Đề tài ứng dụng họ điều khiển ghép nối 04 LED 7 thanh để hiển thị số đo nhiệt độ dung vi mạch LM35, ADC0808, khoảng đo ( 55 – 125)◦c

Một trong những hệ thốngđược ứng dụng nhiều nhất là: hệ thống đo điều khiển và hiển thị ra led 7thanh.Các hệ thống đang ngày dần được tự động hóa với những kỹ thuật như vi xử lý, vi điều

Đề tài Ứng dụng họ điều khiển ghép nối 04 LED 7 thanh để hiển thị số đo nhiệt

độ dung vi mạch LM35, ADC0808,

khoảng đo (-55 – 125)◦C

Mục Lục

Lời nói đầu

Với sự tiến bộ của con người, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì cácnghành công nghiệp phát triển mạnh mẽ, các hệ thống ứng dụng ra đời, điều đócũng đặt ra yêu cầu cao về chất lượng, độ chính xác Một trong những hệ thốngđược ứng dụng nhiều nhất là: hệ thống đo điều khiển và hiển thị ra led 7thanh.Các hệ thống đang ngày dần được tự động hóa với những kỹ thuật như vi

xử lý, vi điều khiển… đang ngày một làm cho các bộ tự động dần trở nên tốthơn đảm bảo yêu cầu hơn

Trong quá trình sản xuất ở các nhà máy,xí nghiệp; quá trình điều khiểnnhiệt độ trong các phòng, hội nghị, các khu chung cư, việc đo và khống chếnhiệt độ tự động là yêu cầu hết sức cần thiết và quan trọng Vì nếu nắm bắtđược nhiệt độ làm việc của các hệ thống, dây chuyền sản xuất… thì giúp chúng

ta biết được tình trạng làm việc theo yêu cầu và có những xử lý kịp thời để tránh

hư hỏng và giải quyết các sự cố sảy ra.Yêu cầu của các hệ thống là phải đảmbảo chính xác, kịp thời và nhanh, hệ thống làm việc ổn định ngay cả khi cónhiễu và do tác động khác

Hà Nội ngày 24 tháng 12 năm 2012

Đề tài:

Ứng dụng họ điều khiển ghép nối 04 LED 7 thanh để hiển thị số đo nhiệt

độ dung vi mạch LM35, ADC0808, khoảng đo (-55 – 125)◦C, Hệ số gồm có:

- 01 vi điều khiển 89C51RD2

- Mạch truyền thong chuẩn RS – 232 (dùng vi mạch MAX232)

- Ghép nối 04 LED bảy thanh

- Ghép nối phần với vi mạch LM35,ADC0808

- Ghép nối loa cảnh bảo ngưỡng thấp, ngưỡng cao

- Hai nút RUN, STOP

Hoạt động: Khi ấn RUN, hệ thống thực hiện đo nhiệt độ, còn khi ấn STOP,

hệ thống lưu lưu lại giá trị đo cuối cùng

Quá trình thực hiện:

1. Xây dựng mạch nguyên lý

2. Làm mạch in

3. Lắp linh kiện và kiểm tra phần cứng

4. Xây dựng thuật toán

5. Viết chương trình

6. Thực nghiệm

PHẦN I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Chương I: Tổng quan về vi điều khiển

1. 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 kĩthuật vi xử lý đã tạo ra một bước ngoặt quan trọng trong sự phát triển của khoahọc tính toán, điều khiển vi xử lý thông tin.Kĩ thuật vi xử lý đóng vai trò râtquan 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 trênthế giới tên gọi là Intel – 4004/4 bit, nhằm đáp ứng nhu cầu cấp thiết của mộtcông ty kinh doanh là hãng truyền thông BUSICOM Intel-4004 là kết quả củamột ý tưởng quan trọng trong kĩ thuật vi xử lý số Đó là một kết cấu logic mà cóthể thay đổi được chức năng của nó bằng chương trình ngoài chứ không pháttriển theo hướng tạo ra một cấu trúc cứng chỉ thực hiện một số chức năng nhấtđịnh như trước đây Sau đó, các bộ vi xử lý mới liên tục được đưa ra thị trườngngày 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 Intel 8008/8bit Từ năm 1974 – 1975, Intel chế tạo các bộ vi xử lý 8-bit 8080 và 8085A.Cũng vào khoảng thời gian này, một loạt các hãng khác trên thế giới cũng đãcho ra đời các bộ vi xử lý tương tự như : 6800 của Motorola với 5000 Tranzitor,signetics 6520, 1801 của RCA, kế đến là 6502 của hãng MOS Technology vàZ80 của hãng Zilog

