hiển thị nhiệt độ cảm biến nhiệt lm35 trên matlab thong qua cổng rs232 giao tiếp với máy tính

LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án này, nhóm thực xin gởi lời cảm ơn đến Ban Giám Hiệu, quý Thầy Cô trường đặc biệt quý Thầy Cô khoa Cơ Điện Tử Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, tận tình dẫn, truyền đạt kiến thức tạo điều kiện thuận lợi cho nhóm thực suốt trình học tập vừa qua Đặt biệt nhóm thực xin chân thành cảm ơn Thầy Lê Tấn Cường tận tình hướng dẫn, quan tâm theo dõi động viên nhóm thực để hồn thành tốt đồ án tốt nghiệp Ngồi ra, nhóm thực đề tài xin gửi lời cảm ơn đến tất bạn bè khóa người thân chung quanh giúp đỡ vật chất tinh thần để nhóm thực đạt thành tích ngày hơm NHĨM THỰC HIỆN ĐỀ TÀI Chương : DẪN NHẬP 1.Nội dung đề tài: Hiển thị nhiệt độ cảm biến nhiệt LM35 matlab thong qua cổng RS232 giao tiếp với máy tính 2.Mục đích đề tài: Sử dụng cảm biến nhiệt độ theo dõi thay đổi nhiệt độ Kết hợp với máy tính ghi nhận thay đổi nhiệt độ nhằm phân tích đánh giá biến đổi nhiệt độ Thơng qua chương trình vi điều khiển nhằm đáp ứng thay đổi nhiệt độ tùy theo mục đích sử dụng mà tác động tăng hay giảm nhiệt độ Mở rộng kiến thức loại vi điều khiểân ứng dụng vào thực tế Sử dụng phần mềm matlab nhằm hiển thị giá trị nhiệt độ Chương : PHƯƠNG THỨC THỰC HIỆN Phương án thực Mạch tích hợp Vi điều khiển AVR có tích hợp chuyển đổi ADC có khả lập trình Mạch tổ hợp tích hợp giao tiếp với máy tính thơng qua cổng RS232 Hiển thị Hiển thị giá trị nhiệt độ Matlab Cảm biến nhiệt độ Cảm biến nhiệt độ LM35 với độ nhạy 10mV/oC dòng điện tiêu thụ 60µA, phạm vi sử dụng từ -55 oC đến 150 oC Giao tiếp máy tính Giao tiếp với máy tính qua cổng COM Chương : CƠ SỞ LÝ LUẬN Sử dụng AVR vi điều khiển với khả lập trình tích hợp chuyên đổi ADC thuận tiện việc thi công thiết kế, đơn giản hóa phần cứng Sử dụng cảm biến nhiệt độ LM35 với phạm vi sử dụng rộng, dòng điện tiêu thụ thấp Giao tiếp máy tính qua cổng nối tiếp thiết bị phần cứng đơn giản, khoảng cách xa 30m đến 50m A Giới thiệu khối 1.Khối trung tâm Khối sử dụng vi điều khiển ATMEGA32 hãng Atmel với tính năng: -Vi điều khiển bit, có tính sử dụng cao, công suất thấp -Có 131 tập lệnh theo kiến trúc RISC, chủ yếu thực chu kì máy -32x8 ghi đa dụng -16KB nhớ flash có khả lập trình -512 Bytes EEPROM -1K Byte Internal SRAM -Nhiều ngõ vào (I/O Port) hướng (bi-directional) -2 Timer/Counters 8-bit với Separate Prescalers Compare Modes -1 Timer/Counter 16-bit với Separate Prescaler, Compare Mode -Capture Mode -4 kênh PWM -8 kênh chuyển đổi ADC 10-bit -8 kênh chuyển đổi đơn -7 kênh chuyển đổi vi sai đóng gói TQFP -2 kênh chuyển đổi vi sai có khả lập trình, lựa chọn độ lợi 1x, 10x, or 200x -Giao diện nối tiếp USART( tương thích chuẩn nối tiếp RS-232) -Giao diện nối tiếp Two-wire Serial( tương thích chuẩn I2C ) -Giao diện nối tiếp SPI Master Slave -Bộ Watchdog Timer có khả lập trình với dao động chip -Bộ so sánh Analog chip …… Sơ đồ chân ATMEGA32 Sơ đồ khối ATMEGA32 Lõi AVR kết hợp tập lệnh với 32 ghi làm việc với mục đích chung Cả 32 ghi kết nối trực tiếp đến ALU Cho phép truy xuất ghi làm việc độc lập với chu kì máy Với kiến trúc RISC cho phép CPU làm việc nhanh gấp mười lần kiến trúc CISC Mô tả chân linh kiện: VCC & GND Chân cấp nguồn cho vi điều khiển Port A (PA7 PA0) Được dành riêng cho ngõ vào analog chuyển đổi ADC Ngoài Port A dùng Port vào hướng chuyển đổi ADC không sử dụng Mỗi chân Port A cung cấp điện trở kéo lên bên Bộ đệm ngõ Port A điều khiển cho khả năng, sink dòng source dòng Khi Port A sử dụng ngõ vào, chúng source dòng điện trở kéo lên bên tích cực Port B (PB7 PB0) Port B dùng Port vào hướng với điện trở kéo lên bên Mỗi chân Port B cung cấp điện trở kéo lên bên Bộ đệm ngõ Port B điều