Đồ án Thiết kế hệ thống đo nhiệt độ

LỜI MỞ ĐẦU

Nhiệt độ là tín hiệu vật lý mà ta thường xuyên gặp trong đời sống sinh hoạt

hằng ngày cũng như trong kĩ thuật và công nghiêp. Việc đo đạc nhằm xác định

chính xác giá trị của nhiệt độ theo các thang đo từ lâu đã trở thành một vấn đề

mà cả những nhà khoa học hàng đầu thế giới cũng như những người dân thuộc

nhiều lĩnh vực đều quan tâm; chính vì lẽ đó những phương xác đo đạc ngày một

nhiều hơn và chính xác hơn. Hiện nay, việc sử dụng cảm biến nhiệt độ trong

khối ngành công nghiệp và cả dân dụng ngày càng phỏ biến và mang lại hiệu

quả cao.

Đồ án “Thiết kế hệ thống đo nhiệt độ” này nhóm em sử dụng cảm biến LM35

với mục đích nhằm nghiên cứu về các phương pháp đo nhiệt độ và thực hiện

thiết kế một thiết bị đo và hiển thị nhiệt độ tự động, chính xác.

Đồ án gồm:

Chương 1: Nguyên lý hoạt động của hệ thống vi điều khiển

1.1 Xây dựng mục tiêu và sơ đồ khối của vi điều khiển Pic

1.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống

Chương 2: Tính chọn linh kiện sử dụng trong hệ thống

2.1 giới thiệu các linh kiện được sử dụng trong mạch

2.2 tính toán inh kiện trong hệ thống

Chương 3: Mô phỏng hệ thống

3.1 thiết kế mạch nguyên lý

3.2 chạy mô phỏng bằng phần mềm ứng dụng Proteus

Chương 4: Chế tạo mạch thực tế

4.1 thiết kế mạch in

4.2 Lắp đặt thiết bị và hoàn thiện mạch

4.2 chạy mạch và đánh giá kết quả

Nhóm em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Tiến Dũng đã dành thời gian hướng

dẫn trong suốt quá trình thực hiện đề tài này.

Vì là sinh viên nên những kết quả nghiên cứu được trong đồ án không tránh

khỏi những sai sót, nhóm em mong nhận được sự góp ý của thầy cô giáo để có

thể hoàn thiện kiến thức của mình.

Trang 1

CHƯƠNG I

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐO NHIỆT ĐỘ

1.1 Mục tiêu và sơ đồ khối của hệ thống đo nhiệt độ dùng Pic

1.1.1 Một số loại cảm biến đô nhiệt độ

A. Nhiệt điện trở kim loại

Đối với nhiệt điện trở kim loại thì viêc chế tạo nó thích hợp hơn cả là sử

dụng các kim loại nguyên chất như : plantin, đồng, niken. Để tăng độ

nhạy cảm nên sử dụng các kim loại có hệ số nhiệt điện trở càng lớn càng

tốt. Tuy nhiên tùy thuộc vào khoảng nhiệt độ cần kiểm tra mà ta có thể sử

dụng nhiệt điện trở loại này hay loại khác. Cụ thể nhiệt điện trở chế tạo từ

dây dẫn bằng đồng làm việc trong khoảng nhiệt độ -50⁰C ÷ 150⁰C. Nhiệt

điện trở từ dây dẫn plantin làm việc trong khoảng nhiệt độ -190⁰C ÷

650⁰C.

Cấu trúc của nhiệt điện trở kim loại bao gồm: dây dẫn mảnh kép đôi quấn

trên khung cách điện tạo thành phần tử nhạy cảm, nó được đặt trong chiếc

vỏ đặc biệt có các cực đưa ra. Giá trị của nhiệt điện trở từ 10⁰C÷ 100⁰C.

Ưu điểm:

+

Việc sử dụng nhiệt điện trở kim loại để đo nhiệt độ cao rất tin cậy,

đảm bảo độ chính xác đến 0.01⁰C và sai số không quá 0,5% đến

1%.

