Ngày nay lĩnh vực điều khiển đã được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị, sản phẩm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt hằng ngày của con người như máy giặt, đồng hồ điện tử, ti vi ... nhằm giúp cho đời sống ngày càng hiện đại và tiện lợi hơn. Đề tài ứng dụng vi điều khiển trong đời sống thực tế rất phong phú và đa dạng nhằm đáp ứng cho cuộc sống tiện nghi của con người.Với mục đích tìm hiểu và đáp ứng những yêu cầu trên chúng em đã lựa chọn một đề tài có tính ứng dụng trong thực tế, nhưng không quá xa lạ đối với mọi người, đó là: “ Thiết kế mạch đo và hiển thị nhiệt độ
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Điện – Điện Tử Mục Lục LỜI MỞ ĐẦU Việt Nam ta ngày phát triển giàu mạnh Một thay đổi đáng kể Việt Nam gia nhập WTO ,một bước ngoặt quan trọng thay đổi đất nước,để - người Việt có hội nắm bắt nhiều thành tựu vĩ đại giới, đặc biệt lĩnh vực khoa học kĩ thuật nói chung ngành Điện Tử nói riêng Thế hệ trẻ khơng tự phấn đấu học hỏi khơng ngừng sớm lạc hậu nhanh chóng thụt lùi Nhìn điều Trường “Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên” sớm chủ trương hình thức đào tạo sâu rộng, từ thấp đến cao Để tăng chất lượng học tập sinh viên nhà trường nói chung khoa Điện - Điện Tử nói riêng tổ chức cho sinh viên làm Đồ Án Môn Học nhằm tạo nên tảng vững cho sinh viên trường, đáp ứng nhu cầu tuyển dụng việc làm Ngày lĩnh vực điều khiển ứng dụng rộng rãi thiết bị, sản phẩm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt ngày người máy giặt, đồng hồ điện tử, ti vi nhằm giúp cho đời sống ngày đại tiện lợi Đề tài ứng dụng vi điều khiển đời sống thực tế phong phú đa dạng nhằm đáp ứng cho sống tiện nghi người.Với mục đích tìm hiểu đáp ứng yêu cầu chúng em lựa chọn đề tài có tính ứng dụng thực tế, không xa lạ người, là: “ Thiết kế mạch đo hiển thị nhiệt độ “ Trang GVHD: Nguyễn Thị Luyến Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Điện – Điện Tử Trang GVHD: Nguyễn Thị Luyến Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Điện – Điện Tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC Tên đề tài: “Thiết kế mạch đo hiển thị nhiệt độ ” Nhóm sinh viên thực hiện: Khố học: 2012 – 2016 Lớp : Đ_ĐTK10.1 Ngành đào tạo: Tự Động Hoá - Số liệu cho trước: - Các tài liệu chuyên môn - Nội dung cần hồn thành: Thiết kế, tính tốn chế tạo mạch điện đo nhiệt độ sau hiển thị LCD Sản phẩm đề tài phải đảm bảo kỹ thuật, mỹ thuật Quyển thuyết minh GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: Nguyễn Thị Luyến DĐ : Email: Ngày giao đề: Ngày hoàn thành Chương 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Giới thiệu chung mạch 1.1.1: Chức của mạch: “ Mạch đo hiển thị nhiệt độ “ có chức sau: Đo nhiệt độ Hiển thị nhiệt độ hình LCD Trang GVHD: Nguyễn Thị Luyến Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Điện – Điện Tử 1.1.2: Các thành phần chính của “ mạch đo hiển thị nhiệt độ “ 1: LCD 16x2_R2 2: Cảm biến nhiệt LM35 3: Vi điều khiển AT89C51 4: Các nút nhấn,điện trở,tụ điện,tranzitor,thyzitor… 1.1.3: Yêu cầu thiết kế: Mạch hoạt động chức đề tài Mạch hoạt động có độ ổn định xác cao Thiết kế gọn nhe Giá thành phù hợp 1.2 Giới thiệu các linh kiện mạch 1.2.1 Giới thiệu LCD 16TC2A Trong năm gần đây, hình tinh thể lỏng LCD (Liquid Crystal Display) ngày sử dụng rộng rãi dần thay đèn LED (7 đoạn nhiều đoạn) Đó ngun nhân sau: Màn hình LCD có giá thành hạ Khả hiển thị số, ký tự đồ hoạ tốt nhiều so với đèn LED (đèn LED