Lời nói đầuVới sự tiến bộ của con người, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì các nghành công nghiệp phát triển mạnh mẽ, các hệ thống ứng dụng ra đời, điều đó cũng đặt ra yêu cầu
Tổng quan về vi điều khiển
Giới thiệu về các họ vi xử lý và các họ điều khiển thông dụng
Lịch sử phát triển của bộ vi xử lý và bộ vi điều khiển.
Sự ra đời và phát triển nhanh chóng của kĩ thuật vi điện tử mà đặc trưng là kĩ thuật vi xử lý đã tạo ra một bước ngoặt quan trọng trong sự phát triển của khoa học tính toán, điều khiển vi xử lý thông tin Kĩ thuật vi xử lý đóng vai trò rât quan trọng trong tất cả các lĩnh vực của cuộc sống và khoa học kĩ thuật, đặc biệt là lĩnh vực tin học và tự động hoá.
Năm 1971, hãng Intel đã cho ra đời bộ vi xử lý( microprocessor ) đầu tiên trên thế giới tên gọi là Intel – 4004/4 bit, nhằm đáp ứng nhu cầu cấp thiết của một công ty kinh doanh là hãng truyền thông BUSICOM Intel-4004 là kết quả của một ý tưởng quan trọng trong kĩ thuật vi xử lý số Đó là một kết cấu logic mà có thể thay đổi được chức năng của nó bằng chương trình ngoài chứ không phát triển theo hướng tạo ra một cấu trúc cứng chỉ thực hiện một số chức năng nhất định như trước đây Sau đó, các bộ vi xử lý mới liên tục được đưa ra thị trường ngày càng được phát triển, hoàn thiện hơn trong các thế hệ về sau.
Vào năm 1972, hãng Intel đưa ra bộ vi xử lý 8 bit đầu tiên với tên Intel8008/8 bit Từ năm 1974 – 1975, Intel chế tạo các bộ vi xử lý 8-bit 8080 và8085A Cũng vào khoảng thời gian này, một loạt các hãng khác trên thế giới cũng đã cho ra đời các bộ vi xử lý tương tự như : 6800 của Motorola với 5000Tranzitor, signetics 6520, 1801 của RCA, kế đến là 6502 của hãng MOSTechnology và Z80 của hãng Zilog.
Các bộ vi điều khiển
1.2.1 Các bộ vi điều khiển và các bộ xử lý nhúng
Trong mục này chúng ta bàn về nhu cầu đối với các bộ vi điều khiển(VĐK ) và so sánh chúng với các bộ vi xử lý cùng dạng chung Pentium và các bộ vi xử lý 86 khác Chúng ta cùng xem xét vai trò của các bộ vi điều khiển trong thị trường các sản phẩm nhúng Ngoài ra, chúng ta còn cung cấp một số tiêu chuẩn vể cách lựa chọn một bộ vi điều khiển như thế nào.
1.2.2 Bộ vi điều khiển so với bộ vi xử lý cùng dùng chung
Sự khác nhau giữa một bộ vi điều khiển và một bộ vi xử lý là gì? Bộ xử lý ở đây là cá bộ vi xử lý công dụng chung như họ Intel là 86(8086, 80286, 80386,
80486 và Pentium) hoặc họ Motorola là 680 là ( 68000, 68010, 68020, 68030,
68040 vv ) Những bộ vi xử lý này không có RAM, ROM và không có các cổng vào ra trên chíp.Với lý do đó mà chúng được gọi chung là các bộ vi xử lý công dụng chung.
Hình ảnh 1:Bộ vi điều khiển với bộ vi xử lý a) Hệ thống vi xử lý công dụng chung b) Hệ thống vi điều khiển
Như thiết kế hệ thống sử dụng bộ vi xử lý công dụng chung chẳng hạn như Pentium hay 68040 phải bổ xung thêm RAM, ROM, các cổng vào ra và các bộ định thời ngoài để làm cho chúng hoạt động được Mặc dù việc bổ sungRAM, ROM và các cổng vào ra bên ngoài làm cho hệ thống cồng kềnh và đắt hơn, nhưng chúng có ưu điểm là linh hoạt chẳng hạn như người thiết kế có quyền quyết định về số lượng RAM, ROM và các cổng vào ra cần thiết phù hợp với bài toán trong tam tay của mình Điều này không thể có được với các bộ vi điều khiển Một bộ vi điều khiển có một CPU (một bộ vi xử lý) cùng với một lượng cố định RAM, ROM, các cổng vào ra và một bộ định thời tất cả trên cùng một chíp Hay nói cách khác là bộ xử lý RAM, ROM các cổng vào ra và bộ định thời đều được nhúng với nhau trên một chíp; do vậy người thiết kế không thể bổ xung thêm bộ nhớ ngoài , cổng vào ra hoặc bộ đinh thời cho nó Số lượng cố định của RAM, ROM trên chíp và số các cổng vào – ra trong các bộ vi điều khiển làm cho chúng trở nên lý tưởng với nhiều ứng dụng mà trong đó giá thành và không gian lại hạn chế Trong nhiều ứng dụng , ví dụ như điều khiển TV từ xa thì không cần công suất tính toán của bộ vi xử lý 486 hoặc thâm chí như
8086 Trong rất nhiều ứng dụng thì không gian nó chiếm, công suất nó tiêu tốn và giá thành trên một đơn vị là những cân nhắc nghiêm ngặt hơn nhiều so với công suất tính toán Những ứng dụng thường yêu cầu một số thao tác vào-ra để đọc các tín hiệu tắt- mở những bit nhất định Điều thú vị là một số nhà sản xuất các bộ vi điều khiển đã đi xa hơn là tích hợp cả một bộ chuyển đổi ADC và các ngoại vi khác vào trong bộ điều khiển.
Tổng quan về họ vi điều khiển 8051
Họ vi điều khiển 8051
Họ vi điều khiển 8051(còn gọi là C51) là một trong những họ vi điều khiển thông dụng nhất 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 được đặt trên một chíp Lúc ấy nó được coi là một “hệ thống trên 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 được 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 8bit Mặc dù 8051 có thể có một ROM trên chíp cực đại là 64 K byte, nhưng các nhà sản xuất lúc đó đã cho xuất xưởng chỉ với 4K byte ROM trên chíp 8051 đã trở nên phổ biến sau khi Intel cho phép các nhà sản xuất khác sản xuất và bán bất kỳ dạng biến thể nào của 8051 mà họ thích với điều kiện họ phải để mã lại tương thích với 8051 Điều này dẫn đến sự ra đời nhiều phiên bản của 8051 với các tốc độ khác nhau và dung lượng ROM trên chíp khác nhau được bán bởi hơn nửa các nhà sản xuất Điều này quan trọng là mặc dù có nhiều biến thể khác nhau của 8051 về tốc độ và dung lương nhớ ROM trên chíp, nhưng tất cả chúng đều tương thích với 8051 ban đầu về các lệnh Điều này có nghĩa là nếu ta viết chương trình của mình cho một phiên bản nào đó thì nó cũng sẽ chạy với mọi phiên bản bất kỳ khác mà không phân biệt nó từ hãng sản xuất nào.
2.1.2 Sơ đồ cấu trúc chung của họ 8051
Interrupt control : Điều khiển ngắt.
Other registers : Các thanh ghi khác.
ROM : là loại bộ nhớ không mất dữ liệu khi mất nguồn cung cấp, được gọi là nhớ chương trình bên trong
RAM : là bộ nhớ dữ liệu bên trong có dung lượng 128Byte dùng để lưu trữ dữ liệu như biến số, hằng số, bộ đệm truyền thông.
CPU : Đơn vị điều khiển trung tâm.
Bus control: Điều khiển Bus
I/O ports: Các ports vào/ ra
Serial port: port nối tiếp
Address/data : địa chỉ/ dữ liệu.
