệ ự

S c đi n đ ng ộ acqui. S c đi n đ ng c a acqui ch ch y u ph thu c vào n ng đ nhi ệ ộ ỉ ủ ế th xác đ nh g n đúng theo công th c th c nghi m sau: ứ ầ E0 = 0,84 + g g là t tr ng dung d ch. đây,Ở ỷ ọ ị

ứ ệ ủ ứ ẽ ạ

0 = Theo công th c này, s c đi n c a acqui khi n p đ y ( 0,84 + 1,21= 2,05V còn khi phóng h t (ế g = 1,15), E0 = 1,99V. Vì th , có th coi s c đi n đ ng c a acqui axit là 2V . ủ ứ

ầ g =1,21) s là: E ể ế

ệ ộ

: IF và dòng đi n n p I ưở ạ ượ ng nh h ả

ế ệ ệ ủ ạ n là các đ i l ệ ớ ả ứ ả

ạ ấ ệ ớ ẽ ạ ộ

ổ ở ớ ộ ớ ế ạ ớ ị

ả

ị ế ẽ ả ấ ạ ẽ ả ộ ố ủ ệ ớ ế ệ

ng x y ra t ả t ừ ừ ấ ộ

f t

ấ ng r t Dòng đi n phóng l n làm vi c c a acqui. N u phóng v i dòng đi n l n, ph n ng x y ra m nh, ạ ớ ch t ho t tính b bi n đ i nhanh, s t o thành m t l p chì sunfat bao b c bên ế ngoài và do đó, s c n tr l p ho t tính bên trong ti p xúc v i dung d ch. K t ng qu là m t s ch t ho t tính không tham gia phóng đi n và do đó, dung l ượ ả i, n u phóng v i dòng đi n nh , ph n c l phóng c a acqui s gi m đi. Ng ỏ ượ ạ , làm cho ch t ho t tính có th tham gia toàn b vào quá trình ứ ể phóng đi n và dung l ệ ạ ng phóng s tăng lên . ẽ ượ

ọ ế ươ ứ ng ng

f :

ng phóng t ừ f, ta có dung l G i th i gian phóng t ờ dòng đi n phóng I ệ lúc b t đ u phóng đ n lúc phóng h t là t ế ng ng là Q ươ ứ ắ ầ ượ

t

ệ

Trang 14

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ề ể

Qf = If . tf

ấ ớ

ng phóng t ươ ượ dm . Đó là dung l ng ng v i ch đ 10h là dung l ế ộ ượ ấ ủ

đm .

ng ượ ứ ớ ng l n nh t c a acqui khi phóng v i ng phóng s nh h n Q Ng i ta l y dung l đ nh m c c a acqui -Q ớ ị dòng đi n l n h n dòng đi n phóng 10h, dung l ượ ườ ứ ủ ệ ớ ẽ ỏ ơ ệ ơ

c c khi acqui đã phóng h t dung : Unf là đi n áp ưỡ ế

ệ ở ự nf =1,7-1,8 V. Đi n áp ng ệ l ượ ng phóng ng quy đ nh. Đ i v i acqui axit, U ố ớ ị

: Là đi n áp trên c c khi acqui đã n p đ y dung l ệ ạ ầ ượ ng

ự nđ = 2,5-2,7 V . Đi n áp n p đ y Unđ ạ ầ quy đ nh. Đ i v i acqui axit U ố ớ ệ ị

d. Đ c tính c a m t s acqui axit: ộ ố ủ ặ

ạ ế ồ

ề ạ ả

ữ ể ở

c tăng b dày. Kèm theo ký hi u C và C ặ ng dùng lo i acqui mã hi u C và C ệ K khác nh ng bình ki u C ệ ổ ộ

các nhà máy đi n và tr m bi n áp có đ t acqui làm ngu n đi n thao tác ệ ấ K do Liên Xô s n xu t, ch thanh n i gi a các bình ữ ố ủ K có m t con s ch đ l n c a ố ng và ng càng l n, và do đó kh i l ỉ ộ ớ ố ượ ượ ớ

Ở ệ m t chi u, thông th ườ ộ các bình acqui ki u Cể đ ề ượ acqui. S hi u càng cao, acqui có dung l ố ệ th tích cũng l n theo ể ớ

3. Acqui ki m:ề

ề ấ ấ ố

ố ệ ự ươ ệ ấ ị

ng là các t m x p h p ch t niken, c c âm là các c dùng ế ợ ề ỏ ượ ự ạ ề ế

c s d ng là: ng đ Acqui ki m có đi n c c d ự t m x p cađmi, ch t đi n phân là dung d ch ki m KOH. Acqui đ ấ nhi u trong các nhà máy đi n và tr m bi n áp nh và trung bình, có s h n ch ạ v không gian. Các lo i th ượ ử ụ ề ệ ườ ạ

T/TP - có các b n c c d ng ki u ô nh ; ả ự ươ ể ỏ

TS/TSP - acqui kh i đ ng có c c d ở ộ ự ươ ng ki u ô nh . ỏ ể

t

ệ

Trang 15

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

So v i acqui axit acqui ki m có nh ng u nh

Hình 1-3. C u trúc c a acqui ki m ủ ề ấ

c đi m sau: ữ ư ề ớ ượ ể

u đi m: Ư ể

- Đ b n c l n h n, tu i th cao; ộ ề ơ ớ ơ ọ ổ

D b o d ng ; - ễ ả ưỡ

Th tích và tr ng l ng nh h n đáng k ; - ể ọ ượ ỏ ơ ể

ng đ n môi tr ng ; - Ít nh h ả ưở ế ườ

Nh ượ c đi m: ể

ỏ ơ ủ ệ ỗ ớ

- Đi n áp m i ngăn nh h n (1.2V/ngăn so v i 2V/ngăn c a acqui axit);

- Khi n p thêm tăng 50% ; ạ

- Khi phóng đi n áp gi m 20%; ệ ả

ng Ah và 50-60% theo ượ ệ ấ

năng l - ượ Hi u su t ch b ng 75% theo dung l ng Wh, do v y, dòng đi n tiêu th l n h n r t nhi u ề ụ ớ ơ ấ ỉ ằ ệ ậ

Tiêu th n c đi n phân hai ụ ướ c c t nhi u h n, ph i thay n ơ ề ấ ả ướ ệ

- năm m t l n; ộ ầ

ế ở ữ ậ nh ng n i có khí h u ơ

ệ ộ t đ môi tr ậ ng khi thi Nh y v i nhi ớ nóng c n ph i k đ n nhi ệ ộ ạ ả ể ế t đ , do v y, n u dùng t k ; ế ế - ầ ườ

- Các đ c tính phóng đi n d c h n; ệ ố ơ ặ

- Có gi i h n thay đ i đi n áp khi phóng đi n nh ; ớ ạ ệ ệ ổ ỏ

- B i s quá t ộ ố ả ỏ ơ i cho phép ng n h n v dòng đi n nh h n ề ệ ạ ắ

nhi u so v i acqui axit. ớ ề

c đây ng ễ ừ ướ ườ

i ta hay s ả ầ ặ

c vì sao tr ấ ượ ệ ạ ộ ệ ể ừ ạ ặ ặ ộ

ử T các so sánh trên, d dàng th y đ d ng acqui axit trong các nhà máy đi n và tr m bi n áp, m t dù ph i c n đ n ế ế ụ phòng đ t acqui đ c bi ủ t đ tránh đ c h i và ngăn ng a tác đ ng ăn mòn c a h i axit. ơ

4. Ch đ n p đi n: ế ộ ạ ệ

4.1 Các ch đ n p đi n: ế ộ ạ ệ

t

ệ

Trang 16

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ề ể

ng quy t đ nh đ n ch t l ả ế

ưở ệ ụ ạ ầ ng c a acqui. Tùy ế ị ấ ượ i ta chia ra làm nhi u ch đ n p khác ề ủ ế ộ ạ ườ

Quá trình n p đi n có nh h ệ ạ theo m c đích và yêu c u n p đi n, ng nhau:

ỉ ế ự ớ

ạ ượ ệ ầ ầ ớ ắ ấ

ạ ầ : Ch ti n hành v i acqui axit, đ phân c c acqui và n p ng và ầ ẽ ể t, khi m i l p, c hai t m c c d ự ươ ả ệ ộ

+ N p đi n l n đ u ng đ u tiên cho acqui. Ta bi dung l ế c c âm đ u cùng ch a cùng m t ch t ho t tính là chì-sunfat. N p đi n đ u s ấ ề ự phân c c các t m c c t o ra chì điôxit ng và chì x p ạ c c âm. ố ở ự ạ c c d ở ự ươ ứ ự ạ ự ấ

ng cho acqui sau khi đã phóng ệ

+ N p đi n th ạ h t dung l ạ ượ ế ể ườ ng. N p đi n th ườ đ ph c h i dung l ượ ụ ồ ng ti n hành c cho acqui axit và acqui ki m ả ế ng: ệ ề

ạ ệ ụ

ng sunfat hóa hay xu t hi n ử ộ ằ ấ

ng c a acqui. Đó là hi n t ượ

ở ấ ấ ườ

c gi i phóng đ y đ . N u hi n t ầ ủ ế ủ ả ứ ả ượ ề

ẽ ế ứ

ự ẽ ấ ầ ằ ả ử ị ệ ạ ằ

ệ nh m m c đích kh sunfat cho acqui axit. Hi n + N p đi n cân b ng: ằ acqui axit là m t trong các nguyên nhân làm t ệ ở ượ t m c c ự ng chì sunfat hình thành gi m dung l ệ ượ ả ạ ng, và do đó, ch t ho t không tham gia ph n ng trong quá trình n p đi n th ạ ệ ng sunfat hóa x y ra nhi u và tính không đ ả ệ ượ i lâu dài, chì sunfat s k t c ng thành chai t m c c s m t d n kh năng t n t ấ ồ ạ tham gia ph n ng phóng n p. Vì th , n p đi n cân b ng nh m kh k p th i ờ ế ạ hi n t ả ứ ng này. ệ ượ

ụ ạ : Nh m m c đích b sung k p th i dung l ổ

ng t ị ờ phóng. Nh v y, acqui đ ư ậ

ng xuyên ệ ng xuyên đ y dung l ự ng. Acqui ẽ ườ ng ượ ượ c ạ các nhà máy đi n, tr m ệ ở

+ Ph n p th ườ acqui b gi m do phóng đi n hay hi n t ị ả ph n p s th bi n áp, trên ôtô…nói chung đ u có ph n p. ằ ụ ệ ượ ượ ụ ạ ụ ạ ế ầ ề

ạ ể ụ ồ ấ ự ị ặ ạ

+ N p ph c h i : ụ ồ ụ ồ Đ ph c h i t m c c b sunfat hóa n ng. N p ph c h i ch ti n hành đ s a ch a acqui. ể ử ỉ ế ữ

ể ạ ạ : Đ nh m n p đ y acqui sau m t th i gian phóng đi n. N p ệ ầ ờ

ch đ ph n p. + N p b sung ộ ằ ạ b sung ch ti n hành v i các acqui không làm vi c ổ ổ ỉ ế ớ ệ ở ế ộ ụ ạ

Sau đây, ta xét m t s ch đ n p acqui th ộ ố ế ộ ạ ườ ng g p trong vi c v n hành acqui. ệ ậ ặ

4.2 N p đi n đ u ệ ầ : ạ

ọ ạ ạ ố ớ

ướ ữ ớ ử ậ

ạ ằ

ấ ủ ổ ẩ

ng n p hình thành. ừ ắ N p đi n đ u, còn g i là n p hình thành ti n hành đ i v i acqui axit v a l p ế ệ ầ c khi đ a vào v n hành, ho c đ i v i các acqui sau s a ch a l n có xong, tr ư ố ớ ặ th thay th t m n p. N p hình thành nh m m c đích bi n đ i chì sunfat thành ụ ế ấ ế ạ ể chì đioxit c c âm. Th i gian và ph m ch t c a acqui c c d ở ự ươ ờ sau này s ph thu c vào ch t l ộ ẽ ụ ng và chì x p ấ ượ ố ở ự ạ

t

ệ

Trang 17

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ề ể

ạ ầ ầ ề ộ ượ ầ ấ

ượ ng ng g p 10 l n dung l b ng sau đ i v i các acqui OT ạ ố ớ

N p đi n đ u c n truy n cho acqui m t dung l đ nh m c c a acqui, v i dòng đi n n p cho ở ả ệ ớ ị ho c TT, th i gian kho ng 65-75h. ả ệ ứ ủ ờ ặ

ị ệ ỷ ọ

ỷ ọ

ng đó là bình th đ u, hi n t ẽ ả ả ề ầ ỉ

ệ ượ ầ ể ề

ị tr ng dung d ch rót vào bình là 1,26. t đ không quá tr ng 1,1S, nhi Dung d ch đi n phân rót vào bình ph i có t ả ệ ộ 30oC. Sau khi rót vào bình, t ộ tr ng ch t đi n phân s gi m xu ng trong m t ấ ố ệ ng, không c n ph i đi u ch nh.Acqui đã vài gi ườ rót ch t đi n phân c n đ yên trong 2-4h cho dung d ch th m đ u vào các t m ấ ấ c c. Đ i v i các acqui OT và TT, t ự ờ ầ ấ ệ ố ớ ỷ ọ ị

t

ệ

Trang 18

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ề ể

B ng 1.4. Đ c tính k thu t c a acqui s t ki m ậ ủ ề ặ ắ ả ỹ

Dung l ngượ ầ ạ

N p hình thành [Ah] ị

Dòng đi nệ n p đ nh m c[Ah] 4,5 l n dung hình thành [A] ngượ Dung l ứ đ nh m c ị [Ah] ạ ứ

1 36 7 162 360

2 72 11 325 720

3 108 21 485 1080

4 110 28 650 1110

5 166 35 820 1300

6 216 30 975 2100

8 288 40 1300 2880

10 566 50 1620 3600

12 132 60 1960 4320

11 504 70 2270 5010

16 576 80 2590 5760

18 648 90 2920 6180

20 720 100 3210 7200

21 861 108 3380 8610

23 1008 126 4510 10080

32 1152 141 5185 11520

36 1296 162 5830 12960

40 1140 180 6480 14100

41 1584 198 7110 15840

48 1728 216 7780 17280

ồ ạ ư ụ ả ả

ấ ượ ệ ả ệ ề ổ

Ngu n đi n n p c n đ m b o cung c p liên t c dòng đi n nh cho trong ệ ầ b ng và ph i có kh năng đi u ch nh đ c dòng đi n ( thay đ i đi n áp trên ả ệ ả ng acqui . ng ngu n ph i đ u đúng v i c c d c c acqui). C c d ự ươ ự ỉ ả ấ ớ ự ươ ồ

Trình t ự ạ n p đi n đ u nh sau : ầ ư ệ

t

ệ

Trang 19

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

ạ ư ả

ng đ nh m c, đi n áp trên c c acqui đ t t ụ ớ ượ ạ ớ ự ệ ị ượ ng ị i giá tr

+ N p đi n liên t c v i dòng đi n nh trong b ng trên, sao cho dung l ệ n p đ t 4,5 l n dung l ứ ạ ạ không d ệ ầ i 2,4V . ướ

đ ki m tra acqui, phát hi n các sai sót, b sung ừ ờ ể ể ệ ổ

+ Sau đó cho ng ng 1 gi thêm dung d ch . ị

ớ ộ

ề ầ , r i l i ng ng m t gi ờ ồ ạ ạ i n p m t dung l ộ

ượ ng ng đ nh ị ượ ng n p đ 10 l n dung ầ ệ ừ ế ạ ủ ạ ổ ượ

ng đ nh m c. + Ti p t c n p v i dòng đi n n p đ u, truy n cho acqui m t dung l ạ ế ụ ạ b ng đ nh m c. Sau đó l ằ ộ ạ ứ ị m c. C nh th ti p t c cho đ n khi đ t t ng dung l ứ ư ế ế ụ ứ l ị ượ ứ

c các yêu c u sau: Quá trình n p đi n k t thúc khi đ t đ ệ ế ạ ượ ạ ầ

- Đi n áp trên m i bình đ t tr s 2,5-2,75V ạ ị ố ệ ỗ

ỉ ọ ổ ờ ị

- T tr ng dung d ch đi n phân đ t 1,2-1,21 và không đ i trong th i gian 2-3 ệ ạ t tr ng này là 1,26 ). li n (đ i v i acqui OT, gi ố ớ ỉ ọ ờ ề

- Có hi n t ng sôi ch t đi n phân t c các bình. ệ ượ ệ ấ ở các t m c c ấ t ự ở ấ ả

ầ ầ ể ầ

ạ ị

ệ ạ ạ

C n chú ý là khi ti n hành n p đ u đ truy n 4,5 l n dung l ế ạ c n h t s c tránh ng ng n p acqui. N u nhi ượ ế ừ ầ c n áp d ng các bi n pháp qu t gió, ch không nên gi m dòng đi n n p. Tr s ứ ầ dòng đi n n p đ u ghi ị ố ố ở ả ạ đi n nh h n, nh ng th i gian ph i kéo dài đ đ m b o dung l ờ ng đ u tiên, ượ ầ oC, khi t quá 40 ị ố ệ có th n p v i dòng ớ ể ạ ng n p. ạ ượ ề t đ dung d ch v ệ ộ ả i đa. Th c t ự ế ả ể ả b ng là tr s t ả ế ứ ụ ệ ỏ ơ ầ ư ệ

ầ ầ ầ

ớ ầ ượ ệ

c. Dung l ả ế ệ ng cho t ng và n p đi n th ườ ạ , qua đi n tr ho c 10 gi ệ ờ ặ tr ở ướ ệ ờ

ệ ậ Sau khi k t thúc n p đi n đ u, c n ph i ti n hành ba l n phóng đi n t p ạ ế t, phóng h t dung l i đ y. Dòng đi n phóng d ệ ế ượ th c hi n theo ch đ 3 gi ượ ng ế ộ ự phóng tính theo công th c:ứ

Qf = If.cb . Tf

f.cb là dòng đi n phóng trung bình. Dung l

ng th c t c n quy đ i v ượ ự ế ầ ổ ề

oC theo công th c sau:

ệ 25 đây, I Ở t đ dung d ch nhi ệ ộ ị ở ứ

Qt (008

+ ,01

)25

Q25 = -

25 ng c ti n hành ượ ượ ế

25 và Qt là dung l ườ

oC và toC, cu i cùng, acqui đ ố ầ

ở ng đ k t thúc quá trình n p đi n đ u. đây, Q Ở n p đi n th ệ ạ ể ế ệ ạ

c. N p đi n th ng: ệ ạ ườ

t

ệ

Trang 20

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

ạ ệ ượ

ượ

ng nh m m c đích ph c h i đ dung l ườ ụ ồ ủ ụ ng quy đ nh, thông th ị ế ch đ lâu dài, t ứ

N p đi n th ằ acqui đã phóng h t dung l m c, khi acqui phóng đi n i 1,9V, t bình không d ị ướ axit ki u CK, ho c 1,13 đ i v i acqui OT. ặ ể ng cho acqui, sau khi ng đ nh ng là 75% dung l ườ ị ượ ỗ ng ng v i s c đi n đ ng m i ệ ươ ứ ộ ớ ứ ệ ở ế ộ tr ng dung d ch đi n phân 1,155-1,17 đ i v i acqui ố ớ ệ ỷ ọ ố ớ

ướ c khi n p, c n ki n tra s c đi n đ ng, t tr ng và m c dung d ch trong ộ ứ ể ầ

Tr ị m i bình. N u t tr ng và m c dung d ch không đ thì c n ph i b sung . ỗ ạ ế ỉ ọ ứ ả ổ ỉ ọ ủ ệ ị ứ ầ

i đa cho phép đ i v i acqui ch đ ạ ố ố ớ ụ

ẩ c áp d ng trong tr ỉ ượ ạ ườ ầ

ệ ạ

ả ằ ạ

ườ ng Dòng đi n n p t ệ ng, còn nói h p kh n c p, khi acqui đã tr i qua 10-12 l n phóng n p bình th ấ ợ ạ ố chung, ch đ i ệ ỉ ượ đa, t c là b ng dòng đi n n p ghi trong b ng s li u acqui. Đ i v i acqui ố ớ ằ ứ ki m, dòng đi n n p th c n p acqui b ng dòng đi n không quá 75% dòng đi n n p t ả ch đ n p 7 gi ng là dòng đi n ố ệ ệ ở ế ộ ạ ệ ườ ệ ạ . ờ ề

i 2,3-2,4V, acqui b t đ u hi n t ệ ỗ ệ ượ ầ ng sôi, c n

i đa. Khi đi n áp trên m i bình đ t t ắ ầ gi m dòng đi n n p, đ n tr s b ng 40% dòng đi n n p t ệ ạ ố ạ ớ ị ố ằ ệ ế ả ạ

t quá 40%. Khi nhi ố ệ ộ ượ ệ t

t quá tr s này, c n gi m dòng đi n n p. Trong su t quá trình n p, nhi đ v ả ị ố ộ ượ ạ ầ t đ dung d ch không v ị ệ ạ

ạ ạ ở ố

ể ng ti n thông gió, c n đ t acqui n p ch ể ơ ầ ầ ế ươ ệ ặ

Khi n p acqui, c n m qu t thông gió phòng acqui đ h i axit b c ra d dàng phóng ra ngoài. N u không có ph ạ ở ổ thoáng gió.

c xác đ nh b i các đi u ki n sau: Acqui n p đ u đ ạ ề ượ ề ệ ở ị

ạ ố ệ ệ ạ ả i đa, mà đi n áp trên ệ

+ Khi dòng đi n n p gi m 40% dòng đi n n p t m i bình ỗ

i 2,5-2,7V và gi ữ không đ i trong 1h, ổ đ i v i acqui ki m, đi n áp này là ề ố ớ ệ

đ t t ạ ớ 1,8V.

