ĐỒ ÁN MÔN HỌC LỊCH VẠN NIÊN ĐIỀU KHIỂN TỪ XA

KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐÔ ÁN MỨC 2

MỤC LỤC
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT............................................................................................................... 4

I.GIỚ THIỆU VỀ 89C51.............................................................................................................4
1.1.GIỚI THIỆU CHUNG.................................................................................................................4
1.3.Chức năng các chân vi điều khiển...................................................................................................................6

II.TỔNG QUAN VỀ IC DS1307( IC ĐỊNH THỜI GIAN THỰC)............................................9
2.1. TỔNG QUAN VỀ DS1307.......................................................................................................9
2.1.1. Sơ đồ chân DS1307.................................................................................................................................................9
2.1.2. Cấu tạo bên trong DS1307....................................................................................................................................11

2.2. Khái quát giao diện I2C ...............................................................................................................................14
2.3. Mode (chế độ) truyền dữ liệu giữa DS1307 và AT8951...............................................................................18

2.3.1. Mode Data Write (chế độ ghi dữ liệu)..................................................................................................................18
2.3.2. Mode Data Read (chế độ dọc dữ liệu)..................................................................................................................19

III.GIỚI THIỆU VỀ IC ADC 08043(IC CHUYỂN ĐỔI TƯƠNG TỰ - SỐ)..........................20
3.1.Giới thiệu chung ...........................................................................................................................................20
3.2.Chức năng các chân .....................................................................................................................................20

IV.GIỚI THIỆU VỀ IC CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ LM35..........................................................22
4.1. Một số tính chất cơ bản của LM35..............................................................................................................22
4.2. Dải nhiệt độ và sự thay đổi trở kháng theo nhiệt độ của LM35..................................................................23
V.TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG HỒNG NGOẠI
5.1. Khái niệm tia hồng ngoại.

Ánh sáng hồng ngoại (tia hồng ngoại) là ánh sáng không thể nhìn thấy được bằng mắt thường , có bước
sóng khoảng từ 0.86μm đến 0.98μm . Tia hồng ngoại có vận tốc truyền bằng vận tốc ánh sáng .
- Tia hồng ngoại có thể truyền đi được nhiều kênh tín hiệu. Nó được ứng dụng rộng rãi trong công
nghiệp.Lượng thông tin có thể đạt 3 mega bit /s .Lượng thông tin được truyền đi với ánh sáng hồng ngoại
lớn gấp nhiều lần so với sóng điện từ mà người ta vẫn dùng .
- Tia hồng ngoại dễ bị hấp thụ , khả năng xuyên thấu kém . Trong điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại ,
chùm tia hồng ngoại phát đi hẹp , có hướng , do đó khi thu phải đúng hướng
5.2. Nguyên tắc thu phát hồng ngoại.
* ) Nguyên tắc phát tín hiệu.
Sơ đồ khối của mạch phát.

+ Giải thích sơ đồ.
- Khối chọn chức năng và khối mã hóa : Khi người sử dụng bấm vào các phím chức năng để phát lệnh yêu cầu
của mình , mổĩ phím chức năng tương ứng với một số thập phân . Mạch mã hóa sẽ chuyển đổi thành mã nhị
phân tương ứng dưới dạng mã lệnh tín hiệu số gồm các bít 0 và 1 . Số bit trong mã lệnh nhị phân có thể là 4
bit hay 8 bit … tùy theo số lượng các phím chức năng nhiều hay ít .
- Khối dao động có điều kiện : Khi nhấn 1 phím chức năng thì dồng thời khởi động mạch dao động tạo xung
đồng hồ , tần số xung đồng hồ xác định thời gian chuẩn của mỗi bit .
- Khối chốt dữ liệu và khối chuyển đổi song song ra nối tiếp : Mã nhị phân tại mạch mã hóa sẽ được chốt để
đưa vào mạch chuyển đổi dữ liệu song song ra nối tiếp . Mạch chuyển đổi dữ liệu song song ra nối tiếp được
điều khiển bởi xung đồng hồ và mạch định thời nhằm đảm bảo kết thúc đúng lúc việc chuyểnđổi đủ số bit của
một mã lệnh .
- Khối điều chế và phát FM : mã lệnh dưới dạng nối tiếp sẽ được đưa qua mạch điều chế và phát FM để ghép
mã lệnh vào sóng mang có tần số 38Khz đến 100Khz , nhờ sóng mang cao tần tín hiệu được truyền đi xa
hơn , nghĩa là tăng cự ly phát .

GVHD: Vũ Văn Chiến
SVTH: Đào Thị An
Nguyễn Văn Linh
Nguyễn Thị Loát

Trang 1


KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐÔ ÁN MỨC 2

- Khối thiết bị phát : là một LED hồng ngoại . Khi mã lệnh có giá trị bit =’1’ thì LED phát hồng ngoại trong
khoảng thời gian T của bit đó . Khi mã lệnh có giá trị bit=’0’ thì LED không sáng . Do đó bên thu không nhận
được tín hiệu xem như bit = ‘0’ .
* Nguyên tắc thu tín hiệu.
Sơ đồ khối

- Khối thiết bị thu : Tia hồng ngoại từ phần phát được tiếp nhận bởi LED thu hồng ngoại hay các linh kiện
quang khác .
- Khối khuếch đại và Tách sóng : trước tiên khuếch đại tính hiệu nhận rồi đưa qua mạch tách sóng nhằm triệt
tiêu sóng mang và tách lấy dữ liệu cần thiết là mã lệnh .
- Khối chuyển đổi nối tiếp sang song song và Khối giải mã : mã lệnh được đưa vào mạch chuyển đổi nối tiếp
sang song song và đưa tiếp qua khối giải mã ra thành số thập phân tương ứng dưới dạng một xung kích tại
ngõ ra tương ứng để kích mở mạch điều khiển .
- Tần số sóng mang còn được dùng để so pha với tần số dao động bên phần thu giúp cho mạch thu phát hoạt
động đồng bộ , đảm bảo cho mạch tách sóng và mạch chuyển đổi nối tiếp sang song song hoạt động chính
xác.......................................................................................................................................................................25
5.3. Mạch phát tín hiệu hồng ngoại.
Sơ đồ mạch nguyên lý.
+ PT2248 là con điều khiển phát tín hiệu hồng ngoại với đầu ra có 18 chức năng. Hiểu đơn giản là nó phát
được 18 kênh với mã hóa khác nhau. PT2248 làm việc được với điện áp (2.2V - 5V) và được ứng dụng nhiều
trong các thiết bị điều khiển từ xa với khoảng cách ngắn.
+Chọn tần số dao động : tần số sóng mang mang mã truyền là tần số thu được dovi mạch mã hóa sau khi

tiến hành chia 12 lần đối với tần số dao động của bộ cộng hưởng bằng thạch anh được đấu ở bên ngoài . Cho
nên mức độ ổn định của tần số này phụ thuộc vào chất lượng và quy cách của thạch anh .Tần số dao động
của mạch phát thường là 400-500Khz . Đối với mạch phát trên thì nên chọn tần số của thạch anh là 455Khz.
(Vì con này có ngoài thị trường)
Tần số sóng mang = Tấn số dao động / 12 = 455/12 = 38KHZ
+ Do đầu ra của IC có dòng rất bé nên ta phải dùng thêm bộ khuyếch đại tín hiệu của nó lên nên dùng con
A1013. Hay ta có thể khuếch đại tín hiệu dùng mạch Dalington cũng được (hệ số khuếch đại lớn)
+ Mã hóa các phìm được lắp theo kiểu ma trận. Cái này được lắp theo sơ đồ trong datasheet!
5.4. Mạch thu hồng ngoại
Sơ đồ mạch nguyên lý

