Nhiệt độ nhà lưới part8 pdf

Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Tú _ Lớp TĐH46 Khoa cơ điện - 85 - Trờng ĐHNNI_ Hà Nội khụng nờn dựng bin tr thụng thng rt khú chnh v khụng n nh (khi va chm nh s b thay i giỏ tr). Nguyên lý hoạt động và tính toán chọn thiết bị cho khối mạch chuyển đổi và khối mạch vi xử lý. Chơng trình điều khiển hiển thị trên LED đợc nạp vào chíp vi xử lý 89C51. Đầu vào JP5 của khối mạch này đợc đấu với đầu ra JH1 của khối mạch cảm biến và mạch gia công. Chân Vref đợc nối với một mạch ổn định điện áp gồm 1 chiết áp chỉnh tinh và 1 diode Zerner. ở chân này điện áp đầu vào đợc dùng làm điện áp tham chiếu. Quan hệ giữa điện áp V ref/2 đợc thể hiện ở bảng 3.5. Đầu JP10 đợc đấu với đầu JP11. Các Tranzitor đợc sử dụng ở đây là loại pnp. org 0h sjmp main org 0Bh ljmp ngat_timer0 main: mov sp,#30h mov tmod,#01h mov tl0,#low(-9216) mov th0,#high(-9216) setb tr0 mov ie,#82h mov r2,#00h mov 12h,#00h mov 13h,#00h mov 14h,#00h loop: acall hienthi acall kiemtra_1s sjmp loop hienthi: mov dptr,#bang_ma_led ;led1 mov p1,#11111110b mov p2,#01000110b acall delay mov p2,#0ffh acall delay ;led2 mov p1,#11111101b mov p2,#00011100b acall delay mov p2,#0ffh acall delay ;led3 mov p1,#11111011b §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ Líp T§H46 Khoa c¬ ®iÖn - 86 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi mov a,14h movc a,@a+dptr mov p2,a acall delay mov p2,#0ffh acall delay ;led4 mov p1,#11110111b mov a,13h movc a,@a+dptr mov p2,a acall delay mov p2,#0ffh acall delay ;led5 mov p1,#11101111b mov a,12h movc a,@a+dptr mov p2,a acall delay mov p2,#0ffh acall delay ret delay: mov r7,#10h again: djnz r7,again ret kiemtra_1s: cjne r2,#100,thoat mov r2,#00h mov p0,#0ffh setb p3.7 clr p3.6 nop nop setb p3.6 again1: jb p3.7,again1 clr p3.5 mov a,p0 mov b,#100 div ab mov 12h,a mov a,b mov b,#10 div ab mov 13h,a mov 14h,b setb p3.5 thoat: ret ngat_timer0: inc r2 mov tl0,#low(-9216) mov th0,#high(-9216) setb tr0 reti bang_ma_led: db 40h,79h,24h,30h,19h,12h,2h,78h,0h,1 0h end. Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Tú _ Lớp TĐH46 Khoa cơ điện - 87 - Trờng ĐHNNI_ Hà Nội Nguyên lý hoạt động và tính toán chọn thiết bị cho khối mạch hiển thị. Các đầu SV1 và SV7 lần lợt đợc đấu với các đầu JP14 và đầu JP1 của khối mạch chuyển đổi và khối mạch vi xử lý. Trong mạch này ta sử dụng 5 đèn LED 7 vạch nối chung anôt. Mạch hoạt động theo phơng pháp quét tức là nó quét lần lợt các đèn LED. Các đèn này đợc quét liên tục, thời gian quét mỗi đèn rất ngắn khoảng vài s. Do hiện tợng lu ảnh trên võng mạc mà mắt ta cảm nhận nh các đèn này không thay đổi trạng thái. Chơng trình đã đợc nạp cho vi xử lý điều khiển quá trình này. Các điện trở từ R 1 ữ R 8 trong mạch để hạn chế dòng cho đèn LED từ 5 ữ 20 mA. Ví dụ: Ta muốn hiện thị chữ C ở đèn LED thứ 5 từ trái sáng thì các đi ốt a, f, e, d phải thông, khi đó catôt của các đi ốt này phải đợc nối với nguồn. Tơng tự nếu ta muốn hiện số 3 ở đèn thứ 3 từ trái sáng thì các đi ốt a, b, c, d, g phải thông, khi đó catôt của các đi ốt này phải đợc nối với nguồn. 