1. Trang Chủ
  2. Điện-Điện tử-Viễn thông
  3. Đề tài: Ứng dụng họ điều khiển ghép nối 04 LED 7 thanh để hiển thị số đo nhiệt độ dung vi mạch LM35, ADC0808, khoảng đo (-55 – 125)◦C,

Đề tài: Ứng dụng họ điều khiển ghép nối 04 LED 7 thanh để hiển thị số đo nhiệt độ dung vi mạch LM35, ADC0808, khoảng đo (-55 – 125)◦C,

Với sự tiến bộ của con người, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì các nghành công nghiệp phát triển mạnh mẽ, các hệ thống ứng dụng ra đời, điều đó cũng đặt ra yêu cầu cao về chất lượng, độ chính xác. Một trong những hệ thống được ứng dụng nhiều nhất là: hệ thống đo điều khiển và hiển thị ra led 7 thanh. Đề tài Ứng dụng họ điều khiển ghép nối 04 LED 7 thanh để hiển thị số đo nhiệt độ dung vi mạch LM35, ADC0808, khoảng đo (- 55 – 125)◦C Trường ĐHCN Hà Nội BTL VI XỬ LÝ GVHD: Ts. Nguyễn Thu

Thể loại Tài liệu miễn phí Điện-Điện tử-Viễn thông

Số trang 23

Ngày tạo 8/30/2018 1:57:04 AM +00:00

Loại tệp DOCX

Kích thước 0.49 M

Tên tệp

Tải Đề tài: Ứng dụng họ điều khiển ghép nối 04 LED 7 t... (.docx) Tải Đề tài: Ứng dụng họ điều khiển ghép nối 04 LED 7 t... (.pdf)

Xem mẫu

  1. Đề tài Ứng dụng họ điều khiển ghép nối 04 LED 7 thanh để hiển thị số đo nhiệt độ dung vi mạch LM35, ADC0808, khoảng đo (- 55 – 125)◦C
  2. Trường ĐHCN Hà Nội BTL VI XỬ LÝ GVHD: Ts. Nguyễn Thu Hà Mục Lục Lời nói đầu ........................................................................................................................................ 3 Đề tài: ............................................................................................................................................... 5 PHẦN I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ................................ ................................ ................................ ......... 6 Chương I: Tổng quan về vi điều khiển ................................ ............................................................... 6 Giới thiệu về các họ vi xử lý và các họ điều khiển thông dụng ........................................... 6 1. Các bộ vi điều khiển ................................ ................................ ................................ ............. 6 2. 2.1. Các bộ vi điều khiển và các bộ xử lý nhúng. ....................................................................... 6 Bộ vi điều khiển so với bộ vi xử lý cùng dùng chung ................................................... 7 2.2. Chương II:Tổng quan về họ vi điều khiển 8051 ................................................................................. 8 Họ vi điều khiển 8051 ........................................................................................................... 8 I. Giới thiệu chung ................................................................................................................... 8 1. Sơ đồ cấu trúc chung của họ 8051 ........................................................................................ 9 2. Sơ đồ chân của 8051 ................................ ................................ ................................ ........... 10 3. Cổng vào ra song song (I/O Port) ....................................................................................... 11 4. Giới thiêu về Vi điều khiển 89C51 ...................................................................................... 12 II. Chương 3: CHUẨN RS232 ............................................................................................................. 13 Giới thiệu ................................................................................................ ............................ 13 1. Ưu điểm của giao diện nối tiếp RS232 ................................................................................ 13 2. 3. Những đặc điểm cần lưu ý trong chuẩn RS232 ..................................................................... 13 Quá trình dữ liệu ................................................................................................................ 