1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÔN HỌC Hệ thống nhúng : Thiết kế thiết bị đo nhiệt độ môi trường hiển thị qua LED 7 thanh

51 1,4K 4

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 51
Dung lượng 0,92 MB

Nội dung

Mục lục Lời nói đầu 5 Chương 1: Phân tích hệ thống 6 1.1 Giới thiệu đề bài 6 1.2 Mục địch yêu cầu của bài toán 6 1.3 Khảo sát và phân tích bài toán 6 1.3.1 Tính cấp thiết của đề tài 6 1.3.2 Sơ đồ mạch đo 7 1.3.3 Các yêu cầu và giới hạn của hệ thống trong thực tế 7 Chương 2: Thiết kế hệ thống 8 2.1 Sơ đồ tổng quát 8 2.2 Lựa chọn giải pháp công nghệ 9 2.2.1 Giải pháp công nghệ 9 2.2.2 Giải pháp thiết kế 10 2.3 Lựa chọn tổng quan về linh kiện 11 2.3.1 Lựa chọn về linh kiện 11 2.3.2 Tổng quan về linh kiện 13 2.4 Sơ đồ CALL GRAPH 14 2.5 Sơ đồ đặc tả của hệ thống 15 2.6 Các MODULE trong hệ thống 16 2.6.1 Module điều khiển 16 2.6.2 Module hiển thị 16 2.6.3 Module khối nguồn 17 2.6.4 Module cảm biến nhiệt 17 Chương 3: Xây dựng hệ thống .18 3.1 Sơ đồ nguyên lý 18 3.2 Sơ đồ thuật toán điều khiển 19 3.3 Sơ đồ mô phỏng hệ thống 20 3.4 Sơ đồ mạch in của sản phẩm 21 3.5 Chương trình .22 Kết luận 25 Phụ lục 26 Tài liệu tham khảo 49 Lời nói đầu Trong thời kỳ công nghiệp hóa và hiện đại hóa như ngày nay, các thiết bị điện tử, tự động hóa đóng một vai trò rất quan trọng, đặc biệt là trong quá trình sản xuất ở các phân xưởng, nhà máy cũng như là trong đời sống gia đình. Áp dụng những kiến thức đạt được trong quá trình học môn Vi Điều Khiển, chúng em quyết định chọn đề tài: THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐO NHIỆT ĐỘ MÔI TRƯỜNG HIỂN THỊ TRÊN LED 7 THANH. Với khả năng của bản thân và thời gian cho phép để thực hiện đề tài nên nhóm sinh viên thực hiện vẫn còn những giới hạn cụ thể trong đề tài. Sau một thời gian thực hiện đồ án chuyên ngành nhóm sinh viên đã được mở rộng và hiểu biết thêm về các thiết bị chế tạo, cũng như phát hiện ra nhiều thiếu sót. Ngoài ra, nó còn giúp nhóm sinh viên tìm hiểu thêm một số ứng dụng thực tế của nhiều thiết bị, linh kiện trong thực tiễn và làm cho kiến thức nhóm sinh viên ngày càng được nâng cao. Qua đó, nhóm sinh viên xin chân thành cám ơn cô Th.S Tăng Cẩm Nhung đã nhiệt tình giúp đỡ và hướng dẫn chúng em hoàn thành tốt đề tài của đồ án. Đồ án được trình bày thành 03 chương Chương 1: Khảo sát và phân tích hệ thống: Tìm hiểu qua và khảo sát thực tế về các linh kiện, các loại IC, led 7 thanh, hoạt động của các loại cảm biến sử dụng trong hệ thống. Chương 2: Thiết kế hệ thống: Lựa chọn giải pháp: Chọn giải pháp công nghệ, giải pháp thiết kế, các yêu cầu và giới hạn cho hệ thống.Thiết kế nguyên lý: Sơ đồ tổng quát, sơ đồ đặc tả, lựa chọn và tổng quan về linh kiện.Thiết kế kỹ thuật: Module mạch điều khiển,module điều khiển trung tâm, module tương tác điều khiển, module điều khiển, module hiển thị. Chương 3: Xây dựng hệ thống: Sơ đồ mạch, chương trình demo, các module chương trình. Tuy nhiên do kiến thức chuyên môn còn hạn chế, tài liệu tham khảo có giới hạn nên còn xảy ra nhiều sai sót. Chúng em rất mong thầy và các bạn góp ý bổ sung để bản đồ án của chúng em được hoàn thiện hơn. Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

