Thiết kế bộ đo và khống chế nhiệt độ hiển thị trên máy tính.

Chia sẻ: Ducthong Thong | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:37

Thêm vào BST

Báo xấu

328
lượt xem 113
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Thiết kế bộ đo và khống chế nhiệt độ hiển thị bằng led 7 đoạn . Yêu cầu : - Mạch điện tử được thiết kế trên máy tính bằng phần mềm chuyên dụng. - Nhiệt độ đo được hiển thị trên 4 LED 7 đoạn. - Sai số cho phép: ±1oC. - Thao tác điều khiển khống chế được mô phỏng bằng 3 LED: LED màu đỏ sáng khi nhiệt độ môi trường nhỏ hơn nhiệt độ khống chế; LED màu xanh sáng khi nhiệt độ môi trường lớn hơn nhiệt độ khống chế; LED màu vàng sáng khi nhiệt độ môi trường bằng nhiệt độ...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Thiết kế bộ đo và khống chế nhiệt độ hiển thị trên máy tính.

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CNHN – KHOA ĐIỆN TỬ ========****======== BÁO CÁO MÔN: VI ĐIỀU KHIỂN Đề Tài: Thiết kế bộ đo và khống chế nhiệt độ hiển thị trên máy tính. Giáo viên hướng dẫn: Vũ Thị Thu Hương Nhóm thực hiện: Nguyễn Văn Hà ( 0341050467) Đào Bá Cảnh Đinh Văn Khoản Lớp: Điện tử 3 – K3 ========== Hà Nội Tháng 6/ 2011 ===========
2 Tr ng i h c CNHN Khoa C«ng NghÖ Kü ThuËt §iÖn Tö Líp §iÖn Tö 3- K3 NhËn xÐt cña gi¸o viªn h−íng dÉn ................................................................................ ................................................................................ ................................................................................ ................................................................................ ................................................................................ ................................................................................ ................................................................................ ................................................................................ ................................................................................ ................................................................................ ................................................................................ ................................................................................ ................................................................................ ................................................................................ ................................................................................ ................................................................................ ................................................................................ 2 Bμi TËp Lín M«n Vi §iÒu KhiÓn Nhãm 3 Thùc HiÖn