14 3. Quátrình truyền dữ liệu ................................................................................................. 14 a) b) Tốc độ Baud ........................................................................................................................ 14 c) Bit chẵn lẻ hay Parity bit ..................................................................................................... 15 IC MAX232 ................................ ................................ ................................ ......................... 15 4. Chương IV: LED BẢY THANH ..................................................................................................... 15 Giới thiêu chung led 7 thanh .............................................................................................. 15 1. Ghép nối led 7 thanh ................................ ................................ ................................ ........... 16 2. CHƯƠNG 5: CẢM BIẾN NHIỆT LM35 VÀ IC ADC0808 ............................................................. 20 Giới thiệu về cảm biến nhiệt độ LM35 ................................ ................................ .............. 20 1. Giới thiệu về ADC0808 ...................................................................................................... 20 2. Nhóm : 6 Page 2
  3. Trường ĐHCN Hà Nội BTL VI XỬ LÝ GVHD: Ts. Nguyễn Thu Hà PHẦN 2: NỘI DUNG THIẾT KẾ ................................................................................................ ... 24 Sơ đồ nguyên lý................................................................................................................... 24 1. Chương trình ................................................................ ................................ ..................... 25 2. PHẦN 3: PHẦN KẾT LUẬN .......................................................................................................... 42 Tài liệu tham khảo: .......................................................................................................................... 42 Lời nhận xét của thầy cô: ................................................................................................................. 43 Lời nói đầu V ới sự tiến bộ của con người, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì các nghành công nghiệp phát triển mạnh mẽ, các hệ thống ứng dụng ra đời, điều đó cũng đặt ra yêu cầu cao về chất lượng, đ ộ chính xác. Mộ t trong những hệ thống được ứng d ụng nhiều nhất là: hệ thống đo điều khiển và hiển thị ra led 7 thanh.Các hệ thống đang ngày dần được tự độ ng hóa với những kỹ thuật như vi xử lý, vi điều khiển… đang ngày một làm cho các bộ tự động dần trở nên tốt hơn đảm bảo yêu cầu hơn. Trong quá trình sản xuất ở các nhà máy,xí nghiệp; quá trình đ iều khiển nhiệt độ trong các phòng, hộ i nghị, các khu chung cư, việc đo và khống chế nhiệt độ tự động là yêu cầu hết sức cần thiết và quan trọng. Vì nếu nắm bắt được nhiệt độ làm việc của các hệ thống, dây chuyền sản xuất… thì giúp chúng ta biết được tình trạng làm việc theo yêu cầu và có những xử lý kịp thời để tránh hư hỏ ng và giải quyết các sự cố sảy ra.Yêu cầu của các hệ thống là phải đảm bảo chính xác, kịp thời và nhanh, hệ thống làm việc ổ n định ngay cả khi có nhiễu và do tác động khác. Nhóm : 6 Page 3
  4. Trường ĐHCN Hà Nội BTL VI XỬ LÝ GVHD: Ts. Nguyễn Thu Hà H à Nội ngày 24 tháng 12 năm 2012 Nhóm : 6 Page 4
  5. Trường ĐHCN Hà Nội BTL VI XỬ LÝ GVHD: Ts. Nguyễn Thu Hà Đề tài: Ứng dụng họ điều khiển ghép nối 04 LED 7 thanh để hiển thị số đo nhiệt độ dung vi mạch LM35, ADC0808, khoảng đo (-55 – 125)◦C, Hệ số gồm có: - 01 vi điều khiển 89C51RD2 - Mạch truyền thong chuẩn RS – 232 (dùng vi mạch MAX232) - Ghép nối 04 LED bảy thanh. - Ghép nối phần với vi mạch LM35,ADC0808. - Ghép nối loa cảnh bảo ngưỡng thấp, ngưỡng cao. - Hai nút RUN, STOP. Hoạt độ ng: Khi ấn RUN, hệ thống thực hiện đo nhiệt độ, còn khi ấn STOP, hệ thống lưu lưu lại giá trị đo cuố i cùng. Quá trình thực hiện: Xây dựng mạch nguyên lý. 1. Làm mạch in. 2. Lắp linh kiện và kiểm tra phần cứng. 3. Xây dựng thuật toán. 4. Viết chương trình. 5. Thực nghiệm. 6. Nhóm : 6 Page 5
