- TR NG Đ I H C BÁCH KHOA HÀ N I VI N ĐI N o0o. - Đ ÁN I Đ TÀI: Thi t k m ch đo vƠ hi n th nhi t đ Giáo viên h ng d n : Nguy n Anh Tu n Sinh viên th c hi n : Lê Văn Công L p : KT ĐK & TĐH 04 Khóa : K58 MSSV HÀ N I – 6/2016 GV hướng dẫn: Nguyễn Anh Tuấn Nh n xét c a giáo viên h ng d n ầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầ ầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầ ầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầ ầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầ ầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầ ầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầ ầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầ ầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầ ầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầ ầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầ ầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầ ầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầ ầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầ ầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầ ầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầ ầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầ ầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầ ầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầ ầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầ ĐH Bách khoa Hà N i Page 1 GV hướng dẫn: Nguyễn Anh Tuấn M CL C L I M Đ U. - 4 CH NG 1: GI I THI U M CH ĐO NHI T Đ VÀ HI N TH LCD . - 4 CH NG 2: GI I THI U LINH KI N CH CH T TRONG M CH. - 11 CH NG 3: T NG QUAN VI ĐI U KHI N 8051. - C u trúc bên trong vi đi u khi n. - 26 CH NG 1: TI N TRỊNH TH C HI N. - 26 CH NG 2: THI T K KH I M CH. - L p trình cho vi đi u khi n. - 34 CH NG III: K T LU N - TÀI LI U THAM KH O. - 36 ĐH Bách khoa Hà N i Page 2 GV hướng dẫn: Nguyễn Anh Tuấn L IM Đ U V i s ti n b không ngừng c a khoa học kỹ thu t, đặc bi t lƠ ngƠnh đi n tử đƣ ng d ng r t nhi u trong công nghi p. - Trong m i ph n có nhi u ch ng nh tr i r ng từ h th ng, ph n c ng, ph n m m . - ĐH Bách khoa Hà N i Page 3 GV hướng dẫn: Nguyễn Anh Tuấn PH N I: LÝ THUY T C S CH NG 1: GI I THI U M CH ĐO NHI T Đ VÀ HI N TH LCD I. - Chức năng c a m ch “M ch đi u khi n vƠ đo nhi t đ ”có các ch c năng sau. - Vi đi u khi n AT 89S52. - CH NG 2: GI I THI U LINH KI N CH CH T TRONG M CH I. - LCD ĐH Bách khoa Hà N i Page 4 GV hướng dẫn: Nguyễn Anh Tuấn + B Driver ( m ch đi u khi n) MƠn hình LCD vƠ b Driver đƣ đ ợc k t n i sẵn v i nhau b i nhƠ s n xu t, khi sử d ng ch c n giao ti p v i b driver. - ĐH Bách khoa Hà N i Page 5 