Đồ án NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MẠCH HIỂN THỊ NHIỆT ĐỘ GIÀN NÓNG

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.23 MB, 37 trang )

ĐỒ ÁN MÔN HỌC : THIẾT KẾ MẠCH
ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MẠCH HIỂN THỊ NHIỆT ĐỘ
GIÀN NÓNG

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TRÊN Ơ
TƠ
1. Khái qt về hệ thống điều hịa khơng khí trên ơ tơ
1.1. Cơng dụng
- Đưa khơng khí sạch vào trong xe.
- Duy trì nhiệt độ khơng khí trong xe ở một nhiệt độ thích hợp

1.2. Phân loại
a) Phân loại theo vị trí của hệ thơng trên xe
- Kiểu đặt phía trước: giàn lạnh được đặt gần bảng đồng hồ, bảng điều khiển
của xe

Hình 2.1.1: Hệ thống lạnh kiểu đặt phía trước
-Kiểu kép (giàn lạnh đặt trước và sau xe): kiểu kép cho năng suất lạnh cao hơn
và nhiệt độ đồng đều ở mọi nơi trong xe vì khơng khí lạnh được thổi từ phía
trước ra phía sau xe.

GVHD: Nguyễn Xuân Hòa
SVTH: Lê Văn Luân

1

-kiểu kép treo trần kiểu này thường được sử dung cho xe khách. Hệ thống lạnh
được đặt phía trước kết hợp với giàn lạnh treo trên trần, kiểu này cũng cho năng
suất lạnh cao và khơng khí lạnh đồng đều.

b) Phân loại theo phương pháp điều khiển: có 2 loại.
- Hệ thống lạnh với phương pháp điều khiển bằng tay.

GVHD: Nguyễn Xuân Hòa
SVTH: Lê Văn Luân

2

Với phương pháp này cho phép điều khiển bằng tay các công tắc nhiệt và nhiệt
độ ngõ ra bằng cần gạt. Ngồi ra cịn có cần gạt hoặc cơng tắc điều khiển tốc độ
quạt, điều khiển lượng gió và hướng gió.- Hệ thống điều hịa khơng khí với
phương pháp điều khiển tự động

GVHD: Nguyễn Xuân Hòa
SVTH: Lê Văn Luân

3

Hình 2.1.8. Các thành phần và hướng di chuyểncủa dịng khí trong hệ
thống lạnh
-

Chu trình của máy lạnh bao gồm 4 quá trình:
+ Nén
+ Ngưng tụ
+ Giãn nở
+ Bay hơi

GVHD: Nguyễn Xuân Hòa
SVTH: Lê Văn Luân

4

Hình 2.1.9: Chu trình hoạt động của hệ thống lanh.
+ Ngưng tụ (condensation)+ Giản nở (expansion)+ Bốc hơi (vaporization)
Hoạt động của hệ thống lạnh trên ôtô: Khi động cơ đang hoạt động và
đóng mạch điện điều khiển ly hợp điện từ, máy nén hoạt động và chất làm lạnh
được dẫn đến bình ngưng tụ (giàn nóng) nhờ
máy nén. Ở đây, chất làm lạnh chuyển sang thể lỏng, nhã nhiệt ra ngồi khơng
khí và được làm mát nhờ quạt làm mát.Sau khi qua giàn nóng, chất làm lạnh
được đẩy qua van tiết lưu. Chất làm lạnh qua nơi có tiết diện thu hẹp (van tiết
lưu) nên gây giảm áp suất sau van tiết lưu (drop pression).Chất làm lạnh lại
được đưa vào giàn bốc hơi (giàn lạnh) và hấp thụ nhiệt. Nhiệt di chuyển từ
khoang hành khách đến giàn lạnh và đi vào môi chất làm lạnh.Sự hấp thụ nhiệt
của hành khách bởi môi chất làm lạnh khiến cho nhiệt độ giảm xuống. Môi chất
làm lạnh lại được đi vào máy nén cho chu trình tiếp theo.Trong quá trình làm
việc, ly hợp điện từ sẽ thường xuyên đóng ngắt nhờ bộ điều khiển A/C control
nhằm đảm bảo nhiệt độ trong xe luôn ổn định ở một trị số ấn định. Như vậy, áp
suất môi chất làm lạnh được phân thành hai nhánh: nhánh có áp suất thấp và
nhánh có áp suất cao.+ Nhánh có áp suất thấp được giới hạn bởi phần môi chất
sau van tiết lưu và cửa vào (van nạp) của máy nén.+ Nhánh có áp suất cao được
giới hạn bởi phần môi chất ngay trước van tiết lưu và cửa ra (van xả) của máy
nén.Khơng khí lạnh lan truyền trong khoang hành khách được thực hiện bởi
máy quạt (blower) .