3 Tr ng i h c CNHN Khoa C«ng NghÖ Kü ThuËt §iÖn Tö Líp §iÖn Tö 3- K3 ................................................................................ ................................................................................ NhËn xÐt cña gi¸o viªn h−íng dÉn ................................................................................ ................................................................................ ................................................................................ ................................................................................ ................................................................................ ................................................................................ ................................................................................ ................................................................................ ................................................................................ ................................................................................ ................................................................................ ................................................................................ ................................................................................ ................................................................................ ................................................................................ 3 Bμi TËp Lín M«n Vi §iÒu KhiÓn Nhãm 3 Thùc HiÖn
4 Tr ng i h c CNHN Khoa C«ng NghÖ Kü ThuËt §iÖn Tö Líp §iÖn Tö 3- K3 ................................................................................ ................................................................................ ................................................................................ ................................................................................ Môc lôc NhËn xÐt cña gi¸o viªn h−íng dÉn ....................... 1 Môc luc................................................................... 3 PhÇn I: Giíi thiÖu ®Ò tμi 1. §Æt vÊn ®Ò .......................................................... 4 2. Môc ®Ých thùc hiÖn ®Ò tμi ................................. 4 3. Ph−¬ng h−íng giaØ quyÕt .................................. 5 PhÇn II: Néi dung.................................................. 6 1.C¬ së lý thuyÕt chung......................................... 6 2.Quy tr×nh thiÕt kÕ bμi to¸n thùc tÕ ................... 8 PhÇn III: ¦u nh−îc ®iÓm,øng dông vμ h−íng ph¸t triÓn ... 26 4 Bμi TËp Lín M«n Vi §iÒu KhiÓn Nhãm 3 Thùc HiÖn
5 Tr ng i h c CNHN Khoa C«ng NghÖ Kü ThuËt §iÖn Tö Líp §iÖn Tö 3- K3 PhÇn IV: Tμi liÖu tham kh¶o ................................................ 27 PhÇn i: giíi thiÖu ®Ò tμi 1.