Ứng dụng VMTT&VMS thiết kế mạch đo và cảnh báo, và hiển thị nhiệt độ

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP
HÀ NỘI

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA
VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

BÀI TẬP LỚN MÔN: VMTT&VMS
Số : ………
Họ và tên HS-SV: Bùi Văn Tài
MSV : 0841040129
Nguyễn Hồng Quân MSV : 0841040077
Lớp : Điện 2
Khoá : 8

Khoa : Điện

I. NỘI DUNG
Đề tài: Ứng dụng VMTT&VMS thiết kế mạch đo và cảnh báo, và
hiển thị nhiệt độ
+ Nhiệt độ cần đo: t0C = 00C đến (50+10*N)0C.
+ Chuẩn hóa đầu ra:
0-10V
0-5V
0-20mA
4-20mA
+ Cảnh báo: Đưa ra tín hiệu cảnh báo bằng đèn nhấp
nháy, còi khi nhiệt độ vượt quá giá trị cảnh
báo: 40+10*N
+ Hiển thị nhiệt độ đo được ra Led 7 thanh

N là số thứ tự sinh viên trong danh sách
Với n = 56
+Nhiệt độ đo trong khoảng 0 – 6100C
+Cảnh báo bằng còi và đèn nhấp nháy khi nhiệt độ vượt quá 6100C
II. PHẦN THUYẾT MINH
Yêu cầu về bố cục nội dung:
1/ Tổng quan về quá trình đo nhiệt độ
- Tìm hiểu các phương pháp đo
- Khảo sát đặc tính nhiệt độ cần đo(liên hệ thực tiễn theo
nhóm)
- Tính chọn cảm biến (cấu tạo, nguyên lý, sơ đồ chân,
dải đo, cấp chính xác..)
1


2/ Thiết kế mạch đo và cảnh báo nhiệt độ sử dụng
VMTT&VMS
- Xác định sơ đồ khối của hệ thống
- Tính chọn các khối
3/ Vẽ mạch mạch mô phỏng trên phần mềm Proteus
4/ Phân tích và nhận xét kết quả
Yêu cầu về thời gian :
Ngày giao đề 25 /9/2015
Ngày hoàn thành :
30/11/2015
Chó ý:
1. Ngoài nội dung hướng dẫn trên lớp nếu sinh viên có câu hỏi,
thắc mắc trong quá tr×nh làm bài tập lớn gửi về địa chỉ :

2. Trước khi bảo vệ bài tập lớn sinh viên phải nộp:

- File mềm gồm file trình bày bài tập lớn và file mô phỏng
- Quyển in khổ giấy A4.
Hà nội ngày….tháng …9..năm 2015

2


Chương 1
Tổng quan về quá trình đo nhiệt độ
I. Tổng quan về các phương pháp đo
1.1 Khái niệm về nhiệt độ
1.1.1 Khái niệm:
Nhiệt độ là đại lượng vật lý đặc trưng cho cường độ chuyển
động của các nguyên tử, phân tử của một hệ vật chất.Tuỳ theo từng
trạng thái của vật chất (rắn, lỏng, khí) mà chuyển động này có khác
nhau. Ở trạng thái lỏng, các phân tử dao động quanh vị trí cân bằng
nhưng vị trí cân bằng của nó luôn dịch chuyển làm cho chất lỏng
không có hình dạng nhất định.Còn ở trạng thái rắn,các phần
tử,nguyên tử chỉ dao động xung quanh vị trí cân bằng.Các dạng vận
động này của các phân tử,nguyên tử được gọi chung là chuyển động
nhiệt. Khi tương tác với bên ngoài có trao đổi năng lượng nhưng
không sinh công, thì quá trình trao đổi năng lượng nói trên gọi là sự
truyền nhiệt.Quá trình truyền nhiệt trên tuân theo 2 nguyên lý:
Bảo toàn năng lượng :
Nhiệt chỉ có thể tự truyền từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi có nhiệt
độ thấp. Ở trạng thái rắn, sự truyền nhiệt xảy ra chủ yếu bằng dẫn
nhiệt và bức xạ nhiệt.
Đối với các chất lỏng và khí ngoài dẫn nhiệt và bức xạ nhiệt còn
có truyền nhiệt bằng đối lưu. Đó là hiện tượng vận chuyển năng
lượng nhiệt bằng cách vận chuyển các phần của khối vật chất giữa

các vùng khác nhau của hệ do chênh lệch về tỉ trọng.
1. 1. 2 Thang đo nhiệt độ:
3


