Luận văn thiết kế và thi công hệ thống điều khiển nhiệt độ

Hệ thống điều khiển nhiệt độ Đỗ Văn Đạt B GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ NGÀNH ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: Thiết kế thi công hệ thống điều khiển nhiệt độ Sinh viên thực hiện: ĐỖ VĂN ĐẠT Giáo viên hướng dẫn: NGUYỄN VĂN DƢƠNG Mangh■■ng Luôn 123doc Th■a thu■n l■icam s■ tr■ h■u k■t s■ nghi■m t■im■t d■ng s■website mang kho m■i th■ m■ l■i d■n CH■P vi■n nh■ng cho ■■u kh■ng ng■■i NH■N quy■n chia dùng, l■ CÁC s■l■i v■i và■I■U t■t công h■n mua nh■t 2.000.000 ngh■ bán KHO■N cho tàihi■n ng■■i li■u TH■A tài th■ hàng li■u dùng hi■n THU■N ■■u ■ t■t Khi ■■i, Vi■t c■ khách b■n l■nh Nam Chào online hàng v■c: Tác m■ng tr■ khơng tài phong thành b■n khác chun ■■n thành tíngì d■ng, v■i so nghi■p, viên 123doc v■i cơng c■a b■n hồn ngh■ 123doc g■c h■o, thơng B■n và■■ n■p có tin, cao th■ ti■n ngo■i tính phóng vào ng■, Khách trách tài to,kho■n nhi■m thu nh■ c■a ■■i hàng tùy123doc, v■i ý cót■ng th■b■n d■ ng■■i dàng s■ dùng ■■■c tra c■u M■c h■■ng tàitiêu li■u nh■ng hàng m■t■■u quy■n cáchc■a l■i123doc.net sau xác,n■p nhanh ti■n tr■ chóng thành website th■ vi■n tài li■u online l■n nh■t Vi■t Nam, cung c■p nh■ng tài li■u ■■c khơng th■ tìm th■y th■ tr■■ng ngo■i tr■ 123doc.net Nhi■u event thú v■, event ki■m ti■n thi■t th■c 123doc luôn t■o c■ h■i gia t■ng thu nh■p online cho t■t c■ thành viên c■a website Mangh■n Luôn Th■a Xu■t Sau Nhi■u 123doc h■■ng phát thu■n l■i event cam s■ nh■n m■t tr■ t■ h■u k■t s■ thú nghi■m t■i ýxác n■m t■■ng m■t d■ng v■, s■ nh■n website mang event kho m■i ■■i, t■o t■ th■ m■ l■i c■ng ki■m ■■ng d■n 123doc CH■P vi■n nh■ng cho ■■u ■■ng ti■n h■ kh■ng ng■■i NH■N ■ã quy■n th■ng thi■t chia t■ng ki■m dùng, l■ CÁC s■ th■c s■ l■i b■■c v■i ti■n vàchuy■n ■I■U t■t công h■n mua 123doc online kh■ng nh■t 2.000.000 ngh■ bán KHO■N sang b■ng cho tài ■■nh hi■n ng■■i li■u ph■n tài TH■A tài v■ th■ li■u hàng t■o li■u thơng dùng tríhi■n THU■N hi■u c■ c■a ■■u ■ tin t■t h■i Khi ■■i, qu■ Vi■t xác c■ khách gia b■n nh■t, minh l■nh Nam t■ng Chào online hàng uy tài v■c: l■nh thu Tác m■ng tín kho■n tr■ nh■p khơng tài phong v■c cao thành b■n email nh■t tài online khác chuyên ■■n li■u thành tínb■n Mong cho d■ng, v■i so nghi■p, viên kinh ■ã t■t 123doc 123doc.net! v■i mu■n công ■■ng c■a c■ doanh b■n hoàn mang ngh■ 123doc ký g■c online thành v■i h■o, Chúng l■i thông B■n 123doc.netLink cho viên Tính ■■ n■p có tơi tin, c■ng c■a cao th■ ■■n cung ti■n ngo■i tính website phóng ■■ng th■i vào c■p ng■, Khách trách xác tài ■i■m D■ch xã to,kho■n th■c nhi■m h■i thutháng V■ nh■ m■t s■ c■a (nh■ ■■i hàng ■■■c tùy ngu■n 5/2014; 123doc, v■i ■■■c ý cóg■i t■ng th■ tài 123doc v■ mơ nguyên b■n d■ ng■■i ■■a t■ dàng s■ v■■t d■■i tri dùng ■■■c ch■ tra th■c m■c ■ây) email c■u M■c h■■ng quý 100.000 cho tài b■n tiêu báu, li■u b■n, nh■ng ■ã hàng phong m■t l■■t tùy ■■ng ■■u quy■n cách truy thu■c phú, ky, c■a c■p ■a l■i b■n vào 123doc.net m■i d■ng, sau xác, vuingày, n■p lòng “■i■u nhanh giàu ti■n s■ ■■ng tr■ giá Kho■n chóng h■u thành tr■ nh■p 2.000.000 website ■■ng Th■a th■ email vi■n th■i Thu■n c■a thành mong tài v■ li■u viên mu■n S■ online ■■ng D■ng click t■o l■n ký, D■ch ■i■u vào nh■t l■t link ki■n V■” vào Vi■t 123doc top sau cho Nam, 200 ■ây cho ■ã cung các (sau g■iwebsite c■p users ■âynh■ng ■■■c cóph■ thêm tài bi■n g■i thu li■u t■t nh■t nh■p ■■c T■it■i khơng t■ng Chính Vi■tth■i th■ Nam, v■y ■i■m, tìm t■123doc.net th■y l■chúng tìm ki■m tơi th■ racóthu■c ■■i tr■■ng th■nh■m c■p top