Ứng dụng ic at89c51 để hiển thị nhiệt độ trên lcd

Trong nhiều lĩnh vực sản xuất công nghiệp hiện nay, nhất là ngành công nghiệp luyện kim, chề biến thực phẫm… vấn đề đo và khống chế nhiệt độ đặc biệt được chú trọng đến vì nó là một yếu tố quyết định chất lượng sản phẫm. Nắm được tầm quan trọng của vấn đề trên nhóm thực hiện tiến hành nghiên cứu và thiết kế một hệ thống đo và khống chế nhiệt độ tự động làm sao để đáp ứng nhanh nhất và dễ sử dụng nhất với mong muốn là giải quyết những yêu cầu trên thì việc sử dụng bộ PID số để đạt được nhanh nhất những chỉ tiêu chất lượng đề ra. Và hiện nay nền nông nghiệp đang rất phát triển, một yêu cầu được đặt ra là khi nông sản, thực phẩm không bán được thì vấn đề bảo quản sao cho tốt nhất Với yêu cầu đó thì chúng ta nghĩ ngay đến lò sấy để bảo quản nông sản, lương thực.

TỔNG QUAN 8

Tính ứng dụng v th à th ời sự của đề t i 8 à th 1.2 Tình hình nghiên cứu và hướng tập trung nghiên cứu của đề tài 8

Trước sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, việc ứng dụng các thành tựu khoa học công nghệ vào cuộc sống hàng ngày của con người đang trở nên ngày càng phổ biến và thiết yếu Sự phát triển này đã mở ra nhiều cơ hội mới cho cuộc sống hiện đại, giúp con người giải quyết các vấn đề phức tạp và nâng cao chất lượng cuộc sống Việc tích hợp khoa học công nghệ vào các lĩnh vực khác nhau đã mang lại nhiều lợi ích thiết thực, từ đó làm thay đổi đáng kể cách chúng ta sống, làm việc và tương tác với nhau.

Khoa Điện – Điện tử Lớp: Đ-ĐTK5.4

Một gia đình có mức sống trung bình ở cuối thập niên này dự kiến sẽ chứa khoảng 37 thiết bị thông minh, theo một cuốn sách trắng được công ty Sun Microsystems công bố.

Vi điều khiển đóng vai trò quan trọng trong nhiều thiết bị điện tử gia dụng, từ điều khiển điện thoại số, hệ thống máy điều hòa không khí, lò vi sóng, đến máy thu hình và hệ thống bảo vệ gia đình Ngoài ra, chúng cũng được sử dụng rộng rãi trong thương mại điện tử và công nghệ sản xuất Sự phát triển của vi điều khiển đã giúp chúng trở thành lựa chọn hàng đầu trong nhiều ứng dụng, vượt qua các bộ điều khiển khác nhờ tính ưu việt của mình.

- Dễ dàng sử dụng trong các thiết bị điện tử hoặc hệ thống điện tử số.

- Chi phí nâng cấp thấp và cần rất ít linh kiện cho việc bảo hành bảo dỡng.

- Mang lại hiệu quả kinh tế cao.

Vi điều khiển ngày càng được sử dụng rộng rãi do chất lượng cao và sức cạnh tranh lớn, mang lại nhiều lợi nhuận cho cả người dùng và nhà sản xuất Điều này tạo động lực cho sự tăng trưởng về cả số lượng và chất lượng của vi điều khiển, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.

1.2 Tình hình nghiên cứu và hướng tập trung nghiên cứu của đề tài.

Khi tích hợp vi xử lý vào mạch quang báo, chúng ta có thể tận hưởng nhiều chức năng hơn, tiện lợi hơn và chương trình đa dạng hơn, đáp ứng đầy đủ nhu cầu và mong muốn của người sử dụng Với vi xử lý điều khiển, việc thay đổi chương trình hiển thị trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết, chỉ cần nhập chương trình mới vào vi điều khiển Hơn nữa, nội dung hiển thị cũng trở nên phong phú hơn, cho phép người dùng lựa chọn bộ nhớ trong hoặc kết nối với bộ nhớ ngoài để hiện thị chương trình với dung lượng lớn Nhờ những ưu điểm nổi bật, vi xử lý đang trở thành lựa chọn phổ biến trong sản xuất và cuộc sống hàng ngày Sử dụng vi điều khiển để điều khiển LCD hiển thị nhiệt độ là ý tưởng tối ưu hiện nay.