Từ xa xưa con người đã nhận thức được hiện tượng nhiệt và
đánh giá cường độ của nó bằng cách đo và đánh giá nhiệt độ theo
mét đơn vị đo của mỗi thời kỳ.Có nhiều đơn vị đo nhiệt độ, chúng
được định nghĩa theo từng vùng, từng thời kỳ phát triển của khoa
học kỹ thuật và xã hội. Hiện nay chúng ta có 3 thang đo nhiệt độ
chính là:
1- Thang nhiệt độ tuyệt đối ( K ).
T( 0C ) = T( 0K ) – 273,15

2-

Thang Celsius ( C ):

3-

Thang Farhrenheit: T( 0F ) = T( 0K ) – 459,67.

Đây là 3 thang đo nhiệt độ được dùng phổ biến nhất hiện
nay.Trong đó thang đo nhiệt độ tuyệt đối (K) được quy định là mét
trong 7 đơn vị đo cơ bản của hệ đơn vị quốc tế (SI).Dựa trên 3 thang
đo này chúng ta có thể đánh giá được nhiệt độ.

1.2 Đo nhiệt độ bằng phương pháp tiếp xúc
Phương pháp đo nhiệt độ trong công nghiệp thường là các
nhiệt kế tiếp xúc. Có hai loại là: nhiệt kế nhiệt điện trở và nhiệt kế

nhiệt ngẫu. Cấu tạo của nhiệt kế nhiệt điện trở và cặp nhiệt ngẫu
cũng như cách lắp ghép chúng phải đảm bảo tính chất trao đổi nhiệt
tốt giữa chuyển đổi với môi trường đo. Đối với môi trường khí hoặc
nước, chuyển đổi được đặt theo hướng ngược lại với dòng chảy.Với
vật rắn khi đặt nhiệt kế sát vào vật, nhiệt lượng sẽ truyền từ vật sang
chuyển đổi và sẽ gây tổn hao nhiệt, nhất là với vật dẫn nhiệt kém.
Do vậy diện tích tiếp xúc giữa vật đo và nhiệt kế càng lớn càng tốt.
Khi đo nhiệt độ của các chất hạt (cát, đất…), cần phải cắm sâu nhiệt
4


kế vào môi trường cần đo và thường dùng nhiệt kế nhiệt điện trở có
cáp nối ra ngoài.
1.3 Đo nhiệt độ bằng phương pháp không tiếp xúc:
Đây là phương pháp dựa trên định luật bức xạ của vật đen
tuyệt đối, tức là vật hấp thụ năng lượng theo mọi hướng với khẳ
năng lớn nhất. Bức xạ nhiệt của mọi vật thể đặc trưng nghĩa là số
năng lượng bức xạ trong một đơn vị thời gian với một đơn vị diện
tích của vật xảy ra trên một đơn vị của độ dài sóng.
II. Tính chọn cảm biến
2.1 Phân loại cảm biến
- Cặp nhiệt điện ( Thermocouple ).
- Nhiệt điện trở ( RTD-resitance temperature detector ).
- Thermistor.
- Bán dẫn ( Diode, IC ,….).
- Ngoài ra còn có loại đo nhiệt không tiếp xúc ( hỏa kếPyrometer ). Dùng hồng ngoại hay lazer.
2.2 Giới thiệu về cảm biến nhiệt điện trở

•

Hình1:hình dạng và cấu tạo RTD
5


- Cấu tạo của RTD gồm có dây kim loại làm từ: Đồng, Nikel,
Platinum,…được quấn tùy theo hình dáng của đầu đo.
- Nguyên lí hoạt động: Khi nhiệt độ thay đổi điện trở giữa hai đầu
dây kim loại này sẽ thay đổi, và tùy chất liệu kim loại sẽ có độ
tuyến tính trong một khoảng nhiệt độ nhất định.
- Ưu điểm: độ chính xác cao hơn Cặp nhiệt điện, dễ sử dụng hơn,
chiều dài dây không hạn chế.
- Khuyết điểm: Dải đo bé hơn Cặp nhiệt điện, giá thành cao hơn
Cặp nhiệt điện
- Dải đo: -200~400oC
- Ứng dụng: Trong các ngành công nghiệp chung, công nghiệp môi
trường hay gia công vật liệu, hóa chất…
Hiện nay phổ biến nhất của RTD là loại cảm biến Pt, được làm từ
Platinum. Platinum có điện trở suất cao, chống oxy hóa, độ nhạy
cao, dải nhiệt đo được dài. Thường có các loại: 100, 200, 500, 1000
ohm (khi ở 0 oC). Điện trở càng cao thì độ nhạy nhiệt càng cao.
- RTD thường có loại 2 dây, 3 dây và 4 dây. Loại 4 dây cho kết quả
đo chính xác nhất.
• Cảm biến đo nhiệt độ PT100
Cảm biến nhiệt độ PT100 hay còn gọi là nhiệt điện trở kim loại
( RTD) PT100 được cấu tạo từ kim loại Platinum được quấn tùy
theo hình dáng của đầu dò nhiệt có giá trị điện trở khi ở 0oC là 100
Ohm. Đây là loại cảm biến thụ động nên khi sử dụng cần phải cấp
một nguồn ngoài ổn định.
6

