Thiết kế mạch đo và hiển thị nhiệt độ

Đề tài ứng dụng vi điều khiển trong đời sống thực tế rất phong phú và đadạng nhằm đáp ứng cho cuộc sống tiện nghi của con người.Với mục đích tìmhiểu và đáp ứng những yêu cầu trên chúng e

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

LỜI MỞ ĐẦU 3

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 4

CHƯƠNG I: TÔNG QUAN VỀ CÁC THIẾT BỊ ĐO NHIỆT ĐỘ 5

1.1 Các phương pháp đo nhiệt độ 5

1.1.1 Các loại cảm biến 5

1.1.1.2 Nhiệt điện trở (Resitance temperature detector –RTD) 6

1.1.1.4 Nhiệt kế bức xạ (Hay hỏa kế) 7

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 10

2.1 Giới thiệu chung về mạch 10

2.1.1 Chức năng của mạch 10

“ Mạch đo và hiển thị nhiệt độ ” có các chức năng sau: 10

2.1.2 Các thành phần chính của “ mạch đo và hiển thị nhiệt độ ” 10

2.1.3 Yêu cầu thiết kế: 10

2.2 Giới thiệu các linh kiện trong mạch 10

2.2.1 Giới thiệu về LCD 16TC2A 10

2.2.2 Gới thiệu về AT89C51 13

2.2.3.Giới thiệu về cảm biến nhiệt LM35 18

2.2.4.Giới thiệu về ADC0804 20

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO 24

3.1 Quá trình đo nhiệt độ 24

3.2 Sơ đồ khối của mạch 25

3.3 Nguyên lý hoạt động , chức năng từng khối 26

3.3.1 Khối nguồn 26

3.3.2 Khối đầu vào 27

3.3.3 Khối biến đổi ADC 28

3.3.4 Khối vi xử lý 30

3.3.5 Khối hiển thị 31

*Lưu đồ khối thuật toán 32

*Lưu đồ thuật toán: 33

*Sơ đồ nguyên lý: 34

*Sơ đồ mạch in 35

CHƯƠNG IV: KỆT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 36

TÀI LIỆU THAM KHẢO 37

Chương trình: 38

LỜI MỞ ĐẦU

Việt Nam ta ngày một phát triển và giàu mạnh Một trong những thay đổiđáng kể là Việt Nam đã gia nhập WTO ,một bước ngoặt quan trọng thay đổi đấtnước,để chúng ta - con người Việt có cơ hội nắm bắt nhiều thành tựu vĩ đại củathế giới, đặc biệt là về các lĩnh vực khoa học kĩ thuật nói chung và ngành

Điện - Điện Tử nói riêng

Thế hệ trẻ chúng ta không tự mình phấn đấu học hỏi không ngừng thì chúng

ta sẽ sớm lạc hậu và nhanh chóng thụt lùi Nhìn ra được điều đó Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên đã sớm chủ trương hình thức đào tạo sâu

rộng, từ thấp đến cao Để tăng chất lượng học tập của sinh viên nhà trường nói

chung và khoa Điện - Điện Tử nói riêng đã tổ chức cho sinh viên làm các đồ án

nhằm tạo nên tảng vững chắc cho sinh viên khi ra trường, đáp ứng nhu cầutuyển dụng việc làm Ngày nay lĩnh vực điều khiển đã được ứng dụng rộng rãitrong các thiết bị, sản phẩm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt hằng ngày của conngười như máy giặt, đồng hồ điện tử, ti vi nhằm giúp cho đời sống ngày cànghiện đại và tiện lợi hơn

Đề tài ứng dụng vi điều khiển trong đời sống thực tế rất phong phú và đadạng nhằm đáp ứng cho cuộc sống tiện nghi của con người.Với mục đích tìmhiểu 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 ”

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Hưng Yên, ngày tháng năm 2015

Giảng viên

CHƯƠNG I: TÔNG QUAN VỀ CÁC THIẾT BỊ ĐO NHIỆT ĐỘ 1.1 Các phương pháp đo nhiệt độ

1.1.1 Các loại cảm biến

1.1.1.1 Cặp nhiệt điện (Thermocouple - Can nhiệt)

Hình 1.1 Cấu tạo của cảm biến Thermocouple

- Cấu tạo: Gồm 2 chất liệu kim loại khác nhau, hàn dính một đầu

- Nguyên lý: Nhiệt độ thay đổi cho ra sức điện động thay đổi ( mV)