LÝ THUYẾT LIÊN QUAN 10

Vi điều khiển 10

2.1.1 Tóm tắt về lịch sử của 8051

Vào năm 1981 Hãng Intel giới thiệu một số bộ vi điều khiển đợc gọi là

Bộ vi điều khiển 8051 là một hệ thống trên chíp tích hợp 128 byte RAM, 4K byte ROM, hai bộ định thời, một cổng nối tiếp và 4 cổng vào ra rộng 8 bit Là một bộ xử lý 8 bit, CPU của 8051 chỉ có thể làm việc với 8 bit dữ liệu tại một thời điểm, do đó dữ liệu lớn hơn 8 bit sẽ được chia thành các phần 8 bit để xử lý.

Bộ vi điều khiển 8051 có 4 cổng vào/ra I/O, mỗi cổng rộng 8 bit Mặc dù bộ nhớ ROM trên chíp có thể lên đến 64 K byte, nhưng các nhà sản xuất thường thiết kế bộ nhớ ROM với dung lượng nhỏ hơn để phù hợp với nhu cầu thực tế.

Bộ vi điều khiển 8051 đã trở thành một trong những bộ vi điều khiển phổ biến nhất trên thị trường sau khi Intel cấp phép cho các nhà sản xuất khác sản xuất và bán các biến thể của 8051, với điều kiện phải đảm bảo tính tương thích với mã gốc Sự mở cửa này đã dẫn đến sự ra đời của nhiều phiên bản khác nhau của 8051, đáp ứng nhu cầu đa dạng của các ứng dụng công nghiệp và thương mại.

Phần chính của vi điều khiển AT89C51 là bộ xử lý trung tâm CPU ( Central processing unit ) bao gồm:

- Thanh ghi tích luỹ phụ B, dùng cho phép nhân và phép chia

- Đơn vị logic học ALU ( Arithmetic Logical Unit )

- Từ trạng thái chơng trình PSW ( Program Status Word)

Bộ nhớ chương trình, bộ giải mã lệnh, bộ điều khiển thời gian và logic là những thành phần quan trọng khác của CPU Đơn vị xử lý trung tâm (CPU) nhận trực tiếp xung từ bộ dao động, đồng thời có khả năng đa một tín hiệu giữ nhịp từ bên ngoài, đảm bảo hoạt động chính xác và hiệu quả.

Chương trình đang chạy có thể bị dừng lại nhờ một khối điều khiển ngắt ở bên trong, cho phép hệ thống phản ứng với các sự kiện từ bên ngoài Các nguồn ngắt thường bao gồm các biến cố ở bên ngoài, sự tràn bộ đếm định thời hoặc các tín hiệu từ giao diện nối tiếp, giúp chương trình có thể thích ứng với các tình huống khác nhau.

Hai bộ định thời 16 bit hoạt động nh một bộ đếm

Các cổng (port0, port1, port2, port3) được sử dụng để thực hiện các chức năng điều khiển Đặc biệt, cổng 3 còn được trang bị thêm các đường dẫn điều khiển, cho phép trao đổi dữ liệu với bộ nhớ bên ngoài hoặc kết nối giao diện nối tiếp và các đường ngắt bên ngoài Giao diện nối tiếp này bao gồm một bộ truyền và một bộ nhận không đồng bộ, hoạt động độc lập với nhau và cho phép đặt tốc độ truyền trong phạm vi rộng, được ấn định bởi một bộ định thời.

Trong vi điều khiển AT89C51 có hai thành phần quan trọng khác là bộ nhớ và các thanh ghi.