+

Vật liệu chế tạo tương đối đơn giản.

Nhược điểm:

+

Kích thước của nhiệt điện trở kim loại lớn nên hạn chế việc sử

dụng nó để đo nhiệt độ ở nơi hẹp.

+

Do là kim loại nên sau 1 thời gian chúng sẽ dễ bị oxy hóa, gây ảnh

hưởng đến độ nhạy của chúng.

B. Nhiệt điện trở bán dẫn

Nhiệt điện trở được chế tạo từ vật liệu bán dẫn, chúng được sử dụng trong

hệ thống tự động kiểm tra và điều khiển. Nhiệt điện trở bán dẫn được chế

tạo từ hợp kim của đồng – măng gan hoặc coban. Loại này hoàn toàn trái

ngược với nhiệt điện trở kim loại, khi nhiệt độ tăng thì điện trở của chúng

lại giảm khoảng nhiệt độ đo của chúng thường dao động trong khoảng từ

-60⁰C ÷ 180⁰C.

Ưu điểm:

+

độ chính xác khá cao

kích thước nhỏ nhẹ, giúp nó làm việc ở những nơi chật hẹp

Trang 2

Nhược điểm:

+

chế tạo phức tạp

1.1.2 Một số phương pháp đo nhiệt độ

A. Đo nhiệt độ bằng phương pháp cặp nhiệt điện

Bộ cảm biến cặp nhiệt ngẫu là 1 mạch có 2 dây dẫn. chỗ nối giữa 2 dây

dẫn này được hàn với nhau. Chiều của dòng điện phụ thuộc vào nhiệt

độ tương ứng của mỗi hàn. Nếu để hở một đầu thì giữa 2 cực xuất hiện

1 suất điện động nhiệt. như vậy bằng cách đo sdd ta có thể tìm được

nhiệt độ của đối tượng đó.

B. Đo nhiệt độ bằng hỏa kế quang học

Nguyên lý làm việc của hỏa kế quang học là dựa trên các hiện tượng

bức xa của các vật thể ở nhiệt độ cao, chúng dựa trên ánh sáng, bức xạ

nhiệt của vật phát ra mà tính được nhiệt độ của vật.

C. Đo nhiệt độ bằng IC

Các IC này làm việc bằng cách tìm mỗi quan hệ giữa đại lượng nhiệt độ

đầu vào và đại lượng ( điện áp, dòng điện) đầu ra. Các cảm biến này tạo

ra các giá trị điện áp hay dòng điện tỷ lệ tuyến tính với nhiệt độ đầu

vào,vì vậy đo tín hiệu điện đầu ra sẽ biết được nhiệt độ đầu vào. Nó có

ưu điểm là vận hành đơn giản, tuy nhiên phạm vi đo nhiệt độ giới hạn

từ -50⁰C ÷ 150⁰C.

đặc tính của một số loại ic thông dụng

• AD 590

+ ngõ ra là dòng điện

+ độ nhạy 1A/1⁰K

+ nguồn cung cấp 4-30V

+ phạm vi sử dụng -55⁰C ÷ 150⁰C

• Họ LM35, LM135, LM235, LM335

+ ngõ ra là điện áp

+ độ nhạy 10mV/⁰C

+ nguồn cung cấp 5-30V

+ phạm vi sư dụng:

-LM335: -10⁰C ÷ 125⁰C

-LM235: - 40⁰C ÷ 140⁰C

-LM135: - 55⁰C ÷ 200⁰C

-LM35: - 55⁰C ÷ 150⁰C

1.1.3 Mục tiêu và sơ đồ khối của mạch đo nhiệt độ dùng Pic

A. Mục tiêu

Trang 3

Ngày nay việc sử dụng các thiết bị điện tử phục vụ đời sống hằng ngày

rất phổ biến. Trong đó ta có thế kể đến các thiết bị cảm ứng và hiển thị

các thông số môi trường phục vụ nhiều mục đích khác nhau nhằm tạo

sự tiện lợi trong sinh hoạt hằng ngày. Bắt nguồn từ mục đích đó, nhóm

em đã thiết kế một mạch cảm ứng nhiệt độ và hiển thị ra LCD sử dụng

vi điều khiển pic 16F877A và cảm biến nhiệt độ LM35.

