Đề tài Phuơng pháp điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều kích từ

kiểm tra nhiệt độ vỏ linh kiện bán dẫn , không được vượt quá 65..70 0C. 7. Mạch kích thyristor: Trong các bộ biến đổi công suất dùng thyristor và mạch tạo xung kích vào cổng điều khiển của nó cần cách điện. Tuơng tự như các mạch kích cho transistor, ta có thể sử dụng biến áp xung hoặc optron, xem hình II.9 Xung hồng ngoại do diode D1(LED) phát ra làm photoSCR V1 đóng tạo điều kiện để dòng kích vào cổng G của thyristor V. Mạch cần nguồn riêng cho mạch cồng, do đó làm tăng giá thành và kích thuớc mạch kích. Mạch kích dùng biến áp xung được vẽ trên hình II.10. Sau khi tác dụng áp lên mạch cổng B của transistor Q1. Transistor Q1 dẫn bão hòa làm điện áp Vcc xuất hiện trên cuộn sơ cấp của biến áp xung và từ đó xung điện áp cảm ứng xuất hiện phía thứ cấp biến áp . Xung tác dụng lên cổng G của thyristor. Khi khóa xung kích cho transistor Q1 bị ngắt dòng qua cuộn sơ cấp biến áp xung duy trì qua mạch cuộn sơ cấp và diode Dm. Việc đưa xung kích dài vào cổng G làm tăng thêm tổn hao mạc cổng, do đó có thể thay thế nó bằng chuổi xung. Muốn vậy xung điều khiển kết hợp với tín hiệu ra của bộ phát xung vuông qua mạch cổng logic AND trước khi đưa vào cổng B của transistor Q1 (xem hình II.11). 8. Các linh kiện khác trong họ thyristor : 1. Darlistor: Là loại SCR có cấu tạo nối tầng (cascade ) để tăng hệ số khuếch đại dòng IA/IG khi định mức dòng lớn và rất lớn ( vài trăm đến vài ngàn ampe). Lúc đó, dòng kích vẫn ở vài ampe. Darlistor là tên thương mại , nhái theo trandidtor nối tầng là Darlington transistor. Một số nhà sản xuất vẫn dùng tên SCR hay Thyristor nhưnh chú thích là cực cổng được khuếch đại (Amplified gate thyristor). 2. Triac : là linh kiện phổ biền thứ hai của họ thyristor sau SCR, có mạch tương đương là hai SCR song song ngược, được chế tạo với dòng định mức đến hàng ngàn ampe. Mạch tương đương hai SCR, song song ngược hoàn toàn tương thích với triac khi khảo sát lý thuyết, nên thường được dùng thay thế cho nhau trong các sơ đồ nguyên lý mặc dù trong thực tế chúng có nhiều tính chất khác nhau. Triac có khả năng khóa theo hai chiều, trở nên dẫn điện khi có dòng kích và tự giữ trạng thái dẫn cho đến khi dòng qua nó giảm về không. Triac có thể điều khiển bằng dòng G –T2 cả hai cực tính và hai chiều dòng điện tải làm sơ đồ điều khiển đơn giản hơn mạch tương đươg hai SCR rất nhiều. Nhược điểm rất quan trọng của Triac là dễ bị tự kích ở nhiệt độ mối nối cao và giới hạn du/dt rất thấp, khó làm việc với tải có tính cảm. Lúc đó, người ta vẫn phải dùng hai SCR song song ngược. 3. Diac: có nguyên tắc hoạt động tương tự như triac nhưng không có cực cổng G, ngưỡng điện áp gãy rất thấp – thường là 24 V, dược dùng trong các mạch phát xung và kích thyristor với dòng xung một vài ampe. 4. La SCR(light – activated – DCR ): DCR kích bằng tia sáng. Có nguyên tắc làm việc như SCR nhưng được kích bằng dòng quang điện>LA SCR rất thich hợp cho các ứng dụng cao áp, khi cách điện giữa mạch kích và động lực trở nên vấn đề phức tạp, giải quyết tốn kém. 5. GTO (Gate turn off