ngo■i 3nh■t ■áp Google tr■ ■KTTSDDV ■ng 123doc.net Nh■n nhu c■u ■■■c theo chiaquy■t danh s■ tài hi■u li■udo ch■t c■ng l■■ng ■■ng vàbình ki■mch■n ti■n online website ki■m ti■n online hi■u qu■ uy tín nh■t Lnh■n 123doc Sau Th■a Xu■t h■■ng phát thu■n cam nh■n m■t t■k■t s■ t■i ýxác n■m t■■ng d■ng s■ nh■n website mang ■■i, t■o t■l■i c■ng ■■ng d■n 123doc CH■P nh■ng ■■u ■■ng h■ NH■N ■ã quy■n th■ng chia t■ng ki■m CÁC s■s■ l■i b■■c ti■n vàchuy■n ■I■U t■t mua online kh■ng nh■t bán KHO■N sang b■ng cho tài ■■nh ng■■i li■u ph■n tài TH■A v■ li■u hàng thông dùng tríTHU■N hi■u c■a ■■u tin Khi qu■ Vi■t xác khách nh■t, minh Nam Chào hàng uy tài l■nh Tác m■ng tín kho■n tr■ phong v■c cao thành b■n email nh■t tàichuyên ■■n li■u thành b■n Mong v■i nghi■p, viên kinh ■ã 123doc 123doc.net! mu■n ■■ng c■a doanh hoàn mang 123doc kýonline v■i h■o, Chúng l■ivà 123doc.netLink cho Tính ■■ n■p tơi c■ng cao ■■n cung ti■n tính ■■ng th■i vào c■p trách xác tài ■i■m D■ch xãkho■n th■c nhi■m h■itháng V■ m■t s■ c■a (nh■ ■■i ■■■c ngu■n 5/2014; 123doc, v■i ■■■c g■i t■ng tài 123doc v■ mô nguyên b■n ng■■i ■■a t■s■ v■■t d■■i tri dùng ■■■c ch■ th■c m■c ■ây) email M■c h■■ng quý 100.000 cho b■n tiêu báu, b■n, nh■ng ■ã hàng phong l■■t tùy ■■ng ■■u quy■n truy thu■c phú, ky, c■a c■p ■a l■i b■n vào 123doc.net m■i d■ng, sau vuingày, n■p lòng “■i■u giàu ti■n s■ ■■ng tr■ giá Kho■n h■u thành tr■ nh■p 2.000.000 website ■■ng Th■a th■ email vi■n th■i Thu■n c■a thành mong tài v■ li■u viên mu■n S■ online ■■ng D■ng click t■o l■n ký, D■ch ■i■u vào nh■t l■t link ki■n V■” vào Vi■t 123doc top sau cho Nam, 200 ■ây cho ■ã cung các (sau g■iwebsite c■p users ■âynh■ng ■■■c cóph■ thêm tài bi■n g■i thu li■u t■t nh■t nh■p ■■c T■it■i khơng t■ng Chính Vi■tth■i th■ Nam, v■y ■i■m, tìm t■123doc.net th■y l■chúng tìm ki■m tơi th■ racóthu■c ■■i tr■■ng th■nh■m c■p top ngo■i 3nh■t ■áp Google tr■ ■KTTSDDV ■ng 123doc.net Nh■n nhu c■u ■■■c theo chiaquy■t danh s■ tài hi■u li■udo ch■t c■ng l■■ng ■■ng vàbình ki■mch■n ti■n online website ki■m ti■n online hi■u qu■ uy tín nh■t Lnh■n Th■a Xu■t Sau Nhi■u 123doc Mang h■■ng phát thu■n l■i event cam s■ nh■n m■t tr■ t■ h■u k■t s■ thú nghi■m t■i ýxác n■m t■■ng m■t d■ng v■, s■ nh■n website mang event kho m■i ■■i, t■o t■ th■ m■ l■i c■ng ki■m ■■ng d■n 123doc CH■P vi■n nh■ng cho ■■u ■■ng ti■n h■ kh■ng ng■■i NH■N ■ã quy■n th■ng thi■t chia t■ng ki■m dùng, l■ CÁC s■ th■c s■ l■i b■■c v■i ti■n vàchuy■n ■I■U t■t công h■n mua 123doc online kh■ng nh■t 2.000.000 ngh■ bán KHO■N sang b■ng cho tài ■■nh hi■n ng■■i li■u ph■n tài TH■A tài v■ th■ li■u hàng t■o li■u thông dùng tríhi■n THU■N hi■u c■ c■a ■■u ■ tin t■t h■i Khi ■■i, qu■ Vi■t xác c■ khách gia b■n nh■t, minh l■nh Nam t■ng Chào online hàng uy tài v■c: l■nh thu Tác m■ng tín kho■n tr■ nh■p khơng tài phong v■c cao thành b■n email nh■t tài online khác chun ■■n li■u thành tínb■n Mong cho d■ng, v■i so nghi■p, viên kinh ■ã t■t 123doc 123doc.net! v■i mu■n công ■■ng c■a c■ doanh b■n hoàn mang ngh■ 123doc ký g■c online thành v■i h■o, Chúng l■i thơng B■n 123doc.netLink cho viên Tính ■■ n■p có tơi tin, c■ng c■a cao th■ ■■n cung ti■n ngo■i tính website phóng ■■ng th■i vào c■p ng■, Khách trách xác tài ■i■m D■ch xã to,kho■n th■c nhi■m h■i thutháng V■ nh■ m■t s■ c■a (nh■ ■■i hàng ■■■c tùy ngu■n 5/2014; 123doc, v■i ■■■c ý cóg■i t■ng th■ tài 123doc v■ mô nguyên b■n d■ ng■■i ■■a t■ dàng s■ v■■t d■■i tri dùng ■■■c ch■ tra th■c m■c ■ây) email c■u M■c h■■ng quý 100.000 cho tài b■n tiêu báu, li■u b■n, nh■ng ■ã hàng phong m■t l■■t tùy ■■ng ■■u quy■n