1. Yêu cầu nội dung.
Thiết kế hệ thu thập số liệu đo từ LOADCELL và hiển thị lên màn hình LCD.
Thông số kỹ thuật chính: Độ nhạy : 2 mV/V ± 5% Khoảng đo : 0-200 Kg a. Sơ đồ khối hệ thống đo.
49 2. PIC16F877A
57 3. Khối nguồn
58 4. Khối khuyếch đại (sử dụng INA125)
59 5. Khối hiển thị LCD.
65 6. Thiết kế bàn cân
Tính toán khối lƣợng bàn cân cho phù hợp với nhu cầu sử dụng. (sau đó tính toán lại hoặc hiệu chỉnh lại bài toán tính toán đúng, để trừ khối lƣợng bàn cân)
Lắp đặt sao cho tổng khối lƣợng dồn vào một điểm, trọng lực , lực hƣớng tâm.(chiều dài, chiều rộng, bề dài và mặt tiếp xúc cần sần sùi để không bị trơn trƣợt)
Kết nối với loadcell phải chắc chắn và dễ dàng di chuyển .( bằng các mối hàn hoặc vít ốc)
66 7. Sơ đồ thuật toán.
68 8. Chƣơng trình C
a. MAIN.C
//CHUONG TRINH DOC VA HIEN THI LOADCELL LEN LCD(16x2) //COPYRIGHT BY HOÀNG DAI
#include<16F877A.H>//cau hinh con pic su dung
#device *=16 adc=10//ta chon do phan giai adc mac dinh la 10 bit #include<math.h>//chen thu vien chua cac ham se duoc su dung
#include<lcd.h>//thu vien chua cac ham de giao tiep va tuong tac voi lcd //cau hinh dao dong thach anh 4M
#fuses HS,NOWDT,NOPROTECT,NOLVP #use delay(clock=4M)
/****************************************************************/ //khai bao bien toan cuc
/****************************************************************/ //khai bao cac ham chuong trinh con se duoc su dung
void _Delay(char time);//ham tao thoi gian tre void _Init_ADC(void);//ham khoi tao bo adc void _Init_lcd(void);//ham khoi tao lcd
/****************************************************************/ /****************************************************************/ //chuong trinh chinh
69 {
//khai bao bien cuc bo unsigned int8 raw; float value_adc;
_Init_ADC();//khoi tao bo doc adc _Init_lcd();//khoi tao lcd
while(1)//xay dung vong lap vo han {
raw=READ_ADC();//doc gia tri adc va dua vao bien raw
value_adc=(float)raw*0.488;//day la gia tri chuyen doi tu adc sang gia tri loadcell
/*TH1: ta chon do phan giai cho adc la 8 bit thi ta co 5v ---> 2^12=256
x(v) value_adc => x=(5/256)*value_adc
ma theo trong datasheet cua lm35 quy uoc cu 10mv ---> 1(C)
=> (5/256)*value_adc y(c)
=> y= (5/(256*0.01))*value_adc ~~1.95 TH2: Ta chon do phan giai adc la 10 bit thi ta co 5v ---> 2^10=1024
x(v) value_adc
70
ma theo trong datasheet cua lm35 quy uoc cu 10mv ---> 1(C)
=> (5/1024)*value_adc y(c)
=> y= (5/(1024*0.01))*value_adc ~~0.448 */
lcd_gotoxy(1,1);//dinh vi tri hien thi ki tu len lcd (cot 1 , hang 1) //lcd_gotoxy(y,x)
printf(lcd_putc,"Temp=%3.1f(kg)",value_adc);//hien thi gia tri nhieu kg len lcd
} }
/****************************************************************/ /****************************************************************/ void _Delay(char time)
{
char i;
for(i=0;i<time;i++)//xay dung vong lap for {
delay_ms(100);//tao tre 0.1s }
}
71 {
SETUP_ADC(ADC_CLOCK_INTERNAL);//cai dat xung lay mau la 2-6us SETUP_ADC_PORTS(AN0);//cai dat kenh lay mau
SET_ADC_CHANNEL(0);//chon kenh lay mau }
void _Init_lcd(void) {
lcd_init();//khoi tao lcd
lcd_putc('\f');//xoa trang man hinh lcd }
b. LCD.h
#define _lcd_h_ #include <math.h>
#use delay(clock=4000000)
void lcd_init(void); // Ham dung de khoi dong C.LCD.
byte lcd_read_byte(void); // Ham xu ly doc thong tin (dang 8 bit) tu thong tin dang 4 bit tu C.LCD.
byte lcd_read_nibble(void); // Ham doc thong tin (dang 4 bit / nibble) tu C.LCD.
void lcd_send_byte(byte address, byte n); // Ham gui thong tin (byte) toi C.LCD tai dia chi (address).