+ T tr ng dung d ch đ t tr s 1,2-1,21 và gi ạ ị ố ỷ ọ ị ữ ố không đ i trong 1h; đ i ổ

tr ng là 1,26. v i acqui OT,t ớ ỷ ọ

+ Có hi n t ng sôi m nh t ệ ượ ạ ở ấ ả t c các t m c c; ấ ự

+ Đã truy n cho acqui đ dung l ượ ằ ng này b ng

ượ ủ ng acqui đã phóng ra tr ầ c khi n p. ề 1,18- 1,2 l n dung l ầ ng c n n p; dung l ạ ạ ướ ượ

d. N p đi n cân b ng: ệ ạ ằ

t

ệ

Trang 21

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

ạ ằ ử ự

ng c a acqui. Theo qui đ nh, acqui ặ ấ ở ạ

ệ c dung l ượ ứ ệ ợ ườ ầ

N p đi n cân b ng nh m kh sunfat trên m t t m c c, và do đó, duy trì ế nhà máy đi n và tr m bi n đ ị ượ áp c 3 tháng ph i n p cân b ng 1 l n. Ngoài ra, các tr ng h p sau đây cùng c n ph i ti n hành n p cân b ng : ầ ằ ủ ả ạ ạ ả ế ằ ằ

- Acqui đã phóng đi n h t quá 1 ngày mà ch a n p đi n tr l i. ệ ế ư ạ ở ạ ệ

- i m c qui đ nh. T tr ng dung d ch đi n phân b gi m xu ng d ệ ỷ ọ ị ả ố ị ướ ứ ị

- Acqui nhi u l n không đ ề ầ c n p đ ượ ạ ủ

- Khi th ng xuyên cho acqui phóng v i dòng đi n quá nh ườ ệ ớ ỏ

Acqui đã phóng h t dung l ng đ nh m c ho c dòng đi n phóng v ế ượ ứ ệ ặ ị ượ t

quá tr s cho phép. - ị ố

Trình t ti n hành n p cân b ng nh sau: ự ế ư ằ ạ

+ Cho acqui phóng h t dung l ượ ế ố ớ ệ

ng thì không ti n hành ti ng (đ n đi n áp 1,8V ) riêng đ i v i các t m c này. acqui đã phóng h t dung l ế ượ ế ụ ế ế

+ Ti n hành n p đi n th ng cho acqui. ệ ế ạ ườ

+ Ng ng n p trong 1h. Trong th i gian này, không nên đ acqui phóng ừ ể ạ ờ

đi n.ệ

+ Ti n hành n p acqui v i dòng đi n b ng 40% dòng đi n n p t i đa cho ạ ố ệ ế ệ ằ ớ

phép. Khi acqui sôi r t m nh và t a khí nhi u thì ng ng n p trong 1h. ỏ ừ ề ạ ạ ạ ấ

+ L i ti p t c n p nh m c 4. ạ ế ụ ạ ư ụ

ng n p t ng c ng b ng 3 l n dung l ạ ổ ượ ớ ằ ầ ộ ượ ng

C th kéo dài, cho t đ nh m c, quá trình n p cân b ng coi nh k t thúc. ạ ị i khi dung l ằ ứ ế ứ ư ế

c. Ch đ ph n p: ế ộ ụ ạ

ế ộ ụ ạ ẽ ườ ạ

ỏ ch đ ph n p s th l ng n p này bù l ượ ạ ạ

ng phóng xung kích. Nh v y, acqui luôn ượ

ậ ủ ệ ố

ệ ệ ế ậ ạ

ằ ng xuyên đ c n p đi n b ng ượ ệ phóng trong acqui, ng t i dung l ự ượ ầ tr ng thái đ y ở ạ ờ ậ Đi u này nâng cao tính tin c y c a h th ng đi n m t chi u. Theo ề ộ các nhà máy đi n và tr m bi n áp ở ả ỹ ng xuyên. c làm vi c ệ ố ch đ ph n p th Acqui làm vi c ệ ở dòng đi n nh . Dung ệ cũng nh dung l ư dung l ng. ượ ề quy ph m qu n lý k thu t, h th ng acqui ạ ph i đ ườ ệ ở ế ộ ụ ạ ả ượ

03.0

Qdm

Dòng đi n ph n p đ ệ ụ ạ ượ c xác đ nh b ng công th c: ằ ứ ị

Inf

I n.f =

t

ệ

Trang 22

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ề ể

nf – Dòng đi n ph n p ,A ệ

đây I Ở ụ ạ

Qdm - Dung l ượ ng đ nh m c c a acqui, Ah ứ ủ ị

ể ả

ụ ạ ng acqui. Acqui cũ, x u, hi n t ợ ẽ ụ ệ ượ ấ ượ ự ấ

c lai, acqui còn t , nh t là ch t l ụ ạ ầ ớ ấ t, t ố ự ề ề ượ

Công th c này dùng đ tham kh o. Dòng ph n p thích h p s ph thu c vào ộ ứ phóng ng t nhi u y u t ế ố nhi u, dòng ph n p c n l n. Ng ầ phóng ít, s yêu c u ẽ dòng ph n p nh . ỏ ụ ạ

ơ ầ ở acqui s có hi n t ẽ ả

ượ ệ ệ ượ t quá 2,2V. Lúc này c n ph i gi m dòng ph ả ầ ng sôi và to khí ụ ả

Khi dòng ph n p l n h n yêu c u, ụ ạ ớ đi n áp trên m i bình v m nh,ạ ỗ n p.ạ

ơ i, n u dòng ph n p không đ , đi n áp trên m i bình s th p h n ế ệ ỗ

Ng 2,1V, t c l ủ ượ ạ tr ng dung d ch th p h n 1,2-1,21. Lúc này c n tăng dòng ph n p. ỷ ọ ụ ạ ơ ấ ẽ ấ ụ ạ ầ ị

ư ệ ế ệ ả m i bình đ t kho ng ạ

Dòng đi n ph n p coi nh thích h p, n u đi n áp 2,1-2,2V, còn t ụ ạ ở ỗ ợ tr ng dung d ch n m trong ph m vi 1,20 -1,21. ỷ ọ ằ ạ ị

t

ệ

Trang 23

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

Ch

ng 2:

ươ

I THI U M T S T N P

Ớ

Ộ Ố Ủ Ạ

Ệ

I. T n p CDN – HPT 50 220 XE:

ủ ạ

n p c a hãng AEES, Pháp. T n p đ ủ ạ ủ ượ ậ

tự ề ả i

c s d ng hi n nay ế ộ ạ ớ ượ ử ụ ủ ạ ệ c v n hành hoàn toàn m t s tr m truy n t ở ộ ố ạ

Đây là t đ ng v i các ch đ n p, và đ ộ Hu .ế

BATTERY

FSB

1. M t s s đ nguyên lý: ộ ố ơ ồ

145

SHC

DJS

SHC

RECTIFIER BRIDGE CS A

SFB(+)

Rectifier Bridge

FU (+)

SFB(-)

HPT CHARGE

FU (-)

To EPR1

DC OUTPUT

BLOC HPT 833/UNIT

HPT833 PILOT UNIT

From TR folio EPR1

TRA

868

Maxi 900

898 834 PILOT UNIT

M1 M2 M3

834

900

Defaut Defaut Defaut Mini Charger Battery Battery charger

868

898

8 9 8

Remote control

3 4 5 6 7 8

To Folio 900 EPR1

t

ệ

Trang 24

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ề ể

Chú thích:

- Máy bi n áp

(Transformer)

ế

+ TR : Máy bi n áp ba pha. ế

- Module vi đi u khi n (Micro controller Module)

ể

ề

+ LC : Cu n kháng l c ọ ộ

+ 898 : B bi n đ i DC/DC ộ ế ổ

+ 899 : Kh i hi n tín hi u/s PCB ố ệ ố ể

- Kh i đi u khi n s c (Charging unit) ể ạ

ề

ố

+ 900 : Giao di n b vi đi u khi n ể ệ ộ ề

+ HPT 833 : Kh i đi u khi n ể ề ố

+ LA : Cu n kháng ng t ắ ộ

+ C : T đi n lo i FELSIC 85 2200µF-350V ụ ệ ạ

t

ệ

Trang 25

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

+ R : Đi n tr lo i 22KΩ ở ạ ệ

+ D : Điôt lo i P600G ạ

- H th ng b o v (Protection system). ệ

ệ ố

ả

+ F, FM : C u chì ầ

+ DJS : Máy c tắ

+ F1-F2-F4: C u chì 2A ầ

+ F3 : C u chì 4A ầ

+ SFB : C u chì 63A ầ

+ FU : C u chì 50A ầ

+ IM : Công t c ắ

+ BPE : Nút n ấ

+ CS : Công t 220/230 Vac -50 Hz t t ắ ơ

+ TRA : Máy bi n áp ph ụ ế

+ 868 : Giám sát l i ch m đ t m t chi u ỗ ề ấ ạ ộ

- Kh i đ u cu i(Terminal)

ố ầ

ố

: 380,1/8

2. Nguyên t c ho t đ ng : ạ ộ ắ

2.1 T ng quan : ổ

ệ ố ề ệ ạ ỉ

H th ng s c m t pha và ba pha có h th ng đi u ch nh đi n áp và dòng ệ ố (UI) v i dòng đi n gi ộ i h n. ớ ạ ệ ớ

2.2 Ho t đ ng c a b s c: ủ ộ ạ ạ ộ

M ch ngu n: ồ ạ

c đi u ch nh b ng máy bi n áp, sau đó đ ượ ế ề ỉ ỉ

c ch nh l u b i ư ở ẽ ượ ộ ề ặ ố ứ ể

Ngu n AC đ ồ b đi u khi n c u 3 pha không đ i x ng ho t đ i x ng. B đi u khi n pha s ể ầ ộ ề t o ra dòng đi n thích h p v i t n th t là bé nh t. ợ ệ ạ ằ ố ứ ấ ớ ổ ấ

ệ l c đi n phân, có ho c không có cu n kháng l c s làm cho đi n ọ ẽ ặ ộ

M t t ệ ộ ụ ọ áp b ng ph ng h n. ẳ ằ ơ

M ch đi u khi n: ể ề ạ

ở ộ ề ế ỉ

Đi u ch nh h n ch dòng và áp đ ạ đ ượ c t o ra b i b đi u ch nh dòng và áp, ượ ạ c hi n th trên giao di n b m t ( đi n áp 6V, dãy dòng t ng c ng 60mA). ệ ề ặ ề ể ỉ ị ệ ổ ộ

t

ệ

Trang 26

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ể ề

ạ ể ề ằ ở

ạ Bo m ch đi u khi n s d ng thông tin này đ kích kh i các thyristor nh m t o ra dòng và áp trong gi i h n phù h p. ể ử ụ ớ ạ ợ

M ch ki m tra: ể ạ

b s c. M ch ho t đ ng đ c l p v i m ch đi u khi n ộ ậ ạ ộ ể ở ộ ạ ề ạ ạ ớ

REGULATION

SMOOTHING

RECTIFIER BRIDGE

OUTPUT

TRASFORMER

SFB

MAINS

CONTACTER

PILOT UNIT

S đ nguyên lý m ch s c: ơ ồ ạ ạ

BATTERY

S900

security

S900 PROTECTION

899

Đ ng đ c tính s c: ặ ườ ạ

UE : Ch đ b ng tay ế ộ ằ

Ch đ t đ ng : UC: n p tăng c ng ế ộ ự ộ ạ ườ

UF: ph n p ụ ạ

U=constant

I(A)

i gi i h n t ng ả ớ ạ ổ IT : t U(V)

t

ệ

Trang 27

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ể ề

ặ ể ặ ớ ở ở

Nét đ c tr ng c a b n p này phù h p v i ki u acqui h (Pb ho c NiCd ); ợ ch đ t ủ ộ ạ ư đ ng có hai t c đ n p. ế ộ ự ộ ố ộ ạ

N p tăng cao (UC ). ạ

Ph n p (UF) . ụ ạ

Dòng đi n đ đ ng gi c t i h n đ n giá tr l n nh t (IT) ệ ượ ự ộ ớ ạ ị ớ ế ấ

đ ng, t c đ s c đ ế ộ ự ộ ố ộ ạ ượ ệ ộ

ắ ằ ả ắ ị ờ ứ

Manual switching with BP boost

Automatic switch UC/UF versus mains

Mains

Mains ON

c đóng ng t b ng m t ng t đi n và Trong ch đ t có ch c năng th i gian tăng đôi đ ng t ngu n chính. C hai giá tr th i gian tr ễ ể ồ ắ này ( T1, T2 ) hi n th trên gi n đ th i gian ồ ờ ị ờ ể ả

Mains OFF

Tmax=T3

Boost charge floating

BP boost

t 2s 2s

ị

T1: < nh p đ tr v ộ ở ề

T2 :> nh p tr v ở ề ị

T3 : kho ng th i gian c a t c đ n p theo ch ng trình ủ ố ộ ạ ả ờ ươ

2.3. B o vả ệ:

M ch ngu n : ồ ạ

ệ ằ ầ ắ

c b o v b ng c u chì ho c Theo nguyên t c chung, đ u vào và đ u ra đ ặ ầ ượ ả máy c t ph thu c vào ch đ và đ c đi m c a ngu n . ồ ế ộ ầ ể ụ ủ ặ ắ ộ

t

ệ

Trang 28

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

M ch đi u khi n : ề ể ạ

ế ộ ượ

ố ể ự ự ề

ạ ộ ể ạ ộ ặ

c cài đ t (AC ho c DC) đ giám sát ho t đ ng c a h ể i v cách đi n, nhi ậ ể ạ ề ượ ề ỗ ề ặ ể ệ

i khác. c giám Kh i đi u khi n s c, kh i phát xung và các ch đ ho t đ ng đ ề ố ng trình đi u khi n xây d ng d a trên chip đi u khi n S900. Nó có sát b i ch ươ ở ủ ệ nhi u m c đi n áp đ ứ ề ệ th ng n p/acqui và nhi u đ u vào logic đ thu th p các l ệ t ạ ầ ố đ và nh ng l ữ ộ ỗ

L i chính: ỗ

i c a ngu n cung c p chính. Tín hi u này t o ra c nh báo: Acqui s ỗ ủ ệ ấ ạ ả ồ ẽ

Là l ho t đ ng. ạ ộ

L i b s c: ỗ ộ ạ

Bao g m 2 ng ồ ưỡ ng đi n áp. ệ

ệ

ặ ự ắ t ấ i thi u ch đi báo tín hi u. Sau i thi u ể : Th hi n đi n áp đ u ra c a b s c th p ho c s t ủ ủ ộ ạ ể ng t ườ ưỡ ệ ỉ

Ng ầ ưỡ ng t không bình th ố khi s c xu t hi n nó s ph c h i nhanh chóng. ự ố ấ ể ệ ố ng c a ngu n chính. Ng ồ ẽ ụ ồ ệ

ệ ả

ưỡ ng c a t n p. Ngu n cung c p cho b n p đ c c t ra đ b o v ự ạ : Là d u hi u quá t ấ ồ ấ i và đi kèm v i s v n hành không ớ ự ậ ệ ượ ắ ộ ạ ể ả

Ng bình th ườ cho acqui tránh b h h ng do quá t i. ng c c đ i ủ ủ ạ ị ư ỏ ả

L i acqui : ỗ

ệ ủ ự ắ ầ ấ ự ộ

ấ : Là d u hi u c a s b t đ u đóng t ng th p ạ ự ấ ừ ự ư ỏ ệ ệ đ ng. Nguyên nhân ặ s h h ng ph n chính ho c ầ

Ng ưỡ khác có th là do s xu t hi n đi n n p th p t ấ ể do s c t n p. ự ố ủ ạ

ng t i thi u ệ ủ ố ưỡ

ự ố ể : Là d u hi u c a cu i quá trình n p t c ph c h i nhanh chóng đ tránh b t kỳ s h h ng nào đ ng khi s c ự ư ổ ạ ự ộ ấ ể ấ

Ng ấ ố xu t hi n, nó s đ ụ ồ ẽ ượ ệ khác do s phóng đi n c a acqui. ử ệ ủ

2.4. Đ c tính/cài đ t/đi u ch nh: ề ặ ặ ỉ

Đ c đi m c a ngu n cung c p: ủ ồ ể ặ ấ

• Lo i : 3 pha ạ

• Đi n áp : 380V +6-10% ệ

• T n s : 47 – 63 Hz ầ ố

• Công su t : 18KVA ấ

• Dòng cài đ t máy c t: 50A ắ ặ

t

ệ

Trang 29

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ể ề

ạ

Cài đ t h th ng s c: ặ ệ ố

• Gi i h n dòng s c t ng c ng : 50A ớ ạ ạ ổ ộ

• Đi n áp ph n p(UF) : 238V ụ ạ ệ

ng (UC): 243V • Đi n áp n p bình th ạ ệ ườ

Ch c năng t đ ng( Auto) ứ ự ộ • Th i gian n p (T3) : 15 h ạ ờ

• Cài đ t th i gian tr (TR) : 3 min ể ặ ờ

Ch c năng b ng tay( Manual ) ứ ằ • Đi n áp n p cân b ng (UE) :259V ệ ằ ạ

• Th i gian n p cân b ng l n nh t(TE): 24h ằ ấ ạ ờ ớ

ng cài đ t cho S900: ưỡ ặ

Ng

Ng ng l ưỡ i b n p ỗ ộ ạ

- Ng ng cao : 255V ưỡ

- Th i gian tr : 10s ể ờ

- Ng ng th p : 223,7V ưỡ ấ

- Th i gian tr : 10s ể ờ

Ng ng l i acqui ưỡ ỗ

- Ng ng th p : 205V ưỡ ấ

- Th i gian tr : 2s ể ờ

- Ng ng c c ti u: 200V ưỡ ự ể

- Th i gian tr : 6s ể ờ

Đo t ng t : ươ ự

- Áp bình đi n ệ

- Dòng b n p ộ ạ

- Đi n áp ngu n AC ệ ồ

xa: Đi u khi n hi n th t ể ị ừ ể ề

- L i b n p ỗ ộ ạ

- L i acqui ỗ

- Đi n áp c a acqui th p ấ ủ ệ

t

ệ

Trang 30

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ề ể

Acqui:

- Lo i acqui chì ạ

- Đi n áp : 220V ệ

- S l ng : 108 bình/2V. ố ượ

II. B n p acqui c a Hyundai:

ộ ạ

ủ

B s c: 3PH DC 110V 50A ộ ạ

Acqui : SLD150-2(150AH/10HR) 55 bình

i Nhà máy tàu bi n Hyundai Vinashin. Quá ạ ể

c n đ nh nh h th ng AVR và h th ng bù Dropper (SID). B s c này đ ộ ạ ượ ử ụ trình n p đ ị ạ ượ ổ c s d ng t ờ ệ ố ệ ố

FECIFIER

DROPPER

INPUT

MCCB3

MCCB2

MCCB1

MCCB3

STATION BATERIER BATERY TYPE SLD 150-2(50A) 150AH/10HR 50 CELLS

1. S đ nguyên lý t ng quát: ơ ồ ổ

t

ệ

Trang 31

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ề ể

LOAD BATT RECT

MCCB2 DC MAIN

VD 3

VD 1

VD 2

MCCB4 LOAD MAIN

MC 1

MC 3

MC 2

To FEEDER CIRCUIT

MC 2

1D 1

D 2

3D 3

1 2 3 4 5 6 7 8 CN2

1 2 3 4 CN1

S đ m ch bù DROPPER: ơ ồ ạ

MCCB3 BATTERY

SH2

AVR

t

ệ

Trang 32

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

S đ m ch đi u khi n ch nh l u: ơ ồ ạ ư ề ể ỉ

SK(SURGE ABSORGE)

2. Đ c tính chung: ặ

R333

T333

2.1. Ch c năng: ứ

c thi ượ ế ế ả t k , s n xu t, ki m tra và ấ ể

t b kèm theo. ủ ộ ạ S333 ớ ế ị ặ ố ả Đ c tính chung c a b s c và acqui đ phân ph i ph i phù h p v i các thi ợ PB1 PB2 PB3

2.2. Nguyên t c chung: ắ

TH1

TH3

ộ ạ ế ợ ụ ạ ể

U V W

TM1

ớ ổ ể ự ử ụ TH5 ộ ồ ạ ằ ụ HS1(HEAT SINK)

ữ ệ - B s c và acqui khi s d ng đ ph n p k t h p v i quá trình tr đi n c a acqui nh m t o ra ngu n m t chi u liên t c không đ i đ th c hi n các ủ ệ ề N222 ch c năng: ứ To Dropper circuit + Dùng đ đóng c t máy c t, dao cách ly. ắ ể ắ

TH4

P 2 2 2

+ Dùng đóng c t m ch đi u khi n b o v r le. ả ệ ơ ể ạ ắ ề TH2

TH6 ụ

SH1

+ Các ng d ng khác. ứ

3. Đ c tinh k thu t: ặ ậ ỹ

W3 ằ

3.1.B s c acqui: ộ ạ

ạ

ủ ộ ạ ớ ự ủ ấ

7 8 CN2 đ ng đi u ch nh đi n áp ắ ự ộ

i, cũng nh ề ồ ự ả ủ ề 3.1.1.T ng quát: ổ W1 W2 ổ ở ầ đ u Vai trò c a b s c acqui là nh m t o ra đi n áp m t chi u không đ i ộ ệ p v i s dao đ ng c a đi n áp và t n s c a ngu n cung c p AC, và ra, đ c lộ ầ ố ủ ậ ệ i qúa trình t ư bù l s thay đ i c a đi u ki n t ạ ổ ủ ự 3 5 4 1 7 6 2 CN1 ộ ệ ả 3 5 4 1 7 6 2 CN2 x c a acqui.. CN3

3 5 4 1 7 6 2 CN3 ộ ạ ủ

THF ể

ệ ỉ ự ề BCU B s c c a Hyundai s d ng d a trên nguyên t c t ử ụ v i h th ng đi u khi n pha (AVR). ớ ệ ố ề

ế ế ự ự ề ể ặ

ứ t k và xây d ng v i nhi u đ c đi m và d a trên ch c ớ ệ ố t nh t nh ng đòi h i c a các h th ng ữ ỏ ủ ứ ấ ố

ng khác nhau. B s c đ c thi ộ ạ ượ năng c b n c a b AVR đã đáp ng t ơ ả ủ ộ cung c p năng l ấ ượ

t b bù đi n áp t ế ị ệ ả

ộ ộ ụ ạ

ề i nh m duy trì đi n áp m t chi u ệ ằ i h n cho phép, không ch su t trong quá trình ph n p mà ỉ ố ụ ồ ủ x c a acqui cũng nh su t quá trình ph c h i c a ư ố

ng Silic dropper là thi Ố i trong m t gi c a t ớ ạ ủ ả còn su t trong quá trình t ố b s c ho c quá trình s c cân b ng. ạ ộ ạ ự ả ủ ằ ặ

3.1.2.Ho t đ ng: ạ ộ

t

ệ

Trang 33

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

a.Ho t đ ng c a b n p: ủ ộ ạ ạ ộ

ả ộ ạ ượ ấ ồ

ụ ạ ả ỉ

i h n đ u ra DC c a b s c. ộ ạ ẽ t quá gi T i, acqui, và b s c đ bình th ườ đi n khi t ệ ắ ố ị ng, b s c s cung c p dòng t ấ i v ầ ớ ạ ả ượ c m c c đ nh song song. Khi ngu n cung c p AC i và dòng ph n p. Acqui ch phóng ủ ộ ạ

i, b s c s ng ng ho t đ ng và avqui s ng h p ngu n AC b l ồ ợ ị ỗ ạ ộ

ấ ộ ạ ẽ ụ ồ

Trong tr ườ làm vi c đ cung c p cho t ể đ ng l i ho t đ ng và n p l ạ ộ ộ ả ạ ạ ệ ạ i; Khi ngu n AC đ i cho acqui ng v i th i gian mà acqui đã phóng. ớ ẽ ở c ph c h i, b s c s kh i ượ ờ ộ ạ ẽ ừ ồ ứ

c đi u ch nh đ ho t đ ng ạ ộ ề ể ỉ ở ế ộ ớ ch đ song song ho c n i ti p v i ặ ố ế

B s c đ ộ ạ ượ các b s c khác. ộ ạ

b.Ho t đ ng ph n p: ạ ộ ụ ạ

ế ộ ườ ng c a b n p đ ủ ộ ạ ượ ằ c kh i đ ng b ng ở ộ

Đây là ch đ ho t đ ng bình th ạ ộ cách b m nút “FLOATING”. ấ

i, b s c còn duy trì ổ ế ả ề ộ ộ ạ

i quá trình t s c c a acqui. Trong khi cung c p ngu n m t chi u không đ i đ n t ồ ấ cho acqui m t đi n áp ph n p nh m bù l ụ ạ ệ ằ ạ ộ ự ạ ủ

