Đo điện áp hiển thị bằng Visual Basic 6

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA : ĐIỆN TỬ
ĐỒ ÁN
MÔN
HỌC
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ
BỘ ĐO
ĐIỆN ÁP
HIỂN THỊ
TRÊN
MÁY
TÍNH.
Giáo viên hướng dẫn: Nhóm sinh viên thực hiện:
Vũ Thị Thu Hương 1. Nguyễn Xuân Khánh
2.Nguyễn Viết Hưng
3.Bùi Minh Đức
Mục lục
Trang
Mục lục……………………………………………………………………………2
Lời nói đầu……………………………………………………………………… 2
Chương I
Mô tả ý tưởng: mô hình ý niệm, xây dựng sơ đồ khối………………… 4
I. Sơ đồ khối,sơ đồ mạch nguyên lý và mạch in …………… 4
II. Các vi mạch chính sử dụng trong từng khối và nguyên lý hoạt động
của từng khối…………………………………………………………….….6
III. Phần hiển thị trên Visual Basic 6.0
Chương II
Quá trình thực hiện…………………………………………………………… 17
I. Code lập trình C cho vi điều khiển…………….……………………… 18

II. Hình dạng sản phẩm thưc tế hoàn thành………………… 19
III.Tóm tắt bản báo cáo, những vấn đề chưa làm được……….…… 20
LỜI NÓI ĐẦU
Sự ra đời của các bộ vi xử lí nói chung, các bộ vi điều khiển nói riêng đã tạo ra
một bước ngoặt lớn trong việc thiết kế các hệ thống xử lí thông tin, đo lường điều khiển
và truyền thông. Kết quả là đã tạo ra được những sản phẩm như máy ảnh số,máy chơi
nhạc MP3, đầu đĩa DVD, các bộ biến tần, PLC…ngày càng rẻ hơn, nhỏ gọn hơn, thông
minh hơn và tiện dụng hơn.
2
Hơn nữa, kỹ thuật vi điều khiển hiện nay rất phát triển, nó được ứng dụng
vào rất nhiều lĩnh vực sản xuất công nghiệp, tự động hóa, trong đời sống và còn
nhiều lĩnh vực khác nữa. So với kỹ thuật số thì kỹ thuật vi điểu khiển nhỏ gọn hơn
rất nhiều do nó được tích hợp lại và có khả năng lập trình được để điều khiển. Nên
rất tiện dụng và cơ động.
Với tính ưu việt của vi điều khiển thì trong phạm vi đồ án nhỏ này, chúng
em chỉ dùng vi điều khiển để đo điện áp, hiển thị và vẽ đồ thị điện áp lên máy tính.
Mục đích của đề tài hướng đến: tạo ra bước đầu cho sinh viên thử nghiệm
những ứng dụng của vi điều khiển trong thực tiễn để rồi từ đó tìm tòi, phát triển
nhiều ứng dụng khác trong đời sống hằng ngày cần đến.
Việc thực hiện xong đồ án môn học bằng các kiến thức đã học, một số sách
tham khảo và một số nguồn tài liệu khác nên không tránh khỏi những thiếu sót. Vì
vậy nhóm rất mong được sự góp ý của thầy cô và các bạn.
Chương I
Mô tả ý tưởng,mô hình ý niệm,xây dựng sơ đồ khối
I. Sơ đồ khối tổng quát,sơ đồ nguyên lý và mạch in
1.Sơ đồ khối tổng quát:
3
2. Sơ đồ nguyên lý:
4
KHỐI GIAO TIẾP