Mục tiêu của mạch giúp chúng ta biết được :

- Chức năng ADC của PIC ứng trong mạch

- Cách sử dụng LCD, giao tiếp giữa LCD và PIC

- Cách sử dụng cảm biến

- Tới việc đầy đủ các công cụ để làm mạch ( viết code, mô phỏng

bằng proteus, vẽ layout, test mạch thử v…v..)

- Làm ra mạch thực tế.

B. Sơ đồ khối của hệ thống đo nhiệt độ dùng Pic 16F877A

Nút Bấm

LED Báo

Cảm biến

siêu âm

Rơ le

PIC 16F877A

Hiển thị LCD

Nguồn Nuôi

+

Khối LM35: là bộ cảm biến nhiệt mạch tích hợp chính xác cao mà điện

áp đầu ra của nó tỷ lệ tuyến tính với nhiệt độ theo thang độ Celsius. Nhiệm vụ

của khối này là nhận trực tiếp đại lượng vật lý (nhiệt độ) đặc trưng cho đối

tượng cần đo biến đổi đại lương vật lý này sang đại lương vật lý khác (điện áp)

để thuận tiện cho việc tính toán.

Trang 4

+

Khối chuyển đổi ADC: Có nhiệm vụ nhận tín hiệu điện từ khối LM35

sau đó chuyển thành tín hiệu số, để từ đó mã hóa ra LCD.

+

Khối LCD: có chức năng hiển thị nhiệt độ của đối tượng cần đo sau khi

nó nhận tín hiệu từ khổi giải mã LCD.

+

Nút Bấm: có chức năng cho hệ thống hoạt động và dừng để xem nhiệt độ

tạm thời

1.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống đo nhiệt độ

Khi cho cảm biến vào vật cần đo nhiệt độ, đầu ra của cảm biến LM35 cho

ta 1 điện áp tuyến tính với nhiệt độ đầu vào, tín hiệu điện này được đươc

vào trong PIC16F877A, trong PIC có bộ chuyển đổi ADC nó sẽ thực hiện

viêc chuyển tín hiệu tương tự (điện áp) sang tín hiệu số, rồi từ đó qua bộ

giải mã led LCD sẽ giải mã tín hiệu số thành tín hiệu điện đưa ra cho

LCD hiển thị.

Trang 5

CHƯƠNG 2

TÍNH CHỌN LINH KIỆN TRONG HỆ THỐNG

2.1 Giới thiệu các linh kiện trong hệ thống

2.1.1 Giới thiệu Pic 16F877A

A.sơ đồ chân Pic 16F877A

PIC là viết tắt của “Programable Intelligent Computer” có thể tạm dịch là máy

tính thông minh khả trình” do hãng Genenral Instrument đặt tên cho vi điều

khiển đầu tiên của họ là PIC1650 được thiết kế để dùng làm các thiết bị ngoại vi

cho vi điều khiển CP1600. Vi điều khiển này sau đó được nghiên cứu phát triển

thêm và từ đó hình thành nên dòng vi điều khiển PIC ngày nay.

Pic 16F877A là dòng Pic phổ biến nhất hiện nay (đủ mạnh về tính năng, có 40

chân, bộ nhớ đủ cho hấu hết các ứng dụng thông thường) cấu trúc tổng quát của

Pic16F877A:

- 8K plash Rom

- 368 byte Ram

- 256 byte EEPROM

- 5 port (A, B, C, D, E) vào ra với tín hiệu độc lập.