§Æt VÊn §Ò: Ngμy nay víi sù ph¸t triÓn cña nghμnh vi ®iÖn tö, kü thuËt sè c¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn dÇn ®−îc tù ®éng hãa, Víi nh÷ng kü thuËt tiÕn tiÕn nh− vi xö lý, vi m¹ch sè … ®−îc øng dông vμo lÜnh vùc ®iÒu khiÓn, th× c¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn c¬ khÝ th« s¬ , víi tèc ®é xö ló chËm ch¹m Ýt chÝnh x¸c ®−îc thay thÕ b»ng c¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®éng víi c¸c lÖnh ch−¬ng tr×nh ®· ®−îc thiÕt lËp tr−íc. Trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ë c¸c nhμ m¸y, xÝ nghiÖp hiÖn nay . vÖc ®o vμ khèng chÕ nhiÖt tù ®éng lμ mét yªu cÇu hết søc cÇn thiÕt vμ quan träng. V× nÕu n¾m b¾t ®−îc yªu cÇu ®o vμ khèng chÕ nhiÖt ®é tù ®éng, th× cã nhiÒu ph−¬ng ph¸p ®Ó nghiªn cøu kháa s¸t vi ®iÒu khiªnt 8051 nhãm thùc hiÖn nhËn thÊy r»ng : øng dông vi ®iÒu khiªnt 8051 vμo viÖc ®o vμ khèng chÕ nhiÖt ®é tù ®éng lμ ph−¬ng ph¸p tèi −u nhÊt. V× vËy nhãm chóng em tiÕn hμnh thùc hiÖn viÖc kh¶o s¸t vμ øng dông vi ®iÒu khiÓn vμo m¹ch ®o vμ khèng chÕ nhiÖt ®é. 2.Môc ®Ých thùc hiÖn ®Ò tμi: 5 Bμi TËp Lín M«n Vi §iÒu KhiÓn Nhãm 3 Thùc HiÖn
6 Tr ng i h c CNHN Khoa C«ng NghÖ Kü ThuËt §iÖn Tö Líp §iÖn Tö 3- K3 NÕu nh− nh÷ng kiÕn thøc ký thuyÕt lμ ®iÒu kiÖn cÇn th× thùc hμnh l¾p r¸p m¹ch thËt lμ ®iÒu kiÖn ®ñ. Nã ®em l¹i rÊt nhiÒu lîi Ých cho chóng em: -Chóng em cã thÎ ®−a nh÷ng kiÕn thøc lý thuyÕt kh« khan vμo thùc tÕ ®Ó cã thÓ ®¸nh gi¸ mét c¸ch kh¸ch quan c¬ së lý thuyÕt. -Tõ nh÷ng g× chóng ta ®· lμm ®−îc t− ®ã rót ra nh÷ng kinh nghiÖm cho qu¸ tr×nh lμm lÇn sau vμ xa h¬n lμ c¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊt c«ng nghiÖp sau nμy. -§Ó lμm ®−îc mét m¹ch thËt hoμn chØnh chóng em ph¶I tr¶I qua rÊt nhiÒu kh©u. Qua ®©y chóng em cã mét c¸ch nh×n tæng qu¸t cho mét d©y chuyÒn s¶n xuÊt c¸c øng dông cña ngμnh ®iÖn tö. ChÝnh nh÷ng lîi Ých ®ã còng lμ nh÷ng môc ®Ých mμ nhãm sinh viªn chóng em mong muèn ®Æt ®−îc. 3.Ph−¬ng H−íng Gi¶i QuyÕt: §Ó thùc hiÖn ®−îc c¸c chøc n¨ng trªn hÖ thèng ®−îc chia thμnh hai phÇn lμ cøng vμ phÇn mÒm víi c¸c gi¶i ph¸p gi¶i quyÕt nh− sau: a)Gi¶i ph¸p phÇn cøng: PhÇn cøng ®−îc x©y dùng trªn c¬ së giao tiÕp víi m¸y tÝnh qua cæng COM nªn tèc ®é truyÒn d÷ liÖu còng rÊt cao. Tuy nhiªn, cã mét khã kh¨n duy nhÊt khi giao tiÕp víi m¸y tÝnh lμ møc logic ë bé vi ®iÒu khiÓn vμ ë cæng COM cña m¸y tÝnh kh¸c nhau. §Ó kh¾c phôc ®iÒu nay chóng ta sö dông vi m¹ch MAX232 nh»m chuyÓn ®æi møc ®iÖn ¸p gi÷a hai chuÈn. Do vËy chøc n¨ng chÝnh cña phÇn cøng bao gåm c¸c khèi sau: 6 Bμi TËp Lín M«n Vi §iÒu KhiÓn Nhãm 3 Thùc HiÖn
7 Tr ng i h c CNHN Khoa C«ng NghÖ Kü ThuËt §iÖn Tö Líp §iÖn Tö 3- K3 -Bé phËn lÊy tÝn hiÖu cÇn kh¶o s¸t ®ã lμ nhiÖt ®é m«i tr−êng th«ng qua c¶m biÕn LM35. -Bé phËn chuyÓn ®èi t−¬ng tù sang sè, ®−a vμo vi xö lý. -Bé phËn xö lý tÝn hiÖu sè vμ xuÊt ra cæng nèi tiÕp. -Bé phËn truyÒn th«ng víi m¸y tÝnh. -Ngoμi ra cßn cã mét khèi ®iÒu khiÓn vμ hiÓn thÞ nh− Nót NhÊn vμ LED. b).Gi¶i Ph¸p PhÇn MÒm: PhÇn mÒm ®o vμ ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é hiÓn thÞ b»ng tiÖn Ých cña Windows dùa trªn phÇn cøng hÖ thèng vμ cÊu tróc m¸y tÝnh. Ch−¬ng tr×nh phÇn mÒm thùc hiÖn giao tiÕp víi ng−êi dïng vμ giao tiÕp víi phÇn cøng PhÇn II. Néi dung I.C¬ së lý thuyÕt chung : 7 Bμi TËp Lín M«n Vi §iÒu KhiÓn Nhãm 3 Thùc HiÖn
8 Tr ng i h c CNHN Khoa C«ng NghÖ Kü ThuËt §iÖn Tö Líp §iÖn Tö 3- K3 §Ó thùc hiÖn phÐp ®o cña mét ®¹i l−îng ®¹i l−îng nμo ®ã th× tïy thuéc vμo dÆc tÝnh cña ®¹i l−îng cÇn ®o, ®iÒu kiÖn ®o còng nh− ®é chÝnh x¸c theo yªu cÇu c¬ sá cña hÖ thèng ®o l−êng kh¸c nhau . 1.S¬ ®å cña mét hÖ thèng ®o l−êng tæng qu¸t Cảm Vi điều HiÓn thÞ Khèi biến khiển chuyÓn nhiệt ®æi A/D 1.1 Cảm biến nhiệt: Dùng để đo nhiệt độ 1.2.Khèi chuyÓn ®æi: Lμm nhiÖm vô nhËn trùc tiÕp c¸c ®¹i l−îng vÊt lý ®Æc tr−ng cÇn ®o vμ biÕn ®æi thμnh c¸c ®¹i l−îng vËt lý thèng nhÊt (dßng ®iÖn hay ®iÖn ¸p) ®Ó tÝnh to¸n cho thuËn lîi. 1.3.Vi điều khiển : cã nhiÖm vô tÝnh to¸n biÕn ®æi tÝn hiÖu nhËn ®−îc tõ bé chuyÓn ®æi sao cho phï hîp víi c¸c yªu cÇu cô thÓ hiÖn kÕt qu¶ ®o cña bé chØ thÞ. 1.4.Khèi hiÓn thÞ: Nhận tín hiệu từ vdk va hiển thị kết quả đo 2.HÖ thèng ®o l−êng sè: §èi t−îng cÇn ®o lμ c¸c ®¹i l−îng vËt lý dùa vμo c¸c ®Æc tÝnh cña ®èi t−îng cÇn ®o mμ ta chän lo¹i c¶m biÕn cho phï hîp ®Ó biÕn ®æi th«ng sè ®¹i l−îng 8 Bμi TËp Lín M«n Vi §iÒu KhiÓn Nhãm 3 Thùc HiÖn
9 Tr ng i h c CNHN Khoa C«ng NghÖ Kü ThuËt §iÖn Tö Líp §iÖn Tö 3- K3 vËt lý cÇn ®o thμnh ®¹i l−îng ®iÖn, sau ®ã ®−a vμo c¸c m¹ch chÕ biÕn tÝn hiÖu ( gåm: c¶m biÕn, hÖ thèng khuªch ®¹i, xö lý tÝn hiÖu) Bé chuyÓn ®åi sang sè ADC lμm nhiÖm vô biÕn ®æi tÝn hiÖu t−îng tù sang sè vμ kÕt nèi víi vi x− lý. Bé vi xö lý cã nhiÖm vô thùc hiÖn nh÷ng phÐp tÝnh vμ xuÊt ra nh÷ng lÖnh trªn c¬ së tr×nh tù nh÷ng lÖnh chÊp hμnh ®· thùc hiÖn tr−íc ®ã. Bé dån kªnh t−¬ng tù vμ bé chuyÓn ADC ®−îc dïng chung cho tÊt c¶ c¸c kªnh. D÷ liÖu nhËp vμo bä vi sö lý sÏ cã tÝn hiÖu chän ®óng cña nã qua qu¸ tr×nh tÝnh to¸n ®Ó sã kÕt qu¶ cña ®¹i l−îng cÇn ®o. 3.C¸c ph−¬ng ph¸p ®o nhiÖt ®é: §o nhiÖt ®é lμ ph−¬ng thøc ®o l−êng ®iÖn, ®o nhiÖt ®é ®−îc chia thμnh nhiÒu d¶i: +§o nhiÖt ®é thÊp + §o nhiÖt ®é trung b×nh + §o nhiÖt ®é cao ViÖc ®o nhiÖt ®é ®−îc tiÕn hμnh nhê c¸c dông cô hç trî chuyªn biÖt nh−: + CÆp nhiÖt ®iÖn + NhiÖt kÕ ®iÖn kÐ lim lo¹i + NhiÖt ®iÖn trë kim lo¹i + NhiÖt ®iÖn trë b¸n dÉn + C¶m biÕn th¹ch anh ViÖc sö dông c¶m biÕn IC c¶m biÕn nhiÖt ®Ó ®o nhiÖt ®él lμ mét ph−¬ng ph¸p th«ng dông ®−îc nhãm trong bμi nμy, nªn ë ®©y chØ giíi thiÖu vÒ IC c¶m biÕn nhiÖt ®é. 3.1. Nguyªn lý ho¹t ®éng cña IC c¶m biÕn nhiÖt ®é : IC ®o nhiÖt lμ mét m¹ch tÝch hîp nhËn tÝn hiÖu nhiÖt ®é chuyÓn tÝn hiÖu ®iÖn d−íi d¹ng dßng ®iÖn hay ®iÖn ¸p. D−ah vμo ®Æc tÝnh rÊt nh¹y c¶m cña c¸c b¸n dÉn víi nhiÖt ®é , t¹o ra ®iÖn ¸p hoÆc dßng ®iÖn tØ lÖ thuËn 9 Bμi TËp Lín M«n Vi §iÒu KhiÓn Nhãm 3 Thùc HiÖn
10 Tr ng i h c CNHN Khoa C«ng NghÖ Kü ThuËt §iÖn Tö Líp §iÖn Tö 3- K3 víi nhiÖt ®é tuyÖt ®èi . §o tÝn hiÖu ®iÖn ta biÕt ®−îc gi¸ trÞ cña nhiÖt ®é cÇn ®o. Sù t¸c ®éng cña nhiÖt ®é t¹o ra ®iÖn tÝch tù do vμ c¸c lç trèng trong c¸c chÊt b¸n dÉn . B»ng sù ph¸ vì c¸c ph©n tö, bøt c¸c electron thμnh d¹ng tù do di chuyÓn qua vïng cÊu tróc m¹ng tinh thÓ t¹o ra sù xuÊt hiÖn c¸c lç trèng. Lμm cho tû leej ®iÖn tö tù do va lç trèng t¨ng lªn theo qui luËt hμm mò víi nhiÖt ®é. II.Quy