Hệ thống máy bán nước ngọt lon tự động
Luận văn tốt nghiệp 1
Chương I:
TỔNG QUAN MÔ HÌNH MÁY BÁN NƯỚC NGỌT LON TỰ
ĐỘNG
NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI :
1./ Giới thiệu tổng quan một số máy bán nước tự dộng hiện có trên thị
trường .
Yêu cầu của đề tài tốt nghiệp bao gồm việc thiết kế chế tạo hoàn thiện mô hình máy
bán nước ngọt lon tự động mục đích sử dụng rộng rãi trong xã hội hiện nay mà cụ
thể :
Con người đã chế tạo được nhiều loại máy phục vụ nhu cầu sinh hoạt trong
cuộc sống . Gần đây trên thị trường đã xuất hiện nhiều máy bán nước ngọt lon tư
động. Với sự góp mặt cuả máy này con người có thêm một khoảng thời gian để
nghiên cứu khoa học làm công tác xã hội…v…v…
Hiện nay trên thế giới cũng như ở Việt Nam đã xuất hiện nhiều máy bán nước ngọt
lon tự động. Sau đây một số loại máy có trên thị trường.

Hệ thống máy bán nước ngọt lon tự động
Luận văn tốt nghiệp 2






















2/GIỚI HẠN VẤN ĐỀ :
Mô hình máy bán nước tự động rất đa dạng về nguồn gốc và chủng loạI, lần
đầu thực hiện nghiên cứu đề tài: “máy bán nước ngọt lon tự động “” trong điều
kiện:
 Thời gian thực hiện đề tài chỉ trong một học kỳ.

 Kinh nghiệm thực tế chưa có nhiều.
 Tài liệu về vi xử lý và các vấn đề về máy còn hiếm.
 Vật tư và linh kiện không đồng bộ.
Vì vậy em đã thực hiện nghiên cứu đề tài với những đặc điểm chính sau đây :
Hệ thống máy bán nước ngọt lon tự động
Luận văn tốt nghiệp 3
 Thiết kế và thi công mô hình máy bao gồm nhiều phần tử chấp hành
Vansolenoid,Động cơ AC 220V ,Cảm biến nhận và thối tiền.
Dùng loại đồng xu 5000 và 2000 là số tiền đưa vào cảm biến
Dùng loạI đồng xu 500 và 1000 là số tiền được dùng để thối
 Thiết kế và thi công mạch hiển thị LED
 Thiết kế và thi công mạch điều khiển máy bán nước ngọt lon .
 Lập trình bằng vi xử lý vớI ngôn ngữ lập trình ASSEMLY.
3/MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU:
Thực hiện đề tài “Hệ thống máy bán nước ngọt lon tự động”là một công việc đề
người thực hiện đề tài nghiên cứu kỹ khái niệm, nguyên lý làm việc của máy cũng
như tập lệnh của vi xử lý để đi đến thiết kế và thi công mô hình máy dùng trong
thực tế
Sản phẩm của đề tài nếu được phát triển rộng ,đi sâu hơn thì có thể cung cấp và tạo cho mô
hình máy với những sản phẩm đa dạng bao gồm cả nước ngọt lẫn thực phẩm nước uống
như ca phê,trà,đá chanh v.v….
Hệ thống máy bán nước ngọt lon tự động
Luận văn tốt nghiệp 4
Chương II :
GIỚI THIỆU VỀ VI XỬ LÝ HỌ MSC-51
I/Giới Thiệu Chung Về Họ Vi Điều Khiển 8051
Họ vi điều khiển 8051 được chế tạo dựa trên kiến trúc được tối ưu hóa cao cho
các hệ thống điều khiển nhúng (embedded systems). 8051 là họ vi điều khiển được
sử dụng rộng rãi nhất hiện nay trên thế giới với nhiều dạng ứng dụng khác nhau từ
các ứng dụng quân sự cho đến các ứng dụng trong dân dụng.

Sự đa dạng về các khả năng và ngoại vi dựa trên một lõi cấu trúc tối ưu và ổn
định, khả năng mạnh mẽ và linh hoạt, sự phổ biến và giá thành hạ đã làm cho họ vi
điều khiển 8051 trở thành một sự lựa chọn tối ưu cho nhiều ứng dụng điều khiển.
Tất cả được tích hợp trên 1 chip 40 chân.

Hình 2.1- Sơ đồ chân họ vi điều khiển 8051
Hệ thống máy bán nước ngọt lon tự động
Luận văn tốt nghiệp 5
II/ Sơ đồ cấu trúc của vi điều khiển 8051

Hình 2.2- Sơ đồ cấu trúc vi điều khiển 8051
2.1 Chức năng của từng chân
Port 0: gồm các chân từ 32 đến 39, nhiệm vụ xuất/nhập. Trong các thiết kế lớn
hơn có bộ nhớ ngoài, port 0 trở thành bus địa chỉ và bus dữ liệu đa hợp.
Port 1: gồm các chân từ 1 đến 8, công dụng xuất/nhập, giao tiếp với các thiết
bị ngoại vi. Ngoài ra, chân P1.0 và P1.1 có chức năng khác:

Hệ thống máy bán nước ngọt lon tự động
Luận văn tốt nghiệp 6
Port 2: gồm các chân từ 21 đến 28, nhiệm vụ xuất/nhập và là byte địa chỉ cao
của bus địa chỉ 16-bit cho các thiết kế có bộ nhớ chương trình ngoài.
Port 3: gồm các chân từ 10 đến 17, nhiệm vụ xuất/nhập. Ngoài ra còn có chức
năng riêng.

