KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP T T À À I I L L I I Ệ Ệ U U H H Ư Ư Ớ Ớ N N G G D D Ẫ Ẫ N N T T H H Í Í N N G G H H I I Ệ Ệ M M - - T T H H Ự Ự C C H H À À N N H H P. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐO NHIỆT ĐỘ. Giáo trình thực hành vi xử lý. 2 Biên soạn: Phạm Quang Trí A. MỤC ĐÍCH: • Thực hành lập trình ứng dụng trên máy tính, biên dịch chương trình, nạp vào vi điều khiển và sử dụng mô hình thí nghiệm để kiểm chứng. • Điều khiển thiết bị ngoại vi bằng các port của vi điều khiển. • Khảo sát và sử dụng cảm biến nhiệt LM335. • Minh họa ứng dụng của hệ thống vi điều khiển vào công việc đo lường, hiển thị và điều khiển. B. YÊU CẦU: • Nắm vững tập lệnh của vi điều khiển MCS-51. • Tham khảo trước nguyên lý hoạt động của các dạng mạch khuếch đại dùng Op-Amp và cảm biến nhiệt LM335 P. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐO NHIỆT ĐỘ. Bài tập: Chương trình đo nhiệt độ và hiển thị giá trị lên bốn LED 7 đoạn (một LED hiển thị phần thập phân). Giáo trình thực hành vi xử lý. 3 Biên soạn: Phạm Quang Trí 1 Trình tự tiến hành thí nghiệm: 1.1 Kết nối thiết bị thí nghiệm. • Tắt nguồn cấp cho mơ hình thí nghiệm. • Dùng dây bus 8 nối J64 (PORT1) ở khối vi điều khiển với J2 (SEL LED IN) ở khối LED 7 đoạn. • Dùng bốn dây bus 8 nối J5 (7SEG7 IN), J6 (7SEG6 IN), J7 (7SEG5 IN) và J8 (7SEG4 IN) ở khối LED 7 đoạn với J4 (7SEG IN MUL) ở khối LED 7 đoạn (ta nối chung các bus này lại với nhau thơng qua khối mở rộng). • Dùng dây bus 8 nối J63 (PORT0/DATA) ở khối vi điều khiển với J4 (7SEG IN MUL) ở khối LED 7 đoạn. • Dùng dây bus 8 nối J49 (DIGITAL OUT) ở khối ADC với J66 (PORT3/FUNCTION) ở khối vi điều khiển. • Dùng dây bus 4 nối J152 (CONTROL ADC) ở khối ADC với J65 (PORT2/A8 A15)) ở khối vi điều khiển (chú ý là ta chỉ nối 4 bit thấp của J64 và J152 lại với nhau). • Dùng dây bus 3 nối D36 (ADDRESS) ở khối ADC với J65 (PORT2/A8 A15) ở khối vi điều khiển (chú ý là ta chỉ nối 3 bit cao kế tiếp của J64 và D36 lại với nhau). • Dùng dây bus 1 nối J89 (V OUT) ở khối cảm biến nhiệt với J48 (ANALOG IN) ở khối ADC (chú ý là ta chỉ nối bit 0 (IN0) của J48 và J89 lại với nhau). • Dùng hai dây bus 3 nối D34 (POWER) ở khối ADC và J110 (POWER) ở khối LED 7 đoạn với nguồn +5V ở khối nguồn. • Dùng dây bus 4 nối J35 (POWER) ở khối cảm biến nhiệt với nguồn ±5V ở khối nguồn. NGUỒN 5V CẢM BIẾN NHIỆT V IN 2 V IN 1 POWER LM335 V OUT VI ĐIỀU KHIỂN PORT 0 A0 A7 PORT 1PORT 3PORT 2 SELECT CHIP CLOCK OUT PORT 1PORT 3 40 PINS 20 PINS POWER SW NGUỒN +5V 4 1 3 ADC ANALOG IN CONTROL ADC DIGITAL OUT POWER ADDRESS LM335 4 3 3 8 LED 7 ĐOẠN 7SEG7 IN SEL IN2POWER SEL IN1 7SEG6 IN 7SEG5 IN 7SEG4 IN 7SEG7 IN MUL SEL LED IN 8 8 8 8 8 8 8 1.2 Sơ đồ ngun lý của hệ thống: P. H THNG IU KHIN O NHIT . Bi tp: Chng trỡnh o nhit v hin th giỏ tr lờn bn LED 7 on (mt LED hin th phn thp phõn). Giỏo trỡnh thc hnh vi x lý. 4 Biờn son: Phm Quang Trớ AD7 AD0 AD0 AD1 AD2 AD3 AD4 AD5 AD6 AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 A B C D E F G A B C D E F G A B C D E F G A B C D E F G A B C D E F G A B C D E F G A B C D E F G A B C D E F G A B C D E F G P1.0 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 D7 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 A0 A1 A2 ALE OE EOC ST AD6 AD0 AD1 AD2 AD3 AD4 AD5 D7 ST D3 EOC OE D6 D2 D4 D5 A0 D0 D1 A1 A2 ALE P1.7 XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0.0/AD0 39 P0.1/AD1 38 P0.2/AD2 37 P0.3/AD3 36 P0.4/AD4 35 P0.5/AD5 34 P0.6/AD6 33 P0.7/AD7 32 P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.7/RD 17 P3.6/WR 16 P3.5/T1 15 P2.7/A15 28 P2.0/A8 21 P2.1/A9 22 