BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO THẮNG KHOA ĐIỆN TỬ - TIN HỌC  GVHD: NGUYỄN THỊ HỒNG ÁNH SVTH: VƯƠNG CHÍ THANH LỚP: CĐĐTVT 08B Năm Học 2008 - 2011 LỜI CẢM ƠN Trong suốt khóa học Trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng, với giúp đỡ q Thầy Cơ giáo viên hướng dẫn mặt từ nhiều phía thời gian thực đề tài Lời em xin chân thành cảm ơn đến : Q Thầy Cơ khoa Điện tử -Tin học giảng dạy kiến thức chun mơn làm sở để thực tốt luận văn tốt nghiệp tạo điều kiện thuận lợi cho em thực hồn tất khóa học Đặc biệt, Nguyễn Thị Hồng Ánh – giáo viên hướng dẫn đề tài nhiệt tình giúp đỡ cho em lời dạy q báu, giúp em định hướng tốt thực đồ án Đồng thời, Em gửi lời cám ơn đến bạn sinh viên, thời gian thực đồ án này, quan tâm góp ý giúp em hồn thành đồ án tốt Với đề tài “ Đo & Hiển Thị, Cảnh Báo Nhiệt Độ Trên LCD” ,Em áp dụng kiến thức học để hiểu rõ lý thuyết so sánh với thực tiễn Tuy nhiên, q trình thực khơng tránh khỏi thiếu sót nội dung lẫn hình thức, kính mong nhận góp ý kiến q thầy bạn sinh viên Một lần nữa, Em xin chân thành cảm ơn ! MỤC LỤC 1-Nội dung yêu cầu đề tài 2-Sơ đồ khối 3-Sơ đồ nguyên lý 4-Lưu đồ giải thuật 5-Tổng kết  ĐẶT VẤN ĐỀ Với phát triển khoa học, ngày ngành cơng nghiệp bước vào lĩnh vực sản xuất với nhiều tiện ích thuận lợi Với làm việc máy móc, việc đảm bảo an tồn cho người lao động kéo dài thời gian làm việc cho loại máy móc mối quan tâm hàng đầu doanh nghiệp, sở sản xuất Một ngun nhân gây hư hại cho máy móc nguy hiểm cho người lao động thay đổi nhiệt độ vượt q giới hạn cho phép Đồng thời, sống hàng ngày chúng ta, việc biết nhiệt độ mơi trường có ý nghĩa quan trọng cho việc dự báo thời tiết, cho kế hoạch làm việc nghỉ ngơi hợp lý,… Với lý trên, Em định chọn đề tài “Đo & Hiển Thị, Cảnh Báo Nhiệt Độ Trên LCD”, để nghiên cứu hy vọng đem kiến thức thu lượm q trình làm việc áp dụng vào thực tế  ỨNG DỤNG Đo nhiệt độ xí nghiệp sản xuất nhằm đảm bảo nhiệt độ mơi trường khơng q nguy hiểm cho q trình làm việc Hiển thị nhiệt độ nhà, quan, nơi cơng cộng để người biết nhiệt độ thời Đo nhiệt độ lò, lò bánh, lò gốm, lò viba,… Cân chỉnh nhiệt độ hợp lý, diều khiển nhiệt độ thơng qua bàn phím  U CẦU ĐỀ TÀI Với hạn chế thời gian, kiến thức, kinh nghiệm nên đề tài giới hạn sau: Đo nhiệt độ từ – 990C dùng LM35 (hàm truyền 10mV/0C ) Hiển thị LCD từ Port B, Thơng báo báo động led chng Thay đổi nhiệt độ báo động từ bàn phím Khối Báo Động Khối Vi Xử Lý Píc 16F877A Khối Cảm Biến Khối Hiển Thị LCD Khối Bàn Phím Khối Nguồn Sơ Đồ Khối KHỐI NGUỒN Trong mạch điện tử nguồn có vai trò quan trọng, định hoạt động hay ngưng hoạt động mạch Một nguồn khơng tốt làm cho mạch hoạt động ổn định dể làm hỏng linh kiện Vì nguồn ổn áp tốt cần thiết cho mạch