2. Các bộ vi điều khiển

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 thịtrường các sản phẩm nhúng Ngoài ra, chúng ta còn cung cấp một số tiêu chuẩn

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 lýở 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 cáccổng vào ra trên chíp.Với lý do đó mà chúng được gọi chung là các bộ vi xử lýcông dụng chung

Hình: Hệ thống vi xử lý được so sánh với hệ thống vi điều

khiển 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 hạnnhư 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 đắthơn, nhưng chúng có ưu điểm là linh hoạt chẳng hạn như người thiết kế cóquyền quyết định về số lượng RAM, ROM và các cổng vào ra cần thiết phù hợpvới bài toán trong tam tay của mình Điều này không thể có được với các bộ viđiều khiển Một bộ vi điều khiển có một CPU (một bộ vi xử lý) cùng với mộtlượng cố định RAM, ROM, các cổng vào ra và một bộ định thời tất cả trên cùngmột chíp Hay nói cách khác là bộ xử lý RAM, ROM các cổng vào ra và bộđịnh thời đều được nhúng với nhau trên một chíp; do vậy người thiết kế khôngthể bổ xung thêm bộ nhớ ngoài , cổng vào ra hoặc bộ đinh thời cho nó Sốlượng cố định của RAM, ROM trên chíp và số các cổng vào – ra trong các bộ viđiều khiển làm cho chúng trở nên lý tưởng với nhiều ứng dụng mà trong đó giáthành 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 chínhư 8086 Trong rất nhiều ứng dụng thì không gian nó chiếm, công suất nó tiêutốn và giá thành trên một đợn vie là những cân nhắc nghiêm ngặt hơn nhiều sovới 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 sảnxuất các bộ vi điều khiển đã đi xa hơn là tích hợp cả một bộ chuyển đổi ADC vàcác ngoại vi khác vào trong bộ điều khiển

Chương II:Tổng quan về họ vi điều khiển 8051

I. Họ vi điều khiển 8051

1. Giới thiệu chung

Họ vi điều khiển 8051(còn gọi là C51) là một trong những họ vi điều khiểnthông dụng nhất Bộ vi điều khiển này có 128 byte RAM,4K byte ROM trênchíp, hai bộ định thời, một cổng nối tiếp và 4 cổng (đều rộng 8 bit) vào ratất cảđược đặt trên một chíp Lúc ấy nó được coi là một “hệ thống trên chíp” 8051 làmột bộ xử lý 8 bit có nghĩa là CPU chỉ có thể làm việc với 8 bit dữ liệu tại mộtthời 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 cómột ROM trên chíp cực đại là 64 K byte,nhưng các nhà sản xuất lúc đó đã choxuất xưởng chỉ với 4K byte ROM trên chíp 8051 đã trở nên phổ biến sau khiIntel cho phép các nhà sản xuất khác sản xuất và bán bất kỳ dạng biến thể nàocủa 8051 mà họ thích với điều kiện họ phải để mã lại tương thích với 8051.Điềunày dẫn đến sự ra đời nhiều phiên bản của 8051 với các tốc độ khác nhau vàdung lượng ROM trên chíp khác nhau được bán bởi hơn nửa các nhà sản xuất Điềunày 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 củamình cho một phiên bản nào đó thì nó cũng sẽ chạy với mọi phiên bản bất kỳkhác mà không phân biệt nó từ hãng sản xuất nào

· 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

· Timer 2, 1 , 0 : Bộ định thời 2 , 1 , 0

· CPU : Đơn vị điều khiển trung tâm

· Oscillator : Mạch dao động

· Bus control: Điều khiển Bus

· I/O ports: Các ports vào/ ra

· Serial port: port nối tiếp

· Address/data : địa chỉ/ dữ liệu

Chức năng :

