đề tài thiết kế mạch đo và hiển thị nhiệt độ môi trường ra led 7 đoạn

Đồ án chuyên ngành GVHD: Võ Tuấn

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, với những ứng dụng của khoa học kỹ thuật tiên tiến, thế giới của
chúng ta đã và đang ngày một thay đổi, văn minh và hiện đại hơn. Sự phát triển của
kỹ thuật điện tử đã tạo ra hàng loạt những thiết bị với các đặc điểm nổi bật như sự
chính xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ là những yếu tố rất cần thiết góp phần cho
hoạt động của con người đạt hiệu quả cao.
Các bộ điều khiển sử dụng vi điều khiển tuy đơn giản nhưng để vận hành và
sử dụng được lại là một điều rất phức tạp. Các bộ vi điều khiển theo thời gian cùng
với sự phát triển của công nghệ bán dẫn đã tiến triển rất nhanh, từ các bộ vi điều
khiển 4 bit đơn giản đến các bộ vi điều khiển 32 bit, rồi sau này là 64 bit. Điện tử
đang trở thành một ngành khoa học đa nhiệm vụ. Điện tử đã đáp ứng được những
đòi hỏi không ngừng từ các lĩnh vực công – nông – lâm – ngư nghiệp cho đến các
nhu cầu cần thiết trong hoạt động đời sống hằng ngày.
Một trong những ứng dụng thiết thực trong đó là ứng dụng về nhiệt kế điện
tử. Với môn học Vi điều khiển này, em đã quyết định nhận làm đồ án thiết kế mạch
đo và hiển thị nhiệt độ môi trường ra LED 7 đoạn.
Mặc dù đã rất cố gắng thiết kế và làm mạch nhưng do thời gian ngắn và năng
lực còn hạn chế nên mạch vẫn còn những sai sót. Em mong thầy giáo và các bạn
góp ý để việc học tập của em được tốt hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!

Trường Đại học Duy Tân 1 SV: Huỳnh Tiến Việt –K16ECD2
Đồ án chuyên ngành GVHD: Võ Tuấn

PHẦN I: LÝ THUYẾT CHUNG VỀ HỆ THỐNG ĐO
NHIỆT ĐỘ
I. MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU
Sự cần thiết, quan trọng cũng nhờ tính khả thi vào lợi ích của mạch số
cũng chính là lý do nên chọn và thực hiện đồ án “thiết kế mạch đo và hiển

thị nhiệt độ môi trường ra LED 7 đoạn” nhằm dùng kiến thức số học và kỹ
thuật số vào thực tế.
Tìm hiểu nguyên tắc hoạt động của thiết bị cảm biến (cảm biến nhiệt),
ADC0804, AT89C51 và ứng dụng.
Yêu cầu của bài này là thiết kế mạch đo và hiển thị nhiệt độ môi trường
ra LED 7 đoạn.
II. Ý NGHĨA
Thấy được tính khoa học và ứng dụng thực tế của đề tài.
8051 là họ Vi điều khiển mới có nhiều tính năng, khả năng xử lí nhanh.
Ứng dụng ADC trong việc chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu
số.Tín hiệu tương tự ở đây là tín hiệu điện áp được lấy từ các bộ cảm biến.
Mạch hiển thị LED 7 đoạn nên dễ dàng cho người sử dụng theo dõi
nhiệt độ hiển thị.
III. GIỚI HẠN ĐỀ TÀI
Trong phạm vi thiết kế này, người thực hiện cần thiết kế và thi công
mạch Hiển thị nhiệt độ gọn, đơn giản.
Đề tài “Hiển thị nhiệt độ” rất đa dạng và phong phú, có nhiều loại
hình khác nhau dựa vào công dụng và độ phức tạp. Do tài liệu tham khảo
bằng Tiếng Việt còn hạn chế, trình độ có hạn và kinh nghiệm trong thực tế
còn non kém, nên đề tài chắc chắn còn nhiều thiếu sót. Vì vậy rất mong nhận
được những ý kiến đóng góp, giúp đỡ chân thành của các thầy cô cũng như
của các bạn sinh viên.
Trường Đại học Duy Tân 2 SV: Huỳnh Tiến Việt –K16ECD2
Đồ án chuyên ngành GVHD: Võ Tuấn

PHẦN II:TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐO
VÀ HIỂM THỊ NHIỆT ĐỘ
I – CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1. Nguyên lý hoạt động và nguyên lý đo.
1.1. Các linh kiện sử dụng trong mạch.

