Tiểu luận tốt nghiệp
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn

1
Tiểu luận tốt nghiệp
Nhận xét của cán bộ phản biện
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………

Tiểu luận tốt nghiệp
LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian nghiên cứu và thực hiện, đề tài của em cơ bản đã hoàn
thành.
Em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình đã hỗ trợ về tài chính và tinh thần, tạo mọi
điều kiện thuận lợi để em hoàn thành được đề tài tiểu luận này.
Em xin cảm ơn quý thầy, cô trong bộ môn Điện – Điện tử đã dạy cho em những
kiến thức bổ ích, đặc biệt là thầy Trương Quốc Bảo đã nhiệt tình giải thích, hướng dẫn,
góp ý làm cho tiểu luận của em thêm hoàn chỉnh.
Mặc dù đã hết sức cố gắng nhưng cũng không thể tránh khỏi sai sót. Em rất mong nhận
được sự thông cảm và nhiều góp ý từ thầy, cô và các bạn để đề tài tiểu luận tốt nghiệp
được hoàn chỉnh và phát triển hơn.
4
Tiểu luận tốt nghiệp
MỤC LỤC
Danh mục bảng
Danh mục hình

ABSTRACT
5
Tiểu luận tốt nghiệp
Today the electric and electronic devices are used in almost of our daily activities. The
main purpose of this assignment is design a measure and temperature control circuit
using MSP430. This circuit can be applied to measure current weather temperature
and warm us the dangerous temperature that is related to preassure and temperature of
a factory. The device is performed by temperature sensing circuit and LCD display.
The control program run on MSP430 to alert when the temperature is not suitable for
requirement of users. The temperature device is good performant, stable. The
arccuracy of circuit is about ± 2
o

động của con người ngày càng đạt hiệu quả hơn.
Điện tử đang trở thành một ngành khoa học đa nhiệm. Điện tử đã đáp ứng được
những yêu cầu, đòi hỏi không ngừng của các ngành, lĩnh vực khác nhau cho đến những
nhu cầu thiết yếu của con người trong cuộc sống hang ngày. Một trong những ứng
dụng quan trọng của ngành công nghệ điện tử là kỹ thuật đo và điều khiển nhiệt độ.
1.2 LỊCH SỬ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ.
Kỹ thuật đo và điều khiển nhiệt độ là một ứng dụng quan trọng của ngành công
nghiệp điện tử.
Sử dụng cảm biến nhiệt được ứng dụng nhiều trong công nghiệp và các lĩnh vực
khác trong đời sống với những thiết bị điều khiển nhiệt rất tinh vi.
7
Tiểu luận tốt nghiệp
Xuất phát từ đó, em đã thiết kế mạch đo và điều khiển nhiệt độ, một trong những
ứng dụng nhỏ của lĩnh vực điện tử.
1.3 PHẠM VI CỦA ĐỀ TÀI.
Đề tài gồm 2 phần: Đo và điều khiển nhiệt độ. Để thực hiện đề tài cần giải quyết
các vấn đề sau:
+ Giao tiếp giữa MSP430 với cảm biến nhiệt độ DS18B20.
+ Hiển thị nhiệt độ lên màn hình LCD 16x2.
1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
1.4.1 Lý thuyết
Phần lý thuyết để thực hiện đề tài được nghiên cứu từ các giáo trình chuyên
ngành trong quá trình học tập, kết hợp sự trao đổi với giảng viên hướng dẫn.
1.4.2 Phần cứng
Phần cứng hệ thống gồm các linh kiện chủ yếu: Vi điều khiển MSP430G2452,
màn hình LCD 16x2, cảm biến nhiệt độ DS18B20.
1.4.3 Phần mềm
Sử dụng phần mềm IAR để viết chương trình cho vi điều khiển MSP430.
1.4.4 Thực tế
Ngoài kiến thức học ở trường, sinh viên cần tìm thêm về những ứng dụng thực

• Kiến trúc nguồn điện cực thấp để mở rộng tuổi thọ của pin.
- 1μA duy trì RAM
- 0.8 μA chế độ xung thời gian thực
- 250 μA / MIPS tích cực
• Xử lý tín hiệu tương tự với hiệu suất cao.
- 12 bit hoặc 10 bit ADC – 200ksps.
- 12 bit kép DAC.
• 16 bit RISC CPU cho phép được nhiều ứng dụng, thể hiện một phần ở kích
thước code lập trình.
- Thanh ghi lớn nên loại trừ được trường hợp tắt nghẽn tập tin khi dang
làm việc.
- Thiết kế nhỏ gọn làm giảm lượng tiêu thụ điện và giảm giá thành.
- Tối ưu hóa cho những chương trình ngôn ngữ bậc cao như C, C++
- Có 7 chế độ định địa chỉ.
- Khả năng ngắt theo vector lớn.
• Trong lập trình cho bộ nhớ Flash cho phép thay đổi code một cách linh hoạt,
phạm vi rộng, bộ nhớ Flash còn có thể lưu lại nhật kí dữ liệu.”[3]
2.1.2 Sơ đồ và chức năng của các chân MSP430G2452
10
Tiểu luận tốt nghiệp
[6]
Hình 2.1 Sơ đồ chân của MSP430G2452
Chức năng các chân của MSP430G2452
11
Tiểu luận tốt nghiệp