ỉ ệ ề ớ ộ ự ộ ầ ổ

ủ

đ ng đi u ch nh đi n áp không đ i (AVR), đi n áp đ u ra đ ộ ổ ủ ổ ầ ự ề ự ồ

c đi u ch nh trong su t quá trình ho t đ ng bình th ạ ộ ằ ố ỉ

V i b t ượ c ệ duy trì chính xác không đ i và không ph thu c vào s dao đ ng c a đi n áp và ệ ộ ụ i. B s c r t ít t n s c a ngu n AC đ u vào và s thay đ i c a đi u ki n t ộ ạ ấ ệ ả ầ ố ủ ả ng nh m đ m b o khi đ ả ườ ề ượ tu i th lâu dài cho acqui. ọ ổ

c. Ho t đ ng ph c h i c a b s c (ch c năng-t đ ng): ụ ồ ủ ộ ạ ạ ộ ứ ự ộ

ọ ộ ả ụ ồ ạ

ẩ ằ ế ụ

ị ộ ồ

c gi ớ ạ ở

ệ ạ

ụ ạ ề ệ ế ỉ

i cho acqui sau khi đã M t đi u quan tr ng là ph i nhanh chóng ph c h i l ề ộ phóng đi n nh m chu n b cho quá trình phóng ti p theo. V i m c đích đó b ị ệ ớ ụ ự đ ng (AED) nh m khôi ph c t t b s c cân b ng t c trang b m t thi s c đ ự ộ ằ ằ ế ị ạ ạ ượ ộ ạ ể c ph c h i, AED s t đ ng. Vào lúc ngu n AC đ đ ng kh i đ ng b s c đ ụ ồ ộ ở ộ ẽ ự ộ ượ i quá trình s c. Trong th i gian đ u c a quá trình khôi ph c, dòng ph c h i l ụ ầ ủ ờ ạ ụ ồ ạ ữ i h n dòng c a acqui và đ đ ng gi i h n b i ch c năng gi c t s c đ ượ ủ ứ ớ ạ ạ ượ ự ộ ộ ạ ẽ ượ và b s c s đ t i s đ không đ i ( n dòng). Sau đó dòng t c c tăng t ổ ổ ừ ừ ả ẽ ượ đ a vào tr ng thái s c đi n áp không đ i ( n áp). Sau th i gian cài đ t k t thúc ổ ổ ặ ế ờ ạ ư 0-10 gi ) đi n áp b s c s gi m đ n điên áp ph n p và hoat (đi u ch nh t ộ ạ ẽ ả ừ đ ng s c đ c khôi ph c. ạ ượ ộ ờ ụ

d. Ho t đ ng s c cân b ng (ch c năng-b ng tay): ằ ạ ộ ứ ằ ạ

3.1.3.C nh báo: ả

i sau: Bao g m các l ồ ỗ

t

ệ

Trang 34

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ể ề

+ ngu n cung c p AC Ở ồ ấ

+ Qúa nhi t ệ

+ Đi n áp DC th p ấ ệ

+ Đi n áp DC quá cao ệ

+ Ch m đ t ạ ấ

+ Đ t c u chì ứ ầ

+ L i ỗ ở ạ m ch ch nh l u ư ỉ

+ Qúa t iả

+ Nhã MCCB

3.1.4. B o v : ả ệ

a. Gi i h n dòng: ớ ạ

i h n dòng trong b s c có th gi ế ị ớ ạ ả ộ ạ ể ớ i

Trong tr h n dòng ra c a b s c (có th đi u ch nh quá 105%). ạ ng h p quá t ợ ườ ủ ộ ạ t b gi ỉ i, thi ể ề

đ c dùng đ b o v ng n m ch cho m ch thyristor và ạ ể ả ệ ắ ạ ượ

b. C u chì c t nhanh ắ điôt c a m ch ch nh l u chính. ư ạ ầ ủ ỉ

c. Máy c t h p b (MCCB): ắ ộ ộ

ầ ượ ặ ả ắ ầ

Đ u vào AC và đ u ra DC đ b o v m t l n n a các s c bên trong b s c cũng nh m ch ngoài. ả ệ ộ ầ ử c đ t máy c t này đ đ m b o ngăn cách và ể ả ư ạ ự ố ộ ạ

t b b o v m ch ch nh l u (SK): Đ b o v m ch ch nh l u kh i các ư ỉ ệ ạ ể ả ư ỏ ỉ

d. Thi ế ị ả ệ ạ xung đi n áp truy n đ n. ế ệ ề

2.1.5.Nhi t đ : ệ ộ

Nhi t đ cho phép l n nh t c a các thi c cho nh sau: ệ ộ ấ ủ ớ t b đ ế ị ượ ư

t đ Thi t b Nhi t đ l n nh t ( Đi m nhi ể ệ ộ ế ị ệ ộ ớ ấ 0C )

B m t linh ki n Thyristor 65 ề ặ ệ

Điôt 90

Silicon dropper 110

B m t cu n dây Máy bi n áp C p cách đi n ề ặ ệ ế ấ ộ

và cu n kháng H,105 ộ

III. B s c acqui CHLORIDE lo i 3CBC 220/50:

ộ ạ

ạ

t

ệ

Trang 35

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ể ề

ể ề ề ể ể

ụ ứ t k b i Công ty TNHH Chloride, Singapore. Nó đ ế ế ở

t Á. ạ B n p này ng d ng vi đi u khi n đ đi u khi n hoàn toàn quá trình ho t ộ ạ đ ng. Đ c thi ượ ử ụ c s d ng ộ ượ i công ty TNHH Vi t ạ ệ

1. Các thông s b s c: ố ộ ạ

1.1. Đ u vào: ầ

Đi n áp đ u vào: 380 Vac ầ ệ

Pha : 3 pha

T n s : 50 Hz ầ ố

Đi n áp th c p (đ y t i) : 239,6 Vac ứ ấ ầ ả ệ

Đi n áp th c p (không t i) ứ ấ ệ ả : 247.7 Vac

Dòng th c p Pha Dòng s c p ơ ấ ứ ấ

27,5 A 40,6 A Đỏ

27,2 A 40,3 A Vàng

27,1 A 41,6 A Xanh

1.2. Đ u ra: ầ

Đi n áp ph n p : 240,8 V ụ ạ ệ

Đi n áp n p tăng cao: 242V ệ ạ

Dòng gi i h n t ng : 50 A ớ ạ ổ

1.3. Cài đ t c nh báo: ặ ả

C nh báo m c đi n áo th p : 194,4 V ứ ệ ấ ả

C nh báo m c đi n áp cao : 259.2 V ứ ệ ả

C nh báo l i b s c : 232,2 V ả ỗ ộ ạ

t

ệ

Trang 36

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ề ể

2. Ch c năng c a b s c: ủ ộ ạ ứ

ề ạ ằ ộ ồ ồ

B s c k t h p v i ngu n acqui tĩnh nh m t o ra ngu n m t chi u đ th c ể ự ớ ộ ạ ế ợ hi n các ng d ng sau: ứ ụ ệ

• Đóng m máy c t ở ắ

• H th ng đèn s c ệ ố ự ố

• Giao ti p t xa ế ừ

• H th ng đi u khi n và giám sát ệ ố ể ề

• Cung c p cho m ch vô tuy n và đ ạ ế ấ ườ ng truy n vi sóng ề

• H th ng b o m t và báo cháy ệ ố ậ ả

i trong ộ ậ ấ ỉ ả

S d ng ngu n acqui ho t đ ng đ c l p và ch cung c p cho t tr ồ ng h p ngu n cung c p b l ạ ộ i. ị ỗ ử ụ ợ ườ ấ ồ

3. Nguyên t c chung: ắ

ể ạ ủ ư ể ệ ề ỉ ụ

B n p: Nh n đi n áp AC c a ngu n, ch nh l u và đi u khi n đ s c ph ộ ạ n p ho c tăng c ặ ạ ồ ng cung c p cho acqui. ấ ậ ườ

i ho c b s c b ng ng làm ả i khi ngu n chính b l ồ ị ỗ ặ ộ ạ ị ừ ấ

Acqui: Cung c p cho t vi cệ

t v b s c: 4. Mô t tóm t ả ắ ề ộ ạ

4.1. M ch đi u khi n-ch nh l u: ư ề ể ạ ỉ

• M t máy bi n áp chính ế ộ

• C u ch nh l u đ i x ng, bao g m thyristor, m ch c u và m ch đi u ề ồ ố ứ ư ầ ạ ạ ầ ỉ

khi n.ể

đi n phân cu n kháng • M t m ch san ph ng, bao g m m t t ẳ ạ ộ ồ ộ ụ ệ ở ộ

• Bo đi u khi n bao g m c 2 m ch đi u khi n và c nh báo. ể ể ề ề ả ả ạ ồ

4.2. B o v : ả ệ

• Máy c t đ u vào AC ắ ở ầ

• C u chì đ u ra AC ầ ở ầ

• C u chì m ch th c p AC ầ ở ạ ứ ấ

• Máy c t m ch acqui ắ ở ạ

t

ệ

Trang 37

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ể ề

• Máy c t ắ ở ầ đ u ra m ch chính ạ

4.3. Đi u khi n và tín hi u: ệ ể ề

• G m các LED hi n th giám sát. ể ồ ị

• Các đ ng h đo dòng và áp. ồ ồ

5. Đ c tính k thu t chung: ỹ ậ ặ

Đ u vào: ầ

Đi n áp : 380V ệ

T n s : 50 Hz ầ ố

Hi u su t : 75% ÷ 80% lúc đ y t i ầ ả ệ ấ

H s công su t: ≥ 0,7 ệ ố ấ

Đ u ra: ầ

ườ ượ ở c xác đ nh b i ị

ng trình. Đi n áp: Bình th ệ đi n áp th c p và modul card đi u khi n ch ứ ấ ng là 12, 24, 30, 48, 110 và 220V, đ ươ ệ ể ề

ộ ổ ủ ặ ị

ủ Đ n đ nh đi n áp: ±0,5% c a đi n áp cài đ t gi a 0 và 100% c a dòng lúc đ y t ệ ng ng v i đ l ch ±10% đi n áp cung c p chính. ệ i t ầ ả ươ ứ ớ ộ ệ ữ ấ ệ

ệ ỉ

ệ ng b ng đ ng h đi n th trên card đi u khi n. Dãy đi n áp: Đi n áp ph n p và tăng cao có th đ trong dãy đi n áp bình th ằ ệ c đi u ch nh ề ể ể ượ ề ụ ạ ồ ồ ệ ườ ế

Output Voltage adjustment range

Nominal Float Boot

voltage voltage voltage

12V 12,8-16,3 14,4-18,7

24V 24,1-29,9 27,2-37,7

30V 32,9-41,5 38,4-49,3 Hình 2.1 Các thông s đi n áp ố ệ đi u ch nh ỉ ề ng các ứ ch đ n p ế ộ ạ

48V 50,4-59,2 57,6-72,5

110V 113,9-135 131,2-162,4 6. Các chế đ ạ ho t ộ đ ng:ộ 220V 189,3-261 239,4-314 6.1.Bao

t: g m 2 ch đ riêng bi ế ộ ồ ệ

t

ệ

Trang 38

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ể ề

+ Ch đ n áp ế ộ ổ

+ Ch đ n dòng ế ộ ổ

ch đ này sang ch đ kia đ ế ộ ượ ệ

c duy trì xác đ nh trong tr ổ ể ượ ầ c th c hi n khi yêu c u ợ ng h p ự ị ườ

Vi c thay đ i t ệ ổ ừ ế ộ i. Ch đ 2 ( n dòng) có th đ n p đ y t ế ộ ầ ả ạ có ng n m ch. ạ ắ

6.2. Ph n p- tăng cao: ụ ạ

ệ ứ ụ ạ ượ ự ằ

ế c l a ch n b ng m ch ạ ắ c s c chính xác. N p tăng cao b t ọ ạ

Hai m c đi n áp đ u ra, ph n p và tăng cao đ ầ c m bi n dòng, áp nh m đ m b o acqui đ ả ằ ả đ u khi ngu n cung c p chính đ ấ ầ ượ ạ ặ ả ượ ồ c ph c h i ho c đi n áp acqui quá th p. ệ ụ ồ ấ

6.3.Đi u khi n: ề ể

ỉ ầ ự ế ể

ề ộ ế ệ ồ

c th c hi n b i khoá đi u khi n pha đ n thyristor, ề c ượ ể ạ ả ầ ạ

Đi u ch nh đ u ra đ ệ ở ượ b ng m t máy bi n áp gi m áp k t n i v i ngu n chính. Tín hi u khoá đ ế ố ớ ả ằ t o ra trên b ng m ch in. Các c m bi n dòng áp đ u ra trên bo m ch dùng đ ế ả ạ duy trì đ u ra không đ i. ầ ổ

6.4. Đi u ch nh: ề ỉ

ể ề ớ

ồ ồ

ệ c. Thêm vào ba đ ng h khác có th đ ỉ c các c nh báo v đi n áp cao (Hight Volts), ề ệ

i trong b s c ( charge-fail). Ba đ ng h đi n trên card đi u khi n v i đi n áp tăng cao, ph n p và ụ ạ ồ ệ ồ c cài i đi u ch nh đ dòng lúc đ y t ể ượ ề ầ ả đi n áp đ t đ đi u ch nh đ ệ ượ ỉ ặ ể ề th p (Low Volts) và l ỗ ấ ượ ả ộ ạ

ệ ở ớ ồ ể

Và v i ba đ ng h đ ồ ượ đi u ch nh cân b ng pha đ t o ra d ng sóng cân b ng ể ạ t b i ba màu là đ ,vàng, xanh dùng đ ỏ đ u ra. ở ầ c phân bi ạ ề ằ ằ ỉ

ồ ồ ề ượ ả ượ ấ

ấ ả ỉ c s n xu t và niêm phong và không đ ủ ự

ề T t c các đ ng h này đ u đ c đi u ch nh mà không có s cho phép c a công ty CHLORIDE BATTERIES SE ASIA PTE LIMITED.

7. Mô t tóm t c m ch đi u khi n 3CBC-4: ể ề ạ ắ ả

i h n cho quá trình ệ ạ ớ ạ

T n p lo i 3CBC-4 đ đi u ki n t o cho dòng và áp gi ủ ề ạ ủ ạ s c c a acqui. ạ ủ

ạ ề ể ề ạ ạ ạ ồ ồ ỉ

M ch đi u khi n 3CBC-4 bao g m m ch m ch ngu n, m ch đi u ch nh và . c nh báo ả

7.1. M ch ngu n (Power circuit): ồ ạ

ồ ố ầ ộ

Ngu n đ c p c a máy bi n áp chính và c u chì; đ n b n máy bi n áp đi u khi n. ấ ủ các kh i đ u vào cu i c a m t máy c t đ n s ố ủ ế ầ c đ a đ n t ượ ư ế ừ ế ắ ế ơ ể ế ố ề

t

ệ

Trang 39

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ề ể

ể ị ằ ồ ượ ộ

ế c hi n th b ng m t led màu xanh cung c p t ể ấ ừ ứ ấ ủ ệ ề ạ

ư ề ể ế ạ ầ ỉ

th c p c a máy Ngu n đ bi n áp đi u khi n TXA, TXB, TXC1 và TXC2 t o ra đi n áp 20V và 40V đ n ế card đi u khi n. Đ u vào 20V cung c p tín hi u đ n m ch ch nh l u chính c a ủ ệ ấ thyristor và 40V cung c p cho m ch đi u khi n. ể ề ấ ạ

c thi ượ

t v i tr kháng th p. ạ

ế ế ặ ằ ả ạ ộ ự ủ ư ể ạ

ấ đ ng th i t k đ c bi ờ Máy bi n áp ngu n đ ế ồ ồ ệ ớ ở ườ ng c các xung nh n nh m t o ra các d ng sóng bình th nó còn có th l c đ ạ ọ ể ọ ượ cho m ch đi u khi n ch nh l u,vì v y đ m b o cho s ho t đ ng c a m ch ạ ả ậ ỉ ề TF1 và trong m ch chính. ạ

ỉ ạ ạ ư ồ

ở ố ứ ể ạ

ề ế ụ ừ

ộ ượ ư ỉ ứ ấ ủ ị ớ ề ế ở ị

ệ

ể ề ư ầ ỉ

ầ ệ ệ ể ạ ủ ủ ầ

M ch ch nh l u là m t m ch c u thyristor ba pha đ i x ng, g m sáu ầ o đ c kích kh i b i các xung. Đi u khi n pha t o ra thyristor m cách nhau 60 ở ở ấ 0 đ n giá tr l n nh t các xung cho phép đ u ra ch nh l u thay đ i liên t c t ổ c xác đ nh b i đi n áp th c p c a máy bi n áp và module card đi u khi n đ ể ượ c đ a đ n card đi u ng trình. Tín hi u h i ti p c a đi n áp và dòng ra đ ch ề ồ ế ủ ươ ượ ư ế ộ ng c a Ampek là m t khi n đ đi u khi n đ u ra c a ch nh l u. Đ u d ế ủ ươ ủ ầ ể đi m chung c a m ch h i ti p, đ u âm là c a tín hi u áp và đ u d ng là tín ể ươ ệ ầ ồ ế hi u dòng. ệ

7.2. M ch đi u khi n: ể ề ạ

B n m ch đi u khi n bao g m m ch đi u ch nh và m ch c nh báo. ể ề ề ả ạ ạ ạ ả ồ ỉ

ạ ở ẽ ạ ư ế ệ ố ồ

c t o ra b i 3 bi n áp xung, và các xung này đ ầ ượ ư ế ượ ạ ế

M ch kích kh i s t o ra các xung đ a đ n h th ng c u 3 pha. Nó g m 3 xung kép đ c đ a đ n 6 chân ở đi u khi n c a Thyristor. ể ủ ề

ồ ồ

ằ c th c hi n t đ u ra. ỉ ượ ạ ấ ự ẳ

ở ầ i. Ba đ ng h đo R,Y&B dùng đ đi u ch nh cân b ng các pha nh m t o ra ể ề ằ d ng sóng b ng ph ng i n i s n xu t và Đi u này đ ằ ệ ạ ơ ả ề ạ không nên đi u ch nh l ạ ề ỉ

ạ ợ

ằ c tích h p trên m t IC nh m ộ i khi k t n i đ n đ u ra ế ố ế ệ ệ ề ề ầ

M ch đi u ch nh đi n áp và dòng đi n đ ỉ ượ ệ ng h p quá t m c đích là đi u ch nh đi n áp trong tr ỉ ợ ườ ụ i s làm cho đi n áp đ u ra c a b s c b gi m th p nhanh. c a b s c. Quá t ầ ả ẽ ủ ộ ạ ả ủ ộ ạ ị ả ệ ấ

ệ

ế ể ẽ ề ạ ể ạ ượ ề ệ ổ ệ ệ ể ệ

Đi n áp và dòng ra đ c khuy ch đ i đ so sánh; và khi có tín hi u đi n áp ra quá cao thì tín hi u đi u khi n s đi u m ch phát xung đ thay đ i đi n áp ra.

t

ệ

Trang 40

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ể ề

CH NG 3: ƯƠ

THI T K B N P

Ế Ộ Ạ

Ế

C u 1 pha ĐX

ầ

L cọ

T iả

220V

32V

Acqui

Uđb

I. Gi ớ i thi u công ngh : ệ ệ

VĐK

Uđ

Hình 3.1 S đ nguyên lý t ng quát ơ ồ ổ

c thi t k nh m m c đích s c đi n cho acqui (2 bình), bao g m 2 ế ế ụ ồ

ạ đ ng và ch đ b ng tay. B s c đ ằ ộ ạ ượ ch đ s c, đó là ch đ t ế ộ ự ộ ế ộ ạ ệ ế ộ ằ

+ Ch đ t đ ng : Ch đ s c ph n p (2,23V/cell) ế ộ ự ộ ế ộ ạ ụ ạ

Ch đ n p tăng c ng (2,25V/cell). ế ộ ạ ườ

+ Ch đ b ng tay: G m ch đ n p cân b ng (2,4V/cell). ế ộ ạ ế ộ ằ ằ ồ

Các thông s b n p: ố ộ ạ

t

ệ

Trang 41

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ề ể

• Đi n áp đ u ra: 24V ầ ệ

• Đi n áp ph n p: 26,76V ụ ạ ệ

• Đi n áp n p tăng c ng: 27V ệ ạ ườ

• Đi n áp n p cân b ng: 28,76V ệ ằ ạ

C u trúc b s c g m có các kh i: ộ ạ ồ ấ ố

• M t máy bi n áp l c 1pha (220V/32V) nh m t o đi n áp thích ự ế ệ ằ ạ

h p cho m ch ch nh l u. ạ ợ ư ộ ỉ

• M ch ch nh l u c u đi u khi n 1 pha đ i x ng. ề ư ầ ố ứ ể ạ ỉ

• M ch đi u khi n arccos nh m t o đi n áp đ ng b U ộ đb ể ệ ề ằ ạ ạ ồ

• Kh i vi đi u khi n nh m t o đi n áp đi u khi n U ệ ề ớ đk ng v i ứ

ể ể các ch đ s c, đ ng th i còn làm nhi m v b o v và c nh báo. ạ ụ ả ệ ế ộ ạ ố ồ ằ ệ ề ả ờ

• M ch l c g m đi n kháng l c và t ệ ọ ồ ạ ọ ụ ọ l c nh m n n ph ng dòng, ắ ằ ẳ

áp

• Và các h th ng b o v khác. ệ ố ệ ả

II. Thi

t k b n p ế ế ộ ạ :

Ph n 1: Thi

t k ph n ch nh l u

ầ

ế ế

ư

ầ

ỉ

1. Tính toán b ngu n và m ch ch nh l u: ồ ư ộ ạ ỉ

ề ấ ể ạ ư ệ ấ ồ ộ ỉ

B ngu n ch nh l u m t chi u c p đi n đ s c cho acqui và cung c p cho ph t i. ộ ụ ả

d = 24V

d = 10A

Đi n áp: U ệ

Dòng đi n: Iệ

L a ch n s đ : ọ ơ ồ ự

ượ ể

c đi m c a các s đ ủ ể ệ ợ

các u nh ư ạ ọ ơ ồ ỉ ư ạ ệ ề ồ ư ầ L ơ ồ Sau khi phân tích đánh giá ch nh l u, t ừ ư ỉ đây là n p cho acqui. Đ phù h p v i ch nh l u, nhi m v ch nh l u ch y u ớ ủ ế ở ỉ ư ụ ỉ th c t ể ngu n đi n sinh ho t ta l a ch n s đ ch nh l u c u 1 pha đi u khi n ự ự ế đ i x ng. ố ứ

T2 T2

C C

220Vac C

t

ệ

Trang 42 C

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ R T3

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ề ể

Hình3.2 S đ nguyên lý ch nh l u c u 1 pha ư ầ ơ ồ ỉ

• Tính ch n thyristor: ọ

c b n dòng t ế ố ơ ả ự ọ

ả ơ ồ t, đi n áp làm vi c, các thông s c b n c a van đ c tính nh ọ i nhi ệ ố ơ ả ủ ệ ệ i, s đ đã ch n, đi u ề ư ượ

i đây: Tính ch n thyristor d a vào các y u t ki n t ệ ả d ướ

Đi n áp ng c l n nh t mà thyristor ph i ch u: ệ ượ ớ ả ấ ị

Unmax = Knu.U2 = Knu.Ud/Ku

Trong đó:

i, ngu n xoay chi u, ng c c a van. + Ud, U2, Unmax: Đi n áp t ệ ả ề ồ ượ ủ

i. + Knu, Ku : Các h s đi n áp ng ệ ố ệ ượ c, đi n áp t ệ ả

Knu = √2; Ku = 2√2/π (Tra b ng 8.1 sách ĐTCS c a Lê Văn Doanh) ủ ả

Unmax = π.24/2 = 37,68V

Đi n áp ng ệ ượ ủ c c a van c n ch n ọ ầ

Trong đó:

dtu= 1,8

Unv = Kdtu.Unmax

Kdtu: H s d tr đi n áp, ch n K ệ ố ự ữ ệ ọ

Unv = 1,8.37,68 = 67,82 V

Dòng đi n làm vi c c a van đ c tính theo dòng hi u d ng ệ ủ ệ ượ ệ ụ

Ih = Ihd = Khd.Id

hd = 1/√2 = 0,71 ( tra b ngả

ệ ụ ệ ố ầ

Khd: H s dòng đi n hi u d ng c u 1 pha. K ệ 8.2 sách ĐTCS )