  6. Trường ĐHCN Hà Nội BTL VI XỬ LÝ GVHD: Ts. Nguyễn Thu Hà PHẦN I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương I: Tổng quan về vi điều khiển 1. Giới thiệu về các họ vi xử lý và các họ điều khiển thông dụng Lịch sử phát triển của bộ vi xử lý và bộ vi điều khiển Sự ra đời và phát triển nhanh chóng của kĩ thuật vi điện tử mà đặc trưng là kĩ thuật vi x ử lý đã tạo ra một bước ngoặt quan trọ ng trong sự p hát triển của khoa học tính toán, điều khiển vi xử lý thông tin.Kĩ thuật vi xử lý đóng vai trò rât quan trọng trong tất cả các lĩnh vực của cuộc sống và khoa học kĩ thuật, đặc biệt là lĩnh vực tin học và tự động hoá. N ăm 1971, hãng Intel đã cho ra đời bộ vi xử lý( microprocessor ) đầu tiên trên thế giới tên gọi là Intel – 4004/4 bit, nhằm đáp ứng nhu cầu cấp thiết của một công ty kinh doanh là hãng truyền thông BUSICOM. Intel-4004 là kết quả của một ý tưởng quan trọng trong kĩ thuật vi xử lý số. Đó là một kết cấu logic mà có thể thay đổi được chức năng của nó bằng chương trình ngoài chứ không phát triển theo hướng tạo ra một cấu trúc cứng chỉ thực hiện một số chức năng nhất định như trước đây. Sau đó, các bộ vi xử lý m ới liên tục được đưa ra thị trường ngày càng được phát triển, hoàn thiện hơn trong các thế hệ về sau. V ào năm 1972, hãng Intel đưa ra bộ vi x ử lý 8 bit đầu tiên với tên Intel 8008/8 bit. Từ năm 1974 – 1975, Intel chế tạo các bộ vi xử lý 8 -bit 8080 và 8085A. Cũng vào kho ảng thời gian này, m ột loạt các hãng khác trên thế giới cũng đã cho ra đ ời các bộ vi x ử lý tương tự như : 6800 của Motorola với 5000 Tranzitor, signetics 6520, 1801 của RCA, kế đ ến là 6502 của hãng MOS Technology và Z80 của hãng Zilog. 2. Các bộ vi điều khiển 2.1. Các bộ vi điều khiển và các bộ xử lý nhúng. Trong mục này chúng ta bàn về nhu cầu đối với các bộ vi điều khiển (VĐK ) và so sánh chúng với các bộ vi xử lý cùng dạng chung Pentium và các bộ vi xử lý 86 khác. Chúng ta cùng xem xét vai trò của các bộ vi điều khiển trong thị trường các sản phẩm nhúng. Ngoài ra, chúng ta còn cung cấp m ột số tiêu chuẩn vể cách lựa chọn một bộ vi điều khiển như thế nào. Nhóm : 6 Page 6
  7. Trường ĐHCN Hà Nội BTL VI XỬ LÝ GVHD: Ts. Nguyễn Thu Hà 2.2. Bộ vi điều khiển so với bộ vi xử lý cùng dùng chung Sự khác nhau giữa một bộ vi điều khiển và một bộ vi xử lý là gì? Bộ x ử lýở đây là cá bộ vi xử lý công d ụng chung như họ Intel là 86(8086, 80286, 80386, 80486 và Pentium) hoặc họ Motorola là 680 là ( 68000, 68010, 68020, 68030, 68040 vv...) Những bộ vi xử lý này không có RAM, ROM và không có các cổ ng vào ra trên chíp.Với lý do đó mà chúng được gọi chung là các bộ vi xử lý công d ụng chung. Hình: H ệ thố ng vi xử lý được so sánh với hệ thống vi điều khiển a)H ệ thống vi xử lý công dụng chung b) H ệ thống vi điều khiển Như thiết kế hệ thống sử dụng b ộ vi xử lý công dụng chung chẳng hạn như Pentium hay 68040 phải bổ xung thêm RAM, ROM, các cổng vào ra và các bộ định thời ngoài đ ể làm cho chúng hoạt độ ng được. Mặc dù việc bổ sung RAM, ROM và các cổng vào ra bên ngoài làm cho hệ thống cồng kềnh và đắt hơn, nhưng chúng có ưu điểm là linh hoạt chẳng hạn như người thiết kế có quyền quyết định về số lượng RAM, ROM và các cổ ng vào ra cần thiết phù hợp với bài toán trong tam tay của mình. Đ iều này không thể có được với các b ộ vi điều khiển. Một bộ vi điều khiển có một CPU (m ột bộ vi xử lý) cùng với một lượng cố định RAM, ROM, các cổng vào ra và mộ t bộ đ ịnh thời tất cả trên cùng một chíp. Hay nói cách khác là bộ xử lý RAM, ROM các cổng vào ra và bộ định thời đều được nhúng với nhau trên mộ t chíp; do vậy người thiết kế không thể bổ x ung thêm bộ nhớ ngoài , cổng vào ra hoặc bộ đinh thời cho nó. Số lượng cố định của RAM, ROM trên chíp và số các cổ ng vào – ra trong các bộ vi điều khiển làm cho chúng trở nên lý tưởng với nhiều ứng dụng mà trong đó giá thành và không gian lại hạn chế. Trong nhiều ứng d ụng , ví dụ như điều khiển TV từ Nhóm : 6 Page 7