SCR, SCR tắt bằng cực cổng ). Với khả năng tự giữ trạng thái dẫn điện, SCR không thể tự tắt ở nguồn một chiều nếu mạch không có sơ đồ đặc biệt để dòng qua nó giảm về không. GTO cho phép ngắt SCR bằng xung âm ở cực cổng. Từ mạch tương đương hai BJT (hình 1.2), khả năng này có thể được dự đoán. Nhưng trong thực tế, SCR không thể tắt bằng cổng vì cực cổng chỉ mồi cho quá trình dẫn, sau đó không còn tác dụng. GTO có cấu tạo khác hơn cho phép kiẻm tra sự dẫn điện từ cực cổng . Giá phải trả là hệ số khuếch đại dòng khi kích còn khá bé, khoảng vài chục. Hệ số khuếch đại dòng khi tắt xấp xỉ mười. Người ta chế tạo được GTO có dòng định mức đến vài ngàn ampe. 9. Bảo vệ ngắt bán dẫn: a. Bảo vệ dòng: Bảo vệ dòng cực đại (ngắn mạch): bảo vệ dòng cực đại làm việc ngay khi có hiện tượng vượt quá dòng qui định, thường là rất lớn so với trị định mức. Bảo vệ dòng cực đại còn gọi là bảo vệ ngắn mạch, xuất hiện ở ngõ ra hay bên trong bộ biến đổi, là nguyên nhân gây ra quá dòng điện rất lớn cần loại bỏ ngay, tránh hư hỏng ngắt điện bán dẫn và đảm bảo hoạt động bình thường của lưới điện. Cầu chì tác động nhanh được sử dụng, có thể đặt ở đầu vào bộ biến đổi hay nối tiếp linh kiện được bảo vệ. Thông số đặc trưng của cầu chì la dòng, áp định mức và tích phân dòng ngắn mạch để cầu chì chảy. Tích phân này cần phải bé hơn tích phân tương tự để ngắt điện bán dẫn bị hư hỏng khi quá dòng ( ngắn mạch ), lấy ở sổ tra nhà sản xuất. Thời gian tích phân T thường là nửa chu kì lưới cho SCR. Cuộn kháng nối tiếp anode của SCR đôi khi còn dùng để hạn chế dòng ngắn mạch, sao cho dòng ngắn mạch bé hơn khả năng chịu đựng của SCR. CB (ngắt mạch tự động-aptomat) thường gặp ở ngõ vào các bộ biến đổi làm các nhiệm vụ: đóng ngắt, bảo vệ quá tải và loại bỏ phần mạch hư hỏng ra khỏi lưới điện, không có khả năng bảo vệ các phần tử bán dẫn công suất. + Bảo vệ quá tải (quá dòng có thời gian): Quá tải là trường hợp dòng điện qua mạch lớn hơn giá trị tính toán một lượng không lớn, nếu kéo dài sẽ gay hư hỏng do quá nhiệt ở các phần dẫn điện. Như vậy đặc tính quá tải có dạng hyperbol, dòng quá tải càng lớn, thời gian cho phép càng ngắn. Bảo vệ quá tải được thực hiện bằng rơ le chuyên dùng tác động vào thiết bị đóng ngắt tự động (contactor), CB (có rơ le nhiệt) ở đầu vào. Ở các bộ biến đổi, bộ điều khiển thường tích hợp cả bộ phận hạn dòng, tác động tức thời ở 120% đến 200% giá trị định mức thiết bị, làm cả nhiệm vụ bảo vệ quá tải cho ngắt điện bán dẫn. 2. Bảo vệ áp: Với việc chọn định mức áp của linh kiện bán dẫn công suất tối thiểu bằng hai lần áp khoá cực đại, ngắt điện bán dẫn thường không phải bảo vệ áp khi làm việc. Bảo vệ áp được đặt ra để chống lại các xung áp cảm ứng trên dây dẫn nguồn hay xung xuất hiện do cảm ứng trên hệ thống khi có đóng ngắt. Người ta thường dùng ở đầu nguồn: RC nối tiếp mắc song song (1), Varistor là loại điện trở giảm nhanh khi áp lớn hơn trị số ngưỡng (2) và các bộ lọc nguồn (3) gồm mắc lọc LC hình . Mạch RC song song với các ngắt điện (mạch snubber) còn làm nhiệm vụ bảo vệ linh kiện khỏi các xung áp trong mạch. II. Bộ chỉnh lưu 1.Tổng quan về bộ chỉnh lưu: Bộ chỉnh lưu có nhiệm vụ biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều. Bộ chỉnh lưu được áp dụng làm nguồn điện áp một chiều ; làm nguồn điện một chiều có điều khiển cấp cho các thiết bị mạ, thiết bị hàn một chiều ; nguồn điện cho các truyền động động cơ điện một chiều ; nguồn cung cấp cho mạch kích từ của máy điện một chiều hoặc máy điện đồng bộ. Bộ chỉnh lưu còn dùng để chuyển đổi điện xoay chiều thành dạng một chiều đề truyền tải đi xa. Bộ chỉnh lưu còn tạo thành một bộ phận trong thiết bị biến tần, cycloconverter dùng trong truyền động điện động cơ xoay chiều. Công suất của các bộ chỉnh lưu có thể từ vài trăm W đến hàng chục MW. Phân loại bộ chỉnh lưu : Theo pha: Bộ chỉnh lưu một pha. Bộ chỉnh lưu ba pha. Theo tính điều khiển : Bộ chỉnh lưu không điều khiển Bộ chỉnh lưu điều khiển hoàn toàn. Bộ chỉnh lưu bán điều khiển. Theo hình dạng : Bộ chỉnh lưu hình tia. Bộ chỉnh lưu tam giác. Theo diode zero : Bộ chỉnh lưu có diode zero. Bộ chỉnh lưu không có diode zero So sánh các loại chỉnh lưu: Biến áp: Biến áp cách ly áp nguồn của chỉnh lưu với lưới điện. Do đó tải có thể chạy ngắn mạch trong thời gian ngắn. Biến áp là bắt buộc trong trường hợp ta thực hiện bộ nguồn cho các thiết bị công nghệ điện khi người công nhân có thể tiếp xúc trực tiếp với thiết bị có điện. Biến áp có tác dụng lọc sóng hài bậc cao. Đồng thời biến áp còn tạo cảm kháng chuyển mạch, do đó hạn chế sự biến dạng gây ra của quá trình chuyển mạch. Truyền động điện là không bắt buộc dùng biến áp. Biến áp cung cấp điện áp nguồn có độ lớn phù hợp với yêu cầu của tải. Một hay nhiều pha: Cân đối theo qui mô công suất : 1 pha đơn giản hơn nhưng làm lệch hệ thống 3 pha dùng cho công suất < 5KW hay rất << công suất hệ thống. Nhiều pha : giảm sóng hài, dòng ra phẳng hơn. Tia hay cầu: Tia gắn liền vớisử dụng biến áp trung tính lưới về nguyên tắc là không sử dụng. Nhược điểm : rất lớn của sơ đồ tia 3 pha là dòng DC về lưới, chỉ dùng khi công suất chỉnh lưu << lưới. Hiệu suất sơ đồ cầu thấp khi điện áp ra thấp. Sơ đồ cầu phức tạp, ampere lắp đặt gấp đôi sơ đồ tia giá thành cao hơn sơ đồ tia tương ứng. Cho phép sử dụng trực tiếp áp lưới. Cầu hỗn hợp: Cầu hỗn hợp, dùng diode chỉnh lưu làm giảm giá thành, tăng cos, giảm hệ số đập mạch (áp hài) khi áp ra không âm. Một nhược điểm của cầu hỗn hợp là áp ra dương không chỉnh lưu được. Nhược điểm lớn của cầu hỗn hợp là có hài bậc bội chẵn do dòng điện ở bán kì dương không cạn xứng ở dòng có bán kì âm. Cầu hỗn hợp chỉ dùng cho tải công suất nhỏ so với lưới. Diode phóng điện (diode zero): Việc sử dụng D0 tương tự như cầu không hoàn toàn nhưng không có nhược điểm hài bội chẵn nhưng hệ thống không nghịch lưu được. 2. Tính chất liên tục của dòng điện tải và hệ quả: Do điện áp chỉnh lưu ud tạo thành có dạng xung nên giá trị điện áp này có thể tách làm hai thành phần: thành phần một chiều với trị tức thời bằng trị trung bình áp chỉnh lưu Ud và thành phần xoay chiều: Thành phần xoay chiều của áp chỉnh lưu ud làm dòng điện tải id bị gợn sóng. Tươngtự như điện áp, dòng chỉnh lưu có thể tách làm hai thành phần tương