tr×nh thiÕt kÕ bμi to¸n thùc tÕ 1.Ph©n tÝch bμi to¸n : Bμi to¸n ®Æt ra lμ thiÕt kÕ m¹ch ®o vμ khèng chÕ nhiÖt ®é . §Ó thùc hiÖn ®−îc ®iÒu nμy th× hÖ thèng ph¶I ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu sau: -Sè l−îng ®Çu vμo/ra sè: -Sè ®μu vμo/ ra t−îng tù: -Sè l−îng bé ®Õm /®Þnh thêi: -Dung l−îng bé nhí ch−¬ng tr×nh: -Bé nhí d÷ liÖu cÇn thiÕt : -Giao tiÕp víi m¸y tÝnh do ®ã ph¶i sö dông truyÒn th«ng RS232 2. c¸c khèi chøc n¨ng : - C¶m biÕn nhiÖt dé : dïng ®Ó ®o nhiÖt ®é hiÖn t¹i trong lß nhiÖt. - Khèi biÕn ®æi A/D: cã nhiÖm vô sè hãa tÝn hiÖu cña c¶m biÕn nhiÖt ®Ó d−a vμo bé vi ®iÒu khiÓn lμ n¬i cμi ®Æt thuËt to¸n ®iÒu khiÓn vμ khèng chÕ nhiÖt ®é. - Khèi vi ®iÒu khiÓn (MCU): cã nhiÖm vô thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng m· hãa hîp thμnh vμ gi¶i m·. 3.NhiÖm vô cña tõng khèi: 3.1. C¶m biÕn nhiÖt: 10 Bμi TËp Lín M«n Vi §iÒu KhiÓn Nhãm 3 Thùc HiÖn
11 Tr ng i h c CNHN Khoa C«ng NghÖ Kü ThuËt §iÖn Tö Líp §iÖn Tö 3- K3 Víi nhiÖt ®é khèng chÕ tõ 30 ®é ®Õn 130 ®é, ta chon sö dông c¶m biÕn nhiÖt dé b¸n dÉn th«ng dông lμ vi m¹ch LM35 cña h·ng National Semiconductor. Vi m¹ch c¶m biÕn nhiÖt LM35cã ®Æc ®iÓm sau: - chuÈn hãa theo thang ®o nhiÖt ®é Cesius; - ®Çu ra tuyÕn tÝnh 10mV/C; - D¶i ®iÖn ¸p lμm viÖc từ 4V ®Õn 30V; - Dßng tiªu thô nhá cì 60 microampe, nªn nhiÖt tù táa rÊt nhá hÇu nh− kh«ng ¶nh h−ëng ®Õn kÕt qu¶ ®o. Sai sè nhá, chØ kho¶ng 0.5 ®é C. S¬ ®ß m¹ch c¶m biÕn ®−îc cho h×nh d−íi. S¬ ®ß c¶m biÕn nhiÖt ®é LM35. 11 Bμi TËp Lín M«n Vi §iÒu KhiÓn Nhãm 3 Thùc HiÖn
12 Tr ng i h c CNHN Khoa C«ng NghÖ Kü ThuËt §iÖn Tö Líp §iÖn Tö 3- K3 3.2. M¹ch biÕn ®æi A/D: Cã nhiÖm vô biÕn ®æi ®iÖn ¸p t−¬ng tù từ c¶m biÕn nhiÖt thμnh tÝn hiÖu sè ®Ó göi ®Õn vi ®iÒu khiÓn. §Ó lùa chän sö dông c¸c vi m¹ch A/D ng−êi ta th−êng c¨n cø vμo 2 th«ng sè chÝnh lμ : - §é ph©n gi¶i hay sè bÝt ®Çu ra, sè bÝt ra cña ADC quyÕt ®Þnh ®Õn ®é chÝnh x¸c cña ph¸p biÕn ®æi, sè bÝt cμng lín cμng lín sai sè l−îng tö cμng nhá. - Tèc ®é biÕn ®æi ®−îc tÝnh b»ng sè mÉu hoμn thμnh trong mét gi©y( samples/s), nã tØ lÖ nghÞch víi thêi gian hoàn thiÖn viÖc biÕn ®ái mét mÉu. - Trong øng dông ®iÒu khiển nhiÖt ®é, nhiÖt ®é lμ mét ®¹i l−îng biÕn ®æi chËm nªn ta chän vi m¹ch biÕn ®æi A/D th«ng dông trªn thÞ tr−êng lμ ADC0804. 12 Bμi TËp Lín M«n Vi §iÒu KhiÓn Nhãm 3 Thùc HiÖn
13 Tr ng i h c CNHN Khoa C«ng NghÖ Kü ThuËt §iÖn Tö Líp §iÖn Tö 3- K3 ADC0804 lμ bé A/d 8 bÝt ®ñ ®¸p øng ®−îc yªu cÇu vÒ ®é chÝnh x¸c ®Æt ra. ADC0804 cã c¸c ®Æc ®iÓm sau: - §Çu ra ®−îc ®Õm b»ng c¸c cæng 3 tr¹ng th¸i nªn cã thÓ ghÐp trùc tiÕp vμo bus d÷ liÖu mμ kh«ng cÇn m¹ch ®Ö d÷ kiÖu ë ben ngoμi ; - Thêi gian biÕn ®æi câ 100 micro/mÉu; - Kh«ng cÇn hiÖu hcinhr ®iÓm 0; - Khi ®iÖn ¸p nguån nu«i lμ 5V th× tÝn hiÖu ®μu vμo cùc ®¹i lμ 5V; - tÊt c¶ c¸c tÝn hiÖu ®Òu t−¬ng thÝch møcTTL; - Dßng tiªu thô nhá, cì 1.9ma. 13 Bμi TËp Lín M«n Vi §iÒu KhiÓn Nhãm 3 Thùc HiÖn