[6]
Bảng 2.1 Chức năng các chân của MSP430G2452
12
Tiểu luận tốt nghiệp

• Độ chính xác 0.5
o
C trong khoảng nhiệt từ -10
o
C đến 85
o
C.
• Dòng tiêu thụ tại chế độ nghỉ nhỏ.
• Thời gian lấy mẫu và chuyển sang số nhanh, nhỏ hơn 200 ms. [7]
2.2.2 Sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động của DS18B20
Sơ đồ khối:
[7]
Hình
2.4 Sơ đồ khối của DS18B20
Nguyên lý hoạt động:
• Bên trong DS18B20 có bộ chuyển đổi giá trị nhiệt độ sang số và được lưu trong
các thanh ghi ở bộ nhớ scratchpad, độ phân giải nhiệt độ đo có thể được cấu
15
Tiểu luận tốt nghiệp
hình ở chế độ 9 bits, 10 bits, 11 bits, 12 bits. Ở chế độ mặc định thì DS18B20
hoạt động ở chế độ phân giải 12 bits.
• Để bắt đầu đọc nhiệt độ và chuyển đổi từ giá trị tương tự sang giá trị số thì vi
điều khiển gửi lệnh Conver T [44h], sau khi chuyển đổi xong thì giá trị nhiệt độ
sẽ được lưu trong hai thanh ghi nhiệt độ ở bộ nhớ scratchpad và IC trở về trạng
thái nghỉ.
• Giá trị nhiệt độ lưu trong bộ nhớ gồm 2 bytes – 16bits, số âm sẽ được lưu dưới
dạng số bù 2.
•
2.3 GIỚI THIỆU MÀN HÌNH LCD
[7]

phát hiện cạnh lên (low-to-high transition) ở chân E và được
LCD giữ ở bus đến khi nào chân E xuống mức thấp.
7 - 14 DB0-
DB7
Tám đường của bus dữ liệu dùng để trao đổi thông tin với
MPU. Có 2 chế độ sử dụng 8 đường bus này :
+ Chế độ 8 bit : Dữ liệu được truyền trên cả 8 đường, với bit
MSB là bit DB7.
+ Chế độ 4 bit : Dữ liệu được truyền trên 4 đường từ DB4 tới
DB7, bit MSB là DB7.
15 - Nguồn dương cho đèn nền.
16 - GND cho đèn nền.
[7]
17
Tiểu luận tốt nghiệp
Bảng 2.3 Chức năng các chân của LCD
2.4 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM IAR
“ IAR Embedded Workbench là chương trình biên dịch được cung cấp IAR
SYSTEMS. Có 3 phiên bản: Kickstart Version – Free, Baseline Version ~ $795 và Full
Version ~ $2695.
• Kickstart Version – Free: Giới hạn 4Kb trong code C. Không giới hạn code
asm. Hỗ trợ từ wed của TI.
• Baseline Version ~ $795: Giới hạn 12Kb trong code C. Không giới hạn code
asm. Hỗ trợ bởi IAR.
• Full Version ~ $2695: Không giới hạn tất cả code. Hỗ trợ từ IAR.”[3]
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MẠCH
Nội dung chính:
• Sơ đồ khối
• Nguyên lý hoạt động của các khối
• Mạch nguyên lý và nguyên tắc hoạt động

Khối điều khiển: Đảm nhận chức năng nhận tín hiệu từ khối cảm biến, xử lý biến đổi
AD sau đó hiển thị thông qua khối hiển thị. Khối điều khiển gồm vi điều khiển
MSP430G2452. Vi điều khiển thuộc họ
MSP430 của Texas Instuments. Có
mức điện áp nguồn từ 1.8V đến 3.3V.
Vi điều khiển có 16 ngõ I/0, 2 chân
nguồn 1 chân test và 1 chân reset.
20
D
G N D+ 5 v
P2.1
27.0
DQ
2
VCC
3
GND
1
U2
DS18B20
R3
10k
LED
DQ
D7
D6
D5
D4
E
RS

P1.5/TA0/TMS
18
XIN/P2.6/CA6
6
XOUT/P2.7/CA7
5
U1
MSP430G2452
Tiểu luận tốt nghiệp
Hình 2.8 Khối điều khiển
3.2.3 Khối hiển thị
Khối hiển thị: Có chức năng hiển thị nhiệt độ đo được bởi khối cảm biến. Khối
có 1 LCD nhận dữ liệu từ khối điều khiển.
21
Tiểu luận tốt nghiệp
Hình 2.9 Khối hiển thị LCD
3.3 MẠCH NGUYÊN LÝ VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG
P2.5/CA5
3
RST/NMI
7
TEST
1
P2.4/TA2/CA1
12
P2.3/TA1/CA0
11
P2.2/CAOUT/TA0/CA4
10
P2.1/INCLK/CA3

12
D4
11
D3
10
D2
9
D1
8
D0
7
E
6
RW
5
RS
4
VSS
1
VDD
2
VEE
3
LCD1
LM016L
R5
10k
20.0
DQ
2

40
o
C ≤ Nhiệt độ ≤ 70
o
C
Đọc nhiệt độ từ
DS18B20
Hiển thị nhiệt độ ra
LCD
Led tắtLed sáng
Kết thúc
Tiểu luận tốt nghiệp
3.4.2 Chương trình điều khiển
#include "string.h"
#include "msp430g2452.h"
#include <intrinsics.h>
union reg {
struct bit {
unsigned char b0:1;
unsigned char b1:1;
unsigned char b2:1;
unsigned char b3:1;
unsigned char b4:1;
unsigned char b5:1;
unsigned char b6:1;
unsigned char b7:1;
}_BIT;
unsigned char _BYTE;
};
union reg* _P2_DIRECT = (union reg*)0x2A ;