- Ưu điểm: Bền, đo nhiệt độ cao

- Khuyết điểm: Nhiều yếu tố ảnh hưởng làm sai số Độ nhạy không cao

- Thường dùng: Lò nhiệt, môi trường khắt nghiệt, đo nhiệt nhớt máy nén,…

- Dải đo: -100 ~ 1800oC

- Ứng dụng: sản xuất công nghiệp, luyện kim, giáo dục hay gia công vật liệu… Trên thị trường hiện nay có nhiều loại Cặp nhiệt điện khác nhau (E, J, K, R, S,

T, B…) đó là vì mỗi loại Cặp nhiệt điện đó được cấu tạo bởi 1 chất liệu khác nhau, từ đó sức điện động tạo ra cũng khác nhau dẫn đến dải đo cũng khác nhau Người sử dụng cần chú ý điều này để có thể lựa chọn loại Cặp nhiệt điện phù hợp với yêu cầu của mình

Đồng thời khi lắp đặt sử dụng loại Cặp nhiệt điện thì cần chú ý tới những điểm sau đây:

- Dây nối từ đầu đo đến bộ điều khiển càng ngắn càng tốt (vì tín hiệu truyền đi dưới dạng điện áp mV nên nếu dây dài sẽ dẫn đến sai số nhiều)

- Thực hiện việc cài đặt giá trị bù nhiệt (Offset) để bù lại tổn thất mất mát trênđường dây Giá trị Offset lớn hay nhỏ tùy thuộc vào độ dài, chất liệu dây và môitrường lắp đặt

- Không để các đầu dây nối của Cặp nhiệt điện tiếp xúc với môi trường cần đo.

- Đấu nối đúng chiều âm, dương cho Cặp nhiệt điện

1.1.1.2 Nhiệt điện trở (Resitance temperature detector –RTD)

Hình 1.2 Cảm biến Resitance temperature detector

- Cấu tạo của RTD gồm có dây kim loại làm từ: Đồng, Nikel, Platinum,…được quấn tùy theo hình dáng của đầu đo

- Nguyên lí hoạt động: Khi nhiệt độ thay đổi điện trở giữa hai đầu dây kim loại này sẽ thay đổi, và tùy chất liệu kim loại sẽ có độ tuyến tính trong một khoảng nhiệt độ nhất định

- Ưu điểm: độ chính xác cao hơn Cặp nhiệt điện, dễ sử dụng hơn, chiều dài dây không hạn chế

- Khuyết điểm: Dải đo bé hơn Cặp nhiệt điện, giá thành cao hơn Cặp nhiệt điện

- Dải đo: -200~700oC

- Ứng dụng: Trong các ngành công nghiệp chung, công nghiệp môi trường hay gia công vật liệu, hóa chất…Hiện nay phổ biến nhất của RTD là loại cảm biến

Pt, được làm từ Platinum Platinum có điện trở suất cao, chống oxy hóa, độ nhạy cao, dải nhiệt đo được dài Thường có các loại: 100, 200, 500, 1000 ohm (khi ở 0 oC) Điện trở càng cao thì độ nhạy nhiệt càng cao

- RTD thường có loại 2 dây, 3 dây và 4 dây Loại 4 dây cho kết quả đo chính xác nhất

1.1.1.3 Điện trở oxit kim loại (PTC Thermistor và NTC Thermistor)

Hình 1.3 Hình ảnh điện trở oxit kim loại

- Cấu tạo: Làm từ hổn hợp các oxid kim loại: mangan, nickel, cobalt,…

- Nguyên lý: Thay đổi điện trở khi nhiệt độ thay đổi

- Ưu điểm: Bền, rẽ tiền, dễ chế tạo

- Khuyết điểm: Dãy tuyến tính hẹp

- Dải đo: 50oC

- Ứng dụng: Làm các chức năng bảo vệ, ép vào cuộn dây động cơ, mạch điện tử

- Có hai loại thermistor: Hệ số nhiệt dương PTC- điện trở tăng theo nhiệt độ; Hệ

số nhiệt âm NTC – điện trở giảm theo nhiệt độ Thường dùng nhất là loại NTC

1.1.1.4 Nhiệt kế bức xạ (Hay hỏa kế)

- Cấu tạo: Làm từ mạch điện tử, quang học

- Nguyên lý: Đo tính chất bức xạ năng lượng của môi trường mang nhiệt

- Ưu điểm: Dùng trong môi trường khắc nghiệt, không cần tiếp xúc với môi trường đo