VỚI MÁY TÍNH
KHỐI CHUYỂN
ĐỒI TƯƠNG
TỰ SANG SỐ:
ADC0804
KHỐI XỬ LÝ TRUNG
TÂM: 8051
KHỐI TÍN HIỆU
VÀO
KHỐI NGUỒN
ỔN ÁP SỬ DỤNG
IC7805
3. sơ đồ mạch in :
5
II . Các vi mạch chính sử dụng trong từng khối và nguyên lý hoạt động
của từng khối
1. Các vi mạch chính sử dụng trong từng khối
1. Khối xử lý trung tâm: AT89S52
2. Khối tín hiệu vào:
3. Khối chuyển đổi: ADC 0804
4. Khối giao tiếp máy tính
5. Khối ổn áp: IC7805
2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động cơ bản của từng vi mạch
2.1 Vi điều khiển AT89S52:
2.1.2 cấu tạo và chức năng các khối của AT89S52.
• CPU( CPU centralprocessing unit) bao gồm:
 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 chương trình( ROM) gồm 8Kbyte Flash.
• Bộ nhớ dữ liệu( RAM) gồm 256 byte.
• 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.
• Bộ chia tần số với hệ số chia là 12.
• 4 cổng xuất nhập với 32 chân.
b, chức năng các chân của AT89S52
 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 89S52 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)
6
Port 2 ngoài chức năng là cổng vào/ra như Port 0 và 1 còn là byte cao của bus địa chỉ khi sử
dụng bộ nhớ ngoài.
Port 3
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 bên ngoài 0
P3.3 INT1 Ngắt ngoài 1

P3.4 TO 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 : là chân điều khiển đọc chương trình ở bộ nhớ ngoài.
 Chân ALE.
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.
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)
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
2 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.
2.1.3 nguyên lý hoạt động
+Chân 9 được nối với mạch reset. Khi nhấn SW1 thì bộ vi điều khiển sẽ được khởi động lại từ
đầu.
+điện trở băng U1: có tác dụng làm điện trở kéo lên nguồn.
+ chân 18-19 được nối // với thạch anh 12Mhz. mạch có nhiệm vụ tạo dao động cho vi điều
khiển.
+chân P3.5, P3.6, P3.7: 3 chân này được nối với lần lượt 3 chân của ADC (chân RD (Read), chân
WR (Write) và chân Ngắt INTR (Interupt)): Nhiệm vụ điều khiển hoạt động của bộ chuyển
đổi số - tương tự.
+ chân P1.0=>P1.7. giao tiếp với ADC0804. Cổng P1 này có nhiệm vụ đọc điện áp thu được từ
bộ chuyển đổi.
+P0.0=>P0.6: Lần lượt được nối với các chân a,b,c,d,e,f,g của LED. Và các chân P2.3 => P2.7:

nối với các chân dig1=>dig 4 và chân dp của LED nhằm mục đích điều khiển hiển thị LED.
+P3.0=>P3.2 : được nối với switch kép để điều khiển chọn thang đo phù hợp.
2.2 Khối tín hiệu vào:
Đây là khối làm nhiệm vụ nhận tín hiệu điện áp vào , chia thang đo điện áp trước khi tiến
hành chuyển đổi
7
a, Sơ đồ cấu tạo
b. Công tắc chuyển mạch
- Làm nhiệm vụ chọn thang đo ở 3 mức: 0-5V; 0-25V
- Các giá trị phân áp:
+ Mức 1 (0-5V):
Ko dùng trở phân áp:
Ur = Uv.
+ Mức 3 (0-25V):
Phân áp bởi 2 điện trở R4=100K và R5=10K.
Ur = Uv.R5/(R4+R5) = 10Uv/(100+10) => Ur ≈ 0,0909Uv.
c. IC LM358
LM358 gồm có 2 con khuếch đại thuật toán:
Con thứ 1: chân 2 ,3 vào, chân 1ra
Con thứ 2: chân 5,6 vào, chân 7 ra
Công dụng trong mạch: làm bộ đệm tín hiệu trước khi vào ADC, nhằm mục đích bảo vệ ADC


8
2.3 Bộ chuyển đổi tương tự-số: ADC 0804:
a. Cấu tạo:
ADC 0804 là một bộ chuyển đổi tương tự số. Gồm có 20 chân.
DB0-DB7: là 8 chân ra dữ liệu.
RD: lối vào đọc
WR :lối vào ghi.