72
void lcd_send_nibble(byte n); // Ham gui thong tin (dang 4 bit / nibble) sang C.LCD.
void lcd_gotoxy(byte x, byte y); // Ham thiet lap vi tri ghi tren C.LCD.
char lcd_getc(byte x, byte y); // Ham tra ve ky tu tai vi tri (x,y) tren C.LCD. void lcd_putc(char c); // Ham se hien thi ky tu c tai vi tri ke tiep tren C.LCD.
// Khai bao bien.
// Dinh nghia cac thong so.
#define LCD_RS_PIN PIN_D1 // Cach ket noi cac chan LCD voi cac chan vi dieu khien.
#define LCD_RW_PIN PIN_D2 #define LCD_ENABLE_PIN PIN_D3 #define LCD_DATA4 PIN_D4 #define LCD_DATA5 PIN_D5 #define LCD_DATA6 PIN_D6 #define LCD_DATA7 PIN_D7 /*
#define LCD_RS_PIN PIN_C5 // Cac ket noi C.LCD voi vi dieu khien. #define LCD_RW_PIN PIN_C6
#define LCD_ENABLE_PIN PIN_C7 #define LCD_DATA4 PIN_D4 #define LCD_DATA5 PIN_D5 #define LCD_DATA6 PIN_D6 #define LCD_DATA7 PIN_D7
73 */
/*
#define LCD_RS_PIN PIN_D1 // Cac ket noi C.LCD voi vi dieu khien. #define LCD_RW_PIN PIN_D2
#define LCD_ENABLE_PIN PIN_D3 #define LCD_DATA4 PIN_D4 #define LCD_DATA5 PIN_D5 #define LCD_DATA6 PIN_D6 #define LCD_DATA7 PIN_D7 */
#define lcd_output_enable(x) output_bit(LCD_ENABLE_PIN, x) // Lenh dieu khien chan LCD_ENABLE_PIN.
#define lcd_enable_tris() output_drive(LCD_ENABLE_PIN)
#define lcd_output_rs(x) output_bit(LCD_RS_PIN, x) // Lenh dieu khien chan LCD_RS_PIN.
#define lcd_rs_tris() output_drive(LCD_RS_PIN)
#define lcd_output_rw(x) output_bit(LCD_RW_PIN, x) // Lenh dieu khien chan LCD_RW_PIN
#define lcd_rw_tris() output_drive(LCD_RW_PIN)
#define lcd_line_one 0x00 // Dia chi RAM C.LCD cho hang thu 1. #define lcd_line_two 0x40 // Dia chi RAM C.LCD cho hang thu 2.
74 #define lcd_line_three 0x14
#define lcd_line_four 0x54
#define LCD_TYPE 0x02 // Thong tin cau hinh C.LCD: 0x00=5x7, 0x01=5x10, 0x02=2 lines
// Dinh nghia cac hang so.
byte const LCD_INIT_STRING[4] = {0x28 | (LCD_TYPE << 2), 0x0C, 0x01, 0x06};
// Cac byte nay can thiet de gui toi C.LCD, dung de khoi dong cau hinh hoat dong cho C.LCD.
// Byte 1: 0x20 | (LCD_TYPE << 2) - So bit du lieu giao tiep (DL), so dong hien thi (N), kieu ky tu (F).
// 0 0 1 DL N F x x (DL: Data Length, N: Number Line, F: Font). // Truong hop 1: 0x20 - 4 bit / 1 dong / 5 x 7.
// Truong hop 2: 0x24 - 4 bit / 1 dong / 5 x 10. // Truong hop 3: 0x28 - 4 bit / 2 dong / 5 x 7.
// Byte 2: 0x0C - Dieu khien hien thi (Bat hien thi, tat con tro, tat nhap nhay con tro).
// 0 0 0 0 1 D C B (D: Display, C: Cursor, B: Blink). // Byte 3: 0x01 - Xoa hien thi va tra con tro ve dau dong.
// Byte 4: 0x06 - Dat che do dau vao (Che do tang dia chi, tat dich chuyen hien thi).
// 0 0 0 0 0 1 I/D S (I/D: Increment/Decrement, S: Shift). // Byte 5: .... - Doi con tro / hien thi.
75
// *************************************************** void lcd_init(void) // Ham dung de khoi dong C.LCD.