+ Đối với modul mắt thu trên thì trường có 2 loại module mắt thu tín hiệu hồng ngoại . Một loại vỏ sắt và 1
loại vỏ bằng nhựa. Dùng loại module này chống được nhiễu bên ngoài và thu được tín hiệu xung quang nó.
Các xác định chân rất đơn giản là

Nhìn trên hình ảnh đó thì :
- Chân 1 là chân tín hiệu out
- Chân 2 là chân GND

GVHD: Vũ Văn Chiến
SVTH: Đào Thị An
Nguyễn Văn Linh
Nguyễn Thị Loát

Trang 2


KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐÔ ÁN MỨC 2

- Chân 3 là chân VCC
+ PT2249 là IC thu tín hiệu từ PT2248 và giải mã tín hiệu từ PT2248 cho ra các kênh tương ứng. Với 10 đầu ra
chứ năng tương ứng với 10 kênh tín hiệu. NHưng mà ở mạch này tôi chỉ thí nghiệm vơi năm kênh nếu muốn
các pác có thể lắp thêm! Cái này các pác xem theo datasheet. Chứ còn hiểu nó hoạt động trong thân của nó
lằng nhằng lắm. Nói chung cứ làm cho nó chạy là OK.
.............................................................................................................................................................................28

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH...................................................................32
I. THIẾT KẾ MẠCH NHIỆT ĐỘ.............................................................................................32
1.1.Sơ đồ khối......................................................................................................................................................32
1.2.Sơ đồ nguyên lý và nguyên lý hoạt động......................................................................................................33
1.3.Nguyên lý hoạt động.....................................................................................................................................33
1.4.Sơ đồ board...................................................................................................................................................34
1.5.Lưu đồ thuật toán.........................................................................................................................................35
1.6.Chương trình nhiệt độ...................................................................................................................................38

II. THIẾT KẾ MẠCH ĐỒNG HỒ THỜI GIAN THỰC ..........................................................39
2.1.Sơ đồ khối......................................................................................................................................................39
2.1.Sơ đồ nguyên lý và nguyên lý hoạt động......................................................................................................40
2.3.Nguyên lý hoạt động.....................................................................................................................................40
2.4.Sơ đồ board...................................................................................................................................................42
2.6.Chương trình đồng hồ thời gian thực...........................................................................................................43

III. KHỐI HIỂN THỊ.................................................................................................................51
3.1. Sơ đồ nguyên lý............................................................................................................................................51
CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ.................................................................................................................. 54

I. KẾT LUẬN........................................................................................................................54
II. ĐỀ NGHỊ..............................................................................................................................54

LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời đại ngày nay khi nhân loại đang trải qua những bước tiến vượt bậc về khoa học công
nghệ,thì nghành điện tử cũng có những bước tiến đặc biệt quan trọng đặc biệt trong lĩnh vực vi
điều khiển. Các bộ vi xử lí ngày càng hoàn thiện và phát triển được sử dụng trong hầu hết các hệ
thống điều khiển tử động trong công nghiệp, khoa học kỹ thuật, cũng như trong các thiết bị dân
dụng. Chính nhờ vai trò chức năng vai trò của vi xử lí đã đem lại ưu điểm, nhiều tính năng đặc
biệt cho các hệ thống điều khiển thay thế con người trong công việc yêu cầu phức tạp và đòi hỏi
kỹ thuật cao.
Ngày nay các nhà nghiên cứu không ngừng nghiên cứu các hệ thống điều khiển và sử dụng vi xử
lí để thay thế và cũng chính vì thế đã thúc đảy vi xử lí phát triển và ngày càng hoàn thiện hơn với
yêu cầu điều khiển hiện nay.
Qua quá trình học tập và rèn luyện chúng em cũng đã được làm quen với một số IC vi xử lí với
những chức năng, ứng dụng rộng rãi trong thực tế.Để áp dụng tính năng đặc biệt đó của vi xử lí
GVHD: Vũ Văn Chiến
SVTH: Đào Thị An
Nguyễn Văn Linh
Nguyễn Thị Loát

Trang 3


KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐÔ ÁN MỨC 2

vào thực tiễn thì nhóm chúng em đã nghiên cứu và thực hiện đồ án với đề tài: “LỊCH VẠN
NIÊN ĐIỀU KHIỂN TỪ XA”. Với mô hình này có thể giúp chúng ta có thể điều khiển hệ
thống hiển thị thời gian & ngày tháng trên LED 7đoạn.... Trong hệ thống này thì chúng em đã sử
dụng IC 8051 là IC điều khiển chính, bởi vì 8051 có nhiều tính năng đặc biệt so với các họ vi xử

lí khác nên nó được sử dụng rông rãi trong kỹ thuật
Để hoàn thành được đồ án này ngoài sự tìm tòi của các thành viên trong nhóm còn có sự hướng
dẫn tận tình của thầy giáo: Vũ Văn Chiến , và các bạn . Chúng em xin chân thành cám ơn thầy
cùng các bạn. Tuy đã cố gắng rất nhiều nhưng do vốn kiến thức cũng như kinh nghiệm còn hạn
chế nên đề tài vẫn còn thiếu sót .Rất mong sự đóng góp ý kiến của thầy cùng các bạn để đề tài
chúng em được hoàn thiện hơn.
chúng em xin chân thành cảm ơn !

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT
I.GIỚ THIỆU VỀ 89C51
1.1.Giới thiệu chung
IC vi điều khiển 8051(8951) thuộc họ MCS51 có các đặc điểm sau:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•

4Kbyte ROM (được lập trình bởi nhà sản xuất chỉ có ở 8951)
128 byte RAM
4 port I10 8 bit
Hai bộ định thời 16bit
Giao tiếp nối tiếp
64KB không gian bộ nhớ chương trình mở rộng
64KB không gian bộ nhớ dữ liệu mở rộng

1 bộ xử lý luận lý (thao tác trên các bit đơn)
210bit được địa chỉ hoá
bộ nhân / chia 4µs

GVHD: Vũ Văn Chiến
SVTH: Đào Thị An
Nguyễn Văn Linh
Nguyễn Thị Loát

Trang 4


KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐÔ ÁN MỨC 2

1.2.Cấu trúc bên trong của 8951

Sơ đồ khối (8951)
Phần chính của vi

điều

khiển 8051(8951)

là bộ vi

xử lý trung tâm (CPU: Central Processing Unit) bao gồm:
-

Thanh ghi tích luỹ A

-

Thanh ghi tích luỹ phụ B, dùng cho phép nhân và phép chia.