- Sử dụng vi điều khiển họ 8051.
- Đo nhiệt độ bằng cảm biến nhiệt LM35 thông qua bộ thiết kế mạch chuyển
đổi ADC080
- Hiển thị bằng led 7 đoạn
1.2. Nguyên lý một số linh kiện phục vụ cho công việc đo lường.
1.2.1- Giới thiệu tổng quan về họ Vi điều khiển 8051
AT89C51 là một vi điều khiển 8 bit, chế tạo theo công nghệ CMOS chất
lượng cao, công suất thấp với 4 KB PEROM (Flash Programeable and erasable read
only memory).
Các đặc điểm của 8951 được tóm tắt như sau:
- 4KB bộ nhớ, có thể lập trình lại nhanh, có khả năng ghi xóa tới 1000
chu kỳ
- Tần số hoat động từ 0 Hz đến 24 MHz
- 3 mức 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 nối tiếp
- 64 KB vùng nhớ mã ngoài
- 64 KB vùng nhớ dữ liệu ngoài
- Xử lý Boolean (hoạt động trên bit đơn)
- 210 vị trí nhớ có thể định vị bit
Trường Đại học Duy Tân 3 SV: Huỳnh Tiến Việt –K16ECD2
Đồ án chuyên ngành GVHD: Võ Tuấn

- 4μs cho hoạt động nhân hoặc chia
1.2.1.1. Sơ đồ khối và sơ đồ chân của AT89C51
Sơ đồ khối của AT89C51
Trường Đại học Duy Tân 4 SV: Huỳnh Tiến Việt –K16ECD2
OTHER

REGISTER
128 byte
RAM
128 byte
RAM
8032\8052
ROM
0K:
8031\8032
4K:8951
8K:8052
INTERRUPT
CONTROL
INT1\
INT0\
SERIAL PORT
TEMER0
TEMER1
TEMER2
8032\8052
CPU
OSCILATOR
BUS CONTROL
I/O PORT
SERIAL
PORT
EA\
RST
ALE\
PSEN\

P
0
P
1
P
2
P
3
Address\Data
TXD RXD
TEMER2
8032\8052
Cất kết quả
vào RAM
(hàng đơn vị
cất vào ô nhớ
30H, hàng
chục cất vào
ô nhớ 31H)
Chia tiếp kết
quả cho 10
được số hàng
chục
Gán A=P2
Cất kết quả
vào RAM
(hàng đơn vị
cất vào ô nhớ
30H, hàng
chục cất vào

ô nhớ 31H)
Chia tiếp kết
quả cho 10
được số hàng
chục
Chia cho 10
được số dư là
hàng đơn vị
Gán A=P2
TEMER1
Đồ án chuyên ngành GVHD: Võ Tuấn

Sơ đồ chân của AT89C51
1.2.1.2. Chức năng các chân của AT89C51
+ Port 0 (P0.0 – P0.7 hay chân 32 – 39): Ngoài chức năng xuất nhập ra,
port 0 còn là bus đa hợp dữ liệu và địa chỉ (AD0 – AD7), chức năng này sẽ được sử
dụng khi AT89C51 giao tiếp với thiết bị ngoài có kiến trúc bus.
Port 0
Trường Đại học Duy Tân 5 SV: Huỳnh Tiến Việt –K16ECD2
Đồ án chuyên ngành GVHD: Võ Tuấn

+ Port 1 (P1.0 – P1.7 hay chân 1 – 8): có chức năng xuất nhập theo bit và
byte. Ngoài ra, 3 chân P1.5, P1.6, P1.7 được dùng để nạp ROM theo chuẩn ISP, 2
chân P1.0 và P1.1 được dùng cho bộ Timer 2.
Port 1
+ Port 2 (P2.0 – P2.7 hay chân 21 – 28): là một port có công dụng kép. Là
đường xuất nhập hoặc là byte cao của bus địa chỉ đối với các thiết kế dùng bộ nhớ
mở rộng.
Port 2
Trường Đại học Duy Tân 6 SV: Huỳnh Tiến Việt –K16ECD2

