báo cáo bán

- Với sự nhảy vọt của khoa học , kỹ thuật điện- điện tử, mà vì thế trong một thời gian ngắn nó đã đạt được những thành tựu to lớn trong hầu hết các lĩnh vực trong đời sống xã hội.Thiết b

Mục Lục Trang Chương Dẫn Nhập……… ……… 3

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT……… … ……5

1.1 Giới thiệu chung về mạch ……… 5

1.1.1.Chức năng của mạch……… 6

1.1.2 Sơ đồ khối của mạch đo nhiệt độ dùng cảm biến LM35……… 7

1.1.3 Yêu cầu thiết kế của mạch đo nhiệt độ dùng cảm biến LM35……… 7

1.2 Các linh kiện sử dụng trong mạch……… 7

1.2.1 LCD 1602A……… 7

1.2.2 Vi xử lý AT89S52……… 10

1.2.3 Cảm biến nhiệt độ LM35……… 15

1.2.4 ADC0808……… 17

1.2.5 Các linh kiện khác……… 20

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG MẠCH TRÊN MÁY TÍNH …… 25

2.1 Tính toán, chọn các giá trị linh kiện trong mạch……… 25

2.2 Thiết kế mạch nguyên lý mạch in (PCB) và mô phỏng 3D trên máy tính bằng phần mềm Proteus 8 Professional ……… 26

2.2.1 Sơ đồ nguyên lý………28

2.2.2 Sơ đồ mạch in (PCB) ……… 29

2.2.3 Hình ảnh 3D của mạch……… 29

3.1 Chế tạo mạch in thủ công……… 30

3.2 Lắp ráp linh kiện và hoàn thiện mạch……… 32

3.3 Lưu Đồ Thuật Toán……… 32

3.3.1 Chương Trình Chính……… 32

3.4 Nạp code cho IC 89S52 và đánh giá kết quả……… 40

CHƯƠNG KẾT LUẬN………42

CHƯƠNG DẪN NHẬP

1 Đặt vấn đề

- Việt Nam ta ngày một phát triển và giàu mạnh.Một trong những thay đổi đáng kể là Việt Nam đã gia nhập WTO, một bước ngoặt quan trọng thay đổi đất nước, để chúng ta, con người Việt có cơ hội nắm bắt nhiều thành tựu vĩ đại của thế giới, đặc biệt là về các lĩnh vực khoa học kỹ thuật nói chúng và ngành Điện Tử nói riêng.Thế hệ trẻ chúng ta không tự mình phấn đầu học hỏi không ngừng thì chúng ta sớm lạc hậu và nhanh chóng thụt lùi Nhìn ra được điều đo Trường Đại Học Công Nghiệp Việt Hung Sơn Tây – Hà Nội đã sớm chủ trương hình thức đào tạo saau rộng, từ thấp đến cao Để tăng chất lượng học tập của sinh viên nhà trường nói chúng và Khoa Điện – Điện Tử nói riêng đã tổ chức cho sinh viên làm Đồ Án Môn Học nhằm tạo nền tảng vững chắc cho sinh viên khi ra trường , đáp ứng nhu cầu tuyển dụng việc làm

- Với sự nhảy vọt của khoa học , kỹ thuật điện- điện tử, mà vì thế trong một thời gian ngắn nó đã đạt được những thành tựu to lớn trong hầu hết các lĩnh vực trong đời sống xã hội.Thiết bị và công nghệ ngày càng đổi mới để góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống.Ngày nay các thiết bị vi điều khiển có ứng dụng càng rộng rãi với ưu điểm nhỏ gọn ,linh hoạt và có thể điều khiển được rộng rãi Vi điều khiển ngày càng

2

chiếm lĩnh và đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong kỹ thuật điều khiển và tự độnghóa.

- Giờ đây, nhu cầu chuyên dụng hóa, tối ưu( thời gian, không gian, giá thành) bảo mật ,tính chủ động linh hoạt trong công nghệ… ngày càng đòi hỏi khắc khe việc đưa

ra công nghệ mới trong lĩnh vực chế tạo mạch điều khiển điện tử, để đáp ứng các nhu cầu cấp thiết trong khoa học kỹ thuật điện -điện tử Kỹ thuật vi điều khiển hiện nay rấtphát triển,nó đáp ứng được nhu cầu của nhiều ngành lĩnh vực sản xuất công nghiệp, tựđộng hóa ,trong đời sống…So với kỹ thuật số thì kỹ thuật vi điều khiển nhỏ gọn hơn,

do đó nó được tập hợp lại và có khả năng lập trình để điều khiển nên tiện dụng và cơ động.Với các tính chất ưu việc đó, trong đề tài này em sử dụng mạch cảm biến nhiệt