PSEN: chân 29 - cung cấp tín hiệu điều khiển cho phép ta truy xuất bộ nhớ
chương trình ngoài.
ALE: chân 30 - chân xuất tín hiệu chốt địa chỉ để giải mã đa hợp bus dữ liệu
và bus địa chỉ.
EA: chân 31 - chân truy xuất ngoài. Nếu chân này nối lên 5V, 8051 thực thi
chương trình trong ROM nội. Và nếu được nối với GND (và chân PSEN ở mức

logic 0), chương trình cần thực thi chứa ở bộ nhớ ngoài.
RESET: chân 9 - là ngõ vào xoá chính của 8051.
XTAL1 và XTAL2: chân 18 và 19 - được ghép nối với thạch anh.
2.2 Tổ chức bộ nhớ
Cấu trúc của họ vi điều khiển có khả năng tổ chức bộ nhớ thành 3 vùng không
gian nhớ vật lý khác nhau, bao gồm :
Không gian nhớ chương trình: CODE memory space.
Không gian nhớ dữ liệu bên trong : DATA memory space.
Hệ thống máy bán nước ngọt lon tự động
Luận văn tốt nghiệp 7
Không gian nhớ dữ liệu bên ngoài: XDATA memory space.

Hình 2.3- Tổ chức bộ nhớ của họ vi điều khiển 8051.
Mỗi không gian nhớ bao gồm các địa chỉ liên tiếp nhau từ 0 cho đến địa chỉ
lớn nhất, mỗi địa chỉ tương ứng với 1 byte trong không gian nhớ. Các vùng nhớ, ô
nhớ có địa chỉ trùng (chồng lên nhau) được phân biệt bằng các câu lệnh khác nhau
chỉ ra sự truy cập đến các vùng nhớ khác nhau.
Vùng nhớ chương trình ( CODE Space):
Đây là vùng nhớ chứa chương trình của vi điều khiển. Vùng nhớ chương trình
được địa chỉ bởi 16-bit địa chỉ vì vậy dung lượng tối đa có thể lên đến 64K byte có
địa chỉ từ 0000H đến FFFFH. Vi điều khiển truy cập đến vùng nhớ này với thuộc
tính là vùng nhớ chỉ đọc (Read Only Memory).
Vùng nhớ chương trình được vi điều khiển truy cập qua:
Bus địa chỉ 16 bit : qua cổng P0 (và tín hiệu chốt địa chỉ ALE), P2.
Bus dữ liệu 8 bit: cổng P0.
Tín hiệu đọc bộ nhớ.
Về mặt phần cứng, các loại bộ nhớ thường được sử dụng cho bộ nhớ chương
trình gồm: ROM, EPROM, EPPROM hoặc thuận tiện nhất là FlashROM hay thậm
chí là SRAM, RAM.
Hệ thống máy bán nước ngọt lon tự động

Luận văn tốt nghiệp 8
Vùng nhớ nhớ dữ liệu bên trong (Internal RAM):
Vùng nhớ dữ liệu bên trong là bộ nhớ RAM, bao gồm 3 vùng nhớ :
128 byte RAM địa chỉ thấp (Lower 128 Internal RAM) - DATA: nằm bên
trong chip (onchip RAM memory), có địa chỉ từ 00H đến 7FH. Việc truy cập đến
một byte nhớ trong vùng nhớ này chỉ mất 1 đến 2 chu kỳ máy (tùy thuộc lệnh) và
đây là vùng nhớ có tốc độ truy cập lớn nhất trong các vùng nhớ của họ vi điều khiển
8051. Các biến có tần số truy cập thường xuyên nên được lưu trữ trong vùng nhớ
này, tuy nhiên vùng nhớ này có dung lượng bị giới hạn nên cần lưu ý khi sử dụng,
tránh hiện tượng tràn bộ nhớ. Vùng nhớ này có một số địa chỉ có khả năng truy cập
đến từng bit.
128 byte RAM địa chỉ cao (Upper 128 Internal RAM) - IDATA: nằm bên
trong chip (onchip RAM memory), có địa chỉ từ 80H đến FFH. Chỉ một số vi điều
khiển nhất định mới có thêm vùng nhớ này.
Vùng nhớ các thanh ghi đặc biệt (Special Function Register) - SFRs: đây là
các thanh ghi điều khiển hệ thống ngắt và toàn bộ các ngoại vi của vi điều khiển. Có
một số thanh ghi có thể truy cập đến từng bit. Các thanh ghi này có địa chỉ từ 80H
đến FFH - trùng với địa chỉ của 128 byte RAM địa chỉ cao, hai vùng nhớ này được
phân biệt nhau nhờ các cách định địa chỉ (Addressing Mode).
Vùng nhớ dữ liệu bên ngoài (XDATA Space):
Vùng nhớ này được định địa chỉ bởi 16 bit và có dung lượng tối đa là 64K
byte, có địa chỉ từ 0000H đến FFFFH. Vùng nhớ này được vi điều khiển truy cập
qua:
Bus địa chỉ 16 bit : qua cổng P0 (và tín hiệu chốt địa chỉ ALE), P2.
Bus dữ liệu 8 bit: cổng P0.
Tín hiệu đọc bộ nhớ.
Tín hiệu ghi bộ nhớ.
Các cách định địa chỉ bộ nhớ ( Addressing Mode):
Hệ thống máy bán nước ngọt lon tự động
Luận văn tốt nghiệp 9