-Công thức điện trở phụ thuộc vào nhiệt độ của PT100:
Rt = R0( 1+ αT+βT2+C(T-100)T3)
Trong đó:
Rt : điện trở tại nhiệt độ T
R0 : điện trở tại 00C(=100Ω)
α=3.9083x10-3
β=-5.775x10-7
C=-4.183x10-12( t<00C) , C=0 ( t>00C)
Với nhiệt độ từ 00C đến 1000C dùng công thức :
Rt = R0( 1+ αT)
Cấu tạo dây đo nhiệt PT100
1. Các thông số cơ bản và nguyên tắc hoạt động
a. Các thông số cơ bản :
Dây cảm biến nhiệt PT100 bao gồm một đầu dò ống trụ có đường
kính 4mm và chiều dài ống trụ là 30mm ,2 dây đầu ra có chiều dài
1m

Hình 2: hình dạng PT100
Dải nhiệt độ đo được là từ -200ºC đến 500ºC
7


b. Sơ đồ cấu tạo bên trong của đầu dò hình trụ

Hình 3: cấu tạo bên trong của đầu dò hình trụ PT100
Điện trở của ống trụ RPT100 = RPT + R3 + R2
L2,L3 được nối với 2 dây đầu ra
• Nguyên tắc hoạt động
Khi có sự thay đổi nhiệt độ trên đầu dò thì dẫn đến sự thay đổi điện

trở của ống trụ .Mỗi giá trị nhiệt độ khác nhau tương ứng với mỗi
giá trị điện trở khác nhau.Ở 10 ºC thì đo được giá trị điện trở
RPT100 =107,6 Ω . Khi tăng 1ºC thì RPT tăng sấp xỉ 0,4Ω

8


• Cầu đo điện trở:

Hình 4: mạch nối dây Pt100
Ta sử dụng mạch cầu để đo điện trở, trong đó PT là một nhánh
của cầu.
Vo=E*(

)

Khi ở 00C RPT=100Ω.
Nên ta chọn R1 =R2 =R3=100Ω để cầu cân bằng. Suy ra
V0/00c= 0V.

Chương 2
Thiết kế và phân tích mạch đo và cảnh báo nhiệt độ
I. Xác định sơ đồ khối của hệ thống
1.1 Sơ đồ khối
Để thực hiện phép đo của một đại lượng nào đó thì phụ thuộc
vào đặc tính của đại lượng cần đo, điều kiện đo, cũng như độ chính
9


xác yêu cầu của một phép đo mà ta có thể thực hiện bằng nhiều cách

khác nhau trên cơ sở của hệ thống đo lường khác nhau trên cơ sở
của các hệ thống đo lường khác nhau.

Sơ đồ khối đo:

Cảm
Biến

Mạch
khuếc
h đại,
chuẩn
hóa

Chỉ
thị

Bộ chuyển
đổi tín
hiệu tương
tự sang số

Bộ giải
mã

LED 7
thanh

LED cảnh
báo nhấp

nháy

Mạch so
sánh,
cảnh báo

Còi báo

1.2 Vai trò tác dụng của các khối
10


•

Cảm biến : đo nhiệt độ, đưa điện áp đầu ra cho các mạch
so sánh, khuếch đại.

•

Mạch khuếch đại : khuếch đại và chuẩn hóa các điện áp,
dòng điện theo yêu cầu bài toán.

•

Chỉ thị : là các ammeter hoặc vonmeter hiển thị dòng
hoặc áp sau chuẩn hóa.