  8. Trường ĐHCN Hà Nội BTL VI XỬ LÝ GVHD: Ts. Nguyễn Thu Hà xa thì không cần công suất tính toán của bộ vi xử lý 486 hoặc thâm chí như 8086. Trong rất nhiều ứng dụng thì không gian nó chiếm, công suất nó tiêu tốn và giá thành trên mộ t đợn vie là những cân nhắc nghiêm ngặt hơn nhiều so với công suất tính toán. Những ứng dụng thường yêu cầu mộ t số thao tác vào-ra để đọc các tín hiệu tắt- mở những bit nhất định. Điều thú vị là một số nhà sản xuất các bộ vi điều khiển đã đi xa hơn là tích hợp cả một bộ chuyển đổi ADC và các ngoại vi khác vào trong bộ điều khiển. Chương II:Tổng quan về họ vi điều khiển 8051 I. Họ vi điều khiển 8051 1. Giớ i thiệu chung Họ vi điều khiển 8051(còn gọ i là C51) là một trong những họ vi điều khiển thông dụng nhất. B ộ v i đi ề u khi ể n này có 128 byte RAM,4K byte ROM t rên chíp, hai b ộ đ ị nh th ờ i, m ộ t c ổ ng n ố i ti ế p và 4 c ổ ng (đ ề u r ộ ng 8 b it) vào ra t ấ t c ả đ ư ợ c đ ặ t t rê n m ộ t c h íp . L ú c ấ y n ó đ ư ợ c c o i l à m ộ t “ h ệ t h ố n g tr ê n chíp”. 8051 là mộ t bộ xử lý 8 bit có nghĩa là CPU chỉ có thể làm việc với 8 b it d ữ l i ệ u t ạ i m ộ t th ờ i đi ể m. D ữ l i ệ u l ớ n hơn 8 bit đ ư ợ c chia ra thành các dữ liệu 8 bit đ ể cho xử lý. 8051 có tất cả 4 cổng vào- ra I/O mỗi cổng rộng 8 b i t. M ặ c d ù 8 0 5 1 c ó t h ể c ó m ộ t R O M t rê n c h í p c ự c đ ạ i l à 6 4 K b y t e , n h ư n g c á c nh à s ả n x u ấ t l ú c đ ó đ ã c h o x u ấ t x ư ở n g c h ỉ v ớ i 4 K b y t e R O M trên chíp 8051 đã trở nên phổ biến sau khi Intel cho phép các nhà sản xuất k hác s ả n xu ấ t và bán b ấ t k ỳ d ạ ng b i ế n th ể n ào c ủ a 8051 mà h ọ t hích v ớ i đi ề u ki ệ n h ọ p h ả i đ ể m ã l ạ i t ương thích v ớ i 8051.Đi ề u này d ẫ n đ ế n s ự r a đ ờ i n h i ề u p h iê n b ả n c ủ a 8 0 5 1 v ớ i c á c t ố c đ ộ k h á c n h a u v à d u n g l ư ợ n g ROM tr ên chíp k hác n hau đư ợ c bán b ở i hơn n ử a các nhà s ả n xu ấ t . Đi ề u này quan tr ọ ng l à m ặ c dù c ó nhi ề u bi ế n th ể k hác nhau c ủ a 8051 v ề t ố c đ ộ và dung lương nhớ ROM trên chíp, nhưng tất cả chúng đ ều tương thích với 8 051 ban đ ầ u v ề c ác l ệ nh. Đi ề u này có ngh ĩa l à n ế u ta vi ế t chương tr ình của mình cho một phiên b ản nào đó thì nó cũng sẽ chạy với m ọi phiên bản bất kỳ khác mà không phân biệt nó từ hãng sản xuất nào. Nhóm : 6 Page 8
  9. Trường ĐHCN Hà Nội BTL VI XỬ LÝ GVHD: Ts. Nguyễn Thu Hà 2. Sơ đ ồ cấ u trúc chung của họ 8 051  Interrupt control : Điều khiển ngắt.  Other registers : Các thanh ghi khác.  ROM : là loại bộ nhớ không mất d ữ liệu khi mất nguồn cung cấp, được gọi là nhớ chương trình bên trong .  RAM : là b ộ nhớ d ữ liệu bên trong có dung lượng 128Byte dùng để lưu trữ dữ liệu như biến số , hằng số, bộ đệm truyền thông.  Timer 2, 1 , 0 : Bộ định thời 2 , 1 , 0  CPU : Đơn vị điều khiển trung tâm.  Oscillator : Mạch dao động.  Bus control: Điều khiển Bus  I/O ports: Các ports vào/ ra  Serial port: port nối tiếp  Address/data : địa chỉ/ dữ liệu. Nhóm : 6 Page 9
  10. Trường ĐHCN Hà Nội BTL VI XỬ LÝ GVHD: Ts. Nguyễn Thu Hà 3. Sơ đ ồ chân của 8051 Chức năng : - Chân 40 nối dương nguồn 5V - Chân 20 nối đất (Mass,GND) - Chân 29 (PSEN): là tín hiệ u điều khiển xuất ra của 8051, nó cho phép chọn bộ nhớ ngoài và được nối chung với chân OE (output) của EPROM ngoài đ ể cho phép đọc các byte của chương trình ( ở đây là đọc các lệnh- khác với đọc dữ liệu). - Chân 30 (ALE) là tín hiệu điều khiển xuất ra của 8051, nó cho phép kênh Bus địa chỉ và Bus d ữ liệu của Port 0. - Chân 31 (EA) được đưa xuống thấp cho phép chọ n bộ nhớ mã ngoài đối với 8051. - P0 từ chân 39 -> 32 tương ứng là các chân P0_0 -> P0_7 - P1 từ chân 1->8 tương ứng với các chân P1_0 -> P1_7 - P2 từ chân 21 ->28 tương ứng là các chân P2_0->P2_7 - P3 từ chân 10 ->17 tương ứng là các chân P3_0->P3_7 - Riêng cổng 3 có 2 chức năng ở mỗi chân như trên hình vẽ : - P3.0 – RxD : chân nhận dữ liệu nối tiếp khi giao tiếp với RS232 (COM) - P3.1 – TxD : phân truyền dữ liệu nối tiếp khi giao tiếp RS232 - P3.2 – INT0 : interupt 0, ngắt ngoài 0. - P3.3 – INT1 : interupt 1 ngắt ngoài 1. - P3.4 – T0 : Timer 0 đầu vào timer 0. Nhóm : 6 Page 10