Ih = 10. 0,71 = 7,1A

t

ệ

Trang 43

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ể ề

ọ ề ệ ủ ệ ả

ả t và đ di n tích t n ứ t, không có qu t đ i l u không khí, v i đi u ki n đó dòng đi n đ nh m c ớ ệ ạ ố ư ủ ệ ệ ề ệ ệ ị

Ch n đi u ki n làm vi c c a van là có cánh t n nhi nhi c a van c n ch n: ầ ủ ọ

Iđmv = Ki.Ih = 1,4.7,1=9,94A

i=1,4

Ki : H s d tr dòng đi n, ch n K ệ ố ự ữ ệ ọ

ừ ố nv, Iđmv theo ph c l c 2 ta ch n 4 thyristor lo i 5P4M có các ọ ụ ụ ạ

T các thông s U thông s sau: ố

c c c đ i c a van Un = 80V Dòng đi n ng ệ ượ ự ạ ủ

Idm = 13A Dòng đi n đ nh m c c a van ứ ủ ệ ị

Ipk = 250A Đi m xung dòng đi n ệ ể

Idk = 0,04A Dòng đi n c a xung đi u khi n ể ệ ủ ề

Ugmax = 3V Đi n áp xung đi u khi n ể ệ ề

Ir = 0,01A Dòng đi n ròệ

∆u = 2,1V S t áp l n nh t c a thyristor ấ ủ ụ ớ ở ạ tr ng thái d n ẩ

Tmax = 1250C Nhi ệ ộ t đ làm vi c c c đ i cho phép. ệ ự ạ

• B o v quá đi n áp: ả ệ ệ

Thyristor cũng r t nh y c m v i đi n áp quá l n so v i đi n áp đ nh m c, ta ệ ạ ả ứ ệ ấ ớ ớ ớ ị

g i là quá đi n áp. ọ ệ

Nguyên nhân gây ra quá đi n áp đ c chia làm 2 lo i: ệ ượ ạ

a. Nguyên nhân n i t i: ộ ạ

Khi khoá thyristor b ng đi n áp ng ượ ệ ổ

ệ ắ ả

ứ ệ ộ

t o ra dòng đi n ng ạ S bi n thiên nhanh chóng c a các dòng đi n ng ự ế ng r t l n trong các đi n c m, luôn luôn có, các đ ệ ứ c hành trình, c, các đi n tích đ i ng ượ ệ ằ ). c trong kho ng th i gian r t ng n (kho ng 10-100 ấ ả ờ ượ ả c gây ra s c đi n đ ng c m ệ ượ ế ng dây ngu n d n đ n ồ ủ ả ấ ớ ườ ẩ

di dt

các thyristor. Qúa đi n áp này là t ng c a đi n áp làm vi c và L nói trên. ủ ệ ệ ệ ổ

b. Nguyên nhân bên ngoài:

ẩ

ệ ườ ắ ế

ồ năng l ng tích lu ư ắ ng t ượ ế tr ừ ườ ờ

t

ả ệ ừ ệ hoá máy bi n áp, bây gi ế Trang 44

ệ

ng x y ra ng u nhiên nh khi có sét đánh, khi Nh ng nguyên nhân này th ữ ả c u chì b o v nh y, khi đóng, c t máy bi n áp ngu n. C t máy bi n áp ngu n ồ ả ầ ỹ t c là c t dòng đi n t ắ ứ SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ề ể

ng ch a trong các t ể ườ

ữ ỏ

ệ

ng dùng m ch RLC, b o v riêng t ng thyristor. ng đi n tr , chuy n thành năng l ụ ệ đi n trong lõi s t t ệ ượ ắ ừ c p và th c p máy bi n áp ký sinh, r t nh , gi a dây cu n s ế ơ ấ ố ấ (1/2L.I2=1/2C.U2). Đi n áp này có th l n g p 5 l n đi n áp làm vi c. Đ b o ể ả ệ ấ ể ớ v quá đi n áp ng i ta th ạ ệ ệ ứ ứ ấ ệ ệ ầ ả ườ ườ ừ

m. Tr sị ố ng ch n đi n áp đ nh m c c a thyristor là U>=1,2U Ng ệ ứ ủ này v n nh h n nhi u so v i tr s c c đ i c a các qúa đi n áp k trên. Các ể ớ ị ố ự ạ ủ

i ta th ườ ọ ị

ườ ẫ ỏ ơ ệ ề

du dt

quá đi n áp có t c đ tăng tr ng ệ ộ ố ưở ệ l n. Đ o hàm đi n áp sinh ra dòng đi n ệ ạ ớ

du dt

ch y qua t đi n C, đ u gi a anôt-catôt c a thyristor, i=C ả ụ ệ ủ ữ ấ ạ . Đi n c m L h n ệ ả

ch biên đ c a dòng đi n này. ộ ủ ế ệ

đi n C s phóng qua thyristor, đi n c m L h n ch dòng ụ ệ ệ ả ế ẽ ạ

Khi m thyristor, t ở đi n này. ệ

ả ệ ứ ư ể ằ ự ế

ườ ệ i ta a dùng các tr s kinh nghi m: ị ố ư ệ

100

‚ 1000 L= 50

‚ W Các linh ki n b o v có th tính toán b ng công th c, nh ng trong th c t ng C= 0.01 ‚ 1 Fm B= 10

• Tính toán máy bi n áp: ế

Đi n áp pha s c p máy bi n áp: ơ ấ ế ệ

U1 = 220V

Đi n áp pha th c p máy bi n áp ứ ấ ế ệ

Ph ng trình cân b ng đi n áp khi có t i: ươ ệ ằ ả

Udo.cosαmin = Ud + 2∆U +∆Udm +∆Uba

Trong đó:

d = 24V

Ud: Đi n áp ch nh l u, U ư ệ ỉ

v = 2,1

∆Uv: S t áp trên các van, ∆U ụ

i bao g m s t áp trên đi n tr ụ ả ụ ệ ồ ở

∆Uba: S t áp trên các máy bi n áp khi có t ệ ả ụ

ế và s t áp trên các đi n c m. L y s b : ấ ơ ộ ∆Uba = 6%.Ud = 0,06.24=1,44V

αmin =0o.

T ph ng trình c a đi n áp khi có t i ta có : ừ ươ ủ ệ ả

t

ệ

Trang 45

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

D+

D+ .2

Uba

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ể ề

D+ Uv aCos

Udm min

++ 44,101,2.2

Udo =

= 29,64V Udo =

Đi n áp phía th c p máy bi n áp: ứ ấ ệ ế

Uα = Udo/Ku = π.29,64/2√2= 32.8V

ệ ố ệ ủ ư ả Ku =2 2 : H s đi n áp ch nh l u (b ng 8.1sách ĐTCS c a Lê Văn ỉ

Doanh )

• S đ đi u khi n m t kênh ki u “arccos”: ộ ơ ồ ề ể ể

ơ ồ ề ử ụ ể ộ ộ

Trong s đ đi u khi n m t kênh ki u “arccos” có s d ng m t khâu tích ể phân OA1 và m t khâu so sánh OA2. ộ

ng xung kích m , đ m b o m ằ ố ớ ơ ồ ạ ố ượ ở ả ả

ể ắ

ử ụ ầ ộ ổ ạ

T so sánh

ừ

Vcc

ế

ở Đ i v i s đ m ch, nh m tăng s l ắ Tiristor m t cách ch c ch n, ta s d ng IC555 đ phát xung chùm. Nguyên t c ắ ộ c khi vào t ng khu ch đ i, ta chèn thêm m t c ng AND phát xung chùm là tr ướ v i tín hi u vào nh n t t ng so sánh và t ậ ừ ầ ệ ớ ế b phát xung chùm. ừ ộ

T chùm xung

T i khu ch ả đ iạ

ừ

+12V

OPC

7812

0,47µF

0,1µF

10K

OA2

12V~

10K

4,7K

470µF

AND

2 7 3 6 4

12K

100µF

Ucm

OA1

4,7K

470µF

0,1µF

7912

-12V

8 4

Ura

t

ệ

Trang 46

555

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ R2 Nguy n văn thi n ệ ễ 7 5 Nguy n văn danh ễ

1 2

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ể ề

Hinh3.3. S đ đi u khi n m t kênh ki u “arccos” ể ơ ồ ề ể ộ

T s đ hình 1.2 ta có ho t đ ng c a m ch phát xung arcoss. ừ ơ ồ ạ ộ ủ ạ

G K

Tín hi u đ u vào c a OA1 là: ủ ệ ầ

U1 = Um.sinωt

ầ ệ ủ

2 và Ucm (đi n áp đi u khi n) là hai đ i l ề

Tín hi u đ u ra c a OA1 là: V U2 = -∫Um.sinωt.dt/CR =(Um/Rw C).cosωt

cmax = Um/ ωCR = 10V

U Ch n Uọ

ể ệ ng vào c a khâu so ủ π ạ ượ 2π ωt Các đi n áp U ệ O sánh.

Khi: Ucm = U2 ta c ó: U cosα = Ucm/Ucmax

Ucm

arccos

max

ωt (cid:246) (cid:230) (cid:247) (cid:231) ł Ł

Ở ầ ậ ượ ữ ậ

đ u ra c a khâu so sánh OA2 ta nh n đ ế ợ ệ c chu i xung ch nh t. Tín hi u ả ổ ể ư ệ ổ ế ωt này k t h p v i tín hi u xung chùm c a IC555 đ đ a vào c ng AND, k t qu ủ f trên gi n đ xung. s t o ra tín hi u U ẽ ạ ủ ớ ệ ả ồ

ng đi u khi n, ch m sau v(t) ữ ươ ể ề ậ

Nh m ch R,C và điôt Đ ta có nh ng xung d ờ ạ m t góc α. ộ

U f

ωt

t

ệ

Trang 47

ệ

đk

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ X Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ ωt

8 4

Ura

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ể ề

R 1 R 2

12V

1 2

C 1

C 2

+12V

OPC

7812

0,1µF

0,47µF Hình 3.3. S đ d ng sóng m ch phát xung arccos ơ ồ ạ

555

10K

12V~

10K

ạ

4,7K ề

ề

ể ề ể AND ố ạ 2 7 3 6 4

OA2 2. Tính toán các thông s m ch đi u khi n: ể 2 7 12V 1K U3 3 6 đ đi u khi n phát xung đi u khi n ể ự ế ể ề 4

100µF

U2 i. Ucm

OPC

4,7K

OA1

S đ m ch đi u khi n Arccos th c t 12K c cho nh hình d Tiristor đ ư ơ ồ ạ 470µF V ượ ướ

470µF

0,1µF

7912

8 4

-12V

Ura

12V

R 1 R 2

1 2

C 1

C 2

OPC

0,47µF

10K

OA2

10K

12V

4,7K

AND

2 7 3 6 4

12K

100µF

OPC

4,7K

555

U2 Ucm t

OA1

ệ

Trang 48

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

K4

-12V

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ể ề

Hình 3.5. S đ m ch phát xung arccos 2 kênh đi u khi n ể ơ ồ ạ ề

yêu c u v xung m Thyristor. Các ạ c tính xu t phát t ấ ừ ề ầ ở

M ch đi u khi n đ ề thông s c b n c a m ch đi u khi n. ố ơ ả ủ ể ượ ạ ể ề

dk = 3V

Đi n áp đi u khi n Ti : U ệ ể ề

Dòng đi u khi n Ti : Ig = 0,04A ể ề

m = 80µs

Th i gian m Ti : t ở ờ

0 đi nệ

Đ r ng xung đi u khi n : 167µs, t ng đ ng 3 ộ ộ ể ề ươ ươ

Đi n áp ngu n nuôi m ch đi u khi n: U = ±12V ệ ề ể ạ ồ

ng đ c ti n hành t ề ể ườ ượ ế ừ ầ ạ t ng khu ch đ i ế

Vi c tính ch n m ch đi u khi n th ạ ọ ệ c tr lên. cu i cùng ng ở ượ ố

ghép quang: Là lo i optoTranzistor B817 có c u trúc nh ạ ấ ư ầ ử

3.1. Ch n ph n t ọ i:ướ hình d

t

ệ

Trang 49

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

Các thông s c a B817 ố ủ (TA = 25°C):

Nhi t đ ho t đ ng : –30°C to +100°C ệ ộ ạ ộ

Kh năng ch u đ c s quá nhi t 260°C /10 s ị ượ ự ả ệ

F = 50 mA

Dòng vào c c Anôt c a 817 : I ự ủ

I= 70 mW

T n hao công su t đ u vào: P ấ ở ầ ổ

Dòng Colector : IC= 50 mA

CEO= 35 V

Đi n áp gi a 2 c c C và E : V ữ ự ệ

ECO= 6 V

Đi n áp gi a E và C : V ữ ệ

c c C : 150 mW Công su t tiêu tán ấ ở ự

11Ω

T ng công su t tiêu tán : 200 mW ấ ổ

Đi n tr cách đi n : R=10 ệ ệ ở

Tính ch n đi n tr n i vào c c 1 c a opto: ở ố ủ ự ệ ọ

Vcc Icm

12 05.0

R > = = 240Ω

Ch n R=1kΩ (=R5=R4=R22=R20) ọ

Tính ch n đi n tr n i vào chân 4 c a B817 (c c C). ở ố ủ ự ệ ọ

Vcc Ic

12 05.0

R ‡ = =240Ω

Ch n R=R4=R6=R21=R23=1kΩ ọ

ố ầ ủ ế ằ ạ ộ

ở B817. Đ kích m Ti, ta n i đ u ra c a B817 m t Tranzistor nh m khu ch đ i tín ể hi u t ệ ừ

Dòng kích m yêu c u Ig= 40mA =Ic. ầ ở

Ch n Transistor C1815 có các thông s :. ọ ố

t

ệ

Trang 50

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ề ể

ể ạ

ẩ C1815 ghép quang v i các thông s sau: Ch n Tranzitor công su t n i vào OPC là lo i C1815 ki u NPN, bán d n Silic ọ đ m ph n t ể ở ấ ố ớ ầ ử ố

CBO = 60V

Đi n áp gi a colect và baz : U ữ ệ ơ ơ

CEO= 50V

BE = 5V

Đi n áp gi a colector và emitter : U ữ ệ

Đi n áp gi a hai c c E và B : U ự ữ ệ

Cmax = 150mA.

colect : I Dòng đi n l n nh t ệ ớ ấ ở ơ

colect : P Công su t tiêu tán ấ ở ơ

C = 400mW EF = b =70 ~700

H s khu ch đ i : h ệ ố ế ạ

=2.1 mA

Ic B = b

150 70

Dòng đi u khi n baz c a trazitor : I ơ ủ ể ề

Nhi : -55 ~ +150 (cid:176) C ệ ộ t đ làm vi c ệ

Nh v y c n đ t m t đi n tr ặ ư ậ ầ ở ở ầ đ u vào c c C c a trazitor có thông s : ố ủ ự ệ ộ

- = 80Ω

Vcc Ic

12 310*

150

R = =

R= R15=R26=R19=100Ω

Q1,Q2 3.2.Ch n Transistor n i vào chân 2 c a OPC: ố ủ ọ

Ta ch n lo i 2 con C1815 nh trên. ư ạ ọ

3.3. Ch n c ng AND: ọ ổ

ể ẽ ọ ọ

cc = 12V.

Toàn b m ch đi u khi n s dùng 2 c ng AND nên ta ch n IC 4081 h ổ ề CMOS. M t IC có 4 c ng AND, các thông s : ố ổ ộ ạ ộ

cc = -0.3 ÷ 16V, ta ch n Vọ

Ngu n nuôi IC : V ồ

0C ÷ +850C

Nhi t đ làm vi c : -40 ệ ộ ệ

Đi n áp ng v i m c logic”1”: 2 ÷ 4.5V ứ ứ ệ ớ

: < 1mA Dòng đi nệ

Công su t tiêu th : P = 2.5nW / 1c ng ụ ấ ổ

t

ệ

Trang 51

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

3.4. Ch n t C1, C3 và đi n tr R1,R9 n i vào Q1,Q2: ọ ụ ở ố ệ

R1,R9 dùng đ h n ch dòng vào Q1,Q2.Chúng ph i tho mãn đi u ki n: ể ạ ế ệ ề ả ả

- = 2kΩ

U 1Iq

5.4 310*1,2

R1 = R9 ≥ =

Ch n R = 2kΩ ọ

tx 1R

167 310*2

Ch n R1*C1 = tx = 167µs. Suy ra C = =0,0835µs = ọ

Ch n C = 0,1µs(=100pF). ọ

3.5. Ch n khu ch đ i thu t toán: ọ ế ậ ạ

ạ ể ế ậ ạ ả ọ

M ch đi u khi n ph i dùng 4 khu ch đ i thu t toán, do đó ta ch n 1 IC lo i LM324 c a hãng Fairchild Semiconductor. ề ủ ạ

LM324

S đ chân IC LM324 : ơ ồ

cc = ± 12V

Các thông s c a LM324: ố ủ

Đi n áp ngu n nuôi : V ồ ệ

t

ệ

Trang 52

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

Đi n áp vào : -0.3 ~ ± 32V ệ

mW = 1,13W

Nhi t đ làm vi c : 0 ~ 70oC ệ ộ ệ

Công su t tiêu th : P = 1310 ụ ấ

6MΩ

T ng tr đ u vào : 10 ở ầ ổ

Dòng cung c p : Icc = 1mA ấ

ra = 40mA

Dòng đi n ra : I ệ

3.5. Tính ch n đi n tr n i vào khâu so sánh: ở ố ọ ệ

Khu ch đ i thu t toán đã ch n là lo i LM324: ế ạ ậ ạ ọ

- = 12 kΩ

Uv Iv

12 310.1

Ch n R10 = R13 > = ọ

cc = 12V thì đi n áp vào khâu so sánh là

Trong đó ngu n nuôi V ồ ệ

Uv ≈ 12V. Dòng đi n vào đ c h n ch đ I ệ ượ ạ ế ể lv < 1mA

Do đó ta ch n R10=R13=15k Ω, khi đó dòng vào khâu so sánh là: ọ

12 310*15

Ilvmax = = 0,8mA.

8 4

Ura

3.6 Tính ch n b t o xung chùm: ọ ộ ạ

0.01µF

2 1

IC555

1 tx2

Mu n t o xung chùm xung có t n s f= = 3kHz hay chu kỳ c a c a xung ố ạ ầ ố ủ ủ

ệ t ệ

Trang 53

ệ

chùm (chu kỳ tín hi u ra): SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ể ề

1 f

T = = 334µs

Ta có: T = 0.693(R1 + 2R2)C

Ch n C = 100pF=0,1 µF, ọ

Suy ra T = 0,693(R1 +2R2)0,1=334

R1+ 2R2 = 4819Ω

Ch n R1 là bi n tr 200Ω, còn ch n R2 =5k. ế ở ọ ọ

Ph n 2. Thi

t k m ch vi đi u khi n

ầ

ế ế ạ

ể

ề

1. T ng quan v h vi đi u khi n 8051. ề ọ ổ ề ể

1.1 S đ kh i chung c a b vi đi u khi n: ơ ồ ố ủ ộ ề ể

ơ ồ ủ ầ ế ộ ộ

ằ ể ộ

ề ồ ộ ị ớ ờ ế ế

c tích h p trên cùng m t chíp. ữ S đ kh i chung c a h u h t các b vi đi u khi n là toàn b nh ng ố ng ch m trên hình1.1. Nó bao g m b nh ROM và RAM, ph n n m trong đ ườ m ch giao ti p n i ti p, m ch giao ti p song song, b đ nh th i gian, h th ng ệ ố ố ế ng t và các bus đ ượ ấ ạ ợ ầ ạ ắ ộ

Ng t ắ ngoài t b Thi ế ị song song Ngu n đ ng ồ ồ h ngoài ồ t b Thi ế ị n i ti p ố ế

Đ ng ồ h n i ồ ộ

Timers Giao ti p ế song song Đi u ề khi n ng t ắ ể Giao ti p ế n i ti p ố ế

CPU Bus d li u, đ a ch , đi u khi n ể ữ ệ ề ị ỉ

t

ệ

Trang 54

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

ROM RAM

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ể ề

Hình 3.6: S đ kh i t ng quát c a m t b đi u khi n ể ơ ồ ố ổ ộ ộ ề ủ

1.2 Đ n v x lý trung tâm CPU (Central Processing Unit): ơ ị ử

ủ ể ề

ầ ề ả ố ệ ự ệ ể

ụ ệ ằ

ạ t c ho t Là thành ph n chính c a m t chíp vi đi u khi n, nó qu n lý t ấ ả ộ đ ng c a b vi đi u khi n, th c hi n các phép toán trên s li u. Th c ch t, nó ủ ộ ấ ự ộ ch là t p h p các m ch logic nh m th c hi n liên t c hai ho t đ ng chính là ạ ộ ự ợ ậ ỉ tìm l nh và thi hành l nh. ạ ệ ệ

CPU

Thanh ghi l nh (IR)

B đ m ch

ng trình ( PC)

ệ

ộ ế

ươ

Các thanh ghi

Kh i đi u khi n và

ố gi

ề ể i mã l nh

ệ

ả

Kh i Logic và s h c ố ọ

ố

Hình 3.7 S đ kh i c a CPU ơ ồ ố ủ

ủ ộ ậ ệ ư

ượ ư ố

ị

ạ ộ ệ ệ ầ ị

ế ợ ứ ụ

ỗ ệ ượ ươ ủ

đ a ch trong b nh c a l nh c n th c hi n ti p theo. Hình 3.7 các mô t ả kh i bên trong c a CPU. Nó có m t t p các thanh ghi dùng cho vi c l u tr t m ữ ạ ố th i các thông tin, kh i s h c và logic ALU (Arithmetic and Logic Unit) th c ự ố ố ọ ờ ề c l u trong thanh ghi, kh i đi u hi n các phép toán d a trên các thông tin đ ự ệ i mã l nh (Instruction Decode and Contrrol Unit) xác đ nh phép thi khi n và gi ệ ả ể ớ hành và chu n b các ho t đ ng c n thi t đ th c hi n l nh đó có k t h p v i ẩ thông tin trong 2 thanh ghi ph . Thanh ghi l nh (Instruction Register) ch a mã ng trình (Program Couter) c thi hành. B đ m ch nh phân c a m i l nh đ ị l u gi ế ệ ầ ư ế ể ự ệ ộ ế ự ộ ớ ủ ệ ữ ị ỉ

1.3 B nh bán d n RAM và ROM (EPROM): ộ ớ ẫ

ộ ớ ể ư ạ ộ ữ ệ

ữ ươ ể ng trình và d li u, có hai lo i b nh là ớ ự t s khác nhau gi a RAM và ROM d a ữ ệ ự

B nh dùng đ l u tr ch RAM và ROM. Chúng ta có th phân bi trên hai tính năng.

t

ệ

Trang 55

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

ọ ộ ớ

ớ ỉ ọ ộ

- Th nh t, RAM (Random Access Memory) là b nh cho phép đ c và ấ ứ ộ ghi d li u đ c, còn ROM (Read Only Memory) là b nh ch đ c, trong m t ượ ữ ệ s chíp vi đi u khi n còn s d ng EPROM (Erasable Programmable ROM) là ề ố ROM l p trình có th xoá đ c đ thay th cho ROM . ế ử ụ ượ ể ể ể ậ