Bộ nhớ của máy tính bao gồm bộ nhớ Ram và bộ nhớ Rom, có chức năng lưu trữ dữ liệu và mã lệnh Các thanh ghi đóng vai trò quan trọng trong việc lưu trữ thông tin tạm thời trong quá trình xử lý của CPU Khi CPU hoạt động, nội dung của các thanh ghi sẽ thay đổi, đồng thời vẫn đảm bảo tính tương thích với các lệnh của phiên bản 8051 ban đầu Điều này cho phép chương trình được viết cho một phiên bản cụ thể vẫn có thể chạy mượt mà trên mọi phiên bản khác, bất kể nhà sản xuất.

2.1.2 Cấu trúc bên trong và sơ đồ chân bên ngoài.

Bộ vi điều khiển 8051 là thành viên đầu tiên của họ 8051, được Intel ký hiệu là MCS51 8051 đã trở nên phổ biến sau khi Intel cho phép các nhà sản xuất khác sản xuất và bán các biến thể của 8051 với tốc độ và dung lượng ROM trên chíp khác nhau Điều quan trọng là mặc dù có nhiều biến thể khác nhau về tốc độ và dung lượng nhớ ROM trên chíp, tất cả chúng đều tương thích với 8051 ban đầu về các lệnh, cho phép chương trình viết cho một phiên bản nào đó có thể chạy trên mọi phiên bản khác mà không phân biệt nhà sản xuất.

2.1.3 Cấu trúc bên trong và sơ đồ chân bên ngoài.

Bộ vi điều khiển 8051 là thành viên đầu tiên của họ 8051 Hãng Intel ký hiệu nó nh là MCS51 Bảng 1 là trình bày các đặc tính của 8051

Bảng 2.1 : Các đặc tính của 8051 đầu tiên. Đặc tính Số lợng

3216 a) Bố trí bên trong của sơ đồ khối 89C51

Hình 2.1 Sơ đồ khối của 89C51

Phần chính của vi điều khiển AT89C51 là bộ xử lý trung tâm CPU ( Central processing unit ) bao gồm:

- Thanh ghi tích luỹ phụ B, dùng cho phép nhân và phép chia

- Đơn vị logic học ALU ( Arithmetic Logical Unit )

- Từ trạng thái chơng trình PSW ( Program Status Word)

Đơn vị xử lý trung tâm (CPU) là thành phần quan trọng của máy tính, bao gồm bộ nhớ chương trình, bộ giải mã lệnh, bộ điều khiển thời gian và logic CPU nhận trực tiếp xung từ bộ dao động và có khả năng đa một tín hiệu giữ nhịp từ bên ngoài, cho phép nó điều khiển và xử lý thông tin một cách chính xác và hiệu quả.

Một chương trình đang chạy có thể bị dừng lại bởi một khối điều khiển ngắt bên trong, thường được kích hoạt bởi các nguồn ngắt khác nhau, bao gồm các biến cố từ bên ngoài, sự tràn bộ đếm định thời hoặc các tín hiệu từ giao diện nối tiếp.

Hai bộ định thời 16 bit hoạt động nh một bộ đếm

Các cổng (port0, port1, port2, port3) được sử dụng để thực hiện các chức năng điều khiển Đặc biệt, cổng 3 còn được tích hợp thêm các đường dẫn điều khiển để trao đổi dữ liệu với bộ nhớ bên ngoài hoặc kết nối giao diện nối tiếp và các đường ngắt bên ngoài Giao diện nối tiếp này bao gồm một bộ truyền và một bộ nhận không đồng bộ hoạt động độc lập, cho phép tốc độ truyền dữ liệu qua cổng nối tiếp được thiết lập trong phạm vi rộng và được điều chỉnh bởi một bộ định thời.

Trong vi điều khiển AT89C51 có hai thành phần quan trọng khác là bộ nhớ và các thanh ghi.

Bộ nhớ máy tính bao gồm bộ nhớ RAM và bộ nhớ ROM, có chức năng lưu trữ dữ liệu và mã lệnh quan trọng Bên cạnh đó, các thanh ghi đóng vai trò quan trọng trong việc lưu trữ thông tin tạm thời trong quá trình xử lý của CPU, đồng thời nội dung của các thanh ghi sẽ thay đổi khi CPU thực hiện các hoạt động.

Hình 2.2 : Sơ đồ chân AT89C51.