- 2 bộ định thời 8 bit (timer0 và timer 2)

- 1 bộ định thời 16 bit (timer 1) có thể hoạt động trong chế độ tiết kiệm

năng lượng (Sleep Mode) với xung clock bên ngoài

- 2 bộ CCP (Capture/Compare/PWM)

- 1 bộ biến đổi AD 10 bit với 8 ngõ vào

- 2 bộ so sánh tương tự (Compartor)

- 1 bộ định thời giám sát (Watchdog Timer)

- 1 cổng song song 8 bit với các tín hiệu điều khiển

- 1 cổng nối tiếp

- 15 nguồn ngắt

- Nạp chương trình bằng cổng nối tiếp ICSP (In-Circuit Serial

Programming)

- Được chế tạo bằng công nghệ CMOS

- 35 tập lệnh có độ dài 14bit

- Tầng số hoạt động tối đa 20MHz

Trang 6

- Để Pic hoạt động ta cần cấp nguồn cho Pic, ngoài ra có thể thêm vào

bộ dao động thạch anh, và nút reset.

B.Sơ đồ chân của pic 16F877A

Trang 7

C.Tổ chức bộ nhớ vi điều khiển

Đây là vi điều khiển họ PIC16Fxxx với tập lệnh gồm 35 lệnh với độ dài

14bit. Mỗi lệnh đều được thực hiện trong 1 chù kỳ xung clock, tốc độ

hoạt động tối đa cho phép là 20MHz vời 1 chu kỳ lệnh là 200ns. Bộ nhớ

chương trình 8Kx 14 bit, bộ nhớ dữ liệu 368x8 byte RAM và bộ nhớ dữ

liệu EEPROM với dung lượng 256x8 byte. Số PORT I/O là 5 vời 33 pin

I/O.

Trang 8

D.Các đặc tính ngoại vi của các khối chức năng

- Timer0: Bộ đếm 8 bit với bộ chia tầng 8 bit.

- Timer1: Bộ đếm 16 bit với bộ chia tầng,có thể thực hiện chức năng

đếm dựa vào xung clock ngoại vi ngay khi vi điều khiển hoạt động ở

chế độ sleep.

- Timer 2:Bộ đếm 8 bit với bộ chia tầng số,bộ postcaler.

- Hai bộ capture,so sánh,điều chế độ rộng xung.

- Các chuẩn giao tiếp nối tiếp SSP (Synchronous serial port),SPI và I2C.

- Chuẩn giao tiếp nối tiếp USART với 9 bit địa chỉ.

- Cổng giao tiếp song song PSP( Parallel Slave Port) với các chân điều

khiển RD, WR, CS ở bên ngoài

E.Các đặc tính Analog

- 8 kênh chuyển đổi ADC 10 bit.

- 2 bộ so sánh.

F. Các cổng nhập/xuất của Pic 16F877A

Cổng xuất nhập chính là phương tiện mà vi điều khiển dùng để tương tác với

thế giới bên ngoài. Sự tương tác này rất đa dạng và thông qua sự tương tác đó,

chức năng của vi điều khiển được thể hiện rõ ràng.

Vi điều khiển PIC 16F877A có 5 cổng xuất nhập PORTA, PORTB, PORTC,

PORTD và PORTE.

+ PORT A (RPA) bao gồm 6 I/O đây là các chân 2 chiều có thể xuất và

nhập, chức năng xuất nhập được điều khiển bởi thanh ghi TRISA (địa chỉ

85h). Muốn xác lập 1 chân trong thanh ghi TRISA là input ta “set” bit

tương ứng trong thanh ghi TRISA và mún có 1 chân output ta “clear”bit

tương ứng trong thanh ghi. Thao tác này hoàn toàn tương tự với PORT và

các thanh ghi điều khiển tương ứng.Bên cạnh đó PORTA còn là ngõ ra

của bộ ADC, bộ so sánh, ngõ vào Analog, ngõ vào xung clock Timer0 và

ngõ vào của bộ giao tiếp MSSP.Các thanh ghi TRISA bao gồm:

+ PORTA (địa chỉ 05h): chứa giá trị các chân I/O trong PORTA

+ TRISA (địa chỉ 85h): điều khiển xuất nhập.