  11. Trường ĐHCN Hà Nội BTL VI XỬ LÝ GVHD: Ts. Nguyễn Thu Hà - P3.5 – T1 : Timer 1 đầu vào timer 1. - P3.6 – WR : Điều khiển ghi dữ liệu - P3.7 – RD : Điều khiển đọc d ữ liệu - Chân 18,19 nối với thạch anh tạo thành mạch dao động cho vi điều khiển, vi x ử lý. - Tần số thạch anh thường dùng trong các ứng d ụng là 12Mhz và 11.092MHz (Giao tiếp với cổ ng COM), tần số tối đa là 24Mhz. 4. Cổng vào ra song song (I/O Port) 8051 có 4 cổng vào ra song song có tên lần lượt là P0, P1, P2, P3 tất cả các cổ ng này đ ều là cổ ng ra vào 2 chiều 8 bit. Các bít của mỗi cổng là một chân trên chíp như vậy mỗi cổng sẽ có 8 chân trên chíp. Hướng d ữ liệu dùng cổng đó làm cổ ng ra hay cổ ng vào là độc lập giữa các cổ ng và giữa các chân trong cùng 1 cổ ng. Các chân P0 không có điện trở treo cao (pullup resistor) bên trong, mạch lái tạo mức cao chi có khi sử dụng cổng này với tính năng là bus dồn kênh địa chỉ/ dữ liệu. Như vậy với chức năng ra thông thường, P0 là cổng ra open drain, với chức năng vào, P0 là cổng cao trở. Nếu muố n sử dụng cổ ng P0 làm cổng vào /ra thông dụng thì ta phải thêm trở tử 4K7 đến 10K. Các cổng P1, P2, P3 đều có điện trở pullup bên trong, do đó có thể dùng với chức năng cổng vào/ra thông thường mà không cần thêm điện trở bên ngoài.  Cổng truyền thông nối tiếp ( Serial Port) : Cổng nối tiếp trong 8051 chủ yếu được dùng trong các ứng d ụng có yêu cầu truyền thông với máy tính, hoặc với 1 vi điều khiển khác. Liên quan đến cổ ng nối tiếp chủ yếu có 2 thanh ghi : SCON và SBUF. Ngoài ra, m ột thanh ghi khác là thanh ghi PCON (không đánh địa chỉ bít) có bít 7 tên là SMOD quy định tốc độ truyền của cổng nối tiếp có gấp đôi lên (SMOD=1) hay không (SMOD=0). Cổng có đặc điểm : Truyền song công : có nghĩa là tại một thời điểm có thể vừa truyền vừa nhận dữ - liệu. Phương thức truyền không đồng bộ: là dữ liệu được truyền đi theo từng kí tự. - Bộ đệm truyền nhận dữ liệu đều có tên là SBUF - SCON là thanh ghi bit được dùng để lập trình việc đóng khung dữ liệu, xác đ ịnh - chế độ làm việc của cổng truyền thông nối tiếp. Nhóm : 6 Page 11
  12. Trường ĐHCN Hà Nội BTL VI XỬ LÝ GVHD: Ts. Nguyễn Thu Hà Bả ng dưới đây mô tả chi tiết các bit khác nhau của thanh ghi SCON : Đ ịa chỉ Chức năng Bit Tên X ác định chế độ cổng nối tiếp (bit 0) 7 SM0 9FH X ác định chế độ cổng nối tiếp (bit 1) 6 SM1 9EH Cho phép truyền thông đa xử lý 5 SM2 9DH Bít cho phép nhận 4 REN 9CH Sử dụng trong chế độ 2 và 3 3 TB8 9BH Sử dụng trong chế độ 2 và 3 2 RB8 9AH Cờ truyền :nhận được sau khi truyền xong 1 byte 1 TI 99H Cờ nhận: Nhận được sau khi nhận đủ 1 byte 0 RI 98H Các chế độ làm việc của cổ ng truyền thông Chế độ K hung dữ liệu Tốc độ Baud SM0 SM1 0 0 0 8-bit Shift Register O scillator/12 Cài đặt bởi timer 1(*) 0 1 1 8-bit UART 1 0 2 9-bit UART O scillator/64(*) Cài đặt bởi timer 1(*) 1 1 3 9-bit UART II. Giới thiêu về Vi điều khiển 89C51 AT 89C51 là họ vi x ử lý do hãng Intel sản xuất. Các sản phẩm AT89C51 thích hợp cho những ứng dụng điều khiển. Việc xử lý trên byte và các toán số học ở cấu trúc d ữ liệu nhỏ được thực hiện b ằng nhiều chế độ truy xuất dữ liệu nhanh trên RAM nội. Tập lệnh cung cấp mộ t bảng tiện dụng của những tập lệnh số học 8 bit gồm cả lệnh nhân và chia. Nó cung cấp những hỗ trợ mở rộng trên chip dùng cho những biến 1 bit như là kiểu dữ liệu riêng biệt cho phép quản lý và kiểm tra từng bit trực tiếp trong hệ thống điều khiển. AT89C51 cung cấp những đặc tính chuẩn như : 4 Kbyte bộ nhớ chỉ đọc có thế xóa và lập trình nhanh (EPROM), 128 Byte RAM, 32 đ ường I/O, 2 TIME/COUNTER 16 Bit, 5 vecto ngắt có cấu trúc 2 mức ngắt, một Port nối tiếp bán song công, 1 mạch dao động tạo xung Clock và bộ dao đ ộng ON-CHIP. Các đặc điểm của chip AT89C51 được tóm tắt như sau : Nhóm : 6 Page 12