Port 0 là một cổng đa chức năng, thường được sử dụng trên các chân từ 32 đến 39 trong các thiết kế cỡ nhỏ không cần bộ nhớ mở rộng, nơi nó thực hiện các chức năng như đường IO Trong các thiết kế cỡ lớn có bộ nhớ mở rộng, Port 0 thường được kết hợp với kênh giữa các bus để tối ưu hóa hiệu suất.

- Port1 : Port1 là một port I/O trên các chân 1 đến 8 Các chân đợc ký hiệu

Cổng P1.0, P1.1, P1 có thể được sử dụng cho các thiết bị ngoài nếu cần thiết Tuy nhiên, cổng này không có chức năng khác, do đó chúng ta chỉ được sử dụng nó trong giao tiếp với các thiết bị ngoài.

Port2 là một cổng công dụng kép được tích hợp trên các chân 21 đến 28, cho phép sử dụng như các đường xuất nhập hoặc là byte cao của bus địa chỉ đối với các thiết kế sử dụng bộ nhớ mở rộng.

Phèi ghÐp 8051 víi ADC 35

Phần này sẽ khám phá ghép các chíp ADC (bộ chuyển đổi tơng tự số) và các cảm biến nhiệt với 8051.

Bộ chuyển đổi ADC là một trong những thiết bị được sử dụng rộng rãi nhất để thu thập dữ liệu trong thế giới số Trong khi máy tính số sử dụng giá trị nhị phân, thì các đại lượng vật lý trong thế giới thực lại ở dạng tương tự, bao gồm nhiệt độ, áp suất, độ ẩm và vận tốc Để chuyển đổi các đại lượng này thành tín hiệu điện, chúng ta sử dụng các bộ biến đổi, còn được gọi là các bộ cảm biến Các bộ cảm biến này cho ra tín hiệu dạng dòng điện hoặc điện áp liên tục, đòi hỏi sự cần thiết của một bộ chuyển đổi tương tự số để bộ vi điều khiển có thể đọc được chúng Một ví dụ về chíp ADC được sử dụng rộng rãi là ADC 0804.

Bộ chuyển đổi tương tự số ADC 0804 thuộc họ ADC 800 của National Semiconductor, cũng được sản xuất bởi nhiều hãng khác, hoạt động với điện áp +5V và có độ phân giải 8 bit Độ phân giải và thời gian chuyển đổi là hai yếu tố quan trọng khi đánh giá một bộ ADC, trong đó thời gian chuyển đổi là thời gian cần thiết để chuyển đổi một đầu vào tương tự thành số nhị phân Đối với ADC 804, thời gian chuyển đổi phụ thuộc vào tần số đồng hồ cấp tới chân CLK và CLK IN, nhưng không thể nhanh hơn 110μs.

1 Chân CS- chọn chíp: Là một đầu vào tích cực mức thấp đợc sử dụng để kích hoạt chíp ADC 804 Để truy cập ADC 804 thì chân này phải ở mức thấp.

2 Chân RD(đọc): Đây là một tín hiệu đầu vào đợc tích cực mức thấp Các bộ ADC chuyển đổi đầu vào tơng tự thành số nhị phân tơng đơng với nó và giữ nó trong một thanh ghi trong RDđợc sử dụng để nhận dữ liệu đợc chuyển đổi ở đầu ra của ADC 804 Khi CS = 0 nếu một xung cao - xuống - thấp đợc áp đến chân RDthì đầu ra số 8 bít đợc hiển diện ở các chân dữ liệu D0 - D7. Chân RD cũng đợc coi nh cho phép đầu ra.

3 Chân ghi WR(thực ra tên chính xác là “Bắt đầu chuyển đổi”) Đây là chân đầu vào tích cực mức thấp đợc dùng để báo cho ADC 804 bắt đầu quá trình chuyển đổi Nếu CS = 0 khi WRtạo ra xung cao - xuống - thấp thì bộ ADC

Bộ chuyển đổi ADC 804 bắt đầu chuyển đổi giá trị đầu vào tương tự về số nhị phân 8 bít Thời gian cần thiết để hoàn tất quá trình chuyển đổi phụ thuộc vào tần số đồng hồ đến chân CLK IN và CLK R Khi quá trình chuyển đổi dữ liệu hoàn tất, chân INTR sẽ được ép xuống thấp bởi ADC 804.

