Đề tài: Đo và hiển thị nhiệt độ dùng LM35&8051 pdf

* RESET: Tín hiệu vào: Dùng để khởi động lại toàn bộ hệ thống khi chương trinh đang chạy mà gặp lỗi * RxD,TxD: Là hai chân nhận và truyền số liệu của cổng truyền thông nối tiếp * INT0,IN

Trang 1

Luận văn

Đề tài: Đo và hiển thị nhiệt độ

dùng LM35&8051

Trang 2

MỤC LỤC

1.2.3 Các bước để chuyển đổi của ADC 9

1.4.1 Giới thiệu chung về họ LM35 11

1.4.2 Đặc tính của họ LM35: 11

1.4.3 Cách chọn cảm biến ho LM35: 12

PHẦN I

1.1 VI ĐIỀU KHIỂN 89C51

1.1.1 Sơ đồ khối và ý nghĩa các chân của 89c51

8051 có 4 cổng vào/ra số

là P0.0 đến P0.7

Ngoài chức năng là các cổng vào/ra

số thì P0 còn là 8 bit (D0 đến D7)

của bus dữ liệu hoặc là 8 bit thấp

(A0 đến A7) của bus địa chỉ ,P2 lá 8

bit cao (A8 đến A15) của bus địa chỉ

khi cần thiết mở rộng thêm các

ngoại vi, bộ nhớ ngoài cho 8051

Trang 3

* RESET: (Tín hiệu vào): Dùng để khởi động lại toàn bộ hệ thống khi chương

trinh đang chạy mà gặp lỗi

* RxD,TxD: Là hai chân nhận và truyền số liệu của cổng truyền thông nối tiếp

* INT0,INT1: Là hai chân nhận tín hiệu ngắt từ bên ngoài

* WR ( Tín hiệu ra) Cho phép viết dữ liệu tới các ngoại vi, bộ nhớ bên ngoài vi

điều khiển

* RD: ( Tín hiệu ra) Cho phép đọc dữ liệu từ các ngoại vi,bộ nhớ dữ liệu ngoài

vi điều khiển

* X1,X2: Dùng để tạo xung nhịp cho vi điều khiển

* Vcc,GND: Cấp nguồn cho vi điều khiển (Vcc=5 VDC)

* EA/VP : Là tín hiệu vào

=1: Vi điều khiển sử dụng cả bộ nhớ chương trình bên trong và bộ nhớ

chương trình bên ngoài

+ Nếu vi điều khiển có 4 Kb bộ nhớ chương trinh bên trong với địa chỉ

0000H đến 0FFFH thì bộ nhớ chương trình bên ngoai phải có địa chỉ 1000h đến 1FFFH

+ Nếu vi điều khiển co 8 Kb bộ nhớ chương trinh bên trong với địa chỉ

0000H đến 1FFFH thì bộ nhớ chương trình bên ngoai phải có địa chỉ 2000h đến FFFFH

=0: vi điều khiển chỉ sử dụng bộ nhớ bên ngoài co địa chỉ là:0000H đến FFFFH

* ALE/P: (tín hiệu ra) Là tín hiệu chốt địa chỉ dùng để phân biệt khi nào P0

là bus dữ liệu,khi nào là bus dữ liệu khi vi điều khiển cần gép nối với các ngoại vi