  13. Trường ĐHCN Hà Nội BTL VI XỬ LÝ GVHD: Ts. Nguyễn Thu Hà  4Kbyte bộ nhớ có thể lập trình nhanh, có khả năng tới 1000 chu kỳ ghi/xóa  Tần số hoạt động từ: 0Hz đến 24MHz  3 m ức khóa bộ nhớ lập trình  2 bộ Timer/counter 16 bit  128 Byte RAM nội  4 Port xuất /nhập I/O 8 bit.  Giao tiếp nố i tiếp  64KB vùng nhớ mã ngoài  64KB vùng nhớ dữ liệu ngoại  4µs cho ho ạt độ ng nhân hoặc chia Chương 3: CHUẨN RS232 1. Giới thiệu Được xây dựng phục vụ chủ yếu trong việc ghép nối điểm – điểm giữa hai thiết bị đầu cuối (DTE, Data Terminal Equipment).mặc dù tính năng hạn chế nhưng chuẩn RS232 có từ lâu đời nhất vì thế nên nó được sử dụng rộng rãi. Ngày nay mỗi máy tính cá nhân có vài cổng RS232( cổng com) có thể sử dụng nối các thiết bị ngoại vi hoặc với các máy tính khác. 2. Ưu điểm của giao diện nối tiếp RS232 + Khả năng chống nhiễu của các cổ ng nối tiếp cao + Thiết b ị ngoại vi có thể tháo lắp ngay cả khi máy tính đang được cấp điện + Các m ạch điện đơn giản có thể nhận được điện áp nguồn nuôi qua công nối tiếp 3. N hững đặc điểm cần lưu ý trong chuẩn RS232 + Trong chuẩn RS232 có mức giới hạn trên và dưới (logic 0 và 1) là +-15V. Hiện nay đang được cố định trở kháng tải trong phạm vi từ-7000Ω- 3000Ω + Mức logic 1 có điện áp nằm trong khoảng -3V đến -15V, mức logic 0 từ -3V đ ến 15V + Tốc độ truyền nhận dữ liệu cực đại là 100kbps ( ngày nay có thể lớn hơn) + Các lố i vào phải có điện dung nhỏ hơn 2500pF + Trở kháng tải phải lớn hơn 3000 ôm nhưng phải nhỏ hơn 7000 ôm + Độ dài của cáp nối giữa máy tính và thiết bị ngoại vi ghép nối qua cổng nối tiếp RS232 không vượt qua 15m nếu chúng ta không sử model Nhóm : 6 Page 13
  14. Trường ĐHCN Hà Nội BTL VI XỬ LÝ GVHD: Ts. Nguyễn Thu Hà + Các giá trị tố c độ truyền dữ liệu chuẩn : 50,75,110,750,300,600,1200,2400,4800,9600,19200,28800,38400....56600,1 15200 bps 3. Quá trình d ữ liệu a) Quátrình truyền dữ liệu Truyền d ữ liệu qua cổng nối tiếp RS232 được thực hiện không đồng bộ. Do vậy nên tại một thời điểm chỉ có một bit được truyền (1 kí tự). Bộ truyền gửi một bit bắt đ ầu (bit start) để thông báo cho bộ nhận biết một kí tự sẽ được gửi đến trong lần truyền bit tiếp the . Bit này luôn bắt đầu bằng m ức 0.. Tiếp theo đó là các bit dữ liệu (bits data) được gửi dưới dạng mã ASCII( có thể là 5,6,7 hay 8 bit dữ liệu) Sau đó là một Parity bit ( Kiểm tra bit chẵn, lẻ hay không) và cuối cùng là bit d ừng - bit stop có thể là 1, 1,5 hay 2 bit d ừng. b) Tốc độ Baud Đ ây là một tham số đặc trưng của RS232. Tham số này chính là đặc trưng cho quá trình truyền dữ liệu qua cổng nối tiếp RS232 là tố c độ truyền nhận dữ liệu hay còn gọi là tốc độ bit. Tốc độ bit được định nghĩa là số bit truyền được trong thời gian 1 giây hay số bit truyền được trong thời gian 1 giây. Tốc đ ộ bit này phải được thiết lập ở bên phát và bên nhận đều phải có tốc độ như nhau ( Tốc độ giữa vi điều khiển và máy tính phải chung nhau 1 tốc độ truyền bit) Ngoài tố c độ bit còn một tham số để mô tả tốc độ truyền là tố c độ Baud. Tốc độ Baud liên quan đến tốc độ mà phần tử mã hóa dữ liệu được sử d ụng đ ể diễn tả bit được truyền còn tôc độ bit thì phản ánh tốc độ thực tế m à các bit được truyền.Vì một phần tử báo hiệu sự mã hóa một bit nên khi đó hai tốc độ bit và tố c độ baud là phải đồng nhất Một số tố c độ Baud thường dùng: 50, 75, 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 28800, 38400, 56000, 115200 … Trong thiết bị họ thường dùng tốc độ là 19200, Khi sử d ụng chuẩn nối tiếp RS232 thì yêu cầu khi sử dụng chuẩn là thời gian chuyển mức logic không vượt quá 4% thời gian truyền 1 b it. Do vậy, nếu tốc độ bit càng cao thì thời gian truyền 1 bit càng nhỏ thì thời gian chuyển mức logic càng phải nhỏ. Điều này làm giới hạn tốc Baud và khoảng cách truyền. Nhóm : 6 Page 14