Hình ảnh 2: Cấu trúc chung 8051
Hình ảnh 3: Sơ đồ chân 8051
8051 có 4 cổng vào ra song song có tên lần lượt là P0, P1, P2, P3 tất cả các cổng này đều là cổng ra vào 2 chiều 8 bit Các bít của mỗi cổng là một chân trên chíp như vậy mỗi cổng sẽ có 8 chân trên chíp Hướng dữ liệu dùng cổng đó làm cổng ra hay cổng vào là độc lập giữa các cổng và giữa các chân trong cùng
Các chân P0 không có điện trở treo cao (pullup resistor) bên trong, mạch lái tạo mức cao chi có khi sử dụng cổng này với tính năng là bus dồn kênh địa chỉ/ dữ liệu Như vậy với chức năng ra thông thường, P0 là cổng ra open drain, với chức năng vào, P0 là cổng cao trở Nếu muốn sử dụng cổng P0 làm cổng vào /ra thông dụng thì ta phải thêm trở tử 4K7 đến 10K Các cổng P1, P2, P3 đều có điện trở pullup bên trong, do đó có thể dùng với chức năng cổng vào/ra thông thường mà không cần thêm điện trở bên ngoài.
Cổng truyền thông nối tiếp ( Serial Port) :
Cổng nối tiếp trong 8051 chủ yếu được dùng trong các ứng dụng có yêu cầu truyền thông với máy tính, hoặc với 1 vi điều khiển khác Liên quan đến cổng nối tiếp chủ yếu có 2 thanh ghi : SCON và SBUF Ngoài ra, một thanh ghi khác là thanh ghi PCON (không đánh địa chỉ bít) có bít 7 tên là SMOD quy định tốc độ truyền của cổng nối tiếp có gấp đôi lên (SMOD=1) hay không (SMOD=0).
-Truyền song công : có nghĩa là tại một thời điểm có thể vừa truyền vừa nhận dữ liệu.
-Phương thức truyền không đồng bộ: là dữ liệu được truyền đi theo từng kí tự.
-Bộ đệm truyền nhận dữ liệu đều có tên là SBUF.
-SCON là thanh ghi bit được dùng để lập trình việc đóng khung dữ liệu, xác định chế độ làm việc của cổng truyền thông nối tiếp.
Bảng dưới đây mô tả chi tiết các bit khác nhau của thanh ghi SCON :
Bit Tên Địa chỉ Chức năng
7 SM0 9FH Xác định chế độ cổng nối tiếp (bit 0)
6 SM1 9EH Xác định chế độ cổng nối tiếp (bit 1)
5 SM2 9DH Cho phép truyền thông đa xử lý
4 REN 9CH Bít cho phép nhận
3 TB8 9BH Sử dụng trong chế độ 2 và 3
2 RB8 9AH Sử dụng trong chế độ 2 và 3
1 TI 99H Cờ truyền: nhận được sau khi truyền xong 1 byte
0 RI 98H Cờ nhận: Nhận được sau khi nhận đủ 1 byte
Hình ảnh 4: Bảng mô tả các bit khác nhau của thanh ghi SCON
Các chế độ làm việc của cổng truyền thông
Hình ảnh 5: Bảng chế độ làm việc của cổng truyền thông
SM0 SM1 Chế độ Khung dữ liệu Tốc độ Baud
0 1 1 8-bit UART Cài đặt bởi timer 1(*)
1 1 3 9-bit UART Cài đặt bởi timer 1(*)
Giới thiêu về Vi điều khiển 89C51
AT 89C51 là họ vi xử lý do hãng Intel sản xuất Các sản phẩm AT89C51 thích hợp cho những ứng dụng điều khiển Việc xử lý trên byte và các toán số học ở cấu trúc dữ liệu nhỏ được thực hiện bằng nhiều chế độ truy xuất dữ liệu nhanh trên RAM nội Tập lệnh cung cấp một bảng tiện dụng của những tập lệnh số học 8 bit gồm cả lệnh nhân và chia Nó cung cấp những hỗ trợ mở rộng trên chip dùng cho những biến 1 bit như là kiểu dữ liệu riêng biệt cho phép quản lý và kiểm tra từng bit trực tiếp trong hệ thống điều khiển.