-

Đơn vị logic học (ALU: Arithmetic Logical Unit)

-

Từ trạng thái chương trình (PSW: Program Status Word)

-

Bốn băng thanh ghi

-

Con trỏ ngăn xếp

-

Ngoài ra còn có bộ nhớ chương trình, bộ giải mã lệnh, bộ điều khiển thời gian và logi.

động, ngoài ra còn có khả năng đưa một tín hiệu giữ nhịp từ bên ngoài.
Chương trình đang chạy có thể cho dừng lại nhờ một khối điều khiển ngắt ở bên trong. Các
nguồn ngắt có thể là: các biến cố ở bên ngoài, sự tràn bộ đếm định thời hoặc cũng có thể là giao
diện nối tiếp.

Hai bộ định thời 16bit hoạt động như một bộ đếm.
Các cổng (port0, port1, port2, port3) sử dụng vào mục đích điều khiển.
Ở cổng 3 có thêm các đường dẫn điều khiển dùng để trao đổi với một bộ nhớ bên ngoài, hoặc để
đầu nối giao diện nối tiếp, cũng như các đường ngắt dẫn bên ngoài.
Giao diện nối tiếp có chứa một bộ truyền và một bộ nhận không đồng bộ làm việc độc lập với
nhau. Tốc độ truyền qua cổng nối tiếp có thể đặt trong vảy rộng và được ấn định bằng một bộ
định thời.
GVHD: Vũ Văn Chiến
SVTH: Đào Thị An
Nguyễn Văn Linh
Nguyễn Thị Loát

Trang 5


KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐÔ ÁN MỨC 2

Trong vi điều khiển 8051(8951) có hai thành phần quan trọng khác đó là bộ nhớ và các thanh
ghi:
-

Bộ nhớ gồm có bộ nhớ RAM dùng để lưu trữ dữ liệu và mã lệnh.

-

Các thanh ghi sử dụng để lưu trữ thông tin trong quá trình xử lý. Khi CPU làm việc nó

làm thay đổi nội dung của các thanh ghi.

1.3.Chức năng các chân vi điều khiển.

Chức năng các chân của vi điều khiển

GVHD: Vũ Văn Chiến
SVTH: Đào Thị An
Nguyễn Văn Linh
Nguyễn Thị Loát

Trang 6


KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐÔ ÁN MỨC 2

a. Port0: Là port có 2 chức năng ở trên chân từ 32 đến 39 trong các thiết kế cỡ nhỏ (không dùng
bộ nhớ mở rộng) có hai chức năng như các đường IO. Đối với các thiết kế cỡ lớn (với bộ nhớ mở
rộng) nó được kết hợp kênh giữa các bus.
b. Port1: Là một port I/O trên các chân 1-8. Các chân được ký hiệu P1.0, P1.1, P1.2... có thể
dùng cho các thiết bị ngoài nếu cần. Port1 không có chức năng khác, vì vậy chúng ta chỉ được
dùng trong giao tiếp với các thiết bị ngoài.
c. Port2: Là một port công dụng kép trên các chân 21-28 được dùng như các đường xuất nhập
hoặc là byte cao của bus địa chỉ đối với các thiết kế dùng bộ nhớ mở rộng.
d. Port3: là một port công dụng kép trên các chân 10-17. Các chân của port này có nhiều chức
năng, các công dụng chuyển đổi có liên hệ với các đặc tính đặc biệt của 8951 như ở bảng sau:

Bit
P3.0

Tên
RXD

Chức năng chuyển đổi
Dữ liệu nhận cho port nối tiếp

P3.1

TXD

Dữ liệu phát cho port nối tiếp

P3.2

INTO

Ngắt 0 bên ngoài

P3.3

INT1

Ngắt 1 bên ngoài

P3.4

TO

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
Chức năng của các chân trên Port3

e. PSEN (Program Store Enable): 8951 có 4 tín hiệu điều khiển PSEN là tín hiệu ra trên chân
29. Nó là tín hiệu điều khiển để cho phép bộ nhớ chương trình mở rộng và thường được nối đến
chân OE (Output Enable) của một EPROM để cho phép đọc các byte mã lệnh.
PSEN sẽ ở mức thấp trong thời gian lấy lệnh. Các mã nhị phân của chương trình được đọc từ
EPROM qua bus và được chốt vào thanh ghi lệnh của 8951 để giải mã lệnh. Khi thi hành chương
trình trong ROM nội PSEN sẽ ở mức thụ động (mức cao).
f. ALE (Address Latch Enable):
GVHD: Vũ Văn Chiến
SVTH: Đào Thị An
Nguyễn Văn Linh
Nguyễn Thị Loát

Trang 7


KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐÔ ÁN MỨC 2

Tín hiệu ra ALE trên chân 30 tương hợp với các thiết bị làm việc với các xử lý 8585, 8088, 8086,
8051 dùng ALE một cách tương tự cho làm việc giải các kênh các bus địa chỉ và dữ liệu khi
port0 đựoc dùng trong chế độ chuyển đổi của nó: vừa là bus dữ liệu vừa là bus thấp của địa chỉ,
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 port0 dùng để xuất hoặc nhập dữ liểutong nửa sau chu kỳ của bộ nhớ.
Các xung tín hiệu ALE có tốc độ bằng 1/6 lần tần số dao động trên chip và có thể được dùng là
nguồn xung nhịp cho các hệ thống. Nếu xung trên 8051(8951) là 12 MHz thì ALE có tần số
2MHz. Chỉ ngoại trừ khi thi hành lệnh MOVX, một xung ALE sẽ bị mất. Chân này cũng được
làm ngõ vào cho xung lập trình cho EPROM trong 8051(8951).
g. EA (External Access):
Tín hiệu vào EA trên chân 31 thường được mắc lên mức cao (+5V) hoặc mức thấp (GND). Nếu
ở mức cao, 8051(8951) thi hành chương trình từ ROM nội trong khoảng địa chỉ thấp (4K). Nếu ở
mức thấp, chương trình được thi hành từ bộ nhớ mở rộng.Nếu EA được nối mức thấp bộ nhớ bên
trong chương trình 8051(8951) sẽ bị cấm và chương trình thi hành từ EPROM mở rộng. Người ta
còn dùng chân EA làm chân cấp điện áp 21V khi lập trình cho EPROM trong 8051(8951).
h. SRT (Reset):
Ngõ vào RST trên chân 9 là ngõ Reset của 8051(8951). Khi tín hiệu này được đưa lên mức cao
(trong ít nhất 2 chu kỳ máy), các thanh ghi trong 8951 đựoc tải những giá trị thích hợp để khởi
động hệ thống.
i. Các ngõ vào bộ dao động trên chip:
8051(8951) có một bộ dao động trên chip. Nó thường được nối với thạch anh giữa hai chân 18 và
19. Các tụ giữa cũng cần thiết. Tần số thạch anh thông thường là 12 MHz.