Đồ án chuyên ngành GVHD: Võ Tuấn

+ Port 3 (P3.0 – P3.7 hay chân 10 – 17): mỗi chân trên port 3 ngoài chức
năng xuất nhập ra còn có một số chức năng đặc biệt sau:
Bit Tên Chức năng chuyển đổi
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 bên ngoài 1
P3.4 T0 Ngõ vào của Timer/Counter 0
P3.5 T1 Ngõ vào của Timer/Counter 1
P3.6 WR Xung ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài
P3.7 RD Xung đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài
Port 3
+ RST (Reset – chân 9): mức tích cực của chân này là mức 1, để reset ta
phải đưa mức 1 (5V) đến chân này với thời gian tối thiểu 2 chu kỳ máy (tương
đương 2µs đối với thạch anh 12MHz.
+ XTAL 1, XTAL 2: AT89S52 có một bộ dao động trên chip, nó thường
được nối với một bộ dao động thạch anh có tần số lớn nhất là 33MHz, thôn thường
là 12MHz.
+ EA (External Access): EA thường được mắc lên mức cao (+5V) hoặc
mức thấp (GND). Nếu ở mức cao, bộ vi điều khiển thi hành chương trình từ ROM
nội. Nếu ở mức thấp, chương trình chỉ được thi hành từ bộ nhớ mở rộng.
Trường Đại học Duy Tân 7 SV: Huỳnh Tiến Việt –K16ECD2
Đồ án chuyên ngành GVHD: Võ Tuấn

+ ALE (Address Latch Enable): ALE là tín hiệu để chốt địa chỉ vào một
thanh ghi bên ngoài trong nửa đầu của chu kỳ bộ nhớ. Sau đó các đường port 0
dùng để xuất hoặc nhập dữ liệu trong nửa chu kỳ sau của bộ nhớ.
+ PSEN (Program Store Enable): PSEN là điều khiển để cho phép bộ nhớ

chương trình mở rộng và thường được nối với đến chân /OE (Output Enable) của
một EPROM để cho phép đọc các bytes mã lệnh. PSEN sẽ ở mức thấp trong thời
gian đọc lệnh. Các mã nhị phân của chương trình được đọc từ EPROM qua Bus và
được chốt vào thanh ghi lệnh của bộ vi điều khiển để giải mã lệnh. Khi thi hành
chương trình trong ROM nội, PSEN sẽ ở mức thụ động (mức cao).
+ Vcc, GND: AT89S52 dùng nguồn một chiều có dải điện áp từ 4V – 5.5V
được cấp qua chân 40 (Vcc) và chân 20 (GND).
1.2.2. Giới thiệu về IC ADC0804
Các bộ chuyển đổi ADC thuộc những thiết bị được sử dụng rộng rãi nhất để
thu dữ liệu. Các máy tính số sử dụng các giá trị nhị phân, nhưng trong thế giới vật
lý thì mọi đại lượng ở dạng tương tự (liên tục). Nhiệt độ, áp suất (khí hoặc chất
lỏng), độ ẩm và vận tốc và một số ít những đại lượng vật lý của thế giới thực mà ta
gặp hằng ngày. Một đại lượng vật lý được chuyển về dòng điện hoặc điện áp qua
một thiết bị được gọi là các bộ biến đổi. Các bộ biến đổi cũng có thể coi như các bộ
cảm biến. Mặc dù chỉ có các bộ cảm biến nhiệt, tốc độ, áp suất, ánh sáng và nhiều
đại lượng tự nhiên khác nhưng chúng đều cho ra các tín hiệu dạng dòng điện hoặc
điên áp ở dạng liên tục. Do vậy, ta cần một bộ chuyển đổi tương tự số sao cho bộ vi
điều khiển có thể đọc được chúng. Một chip ADC được sử dụng rộng rãi là
ADC0804.
Trường Đại học Duy Tân 8 SV: Huỳnh Tiến Việt –K16ECD2
Đồ án chuyên ngành GVHD: Võ Tuấn