ứng: Thành phần xoay chiều của dòng làm dòng điện tải có thể bị gián đoạn. Khi dòng qua tải bị gián đoạn, dạng điện áp chỉnh lưu của tải phụ thuộc vào trạng thái mạch tải. Ví dụ: đối với tải RLE khi id=0 ud=0 nếu E=0 ud=E nếu E0 Các hệ thức Ud dẫn giải cho dòng tải liên tục không áp dụng được cho trường hợp dòng gián đoạn. Tỉ lệ phân bố thời gian dòng điện qua tải liên tục (id > 0) và thời gian dòng gián đoạn (id=0) trong một chu kì xung điện áp chỉnh lưu phụ thuộc vào các giá trị tham số tải và góc điều khiển . Việc tính toán điện áp chỉnh lưu trong trường hợp này rất phức tạp. Khi dòng tải gián đoạn, quan hệ giữa điện áp chỉnh lưu và không còn là duy nhất. Trong điều khiển, ví dụ động cơ điện một chiều, khi dòng tải bằng 0, moment tác động triệt tiêu và việc điều khiển tải không có tác dụng. Tác dụng dòng tải gián đoạn làm đặc tính điều khiển trở nên phi tuyến, hiện tượng quá độ của hệ điều khiển khó hiệu chỉnh, do đó trong kỹ thuật người ta cố gắng hạn chế vùng làm việc của bộ chỉnh lưu ở chế độ dòng gián đoạn. Tuy nhiên chế độ dòng tải gián đoạn thường ít xảy ra nên trong trường hợp không có yêu cầu chính xác cao, việc tính toán định mức hệ thống có thể vận dụng từ kết quả tính cho dòng điện tải liên tục. 3. Mạch lọc áp tải và dòng tải Để hạn chế thành phần xoay chiều của áp chỉnh lưu và do đó làm giảm độ gợn sóng dòng tải, ta có thể: 1. Tăng số xung kích chỉnh lưu, ví dụ sử dụng mạch nhiều pha, dạng cầu. 2. Dùng tụ lọc. 3. Dùng cảm kháng lọc . 4. dùng diode không mạch điều khiển bán phần. Phương pháp tụ lọc chỉ dùng cho tải công suất nhỏ. Với công suất lớn ta có thể sử dụng các phương pháp còn lại. 4. Hiện tượng chuyển mạch Trong các phần trước, bộ chỉnh lưu được phân tích với giả thiết bỏ qua trở kháng trong của nguồn áp. Hậu quả là quá trình chuyển mạch giữa các nhánh chứa thyristor diễn ra tức thời. Trong thực tế, nguồn có trở kháng trong làm dòng điện qua nó không có thể thay đổi đột ngột. Hệ quả, hiện tượng chuyển mạch giữa các nhánh chứa các thyristor không diễn ra tức thời mà kéo dài một khoảng thời gian, hình thành trạng thái các nhánh chứa thyristor cùng dẫn điện. Hiện tượng này gọi là hiện tượng trùng dẫn hoặc hiện tượng chuyển mạch. Các hệ quả do hiện tượng chuyển mạch gây ra: Làm giảm áp tải trong thời gian chuyển mạch. Làm giảm góc điều khiểncực đại cho phép. Làm biến dạng điện áp nguồn. 5. Phương pháp điều khiển bộ chỉnh lưu: Thời điểm phát xung kích cho các thyristor trong các bộ chỉnh lưu tương ứng với góc điều khiển dựa vào hai tín hiệu cơ bản tín hiệu điều khiển uđk và tín hiệu đồng bộ up. Tín hiệu đồng bộ tạo mốc chuẩn về thời gian cho việc xác định góc điều khiển đồng thời xác lập đặc tính giữa áp chỉnh lưu trung bình Ud và áp điều khiển uđk. Do đó, tín hiệu được chọn thay đổi trong khoảng thời gian xuất hiện điện áp khoá trên linh kiện và nó phải dựa vào dạng điện áp nguồn xoay chiều. Tín hiệu điều khiển xác định điểm làm việc trên đặc tính điều khiển và cho biết độ lớn góc điều khiển. Cả hai tín hiệu điều khiển và tín hiệu đồng bộ trên có thể xử lí dựa trên kĩ thuật số hoặc analog. 