GVHD: Nguyễn Xuân Hòa
SVTH: Lê Văn Luân

5

1.3 Một số hình ảnh thực tế về giàn nóng trên ô tô Toyota.

CHƯƠNG II: LÝ THUYẾT CHUNG VỀ HỆ THỐNG ĐO VÀ
HIỂN THỊ NHIỆT ĐỘ

2.1. MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU
2.1.1Tổng quan hệ thống thiết kế mạch hiển thị nhiệt độ trên giàn
nóng trên xe Toyota.
Theo tài liệu nghiên cứu và tìm kiếm trên mạng internet cịn khan hiếm nên
việc tìm kiếm mạch hiển thị nhiệt độ thực ở giàn nóng xe toyota rất hạn chế nên

GVHD: Nguyễn Xuân Hòa
SVTH: Lê Văn Luân

6

trong mạch này e xin trình bày một phương pháp thiết kế mạch và hiển thị nhiệt
độ rất phổ biến có thể dùng trên xe và trong gia đình, tuy mạch này không
được thiết kế nhỏ gọn như của hãng toyota nhưng nó cũng là một đề tài về thiết
kế mạch rất hữu ích trong lĩnh vực lập trình và thiết kế mạch

2.1.2Các phương pháp hiển thị nhiệt độ
- Theo em nghiên cứu và tìm hiểu trên sách và internet thì có 1 phương
pháp hiển thị duy nhất đó là dùng cảm biến thông qua điều khiển của vi xử lý
rồi hiển thị ra bên ngoài

-Trong phương pháp này chia ra 3 loại vi xử lý khác nhau đó là:
Chip 8051 (89c51,89C52,89s51,89s52.........)
Chip pic (pic 16f877a)
Chip avr (atmega)
-Về phần hiển thị lại được chia ra làm 2 cách hiển thị đó là hiển thị ra led
7thanh, hiển thị lên LCD
-trong trong quá trình học tập và nghiên cứu e chọn cách hiển đo và hiển thị
bằng cách dùng cảm biến lm35,bộ chuyển đổi tín hiệu ADC0804,chip xử lý
89C51,và hiển thị ra led 7 thanh

2.2. 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 (analog
sang digital).Tín hiệu tương tự ở đây là tín hiệu điện áp được lấy từ cảm biến.
Mạch hiển thị LED 7 đoạn nên dễ dàng cho người sử dụng theo dõi nhiệt độ
hiển thị.
2.3. GIỚI HẠN ĐỀ TÀI

Trong phạm vi thiết kế này, người thực hiện cần thiết kế và thi công mạch
hiển thị nhiệt độ đơn giản.
Đề tài “Hiển thị nhiệt độ” rất đa dạng và phong phú, có nhiều loại hìnhkhác
nhau dựa vào công dụng và độ phức tạp. Do tài liệu tham khảo bằng Tiếng Việt
cịn hạn chế, trình độ có hạn và kinh nghiệm trong thực tế còn non kém, nên đề
tài chắc chắn cịn nhiều thiếu sót. Vì vậy rất mong nhận đượcnhững ý kiến đóng
góp, giúp đỡ chân thành của các thầy cô cũng như của các bạn sinh viên.

GVHD: Nguyễn Xuân Hòa
SVTH: Lê Văn Luân

7

CHƯƠNG III:LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH
3.1. Các linh kiện sử dụng trong mạch.
-

Sử dụng vi điều khiển họ 8051 là phần điều khiển chính.

-

Đo nhiệt độ bằng cảm biến nhiệt LM35 thông qua bộ thiết kế mạch chuyển đổi
ADC0804

-

Hiển thị bằng led 7 đoạn
ngồi ra cịn có 1 số linh kiện phụ như biến trở vi chỉnh,transistor thuận
a564,điện trở 10k,1k, tụ hóa 10u,tụ gốm 33p,104, thạch anh......

3.2. Nguyên lý một số linh kiện chính.
3.2.1- 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
- 4μs cho hoạt động nhân hoặc chia

GVHD: Nguyễn Xuân Hòa
SVTH: Lê Văn Luân

8

3.2.2 Sơ đồ khối và sơ đồ chân của AT89C51
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/OPORT
SERIALPORT

EA\ RST
ALE\ PSEN\
P0 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

GVHD: Nguyễn Xuân Hòa
SVTH: Lê Văn Luân

9

Hình 3.1 : Sơ đồ khối của AT89C51

GVHD: Nguyễn Xuân Hòa
SVTH: Lê Văn Luân

10

Hình 3.2 : Sơ đồ chân của AT89C51

3.2.3. 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 ngồi có kiến trúc bus.
Hình 3.3 : Port 0
+ 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.