14 Tr ng i h c CNHN Khoa C«ng NghÖ Kü ThuËt §iÖn Tö Líp §iÖn Tö 3- K3 H×nh d−ois m« t¶ m¹ch A/D øng dông vi m¹ch ADC0804 ®Ó ®o nhiÖt ®é tõ LM35. S¬ ®å m¹ch biÕn ®æi A/D M¹ch nμy gåm hai phÇn chÝnh : -phÇn t−¬ng tù : Víi d¶i nhiÖt ®é tõ 0 ®é ®ªn 128 ®é th× ®iÖn ¸p ra cña LM35laf tõ 0 ®Õn 1.28V, ®iÖn ¸p nμy ®−îc ®−a ®Õn lèi vμo IN+, cong lèi 14 Bμi TËp Lín M«n Vi §iÒu KhiÓn Nhãm 3 Thùc HiÖn
15 Tr ng i h c CNHN Khoa C«ng NghÖ Kü ThuËt §iÖn Tö Líp §iÖn Tö 3- K3 vμo IN- ®−îc nèi ®Êt . Víi ®iÖn ¸p vμo cùc ®¹i lμ 1.28V th× ®iÖn ¸p chuÈn Vref ®−îc ®Æt lμ 0.64V, viÖc ®iÒu chinht Vref ®−îc thùc hiÖn bëi biÕn trë vi chØnh VR. Khi ®ã nÕu nhiÖt dé lμ 0 ®é C th× ®iÖn ¸p IN+ lμ 0V, ®Çu ra Dout lμ 00000000, vi ®iÒu khiÓn nhËn ®−îc gi¸ trÞ lμ 0; Khi nhiÖt ®é lμ 128 ®é C th× ®iÖn ¸p IN+lμ 1.28V, ®Çu ra Dout lμ 11111111, vi ®iÒu khiÓn nh¹n ®−îc gi¸ trÞ t−¬ng øng lμ 255. -PhÇn giao tiÕp víi vi ®iÒu khiÓn: §Ó thùc hiÖn giao tiÕp víi vi ®iÒukhiÓn cÇn c¸c tÝn hiÖu sau : +TÝn hiÖu chän vi m¹ch biÕn ®æi t−¬ng tù sè CS_ADC, tÝch cùc thÊp., ®−îc d−a tõ m¹ch gi¶ m· ®Þa chØ tíi. Khi CS_ADC=0 th× ADC0804 ®−îc chän, chuÈn bÞ cho viÖc ®äc sã liÖu tõ ADC . + TÝn hiÖu ra lÖnh cho ADC0804 b¾t ®Çu biÕn dæi WR_ADC, tÝch cùc møc thÊp , ®−îc ®iÒu khiÓn trùc tiÕp bëi vi ®iÒu khieenr, khi WR_ADC chuyÓn tõ 1 xuèng 0 th× ADC b¾t ®Çu qu¸ tr×nh biÕn dæi. + TÝn hiÖu b¸o kÕt thóc biÕn ®æi ADC_OK , tÝch cùc thÊp , ®−îc nèi víi ch©n INTR(interrup) cña ADC0804, mçi khi ADC0804 hoμn thμnh viÖc biÕn ®æi cho mét mÉu nã b¸o hiÖu cho bªn ngoμi b»ng mét møc logics 0 ë ch©n nμy . TÝn hiªu nμy ®−îc göi tíi vi ®iÒu khiÓn ®Ó v¸o cho vi ®iÒu khiÓn biÕt ADC ®· biÕn ®æi song ; ®Ó kh«ng ph¶i hái vßng th× tÝn hiÖu nμy ®−îc ®−a tíi mét ®Çu vμo ng¾t ngoμi cña vi ®iÒu khiÓn , mçi khi ADC biÕn ®æi xong sÏ g©y ra mét ng¾t vi ®iÒu khiÓn , vi ®iÒu khiÓn sÏ chuyÓn sang ch−¬ng tr×nh con phôc vô ng¾t ®Ó ®äc sè liÖu tõ ADC. + TÝn hiÖu ®äc sè liÖu RD_ADC, tÝch cùc thÊp , sau khi nhËn biÕt ADC ®· biÕn ®æi xong bëi møc logics 0 ë ADC_OK, vi ®iÒu khiÓn thùc hiÖn viÖc lÊy sè liÖu b»ng cach chuyÓn tÝn hiÖu RD_ADC cuèng møc thÊp, tÝn hiÖu nμy ®−îc nèi víi ch©n RD cña ADC, lóc nμy c¸c cæng ®em 3 tr¹ng th¸i ë ®Çu ra Dout cña ADC0804 më , kÕt qu¶ biÕn ®æi ®−îc ®−a kªn bus d÷ liÖu . 3.2 Khèi vi ®iÒu khiÓn: 15 Bμi TËp Lín M«n Vi §iÒu KhiÓn Nhãm 3 Thùc HiÖn
16 Tr ng i h c CNHN Khoa C«ng NghÖ Kü ThuËt §iÖn Tö Líp §iÖn Tö 3- K3 IC AT89S52: So đồ chân : Cấu tạo IC có: • CPU( CPU centra lprocessing unit): 8- bit data bus; 16- bit address bus; không gian địa chỉ 64Kbyte Thanh ghi tích lũy A; Thanh ghi tích lũy phụ B; Đơn vị logic học (ALU); Thanh ghi từ trạng thái chương trình; Bốn băng thanh ghi; Con trỏ ngăn xếp • Bộ nhớ (Memory): Bộ nhớ chương trình( ROM) gồm 8Kbyte Flash, ghi xóa hàng nghìn lần. 16 Bμi TËp Lín M«n Vi §iÒu KhiÓn Nhãm 3 Thùc HiÖn