- Khuyết điểm: Độ chính xác không cao, đắt tiền

- Ứng dụng: Làm các thiết bị đo cho lò nung

1.1.1.5 Cảm biến nhiệt bán dẫn

Hình 1.4 Cấu tạo cảm biến nhiệt bán dẫn

- Cấu tạo: Làm từ các loại chất bán dẫn

- Nguyên lý: Sự phân cực của các chất bán dẫn bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ

- Ưu điểm: Rẻ tiền, dễ chế tạo, độ nhạy cao, chống nhiễu tốt, mạch xử lý đơn giản

- Khuyết điểm: Không chịu nhiệt độ cao, kém bền

IC Cảm biến nhiệt LM35 :

LM35 là một cảm biến nhiệt độ analog, thuộc họ IC cảm biến nhiệt độ sản xuất theo công nghệ bán dẫn dựa trên các chất bán dẫn dễ bị tác động bởi sự thay đổi của nhiệt độ, đầu ra của cảm biến là điện áp (V) tỉ lệ với nhiệt độ mà nóđược đặt trong môi trường cần đo

Họ LM35 có rất nhiều loại và nhiều kiểu đóng vỏ khác nhau

Hình1.5 Cảm biến nhiệt độ LM35

Đặc điểm nổi bật:

* Nhiệt độ được xác định bằng cách đo hiệu điện thế ngõ ra của LM35

- LM35 có độ biến thiên theo nhiệt độ: 10mV/1(0C)

- Độ chính xác cao, tính năng cảm biến nhiệt độ rất nhạy

- Ở nhiệt độ 25(0C) nó có sai số không quá 1% Với dải đo từ 0-128(0C), tín hiệu ngõ ra tuyến tính liên tục với những thay đổi của tín hiệu ngõ vào

* Thông số kỹ thuật:

- Tiêu tán công suất thấp

- Dòng làm việc từ 400µA đến 5mA

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Giới thiệu chung về mạch

2.1.1 Chức năng của mạch

“ Mạch đo và hiển thị nhiệt độ ” có các chức năng sau:

- Đo nhiệt độ

- Hiển thị nhiệt độ trên màn hình LCD

2.1.2 Các thành phần chính của “ mạch đo và hiển thị nhiệt độ ”

1: LCD 16x2_R2

2: Cảm biến nhiệt LM35

3: Vi điều khiển AT89C51

4: Bộ biến đổi tín hiệu ADC8040

5: Các nút nhấn,điện trở,tụ điện,tranzitor,thyzitor…

2.1.3 Yêu cầu thiết kế:

Mạch hoạt động đúng chức năng của đề tài

Mạch hoạt động có độ ổn định và chính xác cao

Thiết kế gọn nhẹ

Giá thành phù hợp

2.2 Giới thiệu các linh kiện trong mạch

2.2.1 Giới thiệu về LCD 16TC2A

Trong những năm gần đây, màn hình tinh thể lỏng LCD (Liquid CrystalDisplay) ngày càng được sử dụng rộng rãi và đang dần thay thế các đèn LED (7đoạn và nhiều đoạn)

Đó là vì các nguyên nhân sau:

- Màn hình LCD có giá thành hạ.Khả năng hiển thị số, ký tự và đồ hoạ tốt hơnnhiều so với đèn LED (đèn LED chỉ hiển thị được số và một số ký tự)

- Sử dụng thêm một bộ điều khiển tương phản của LCD và như vậy giải phóngCPU khỏi công việc này Còn đối với đèn LED luôn cần CPU ( hoặc bằng cáchnào đó) để duy trì việc hiển thị dữ liệu

- Dễ dàng lập trình các ký tự và đồ hoạ

Chức năng và nhiệm vụ của các chân:

Hình 2.1: Sơ đồ chân của LCD 16TC2A

* Bảng 2.2.1.1: Chức năng và nhiệm vụ của các chân của LCD

1 Vss Chân nối đất cho LCD, khi thiết kế mạch ta nối chân này với

GND của mạch điều khiển

2 Vdd Chân cấp nguồn cho LCD, khi thiết kế mạch ta nối chân này với

VCC=5V của mạch điều khiển

3 Vee Lựa chọn độ tương phản của màn hình

4 RS Chân chọn thanh ghi (Register select) Nối chân RS với logic “0”

(GND) hoặc logic “1” (VCC) để chọn thanh ghi

+ 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

5 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, hoặc nối với logic “1” để

LCD ở chế độ đọc.