hiển thị số số ký tự) Sử dụng thêm điều khiển tương phản LCD giải phóng CPU khỏi cơng việc Cịn đèn LED ln cần CPU ( cách đó) để trì việc hiển thị liệu - Dễ dàng lập trình ký tự đồ hoạ Chức nhiệm vụ chân Trang GVHD: Nguyễn Thị Luyến Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Điện – Điện Tử Hình 1.2.1: Sơ đồ chân LCD 16TC2A Trang GVHD: Nguyễn Thị Luyến Trường ĐHSPKT HưngChức Yên chân STT chân Kí hiệu Khoa Điện – Điện Tử Vss Chân nối đất cho LCD, thiết kế mạch ta nối chân với GND mạch điều khiển Vdd Chân cấp nguồn cho LCD, thiết kế mạch ta nối chân với VCC=5V mạch điều khiển Vee RS Lựa chọn độ tương phản hình Chân chọn ghi (Register select) Nối chân RS với logic “0” (GND) logic “1” (VCC) để chọn ghi + Logic “0”: Bus DB0-DB7 nối với ghi lệnh IR LCD (ở chế độ “ghi” - write) nối với đếm địa LCD (ở chế độ “đọc” - read) + Logic “1”: Bus DB0-DB7 nối với ghi liệu DR bên LCD R/w Chân chọn chế độ đọc/ghi (Read/Write) Nối chân R/W với logic “0” để LCD hoạt động ở chế độ ghi, nối với logic “1” để LCD ở chế độ đọc E Chân cho phép (Enable) Sau tín hiệu đặt lên bus DB0-DB7, lệnh chấp nhận có xung cho phép chân E + Ở chế độ ghi: Dữ liệu ở bus LCD chuyển vào(chấp nhận) ghi bên phát xung (high-to-low transition) tín hiệu chân E + Ở chế độ đọc: Dữ liệu LCD xuất DB0DB7 phát cạnh lên (low-to-high transition) ở chân E LCD giữ ở bus đến chân E xuống mức thấp D0 Trang Tám đường bus liệu dùng để trao đổi thông tin với MPU Có c 8GVHD: Nguyễn D1 Thị Luyến độ sử dụng đường bus + Chế độ bit : Dữ liệu truyền đường, với bit MSB bit Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Điện – Điện Tử Bảng 1.2.1: Chức nhiệm vụ chân LCD Bảng 1.2.2.Giá trị điện áp LCD Kí hiệu Điện áp vào Vdd Điều kiện Giá trị chuẩn Min Typ Max Vdd = +5v 4,7 5,3 Vdd= +3v 2,7 5,3 Đơn vị - V Dòng cung cấp Idd Vdd= 5V - 1,2 - mA thời -200C - - 00C 4.2 4.8 5.1 250C 3,8 4,2 4,6 bình 500C 3,6 4,0 4,4 thường 700C - - - 4,2 4,6 Điện áp ở Vdd Vo nhiệt độ V Điện áp led VF 250C - V hình LCD Trang GVHD: Nguyễn Thị Luyến Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Điện – Điện Tử Để hiển thị chữ số, mã ASCII chữ từ A đến Z, a đến z số từ - gửi đến chân bật RS = Cũng có mã lệnh gửi đến LCD để xố hình đưa trỏ đầu dòng nhấp nháy trỏ Bảng 12.2 liệt kê mã lệnh Cũng sử dụng RS = để kiểm tra bít cờ bận xem LCD sẵn sàng nhận thông tin chưa - Khi R/W = RS = cờ bận D7 thực chức sau: Nếu D7 = (cờ bận 1) có nghĩa LCD bận công việc bên không nhận thơng tin nào, cịn D7 = LCD sẵn sàng nhận thơng tin Trong trường hợp cần kiểm tra cờ bận trước ghi liệu lên LCD - Gửi có trễ lệnh liệu đến LCD Để gửi lệnh đến LCD, cần đưa chân RS = 0, cịn để gửi liệu bật RS=1.Sau đó, gửi sườn xung cao xuống thấp đến chân E phép chốt liệu LCD 1.2.2 Gới thiệu AT89C51 IC 89C51 họ IC vi điều khiển hãng Intel Mỹ sản xuất Chúng có đặc điểm chung sau: - KB EPROM bên - 128 Byte RAM nội - Port xuất /nhập I/O bit - Giao tiếp nối tiếp - 64 KB vùng nhớ mã - 64 KB vùng nhớ liệu ngoại - Xử lí Boolean (hoạt động bit đơn) - 210 vị trí nhớ định vị bit - g.s cho hoạt động nhân chia * Chức chân 89C51: Trang GVHD: Nguyễn Thị Luyến Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Điện – Điện Tử Hình 1.2.2: Sơ đồ chân 89C51 - 8951 có tất 40 chân có chức đường xuất nhập Trong có 24 chân có tác dụng kép (có nghĩa chân có chức năng), đường hoạt động đường xuất nhập đường điều khiển thành phần bus liệu bus địa * Các Port: - Port port có chức ở chân 32 - 39 8951 Trong thiết