hiển thị nhiệt độ trên LCD

Giảng viên: Vũ Chiến Thắng
Bài thảo luận: hiển thị nhiệt độ trên LCD
Nhóm 3
Phần 1: giới thiệu phần mềm mô phỏng proteus
1.giới thiệu :

Proteus là phần mềm của hãng Labcenter dùng để vẽ
sơ đồ nguyên lý, mô phỏng và thiết kế mạch điện.
Gói phần mềm gồm có phần mềm chính:

. ISI dùng để vẽ sơ đồ nguyên lý và mô phỏng .

. ARES dùng để thiết kế mạch in.

Sau khi tải về quá trình cài đặt chương trình bình
thường , sau khi cài đặt thành công bạn sễ thấy
chương trình trong start menu.
.
2.Hướng dẫn sử dụng:
a. Vẽ sơ đồ nguyên lý với ISIS :
* Giới thiệu giao diện sử dụng :
Để vẽ sơ đồ nguyên lý , vào start menu khởi động chương trình ISIS như hình dưới đây :

Giao diện của chương trình như sau
.

Thanh trình đơn: bao gồm các menu như: file, view,
edit ta có thể thực hiện hầu hết các lệnh ISIS tại
đây( trừ các lệnh thanh công cụ)


Thanh tác vụ: chứa một số lệnh của thanh trình đơn ở
dạng shortcut như: new, save open, và các nút sau:
Thanh công cụ:
Các nút mô phỏng
Vùng hiển thị:
hiển thị khái quát vùng làm việc hiện hành, khung màu xanh
dương biểu hiện cho toàn bản vẽ; khung xanh lá biểu hiện
cho phần bản vẽ đang hiển thị trên vùng làm việc chính. Khi
chọn một linh kiện, kí hiệu nguyên lí của nó cũng được hiển
thị trên vùng này.
Vùng làm việc chính:
Dây là nơi thực hiện toàn bộ các thao tác để hoàn thành bản
vẽ
Sử dụng thư viện ISIS

Để mở thư viện ISIS ta chọn nút
Component nhấp trái lên nút P

Thư viện ISIS được mở:

Ta lần lượt nhấp đôi vào các linh kiện cần dùng, các
linh kiện này sẽ xuất hiện ở vùng lấy thiết bị. Khi lấy
đủ linh kiện, bấm Close để đóng thư viện

Trên vùng đã chọn nhấp trái để chọn linh kiện sau đó
nhấp trái lên vùng làm việc để đặt lên mạch

Ngoài ra ISIS còn hỗ trợ công cụ tìm kiếm khá
nhanh, trong lúc đang vẽ mạch bấm phím P để xuất

hiện cửa sổ tìm kiếm.

Ví dụ ta tìm IC 555:
Phần 2: Mạch điện mô phỏng trên proteus
I.Sơ đồ nguyên lí :
Nguyên lý hoạt động

Khối càm biến nhiệt độ ic lm35 có nhiệm vụ thay đổi giá trị
điện áp ở đầu ra theo nhiệt độ mà cụ thể là 10mv/độ.Tín hiệu
tương tự ở đầu ra của lm 35 sẽ được đưa vào bộ chuyển đổi
ADC0804.

Tại ADC0804 tín hiệu tương tự nhận được sẽ được chuyển
đổi thành tín hiệu số để đưa vào vi điều khiển 8051.

Vi điều khiển nhận được tín hiệu từ cổng p0 sau đó sẽ xử lý
tín hiệu số này trước khi xuất ra lcd

LCD nhận được dữ liệu và lệnh từ vi điều khiển sẽ hiển thị dữ
liệu trên màn hình
II.Các khối chức năng của mạch
1.Khối cảm biến nhiệt độ LM35:
+Bộ cảm biến chuyển đổi các đại lương vật lí như : nhiệt độ,
cường độ ánh sáng thành các tín hiệu điện. Phụ thuộc vào bộ
cảm biến mà đầu ra có thể là tín hiệu dạng điện áp, dòng, trở
kháng hay dung kháng.