+ CMCON (địa chỉ 9Ch): thanh ghi điều khiển bộ so sánh.

+ CVRCON (địa chỉ 9Dh): thanh ghi điều khiển bộ so sánh điện áp.

Trang 9

+ ADCON1 (địa chỉ 9Fh): thanh ghi điều khiển ADC.

+ PORTB (RPB) bao gồm 8 chân I/O, thanh ghi điều khiển xuất nhập

tương ứng là TRISB. Bên cạnh đó có 1 số chân của PORTB dùng để nạp

chương trình cho vi điều khiển với các chế độ nạp khác nhau. PORTB

còn liên quan đến ngắt ngoại vi và Timer0. PORTB còn được tích hợp

chức năng điện trở kéo lên được điều khiển bởi chương trình.Các thanh

ghi PORTB bao gồm:

+ PORTB (địa chỉ 06h,106h): chứa giá trị các chân trong PORTB.

+ TRISB (địa chỉ 86h,186h): điểu khiển xuất nhập.

+ OPTION_REG (địa chỉ 81h,181h): điểu khiển ngắt ngoại vi toàn bộ

Timer0.

+ PORTC (RPC) gồm 8 chân I/O,thanh ghi điều khiển xuất nhập tương

ứng là TRISC, bên cạnh đó PORTC còn chứa các chân chức năng của bộ

so sánh, Timer1, bộ PWM, và các chuẩn giao tiếp nối tiếp I2C, SPI, SSP,

USART. Các thanh ghi điều khiển:

+ PORTC (địa chỉ 07h):chứa giá trị các chân trong PORTC.

+ TRISC (địa chỉ 87h):điều khiển xuất nhập.

+ PORTD (RPD) gồm 8 chân I/O,thanh ghi điều khiển xuất nhập tương

ứng là TRISD, PORTD còn là cổng xuất dữ liệu của chuận giao tiếp PSP.

Các thanh ghi:

+ Thanh ghi PORTD (địa chỉ 08h): chứa giá trị các chân trong PORTD

+ TRISD (địa chỉ 88h) điều khiển xuất nhập

+ PORTE (RPE) gồm 3 chân I/0,thanh ghi điều khiển xuất nhập tương ứng

là TRISE. Các chân PORTE có ngõ vào analog, bên cạnh đó PORTE còn

là các chân điều khiển của chuẩn giao tiếp PSP

Các thanh ghi:

+ PORT (địa chi 09h) chứa giá trị các chân trong PORTE.

+ TRISE (địa chỉ 89h) điều khiển xuất nhập và xác lập các thông số cho

chuẩn PSP.

+ ADCON1 thanh ghi điều khiển khối ADC.

+ Timer1 là bộ định thời 16 bit, giá trị của 2 timer 1 sẽ lưu vào 2 thanh ghi

(TMR1h và TML1R), cờ ngắt timer 1 là bit TMR 1IF, bit điều khiển của

Timer1 là TMR1IE. Tương tự như Timer0,Timer1 cũng có 2 chế độ hoạt

động: chế độ định thời (timer) với xung kích là xung clock của oscillator(

tầng số bằng ¼ tầng số của oscillator) và chế độ đếm (counter) với xung

kích là xung phản ánh các sự kiện cần đếm lấy từ bên ngoài. Các thanh

ghi liên quan đến timer1 bao gồm:

+ INTCON(0BH, 8BH, 10BH, 18Bh) cho phép ngắt hoạt động( GIE và

PEIE)

+ IR1( địa chỉ 0CH) chứa cờ ngắt timer1(TMR1IF)

+ PIE1( địa chỉ 8CH) cho phép ngắt timer1(TMR1IE)

+ TMR1L( địa chỉ 0Eh) chứa giá trị 8 bit thấp của bộ đếm timer1.

+ TMR1H( địa chỉ 0Eh) chứa giá trị 8 bit cao của bộ đếm timer1.