INTR: lối ra ngắt.
CLKR/CLKIN: các lối vào điều khiển xung nhịp.
VIN: lối vào analog dương
b. sơ đồ:
Chip ADC0804 là bộ chuyển đổi tương tự số thuộc họ ADC08xx của hãng National
Semiconductor. Chip này cũng được nhiều hãng khác sản xuất. Chip có điện áp nuôi +5V và độ
phân giải 8 bit. Ngoài độ phân giải thì thời gian chuyển đổi cũng là một tham số quan trọng khi
đánh giá bộ ADC. Thời gian chuyển đổi được định nghĩa là thời gian mà bộ ADC cần để chuyển
một đầu vào tương tự thành một số nhị phân. Đối với ADC0804 thì thời gian chuyển đổi phụ
thuộc vào tần số đồng hồ được cấp tới chân CLK và CLK IN và không bé hơn 110µs. Các chân
khác của ADC0804 có chức năng như sau:
• CS (Chip select)
Chân số 1, là chân chọn Chip, đầu vào tích cực mức thấp được sử dụng để kích hoạt
Chip ADC0804. Để truy cập ADC0804 thì chân này phải ở mức thấp.
• RD (Read)
Chân số 2, là một tín hiệu vào, tích cực ở mức thấp. Các bộ chuyển đổi đầu vào tương
tự thành số nhị phân và giữ nó ở một thanh ghi trong. RD đ ược sử dụng để có dữ liệu
đã được chyển đổi tới đầu ra của ADC0804.
Khi CS = 0 nếu có một xung cao xuống thấp áp đến chân RD thì dữ liệu ra dạng số 8
bit được đưa tới các chân dữ liệu (DB0 – DB7).
• WR (Write)
Chân số 3, đây là chân vào tích cực mức thấp được dùng để báo cho ADC biết bắt đầu
quá trình chuyển đổi. Nếu CS = 0 khi WR tạo ra xung thấp lên cao thì bộ
ADC0804 bắt đầu quá trình chuyển đổi giá trị đầu vào tương tự Vin về số nhị phân 8
bit. Khi việc chuyển đổi hoàn tất thì chân INTR được ADC hạ xuống thấp.
• CLK IN và CLK R
CLK IN (chân số 4), là chân vào nối tới đồng hồ ngoài được sử dụng để tạo thời gian.
9
Tuy nhiên ADC0804 cũng có một bộ tạo xung đồng hồ riêng. Để dùng đồng hồ riêng
thì các chân CLK IN và CLK R (chân số 19) được nối với một tụ điện và một điện trở

(như hình vẽ). Khi ấy tần số được xác định bằng biểu thức:
f = 1/(1,1RC)
Với R=10 kΩ, C=150pF và tần số f=606 kHz và thời gian chuyển đổi là 110 µs.

• Ngắt INTR (Interupt)
Chân số 5, là chân ra tích cực mức thấp. Bình thường chân này ở trạng thái cao và khi
việc chuyển đổi hoàn tất thì nó xuống thấp để báo cho CPU biết là dữ liệu chuyển đổi
sẵn sàng để lấy đi. Sau khi INTR xuống thấp, cần đặt CS = 0 v à gửi một xung cao
xuống thấp tới chân RD để đưa dữ liệu ra.
• Vin (+) và Vin (-)
Chân số 6 và chân số 7, đây là 2 đầu vào tương tự vi sai, trong đó Vin = Vin (+) – Vin (-).
Thông thường Vin (-) được nối tới đất và Vin (+) được dùng làm đầu vào tương tự và sẽ được
chuyển đổi về dạng số.
• Vcc
Chân số 20, là chân nguồn nuôi +5V.
• Vref/2
Chân số 9, là chân điện áp đầu vào được dùng làm điện áp tham chiếu. Nếu chân này
hở thì điện áp đầu vào tương tự cho ADC0804 nằm trong dải 0 - +5V. Tuy nhiên, có
nhiều ứng dụng mà đầu vòa tương tự áp đến Vin khác với dải 0 - +5V. Chân Vref/2
được dùng để thực hiện các điện áp đầu ra khác 0 - +5V.
Bảng quan hệ điện áp Vref/2 với Vin
Vref/2 (V) Vin (V) Kích thước bước (mV)
2.5 0 – 5 5/256 = 19.53
2.0 0 – 4 4/256 = 15.62
1.5 0 – 3 3/256 = 11.71
1.28 0 – 2.56 2.56/256 = 10
10
1.0 0 – 2 2/256 = 7.81
0.5 0 – 1 1/256 = 3.90
. D0 - D7