độ dùng cảm biến LM35 xử lí hiển thị bằng LCD 1602

- 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 cong người như máy giặt, ti vi, tủ lạnh, đồng hồ, v.v nhằm giúp cho đời sốn 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 ngằm đáp ứng cho cuộc sống thuận tiện,tiện lợi hơn 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 thực tế, nhưng không quá xa lạ đối với mọi người đó là :

“Thiết Kế Mạch Cảm Biến Nhiệt Độ LM35 + AT89s52 Hiển Thị Trên LCD”

- Trong suốt thời gian thực hiện đề tài, chúng em đã gặp một số vướng mắc về

lý thuyết và khó khăn trong việc thi công sản phẩm Tuy nhiên chúng em đã được sự giải đáp và hướng dẫn tận tình của thầy Đào Tất Hùng, sự góp ý kiến của các bạn trong lớp, nhóm Được như vậy chúng em xin chân thành cảm ơn và mong muốn nhân được nhiều hơn sự giúp đỡ, chỉ bảo của thầy cô và các bạn

Cùng với sự ra đời và phát triển mạnh mẽ của các hệ vi xử lý, việc đo nhiệt

độ áp dụng vi xử lý, vi điều khiển đã mở ra nhiều hướng khác nhau và đưa đến nhiều phương pháp khác nhau, linh hoạt, chính xác hơn.có nhiều cách để

đo nhiệt độ, trong đó có thể liệt kê một số phương pháp sau đây:

- Phương pháp quang dựa trên sự phân bố bức xạ nhiệt do dao động

- Phương pháp quang dựa trên sự phân bố bức xạ nhiệt do dao động nhiệt (do hiệu ứng Doppler)

- Phương pháp cơ dựa trên sự dãn nở của vật rắn, của chất lỏng hoặc khí (với áp suất không đổi ) hoặc dựa trên tốc độ âm

- Phương pháp dựa trên sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ, hiệu ứng Sêbeck, hoặc dựa trên sự thay đổi tần số dao động của thạch anh

Chúng Em Xin Trân Thành Cảm Ơn

2 Giới hạn đề tài

Đề tài nghiên cứu mạch đo nhiệt độ trong điều kiện bình thường, dải làmviệc từ -55 0C đến +150 0C Ứng dụng đề tài ở những nơi không yêu cầu độchính xác tuyệt đối về nhiệt độ

3 Mục đích nghiên cứu

Đồ án “Thiết kế mạch đo nhiệt độ dùng cảm biến LM35” với mục đíchnghiên cứu các phương pháp đo nhiệt độ và thực hiện thiết kế, chế tạo một mạchhoàn chỉnh có thể đo đạc và hiển thị nhiệt độ tự động, chính xác

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1.1 Giới thiệu chung về mạch

Nhiệt độ tác động đến mọi người mọi mặt của cuộc sống Và các lĩnh vựcsản xuất cũng vậy,nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp tới quá trình vận hành, sản xuấtnhư:

4

- Trong lĩnh vực sản xuất công nghiệp nhiệt độ có tác động trực tiếp đến chấtlượng sản phẩm đầu ra như trong quá trình gia công hàn vật liệu, nhiệt độ ảnhhưởng tới độ chính xác ,tính giãn nở nhiệt của vật liệu.

- Trong quá trình nung nóng,sấy như nung gạch men thì nhiệt độ ảnh hưởng tớichất lượng về độ cứng ,độ dẻo, màu sắc của sản phẩm đầu ra

- Trong y học nhiệt độ ảnh hưởng tới các kết quả nghiên cứu chữa bệnh

- Trong cuộc sống nhiệt độ ảnh hưởng tới chất lượng và bảo quản lương thựcthực phẩm

- Trong nông nghiệp của bạn nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp tới thành quả và năngsuất nông nghiệp

Trong dải nhiệt độ từ 00 C đến 800 C, LM35 là một loại cảm biến nhiệt cógiá thành tương đối rẻ và có nhiều trên thị trường, có khoảng đo phù hợp với yêucầu của đề tài Có tác dụng thay đổi điện áp đầu ra theo sự thay đổi của nhiệt độmôi trường một cách tuyến tính khá chính xác Tín hiệu điện ở dạng tương tự.Qua chuyển đổi tượng tự sang số bằng ADC0808, sẽ được vi xử lý 89s52 (Thuộc

họ 8051) đọc dữ liệu, Sau đó giải mã, hiển thị ra hàn mình LCD 1602

1.1.1 Chức năng của mạch

Mạch có chức năng thu nhận yếu tố nhiệt độ của môi trường, biến đổi sangdạng tín hiệu tương tự (Tín hiệu điện), sau đó biến đổi thành dạng tín hiệu số.Tín hiệu số thông qua vi xử lý sẽ được xử lý và hiển thị nhiệt độ tương ứng ramàn hình LCD

1.1.2 Sơ đồ khối của mạch đo nhiệt độ dùng cảm biến LM35

Hình 1.1: Sơ đồ khối của mạch đo nhiệt độ dùng cảm biến LM35.