j. Các chân nguồn:
8051(8951) vận hành với nguồn đơn +5V. VCC được nối vào chân 40 và VSS (GND) được nối
vào chân 20.\

GVHD: Vũ Văn Chiến
SVTH: Đào Thị An
Nguyễn Văn Linh
Nguyễn Thị Loát

Trang 8


KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐÔ ÁN MỨC 2

II.TỔNG QUAN VỀ IC DS1307( IC ĐỊNH THỜI GIAN THỰC)
2.1. Tổng quan về DS1307
2.1.1. Sơ đồ chân DS1307
DS1307 là chip đồng hồ thời gian thực (RTC : Real-time clock), khái niệm thời gian thực
ở đây được dùng với ý nghĩa thời gian tuyệt đối mà con người đang sử dụng, tính bằng giây,
phút, giờ…DS1307 là một sản phẩm của Dallas Semiconductor (một công ty thuộc Maxim
Integrated Products). Chip này có 7 thanh ghi 8-bit chứa thời gian là: giây, phút, giờ, thứ (trong
tuần), ngày, tháng, năm. Ngoài ra DS1307 còn có 1 thanh ghi điều khiển ngõ ra phụ và 56 thanh
ghi trống có thể dùng như RAM. DS1307 được đọc và ghi thông qua giao diện nối tiếp I2C nên
cấu tạo bên ngoài rất đơn giản. DS1307 xuất hiện ở 2 gói SOIC và DIP có 8 chân như trong hình
sau.

Hai gói cấu tạo của chip DS1307
Các chân của DS1307 được mô tả như sau:

- X1 và X2: là 2 ngõ kết nối với 1 thạch anh 32.768KHz làm nguồn tạo dao động cho chip
- VBAT: cực dương của một nguồn pin 3V nuôi chip
- GND: chân mass chung cho cả pin 3V và Vcc
- Vcc: nguồn cho giao diện I2C, thường là 5V và dùng chung với vi điều khiển. Chú ý: nếu
Vcc không được cấp nguồn nhưng VBAT được cấp thì DS1307 vẫn đang hoạt động (nhưng
không ghi và đọc được).
- SQW/OUT: Đây là chân tạo ngõ ra xung vuông của DS1307 có 4 chế độ 1Hz, 4.096HZ,
8.192Hz, 32.768Hz... các chế độ này đuợc quy định bởi các bit của thanh ghi Control Register
(địa chỉ 0x07).
GVHD: Vũ Văn Chiến
SVTH: Đào Thị An
Nguyễn Văn Linh
Nguyễn Thị Loát

Trang 9


KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐÔ ÁN MỨC 2

- SCL và SDA là đường giữ xung nhịp và đường dữ liệu của giao diện I2C mà chúng ta sẽ
tìm hiểu sau.

GVHD: Vũ Văn Chiến
SVTH: Đào Thị An
Nguyễn Văn Linh
Nguyễn Thị Loát

Trang 10

KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐÔ ÁN MỨC 2

2.1.2. Cấu tạo bên trong DS1307

Sơ đồ khối bên trong chip DS1307
Cấu tạo bên trong DS1307 bao gồm một số thành phần như mạch nguồn, mạch dao động,
mạch điều khiển logic, mạch giao điện I2C, con trỏ địa chỉ và các thanh ghi (hay RAM). Do đa
số các thành phần bên trong DS1307 là thành phần “cứng” nên chúng ta không có quá nhiều việc
khi sử dụng DS1307. Sử dụng DS1307 chủ yếu là ghi và đọc các thanh ghi của chip này. Vì thế
cần hiểu rõ 2 vấn đề cơ bản đó là cấu trúc các thanh ghi và cách truy xuất các thanh ghi này
thông qua giao diện I2C
Như đã trình bày, bộ nhớ DS1307 có tất cả 64 thanh ghi 8−bit được đánh địa chỉ từ 0 đến
63 (từ 0x00h đến 0x3Fh). Tuy nhiên, thực chất chỉ có 8 thanh ghi đầu là dùng cho chức năng
“đồng hồ”, còn lại 56 thanh ghi bỏ trống có thể được dùng chứa biến tạm như RAM nếu muốn.
GVHD: Vũ Văn Chiến
SVTH: Đào Thị An
Nguyễn Văn Linh
Nguyễn Thị Loát

Trang 11


KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐÔ ÁN MỨC 2

Bảy thanh ghi đầu tiên chứa thông tin về thời gian của đồng hồ bao gồm: giây (SECONDS), phút
(MINUETS), giờ (HOURS), thứ (DAY), ngày (DATE), tháng (MONTH) và năm (YEAR). Việc
ghi giá trị vào 7 thanh ghi này tương đương với việc “cài đặt” thời gian khởi động cho RTC.
Việc đọc giá từ 7 thanh ghi là quá trình đọc thời gian thực mà RTC tạo ra.

Tổ chức bộ nhớ trong DS1307
Vì 8 thanh ghi đầu tiên là quan trọng nhất trong hoạt động của DS1307, chúng ta sẽ khảo
sát các thanh ghi này một cách chi tiết. Trước hết hãy quan sát tổ chức theo từng bit của các
thanh ghi này trong hình sau:

GVHD: Vũ Văn Chiến
SVTH: Đào Thị An
Nguyễn Văn Linh
Nguyễn Thị Loát

Trang 12


KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐÔ ÁN MỨC 2

Chú ý là tất cả các giá trị thời gian lưu trong các thanh ghi theo dạng BCD (BinaryCoded Decimal).
Thanh ghi giây (SECONDS): thanh ghi này là thanh ghi đầu tiên trong bộ nhớ của
DS1307, địa chỉ của nó là 0x00. Bốn bit thấp của thanh ghi này chứa mã BCD 4-bit của chữ số
hàng đơn vị của giá trị giây. Do giá trị cao nhất của chữ số hàng chục là 5 nên chỉ cần 3 là đủ. Bit
cao nhất (bit thứ 7) trong thanh ghi này là 1 bit điều khiển có tên CH (Clock halt – treo đồng hồ),
nếu bit này được set bằng 1 bộ dao động trong chip bị vô hiệu hóa, đồng hồ không hoạt động. Vì
vậy, nhất thiết phải reset bit này xuống 0 ngay từ đầu.
Thanh ghi phút (MINUTES): có địa chỉ 0x01h, chứa giá trị phút của đồng hồ. Tương tự