GV hướng dẫn: Nguyễn Anh Tuấn 9 DB2 Trao đ i d li u theo bye(ph ng th c. - S đ chơn vƠ chức năng các chơn ADC 0809: Hình 1.2.2 :S đ chơn ADC 0809 ĐH Bách khoa Hà N i Page 7 GV hướng dẫn: Nguyễn Anh Tuấn a) Ch c năng các chơn. - Vmax (+10V),Vmin (-10V) cho tín hi u vƠo + Chân DB0 ÷:Ngõ ra + Chơn ( 25÷23) ADD A,ADD B ,ADD C :T o t hợp chọn kênh L a chọn kênh T hợp chọn kênh Analog ADD C ADD B ADD A IN0 L L L ĐH Bách khoa Hà N i Page 8 GV hướng dẫn: Nguyễn Anh Tuấn IN1 L L H IN2 L H L IN3 L H H IN4 H L L IN5 H L H IN6 H H L IN7 H H H B ng 1.3: T hợp chọn kênh Analog 2. - Hình Dáng VƠ S Đ Chơn: ĐH Bách khoa Hà N i Page 9 GV hướng dẫn: Nguyễn Anh Tuấn Hình 1.2.3: S đ chơn c a IC7805 05 ậ Giá tr đi n áp ra. - M t S đặc tr ng v đi n: Tham s KỦ hi u Đi u ki n Giá tr đi n áp Đ nv 5mA÷1A,P0≤15W Áp Ra VO V VI = 7V÷20V Dòng IQ TJ=+25V - 5 8 mA Tĩnh Đ Bi n I0=5mA÷1A Thiên IQ mA Dòng Tĩnh VI=7V÷25V - 0.3 1.3 Đi n Áp R i Ngõ VDrop I0=1A - 2 - V Ra ĐH Bách khoa Hà N i Page 10 GV hướng dẫn: Nguyễn Anh Tuấn Dòng Ngắn ISC VI=35V - 230 - mA M ch B ng 1.5: Đặc tr ng v đi n c a IC LM7805 IV. - Hình dáng, c u t o c a LM35: Hình 1.2.4: S đ chơn c a IC LM335 Mƣ s n phẩm D i nhi t đ Đ chính xác Ngõ ra LM35A -550C đ n +1500C +1.0 0C 10mV/F LM35 -550C đ n +1500C + 1.5 0C 10mV/F LM35CA -40 C đ n +110 C C 10mV/F LM35C -40 C đ n +110 C C 10mV/F LM35D 00C đ n +1000C + 2.0 0C 10mV/F B ng 1.6: Thông s kỹ thu t chính c a c m bi n nhi t họ LM33 ĐH Bách khoa Hà N i Page 11 GV hướng dẫn: Nguyễn Anh Tuấn 2. - CH NG 3: T NG QUAN VI ĐI U KHI N 8051 I. - đơy gi i thi u IC89S52 lƠ m t họ IC vi đi u khi n do hƣng Intel c a Mỹ s n xu t. - ĐH Bách khoa Hà N i Page 12 GV hướng dẫn: Nguyễn Anh Tuấn o 64 KB vùng nh mƣ ngoƠi o 64 KB vùng nh d li u ngo i. - S đ chơn 8951: ĐH Bách khoa Hà N i Page 13 GV hướng dẫn: Nguyễn Anh Tuấn Hình 1.3.2: S đ chân IC 8951 2. - ĐH Bách khoa Hà N i Page 14 GV hướng dẫn: Nguyễn Anh Tuấn Port 1. - Các ngõ tín hi u đi u khi n. - Các mƣ l nh c a ch ng trình đ ợc đọc từ Eprom qua bus d li u vƠ đ ợc ch t vƠo thanh ghi l nh bên trong 89C51 đ gi i mƣ l nh. - Khi 89C51 thi hƠnh ch ng trình trong ROM n i PSEN s m c logic 1. - Ngõ tín hi u đi u khi n ALE (Address Latch Enable. - Tín hi u vƠo EA chơn 31 th ng đ ợc mắc lên m c1 hoặc m c 0, N u m c, 89C51 thi hƠnh ch ng trình từ ROM n i trong kho ng đ a ch th p 8 Kbyte. - N u m c 0, 89C51 s thi hƠnh ch ng trình từ b nh m r ng. - Ngõ tín hi u RST (Reset): ĐH Bách khoa Hà N i Page 16 GV hướng dẫn: Nguyễn Anh Tuấn - Ngõ vƠo RST chơn 9 lƠ ngõ vƠo Reset c a 89C51. - Khi ngõ vƠo tín hi u nƠy đ a lên cao ít nh t lƠ 2 chu kỳ máy, các thanh ghi bên trong đ ợc n p nh ng giá tr thích hợp đ kh i đ ng h th ng. - Khi c p đi n m ch t đ ng Reset. - C u trúc bên trong vi đi u khi n 1. - T chức b nh B nh ch ng trình (ROM, EPROM) lƠ b nh ch đọc, có th m r ng t i đa 64Kbyte. - Vói họ vi đi u khi n 89xx, b nh ch ng trình đ ợc tích hợp sẵn trong chip có kích th c nh nh t là 4kByte. - V i các vi đi u khi n không tích hợp sẵn b nh ch ng trình trên chip, bu c ph i thi t k b nh ch ng trình bên ngoài. - B nh d li u (RAM) t n t i đ c l p so v i b nh ch ng trình. - Họ vi đi u khi n 8051 có b nh d li u tích hợp trên chip nh nh t là 128byte và có th m r ng v i b nh d li u ngoài lên t i 64kByte. - V i nh ng vi đi u khi n không tích hợp ROM trên chip thì v n có RAM trên chip là 128byte. - Khi sử d ng c b nh ch ng trình vƠ b nh d li u bên ngoài thì bu c ph i k t hợp chân RD và PSEN b i c ng logic AND đ phân bi t tín hi u truy xu t d li u trên ROM hay RAM ngoài. - ĐH Bách khoa Hà N i Page 17 GV hướng dẫn: Nguyễn Anh Tuấn B nh ch ng trình: Hình 1.3.3 C u trúc b nh ch ng trình Hình 1.3.4 Đ a ch các ngắt trên b nh ch ng trình Hình 1.1.2 mô t c u trúc b nh ch ng trình. - Sau khi kh i đ ng, CPU bắt đ u th c hi n ch ng trình v trí 0000H. - Hình 1.1.3 mô t đ a ch ngắt mặc đ nh trên b nh ch ng trình. - M i khi x y ra ngắt, con tr c a CPU s nh y đ n đúng đ a ch ngắt t ng ng và th c thi ch ng trình t i đó. - Ví d ngắt ngoài 0 s có đ a ch là 0003H, khi x y ra ngắt ngoài 0 thì con tr ch ng trình s nh y đ n đúng đ a ch 0003H đ th c thi ch ng trình t i đó. - N u trong ch ng trình ng d ng không xử d ng đ n ngắt ngoƠi 0 thì đ a ch 0003H v n có th dùng cho m c đích khác (sử d ng cho b nh ch ng trình). - B i v y khi l p trình bằng ngôn ng Assembly, ph n đ u ch ng trình bao gi cũng ph i ĐH Bách khoa Hà N i Page 18 GV hướng dẫn: Nguyễn Anh Tuấn cho ch ng trình nh y đ n đ a ch cao h n đ a ch ch a các ngắt và mã l nh vi t cho các ngắt thì ph i vi t đúng đ a ch c a các ngắt t ng ng. - B nh d li u: Hình 1.3.5 C u trúc b nh d li u Hình 1.1.4 mô t c u trúc b nh d li u trong và b nh d li u ngoài c a họ vi đi u khi n 8051. - Hình 1.3.6 C u trúc b nh trong ĐH Bách khoa Hà N i Page 19 GV hướng dẫn: Nguyễn Anh Tuấn Hình 1.1.6 mô t c u trúc 128 byte th p c a b nh d li u c a họ vi đi u khi n 8051. - 32 byte đ u tiên (00H-1FH) đ ợc sử d ng cho 4 b 8 thanh ghi R0- R7. - Hai bit c a thanh ghi đặc bi t PSW s l a chọn 1 trong 4 b thanh ghi mà vi đi u khi n s dùng trong khi th c thi ch ng trình. - Hình 1.3.7 C u trúc 128 byte th p c a b nh d li u trong 8051 ch a 