- Chân 40 nối dương nguồn 5V

- Chân 20 nối đất (Mass,GND)

- Chân 29 (PSEN): là tín hiệu điều khiển xuất ra của 8051, nó cho phép chọn

bộ nhớ ngoài và được nối chung với chân OE (output) của EPROM ngoài để chophép đọc các byte của chương trình ( ở đây là đọc các lệnh- khác với đọc dữ liệu)

- Chân 30 (ALE) là tín hiệu điều khiển xuất ra của 8051, nó cho phép kênh Bus địa chỉ và Bus dữ liệu của Port 0

- Chân 31 (EA) được đưa xuống thấp cho phép chọn bộ nhớ mã ngoài đối với 8051

- P0 từ chân 39-> 32 tương ứng là các chân P0_0 -> P0_7

- P1 từ chân 1->8 tương ứng với các chân P1_0 -> P1_7

- P2 từ chân 21->28 tương ứng là các chân P2_0->P2_7

- P3 từ chân 10->17 tương ứng là các chân P3_0->P3_7

- Riêng cổng 3 có 2 chức năng ở mỗi chân như trên hình vẽ :

- P3.0 – RxD : chân nhận dữ liệu nối tiếp khi giao tiếp với RS232 (COM)

- P3.1 – TxD : phân truyền dữ liệu nối tiếp khi giao tiếp RS232

- P3.2 – INT0 : interupt 0, ngắt ngoài 0

- P3.3 – INT1 : interupt 1 ngắt ngoài 1

- P3.4 – T0 : Timer 0 đầu vào timer 0

- P3.5 – T1 : Timer 1 đầu vào timer 1

- P3.6 – WR : Điều khiển ghi dữ liệu

- P3.7 – RD : Điều khiển đọc dữ liệu

- Chân 18,19 nối với thạch anh tạo thành mạch dao động cho vi điều khiển, vi xử lý

- Tần số thạch anh thường dùng trong các ứng dụng là 12Mhz và 11.092MHz (Giao tiếp với cổng COM), tần số tối đa là 24Mhz.

4. Cổng vào ra song song (I/O Port)

8051 có 4 cổng vào ra song song có tên lần lượt là P0, P1, P2, P3 tất cả cáccổng này đều là cổng ra vào 2 chiều 8 bit Các bít của mỗi cổng là một chân trênchíp như vậy mỗi cổng sẽ có 8 chân trên chíp Hướng dữ liệu dùng cổng đó làmcổng ra hay cổng vào là độc lập giữa các cổng và giữa các chân trong cùng 1cổng

Các chân P0 không có điện trở treo cao (pullup resistor) bên trong, mạch láitạo 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, vớichức năng vào, P0 là cổng cao trở Nếu muốn sử dụng cổng P0 làm cổng vào /rathông dụng thì ta phải thêm trở tử 4K7 đến 10K Các cổng P1, P2, P3 đều cóđiện trở pullup bên trong, do đó có thể dùng với chức năng cổng vào/ra thôngthường 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 cầutruyền thông với máy tính, hoặc với 1 vi điều khiển khác Liên quan đến cổngnối 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).Cổng có đặc điểm :

- 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 địnhchế độ làm việc của cổng truyền thông nối tiếp

Bảng dưới đây mô tả chi tiết các bit khác nhau của thanh ghi SCON :

7 SM0 9FH Xác định chế độ cổng nối tiếp (bit 0)

6 SM1 9EH Xác định chế độ cổng nối tiếp (bit 1)

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

Các chế độ làm việc của cổng truyền thông

II. Giới thiêu về Vi điều khiển 89C51

AT 89C51 là họ vi xử lý do hãng Intel sản xuất Các sản phẩm AT89C51thích hợp cho những ứng dụng điều khiển Việc xử lý trên byte và các toán sốhọc ở cấu trúc dữ liệu nhỏ được thực hiện bằng nhiều chế độ truy xuất dữ liệunhanh 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 trênchip 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 thếxóa và lập trình nhanh (EPROM), 128 Byte RAM, 32 đường I/O, 2TIME/COUNTER 16 Bit, 5 vecto ngắt có cấu trúc 2 mức ngắt, một Port nối tiếpbán 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