6. Bộ chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển hoàn toàn: Sơ đồ cấu tạo: Mạch nguồn xoay chiều ba pha lý tưởng mắc vào bộ chỉnh lưu cầu gồm 6 thyristor. Các điện áp udA ,udK là điện áp từ điểm nút chung của các nhóm linh kiện đến điểm trung tính của nguồn áp ba pha. Phân tích : Mạch điện được phân tích với giả thiết dòng điện qua tải id liên tục. Theo phép cộng điện áp, ta có: ud = udA –udK Ta sẽ chứng minh rằng nếu dòng tải liên tục, điện áp udA sẽ chỉ phụ thuộc vào góc kích đóng của nhóm linh kiện ( V1, V3, V5 ) và điện áp nguồn; và áp udK phụ thuộc góc kích đóng của ngóm (V2 ,V4 ,V6 ). Thật vậy, xét nhóm anode (V1, V3, V5), giả sử rằng V1 đóng và V3, V5 bị ngắt,ta có: iV1=id ; iV3 =0 ; iV5 = 0. uV1 = 0 ;uV3 = u2 –u1 ; uV5=u3 – u1 ; udA = u1. Rõ ràng, các hệ thức mô tả điện áp nhóm anode không phụ thuộc vào trạng thái kích đóng các thyristor nhóm cathode. Do đó, để khảo sát điện áp udA, ta chỉ cần xét đến trạng thái kích đóng cùa các thyristor (V1 ,V3 ,V5). Các hệ thức mô tả điện áp nhóm anode có dạng giống như mạch chỉnh lưu tia ba pha với áp chỉnh lưu udA, (hình 2.6). Góc điều khiển ví dụ của V1, được tính từ vị trí xuất hiện áp khóa trên V1 tức uV1= u1 – u3>0. Tương tự, hoạt động nhóm cathode có thể phân tích dưới dạng chỉnh lưu mạch tia ba pha với áp chỉnh lưu udK. Góc điều khiển, ví dụ của V2 được tíng từ vị trí xuất hiện điện áp khóa trên V2, tức: uV2 = u2 – u3 > 0 Phương trình điện áp tải và dòng tải ud = udA - udK ud = R.id + L. + E Tổng hợp các kết quả phân tích ở trên, ta có thể viết phương trình mô tả trạng thái mạch, ví dụ khi V1, V2 đóng: uV1 = 0 ; uV2 = 0 ; uV3 = u2 – u1 ; uV4 = u3 – u1 ; iV1 = id ; iV2 = id ; iV3 = 0 ; iV4 = 0 ; uV5 = u3 – u1 ; uV6 = u3 –u2 ; iV5 = 0 ; iV6 = 0 ; ud = udA – udK = u1 –u3 ; ud = R.id + L.+ E ; Đồ thị điện áp và dòng điện các đại lượng mạch được vẽ trên hình Hệ quả: Khi dòng điện tải liên tục: -Dạng điện áp tải có 6 xung và chỉ phụ thuộc vào góc điều khiển và điện áp nguồn xoay chiều. Chu kỳ xung chỉnh lưu bằng chu kì áp nguồn Tp = T. -Trị trung bình điện áp chỉnh lưu: Ud() = = UdA() – UdK() = Umcos = .U.cos Với U là trị hiệu dụng áp pha U = . -Phạm vi góc điều khiển : bằng phạm vi góc điều khiển của các nhóm chỉnh lưu mạch tia, tức (0, ). Do đó, điện áp trung bình trên tải có thể điều khiển thay đổi trong khoảng . Dòng trung bình qua tải (RLE): = ; Mỗi thyristor dẫn chu kì áp nhuồm nên trị trung bình dòng điện qua nó: ITAV = ; Điện áp khóa và áp ngược cực đại xuất hiện trên linh kiện UDRM = URRM = .Um = .U ; -Dòng điện qua nguồn điện áp, ví dụ qua pha 1: i1 = iV1 – iV4 ; Trị hiệu dụng điện qua nguồn được xác định với giả thiết dòng tải không đổi: ; CHƯƠNG III : GIỚI THIỆU VI ĐIỀU KHIỂN AT89C52 I. VI ĐIỀU KHIỂN HỌ MCS-51 MCS-51TM là họ vi điều khiển do hãng INTEL sản xuất vào đầu những năm 80 và ngày nay đã trở thành một chuẩn trong công nghiệp. Bắt đầu từ IC tiêu biểu là 8051 đã cho thấy khả năng thích hợp với những ứng dụng mang tính điều khiển. Việc xử lí trên byte và các phép toán số học ở cấu trúc dữ liệu nhỏ được thực hiện bằng nhiều chế độ truy xuất dữ liệu nhanh trên