Nhóm sinh viên : NGUYỄN HỮU TOẠI

LÊ THANH TÂM

Trang 2

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn:

Thái Nguyên, Ngày Tháng Năm 20

Giáo Viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) Nhận xét của giáo viên chấm:

Thái Nguyên, Ngày Tháng Năm 20

Giáo Viên chấm

(Ký ghi rõ họ tên)

Trang 3

Mục lục

Lời nói đầu 5

Chương 1: Phân tích hệ thống 6

1.1 Giới thiệu đề bài 6

1.2 Mục địch yêu cầu của bài toán 6

1.3 Khảo sát và phân tích bài toán 6

1.3.1 Tính cấp thiết của đề tài 6

1.3.2 Sơ đồ mạch đo 7

1.3.3 Các yêu cầu và giới hạn của hệ thống trong thực tế 7

Chương 2: Thiết kế hệ thống 8

2.1 Sơ đồ tổng quát 8

2.2 Lựa chọn giải pháp công nghệ 9

2.2.1 Giải pháp công nghệ 9

2.2.2 Giải pháp thiết kế 10

2.3 Lựa chọn tổng quan về linh kiện 11

2.3.1 Lựa chọn về linh kiện 11

2.3.2 Tổng quan về linh kiện 13

2.4 Sơ đồ CALL GRAPH 14

2.5 Sơ đồ đặc tả của hệ thống 15

2.6 Các MODULE trong hệ thống 16

2.6.1 Module điều khiển 16

2.6.2 Module hiển thị 16

2.6.3 Module khối nguồn 17

Trang 4

2.6.4 Module cảm biến nhiệt 17

Chương 3: Xây dựng hệ thống 18

3.1 Sơ đồ nguyên lý 18

3.2 Sơ đồ thuật toán điều khiển 19

3.3 Sơ đồ mô phỏng hệ thống 20

3.4 Sơ đồ mạch in của sản phẩm 21

3.5 Chương trình 22

Kết luận 25

Phụ lục 26

Tài liệu tham khảo 49

Trang 5

Lời nói đầu

Trong thời kỳ công nghiệp hóa và hiện đại hóa như ngày nay, các thiết bịđiện tử, tự động hóa đóng một vai trò rất quan trọng, đặc biệt là trong quátrình sản xuất ở các phân xưởng, nhà máy cũng như là trong đời sống giađình Áp dụng những kiến thức đạt được trong quá trình học môn Vi Điều

Khiển, chúng em quyết định chọn đề tài: THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐO

NHIỆT ĐỘ MÔI TRƯỜNG HIỂN THỊ TRÊN LED 7 THANH.

Với khả năng của bản thân và thời gian cho phép để thực hiện đề tài nên nhóm sinh viên thực hiện vẫn còn những giới hạn cụ thể trong đề tài

Sau một thời gian thực hiện đồ án chuyên ngành nhóm sinh viên đã được

mở rộng và hiểu biết thêm về các thiết bị chế tạo, cũng như phát hiện ra nhiềuthiếu sót Ngoài ra, nó còn giúp nhóm sinh viên tìm hiểu thêm một số ứng dụng thực tế của nhiều thiết bị, linh kiện trong thực tiễn và làm cho kiến thức nhóm sinh viên ngày càng được nâng cao