ADC0804
Chip ADC0804 là
b
ộ chuyển đổi
t
ương tự số thuộc họ ADC800 của hãng
National
Semiconductor. Chip này

c
ũng được nhiều hãng khác sản xuất. Chip có
điện áp nuôi +5V
v

à
độ phân giải 8 bit.
Ngo
ài độ phân giải thì thời gian
chuyển
đổ
i 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
v
ào tương tự thành một số nhị phân. Đối với ADC0804 thì thời
gian
chuyển đổi
phụ thuộc
v
ào tần số đồng hồ
đ
ược cấp tới chân CLK và CLK IN và không bé
hơn
110µs. Các chân khác
c
ủa ADC0804 có chức năng

nh
ư
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
th
ì
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
th
ấp áp đến chân RD
th
ì 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
c
ực mức thấp được dùng
Trường Đại học Duy Tân 9 SV: Huỳnh Tiến Việt –K16ECD2
Đồ án chuyên ngành GVHD: Võ Tuấn

để báo cho ADC biết bắt
đầu
quá trình chuyển đổi. Nếu CS = 0 khi WR tạo ra
xung cao xuống thấp thì
bộ
ADC0804 bắt đầu quá trình chuyển đổi giá trị đầu
v
ào tương tự V
in
về số nhị phân
8
bit. Khi việc chuyển đổi
ho
àn 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
ngo
ài được sử dụng để tạo thời
gia

n.
Tuy nhiên ADC0804
c
ũng có một bộ tạo
xung đồng hồ ri êng. Để dùng đồng hồ
riêng
thì các chân CLK IN và CLK R
(chân
s
ố 19) được nối với một tụ điện
v
à một điện
trở
(như hình vẽ). Khi đó tần
số
đ
ược xác định bằng biểu
thức:
F = 1/ 1.1RC
Với R = 10 kΩ, C = 150 pF và tần số f = 606 kHz và thời gian
chuyển đổi
l
à 110
µs.
+ Ngắt INTR

(Interupt):
Chân số 5, là chân ra tích
c
ực mức thấp.
B
ình
thường chân này ở trạng thái cao
v
à
khi
việc chuyển đổi
ho
àn tất thì nó xuống
thấp để báo cho CPU biết
l
à dữ liệu chuyển
đổi
sẵn sàng để lấy đi. Sau khi
INTR xuống thấp, cần đặt CS = 0 và gửi một xung
cao
xuống thấp tới chân RD
để
đ
ưa dữ liệu
ra.
+ V
in
(+) và V
in
(-):

Chân số 6 và chân số 7, đây là 2 đầu vào tương tự vi
sai, trong đó
V

in
= V
in
(+) – V
in
(-).
Thông thường V
in
(-) được nối tới đất và
V
in
(+) được dùng làm đầu vào tương tự và sẽ
được
chuyển đổi về dạng
số.
+
V
cc:
Chân số 20, là chân nguồn nuôi +5V. Chân
n
ày còn được dùng làm
điện áp tham
chiếu
khi đầu vào V
ref/2
để

hở.
+ V
ref/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 đến +5V. Tuy nhiên,
có
nhiều ứng dụng
m
à đầu vào tương tự áp đến V
in
khác
với dải 0 đến +5V. Chân V
ref/2
được dùng để thực hiện các điện áp đầu ra khác
0 đến
+5V.
Trường Đại học Duy Tân 10 SV: Huỳnh Tiến Việt –K16ECD2
Đồ án chuyên ngành GVHD: Võ Tuấn

V
ref/2
(V)
V
in
(V)
Kích thước bước
(mV)

Hở
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
1.0
0 –
2
2/256 =
7.81
0.5
0 –
1
1/256 =
3.90

Bảng 1 –
Quan hệ điện áp
V

ref/2
với
V
i
n
+ D0 -
D7:
D0 - D7, chân số 18 – 11, là các chân ra
d
ữ liệu số (D7 là bit
cao nhất MSB và D0
là
bit thấp nhất LSB). Các chân
n
ày được đệm ba trạng thái
và dữ liệu đã được
chuyển
đổi chỉ được truy cập khi chân CS = 0
v
à chân RD
đưa
xu
ống mức thấp. Để
tín
h
điện

áp đầu ra ta tính theo công thức
sau:
D
out
= V
in
/ Kích thước bước
1.2.3. Giới thiệu về IC cảm biến LM35
Đây là cảm biến nhiệt được tích hợp chính xác cao của hãng National
Semiconductor. Điện áp đầu ra của nó tỉ lệ tuyến tính với nhiệt độ theo thang độ
Celsius. Chúng không yêu cầu cân chỉnh ngoài.
LM35 có 4 dạng: TO-46, SO-8, TO-92, TO-220. Nhưng thường dùng nhất
là dạng TO-92 như hình dưới.
Sơ đồ chân LM35 dạng TO-92
Trường Đại học Duy Tân 11 SV: Huỳnh Tiến Việt –K16ECD2
Đồ án chuyên ngành GVHD: Võ Tuấn