P2.2/A10 23 P2.3/A11 24 P2.4/A12 25 P2.5/A13 26 P2.6/A14 27 U1 AT89C51 C1 33p C2 33p X1 12MHz 2 3 4 5 6 7 8 9 1 RP1 10K +5V MAẽCH ẹIEU KHIEN ẹO NHIET ẹO MAẽCH ẹIEU KHIEN ẹO NHIET ẹOMAẽCH ẹIEU KHIEN ẹO NHIET ẹO MAẽCH ẹIEU KHIEN ẹO NHIET ẹO LED7 Q1 A1015 +5V LED6 Q2 A1015 +5V R2 1K R3 1K R4 56 R5 56 R6 56 R7 56 R8 56 R9 56 R10 56 LED5 Q3 A1015 +5V LED4 Q4 A1015 +5V R11 1K R12 1K LED3 Q5 A1015 +5V LED2 Q6 A1015 +5V R13 1K R14 1K LED1 Q7 A1015 +5V LED0 Q8 A1015 +5V R15 1K R16 1K C3 10uF R1 10k +5V +5V U3(CLOCK) OUT1 21 ADD B 24 ADD A 25 ADD C 23 VREF(+) 12 VREF(-) 16 IN3 1 IN4 2 IN5 3 IN6 4 IN7 5 START 6 OUT5 8 EOC 7 OE 9 CLOCK 10 OUT2 20 OUT7 14 OUT6 15 OUT8 17 OUT4 18 OUT3 19 IN2 28 IN1 27 IN0 26 ALE 22 U3 ADC0808 U2 OP07 U4 OP07 U5 OP07 R17 39K R18 10K R19 10K R20 39K C4 10uF C5 10uF RV1 20K +5V R21 39K +5V V- 3 V+ 2 ADJ 1 U6 LM335 RV2 20K 1.3 V lu gii thut v vit chng trỡnh iu khin. 1.4 Lu chng trỡnh v biờn dch chng trỡnh. 1.5 Kim tra li v hiu chnh li nu cú. 1.6 Gn chip vi iu khin thớ nghim vo socket tng ng trờn khi np chip v bt ngun cho khi np chip hot ng. 1.7 Np chng trỡnh vo vi iu khin. 1.8 S dng vi iu khin va np gn vo socket tng ng trờn khi vi iu khin. 1.9 Bt ngun cho mụ hỡnh thớ nghim. Quan sỏt kt qu hot ng, nu kt qu hot ng khụng ỳng yờu cu ca bi thỡ phi quay li kim tra vic kt ni mch, hiu chnh chng trỡnh v lm li cỏc bc t bc 3 n bc 9. 2 Bi tp: Bi 1: Hóy vit chng trỡnh iu khin o nhit v hin th lờn bn LED 7 on (mt LED hin th phn thp phõn) vi nhng yờu cu sau: o Cho bit trc nhit l 50 OC . o o nhit hin ti. o Nu nhit o c nh hn nhit t thỡ kớch úng RELAY 1. o Nu nhit o c ln hn nhit t thỡ kớch ngt RELAY 1. Bi 2: Hóy vit chng trỡnh iu khin o nhit v hin th lờn bn LED 7 on (mt LED hin th phn thp phõn) vi nhng yờu cu sau: o Cho phộp t trc nhit l (10 OC - 50 OC ) bng cỏc nỳt nhn KEY0 (tng nhit ) v KEY1 (gióm nhit ). o o nhit hin ti. o Nu nhit o c nh hn nhit t thỡ kớch úng RELAY 1. o Nu nhit o c ln hn nhit t thỡ kớch ngt RELAY 1. Bi 3: Sinh viờn t mỡnh suy ngh v phỏt trin thờm chng trỡnh. 3 Hng dn: Cõn chnh khi cm bin nhit: o Chnh bin tr R137 sao cho V1 = 2,73 + 0,01 x t O C (V). Trong thc t chớnh xỏc thỡ ta nhỳng LM335 vo nc ỏ ang tan (0 O C). o Chnh bin tr R133 sao cho V2 = 2,73 V. P. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐO NHIỆT ĐỘ. Bài tập: Chương trình đo nhiệt độ và hiển thị giá trị lên bốn LED 7 đoạn (một LED hiển thị phần thập phân). Giáo trình thực hành vi xử lý. 5 Biên soạn: Phạm Quang Trí Đo nhiệt độ với độ phân giải 0,5 OC : o Nhiệt độ sau khi qua khối cảm biến nhiệt sẽ tạo ra một điện áp tại J93 (V OUT) có giá trị là VOUT = 39 * t O C (mV). o Với độ phân giải của ADC0809 là 19,6 mV thì điện áp trên sau khi qua ADC0809 sẽ có giá trị là 39 * t O C / 19,6 ≈ 2 * t O C. o Để hiển thị giá trị nhiệt độ lên LED 7 đoạn với một số phần thập phân thì giá trị hiển thị sẽ phải là 10 * t. Do đó, giá trị thu được sau khi biến đổi A/D sẽ được nhân với 5 rồi biến đổi qua mã BCD nén → hiển thị lên LED 7 đoạn. . ứng dụng của hệ thống vi điều khiển vào công vi c đo lường, hiển thị và điều khiển. B. YÊU CẦU: • Nắm vững tập lệnh của vi điều khiển MCS-51. • Tham khảo trước nguyên lý hoạt động của các. nhiệt LM335 P. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐO NHIỆT ĐỘ. Bài tập: Chương trình đo nhiệt độ và hiển thị giá trị lên bốn LED 7 đo n (một LED hiển thị phần thập phân). Giáo trình thực hành vi xử. 2,73 V. P. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐO NHIỆT ĐỘ. Bài tập: Chương trình đo nhiệt độ và hiển thị giá trị lên bốn LED 7 đo n (một LED hiển thị phần thập phân). Giáo trình thực hành vi xử lý. 5 Biên