- Th hai, d li u trong RAM s b m t đi khi không cung c p đi n, còn ẽ ị ấ ữ ệ ứ ệ ấ

i khi không c p ngu n cho nó. d li u trong ROM thì v n l u l ữ ệ ẫ ư ạ ấ ồ

1.4 Bus đ a ch , bus d li u và bus đi u khi n: ữ ệ ề ể ị ỉ

ợ ụ

ể ề ỉ ị

ữ ệ ọ ị ị

ằ ề ỉ ồ ể ộ ị

ng dây mang thông tin v i cùng m c đích. Trong Bus là t p h p các đ ớ ườ ậ chíp vi đi u khi n có 3 lo i bus là bus đ a ch , bus d li u và bus đi u khi n. ể ữ ệ ạ Trong ho t đ ng đ c hay ghi, CPU xác đ nh v trí c a d li u b ng cách đ t ặ ủ ể m t đ a ch vào bus đ a ch , r i kích ho t m t tín hi u trên bus đi u khi n đ ệ ạ ch th ho t đ ng đó là đ c hay ghi. ề ạ ộ ỉ ị ạ ộ ộ ị ỉ ọ

ớ ạ ạ ộ ọ ẽ ấ ị

ữ ệ ọ ữ ệ ộ ị ộ

ủ

ạ ộ ể ệ ờ ộ

ấ ữ ệ ư ộ ỉ t đ ế ượ ị ờ ị

ạ ộ ề ữ ệ c. i nó t Ho t đ ng đ c s l y 1 byte d li u t ồ ặ i m t v trí xác đ nh r i đ t b nh t ữ ệ ừ ộ ộ lên bus d li u. CPU đ c d li u này và đ t nó vào m t trong các thanh ghi n i ặ ữ ệ i, CPU l y d li u đ a ra bus d li u. trú c a CPU. Ho t đ ng ghi thì ng c l ượ ạ c đây là m t ho t đ ng ghi Nh có tín hi u đi u khi n, b nh nh n bi ậ ớ và nó s l u d li u trên vào vùng nh đã xác đ nh nh đ a ch mà CPU đã g i ở ớ t ớ ẽ ư tr ừ ướ

ộ ổ ớ ữ

ủ ề ấ

ề ệ

ữ ệ ị

ọ ữ ệ ồ ộ ố ề ỉ ị

ể ể

ế ị t b - Bus d li u mang thông tin trao đ i gi a CPU và b nh , gi a CPU và thi ữ ệ ữ I/O. Đ r ng c a bus d li u đóng vai trò khá quan tr ng trong v n đ tăng t c ố ộ ộ cho m t b vi đi u khi n, 8051có đ r ng bus d li u là 8 bit. Hi n nay nhi u ề ộ ộ ộ ộ ử ụ b vi đi u khi n s d ng bus đ a ch và d li u d n kênh, nghĩa là s d ng ề ỉ ộ ườ cùng m t đ ng ữ ệ ộ ườ h p này, b vi đi u khi n có thêm các m ch ngoài dùng đ phân tích các tín ề ộ ợ hi u đ a ch và d li u trong các bus t ữ ệ ỉ ệ ữ ệ ể ể ử ụ ng truy n cho các bus d li u và m t s bit đ a ch . Trong tr ạ ng ng. ươ ứ ị

ị ỉ ướ ữ ệ ạ ộ

c cung c p b i CPU, nh ng d ạ ộ ng. B i vì thông tin đ a ch luôn luôn đ ị ở ở ượ ư

ề

ữ ể ư ư ữ

ấ ạ ộ ệ ủ ươ ệ ở

ề ể ề ổ ợ ộ

ệ ệ ả

ệ ệ ố ệ ạ ộ ể ị ữ ằ ủ ữ ồ

ng, còn bus đ a ch thì ho t đ ng theo 1 - Các bus d li u ho t đ ng theo 2 h ữ h ỉ ướ li u thì có th l u thông theo c hai chi u tuỳ theo ho t đ ng ghi vào hay đ c ọ ả ệ ng trình, đ a ra. Thông tin l u tr trên bus d li u có th là nh ng l nh c a ch ị ươ ữ ệ ể ể ng trình. Bus đi u khi n ch g n vào câu l nh, d li u đ c s d ng b i ch ữ ệ ượ ử ụ ỉ ắ h p các báo hi u, m i báo hi u có m t vai trò xác đ nh đ đi u khi n là 1 t ể ỗ ệ ho t đ ng c a h th ng ho t đ ng m t cách hi u qu . Nh ng tín hi u đi u ề ộ ạ ộ ộ ệ c cung c p b i CPU nh m đ ng b vi c khi n là nh ng tín hi u đ nh th i đ ở ị v n chuy n thông tin trên bus đ a ch và bus d li u. ậ ờ ượ ỉ ị ấ ữ ệ ể

t

ệ

Trang 56

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ề ể

2. C u trúc ph n c ng c a 8051. ầ ứ ủ ấ

2.1 S đ kh i c a IC vi đi u khi n 8051: ơ ồ ố ủ ể ề

c Intel gi ể ề ề ượ ớ ệ i thi u

IC 8051 là chíp vi đi u khi n trong h vi đi u khi n 5 đã đ và đ a ra th tr ọ ng. Các thành ph n bên trong nó g m có: ị ườ ể ồ ư ầ

• 4KB ROM.

• 128 byte RAM.

• 4 port xu t nh p (I/O port) 8 bit. ậ ấ

• 2 b đ nh th i 16 bit. ộ ị ờ

• M ch giao ti p n i ti p. ố ế ế ạ

• Không gian nh ch ng trình (mã) ngoài 64K ớ ươ

• Không gian nh gi li u ngoài 64K ớ ữ ệ

• B vi x lý bit (thao tác trên các bit riêng l ). ẽ ử ộ

c đ nh đ a ch , m I v trí 1 bit. ỗ ị ỉ ị

• 210 v trí nh đ ớ ượ ị ị • Nhân/chia trong 4 m s.

ề ể ạ ọ ớ ợ

s tích h p các Các chíp vi đi u khi n còn l thành ph n bên trong chíp nh RAM, ROM (ho c EPROM), b đ m th i gian. ờ i trong h 51 khác v i 8051 ặ ở ự ộ ế ư ầ

Chip ộ ộ ị

ch ớ ng trình B nh d li u ớ ữ ệ trên chip Các b đ nh th iờ

B nhộ ươ trên chip

8051 4K ROM 128 byte 2

8031 0K 128 byte 2

8751 4K EPROM 128 byte 2

8052 8K ROM 256 byte 3

8032 OK 256 byte 3

8752 8K EPROM 256 byte 3

t

ệ

Trang 57

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ể ề

VCC

1 2 3 4 5 6 7 8 9

P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 EA/VPP

ALE/PROG

PSEN

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21

P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RST P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD XTAL2 XTAL1 GND

P2.7/A15 P2.6/A14 P2.5/A13 P2.4/A12 P2.3/A11 P2.2/A10 P2.1/A9 P2.0/A8

Hình 3.8: So sánh các IC thu c h vi đi u khi n 51 ộ ọ ề ể

Hình 3.9: S đ chân c a 8051 ơ ồ ủ

2.2 Ch c năng c a các chân IC 8051: ứ ủ

ể ề ứ

ữ

ể ề

ổ ứ ữ ệ ỗ ườ ặ ộ

ế ị ơ ộ ậ ộ ớ

ư Chíp vi đi u khi n 8051 có 32 trong t ng s 40 chân có ch c năng nh là ố ổ c s d ng vào 2 m c đích. Nghĩa là nh ng c ng I/O, trong đó có 24 chân đ ụ ượ ử ụ ỉ ngoài ch c năng I/O, m i chân có th là m t đ ng đi u khi n c a bus đ a ch ị ể ủ ộ ườ ỗ ng ho t hay bus d li u khi h th ng s d ng b nh ngoài. Ho c là m i đ ạ ệ ố ớ ử ụ đ ng m t cách đ c l p đ giao ti p v i các thi ắ t b đ n bit nh là các công t c, ể ư ế ộ và loa. đèn LED, Transistor, mô t ơ

ớ

ư ố ớ ệ ố ơ

t k không dùng b nh ngoài, P0 đ ộ ế ế ữ ở c s d ng ượ ử ụ ộ ố ượ ng ầ ấ ng truy n d li u và 8 bit th p ữ ệ ớ ườ ề

Trong nh ng mô hình thi ữ nh là c ng I/O. còn đ i v i nh ng h th ng l n h n có yêu c u m t s l đáng k b nh ngoài thì P0 tr thành các đ ớ c a bus đ a ch . ỉ ủ ổ ể ộ ị

c ch đ nh là c ng I/O t ượ ừ ế ị

chân 1 đ n 8. Chúng đ t b ngoài khi c n thi - C ng P1 đ ỉ ổ cho m c đích duy nh t là giao ti p v i các thi ụ ổ ế ế ị ầ ấ ớ ượ ử ụ c s d ng t. ế

t

ệ

Trang 58

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ề ể

ặ ủ ị ỉ

ng truy n 8 bit cao c a bus đ a ch cho ề ngoài ho c có h n 256 ng trình n m ườ ớ ươ ữ ằ ở ặ ơ

- C ng P2 là c ng I/O ho c là đ ổ ổ nh ng mô hình thi t k có b nh ch ộ ế ế byte b nh d li u ngoài. ớ ữ ệ ộ

ổ ữ ổ

INT1 INT0

Timer1 Timer 0 Serial

Interup contrl

Other register

128 bytes RAM

ROM 4K- 8051

T1 T1

Timer 1 Timer 0

CPU

Oscillator

Bus contrlo

I/ O ports

Serial port

TXD* RXD

EA RST

ALE PSEN

ADRESS/DATA

- C ng P3 ngoài m c đích chung là c ng I/O, nh ng chân này còn kiêm luôn nhi u ch c năng khác n a liên quan đ n các tính năng đ c bi t c a 8051. ệ ủ ụ ữ ứ ề ế ặ

Hình 3.10: S đ kh i c a 8051 ơ ồ ố ủ

t

ệ

Trang 59

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ể ề

Tên Đ a ch bit Ch c năng th hai Bit ỉ ị ứ ứ

RXD BOH P3.0 Nh n d li u cho c ng n i ti p ố ế ậ ữ ệ ổ

P3.1 TXD B1H Truy n d li u cho c ng n i ti p ề ữ ệ ố ế ổ

P3.2 INT0 B2H Ng t 0 bên ngoài ắ

P3.3 INT1 B3H Ng t 1 bên ngoài ắ

P3.4 T0 B4H Ngõ vào b đ m th i gian 0 ộ ế ờ

P3.5 T1 B5H Ngõ vào b đ m th i gian 1 ộ ế ờ

P3.6 WR B6H ể ộ

Đi u khi n ghi b nh d li u ớ ữ ệ ề ngoài

P3.7 RD B7H ể ọ ộ

Đi u khi n đ c b nh d li u ớ ữ ệ ề ngoài

Hình 3.11: Ch c năng th hai c a các chân Port 3 ứ ủ ứ

ớ ươ ể ộ

ng đ ộ ườ

ng trình. Xung tín hi u PSEN luôn - PSEN là m t tín hi u đi u khi n cho phép b nh ch ề ho t đ ng. Nó th ạ ộ đ th c hi n đ c các byte ch ọ ể ự ng trình bên ngoài c k t n i đ n chân OE (Output Enable) c a EPROM ủ ấ m c th p ở ứ ệ ệ ượ ế ố ế ươ ệ

t

ệ

Trang 60

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ề ể

ng trình t ộ ệ ạ ừ

trong su t ph m vi quá trình c a m t l nh. Còn khi thi hành ch ủ ROM ố ngay bên trong chip, chân PSEN luôn m c cao (không ho t đ ng). ươ ạ ộ ở ứ ở

ị ỉ ấ ữ ệ

ứ ch đ tu n t ượ ử ụ ở ế ộ ầ ự

hay còn g i là ch đ dò kênh, nghĩa là s ế ộ ấ ữ ệ ề ỉ

ị ng trình l u tr m c cao, 8051/8052 đ ủ ươ ượ ự ệ

b nh bên ngoài m i đ ng trình l u ư ở ộ ớ ượ ươ ấ ớ

ổ - Tín hi u ALE có ch c năng tách byte đ a ch th p và bus d li u khi c ng ệ c s d ng ử P0 đ ọ ng truy n cho các bit d li u và byte th p c a bus đ a ch .Khi d ng m t đ ộ ườ ụ ữ ở c phép th c hi n các ch chân EA ở ứ ư m c vùng nh th p h n 4Kbyte/8Kbyte ROM bên trong chíp. Còn khi EA ở ứ ớ ấ th p ch có nh ng ch ệ c th c hi n. ự ữ ỉ (dùng cho 8051)

ộ ộ ộ ộ

ạ ộ ố ầ ụ ộ ộ

- 8051 có m t b dao đ ng n i b bên trong chíp ho t đ ng bám theo t n ầ ủ s c a m t con dao đ ng th ch anh n m bên ngoài. T n s thông d ng c a ằ ố ủ th ch anh là 12MHz cho h u h t các IC thu c h 51. ạ ộ ạ ầ ế ộ ọ

2.3. T ch c b nh : ổ ứ ộ ớ

ộ ề ượ ể

ng trình. H u h t các IC MCS-51 đ u có b nh ch ớ ủ ộ ế ầ ớ ươ

ượ

ầ c phân chia ra thành 2 ph n ng trình ộ ề ng lên ể ở ộ ng trình và 64K b nh d li u b ng cách s d ng thêm ằ ớ ữ ệ ớ ươ ộ

Không gian b nh c a b vi đi u khi n đ d li u và ch ươ ữ ệ và d li u n m bên trong chíp, tuy nhiên cũng có th m r ng dung l ằ ữ ệ đ n 64K b nh ch ế ử ụ ộ m t s b nh ngoài. ộ ố ộ ớ

ớ ữ ệ ể

i đa 64Kbyte b ề ỉ ng trình (ROM). Nó có th k t n i t ớ ươ ộ ể ế ố ố ộ

Bên trong chíp vi đi u khi n 8031 ch có 128 byte b nh d li u (RAM) mà không có b nh ch ộ nh ch ng trình và 64Kbyte b nh d li u bên ngoài. ộ ớ ữ ệ ớ ươ

FFFF FFFF

ng trình Ch B nh ộ ớ ươ B nh ộ ớ d li u ữ ệ

Ho t đ ng ạ ộ nh tín hi u ệ ờ PSEN FF

Ho t đ ng ạ ộ nh 2 tín ờ hi u đi u ề ệ khi n ể RD và WK

B nh ộ ớ ng ch ươ trình

00 0000

t

ệ

0000 Trang 61

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ B nh bên ộ ớ trong chip

B nhộ ớ Bên ngoài

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ể ề

Hình 3.12 Không gian b nh c a 805 1 ớ ủ ộ

t b nh d li u. Không gian b nh trong đ ớ ữ ệ ế ộ ộ ớ

ị

Hình 3.12 trình bày chi ti ượ c phân chia ra g m các bank thanh ghi (00H-1FH), RAM đ a ch theo bit (20H- ồ 2FH), RAM dùng chung (30H-7FH), và các thanh ghi ch c năng đ c bi t. ỉ ặ ứ ệ

Byte Address Bit Address Byte Address Bit Address

7F FF

F0 F7 F6 F5 F4 F3 F2 F1 F0 B

Ram dùng chung E0 E7 E6 E5 E4 E3 E2 E1 E0 ACC

D0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 PSW

30 B8 - - B9 B8 IP

- B C B B B A

79 78

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

71 70 B0 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 P3

2E 77 76 75 74 73 7 2

69 68

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

t

ệ

Trang 62

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ể ề

61 60 - A9 A8 IE

2C 67 66 65 64 63 6 2 A8 A F - A C A B A A

59 58

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

51 50 A0 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 P2

2A 57 56 55 54 53 5 2

49 48

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

41 40 99 Not bit addressable SBUF

28 47 46 45 44 43 4 2

39 38 98 9F 9E 9D 9C 9B 9A 99 98 SCON

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

31 30

26 37 36 35 34 33 3 2

29 28 90 97 96 95 94 93 92 91 90 P1

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

21 20

24 27 26 25 24 23 2 2

19 18 8D Not bit addressable TH1

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

11 10 8C Not bit addressable TH0

22 17 16 15 14 13 1 2

8B Not bit addressable TL1 9 8

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

0 20 7 6 5 4 3 2 1 8A Not bit addressable TL0

1F 89 Not bit addressable

TMO D Bank 3

18 88 8F 8E 8D 8C 8B 8A 89 88 TCON

17 Bank 2 87 Not bit addressable PCON

t

ệ

Trang 63

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

0F 83 Not bit addressable DPH Bank 1 8 82 Not bit addressable DPL

7 Default Register bank 0 81 Not bit addressable SP

for R0 - R7 0 80 87 86 85 84 83 82 81 80 P0

RAM

Thanh ghi ch c năng đ c ặ ứ bi tệ

Hình 3.13. T ch c b nh d li u ớ ữ ệ ổ ứ ộ

2.4 . Các thanh ghi ch c năng đ c bi t: ứ ặ ệ

ứ ệ ặ

ph n trên c a RAM trong t ủ ế ằ ở t SFR ế đ a ch 80H đ n ừ ị ầ ỉ

8051 có các thanh ghi R0 đ n R7 và 21 thanh ghi ch c năng đ c bi (Special Function Register) n m FFH.

ứ

Thanh ghi tr ng thái PSW (Program Status Word): Thanh ghi PSW ch a các bit tr ng thái đ t trong hình 1.9. ạ c tóm t ượ ắ ạ

CY AC F0 RS1 RS0 OV - P

Hình 3.14: Các bit thanh ghi tr ng thái ạ

ớ ờ ụ

ờ ờ ố ọ ớ ượ ử ụ ớ ượ ậ ế

c ượ ớ c s d ng nh là thanh ghi 1 bit ượ ặ ả ờ ớ c s d ng cho 2 m c đích. Nó đ c l p khi k t qu phép toán có nh ả ư ượ ử ụ

+ C nh CY (Carry Flag): C nh đ dùng trong các phép toán s h c, c nh đ ho c là ph i m n. Ngoài ra c nh còn đ cho các l nh booorlean ho t đ ng trên các bit. ạ ộ ệ

+ C nh ph AC (Auxiliary Carry flag): Khi th c hi n phép tính các s ự ệ ớ

ố c b t n u k t qu phép toán v a th c hi n c nh hay có ừ ự ế ệ ả ờ ớ ụ ượ

ờ BCD, bit AC đ m n đ i v i 4 bit th p. ố ớ ậ ế ấ ượ

+ C 0 F0 (Flag 0): Là bit c dùng chung đ ờ ượ ụ c dành s n cho các ng d ng ứ ẵ

i s d ng. ờ ườ ử ụ c a ng ủ

ị

i và đ + Bit ch n l a bank thanh ghi: các bit RS0 và RS1 dùng đ xác đ nh bank ượ c ể ở ộ ạ ỗ

ọ ự c xóa m i khi h th ng kh i đ ng l thanh ghi tích c c. Chúng đ ự ệ ố ượ t. thay b i ph n m m khi c n thi ế ề ầ ầ ở

c b t n u k t qu c a m t phép ượ ậ ế ả ủ ế ộ

ờ toán c ng hay tr các s có d u b sai. + C tràn OV (Over low Flag): C tràn đ ố ờ ộ ừ ấ ị

t

ệ

Trang 64

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

ẵ ẻ ậ ỗ

ẵ ớ ổ ố

+ Bit ch n l kỳ máy đ thi ể thanh ghi A c ng v i bit Parity thì luôn luôn ch n. ộ đ ng l p hay xóa sau m i chu P (parity bit): Bit Parity đ c t ượ ự ộ t l p Parity ch n v i thanh ghi A. Nghĩa là t ng s bit 1 c a ủ ẵ ế ậ ớ

ượ ử ụ

ể ự c s d ng đi kèm v i thanh ghi A đ th c ớ c xem nh là thanh ghi ượ ư

-Thanh ghi B: Thanh ghi B đ hi n các phép toán nhân và chia. Thanh ghi B cũng đ ệ đ m dùng chung. Nó có đ a ch bit t ị ệ F0H đ n F7H. ế ừ ỉ

ộ ứ ị ỉ ủ

ạ ộ ế

ế c ra sau. Ho t đ ng đ y vào ngăn x p làm tăng SP lên tr ệ ứ ỏ ệ ướ ế ẩ

i đ nh c a ngăn x p. Ngăn x p ho t đ ng theo ph ướ ồ ủ ạ ộ ấ ế ẽ ọ ữ ệ ạ ộ

- Con tr ngăn x p SP: Là m t thanh ghi 8 bit, nó ch a đ a ch c a ph n d ầ ữ ế li u đang hi n di n t ng ươ ệ ạ ỉ c khi th c vào tr ghi d li u vào. Ho t đ ng l y ra kh i ngăn x p s đ c d li u ra r i gi m ả ỏ ữ ệ SP.