Đặc điểm cơ bản của LM35:
+ Điện áp nguồn từ -0.2V đến +35V
+ Điện áp ra từ -1V đến +6V
+ Dải nhiệt độ đo được từ -55°C đến +150°C
+ Điện áp đầu ra thay đổi 10mV mỗi khi có sự thay đổi 1°C.
LM35 có độ biến thiên theo nhiệt độ : 10mV/1(0C)
Độ chính xác cao, tính năng cảm biến nhiệt độ rất nhạy, ở nhiệt độ 25(0C) nó có sai
số không quá 1%. Với tầm đo từ 0(0C) đến 128(0C) , tín hiệu ngõ ra tuyến tính
liên tục với những thay đổi của tín hiệu nhõ vào.
Thông số kỹ thuật:
- Tiêu tán công suất thấp .
- Dòng làm việc từ 400µA đến 5mA.
- Dòng ngược 15mA.

- Dòng thuận 10mA.
- Độ chính xác: khi làm việc ở nhiệt độ 25(0C) với dòng làm việc 1mA thì điện áp
ngõ ra từ 2,94V đến 3,04V.
Đặc tính điện:
- Theo thông số của nhà sản xuất LM35, quan hệ giữa điện áp và ngõ ra như sau:
Vout =0.01*T(0K)=2,73+0,01*T(0C).
Vậy ứng với tầm hoạt động từ 0(0C) đến 100(0C) ta có sự biến thiên điện áp ngõ ra
là:
Ở 0(0C) thì điện áp ngõ ra Vout = 2,73V
Ở 5(0C) thì điện áp ngõ ra Vout = 2,78V
……………………………………….
Ở 100(0C) thì điện áp ngõ ra Vout = 3,71V
Tầm biến thiên điện áp tương ứng với nhiệt độ từ 0(0C) đến 100(0C) là 1V
Trường Đại học Duy Tân 12 SV: Huỳnh Tiến Việt –K16ECD2
Đồ án chuyên ngành GVHD: Võ Tuấn

1.2.4. Cấu tạo của LED 7 đoạn
Giao tiếp với led 7 đoạn
Các khái niệm cơ bản
Trong các thiết bị, để báo trạng thái
hoạt động của thiết bị đó cho người sử
dụng với thông số chỉ là các dãy số đơn
thuần, thường người ta sử dụng "led 7
đoạn". Led 7 đoạn được sử dụng khi các
dãy số không đòi hỏi quá phức tạp, chỉ cần
hiện thị số là đủ, chẳng hạn led 7 đoạn
được dùng để hiển thị nhiệt độ phòng,
trong các đồng hồ treo tường bằng điện tử,
hiển thị số lượng sản phẩm được kiểm tra
sau một công đoạn nào đó.

Led 7 đoạn có cấu tạo bao gồm 7 led đơn có dạng thanh xếp theo hình và có
thêm một led đơn hình tròn nhỏ thể hiện dấu chấm tròn ở góc dưới, bên phải của led
7 đoạn.8 led đơn trên led 7 đoạn có Anode(cực +) hoặc Cathode(cực -) được nối
chung với nhau vào một điểm, được đưa chân ra ngoài để kết nối với mạch điện. 8
cực còn lại trên mỗi led đơn được đưa thành 8 chân riêng, cũng được đưa ra ngoài
để kết nối với mạch điện. Nếu led 7 đoạn có Anode(cực +) chung, đầu chung này
được nối với +Vcc, các chân còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các
led đơn, led chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở mức 0. Nếu led 7 đoạn có
Cathode(cực -) chung, đầu chung này được nối xuống Ground (hay Mass), các chân
còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các led đơn, led chỉ sáng khi tín
hiệu đặt vào các chân này ở mức 1.
Trường Đại học Duy Tân 13 SV: Huỳnh Tiến Việt –K16ECD2
Đồ án chuyên ngành GVHD: Võ Tuấn