3.2.1.2.3. Tổng quan về chíp vi điều khiển 89051. 3.2.1.2.3.1. Cấu tạo bên trong của chíp vi điều khiển 89051. Vào năm 1981. Hãng Intel giới thiệu một số bộ vi điều khiển đợc gọi là 8051. Bộ vi điều khiển này có 128 byte RAM, 4K byte ROM trên chíp, hai bộ định thời, một cổng nối tiếp và 4 cổng (đều rộng 8 bit) vào ra tất cả đợc đặt trên một chíp. 8051 là một bộ xử lý 8 bit có nghĩa là CPU chỉ có thể làm việc với 8 bit dữ liệu tại một thời điểm. Dữ liệu lớn hơn 8 bit đợc chia ra thành các dữ liệu 8 bit để cho xử lý. 8051 có tất cả 4 cổng vào - ra I/O mỗi cổng rộng 8 bit (xem hình 3.2.2.3.1 ). Mặc dù 8051 có thể có một ROM trên chíp cực đại là 64 K byte, nhng các nhà sản xuất lúc đó đã cho xuất xởng chỉ với 4K byte ROM trên chíp. Bảng 3.4: Các đặc tính của 8051 đầu tiên. Đặc tính Số lợng ROM trên chíp RAM Bộ định thời Các chân vào - ra Cổng nối tiếp Nguồn ngắt 4K byte 128 byte 2 32 1 6 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Tú _ Lớp TĐH46 Khoa cơ điện - 88 - Trờng ĐHNNI_ Hà Nội Hình 3.10: Bố trí bên trong của sơ đồ khối 8051. 3.2.1.2.3.2. Mô tả chân của chíp vi điều khiển 89051. Họ 89051đều có 40 chân, với hai hàng chân DIP cho các chức năng khác nhau. Sơ đồ bố trí chân của 89051 COUNTER OSC INTERRUPT CONTROL 4 I/O PORTS BUS CONTROL SERIAL PORT EXTERNAL INTERRUPTS CPU ON - CHIP RAM ETC TIMER 0 TIMER 1 A DDRESS/DAT A TXD RXD P P P P P1.0 P1.1 P1.2 P1 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RST P0.0 ( AD0 ) Vcc 1 2 3 5 6 4 7 8 9 11 12 10 13 14 15 17 18 16 19 20 40 39 38 36 35 37 34 33 32 30 29 31 28 27 26 24 23 25 22 21 8051 (8031) P0.1 ( AD1 ) P0.2 ( AD2 ) P0.4 ( AD4 ) P0.5 ( AD5 ) P0.3 ( AD3 ) PSEN P0.6 ( AD6 ) P2.5 ( A 13 ) P2.3 ( A11 ) P2.1 ( A9 ) P2.7 ( A15 ) P2.4 ( A12 ) P2.6 ( A14 ) P2.0 ( AB ) P2.2 ( A10 ) ( RXD ) P3.0 ( TXD ) P3.1 ( NT0 ) P3.2 ( NT1 ) P3.3 ( T0 ) P3.4 ( T1 ) P3.5 ( WR ) P3.6 ( RD ) P3.7 XTAL2 XTAL1 GND P0.6 ( AD6 ) EA/CPP A LE/PROG Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Tú _ Lớp TĐH46 Khoa cơ điện - 89 - Trờng ĐHNNI_ Hà Nội Hình 3.11: Sơ đồ bố trí chân của 89051 Trên hình 3.11 là sơ đồ bố trí chân của 8051. Ta thấy rằng trong 40 chân thì có 32 chân dành cho các cổng P0, P1, P2 và P3 với mỗi cổng có 8 chân. Các chân còn lại đợc dành cho nguồn V CC , đất GND, các chân dao động XTAL1 và XTAL2 tái lập RST cho phép chốt địa chỉ ALE truy cập đợc địa chỉ ngoài EA , cho phép cất chơng trình PSEN . Trong 8 chân này thì 6 chân V CC , GND, XTAL1, XTAL2, RST và EA đợc các họ 8031 và 8051 sử dụng. Hay nói cách khác là chúng phải đợc nối để cho hệ thống làm việc mà không cần biết bộ vi điều khiển thuộc họ 8051 hay 8031. Còn hai chân khác là PSEN và ALE đợc sử dụng chủ yếu trong các hệ thống dựa trên 8031. 