4 Chân CLK IN và CLK R.

Chân CLK IN là chân đầu vào được nối tới một nguồn đồng hồ ngoài khi đồng hồ ngoài được sử dụng để tạo ra thời gian Tuy nhiên, 804 cũng có một máy tạo xung đồng hồ, còn được gọi là máy tạo đồng hồ riêng Để sử dụng máy tạo xung đồng hồ này, các chân CLK IN và CLK R cần được nối tới một tụ điện và một điện trở như chỉ ra trên hình 12.5, và tần số đồng hồ sẽ được xác định bằng biểu thức.

RC 1 , 1 f  1 giá trị tiêu biểu của các đại lợng trên là R = 10k và C= 150pF và tần số nhận đợc là f = 606kHz và thời gian chuyển đổi sẽ mất là 110s.

Hình 2.11: Kiểm tra ADC 0804 ở chế độ chạy tự do

5 Chân ngắt INTR(ngắt hay gọi chính xác hơn là “kết thúc chuyển đổi’). Đây là chân đầu ra tích cực mức thấp Bình thờng nó ở trạng thái cao và khi việc chuyển đổi hoàn tất thì nó xuống thấp để báo cho CPU biết là dữ liệu đợc chuyển đổi sẵn sàng để lấy đi Sau khi INTR xuống thấp, ta đặt

D GND INTR RD CS CLK in CLK R

CS = 0 và gửi một xung cao 0 xuống - thấp tới chân RDlấy dữ liệu ra của 0804.

6 Chân Vin (+) và Vin (-). Đây là các đầu vào tơng tự vi sai mà Vin = Vin (+) - Vin (-) Thông thờng V- in (-) đợc nối xuống đất và Vin (+) đợc dùng nh đầu vào tơng tự đợc chuyển đổi về dạng số.

7 Ch©n VCC. Đây là chân nguồn nuối +5v, nó cũng đợc dùng nh điện áp tham chiếu khi đầu vào Vref/2 (chân 9) để hở.

Chân 9 là một điện áp đầu vào đợc dùng cho điện áp tham chiếu Nếu chân này hở (không đợc nối) thì điện áp đầu vào tơng tự cho ADC 804 nằm trong dải 0 đến +5v (giống nh chân VCC) Tuy nhiên, có nhiều ứng dụng mà đầu vào tơng tự áp đến Vin cần phải khác ngoài dải 0 đến 5v Chân Vref/2 đợcdùng để thực thi các điện áp đầu vào khác ngoài dải 0 - 5v Ví dụ, nếu dải đầu vào tơng tự cần phải là 0 đến 4v thì Vref/2 đợc nối với +2v.

Bảng 2.6 biểu diễn dải điện áp Vin đối với các đầu vào Vref/2 khác nhau.

V ref / 2(V) V in (V) Step Size (mV)

Bảng 2.6: Điện áp V ref/2 liên hệ với dải V in

- * Khi Vref/2 hở thì đo đợc ở đó khoảng 2,5V

- Kích thớc bớc (độ phân dải) là sự thay đổi nhỏ nhất mà ADC có thể phân biệt đợc.

Các chân dữ liệu D0 - D7, trong đó D7 là bít cao nhất (MSB) và D0 là bít thấp nhất (LSB), hoạt động như các chân đầu ra dữ liệu số Chúng được thiết kế với đệm ba trạng thái, cho phép dữ liệu được chuyển đổi và truy cập chỉ khi chân CS ở trạng thái 0 và chân RD bị kéo xuống thấp.

Với Dout là đầu ra dữ liệu số, Vin là điện áp đầu vào tương tự, độ phân dải của ADC 8 bít được tính là (2  Vref/2) chia cho 256, phản ánh sự thay đổi nhỏ nhất trong quá trình chuyển đổi tương tự sang số.