17 Tr ng i h c CNHN Khoa C«ng NghÖ Kü ThuËt §iÖn Tö Líp §iÖn Tö 3- K3 Bộ nhớ dữ liệu( dạng SRAM) gồm 256 byte (chứa ngăn xếp – Stack) Vùng thanh ghi có chức năng đặc biệt SFR (Special Funtion Register). Bộ UART, có chức năng truyền nhận nối tiếp. 3 bộ Timer/Counter 16 bit thực hiện chức năng định thời và đếm sự kiện. Khối điều khiển ngắt với 2 nguồn ngắt ngoài và 4 nguồn ngắt trong. Bộ lập trình (ghi chương trình lên Flash ROM) cho phép người sử dụng có thể nạp các chương trình cho chíp mà không cần các bộ nạp chuyên dụng. 4 cổng xuất nhập song song 2 chiều 8- bit với 32 chân. Port 0( P0.0=>P0.7) Port 0 gồm 8 chân, ngoài chức năng xuất nhập, port 0 còn là bus đa hợp dữ liệu và địa chỉ( AD0-AD7), chức năng này sẽ được sử dụng khi AT89S52 giao tiếp với các thiết bị ngoài có kiến trúc Bus như các vi mạch nhớ, mạch PIO… Port 1( P1.0=>P1.7) Chức năng duy nhất của Port 1 là chức năng xuất nhập cũng như các Port khác. Port1 có thể xuất nhập theo bit và theo byte. Port 2( P2.0=>P2.7) Port 2 ngoài chức năng là cổng vào/ra như Port 0 và Port 1, Port 2 còn là byte cao của bus địa chỉ khi sử dụng bộ nhớ ngoài. Port 3( P3.0=>P3.7) Mỗi chân trên Port 3 ngoài chức năng xuất nhập còn có một chức năng riêng, cụ thể như sau: Bit Tên Chức năng P3.0 RXD Dữ liệu nhận cho Port nối tiếp P3.1 TXD Dữ liệu truyền cho Port nối tiếp P3.2 INT0 Ngắt ngoài 0 P3.3 INT1 Ngắt ngoài 1 17 Bμi TËp Lín M«n Vi §iÒu KhiÓn Nhãm 3 Thùc HiÖn
18 Tr ng i h c CNHN Khoa C«ng NghÖ Kü ThuËt §iÖn Tö Líp §iÖn Tö 3- K3 P3.4 T0 Ngõ vào của Timer/counter0 P3.5 T1 Ngõ vào của Timer/counter1 P3.6 /WR Xung ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài. P3.7 /RD Xung đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài. Chân /PSEN (pin 29): là chân điều khiển đọc chương trình ở bộ nhớ ngoài. Chân ALE (pin 30): ALE là tín hiệu điều khiển chốt địa chỉ có tần số bằng 1/6 tần số dao động của vi điều khiển. Tín hiệu ALE được dùng để cho phép vi mạch chốt bên ngoài như 7473. Chân /EA (pin 31): Tín hiệu /EA cho phép chọn bộ nhớ chương trình là bộ nhớ trong hay ngoài. EA=1 thì thực hiện chương trình trong RAM nội. EA=0 thực hiện ở RAM ngoài. RST( Reset: pin 9): Ngõ vào reset trên chân số 9. khi RST=1 thì bộ vi điều khiển sẽ được khởi động lại thiết lập ban đầu. XTAL1, XTAL2 (pin 18, 19): Hai chân này được nối song song với thạch anh tần số max=33 Mhz. Để tạo dao động cho bộ vi điều khiển. Vcc,GND: cung cấp nguồn nuôi cho bộ vi điều khiển cấp qua chân 20 và 40. Cổng Vào Ra Nối Tiếp(Serial Port) Tổng quan: 8051 có 1 cổng vào ra nối tiếp(UART) Tín hiệu liên quan:RxD(P3.0, chân số 10) va TxD(P3.1, chân số 11) 18 Bμi TËp Lín M«n Vi §iÒu KhiÓn Nhãm 3 Thùc HiÖn
19 Tr ng i h c CNHN Khoa C«ng NghÖ Kü ThuËt §iÖn Tö Líp §iÖn Tö 3- K3 Dữ liệu đi và về hoàn toàn độc lập với nhau, do đó có thể truyền nhận đồng thời, và cổng nối tiếp có đặc tính như vâyj được gọi là song công(Full duplex) Các thanh ghi liên quan: Dữ liệu nhận về thong qua RxD, tới 1 thanh ghi chức năng đặc biệt(8-bit) tên là SBUF Dữ liệu truyền thong qua TxD, từ 1 thanh ghi chức năng đặc biệt(8- bit) cũng tên là SBUF Thanh ghi điều khiển SCON: SM0-SM1 0-0=mode0:chế độ đồng bộ 8 