· 2 bộ Timer/counter 16 bit

· 128 Byte RAM nội

· 4 Port xuất /nhập I/O 8 bit

· Giao tiếp nối tiếp

· 64KB vùng nhớ mã ngoài

2 Ưu điểm của giao diện nối tiếp RS232

+ Khả năng chống nhiễu của các cổng nối tiếp cao

+ Thiết bị ngoại vi có thể tháo lắp ngay cả khi máy tính đang được cấp điện+ Các mạch điện đơn giản có thể nhận được điện áp nguồn nuôi qua công nối tiếp

3 Những đặc điểm cần lưu ý trong chuẩn RS232

+ Trong chuẩn RS232 có mức giới hạn trên và dưới (logic 0 và 1) là +-15V Hiện nay đang được cố định trở kháng tải trong phạm vi từ-7000Ω- 3000Ω+ Mức logic 1 có điện áp nằm trong khoảng -3V đến -15V, mức logic 0

từ -3V đến 15V

+ Tốc độ truyền nhận dữ liệu cực đại là 100kbps ( ngày nay có thể lớn hơn)+ Các lối vào phải có điện dung nhỏ hơn 2500pF

+ Trở kháng tải phải lớn hơn 3000 ôm nhưng phải nhỏ hơn 7000 ôm

+ Độ dài của cáp nối giữa máy tính và thiết bị ngoại vi ghép nối qua cổng nối tiếp RS232 không vượt qua 15m nếu chúng ta không sử model

+ Các giá trị tốc độ truyền dữ liệu chuẩn :

50,75,110,750,300,600,1200,2400,4800,9600,19200,28800,38400 56600,1

15200 bps

3 Quá trình dữ liệu

a) Quátrình truyền dữ liệu

Truyền dữ liệu qua cổng nối tiếp RS232 được thực hiện không đồng bộ Dovậy nên tại một thời điểm chỉ có một bit được truyền (1 kí tự) Bộ truyền gửimột bit bắt đầu (bit start) để thông báo cho bộ nhận biết một kí tự sẽ được gửiđến trong lần truyền bit tiếp the Bit này luôn bắt đầu bằng mức 0 Tiếp theo

đó là các bit dữ liệu (bits data) được gửi dưới dạng mã ASCII( có thể là 5,6,7hay 8 bit dữ liệu) Sau đó là một Parity bit ( Kiểm tra bit chẵn, lẻ hay không) vàcuối cùng là bit dừng - bit stop có thể là 1, 1,5 hay 2 bit dừng.

b) Tốc độ Baud

Đây là một tham số đặc trưng của RS232 Tham số này chính là đặc trưngcho quá trình truyền dữ liệu qua cổng nối tiếp RS232 là tốc độ truyền nhận dữliệu hay còn gọi là tốc độ bit Tốc độ bit được định nghĩa là số bit truyền đượctrong thời gian 1 giây hay số bit truyền được trong thời gian 1 giây Tốc độ bitnày phải được thiết lập ở bên phát và bên nhận đều phải có tốc độ như nhau( Tốc độ giữa vi điều khiển và máy tính phải chung nhau 1 tốc độ truyền bit) Ngoài tốc độ bit còn một tham số để mô tả tốc độ truyền là tốc độ Baud

Tốc độ Baud liên quan đến tốc độ mà phần tử mã hóa dữ liệu được sử dụng đểdiễn tả bit được truyền còn tôc độ bit thì phản ánh tốc độ thực tế mà các bitđược truyền.Vì một phần tử báo hiệu sự mã hóa một bit nên khi đó hai tốc độbit và tốc độ baud là phải đồng nhất

Một số tốc độ Baud thường dùng: 50, 75, 110, 150, 300, 600, 1200,

2400, 4800, 9600, 19200, 28800, 38400, 56000, 115200 … Trong thiết bị họ thường dùng tốc độ là 19200, Khi sử dụng chuẩn nối tiếp RS232 thì yêu cầu khi sử dụng chuẩn là thời gian chuyển mức logic không vượt quá 4% thời gian truyền 1 bit Do vậy, nếu tốc độ bit càng cao thì thời gian truyền 1 bit càng nhỏthì thời gian chuyển mức logic càng phải nhỏ Điều này làm giới hạn tốc Baud

và khoảng cách truyền

c) Bit chẵn lẻ hay Parity bit

Đây là bit kiểm tra lỗi trên đường truyền Thực chất của quá trình kiểm tra lỗi khi truyền dữ liệu là bổ xungthêm dữ liệu được truyền để tìm ra hoặc sửa một số lỗi trong quá trình truyền Do đó trong chuẩn RS232 sử dụng một

kỹ thuật kiểm tra chẵn lẻ

Một bit chẵn lẻ được bổ sung vào dữ liệu được truyền để ch thấy số lượng cácbit "1" được gửi trongmột khung truyền là chẵn hay lẻ