  15. Trường ĐHCN Hà Nội BTL VI XỬ LÝ GVHD: Ts. Nguyễn Thu Hà c) Bit chẵn lẻ hay Parity bit Đây là bit kiểm tra lỗi trên đường truyền. Thực chất của quá trình kiểm tra lỗi khi truyền d ữ liệu là bổ xungthêm dữ liệu được truyền để tìm ra hoặc sửa mộ t số lỗi trong quá trình truyền . Do đó trong chuẩn RS232 sử d ụng một kỹ thuật kiểm tra chẵn lẻ. Một bit chẵn lẻ được bổ sung vào dữ liệu được truyền để ch thấy số lượng các bit "1" được gửi trongmột khung truyền là chẵn hay lẻ. Một Parity bit chỉ có thể tìm ra một số lẻ các lỗi chả hạn như 1,3,,5,7,9... Nếu như mộ t bit chẵn được m ắc lỗ i thì Parity bit sẽ trùng giá trị với trường hợp không mắc lỗi vì thế không phát hiện ra lỗi. Do đó trong kỹ thuật mã hóa lỗi này không được sử dụng trong trường hợp có khả năng một vài bit bị mắc lỗi. 4. IC MAX232 Max232 là IC chuyên dùng cho giao tiếp giữa RS232 và thiết bị ngoại vi. Max232 là IC của hãng Maxim. Đây là IC chay ổn định và được sử dụng phổ biến trong các mạch giao tiếp chuẩn RS232. Giá thành của Max232 phù hợp (12K hay 10K) và tích hợp trong đó hai kênh truyền cho chuẩn RS232. Dòng tín hiệu được thiết kế cho chuẩn RS232 . Mỗi đầu truyền ra và cổ ng nhận tín hiệu đều được bảo vệ chống lại sự phóng tĩnh điện ( hình như là 15KV). Ngoài ra Max232 còn được thiết kế với nguồn +5V cung cấp nguồn công suất nhỏ. Chương IV: LED BẢY THANH 1. Giớ i thiêu chung led 7 thanh LED 7 thanh được dùng nhiều trong các mạch hiện thị thông báo, hiện thị số, kí tự đơn giản... LED 7 được cấu tạo từ các LED đơn sắp x ếp theo các thanh nét để có thể biểu diễn các chữ số hoặc các kí tự đơn giản như từ số 0 đến 9 và A đ ến F chả hạn. LED 7 thanh dùng để hiện số thì rất đẹp và d ễ nhìn. Tùy vào kích thước của số và kí tự mà mỗ i thanh được cấu tạo bởi một hay nhiều LED đơn. Các LED đơn đó được ghép và được đặt tên b ằng các chữ cái a...g và có một dấu chấm dot ( dấu chấm này có thể sáng và tắt tùy theo yêu cầu) được cấu tạo bởi 1 LED đơn. Qua đó người ta chỉ cần 8 bit tương ứng với 8 LED đơn để điều khiển được và hiện thị số từ 0 đến 9 và các kí tự từ A đến F. Nhóm : 6 Page 15
  16. Trường ĐHCN Hà Nội BTL VI XỬ LÝ GVHD: Ts. Nguyễn Thu Hà Ở trên là hình dạng LED7 ngoài thực tế và trong mạch nguyên lý và cấu tạo. Cấu tạo của LED chúng ta nhìn trên rất đơn giản chúng chỉ gồm các LED đơn được x ếp lại với nhau thành hình như trên hình vẽ. Các LED đơn này chỉ chung nhau Anot hoặc Katot và riêng nhau các chân con lại Anot hặc Katot. Nhiệm vụ của chúng ta là cho sáng các LED đơn đó để cho nó thành số hay kí tự đơn giản. H iện nay LED 7 được sản xuất theo 2 kiểu là Anot chung và Katot chung và được điều khiển làm việc tương tự như bơm dòng hay nuốt dòng của các LED đơn có trong LED7 (Thường hay thiết kế theo kiểu bơm dòng cho LED). Thông thường trong các mạch thiết kế thực tế người thiết kế thường hay sử dụng loại Anot chung. Phương pháp ghép nối là cấp dòng, đảo trạng thái thông qua đệm và quét LED 2. Ghép nố i led 7 thanh Để ghép nố i với LED7 có thể có nhiều cách, nhưng phải đ ảm bảo sao có thể đ iều khiển tắt mở riêng từng LED đơn trong đó để tạo ra các số và các ký tự mong muốn.Các ICs điều khiển đều khó khả năng sinh dòng kém tức là dòng đầu ra của các chân ICs nhỏ hơn khả năng nuốt dòng. Do vậy, nếu ghép nối trực tiếp các net với các chân cổng IC thì loại Anode chung là thích hợp hơn cả. Cần phải chú ý dòng dồn về ICs quá mức chịu được thì cũng không được vì làm nóng và dei ICs điều khiển * 2 cách ghép nối thường dùng: + Cách 1 : Dùng trực tiếp các chân điều khiển (vi xử lý) Nhóm : 6 Page 16
  17. Trường ĐHCN Hà Nội BTL VI XỬ LÝ GVHD: Ts. Nguyễn Thu Hà Đối với cách này thì nhìn thì rất tốn chân của vi x ử lý. Và dòng của LED sẽ dồn tất cả về vi xử lý. Nếu một hệ thố ng lớn thì cách này không ổn vì ảnh hưởng đến vi xử lý và nhiều dòng dồn về vi xử lý sẽ làm vi xử lý nóng và dẫn tới chết ( chúng ta tưởng tượng xem nếu mà hệ thống nhiều phần điều khiển từ các chân vi xử lý mà tất cả các tải điều khiển dồn trực tiếp dòng về vi xử lý thì lúc đó dòng trong 1 thời điểm khá lớn vượt quá ngưỡng cho phép của vi xử lý . Dòng mà vi xử lý chịu đựng được cũng khá nhỏ đâu dưới 100mA ). Các này chỉ dùng được hệ thống điều khiển ít, mạch dùng vi xử lý khá đơn giản như hiện thị LED, đ ếm số từ 0 đến 9 ... chả hạn. + Cách 2 : Dùng IC giải mã BCD sang LED 7 thanh Nhóm : 6 Page 17