210 v trí bit đ ợc đ nh đ a ch trong đó 128 bit ch a trong các byte đ a ch từ 20H đ n 2FH (16 byte x 8 bit = 128 bit) và ph n còn l i ch a trong các thanh ghi đặc bi t. - Cũng nh các thanh ghi từ R0 đ n R7, ta có 21 thanh ghi ch c năng đặc bi t SFR chi m ph n trên c a Ram n i từ đ a ch 80H đ n FFH. - C n l u Ủ lƠ ĐH Bách khoa Hà N i Page 20 GV hướng dẫn: Nguyễn Anh Tuấn không ph i t t c 128 đ a ch từ 80H đ n FFH đ u đ ợc đ nh nghĩa mƠ ch có 21 đ a ch đ ợc đ nh nghĩa. - Các thanh ghi đặc bi t 8051 có 21 thanh ghi ch c năng đặc bi t SFR chi m ph n trên c a Ram n i từ đ a ch 80H đ n FFH. - Hình 1.2.1 mô t các thanh ghi đặc bi t trong vùng nh d li u 80H đ n FFH. - Các thanh ghi đặc bi t ĐH Bách khoa Hà N i Page 21 GV hướng dẫn: Nguyễn Anh Tuấn Thanh ghi chính Thanh ghi tính toán chính c a vi đi u khi n 8051 ACC (Accumulator). - LƠ thanh ghi đặc bi t c a 8051 dùng đ th c hi n các phép toán c a CPU, th ng kí hi u là A. - Thanh ghi ph Thanh ghi tính toán ph c a vi đi u khi n 8051 là B. - Thanh ghi B đa ch F0H đ ợc dùng chung v i thanh ch a A trong các phép toán nhân, chia. - L nh MUL AB nhân 2 s 8 bit không d u ch a trong A và B và ch a k t qu 16 bit vào cặp thanh ghi B, A (thanh ch a A c t byte th p và thanh ghi B c t byte cao). - L nh chia DIV AB chia A b i B, th ng s c t trong thanh ch a A vƠ d s c t trong thanh ghi B. - Thanh ghi B còn đ ợc xử lỦ nh m t thanh ghi nháp. - Các bit đ ợc đ nh đ a ch c a thanh ghi B có đ a ch từ F0H đ n F7H. - Thanh ghi tr ng thái ch ng trình (PSW) Thanh ghi tr ng thái ch ng trình PSW lƠ thanh ghi mô t toàn b tr ng thái ch ng trình đang ho t đ ng c a h th ng. - Hình 1.2.2 và 1.2.2 s mô t thanh ghi này. - Thanh ghi tr ng thái ch ng trình PSW ĐH Bách khoa Hà N i Page 22 GV hướng dẫn: Nguyễn Anh Tuấn Hình 1.3.11 Chi ti t các bit trong thanh ghi PSW Thanh ghi ngăn x p (Stack Pointer) Con tr stack SP (stack pointer) là 1 thanh ghi 8 bit đ a ch 81H. - Các l nh PUSH và POP s c t d li u vào stack và l y d li u từ stack, các l nh gọi ch ng trình con (ACALL, LCALL) và l nh tr v (RET, RETI) cũng c t và ph c h i n i dung c a b đ m ch ng trình PC (Program counter) Con tr d li u DPTR ĐH Bách khoa Hà N i Page 23 GV hướng dẫn: Nguyễn Anh Tuấn Con tr d li u DPTR (data pointer) đ ợc dùng đ truy xu t b nh ch ng trình ngoƠi hoặc b nh d li u ngoƠi. - DPTR lƠ m t thanh ghi 16 bit có đ a ch lƠ 82H (DPL, byte th p) vƠ 83H (DPH, byte cao). - Thanh ghi các c ng P0-P3 Các port xu t/nh p c a 8051 bao g m Port 0 t i đ a ch 80H, Port 1 t i đ a ch 90H, Port 2 t i đ a ch A0H và Port 3 t i đ a ch B0H. - Thanh ghi b