Họ vi điều khiển 8051 cung cấp rất nhiều cách định địa chỉ khác nhau tạo ra sự
linh hoạt trong việc truy cập các vùng nhớ khác nhau cho cùng một không gian địa
chỉ. Các mode định địa chỉ gồm:
Định địa chỉ trực tiếp (Direct Addressing):
Địa chỉ của byte nhớ được chỉ rõ bởi 8-bit địa chỉ trong câu lệnh, áp dụng
cho: 128 byte RAM địa chỉ thấp (Lower 128 Internal RAM) - DATA và vùng nhớ
các thanh ghi đặc biệt (Special Function Register) - SFRs.
Định địa chỉ gián tiếp (Indirect Addressing):
Sử dụng các thanh ghi để chứa dịa chỉ của byte nhớ. Các thanh ghi này có thể
là R0, R1, DPTR, áp dụng cho cả vùng nhớ nhớ dữ liệu bên trong (Internal RAM)
và vùng nhớ dữ liệu bên ngoài (XDATA Space).
Định địa chỉ thanh ghi:
Các thanh ghi có thể truy cập thông qua tên của chúng, áp dụng cho đa số các
thanh ghi đặc biệt SFRs.
Định địa chỉ bank thanh ghi.
Sử dụng 3-bit để lựa chọn các thanh ghi R0 đến R7 của bank thanh ghi được
chọn, áp dụng cho các thanh ghi R0, R7 của các bank thanh ghi.
Định địa chỉ chỉ số.
Được sử dụng để truy cập các bảng tra cứu (lookup table) chứa trong bộ nhớ
chương trình. Sử dụng một thanh ghi 16 bit (DPTR hoặc PC) chỉ đến địa chỉ cơ bản
của bảng tra cứu và thanh ghi chứa A chứa chỉ số cụ thể của các byte trong bảng tra
cứu. Chỉ áp dụng cho vùng nhớ chương trình.
Định hằng số tức thời.
2.3 Tập lệnh của họ vi điều khiển 8051
Tập lệnh của họ vi điều khiển 8051 được chia thành các nhóm:
Nhóm lệnh số học: Arithmetic Instructions.
Nhóm lệnh lôgic: Logical Instructions.
Hệ thống máy bán nước ngọt lon tự động
Luận văn tốt nghiệp 10
Nhóm lệnh di chuyển dữ liệu: Data Transfers Instructions.

Nhóm lệnh lôgic bit: Boolean Instructions.
Nhóm lệnh điều khiển dòng chương trình: Program Branching Instructions.
Các chương trình được cấu tạo từ nhiều lệnh, chúng được xây dựng logic, sự nối
tiếp của các lệnh được nghĩ ra một cách hiệu quả và nhanh chóng, kết quả của
chương trình khả thi.
Tập lệnh họ MSC-51 được sự kiểm tra của các mode định vị và các lệnh của
chúng có các Opcode 8 bit. Điều này cung cấp khả năng 28 = 256 lệnh được thi
hành và một lệnh không được định nghĩa. Vài lệnh có 1 hoặc 2 byte bởi dữ liệu
hoặc địa chỉ thêm vào Opcode. Trong toàn bộ các lệnh có 139 lệnh 1 byte, 92 lệnh 2
byte và 24 lệnh 3 byte.
A/ Các mode định vị (Addressing Mode) :
Các mode định vị là một bộ phận thống nhất của tập lệnh. Chúng cho phép
định rõ nguồn hoặc nơi gởi tới của dữ liệu ở các đường khác nhau tùy thuộc vào
trạng thái của người lập trình. 8951 có 8 mode định vị được dùng như sau:
+Thanh ghi.
+Trực tiếp.
+Gián tiếp.
+Tức thời.
+Tương đối.
+Tuyệt đối.
+Dài.
+Định vị.
B/ Các kiểu lệnh (Instruction Types):
1) 8951 chia ra 5 nhóm lệnh chính:
+Các lệnh số học.
+Lệnh logic.
+Dịch chuyển dữ liệu.
+Lý luận.
+Rẽ nhánh chương trình.
Hệ thống máy bán nước ngọt lon tự động