{
// Khai bao bien. byte i;
// Dinh nghia ham.
output_drive(LCD_DATA4); // Thiet lap chan port (Data) o che do ngo ra. output_drive(LCD_DATA5);
output_drive(LCD_DATA6); output_drive(LCD_DATA7);
lcd_enable_tris(); // Thiet lap chan port (Control: EN, RS, RW) o che do ngo ra.
lcd_rs_tris(); lcd_rw_tris();
lcd_output_rs(0); // RS = 0 - Databus = Bus lenh.
lcd_output_rw(0); // RW = 0 - Ghi thong tin vao C.LCD. lcd_output_enable(0); // EN = 0 - Cam truy xuat C.LCD.
delay_ms(15); // Tao thoi gian tre 15ms (Thoi gian de LCD tu reset khi moi duoc cap nguon).
76
for(i=1;i<=3;i++) // Doan lenh khoi dong C.LCD o che do 8 bit duoc thuc hien 3 lan lien tiep
{ // tai thoi diem ban dau (de dam bao cho C.LCD hoat dong on dinh trong
lcd_send_nibble(0x03); // truong hop khi cung cap nguon cho C.LCD ma dien ap nguon tang len cham).
delay_ms(5); // RS = 0, RW = 0, D7 - D4 = 0011 (0x03) -> DL = 1 (8 bit). } // Do co BF (Busy Flag) chua kiem tra duoc trong thoi diem nay, nen phai
// thuc hien 3 lan (xem luu do khoi dong C.LCD cua nha san xuat).
lcd_send_nibble(0x02); // Doan lenh khoi dong C.LCD o che do 4 bit. Tu luc nay thi 4 bit cao duoc ghi
// ra truoc tien, sau do la 4 bit thap.
// RS = 0, RW = 0, D7 - D4 = 0010 (0x02) -> DL = 0 (4 bit). // Co BF (Busy Flag) co the bat dau kiem tra duoc tu luc nay.
for(i=0;i<=3;i++)
lcd_send_byte(0,LCD_INIT_STRING[i]); // Goi ham truyen thong tin (lenh) sang C.LCD.
} // Lenh: Thiet lap cau hinh hoat dong cho C.LCD.
77
byte lcd_read_byte(void) // Ham xu ly doc thong tin (dang 8 bit) tu thong tin dang 4 bit tu C.LCD.
{
// Khai bao bien. byte low,high; // Dinh nghia ham.
output_float(LCD_DATA4); // Thiet lap chan port o che do ngo vao. output_float(LCD_DATA5);
output_float(LCD_DATA6); output_float(LCD_DATA7);
lcd_output_rw(1); // RW = 1 - Doc thong tin tu C.LCD. // Tien hanh doc 4 bit cao cua thong tin tu C.LCD. delay_cycles(1); // Tao tre 1 chu ky (t=1us voi fosc=4MHz). lcd_output_enable(1); // EN = 1 - Cho phep truy xuat C.LCD. delay_cycles(1); // Tao tre 1 chu ky (t=1us voi fosc=4MHz). high = lcd_read_nibble(); // Cat tam 4 bit du lieu (4 bit cao). lcd_output_enable(0); // EN = 0 - Cam truy xuat C.LCD. // Tien hanh doc 4 bit thap cua thong tin tu C.LCD. delay_cycles(1); // Tao tre 1 chu ky (t=1us voi fosc=4MHz). lcd_output_enable(1); // EN = 1 - Cho phep truy xuat C.LCD. delay_cycles(1); // Tao tre 1 chu ky (t=1us voi fosc=4MHz). low = lcd_read_nibble(); // Cat tam 4 bit du lieu (4 bit thap).
78
lcd_output_enable(0); // EN = 0 - Cam truy xuat C.LCD.
output_drive(LCD_DATA4); // Thiet lap chan port o che do ngo ra. output_drive(LCD_DATA5);
output_drive(LCD_DATA6); output_drive(LCD_DATA7);
return((high<<4) | low); // Tra ve ket qua du lieu (dang 8 bit). }
// ***************************************************
byte lcd_read_nibble(void) // Ham doc thong tin (dang 4 bit / nibble) tu C.LCD. {
// Khai bao bien.
byte n = 0x00; // Mac dinh gia tri ban dau cho noi chua se thong tin. // Dinh nghia ham.
n |= input(LCD_DATA4); // Doc lan luot cac bit tu bus du lieu. n |= input(LCD_DATA5) << 1;
n |= input(LCD_DATA6) << 2; n |= input(LCD_DATA7) << 3;
return(n); // Tra ve ket qua doc duoc (data = 0000 xxxx). }
79
// ***************************************************
void lcd_send_byte(byte address, byte n) // Ham gui thong tin (byte) toi C.LCD tai dia chi (address).
{ // address = 0: Lenh / 1: Du lieu. // byte = Thong tin can gui (8 bit). // Khai bao bien.