cách truy thu■c phú, ky, c■a c■p ■a l■i b■n vào 123doc.net m■i d■ng, sau xác, vuingày, n■p lòng “■i■u nhanh giàu ti■n s■ ■■ng tr■ giá Kho■n chóng h■u thành tr■ nh■p 2.000.000 website ■■ng Th■a th■ email vi■n th■i Thu■n c■a thành mong tài v■ li■u viên mu■n S■ online ■■ng D■ng click t■o l■n ký, D■ch ■i■u vào nh■t l■t link ki■n V■” vào Vi■t 123doc top sau cho Nam, 200 ■ây cho ■ã cung các (sau g■iwebsite c■p users ■âynh■ng ■■■c cóph■ thêm tài bi■n g■i thu li■u t■t nh■t nh■p ■■c T■it■i khơng t■ng Chính Vi■tth■i th■ Nam, v■y ■i■m, tìm t■123doc.net th■y l■chúng tìm ki■m tơi th■ racóthu■c ■■i tr■■ng th■nh■m c■p top ngo■i 3nh■t ■áp Google tr■ ■KTTSDDV ■ng 123doc.net Nh■n nhu c■u ■■■c theo chiaquy■t danh s■ tài hi■u li■udo ch■t c■ng l■■ng ■■ng vàbình ki■mch■n ti■n online website ki■m ti■n online hi■u qu■ uy tín nh■t u■t phát Nhi■u Mang Ln 123doc Th■a Xu■t Sau h■n h■■ng phát thu■n l■i event s■ cam nh■n t■ m■t tr■ t■ h■u ýk■t s■ thú nghi■m t■i ýt■■ng xác n■m t■■ng m■t d■ng v■, s■ nh■n website mang event t■o kho m■i ■■i, t■o t■ c■ng th■ m■ l■i c■ng ki■m ■■ng d■n 123doc CH■P vi■n nh■ng cho ■■ng ■■u ■■ng ti■n h■ kh■ng ng■■i NH■N ■ã quy■n th■ng thi■t chia ki■m t■ng ki■m dùng, l■ CÁC s■ th■c ti■n s■ l■i b■■c v■i ti■n vàchuy■n ■I■U t■t công online h■n mua 123doc online kh■ng nh■t 2.000.000 ngh■ bán KHO■N b■ng sang b■ng cho tài ■■nh hi■n tài ng■■i li■u ph■n tài TH■A li■u tài v■ th■ li■u hàng t■o li■u thơng dùng trí hi■u hi■n THU■N hi■u c■ c■a ■■u ■ tin qu■ t■t h■i Khi ■■i, qu■ Vi■t xác c■ khách gia nh■t, b■n nh■t, minh l■nh Nam t■ng Chào online uy hàng uy tài v■c: l■nh thu Tác tín m■ng tín kho■n tr■ cao nh■p khơng tài phong v■c cao thành b■n nh■t email nh■t tài online khác chuyên ■■n li■u thành tín Mong b■n Mong cho d■ng, v■i so nghi■p, viên kinh ■ã mu■n t■t 123doc 123doc.net! v■i mu■n công ■■ng c■a c■ doanh b■n mang hoàn mang ngh■ 123doc ký g■c online thành v■i l■i h■o, Chúng l■i thông B■n cho 123doc.netLink cho viên Tính ■■ n■p có c■ng tin, c■ng c■a cao th■ ■■n cung ti■n ngo■i ■■ng tính website phóng ■■ng th■i vào c■p ng■, Khách trách xác xã tài ■i■m D■ch xã to,h■i kho■n th■c nhi■m h■i thum■t tháng V■ nh■ m■t s■ c■a (nh■ ■■i hàng ngu■n ■■■c tùy ngu■n 5/2014; 123doc, v■i ■■■c ý cótài g■i t■ng th■ tài 123doc ngun v■ mơ nguyên b■n d■ ng■■i ■■a t■ dàng s■ v■■t tri d■■i tri dùng ■■■c ch■ th■c tra th■c m■c ■ây) email c■u quý M■c h■■ng quý 100.000 cho tài báu, b■n tiêu báu, li■u b■n, nh■ng phong ■ã hàng phong m■t l■■t tùy ■■ng ■■u phú, quy■n cách truy thu■c phú, ky, c■a c■p ■a ■a l■i b■n vào d■ng, 123doc.net m■i d■ng, sau xác, vuingày, n■p giàu lòng “■i■u nhanh giàu ti■n giá s■ ■■ng tr■ giá Kho■n chóng h■u tr■ thành tr■ nh■p ■■ng 2.000.000 website ■■ng Th■a th■ email th■i vi■n th■i Thu■n mong c■a thành mong tài v■ li■u mu■n viên mu■n S■ online ■■ng D■ng t■o click t■o l■n ■i■u ký, D■ch ■i■u vào nh■t l■t link ki■n ki■n V■” vào Vi■t 123doc cho top sau cho Nam, cho 200 ■ây cho ■ã cung các (sau g■i users website c■p users ■âynh■ng có ■■■c cóph■ thêm thêm tài bi■n g■i thu thu li■u t■t nh■p nh■t nh■p ■■c T■it■i Chính khơng t■ng Chính Vi■tth■i vìth■ Nam, vìv■y v■y ■i■m, tìm 123doc.net t■123doc.net th■y l■chúng tìm ki■m tơi th■ racó ■■i thu■c ■■i tr■■ng th■ nh■m nh■m c■p top ngo■i ■áp 3nh■t ■áp Google ■ng tr■ ■KTTSDDV ■ng 123doc.net nhu Nh■n nhuc■u c■u ■■■c chia theo chias■ quy■t danh s■tàitài hi■u li■u li■uch■t ch■t c■ng l■■ng l■■ng ■■ng vàvàki■m bình ki■mch■n ti■n ti■nonline online website ki■m ti■n online hi■u qu■ uy tín nh■t Nhi■u Mang Luôn 