- Khối cảm biến là LM35, có tác dụng cho tín hiệu điện áp đầu ra thay đổi tuyếntính theo sự thay đổi của nhiệt độ môi trường

- Khối chuyển đổi ADC (Analog-to-Digital Converter): Có tác dụng biến đổidạng tín hiệu điện của đầu ra LM35 (tín hiệu tương tự) thành dạng tín hiệu số để

vi xử lý có thể đọc và xử lý

- Khối Xử lý là vi xử lý 89s52 ( hoặc 89c52): có tác dụng đọc dữ liệu từ khốichuyển đổi ADC, xử lý, giải mã hiển thị ra LCD

- Khối hiển thị là LCD 1602: để hiển thị giá trị nhiệt độ đo được của môi trường

1.1.3 Yêu cầu thiết kế của mạch đo nhiệt độ dùng cảm biến LM35

Các linh kiện trong mạch đo nhiệt độ dùng cảm biến LM35 hoạt động vớiđiện áp 5V DC Công suất tiêu thụ của các linh kiện khá thấp Do đó yêu cầu cần

có nguồn nuôi là điện áp 5V DC (0.5A) Ta có thể dùng sạc dự phòng hoặc cắmvào các cổng usb của máy tính để cấp nguồn cho mạch

1.2 Các linh kiện sử dụng trong mạch

1.2.1 LCD 1602A

Ngày nay, thiết bị hiển thị LCD 1602 (Liquid Crystal Display) được sửdụng trong rất nhiều các ứng dụng của Vi Điều Khiển LCD 1602 có rất nhiều

6

ưu điểm so với các dạng hiển thị khác như khả năng hiển thị kí tự đa dạng (chữ,

số, kí tự đồ họa); dễ dàng đưa vào mạch ứng dụng theo nhiều giao thức giao tiếpkhác nhau, tiêu tốn rất ít tài nguyên hệ thống, giá thành rẻ,…

Thông số kĩ thuật của sản phẩm LCD 1602:

Hình 1.2 : Sơ đồ chân của LCD 1602 Chương1.

Chức năng của từng chân LCD 1602:

- Chân số 1 - VSS : chân nối đất cho LCD được nối với GND của mạch điềukhiển

- Chân số 2 - VDD : chân cấp nguồn cho LCD, được nối với VCC=5V của mạchđiều khiển

- Chân số 3 - VEE : điều chỉnh độ tương phản của LCD

- Chân số 4 - RS : chân chọn thanh ghi, được nối với logic "0" hoặc logic "1": + 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 số 5 - R/W : chân chọn chế độ đọc/ghi (Read/Write), được nối với logic

“0” để ghi hoặc nối với logic “1” đọc

- Chân số 6 - E : chân cho phép (Enable) Sau khi các tín hiệu được đặt lên busDB0-DB7, các lệnh chỉ được chấp nhận khi có 1 xung cho phép của chân nàynhư sau:

+ Ở chế độ ghi: Dữ liệu ở bus sẽ được LCD chuyển vào thanh ghi bên trongkhi 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 Exuống mức thấp

- Chân số 7 đến 14 - D0 đến D7: 8 đường của bus dữ liệu dùng để trao đổi thôngtin với MPU Có 2 chế độ sử dụng 8 đường bus này là: Chế độ 8 bit (dữ liệuđược truyền trên cả 8 đường, với bit MSB là bit DB7) và Chế độ 4 bit (dữ liệuđược truyền trên 4 đường từ DB4 tới DB7, bit MSB là DB7)

- Chân số 15 - A : nguồn dương cho đèn nền

8

- Chân số 16 - K : nguồn âm cho đèn nền.