AT89C51 cung cấp những đặc tính chuẩn như : 4 Kbyte bộ nhớ chỉ đọc có thế xóa và lập trình nhanh (EPROM), 128 Byte RAM, 32 đường I/O, 2 TIME/COUNTER 16 Bit, 5 vecto ngắt có cấu trúc 2 mức ngắt, một Port nối tiếp bán song công, 1 mạch dao động tạo xung Clock và bộ dao động ON-CHIP.
Các đặc điểm của chip AT89C51 được tóm tắt như sau :
4Kbyte bộ nhớ có thể lập trình nhanh, có khả năng tới 1000 chu kỳ ghi/xóa
Tần số hoạt động từ: 0Hz đến 24MHz
3 mức khóa bộ nhớ lập trình
64KB vùng nhớ mã ngoài
64KB vùng nhớ dữ liệu ngoại
4às cho hoạt động nhõn hoặc chia
LCD
Cấu tạo
LCD (Liquid Crystals Display) Màn hình tinh thể lỏng, cơ sở vật lý để LCD có thể hiển thị được thông tin, hình ảnh chính là do đặc tính của vật liệu chế tạo nên LCD, tức là Liquid Crystals (thạch anh lỏng) Các tinh thể bình thường chúng ở thể rắn với sự định hướng đặc biệt Tuy nhiên ở đây các thể lỏng được cấu trúc từ các tinh thể động Các tinh thể này có thể điều chỉnh bởi một điện trường đây là một cách để điều khiển chất lỏng thay đổi từ trong suốt đến trạng thái mờ đục (Chắn sáng).
LCD gồm 2 bề mặt dạng rãnh, giữa 2 bề mặt này là 1 lớp Thạch Anh lỏng (Liquid Crystal).
Hình ảnh 6: Cấu tạo LCD
+ Để có 1 điểm tối trên LCD: ánh sáng phát ra từ bên trong LCD sẽ đi qua bề mặt rãnh thứ nhất (lớp lọc đơn cực), sau đó ánh sáng đi qua lớp Liquid Cristal (lớp này được phân cực nên ánh sáng qua nó mà không bị xoắn), sau đó ánh sáng qua bề mặt rãnh thứ 2 lớp phân cực thứ 2 (lớp lọc đơn cực), ánh sáng không ló ra được khỏi lớp này(bị chặn lại hoàn toàn) ta thấy 1 điểm tối trên màn hình LCD
+ Để có 1 điểm sáng trên LCD: quá trình đi tương tự nhưng khác ở chỗ ánh sáng qua lớp Liquid Cristal không được phân cực nên ánh sáng bị xoắn 90 độ, nhờ thế mà đi qua được bề mặt rãnh thứ 2 (lớp lọc đơn cực) Ta thấy 1 điểm sáng trên LCD.
Chức năng các chân
Chân nối đất cho LCD, khi thiết kế mạch ta nối chân này với GND của mạch điều khiển
Chân cấp nguồn cho LCD, khi thiết kế mạch ta nối chân này với Vcc=5V của mạch điều khiển
Chân này dùng để điều chỉnh độ tương phản của LCD
Chân chọn thanh ghi (Register select).
+ Logic “0”: Bus DB0-DB7 sẽ nối với thanh ghi lệnh IR của LCD (ở chế độ “ghi” - write) hoặc nối với bộ đếm địa chỉ của LCD (ở chế độ “đọc” - read)
+ Logic “1”: Bus DB0-DB7 sẽ nối với thanh ghi dữ liệu DR bên trong LCD.
Chân chọn chế độ đọc/ghi (Read/Write) Nối chânR/W với logic “0” để LCD hoạt động ở chế độ ghi, hoặc nối với logic “1” để LCD ở chế độ đọc.
Chân cho phép (Enable) Sau khi các tín hiệu được đặt lên bus DB0-DB7, các lệnh chỉ được chấp nhận khi có 1 xung cho phép của chân E.