Vì led 7 đoạn chứa bên trong nó các led đơn, do đó khi kết nối cần đảm bảo
dòng qua mỗi led đơn trong khoảng 10mA-20mA để bảo vệ led. Nếu kết nối với
nguồn 5V có thể hạn dòng bằng điện trở 330Ω trước các chân nhận tín hiệu điều
khiển.
Sơ đồ vị trí các led được trình bày như hình dưới:
Các điện trở 330Ω là các điện trở bên ngoài được kết nối để giới hạn dòng điện
qua led nếu led 7 đoạn được nối với nguồn 5V.
Chân nhận tín hiệu a điều khiển led a sáng tắt, ngõ vào b để điều khiển led b.
Tương tự với các chân và các led còn lại.
Kết nối với Vi điều khiển
Ngõ nhận tín hiệu điều khiển của led 7 đoạn có 8 đường, vì vậy có thể 14ang 1
Port nào đó của Vi điều khiển để điều khiển led 7 đoạn. Như vậy led 7 đoạn nhận
một dữ liệu 8 bit từ Vi điều khiển để điều khiển hoạt động 14ang tắt của từng led
led đơn trong nó, dữ liệu được xuất ra điều khiển led 7 đoạn thường được gọi là
“mã hiển thị led 7 đoạn”. Có hai kiểu mã hiển thị led 7 đoạn: mã dành cho led 7
Trường Đại học Duy Tân 14 SV: Huỳnh Tiến Việt –K16ECD2

Đồ án chuyên ngành GVHD: Võ Tuấn

đoạn có Anode(cực +) chung và mã dành cho led 7 đoạn có Cathode(cực -) chung.
Chẳng hạn, để hiện thị số 1 cần làm cho các led ở vị trí b và c 15ang, nếu sử dụng
led 7 đoạn có Anode chung thì phải đặt vào hai chân b và c điện áp là 0V(mức 0)
các chân còn lại được đặt điện áp là 5V(mức 1), nếu sử dụng led 7 đoạn có Cathode
chung thì điện áp(hay mức logic) hoàn toàn ngược lại, tức là phải đặt vào chân b
và c điện áp là 5V(mức 1).
Bảng mã hiển thị led 7 đoạn:
+ Phần cứng được kết nối với 1 Port bất kì của Vi điều khiển, để thuận tiện
cho việc xử lí về sau phần cứng nên được kết nối như sau: Px.0 nối với chân a,
Px.1 nối với chân b, lần lượt theo thứ tự cho đến Px.7 nối với chân h.
+ Dữ liệu xuất có dạng nhị phân như sau : hgfedcba

Bảng mã hiển thị led 7 đoạn dành cho led 7 đoạn có Anode chung (các
led đơn sáng ở mức 0):
Số hiển thị trên led
7 đoạn
Mã hiển thị led 7 đoạn
dạng nhị phân
Mã hiển thị led 7 đoạn dạng
thập lục phân
h g f e d c b a
0 1 1 0 0 0 0 0 0 C0
1 1 1 1 1 1 0 0 1 F9
2 1 0 1 0 0 1 0 0 A4
3 1 0 1 1 0 0 0 0 B0
4 1 0 0 1 1 0 0 1 99
5 1 0 0 1 0 0 1 0 92
6 1 1 0 0 0 0 1 0 82

7 1 1 1 1 1 0 0 0 F8
8 1 0 0 0 0 0 0 0 80
Trường Đại học Duy Tân 15 SV: Huỳnh Tiến Việt –K16ECD2
Đồ án chuyên ngành GVHD: Võ Tuấn

9 1 0 0 1 0 0 0 0 90
A 1 0 0 0 1 0 0 0 88
B 1 0 0 0 0 0 1 1 83
C 1 1 0 0 0 1 1 0 C6
D 1 0 1 0 0 0 0 1 A1
E 1 0 0 0 0 1 1 0 86
F 1 0 0 0 1 1 1 0 8E
- 1 0 1 1 1 1 1 1 BF

Bảng mã hiển thị led 7 đoạn dành cho led 7 đoạn có Cathode chung (các
led đơn sáng ở mức 1):
Số hiển thị trên led
7 đoạn
Mã hiển thị led 7 đoạn
dạng nhị phân
Mã hiển thị led 7 đoạn dạng
thập lục phân
0 0 0 1 1 1 1 1 1 3F
1 0 0 0 0 0 1 1 0 06
2 0 1 0 1 1 0 1 1 5B
3 0 1 0 0 1 1 1 1 4F
4 0 1 1 0 0 1 1 0 66
5 0 1 1 0 1 1 0 1 6D
6 0 1 1 1 1 1 0 1 7D
7 0 0 0 0 0 1 1 1 07