thanh ghi SECONDS, chỉ có 7 bit của thanh ghi này được dùng lưu mã BCD của phút, bit thứ 7
luôn luôn bằng 0.
Thanh ghi giờ (HOURS): có thể nói đây là thanh ghi phức tạp nhất trong chip DS1307.
Thanh ghi này có địa chỉ 0x02h. Trước hết 4 bit thấp của thanh ghi này được dùng cho chữ số
hàng đơn vị của giờ. Do DS1307 hỗ trợ 2 loại hệ thống hiển thị giờ là: 12h và 24h giờ, vì vậy bit
thứ 6 được dùng để xác lập hệ thống giờ. Nếu bit thứ 6 = 0 thì hệ thống 24h được chọn, khi đó 2
bit thứ 5 và thứ 4 dùng mã hóa chữ số hàng chục của giá trị giờ. Do giá trị lớn nhất của chữ số
hàng chục trong trường hợp này là 2 nên cần 2 bit để mã hóa. Nếu bit thứ 6 = 1 thì hệ thống 12h
được chọn. Với trường hợp này chỉ có 1 bit thứ 4 dùng mã hóa chữ số hàng chục của giờ, bit thứ
5 chỉ buổi trong ngày (AM hoặc PM). Bit thứ 5 = 0 là AM và bit thứ 5 = 1 là PM. Bit thứ 7 luôn
bằng 0.
Thanh ghi thứ (DAY – ngày trong tuần): nằm ở địa chỉ 0x03h. Thanh ghi DAY chỉ
mang giá trị từ 1 đến 7 tương ứng từ Chủ nhật đến thứ 7 trong 1 tuần. Vì thế, chỉ có 3 bit thấp
trong thanh ghi này có nghĩa. Các bit còn lại luôn bằng 0.
Thanh ghi ngày (DATE – ngày trong tháng): nằm ở địa chỉ 0x04h. Thanh ghi DATE
mang giá trị từ 1 đến 31, chỉ có 5 bit đầu tiên là có nghĩa. Các bit còn lại luôn bằng 0.
Thanh ghi tháng (MONTH): nằm ở địa chỉ 0x05h. Thanh ghi MONTH mang giá trị từ 1
đến 12, chỉ có 4 bit đầu tiên là có nghĩa. Các bit còn lại bằng 0.
Thanh ghi năm (YEAR): nằm ở địa chỉ 0x06h. Thanh ghi YEAR mang giá trị từ 0 đến
99. Chip DS1307 chỉ dùng cho 100 năm, nên giá trị năm chỉ có 2 chữ số, phần đầu của năm do
người dùng tự thêm vào.
GVHD: Vũ Văn Chiến
SVTH: Đào Thị An
Nguyễn Văn Linh
Nguyễn Thị Loát

Trang 13


KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐÔ ÁN MỨC 2

Thanh ghi điều khiển (CONTROL REGISTER): có địa chỉ là 0x07h, thanh ghi
CONTROL REGISTER được dùng để điều khiển tần số xung vuông ở ngỏ ra SQW/OUT. Giá trị
các bít trong thanh ghi CONTROL REGISTER được biểu diển như sau:

Bit 7_Output Control (OUT): dùng để kiểm soát mức logic tại SQW/OUT.
Bit 4_Square-Wave Enable (SQWE): bit này được set lên bằng 1 để tạo dao động ở đầu
ra.
Bits 1 and 0_ Rate Select (RS[1:0]): 2 bit này dùng điều khiển tần số dao động ở ngỏ ra
SQW/OUT, với 4 tần số được chọn như sau:

2.2. Khái quát giao diện I2C


I2C là viết tắc của từ Inter - Integrated Circuit là một chuẩn truyền thông nối tiếp đồng

bộ do hãng điện tử Philips Semiconductor sáng lập và xây dựng thành chuẩn năm 1990.



Các khái niệm cơ bản trong giao diện I2C:
Master (chip chủ): là chip khởi động quá trình truyền nhận, phát đi địa chỉ của thiết bị cần
giao tiếp và tạo xung giữ nhịp trên đường SCL.



Slave (chip tớ): là chip có một địa chỉ cố định, được gọi bởi Master và phục vụ yêu cầu từ
Master.

GVHD: Vũ Văn Chiến
SVTH: Đào Thị An
Nguyễn Văn Linh
Nguyễn Thị Loát

Trang 14


KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ



ĐÔ ÁN MỨC 2

SDA (Serial Data): là đường dữ liệu nối tiếp, tất cả các thông tin về địa chỉ hay dữ liệu
đều được truyền trên đường này theo thứ tự từng bit một. Chú ý là trong chuẩn I2C, bit
có trọng số lớn nhất (MSB) được truyền đi trước nhất.



SCL (Serial Clock): là đường xung giữ nhịp nối tiếp. I2C là chuần truyền thông nối tiếp
đồng bộ, cần có 1 đường tạo xung giữ nhịp cho quá trình truyền/nhận, cứ mỗi xung trên
đường giữ nhịp SCL, một bit dữ liệu trên đường SDA sẽ được lấy mẫu (sample). Dữ liệu
nối tiếp trên đường SDA được lấy mẫu khi đường SCL ở mức cao trong một chu kỳ giữ
nhịp, vì thế đường SDA không được đổi trạng thái khi SCL ở mức cao (trừ điều kiện
START và STOP). Chân SDA có thể được đổi trạng thái khi SCL ở mức thấp.


Một giao tiếp I2C gồm có 2 dây: Serial Data (SDA) và Serial Clock (SCL). SDA là

đường truyền dữ liệu theo 2 hướng (từ master đến slave và ngược lại), còn SCL là đường
truyền xung đồng hồ chỉ truyền theo một hướng (từ master đến slave).


Trong một giao diện I2C thì có một thiết bị là chủ (master) và một thiết bị là tớ

(slave). Tại sao lại có sự phân biệt này? Đó là vì trên một giao diện I2C thì quyền điều khiển
thuộc về thiết bị chủ. Thiết bị chủ nắm vai trò tạo xung đồng bộ cho toàn hệ thống, khi giữa 2
thiết bị chủ/tớ giao tiếp thì thiết bị chủ có nhiệm vụ tạo ra xung đồng bộ và quản lý đến thiết bị
tớ trong suốt quá trình giao tiếp. Thiết bị chủ giữ vai trò chủ động, còn thiết bị tớ giữ vai trò bị
động trong quá trình giao tiếp.