1. Chân V CC : Chân số 40 là V CC cấp điện áp nguồn cho chíp. Nguồn điện áp là +5V. 2. Chân GND: Chân GND: Chân số 20 là GND. 3. Chân XTAL1 và XTAL2: 8051 có một bộ dao động trên chíp nhng nó yêu cầu có một xung đồng hồ ngoài để chạy nó. Bộ dao động Thạch Anh thờng xuyên nhất đợc nối tới các chân đầu vào XTAL1 (chân 19) và XTAL2 (chân 18). Bộ dao động Thạch Anh đợc nối tới XTAL1 và XTAL2 cũng cần hai tụ điện giá trị 30pF. Một phía của tụ điện đợc nối xuống đất nh đợc trình bày trên hình 3.12 C2 C1 30pF XTAL2 XTAL1 GND XTAL2 XTAL1 GND NC EXTERRNAL OSCILLATAOR SIGNAL Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Tú _ Lớp TĐH46 Khoa cơ điện - 90 - Trờng ĐHNNI_ Hà Nội Hình 3.12 a) Nối XTAL tới 8051 b) Nối XTAL tới nguồn đồng bộ ngoài. Cần phải lu ý rằng có nhiều tốc độ khác nhau của họ 8051. Tốc độ đợc coi nh là tần số cực đại của bộ giao động đợc nối tới chân XTAL. Ví dụ, một chíp 12MHz hoặc thấp hơn. Tơng tự nh vậy thì một bộ vi điều khiển cũng yêu cầu một tinh thể có tần số không lớn hơn 20MHz. Khi 8051 đợc nối tới một bộ giao động tinh thể thạch anh và cấp nguồn thì ta có thể quan sát tần số trên chân XTAL2 bằng máy hiện sóng. Nếu ta quyết định sử dụng một nguồn tần số khác bộ giao động thạch anh chẳng hạn nh là bộ dao động TTL thì nó sẽ đợc nối tới chân XTAL1, còn chân XTAL2 thì để hở không nối nh hình 3.12b. 4. Chân RST: Chân số 9 là chân tái lập RESET. Nó là một đầu vào và có mức tích cực cao (bình thờng ở mức thấp). Khi cấp xung cao tới chân này thì bộ vi điều khiển sẽ tái lập và kết thúc mọi hoạt động. Điều này thờng đợc coi nh là sự tái bật nguồn. Khi kích hoạt tái bật nguồn sẽ làm mất mọi giá trị trên các thanh ghi. 5. Chân EA : Các thành viên họ 8051 nh 8751, 98C51 hoặc DS5000 đều có ROM trên chíp lu cất chơng trình. Trong các trờng hợp nh vậy thì chân EA đợc nối tới V CC . Đối với các thành viên củ họ nh 8031 và 8032 mà không có ROM trên chíp thì mã chơng trình đợc lu cất ở trên bộ nhớ ROM ngoài và chúng đợc nạp cho 8031/32. Do vậy, đối với 8031 thì chân EA phải đợc nối đất để báo rằng mã chơng trình đợc cất ở ngoài. EA có nghĩa là truy cập ngoài (External Access) là chân số 31 trên vỏ kiểu DIP. Nó là một chân đầu vào và phải đợc nối hoặc với V CC hoặc GND. Hay nói cách khác là nó không đợc để hở. 6. Chân PSEN : Đây là chân đầu ra cho phép cất chơng trình (Program Store Enable) trong hệ thống dựa trên 8051 thì chơng trình đợc cất ở bộ nhớ ROM ngoài thì chân này đợc nối tới chân OE của ROM. Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Tú _ Lớp TĐH46 Khoa cơ điện - 91 - Trờng ĐHNNI_ Hà Nội 7. Chân ALE: Chân cho phép chốt địa chỉ ALE là chân đầu ra và đợc tích cực cao. Khi nối 8051 tới bộ nhớ ngoài thì cổng 0 cũng đợc cấp địa chỉ và dữ liệu. Hay nói cách khác 8051 dồn địa chỉ và dữ liệu qua cổng 0 để tiết kiệm số chân. Chân ALE đợc sử dụng để phân kênh địa chỉ và dữ liệu bằng cách nối tới chân G của chíp 74LS373. 8. Các chân cổng vào\ra và các chức năng của chúng. Bốn cổng P0, P1, P2 và P3 đều sử dụng 8 chân và tạo thành cổng 8 bít. Tất cả các cổng khi RESET đều đợc cấu hình nh các đầu ra, sẵn sàng để đợc sử dụng nh các cổng đầu ra. Muốn sử dụng cổng nào trong số các cổng này làm đầu vào thì nó phải đợc lập trình. 