1.2.2 Vi xử lý AT89S52

Hiện nay có rất nhiều họ vi điều khiển trên thị trường với nhiều ứng dụngkhác nhau, trong đó họ vi điều khiển họ MCS-51 được sử dụng rất rộng rãi trênthế giới và ở Việt nam Vào năm1980 Intel công bố chip 8051(80C51), bộ viđiều khiển đầu tiên của họ vi điều khiển MCS-51 Nó bao gồm 4KB ROM, 128byte RAM, 32 đường xuất nhập, 1 port nối tiếp và 2 bộ định thời 16 bit Tiếptheo sau đó là sự ra đời của chip 8052, 8053, 8055 với nhiều tính năng được cảitiến

Hiện nay Intel không còn cung cấp các loại Vi điều khiển họ MCS-51 nữa,thay vào đó các nhà sản xuất khác như Atmel, Philips/signetics, AMD, Siemens,Matra&Dallas, Semiconductors được cấp phép làm nhà cung cấp thứ hai cho cácchip của họ MSC-51 Chip Vi điều khiển được sử dụng rộng rãi trên thế giớicũng như ởViệt Nam hiện nay là Vi điều khiển của hãng Atmel với nhiều chủngloại vi điều khiển khác nhau

Hãng Atmel có các chip vi điều khiển có tính năng tương tự như chip viđiều khiển MCS-51 của Intel, các mã số chip được thay đổi chút ít khi đượcAtmel sản xuất Mã số 80 chuyển thành 89, chẳng hạn 80C52 của Intel khi sảnxuất ở Atmel mã số thành 89C52 (Mã số đầy đủ: AT89C52) với tính năngchương trình tương tự như nhau Tương tự 8051, 8053, 8055 có mã số tươngđương ở Atmel là 89C51, 89C53, 89C55 Vi điều khiển Atmel sau này ngày càngđược cải tiến và được bổ sung them nhiều chức năng tiện lợi hơn cho ngườidùng

Sau khoảng thời gian cải tiến và phát triển, hãng Atmel tung ra thị trường dòng

Vi điều khiển mang số hiệu 89Sxx với nhiều cải tiến và đặc biệt là có thêm khảnăng nạp chương trình theo chế độ nối tiếp rất đơn giản và tiện lợi cho người sửdụng

Bảng 2: Các vi điều khiển dòng 89S

Các thành viên của họ MCS-51 (Atmel) có các đặc điểm chung như sau:

- Có 4/8/12/20 Kbyte bộ nhớ FLASH ROM bên trong để lưu chương trình.Nhờ vậy Vi điều khiển có khả năng nạp xoá chương trình bằng điện đến10.000 lần

- 128 Byte RAM nội

- 4 Port xuất/nhập 8 bit

- Từ 2 đến 3 bộ định thời 16-bit

- Có khả năng giao tiếp truyền dữ liệu nối tiếp

- Có thể mở rộng không gian nhớ chương trình ngoài 64KByte (bộ nhớROM ngoại): khi chương trình do người lập trình viết ra có dung lượnglớn hơn dung lượng bộ nhớ ROM nội, để lưu được chương trình này cần

bộ nhớ ROM lớn hơn, cách giải quyết là kết nối vi điều khiển với bộ nhớROM từ bên ngoài (hay còn gọi là ROM ngoại) Dung lượng bộ nhớ ROMngoại lớn nhất mà vi điều khiển có thể kết nối là 64Kbyte

10

- Có thể mở rộng không gian nhớ dữ liệu ngoài 64KByte (bộ nhớ RAMngoại).

- Bộ xử lí bit (thao tác trên các bit riêng rẽ)

- 210 bit có thể truy xuất đến từng bit

Hình 1.3: Sơ đồ chân của 89S52.

- Chân VCC: Chân số 40 là VCC cấp điện áp nguồn cho vi điều khiển.Nguồn điện cấp là +5V±0.5

- Chân GND: Chân số 20 nối GND (hay nối Mass) Khi thiết kế cần sửdụng một mạch ổn áp để bảo vệ cho vi điều khiển, cách đơn giản là sửdụng IC ổn áp 7805

- Port 0 (P0) Port 0 gồm 8 chân (từ chân 32 đến 39) có hai chức năng:

+ Chức năng xuất/nhập :các chân này được dùng để nhận tín hiệu từ bênngoài vào để xử lí, hoặc dùng để xuất tín hiệu ra bên ngoài, chẳng hạnxuất tín hiệu để điều khiển led đơn sáng tắt

kết nối với bộ nhớ ngoài), đồng thời Port 0 còn được dùng để định địa chỉcủa bộ nhớ ngoài.