ỏ ữ ệ ượ ử ụ ể

ớ ươ ộ

ồ ỉ

ạ ị ị ề ỉ

-Con tr d li u DTPR (Data Pointer): DTPR đ vào b nh ch ớ ữ ệ ộ đ a ch 82H (DPL) và 8bit cao 8bit th p ấ ở ị c ng: các c ng I/O c a 8051 bao g m P0 t ổ ủ ổ i đ a ch B0H. t i đ a ch A0H và P3 t t ỉ ạ ị ạ ị cung c p kh năng giao ti p v i bên ngoài r t m nh. ế ả ậ c s d ng đ truy c p ng trình và b nh d li u bên ngoài, đó là thanh ghi 16bit có đ a ch 83H (DPH).Các thanh ghi ỉ ở ị ỉ i đ a ch 90H, P2 i đ a ch 80H, P1 t ạ ị ỉ t c các c ng đ u có đ a ch bit nên ỉ ổ ấ ả ấ ạ ấ ớ

ờ ộ ế ộ ế ể ị ờ

ờ ả ế ị ỉ

ấ ỉ

c thi ủ ộ ế ạ ộ ế ậ ị ờ

ể

-Các thanh ghi b đ m th i gian: 8051 có 2 b đ m th i gian 16bit đ đ nh các kho ng th i gian hay đ m các s ki n. Timer 0 có đ a ch 8AH (TL0: byte ự ệ th p) và 8CH (TH0: byte cao), Timer 1 có đ a ch 8BH (TL1: byte th p) và 8DH ấ t l p b i thanh ghi (TL2: byte cao). Ho t đ ng c a b đ m th i gian đ ở ượ ch đ th i gian TMOD và thanh ghi đi u khi n th i gian TCON, ch có TCON ỉ ờ ề ế ộ ờ có đ a ch bit. ị ỉ

ổ ổ ầ ự ố ế

ặ ư ể ế ố ớ ử ụ ớ

ộ ế ị ộ

ộ ệ ượ ớ ữ ệ ậ

ể ư ẽ ạ ạ ộ ề ề

ế ộ ề

: IC8051 ch a 1 c ng n i ti p đ k t n i v i các ứ t b n i ti p nh modem ho c đ giao ti p v i các IC khác s d ng giao ữ ạ c. Ho t ẽ ể ố ế ạ i ể ổ ậ ị ượ ủ ề

-Thanh ghi c ng tu n t thi ể ế ị ố ế ti p n i ti p (b chuy n đ i A/D, thanh ghi d ch, b nh RAM...). b đ m d ố ế ế ổ li u n i ti p SBUF l u gi c d li u truy n đi và d li u nh n đ ố ế ệ ữ ả ữ ệ đ ng ghi SBUF s n p vào d li u đ truy n đi, còn ho t đ ng đ c SBUF s ữ ệ ọ ể ộ truy c p vào d li u đã nh n đ c. Nhi u ch đ ho t đ ng khác nhau có th ượ ạ ộ ữ ệ ậ c thông qua đ a ch bit c a thanh ghi đi u khi n c ng n i ti p t l p trình đ ỉ ậ đ a ch 98H. ỉ ị

ứ ư ắ

ồ i và s đ ắ ẽ ượ ở ộ ạ

c thi -Các thanh ghi ng t: 8051 có 5 ngu n ng t và 2 m c u tiên. Các ng t b ắ ị c b t b ng cách ghi vào thanh c m sau khi h th ng kh i đ ng l ệ ố ấ ế ậ t l p ghi cho phép ng t IE (Interrup enable register). M c u tiên đ ắ ậ ằ ứ ư ượ

t

ệ

Trang 65

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

ắ ả

thông qua thanh ghi u tiên ng t IP (Interrup priority register). C 2 thanh ghi ư này đ u có đ a ch bit. ề ị ỉ

ượ ề ể ứ ng PCON (Power control register): Ch a

-Thanh ghi đi u khi n năng l nhi u bit đi u khi n đ m nh n nh ng ch c năng khác nhau. ữ ậ ể ứ ề ề ả

SMOD - - - GF1 GF0 PD IDL

Hình 3.15 : các bit thanh ghi đi u khi n năng l ng ề ể ượ

ố ộ ủ ổ ố ế

ấ ờ ượ ứ ẵ

ng là: bit h th p năng l ạ ấ ườ ượ ể

ch đ 1, ở ế ộ + Bit SMOD làm tăng g p đôi t c đ baud c a c ng n i ti p khi ủ c dành s n cho các ng d ng c a 2, 3. Bit 2 và 3 là các bit c dùng chung đ ụ i dùng. Các bit đi u khi n năng l ng PD ng ề ượ (Power down) và bit ng ng không ho t đ ng IDL (Idle). Các bit này s chuy n ể ẽ ạ ộ ừ b vi đi u khi n sang 2 ch đ ho t đ ng c b n. ộ ạ ộ ế ộ ơ ả ể ề

2.5. B nh ngoài: ộ ớ

ể ề

ế ằ

ộ ử ụ ở ổ

ủ

ng Vi đi u khi n cho phép m r ng lên đ n 64K không gian b nh ch ớ ươ ớ trình và 64K không gian b nh d li u n m bên ngoài. Khi s d ng b nh ộ ộ ườ thành đ ngoài thì c ng P0 không đ ng ượ truy n bus d li u (D0-D7) và byte th p (A0-A7) c a bus đ a ch . C ng P2 ổ ỉ ấ th ề ở ộ ớ ữ ệ c dành cho ho t đ ng I/O, nó tr ạ ộ ị ng truy n byte cao c a bus đ a ch . ỉ ữ ệ c s d ng cho đ ượ ử ụ ề ng đ ườ ườ ủ ị

ớ ầ ệ

ỉ ố ộ ộ ử ố

ấ ủ i, c ng P0 đ ổ ạ ộ ữ ệ ữ ể ọ ữ ệ ữ ệ

Trong su t m t n a chu kỳ nh đ u, tín hi u ALE s ch t byte th p c a bus ẽ ố ượ c đ a ch vào b ch t 74HC573, và trong n a chu kỳ nh còn l ớ ị ớ s d ng nh là bus d li u đ đ c d li u vào MC hay ghi d li u ra b nh ử ụ ngoài. Ch đ ho t đ ng nh v y g i là ch đ d n kênh. ư ế ộ ư ậ ọ ế ộ ồ ạ ộ

Đ a ch ỉ ị ...A A 0

D li u ữ ệ ...D D 7 0

Không ghép kênh (24 đ ng) ườ

Đ a ch ỉ ị ...A A 8

Đ a ch ỉ ị D li u ữ ệ

t

ệ

Trang 66

Ghép kênh (16 đ ng) ườ

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

Hình 3.16: Gi n đ th i gian trong ch đ d n kênh và không d n kênh. ế ộ ồ ồ ờ ả ồ

Ph ng trình ngoài: ươ ng th c truy c p vào b nh ch ậ ộ ớ ươ ứ

c đ c b i tín hi u PSEN. Khi b nh ở ớ ệ ượ ươ

ề

ươ ư ổ ộ

ủ ộ ộ

ộ

ả ế ộ ầ ạ ệ ượ ộ

B nh ch ng trình ngoài đ ớ ộ ộ ọ c s d ng, c c ng P0 và P2 đ u không s d ng ch ử ụ ng trình bên ngoài đ ượ ử ụ ả ổ trên hình 1.12. M t vòng chu nh c ng I/O. các k t n i ph n c ng đ c mô t ượ ầ ứ ế ố kỳ máy c a 8051 g m có 12 chu kỳ dao đ ng. N u b dao đ ng n i ho t đ ng ạ ộ ồ ộ ộ m s. Su t m t bám theo m t dao đ ng th ch anh 12MHz thì m t chu kỳ máy là 1 ộ ố ộ ừ ộ b c đ c ra t chu kỳ máy chu n, tín hi u ALE dao đ ng 2 l n và 2 byte đ ọ nh ch ẩ ng trình. ớ ươ

...D D 7 0 Port 0 EA 74HC573 ...A A 7 0

ALE EPROM 8051 D Q G Port 2 ...A A 8

/PSEN /OE

Hình 3.17: S đ đ u n i ph n c ng c a 8051 v i ROM ngoài ầ ứ ơ ồ ấ ủ ớ ố

t

ệ

Trang 67

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ể ề

M t chu kỳ máy ộ

S2 S3 S4 S5 S6 S1 S1 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2

OSC

PCH PCH Port 2

Port 0 Opcode Byte 2 PCL PCL

Hình 3.18: Gi n đ th i gian cho ho t đ ng đ c b nh ch ng trình bên ọ ộ ạ ộ ồ ờ ớ ươ ả

ngoài

Truy c p b nh d li u ngoài: ậ ộ ớ ữ ệ

ọ ạ ộ ề ệ ể ộ ở

c đi u khi n b i 2 tín hi u RD cà ử ớ ữ ệ ế ậ

Các ho t đ ng đ c ghi b nh d li u đ ớ ữ ệ ượ WR. Cách duy nh t truy c p đ n b nh d li u ngoài là dùng l nh MOVX, s ộ d ng con tr d li u DPTR 16bit ho c R0 hay R1 làm thanh ghi đ a ch . ỉ ụ ấ ỏ ữ ệ ệ ị ặ

ả ồ ờ ạ ộ ằ ộ ọ

ượ ỉ

ớ ữ ệ ộ ể ọ , ch khác là xung WR ỉ

ự m c cao. ệ Gi n đ th i gian cho ho t đ ng đ c b nh d li u ngoài b ng l nh c ch trong hình 1.15. Lúc này, m t xung ALE và m t MOVX A, @DPTR đ ộ xung PSEN b b qua và thay vào đó là m t xung RD đ đ c RAM. Gi n đ ồ ả ộ ở ứ ng t m c th i gian cho m t ho t đ ng ghi cũng t ươ i th p đ ghi d li u ra c ng P0 và RD t n t ồ ạ ở ứ ị ỏ ộ ữ ệ ạ ộ ổ ờ ấ ể

Port 0 ...D D 7 0

ALE 8051 74HC573 D Q G ...A A 7 0 RAM

t

ệ

Trang 68

ệ

Port 2 /RD SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ /WR Nguy n văn thi n ễ /PSEN Nguy n văn danh ễ ...A A 8 /OE /WR /CS

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ể ề

Hình 3.19 : S đ đ u n i ph n c ng c a 8051 v i RAM bên ngoài ơ ồ ấ ầ ứ ủ ớ ố

M t chu kỳ máy M t chu kỳ máy ộ ộ

S1 S2 S3 S4 S5 S6 S1 S2 S3 S4 S5 S6

ALE

Port 2

PCH DPH

External Data in

Port 0 DPL

Hình 3.20: Gi n đ th i gian c a l nh MOVX ủ ệ ồ ờ ả

100

10uF

8,2K

2.6 Reset h th ng: ệ ố

Hình 3.21: S đ m ch th c hi n reset h th ng ơ ồ ạ ệ ố ự ệ

t

ệ

Trang 69

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ể ề

ở ứ ể ố

i thi u 2 chu kỳ máy i m c th p. Vi c reset có th th c hi n hoàn toàn b ng tay thông ả ấ ằ

chân RST ữ ệ ệ đ ng reset khi c p đi n. Đ reset 8051: Ta ph i gi ể r i m i tr l ớ ở ạ ồ qua công t c, ho c có th t ắ m c cao trong t ể ự ấ ể ự ộ ứ ặ ệ

ượ ắ

ạ ị

ẽ ượ ươ ỉ ầ ị

t trong hình1.17. c tóm t ố c n p vào giá tr 0000H, b i vì khi RST xu ng ở i tai đ a ch đ u tiên ng trình luôn luôn b t đ u t ắ ầ ạ ị ả ng trình. N i dung c a RAM bên trong chíp không b nh ộ ủ ớ

Tình tr ng các thanh ghi trong 8051 sau khi reset đ ạ ng trình s đ B đ m ch ươ ộ ế m c th p, s th c hi n ch ệ ự ự ấ ứ c a b nh ch ươ ộ ủ ng b i ho t đ ng reset. h ạ ộ ưở ở

Thanh ghi N i dung Thanh ghi N i dung ộ ộ

B đ m CT 0000H IP xxx00000B ộ ế

Thanh ghi A IE 0xx00000B 00H

Thanh ghi B Thanh ghi Timer 00H 00H

PSW SCON 00H 00H

SP SBUF 00H 07H

DPTR 0000H PCON(Hmos) 0xxxxxxxB

C ng P(0,1,2,3) FFH PCON(Cmos) 0xxx0000B ổ

Hình 3.22: Giá tr các thanh ghi sau reset h th ng ệ ố ị

3. Gi i thi u các ch đ đia ch c a 8051: ớ ế ộ ỉ ủ ệ

3.1. Các ch đ đ a ch c a 8051: ế ộ ị ỉ ủ

ử ụ ỉ ể ể ề ị

B vi đi u khi n 8051 s d ng 8 ch đ đ a ch đ xác đ nh vùng d li u ữ ệ c n thi ầ ộ t cung c p cho ch đ ho t đ ng. Bao g m các ch đ đ a ch sau: ế ế ộ ị ồ ế ộ ị ạ ộ ế ộ ấ ỉ

• Đ a ch thanh ghi. ỉ ị

• Đ a ch tr c ti p. ỉ ự ế ị

• Đ a ch gián ti p . ỉ ế ị

• Đ a ch t c th i. ờ ỉ ứ ị

t

ệ

Trang 70

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

ng đ i. • Đ a ch t ị ỉ ươ ố

• Đ a ch tuy t đ i . ỉ ệ ố ị

• Đ a ch dài . ị ỉ

t kê. • Đ a ch li ị ỉ ệ

3.2.T p l nh: ậ ệ

T p l nh c a 8051 chia thành 5 nhóm chính là: ậ ệ ủ

ố ọ ừ ệ ệ ả ồ

ộ L nh s h c: G m các l nh c ng, tr , nhân, chia, tăng, gi m tác đ ng ộ trên các đ a ch và thanh ghi. ỉ ị

ệ ự ệ ệ ệ ồ

L nh logic:G m các l nh th c hi n phép toán Boolean, l nh quay thanh ghi.

ệ ể ữ ệ ữ ệ ồ

L nh chuy n d li u: G m các l nh chuy n d li u gi a các thanh ghi, gi a thanh ghi và b nh , gi a các vùng nh v i nhau. ớ ữ ể ữ ệ ộ ớ ớ ữ

ệ ỉ

ộ ộ ử ệ ứ ữ ự ỉ ậ

ừ ề ẽ ệ ệ ể ậ

ệ L nh Boolean: 8051 ch a m t b x lý Boolean hoàn ch nh th c hi n các phép toán trên t ng bit. Nh ng l nh truy c p các bit này không ch là các l nh r nhánh có đi u ki n mà còn có các l nh chuy n, b t, xoá, bù, AND và ệ OR.

ệ ươ ệ ề ồ

ẽ ữ ụ ệ ể ẽ ị

ng đ i, đ a ch dài và đ a ch tuy t đ i. L nh r nhánh ch ữ hay không có đi u ki n. Các l nh r nhánh ch ươ là ki u đ a ch t ỉ ố ệ ng trình: G m nh ng l nh r nhánh có đi u ki n ng trình s d ng 3 ki u đ a ch ỉ ệ ệ ố ẽ ề ỉ ươ ể ị ị ỉ ị

4 . Ho t đ ng c a b đ nh th i Timer: ủ ộ ị ạ ộ ờ

4.1 Gi i thi u b Timer trong 8051: ớ ệ ộ

ộ ộ ộ ậ

ồ ồ ư ồ ư

c chia cho 2, nên b đ nh th i n t ng s chia t ng s ộ ị ờ

ỗ ầ ệ ể

c ki m tra b i phân m m và th ầ ể ề ườ ủ ầ ể ố ở ượ ề

ộ ồ ị ị

ạ ộ ộ ế ờ

ể ẽ ự ơ ế

ầ

B Timer là m t dãy các flip - flop chia 2, chúng nh n m t tín hi u đ a vào ệ ư ngu n đ ng h đ a vào flip flop th nh t, nh là ngu n đ ng h . Tín hi u t ấ ệ ừ ồ ứ ồ ồ c đ a vào flip flop th 2 và c th ti p t c. ứ ế ế ụ và ngõ ra c a flip flop th nh t đ ứ ấ ượ ư ủ ứ ố M i t ng k ti p nhau đ ầ ẽ ượ ế ế n. Ngõ ra c a t ng cu i cùng dùng đ đi u khi n flip flop tín hi u đ ng h cho 2 ồ ồ ng dùng đ t o tràn, còn g i là c tràn, nó đ ể ạ ọ ờ ồ ượ c ra m t ng t. Giá tr nh phân trong các flip flop hi u là các xung đ ng h đ ắ giá tr đ m khi b đ nh th i ho t đ ng. Các b đ m s th c hi n đ m lên t ị ế ừ ệ ộ ị ế ộ ế c b t và b đ m n p vào thanh ghi THx và TLx, cho đ n FFFFh và c tràn đ ượ ậ ạ l i l y giá tr trong thanh ghi THx và THx. Ban đ u m t đ nh giá tri trong thanh ậ ị ị ạ ấ ghi THx và TLx là 0000h.

t

ệ

Trang 71

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ề ể

ạ ộ ỗ ộ ế ộ ộ ị ờ

Trong 8051 có 2 b đ nh th i 16 bít, m i b có 4 ch đ ho t đ ng nó th c s d ng: ng đ ượ ử ụ ườ

• T o ra t c đ baud cho vi c truy n thông n i ti p. ệ ố ộ ố ế ề ạ

• Đ m s ki n và đo kho ng th i gian trôi qua gi a các s ki n. ờ ự ệ ự ệ ữ ế ả

Đ truy c p vào b đ nh th i ta dùng 6 thanh ghi sau: ộ ị ể ậ ờ

SFR M c đích Đ a ch ỉ ị Ch đô đ a ch bít ị ế ỉ ụ

TCON 88h Có Đi u khi n ể ề

TMOD Đ nh Mode 89h 0 ị

TL0 8Ah 0 Byte th p c a Timer0 ấ ủ

TL1 8Bh 0 Byte th p c a Timer1 ấ ủ

TH0 8Ch 0 Byte cao c a Timer0 ủ

TH1 8Dh 0 Byte cao c a Timer1 ủ

Hình 3.23: Các thanh ghi ch c năng đ c bi t c a b đ nh th i. ứ ặ ệ ủ ộ ị ờ

4.2 Thanh ghi ki u th i gianTMOD: ờ ể

Bit Tên Timer Ch c năng ứ

GATE 1 N u GATE=1và INT1 cao thì Timer1 m i ho t đ ng 7 ạ ộ ế ớ

6 C/T 1 Bít ch n Counter/Timer ọ

5 M1 1 Bit ch n Mode ọ

4 M0 1 Bit ch n Mode ọ

3 GATE 0 Bit GATE c a Timer0 ủ

2 C/T 0 Bít ch n Counter/Timer ọ

1 M1 0 Bit ch n Mode ọ

0 M0 0 Bit ch n Mode ọ

t

ệ

Trang 72

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

Hình 3.24: các bit trong thanh ghi TMOD

4.3 Thanh ghi đi u khi n đ nh th i TCON : ể ị ờ ề

TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0

TCON ch a các bít tình tr ng và các bít đi u khi n cho Timer0 và Timer1. ứ ể ề ạ

• c xoá ậ ở ả ượ

ờ b i ph n m m ho c ph n c ng khi s d ng ng t. ầ ứ ở TF0, TF1: c tràn b t b i ph n c ng khi s y ra tràn và đ ầ ề ứ ắ ử ụ ặ ầ

• ở TR0, TR1: đi u khi n ch y cho Timer0 và Timer1. B t xoá b i ể ề ậ ạ

ph n m m. ề ầ

• IE0, IE1: c phát hi n ng t t bên ngoài, đ ắ ừ ượ ề c xoá b i ph n m m ầ ở

ho c ph n c ng khi s d ng ng t. ầ ứ ặ ờ ử ụ ệ ắ

• ộ IT0, IT1: ch n l a cách tác đ ng c a ng t bên ngoài là tác đ ng ủ ắ ộ

n âm. m c th p hay tác đ ng s ọ ự ườ ứ ấ ộ

4.4 Ngu n đ ng h : ồ ồ ồ

ị ở ể ị ệ ự ồ ồ

c thi ồ ộ ị

ể ả ồ ồ ờ ị

Có th đ nh nh p b i 1 trong hai ngu n đ ng h , vi c l a ch n này b ng ằ ọ t l p. cách ghi vào C/T trong thanh ghi TMOD khi mà b đ nh th i đ ế ậ ờ ượ ể M t ngu n đ ng h dùng đ xác đ nh kho ng th i gian và ngu n kia dùng đ ồ ộ đ m s ki n. ế ồ ự ệ

b dao đ ng bên trong chíp, và đ ế ừ ừ ộ

ụ

ộ ứ ầ ố ế ộ

ậ ợ ỗ ệ ượ ộ ị ạ ụ ả

N u C/T= 0, Timer nh n xung t ượ c t chia cho 12 đ t o ra xung h p lí phù h p cho các ng d ng. Các thanh ghi THx ợ ể ạ ộ và TLx đ c tăng lên sau m i xung nh p có t n s 1Mhz n u b dao đ ng n i ượ ị ng tràn s y ra ph thu c vào giá tr n p vào h t có t n s là 12Mhz. Hi n t ộ ầ ố ạ thanh ghi THx và TLx.

c đ nh nh p b i ngu n t ị ế ộ ị

ờ ượ ị ầ ồ

ấ

ộ ế ề ầ ở

ố ờ ị ị ọ

N u C/T=1, b đ nh th i đ bên ngoài thông qua ồ ừ ở 2 chân P3.4(T0) và P3.5(T1). Trong h u h t các ng d ng, ngu n bên ngoài này ế ụ ứ ộ cung c p cho Timer m t xung vào lúc x y ra m t s ki n nào đó, lúc này b ộ ộ ự ệ ả ằ Timer là b đ m s ki n. S các s ki n đ c xác đ nh b i ph n m m b ng ự ệ ượ ự ệ cách đ c các thanh ghi đ nh th i TLx/THx, b i vì giá tr 16bit trong các thanh ghi ở ị này tăng lên sau m i s ki n. ỗ ự ệ

t

ệ

Trang 73

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ề ể

Timer Clock ‚ 12 On - chip Oscillator

0= Up (Interval Timing) 1= Down (Event Counting) T0 or T1 pin

C/T

Hình 3.25: Ngu n đ ng h ồ ồ ồ

5. Ho t đ ng c a c ng n i ti p: ủ ổ ạ ộ ố ế

5.1 Gi i thi u chung: ớ ệ

ể ề ứ ộ ổ

ố ế ở ủ ế ủ ổ ố ế ứ

ấ ữ ệ ể ể

ổ ừ ể ữ ệ ậ

bên trong, nó có th ho t ạ B vi đi u khi n có ch a m t c ng n i ti p ể ộ ệ 4 Mode khác nhau. Ch c năng ch y u c a c ng n i ti p là th c hi n đ ng ự ở ộ ừ ố ế vi c chuy n đ i t n i ti p song song sang n i ti p đ xu t d li u ra, và t ố ế ệ sang song song đ nh p d li u vào thông qua 2 chân P3.1 (TXD) và P3.0 (RXD).

ổ ứ

ử ụ ơ

ộ ệ ư ộ

đ u tiên tr c khi ký t th 2 đ ộ ế ộ ệ ậ ậ ữ ướ ự ứ ự ầ ượ

ể C ng n i ti p có tính năng ho t đ ng kép, t c là cùng m t lúc có th ạ ộ ố ế truy n và nh n d li u, ngoài ra 8051 còn s d ng c ch b đ m cho phép ề ậ ữ ệ ự ứ th đ m t ký t c nh n vào và l u tr trong b đ m trong khi nh n vào ký t ậ ự ượ 2. N u CPU đ c ký t ữ c nh n đ y đ thì d ế ầ ủ ọ li u s không b m t. ị ấ ệ ẽ

ạ ộ ề

ẽ ạ ữ ệ ể ậ ự ữ ệ ượ ầ

ậ t và tách r i nhau, thanh ghi phát ch ghi và thanh ghi nh n ch đ c. ạ ộ Ho t đ ng ghi vào SBUF s n p vào d li u đ truy n đi, và ho t đ ng c. Th t s SBUF là 2 thanh ghi đ c SBUF truy c p vào ph n d li u nh n đ ọ khác bi ậ ậ ờ ỉ ọ ệ ỉ

ượ c c s d ng làm ầ ố ở ộ ố ộ ổ

T n s ho t đ ng c a c ng n i ti p hay t c đ baud có th c đ nh (đ ố ế c p b i b dao đ ng n i c a 8051) hay thay đ i. Timer 1 đ ấ ngu n phát t c đ baud có th thay đ i đ ể ố ị ượ ử ụ c b ng cách l p trình cho nó. ậ ạ ộ ộ ố ộ ủ ổ ộ ủ ể ổ ượ ằ ồ

5.2 Thanh ghi đi u khi n c ng n i ti p SCON: ể ổ ố ế ề

c thi t l p b ng thanh ế ộ ố ế ượ ế ậ ằ

Ch đ ho t đ ng c a c ng n i ti p trong 8051 đ ủ ổ ạ ộ ghi đi u khi n c ng n i ti p SCON. ể ổ ố ế ề

t

ệ

Trang 74

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI

Hình 3.26: Các bit trong thanh ghi đi u khi n c ng n i ti p SCON. ể ổ ố ế ề

• SM0, SM1: là 2 bit thi ế ậ t l p mode ho t đ ng cho c ng n i ti p ố ế ạ ộ ổ

• SM2: Bit mode cho phép ch đ truy n thông đa x lý trong mode2 ế ộ

và mode3. Ri s không đ ẽ ề c kích ho t n u nh n đ ậ ượ ạ ế ử c bit th 9 là bit 0 ứ ượ

• REN: Bit cho phép nh n, ph i đ c b t b i ch ả ượ ậ ở ậ ươ ậ ng trình đ nh n ể

ký tự

• TB8: Ch a bit th 9 đ c truy n đi trong mode2 và mode3 ứ ứ ượ ề

• RB8: N i nh n bit th 9 trong mode2 và mode3 ứ ậ ơ

• ủ c b t sau khi truy n xong bit cu i cùng c a ề ố

m t ký t và đ ượ ậ ng trình. ộ ự TI: C ng t phát, đ ờ ắ c xoá b i ch ươ ượ ở

• ủ c b t sau khi truy n xong bit cu i cùng c a ề ố ậ

ượ ậ ng trình. . Và đ m t ký t RI: C ng t nh n, đ ắ ươ ờ c xoá b i ch ượ ở ộ ự

5.3 Các ch đ ho t đ ng (Mode): ế ộ ạ ộ

t c 4 ch đ ho t đ ng đ ấ ả ạ ộ ế ộ ượ ọ ự ở c ch n l a b i ổ

C ng n i ti p c a 8051 có t ố ế ủ các bit SM0 và SM1 trong SCON.