Một giao diện I2C có thể hoạt động ở nhiều chế độ khác nhau:
- Một chủ một tớ (one master – one slave)
- Một chủ nhiều tớ (one master – multi slave)
- Nhiều chủ nhiều tớ (Multi master – multi slave)



Vài điều kiện cần biết khi thiết lập một giao tiếp I2C:

GVHD: Vũ Văn Chiến
SVTH: Đào Thị An
Nguyễn Văn Linh
Nguyễn Thị Loát

Trang 15

KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐÔ ÁN MỨC 2

- Điều kiện START (gọi tắt là S): điều kiện START được thiết lập khi có một sự
chuyển đổi trạng thái từ cao xuống thấp tại SDA, khi SCL đang ở mức cao (mức cao là 1,
mức thấp là 0).
- Điều kiện STOP (gọi tắt là P): điều kiện STOP được thiết lập khi có một sự chuyển
đổi trạng thái từ thấp lên cao tại SDA, khi SCL đang ở mức cao.
- Điều kiện REPEAT START (bắt đầu lặp lại): khoảng giữa điều kiện START và
STOP là khoảng bận của đường truyền, các master khác không tác động được vào đường
truyền trong khoảng này. Trường hợp sau khi kết thúc quá trình truyền/nhận mà master
không gởi điều kiện STOP lại gởi thêm 1 điều kiện START gọi là REPEAT START. Khả
năng này thường được dùng khi master muốn lấy dữ liệu liên tiếp từ các Slaves.

Mô tả điều kiện START, STOP và REPEAT START
- Bit ACK: dùng để báo hiệu dữ liệu đã được nhận, bit ACK được tạo ra tại thời điểm xung
clock thứ 9 bằng cách kéo chân SDA xuống mức thấp.
- Bit NACK: dùng để báo hiệu dữ liệu đã bị lỗi hoặc byte truyền cuối cùng, bit NACK
cũng được tạo ra tại thời điểm xung clock thứ 9 bằng cách kéo chân SDA lên mức cao.
Bit ACK/NACK trong giao diện I2C

GVHD: Vũ Văn Chiến
SVTH: Đào Thị An
Nguyễn Văn Linh
Nguyễn Thị Loát

Trang 16

KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐÔ ÁN MỨC 2

 Định dạng dữ liệu truyền:
Dữ liệu được truyền trên bus I2C theo từng bit, bit dữ liệu được truyền
đi tại mỗi sườn lên của xung đồng hồ trên đường dây SCL, quá trình thay đổi bit dữ
liệu xảy ra khi SCL đang ở mức thấp.
Mỗi byte dữ liệu được truyền có độ dài là 8 bit. Số byte có thể truyền trong một lần là không hạn
chế. Mỗi byte được truyền đi theo sau là một bit ACK, bit có trong số lớn nhất (MSB) sẽ được
truyền đi đầu tiên, các bit kế tiếp sẽ được truyền đi lần lượt. Sau 8 xung clock thì dữ liệu đã được
truyền đi, ở xung clock thứ 9 thì bit ACK được truyền đi báo hiệu đã nhận đủ 8 bits. Thiết bị
truyền sau khi nhận được bit ACK sẽ tiếp tục thực hiện quá trình truyền hoặc kết thúc.

Dữ liệu được truyền trên giao diện I2C
Một byte truyền đi có kèm theo bit ACK là điều kiện bắt buộc, nhằm đảm bảo cho quá
trình truyền nhận được chính xác. Khi không nhận được đúng địa chỉ hay muốn kết thúc quá
trình giao tiếp, thiết bị nhận sẽ gởi một xung Not_ACK (NACK) để báo cho thiết bị chủ biết.
Thiết bị chủ sẽ tạo ra xung STOP để kết thúc hay lặp lại một xung START để bắt đấu quá trình
mới.
GVHD: Vũ Văn Chiến
SVTH: Đào Thị An
Nguyễn Văn Linh
Nguyễn Thị Loát

Trang 17


KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐÔ ÁN MỨC 2

2.3. Mode (chế độ) truyền dữ liệu giữa DS1307 và AT8951
Trong giao tiếp I2C giữa DS1307 và 8951 thì chip 8951 đóng vai trò là một master và
DS1307 đóng vai trò là một slave. Do chỉ có một master và một chip giao tiếp với nhau nên chỉ
có 2 mode (chế độ) hoạt động giao tiếp giữa 2 chip này. Hai mode đó là: Data Write (từ AT8951
đến DS14307) và Data Read (từ DS1307 vào AT8951).
2.3.1. Mode Data Write (chế độ ghi dữ liệu)
Mode Data Write (chế độ truyền dữ liệu từ master đến slave) được dùng khi xác lập giá
trị ban đầu cho các thanh ghi thời gian hoặc dùng để canh chỉnh thời gian cho chip DS1307. Cấu
trúc truyền dữ liệu trong mode Data Write được mô tả như hình sau:

Chế độ data write


Trước hết hãy nói về địa chỉ SLA (Slave Address) của chip DS1307 trong mạng

I2C, trên mạng I2C mỗi thiết bị sẽ có một địa chỉ riêng gọi là SLA. SLA được tính theo lý thuyết
chuẩn I2C sẽ có giá trị tối đa là 128 (do có 128 thiết bị trong 1 mạng I2C). Chip DS1307 là một
Slave nên cũng có một địa chỉ SLA, giá trị này được set cố định là 1101000b (68h). Do SLA của
DS1307 cố định nên trong 1 mạng I2C sẽ không thể tồn tại cùng lúc 2 chip này.
 Quan sát hình trên ta thấy, đầu tiên master (AT8951) sẽ gởi điều kiện START đến
Slave (DS1307), tiếp theo sau master sẽ là 7 bit địa chỉ SLA của slave (cố định là: 1101000b).
Do chế độ này là Data Write nên bit W = 0 và sẽ được gởi kèm sau SLA. Bit ACK (A) được
slave trả về cho master sau mỗi quá trình giao tiếp.


Tiếp theo sau địa chỉ SLA sẽ là 1 byte chứa địa chỉ của thanh ghi cần truy cập

(Word Address). Cần phân biệt địa chỉ của thanh ghi cần truy cập và địa chỉ SLA. Như đã đề cập
trên, địa chỉ của thanh ghi cần truy cập sẽ được lưu trong thanh ghi địa chỉ (hay con trỏ địa chỉ),
vì vậy byte dữ liệu đầu tiên sẽ được chứa trong thanh ghi địa chỉ của DS1307.
GVHD: Vũ Văn Chiến
SVTH: Đào Thị An
Nguyễn Văn Linh
Nguyễn Thị Loát

Trang 18


KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ



ĐÔ ÁN MỨC 2

Sau byte địa chỉ thanh ghi là một dãy các byte dữ liệu được ghi vào bộ nhớ của

DS1307. Byte dữ liệu đầu tiên sẽ được ghi vào thanh ghi có địa chỉ được chỉ định bởi Word
Address, sau khi ghi xong 1 byte thì Word Address tự động tăng nên các byte tiếp theo sẽ được
ghi liên tiếp vào DS1307 ở các thanh ghi kế sau. Số lượng bytes dữ liệu cần ghi do master quyết
định và không được vượt quá dung lương bộ nhớ của DS1307. Quá trình ghi kết thúc khi master
phát ra điều kiện STOP.
Chú ý: Sau khi ghi thành công 1 byte thì DS1307 sẽ trả lời lại bằng một bit ACK. Nếu như
byte được ghi vào là byte cuối cùng thì DS1307 sẽ trả lời lại bằng 1 bit Not_ACK (NACK).
Nếu sau khi gởi byte Word Address, master không gởi các byte dữ liệu mà gởi liền điều
kiện STOP thì không có thanh ghi nào được ghi. Trường hợp này được dùng để set địa chỉ Word
Address để phục vụ cho quá trình đọc.
2.3.2. Mode Data Read (chế độ dọc dữ liệu)

