Đồ án NGHIÊN CỨU,THIẾT KẾ MẠCH ĐO NHIỆT ĐỘ NGOÀI XE TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC : THIẾT KẾ MẠCH
ĐỀ TÀI :NGHIÊN CỨU,THIẾT KẾ MẠCH ĐO NHIỆT ĐỘ NGOÀI XE
TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………

1


Hưng yên, ngày … tháng … năm 2015
Chữ ký của giáo viên

2

CHƯƠNG I: LÝ THUYẾT CHUNG VỀ HỆ THỐNG ĐO NHIỆT ĐỘ
1.1. MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU
1.1.1 Tổng quan hệ thống thiết kế mạch đo và hiển thị nhiệt độ trên xe
Theo tài liệu nghiên cứu và tìm kiếm trên mạng internet cịn khan hiếm nên việc tìm
kiếm mạch hiển thị nhiệt độ thực trên xe rất hạn chế nên 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 khơng được thiết kế nhỏ gọn nhưng nó cũng là một
đề tài về thiết kế mạch rất hữu ích trong lĩnh vực lập trình và thiết kế mạch.
1.1.2 Các 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 thơng 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 lad
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

1.2. 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.

1.3. GIỚI HẠN ĐỀ TÀI
Trong phạm vi thiết kế này, người thực hiện cần thiết kế và thi công mạch hiển thị
nhiệt độ 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

3


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 cơ cũng như của các bạn sinh viên.

4


CHƯƠNG II:LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH
2.1. 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, 200 ơm, tụ hóa 10u, tụ gốm 33p, 104, thạch anh......

2. 2. Nguyên lý một số linh kiện chính.
2.2.1.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

5


2.2.2 Sơ đồ khối và sơ đồ chân của AT89C51
INT1\ INT0\
SERIAL PORT TEMER0
TEMER1
TEMER2 8032\8052

128 byte RAM
8032\8052

TEMER2 8032\8052

ROM
0K:

Cất kết quả vào RAM (hàng đơn vị cất vào ô nhớ 30H, hàng chục cất vào ô nhớ 31H)

INTERRUPT CONTROLOTHER REGISTER

128 byte RAM

8031\8032

Chia tiếp kết quả cho 10 được số hàng chục
4K:8951

Gán A=P2

8K:8052

Cất kết quả vào RAM (hàng đơn vị cất vào ô nhớ 30H, hàng chục cất vào ô nhớ 31H)

CPU

Chia tiếp kết quả cho 10 được số hàng chục

BUS CONTROL

Chia cho 10 được số dư là hàng đơn vị

OSCILATOR

Gán A=P2
EA\ RST

ALE\ PSEN\

TEMER1
P0 P1 P2 P3

TXD RXD

Address\Data

Hình 2.1 : Sơ đồ khối của AT89C51

Hình 2.2 : Sơ đồ chân của AT89C51

6


2.2.3. 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 ngoài có kiến trúc bus.

Hình 2.3 : 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.

Hình 2.4 : 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.

7


Hình 2.5 : Port 2
Port 3 (P3.0 – P3.7 hay chân 10 – 17): mỗi chân trên port 3 ngoài chức năng
xuất nhập ra cịn có một số chức năng đặc biệt sau:
Bit
P3.0
P3.1
P3.2
P3.3
P3.4
P3.5
P3.6
P3.7

Tên
RXD
TXD
INT0
INT1
T0
T1
WR
RD

Chức năng chuyển đổi
Dữ liệu nhận cho port nối tiếp
Dữ liệu truyền cho port nối tiếp
Ngắt bên ngoài 0
Ngắt bên ngoài 1
Ngõ vào của Timer/Counter 0
Ngõ vào của Timer/Counter 1
Xung ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài
Xung đọc bộ nhớ dữ liệu ngồi

Hình 2.6: 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.

8


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, thơn 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 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).

2.2.4. 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 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.

9


Hình 2.7: sơ đồ chân ADC0804
Chip ADC0804 là bộ chuyển đổi tương tự số thuộc họ ADC800 của hãng
National Semiconductor. Chip này cũng được nhiều hãng khác sản xuất. Chip có
điện áp ni +5V v à độ phân giải 8 bit. Ngồi 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 vào tương tự
thành một số nhị phân. Đối với ADC0804 thì thời gian chuyển đổi phụ thuộc vào
tần số đồng hồ đ ược cấp tới chân CLK và CLK IN và khơng 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 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
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 c ực mức thấp được dùng 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 vào tương tự
Vin về số nhị phân 8 bit. Khi việc chuyển đổi hồn 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

10


nối với một tụ điện v à một điện trở (như hình vẽ). Khi đó tần số được 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. Bình
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.
Vin (+) và Vin (-): Chân số 6 và chân số 7, đây là 2 đầu vào tương tự vi sai,
trong đó V in = Vin(+) – Vin(-). Thơng 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. Chân này còn được dùng làm điện
áp tham chiếu khi đầu vào Vref/2 để hở.
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
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.
Vref/2 (V)

Vin (V)

Kích thước bước (mV)

Hở
2.0
1.5
1.28
1.0
0.5

0–5
0–4
0–3
0 – 2.56
0–2
0–1

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 ref/2 với Vin
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 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 xu ống
mức thấp. Để tính điện áp đầu ra ta tính theo cơng thức sau:
Dout = Vin / Kích thước bước

2.2.5. Giới thiệu về IC cảm biến LM35
Đây là cảm biến nhiệt được tích hợp chính xác cao của hãng National

11


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).
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
……………………………………….

12


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

2.2.6. 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 cơng
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 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

13


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 2.10 : 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 ngồi được kết nối để giới hạn dịng 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 cịn lại.