Một Parity bit chỉ có thể tìm ra một số lẻ các lỗi chả hạn như 1,3,,5,7,9 Nếu như một bit chẵn được mắc lỗi thì Parity bit sẽ trùng giá trị với trường

lỗi này không được sử dụng trong trường hợp có khả năng một vài bit bị mắc lỗi.

4 IC MAX232

Max232 là IC chuyên dùng cho giao tiếp giữa RS232 và thiết bị ngoại vi.Max232 là IC của hãng Maxim Đây là IC chay ổn định và được sử dụng phổbiến trong các mạch giao tiếp chuẩn RS232 Giá thành của Max232 phù hợp(12K hay 10K) và tích hợp trong đó hai kênh truyền cho chuẩn RS232 Dòng tínhiệu được thiết kế cho chuẩn RS232 Mỗi đầu truyền ra và cổng nhận tín hiệuđều được bảo vệ chống lại sự phóng tĩnh điện ( hình như là 15KV) Ngoài raMax232 còn được thiết kế với nguồn +5V cung cấp nguồn công suất nhỏ

Chương IV: LED BẢY THANH

1. Giới thiêu chung led 7 thanh

LED 7 thanh được dùng nhiều trong các mạch hiện thị thông báo, hiện thị

số, kí tự đơn giản LED 7 được cấu tạo từ các LED đơn sắp xếp theo các thanhnét để có thể biểu diễn các chữ số hoặc các kí tự đơn giản như từ số 0 đến 9 và

A đến F chả hạn LED 7 thanh dùng để hiện số thì rất đẹp và dễ nhìn Tùy vàokích thước của số và kí tự mà mỗi thanh được cấu tạo bởi một hay nhiều LEDđơn Các LED đơn đó được ghép và được đặt tên bằng các chữ cái a g và cómột dấu chấm dot ( dấu chấm này có thể sáng và tắt tùy theo yêu cầu) được cấutạo bởi 1 LED đơn Qua đó người ta chỉ cần 8 bit tương ứng với 8 LED đơn đểđiều khiển được và hiện thị số từ 0 đến 9 và các kí tự từ A đến F

Cấu tạo của LED chúng ta nhìn trên rất đơn giản chúng chỉ gồm các LEDđơn được xếp lại với nhau thành hình như trên hình vẽ Các LED đơn này chỉchung nhau Anot hoặc Katot và riêng nhau các chân con lại Anot hặc Katot.Nhiệm vụ của chúng ta là cho sáng các LED đơn đó để cho nó thành số hay kí

tự đơn giản

Hiện nay LED 7 được sản xuất theo 2 kiểu là Anot chung và Katot chung

và được điều khiển làm việc tương tự như bơm dòng hay nuốt dòng của cácLED đơn có trong LED7 (Thường hay thiết kế theo kiểu bơm dòng choLED) Thông thường trong các mạch thiết kế thực tế người thiết kế thườnghay sử dụng loại Anot chung Phương pháp ghép nối là cấp dòng, đảo trạngthái thông qua đệm và quét LED

2. Ghép nối led 7 thanh

Để ghép nối với LED7 có thể có nhiều cách, nhưng phải đảm bảo sao cóthể điều khiển tắt mở riêng từng LED đơn trong đó để tạo ra các số và các ký

tự mong muốn.Các ICs điều khiển đều khó khả năng sinh dòng kém tức làdòng đầu ra của các chân ICs nhỏ hơn khả năng nuốt dòng Do vậy, nếu ghépnối trực tiếp các net với các chân cổng IC thì loại Anode chung là thích hợphơn cả Cần phải chú ý dòng dồn về ICs quá mức chịu được thì cũng khôngđược vì làm nóng và dei ICs điều khiển