* ALE=1:P0 là bus địa chỉ

* ALE=1:P0 là bus dữ liệu

* PSEN : Có chức năng giống như chân Rdnhunwg chỉ dùng để đọc bộ nhớ

chương trình bên ngoài

1.1.2 Các thanh ghi đặc biệt

DPTR Con trỏ dữ liệu

Trang 4

* P2 Thanh ghi đệm cổng P2 0A0H

* IP Thanh ghi điều khiển các mức ưu tiên ngắt 0B8H

* IE Thanh ghi cho phép/ che chắn các ngắt 0A8H

TMOD Thanh ghi chọn chế độ Time/Counter 0,1 89H

* TCON Thanh ghi điều khiển Time/Counter 0,1 88H

*+T2CON Thanh ghi điều khiển Time/Counter 2 0C8H

TH0 Byte cao của bộ đếm trong Timer/Counter 0 8CH

TL0 Byte thấp của bộ đếm trong Timer/Counter 0 8AH

TH1 Byte cao của bộ đếm trong Timer/Counter 1 8DH

TL1 Byte thấp của bộ đếm trong Timer/Counter 1 8BH

+ TH2 Byte cao của bộ đếm trong Timer/Counter 2 0CDH

+ TL2 Byte thấp của bộ đếm trong Timer/Counter 2 0CCH

+ RCAP2H Byte cao của thanh ghi Capture/ Reload trong Timer/Counter 2 0CBH

+ RCAP2L Byte thấp của thanh ghi Capture/ Reload trong Timer/Counter 2 0CAH

* SCON Thanh ghi điều khiển cổng truyền thông nối tiếp 98H

PCON Thanh ghi điều khiển công suất tiêu thụ của 8051 87H

Chú ý: *: Chỉ các thanh ghi truy cập theo bit

+: Các thanh ghi chỉ có trong 89c52

1.1.3 Bộ phát xung nhịp

- Dùng để tạo xung đồng bộ cho cả hệ thống vi điều khiển làm việc Có 2 cách để tạo xung nhịp là dùng thạch anh hoặc lấy xung dao động từ nguồn ngoài Thông

thường tần số xung nhịp là: 12MHz 11,0592MHz 24MHz

X1

X2 Dùng thạch anh

12MHz

33pF

X1

X2 10k

Vcc

Xung ngoài

Trang 5

1.1.4 Các Timer/ Counter (T/C)

a Timer/ Counter 0 và Timer/ Counter 1

Khi ứng dụng các Timer/ Counter ta phải cài đặt chúng ở một chế độ làm việc xác định Các thanh ghi đặc biệt được thiết kế để đặt các chế độ làm việc cho các

Timer/ Counter là TMOD (Time Mode) và TCON ( Time Control)

Thanh ghi TMOD có 2 phần tử giống nhau dùng để cài đặt chế độ cho các T/C 0 và T/C 1 tương ứng như hình vẽ

T/C = 1 Làm Counter (Đếm xung từ bên ngoài)

0

/C =

T Làm Timer ( Đếm xung hệ thống)

GATE: Khi TRx=1 (x=0,1) nếu:

+ GATE=0 thì cho phép T/C làm việc

+ GATE=1 thì T/C được phép làm việc nếu INTx=1

Các chế độ làm việc

TF1 (TCON.7): Cờ báo bộ đếm Timer/Counter 1 bị tràn

TR1 (TCON.6): Bit cho phép T/C1 làm việc

TF0 (TCON.5): Cờ báo bộ đếm Timer/Counter 0 bị tràn

TR01 (TCON.4): Bit cho phép T/C0 làm việc

IE1 (TCON.3): Cờ báo có ngắt ngoài ở chân INT1

IT1 (TCON.2), IT0 (TCON.0):

=1: Cho phép ngắt ngoài tương ứng ngắt theo sườn xuống

TCON

TMOD

Trang 6

=0: Cho phép ngắt ngoài tương ứng ngắt theo mức “0”

IE0 (TCON.1): Cờ báo có ngắt ngoài ở chân INT0

b Timer/Counter 2 ( chỉ có trong 89c52)

* Thanh ghi T2CON:

TF2 (T2CON.7): Cờ tràn được dựng khi T/C2 tràn, Cờ phải được xóa bởi phần mền

TF2 (T2CON.6): Cờ tràn được dựng khi chân T2EX có sườn xuống với điều kiện bit EXEN2 =1 để báo ngăt

TF2 (T2CON.3): Bit cho phép Reload hoặc Capture khi có sườn xuống ở chân

T2EX

TF2 (T2CON.2): Bit điều khiển cho phép T/C2 chạy hoặc dừng

TF2 (T2CON.1): Lựa chọn T/C2 làm việc ở chế độ Timer hoặc Counter

* Các chế độ làm việc của T/C2

1.1.5 Ngắt và xử lý các ngắt

• Ngắt tràn của T0, T1: TF0,TF1

• Ngắt cổng truyền thông nối tiếp: RI, TI

• Ngắt bên ngoài vi điều khiển: INT0, INT1

• Ngắt của Timer 2: TF2

* Thanh ghi cho phép ngắt IE

EA : Cho phép/cấm tất cả ngắt ngoài ET2:Cho phép/cấm ngăt Timer 2 ES: Cho phép/cấm ngắt cổng truyền thông nối tiếp ET1: Cho phép/cấm ngăt Timer 1