Luận văn tốt nghiệp 11
III/Họ VI Điều Khiển 8051 Của Hãng PHILIPS.Chip P89C51RD2BN
3.1 Giới thiệu chung về họ vi điều khiển của hãng Philips
Hãng PHILIPS cung cấp rất nhiều các lựa chọn cho khách hàng đối với các
vi điều khiển thuộc họ 8051 nhằm thỏa mãn các yêu cầu đa dạng trong thiết kế về :
bộ nhớ (ROM, FLASH ROM, OTP-EPROM dung lượng từ 1K đến 64K), số
lượng và chủng loại các ngoại vi (I/O port, Timer/Counter, PCA, UART, WatchDog
), dải điện áp hoạt động (từ 1,5V đến 5,5V), dải nhiệt độ hoạt động, dải công suất,
tốc độ hoạt động,
Ngoài việc đưa ra nhiều loại ngoại vi và khả năng đa dạng đáp ứng các yêu
cầu về hiệu năng của các ứng dụng, PHILIPS còn đưa ra các vi điều khiển 16 bit
được mở rộng trên cơ sở các vi điều khiển 8 bit. Các vi điều khiển 16 bit kế thừa
toàn bộ các khả năng của họ vi điều khiển 8 bit nhưng có hiệu năng cao hơn nhờ
cấu trúc 16 bit và hệ lệnh đa dạng hơn so với vi điều khiển 8 bit, cùng một tốc độ
xung nhịp (clock) và mã lệnh các vi điều khiển 16 bit có tốc độ nhanh gấp 4 đến 5
lần các vi điều khiển 8 bit.
Các khả năng lựa chọn đa dạng của họ vi điều khiển 8051 do PHILIPS đưa ra
bao gồm :
Bộ nhớ: bao gồm khả năng có bộ nhớ on-chip hay bộ nhớ ngoài (cả ROM và
RAM), chủng loại bộ nhớ (ROM, RAM, Flash ROM, OTP-ROM ), dung lượng
bộ nhớ ROM on-chip (từ 1K đến 64K), dung lượng bộ nhớ RAM on-chip
Tốc độ: từ dải tốc độ thấp cỡ 1MHz đến 40MHz.
Bộ định thời/ Bộ đếm (Timer/Counter): khả năng cung cấp về số lượng các
Timer/Counter, loại Timer/Counter (PCA, Watchdog Timer )
Truyền thông nối tiếp: PHILIPS là hãng hàng đầu về cung cấp các khả năng
truyền thông nối tiếp cho họ vi điều khiển 8051 bao gồm nhiều chuẩn truyền thông
nối tiêp phổ biến: UART, Enhanced UART , I2C, CAN Bus.
Điện áp hoạt động thấp: mức điện áp hoạt động có thể xuống tới 1,5V.
Các phần tử tương tự: các bộ chuyển đổi tương tự/ số (ADC) 8 bit, 10 bit.
Hệ thống máy bán nước ngọt lon tự động

Luận văn tốt nghiệp 12
Các chức năng bảo vệ và chống nhiễu: PHILIPS cung cấp một số giải pháp
mạch phần cứng cũng như phần mềm nhằm thực hiện các chức năng bảo vệ cũng
như chống nhiễu cho vi điều khiển và hệ thống trong quá trình hoạt động, bao gồm:
Watchdog timer, bộ phát hiện lỗi của bộ phát xung nhịp, bộ phát hiện mức điện áp
thấp, các giải pháp giảm nhiễu EMI, RFI.
Các chức năng khác: một số vi điều khiển của PHILIPS được thiết kế đặc biệt
cho các ứng dụng có sử dụng các ngoại vi như On-Screen Display, Universal
Peripheral Interface, Smart Card
Có thể nói PHILIPS là nhà sản xuất hàng đầu trên thế giới hiện nay trong lĩnh
vực sản xuất chip vi điều khiển họ 8051. PHILIPS cung cấp cho các nhà thiết kế các
hệ thống sử dụng vi điều khiển một sự lựa chọn rất đa dạng có thể thỏa mãn hầu hết
các yêu cầu.
3.2 Chip vi điều khiển P89C51RD2BN
Chip vi điều khiển P89C51RD2BN thuộc họ 8051 được chế tạo dựa trên công
nghệ CMOS, có tích hợp sẵn 64K Flash ROM on-chip mang lại khả năng lập trình
được cho chip không những trước khi đưa vi điều khiển vào hệ thống mà còn có thể
lập trình lại và thay đổi chương trình cho vi điều khiển ngay cả khi vi điều khiển đã
được tích hợp vào trong hệ thống (In-System Programming (ISP) và In-Application
Programming (IAP)) thông qua phương thức truyền dữ liệu (mã chương trình) song
song hoặc nối tiếp. Điều này đem lại một khả năng rất nổi bật là việc điều khiển,
thay đổi hoạt động của vi điều khiển từ đó thay đổi hoạt động của cả hệ thống có thể
tiến hành từ xa (remote) thông qua một modem truyền dữ liệu kết nối giữa trung
tâm điều khiển từ xa với các vi điều khiển, chương trình được thay đổi từ xa, truyền
qua modem và nạp lại cho các vi điều khiển. Việc nạp chương trình mới cho vi điều
khiển được thực hiện rất đơn giản nhờ chương trình phần mềm điều khiển đã được
tích hợp sẵn trong ROM của vi điều khiển.
Tốc độ của vi điều khiển P89C51RD2BN có thể tăng gấp đôi với cùng một
nguồn xung nhịp (clock) nhờ chuyển đổi từ chế độ hoạt động ở 12-clock mode (một
chu kỳ máy tương ứng với 12 xung nhịp) sang chế độ hoạt động 6-clock mode (một