RAM nội. Tập lệnh cung cấp một bản tiện dụng của những lệnh số học 8 bit gồm cả lệnh nhân và lệnh chia. Nó cung cấp những hỗ trợ mở rộng on-chip dùng cho những biến 1 bit như là kiểu dữ liệu riêng cho phép quản lí và kiểm tra bit trực tiếp trong điều khiển và những hệ thống logic đòi hỏi xử lí luận lí. Sau đây là bảng so sánh các IC trong họ MCS-51TM : TÊN LINH KIỆN BỘ NHỚ CHƯƠNG TRÌNH ON CHIP BỘ NHỚ DỮ LIỆU ON CHIP TIMER 8051 4 KB MROM 128 Bytes 2 8031 0 KB 128 Bytes 2 8751 4 KB EPROM 128 Bytes 2 8951 4 KB Flash ROM 128 bytes 2 8052 8 KB MROM 256 Bytes 3 8032 0 KB 256 Bytes 3 8752 8 KB EPROM 256 Bytes 3 8952 8 KB Flash ROM 256 Bytes 3 II. VI ĐIỀU KHIỂN AT89C52 Do họ MCS-51TM đã trở thành chuẩn công nghiệp nên có rất nhiều hãng sản xuất ra nó, điển hình là ATMEL Corporation. Hãng này đã kết hợp rất nhiều tính năng dựa trên nền tảng kỹ thuật của mình để tạo ra các vi điều khiển tương thích với MCS-51TM nhưng mạnh mẽ hơn. AT89C52 là một vi điều khiển 8 bit do ATMEL sản xuất, chế tạo theo công nghệ CMOS, có chất lượng cao, công suất thấp với 8 KB Flash (flash programmable and erasable read only memory). Thiết bị này được chế tạo bằng cách sử dụng kỹ thuật bộ nhớ không bốc hơi mật độ cao của ATMEL và tương thích với chuẩn công nghiệp MCS-51TM về tập lệnh và các chân ra. Flash on-chip cho phép bộ nhớ lập trình được lập trình trong hệ thống bởi một lập trình viên bình thường. Bằng cách nối 1 CPU 8 bit với một Flash trên một chip đơn, AT89C52 là một vi điều khiển mạnh (có công suất lớn), cung cấp một sự linh động cao và giải pháp về giá cả đối với nhiều ứng dụng vi điều khiển. Các đặc điểm chủ yếu của AT89C52 : Tương thích hoàn toàn với họ MCS-51TM của Intel. Bộ nhớ chương trình 8K Byte thuộc loại Flash Memory. Độ bền : 1000 lần ghi/xóa. Tần số hoạt động : 0 Hz đến 24 MHz. 3 chế độ khóa bộ nhớ. 256 x 8-Bit RAM nội. 32 đường I/O lập trình được (4 port). 3 timer/counter 16-bit. 8 nguồn ngắt. Chế độ hạ nguồn và chế độ lười tiêu tốn công suất thấp. T1 T0 Điều khiển ngắt Các thanh ghi khác 128 byte RAM MRO nội Timer 2 Timer 1 Timer 0 CPU Oscillator Điều khiển bus Các port I/O Port nối tiếp Port nối tiếp Timer 0 Timer 1 Timer 2 INT0 INT1 EA RST PSEN ALE P0 P2 P1 P3 TxD RxD T2 EXTERNAL II.1 Sơ lược về các chân của 8952: mC 8952 có tất cả 40 chân có chức năng như các đường xuất nhập. Trong đó có 26 chân có công dụng kép, mỗi đường có thể hoạt động như đường xuất nhập hoặc như đường điều khiển hoặc là thành phần của bus dữ liệu và bus địa chỉ. II.2 Hệ thống giao tiếp port: a/ Port 0: Port 0 là một port hai chức năng trên các chân 32 – 39. Trong các thiết kế cỡ nhỏ (không dùng bộ nhớ mở rộng) nó có chức năng như các đường I/O. Đối với các thiết kế lớn với bộ nhớ mở rộng, nó được hợp kênh giữa bus dữ liệu và byte thấp của bus địa chỉ. Chân Chức năng thay thế P1.0 T2 (đầu vào đếm cho Timer/Counter 2) P1.1 T2EX (xung kích capture/reload cho Timer/Counter 2 và điều khiển trực tiếp. b/ Port 1 : là một port I/O 8-bit hai chiều có pullup nội. Đầu ra port 1 có thể lái 4 đầu vào TTL. Khi viết các mức 1 ra các chân port thì chúng được kéo lên do có điện