• SM0=0, SM1=0:Mode 0 (thanh ghi d ch) ị

• SM0=0, SM1=1:Mode 1 (8bit UART)

• SM0=1, SM1=0:Mode 2 (9 bit UART)

• SM0=1, SM1=1:Mode 3 (9 bit UART)

Thanh ghi d ch 8bit (Mode 0): ị

ổ ị

c dùng nh truy n th ng, chân RXD đ ố ế ượ ư ộ ố ạ ộ ư ề

ậ

c truy n hay nh n đ u tiên trong 8 bit. Trong mode 0, c ng n i ti p ho t đ ng nh m t thanh ghi d ch 8bit. Hai chân ượ ử ụ c s d ng RXD và TXD không đ cho c d li u nh p vào và d li u xu t ra, còn chân TXD dùng xu t nh p đ ng ồ ị ấ ấ ả ữ ệ h , bit LSB đ ồ ữ ệ ậ ượ ề ầ

ậ ữ ệ ề ượ ắ ầ ị ồ

c b t đ u khi bit cho phép nh n REN b t 1 và ườ ng c d ch ị ậ c ghi ra đ ẽ ượ ậ ồ ượ ữ ệ ị ờ ể ạ

Ho t đ ng nh n d li u đ ạ ộ bit ng t RI b xoá v 0. Khi RI b xoá,các xung đ ng h đ ắ TXD, t i th i đi m b t đ u c a m t chu kỳ máy và d li u s đ ộ chuy n vào ngõ RXD b i nh p đ ng h . ồ ể ắ ầ ị ở ủ ồ

T c đ baud = 1/12 (t n s c a b dao đ ng n i). ầ ố ủ ộ ố ộ ộ ộ

t

ệ

Trang 75

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

Ch đ 8bit UART v i t c đ baud thay đ i (Mode 1): ớ ố ộ ế ộ ổ

ổ ộ ộ ư

ạ ộ c phát đi trên đ ng TXD ho c đ ổ ộ ố ườ

ố ế ủ ượ ộ ở ứ

ữ ệ

c thi ố ố ộ ế ậ ượ ỗ ị

Trong mode 1, c ng n i ti p c a 8051 ho t đ ng nh là m t b 8bit UART ậ c nh n có t c đ baud thay đ i. 10bit đ ặ ượ m c 0), ti p theo là vào ngõ RXD. Chúng bao g m m t bit Start (luôn luôn ế ồ đ u ), và bit Stop cu i cùng (luôn luôn là 1). Chu kỳ c a 8bit d li u (bit LSB ủ ở ầ ứ t l p b i m c m i bit là s ngh ch đ o c a t c đ baud. T c đ baud đ ở ả ủ ố ộ ố tràn Timer 1.

ượ ở ầ

ể ữ ệ ữ ệ

c đi TI đ c kh i đ u b ng cách ghi vào SBUF. D li u đ ế ắ ầ ượ ắ ở ượ ậ ờ

Ho t đ ng phát đ ượ c ạ ộ ằ ế chuy n d ch ra ngõ TXD b t đ u b i bit Start, ti p theo là 8bit d li u và k t ị thúc b ng bit Stop. C ng t phát đ ấ c b t ngay khi bit Stop xu t hi n ằ chân TXD. ệ ở

1 qua 0 t ậ ở ầ ể ạ

c kh i đ u b ng s chuy n đ i t ự đã đ ượ ổ ừ ệ

t r ng m t bit Start h p l ế ằ ữ ệ i ngõ ị c phát hi n, sau đó bit Start b ố c d ch chuy n vào trong thanh ghi d ch c a c ng n i ằ ợ ệ ể ượ ộ ượ ủ ổ ị ị

Ho t đ ng nh n đ ạ ộ RXD. Gi thi ả b qua, 8bit d li u đ ỏ ti p. Ti p theo: ế ế

1. Bit th 9 (bit Stop) đ c d ch chuy n vào trong RB8 c a SCON ứ ượ ị ủ ể

2. 8bit d li u đ c n p vào SBUF ữ ệ ượ ạ

3. C ng t báo hi u nh n đ c (RI) b t lên. ậ ượ ệ ắ ờ ậ

2 SMOD 32

T c đ baud = (t c đ tràn Timer 1). ố ộ ố ộ

Ví d , n u t c đ baud là 1200 thì t c đ tràn là: ụ ế ố ộ ố ộ

T c đ tràn Timer 1 = 38,4KHz ố ộ

ộ ể ộ

ế ử ụ c đ nh nh p ạ m c 1MHz. Vì b đ nh th i ph i tràn ộ ị ộ ở ố ộ

m c 1000KHz. Nh v y c 1000 ị ở ứ c đ nh nh p ị ờ ả ư ậ ị ở ứ ứ

ượ ồ ả ả ộ ầ

ệ ượ ồ ể

c yêu c u n p vào cho TH1. Nh ng tràn x y ra khi có s chuy n đ i t ầ ờ ế ộ ả ượ ỏ ơ ự ạ

N u s d ng th ch anh 12MHz đ đi u khi n b dao đ ng n i, thì Timer 1 ể ề t c đ 38,4KHz và nó đ ượ ị ‚ 38,4 = 26,04 nh pị cũng đ đ ng h thì ph i x y ra tràn m t l n (làm tròn thành 26 nh p đ ng h ). B i vì ở ồ ị ồ FFH b đ nh th i đ m lên và hi n t ổ ừ ộ ị qua 00H, m t giá tr đ m 26 nh h n 0 đ ư ị ế v y giá tr đúng là -26 t c là E6H.. ứ ậ ị

Mode 9 bit UART v i t c đ baud c đ nh (Mode 2): ớ ố ộ ố ị

ậ ồ

ứ ữ ệ ữ ệ ế

ể

c phát đi hay nh n g m có: bit Start, 8bit d li u, 1 ượ c l p trình và bit Stop. Khi phát đi thì cho dù th nào đi ượ ậ c đ t vào TB8 trong SCON (có th là bit Parity). Khi ượ ặ t

ệ

Trang 76

ệ

Trong mode 2, 11bit d bit d li u th chín đ n a, bit th chín cũng đ ứ ữ SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ể ề

c đ t vào RB8 trong mode 2 b ng 1/32 hay ậ ằ

c s đ nh n, bit th chín nh n đ ậ ượ ẽ ượ ặ ứ 1/64 t n s c a b dao đ ng n i. ộ ộ ầ ố ủ ộ

2 SMOD 64

T c đ baud = (T n s b dao đ ng n i) ầ ố ộ ố ộ ộ ộ

Mode 9bit UART v i t c đ baud thay đ i (Mode 3): ớ ố ộ ổ

ố ư t c đ baud đ ộ ạ ừ ố ượ ậ

ể

t ệ ở ố ữ ệ

c l p trình và Mode 3 cũng gi ng nh mode 2 ngo i tr ấ thì mode 1, mode 2 và mode 3 r t đ c cung c p b i b đ nh th i. Th c t ự ế ượ ờ ở ộ ị ấ đây là t c đ baud (c đ nh trong mode 2, thay gi ng nhau, đi m khác bi ố ị ộ ố ố đ i trong mode 1 và 3) và s bit d li u (8bit trong mode 1, 9bit trong mode 2 và ổ 3).

2 SMOD 64

T c đ baud = (T c đ tràn Timer 1). ố ộ ố ộ

On chip oscillator

Baud rate clock ‚ 12 (a) Mode 0

‚ 64 On chip oscillator

Baud rate clock SMOD = 0 SMOD = 1 ‚ 32

(b) Mode 2

‚ 64 On chip oscillator

Baud rate clock SMOD = 0 SMOD = 1 ‚ 32

Hình 3.27: Ngu n đ ng h cho c ng n i ti p ố ế ồ ồ ồ ổ

Truy n thông đa x lý ử ề

ế ộ ử ệ

ề ượ ư ế ứ

ế ộ ữ ệ c l p trình sao cho khi bit Stop đ ể ượ ậ ặ ỉ ế ậ ằ ư

Các ch đ 2 và 3 là các ch đ d phòng cho vi c truy n thông đa x lý. ế ộ ự c đ a đ n RB8. c thu và bit th 9 đ Trong các ch đ này, 9 bit d li u đ ượ ượ c c nh n, ng t do port đ Port có th đ ắ ượ tích c c khi ch n u RB8 =1. Đ c tr ng này có đ c b ng cách set bit SM2 ượ ự c ng d ng trong mô hình trong thanh ghi SCON b ng 1. Đ c tr ng này đ ượ ứ ằ ụ ư ặ

t

ệ

Trang 77

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

c s p x p theo mô hình ch /t ( master/slave ) ử ụ ề ượ ắ ủ ơ ế

m ng s d ng nhi u 8051 đ nh trình bày trong hình v : ẽ ạ ư

32 I/O lines 32 I/O lines

Master 8051

TXD P0 P1 P2 P3 8051 Slave1 RXD P0 P1 P2 P3 8051 Slave2 RXD

3. H th ng ng t: ệ ố ắ

ộ ố ề ộ ử ố ữ ệ

ộ ậ ủ

ị ế ỉ ỗ , tr ớ ướ ộ ủ ộ ử ỉ ị ữ ệ ở

ỉ ị ộ ỉ

đ cho m i m t b x lý t ả

ỉ ị

ữ ệ ị ị

ể c đ nh đ a ch không. B x lý t ượ ậ c đ nh đ a ch có các bit SM2 c a chúng đ không đ có th kh o sát byte nh n đ ị ẩ ỉ ủ ớ ị

ậ ỏ

ự ộ ử

ủ có th phát đ n tr m ch ế ạ ỉ ế ế ớ

Khi b x lý ch mu n truy n m t kh i d li u đ n m t trong nhi u b ộ ộ ề x lý t c tiên b x lý ch phát đi m t byte đ a ch nh n d ng b x lý t ớ ử ộ ử ạ đích. M t byte đ a ch khác v i m t byte d li u ch bit th 9 là m t trong ớ ộ ứ byte đ a ch và là 0 trong byte d li u. M t byte d a ch ng t t ộ ử t c các b x lý ị ắ ấ ả t c đ ki m tra ượ ộ ộ ử ỗ ớ ể ể ể ậ ớ ượ c xem có ph i là b x lý t đ ộ ử ớ ộ ử ả đ nh đ a ch s xóa bit SM2 c a mình và chu n b nh n các byte d li u theo ỉ ẽ ị ượ sau. Các b x lý t c ộ ử set b ng 1 và th c thi công vi c riêng c a chúng, b qua khong nh n các byte ằ c ng t l n n a khi b x lý ch phát ti p byte d li u. Các b x lý này s đ ộ ử ữ ệ ủ c thi đ a ch k . Khi liên k t đã đ ể ế ị b ng cách không s d ng bit d li u th 9 . ử ụ ằ ộ ữ ệ ớ đang đ ủ ượ ệ ẽ ượ ượ ữ ệ ị ủ ắ ầ ữ t l p tr m t ạ ế ậ ứ

6. H th ng ng t: ệ ố ắ

6.1 Gi i thi u chung: ớ ệ

t

ệ

Trang 78

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ể ề

ắ ứ ọ

ụ t k và th c hi n các ng d ng ệ ộ ế ế ứ ự ộ ể

ồ ng trình khác đang ch y. i quy t s ki n đó khi ch Ng t đóng vai trò quan tr ng trong vi c thi ệ c a vi đi u khi n. Chúng cho phép h th ng đáp ng m t cách không đ ng b ề ệ ố ủ đ n 1 s ki n và gi ự ệ ế ế ự ệ ươ ạ ả

ắ ả ệ

ộ ẽ ươ ế ứ

ạ ạ ộ ươ ẽ ế ệ

ề ươ ự

m c ng t (Interrup - level). ng trình chính t m th i d ng công vi c đang thi Khi m t ng t x y ra thì ch ờ ừ hành và r nhánh sang ISR, ti p theo ISR ho t đ ng đ đáp ng yêu c u c a ầ ủ ể ạ ộ ng trình chính s ho t đ ng ng t, và nó s k t thúc b ng l nh quay v , ch ắ ẽ ti p t c t ệ ở ứ ơ m c c ng trình chính th c hi n ể ế ụ ạ b n (base - level), còn ISR th c hi n ả ằ i ngay sau đi m r nhánh. Ch ệ ở ứ ẽ ự ắ

a) Quá trình th c hi n ch ự ệ ươ ng trình mà không có ng t ắ

ISR

Ch ng trình chính ươ

i CT Th c hi n ISR ệ ự Quay tr l ở ạ chính

CT chính CT chính CT chính

b) Quá trình th c hi n ch ự ệ ươ ng trình có ng t ắ

Hình 3.28: Trình t th c hi n ch ự ự ệ ươ ng trình không có ng t và có ng t ắ ắ

6.2 T ch c ng t c a 8051: ổ ứ ắ ủ

ấ ả ắ

ắ ộ ị ệ ố

ồ ấ ả ầ ề ế ậ ắ ậ

t c là 5 ngu n ng t trên 8051: 2 ng t ngoài, 2 ng t b đ nh th i và Có t ờ ắ ở ộ 1 ng t c ng n i ti p. T t c các ng t đ u b c m sau khi h th ng kh i đ ng ị ấ ắ ổ ố ế ắ ề b i ph n m m. Có th truy c p đ n các ng t thông qua c b t riêng l và đ ể ẻ ở ượ thanh ghi cho phép ng t IE. ắ

Đ u tiên c a ng t: ộ ư ủ ắ

ỗ ộ

ể ạ ượ ộ t có đ a ch bit IP t ứ ể ượ ậ ặ

c l p trình đ đ t đ ỉ ị ể ặ ạ ị ắ ở ứ ư ệ ố

ị ớ ắ ơ ộ

ư ư ứ ư ấ ứ ư

i, và ISR có m c u tiên cao h n s đ c th c hi n. ứ ư c m t trong 2 m c u M i m t ngu n ng t có th đ ắ ồ i đ a ch 0B8H. tiên thông qua thanh ghi ch c năng đ c bi ỉ ệ m c u tiên thanh ghi IP b xóa sau khi h th ng kh i đ ng đ đ t các ng t ở ộ i 2 m c u tiên. Khi m t ng t có th p h n so v i m c đ nh. Trong 8051 t n t ồ ạ m c u tiên cao xu t hi n trong khi m t ISR có m c u tiên th p đang thi hành ấ ộ thì ISR đó s b ng ng l ơ ẽ ượ ứ ư ặ ấ ẽ ị ừ ị ệ ạ ự ệ

t

ệ

Trang 79

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

Bit Tên Ch c năng 1= Enable; 0= Disable ỉ ứ

Đ a ch ị bit

Bit b t/t t dùng chung IE.7 EA AFH ậ ắ

Không đ c đ nh nghĩa IE.6 - AEH ượ ị

Cho phép ng t Timer 2(8052) IE.5 ET2 ADH ắ

IE.4 ES ACH Cho phép ng t c ng n i ti p ố ế ắ ổ

Cho phép ng t Timer 1 IE.3 ET1 ABH ắ

Cho phép ng t ngoài 1 IE.2 EX1 AAH ắ

Cho phép ng t Timer 0 IE.1 ET0 A9H ắ

Cho phép ng t ngoài 0 IE.0 EX0 A8H ắ

Hình 3.29: Các bit trong thanh ghi IE ( Interrupt Enable)

Bit Tên Ch c năng 1= Enable; 0= Disable ỉ ứ

Đ a ch ị bit

IP.7 - - Không xác đ nhị

IP.6 - - Không xác đ nhị

IP.5 PY2 0BDH u tiên cho ng t Timer 2 Ư ắ

IP.4 PS 0BCH Ư u tiên cho ng t c ng n i ti p ố ế ắ ổ

IP.3 PT1 0BBH u tiên cho ng t Timer 1 Ư ắ

IP.2 PX1 0BAH u tiên cho ng t ngoài 11 Ư ắ

IP.1 PT0 0B9H u tiên cho ng t Timer 0 Ư ắ

IP.0 PX0 0B8H u tiên cho ng t ngoài 0 Ư ắ

C ch ch n l a tu n t : ơ ế ọ ự ầ ự

ả ờ

ắ ớ có s n s xác đ nh ng t nào đ ẵ ẽ ứ ư ị ồ c đáp ng tr ứ ướ ệ ắ

ắ ơ ấ ệ

, và các m c u tiên. Tình tr ng c a t ộ ơ ế ọ N u có 2 ng t v i cùng m c u tiên x y ra đ ng th i, thì m t c ch ch n ế ọ ự l a theo th t c. Vi c ch n l a ứ ự ượ ự theo th t s là External 0, Timer 0, External 1, Timer 1, Serial Port, Timer ứ ự ẽ ẻ ơ ế i thi u 5 ngu n ng t, c c u cho phép chung và riêng l , c ch 2.Hình 1.24 gi ớ t c các ngu n ng t là ch n l a tu n t ắ ồ ầ ự ồ ứ ư ủ ấ ả ọ ự ạ

t

ệ

Trang 80

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

ứ

ệ

ắ ể ờ ươ ắ ắ ủ ổ ấ ầ ờ ế ế ẫ ả ủ

IE register

IP register

c t o ra b i s tràn b đ nh th i TF2 OR v i EXF2. ấ ứ ng ng trong thanh ghi SFR. T t nhiên, n u b t c s n sàng nh vàobit c t ờ ẵ ể ng t nào b c m, ng t đó s không xu t hi n nh ng ph n m m v n có th ư ị ấ ề ấ ẽ c là nh k t qu c a phép ki m tra c ng t. Ng t c a c ng n i ti p có đ ố ế ượ ờ ắ ắ ủ c RI v i c ng t phát đi TI. Cũng nh v y, ng t c a toán OR c ng t nh n đ ư ậ ắ ậ ượ ắ ờ Timer 2 đ ờ ở ự ượ ạ ớ ờ ộ ị ớ

INT0 IT0 High priority interrupt IE0 1 0

TF0

Low priority interrupt INT0 IT1 IE0 1 0

TF1

RI Interrupt polloing sequence

TI Interrupt enable

Global enable

Hình 3.30: C u trúc h th ng ng t trong 8051 ệ ố ấ ắ

6.3 Quá trình x lý ng t: ử ắ

ng trình chính ượ ệ ộ c CPU ch p nh n, ch ấ ậ ươ

- Khi m t ng t xu t hi n và nó đ ấ ắ b ng ng, các ho t đ ng ti p theo x y ra nh sau: ạ ộ ị ừ ư ế ả

• Th c hi n xong l nh hi n hành lúc đó ệ ự ệ ệ

ng trình PC đ c l u vào trong Stack • B đ m ch ộ ế ươ ượ ư

• L u gi ư ữ tình tr ng c a ng t hi n t ủ i ệ ạ ắ ạ

• Các ngu n ng t đ c gi i m c c a ng t hi n t ắ ượ ồ t ữ ạ ứ ủ i ệ ạ ắ

• N p vào PC đ a ch vector c a ISR ị ủ ạ ỉ

t

ệ

Trang 81

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ể ề

• ISR th c hi n ệ ự

ạ ộ ủ ầ

i yêu c u c a ng t. ISR k t thúc b ng l nh ệ ị ủ ệ i tình tr ng c a ng t c . Vi c th c hi n ắ ủ ằ i giá tr c ự ạ ươ ụ ạ

- ISR ho t đ ng đ đáp l ể RETI có tác d ng quay tr l i ch ở ạ ụ c a PC trong ngăn x p và khôi ph c l ủ ch ươ ế ng trình chính ti p t c di n ra t ế ụ ế ắ ng trình chính, l nh này s n p l ẽ ạ ạ ệ ủ ệ ừ ạ i n i nó t m d ng. ạ ạ ơ ễ

Vector ng t:ắ

ị ạ ậ ộ ọ

- Khi m t ng t đ ắ ượ ng t. Nó chính là đ a ch b t đ u c a ISR t ị c ch p nh n thì giá tr n p vào trong PC g i là vector ậ c ch p nh n. ấ ỉ ắ ầ ủ ng ng v i ng t đ ớ ươ ứ ắ ượ ấ ắ

ờ

ắ c cho trong hình 1.31. C RST cũng t o ra m t ng t ộ ng trình ằ ắ ượ i h th ng có vector ng t là 0000H, nó ng t ch ắ ạ ệ ố ạ ắ ươ

- Các vector ng t đ nh m kh i đ ng l ở ộ chính và n p vào PC giá tr m i là 0000H. ạ ị ớ

Ng tắ Cờ Đ a ch Vector ỉ ị

System reset RST 0000H

Exernal 0 IE0 0003H

Timer 0 TF0 000BH

External 1 IE1 0013H

Timer 1 TF1 001BH

Serial Port RI or TI 0023H

Timer 2 TF2 or EXF2 002BH

Hình 3.31: Các Vector ng tắ

Ph n ầ 3. Gi

ớ

i thi u các b bi n đ i DAC, ADC: ộ ế ổ

ệ

1. B bi n đ i s t ng t DAC: ộ ế ổ ố ươ ự

t b đ ổ ố ươ ộ ế ớ ế ị ượ ử ụ c s d ng

1.1 Gi r ng rãi đ chuy n đ i xung s v tín hi u t ổ ể ộ i thi u: ệ B bi n đ i s t ể ng t ự ệ ươ ố ề DAC là thi . ng t ự

C u trúc c a b bi n đ i: ủ ộ ế ổ ấ

t

ệ

Trang 82

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

MSB LSB A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8

NC (NOTE2) 1

16 COMP

CURRENT SWITCH

I 0

RANGE CONTROL

GND 2

15 VREF(-)

14 VREF(+)

B CIRCUIT

H 2R LADDER

GND

13 VCC

I0 4

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ề ể

DAC0808

12 AB LSB

MSB A1 5

11 A7

REF(+)

A2 6

NPN CURRENT SOURCE PAIR

10 A6

A3 7

REF(-)

A4 8

COMPE

9 A5

REFERENCE CURRENT AMP

Hình3.32. C u trúc và s đ chân c a DAC0808 ơ ồ ủ ấ

Ở đây ta s d ng b bi n đ i D/A–8 bit lo i DAC0808 ổ ộ ế ử ụ ạ

Các thông s c b n c a b bi n đ i: ố ơ ả ủ ộ ế ổ

0 ≤ TA ≤ +750C

A = 250C):

• Nhi ệ ộ t đ ho t đ ng: 0 ạ ộ

• Đi n áp ngu n cung c p (T ồ ệ ấ

Vcc = 5VDC

VEE = 5VDC

• Dòng c a ngu n cung c p (T t c các bit m c th p) ấ ả ủ ấ ồ ở ứ ấ

Icc = 2,3 ~ 22 mA

IEE = - 4,3 ~ -13mA

• Dòng đi n tham chi u ế ệ

t

ệ

Trang 83

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ể ề

Iref = 2mA

EE = -15V):