Hệ thống máy bán nước ngọt lon tự động
Luận văn tốt nghiệp 13
chu kỳ máy tương ứng với 6 xung nhịp), việc chuyển đổi có thể thực hiện bằng
phần mềm.
Ngoài 4 cổng vào ra song song, chip vi điều khiển P89C51RD2BN còn có 3
bộ định thời/bộ đếm (Timer/Counter) 16 bit lập trình được, 6 nguồn ngắt với 4 mức
ưu tiên ngắt, bộ truyền thông nối tiếp theo phương thức UART mở rộng, Watchdog
các ngoại vi được bổ sung này mang lại cho chip vi điều khiển P89C51RD2BN
khả năng mạnh mẽ trong các ứng dụng yêu cầu điều biến độ rộng xung (PWM), vào
ra dữ liệu tốc độ cao và đếm tiến, đếm lùi ví dụ như trong điều khiển động cơ.
Các đặc điểm chính của vi điều khiển P89C51RD2BN:
Bộ xử lý trung tâm (CPU) 8051.
Bộ nhớ chương trình FlashROM có thể ghi/xóa bằng điện (5V), có thể lập
trình ngay trong hệ thống (ISP, IAP) .
Chương trình firmware có sẵn trong bootROM điều khiển quá trình nạp
chương trình vào FlashROM qua cổng nối tiếp theo phương thức UART.
Hoạt động ở chế độ 12 xung nhịp một chu kỳ máy (12 clock mode) hoặc chế
độ 6 xung nhịp một chu kỳ máy (6 clock mode).
Tốc độ tối đa ở chế độ 12 xung nhịp một chu kỳ máy là 33MHz, ở chế độ 6
xung nhịp một chu kỳ máy là 20MHz ( tương ứng 40MHz ở chế độ 12 chu kỳ xung
nhịp một chu kỳ máy).
7 nguồn ngắt với 4 mức ưu tiên ngắt.
Bộ truyền thông nối tiếp UART mở rộng: phát hiện lỗi, tự động nhận dạng địa
chỉ.
Tiết kiệm năng lượng: có thể tiết kiệm năng lượng nhờ hoạt động ở chế độ
PowerDownMode hoặc IdleMode.
Có chân ra phát xung nhịp lập trình được.
Có thanh ghi con trỏ dữ liệu DPTR thứ hai.
Khả năng giảm nhiễu bằng cách ngừng phát xung từ chân ALE.
Hệ thống máy bán nước ngọt lon tự động

Luận văn tốt nghiệp 14
Dàn bộ đếm khả trình PCA ( Programmable Counter Array ): điều biến độ
rộng xung PWM, chức năng so sánh

Bộ nhớ
Dải
nhiệt độ hoạt
động
Dải
điện áp hoạt
động
Tốc độ xung nhịp
Fla
sh
RA
M
6
clock
mode
12
clock
mode
64
K
1K 0 - 70
0
C

4,5 -
5,5V

0 -
20MHz
0 -
33MHz
Hệ thống máy bán nước ngọt lon tự động
Luận văn tốt nghiệp 15

Hình 2.3- Sơ đồ khối chức năng chip vi điều khiển P89C51RD2BN.
Hệ thống máy bán nước ngọt lon tự động
Luận văn tốt nghiệp 16

Hình 2.4- Sơ đồ khối chip vi điều khiển P89C51RD2BN .

Hệ thống máy bán nước ngọt lon tự động
Luận văn tốt nghiệp 17

Hình 2.5- Sơ đồ chân chip vi điều khiển P89C51RD2BN
3.3 Một số chức năng và ngoại vi mở rộng của chip vi điều khiển
P89C51RD2BN
Các trạng thái tiết kiệm năng lượng: để tiết kiệm năng lượng tiêu thụ, có thể
lập trình bằng phần mềm (bằng cách tác động lên các thanh ghi đặc biệt PCON -
PowerControl Register) để đưa vi điều khiển vào các trạng thái tiết kiệm năng
lượng, bao gồm:
Trạng thái nghỉ (Idle Mode):
Mô tả trạng thái: trong trạng thái này CPU ở trạng thái nghỉ không hoạt động còn
toàn bộ các ngoại vi khác vẫn ở chế độ hoạt động bình thường. Nội dung của CPU,
on-chip RAM và của các thanh ghi trạng thái đặc biệt, giá trị các cổng vẫn không
thay đổi so với trước khi vào trạng thái IdleMode và được giữ nguyên trong suốt
trạng thái IdleMode. Câu lệnh đưa vi điều khiển vào trạng thái IdleMode là câu lệnh
cuối cùng được thực hiện.