* 2 cách ghép nối thường dùng:

+ Cách 1 : Dùng trực tiếp các chân điều khiển (vi xử lý)

Đối với cách này thì nhìn thì rất tốn chân của vi xử lý Và dòng của LED sẽdồn tất cả về vi xử lý Nếu một hệ thống lớn thì cách này không ổn vì ảnhhưởng đến vi xử lý và nhiều dòng dồn về vi xử lý sẽ làm vi xử lý nóng và dẫntới chết ( chúng ta tưởng tượng xem nếu mà hệ thống nhiều phần điều khiển từcác chân vi xử lý mà tất cả các tải điều khiển dồn trực tiếp dòng về vi xử lý thìlúc đó dòng trong 1 thời điểm khá lớn vượt quá ngưỡng cho phép của vi xử lý.Dòng mà vi xử lý chịu đựng được cũng khá nhỏ đâu dưới 100mA ).Các này chỉ dùng được hệ thống điều khiển ít, mạch dùng vi xử lý khá đơngiản như hiện thị LED, đếm số từ 0 đến 9 chả hạn.

+ Cách 2 : Dùng IC giải mã BCD sang LED 7 thanh

Sử dụng IC giải mã 7447 để giả mã từ mã BCD sang mã LED7 Đối vớicách này thì trông rất ổn Vừa tiếp kiệm được chân vi xử lý và tránh được dòngdồn về vi xử lý (dòng ở đây được dồn về 7447) Đây là cách mà người thiết kếthường dùng trong các hệ thống cần đến hiện thị

Thông thường các thiết kế, LED 7 thanh được dùng để hiện thị các giá trịcác giá trị số từ 0 đến 9 và đôi khi cần phải hiện thị các kí tự đơn giản như Ađến F trong hệ thống để báo trạng thái của hệ thống Các giá trị hiện thị baogồm nhiều chữ số tức là chúng ta phải dùng đến nhiều LED7 ghép lại thì mớihiện thị được nhiều số Ví dụ như muốn hiện thị số 123 chả hạn thì chúng taphải dùng đến 3 LED 7 thanh ghép lại

Như vậy để ghép nhiều LED 7 thanh thay vì chung ta phải dùng 8 chân

riêng rẽ cho mỗi LED Ví dụ để hiện thị được 3 chữ số lên LED 7 (123 chả hạn)khi đó ta sẽ mất 3x8 = 24 chân dữ liệu điều khiển để hiện thị được 3 chữ số.Như vậy sẽ rất tốn chân vi xử lý, do vậy người ta dùng chung các đường dữ liệucho các LED 7 thanh và thiết kế thêm các tín hiệu điều khiển cấp nguồn riêng rẽcho từng LED 7 một hay là cấp nguồn cho các chân Anot chung hay Katotchung Nhìn trên sơ đồ trên ta thấy được kiểu ghép nối giữa các LED Cácđường dữ liệu vào của 3 LED được chung với nhau và các chân điều khiểnnguồn cho các LED được riêng rẽ và được điều khiển bằng transitor ( khuếchđại dòng) Như vậy đối với mạch trên chúng ta tiếp kiệm được nhiều chân vi xử

lý Đối với mạch trên và cách ghép nối như trên thì mất tối đa chỉ có 11 chân vi

xử lý

8 chân dữ liệu của LED 7 được chung nhau và chung được ghép nối qua

2 cách : Thứ nhất dùng vào trực tiếp các chân vi xử lý và thứ 2 là qua các ICđệm hay IC giải mã Nhưng trong thiết kế không mấy khi người ta cho trực tiếpcác chân dữ liệu đó vào trực tiếp vi xử lý mà người ta phải cho qua các IC đệmhay giải mã đối với hệ thống lớn Chỉ những mạch đơn giản người ta mới chovào trực tiếp vi xử lý.Thông thường người ta dùng thêm các IC đệm hay giải mãnhư ULN2803, 74LS47

Đối với phương pháp ghép LED như thế này thì làm sao điều khiển đượchiện thị số 123 chả hạn Nếu chúng ta mới nhìn thì sẽ thấy các LED 7 sẽ hiện thịgiống nhau vì chúng chung nhau đường dữ liệu Nhưng không phải là vậy Nếuchung ta cho từng thời điểm từng LED sáng 1 thì chúng ta sẽ thấy khác đó Số

123 sẽ được hiện thị lên 3 LED đó Đó là thuật toán quét LED dựa vào hiệntượng lưu ảnh trong mắt khi chúng ta quét với tần số lớn.