+ Ở chế độ ghi: Dữ liệu ở bus sẽ được LCD chuyển vào(chấp nhận) thanh ghi bên trong nó khi phát hiện một xung (high-to-low transition) của tín hiệu chân E.
+ Ở chế độ đọc: Dữ liệu sẽ được LCD xuất ra DB0-DB7 khi phát hiện cạnh lên (low- to-high transition) ở chân E và được LCD giữ ở bus đến khi nào chân E xuống mức thấp.
Tám đường của bus dữ liệu dùng để trao đổi thông tin với MPU Có 2 chế độ sử dụng 8 đường bus này :
+ Chế độ 8 bit : Dữ liệu được truyền trên cả 8 đường, với bit MSB là bit DB7.
+ Chế độ 4 bit : Dữ liệu được truyền trên 4 đường từ DB4 tới DB7, bit MSB là DB7.
Hình ảnh 7: Bảng chứa năng của các chân LCD
- Chân VDD, VSS và VEE: Các chân VDD, VSS và VEE: Cấp dương nguồn 5V và đất tương ứng thì VEE được dùng để điều khiển độ tương phản của LCD.
- Chân chọn thanh ghi RS (Register Select): Có hai thanh ghi trong LCD, chân RS(Register Select) được dùng để chọn thanh ghi, như sau: Nếu RS
= 0 thì thanh ghi mà lệnh được chọn để cho phép người dùng gửi một lệnh chẳng hạn như xoá màn hình, đưa con trỏ về đầu dòng v.v… Nếu RS = 1 thì thanh ghi dữ liệu được chọn cho phép người dùng gửi dữ liệu cần hiển thị trên LCD.
- Chân đọc/ ghi (R/W): Đầu vào đọc/ ghi cho phép người dùng ghi thông tin lên LCD khi R/W = 0 hoặc đọc thông tin từ nó khi R/W = 1
- Chân cho phép E (Enable): Chân cho phép E được sử dụng bởi LCD để chốt dữ liệu của nó Khi dữ liệu được cấp đến chân dữ liệu thì một xung mức cao xuống thấp phải được áp đến chân này để LCD chốt dữ liệu trên các chân dữ liêu Xung này phải rộng tối thiểu là 450ns.
- Chân D0 - D7: Đây là 8 chân dữ liệu 8 bít, được dùng để gửi thông tin lên LCD hoặc đọc nội dung của các thanh ghi trong LCD Để hiển thị các chữ cái và các con số, chúng ta gửi các mã ASCII của các chữ cái từ A đến Z, a đến f và các con số từ 0 - 9 đến các chân này khi bật RS = 1 Cũng có các mã lệnh mà có thể được gửi đến LCD để xoá màn hình hoặc đưa con trỏ về đầu dòng hoặc nhấp nháy con trỏ.
Chú ý: Chúng ta cũng sử dụng RS = 0 để kiểm tra bít cờ bận để xem
LCD có sẵn sàng nhân thông tin Cờ bận là bít D7 và có thể được đọc khi R/W 1 và RS = 0 như sau:
Nếu R/W = 1, RS = 0 khi D7 = 1 (cờ bận 1) thì LCD bận bởi các công việc bên trong và sẽ không nhận bất kỳ thông tin mới nào Khi D7 = 0 thì LCD sẵn sàng nhận thông tin mới
Lưu ý :Chúng ta nên kiểm tra cờ bận trước khi ghi bất kỳ dữ liệu nào lên
3.2.2 Bảng mã lệnh của LCD
Lệnh Mã lệnh Mô tả Thời gian thi hành
0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 Xóa màn hình đưa con trỏ về vị trí đầu
0 0 0 0 0 0 0 0 1 x Đưa con trỏ về vị trí đầu
1.64 ms trỏ về vị trí đầu
0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S Thiết lập hướng dịch chuyển con trỏ(I/D), dịch hiển thị(S)
0 0 0 0 0 0 1 D C B Bật tắt hiển thị, con trỏ; bật tắt chế độ nhấp nháy con trỏ
Dịch con trỏ hiển thị
* * Thiết lập chiều dịch chuyển của con trỏ và hiển thị
0 0 0 0 1 DL N F * * Thiết lập độ dài của dữ liệu, số dòng và font chữ
0 0 0 1 CGRAM address Thiết lập địa chỉ CGRAM
0 0 1 DDRAM address Thiết lập địa chỉ DDRAM
40us Đọc cờ báo bận và địa chỉ
0 1 BF CGRAM/ DDRAM address Đọc cờ báo bận và địa chỉ của CGRAM hoặc DDRAM( tù y vào lệnh trước đó)
1 0 Write data Ghi dữ liệu vào CGRAM hoặc DDRAM.