Qua đó, nhóm sinh viên xin chân thành cám ơn cô Th.S Tăng Cẩm Nhung đã

nhiệt tình giúp đỡ và hướng dẫn chúng em hoàn thành tốt đề tài của đồ án

Đồ án được trình bày thành 03 chương

Chương 1: Khảo sát và phân tích hệ thống: Tìm hiểu qua và khảo sát thực

tế về các linh kiện, các loại IC, led 7 thanh, hoạt động của các loại cảm biến

sử dụng trong hệ thống

Chương 2: Thiết kế hệ thống: Lựa chọn giải pháp: Chọn giải pháp công

nghệ, giải pháp thiết kế, các yêu cầu và giới hạn cho hệ thống.Thiết kếnguyên lý: Sơ đồ tổng quát, sơ đồ đặc tả, lựa chọn và tổng quan về linhkiện.Thiết kế kỹ thuật: Module mạch điều khiển,module điều khiển trung tâm,module tương tác điều khiển, module điều khiển, module hiển thị

Chương 3: Xây dựng hệ thống: Sơ đồ mạch, chương trình demo, các

module chương trình

Tuy nhiên do kiến thức chuyên môn còn hạn chế, tài liệu tham khảo có giới hạn nên còn xảy ra nhiều sai sót Chúng em rất mong thầy và các bạn góp

ý bổ sung để bản đồ án của chúng em được hoàn thiện hơn

Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn!

Trang 6

CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH HỆ THỐNG

1.1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

Nhiệt độ môi trường luôn ảnh hưởng trực tiếp tới sinh hoạt và đời sống của chúng ta Việc xác định nhiệt độ môi trường từ lâu đã

là điều không thể thiếu Chúng ta có rất nhiều cách xác định nhiệt

độ môi trường như nhiệt kế thuỷ ngân … Ngày nay với sự phát triển của khoa học và kỹ thuật thì nhiệt độ được xác định và xử lý dựa vào các linh kiện điện tử để giúp đạt hiệu quả cao nhất Vì vậy

nhóm chúng em đã chọn đề tài : ‘‘Thiết kế thiết bị hiển thị nhiệt độ

môi trường trên LED 7 thanh’’

1.2 MỤC ĐỊCH YÊU CẦU CỦA BÀI TOÁN

Đầu vào là nhiệt độ môi trường thông qua bộ cảm biến và bộ vi

xử lý để hiển thị qua LED 7 thanh Từ đó ta có yêu cầu bài toán như sau :

Hiển thị chính xác nhiệt độ môi trường xung quanh

Hiển thị qua LED 7 thanh

Hiển thị làm việc ổn định, tốc độ đáp ứng nhanh

1.3 KHẢO SÁT VÀ PHÂN TÍCH BÁI TOÁN

1.3.1 Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay nhu cầu về giám sát nhiệt độ có nhiều ứng dụng trong cuộcsống như: giám sát nhiệt độ của của lò sấy, phòng thí nghiệm…nơi mà cónhững yêu cầu cao về tính ổn định của nhiệt độ Nên trong đồ án này, emchọn đối tượng đo là nhiệt độ môi trường, và trình bày một mạch đo nhiệt độphòng sử dụng IC tích hợp LM35

Trang 7

1.3.2 Quy tình đo nhiệt độ

Hình 1.1 Sơ đồ đo nhiệt độ

*Quá trình thực hiện đo:

Nhiệt độ môi trường là tín hiệu tương tự thông qua khối cảm biến thunhận tín hiệu và chuyển thành tín hiệu điện tương tự gửi đến ADC Qua khốiADC tín hiệu chuyển đổi thành tín hiệu số truyền đến khối vi điều khiển xử lý

và truyền ra khối hiển thị

1.3.3 Các yêu cầu và giới hạn của hệ thống trong thực tế

a) Các yêu cầu :

- Đo và hiển thị nhiệt độ của môi trường một thời điểm bất kỳ trong

khoảng từ 0 đến 99 độ C

- Chịu được nhiệt độ thay đổi

- Sử dụng sensor cảm biến nhiệt

- Hiển thị trên led 7 thanh

- Chi phí cho hệ thống với giá hợp lý

b) Giới hạn cho hệ thống :

- Sử dụng nguồn điện 220v /50Hz

- Kích thước phù hợp với người sủ dụng

- Hệ thống bê được bằng tay

- Hệ thống làm việc được khi mất điện lưới (có nguồn dự trữ)