9. Cổng P0. Cổng 0 chiếm tất cả 8 chân (từ chân 32 đến 39). Nó có thể đợc dùng nh cổng đầu ra, để sử dụng các chân của cổng 0 vừa làm đầu ra, vừa làm đầu vào thì mỗi chân phải đợc nối tới một điện trở kéo bên ngoài 10k. Điều này là do một thực tế là cổng P0 là một màng mở khác với các cổng P1, P2 và P3. Khái niệm máng mở đợc sử dụng trong các chíp MOS về chừng mực nào đó nó giống nh Cô-lec-tơ hở đối với các chíp TTL. Trong bất kỳ hệ thống nào sử dụng 89C51 ta thờng nối cổng P0 tới các điện trở kéo, bằng cách này ta có đợc các u điểm của cổng P0 cho cả đầu ra và đầu vào. Với những điện trở kéo ngoài đợc nối khi tái lập cổng P0 đợc cấu hình nh một cổng đầu ra. a) Cổng P0 đầu vào: Với các điện trở đợc nối tới cổng P0 nhằm để tạo nó thành cổng đầu vào thì nó phải đợc lập trình bằng cách ghi 1 tới tất cả các bit. Đoạn mã dới đây sẽ cấu hình P0 lúc đầu là đầu vào bằng cách ghi 1 đến nó và sau đó dữ liệu nhận đợc từ nó đ ợc gửi đến P1. b) Vai trò kép của cổng P0: Khi nối 8051 tới bộ nhớ ngoài thì cổng 0 cung cấp cả địa chỉ và dữ liệu 8051 dồn dữ liệu và địa chỉ qua cổng P0 để tiết kiệm số chân. Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Tú _ Lớp TĐH46 Khoa cơ điện - 92 - Trờng ĐHNNI_ Hà Nội ALE báo nếu P0 có địa chỉ hay dữ liệu khi ALE - 0 nó cấp dữ liệu D0 - D7. Do vậy, ALE đợc sử dụng để tách địa chỉ và dữ liệu với sự trợ giúp của chốt 74LS373. 10. Cổng P1. Cổng P1 cũng chiếm tất cả 8 chân (từ chân 1 đến chân 8) nó có thể đợc sử dụng nh đầu vào hoặc đầu ra. So với cổng P0 thì cổng này không cần đến điện trở kéo vì nó đã có các điện trở kéo bên trong. Trong quá trình tái lạp thì cổng P1 đợc cấu hình nh một cổng đầu ra. 11. Cổng P2: Cổng P2 cũng chiếm 8 chân (các chân từ 21 đến 28). Nó có thể đợc sử dụng nh đầu vào hoặc đầu ra giống nh cổng P1, cổng P2 cũng không cần điện trở kéo vì nó đã có các điện trở kéo bên trong. Khi tái lập, thì cổng P2 đợc cấu hình nh một cổng đầu ra. Từ những trình bày trên đây ta có thể kết luận rằng trong các hệ thống dựa trên các bộ vi điều khiển 89C51 thì ta có 3 cống P0, P1và P2 cho các thao tác vào/ ra 12. Cổng P3: Cổng P3 chiếm tổng cộng là 8 chân từ chân 10 đến chân 17. Nó có thể đợc sử dụng nh đầu vào hoặc đầu ra. Cống P3 không cần các điện trở kéo cũng nh P1 và P2. Mặc dù cống P3 đợc cấu hình nh một cống đầu ra khi tái lập, nhng đây không phải là cách nó đợc ứng dụng phổ biến nhất. Cống P3 có chức năng bổ xung là cung cấp một số tín hiệu quan trọng đặc biệt chẳng hạn nh các ngắt Các bit P3.0 và P3.1 đợc dùng cho các tín hiệu nhận và phát dữ liệu trong truyền thông dữ liệu nối tiếp. Các bit P3.2 và P3.3 đợc dành cho các ngắt ngoài. Bit P3.4 và P3.5 đợc dùng cho các bộ định thêm 0 và 1. Cuối cùng các bit P3.6 và P3.7 đợc cấp cho các tín hiệu ghi và đọc các bộ nhớ ngoài đợc nối tới các hệ thống dựa trên 89051. Trong các hệ thống dựa trên 89C51 thì các chân P3.6 và P3.7 đợc dùng cho vào - ra còn các chân khác của P3 đợc sử dụng bình th ờng trong vai trò chức năng thay đổi. Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Tú _ Lớp TĐH46 Khoa cơ điện - 93 - Trờng ĐHNNI_ Hà Nội 3.2.1.2.3.3 Chíp chuyển đổi ADC 804 ( Bộ chuyển đổi tơng tự số) Chíp ADC 804 là bộ chuyển đổi tơng tự số trong họ các loạt ADC 800 từ hãng National Semiconductor. Nó cũng đợc nhiều hãng khác sản xuất, nó làm việc với +5v và có độ phân giải là 8 bít. Ngoài độ phân giải thì thời gian chuyển đổi cũng là một yếu tố quan trọng khác khi đánh giá một bộ ADC. Thời gian chuyển đổi đợc định nghĩa nh là thời gian mà bộ ADC cần để chuyển một đầu vào tơng tự thành một số nhị phân. Trong ADC 804 thời gian chuyển đổi thay đổi phụ thuộc vào tần số đồng hồ đợc cấp tới chân CLK và CLK IN nhng không thể nhanh hơn 110s. Các chân của ADC 804 đợc mô tả nh sau: 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. RD đợc 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 RD thì 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 WR tạo ra xung cao - xuống - thấp thì bộ ADC 804 bắt đầu chuyển đổi giá trị đầu vào tơng tự V in về số nhị phân 8 bít. Lợng thời gian cần thiết để chuyển đổi thay đổi phụ thuộc vào tần số đa đến chân CLK IN và CLK R. Khi việc chuyển đổi dữ liệu đợc hoàn tất thì chân INTR đợc ép xuống thấp bởi ADC 804. 4. Chân CLK IN và CLK R. Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Tú _ Lớp TĐH46 Khoa cơ điện - 94 - Trờng ĐHNNI_ Hà Nội Chân CLK IN là một chân đầu vào đợc nối tới một nguồn đồng hồ ngoài khi đồng hồ ngoài đợc sử dụng để tạo ra thời gian. Tuy nhiên 804 cũng có một máy tạo xung đồng hồ. Để sử dụng máy tạo xung đồng hồ trong (cũng còn đợc gọi là máy tạo đồng hồ riêng) của 804 thì các chân CLK IN và CLK R đợc nối tới một tụ điện và một điện trở nh chỉ ra trên hình 3.10. Trong trờng hợp này tần số đồng hồ đợc xác định bằng biểu thức: RC1,1 1 f = (3.15) 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 110s. Hình 3.13: Kiểm tra ADC 804 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 ADC08 +5 1 1 1 4 1 2 10 9 19 10 k 150 11 12 13 14 15 16 17 18 3 5 to LE Noma lly Open D D D D D D D D W IN T D R CS CLK CLK A Vref/ Vin(- Vin( 20 Vc 10k PO [...]... điện - 95 - Trờng ĐHNNI_ Hà Nội Đồ án tốt nghiệp TĐH46 Nguyễn Văn Tú _ Lớp Bảng 3.5: Điện áp Vref/2 liên hệ với dải Vin Ghi chú: - VCC = 5V - 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 9 Các chân dữ liệu D0 - D7 Các chân dữ liệu D0 - D7 (D7 là bít cao nhất MSB và D0 là bít thấp nhất LSB) là các chân đầu ra dữ liệu số Đây... và chân RD bị đa xuống thấp Để tính điện áp đầu ra ta có thể sử dụng công thức sau: Dout = V in kich thuoc buoc (3.16) Với Dout là đầu ra dữ liệu số (dạng thập phân) Vin là điện áp đầu vào tơng tự và độ phân dải là sự thay đổi nhỏ nhất đợc tính nh là (2 ì Vref/2) chia cho 256 đối với ADC 8 bít 10 Chân đất tơng tự và chân đất số Đây là những chân đầu vào cấp đất chung cho cả tín hiệu số và tơng tự Đất . dao động trên chíp nhng nó yêu cầu có một xung đồng hồ ngoài để chạy nó. Bộ dao động Thạch Anh thờng xuyên nhất đợc nối tới các chân đầu vào XTAL1 (chân 19) và XTAL2 (chân 18). Bộ dao động. tới nguồn đồng bộ ngoài. Cần phải lu ý rằng có nhiều tốc độ khác nhau của họ 8051. Tốc độ đợc coi nh là tần số cực đại của bộ giao động đợc nối tới chân XTAL. Ví dụ, một chíp 12MHz hoặc thấp. tới một bộ giao động tinh thể thạch anh và cấp nguồn thì ta có thể quan sát tần số trên chân XTAL2 bằng máy hiện sóng. Nếu ta quyết định sử dụng một nguồn tần số khác bộ giao động thạch anh