+ T1CON( địa chỉ 10H) xác lập các thông số cho Timer1

Trang 10

G.Bộ chuyển đổi ADC (Analog to Digital Converter) là bộ chuyển đổi tín

hiệu giữa 2 dạng tương tự và số. PIC16F877A có 8 ngõ vào analog gồm

RA4, RA3, RA2, RA1, RA0, RE2, RE1, RE0.

Hiệu điện thế chuẩn V_REFcó thể được lựa chọn là V_DD, V_SShay hiệu điện

thế chuẩn được xác lập trên 2 chân RA2 và RA3. Kết quả chuyển đổi từ

tín hiệu tương tự sang tín hiệu số 10 bit số tương ứng và lưu trên 2 thanh

ghi ADRESH:ADRESL. Khi không sử dụng bộ chuyển đổi ADC, các

thanh ghi này có thể sử dụng như các thanh ghi thông thường khác. Cần

chú ý là có 2 cách lưu kết quả chuyển đổi AD, việc lựa chọn cách lưu

được điều khiển bởi ADFM và được minh họa cụ thể trong hình sau:

2.1.2 Khối cảm biến

Để đo lường nhiệt độ có thể sử dụng nhiều loại cảm biến khác nhau, mỗi loại có

ưu điểm riêng phù hợp với từng yêu cầu riêng. Đối với đề tài này chỉ đo nhiệt

độ môi trường bình thường nên sử dụng LM35 là tối ưu nhất vì: đây là loại cảm

biến có độ chính xác cao tầm hoạt động tuyến tính từ 0⁰C – 128⁰C, tổn hao công

suất thấp.

Cảm biến nhiệt LM35 có vai trò đo nhiệt độ môi trường sau đó truyền tín hiệu

đo được cho Pic dưới dạng điện áp, nhiệt độ tăng hay giảm 1⁰C thì LM35 cũng

tăng hay giảm 10mv theo 1⁰C.

LM35 có 3 chân,2 chân cấp nguồn (chân 1:cấp nguồn từ 4V – 20V, chân 3 nối

GND) 1 chân xuất điện áp ra tùy theo nhiệt độ (chân 2).

Trang 11

Các đặc tính kỹ thuật khác:

+ LM35 có dãi nhiệt từ -55⁰C đến 150⁰C, độ chính xác 1.5⁰C, đầu ra

10mv/1⁰C.

+ Dòng LM35 là dòng mạch tích hợp cảm biến chính xác nhiệt độ, có điện

áp ra tỷ lệ thuận với nhiệt độ, do đó có lợi thế hơn so với cảm biến nhiệt

độ tuyến tính hiệu chuẩn như (⁰K) chẳng hạn nhưng dùng không phải trừ

đi 1 lượng lớn hằng số điện áp từ đầu ra để phân chia thang nhiệt độ

thuận tiện hơn.

+ LM35 không cần hiệu chỉnh hay chỉnh sửa để đưa về nhiệt độ chính xác

như 1/4⁰C nhiệt độ ở trong phòng và 3/4⁰C ở trong khoảng -55⁰C đến

150⁰C. Sai số thấp vì được vi mạch điều chỉnh.

+ Trở kháng đầu ra của LM35 thấp, đầu ra tuyến tính và hiệu chỉnh chuẩn

xác giúp đọc và kiểm soát mạch dễ dàng.

+ Nó được sử dụng với nguồn 1 chiều, chỉ sử dụng 60µA từ nguồn nên

nhiệt độ vi mạch tăng rất ít, thấp hơn 0,1⁰C trong không khí.

2.1.3 Khối hiển thị LCD

LCD (Liquid Crystal Display) còn gọi là màn hình tinh thể lỏng là loại thiết bị

hiển thị cấu tạo bởi các tế bào (các điểm ảnh) chứa tinh thể lỏng có khả năng

thay đổi tính phân cực của ánh sáng và do đó thay đổi cường độ ánh sáng truyền

qua khi kết

kính lọc

hợp với các

phân cực.