bit,clock =1/12 Fosc 0-1=mode1:chế độ dị bộ 8-bit, clock thay đổi được tùy ý 1-0=mode2:chế độ dị bộ 9-bit,clock= 1/64 Fosc hoặc 1/32 Fosc 1-1=mode3:chế độ dị bộ 9-bit,clock thay đổi được tùy ý SM2:bit cho phép chế độ gioa tiếp đa vi xử lý(multimicroprocessor),mode 2 hoặc mode3.Trong các chế độ thong thường,SM2=0. REN:bit cho phép nhận dữ liệu nếu ghi vào đó giá trị logic 1.Giá trị logic 0 tại bit này sẽ”khóa cổng “ với các dự lieuj gửi đến. TB8:bit dữ liệu thứ 9 phát đi trong các chế độ truyền nhận 9- bit(mode 2 và 3) RB8: bit dữ liệu thứ 9 nhận về trong các chế độ truyền nhận 9- bit(mode 2 và 3) TI:cờ báo ngắt truyền ,khi =1 báo hiệu rằng 1 khung dữ liệu (8 hay 9 bit tùy chế độ) đã được truyền xong. Cờ này không tự động xóa về 0 khi chương trình phục vụ ngắt thực hiện.User phải xóa bằng lệnh. RI:cờ báo ngắt nhận,khi =1 báo hiệu rằng 1 khung dữ liệu (8 hay 9- bit tùy chế độ) đã được nhận về đầy đủ,Cờ này không tự động xóa về 0 khi chương trình phục vụ ngắt thực hiện.User phải xóa bằng lệnh Với cổng nối tiếp các bit dữ liệu được truyền lần lượt trên cùng 1 đường tín hiệu thay vì truyền cùng một lúc trên các đường tín hiệu khác nhau.Thông thường thì việc truyền dữ liệu bằng cổng nối tiếp phải tuân 19 Bμi TËp Lín M«n Vi §iÒu KhiÓn Nhãm 3 Thùc HiÖn
20 Tr ng i h c CNHN Khoa C«ng NghÖ Kü ThuËt §iÖn Tö Líp §iÖn Tö 3- K3 theo một cơ chế, một giao thức hay một nguyen tắc nhất định .Có thể kể ra một số giao thức như SPI,I2C,SCI.. Cổng nối tiếp có 2 kiểu truyền dữ liệu chính: Truyền đồng bộ(synchronous):thiết bị truyền và nhận đều dung chung một xung nhịp (clock) Truyền dị bộ(asynchronous):thiết bị truyền và thiết bị nhận sử dụng hai nguồn xung nhịp riêng .Tuy nhiên hai nguồn xung này không đươc khác nhau quá nhiều Xung nhịp là yếu tố không thể thiếu trong truyền dữ liệu nối tiếp và nó có vai trò xác định giá trị của bit dữ liệu Cổng nối tiếp có thể có một trong các tính năng sau: Đơn công:thiết bị chỉ có thể hoặc truyền hoặc nhận dữ liệu Bán song công:thiết bị có thể truyền và nhận dữ liệu nhưng tại một thời điểm có thể làm 1 trong 2 việc đó Song công:thiết bị có thể truyền và nhận dữ liệu đồng thời Thanh ghi điều khiển TMOD(Sử dụng cho timer/counter 0 và timer/counter 1): - GATE: bit quy định yếu tố cho phép timer/counter đếm hay dừng. Nếu GATE=0, timer/counter sẽ đếm hay dừng phụ thuộc vào trạng thái bit TRx (thanh ghi TCON). Nếu GATE=1, timer/counter sẽ đếm nếu bit TRx=1 (thanh ghi TCON) và tín hiệu ngắt ngoài INTx ở mức cao. Trong trường hợp này, nếu TRx-0 hoặc tín hiệu ngắt ngoài INTx ở mức thấp, timer/counter sẽ dừng đếm. C/T: bit lựa chọn xung nhịp đưa vào đếm. Nếu C/T = 0, xung nhịp đưa vào đếm chính là xung nhịp của CPU (lúc này gọi là bộ định thời – timer). Nếu C/T = 1, xung nhịp đưa vào đếm là xung nhịp lấy từ bên ngoài vào qua tín hiệu T0 và T1 (lúc này gọi là bộ đếm sự kiện – counter). M1:M0 0:0 = Mode 0: timer/counter 13bit ghép bởi : 20 Bμi TËp Lín M«n Vi §iÒu KhiÓn Nhãm 3 Thùc HiÖn