2.2.7. Transistor

Hình 2.11 :Hình ảnh transistor

14


2.2.8. Biến trở vi chỉnh:
Là các thiết bị có điện trở thuần có thể biến đổi được theo ý muốn

Hình 2.12: Biến trở vi chỉnh
2.2.9. IC 7805
IC 7805 để ổn áp từ điện áp DC 8v-35V xuống 5V.

Hình 2.13: Hình ảnh 7805

15


CHƯƠNG III. THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH
3.1. SƠ ĐỒ KHỐI MẠCH ĐO NHIỆT ĐỘ.

KHỐI
CẢM
BIẾN
LM35

KHỐI
CHUYỂN

ĐỒI TƯƠNG
TỰ => SỐ
ADC0804

KHỐI XỬ
LÝ TRUNG
TÂM:
89C51

KHỐI HIỂN
THỊ LED 7
THANH 4
SỐ

3.2 CÁC KHỐI CHỨC NĂNG
3.2.1 Khối cảm biến

Hình 3.1 : 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.

16


3.2.2 Khối chuyển đổi tương tự sang số

Hình 3.2 : 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

3.2.3. Khối xử lý trung tâm

Hình 3.3 : Chíp 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 quét led. ADC0804 sẽ chuyển các tín hiệu vào port 1 của AT89C51.

17


3.2.4. Khối hiển thị

Hình 3.4: 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.

3.2.4.1 Kết 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).

3.2.4.2 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.

18


-Dữ liệu xuất có dạng nhị phân như sau :
-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 Mã hiển thị led 7 đoạn dạng Mã hiển thị led 7 đoạn dạng thập
đoạn
nhị phân
lục phân
hgfedcba
0
11000000
C0
1
11111001
F9
2
10100100
A4
3
10110000
B0
4

10011001
99
5
10010010
92
6
11000010
82
7
11111000
F8
8
10000000
80
9
10010000
90
A
10001000
88
B
10000011
83
C
11000110
C6
D
10100001
A1
E

10000110
86
F
10001110
8E

19


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 Mã hiển thị led 7 đoạn dạng Mã hiển thị led 7 đoạn dạng thập
đoạn
nhị phân
lục phân
0
00111111
3F
1
00000110
06
2
01011011
5B
3
01001111
4F
4
01100110
66

5
01101101
6D
6
01111101
7D
7
00000111
07
8
9
A
B
C
D
E
F

01111111
01101111
01110111
01111100
00111001
01011110
01111001
01110001

20

7F

6F
77
7C
39
5E
79
71


3. 2.5 Mơ phỏng mạch và hình ảnh thực tế

Hình3.5 : Hình ảnh mơ phỏng
3.2.6 Ngun lý hoạt động của mạch
Khi ta cấp nguồn cho mạch thì LED sẽ hiển thị ngay nhiệt độ trên xe
Khi nhiệt độ trên xe thay đổi ± 1 làm cho trở kháng của cảm biến LM35 thay
đổi dẫn đến điện áp đầu vào V in của ADC thay đổi. Điện áp V in vào ADC sẽ được so
sánh với Ud của ADC. Ud có thể thay đổi từ 0V đến 2(Vref/2).
Ban đầu Ud = 0, nếu Vin > Ud khi đó Ud sẽ được cộng thêm một giá trị là ∆U .
U d = U d + ∆U

∆U =

, trong đó :

2(Vref / 2)
256

= 10mV

đồng thời giá trị bộ đếm tăng thêm 1. Quá trình so sánh cứ như vậy đến khi nào U d

=Vin thì dừng. Khi đó giá trị của bộ đếm chính là giá trị thập phân. Giá trị thập phân
này sẽ được đưa qua một bộ giải mã, giải mã ra nhị phân rồi đưa ra các chân AD 0 –
AD7.
Dãy mã nhị phân này sẽ được gửi đến Port 1 của AT89C51, VXL sẽ tính tốn
và thực hiện các lệnh để xuất giá trị đến các LED 7 đoạn. LED hiển thị nhiệt độ vừa
thay đổi.
Trình bày theo mạch như sau :

21


- lm35 đo nhiệt độ sẽ gửi tín hiệu điện đến chân số 9 của ADC0804 và biến trở vi
chỉnh chuyển điện áp 1,28v đến chân số 6 của ADC0804
- nhờ cổng P3 của AT89C51 điêu khiển ADC,ADC sẽ chuyển đổi chính xác dạng
điện áp sang dạng số gửi về cổng P1 của AT89C51,AT89C51 suất ra led 7 thanh 4 số
nhờ cổng P2,P0
3.2.7. Lưu đồ thuật tốn chương trình chính
Bắt đầu

Nạp giá trị ban đầu
LM35 chuyển t° → Điện áp u
Adc 0804 chuyển đổi

Tính tốn đưa ra tín hiệu số
Xuất ra LED 7 đoạn

Giải thuật đọc ADC
ADC chuyển u → 8 bit nhị phân
Gán đọc dữ liệu = P1
Chia cho 10 được số dư là hàng đơn vị

Chia tiếp kết quả cho 10 được số hàng chục

Cất kết quả vào chương trình hiển thị

22


Giải thuật xuất LED

Chọn dữ liệu cần hiển thị
Xuất hàng đơn vị ra led

Tạo trễ Delay

Xuất hàng chục ra led

Tạo trễ Delay

23


3.2.8.Hình ảnh thực tế
•

Mạch in

Hình 3.6 : Hình ảnh mạch in

24

•

Hình ảnh 3D

Mặt trước

Hình 3.7 : Hình ảnh 3D mặt trước khi thiết kế mạch in

25