6 E 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-lowtransition) của tín hiệu chân E

+ Ở chế độ đọc: Dữ liệu sẽ được LCD xuất ra DB0-DB7 khi pháthiện 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 thôngtin 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

ĐiềuKiện

-màn hình

LCD

VF 250C - 4,2 4,6 V

- Để hiển thị chữ cái và con số, mã ASCII của các chữ cái từ A đến Z, a đến z

và các con số từ 0 - 9 được gửi đến các chân này khi bật RS = 1

Cũng có các mã lệnh được gửi đến LCD để xoá màn hình hoặc đưa con trỏ vềđầu dòng hoặc nhấp nháy con trỏ Bảng 12.2 liệt kê các mã lệnh này

Cũng có thể sử dụng RS = 0 để kiểm tra bít cờ bận xem LCD đã sẵn sàng nhậnthông tin chưa

- Khi R/W = 1 và RS = 0 thì cờ bận D7 thực hiện các chức năng như sau: Nếu

D7 = 1 (cờ bận bằng 1) có nghĩa LCD đang bận các công việc bên trong và sẽ

không nhận bất kỳ thông tin mới nào, còn nếu D7 = 0 thì LCD sẵn sàng nhận

thông tin mới Trong mọi trường hợp cần kiểm tra cờ bận trước khi ghi bất kỳ

dữ liệu nào lên LCD

- Gửi có trễ lệnh và dữ liệu đến LCD

Để gửi một lệnh bất kỳ đến LCD, cần đưa chân RS = 0, còn để gửi dữ liệu thì bật RS=1.Sau đó, gửi một sườn xung cao xuống thấp đến chân E để cho phépchốt dữ liệu trong LCD

2.2.2 Gới thiệu về AT89C51

IC 89C51 là một họ IC vi điều khiển do hãng Intel của Mỹ sản xuất Chúng có các đặc điểm chung như sau:

- 8 KB EPROM bên trong

- 128 Byte RAM nội

- 4 Port xuất /nhập I/O 8 bit

- Giao tiếp nối tiếp

* Chức năng các chân của 89C51:

Hình 2.2: Sơ đồ chân của 89C51

- 8951 có tất cả 40 chân có chức năng như các đường xuất nhập Trong đó có 24chân có tác dụng kép (có nghĩa 1 chân có 2 chức năng), mỗi đường có thể hoạtđộng như đường xuất nhập hoặc như đường điều khiển hoặc là thành phần củacác bus dữ liệu và bus địa chỉ

* Các Port:

- Port 0 là port có 2 chức năng ở các chân 32 - 39 của 8951 Trong các thiết kế

cỡ nhỏ không dùng bộ nhớ mở rộng nó có chức năng như các đường IO Đốivới các thiết kế cỡ lớn có bộ nhớ mở rộng, nó được kết hợp giữa bus địa chỉ vàbus dữ liệu

- Port 1:- Port 1 là port IO trên các chân 1-8 Các chân được ký hiệu P1.0, P1.1,P1.2, có thể dùng cho giao tiếp với các thiết bị ngoài nếu cần Port 1 không

có chức năng khác, vì vậy chúng chỉ được dùng cho giao tiếp với các thiết bịbên ngoài

- Port 2 là 1 port có tác dụng kép trên các chân 21 - 28 được dùng như cácđường xuất nhập hoặc là byte cao của bus địa chỉ đối với các thiết bị dùng bộnhớ mở rộng

- Port 3 Cổng P3 chiếm tổng cộng là 8 chân từ chân 10 đến chân 17 Nó có thểđược sử dụng như đầu vào hoặc đầu ra Cống P3 không cần các điện trở kéocũng như P1 và P2 Mặc dù cổng P3 được cấu hình như một cống đầu ra khiReset, nhưng đây không phải là cách nó được sử dụng phổ biến nhất.