HIỂN THỊ

XỬ LÝ ADC

Trang 8

CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ HỆ THỐNG

2.1 SƠ ĐỒ TỔNG QUÁT

Hình 2.1 Sơ đồ tổng quátChi tiết từng khối trong sơ đồ như sau:

a) Khối cảm biến nhiệt độ

Khối cảm biến có chức năng thu nhận tín hiệu tương tự ( nhiệt độ môitrường ) rồi gửi đến khối chuyển đổi ADC dưới dạng điện

NGUỒN

VI ĐIỀU KHIỂN

Trang 9

d) Reset

Khối có chức năng reset lại hệ thống, giúp hệ thống làm việc từ đầu

d) Khối nguồn

Cung cấp điện cho các khối trong sơ đồ

Nguyên lý hoạt động của sơ đồ :

Khi nhiệt độ môi trường tác động vào bộ cảm biến, bộ cảm biến sẽ thunhận rồi gửi đến khối chuyển đổi ADC dưới dạng điện tương tự Ở đây ADC

có nhiệm vụ biến đổi tín hiệu tương tự đó thành tín hiệu số và gửi cho khối viđiều khiển Khối vi điều khiển xử lý tín hiệu rồi đưa ra ngoài thông qua khốihiển thị

2.2 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ

2.2.1 Giải pháp công nghệ :

- Dựa vào yêu cầu bài toán ‘‘ Thiết kế thiết bị hiển thị nhiệt độ môi trường trên LED 7 thanh” và các kiến thức đã học trong chương trình + Sử dụng LED 7 thanh hợp với thiết bị hiển thị nhiệt độ vì LED 7 thanh là

một công cụ thông dụng được dùng để hiển thị các thông số dưới dạng các số

từ 0 đến 9 Mặc dù công cụ LCD giúp ta thể hiện các thông số một cách linhđộng hơn nhưng LED 7 thanh vẫn được sử dụng nhiều trong công nghiệp docác ưu thế của nó như : ít chịu ảnh hưởng của nhiệt độ, dễ tạo sự chú ý và gócnhìn rộng

+ Sử dụng LM35 để đo nhiệt độ vì :

 Dòng LM35 là dòng mạch tích hợp cảm biến chính xác nhiệt độ, cóđiện áp ra tỉ lệ thuận tuyến tính với nhiệt độ (ºC) do đó có lợi thế hơn

so với cảm biến nhiệt độ tuyến tính hiệu chuẩn trong ºK, chẳng hạn nhưngười dùng không phải trừ đi một lượng lớn hằng số điện áp từ đầu ra

để phân chia thang nhiệt độ thuận tiện hơn

 LM35 không cần hiệu chuẩn hay chỉnh sửa để đưa về nhiệt độ chínhxác như ±1/4ºC ở nhiệt độ phòng và ±3/4ºC trong khoảng -55 đến150ºC Sai số thấp vì được vi mạch điều chỉnh

 Trở kháng đầu ra của LM35 thấp, đầu ra tuyến tính và hiệu chuẩn chínhxác giúp đọc và kiểm soát mạch dễ dàng Nó được sử dụng với nguồn

Trang 10

một chiều Chỉ sử dụng 60µA từ nguồn nên nhiệt độ vi mạch tăng rất ít,thấp hơn 0,1ºC trong không khí.Được đánh giá cao khi hoạt động trongkhoảng -55 đến 150ºC, trong khi LM35C được đánh giá trong khoảng -

40 đến 110ºC (-10ºC với độ chính xác được cải thiện)

2.2.2 Giải pháp thiết kế :

Thiết kế hệ thống có vai trò rất quan trọng.chất lượng của phần mềmphụ thuộc rất nhiều vào bản thiết kế Một bản thiết kế tốt còn giúp cho việcthực hiện các giai đoạn khác dễ dàng hơn, giúp cho người thực hiện hoànthành chính xác hơn công việc của mình Các quy trình thiết kế thường được

sử dụng như: Top-Down, Bottom-Up hoặc kết hợp cả hai quy trình trên.Ở đây

chúng em lựa chọn giải pháp thiết kế là Top-Down

Top-down: Quy trình này tiếp cận bài toán theo hướng xem xét bài

toán từ các khía cạnh chi tiết và sau đó mới tổng quát lên Quy trình Down thường được áp dụng cho các bài toán đã có giải pháp công nghệ cả vềphần mềm cũng như phần cứng Các giải pháp này đã được phát triển trước