GVHD: Nguyễn Xuân Hòa
SVTH: Lê Văn Luân

11

Hình 3.4 : Port 1
+ Port 2 (P2.0 – P2.7 hay chân 21 – 28): là một port có cơng dụng kép. Là
đường xuất nhập hoặc là byte cao của bus địa chỉ đối với các thiết kế dùng bộ
nhớ mở rộng.

Hình 3.5 : Port 2

+ Port 3 (P3.0 – P3.7 hay chân 10 – 17): mỗi chân trên port 3 ngồi chức năng
xuất nhập ra cịn có một số chức năng đặc biệt sau:
Bit
P3.
0
P3.
1
P3.
2
P3.
3

Tên

Chức năng chuyển đổi

RXD

Dữ liệu nhận cho port nối tiếp

TXD

Dữ liệu truyền cho port nối tiếp

INT
0
INT
1

Ngắt bên ngồi 0

Ngắt bên ngồi 1

GVHD: Nguyễn Xn Hịa
SVTH: Lê Văn Luân

12

P3.
4
P3.
5
P3.
6
P3.
7

T0

Ngõ vào của Timer/Counter 0

T1

Ngõ vào của Timer/Counter 1

WR

Xung ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài

RD

Xung đọc bộ nhớ dữ liệu ngồi

Hình 3.6: 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.
+ 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

GVHD: Nguyễn Xuân Hòa
SVTH: Lê Văn Luân

13

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).

3.2.4. 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 dịng 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.

ADC0804
Chip ADC0804 là bộ chuyển đổi tương tự số thuộc họ ADC800 của hang
National Semiconductor. Chip này cũng được nhiều hang khác sản xuất. chip
có điện áp ni +5v độ phân giải 8bit. Ngồi độ phân giải thì thời gian chuyển
đổi cũng là một tham số quan trọng khi đánh giá bộ ADC. Thời gian chuyển

GVHD: Nguyễn Xuân Hòa
SVTH: Lê Văn Luân

14

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 CLKIN và khơng bé hơn
110µs. Các chân khác của ADC0804 có chức năng như sau:
+CS(Chipselect): Chân số1, 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 được 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
tạora xung cao xuống thấp thì bộ ADC0804 bắt đầu quá trình chuyển đổi giá trị
đầu vào tương tự V

in

vềsố nhị phân 8 bit. Khi việc chuyển đổi hoàn tất thì chân

INTR được ADC hạ xuống thấp.
+ CLKIN và CLKR: CLKIN (chân số 4), là chân vào nối tới đồng hồ
ngoài được sử dụng để tạo thời gian. Tuy nhiên ADC0804 cũng có một bộ tạo
xung đồng hồ riêng. Để dung đồng hồ riêng thì các chân CLKIN và CLKR
(chânsố19) được nối với một tụ điện và một điện trở (nhưhìnhvẽ). Khi đó tần
số được xác định bằng biểu thức:
F = 1/ 1.1RC
VớiR = 10kΩ,C = 150 pFvàtầnsốf = 606kHz và thời gian chuyển đổi
là110µs.
+Ngắt INTR(Interupt): Chân số5, là chân ra tích cực mức thấp. Bình
thường chân này ở trạng thái cao và khi việc chuyển đổi hồn tất thì nó xuống

thấp để báo cho CPU biết là dữ liệu chuyển đổi sẵn sang để lấy đi. Sau khi
INTR xuống thấp, cần đặt CS=0 và gửi một xung cao xuống thấptới chân RD
để đưa dữ liệu ra.
+V (+)vàV (-): Chân số 6 và chân số 7, đây là 2 đầu vào tương tự vi
in
in
GVHD: Nguyễn Xuân Hòa
SVTH: Lê Văn Luân

15

sai, trong đóV =V (+)–V (-). Thơng thường V (-) được nối tới đất và
in in
in
in
V (+) được dùng làm đầu vào tương tự và sẽ được chuyển đổi về dạng số.
in
+V

cc:

Chân số 20, là chân nguồn nuôi +5V. Chân này còn được dung

làm điện áp tham chiếu khi đầu vàoV
+V

ref/2

để hở.

: Chân số 9, là chân điện áp đầu vào được dùng làm điện áp

ref/2

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 mà 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.