Cống P3 được bổ sung các chức năng quan trọng, đặc biệt Bảng 2 cung cấp cácchức năng khác của cống P3

Thông tin này áp dụng cho cả 8051 và 8031:

Bộ định thời 0 (TO)

Bộ định thời 1 (T1)Ghi (WR)

Đọc (RD)

1011121314151617

Các bit P3.0 và P3.1 cung cấp tín hiệu nhận và phát dữ liệu trong truyền thông

dữ liệu nối tiếp

Các bit P3.2 và P3.3 được dành cho các ngắt ngoài

Bit P3.4 và P3.5 được dùng cho các bộ định thời 0 và 1

Cuối cùng các bit P3.6 và P3.7 để ghi và đọc các bộ nhớ ngoài khi được nối tới

các hệ thống 8031

*Tổ chức bộ nhớ

Các vi điều khiển thuộc họ 8051 đều tổ chức thành 2 không gian chương trình và dữ liệu Kiến trúc vi xử lý 8 bit của 8051 này cho phép truy nhập và tính toán nhanh hơn đối với không gian dữ liệu nhờ việc phân chia 2 không gian

bộ nhớ chương trình và dữ liệu như trên Tuy nhiên bộ nhớ ngoài được truy nhập bởi hệ thống 16 bit địa chỉ vẫn có thể thực hiện nhờ thanh ghi con trỏ

Bộ nhớ chương trình (ROM, EPROM) là bộ nhớ chỉ đọc, có thể mở rộng tối

đa 64Kbyte Với họ vi điều khiển 89xx, bộ nhớ chương trình được tích hợp sẵn trong chip có kích thước nhỏ nhất là 4kByte Với các vi điều khiển không tích hợp sẵn bộ nhớ chương trình trên chip, buộc phải thiết kế bộ nhớ chương trình bên ngoài

Ví dụ sử dụng EPROM: 2764 (64Kbyte), khi đó chân PSEN phải ở mức tích cực (5V).

Hình 2.3: Cấu trúc vi điều khiển 89C51

Bộ nhớ dữ liệu (RAM) tồn tại độc lập so với bộ nhớ chương trình Họ vi điều khiển 8051 có bộ nhớ dữ liệu tích hợp trên chip nhỏ nhất là 128byte và có thể

mở rộng với bộ nhớ dữ liệu ngoài lên tới 64kByte

Với những vi điều khiển không tích hợp ROM trên chip thì vẫn có RAM trên chip là 128byte

Khi sử dụng RAM ngoài, CPU đọc và ghi dữ liệu nhờ tín hiệu trên các chân

RD và WR Khi sử dụng cả bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu bên ngoài thìbuộc phải kết hợp chân RD và PSEN bởi cổng logic AND để phân biệt tín hiệu truy xuất dữ liệu trên ROM hay RAM ngoài

* Các ngõ tín hiệu điều khiển :

- Ngõ tín hiệu PSEN (Program store enable):

PSEN là tín hiệu ngõ ra ở chân 29 có tác dụng cho phép đọc bộ nhớ chươngtrình mở rộng thường được nói đến chân 0E\ (output enable) của Eprom chophép đọc các byte mã lệnh

PSEN ở mức thấp trong thời gian Microcontroller 8951 lấy lệnh Các mã lệnhcủa chương trình được đọc từ Eprom qua bus dữ liệu và được chốt vào thanh

ghi lệnh bên trong 8951 để giải mã lệnh Khi 8951 thi hành chương trình trongROM nội PSEN sẽ ở mức logic 1.

- Ngõ tín hiệu điều khiển ALE (Address Latch Enable ) :

Khi 8951 truy xuất bộ nhớ bên ngoài, port 0 có chức năng là bus địa chỉ và bus

dữ liệu do đó phải tách các đường dữ liệu và địa chỉ Tín hiệu ra ALE ở chânthứ 30 dùng làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp các đường địa chỉ và dữ liệukhi kết nối chúng với IC chốt

Tín hiệu ra ở chân ALE là một xung trong khoảng thời gian port 0 đóng vai trò

là địa chỉ thấp nên chốt địa chỉ hoàn toàn tự động

Các xung tín hiệu ALE có tốc độ bằng 1/6 lần tần số dao động trên chip và cóthể được dùng làm tín hiệu clock cho các phần khác của hệ thống Chân ALEđược dùng làm ngõ vào xung lập trình cho Eprom trong 8951

- Ngõ tín hiệu EA\(External Access):

Tín hiệu vào EA\ ở chân 31 thường được mắc lên mức 1 hoặc mức 0 Nếu ởmức 1, 8951 thi hành chương trình từ ROM nội trong khoảng địa chỉ thấp 8Kbyte Nếu ở mức 0, 8951 sẽ thi hành chương trình từ bộ nhớ mở rộng ChânEA\ được lấy làm chân cấp nguồn 21V khi lập trình cho Eprom trong 8951

- Ngõ tín hiệu RST (Reset) :