Hệ thống máy bán nước ngọt lon tự động
Luận văn tốt nghiệp 18
Vi điều khiển ra khỏi trạng thái IdleMode khi có một ngắt xảy ra hoặc khi vi
điều khiển được Reset.
Khi ra khỏi trạng thái IdleMode nhờ có ngắt vi điều khiển sẽ thực hiện chương
trình con dịch vụ của ngắt đó và tiếp tục thực hiện chương trình bắt đầu từ câu lệnh
ngay sau lệnh đưa vi điều khiển vào trạng thái IdleMode.
Khi ra khỏi trạng thái IdleMode nhờ được Reset thì vi điều khiển thực hiện
chương trình ngay từ đầu như được Reset bình thường.
Cách đưa vi điều khiển vào trạng thái IdleMode: bằng cách đặt bit thấp nhất
(LSB) IDL của thanh ghi chức năng đặc biệt PCON lên giá trị 1.
Trạng thái giảm năng lượng (PowerDownMode):
Mô tả trạng thái: trong trạng thái PowerDownMode, bộ phát xung nhịp bên
trong của vi điều khiển ngừng hoạt động và như vậy CPU và các chức năng của các
ngoại vi cũng ngừng hoạt động. Nội dung của on-chip RAM và các thanh ghi chức
năng đặc biệt, giá trị xuất ra của các cổng vẫn được giữ nguyên so với trước khi vào
trạng thái PowerDownMode và không thay đổi trong trạng thái PowerDownMode.
Tín hiệu ALE vàĠ được giữ ở mức thấp.
Cách đưa vi điều khiển vào trạng thái PowerDownMode: : bằng cách đặt bit 1
PD của thanh ghi chức năng đặc biệt PCON lên giá trị 1.
Vi điều khiển ra khỏi trạng thái PowerDownMode khi có một ngắt ngoài xảy
ra hoặc khi vi điều khiển được Reset.
Khi ra khỏi trạng thái PowerDownMode nhờ có ngắt ngoài vi điều khiển sẽ
thực hiện chương trình con dịch vụ của ngắt đó và tiếp tục thực hiện chương trình
bắt đầu từ câu lệnh ngay sau lệnh đưa vi điều khiển vào trạng thái
PowerDownMode.
Khi ra khỏi trạng thái PowerDownMode nhờ dược Reset thì vi điều khiển thực
hiện chương trình ngay từ đầu như được Reset bình thường.
Thanh ghi chức năng đặc biệt điều khiển các trạng thái tiết kiệm năng lượng
của vi điều khiển P89C51RD2BN: thanh ghi PCON (Power Control Register):

Hệ thống máy bán nước ngọt lon tự động
Luận văn tốt nghiệp 19
PCON (87H)
S
MOD
- - -
G
F1
G
F0
P
D
I
DLE

- Bộ điều khiển truyền thông nối tiếp UART mở rộng: ngoài chức năng bình
thường, bộ điều khiển truyền thông nối tiếp theo phương thức UART của
P89C51RD2BN còn được mở rộng một số chức năng hỗ trợ truyền thông nối tiếp
đa vi điều khiển, bao gồm:
+ Tự động nhận biết địa chỉ: trong chế độ truyền thông nhiều vi điều khiển,
khi có một byte địa chỉ (có bit thứ 9 bằng 1), việc so sánh địa chỉ nhận được với địa
chỉ đặt của vi điều khiển sẽ được thực hiện bằng một bộ so sánh phần cứng chứ
không cần phải bằng phần mềm, nếu đúng là địa chỉ đặt của vi điều khiển thì nó sẽ
tạo ngắt nối tiếp để báo, ngược lại nếu không đúng địa chỉ của nó thì ngắt nối tiếp sẽ
không được tạo ra.
Điều này tiết kiệm thời gian cho vi điều khiển vì nó không phải ngừng chương
trình đang thực hiện để thực hiện chương trình con dịch vụ ngắt của cổng nối tiếp
để kiểm tra mọi địa chỉ được gửi đến.
Chế độ tự động nhận biết địa chỉ được chọn bằng phần mềm bằng cách đặt
bit SM2 (trong thanh ghi chức năng đặc biệt điều khiển truyền thông nối tiếp

SCON) lên 1.
+ Đặt địa chỉ quảng bá: trong một mạng truyền thông nối tiếp nhiều vi điều
khiển, mỗi vi điều khiển sẽ có một địa chỉ. Ngoài việc đặt địa chỉ của vi điều khiển
bằng cách ghi địa chỉ đặt vào thanh ghi địa chỉ truyền thông nối tiếp SADDR (Serial
Address) còn có thanh ghi SADEN (địa chỉ 0B9H) để xác định bit nào trong địa chỉ
đặt có giá trị và bit nào bị bỏ qua (don’t care). Địa chỉ của một vi điều khiển được
xác định bằng cách thực hiện phép logic “Và” (AND) từng bit tương ứng của thanh
ghi SADDR và thanh ghi SADEN. Chức năng này hỗ trợ việc truyền các bản tin
quảng bá (truyền bản tin cho nhiều vi điều khiển cùng một lúc) trong một mạng
truyền thông nối tiếp sử dụng các vi điều khiển.
Hệ thống máy bán nước ngọt lon tự động
Luận văn tốt nghiệp 20
- Cấu trúc ưu tiên ngắt mở rộng: vi điều khiển P89C51RD2BN có 4 mức ưu
tiên ngắt (0 đến 3) được xác định nhờ thanh ghi chức năng đặc biệt đặt mức ưu tiên
ngắt là IP (như các vi điều khiển bình thường) và có thêm thanh ghi IPH (địa chỉ
B7H) :