điện tử ( mạch dùng IC số) Sử dụng biến áp, cầu diode, tụ với IC 7805 để tạo nguồn điện ổn định 5VDC để cấp nguồn ni cho tất khối mạch KHỐI XỬ LÝ Gồm pic 16f877a port IO Là nơi xử lý tất tín hiệu truyền xuất tín hiệu điều khiển, điều khiển theo phần mềm lập trình Sử dụng thạch anh 4Mhz tụ 33pF tạo xung clock cho pic Trong mạch có thêm Reset cho pic 16f877a gồm điện trở, tụ chống nẩy nút nhấn KHỐI BÁO ĐỘNG Khi nhiệt độ mức báo động chân Píc điều khiển báo động kích làm cho transistor dẫn bảo hòa tạo dòng điện từ nguồn 5V qua relay mass làm cho relay hoạt động cấp nguồn cho chng kêu Khi khơng kích transistor trạng thái tắt ngắt dòng qua mạch relay làm cho relay tắt ngắt nguồn cung cấp cho chng KHỐI CẢM BIẾN Dùng IC LM35 để chuyển đổi nhiệt độ mơi trường bên ngồi thành dạng điện áp Nhiệt độ mơi trường tăng lên 1oC điện áp ngõ LM35 tăng lên 10mV Mức điện áp đưa vào chân RA0 PIC 16F877A để chuyển đổi ADC PIC tiến hành chuyển đổi từ tín hiệu tương tự thành tín hiệu số Kết sau chuyển đổi xử lý so sánh với giá trị đặt trước để xuất tín hiệu điều khiển khối hiển thị báo động KHỐI HIỂN THỊ LCD Gồm tụ dùng để lọc, biến trở dùng để chỉnh độ tương phản LCD hình LCD dùng để hiển thị chữ, nhiệt độ… Khi có lệnh hiển thị từ Píc nội dung cần hiển thị hiển thị lên LCD KHỐI BÀN PHÍM Gồm nút nhấn điện trở Các nút nhấn nối với port D từ RD1 tới RD6 dùng để nhập liệu từ bên ngồi vào Mỗi vị trí nút nhấn mã hóa hàm phần mềm Khi vị trí tích cực, liệu đưa khối xử lý để xử lý đưa tín hiệu điều khiển cho khối khác MẠCH NGUỒN D - IN 7805 GN D U OU T R 330 12VAC C + 1000uF C 104 LED D J1 J2 J3 J4 Để an tồn IC 7805 cung cấp dòng cho tải là: 100mA – 1A Nhằm đảm bảo tính ổn định mạch, đề tài thiết kế mạch nguồn sử dụng IC ổn áp dương 7805.( ổn áp dương có điện áp ngõ cố định 5V, dòng điện ngõ từ 100mA đến 1A) Điện áp ngõ vào tối thiểu phải cao điện áp ngõ 2V để mạch hoạt động tốt Mạch sử dụng chỉnh lưu nắn điện cầu diode tu 1000uf Mach sử dụng led báo có nguồn Tụ 104 dùng để chống nhiễu có tác dụng lọc nguồn MẠCH CẢM BIẾN R 10K IN O U T 2 J LM 35 G N D U R 50K R 10K R 30 LE D J P O R TA D LM35 cấp nguồn ni 5v, đọc nhiệt độ từ mơi trường cấp cho chân RA0 vi xử lý Cầu phân áp R1-R1 cấp nguồn 2,56V cho RA3/AN3/V REF+ Chân RA2/V REF- nối mass Như Uc ADC= 2,5V Điện áp chuẩn đưa vào chân RA3/NA3/VREF+ tính sau: Nhiệt độ mơi trường tăng 1oC ngõ LM35 tăng lên 10mV => Q = 10mV = 0,01 V Q = Uc / 2n (n = 8) => Uc = 2n.0,01 = 28.0,01 = 2,56 V MẠCH BÁO ĐỘNG V C C _ V D C V C C _ 2 V A C R 3 k D D IO D E J 3 D R 3 D R 3 L S R E L A Y R D L S Q C P O R T C v C H U Ơ N G L E D _ D O L E D _ XA N H L E D _ V A N G Điện trở gắn cực B transistor để bảo vệ cho transistor Khi nhiệt độ vượt mức cho phép