V

(V)
ref/2
Hở
2.0
1.5
1.28
1.0
0.5

Bảng 1 –

V (V)
in
0–5
0–4
0–3
0–2.56
0–2
0–1

Kích thước bước(mV)
5/256=19.53
4/256=15.62
3/256=11.71
2.56/256=10
2/256=7.81
1/256=3.90

Quan hệ điện áp V
với V
ref/2
in

+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. Để tính điện
Dout = Vin / Kích thước bước

GVHD: Nguyễn Xn Hịa
SVTH: Lê Văn Ln

16

áp đầu ra ta tính theo công thức sau:

3.2.5. 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 khơng u cầu cân chỉnh ngồi.
LM35 có 4 dạng: TO-46, SO-8, TO-92, TO-220. Nhưng thường dùng
nhất là dạng TO-92 như hình dưới.

Hình 2.8 : Sơ đồ chân LM35 dạng TO-92
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 khơng q 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.
Thơng số kỹ thuật:
- Tiêu tán cơng suất thấp .
- Dịng làm việc từ 400µA đến 5mA.
- Dịng ngược 15mA.
- Dịng 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).

GVHD: Nguyễn Xuân Hòa
SVTH: Lê Văn Luân

17

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 = 0v
Ở 5(0C) thì điện áp ngõ ra Vout = 0,05v
……………………………………….
Ở 100(0C) thì điện áp ngõ ra Vout = 1v
Tầm biến thiên điện áp tương ứng với nhiệt độ từ 0(0C) đến 100(0C) là 1V

3.2.6. LED 7 đoạn
Các khái niệm cơ bản

Hình 2.9 : led 7 thanh
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 khơng địi hỏi q 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 trịn nhỏ thể hiện dấu chấm trịn 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

GVHD: Nguyễn Xuân Hòa
SVTH: Lê Văn Luân

18

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.

Hình 3.10 :hình ảnh chân chung led 7 thanh
Vì led 7 đoạn chứa bên trong nó các led đơn, do đó khi kết nối cần đảm
bảo dịng qua mỗi led đơn trong khoảng 10mA-20mA để bảo vệ led. Nếu kết
nối với nguồn 5V có thể hạn dịng 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 220Ω 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.

3.2.7. Transistor

GVHD: Nguyễn Xuân Hòa
SVTH: Lê Văn Luân

19

Hình 2.11 :hình ảnh transistor
3.2.8. Biến trở:
Là các thiết bị có điện trở thuần có thể biến đổi được theo ý muốn

Hình 2.12: biến trở

3.2.9.IC 7805
IC 7805 để ổn áp từ điện áp DC 8v-35V xuống 5V.

GVHD: Nguyễn Xuân Hòa
SVTH: Lê Văn Luân

20

Hình 2.13: hình ảnh 7805

GVHD: Nguyễn Xn Hịa
SVTH: Lê Văn Luân

21

CHƯƠNG IV. THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH
4.1. SƠ ĐỒ KHỐI MẠCH ĐO NHIỆT ĐỘ.

KHỐ
I

KHỐI
CHUY
ỂN

KHỐI

KHỐI

XỬ LÝ

HIỂN

4.2 CÁC KHỐI CHỨC NĂNG
4.2.1 Khối cảm biến

Hình 4.1 : khối cảm biến
Khối cảm biến LM35 dùng để cảm biến nhiệt độ trên xe rồi chuyển đến khối
ADC0804. Ở đây chân 1 nối nguồn,chân 3 nối đất còn chân 2 nối vào chân
Vin+ của ADC0804.

GVHD: Nguyễn Xuân Hòa
SVTH: Lê Văn Luân

22

4.2.2 Khối chuyển đổi tương tự sang số

Hình 4.2 : khối chuyển đổi tín hiệu
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
của cổng P1 trong VXL

4.2.3. Khối xử lý trung tâm

Hình 4.3 :chip xử lý
Khối này là IC AT89C51 mọi q trình xử lí dữ liệu đều được thực hiện ở đây.
Trong đồ án này em đã sử dụng port 0 và port 2 để xuất dữ liệu sau khi 89C51
tính tốn và để qt led. ADC0804 sẽ chuyển các tín hiệu vào port 1 của
AT89C51.

GVHD: Nguyễn Xuân Hòa
SVTH: Lê Văn Luân

23

4.2.4. Khối hiển thị

Hình 4.4:hình ảnh led 7 thanh 4 số và sơ đồ chân
Khối này có chức năng hiển thị nhiệt độ dữ liệu sẽ được lấy từ Port 0 và port 2
của vi xử lí AT89C51.
4.2.4.1Kết nối với Vi điều khiển

Ngõ nhận tín hiệu điều khiển của led 7 đoạn có 8 đường, vì vậy có thể
dùng 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 bật 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 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, 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).
4.2.4.2 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 :

GVHD: Nguyễn Xuân Hòa
SVTH: Lê Văn Luân

24

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

hgfedcba
0

11000000

C0

1

11111001

F9

2

10100100

A4

3

10110000