EX1: Cho phép/cấm ngăt ngoài INT1

ET0: Cho phép/cấm ngăt Timer 0

IE

2

/ C

T CP/

T2CON

Trang 7

EX0: Cho phép/cấm ngăt ngoài INT0

1.1.6 Địa chỉ vectơ ngắt

1.2 BỘ CHUYỂN ĐỔI TƯƠNG TỰ SANG SỐ (ADC0808)

1.2.1 Sơ đồ khối và ý nghĩa các chân

Chân 1 IN3 - ngõ vào tín hiệu Analog Input 3

Chân 6 START - chân điều khiển tín hiệu bắt

đầu quá trình biến đổi ADC

Chân 7 EOC - Chân phát tín hiệu báo kết thúc

quá trình chuyển đổi ADC

Chân 8 2 (-5) - Ngõ ra Tín hiệu số- Data Bit 5

Chân 9 OUT EN - Chân cho phép xuất

Chân 10 CLK - chân nhận nguồn xung Clock

Chân 11 Vcc - Chân nhận điện nguồn dương

Chân 12 Vref+ - Chân nhận(input) điện áp

tham chiếu

Chân 13 GND - Chân nhận điện áp

âm(Ground=0v)

Chân 14 2(-7) - Ngõ ra Tín hiệu số- Data Bit 7

Chân 16 Vref- - Voltage Reference Negative Input

Chân 17 2(-8) - Ngõ ra Tín hiệu số- Data bit 8

Trang 8

Chân 22 ALE - Address Latch Enable

Chân 23 ADD C - Address Input C

Chân 24 ADD B - Address Input B

Chân 25 ADD A - Address Input A

1.2.2 Khảo sát ý nghĩa hoạt động của các chân ADC0808

- IN0, IN1, IN2, IN3, IN4, IN5, IN6, IN7 : 8 ngõ vào tín hiệu tương tự

- A, B, C : các đường địa chỉ để chọn kênh ở ngõ vào

Các đường địa chỉ Chọn kênh ngõ

vào

- ALE : chân chốt địa chỉ, khi có xung tác động vào chân ALE đường địa chỉ A,B,C mới được ADC nhận vào

- START : điều khiển bắt đầu chuyển đổi

Khi START = 1 : bắt đầu chuyển đổi

Khi START = 0 : kết thúc chuyển đổi

- EOC : báo hiệu kết thúc quá trình chuyển đổi

Khi START = 1 thì EOC =1

Khi chuyển đổi xong thì EOC = 0

- CK : ngõ vào xung clock (fCK = 100KHz – 1,28MHz)

- 2-1, 2-2, 2-3, 2-4, 2-5, 2-6, 2-7, 2-8: 8 ngõ tín hiệu số từ 00-FFH

- OE : cho phép xuất tín hiệu ra

OE = 1 : cho phép

OE = 0 : không cho phép

Trang 9

- VRef+, VRef- : điện áp tham chiếu dương và âm, dùng để thay đổi độ phân giải

Ta có công sau:

N = 256*(Vi – VRef-)/(VRef+ - VRef-)

Với : N : 1 số nhị phân được chuyển đổi

Vi : điện áp ngõ vào tín hiệu tương tụ

Để tiện cho việc tính toán thông thường ta nối chân VRef- xuống mass

1.2.3 Các bước để chuyển đổi của ADC

• Chọn kênh ngõ vào

• Chốt địa chỉ kênh vào ALE = 1)

• Bắt đầu chuyển đổi (START=1)

• Chờ chuyển đổi xong , đọc kết quả

1.3 LED BẢY THANH

1.3.1 Cấu tạo

- Cấu tạo LED bảy thanh bao gồm 8 led phát quang được gọi là các thanh lần lượt là : a b, c, d, e, f ,g và dp(dấu chấm)

- LED bảy thanh thường dùng làm cơ cấu quan sát, hiện thị các con số hệ thập phân Trong một số trường hợp đặt biệt có thể dùng để hiện thị các số hệ HEX và các ký tự

1.3.2 Phân loại

LED bảy thanh có hai loại là:

Loại Anode chung

Loại Cathode chung

a Loại Anode chung

Vcc

dp c A d

e

10

g f

a

b

dp

c d

e

Trang 10

Để các thanh sáng ta cấp dòng điện ( 5 – 20mA) chảy qua các Diode tương ứng.Để hiện thị các số 0 – 9 trong hệ thập phân ta lựa chọn cách thanh cần sáng để hiện thị được các số tương ứng Như vậy ta nối chân A vào dương nguồn (5VDC) còn các chân a, b, c, d, e, f, g, và dp điều khiển chúng sao cho:

Nếu = “1” các thanh tối

Nếu = “0” các thanh sáng

b Loại Cathode chung

Đối với loại Cathode chung thì chân C nối xuống đất (0VDC) còn các chân a, b, c,

d, e, f, g, và dp điều khiển chúng sao cho:

Nếu = “1” các thanh sáng

Nếu = “0” các thanh tối

1.3.3 Bảng mã bảy thanh

Mã bảy thanh các số 0 – 9 loại Anode chung

Vcc

dp c C d e

10

Trang 11

DEC dp g f e d c b a Mã Bảy Thanh

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

1 1 0 0 0 0 0 1 0 0

0 1 1 1 0 0 0 1 0 0

0 1 0 1 1 1 0 1 0 1

0 1 0 0 1 0 0 1 0 0

0 0 1 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 1 1 0 0 0

0 1 0 0 1 0 0 0 0 0

C0H F9H A4H B0H 99H 92H 82H F8H 80H 90H

1.4 CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ (LM35)

1.4.1 Giới thiệu chung về họ LM35

LM35 là những mạch tổ hợp làm thành cảm biến đo nhiệt độ chính sác với điện áp

ra tuyến tính với nhiệt độ LM35 không yêu cầu bất cứ sự cản chỉnh nào từ bên ngoài hoặc các mạch phụ trợ khác mà vẫn đáp ứng được độ chính xác cao (±1/4 C0

tại nhiệt độ phòng và ±3/4 0Ctrên thang đo từ -550C

đến +1500C)

1 Nối Vcc

2 Nối vào ADC

3 Nối đất

1.4.2 Đặc tính của họ LM35:

- Hoạt động với điện áp từ 4V đến 30V

- Tỷ lệ tuyến tính với hệ số 10mV/10C

- Thích hợp với các ứng dụng điều khiển

Một số thông số của họ LM35: Dải nhiệt độ và sự thay đổi trở kháng theo nhiệt độ của LM35

Trang 12

Nhiệt độ (0C) Trở kháng của cảm biến (kΩ)

1.4.3 Cách chọn cảm biến ho LM35:

Lm35A -550C TO +150 0C +1.0 0C 10mV/F

LM35 -550C TO +150 C0 +1.5 0C 10mV/F

LM35CA -400C TO +110 C0 +1.00C 10mV/F

LM35C -400C TO +110 C0 +2.00C 10mV/F

LM35D 0 0C TO +100 C0 +2.00C 10mV/F

1.5 CÁC LINH KIỆN KHÁC

1.5.2 Phím bấm

- Sơ đồ nguyên lý

Vcc

Output

Trang 13

1.5.2 Các linh kiện khác

- Tụ điện: Chọn tụ điện có các giá trị sau 2,2μF, 3,3pF

+ Đối với loại tụ có giá trị 2,2μF ta chọn tụ hóa

+ Đối với loại tụ có giá trị 3,3pF ta chọn tụ gốm

- Transzito : Chọn loại NPN có cấu tạo như sau

Chức năng Khuếch đại dòng để quét LED hiện thị

- Điện trở: Chọn loại điện trở có giá trị 10KὨ và 330Ὠ

PHẦN II

2.1 SƠ ĐỒ KHỐI VÀ CHỨC NĂNG TỪNG KHỐI

2.1.1 Sơ đồ khối

N P N

B

C B

E 5VDC

LED BẢY THANH

PHÍM BẤM

LM35

AT 89C51

ADC 0808

P3.7 P3

Trang 14

2.1.2 Chức năng của từng khối

 Khối các phím bấm: Dùng để cho phép đo nhiệt độ được nối vào chân P3.7

 Khối cảm biến nhiệt độ LM35: Các tác dụng đo sự thay đổi nhiệt

độ từ bên ngoài môi trường, hoặc 1 hệ thông cần điều khiển Và được nối với kênh 1 của bộ biến đổi tương tự sang số ADC0808