píc xuất tín hiệu chân port làm cho chân port lên mức cực B Transistor kích làm cho Transistor dẫn, Transistor dẫn relay kích , lúc tiếp điểm thường hở relay đóng lại, đồng thời cấp nguồn cho chng hoạt động MẠCH HIỂN THỊ 7 1 1 1 1 G V V R R E D D D D D D D D A K N D C C E E S /W L C D x2 R 100K J N guon P O R T E 2 m F C J P O R T B Dữ liệu cần hiển thị truyền đến khối hiển thị từ port B khối xử lý Píc Dữ liệu LCD nhận chân liệu từ chân 7-14 LCD Dữ liệu hiển thị lên LCD chân RS, R/W E tác động (RS=1, R/W=0,E=0,E=1) MẠCH BÀN PHÍM V C C BAN PHIM R 10k R 10k R 10k E N TE R C LE A R J 13 P O R TD Bàn phím gồm 12 nút nhấn.các nút nhấn nối vớ vi điều khiển Khi thực kiểm tra phím nhấn, vấn đề cần thiết là phải thực chống rung phím chống nhiễu Q trình thực chống rung phím chống nhiễu thực phần mềm Do thời gian rung phím vào khoảng 20ms nên q trình chống rung phần mềm đơn giản tạo thời gian chờ đủ lớn để chương trình bỏ qua ảnh hưởng rung phím chống nhiễu Để phát phím nhấn ta sử dụng phương pháp qt hàng Khi khơng nhấn hàng bàn phím nối với Vcc thơng qua điện trở R nên có mức logic 1.Để phát trang thái phím nhấn mức logic nhấn phím phải mức logic Khi nhấn phím tương ứng hàn cột bàn phím kết nối với Do đó, để thực kiểm tra phím ta phải cho trước hàng chứa phím tương ứng mức logic 0, sau kiểm tra cột phím Nếu cột có nhấn phím cột khơng nhấn phím Sau phím nhấn liệu phím đến khối Píc để xử lý Các điện trở hạn dòng chuyển đổi trạng thái nút nhấn xác định cho tín hiệu khơng bị phân dãy Giá trị điện trở 10K MẠCH PÍC 16F877A VC C 10K R U R ESET M C L R /V p p R B /P G D R B /P G C R B5 R B4 R B /P G M R B2 R B1 R B /IN T J8 C 104 5 R R R R R R A A A A A A /A N /A N /A N /A N /TO /A N /V re f -/C V re f /V re f + C K I/C /o u t /S S /C o u t 3 3 3 J5 J9 J5 10 PO R TE 11 12 33P C 13 PO W ER 4M h Vdd Vss O S C /C L K P IC F 7 A 14 1 1 Vdd Vss R E /R D /A N R E /W R /A N R E /C S /A N Y 33P C J10 PO R TB PO R TA 1 32 31 PO W ER R R R R R R R R D D D D D D D D /P /P /P /P /P /P /P /P S S S S S S S S P P P P P P P P 3 2 2 2 9 2 2 O S C /C L K R R R R C C C C /T O S O /T C K I R C /R X /D T /T O S I/C C P R C //T X/C K /C C P R C /S D O /S C K /S C L R C /S D I/S D A J11 PO R TD J12 P O R TC MACH PIC16F877A Khối xử lý trung tâm có nhiệm vụ nhận biết tín hiệu thu từ khối đưa Sau xử lý tín hiệu số xuất tín hiệu điều khiển thích hợp để điều khiển hệ thống theo chương trình lập sẵn Địa chức kết nối hệ thống xử lý trung tâm sau: PortA : Đọc ADC PortB : Giao tiếp với LCD PortC : PortC_0: Báo động chng PortC_1: Báo động LED PortC_2: LED cảnh báo PortC_2: LED cảnh báo PortD : Giao tiếp với bàn phím PortE: Điều khiển LCD BEGIN HIỆN T0 HIỆN TRANG THÁI KHỞI TẠO LCD ĐỌC ADC B KIỂM TRA T