Chân đất tương tự và chân đất số là những chân đầu vào cấp đất chung cho cả tín hiệu tương tự và số, trong đó đất tương tự được nối tới đất của chân Vin tương tự, còn đất số được nối tới đất của chân Vcc Việc thiết kế hai chân đất riêng biệt này có mục đích cách ly tín hiệu tương tự Vin khỏi các điện áp ký sinh tạo ra trong quá trình chuyển mạch số, giúp đảm bảo độ chính xác của tín hiệu Trong thiết kế lý thuyết, các chân đất này thường được nối chung, nhưng trong thực tế thu thập và đo dữ liệu, chúng thường được nối tách biệt để tối ưu hóa hiệu suất.

Quá trình chuyển đổi dữ liệu bởi ADC 0804 bao gồm các bước quan trọng sau Đầu tiên, bật CS = 0 và gửi một xung thấp lên cao tới chân WR để bắt đầu chuyển đổi Tiếp theo, duy trì hiển thị chân INTR và chờ cho đến khi INTR xuống thấp, báo hiệu việc chuyển đổi đã hoàn tất Cuối cùng, bật CS = 0 và gửi một xung cao - xuống - thấp đến chân RD để lấy dữ liệu ra khỏi chíp ADC 0804, quá trình này được trình bày chi tiết trên hình 2.12.

Hình 2.12: Phân chia thời gian đọc và ghi của ADC 0804.

Để kiểm tra ADC 0804, chúng ta có thể sử dụng sơ đồ mạch được trình bày trong hình 2.13 Thiết lập này được gọi là chế độ kiểm tra chạy tự do và được nhà sản xuất khuyến nghị.

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 46

Sơ đồ và chức năng của từng khối 46

Hình 3.1:Sơ đồ khối mạch hiển thị nhiệt độ dùng AT 89C51.

0 Nhiệm vụ từng khối:

- Khối VĐK 89C51: Điều hành mọi hoạt động của hệ thống.

- Khối cảm biến: Có nhiệm vụ là đo lường nhiệt độ từ môi trường bên ngoài.

- Khối khuyếch đại: khuyếch đaị tín hiệu.

- Khối ADC: Chuyển đổi tín hiệu từ tương tự sang số.

- Khối hiển thị: Hiển thị giá trị nhiệt độ của môi trường.

3.2 Thiết kế và phân tích nguyên lý hoạt động của từng khối.

3.2.1 Khối cảm biến: a) Giới thiệu chung về hệ thống đo lường.

Để thực hiện phép đo một đại lượng nào đó, cần dựa vào đặc tính của đại lượng cần đo, điều kiện đo và độ chính xác yêu cầu Từ đó, có thể lựa chọn phương pháp đo phù hợp từ nhiều cách khác nhau trên cơ sở của các hệ thống đo lường khác nhau, đảm bảo độ chính xác và hiệu quả cho phép đo.

Hệ thống đo lường số được áp dụng trong đồ án này vì sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội Một trong những lợi thế chính là khả năng chuyển đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số với các xung rõ ràng ở trạng thái 0-1, giúp hạn chế mức sai lệch và giảm thiểu sai số.

Đối tượng cần đo là đại lượng vật lý, việc lựa chọn cảm biến phù hợp dựa vào các đặc tính riêng của đối tượng Quá trình đo lường được thực hiện thông qua việc biến đổi thông số đại lượng vật lý thành đại lượng điện Để thực hiện điều này, một hệ thống gồm bộ cảm biến, khối khuyếch đại và khối xử lý tín hiệu được sử dụng, giúp chuyển đổi và xử lý tín hiệu một cách chính xác.

Bộ chuyển đổi tín hiệu sang số ADC (Analog Digital Converter) đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số, cho phép kết nối với vi xử lý để xử lý và phân tích dữ liệu một cách chính xác và hiệu quả.

Bộ xử lý tín có nhiệm vụ thực hiện những phép tính và xuất ra những câu lệnh để điều khiển.