- Port 1 (P1) Port 1 gồm 8 chân (từ chân 1 đến chân 8), chỉ có chức nănglàm các đường xuất/nhập, không có chức năng khác

- Port 2 (P2) Port 2 gồm 8 chân (từ chân 21 đến chân 28) có hai chức năng: + Chức năng xuất/nhập

+ Chức năng là bus địa chỉ cao (A8-A15): khi kết nối với bộ nhớ ngoài códung lượng lớn, cần 2 byte để định địa chỉ của bộ nhớ, byte thấp do P0đảm nhận, byte cao do P2 này đảm nhận

- Port 3 (P3) Port 3 gồm 8 chân (từ chân 10 đến 17), có các chức năng:+ Chức năng xuất/nhập

+ Với mỗi chân có một chức năng riêng thứ hai như trong bảng sau:

Bảng 3: Chức năng các chân từ 10 đến 17 của vi xử lý 89s52

- Chân RESET (RST) Ngõ vào RST ở chân 9 là ngõ vào Reset dùng để thiếtlập trạng thái ban đầu cho vi điều khiển Hệ thống sẽ được thiết lập lại cácgiá trị ban đầu nếu ngõ này ở mức 1 tối thiểu 2 chu kì máy

- Chân XTAL1 và XTAL2: Hai chân này có vị trí chân là 18 và 19 được sửdụng để nhận nguồn xung clock từ bên ngoài để hoạt động, thường đượcghép nối với thạch anh và các tụ để tạo nguồn xung clock ổn định

- Chân cho phép bộ nhớ chương trình PSEN (ProgramStore Enable) tín hiệuđược xuất ra ở chân 29 dùng để truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài Chân

12

này thường được nối với chân OE (output enable) của ROM ngoài Khi viđiều khiển làm việc với bộ nhớ chương trình ngoài, chân này phát ra tínhiệu kích hoạt ở mức thấp và được kích hoạt 2 lần trong một chu kì máy.Khi thực thi một chương trình ở ROM nội, chân này được duy trì ở mứclogic không tích cực (logic 1) (Không cần kết nối chân này khi không sửdụng đến).

- Chân ALE (chân cho phép chốt địa chỉ-chân 30) có chức năng là busdữliệu do đó phải tách các đường dữ liệu và địa chỉ Tín hiệu ở chân ALEdùng làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp các đường địa chỉ và cácđường dữ liệu khi kết nối chúng với IC chốt Các xung tín hiệu ALE có tốc

độ bằng 1/6 lần tần số dao động đưa vào Vi điều khiển, như vậy có thểdùng tín hiệu ở ngõ ra ALE làm xung clock cung cấp cho các phần kháccủa hệ thống Khi không sử dụng có thể bỏ trống chân này

- Chân EA: Chân EA dùng để xác định chương trình thực hiện được lấy từROM nội hay ROM ngoại Khi EA nối với logic 1 (+5V) thì vi điều khiểnthực hiện chương trình lấy từ bộ nhớ nội Khi EA nối với logic 0 (0V) thì

vi điều khiển thực hiện chương trình lấy từ bộ nhớ ngoại

1.2.3 Cảm biến nhiệt độ LM35

Cảm biến LM35 là bộ cảm biến nhiệt mạch tích hợp chính xác cao màđiện áp đầu ra của nó tỷ lệ tuyến tính với nhiệt độ theo thang độ Celsius Chúngcũng không yêu cầu cân chỉnh ngoài vì vốn chúng đã được cân chỉnh

Hình 1.4: Hình ảnh LM35 Chương 1

a) Đặc điểm chính của cảm biến LM35

+ Điện áp đầu vào từ 4V đến 30V

+ Độ phân giải điện áp đầu ra là 10mV/0C

+ Độ chính xác cao ở 25 0C là 0.5 0C

+ Trở kháng đầu ra thấp 0.1 cho 1mA tải

Dải nhiệt độ đo được của LM35 là từ -55 0C đến +150 0C với các mứcđiện áp ra khác nhau Xét một số mức điện áp sau:

– Nhiệt độ -55 0C điện áp đầu ra -550mV

– Nhiệt độ 25 0C điện áp đầu ra 250mV

– Nhiệt độ 150 0C điện áp đầu ra 1500mV

Tùy theo cách mắc của LM35 để ta đo các giải nhiệt độ phù hợp Đối với

hệ thống này thì đo từ 0 đến 150

14

b) Tính toán nhiệt độ đầu ra của LM35: Việc đo nhiệt độ sử dụng LM35 thôngthường chúng ta thực hiện bằng cách LM35  ADC  Vi điều khiển Như vậy tacó:

- u là điện áp đầu ra

- t là nhiệt độ môi trường đo

- k là hệ số theo nhiệt độ của LM35 10mV/1 độ C

Giả sử điện áp Vcc cấp cho LM35 là 5V ADC 10bit Vậy bước thay đổi củaLM35 sẽ là 5/(2^10) = 5/1024