123doc Th■a Xu■t Sau h■n h■■ng phát thu■n l■i event s■ cam nh■n m■t tr■ t■ h■u k■t s■ thú nghi■m t■i ýxác n■m t■■ng m■t d■ng v■, s■ nh■n website mang event kho m■i ■■i, t■o t■ th■ m■ l■i c■ng ki■m ■■ng d■n 123doc CH■P vi■n nh■ng cho ■■u ■■ng ti■n h■ kh■ng ng■■i NH■N ■ã quy■n th■ng thi■t chia t■ng ki■m dùng, l■ CÁC s■ th■c s■ l■i b■■c v■i ti■n vàchuy■n ■I■U t■t công h■n mua 123doc online kh■ng nh■t 2.000.000 ngh■ bán KHO■N sang b■ng cho tài ■■nh hi■n ng■■i li■u ph■n tài TH■A tài v■ th■ li■u hàng t■o li■u thơng dùng tríhi■n THU■N hi■u c■ c■a ■■u ■ tin t■t h■i Khi ■■i, qu■ Vi■t xác c■ khách gia b■n nh■t, minh l■nh Nam t■ng Chào online hàng uy tài v■c: l■nh thu Tác m■ng tín kho■n tr■ nh■p khơng tài phong v■c cao thành b■n email nh■t tài online khác chuyên ■■n li■u thành tínb■n Mong cho d■ng, v■i so nghi■p, viên kinh ■ã t■t 123doc 123doc.net! v■i mu■n cơng ■■ng c■a c■ doanh b■n hồn mang ngh■ 123doc ký g■c online thành v■i h■o, Chúng l■i thông B■n 123doc.netLink cho viên Tính ■■ n■p có tơi tin, c■ng c■a cao th■ ■■n cung ti■n ngo■i tính website phóng ■■ng th■i vào c■p ng■, Khách trách xác tài ■i■m D■ch xã to,kho■n th■c nhi■m h■i thutháng V■ nh■ m■t s■ c■a (nh■ ■■i hàng ■■■c tùy ngu■n 5/2014; 123doc, v■i ■■■c ý cóg■i t■ng th■ tài 123doc v■ mô nguyên b■n d■ ng■■i ■■a t■ dàng s■ v■■t d■■i tri dùng ■■■c ch■ tra th■c m■c ■ây) email c■u M■c h■■ng quý 100.000 cho tài b■n tiêu báu, li■u b■n, nh■ng ■ã hàng phong m■t l■■t tùy ■■ng ■■u quy■n cách truy thu■c phú, ky, c■a c■p ■a l■i b■n vào 123doc.net m■i d■ng, sau xác, vuingày, n■p lòng “■i■u nhanh giàu ti■n s■ ■■ng tr■ giá Kho■n chóng h■u thành tr■ nh■p 2.000.000 website ■■ng Th■a th■ email vi■n th■i Thu■n c■a thành mong tài v■ li■u viên mu■n S■ online ■■ng D■ng click t■o l■n ký, D■ch ■i■u vào nh■t l■t link ki■n V■” vào Vi■t 123doc top sau cho Nam, 200 ■ây cho ■ã cung các (sau g■iwebsite c■p users ■âynh■ng ■■■c cóph■ thêm tài bi■n g■i thu li■u t■t nh■t nh■p ■■c T■it■i khơng t■ng Chính Vi■tth■i th■ Nam, v■y ■i■m, tìm t■123doc.net th■y l■chúng tìm ki■m tơi th■ racóthu■c ■■i tr■■ng th■nh■m c■p top ngo■i 3nh■t ■áp Google tr■ ■KTTSDDV ■ng 123doc.net Nh■n nhu c■u ■■■c theo chiaquy■t danh s■ tài hi■u li■udo ch■t c■ng l■■ng ■■ng vàbình ki■mch■n ti■n online website ki■m tin online hiu qu v uy tớn nht Đỗ Văn Đạt Hệ thống điều khiển nhiệt độ LI M ĐẦU Hiện nay, ngành kỹ thuật điện tử công nghệ thông tin tiến không ngừng Chúng ngày phát triển đƣợc ứng dụng tất mặt đời sống Các thiết bị điện tử dùng Vi Điều Khiển đƣợc sử dụng rộng rãi khắp ứng dụng tự động Nó giúp cơng việc nhƣ giải trí Các Vi Điều Khiển ngày đại, tốc độ xử lý nhanh hơn, có ứng dụng rộng Một ứng dụng quan trọng Vi Điển Khiển dùng đo lƣờng điều khiển Nhờ loại cảm biến, ứng dụng đo lƣờng Vi Điều Khiển không giới hạn đại lƣợng điện mà cịn mở rộng tín hiệu điện Sử dụng Vi Điều Khiển thu thập đại lƣợng cần đo dễ dàng hơn, xử lý đại lƣợng đƣa đƣợc kết nhƣ mong muốn Với tầm quan trọng đo lƣờng Vi Điều Khiển nên, em nhận đề tài làm đồ án tốt nghiệp để nghiên cứu, hiểu biết thêm Vi Điều Khiển ứng dụng hay sống thƣờng ngày Trong trình làm đồ án tốt nghiệp, hạn chế thời gian, tài liệu trình độ có hạn nên khơng tránh khỏi có thiếu sót Em mong đƣợc đóng góp ý kiến thầy bạn để đồ án tốt nghiệp em đƣợc hoàn thiện Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô Khoa Điện-Điện tử, đặc biệt thầy Nguyễn Văn Dƣơng giúp đỡ em hồn thành tốt đồ án Hải phịng, tháng năm2009 Sinh viên thực ĐỖ VĂN ĐẠT Đỗ Văn Đạt Hệ thống điều khiển nhiệt độ Mc