1

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐO NHIỆT ĐỘ,
ĐỘ ẨM VÀ ĐIỂM SƯƠNG THDP-1 SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ PSoC

Ks. Phan Minh Tân, Ks. Nguyễn Xuân Hoàng, Ks. Bùi Thị Thanh Quyên
TSKH. Phạm Thượng Cát
Phòng Công nghệ Tự động hóa - Viện Công nghệ Thông tin
Tel. 8363484, e-mail:
Tóm tắt: Việc kiểm tra nhiệt độ độ ẩm và điểm sương ở các kho tàng cất giữ hàng hoá, thóc gạo, các điểm bảo
quản máy móc vũ khí, đạn dược ...có nhu cầu lớn. Chúng tôi giới thiệu trong báo cáo này việc nghiên
cứu, thiết kế và chế tạo thiết bị đo nhiệt độ, độ ẩm và điểm sương THDP-1 sử dụng công nghệ PSoC.
Thiết bị gọn nhỏ tiêu ít năng lượng, độ tin cậy cao, giá thành thấp hơn thiết bị nhập ngoại có tính năng
tương đương.

Research, Design and Develop temperature, humidity, dew-point monitoring device
THDP-1 using PSoC technology

Abstracts: Temperature, humidity, and dew-point monitoring in goods and rice storehouse, weapon and
ammunition maintenance point ... have very large demand. In this paper, we introduce the process of
research, design and develop of Temperature, Humidity, and Dew-point monitoring device THDP-1
using PSoC technology. The device is neat, low-power consumption, highly reliable, lower cost
compare to imported device with comparable characteristics. 1. Giíi thiÖu chung

Ngày nay khi nền công nông nghiệp phát

trên diện rộng.
Đặc biệt trong các kho tàng cất giữ hàng
hoá, thóc gạo, các điểm bảo quản máy móc, vũ khí,
đạn dược v.v…thì vấn đề đo nhiệt độ, độ ẩm và
điểm sương của môi trường không khí là rất cần
thiết.
Đa số các đầu đo, thiết bị đo nhiệt độ và độ
ẩm có tính thông minh hiện hành sử dụng một số
chip vi xử lý và phần mềm đơn giản để thiết bị có
một số chức năng tự chỉnh định và suy diễn. Các hệ
thống đo truyền xa thường lấy chuẩn truyền tương
tự 4-20mA, 0-10V hoặc truyền số theo chuẩn nối
tiếp RS232/485. Các thiết bị đầu đo này mua của
nước ngoài, giá thành cao.
Để phát huy nội lực trong nước, sản xuất ra
hàng Việt nam chất lượng cao, giá cả cạnh tranh,
chúng tôi nghiên cứu thiết kế và chế tạo thiết bị đo
nhiệt độ độ ẩm và điểm sương THDP-1 với các lựa
chọn sau:
a. Chúng tôi lựa chọn công nghệ PSoC
(Programmable System on Chip) của hãng
Cypress Micro System làm công nghệ chủ
chốt để phát triển thiết bị đo nhiệt độ, độ
ẩm và điểm sương. PSoC có khả năng xử
lý hỗn hợp dữ liệu tương tự và số. Nó cho
ta khả năng phát triển các sản phẩm mới
nhanh, dễ dàng mở rộng các chức năng
mới sau này. Công nghệ này cho nhiều
giải pháp lựa chọn và hỗ trợ cho đa dạng
ứng dụng từ đo lường, xử lý, điều khiển,

* Thiết bị nối mạng RS 485

4 công tắc CT để đặt địa chỉ 485 cho thiết bị.
Máy tính PC có thể lấy số liệu cực đại 16 thiết bị
THDP-1 qua chuẩn RS485 để xử lý, hiển thị, lưu
trữ.v…v. Tốc độ truyền của RS485 là 9600 baud,
do Counter BaudRate làm Clock cho tốc độ của
khối chức năng Phát và Nhận: Rx và Tx. Chip
MAX485 để chuyển đổi mức tín hiệu của chuẩn
485 (Xem hình 2).
RAM
FLASH
Va`
PhÇn
MÒm
Counter
Timer
LCD
LcD
8x2
§K(3)
Data(4)

+5V
CT
Tx8
Counter
BaudRate
Rx8

MAX
485
SHT1
x
PC

RS485
3

3. CHIP ĐO NHIỆT ĐỘ VÀ ĐỘ ẨM SHT1x Hoạt động của chip SHT1x
Như sơ đồ nguyên lý đã giới thiệu (Hình 1), chip
SHT1x gửi số liệu khi PSoC phát lệnh và tín hiệu
đồng hồ nối tiếp SCK. Quá trình truyền này được
khởi động bằng 1 trình tự gọi là “Transmission
Start” theo sơ đồ sau: Nếu quá trình truyền bị đứt thì phải khởi động lại
quá trình này như sau:
SHT1x có các lệnh đo nhiệt độ, độ ẩm riêng biệt:

Điểm sương được tính ra trên cơ sở nhiệt độ và độ ẩm theo công thức sau:
với temper là nhiệt độ, humid là độ ẩm.

4. THIẾT KẾ CHIP PSoC
Như sơ đồ nguyên lý (Hình 1) đã giới thiệu,
để lấy số liệu nhiệt độ độ ẩm từ chip SHT1x chúng
tôi sử dụng một chip trắng PSoC Cy8c26443 28
chân làm chip Master.
4.1. Phần cứng của PSoC
Trong các loại chip điều khiển siêu nhỏ dạng
“Hệ thống trên một chip” thì nổi bật nhất là các
chip của hãng CYPRESS MICROSYSTEMS. Họ
chip điều khiển siêu nhỏ này được gọi là “Hệ thống
khả trình trên một chip” (PSoC: Programmable
System-on-Chip). Chip điều khiển siêu nhỏ PSoC
bao gồm CPU nhanh, bộ nhớ chứa chương trình
Flash, bộ nhớ chứa số liệu SRAM, các khối tương
tự và số có thể đặt cấu hình trong một phạm vi của
các chân ra và độ lớn bộ nhớ thích hợp. Trái tim
của chip điều khiển siêu nhỏ này là CPU 8bit.
Clock của CPU có sẵn 24MHz, nhưng có thể chạy

A_Buff_Power High
SwichModePump ON
VoltMonRange 5.0V
VoltMonThreshold 92%
Supply Voltage 5.0V

4.2. Phần mềm của PSoC
Hãng Cypress MicroSystems cung cấp phần
mềm thiết kế PSoC Designer để có thể định cấu
hình phần cứng và lập trình phần mềm cho các chip
PSoC trên máy PC thông thường và sau đó nạp vào
cho Chip qua Kit ICE, tạo ra 1 chip điều khiển siêu
nhỏ chuyên dụng. Sử dụng chương trình Designer
chúng tôi thiết kế ra chip cho máy đo nhiệt độ độ
ẩm có các module chức năng như đã giới thiệu ở

Tiếp đó PSoC đọc số liệu do SHT1x gửi trả và tính
toán điểm sương. Chương trình kiểm tra tiếp xem
có lệnh của PC gửi sang qua mạng RS485. Nếu có
chương trình gửi các giá trị Nhiệt độ, độ ẩm và
điểm sương. Nếu không có thì chương trình đọc
Timer để xem phải hiển thị gì. Nhiệt độ độ ẩm hiển
thị 10 giây, sau đó tới điểm sương hiển thị 10 giây.H×nh 4: S¬ ®å khèi cña PSoC