 Khối cảm bộ biến đổi ADC 0808 : Dùng để chuyển đổi tín hiệu từ tương tự sang tín hiệu số được ghép nối với cổng P1 và các chân điều khiển được nối với các chân P3.0 – P3.6

 Khối hiện thị: Bao gồm bốn LED bảy thanh, dùng để hiện thị nhiệt

độ của môi trường

 Khối vi xử lý: Xử lý các phép toán và đưa ra hiện thị

 Chi tiết xem sơ đồ nguyên lý

2.2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ

Trang 15

2.3 SƠ ĐỒ THUẬT TOÁN TOÀN BỘ CHƯƠNG TRÌNH

Trang 16

THUẬT TOÁN CHƯƠNG TRÌNH CON ĐỌC DỮ LIỆU TỪ ADC

BAT DAU

ON=1

?

CONVERT

HEXTOBCD

BCDTO7T

DISPLAY

P3.7=

0

?

S

Đ Đ

ON=1

P1=FFH START=0 ALE=0

Hỏi đã ấn nút STAR hay chưa Nếu Đúng thì làm công việc tiếp Nếu Sai hỏi kiểm tra lại

Hỏi đã tác động vào nút START hay chưa Nếu Đúng cho bít điều khiển”ON” =1

Nếu Sai nhảy vể hiện thị

Các

chương

trình

con

Trang 17

2.4 VIẾT CHƯƠNG TRÌNH PHẦN MỀN

; CHƯƠNG TRÌNH PHẦN MỀM

CONVERT

CHON KÊNH VÀO CHỐT ĐỊA CHỈ KÊNH VÀO BẮT ĐẦU CHUYỂN ĐỔI

Đã chuyển đổi xong

?

ĐỌC DỮ LIỆU

KẾT THÚC

S

Đ

Trang 18

;*************************************************************;

;*///////////////////////////////////////////////////////////*;

;*/ TRUONG DAI HOC CONG NGHIEP HA NOI /*;

;*/ KHOA - DIEN /*;

;*/CHUONG TRINH DO VA HIEN THI NHIET DO DUNG LM35&ADC0808 /*;

;*/LOP: CD-DH DIEN2_K5 /*;

;*/ NHOM THUC HIEN: NHOM 7 /*;

;*///////////////////////////////////////////////////////////*;

;*************************************************************;

;===============================

; CHUONG TRI`NH CHI'NH TA.I DA^Y

;===============================

MAIN:

HT:

BAT:

;************************************************

; NGAN CA'CH GIU~A CA'C CHUONG TRI`NH

;************************************************

;===============================

;SUBROUTINE HEXTOBCD

; HEX TO BCD

;INPUT: NUM

;OUTPUT: D1,D0

;===============================

HEXTOBCD:

Trang 19

DIV AB

RET

;===============================

; KET THUC CHUONG TRINH

;===============================

;************************************************

; NGAN CACH GIUA CAC CHUONG TRINH

;************************************************

;===============================

;SUBROUTINE CONVERT

; CHUYEN DOI TIN HIEU TUONG TU SANG SO

;INPUT: P1

;OUTPUT: NUM

;===============================

CONVERT:

NOP NOP

LA:

RET

;===============================

;************************************************

;===============================

;SUBROUTINE BCDTO7T

; BCDTO7T

;INPUT: MALED

;OUTPUT: D2,D1,D0

;===============================

BCDTO7T:

;THANH GHI "DPTR" KET QUA CAT "A"

Trang 20

MOV D2,A ;CHUYEN NOI DUNG D2 VAO THANH GHI "A"

;THANH GHI "DPTR" KET QUA CAT "A"

RET

;===============================

;************************************************

;===============================

;SUBROUTINE DISPLAY

;CHUONG TRINH HIEN THI

; DISPLAY

;INPUT: D0,D1,D2

;OUTPUT: P0,P2

;===============================

DISPLAY:

RET

;===============================

DELAY:

RET

;===================================

; MA 7 THANH

;===================================

MALED: ;THUOC BO NHO CHUONG TRINH "MOVC"

;SO THAP PHAN 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

END.

Định dạng
Số trang	20
Dung lượng	736 KB