Giá trị ADC đo được thì điện áp đầu vào của LM35 là:

(t*k)/(5/1024) = ((10^-2)*1024*t)/5 = 2.048*t

Vậy nhiệt độ ta đo được t = giá trị ADC/2048

Tương tự với ADC 11bit và Vcc khác ta cũng tính như trên để được công thứclấy nhiệt độ

c) Sai số của LM35:

+ Tại 0 0C thì điện áp của LM35 là 10mV

+ Tại 150 0C thì điện áp của LM35 là 1.5V

 Dải điện áp ADC biến đổi là 1.5 – 0.01 = 1.49 (V)

+ ADC 11 bit nên bước thay đổi của ADC là : n = 2.44mV

Vậy sai số của hệ thống đo là : Y = 0.00244/1.49 = 0.164 %

1.2.4 ADC0808

IC ADC0808 là một vi mạch tích hợp có chức năng chuyển đổi tín hiệu

ADC là 8bit tức nó sẽ chuyển đổi tín hiệu điện tương tự sang 256 mức điện áp sovới Vref cấp vào bộ chuyển đổi.

Hình 1.5: Hình ảnh ADC0808 Chương 1

Thông số của ADC0808:

- Kiểu chân: DIP28

Hình 1.6: Sơ đồ chân của ADC0808 (Loại chân cắm và chân

SMD)Chương 1

Ý nghĩa các chân:

- Các chân từ IN0-IN7 là ngõ vào analog

- Vref+/Vref- là chân cấp áp so sánh

- ALE là chân cho phép giao tiếp

- Từ 2ˆ-1 đến 2ˆ-8 là các ngõ ra song song 8bit

- START là chân cho phép chuyển đổi

- EOC là chân báo quá trình chuyển đổi hoàn tất, kiểu dạng cờ ngắt

- ADD A, ADD B, ADD C là 3bit địa chỉ chọn kênh đầu vào từ IN0-IN7

- VCC, GND là chân cấp nguồn dương 5V và nguồn âm (Mass)

- CLOCK là chân cấp xung đồng hồ cho IC hoạt động, tốc độ lấy mẫu vàchuyển đổi phụ thuộc vào CLOCK, tối đa 640khz

- OUTPUT ENABLE (OE) là chân báo cho IC xuất data ra Port để vi điềukhiển lấy đi

Như vậy ADC0808 có tất cả 8 đầu vào Analog, được xác định bởi A, B, C

tương ứng với mức 0 và mức 255 ở đầu ra Tuy nhiên chúng ta cũng có thể chọngiá trị đầu vào nhỏ hơn mà vẫn có thể chia với độ 255 thông qua việc điều chỉnhđiện áp trên chân điện áp tham chiếu Vref, ví dụ 2,55 V.

có giá trị thay đổi được (biến trở)

18

Hình 1.8: Điện trở thường, điện trở băng và biến trở Chương 1

c) Thạch anh

Thạch anh sử dụng rất rộng rãi, hầu như ở đâu cũng có và giá thành thì nócũng rất rẻ, khoảng Vài nghìn 1 con Ứng dụng của thạch anh trong điện tử đaphần để tạo ra tần số được ổn định vì tần số của thạch anh tạo ra rất ít bị ảnhhưởng bởi nhiệt độ hơn là các mạch dao động RC…

Hình 1.9: Thạch anh 12 Mhz Chương 1

d) Còi Báo 5V

Hình 1.10 còi chíp 5v Chương 1

 Tính Năng Còi Báo:

- Còi chip 5V là linh kiện thường được duyng trong các mạch điện tử với mục đích tạo ra tín hiệu âm thanh

- Loa, còi có kích thước nhỏ và khối lượng nhẹ giúp thuận tiện khi lắp đặt cũng như sử dụng

- Tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng mà chúng ta sẽ chọn cho mình một bộ sản phẩm phù hơp nhất

 Thông số kỹ thuật:

- Điện ấp đầu vào:3.5 – 5VDC

- Dòng điện tiêu thụ <25mA

- Tần số âm thanh: 2300Hz ± 500Hz

- Âm thanh đầu ra : tít tiếng dài

- Biên độ âm thanh >80dB

- Hoạt động trong môi trường có nhiệt độ - 20ºC - 70 ºC

- Kích thước: Đường kính 12mm, cao 9,7mm

- Màu sắc: Đen

- 2 cực: cực âm, cực dương

20

+ chân dài là cực dương

- Jack DC 5.5 cái là cổng kết nối mạch điện với nguồn điện

Hình 1.12: Jack DC 5.5 cái Chương 1

22

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG MẠCH TRÊN MÁY TÍNH

2.1 Tính toán, chọn các giá trị linh kiện trong mạch

- Khối dao động của 89s52: Mạch dao động được đưa vào hai chân XTAL thông thường được kết nối với dao động thạch anh như sau:

Hình 2.1: Sơ đồ khối dao động của 89s52 Chương 2

C1,C2= 30pF±10pF (thường được sử dụng với C1,C2 là tụ 33pF) dùng ổn địnhdao động cho thạch anh Ở đây ta chọn C1, C2 có giá trị 33p

- Khối RESET: Khi bị cúp điện, hoặc đang hoạt động mà hệ thống bị lỗi cần tácđộng cho vi điều khiển hoạt động trở lại, hoặc do người sử dụng muốn quay vềtrạng thái hoạt động ban đầu Vì vậy chân RESET được kết nối như sau:

Hình 2.2: Sơ đồ khối RESET của 89s52 Chương 2

Với vi điều khiển sử dụng thạch anh có tần số f= 12MHz sử dụng tụ C=10µF và R=1KΩ

- Ngoài ra ta sử dụng 2 biến trở tam giác 10KΩ để thay đổi độ tương phản của LCD và thay đổi điện áp đầu vào chân VREF(+) nhằm thay đổi nhiệt độ về nhiệt

ARES 7 Professional để thiết kế mạch, vẽ mạch in Thư viện linh kiện củaProteus có thể mô phỏng hầu hết các linh kiện, các thiết bị trên phòng thínghiệm.

Hiện nay các thiết bị trong phòng thí nghiệm thường xuyên bị hỏng hóc do tần số

sử dụng nhiều SV khi thực hiện thí nghiệm chưa hiểu rõ cách sử dụng hoặc thaotác sai

Những Đặc Điểm Nổi Bật Của Proteus:

 Có khả năng mô phỏng hầu hết trình điều khiển cho vi điều khiển

 Chọn đối tượng và thiết lập thông số cho đối tượng dễ dàng

 Xuất ra file Netlist tương thích với các chương trình làm mạch in thôngdụng

 Xuất file thống kê linh kiện cho mạch

 ISIS tích hợp nhiều công cụ giúp cho việc quản lý mạch điện lớn, mạchđiện có thể lên đến hàng ngàn linh kiện phục vụ cho thiết kế mạch chuyênnghiệp

 Thiết kế theo cấu trúc (hierachical design)

 Khả năng tự động đánh số linh kiện

Với mong muốn gắn kết phần lý thuyết về giải mạch điện và thực tế trong điềukiện phòng thí nghiệm Từ đó, chúng ta thấy Proteus 8 Professional nhiều điểmmạnh so với các phần mềm khác như đặt luật thiết kế, quản lý đề tài mô phỏng

dễ dàng, giao diện thân thiện,…

2.2.1 Sơ đồ nguyên lý

Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý mạch đo nhiệt độ dùng cảm biến lm35

Chương 2

26

2.2.2 Sơ đồ mạch in (PCB)

Hình 2.4: Sơ đồ mạch in (PCB) của mạch cảm biến nhiệt độ dùng

LM35 Chương 2

2.2.3 Hình ảnh 3D của mạch

Hình 2.5: Hình ảnh mô phỏng 3D của mạch cảm biến nhiệt độ dùng LM35

28

CHƯƠNG III: CHẾ TẠO MẠCH THỰC TẾ

3.1 Chế tạo mạch in thủ công

Sau khi thiết kế mạch trên phần mềm Altium Designer, ta sẽ tiến hành làmmạch in bằng phương pháp là (Ủi) mạch vì chi phí thấp, các dụng cụ, vật tư dễtìm mua Các dụng cụ cần thiết gồm:

- Bàn là: Bàn là dùng để là/ủi mạch, giúp mực in dính lên trên bề mặt phíp đồng.