1 1 Read data Đọc dữ liệu từ CGRAM hoặc DDRAM
Lệnh đến thanh ghi của LCD
1 Xóa màn hình hiển thị
4 Giảm con trỏ (dịch con trỏ sang trái)
6 Tăng con trỏ (dịch con trỏ sang phải)
7 Dịch hiển thị sang trái
5 Dịch hiển thị sang phải
8 Tắt con trỏ, tắt hiển thị
A Tắt hiển thị, bật con trỏ
C Bật hiển thị, tắt con trỏ
E Bật hiển thị, nhấp nháy con trỏ
F Tắt con trỏ, nhấp nháy con trỏ
10 Dịch vị trí con trỏ sang trái
14 Dịch vị trí con trỏ sang phải
18 Dịch toàn bộ vị trí hiển thị sang trái
1C Dịch toàn bộ vị trí hiển thị sang phải
80 Ép con trỏ về đầu dòng thứ nhất
C0 Ép con trỏ về đầu dòng thứ hai
38 Hai dòng và ma trận 5x7
Hình ảnh 8.1 8.2: Các mã lệnh của LCD
CẢM BIẾN NHIỆT LM35
Giới thiệu về cảm biến nhiệt độ LM35
LM35 là một cảm biến nhiệt độ tương tự, điện áp ở đầu ra của cảm biến tỷ lệ với nhiệt độ tức thời và có thể dễ dàng được xử lý để có được giá trị nhiệt độ bằng oC. Ưu điểm của LM35 so với cặp nhiệt điện là nó không yêu cầu bất kỳ hiệu chuẩn bên ngoài nào Lớp vỏ cũng bảo vệ nó khỏi bị quá nhiệt Chi phí thấp và độ chính xác cao đã khiến cho loại cảm biến này trở thành một lựa chọn đối với những người yêu thích chế tạo mạch điện tử, người làm mạch tự chế và các bạn sinh viên.
Vì có nhiều ưu điểm nêu trên nên cảm biến nhiệt độ LM35 đã được sử dụng trong nhiều sản phẩm đơn giản, giá thành thấp Đã hơn 15 năm kể từ lần ra mắt đầu tiên nhưng cảm biến này vẫn tồn tại và được sử dụng trong nhiều sản phẩm và ứng dụng đã cho thấy giá trị của loại cảm biến này.
Sơ đồ chân của cảm biến nhiệt độ LM35
Hình ảnh 9: Cảm biến nhiệt độ LM35
S ố chân Tên chân Chức năng
1 V CC hay +V S Chân cấp nguồn với điện áp từ 4V đến 30V
2 V OUT Chân lấy điện áp ra, điện áp ở chân này thay đổi 10mV/ o C
Thông số kỹ thuật của cảm biến LM35
Hiệu chuẩn trực tiếp theo oC
Điện áp hoạt động: 4-30VDC
Dòng điện tiêu thụ: khoảng 60uA
Nhiệt độ thay đổi tuyến tính: 10mV/°C
Khoảng nhiệt độ đo được: -55°C đến 150°C
Điện áp thay đổi tuyến tính theo nhiệt độ: 10mV/°C
Độ tự gia nhiệt thấp, 0,08oC trong không khí tĩnh
Trở kháng ngõ ra nhỏ, 0,2Ω với dòng tải 1mA
Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ LM35
Cảm biến LM35 hoạt động bằng cách cho ra một giá trị điện áp nhất định tại chân VOUT (chân giữa) ứng với mỗi mức nhiệt độ Như vậy, bằng cách đưa vào chân bên trái của cảm biến LM35 điện áp 5V, chân phải nối đất, đo hiệu điện thế ở chân giữa, bạn sẽ có được nhiệt độ (0-100ºC) tương ứng với điện áp đo được.