• Dòng đi n ra (V ệ

Io = 2 ~ 4,2mA

• Công su t tiêu hao: 1000mW ấ

• Nhi t đ l n nh t t i m i hàn mà IC ch u đ c (trong 10s): 260 ệ ộ ớ ấ ạ ị ượ ố

ng pháp th c hi n chuy n đ i DAC: Ph ổ ố ệ ể ự ươ ươ

ợ ậ ấ

ầ

ể ượ ử ụ ươ ộ ộ

ườ ộ

n v i n là s bit d li u đ u vào. Do v y, m t b DAC 8 bit nh

ủ ố ầ ầ ị ế ị ữ ệ ộ

ớ

đ u ra. T ậ ệ ầ ệ ẳ

nh v y, m t b DAC 12 bit cho 4096 m c đi n áp r i r c. Cũng có các b ị ng pháp tr ng s nh ọ ng pháp b c thang R/2R. R t nhi u m ch tích h p DAC, trong đó ề ạ ươ ng c s d ng trong ph n này, đ u s d ng ph ề ử ụ c đ chính xác cao ng pháp này cho phép đ t đ ộ ạ ượ ả i i. Đ phân gi c h t là đ phân gi ộ ả ộ ướ ế ố ng 8, 10 và 12 bit. S i chung th ả i c a b DAC, vì s m c đ u vào ố ứ ầ ả ủ ộ ư ng ươ ộ ố ạ ộ ộ ứ ệ

Có hai ph phân và ph ươ có MC1408 (DAC0808) đ pháp hình thang R/2R vì ph h n. Tiêu chu n đ đánh m t b DAC tr ẩ ơ là hàm c a s đ u vào nh phân. Đ phân gi bit d li u đ u vào quy t đ nh đ phân gi b ng 2 ộ ộ ằ ữ ệ DAC0808 ch ng h n có 256 m c đi n áp (dòng đi n) r i r c ờ ạ ở ầ ứ t ờ ạ ự ư ậ DAC 16 bit song chúng r t đ t . ấ ắ

Ta có m t s đ c tính c a b bi n đ i DAC0808: ủ ộ ế ộ ố ặ ổ

t

ệ

Trang 84

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ể ề

1.2 Ghép n i DAC0808 (MC1408) v i 8051: ố ớ

c chuy n thành dòng (I ố ượ ể

i chân I ể ổ

ủ

out) và n u n i ố ế ượ c chuy n thành đi n áp, dòng t ng đ c ệ out là m t hàm c a s nh phân đ u vào D0-D7 c a DAC0808 và ộ ầ ị ref nh sau: ư

DAC0808 tín hi u đ u vào s đ Ở ầ ệ đi n tr t out thì k t qu đ ệ ả ượ ế ở ớ c p b i chân I ủ ố ở ấ c tính theo I đ ượ

7D 2

D6 4

D5 8

D4 16

D3 32

D2 64

D1 128

D0 256

+ + + + + + + ) Iout =Iref (

ấ ầ

ref th

c áp vào chân 14. Dòng I ặ ị

ử ụ ế ạ

ref ph iả ệ i thi u ng đ t giá tr 2,0mA. Hình v gi ế ậ ref = 2mA) b ng cách s d ng đi n áp ệ ằ i DAC t c đ u vào n i t ấ ả ầ

W Trong đó D0 là bit th p LSB và D7 là bit cao MSB, dòng đ u vào I đ ượ ườ ẻ ớ t l p I m ch t o tham chi u dòng (thi ạ nuôi 5V và các đi n tr 1K . N u Iế ref = 2mA, còn t ố ớ

ệ m c cao, thì dòng đi n c c đ i đ u ra là 1,99Ma. ở ệ ự ạ ở ầ ở ứ

DAC0808 Chuy n Iể out sang đi n áp ệ ở

out thì dòng đ

c chuy n thành đi n áp và có th ố ệ ế ượ ệ ể

ể i chân I ệ ộ

ả ref c n đ ượ ầ ủ ả ị

ậ ệ ế

ể N u n i đi n tr t ở ớ ki m tra đ u ra b ng máy hi n sóng. Tuy nhiên, nh v y s làm gi m đ chính ầ ằ xác do b thay đ i tr kháng vào c a t c cách ly ổ ở b ng cách dùng khuy ch đ i thu t toán v i đi n tr h i ti p R = 5kΩ. N u R = ế ằ 5kΩ, thì khi đ u vào thay đ i nh phân, ư ậ ẽ i. Vì v y, dòng ra I ở ồ ế ớ ẽ ệ ậ ị ạ ổ ầ ầ đi n áp đ u ra s thay đ i: ổ +5V Vout = Io*R.

1.5K

(+)

REF

Vcc

(-)

REF

P1.0

2.5K

+5V

I OUT

DAC 8051

Đi n máy ệ hi n sóng ệ =0-10V

out

P1.7

COMP

100PF

D i đi u ề ả khi nể

VEE

8051 8051

t

ệ

Trang 85

-12V

R=2,5K POT

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

GND

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ề ể

Hình3.33. N i ghép 8051v i DAC0808 ố ớ

=5V

5000K

MSB

=10000V

REF

5000K

S đ l y đi n áp ra dùng khu ch đ i thu t toán: ơ ồ ấ ệ ế ậ ạ

DAC0808

DIGITAL INPUTS

10 10

LF351

V0 OUTPUT

LSB

0,1

=-15V

Hình 3.34. S đ l y đi n áp ra dùng khuy ch đ i thu t toán ơ ồ ấ ế ệ ạ ậ

2. B chuy n đ i t ng t s ADC: ể ổ ươ ộ ự ố

ộ ổ ượ ử ụ ệ Các b chuy n đ i ADC đ

ị ế ứ ộ ự ế

ng t ậ ệ ộ ấ

i th c mà ta th d ng t ữ

ộ ạ ượ

ộ ẩ ườ ệ c xem nh

c s d ng h t s c r ng rãi. i thi u: 2.1 Gi ớ ể , các đ i ạ Máy tính s làm vi c trên các giá tr nh phân, tuy nhiên trong th c t ị ệ ố (liên t c ) nhi ố t đ áp su t, đ m, t c ng v t lý đ u l ụ ự ề ở ạ ươ ượ ặ ng g p ng v t lý c a th gi đ … là m t trong nh ng đ i l ự ủ ậ ế ớ ạ ượ ộ ộ c chuy n v dòng đi n ho c đi n áp qua ng v t lý đ hàng ngày. M t đ i l ệ ể ặ ề ậ ư c g i là b bi n đ i. B bi n đ i cũng có th đ t b đ m t thi ộ ế ể ượ ổ ộ ế ọ ế ị ượ ộ b c m bi n. M c dù ch có các b c m bi n nhi t, t c đ , áp su t, ánh sáng ấ ế ặ ế ệ ố ỉ ộ ả và nhi u đ i l nhiên khác, nh ng chúng đ u có m t đ t đi m chung là ng t ể ề ạ ượ ề ượ ổ ộ ả ư ộ ộ ặ ự

t

ệ

Trang 86

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ể ề

ệ ầ

ộ ộ c chúng. Chip d ng liên t c. Do v y, c n m t b ở ạ ể ụ ể ọ ậ ượ ề

cho ra các tín hi u dòng đi n ho c đi n áp chuy n đ i t ể ADC đ ệ ng t ổ ươ c s d ng r ng rãi hi n nay là ADC804. ượ ử ụ ặ ệ s đ b vi đi u khi n có th đ c đ ự ố ể ộ ệ ộ

2.2 Chip ADC 804:

ọ ộ ộ ể ủ

ng t ượ

i 8bit. Ngoài đ phân gi ự ố ề ộ ả ờ

ả ọ ộ ờ

ộ ể ể ầ ổ

thành m t s nh phân. Đ i v i ADC804 th i gian chuy n đ i ph ộ ố ờ ộ ố ể ộ ầ ổ ể ộ ố ớ ờ

ồ ượ ấ ớ

150PF

CLK R

10K

CLK IN

INTR

TRANSDUCER

s thu c h ADC800 c a hãng Chip ADC804 là b chuy n đ i t ổ ươ c nhi u hãng khác s n xu t. Chip có National Semiconductor. Chip này cũng đ ấ ả i thì th i gian chuy n đi n áp nuôi +5V và đ phân gi ể ệ đ i cũng là m t tham s quan tr ng khi đánh giá b ADC. Th i gian chuy n đ i ổ ổ c đ nh nghĩa là th i gian mà b ADC c n đ chuy n đ i m t đ u vào đ ị ượ ụ ng t t ị ự ươ i chân CLK R và CLK IN và không bé c c p t thu c vào t n s đ ng h đ ộ h n 110µs. S đ t ng quát n i ghép ADC0804 v i b vi đi u khi n: ề ơ ầ ố ồ ơ ồ ổ ớ ộ ể ố

A/D

D87

D86

ANY PROCESSOR

(+)

DIFF INPUTS

D85

(-)

D84

BUS

15 16

D83

A GND

D82

REF

D81

D GND

D80

Hình 3.35. S đ ghép n i ADC v i b đi u khi n ể ố ớ ộ ề ơ ồ

Các chân c a ADC804 có các ch c năng sau: ủ ứ

CS (Chip select): Ch n chip ọ

t

ệ

Trang 87

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

c s d ng đ kích ho t chip ự ầ ọ ứ ượ ử ụ ể ạ

Là chân ch n chip, đ u vào tích c c m c đ ADC804.

RD (Read): Đ c ọ

ầ ự ấ

ộ ng t ệ ữ ệ ự ộ ố

m t thanh ghi trong. RD đ ể

ố thành s nh phân và gi ị c s d ng đ cóp d li u đã chuy n đ i t ữ ệ c đ a t i các chân d ượ ư ớ ấ ổ ươ ể ố ượ ử ụ ạ ở ộ ủ ế

Đây là tín hi u đ u vào, tích c c m c th p. Có m t xung cao xu ng th p đ n ế ứ ữ chân RD thì d li u Các b ADC chuy n đ i t ể ổ ớ i nó đ u ra c a ADC804. Khi CS=0 n u ra d ng s 8 bit đ ữ ầ c coi là cho phép đ u ra . li u DO-D7. Chân RD còn đ ệ ượ ầ

WR (Write): Ghi

ượ ứ ể ấ

ắ ầ ộ ự ế ổ

ố V ng t c dùng đ báo cho ADC804 b t đ u quá Chân vào tích c c m c th p đ trình chuy n đ i. N u CS =0 khi WR t o ra xung co xu ng th p thì b ADC804 ạ ự in v s nh phân 8 bit. b t đ u ti n hành chuy n đ i giá tr đ u vào t ị ầ ể ắ ầ ấ ề ố ể ế ươ ổ ị

CLK IN và CLK R

ồ ể ạ

ờ ồ ể ồ

ố ớ ồ ộ ộ ạ ồ ồ

i. Trong tr hình d ướ

1 RC 1,1

CLK IN là chân vào n i v i đ ng h ngoài đ c s d ng đ t o th i gian. Tuy ượ ử ụ nhiên, 804 cũng có m t b t o xung đ ng b trên chip. Đ dùng đ ng h trong ộ ồ c g i là đ ng h riêng) c a 804 thì các chân CLK IN và CLK R (cũng còn đ ủ ọ ượ đi n và các đi n tr nh ch ra i m t t đ ườ ng c n i t ở ư ỉ ở ệ ộ ụ ệ ượ ố ớ c xác đ nh b ng bi u th c: h p này t n s đ ng h đ ứ ể ằ ị ầ ố ồ ợ ồ ượ

+5V

Vin(+)

10K POT

Vin(-)

A GND

V ref/2

6 7 8 9 19

CLK R

Đ n đèn ế LEDs

10K

W ng c a các đ i l ng trên là R = 10k ườ ủ , C = 150pF và t nầ sm . Giá tr thông th ị s nh n đ ố ậ ượ ạ ượ c là f =606Hz, còn th i gian chuy n đ i s là 110 ờ ổ ẽ ể

CLK IN

150pF

1 2 10

INTR

D GND

Th ườ m START ở

ADC0804

t

ệ

Trang 88

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ể ề

Hinh 3.36. S đ ki m tra ADC804 do ơ ồ ể ch đ ch y t ở ế ộ ạ ự

Ng t INTR (Interrupt) ắ

ấ ở ạ ườ

t thì nó xu ng th p đ báo cho CPU bi ng, chân này ấ ể ố

ể ổ ể ổ ặ ố

Là chân tích c c m c th p. Bình th ứ ự vi c chuy n đ i hoàn t ấ ệ đ ẵ ượ và g i m t xung cao xu ng th p t ấ i chân RD đ đ a d li u ra. tr ng thái cao và khi ữ ệ t là d li u ế c chuy n đ i đã s n sàng đ l y đi. Sau khi INR xu ng th p, c n đ t CS=0 ầ ử ể ấ ấ ớ ể ư ữ ệ ộ ố

Vin(+) và Vin(-)

in= Vin (+) -Vin(-). Thông th

ng t ầ

c dùng làm đ u vào t ng t ươ ấ ượ ố vi sai, trong đó V in (+) đ ượ ầ ươ ự ngườ ẽ và s

Đây là hai đ u vào t Vin(-) đ chuy n đ i v d ng s ể ự c n i xu ng đ t và V ố ổ ề ạ ố.

Vcc

ế ệ ồ

Là chân ngu n nuôi +5V. Chân này còn dùng làm đi n áp tham chi u khi đ u ầ vào Vref/2 (chân 9) đ h . ể ở

Vref/2

ầ ế ệ

ệ ế ế ươ

ầ ề ứ ượ ự ầ ươ ự ế

c dùng làm đi n áp tham chi u. N u chân này cho ADC804 n m trong d i 0 đ n +5V. Tuy ả ằ ớ ả mà áp đ n V in khác v i d i 0 c dùng đ th c hi n các đi n áp đ u vào có d i khác ả ầ ệ ng t ệ

Chân 9 là đi n áp đ u vào đ ệ ng t h thì đi n áp đ u vào t ở nhiên, có nhi u ng d ng mà đ u vào t ụ đ n 5V. Chân Vref/2 đ ể ự ượ ế v i 0 – 5V. ớ

ref/2 v i Vớ

Ta có b ng quan h đi n áp V ệ ệ ả

Vref/2(V) Kích th c (mV) Vin(V) c b ướ ướ

5/256 = 19.53 H *ở 0 đ n 5ế

2 4/255 = 15.62 0 đ n 4ế

1.5 3/255 = 11.71 0 đ n 3ế

1.28 0 đ n 2.56 2.56/256 = 10 ế

1 2/256 = 7.81 0 đ n 2ế

0.5 1/256 = 3.90 0 đ n 1ế

t

ệ

Trang 89

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ề ể

Ghi chú: Vcc = 5V.

Khi Vref/2 h thì đo đ ở c ượ ở đó kho ng 2,5V. ả

D0-D7

ữ ệ ố

c đ m ba tr ng thái và d li u đã đ ượ ệ ạ ổ

c truy c p khi chân CS = 0 và chân RD đ a xu ng m c th p. D0-D7 là các chân ra d li u s (D7 là bit cao nh t MSB và D0 là bit th p ấ nh t). Các chân này đ ỉ c chuy n đ i ch ể ấ đ ượ ấ ữ ệ ố ượ ấ ư ứ ậ

Vin

c tính theo công th c: Đi n áp đ u ra có th đ ầ ể ượ ệ ứ

Kichthuocb

uoc

Dout =

Trong đó:

Dout là đ u ra d li u s (d ng th p phân); ữ ệ ố ạ ậ ầ

Vin là đi n áp đ u vào t ng t ệ ầ ươ ; ự

ref/2) chia cho 256 đ i v i ADC 8 bit.

c tính c b ướ ướ ả i là s thay đ i nh nh t đ ổ ấ ượ ự ỏ

Kích th b ng (2*V ằ c hay đ phân gi ộ ố ớ

Chân đ t t ng t ấ ươ ự và chân đ t s : ấ ố

ng t ầ ươ

, còn đ t s đ ng t ố ớ ự ấ ố ượ ệ ố ự ả in t ươ

ng t V ệ ươ ấ

ố ầ

. Đ t ấ Đây là nh ng chân đ u vào c p chung cho c tín hi u s và t ữ ấ ố c n i đ t ng t c n i v i chân đ t c a chân V ấ ủ ự ượ ươ ự in kh iỏ v i đ t c a chân V cc. Lý do có hai đ t là đ cách ly tín hi u t ớ ấ ủ ể các đi n áp ký sinh gây ra do các chuy n m ch s đ u ra D0-D7. Vi c cách ly ạ ệ ệ ể này nh m tăng đ chính xác c a d li u ra s . ố ủ ữ ệ ằ ộ

Ta có m t s đ ộ ố ườ ng đ c tính c a ADC0804: ủ ặ

t

ệ

Trang 90

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

Ph n 4: ầ

` S ơ đ m ch ghép n i gi a AT89C51 v i các b ADC, DCA

ố ữ

ồ ạ

ớ

ộ

+5V

LM7805C/TO_1

OUT

1 2

D17

D13

D12

D11

D14

D10

D15

D16

R24 1

CON2

D N G

C17

R18

23456789

LM7812

+12V

+5V

OUT

0 4

D N G

C18

C C V

SW2

+5V

+12V

21 22 23 24 25

P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12

R25

-12V

39 38 37 36 35 34 33 32

0 2

P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7

COMP

U11A

8 7

VEE

6 7

+IN -IN

LM324

6 5

VREF/2

NC GND

C12

R27

R17

F E R V C C V

1 1

16 15 14 13 12 11 10

18 17 16 15 14 13 12 11

1 2 3 4 5 6 7 8

17 16 15 14 13 12 11 10

DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7

CLKIN CLKR CS

Vref(-) Vref(+)

D0 D1 D3 D4 D5 D6 D7 D8

P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7

P3.7/RD P3.6/WR P3.5/T1 P3.4/TO P3.3/INT1 P3.2/INTO P3.1/TXD P3.0/RXD

4 3 2 1

Vcc

INTR

PSEN

-12V

2 3

DAC0808

+5V

28 27 26

RD WR

P2.7/A15 P2.6/A14 P2.5/A13

ALE/PROG

D N G

D N G A

P P V

1 L A T X

2 L A T X

A E

D N G

T S R

+5V

0 1

9 1

8 1

1 3

0 2

ADC0804

AT89C51

LM7912

-12V

OUT

DIODE

D N G

C14

C19

R15

SW1

+5V

R16

Title

SO DO MACH VI DIEU KHIEN_V.T.D_01DTD

Document Number

Size

Rev

t

ệ

Trang 91

ệ

Monday, January 06, 2003

Sheet

Date:

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ể ề

CH

NG TRÌNH N P CHO M CH VI ĐI U KHI N

ƯƠ

Ạ

Ể

Ề

;……….......................Đ nh nghĩa……………………………… ị

VOLT_1 EQU 20H

VOL_2 EQU 21H

VOL_3 EQU 22H

;……..FORMAT : VOLT_1, VOLT_2, VOLT_3

DATE_READ EQU 23H

FL_FULL BIT 24H.0

;……………………..ADC0804……………………………………..

READ BIT P2.5

WRITE BIT P2.6

INTR BIT P2.7

IN_DATA EQU P1

BUT_START BIT P2.0

;……………………DAC0808……………………………………..

OUT_DATA EQU P3

ORG

MAIN:

SETB BUT_START

WAIT:

JB BUT-START, WAIT; Ch n nút ờ ấ

t

ệ

Trang 92

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ụ ứ ể ề

CLR FL_FULL

LOOP:

JB FL_FULL, WAIT

ACALL START_ADC

ACALL START_DAC

SJMP LOOP

;…………………….CHUYEN DOI ADC…………………………….

START_ADC:

SETB READ

CLR WRITE

SETB INTR

ACALL START

ACALL GET_DATA

ACALL CONVERT

RET

,…………………………………START………………………………………..

; WR CHUY N T M C TH P LÊN CAO Ể Ừ Ứ Ấ

; CH INTR CHUY N SANG M C TH P Ể Ờ Ứ Ấ

, RD G I XUNG CAO XU NG TH P Ử Ố Ấ

;…………………………………………………………………………………….

START:

CLR WRITE

NOP

SETB WRITE, Chuy n xung th p ấ ể

lên cao

CHECK:

JB INTR, Ch chuy n đ i xong ể ổ ờ

t

ệ

Trang 93

ệ

SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ề ể

;……………………………… GET_DATA……………………………………….

GET_DATA:

CLR READ; G i xung cao xu ng th p ấ ử ố

ch READ ờ

MOV A, IN_DATA, Đ c DATA ọ

MOV DATA_READ, A

RET

,…………………………….CONVERT………………………………………….

CONVER:

MOV B, #51

DIV AB

MOV VOLT_1, A

MOV A, B

MOV B, #10

DIV AB

MOV VOLT_2, A

MOV VOLT_3, B

RET

,…………………………………………………………………………………….

START_DAC:

MOV A, DATA_READ, Nh n l i tín hi u ậ ạ ệ

khi đ c vào. ọ

CJNE A, #0FFH, TIEP_THEO

MOV OUT_DATA, #00H

SETB FL_FULL, Báo là acqui đã đ yầ

SJMP END_DAC

t

ệ

Trang 94

ệ

TIEP_THEO: SVTH: Tr n đ c vi ầ ứ Nguy n văn thi n ễ Nguy n văn danh ễ

Thi t k b n p acqui, ng d ng vi đi u khi n ế ế ộ ạ ứ ụ ể ề

SWAP A

MOV OUT_DATA, A

MOV P0, A, xu t ra LED ấ

END_DAC:

RET

,…………………………END OF PROGRAMMER………………………….

END.

Tài li u tham kh o

ệ

ả

: Lê Văn Doanh, Nguy n Th Công, ệ ử ệ ử : Nguy n Bính) ễ ả ễ ế Tr n Văn Th nh) : Lê Văn Doanh, Nguy n Th Công, ệ ử ả ễ ế Tr n Văn Th nh)

công su t (tác gi ả ấ công su t I (tác gi ấ ị công su t II (tác gi ấ ị công su t (tác gi ấ ả ầ : Võ Minh Chính, Ph m Qu c H i, Tr n ạ ả ố ệ ử Tr ng Minh) 1. Sách đi n t 2. Sách đi n t ầ 3. Sách đi n t ầ 4. Sách đi n t ọ 5. Automatismes Energie Electronique Systemes. CDN-HPT 50 220 (truy nề t ả i hu ) ế

zS200

t Á)ệ i II) ề ả

ng d n v n hành t ậ ng d n v n hành t ậ ng d n v n hành t ậ ng d n v n hành t ậ ướ ướ ướ ướ ề ẩ ẩ ẩ ẩ ể ứ ả ườ ể ắ ố n p PTX-SC và acqui ESG (truy n t ủ ạ n p G11, G12 và acqui axit-chì ủ ạ n p acqui HPT (AEES) ủ ạ n p c qui QD 216/80 và acqui 4OP ủ ạ ắ : T ng Văn On, Hoàng Đ c H i) ả ố : Nguy n Tăng C ng, Phan Qu c Th ng) ễ ả ả ộ ố

6. Sách 3PH DC 110 50 c a Hyundai-Vinashin Shipyard co, ltd. ủ 7. Sách CHLORIDE 3CBC 220 50 (công ty TNHH Vi 8. Sách h 9. Sách h 10. Sách h 11. Sách h 12. H vi đi u khi n 8051 (tác gi ọ 13. Sách vi đi u khi n (tác gi ề 14. M t s trang web tham kh o: www.alldatasheet.com www.google.com.vn