Mục lục
I. Giới thiệu
1. Đặt vấn đề
2. Các phương pháp đo nhiệt độ
3. Nhiệm vụ thiết kế
II. Tổng quan về phần cứng
1. Sơ đồ khối
2. Giới thiệu về các thiết bị.
2.1. LM335
2.2. ADC0809
2.3. Bộ vi xử lý 8051
2.4. Khối phím ấn
2.5. Hiển thị Led
2.6. RS 232
2.7. Nguồn
III. Phần mềm
1. Lưu đồ thuật toán
1.1 Lưu đò thuật toán đọc ADC
1.2 Lưu đồ thuạt toán phục vụ ngắt phím
1.3 Lưu đồ kiểm tra
1.4 Lưu đồ truyền tin
2. Phần mềm chương trình
IV. Đánh giá sai số
V. Kết luận,tài liệu tham khảo
1
I. Giới thiệu
1. Đặt vấn đề
Nhiệt độ là một trong những đại lượng vật lý được quan tâm nhiều nhất. Bởi vì
nhiệt độ có vai trò quyết định trong nhiều tính chất của vật chất. Một trong những
đặc điểm tác động của nhiệt độ là làm thay đổi một cách liên tục các đại lượng chịu
sự ảnh hưởng của nó,ví dụ như áp suất ,thể tích của một chất khí . Bởi vậy, trong

Ứng dụng của cặp nhiệt điện chủ yếu để đo nhiệt độ, ngoài ra nó còn dược dùng
để đo các đại lượng không điện và điện khác như: đo dòng điện ở tần số cao,đo
hướng chuyển động và lưu ượng của các dòng chảy, đo di chuyển , đo áp suất
nhỏ
+Cảm biến nhiệt độ dùng đặc tính diode và tranzitor

Đo nhiệt độ là nhiệm vụ thường gặp trong các ngành nhiệt học, hoá học ,luyện kim...Tuỳ
theo nhiệt độ đo mà có thể dùng các phương pháp đo khác nhau.Thông thường nhiệt độ đo
được chia thành 3 giải : Nhiệt độ thấp, nhiệt độ trung bình và nhiệt độ cao.Ở nhiệt độ trung
2
bỡnh v thp, phng phỏp o thng l tip xỳc ngha l cỏc chuyn i c t trc tip
ngay mụi trng cn o. i vi nhit cao,o bng phng phỏp khụng tip xỳc, ngha l
dng c o t ngoi mụi trng o.
Mt trong s nhng cỏch ú l o nhit khụng tiộp xỳc s dng cm bin
LM335
3. Nhim v thit k
Thit k h b VXL o nhit s dng VK89C51 v cm bin LM335 gii
quyt nhng vn sau:
- Thit k mch o nhit trong di t 0
o
C-100
o
C v hin th.
- Cnh bỏo khi nhit ln hn 80
o
C v khi nh hn 20
o
C
- Kt ni truyn thụng tin o c vo mỏy tớnh
- Vit chng trỡnh phn mm gii quyt nhng vn trờn

PC
3
- Tiêu tán công suất thấp.
- Dòng làm việc từ 4.10
-4A
5.10
-3
A
- Dòng ngợc 15mA
- Dòng thuận 10mA
- Sự biến thiên của điện thế theo nhiệt độ có hàm
V
OUT
= 0.01xT
O
K
= 2.73 + 0.01xT
O
C
+ Cấu trúc của bộ cảm biến LM335 là loại cảm biến có 3 chân tín hiệu ra
tơng tự
2.2 Khi iu chnh in ỏp hay mch khuộch i
Đầu đo dới dạng vi mạch LM 335 là một đầu đo nhiệt độ đơn giản và chính
xác ,có điện áp lối ra tỷ lệ thuận với nhiệt độ của đầu đo. Đầu đo này không cần đến linh
kiện ở ngoài nên không cần chuẩn lại ở những nhiệt độ khác nhau .Trong vùng nhiệt độ
phòng , độ chính xác đạt cỡ 0,25
0
C .Dòng điện tiêu thụ cỡ 60uA nên có thể bỏ qua sự tăng
nhiệt độ đầu đo dòng điện nuôi tạo ra .
Tơng ứng với dải nhiệt độ đo di t 0

điện áp này vào ADC qua một bộ đệm nh trên hình vẽ.
Ta cần hiển thị kết quả ra LED ,muốn vậy cần có sự đồng nhất :
Nhiệt độ đo(
0
C ) Mã nhị phân ở đầu ra của ADC
+ Điện áp ở lối ra của LM335 là 10mV /
0
C
+ Do vậy vấn đề này đợc giải quyết bằng cách đặt điện áp ở các chân Vref của
ADC thích hợp.
Nh ta đã biết ADC 0809 có 8 bít ở đầu ra nên có:
2
8
- 1 = 255 ( bậc thang )
Ta s dng ngun 5V,v 1 bin tr to ra V
ref
(+) ca ADC0809 l 2.55V,
Nờn suy ra in ỏp (ref)=2.55V .
Kích cỡ bậc thang là :
2.55/ 255 =0.01(V)
- Điện áp đa tới chân vào của ADC là 0 - 1 V tơng ứng với nhiệt độ đầu đo
của cẩm biến là 0 - 100
0
C
- Tín hiệu lối ra của cảm biến 10mV /
0
C.
- Kích cỡ bậc thang 10mV
2.3Khi chuyn i ADC - s dng ADC0809
Có nhiều phơng pháp để chuyển đổi một đại lợng tơng tự sang giá trị số nh:

xóa bit MSB xuống mức thấp
Nếu V’
a
<V
a
thì ngõ ra bọ so sánh ở mức cao làm cho mạch logic điều
khiển giữ bit MSB ở mức cao .
Tiếp theo mạch logic điều khiển đưa bit có nghĩa kế bit MSB lên mức cao và tạo ở
ngõ ra khối DAC một điện áp tham chiếu V’
a
rồi đem so sánh tương tự như bit MSB
như trên . Quá trình này cứ tiếp tục cho đến bit cuối cùng trong thanh ghi điều khiển .
Lúc đó thì V’
a
gần bằng V
a
ngõ ra của mạch logic điều khiển báo kết thúc chuyển đổi .
Như vậy mạch đổi ra n bit chỉ mất n chu kì xung clock nên có thể đạt tốc độ rất cao
. Tuy nhiên mạch ADC xấp xỉ liên tiếp lại không thể đáp ứng với tín hiệu tương tự vào
biến đổi cực nhanh .
- ADC chuyển đổi nhanh(MC10319,AD9010,... )
+Bộ chuyển đổi nhanh (fast converter)là loại ADC có tốc độ cao nhất nhưng sơ
đồ mạch phức tạp hơn các loại khác.Chẳng hạn,ADC nhanh N bit cần 2N-1 bộ so sánh,2N
điện trở và logic mã hoá cần thiết.
+ Bộ chuyển đổi nhanh không cần tín hiệu xung nhip vì tiến trình chuyển đổi
xảy ra liên tục.
+ Thời gian chuyển đổi là thời gian cần thiết để xuất hiện một đầu ra số đáp lại
một thay đổi ở đầu vào tương tự,chỉ phụ thuộc vào khoảng trễ do truyền của bộ so sánh và
bộ mã hoá.Do đó ADC nhanh có thời gian chuyển đổi vô cùng ngắn ngủi:
6

Một vài thông số kỹ thuật chính:
-Độ phân giải: 8 bit
-Sai số : +/- 1LSB
-Nguồn cung cấp: 5V .
-Công suất: 15mW.
-Tốc độ chuyển đổi: <100us
Sơ đồ khối cấu trúc bên trong ADC0809:
Các chân của ADC0809
7
Sơ đồ chân của ADC0809
-Vcc: Chân cấp nguồn.
Điện áp nguồn:5V
-GND: Chân nối đất.
- V
ref
(+) và V
ref
(-)
Hai chân đưa điện áp tham chiếu.
Thường V
ref
(-) nối đất.Trong bài V
ref
(+) được nối với nguồn 5V và một biến
trở 10k để lấy ra V
ref
(+)=2.55V
-IN0->IN7(Input):-8 kênh đầu vào tương tự.
- ADDA,ADDB,ADDC là 3 chân chọn kờnh đầu vào.
A,B,C la 3 bit chọn 1 trong 8 kênh đầu vào của 1 Multiplexer tương tự được

.Khả năng 3 trạng thỏi của bộ chốt cho phép giao tiếp dễ dàng với các hệ thống bus định
hướng(bus oriented systems).
-Thực hiện hoạt động của các bộ chuyển đổi này bằng một bộ vi xử lý hoặc một
số logic điều khiển thì rất đơn giản.Thiết bị điều khiển đầu tiên sẽ chọn kênh vào. Để làm
điều này ,một địa chỉ kênh 3 bit được áp vào các chân A,B,C;và chân ALE (Address Latch
Enable) được đưa xung tích cực để khoá địa chỉ vào thanh ghi địa chỉ bộ dồn kênh.
9
-
Để bắt đầu chuyển đổi,chân START được áp xung tích cực. ở sườn lên của xung
này,những thanh ghi trong được xoá và ở sườn xuống sự chuyển đổi được bắt đầu.
Cần 8 chu kỳ đồng hồ trong mỗi lần xấp xỉ.Dù là không có chuyển đổi trong quá
trình đó,ADC0809 vẫn quay vòng ở bên trong(internally cycling) qua 8 chu kỳ đồng
hồ.Một xung start có thể xuất hiện bất cứ lúc nào trong suốt quá trình này nhưng sự chuyển
đổi sẽ không thật sự bắt đầu đến khi bộ chuyển đổi quay vòng bên trong đến khi bắt đầu
chuỗi 8 chu kỳ đồng hồ sau.Chỉ cần chân START được giữ ở mức cao thì sẽ không có
chuyển đổi,nhưng khi chân start đựơc đưa xuống thấp sự chuyển đổi sẽ bắt đầu trong
khoảng thời gian 8 chu kỳ đú.
-Đầu ra EOC được lật ở sườn lên của xung start.Nó cũng được điều khiển bởi
chu trình gồm 8 chu kỳ đồng hồ,nên nó sẽ xuống thấp trong khoảng thời gian 8 chu kỳ
đồng hồ khi xảy ra sườn lên của xung start .
Sơ đồ thời gian của ADC0809:
Kênh được chọn C B A
IN0 0 0 0
IN1 0 0 1
IN2 0 1 0
IN3 0 1 1
IN4 1 0 0
IN5 1 0 1
IN6 1 1 0
IN7 1 1 1