Chúng có ưu

cho hình ảnh

và tiết kiệm

thiết bị hiển

điểm là phẳng,

sáng, chân thật

điện. Ngày nay

thị LCD được

trong rất nhiều

dụng của VĐK.

nhiều ưu điểm

sử

các

dụng

ứng

LCD có rất

so với các dạng hiển thị khác: Nó có khả năng hiển thị kí tự đa dạng, trực quan

(chữ, số và kí tự đồ họa) dễ dàng đưa vào mạch ứng dụng theo nhiều giao thức

giao tiếp khác nhau, tốn rất ít tài nguyên hệ thống và giá thành rẻ . . .

A. Tổng quan về LCD

Hình dạnh và kích thước. Có rất nhiều loại LCD với nhiều hình dáng và

kích thước khác nhau, trên hình là loại LCD thông dụng.

Trang 12

Khi sản xuất LCD, nhà sản xuất đã tích hợp chíp điều khiển bên trong lớp

vỏ và chỉ đưa các chân giao tiếp cần thiết. Các chân này được đánh số thứ

tự và đặt tên như hình :

Trang 13

B. Bảng chức năng các chân

Trang 14

- Một số chú ý :

+ Chân 15 và chân 16: ghi là A và K. Nó là anot và katot của một con led

dùng để sáng LCD trong bóng tối, chúng ta có thể không nối, nếu sử

dụng nối chân 15 với trở 220 or 330 ôm lên VCC, chân 16 nối đất.

+ Các lệnh của LCD có thể chia thành 4 nhóm như sau: các lệnh về kiểu

hiển thị. VD: Kiểu hiển thị (1 hàng / 2 hàng), chiều dài dữ liệu (8bit/4 bit)

Chỉ định địa chỉ RAM nội. Nhóm lệnh truyền dữ liệu trong RAM nội.

+ Địa chỉ của RAM (AC) sẽ tự động tăng (giảm) 1 đơn vị, mỗi khi có

lệnh ghi vào RAM (điều này giúp chương trình gọn hơn).

+ Với mỗi lệnh LCD cần một khoảng thời gian để hoàn tất, thời gian này

có thể khá lâu đối với tốc độ của MPU, nên ta cần kiểm tra cờ BF hoặc

đợi.

+ Tuy trong sơ đồ khối của LCD có nhiều khối khác nhau, nhưng khi lập

trình điều khiển LCD ta chỉ có thể tác động trực tiếp được vào 2 thanh ghi

DR và IR thông qua các chân DBx, và ta phải thiết lập chân RS, R/W phù

hợp để chuyển qua lại giữ 2 thanh ghi này.

2.2 Tính toán linh kiện trong hệ thống

2.2.1 LM35

Dựa vào những đặc điểm của LM35 đã nêu trên ta tính toán nhiệt độ đầu

ra của LM35.

việc đo nhiệt độ dùng LM35 ta tính bằng cách.

LM35 → ADC → VI ĐIỀU KHIỂN

͢

Như vậy ta có

U = t*K

trong đó :

U là điện áp đầu ra

t là nhiệt độ môi trường cần đo

K là hệ số nhiệt độ của LM35 10mV/⁰C.

Giả sử điện áp V_cccấp cho LM35 là 5V, dùng ADC 10 bit vậy bước thay

đổi của LM35 là 5/1024, giá trị ADC đo được t = giá trị ADC/2048.

Sai số của LM35 :

+ Tại 0° C thì hiệu điện áp của lm35 là 10mV

+ Tại 150° C thì hiệu điện áp của lm35 là 1500mV

2.2.2. Máy biến áp :

Ta chọn máy biến áp có các thông số hoạt động sau :

- Thông số điện áp : 220V/12V, để thuận tiện ta chọn loại máy biến

áp có chia thành nhiều dải điện áp khác nhau như “ 5v,9v,12v…”

- Dòng điện cho phép ở cuộn thứ cấp 12V là 2.5A

Trang 15

2.2.3. Tính chọn cầu diod.

Ở đây vì công suất của mạch nhỏ nên ta chọn loại cầu diod cỡ 2-3A. Ta

chọn Diode cầu 2A.