lục Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN 1.1 Bộ vi điều khiển 8051 1.2 Bộ vi điều khiển 8052 13 1.3 Bộ vi điều khiển 8031 13 Chƣơng 2:VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F877A 15 2.1 Tổng quan thiết bị 15 2.1.1 Hình dạng bố trí chân Pic16F877A 15 2.1.2 Đặc tính bật xử lý 15 2.1.3 Sơ đồ khối vi điều khiển Pic16F877A 16 2.2 Mô tả chân chức Pic16F877A 17 2.3 Tổ chức nhớ 19 2.3.1 Tổ chức nhớ chƣơng trình Flash 19 2.3.2 Tổ chức nhớ liệu RAM 21 2.3.3 Bộ nhớ liệu EEPROM 24 2.3.4 Đọc ghi vào nhớ liệu EEPROM .16 2.3.5 Đọc ghi chƣơng trình FLASH .26 2.4 Cổng vào 26 2.4.1 Cổng A ghi TRISA 27 Đỗ Văn Đạt Hệ thống điều khiển nhiệt độ 2.4.2 Cng B ghi TRISB 28 2.4.3 Cổng C ghi TRISC 29 2.4.4 Cổng D ghi TRISD 31 2.4.5 Cổng E ghi TRISE 31 2.5 Các Timer chip 33 2.5.1 Bộ Timer0 33 2.5.2 Bộ Timer1 36 2.5.3 Bộ Timer2 39 2.6 Bộ chuyển đổi tƣơng tự sang số 41 2.6.1 Bộ chuyển đổi tƣơng tự sang số 41 2.6.2 Lựa chọn tốc độ chuyển đổi 43 2.7 Các ngắt PIC16F877 44 2.8 So sánh với Vi Điều Khiển 8051 44 Chƣơng 3:THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ 45 3.1 Sơ đồ khối tổng quát 45 3.2 Khối cảm biến 46 3.3 Khối chuyển đổi tƣơng tự sang số 47 3.4 Khối điều khiển 52 3.5 Khối chuyển đổi số sang tƣơng tự 52 3.6 Khối điều khiển thyristor 54 3.6.1 Sơ đồ cấu trúc 54 Đỗ Văn Đạt Hệ thống điều khiển nhiệt ®é 3.6.2 Nguyên tắc điều khiển 55 3.6.3 Sơ đồ nguyên lý 56 3.7 Khối hiển thị LCD 57 3.7.1 Các chân chức 58 3.7.2 Sơ đồ khối HD44780 59 3.7.3 Tập lệnh LCD 63 3.8 Sơ đồ mạch hệ thống điều khiển nhiệt độ 69 3.9 Phần mềm điều khiển 70 3.9.1 Lƣu đồ thuật toán 70 3.9.2 Chƣơng trình 72 Kêt luân 77 Tài liệu tham khảo 78 Đỗ Văn Đạt Hệ thống điều khiển nhiệt ®é Chương TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN Có vi điều khiển bit Đó 6811 Motorola, 8051 Intel, z8 Xilog Pic 16 Microchip Technology Mỗi kiểu loại có tập lệnh ghi riêng nhất, chúng khơng tƣơng thích lẫn Cũng có vi điều khiển 16 bit 32 bit đƣợc sản xuất hãng sản xuất chíp khác Với tất vi điều khiển khác tiêu chuẩn để lựa chọn vi điều khiển là: *) Đáp ứng đƣợc nhu cầu tính tốn tốn cách hiệu mặt giá thành đầy đủ chức nhìn thấy đƣợc Trong phân tích nhu cầu dự án dựa vi điều khiển phải biết vi điều khiển bit, 16 bit hay 32 bit đáp ứng tơt nhu cầu tốn cách hiệu Nhứng tiêu chuẩn là: - Tốc độ: tốc độ lớn mà vi điều khiển hỗ trợ lạ - Kiểu đóng vỏ: Đóng vỏ kiểu DIP 40 chân hay QFP Đây yêu cầu quan trọng yêu cầu không gian, kiểu láp ráp tạo mẫu thử cho sản phẩm cuối - Công suất tiêu thụ: Điều đặc biệt khắt khe sản phẩm dùng pin, ắc quy - dung lƣợng nhớ Rom Ram chíp - Số chân vào định thời chíp - Khả dễ dàng nângh cấp cho hiệu suất cao giảm công suất tiêu thụ - Giá thành cho đơn vị: Điều quan trọng định giá thành sản phẩm mà vi iu khin c s dng Đỗ Văn Đạt Hệ thèng ®iỊu khiĨn nhiƯt ®é *) Cóp sẵn cơng cụ phát triển phần mềm nhƣ trình biên dịch, trình hợp ngữ gỡ rối *) Nguồn vi điều khiển có sẵn nhiều tin cậy Khả sẵn sàng đáp ứng số lƣợng tƣơng lai Hiện vi điều khiển bit họ 8051 có số lƣợng lớn nhà cung cấp đa dạng nhƣ Intel, Atmel, Philip… 1.1 Bộ vi điều khiển 8051 Vào năm 1981 hãng Intel giới thiệu số vi điều khiển đƣợc gọi 8051 Bộ vi điều khiển có 128 byte RAM, 4K byte ROM chíp, hai định thời, cổng nối tiếp cổng (đều rộng bit) vào tất đƣợc đặt chíp Lúc đƣợc coi „hệ thống chíp‟ 8051 xử lý bit có nghĩa CPU có thẻ làm việc với bit liệu thời điểm Dữ liệu lớn bit đƣợc chia thành liệu bit xử lý 8051 có tất cổng vào I/O cổng rộng bit (hình vẽ) Mặc dù 8051 có ROM chíp cực