•

Mạch so sánh : so sánh điện áp đầu ra của cảm biến với

điện áp đặt, để đưa ra cảnh báo và để LED nhấp nháy.

•

Còi báo : báo động khi nhiệt độ vượt quá giá trị cho
phép.

•

LED cảnh báo nhấp nháy: đèn LED nhấp nháy trong
trường hợp nhiệt độ vượt quá giá trị cho phép

• Bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số (ADC): để
chuyển tín hiệu giá trị Volt đầu ra của cảm biến mã hóa
thành hệ nhị phân
• Bộ giải mã: Để giải mã tín hiệu từ ADC ra LED 7 thanh
• LED 7 thanh: Hiển thị giá trị nhiệt độ tương ứng trên
cảm biến
II. Tính chọn các khối
2.1 Khối cảm biến

11


Là cảm biến nhiệt độ pt100 có cấu tạo là một nhiệt điện trở
RTD ( RTD-Resistance Temperature Detector ):Nguyên lý hoạt
động nhiệt điện trở dựa trên sự thay đổi nhiệt độ dẫn đến thay đổi
điện trở
• Rt = R0 ( 1 + αt)
• Rt : Điện trở ở nhiệt độ t

• R0 : Điện trở ở 0 độ C
• α : Hệ số của nhiệt điện trở

Với PT100 1V=1oC. Vậy theo yêu cầu
của bài thì cần đo ở nhiệt độ 550C tương ứng
với 550V. Với điện áp ra rất lớn như vậy ta
cần phải có 1 mạch phân áp sao cho đầu ra tương ứng 10mV=10oC
để phù hợp với các IC số.
Vì vậy ta lắp thiết bị như hình vẽ.
Ta có: Ur=Uv.R2/(R1+R2)
Với Ur=0,01 V
Uv=1 V
Vậy ta có : R2/(R1+R2)=0,01
12


 Chọn R2=100 Ω => R1=9,9 kΩ
Từ cách lắp đặt thiết bị trên ta được đầu ra khi đo ở nhiệt độ
610oC tương ứng với 6,1V
Trong bài này vì là dải đo rất rộng từ 0-620v nên nhóm chúng
e chọn bước nhảy để đo nhiệt độ là 10 độ.
2.2 Khối khuếch đại, chuẩn hóa đầu ra
2.2.1 Chuẩn hóa đầu ra với điện áp 0-10V
Dùng mạch khuếch đại không đảo

R8
19k

U29

R7
31k

OPAMP

R6

+88.8

10k

Volts

Mạch này có điện áp ra :
Với Uv = 0

6,1 để Ur = 0

Ur = (1 +

).Uv

10V

UImin = 0V → Uomin = 0V
UImax = 6,2V→ Uomax = 10V
Chọn R8 = 39kΩ => R7 = 61kΩ. Chọn R6 = 10kΩ
13

2.2.2 Chuẩn hóa đầu ra với điện áp 0 – 5V
Dùng mạch khuếch đại đảo
R21
10k

U33

R20
R11

10k

49.8k
OPAMP

U30

R10

R22

+88.8

10k

Volts

62k

R9

10k

OPAMP

R7
31k

Mạch này có điện áp ra :

U r=

.Uv

Mạch này gồm 2 khối khuếch đại đảo:
Khối 1 có nhiệm vụ giảm áp, khối 2 có nhiệm vụ đổi chiều điện áp
Với Ur = 0

5V, Uv= 0

6,2V

Uv = 0V → Ur = 0V
Uv = 6,2 V → Ur = 5V
Chọn R10= 61kΩ => R13 = 49.8kΩ . R9 = R20 = R21 = R22 = 10kΩ
2.2.3 Chuẩn hóa đầu ra có dòng điện 0 – 20mA
Dùng bộ biến đổi U-I với sơ đồ không đảo

14

R12

+88.8
mA

310

U31

R13
310

OPAMP

R14
10k

Dòng điện đầu ra IF =
Với Uv= 0

và IF = 0

= và Ur = (1+

).Uv

,

Uv = 0V → IF = 0mA
Uv = 6,1V → IFmax = 20mV

R13 = R12 = 306,22Ω. Chọn R14 = 10kΩ
2.2.4 Chuẩn hóa dòng điện đầu ra 4 – 20 mA
Dùng mạch biến đổi U-I với phụ tải nối đất chung

15

(+)


R19
12.85k

R18(1)

R18

U32

13.3112k
R17(2)
OPAMP

R15

R16

R17

100k

100k

751.245
(+)