trở nội và có thể dùng làm đầu vào. Khi vai trò là cổng nhập, những chân của port 1 bị kéo xuống thấp sẽ đổ dòng vì có nội trở kéo lên. Hơn nữa, P1.0 và P1.1 có thể được dùng như là đầu vào bộ đếm timer/counter 2 bên ngoài (P1.0/T2) và xung kích (P1.1/T2EX). Port 1 cũng nhận những byte địa chỉ thấp trong khi lập trình Flash và trong khi kiểm tra Flash . c/ Port 2: Port 2 là một port công dụng kép trên các chân 21 – 28 được dùng như các đường xuất nhập hoặc là byte cao của bus địa chỉ đối với các thiết kế dùng bộ nhớ mở rộng. d/ Port 3: Port 3 là một port công dụng kép trên các chân 10 – 17. Các chân của port này có nhiều chức năng, các công dụng chuyển đổi có liên hệ với các đặc tính đặc biệt của 8952 như ở bảng sau: Bit Tên Chức năng chuyển đổi P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 RXD TXD INT0\ INT1\ T0 T1 WR\ RD\ Dữ liệu nhận cho port nối tiếp Dữ liệu phát cho port nối tiếp Ngắt 0 bên ngoài Ngắt 1 bên ngoài Ngõ vào của Timer/counter 0 Ngõ vào của Timer/counter 1 Xung ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài Xung đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài II.3/ Các tín hiệu điều khiển: mC 8952 có 4 tín hiệu điều khiển: a/ PSEN\ (Program Store Enable): PSEN\ là tín hiệu ra trên chân 29. Nó là tín hiệu điều khiển cho phép bộ nhớ chương trình mở rộng, PSEN\ thường được nối đến chân OE (Output Enable) của một EPROM để cho phép đọc các byte mã lệnh. PSEN\ sẽ ở mức thấp trong thời gian lấy lệnh. Các mã nhị phân của chương trình được đọc từ EPROM qua bus dữ liệu và được chốt vào thanh ghi lệnh của 8952 để giải mã lệnh. Nếu thi hành chương trình trong ROM nội (8952) thì PSEN\ sẽ ở mức thụ động (mức cao). b/ ALE (Address Latch Enable): Tín hiệu ra ALE trên chân 30 tương hợp với các thiết bị làm việc với các vi xử lí 8085, 8088, 8086. mC 8952 dùng ALE một cách tương tự cho việc giải kênh các bus địa chỉ và dữ liệu. Khi port 0 được dùng trong chế độ chuyển đổi: vừa là bus dữ liệu vừa là byte thấp của bus địa chỉ, ALE là tín hiệu để chốt byte thấp địa chỉ vào một thanh ghi bên ngoài trong nửa đầu chu kì bộ nhớ. Sau đó, các đường port 0 dùng để xuất nhập dữ liệu trong nửa sau của chu kì bộ nhớ. Các xung tín hiệu ALE có tốc độ bằng 1/6 lần tần số dao động trên chip và có thể được dùng làm nguồn xung nhịp cho các phần khác của hệ thống. Nếu xung nhịp trên 8952 là 12 Mhz thì ALE có tần số 2 Mhz. Chỉ ngoại trừ khi thi hành lệnh MOVX, một xung ALE sẽ bị mất. Trong trường hợp là 8051 thì chân này cũng được làm ngõ vào cho xung lập trình cho EPROM trong chip. c/ EA\ (External Access): Tín hiệu vào EA\ trên chân 31 thường được mắc lên mức cao (+5v) hoặc mức thấp (GND). Nếu ở mức cao, 8952 thi hành chương trình từ ROM nội trong khoảng địa chỉ thấp (4K). Nếu ở mức thấp, chương trình chỉ được thi hành từ bộ nhớ mở rộng. Khi dùng 8031, EA\ luôn được nối mức thấp vì 8031 không có bộ nhớ chương trình trên chip. Nếu EA\ được nối mức thấp thì bộ nhớ chương trình bên trong 8952 sẽ bị cấm và chương trình chỉ được thi hành từ EPROM mở rộng. Người ta còn dùng EA\ làm chân cấp điện áp 21V khi lập trình cho