Mode Data Read (chế độ truyền dữ liệu từ salve về master) được sử dụng khi đọc thời
gian thực từ DS1307 về AT8951.Cấu trúc truyền dữ liệu trong mode Data Write được mô tả như
hình sau:

Chế độ Data Read
Nguyên tắt truyền trong chế độ Data Read cơ bản cũng giống như trong truyền chế độ
Data Write. Trong chế độ Data Read bit R = 1 sẽ được gởi kèm sau 7 bit SLA. Sau đó liên tiếp
các byte dữ liệu được truyền từ DS1307 đến AT8951. Điểm khác biệt trong cách bố trí dữ liệu
của chế độ này so với chế độ Data Write là không có byte địa chỉ thanh ghi dữ liệu nào được gởi
đến. Tất cả các byte theo sau SLA+R đều là dữ liệu đọc từ bộ nhớ của DS1307.
GVHD: Vũ Văn Chiến
SVTH: Đào Thị An
Nguyễn Văn Linh
Nguyễn Thị Loát

Trang 19


KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐÔ ÁN MỨC 2

Lưu ý: dữ liệu được đọc tại thanh ghi được chỉ định bởi con trỏ địa chỉ, vì vậy muốn đọc
chính xác dữ liệu từ một địa chỉ nào đó, chúng ta cần thực hiện quá trình ghi giá trị cho con trỏ
định địa chỉ trước khi thực hiên quá trình đọc. Để ghi giá trị vào con trỏ định địa chỉ chúng ta sẽ
gọi chương trình Data Write với chỉ 1 byte được ghi sau SLA+W như phần chú ý ở trên.
III.GIỚI THIỆU VỀ IC ADC 08043(IC CHUYỂN ĐỔI TƯƠNG TỰ - SỐ)

3.1.Giới thiệu chung
-Chip ADC0804 là bộ 1.Giới thiệu chung chuyển đổi tương tự số thuộc họ ADC800 của hãng

Natinal Semiconductor. Chíp này cũng được nhiều hãng khác sản xuất.Chíp có điện áo nuôi -5V
và độ phân giải 8 bit. Ngoài độ phân giải thì thời gain chuyển đổi cũng là một tham số quan
trọng khi đánh giá bộ ADC. Thời gian chuyển đổi được 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 gín
chuyển đổi phụ thuộc vào tần số đồng hồ được cấp tới chân CLK và CLK IN và không bé hơn
110µs.

3.2.Chức năng các chân
•

CS (Chip select)
Chân số 1 là chân chọn Chip, đàu 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 lầ một tín hiệu vào tích cực ở mức thấp. Các bộ chuyển đổi đầu vào tương tự
thành số nhị phân và giữu nó ở một thanh ghi trong RD được sử dụng để có dữ liệu đã
được chuyển đổi tới đầu ra của ADC0804
Khi CS = 0 nếu có 1 xung cao xuống thấp áp đén chân RD thì dữ liệu ra dạng số 8 bít
đượ đưa đến các chân dữ liệu (DB0- DB7)

•

WR( Write)
Chân số 3 là chân vào tích cực ở mức thấp được dùng để báo cho ADC để bắt đầu quá
trình chuyển đổi. Nếu CS = 0 khi WD tạo ra xung cao xuống thấp thì bộ ADC0804 bắt
đầu quá trình chuyển đổi giá trị đầu vào tương tự V in 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 thòi gian.
Tuy nhiên ADC0804 cũng có 1 bộ xung đồng hồ riêng. Để dùng đồng hồ riêng thì các

GVHD: Vũ Văn Chiến
SVTH: Đào Thị An
Nguyễn Văn Linh
Nguyễn Thị Loát

Trang 20


KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐÔ ÁN MỨC 2

chân CLK IN và CLK R (chân số 19) được nối với với 1 tụ điện và 1 điện trở. Khi đó tần
số được xác định như sau:

1
1,1RC
Giá trị tiêu biểu của các đại lượng trên là R = 10kΩ và C= 150pF và tần số nhận được là
f=

f = 606kHz và thời gian chuyển đổi sẽ mất là 110µs.
•

•

•
•

Chân ngắt INTR (ngắt hay gọi chính xác hơn là “kết thúc chuyển đổi’).
Đây là chân đầu ra tích cực mức thấp. Bình thường nó ở trạng thái cao và khi
việc chuyển đổi hoàn tất thì nó xuống thấp để báo cho CPU biết là dữ liệu được chuyển
đổi sẵn sàng để lấy đi. Sau khi INTR xuống thấp, ta đặt CS = 0 và gửi một xung cao 0
xuống - thấp tới chân RD lấy dữ liệu ra của 804.
Chân Vin (+) và Vin (-).
Đây là các đầu vào tương tự vi sai mà Vin = Vin (+) - Vin (-). Thông thường Vin (-)
được nối xuống đất và Vin (+) được dùng như đầu vào tương tự được chuyển đổi về dạng
số.
Chân VCC.
Đây là chân nguồn nuôi +5v, nó cũng được dùng như điện áp tham chiếu khi đầu
vào Vref/2 (chân 9) để hở.
Chân Vref/2.
Chân 9 là một điện áp đầu vào được dùng cho điện áp tham chiếu. Nếu chân này
hở (không được nối) thì điện áp đầu vào tương tự cho ADC 804 nằm trong dải 0 đến +5v
(giống như chân VCC). Tuy nhiên, có nhiều ứng dụng mà đầu vào tương tự áp đến V in cần
phải khác ngoài dải 0 đến 5v. Chân V ref/2 đượcdùng để thực thi các điện áp đầu vào khác
ngoài dải 0 - 5v. Ví dụ, nếu dải đầu vào tương tự cần phải là 0 đến 4v thì V ref/2 được nối
với +2v.

Bảng 3.6.1: Điện áp Vref/2 liên hệ với dải Vin.
Vref/ 2(V)
Vin(V)
Hở *
0 đến 5

2.0
0 đến 4
1.5
0 đến 3
1.28
0 đến 2.56
1.0
0 đến 2
0.5
0 đến 1
Ghi chú: - VCC = 5V
- * Khi Vref/2 hở thì đo được ở đó khoảng 2,5V
- Kích thước bước (độ phân dải) là sự thay đổi nhỏ
được.
• Các chân dữ liệu D0 - D7.