+88.8
mA

Ta có IL= (U12-U11)
Khi IL= 4mA ta có U12 = 0V
IL = 20 mA ta có U12 = 6,2V
Ta có hệ:
4.10-3 = - U11.A

(1)

20.10-3 = (6,2 – U11).A

(A =

)

(2)

Từ (1) và (2) U1 1 = - 1,55 V =>A=

(3)

Ta chọn R19 = 12,85kΩ, R18 = 13,3112kΩ, R17 = 751,245Ω
R15 = R16 = 100k Ω

2.3 Khối cảnh báo
16


2.3.1 Cảnh báo bằng còi

Theo đề bài: tín hiệu cảnh báo bằng còi khi nhiệt độ vượt quá
giá trị toC= 610oC vậy điện áp so sánh là +6,1V
2.3.2 cảnh báo bằng LED

Nhờ mạch tạo dao động HE555 nên đèn nhấp nhấy với
Thời gian nạp ( có xung ra): tn=0,69 �n, hay tn = 0,69(R21+ R20)C4
Thời gian xả điện ( không có xung ra): tx=0,69 �x , hay tx =
0,69R20C4
Ở đây ta chọn R20=R21=600Ω, C4=220uF => tn=0,18216 s và
tx=0.09108 s
17


Chân vào 4 được nối chung với đầu vào của còi cảnh báo ở trên
2.4 Khối chuyển đổi ADC
2.4.1 Hình ADC trong mạch protus và sơ đồ các chân của
ADC0804

Chíp ADC0804 là bộ chuyển đổi tương tự số trong họ các loạt
ADC800, nó làm việc với +5V và có độ phân giải 8 bit. Ngoài độ
phân giải thì thời gian chuyển đổi cũng là một yếu tố quan trọng
khác khi đánh giá một bộ ADC. Thời gian chuyển đổi được định
nghĩa như là thời gian mà bộ ADC cần để chuyển một đầu vào
tương tự thành một số nhị phân. Trong ADC0804 thời gian chuyển

đổi thay đổi phụ thuộc vào tần số đồng hồ được cấp tới chân CLK R
và CLK IN nhưng không thể nhanh hơn 110μs. Các chân của
ADC0804 được mô tả như sau:

2.4.2 Chức năng các chân ADC0804:
18


- Chân CS (chân số 1) – chọn chíp: Là một đầu vào tích cực mức
thấp được sử dụng để kích hoạt chíp ADC0804. Để truy cập
ADC0804 thì chân này phải ở mức thấp.
-Chân RD (chân số 2): Đây là một tín hiệu đầu vào được tích cực
mức thấp. Các bộ ADC chuyển đổi đầu vào tương tự thành số nhị
phân tương đương với nó và giữ nó trong một thanh ghi trong. RD
được sử dụng để nhận dữ liệu được chuyển đổi ở đầu ra của
ADC0804. Khi 0CS = nếu một xung cao – xuống – thấp được áp
đến chân RD thì đầu ra số 8 bit được hiển diện ở các chân dữ liệu
D0 – D7. Chân RD cũng được coi như cho phép đầu ra.
- Chân ghi WR (chân số 3). Thực ra tên chính xác là “Bắt đầu
chuyển đổi”: Đây là chân đầu vào tích cực mức thấp được dùng để
báo cho ADC0804 bắt đầu quá trình chuyển đổi. Nếu CS = 0 khi
WR tạo ra xung cao – xuống – thấp thì bộ ADC0804 bắt đầu chuyển
đổi giá trị đầu vào tương tự Vin về số nhị phấn 8 bit. Lượng thời
gian cần thiết để chuyển đổi thay đổi phụ thuộc vào tần số đưa đến
chân CLK IN và CLK R. Khi việc chuyển đổi dữ liệu được hoàn tất
thì chân INTR được ép xuống thấp bởi ADC0804.
Ngoài ra , cần tạo xung bằng IC 555 cho chân WR này

19

- Chân CLK IN (chân số 4) và CLK R (chân số 19): Chân CLK
IN là một chân đầu vào được nối tới một nguồn đồng hồ ngoài khi
đồng hồ ngoài được sử dụng để tạo ra thời gian. Tuy nhiên
ADC0804 cũng có một máy tạo xung đồng hồ. Để sử dụng máy tạo
xung đồng hồ trong của ADC0804 thì các chân CLK IN và CLK R
được nối tới một tụ điện và một điện trở (hình 1.4). Trong trường
hợp này tần số đồng hồ được xác định bằng biểu thức:
f=
Giá trị tiêu biểu của các đại lượng trên là R = 10kΩ và C = 150pF
và tần số nhận được là f = 606kHz và thời gian chuyển đổi sẽ mất là
110sμ.
- Chân ngắt INTR (chân số 5): Đây là chân đầu ra tích cực mức
thấp. Bình thường nó ở trạng thái cao và khi việc chuyển đổi hoàn
20