  18. Trường ĐHCN Hà Nội BTL VI XỬ LÝ GVHD: Ts. Nguyễn Thu Hà Sử dụng IC giải mã 7447 để giả mã từ mã BCD sang mã LED7. Đối với cách này thì trông rất ổn. Vừa tiếp kiệm được chân vi xử lý và tránh được dòng dồn về vi xử lý (dòng ở đ ây được dồn về 7447). Đây là cách mà người thiết kế thường dùng trong các hệ thố ng cần đến hiện thị. Thông thường các thiết kế, LED 7 thanh được dùng để hiện thị các giá trị các giá trị số từ 0 đến 9 và đôi khi cần phải hiện thị các kí tự đơn giản như A đến F trong hệ thống để báo trạng thái của hệ thống. Các giá trị hiện thị b ao gồm nhiều chữ số tức là chúng ta phải dùng đến nhiều LED7 ghép lại thì mới hiện thị được nhiều số. Ví dụ như muốn hiện thị số 123 chả hạn thì chúng ta phải dùng đến 3 LED 7 thanh ghép lại. Như vậy để ghép nhiều LED 7 thanh thay vì chung ta phải dùng 8 chân riêng rẽ c ho mỗi LED. Ví dụ để hiện thị được 3 chữ số lên LED 7 (123 chả hạn) khi đó ta sẽ mất 3x8 = 24 chân dữ liệu điều khiển để hiện thị được 3 chữ số. Như vậy sẽ rất tốn chân vi xử lý, do vậy người ta dùng chung các đường dữ liệu cho các LED 7 thanh và thiết kế thêm các tín hiệu điều khiển cấp nguồn riêng rẽ cho từng LED 7 một hay là cấp nguồn cho các chân Anot chung hay Katot chung. Nhìn trên sơ đồ trên ta thấy được kiểu ghép nối giữa các LED. Các đường dữ liệu vào của 3 LED được chung với nhau và các chân điều khiển nguồn cho các LED được riêng rẽ và được điều khiển b ằng transitor ( khuếch đại dòng). Như vậy đối với mạch trên chúng ta tiếp kiệm được nhiều chân vi xử lý. Đối với mạch trên và cách ghép nối như trên thì mất tố i đa chỉ có 11 chân vi xử lý. Nhóm : 6 Page 18
  19. Trường ĐHCN Hà Nội BTL VI XỬ LÝ GVHD: Ts. Nguyễn Thu Hà 8 chân dữ liệu của LED 7 được chung nhau và chung được ghép nối qua 2 cách : Thứ nhất dùng vào trực tiếp các chân vi x ử lý và thứ 2 là qua các IC đệm hay IC giải mã...Nhưng trong thiết kế không mấy khi người ta cho trực tiếp các chân dữ liệu đó vào trực tiếp vi xử lý mà người ta phải cho qua các IC đệm hay giải mã đối với hệ thống lớn. Chỉ những m ạch đơn giản người ta mới cho vào trực tiếp vi xử lý.Thông thường người ta dùng thêm các IC đệm hay giải mã như ULN2803, 74LS47 Đối với phương pháp ghép LED như thế này thì làm sao điều khiển được hiện thị số 123 chả hạn. Nếu chúng ta mới nhìn thì sẽ thấy các LED 7 sẽ hiện thị giố ng nhau vì chúng chung nhau đường dữ liệu. Nhưng không phải là vậy. Nếu chung ta cho từng thời điểm từng LED sáng 1 thì chúng ta sẽ thấy khác đó. Số 123 sẽ đ ược hiện thị lên 3 LED đó. Đó là thuật toán quét LED dựa vào hiện tượng lưu ảnh trong mắt khi chúng ta quét với tần số lớn. Như vậy đối với phương pháp này chúng ta tiếp kiệm được một số lượng lớn chân vi xử lý và đồng thời tiếp kiệm được năng lượng tiêu thụ do phương pháp quét LED trong thời gian ngắn. Khi đó tối đa trong 1 thời điểm có 1 LED sáng toàn bộ thôi. Cần phải tính toán giá trị dòng vào cho LED sao cho LED sáng đẹp bằng cách thêm bớt điện trở. Nhóm : 6 Page 19
  20. Trường ĐHCN Hà Nội BTL VI XỬ LÝ GVHD: Ts. Nguyễn Thu Hà CHƯƠNG 5: CẢM BI ẾN NHIỆT LM35 VÀ IC ADC0808 1. Giới thiệu về cả m biến nhiệt độ LM35 LM35 là cảm biến nhiệt độ bán dẫn thông dụng của hãng National Semiconductor . Đặc tính của LM35 :  Chuẩn hóa theo thang đo nhiệt đọ Cesius  Đầu ra tuyến tính 10mV/1đ ộC  Dải nhiệt độ đo được từ -55 tới 150 độ tùy theo kiểu đóng vỏ  Dòng tiêu thụ rất nhỏ cỡ 60uA, nên nhiệt tự tỏa rất nhỏ hầu như không ảnh hưởng đến kết quả đo.  Sai số nhỏ , chỉ khoảng 0.5độ C 2. Giới thiệu về ADC0808 Bộ adc0808 là ic cmos tích hợp 8 bộ chuyển đổi tương tự số 8 bít. Bộ chọn kênh được giải mã qua 3 chân đ iều khiển tương tích Vớ i : IN0 tới IN7 : 8 ngõ đầu vào tương tự Nhóm : 6 Page 20
nguon tai.lieu . vn
Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học Công nghệ thông tin Kinh tế - Thương mại Tài chính - Ngân hàng Kiến trúc - Xây dựng Điện-Điện tử-Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Công nghệ - Môi trường Báo cáo khoa học Quản trị kinh doanh Khoa học xã hội Khoa học tự nhiên Nông - Lâm - Ngư Y khoa - Dược