.
+Ở đây nhiệt độ được biến đổi thành tín hiệu điện sử
dụng bộ cảm biến nhiệt là themistor.

+Bộ cảm biến nhiệt đáp ứng sự thay đổi nhiệt độ băng
cách thay đổi trở kháng song đáp ứng này không tuyến
tính.
+Bảng trở kháng của bộ cảm biến nhiệt theo nhiệt độ.
Nhiệt độ Trở kháng của cảm biến
(kΩ)
0 29.490
25 10.000
50 3.893
75 1.700
100 0.817
.
+LM35 là họ cảm biến nhiệt, mạch tích hợp, chính xác
cao có điện áp đầu ra tỷ lệ tuyến tính với nhiệt độ theo
thang độ Celsius. Họ này không yêu cầu căn chỉnh
ngoài
+LM35 cho ra điện áp 10mV ứng với thay đổi nhiệt độ
10C
2.Khối chuyển đổi ADC :
+ Chip ADC0804 là bộ chuyển đổi tương tự số thuộc họ
ADC800 của hãng National Semiconductor
+Chip có điện áp nuôi +5V và độ phân giải 8 bit.
+Thời gian chuyển đổi đ ược định nghĩa là thời gian mà
bộ ADC cần để chuyển một đầu vào tương tự thành một
số nhị phân.
+Đối với ADC0804 th ì thời gian chuyển đổi phụ thuộc
vào tần số đồng hồ được cấp tới chân CLK và CLK IN
và không bé hơn 110µs.
.


Chức năng các chân

+ CS (Chip select):

Chân số 1, là chân chọn Chip, đầu vào tích cực mức
thấp được sử dụng để kích hoạt Chip ADC0804.

+RD (Read):

Chân số 2, là một tín hiệu vào, tích cực ở mức thấp.
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 cao xuống thấp
th ì bộ ADC0804 bắt đầu quá trình chuyển đổi giá trị
đầu vào tương tự Vin về số nhị phân 8 bit

+ CLK IN và CLK R:

CLK IN (chân số 4), là chân vào nối tới đồng hồ
ngoài được sử dụng để tạo thờgian.


CLK R (chân s ố 19) được nối với một tụ điện và
một điện trở
.
+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 l à 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 tưộng tự và sẽ được chuyển đổi về dạng số.
.
+ VccL:
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 - +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)
Hở 0 - 5 5/256 = 19.53

2.0 0 - 4 4/256 = 15.62
1.5 0 - 3 3/256 = 11.71
0 – 2.56 0 – 2.56 2.56/256 = 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
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 áp đầu ra ta
tính theo công thức sau:
Dout = Vin / kích thước bước

Dout: đầu ra dữ liệu số dạng thập phân

Vin: điện áp đầu vào tương tự

Kích thước bước: là sự thay đổi nhỏ nhất được tính
bằng (2 x Vref/2) chia cho 256 đối với ADC 8 bit.
3.Khối xử lí VDK 8051: :
Dựa trên những kiến thức về vi điều khiển,màn hình
LCD và lập trình ghép nối giữa vi điều khiển với thiết bị
ngoại vi , cụ thể là ghép nối vi điều khiển 8051 với màn
hình LCD để hiện thị nhiệt độ trên LCD.
Để lập trình 8051 có thể dùng các ngôn ngữ bậc cao
như: Forth, BASIC, Pascal, PL/M и Modula 2, nhưng
phổ biến là sử dụng trình biên dịch lập trình C và
Assembler .
.


Chíp 8051(80C51) là bộ vi điều khiển đầu tiên của họ
vi điều khiển MCS-51 bao gồm :
+4KB ROM,
+128 byte RAM
+32 đường xuất nhập, chia làm 4 port(port0 đến
port3)
+2 bộ định thời 16 bit.
+Một cổng nối tiếp
+không gian nhớ chương trình ngoài 64KB
+Bộ xử lý bit
+210 vị trí nhớ được định địa chỉ,mỗi vị trí một bit