Các mức ưu tiên ngắt của vi điều khiển P89C51RD2BN


Thanh ghi mở rộng đặt mức ưu tiên ngắt của vi điều khiển
P89C51RD2BN
- Chức năng giảm nhiễu do xung ALE: có thể lập trình bằng phần mềm để
ngừng phát xung ALE nhằm giảm nhiễu tác động lên hệ thống.
Ngừng phát xung ALE bằng cách đặt giá trị 1 cho bit AO của thanh ghi
AUXR ( có địa chỉ 8EH).

Hệ thống máy bán nước ngọt lon tự động
Luận văn tốt nghiệp 21
Thanh ghi chức năng đặc biệt AUXR

- Bộ nhớ chương trình FlashROM: bộ nhớ chương trình của chip vi điều khiển
P89C51RD2BN là bộ nhớ FlashROM có dung lượng 64Kbyte, có thể xoá/ghi
10000 lần. Ngoài ra việc ghi chương trình vào FlashROM được thực hiện rất dễ
dàng về cả phần mềm và phần cứng nhờ có một chương trình phần mềm firmware
được lưu sẵn trong bootROM của vi điều khiển để điều khiển quá trình ghi chương
trình lên FlashRPM, đọc chương trình từ FlashROM ra. Phần cứng và phần mềm có
sẵn trên chip của P89C51RD2BN cung cấp khả năng lập trình cho vi điều khiển
ngay trong hệ thống (ISP - In System Programming) và lập trình cho vi điều khiển
ngay trong các ứng dụng đang chạy (IAP - In Application Programming). Điện áp
yêu cầu cho việc ghi chương trình vào FlashROM chỉ cần 5V. Ngoài ra còn có chức
năng bảo mật được lập trình bằng phần mềm để không cho phép đọc chương trình
từ FlashROM.
- Thay đổi tốc độ hoạt động với cùng một tần số nguồn xung nhịp: bằng cách
thay đổi chế độ hoạt động của vi điều khiển bằng phần mềm từ đó thay đổi số xung
nhịp của một chu kỳ máy. Cụ thể bằng các tác động lên thanh ghi đặc biệt điều
khiển xung nhịp CKCON (Clock Control Register), bit X2:

Thanh ghi điều khiển chế độ xung nhịp hoạt động của P89C51RD2BN
+ X2 = 1: hoạt động ở chế độ 6 xung nhịp cho một chu kỳ máy.
Hệ thống máy bán nước ngọt lon tự động
Luận văn tốt nghiệp 22
+ X2 = 0: hoạt động ở chế độ 12 xung nhịp cho một chu kỳ máy.
3.4 Các thông số và giá trị hoạt động đặc trưng của chip vi điều
khiển P89C51RD2BN.

Hình 2.6- các thông số của vi điều khiển P89C51RD2BN.
Hệ thống máy bán nước ngọt lon tự động
Luận văn tốt nghiệp 23
Chương III :
CÁC PHẦN TỬ ĐƯỢC DÙNG TRONG MÔ HÌNH MÁY

CŨNG NHƯ ĐIỀU KHIỂN MÁY
A/ SƠ LƯỢC VỀ BỘ THU PHÁT HỒNG NGOẠI :
1.1/ Để truyền thông mà không cần dây dẫn, tín hiệu điều khiển phải được điều chế
với 1 sóng mang cao tần để đủ năng lượng bức xạ ra khoảng không gian cần thiết.
Khi đến khối thu, sóng mang bị loại bỏ và tín hiệu điều khiển tác động lên đối
tượng điều khiển.
Để thực hiện được điều này, led hồng ngoại như một nguồn phát sóng điện từ
và Photodiode là thiết bị thu …
Hầu hết những bộ điều khiển từ xa bằng hồng ngoại điều sử dụng nguyên tắc
phát tín hiệu điều khiển là một chuỗi bit nhị phân hoặc một chuỗi xung.
Hoạt động đóng ngắt nhanh của led hồng ngoại theo tấn số sóng mang, sẽ tạo ra
tín hiệu phát hồng ngoại.
1.2/ Led hồng ngoại :
Led hồng ngoại còn được gọi là nguồn phát sóng hồng ngoại Nguyên tố để
chế tạo diode hồng ngoại thường làm bằng vật liệu là GaAs.Tùy theo sự pha tạp và
bức xạ trong GaAs có bước sóng cực đại giữa 850-900 nm trong vùng hồng ngoại
gần, mắt thường không thể nhìn thấy được. Gallium-Arsemid là vật liệu bán lý
tưởng cho điện phát quang. Sự tái hợp giữa vùng dẫn và vùng hóa trị là trực tiếp.
Cấu trúc của nó có thể tóm tắt như sau: trong pha epitoxy lỏng một lớp tinh
thể hoàn hảo mọc lên từ nền n GaAs với tính chất lưỡng tính của tạp chất Si, lớp
chuyển tiếp pn tự động hình thành trong quá trình epioxy lỏng. Bằng sự pha tạp với
Si, ta có bức xạ ra các bước sóng. Mặt dưới của diode được chế tạo sao cho như một
gương để phản chiếu tia hồng ngoại phát ra từ lớp chuyển tiếp pn.
Tính chất lưỡng tính vẩn giữ nguyên khi nó được pha tạp trong nguyên liệu
(GaAl)As. Trong trường hợp này độ rộng vùng cấm có thể được thay đổi tùy theo
lượng Al.
Với cách này người ta có thể tạo ra các dãy sóng từ 850-900nm và do đó có
thể tạo sự điều hưởng cho Led hồng ngoại phát ra bước sóng thích hợp nhất cho
Hệ thống máy bán nước ngọt lon tự động
Luận văn tốt nghiệp 24