kế cỡ nhỏ khơng dùng nhớ mở rộng có chức đường IO Đối với thiết kế cỡ lớn có nhớ mở rộng, kết hợp bus địa bus liệu - Port 1:- Port port IO chân 1-8 Các chân ký hiệu P1.0, P1.1, P1.2, dùng cho giao tiếp với thiết bị ngồi cần Port khơng có chức khác, chúng dùng cho giao tiếp với thiết bị bên Trang GVHD: Nguyễn Thị Luyến Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Điện – Điện Tử - Port port có tác dụng kép chân 21 - 28 dùng đường xuất nhập byte cao bus địa thiết bị dùng nhớ mở rộng - Port Cổng P3 chiếm tổng cộng chân từ chân 10 đến chân 17 Nó sử dụng đầu vào đầu Cống P3 không cần điện trở kéo P1 P2 Mặc dù cổng P3 cấu cống đầu Reset, cách sử dụng phổ biến Cống P3 bổ sung chức quan trọng, đặc biệt Bảng cung cấp chức khác cống P3 Thông tin áp dụng cho 8051 8031: Bít cống P3 Chức chân số P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 Nhận liệu (RXD) Phát liệu (TXD) Ngắt 0(INT0) Ngắt 1(INT1) Bộ định thời (TO) Bộ định thời (T1) Ghi (WR) Đọc (RD) 10 11 12 13 14 15 16 17 Bảng 1.2.3: Các chức khác cống P3 Các bit P3.0 P3.1 cung cấp tín hiệu nhận phát liệu truyền thông liệu nối tiếp Các bit P3.2 P3.3 dành cho ngắt Bit P3.4 P3.5 dùng cho định thời Cuối bit P3.6 P3.7 để ghi đọc nhớ nối tới hệ thống 8031 Tổ chức nhớ Tải FULL (25 trang): https://bit.ly/3ArfJ0M Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net Các vi điều khiển thuộc họ 8051 tổ chức thành khơng gian chương trình liệu Kiến trúc vi xử lý bit 8051 cho phép truy nhập tính tốn nhanh không gian liệu nhờ việc phân chia khơng gian nhớ chương trình liệu Tuy nhiên nhớ truy nhập bởi hệ thống 16 bit địa thực nhờ ghi trỏ Trang 10 GVHD: Nguyễn Thị Luyến Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Điện – Điện Tử Bộ nhớ chương trình (ROM, EPROM) nhớ đọc, mở rộng tối đa 64Kbyte Với họ vi điều khiển 89xx, nhớ chương trình tích hợp sẵn chip có kích thước nhỏ 4kByte Với vi điều khiển khơng tích hợp sẵn nhớ chương trình chip, buộc phải thiết kế nhớ chương trình bên ngồi Ví dụ sử dụng EPROM: 2764 (64Kbyte), chân PSEN phải ở mức tích cực (5V) Hình 1.2.3: Cấu trúc vi điều khiển 89C51 Bộ nhớ liệu (RAM) tồn độc lập so với nhớ chương trình Họ vi điều khiển 8051 có nhớ liệu tích hợp chip nhỏ 128byte mở rộng với nhớ liệu lên tới 64kByte Với vi điều khiển khơng tích hợp ROM chip có RAM chip 128byte Khi sử dụng RAM ngoài, CPU đọc ghi liệu nhờ tín hiệu chân RD WR Khi sử dụng nhớ chương trình nhớ liệu bên ngồi buộc phải kết hợp chân RD PSEN bởi cổng logic AND để phân biệt tín hiệu truy xuất liệu ROM hay RAM ngồi * Các ngõ tín hiệu điều khiển : * Ngõ tín hiệu PSEN (Program store enable): PSEN tín hiệu ngõ ở chân 29 có tác dụng cho phép đọc nhớ chương trình mở rộng thường nói đến chân 0E\ (output enable) Eprom cho phép đọc byte mã lệnh 3476804 GVHD: Nguyễn Thị Luyến Trang 11 ... Nguyễn Thị Luyến DĐ : Email: Ngày giao đề: Ngày hoàn thành Chương 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Giới thiệu chung mạch 1.1.1: Chức của mạch: “ Mạch đo hiển thị nhiệt độ “ có chức sau: Đo nhiệt độ Hiển thị. .. thị nhiệt độ hình LCD Trang GVHD: Nguyễn Thị Luyến Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa Điện – Điện Tử 1.1.2: Các thành phần chính của “ mạch đo hiển thị nhiệt độ “ 1: LCD 16x2_R2 2: Cảm biến nhiệt. .. Đ_ĐTK10.1 Ngành đào tạo: Tự Động Hoá - Số liệu cho trước: - Các tài liệu chuyên mơn - Nội dung cần hồn thành: Thiết kế, tính toán chế tạo mạch điện đo nhiệt độ sau hiển thị LCD Sản phẩm đề tài phải