D0 - D7, chân số 18 – 11, là các chân ra dữ liệu số (D7 là bit cao nhất MSB và D0 là
bit thấp nhất LSB). Các chân này được đệm ba trạng thái và dữ liệu đã được chuyển
đổi chỉ được truy cập khi chân CS = 0 và chân RD đưa xuống mức thấp.
.CÁC BƯỚC CỦA QUÁ TRÌNH CHUYỂN ĐỔI.
• Đặt WR =RD=1;
• Bắt đầu biến đổi. Đặt WR=0, trễ( )ms.
• Đặt lại WR=1;
• Phát hiện điểm kết thúc của quá trình biến đổi khi INTR xuống mức thấp. (được
sử dụng bởi ngắt)
• Đặt RD=0 và đọc dữ liệu từ DB0=>DB7.
• Đặt RD=1. => kết thúc chu trình.
2.4. Khối giao tiếp máy tính
Trên các máy tính sản xuất gần đây, cổng COM dần biến mất và được thay thế bằng
cổng các cổng USB. Trong khi 89S52 lại ko thể giao tiếp trực tiếp với máy tính thông qua chuẩn
USB. Do đó, để thiết bị có thể giao tiếp với máy tính, ta phải dùng thêm thiết bị chuyển đổi USB
sang COM.
Sơ đồ cấu tạo:
11
IC chuyển đổi Max 232

Lí do điện áp giữa cổng Com máy tính và điện áp của vi điều khiển hoạt động ở 2 mức khác nhau
( máy tính là 12v trong khi vi điều khiển chỉ co 5v). Do vậy cần phải có 1 ic trung gian để giúp
chúng giao tiếp được với nhau.

12

Sơ Đồ Nối MAX 232
2.5 Khối ổn áp dùng IC 7805:
LED đơn D2 làm nhiệm vụ báo hiệu có nguồn điện vào mạch
III. Phần hiển thị trên Visual Basic 6.0

3.1: Sơ lược về Visual Basic 6.0
Visual Basic 6.0 (VB6), là 1 ngôn
ngữ lập trình hướng đối tượng,
trực quan trên môi trường
Windown. VB cung cấp 1 bộ công
cụ hoàn chỉnh để đơn giản hóa việc
triển khai lập trình ứng dụng. Có
thể nói đây là cách nhanh nhất và
tốt nhất để học và lập trình ứng
dụng trên Windown.
Phần “Visual – trực quan”
đề cập đến phương pháp được sử
dụng để tạo giao diện người sử
dụng. Người lập trình có thể dùng
các công cụ có sẵn của VB để “vẽ”
giao diện chương trình của mình theo ý muốn. Việc thiết kế giao diện có thể hình dung đơn giản
như việc ta dùng phần mềm Paint trên Windown.
Phần “Basic” đề cập đến ngôn ngữ BASIC (Beginers All-Purpose Symbolic Instruction
Code), một ngôn ngữ lập trình đơn giản, dễ học, được viết ra cho các khoa học gia, những người
ko có thời gian học lập trình điện toán sử dụng. Tuy nhiên, ngôn ngữ Basic trong VB đã được cải
tiến để phù hợp với phong cách lập trình hiện đại.
Visual Basic có rất nhiều phiên bản, trong đó 2 phiên bản tốt nhất là VB6.0 và VB.Net.
VB6 phát triển ứng dụng dựa trên công nghệ COM (Common Object Model), một công nghệ
được phát triển ít nhất đến năm 2000. VB.Net dựa trên nền tảng công nghệ .Net framework, một
công nghệ hiện đại và đang rất được ưu chuộng.
13
3.2: Giao diện thiết kế trên VB6
Chương II
Quá trình thực hiện
I. Lập trình cho vi điều khiển:

#include <REGX51.H>
#include<math.h>
#include<stdio.h>
#include<string.h>
sbit INT_A=P0^3;
sbit W_R=P0^4;
sbit R_D=P0^5;
sbit QuaAp=P1^5;
int ADC;
14
void delay(unsigned long int t)
{
int a;
for(a=0; a<t; a++)
{}
}
void biendoi()
{
int i;
W_R=1;
R_D=0;
delay(1000);
W_R=0;
while(!INT_A);
{
ADC=P2;
if(ADC==255)
{
for(i=0; i<5; i++)
{