Top-đó ở các ứng dụng khác, và đã được kiểm định

Trong thực tế chúng ta sẽ thấy, bản chất hay mấu chốt của quy trình làvấn đề tìm hiểu và xác định bài toán, làm sao để xác định được chính xác vàđầy đủ nhất các yêu cầu cũng các rằng buộc mà hệ thống phải đạt được

Sơ đồ khối quy trình kế top-down ở hình dưới đây:

Trang 11

Hình 2.2 Sơ đồ khối quy trình kế TOP-DOWN

2.3 LỰA CHỌN TỔNG QUAN VỀ CÁC LINH KIỆN

2.3.1 L ựa chọn linh kiện

 Khối cảm biến

Phân tích vấn đề (Analyze the proplem)

Thiết kế nguyên lý (High level design)

Thiết kế kỹ thuật (Engineering design)

Kiểm tra (Test)

Xây dựng hệ thống (Implementation)

Các yêu cầu và điều kiện rằng buộc cho hệ thống mới

Các yêu cầu và các điều kiện rằng buộc đã được xác định cụ thể

Sơ đồ khối và các biểu đồ luồng dữ liệu

Các cấu trúc dữ liệu Các giao tiếp vào ra Biểu đồ quan hệ giữa các khối chức năng

Phần cứng Phần mềm

Đạt yêu cầu Không Đạt yêu

cầu

Trang 12

+ Để đo lường nhiệt độ thì có thể sử dụng nhiều loại cảm biến khác nhau,mỗi

loại có một ưu điểm riêng phù hợp với tùng yêu cầu riêng.Ở đây yêu cầu củabài tập là đo nhiệt môi trường bình thường nên sủ dụng LM35 là tối ưu nhất

vì :đây là loại cảm biến có độ chính xác cao,tầm hoạt động tuyến tính từ 0 –

128 độ C ,tiêu tán công suất thấp

 Khối xử lý

+ Dùng vi điều khiển

Ưu điểm :

+ Vi điều khiển có khả năng điều khiển linh hoạt theo mong muốn của người

sử dụng dựa vào phần mềm được viết

+ Khả năng thay đổi mã có thể thực hiện được

+ Hệ thống đơn giản hơn nhiều,kích thước nhỏ,hơn nữa sẽ giảm được độkém ổn định do nhiều linh kiện gây ra

+ Có thể thay đổi thêm chức năng bằng cách thay đổi mềm

Nhược điểm :

Chất lượng của hệ thống phụ thuộc vào chất lượng được nạp cho vi điềukhiển

 Khối hiển thị (yêu cầu của đề bài là dùng LED 7 thanh)

Yêu cầu đặt ra khối hiển thị là thân thiện với người sử dụng trên cơ sở ta có 2phương án sau :

+ Phương án 1 : Dùng led 7 thanh

Ưu điểm : Đơn giản , rẻ và có góc nhìn rộng

Nhược điểm : Không chỉ dẫn cụ thể, giới hạn ký tự hiện ra Nếu muốnhiển thị dài cần nhiều LED và đi kèm nó là bộ giải mã Điều này làm cho hệthống trở nên cồng kềnh, phức tạp Việc lập trình quét hàng quét cột để hiểnthị phức tạp

+ Phương án 2 : Dùng LCD

Ưu điểm : Hiển thị rò ràng kèm theo chỉ dẫn

Thay đổi nội dung linh hoạt.Xử lý lập trình đơn giản hơn LED 7 thanh Nhược điểm : Giá thành đắt

Kết luận :

Trang 13

Sau khi cân nhắc các phương án đưa ra và khả năng phối hợp giữa các khối, phù hợp với đề tài, chúng em lựa chọn giải pháp :