Ngõ vào RST ở chân 9 là ngõ vào Reset của 8951 Khi ngõ vào tín hiệu nàyđưa lên cao ít nhất là 2 chu kỳ máy, các thanh ghi bên trong được nạp những giátrị thích hợp để khởi động hệ thống Khi cấp điện mạch tự động Reset

2.2.3.Giới thiệu về cảm biến nhiệt LM35

LM35 là họ cảm biến nhiệt mạch tích hợp chính xác cao có điện áp đầu ra tỷ lệtuyến tính với nhiệt độ theo thang độ Celsius Họ cảm biến này cũng không yêucầu căn chỉnh ngoài vì vốn nó đã được căn chỉnh

Hình 2.4: Sơ đồ chân của cảm biến nhiệt độ LM 35

LM35 là cảm biến nhiệt độ analog ,nhiệt độ được xác định bằng cách đo hiệuđiện thế ngõ ra của LM 35

Đơn vị nhiệt độ : 0C

Có mức điện áp thay đổi trực tiếp theo 0C ( 10 mV/0C)

Có hiệu năng cao,công suất tiêu thụ là 60 uA

Sản phẩm không cần phải căn chỉnh nhiệt đội khi sử dụng

Độ chính xác thực tế : 1/4 0C ở nhiệt độ phòng và ¾ 0C ở ngoài khoảng -55 0Ctới 150 0C

Chân + Vs (1) là chân cung cấp điện áp cho LM 35 DZ hoạt động từ 4 – 20 VChân Vout ( 2) là chân điện áp đầu ra LM35 được đưa vào chân Analog của các

bộ ADC

Chân GND là chân nối mass: Chân này này tránh hỏng cảm biến cũng như làmgiảm sai số quá trình đo

Bảng 2.2.3.1: Thông số kỹ thuật chính của cảm biến nhiệt họ LM35

* Phối hợp tín hiệu và nối ghép LM35 với 8051

Phối hợp tín hiệu là một thuật ngữ được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực thunhận dữ liệu Hầu hết các bộ cảm biến đều đưa ra tín hiệu dạng điện áp, dòngđiện, dung kháng hoặc trở kháng Tuy nhiên, chúng ta cần chuyển đổi các tínhiệu này về điện áp để đưa đến đầu vào của bộ chuyển đổi ADC Sự chuyển đổi

(biến đổi) này được gọi chung là phối hợp tín hiệu.

Bảng 2.2.3.2: Nhiệt độ và Vout của ADC804

Nhiệt độ(c) Vin(mV) Vout (D7-D0)

2.2.4.Gi i thi u v ADC0804 ới thiệu về ADC0804 ệu về ADC0804 ề ADC0804

Các bộ chuyển đổi ADC được sử dụng hết sức rộng rãi Máy tính số làm việctrên các giá trị nhị phân, tuy nhiên, trong thực tế, các đại lượng vật lý đều ởdạng tương tự (liên tục) Nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, tốc độ là một trong nhữngdại lượng vật lý của thế giới thực mà ta thường gặp hàng ngày Một đại lượngvật lý được chuyển về dòng điện hoặc điện áp qua một thiết bị được gọi là bộbiến dổi Bộ biến đổi cũng có thể được xem là bộ cảm biến Mặc dù chỉ có các

bộ cảm biến nhiệt, tốc độ, áp suất, ánh sáng và nhiều đại lượng tự nhiên khác,nhưng chúng đều có một điểm chung là cho ra các tín hiệu dòng điện hoặc điện

áp ở dạng liên tục Do vậy, cần một bộ chuyển đổi tưorng tự số để bộ vi điềukhiển có thể đọc được chúng Chip ADC được sử dụng rộng rãi hiện nay đó làADC804

Chip ADC804 là bộ chuyển đổi tưorng tự số thuộc họ ADC800 của hãngNational Semiconductor Chip này cũng được nhiều hãng khác sản xuất Chip

có diện áp nuôi +5V và độ phân giải 8 bit Ngoài độ phân giải thì thời gianchuyển dổi cũng là một tham số quan trọng khi đánh giá bộ ADC Thời gianchuyển đổi được định nghĩa là thời gian mà bộ ADC cần để chuyển một đầu vàotưorng tự thành một số nhị phân Đối với ADC804 thời gian chuyển đổi phụthuộc vào tần số đồng hồ được cấp tới chân CLK và CLK IN và không bé hơn 1lOps Các chân của ADC804 có chức năng

Hình 2.5: Sơ đồ các chân của ADC 0804