đại 64Kbyte, nhƣng nhà sản xuất lúc xuất xƣởng với 4Kbyte Rom chíp 8051 trở nên phổ biến sau Intel cho phép nhà sản xuất khác sản xuất bán dạng biến thể 8051 mà họ thích với điều kiện họ phải để lại mã tƣơng thích với 8051 Điều dẫn đến đời nhiều phiên 8051 với tốc độ khác dung lƣợng Rom chíp khác Điều quan trọng có nhiều biến thể khác 8051 tốc độ dung lƣợng nhớ ROM chíp nhƣng tất chúng tƣơng thích với 8051 ban đầu lệnh Điều có nghĩa ta viết chƣơng trình cho phiên chạy với phiên khác mà không phân biệt từ hãng sản xuất Bảng 1.1 Các đặc tính 8051 HƯ thèng điều khiển nhiệt độ Đỗ Văn Đạt c tớnh S lƣợng ROM chíp 4Kbyte RAM 128 byte Bộ định thời Các chân vào 32 Cổng nối tiếp Nguồn ngắt Bộ vi điều khiển 8051 thành viên họ 8051, hãng Intel ký hiệu MSC51 Bảng đặc tính họ 8051 EXTERNAL INTERRUPTS ETC ON - CHIP RAM TIMER TIMER COUNTER INPUTS INTERRU PT CONTROL CPU OSC BUS CONTRO L I/O PORTS SERIAL PORT P P P P ADDRESS/DA TA TXD RXD Hình 1.1 Bố trí bên 8051 Mơ tả chân 8051nhƣ hình 1.2 Các thành viên họ 8051( ví dụ 8751, 89C51, DS5000) có kiểu đóng vỏ khác nhau, chẳng hạn nhƣ hai hàng chân DIP dạng vỏ dẹp vuông QFP dạng chip khơng có chân đỡ LLC HƯ thèng ®iỊu khiĨn nhiệt độ Đỗ Văn Đạt thỡ chỳng u cú 40 chân cho chức khác nhƣ vào I/O, đọc RW , ghi WR , địa chỉ, liệu ngắt Cần lƣu ý số hãng cung cấp phiên 8051 có 20 chân với số cổng vào cho ứng dụng yêu cầu thấp Tuy nhiên, hầu hết nhà phát triển sử dụng chíp đóng vỏ 40 chân với hai hàng chân DIP nên ta tập chung mô tả phiên P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RST (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 36 8051 10 (8031) 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 40 39 38 37 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 Vcc P0.0 (AD0) P0.1 (AD1) P0.2 (AD2) P0.3 (AD3) P0.4 (AD4) P0.5 (AD5) P0.6 (AD6) P0.6 (AD6) EA/CPP ALE/PROG PSEN P2.7 (A15) P2.6 (A14) P2.5 (A13) P2.4(A12) P2.3 (A11) P2.2 (A10) P2.1 (A9) P2.0 (AB) Hình 1.2 Sơ đồ chân 8051 Từ hình 1.2 ta thấy 40 chân có 32 chân dùng cho cổng P0, P1, P2, P3 với cổng có chân Các chân lại dành cho nguồn Vcc, đất GND, chân dao động XTAL1 XTAL2, khởi động lại RST HƯ thèng ®iỊu khiĨn nhiƯt ®é Đỗ Văn Đạt cho phộp cht a ch ngoi EA , cho ngắt cất chƣơng trình PSEN Trong chân chân Vcc, GND, XTAL1, XTAL2, RST EA đƣợc họ 8031 8051 sử dụng Hay nói cách khác chúng phải đƣợc nối hệ thống làm việc mà không cần biết vi điều khiển thuộc họ 8051 hay 8031 Còn chân PSEN chân ALE đƣợc sử dụng hệ thống dựa 8031  Chân Vcc chân GND tƣơng ứng với chân số 40 chân số 20 cung cấp nguồn (+5V) nối mass  Chân XTAL1 (chân 19) XTAL2 (chân 18): 8051 có dao động chíp nhƣng u cầu có xung đồng hồ ngồi để chạy Bộ dao động thạch anh đƣợc nối với XTAL1 XTAL2 hai tụ điện có giá trị 30pF Một phía tụ đƣợc nối xuống đất nhƣ hình 1.3 Cần phải lƣu ý có nhiều tốc độ khác họ 8051 Tốc độ đƣợc coi nhƣ tần số cực đại giao động đƣợc nối tới chân XTAL Ta sử dụng nguồn tần số khác dao động thạch anh chẳng hạn nhƣ dao động TTL đƣợc nối tới chân XTAL1 cịn chân XTAL2 để hở nhƣ hình 1.4 C2 XTAL2 C1 XTAL1 30pF GND Hình 1.3 XTAL nối với 8051 NC EXTERRNAL OSCILLATAOR SIGNAL XTAL2 XTAL1 GND Hình 1.4 XTAL nối với dao đơng ngồi  Chân RST: Chân số chân tái lập RESET Nó chân đầu vào có mức tích cực cao Khi cấp xung cao tới chân vi điều 10 HƯ thèng ®iỊu khiĨn nhiƯt độ Đỗ Văn Đạt * Cỏc lnh ca LCD cú thể chia thành nhóm nhƣ sau: • Các lệnh kiểu hiển thị VD : Kiểu hiển thị (1 hàng / hàng), chiều dài liệu (8 bit / bit), … • Chỉ định địa RAM nội • Nhóm