LED 7 đoạn Anode chung

Thiết bị cảm biến nhiệt độ LM35

Các linh kiện khác như: tranzito, thạch anh, tụ diện …

***(Được đưa vào phần phụ lục cuối báo cáo)***

Trang 14

2.4 SƠ ĐỒ CALL GRAPH

Trang 15

Hình 2.3 Sơ đồ CALL GRAPH

VI ĐIỀU KHIỂN

Tín hiệu số

CẢM BIẾN

Tín hiệu điện Tín hiệu điện

Trang 16

Tín hiệu số

Hiển thị nhiệt độ

Bộ vi xử lý

Bộ cảm biến

Bộ biến đổi

ADC

Nhiệt độ môi trường

Trang 17

Hình 2.4 Sơ đồ đặc tả của hệ thốngNguyên lý hoạt động của sơ đồ :

Nhiệt độ môi trường là một dạng tín hiệu tương tự được bộ cảm biến thu nhận

và chuyển thành tín hiệu điện tương tự rồi gửi đến bộ chuyển đổi ADC Từ tínhiệu tương tự được đưa vào ADC mã hoá và chuyển nó thành tín hiệu điện dạng số gửi đến bộ vi xử lý Ở đây tín hiệu số được xử lý theo chương trình

đã viết để điều chỉnh hiển thị nhiệt độ theo quy ước

2.6 CÁC MODULE TRONG HỆ THỐNG

2.6.1 Module điều khiển

Hình 2.5 Module điều khiển

- Nhận tín hiệu từ cảm biến qua bộ biến đổi ADC của VDK có chức năngchuyển đổi từ tín hiệu analog sang digital.Điều khiển,xử lý rồi đưa tới khối hiển

- Nút ấn và điện trở để tạo ra RESET cho PIC

- Thạch anh tạo dao dộng và các tụ lọc nhiễu

2.6.2 Module hiển thị

Trang 18

Hình 2.6 Module hiển thị

- Các LED đều là ANOT chung, chân A, B, C, D, E, F, G là các chân

dữ liệu của LED, từng LED hoạt động độc lập, chân ANOT chung được

nối qua TRASISTOR và nối với VCC của khối nguồn.

- Khi tín hiệu ở các transistor là mức logic cao thì các led được kích hoạt

và nhận tín hiệu số từ bộ vi xử lý để hiển thị nhiệt độ lên Led 7 thanh

2.6.3 Module khối nguồn

Hình 2.7 Module khối nguồn

- Mạch nguồn cung cấp điện áp cho hệ thông hoạt động,trong đó gồm có : Biến áp để biến đổi điện áp xoay chiều thành xoay chiều điện áp thấp, cấpcho mạch chỉnh lưu

- Chỉnh lưu cầu nhiệm vụ biến đổi điện áp xoay chiều thành một chiều

- Các tụ có vai trò lọc các thành phần nhiễu và bậc cao

- 7805 có vai trò tạo ra điện áp 5v chuẩn

Trang 19

2.6.4 Module cảm biến nhiệt

Hình 2.8 Module cảm biến nhiệt

- Cảm biến nhiệt LM35 có vai trò đo nhiệt độ môi trường , sau đó truyền tín hiệu đo được cho pic dưới dạng điện áp Đầu ra số 3 của biến trở được nối vào chân RA0 của VĐK Tụ 100nF cực dương được nối vào chân 1 và cực

âm nối vào chân 3 của cảm biến LM35

- LM 35 cứ tăng 1oC thì điện áp tăng 10mv

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG HỆ THỐNG3.1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ

Trang 20

Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống

3.2 SƠ ĐỒ THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN

Bắt đầu

Trang 21

Hình 3.2 Sơ đồ thuật toán

3.3 SƠ ĐỒ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG

Định nghĩa các biến,khởi tạo các ngắt, càiđặt các thông số LED

Đọc giá trị nhiệt độhiện tại từ ADC PIC16F877A

Hiển thị các giá trị nhiệt độ lên LED 7 thanh

Kết thúc

Trang 22

Hình 3.3 Sơ đồ tổng thể mô phỏng bằng PROTEUS

Nguyên lý hoạt động của hệ thống:

Khi khởi động hệ thống, cảm biến nhiệt LM35 sẽ thu nhận tín hiệu tương tự đầu vào là nhiệt độ môi trường được mã hóa thành tín hiệu điện đưa tới bộ vi xử lý Tín hiệu này được đưa vào vi điều khiển qua chân AN0