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 xuống – thấp tới chân RD lấy dữ liệu ra của
ADC0804.
-Chân VCC (chân số 20): Đây là chân nguồn nối +5V, nó cũng
được dùng như điện áp tham chiếu khi đầu vào VREF/2 (chân số 9)
để hở.
- Chân VREF (chân số 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 ADC0804 nằm trong dãy 0-5V→(giống như
chân VCC). Tuy nhiên, có nhiều ứng dụng mà đầu vào tương tự áp
đến Vin cần phải khác ngoài dãy 0→5V.
- Các chân dữ liệu D0 – D7 (Từ chân 11 đến chân 18): Các chân

dữ liệu D0 – D7 (D7 là các bit cao nhất MSB và D0 là bit thấp 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:
Dout=
Với Dout là đầu ra dữ liệu số (dạng thập phân). Vin là điện áp đầu
vào tương tự và độ phân dãy là sự thay đổi nhỏ nhất được tính như
là (2xVREF/2) chia cho 256 đối với ADC 8 bit.
- Chân GND (chân số 10): Đây là những chân đầu vào cấp đất
chung cho cả tín hiệu số và tương tự. Đất tương tự được nối tới đất
của chân Vin tương tự, còn đất số được nối tới đất của chân VCC.
21


Lý do mà ta phải có hai đất là để cách ly tín hiệu tương tự Vin từ
các điện áp ký sinh tạo ra việc chuyển mạch số được chính xác.
Trong phần trình bày thì các chân được nối chung với một đất. Tuy
nhiên, trong thực tế thu đo dữ liệu các chân đất này được nối tách
biệt.
*Từ những điều trên ta kết luận rằng các bước cần phải thực
hiện khi chuyển đổi dữ liệu bởi ADC0804 là:
-Bật CS = 0 và gửi một xung thấp lên cao tới chân WR để bắt đầu
chuyển đổi.
-Sau khi chân INTR xuống thấp, ta bật CS = 0 và gửi một xung cao
xuống thấp đến chân RD để lấy dữ liệu ra khỏi chip ADC0804.
2.4.3 Mạch tạo dao dộng cho ADC

22

Mạch này để tạo dao đông cho ADC0804 để cho ADC0804 thực
hiện quá trình chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số
Các thông số xung với phần trên ta có:
Thời gian nạp ( có xung ra): tn=0,69 �n, hay tn = 0,69(R5+ R4)C2
Thời gian xả điện ( không có xung ra): tx=0,69 �x , hay tx =
0,69R4C2.
Ở đây ta chọn R5=R4=600Ω, C2=220uF => tn=0,18216 s và
tx=0.09108 s

2.4.4 Khối ADC trong mạch

Các chân 1,2,8,10,7 được nối đất
Chân 3 được nối với chân số 3 của mạch tạo dao động HE555
Chân 19 nối với điện trở R3= 10kΩ rồi nối vào chân 4 tiếp nối vào
tụ C3=150pF rồi nối đất
Chân 20 nối với nguồn nuôi
Chân 6 là chân nhận tín hiệu từ PT100 rồi chuyển hóa tín hiệu ra
các chân 11,12,13,14,15,16,17,18
23


2.5 Khối giải mã
2.5.1 IC74LS83

74LS83 là IC cộng 2 số 4 bit nhị phân.
-A1,A2,A3,A4,B1,B2,B3,B4 : các chân đầu vào của 2 số nhị phân
A, B.
- S1,S2,S3,S4: đầu ra nhị phân.
-C4 số nhớ của phép cộng.

CO: số nhớ ban đầu.

24


Mạch logic của 74LS83.
Quá trình biến đổi nhị phân sang BCD
Đầu tiên ta chuyển số nhị phân 4 bit thành số BCD: hai số BCD có
giá trị từ 010 đến 910 khi cộng lại cho kết quả từ 010 đến 1810 , để đọc
được kết quả dạng BCD ta phải hiệu chỉnh kết quả có được từ mạch
cộng nhị phân

25