2.2.4 Tính chọn thạch anh.

Để tốc độ xử lý của PIC 16F877A được nhanh nhất,ta chon thạch anh

loại 20MHz.

Chức năng :

Thạch anh dùng để tạo ra khối dao động, và tần số dao động được ghi

trên lưng thạch anh.Trong điện tử đa phần để tạo tần số đươc ổn định vì

tần số của thạch anh tạo ra ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ hơn là các mạch

dao động RC. Trong vi điều khiển bắt buộc phải có thạch anh, vì khi xét

chi tiết thì vi điều khiển có CPU, timer,… CPU bao gồm các mạch logic

và mạch logic muốn hoạt động cũng cần có xung clock, còn timer thì

cũng cần phải có xung để đếm. Tùy loại vi điều khiển mà bao nhiêu xung

clock thì ứng với 1 chu kì máy, và với mỗi xung clock thi vi điều khiển sẽ

đi làm 1 công việc nhỏ ứng với lệnh đang thực thi

2.2.5 Led đơn.

Định nghĩa : LED, viết tắt của Light-Emitting-Diode có nghĩa là “đi-ốt

phát sáng”, là một nguồn sáng phát sáng khi có dòng điện tác động

lên nó. Được biết tới từ những năm đầu của thế kỷ 20, công nghệ LED

ngày càng phát triển, từ những diode phát sáng đầu tiên với ánh sáng yếu

và đơn sắc đến những nguồn phát sáng đa sắc, công suất lớn hay phát ra

các tia hồng ngoại hoặc tử ngoại

ta chọn 3 đèn led : xanh, đỏ và vàng để báo ở 3 mức nhiệt độ

thấp, trung bình, cao.

Trang 16

2.2.6 Tính chọn điện trở.

Chọn điện trở cho led báo nguồn và led báo trạng thái:

Ta có : dòng qua led là 15mV,điện

áp rơi trên led là 2V.

giá trị R =220

Chọn R=220 . Điện trở trong

mạch reset, chon R=10K

Hình 2.24

2.2.8 LM7805:

Giới thiệu :

- Với những mạch điện không đòi hỏi độ ổn định của điện áp quá cao, sử

dụng IC ổn áp thường được người thiết kế sử dụng vì mạch điện khá đơn

giản. Các loại ổn áp thường được sử dụng là IC 78xx, 79xx, với xx là

điện áp cần ổn áp. Ví dụ 7805 ổn áp 5V, 7808 ổn áp 8V, 7812 ổn áp 12V

hay ổn áp điện áp âm có 7905 ổn áp điện áp -5V, 7912 ổn áp -12V.

Họ 78xx là họ cho ổn định điện áp đầu ra là dương. Còn xx là giá trị điện

áp đầu ra như 5V, 6V...

- Họ 79xx là họ ổn định điện áp đầu ra là âm. Còn xx là điện áp đầu ra như:

-5V,

-6V

Sự kết hợp của hai con này sẽ tạo ra được bộ nguồn đối xứng.

Về mặt nguyên lý nó hoạt động tương đối giống nhau. Bây giờ ta xét từng

IC 78xx, 79xx

Trang 17

Hình 2.20 LM7805

2.2.9 Cổng Header.

Định nghĩa : Dùng để kết nối đầu ra của máy biến áp với mạch n

guồn và cung cấp nguồn cho vi điều khiển,LCD.

Hình 2.21 Header

Trang 18

CHƯƠNG 3

MÔ

PHỎN

G HỆ

THỐN

G

3.1

THIẾT

KẾ

MẠCH

NGUYÊ

N LÝ

3.1.1 Sơ

đồ thuật

toán

Call hien thi led

Trang 19

-thuật

toán ngắt

Trang 20