điểm cực đại detector.
Trong dãy phổ tần của sóng điện từ thì sóng hồng ngoại chiếm một khoảng
rộng nhất. Nhưng cho đến nay chưa được ứng dụng rộng rãi như các sóng khác có
tần số thấp hơn : từ ánh sáng thấy được đến hồng ngoaị gần, hồng ngoại trung bình,
hồng ngoaị xa và hồng ngoại rất xa với detector làm bằng vật liệu Antimin-indium
người ta có thể dò được tia nóng cách hàng km. Cũng với cách này người ta có thể
thấy được mọi vật vào ban đêm. Các vệ tinh cho những ảnh về thời tiết, cây cối tài
nguyên thiên nhiên …
1.3/ Tia hồng ngoại :
Tia nắng bao gồm chủ yếu ánh sáng thấy được, thành phần hồng ngoại dường
như rất ít, hồng ngoại bị bầu khí quyển hấp thụ phần lớn. Sóng hồng ngoại có bước
sóng (1,2m; 2,2m và 4m) xuyên suốt bấu khí quyển và đến mặt đất, trong khi các độ
dài sóng khác sóng hồng ngoại gần như hấp thụ hoàn toàn.
1.4/ Hồng ngoại gần và nguồn hồng ngoại :
Hồng ngoại được ứng dụng rộng rãi trong thông tin hiện đại, trong sự tự động
hóa trong công nghiệp… Trong kỹ thuật truyền tin bằng tơ quang dẫn người ta có
thể truyền một lúc 15000 điện thoại hay 12 kênh truyền hình qua một sợi tơ quang
dẫn với đường kính khoảng 0.13mm. Lượng thông tin được truyền đi với áng sáng
hồng ngoại lớn hơn gấp nhiều lần so với sóng điện mà người ta vẫn thường dùng.
Sóng hồng ngoại có những đặc tính quang học giống như ánh sáng (sự hội tụ
qua thấu kính tiêu cự …) ánh sáng và sóng hồng ngoại khác nhau rất rõ trong sự
xuyên suốt nó là những vật “phản chiếu tối”. Có những vật ta thấy nó dưới màu
sáng đục nhưng với ánh sáng hồng ngoại nó trở nên trong suốt. Điều này giải thích
tại sao Led hồng ngoại có hiệu suất cao hơn so với led màu xanh lá cây, màu đỏ
…Vì bằng vật liệu bán dẫn “trong suốt “ đối với sóng hồng ngoại, tia hồng ngoại
không bị yếu đi khi phải vượt qua lớp bán dẫn để đi ra ngoài.
Đời sống của Led hồng ngoại dài đến 105 giờ, Led hồng ngoại không phát sáng cho
lợi điểm trong các thiết bị kiểm soát vì không gây sự chú ý.
Led hồng ngoại phát quang khi được phân cực thuận, dòng qua Led càng lớn
thì Led càng sáng, mỗi loại Led thì có dòng cho pháp riêng. Đặc tuyến Volt-Ampe

H thng mỏy bỏn nc ngt lon t ng
Lun vn tt nghip 25
cng nh diode thng, tr vựng phõn cc thun, khi khụng ln in ỏp st
trờn Led gn nh khụng i






Khi lm vic ch liờn tc Led gim tui th m phỏt khụng xa c do ú
ngi ta dựng súng mang cú tn s t 10 n vi chc Khz mang cỏc xung c
mó húa bi tớn hiu iu khin t xa bng tia hng ngoi.
tng cụng sut phỏt quang, ng thi tng khong cỏch iu khin , cú th dựng
thờm thu kớnh hi t tia sỏng.
B/GII THIU CHUNG V IC DNG TRONG MCH IU KHIN
1/OPTO 4N35


Hỡnh 3.1- S d chõn v s mch ca Opto 4N35
c im :
o in ỏp u ra : VCE = 30V, dũng IC =150mA.
If
Vf
ẹaởc tuyeỏn Volt Ampe cuỷa led hong ngoi