Như vậy đối với phương pháp này chúng ta tiếp kiệm được một số lượnglớn chân vi xử lý và đồng thời tiếp kiệm được năng lượng tiêu thụ do phươngpháp quét LED trong thời gian ngắn Khi đó tối đa trong 1 thời điểm có 1 LEDsáng toàn bộ thôi Cần phải tính toán giá trị dòng vào cho LED sao cho LEDsáng đẹp bằng cách thêm bớt điện trở

1. Giới thiệu về cảm biến nhiệt độ LM35

LM35 là cảm biến nhiệt độ bán dẫn thông dụng của hãng National

Semiconductor

Đặc tính của LM35 :

· Chuẩn hóa theo thang đo nhiệt đọ Cesius

· Đầu ra tuyến tính 10mV/1độC

· Dải nhiệt độ đo được từ -55 tới 150 độ tùy theo kiểu đóng vỏ

· Dòng tiêu thụ rất nhỏ cỡ 60uA, nên nhiệt tự tỏa rất nhỏ hầu như không ảnh hưởng đến kết quả đo

· Sai số nhỏ , chỉ khoảng 0.5độ C

2. Giới thiệu về ADC0808

Bộ adc0808 là ic cmos tích hợp 8 bộ chuyển đổi tương tự số 8 bít Bộchọn kênh được giải mã qua 3 chân điều khiển tương tích

Với :

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

· Nhiệt độ hoạt động -10 tới 85 độ C

Cấu trúc bên trong ADC0808

Bảng chọn kênh :

Giản đồ xung hoạt động của ADC0808

Mạch dao động :

Sử dụng mạch dao động cổng NOT để tạo ra dao động f = 640Khz

Tần số của mạch dao động : f = 1/(3RC)

Loa cảnh báo: loa cảnh báo được ghép nối với bộ vi điều khiển để khi có sự sai

lệnh giữa giá trị đo và giá trị đặt thì hệ thống sẽ cảnh báo ra loa giúp khắc phục

sự cố và giảm tổn thất

PHẦN 2: NỘI DUNG THIẾT KẾ

1. Sơ đồ nguyên lý

18 XTAL2

33p

C1

9 RST

R3

10u

10k

29 PSEN 30 ALE 31 EA

· Phân tích mạch :

22

23

NPN 24

13 EN

14 TH1

15 TL1 16 17

Cảm biến nhiệt LM35 được nối với đầu vào IN0 tương ứng với chân

chọn địa chỉ đầu vào ADD A = ADD B = ADD C = 0;

Đầu ra số của ADC0808 được nối với Port 1 của 8051

Vì cảm biến LM35 làm loại LM35DZ với dải nhiệt độ max là 128 độ

C nên giá trị điện áp max là 1.28V tương ứng với giá trị số đầu ra là 255.= > cần đưa điện áp tham chiếu Vref(+) = 1.28V, Vref(-) = 0

Nguồn xung chuyển đổi clock với tần số 640Khz

Khối hiển được nối với port P0 và được hiển thị theo phương pháp quét a not

Ta đặt cho hệ thống trong dải đo từ 150C đến 400C nếu hệ thống đođược trong khoảng này và báo về bộ xử lý thì sẽ không có hiện tượng gì xảy ra, khi hệ thống đo đo được giá trị ngoài khoảng này thì hệ thống sẽ

download by : skknchat@gmail.com

xử lý và đưa ra cảnh báo ở ngoài loa, nếu hệ thống đang hoạt động mà ấn stop thì giá trị đo được sẽ được lưu lại cho lần đo tiếp theo.

Việc đo và tính toán được thực hiện qua các thiết bị như cảm biến các con IC, các transistor và loa cảnh báo, cùng một số thiết bị khác

C:0x083E AB82 MOV R3,DPL(0x82)