8 0 1 1 1 1 1 1 1 7F
9 0 1 1 0 1 1 1 1 6F
A 0 1 1 1 0 1 1 1 77
B 0 1 1 1 1 1 0 0 7C
C 0 0 1 1 1 0 0 1 39
D 0 1 0 1 1 1 1 0 5E
E 0 1 1 1 1 0 0 1 79
F 0 1 1 1 0 0 0 1 71
- 0 1 0 0 0 0 0 0 40
Trường Đại học Duy Tân 16 SV: Huỳnh Tiến Việt –K16ECD2
Đồ án chuyên ngành GVHD: Võ Tuấn

1.2.5. TRANSISTOR điều khiển nâng dòng C1815

1.2.6. Biến trở tinh chỉnh: Là các thiết bị có điện trở thuần có thể biến đổi
được theo ý muốn
1.2.7. IC 7805:
IC 7805 để ổn áp từ
Trường Đại học Duy Tân 17 SV: Huỳnh Tiến Việt –K16ECD2
Đồ án chuyên ngành GVHD: Võ Tuấn

điện áp DC 8v-35V xuống 5V.
II. THIẾT KẾ
1. PHẦN CỨNG
Sơ đồ khối mạch đo nhiệt độ.

1.1. CÁC KHỐI CHỨC NĂNG
1.1.1. Khối cảm biến
Trường Đại học Duy Tân 18 SV: Huỳnh Tiến Việt –K16ECD2
KHỐI

CẢM
BIẾN
KHỐI XỬ
LÝ TRUNG
TÂM: 8051
KHỐI
CHUYỂN
ĐỒI
TƯƠNG
TỰ => SỐ
KHỐI
HIỂN
THỊ
Đồ án chuyên ngành GVHD: Võ Tuấn

Khối cảm biến LM35 dùng để cảm biến nhiệt độ ngoài môi trường rồi
chuyển đền khối ADC0804. Ở đây chân 1 nối nguồn,chân 3 nối đất còn
chân 2 nối vào chân Vin+ của ADC.
1.1.2. Khối chuyển đổi tương tự sang số
Trường Đại học Duy Tân 19 SV: Huỳnh Tiến Việt –K16ECD2
Đồ án chuyên ngành GVHD: Võ Tuấn

Khối này là ADC0804 dùng để chuyển đổi tín hiệu tương tự (nhiệt độ) từ cảm biến
sang tín hiệu số.Sau khi đã chuyển đổi thi ADC sẽ xuất dư liệu ra 8 chân chua VXL.
Trong khối chuyển đổi còn sử dụng IC LM358. Được mắc nối như trên.
1.1.3. Khối xử lý trung tâm
Trường Đại học Duy Tân 20 SV: Huỳnh Tiến Việt –K16ECD2
Đồ án chuyên ngành GVHD: Võ Tuấn

C

R 1 6
4 K 7
12
3
4
5
6
7
8
9
1 _ 1
1 _ 4
1 _ 3
1 _ 2
1 _ 7
1 _ 6
1 _ 5
V C C
V C C
V C C
L E D _ D O
L E D _ D O _ C
L E D _ C H U C
L E D _ D V
X 2
X 1
R S T
2 _ 1
2 _ 5
2 _ 4

2 _ 3
2 _ 2
2 _ 7
2 _ 6
2 _ 8
I N T R
W R
R D
U 2
8 0 5 1
P S E N
2 9
A L E
3 0
V C C
4 0
G N D
2 0
E A
3 1
X 1
1 9
X 2
1 8
R S T
9
P 0 . 0 / A D 0
3 9
P 0 . 1 / A D 1
3 8

P 0 . 2 / A D 2
3 7
P 0 . 3 / A D 3
3 6
P 0 . 4 / A D 4
3 5
P 0 . 5 / A D 5
3 4
P 0 . 6 / A D 6
3 3
P 0 . 7 / A D 7
3 2
P 1 . 0
1
P 1 . 1
2
P 1 . 2
3
P 1 . 3
4
P 1 . 4
5
P 1 . 5
6
P 1 . 6
7
P 1 . 7
8
P 2 . 0 / A 8
2 1