(analog của ADC) của PIC16f877A; trong pic đã tích hợp sẵn bộ chuyển đổi tương tự sang số  tín hiệu điện áp được chuyển đổi sang tín hiệu số và đượcxuất ra cổng từ RD4->RD7 và được hiển thị lên màn hình LED 7 thanh

Công thức biến đổi trong ADC:

ở đây ta dùng adc của pic là 10bit  max= 1023, Vref=Vcc; giả thiết đầu ra của Vcc=5V nên tại 0 độ C hay 273 độ K thi đầu ra của LM35 là 0 V

ví dụ: nhiệt độ là 30 độ C = 303k out= 303x10mV/K =3,03 V Ta tính toán giá trị đọc được từ adc 10 bit (ADC_Vin là điện áp đưa vào chân ADC của pic, ADC_value la giá trị đầu ra của ADC dưới dạng thập phân): ADC_Vin =5V  ADC_value =1023

ADC_Vin =0 V  ADC_value =0 (ứng với 0 độ C)

Trang 23

ADC_Vin =3,03V ADC_value =(1023/5)x3,03=619,938 (ứng với 30

độ C)

Mặt khác do: Vref=Vcc=5V nên ADC_value =1 tương ứng với

(5/1023=4,887mV =5V).Trong khi đó LM35 cho ra điện áp là 10mV/1K nên giá trị ADC thay đổi 1 đơn vị thì nhiệt độ phải thay đổi là 0.5K (hay là gần 5mV).như vậy ta có công thức đầy đủ tính độ C như sau:

Trang 24

#device *=16 adc=10

#FUSES NOWDT, HS, NOPUT, NOPROTECT, NODEBUG, NOBROWNOUT,

NOLVP, NOCPD, NOWRT

#use delay(clock=20m)

#byte port_led7 = 0x06 //port B

#byte scan_led = 0x08 //port D

#byte trisa = 0x85 //tris A

#byte trisb = 0x86 //tris B

#byte trisd = 0x88 //tris D

#bit led1 = scan_led.7

#bit led2 = scan_led.6

#bit led3 = scan_led.5

#bit led4 = scan_led.4

int8 read,dem_ngat;

int8

led_code[13]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0xff,0x9c,0xc6};/ /{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9, , *,C}