Hình 3.1: bàn là Chương 3

- Giấy A4 bóng một mặt (giấy chuyên dụng cho việc in, ủi mạch): Sinh viên có

thể dễ dàng mua loại giấy này ở các cửa hàng linh kiện điện tử Giấy có thể có màu trắng hoặc màu vàng Giấy bóng một mặt Kích thước A4 (210 x 297 mm)

Hình 3.2 : Giấy A4 bóng một mặt Chương 3

- Các dụng cụ và thiết bị khác

a, Phíp đồng:

b, Dung dịch: Muối sắt ăn mòn, axeton (xăng thơm)…

c, Giấy ráp dao cắt, thước, kéo, bút mực cứng, máy in, găng tay, chậu đựng dungdịch nhựa thông, băng dính hai mặt v v

3.2 Lắp ráp linh kiện và hoàn thiện mạch

3.3 Lưu Đồ Thuật Toán

//Khai bao chan giao tiep ADC0808

#define ADC0808_DATA P3 //PORT

#define ADC0808_A P2_0 //PIN

unsigned char ADC0808_Read(unsigned char channel){

unsigned char kq;

ADC0808_A = channel & 0x01;

ADC0808_B = channel & 0x02;

ADC0808_C = channel & 0x04;

void delay_ms(unsigned int t){

unsigned int i,j;

//Ham Gui 4 Bit Du Lieu Ra LCD

void LCD_Send4Bit(unsigned char Data){

// Ham Gui 1 Lenh Cho LCD

void LCD_SendCommand(unsigned char command){

LCD_Send4Bit(command >>4);/* Gui 4 bit cao */

LCD_SendCommand( 0x06 ); // tang ID, khong dich khung hinh

LCD_SendCommand(0x01); // xoa toan bo khung hinh

}

void LCD_Gotoxy(unsigned char x, unsigned char y){

unsigned char address;

unsigned char Temp(unsigned char adc){//Tinh nhiet do tu adc8bit

return ((VREF*adc)/2.56f); //Tinh nhiet do

//ctr phuc vu ngat tao xung clock cho ADC0808

ADC0808_CLK=~ADC0808_CLK; //Dao bit

TH0=TL0=236;//Tao ngat 20us

TR0=1;//Khoi dong timer0

}//THE END

3.4 Nạp code cho IC 89S52 và đánh giá kết quả

Để nạp code cho IC 89S52, ta cần một máy tính có các phần mềm:

- KeilC V4: dùng để lập trình code cho 89s52, chuyển đổi sang dang file hex để nạp vào ic 89s52

36

Hình : Giao diện phần mềm KeilC V4

- Proisp 7.12: dùng để nạp code cho 89s52

Hình : Giao diện của phần mềm Proisp 7.12

Sau khi

Các bước để nạp code cho ic 89s52:

Bước 1: Chọn đúng chip cần nạp code: AT89S52

Bước 2: Ấn “Erase” để xóa chip

Bước 3: Chọn “Load Flash”, một cửa sổ hiện lên, chọn đến file code có đuôi hex / Ok

Bước 4: Ấn “Auto” để phần mềm nạp code cho 89s52

38

CHƯƠNG KẾT LUẬN

Sau 3 tháng nổ lực làm việc cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáoĐào Tất Hùng với đề tài “Thiết kế mạch đo nhiệt độ dùng cảm biến LM35” đãhoàn thành đúng thời gian quy định Có những chỗ sai sót mong thầy và cô giảnggiải cho chúng em học hỏi thêm

Ưu điểm:

- Mạch có dãy đo nhiệt lớn từ 0 0C đến 150 0C

- Khả năng đáp ứng nhanh với độ thay đổi nhiệt độ của môi trường

- Mạch được thiết kế nhỏ gọn, dể sử dụng, tiện lợi

- Thực tiễn trong cuộc sống, có thể mang bất kỳ đâu

Nhược điểm:

- Tính ổn định chưa cao

- Còn có sai số nhiệt độ đo được do sai số linh kiện và những sai số trongkhi tính toán thiết kế mạch nhưng chấp nhận được

Tình trạng của mạch đã thiết kế, thực hiện:

- Mạch có thể đo dược nhiệt độ trong khoảng 00C đến 150 0C

- Có thể sử dụng ở những nơi cần theo dõi nhiệt độ như nhà kho, côngxưởng, nhà ở và trong một số thiết bị máy móc khác

- Ứng dụng cảnh báo cho con người khi nhiệt độ tăng cao Ứng dụng trongphòng chống cháy nổ.

Tự đánh giá: Mạch chạy ổn định, chính xác, tốc độ đáp ứng nhanh, đáp ứng với

thực tế trong đời sống

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT-HUNG

Khoa: Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH

Đề tài: “Mạch Cảm Biến Nhiệt Độ LM35 và AT89s52 Hiển Thị Trên LCD ”

Giảng viên hướng dẫn : ĐÀO TẤT HÙNG

Sinh viên thực hiện: TRỊNH TRƯỜNG LONG 1700414

BÙI THÀNH LUÂN 1700466

TRẦN ĐỨC LONG 1700954

LA ĐỨC LƯƠNG 1700345 Lớp: K41 Điện Tử 2

40