QuaAp=0;
delay(3300);
QuaAp=1;
delay(3300);
}
}
putchar(ADC);
}
}
void main()
{
SCON=0x52;
TMOD=0x20;
TH1=TL1=-3;
TR1=1;
P2=0xff;
{
while(1)
{
biendoi();
}
}
}
2. Code VB6
Dim x1, y1, counter1 As Double
Dim array_x1(10000) As Integer
Dim array_y1(10000) As Integer
15
Dim ve As Boolean
Dim temp, volt As Double

Private Sub Command1_Click()
ve = True
End Sub
Private Sub Command2_Click()
ve = False
End Sub
Private Sub Command4_Click()
If MSComm1.PortOpen = True Then
MSComm1.PortOpen = False
End If
End
End Sub
Private Sub Form_Load()
Combo1.AddItem "Thang 5", 0
Combo1.AddItem "Thang 25", 1
MSComm1.CommPort = 3
MSComm1.Settings = "9600,N,8,1"
Me.MSComm1.RThreshold = 1
Me.MSComm1.SThreshold = 1
MSComm1.InputLen = 1
MSComm1.InputMode = 0
MSComm1.PortOpen = True
x1 = 2160
counter1 = 0
End Sub
Private Sub MSComm1_OnComm()
Dim kt As String
Dim y As Integer
Dim x As Double
If MSComm1.CommEvent = comEvReceive Then

kt = MSComm1.Input
temp = Asc(kt)
If temp = 255 Then
Text1.Text = "MAX"
Text2.Text = "MAX"
ElseIf Combo1.ListIndex = 0 Then
Text1.Text = Str(temp)
volt = (temp * 5) / 255
y = volt * 1000
x = y / 1000
Text2.Text = CStr(x)
Else
Text1.Text = CStr(temp)
volt = (temp * 25) / 255
16
y = volt * 1000
x = y / 1000
Text2.Text = CStr(x)
End If
End If
End Sub
Private Sub Timer1_Timer()
Label1.Caption = "Thoi gian: " & Format(Now, "dd-mm-yyyy hh:nn:ss")
If ve = True Then
vedothi (volt * 4)
End If
End Sub
Public Sub vedothi(t As Double)
counter1 = counter1 + 1
x1 = x1 + 72

y1 = Int(9000 - t * (7200 / 100))
array_x1(counter1) = x1
array_y1(counter1) = y1
Circle (x1, y1), 20, vbRed
Line (x1, y1 + 20)-(x1, 9000), &H8000&
If counter1 >= 150 Then
xoa_manhinh
End If
End Sub
Public Sub xoa_manhinh()
Dim i As Integer
Dim k As Integer
k = counter1
For i = 0 To k
x1 = array_x1(i)
y1 = array_y1(i)
Circle (x1, y1), 20, &H8000000F
Line (x1, y1 + 20)-(x1, 9000), &H8000000F
Next
counter1 = 0
x1 = 2160
End Sub
3. Chạy mô phỏng trên Proteus và Visua Basic
17
4. Những điều chưa làm được
- Mạch điện chưa đo được điện áp xoay chiều.
- Chi phi tốn kém do phải dùng cả vi điều khiển 89s52 và ADC 0804.
5. Hướng cải tiến, nâng cấp sản phẩm
- Bằng cách sử dụng thêm diode lắp thêm vào mạch thì có thể đo được cả dòng điện xoay
chiều.

- Có thể dùng dòng vi điều khiển AVR co tích hợp sẵn tính năng chuyển đổi ADC để giảm chi
phí sản phẩm.
18
Lời cảm ơn
Trong thời gian thực hiện bi tp ln Thit k ng h o
điện áp hin th lên máy tính, chúng tụi đã nhận đợc sự hớng dẫn,
chỉ bảo và giúp đỡ tận tình của các thầy giáo trong trng. Vậy cho
phép chúng tôi đợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới sự giúp đỡ đó.
Đặc biệt chúng tôi xin chân thành cảm ơn cụ giáo - Thạc sĩ: V Th
Thu Hng - Ngời đã trực tiếp hớng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận
lợi giúp đỡ chúng tôi hoàn thành tốt đồ án này.
Hà nội, ngày 18 tháng 01 năm 2014
Nhóm thực hiện
19