// Dinh nghia ham.
lcd_output_rs(0); // RS = 0 - Databus = Bus lenh.
while(bit_test(lcd_read_byte(),7)); // Cho Busy Flag = 0 (C.LCD da xu ly xong). lcd_output_rs(address); // RS = address - Databus = Bus lenh/du lieu.
delay_cycles(1); // Tao tre 1 chu ky (t=1us voi fosc=4MHz). lcd_output_rw(0); // RW = 0 - Ghi thong tin vao C.LCD. delay_cycles(1); // Tao tre 1 chu ky (t=1us voi fosc=4MHz). lcd_output_enable(0); // EN = 0 - Cam truy xuat C.LCD.
lcd_send_nibble(n >> 4); // Goi ham truyen 4 bit cao sang C.LCD. lcd_send_nibble(n & 0x0F); // Goi ham truyen 4 bit thap sang C.LCD. }
// ***************************************************
void lcd_send_nibble(byte n) // Ham gui thong tin (dang 4 bit / nibble) sang C.LCD.
80
{ // n = Thong tin can gui. 4 bit can gui phai nam vi tri 4 bit thap. // Khai bao bien.
// Dinh nghia ham.
output_bit(LCD_DATA4, bit_test(n, 0)); // Xuat lan luot cac bit len bus du lieu. output_bit(LCD_DATA5, bit_test(n, 1));
output_bit(LCD_DATA6, bit_test(n, 2)); output_bit(LCD_DATA7, bit_test(n, 3));
delay_cycles(1); // Tao tre 1 chu ky (t=1us voi fosc=4MHz). lcd_output_enable(1); // Tao xung ghi thong tin vao C.LCD. delay_us(2); // Tao tre 2 chu ky (t=2us voi fosc=4MHz).
lcd_output_enable(0); // Tao xung ghi thong tin vao LCD - EN = 1->0 (High to Low).
}
// ***************************************************
void lcd_gotoxy(byte x, byte y) // Ham thiet lap vi tri ghi tren C.LCD (Goc tren ben trai co toa do la 1,1).
{
// Khai bao bien. byte address;
81
if(y==1) // Kiem tra vi tri truy xuat thuoc hang 2. address=lcd_line_one; // Nap dia chi RAM cua hang 2. else if(y==2) // Neu vi tri truy xuat thuoc hang 1.
address=lcd_line_two; // Nap dia chi RAM cua hang 1. else if(y==3)
address=lcd_line_three; else if(y==4)
address=lcd_line_four;
address+=x-1; // Ghep dia chi cot vao dia chi tong quat (address). address = address + (x-1).
// Ta qui uoc: Goc tren ben trai co toa do la 1,1 -> Cot dau tien la Cot 1
// (x-1) vi C.LCD qui uoc cot dau tien co dia chi la 0.
lcd_send_byte(0,0x80|address); // Goi ham truyen thong tin (lenh) sang C.LCD. } // Lenh: Thiet lap dia chi DDRAM cua C.LCD (addresss).
// ***************************************************
char lcd_getc(byte x, byte y) // Ham tra ve ky tu tai vi tri (x,y) tren C.LCD. {
// Khai bao bien. char value;
82
lcd_gotoxy(x,y); // Xac dinh toa do C.LCD can truy xuat.
while(bit_test(lcd_read_byte(),7)); // Cho Busy Flag = 0 (C.LCD da xu ly xong). lcd_output_rs(1); // RS = 1 - Databus = Bus du lieu.
value = lcd_read_byte(); // Doc ve tu C.LCD.
lcd_output_rs(0); // RS = 0 - Databus = Bus lenh.
return(value); // Tra ve ma ky tu tai toa do yeu cau. }
// ***************************************************
void lcd_putc(char kg) // Ham se hien thi ky tu c tai vi tri ke tiep tren C.LCD. {
// Khai bao bien.
// Dinh nghia ham. switch (kg)
{
case '\f': // Chuc nang xoa hien thi.
lcd_send_byte(0,0x01); // Goi ham truyen thong tin (lenh) sang C.LCD. delay_ms(2); // Lenh: Xoa hien thi tren man hinh C.LCD (0x01). break;
case '\n': // Chuc nang bat dau hang thu 2.
83 break;
case '\b': // Chuc nang lui ve 1 vi tri.
lcd_send_byte(0,0x10); // Goi ham truyen thong tin (lenh) sang C.LCD. break; // Lenh: Doi con tro sang trai (0x10).
default: // Chuc nang hien thi ky tu c tai vi tri ke tiep tren C.LCD.
lcd_send_byte(1,kg); // Goi ham truyen thong tin (du lieu) sang C.LCD. break;
} }
// *************************************************** 9. Mô hình trên PROTEUS
84 10. Mạch in
85