lệnh truyền liệu RAM nội • Các lệnh lại Bảng 4.3 Tập lệnh LCD Thời Tên lệnh Hoạt động gian chạy Mã lệnh: DBx = DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 DBx = Clear Display 0 0 0 Lệnh Clear Display (xóa hiển thị) ghi khoảng trống (mã hiển thị kí tự 20H) vào tất nhớ DDRAM, sau trả đếm địa AC=0, trả lại hiển thị gốc bị thay đổi, nghĩa là: Tắt hiển thị, trỏ dời góc trái (hàng đầu tiên), chế độ tăng AC Mã lệnh: DBx = DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 Return home DBx = 0 0 0 * 1.52 Lệnh Return home trả đếm địa AC 0, trả lại kiểu hiển thị ms gốc bị thay đổi Nội dung DDRAM không thay đổi Mã lệnh: DBx = DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 DBx = Entry mode set 0 0 [I/D] [S] I/D: Tăng (I/D=1) giảm (I/D=0) đếm địa hiển thị AC đơn vị có hành động ghi đọc vùng DDRAM Vị trí trỏ di chuyển theo tăng giảm S: Khi S=1 toàn nội dung hiển thị bị dịch sang phải (I/D=0) 65 HƯ thèng ®iỊu khiển nhiệt độ Đỗ Văn Đạt sang trỏi (I/D=1) mi có hành động ghi vùng DDRAM Khi S=0: khơng dịch nội dung hiển thị Nội dung hiển thị không dịch 37µs đọc DDRAM đọc/ghi vùng CGRAM Hình 3.7 Hoạt động dịch trái dịch phải nội dung hiển thị Mã lệnh: DBx = DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 DBx = 0 0 [D] [C] [B] D: Hiển thị hình D=1 ngƣợc lại Khi tắt hiển thị, nội Display on/off control dung DDRAM không thay đổi C: Hiển thị trỏ C=1 ngƣợc lại Vị trí hình dạng trỏ, xem hình 3.8 B: Nhấp nháy kí tự vị trí trỏ B=1 ngƣợc lại Xem thêm hình kiểu nhấp nháy Chu kì nhấp nháy khoảng 409,6ms mạch dao động ni LCD l 250kHz 37às 66 Hệ thống điều khiển nhiệt độ Đỗ Văn Đạt Hỡnh 3.8 Kiu con, kiu kí tự nhấp nháy kí tự Mã lệnh: DBx = DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 DBx = 0 [S/C] [R/L] * * or Lệnh Cursor or display shift dịch chuyển trỏ hay liệu hiển thị sang trái mà không cần hành động ghi/đọc liệu Khi hiển thị kiểu dòng, trỏ nhảy xuống dòng dƣới dịch qua vị trí thứ 40 hàng Dữ liệu hàng đầu hàng dịch display lúc Chi tiết sử dụng xem bảng sau: Cursor shift 37µs Mã lệnh: DBx = DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 DBx = Function set 0 [DL] [N] [F] * * DL: Khi DL=1, LCD giao tiếp với MPU giao thức bit (từ bit DB7 đến DB0) Ngƣợc lại, giao thức giao tiếp bit (từ bit DB7 đến bit DB0) Khi chọn giao thức bit, liệu đƣợc truyền/nhận lần liên tiếp với bit cao gửi/nhận trƣớc, bit thấp gởi/nhận sau N: Thiết lập số hàng hiển thị Khi N=0: hin th hng, N=1: hin 67 Đỗ Văn Đạt Hệ thống điều khiển nhiệt độ th hng F: Thiết lập kiểu kí tự Khi F=0: kiểu kí tự 5x8 điểm ảnh, F=1: kiểu kí tự 5x10 điểm nh 37às * Chỳ ý: ã Ch thc hin thay đổi Function set đầu chƣơng trình Và sau đƣợc thực thi lần, lệnh thay đổi Function set không đƣợc LCD chấp nhận ngoại trừ thiết lập chuyển đổi giao thức giao tiếp • Khơng thể hiển thị kiểu kí tự 5x10 điểm ảnh kiểu hiển thị hàng Mã lệnh: DBx = DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 Set DBx= [ACG][ACG][ACG][ACG][ACG][ACG] CGRAM Lệnh ghi vào AC địa CGRAM Kí hiệu [ACG] bit address chuỗi liệu bit Ngay sau lệnh lệnh đọc/ghi liệu từ 37µs CGRAM địa đƣợc định Mã lệnh: DBx = DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 DBx = [AD] [AD] [AD] [AD] [AD] [AD] [AD] Set DDRAM address Lệnh ghi vào AC địa DDRAM, dùng cần thiết lập tọa độ hiển thị mong muốn Ngay sau lệnh lệnh đọc/ghi liệu từ DDRAM địa đƣợc định Khi chế độ hiển thị hàng, địa từ 00H đến 4FH Khi chế độ hiển thị 37µs hàng, địa từ 00h đến 27H cho hàng thứ nhất, từ 40h đến 67h cho hàng thứ Mã lệnh: DBx = DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 DBx= [BF] [AC] [AC] [AC] [AC] [AC] [AC] [AC] (RS=0, R/W=1) Read BF Nhƣ đề cập trƣớc đây, cờ BF bật, LCD làm việc lệnh and (nếu có) bị bỏ qua cờ BF chƣa mức thấp Cho address nên, lập trình điều khiển, bạn phải kiểm tra cờ BF trƣớc ghi liệu vào LCD Khi đọc cờ BF, giá trị AC đƣợc xuất 0µs bit [AC] Nó địa CG hay DDRAM tùy thuộc vào lệnh trƣớc 68 HƯ thống điều khiển nhiệt độ Đỗ Văn Đạt Mó lnh: DBx = DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 DBx = [Write data] (RS=1, R/W=0) Write Khi thiết lập RS=1, R/W=0, liệu cần ghi đƣợc đƣa vào chân ata to DBx từ mạch đƣợc LCD chuyển vào LCD địa CG or đƣợc xác định từ lệnh ghi địa trƣớc (lệnh ghi địa DDRAM xác định vùng RAM cần ghi) Sau ghi, đếm địa AC tự động tăng/giảm tùy theo thiết lập Entry mode Lƣu ý thời gian cập nhật AC khơng tính vào thời gian thực thi lệnh 37µs tAD D 4µs Mã lệnh: DBx = DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 DBx = [Read data] (RS=1, R/W=1) Read data 37µs Khi thiết lập RS=1, R/W=1,dữ liệu từ CG/DDRAM đƣợc chuyển MPU thông qua chân DBx (địa vùng RAM đƣợc xác tAD or định lệnh ghi địa trƣớc đó) Sau đọc, AC tự động D DDRAM tăng/giảm tùy theo thiết lập Entry mode, nhiên nội dung hiển 4µs thị khơng bị dịch bất chấp chế độ Entry mode from CG 3.8 Sơ đồ mạch hệ thống điều khiển nhiệt độ 5V 15V a LCD 5v BAX b 10 11 12 13 14 V+ DIODE c R12 D2 ADJ R1 R7 DAC0808 10 11 12 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 VREF+ VREF- 14 15 R3 U1 U2 19 20 21 22 27 28 29 30 IOUT COMP VEE 16 3 R8 C5 R14 Q2 11 C3 R2 Q3 -15v R10 C6 Q1 +12v R9 C4 R4 U3 D1 D4 11 TR1 RV1 11 R11 R5 U4 C8 4 R6 V3 a b c RD0/PSP0 RD1/PSP1 RD2/PSP2 RD3/PSP3 RD4/PSP4 RD5/PSP5 RD6/PSP6 RD7/PSP7 15 16 17 18 23 24 25 26 B2 b3 B4 B5 B6 B7 11 10 RA0/AN0 RA1/AN1 RA2/AN2/VREFRA3/AN3/VREF+ RA4/T0CKI RA5/AN4/SS RC0/T1OSO/T1CKI RC1/T1OSI/CCP2 RE0/AN5/RD RC2/CCP1 RE1/AN6/WR RC3/SCK/SCL RE2/AN7/CS RC4/SDI/SDA RC5/SDO RC6/TX/CK RC7/RX/DT PIC16F877A 33 34 35 36 37 38 39 40 b4 b5 b6 b7 lm C1 RB0/INT RB1 RB2 RB3/PGM RB4 RB5 RB6/PGC RB7/PGD b3 X1 OSC1/CLKIN OSC2/CLKOUT MCLR/Vpp/THV b2 13 14 C7 U6 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 RS RW E VSS VDD VEE THYRISTOR C2 Hình 4.15 Sơ đồ chi tiết mạch điều khiển nhiệt độ 69 LM335 lm Hệ thống điều khiển nhiệt độ Đỗ Văn Đạt - Đo nhiệt độ đối tƣợng thông qua sensor nhiệt LM335 LM335 sensor đo nhiệt độ với đầu 10mV/0K, để đo độ C ta cần có cơng thức chuyển đổi giá trị từ độ K sang độ C Vì ta dùng ADC PIC 10 bit nên giá trị số lớn 1023 Vref=Vcc, giả thiết VCC=5V nên 0oC hay 273oK đầu LM335 có giá trị 2.73V Nhƣ muốn tính tốn độ C ta cần phải trừ mức điện áp 2.73V Ví dụ: Nhiệt độ 30oC = 303oK, mức điện áp tƣơng ứng out = 303 x 10mV/oK =3.03V Ta tính tốn giá trị đọc đƣợc từ ADC - Với ADC 10 bit ( V_in điện áp đƣa vào chân ADC PIC ): V_in = 5V => ADC_value = 1023 V_in = 2.73V => ADC_value = (1023/5)x2.73=558.6 ( tƣơng ứng 00) mặt khác V_ref = VCC = 5V nên ADC_value = tƣơng ứng với 5/1023=4.9mV 5mV Trong LM335 cho điện áp 10mV/1 oK nên để giá trị ADC thay đổi đơn vị nhiệt độ phải thay đổi 0.5oK (hay gần 5mV) Từ ta có cơng thức đầy đủ sau để tính giá trị oC: T 0C ADC _ value 558.6 5V 1023x10mV (4.6) Vậy ta có cơng thức rút gọn là: T 0C ADC _ value 558.6 2.046 (4.7) 3.9 Phần mềm điều khiển 3.9.1 Lưu đồ thut toỏn 70 Hệ thống điều khiển nhiệt độ Đỗ Văn Đạt BEGIN Khai bỏo:i,j,Tdk, T,value,low,hight Khai bỏo LCD, DAC Nhập Tdk Đọc từ DAC (value) Hiển thị T = (value-139.25)/0.512 S Tdk#T Đ Tdk