khiển cho khả năng, sink dòng source dòng Khi Port B sử dụng ngõ vào, chúng source dòng điện trở kéo lên bên tích cực Ngoài ra, Port B sử dụng chức khác, trình bày sau: Port C (PC7 PC0) Port C dùng Port vào hướng với điện trở kéo lên bên Mỗi chân Port B cung cấp điện trở kéo lên bên Bộ đệm ngõ Port C điều khiển cho khả năng, sink dòng source dòng Khi Port C sử dụng ngõ vào, chúng source dòng điện trở kéo lên bên tích cực Nếu sử dụng giao tiếp JTAG, điện trở kéo lên chân PC5(TDI), PC3(TMS) PC2(TCK) tích cực chí có Reset xảy Port C sử dụng cho giao tiếp JTAG tính đặc biệt AVR liệt kê sau đây: Port D (PD7 PD0) Port D dùng Port vào hướng với điện trở kéo lên bên Mỗi chân Port B cung cấp điện trở kéo lên bên Bộ đệm ngõ Port D điều khiển cho khả năng, sink dòng source dòng Khi Port D sử dụng ngõ vào, chúng source dòng điện trở kéo lên bên tích cực Ngoài ra, Port D sử dụng chức khác, trình bày sau: RESET Ngõ vào Reset Nếu mức Low đặt vào chân dài độ rộng xung tối thiểu reset AVR Cho dù xung clock XTAL1 & XTAL2 Ngõ vào dao động thạch anh AVCC Chân nguồn cung cấp cho Port A chuyển đổi ADC Thường kết nối với Vcc, chí ADC không sử dụng Còn ADC sử dụng, nên kết nối với Vcc thông qua mạch lọc thông thấp AREF Chân điện áp tham chiếu cho chuyển đổi ADC ADC (Analog to Digital Converter) Tính năng: xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx Các ghi ADC ADC Multiplexer Selection Register – ADMUX Bit 7:6 – REFS1:0: Reference Selection Bits Hai bit lựa chọn điện áp tham chiếu cho ADC Nếu bit thay đổi trình chuyển đổi thay đổi không tác động trình chuyển đổi hoàn tất Điện áp tham chiếu bên không sử dụng điện áp tham chiếu bên thiết lập cách thiết lập nguồn VCC chân AREF − Trong chuẩn RS232, giới hạn mức logic logic ±12V Chuẩn RS232 ngày áp dụng cố định trở kháng tải phạm vi từ 3000Ω đến 7000Ω − Mức logic có điện áp nằm khoảng –3V đến –12V, mức logic từ +3V đến +12V − Trở kháng tải phải lớn 3000Ω phải nhỏ 7000Ω − Tốc độ truyền/nhận liệu cực đại 100kbps (ngày đạt 200 kbps) − Các lối vào phải có điện dung nhỏ 2500pF − Độ dài cáp nối máy tính thiết bị ngoại vi ghép nối qua cổng nối tiếp RS232 vượt 15 m không sử dụng Modem − Các giá trị tốc độ truyền liệu chuẩn : 50, 75, 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 28800 …… 56600, 115200bps Vi maïch MAX232 -Vi mạch MAX 232 hãng MAXIM vi mạch chuyên dùng giao diện nối tiếp với máy tính Chúng có nhiệm vụ chuyển đổi mức TTL lối vào thành mức +3…+15V -3…-15V thành mức TTL phía nhận hay mức +10V –10V phía truyền -Vi mạch MAX 232 có hai đệm hai nhận Đường dẫn điều khiển lối vào CTS, điều khiển việc xuất liệu cổng nối tiếp cần thiết, nối với chân vi mạch MAX 232 Còn chân RST (chân 10 vi mạch MAX ) nối với đường dẫn bắt tay để điều khiển trình nhận Thường đường dẫn bắt tay nối với cổng nối tiếp qua cầu nối, để không dùng đến hở mạch cầu Cách truyền liệu đơn giản dùng ba đường dẫn TxD, RxD vaø GND (mass) SƠ ĐỒ MẠCH PHẦN CỨNG VI ĐIỀU KHIỂN ATEMEGA32: Chương : THIẾT KẾ PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN Đoạn codevision AVR: /***************************************************** This program was produced by the CodeWizardAVR V1.24.8d Professional Automatic Program Generator © Copyright 1998-2006 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l http://www.hpinfotech.com Project : Version : Date : 6/24/2009 Author : F4CG Company : F4CG Comments: Chip type : ATmega32 Program type : Application Clock frequency : 16.000000 MHz Memory model : Small External SRAM size : Data Stack size : 512 *****************************************************/ #include #include #include #define RXB8 #define TXB8 #define UPE #define OVR #define FE #define UDRE #define RXC #define FRAMING_ERROR (1