Bài tập dài môn Đo Lường Nhiệt GVHD:TS Võ Huy Hoàn
MUC LUC
Chương 1: Mô hình phần cứng ............................................... 2
Chương 2: Thiết kế phần cứng ............................................................... 6
Chương 3:Phần mềm ........................................................................... 43
Thiết kế và chế tạo hệ thống đo và điều khiển Page 1
Bài tập dài môn Đo Lường Nhiệt GVHD:TS Võ Huy Hoàn
Chương 1: Mô hình phần cứng
Trong quá trình làm em mới chỉ làm được các module:
1. main board ( mạch chính)
2. Display module ( khối hiển thị)
3. Power supply (nguồn)
4. Analog module ( module vào tương tự)
Thiết kế và chế tạo hệ thống đo và điều khiển Page 2
Hiển thị
7 thanh
Actor
Modul giao
tiếp với máy
tính
Mudul chuẩn hóa và
chuyển đổi đo
Sensor sensor Sensor
Đối tượng công nghệ
Mạch xử lý
Actor
Máy
Bài tập dài môn Đo Lường Nhiệt GVHD:TS Võ Huy Hoàn
I. Board mạch chính:
Thiết kế và chế tạo hệ thống đo và điều khiển Page 3
Bài tập dài môn Đo Lường Nhiệt GVHD:TS Võ Huy Hoàn

14 VR10 Biến trở 10k 10 KΩ More
15 Cap33p Tụ 33pF (tụ gốm) 33 pF 2
16 Cap22u Tụ 22µF 22 µF 4
17 Cap10u Tụ 10 µF 10 µF 1
18 7 segment Led 7 thanh 3
19 Lm324 IC Khuyếch đại thuật toán 1
20 4N35 Cách li quang 2
1.2. kiến trúc và các thông số của vi mạch:
a) AT89C52,AT89S52: (dài quá –trình bày sau)
• 8051 base architure
• 8Kbyte flash Rom
• 256 x 8 Ram
• Truyền tin full duplex
• 3 timer/counter 16 bit
• Maximum speed 40 Mhz at Vcc=5V
Thiết kế và chế tạo hệ thống đo và điều khiển Page 7
Bài tập dài môn Đo Lường Nhiệt GVHD:TS Võ Huy Hoàn
Thiết kế và chế tạo hệ thống đo và điều khiển Page 8
Bài tập dài môn Đo Lường Nhiệt GVHD:TS Võ Huy Hoàn
Tổ chức
bộ nhớ của AT89c52/s52
Ta phân chia các toán hạng, các dữ liệu, thông số ở các địa chỉ ô nhớ như sau:
Tên Địa chỉ Viết tắt của Chú thích
Mes 80h Measurement Các số nguyên dương
Thiết kế và chế tạo hệ thống đo và điều khiển Page 9
Bài tập dài môn Đo Lường Nhiệt GVHD:TS Võ Huy Hoàn
Set 81h setpoint
K 82h
Ti 83h
Td 84h

2D 58h 2Td/T-1
I 5ah T/Ti
Temp1 5ch Tạm toán hạng 1 trong phép
cộng
Thiết kế và chế tạo hệ thống đo và điều khiển Page 10
Bài tập dài môn Đo Lường Nhiệt GVHD:TS Võ Huy Hoàn
Tem2 5eh Tạm toán hạng 2 trong phép
cộng
Thiết kế và chế tạo hệ thống đo và điều khiển Page 11
Bài tập dài môn Đo Lường Nhiệt GVHD:TS Võ Huy Hoàn
b) ADC0809:
Nguyên lý hoạt động của ADC0809/0808 là phương pháp thử dần
từng bit. Nguyên lý và hoạt động theo sơ đồ khối và giản đồ thời gian
phía dưới.
Thiết kế và chế tạo hệ thống đo và điều khiển Page 12
Bài tập dài môn Đo Lường Nhiệt GVHD:TS Võ Huy Hoàn

IN1÷IN7: Các đầu vào tương tự
ADD A÷ADD C: Địa chỉ của đầu vào tương tự
AlE: Tín hiệu chốt địa chỉ
START: Tín hiệu cho phép bắt đầu chuyển đổi
EOC: Tín hiệu báo chuyển đổi xong
Output enable: điều khiển xuất tín hiệu ra
Clock: đầu vào xung nhịp cho ADC
Vref+ và Vref-: Điện áp tham khảo (điện áp chuẩn)
Vcc: Điện áp cung cấp cho ADC+5V
2
-1
÷2
-8

c) IC74373:
IC 74373 là IC bộ chốt dữ liệu 8 bit
OE: Output enable
Vcc: Nguồn +5V
GND: 0V
E: Enable (latch)
D0÷D7 : dữ liệu vào
Q0÷Q7: dữ liệu ra
Thiết kế và chế tạo hệ thống đo và điều khiển Page 15
Bài tập dài môn Đo Lường Nhiệt GVHD:TS Võ Huy Hoàn
d) IC7402:
Mỗi IC 7402 có chứa 4 nor
e) LM324:
1 IC LM324 gồm có 4 IC khuyếch đại thuật toán dùng nguồn
chung
f) 7 SEGMENT:
Led 7 đoạn có cấu tạo bao gồm 7 led đơn có dạng thanh xếp theo hình và có
thêm một led đơn hình tròn nhỏ thể hiện dấu chấm tròn ở góc dưới, bên phải của
led 7 đoạn.led 7 đoạn có loại Anode(cực +) hoặc Cathode(cực -) được nối chung
với nhau vào một điểm, được đưa chân ra ngoài để kết nối với mạch điện. 8 cực
còn lại trên mỗi led đơn được đưa thành 8 chân riêng, cũng được đưa ra ngoài để
kết nối với mạch điện. Nếu led 7 đoạn có Anode(cực +) chung, đầu chung này
Thiết kế và chế tạo hệ thống đo và điều khiển Page 16
Bài tập dài môn Đo Lường Nhiệt GVHD:TS Võ Huy Hoàn
được nối với +Vcc, các chân còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của
các led đơn, led chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở mức 0. Nếu led 7
đoạn có Cathode(cực -) chung, đầu chung này được nối xuống Ground (hay
Mass), các chân còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các led đơn,
led chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở mức 1.
Vì led 7 đoạn chứa bên trong nó các led đơn, có thể là led tinh thể lỏng hoặc là