- Nguyên lý hoạt động chung của IC đo nhiệt độ:

IC đo nhiệt độ là một mạch tích hợp nhận tín hiệu nhiệt độ và chuyển đổi thành tín hiệu điện dưới dạng dòng điện hoặc điện áp Dựa trên đặc tính nhạy cảm của chất bán dẫn với nhiệt độ, IC tạo ra điện áp hoặc dòng điện tỷ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối Đo tín hiệu điện này cho phép xác định giá trị nhiệt độ cần đo Một trong những IC cảm biến nhiệt độ phổ biến hiện nay là LM35, với độ chính xác cao, dễ tìm và giá thành rẻ, làm cho nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho thiết kế mạch đo nhiệt độ.

- LM35 có độ biến thiên theo nhiệt độ: 10mV / 1 o C.

Với độ chính xác cao và tính năng cảm biến nhiệt độ rất nhạy, thiết bị này đảm bảo sai số không quá 1% ở nhiệt độ 25 o C Tầm đo rộng từ 0 o C đến 128 o C, tín hiệu đầu ra tuyến tính liên tục phản ánh chính xác những thay đổi của tín hiệu đầu vào, mang lại kết quả đáng tin cậy.

Hình 3.2: Sơ đồ chân LM 35

Tiêu tán công suất thấp.

Dòng làm việc từ 400A – 5mA.

Dòng thuận 10mA. Độ chính xác: khi làm việc ở nhiệt độ 25 o C với dòng làm việc 1mA thì điện áp ngõ ra từ 2,94V – 3,04V.

Theo thông số của nhà sản xuất LM35, quan hệ giữa nhiệt độ và điện áp ngõ ra như sau:

Trong khoảng hoạt động từ 0 o C đến 100 o C, điện áp ngõ ra biến thiên theo nhiệt độ Cụ thể, tại 0 o C, điện áp ngõ ra Vout là 2,73 V, tăng lên 2,78 V tại 50 o C và đạt giá trị 3,73 V tại 100 o C.

Tầm biến thiên điện áp tương ứng với nhiệt độ từ 0 o C - 100 o C là 1V. c) Thiết kế cụ thể mạch cảm biến dùng LM35:

+ Tính toán và chọn linh kiện:

Mặt khác, theo thông số của nhà sản xuất điện áp trên LM35 tại Tc 25 o C,

IR = 1mA thì Vo = 2,98 (V), ta có:

Từ (1) và (2): chọn R = 2,2 k d) Thiết kế mạch khếch đại:

Ta sử dụng mạch khuếch đại để khuếch đại điện áp với thiết kế như sau:

Hình 3.3: Sơ đồ khối cảm biến

Chức năng của ADC: ADC 0804 có nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu từ tương

Tín hiệu được chuyển đổi sẽ được đưa sang khối vi sử lý để kiểm tra và xuất ra LCD

Hình 3.3:mạch tạo xung cho ADC 0804

- Chức năng chung của bộ VĐK: Gồm 4 chức năng chính

+ Điểu khiển bộ chuyển đổi ADC 0804 để lấy dữ liệu

+ Xử lý dữ liệu: - Tính toán nhiệt độ.

- Kiểm tra nhiệt độ nằm trong khoảng cho phép hay không

- Chức năng xử lý dữ liệu:

Dữ liệu số thu được từ các chân của ADC sẽ được đưa vào chân P0 của 89C51 để thực hiện tính toán nhiệt độ hiện tại Công thức tính nhiệt độ được áp dụng là t(C) = 0*datain/256, trong đó datain là dữ liệu số đầu vào thu được từ ADC.

- Thực hiện kiểm tra dữ liệu trong khoảng hoặc giá trị cho phép

0 - Tín hiệu điều khiển nhiệt độ:

Khi bắt đầu vận hành, lò sấy sẽ tăng nhiệt độ từ nhiệt độ môi trường lên đến giá trị đặt Khi đạt đến giá trị đặt, yêu cầu quan trọng nhất là phải ổn định nhiệt độ của lò sấy Để thực hiện điều này, tín hiệu từ cảm biến sẽ được gửi vào chương trình vi điều khiển (bộ điều khiển PID), từ đó tác động đến đầu ra (Triac) để điều chỉnh nhiệt độ một cách chính xác.