đ m truy n thông n i ti p (Serial Data Buffer) B đ m truy n thông đ ợc chia thành hai b đ m, b đ m truy n d li u và b đ m nh n d li u. - Khi d li u đ ợc chuy n vào thanh ghi SBUF, d li u s đ ợc chuy n vào b đ m truy n d li u và s đ ợc l u gi đó cho đ n khi quá trình truy n d li u qua truy n thông n i ti p k t thúc. - Thanh ghi c a b đ nh th i/b đ m 8051 có 2 b đ m/đ nh th i (counter/timer) 16 bit đ đ nh các kho ng th i gian hoặc đ đ m các s ki n. - Các cặp thanh ghi (TH0, TL0) và (TH1, TL1) là các thanh ghi c a b đ m th i gian. - Ho t đ ng c a b đ nh th i đ ợc thi t l p b i thanh ghi ch đ đ nh th i TMOD (Timer Mode Register) đ a ch 88H. - Các thanh ghi đi u khi n ĐH Bách khoa Hà N i Page 24 GV hướng dẫn: Nguyễn Anh Tuấn Các thanh ghi đi u khi n đặc bi t nh IP, IE, TMOD, TCON, SCON vƠ PCON là các thanh ghi đi u khi n và ghi nh n tr ng thái c a h th ng ngắt, b đ m/đ nh th i, truy n thông n i ti p 4. - RESET: Khi chơn RESET đ ợc kích ho t từ 8051, b đ m ch ng trình nh y v đ a ch 0000H. - Đơy lƠ đ a ch bắt đ u c a ch ng trình. - Đ a ch t ng ng c a các ngắt nƠy lƠ 000BH và 001BH. - Đ a ch t ng ng c a các ngắt ngoƠi nƠy lƠ 0003H và 0013H. - ĐH Bách khoa Hà N i Page 25 GV hướng dẫn: Nguyễn Anh Tuấn PH N II: TH C HI N Đ TÀI CH NG 1: TI N TRỊNH TH C HI N I. - L p trình th c nghi m đ có ch ng trình t t nh t đ ng th i vi t báo cáo II. - CH NG 2: THI T K KH I M CH ĐH Bách khoa Hà N i Page 26 GV hướng dẫn: Nguyễn Anh Tuấn I. - Kh i m ch đo vƠ hi n th nhi t đ ĐH Bách khoa Hà N i Page 27 GV hướng dẫn: Nguyễn Anh Tuấn Hình 2.2.2. - ĐH Bách khoa Hà N i Page 28 GV hướng dẫn: Nguyễn Anh Tuấn Sai s c a LM35 + T i 0 đ C thì đi n áp c a LM35 lƠ 10mV + T i 150 đ C thì đi n áp c a LM35 là 1.5V. - ĐH Bách khoa Hà N i Page 31 GV hướng dẫn: Nguyễn Anh Tuấn. - ĐH Bách khoa Hà N i Page 32 GV hướng dẫn: Nguyễn Anh Tuấn } void LCD_PutChar(unsigned char Data){//Ham Gui 1 Ki Tu LCD_RS=1. - //Dao bit } ĐH Bách khoa Hà N i Page 33 GV hướng dẫn: Nguyễn Anh Tuấn Ctr chinh. - Thi công m ch th t và test ĐH Bách khoa Hà N i Page 34 GV hướng dẫn: Nguyễn Anh Tuấn M ch ch y n đ nh hi n th nhi t đ rõ ràng, tuy nhiên ch y lâu IC 7805 b nóng t a nhi t. - CH NG III: K T LU N - TÀI LI U THAM KH O I. - Đo giá tr nhi t đ ĐH Bách khoa Hà N i Page 35 GV hướng dẫn: Nguyễn Anh Tuấn Hi n th lên mƠn hình LCD 2. - Đ chính xác ch a cao Ch a t n d ng h t kh năng c a IC. - Tác gi : T ng Văn Ôn ậ HoƠng Đ c H i : Họ Vi Đi u Khi n 8951 - NXB KHKT. - ĐH Bách khoa Hà N i Page 36 GV hướng dẫn: Nguyễn Anh Tuấn 4. - http://codientu.org/threads/5207 ĐH Bách khoa Hà N i Page 37