thập lục phân
0 0 0 1 1 1 1 1 1 3F
1 0 0 0 0 0 1 1 0 06
2 0 1 0 1 1 0 1 1 5B
3 0 1 0 0 1 1 1 1 4F
4 0 1 1 0 0 1 1 0 66
5 0 1 1 0 1 1 0 1 6D
6 0 1 1 1 1 1 0 1 7D
7 0 0 0 0 0 1 1 1 07
8 0 1 1 1 1 1 1 1 7F
9 0 1 1 0 1 1 1 1 6F
g) DB9:
Là loại rắc cắm cho chuẩn RS232,gồm có 9 chân
Dc
DB9 maleDB9 female
Thiết kế và chế tạo hệ thống đo và điều khiển Page 18
Bi tp di mụn o Lng Nhit GVHD:TS Vừ Huy Hon
Chõn Mụ t
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Txd
T
2in
Rxd
V phớa mỏy tớnh thỡ lp ngc li:
T
1in
Rxd
T
2in
Txd
Txd
com port
8051 port
Rxd
Thit k v ch to h thng o v iu khin Page 19
Bài tập dài môn Đo Lường Nhiệt GVHD:TS Võ Huy Hoàn
Bé MAX232 ®ßi hái 4 tô ®iÖn gi¸ trÞ tõ 1 ®Õn 22µF. gi¸ trÞ phæ biÕn nhÊt cho
c¸c tô nµy lµ 22µF.
Thiết kế và chế tạo hệ thống đo và điều khiển Page 20
Bài tập dài môn Đo Lường Nhiệt GVHD:TS Võ Huy Hoàn
i. 4N35: (chưa hiểu đầy đủ )
2. Cảm biến:
2.1Cảm biến nhiệt độ:
2.1.1 Cặp nhiệt điện:
Phạm vi đo
Dải đo
Độ phân giải
Sai số
Độ chính xác

Độ phân giải
Sai số
Độ chính xác
Độ tin cậy
Độ tuyến tính
Thời gian đáp ứng
Thời gian hồi đáp
Ảnh hưởng của môi
trường
Dải chết
Độ trễ
Thiết kế và chế tạo hệ thống đo và điều khiển Page 22
Bài tập dài môn Đo Lường Nhiệt GVHD:TS Võ Huy Hoàn
2.1.2.2 Sơ đồ nguyên lý đo:
I I 2I
Ta thấy hiệu điện áp :
( ) ( )
AB
U I Rd Rt I Rm Rd= + − +
Do Rm=R
0
hay Rt=R0 +∆R=Rm+∆R
Nên:
*
AB
U I R U= ∆ = ∆
Vậy ta có : ∆R=∆U/I
Tra theo bảng của nhiệt điện trở ta suy ra được giá trị của nhiệt độ:
2.1.2.3. Tính toán đo nhiệt độ dùng ADC và vi điều khiển :
• Do ADC của ta là ADC 8 bit nó chỉ có khả năng biểu diễn được 256 giá

3 1 0.39077225 1.95386125 2
4 1.5 0.586115063 2.930575313 3
5 2 0.781429 3.907145 4
6 2.5 0.976714063 4.883570313 5
7 3 1.17197025 5.85985125 6
8 3.5 1.367197563 6.835987813 7
9 4 1.562396 7.81198 8
10 4.5 1.757565563 8.787827813 9
11 5 1.95270625 9.76353125 10
12 5.5 2.147818063 10.73909031 11
13 6 2.342901 11.714505 12
14 6.5 2.537955063 12.68977531 13
15 7 2.73298025 13.66490125 14
16 7.5 2.927976563 14.63988281 15
17 8 3.122944 15.61472 16
18 8.5 3.317882563 16.58941281 17
19 9 3.51279225 17.56396125 18
20 9.5 3.707673063 18.53836531 19
21 10 3.902525 19.512625 20
22 11 4.29214225 21.46071125 21
23 11.5 4.486907563 22.43453781 22
24 12 4.681644 23.40822 23
25 12.5 4.876351563 24.38175781 24
26 13 5.07103025 25.35515125 25
27 13.5 5.265680063 26.32840031 26
28 14 5.460301 27.301505 27
Thiết kế và chế tạo hệ thống đo và điều khiển Page 24
Bài tập dài môn Đo Lường Nhiệt GVHD:TS Võ Huy Hoàn
29 14.5 5.654893063 28.27446531 28
30 15 5.84945625 29.24728125 29

61 31 12.06023225 60.30116125 60
62 31.5 12.25384256 61.26921281 61
63 32 12.447424 62.23712 62
64 32.5 12.64097656 63.20488281 63
65 33 12.83450025 64.17250125 64
66 33.5 13.02799506 65.13997531 65
67 34 13.221461 66.107305 66
68 34.5 13.41489806 67.07449031 67
Thiết kế và chế tạo hệ thống đo và điều khiển Page 25