Ngày đăng: 20/08/2014, 16:03

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

2.1  SƠ ĐỒ TỔNG QUÁT - ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÔN HỌC Hệ thống nhúng : Thiết kế thiết bị đo nhiệt độ môi trường hiển thị qua LED 7 thanh
2.1 SƠ ĐỒ TỔNG QUÁT (Trang 8)
Hình 2.2  Sơ đồ khối quy trình kế TOP-DOWN - ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÔN HỌC Hệ thống nhúng : Thiết kế thiết bị đo nhiệt độ môi trường hiển thị qua LED 7 thanh
Hình 2.2 Sơ đồ khối quy trình kế TOP-DOWN (Trang 11)
Hình 2.3   Sơ đồ CALL GRAPH - ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÔN HỌC Hệ thống nhúng : Thiết kế thiết bị đo nhiệt độ môi trường hiển thị qua LED 7 thanh
Hình 2.3 Sơ đồ CALL GRAPH (Trang 15)
Hình 2.4  Sơ đồ đặc tả của hệ thống Nguyên lý hoạt động của sơ đồ : - ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÔN HỌC Hệ thống nhúng : Thiết kế thiết bị đo nhiệt độ môi trường hiển thị qua LED 7 thanh
Hình 2.4 Sơ đồ đặc tả của hệ thống Nguyên lý hoạt động của sơ đồ : (Trang 17)
Hình 2.6   Module hiển thị - ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÔN HỌC Hệ thống nhúng : Thiết kế thiết bị đo nhiệt độ môi trường hiển thị qua LED 7 thanh
Hình 2.6 Module hiển thị (Trang 18)
Hình 2.7   Module khối nguồn - ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÔN HỌC Hệ thống nhúng : Thiết kế thiết bị đo nhiệt độ môi trường hiển thị qua LED 7 thanh
Hình 2.7 Module khối nguồn (Trang 18)
Hình 2.8    Module cảm biến nhiệt - ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÔN HỌC Hệ thống nhúng : Thiết kế thiết bị đo nhiệt độ môi trường hiển thị qua LED 7 thanh
Hình 2.8 Module cảm biến nhiệt (Trang 19)
Hình 3.1  Sơ đồ nguyên lý của hệ thống - ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÔN HỌC Hệ thống nhúng : Thiết kế thiết bị đo nhiệt độ môi trường hiển thị qua LED 7 thanh
Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống (Trang 20)
Hình 3.2 Sơ đồ thuật toán - ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÔN HỌC Hệ thống nhúng : Thiết kế thiết bị đo nhiệt độ môi trường hiển thị qua LED 7 thanh
Hình 3.2 Sơ đồ thuật toán (Trang 21)
Hình 3.3   Sơ đồ tổng thể mô phỏng bằng PROTEUS - ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÔN HỌC Hệ thống nhúng : Thiết kế thiết bị đo nhiệt độ môi trường hiển thị qua LED 7 thanh
Hình 3.3 Sơ đồ tổng thể mô phỏng bằng PROTEUS (Trang 22)
3.4  SƠ ĐỒ MẠCH IN CỦA SẢN PHẨM - ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÔN HỌC Hệ thống nhúng : Thiết kế thiết bị đo nhiệt độ môi trường hiển thị qua LED 7 thanh
3.4 SƠ ĐỒ MẠCH IN CỦA SẢN PHẨM (Trang 23)
Hình 3.  Cảm biến nhiệt độ (ºC) cơ bản - ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÔN HỌC Hệ thống nhúng : Thiết kế thiết bị đo nhiệt độ môi trường hiển thị qua LED 7 thanh
Hình 3. Cảm biến nhiệt độ (ºC) cơ bản (Trang 29)
Hình 5    Cảm ứng nhiệt độ từ xa 2 dây (cảm biến nối đất) - ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÔN HỌC Hệ thống nhúng : Thiết kế thiết bị đo nhiệt độ môi trường hiển thị qua LED 7 thanh
Hình 5 Cảm ứng nhiệt độ từ xa 2 dây (cảm biến nối đất) (Trang 30)
Hình 6   Cảm ứng nhiệt độ từ xa 2 dây (đầu ra nối đất) - ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÔN HỌC Hệ thống nhúng : Thiết kế thiết bị đo nhiệt độ môi trường hiển thị qua LED 7 thanh
Hình 6 Cảm ứng nhiệt độ từ xa 2 dây (đầu ra nối đất) (Trang 30)
Hình 8    Nhiệt kế Fahrenheit - ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÔN HỌC Hệ thống nhúng : Thiết kế thiết bị đo nhiệt độ môi trường hiển thị qua LED 7 thanh
Hình 8 Nhiệt kế Fahrenheit (Trang 31)
Bảng phân loại LM35 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÔN HỌC Hệ thống nhúng : Thiết kế thiết bị đo nhiệt độ môi trường hiển thị qua LED 7 thanh
Bảng ph ân loại LM35 (Trang 32)
Hình 2.19 Sơ đồ chân PIC16F877A - ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÔN HỌC Hệ thống nhúng : Thiết kế thiết bị đo nhiệt độ môi trường hiển thị qua LED 7 thanh
Hình 2.19 Sơ đồ chân PIC16F877A (Trang 33)
Hình 10   Hình dáng bên ngoài của PIC16F877A - ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÔN HỌC Hệ thống nhúng : Thiết kế thiết bị đo nhiệt độ môi trường hiển thị qua LED 7 thanh
Hình 10 Hình dáng bên ngoài của PIC16F877A (Trang 33)
Hình 2.20 Hình dạng LED 7 thanh - ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÔN HỌC Hệ thống nhúng : Thiết kế thiết bị đo nhiệt độ môi trường hiển thị qua LED 7 thanh
Hình 2.20 Hình dạng LED 7 thanh (Trang 46)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w