Các bước tính toán nhiệt độ bằng cảm biến nhiệt độ LM35
Cấp nguồn cho cảm biến với điện áp từ 4V đến 30V Chân GND được nối đất.
Kết nối chân VOUT với đầu vào bộ chuyển đổi tương tự sang số hay vi điều khiển.
Lấy mẫu đọc ADC để xác định điện áp đầu ra VOUT.
Chuyển đổi điện áp thành nhiệt độ.
Công thức để chuyển đổi điện áp sang nhiệt độ độ C cho LM35 là:
Nhiệt độ đo được ( o C) = Điện áp được đọc bởi bộ ADC/10 mV
Ứng dụng của cảm biến nhiệt độ LM35
Cảm biến nhiệt độ LM35 phù hợp cho các ứng dụng:
Đo nhiệt độ của một môi trường cụ thể
Giám sát nhiệt độ trong hệ thống HVAC
Kiểm tra nhiệt độ pin
Cung cấp thông tin về nhiệt độ của một linh kiện điện tử khác
IC ADC0808
Giới thiệu về ADC0808
Bộ adc0808 là ic cmos tích hợp 8 bộ chuyển đổi tương tự số 8 bít.
Bộ chọn kênh được giải mã qua 3 chân điều khiển tương tích
IN0 tới IN7: 8 ngõ đầu vào tương tự DDR A, B, C: là 3 chân giải mã chọn 1 trong 8 ngõ vào Z1 tới Z8: ngõ ra song song 8 bit
ALE : Cho phép chốt yêu cầu START : xung bắt đầu chuyển đổi CLK : xung dao dộng cho quá trình biến đổi A-D
OE : Cho phép dữ liệu đầu ra Ref+/-: Chân tham chiếu điện áp
Các đặc tính của ADC0808: Độ phân giải 8 bít
Thời gian chuyển đổi nhanh: tần số 100us tới 640kHz
Nhiệt độ hoạt động -10 tới 85 độ C
Cấu trúc bên trong ADC0808
Hình ảnh 11: Cấu trúc ADC0808
Hình ảnh 12: Bảng chọn kênh
Hình ảnh 13: Giản đồ xung hoạt động của ADC0808
NỘI DUNG THIẾT KẾ
Tại sao phải tạo áp Vref 2.56V xin được giải thích như sau:
Công thức tính điện áp chuyển đổi: Vin = (Vref*ADC)⁄256
Do độ phân giải của ADC0808 là 8bit lên sẽ có 256 mức điện áp so vớiVref Tức nếu ta cấp vào Vref là 5V và tín hiệu input vào là 2.5V chẳng hạn thì giá trị ADC = 256⁄2 = 128 (do Vin = 1⁄2 Vref) từ đó suy ra Vref = 2.56V thì đểADC% thì điện áp đầu vào input phải là 250mV => Cứ tăng/giảm 10mV làADC tăng/giảm 1 giá trị Mà cảm biến nhiệt độ LM35 lại có ngõ ra cứ 10mV là thay đổi 1 độ C như vậy suy ra ADC% thì LM35 đang ở 25 độ C Với cách này ta không cần phải tính toán giá trị nhiệt độ sau khi chuyển đổi mà có thể xuất luôn giá trị ADC đó ra màn hình LCD.
//Khai bao chan giao tiep ADC0808
//Khai bao chan giao tiep LCD16x2 4bit
//Ham doc ADC0808 theo kenh unsigned char ADC0808_Read(unsigned char channel){ unsigned char kq;
ADC0808_START = 0; while(ADC0808_EOC); while(!ADC0808_EOC);
ADC0808_OE = 1; kq = ADC0808_DATA;
/*****************Ham delay*********************/ void delay_us(unsigned int t){ unsigned int i; for(i=0;i