P 2 . 1 / A 9
2 2
P 2 . 2 / A 1 0
2 3
P 2 . 3 / A 1 1
2 4
P 2 . 4 / A 1 2
2 5
P 2 . 5 / A 1 3
2 6
P 2 . 6 / A 1 4
2 7
P 2 . 7 / A 1 5
2 8
P 3 . 0 / R X D
1 0
P 3 . 1 / T X D
1 1
P 3 . 2 / I N T 0
1 2
P 3 . 3 / I N T 1
1 3
P 3 . 4 / T 0
1 4
P 3 . 5 / T 1
1 5
P 3 . 6 / W R
1 6
P 3 . 7 / R D
1 7

Khối này là IC AT89C51 mọi quá trình xử lí dữ liệu đều được thực hiện ở đây.
Trong đồ án này em đã sử dụng port 2 và port 3 để xuất dữ liệu sau khi 89C51 tính
toán và để quét led. ADC0804 sẽ chuyển các tín hiệu vào port 2 của IC AT89C51.

Trường Đại học Duy Tân 21 SV: Huỳnh Tiến Việt –K16ECD2
Đồ án chuyên ngành GVHD: Võ Tuấn

1.1.4. Khối hiển thị
Q 2
C 1 8 1 5
7 S E G
D 1
7
D 2
6
V C C
3
B O
5
D 3
4
D 4
2
D 5
1
V C C
8
D 6
9
D 7

1 0
7 S E G
D 1
7
D 2
6
V C C
3
B O
5
D 3
4
D 4
2
D 5
1
V C C
8
D 6
9
D 7
1 0
7 S E G
D 1
7
D 2
6
V C C
3
B O

5
D 3
4
D 4
2
D 5
1
V C C
8
D 6
9
D 7
1 0
7 S E G
D 1
7
D 2
6
V C C
3
B O
5
D 3
4
D 4
2
D 5
1
V C C
8

D 6
9
D 7
1 0
Q 3
C 1 8 1 5
Q 4
C 1 8 1 5
Q 5
C 1 8 1 5
V C C V C C V C C V C C
R 1 9
4 k 7
R 2 0
4 k 7
R 2 1
4 k 7
R 2 2
4 k 7
L E D _ D VL E D _ C H U C
1 _ 2
1 _ 1
L E D _ D O _ CL E D _ D O
1 _ 6
1 _ 5
1 _ 4
1 _ 3 1 _ 3
1 _ 2
1 _ 1
1 _ 7 1 _ 7

1 _ 6
1 _ 5
1 _ 4 1 _ 4
1 _ 3
1 _ 2
1 _ 1 1 _ 1
1 _ 7
1 _ 6
1 _ 5 1 _ 5
1 _ 4
1 _ 3
1 _ 2
1 _ 7
1 _ 6
Khối này có chức năng hiển thị nhiệt độ dữ liệu sẽ được lấy từ Port 1, port 0 và port
3 của vi xử lí AT89C51.

1.1.5. Sơ đồ nguyên lý
Trường Đại học Duy Tân 22 SV: Huỳnh Tiến Việt –K16ECD2
Đồ án chuyên ngành GVHD: Võ Tuấn

1.2. Mô phỏng mạch và hình ảnh thực tế
Trường Đại học Duy Tân 23 SV: Huỳnh Tiến Việt –K16ECD2
Đồ án chuyên ngành GVHD: Võ Tuấn

2. PHẦN MỀM
2.1. Lưu đồ thuật toán chương trình chính
Trường Đại học Duy Tân 24 SV: Huỳnh Tiến Việt –K16ECD2
Đồ án chuyên ngành GVHD: Võ Tuấn

2.2. Giải thuật đọc ADC


2.3. Giải thuật xuất LED
Trường Đại học Duy Tân 25 SV: Huỳnh Tiến Việt –K16ECD2
LM35 chuyển t° → Điện áp u
Bắt đầu
Nạp giá trị ban đầu
Tính toán đưa ra tín hiệu số
Xuất ra LED 7 đoạn
ADC chuyển u → 8 bit nhị phân
Gán A=P2
Chia cho 10 được số dư là hàng đơn
vị
Chia tiếp kết quả cho 10 được số hàng
chục
Cất kết quả vào RAM (hàng đơn vị
cất vào ô nhớ 30H, hàng chục cất vào
ô nhớ 31H)