GVHD: Vũ Văn Chiến
SVTH: Đào Thị An
Nguyễn Văn Linh
Nguyễn Thị Loát

Step Size (mV)
5/256 = 19.53
4/255 = 15.62
3/256 = 11.71
2.56/256 = 10
2/256 = 7.81
1/256 = 3.90
nhất mà ADC có thể phân biệt

Trang 21


KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐÔ ÁN MỨC 2

Các chân dữ liệu D0 - D7 (D7 là bít cao nhất MSB và D0 là bít thấp nhất LSB) là
các chân đầu ra dữ liệu số. Đây là những chân được đệm ba trạng thái và dữ liệu được
chuyển đổi chỉ được truy cập khi chân CS = 0 và chân RD bị đưa xuống thấp. Để tính
điện áp đầu ra ta có thể sử dụng công thức sau:
V in
D out =
kich thuoc buoc
Với Dout là đầu ra dữ liệu số (dạng thập phân). Vin là điện áp đầu vào tương tự và độ phân
dải là sự thay đổi nhỏ nhất được tính như là (2 × Vref/2) chia cho 256 đối với ADC 8 bít
IV.GIỚI THIỆU VỀ IC CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ LM35
Để đo nhiệt độ được chính xác cần phải có một đầu dò thích hợp. Đầu dò là một cảm biến
nhiệt độ có nhiệm vụ vận chuyển từ nhiệt độ qua tín hiệu điện. Có rất nhiều loại cảm biến như đã
giới thiệu ở chương II. Nhưng dựa vào lý thuyết và thực tế của mạch cần thiết kế ta dùng phương
pháp đo bằng IC cảm biến nhiệt độ. Các IC cảm biến nhiệt độ có độ chính xác cao, dễ tìm và giá
thành rẻ. Một trong số đó là IC LM35, là loại thông dụng trên thị trường hiện nay, đồng thời nó
có những đặc tính làm việc phù hợp với thiết kế chi tiết của mạch.

4.1. Một số tính chất cơ bản của LM35.
- LM35 có độ biến thiên theo nhiệt độ: 10mV/1ºC .
- Độ chính xác cao, tính năng cảm biến nhiệt độ rất nhạy, ở nhiệt độ 25ºC nó có sai số không quá
1%. Với tầm đo từ 0ºC - 128ºC, tín hiệu ngõ ra tuyến tính liên tục với những thay đổi của tín
hiệu ngõ vào.
- Thông số kỹ thuật:

Tiêu tán công suất thấp.
Dòng làm việc từ 400μA – 5mA.
Dòng ngược 15mA.
Dòng thuận 10mA.
Độ chính xác: Khi làm việc ở nhiệt độ 25ºC với dòng làm việc 1mA thì điện áp ngõ ra từ 2,94V
– 3,04V.
- Đặc tính điện: Theo thông số của nhà sản xuất LM35, quan hệ giữa nhiệt độ và điện áp ngõ ra
như sau:
Vout = 0,01 x TºK
= 2,73 + 0,01TºC
GVHD: Vũ Văn Chiến
SVTH: Đào Thị An
Nguyễn Văn Linh
Nguyễn Thị Loát

Trang 22


KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐÔ ÁN MỨC 2

Vậy ứng với tầm hoạt động từ 0ºC - 100ºC ta có sự biến thiên điện áp ngõ ra là:
Ở 0ºC thì điện áp ngõ ra Vout = 2,73V.
Ở 5ºC thì điện áp ngõ ra Vout = 2,78V.
.................................
Ở 100ºC thì điện áp ngõ ra là Vout = 3,73V.
Tầm
biến thiên điện áp tương ứng với nhiệt độ từ 0ºC - 100ºC là 1V

4.2. Dải nhiệt độ và sự thay đổi trở kháng theo nhiệt độ của LM35
Các bộ biến đổi (Transducer) chuyển đổi các đại lượng vật lý ví dụ như nhiệt độ, cường độ
ánh sáng, lưu tốc và tốc độ thành các tín hiệu điện phụ thuộc vào bộ biến đổi mà đầu ra có thể là
tín hiệu dạng điện áp, dòng, trở kháng hay dung kháng. Ví dụ, nhiệt độ được biến đổi thành về
các tín hiệu điện sử dụng một bộ biến đổi gọi là Thermistor (bộ cảm biến nhiệt), một bộ cảm
biến nhiệt đáp ứng sự thay đổi nhiệt độ bằng cách thay đổi trở kháng nhưng đáp ứng của nó
không tuyến tính.
Bảng 3.6.2: Trở kháng của bộ cảm biến nhiệt theo nhiệt độ.
Nhiệt độ (0C)
Trở kháng của cảm biến (kΩ)
0
29.490
25
10.000
50
3.893
75
1.700
100
0.817
Bảng 3.6.3: Hướng dẫn chọn loạt các cảm biến nhiệt họ LM35.
Mã sản phẩm
Dải nhiệt độ
Độ chính xác
Đầu ra
LM35A
-55 C to + 150 C
+ 1.0 C
10 mV/F
LM35

-55 C to + 150 C
+ 1.5 C
10 mV/F
LM35CA
-40 C to + 110 C
+ 1.0 C
10 mV/F
LM35C
-40 C to + 110 C
+ 1.5 C
10 mV/F
LM35D
0 C to + 100 C
+ 2.0 C
10 mV/F

GVHD: Vũ Văn Chiến
SVTH: Đào Thị An
Nguyễn Văn Linh
Nguyễn Thị Loát

Trang 23


KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

GVHD: Vũ Văn Chiến
SVTH: Đào Thị An
Nguyễn Văn Linh
Nguyễn Thị Loát

ĐÔ ÁN MỨC 2

Trang 24


KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐÔ ÁN MỨC 2

V.TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG HỒNG NGOẠI

5.1. Khái niệm tia hồng ngoại.
Ánh sáng hồng ngoại (tia hồng ngoại) là ánh sáng không thể nhìn thấy được bằng mắt thường , có
bước sóng khoảng từ 0.86μm đến 0.98μm . Tia hồng ngoại có vận tốc truyền bằng vận tốc ánh
sáng .
- Tia hồng ngoại có thể truyền đi được nhiều kênh tín hiệu. Nó được ứng dụng rộng rãi trong
công nghiệp.Lượng thông tin có thể đạt 3 mega bit /s .Lượng thông tin được truyền đi với ánh
sáng hồng ngoại lớn gấp nhiều lần so với sóng điện từ mà người ta vẫn dùng .
- Tia hồng ngoại dễ bị hấp thụ , khả năng xuyên thấu kém . Trong điều khiển từ xa bằng tia hồng
ngoại , chùm tia hồng ngoại phát đi hẹp , có hướng , do đó khi thu phải đúng hướng

5.2. Nguyên tắc thu phát hồng ngoại.
* ) Nguyên tắc phát tín hiệu.
Sơ đồ khối của mạch phát.

GVHD: Vũ Văn Chiến
SVTH: Đào Thị An
Nguyễn Văn Linh
Nguyễn Thị Loát

Trang 25