Hình 3.4 :sơ đồ khối vi điều khiển

Hình 3.5:sơ đồ toàn mạch

LẬP CHƯƠNG TRÌNH CHO VI ĐIỀU KHIỂN 53

//bien toan cuc unsigned int j,m; unsigned int c,t1,t2,adc; float vout,vin; unsigned int vin1; unsigned char ph,tc%;

//chuong trinh kiem tra nut bam void button();

//khoi tao cho chuong trinh void init();

//chuong trinh hien thi nhiet do void dislay();

//chuong trinh thuc hien chuyen doi tuong tu ra so unsigned char read_adc();

//cac chuong trinh phuc vu LCD void kt_co_ban(); void wr_character(unsigned char dt);

C51 COMPILER V8.05a TEST 10/10/2009 15:59:49 PAGE 2 void wr_cmd(unsigned char a);

//void send(unsigned char code*p); void lcd_putc(unsigned char ST[]); void lcd_gotoxy(unsigned char x,unsigned char y); void lcd_number(unsigned int a); void lcd_init(); void lcd_clear();

#define rs P3_2 // chọn chế độ đọc hoặc ghi

#define rw P3_3 // cho phép ghi

#define e P3_4 // chân cho phép ghi đọc data hoặc command void hien_thi(unsigned char d);

//unsigned char code string1[]="phan thanh long dk5";

//các lệnh thực hiện với LCD

// lcd_init();khởi tạo cho lcd

// lcd_gotoxy(x,y); trỏ con trỏ tới tọa độ x-y

// lcd_putc("");in ra lcd sau kí tự

// lcd_clear();xóa màn hình lcd

// lcd_number();hiển thị một số

//chương trình chính void main(){ int(); while(1){ dislay(); delay_ms(400);

//chương trình khởi tạo ban đầu void init(){ dk=0; delay_ms(100); lcd_init(); lcd_gotoxy(1,1); lcd_putc("NHIET DO LA:"); lcd_gotoxy(6,2);

Khoa Điện – Điện tử Lớp: Đ-ĐTK5.4 lcd_putc("C");

//các chương trình con cho lcd

// chương trình kiểm tra cơ bản của LCD void kt_co_ban(){P2_7=1; rs=0; //chon thanh ghi lenh rw=1; //chon che do la doc while(P2_7==1){ e=0; //canh lề cua pulse

//chương trình ghi lệnh cho LCD void wr_cmd(unsigned char a){ kt_co_ban();

P2=a; rs=0; rw=0; e=1; //chọn chế độ là ghi e=0; //canh lề cuả pulse

//chương trình ghi data cho LCD void wr_character(unsigned char dt){ kt_co_ban();

//tạo thời gian trễ cho LCD

P2=dt; rs=1; //chọn thanh ghi data rw=0; //chọn chế độ là ghi e=1; e=0;

//chuong trinh khoitao cho lcd void lcd_init(){wr_cmd(0x38); wr_cmd(0x0c);

//chương trình xóa màn hình void lcd_clear(){ wr_cmd(0x01);

_ _ void lcd_putc(unsigned char ST[]){ unsigned char i=0; while(ST[i]!=0){ wr_character(ST[i]); i++;

_ void lcd_gotoxy(unsigned char x,unsigned char y){ unsigned char address; if(y==1) address=0x7f; else address=0xbf; address+=x; wr_cmd(address);

_ _ void lcd_number(unsigned int a){ unsigned char a1,a2,a3,a4,a5;

Khoa Điện – Điện tử Lớp: Đ-ĐTK5.4 if(a&&a0&&a00&&a

Tiêu đề	Ứng Dụng Ic At89c51 Để Hiển Thị Nhiệt Độ Trên Lcd
Tác giả	Trần Văn Đoàn, Nguyễn Văn Bắc, Nguyễn Xuân Bình
Người hướng dẫn	Nguyễn Thị Luyến
Trường học	Trường Đại Học SPKT Hưng Yên
Chuyên ngành	Điện – Điện tử
Thể loại	Đồ án chuyên ngành
Năm xuất bản	2009
Thành phố	Hưng Yên

Định dạng
Số trang	59
Dung lượng	0,98 MB
File đính kèm	ứng dụng IC AT89C51 để hiển thị nhiệt độ trên LCD.rar (482 KB)