EEPROM trong 8051. d/ RST (Reset): Ngõ vào RST trên chân 9 là ngõ reset của 8952. Khi tín hiệu này được đưa lên mức cao (trong ít nhất 2 chu kì máy), các thanh ghi bên trong 8952 được tải những giá trị thích hợp để khởi động hệ thống. e/ Các ngõ vào bộ dao động trên chip: Như đã thấy trong các hình trên, 8952 có một bộ dao động trên chip. Nó thường được nối với một thạch anh giữa hai chân 18 và 19. Các tụ giữ cũng cần thiết như đã vẽ. Tần số thạch anh thông thường là 12 Mhz. f/ Các chân nguồn: 8952 hoạt động với nguồn đơn +5V. Vcc được nối vào chân 40 và Vss (GND) được nối vào chân 20. II.4/ Tổ chức bộ nhớ: II.4.1/ Khảo sát tổ chức bộ nhớ 8952: mC 8952 có bộ nhớ được tổ chức theo cấu trúc Harvard : có những vùng bộ nhớ riêng biệt cho chương trình và dữ liệu. Như đã nói ở trên, cả chương trình và dữ liệu có thể ở bên trong (8952); dù vậy chúng có thể được mở rộng bằng các thành phần ngoài lên đến tối đa 64 Kbytes bộ nhớ chương trình và 64 Kbytes bộ nhớ dữ liệu. Bộ nhớ bên trong bao gồm ROM (8952) và RAM trên chip bao gồm nhiều thành phần: Phần lưu trữ đa dụng, phần lưu trữ địa chỉ hóa từng bit, các bank thanh ghi và các thanh ghi chức năng đặc biệt. FFFF Bộ nhớ chương trình được chọn qua PSEN\ FFFF Bộ nhớ dữ liệu được chọn qua WR\ và RD\ FF 00 0000 0000 Bộ nhớ trên chip Bộ nhớ mở rộng Tóm tắt các vùng bộ nhớ của 8952. Hai đặc tính cần lưu ý là: Các thanh ghi và các port xuất nhập đã được xếp trong bộ nhớ và có thể được truy xuất trực tiếp giống như các địa chỉ bộ nhớ khác. Ngăn xếp bên trong RAM nội nhỏ hơn so với RAM ngoài so với bộ xử lí khác. II.4.2 Chi tiết về bộ nhớ RAM trên chip: Như sẽ thấy trong hình sau, RAM bên trong 8952 được phân chia thành các bank thanh ghi (00H – 1FH), RAM địa chỉ hóa bit (20H – 2FH), RAM đa dụng (30H – 7FH) và các thanh ghi chức năng đặc biệt trong khoảng (80H – FFH). RAM đa dụng: Mặc dù trên hình cho thấy 80 bytes RAM đa dụng chiếm các địa chỉ từ 30H – 7FH, 32 bytes dưới cùng từ 00H – 1FH cũng có thể được dùng với mục đích tương tự (mặc dù các địa chỉ này đã có mục đích khác). Địa chỉ Địa chỉ byte Địa chỉ bit byte Địa chỉ bit 7F RAM đa dụng FF F0 F7 F6 F5 F4 F3 F2 F1 F0 B E0 E7 E6 E5 E4 E3 E2 E1 E0 ACC D0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 _ D0 PSW 30 B8 _ _ _ BC BB BA B9 B8 IP 2F 7F 7E 7D 7C 7B 7A 79 78 2E 77 76 75 74 73 72 71 70 B0 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 P3 2D 6F 6E 6D 6C 6B 6A 69 68 2C 67 66 65 64 63 62 61 60 A8 AF _ _ AC AB AA A9 A8 IE 2B 5F 5E 5D 5C 5B 5A 59 58 2A 57 56 55 54 53 52 51 50 A0 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 P2 29 4F 4E 4D 4C 4B 4A 49 48 28 47 46 45 44 43 42 41 40 99 không được địa chỉ hóa bit SBUF 27 3F 3E 3D 3C 3B 3A 39 38 98 9F 9E 9D 9C 9B 9A 99 98 SCON 26 37 36 35 34 33 32 31 30 25 2F 2E 2D 2C 2B 2A 29 28 90 97 96 95 94 93 92 91 90 P1 24 27 26 25 24 23 22 21 20 23 1F 1E 1D 1C 1B 1A 19 18 8D không được địa chỉ hóa bit TH1 22 17 16 15 14 13 12 11 10 8C không được địa chỉ hóa bit TH0 21 0F 0E 0D 0C 0B 0A 09 08 8B không được địa chỉ hóa bit TL1 20 07 06 05 04 03 02 01 00 8A không được địa chỉ hóa bit TL0