Download miễn phí Đồ án Thiết kế hệ bộ vi xử lý đo nhiệt độ sử dụng VĐK89C51 và cảm biến LM335
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
http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2013-03-02-do_an_thiet_ke_he_bo_vi_xu_ly_do_nhiet_do_su_dung.aJHp2Zso31.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-3517/Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
73-3.73V.Ta điều chỉnh biến trở R20 để ở 250C thì điện áp ra ở chân 2 của cảm biến là 2.98V.
- Điện áp ra của cảm biến là từ 2.73-3.73V ,trong khi thang điện áp vào làm việc của ADC0809 là 0-5V ,do vậy ta cần tiến hành chuẩn hóa tín hiệu trước khi đưa đến ADC. .Sơ đồ mạch thực hiện việc đó như trên .Nguyên lý hoạt động của mạch đó là:
+ Dùng một đi ốt zener và một nguồn nuôi để tạo ra điện áp ổn định 5V.
+ Điện áp này được nối với một biến trở R21 nối đất. Dùng biến trở này để điều chỉnh điện áp vào bộ đệm là 2.73V. Bộ đệm dùng để hạn chế dòng điện trong mạch .
+ Qua bộ đệm điện áp vẫn là 2.73V . Điện áp này được đưa đến một mạch trừ.
+ Bộ trừ được nối với các điện trở như hình vẽ . Giá trị của các điện trở được cho như trên hình. Với cách mắc như vậy điện áp ra của bộ trừ là :
Vout = Vin(+) –Vin(-)
Ta có :
Vin(+) = 2.73 - 3.73 V
Vin(-) = 2.73V
Do vậy :
Vout = 0 - 1V
Ta đã đạt được yêu cầu về điện áp. Và cũng để hạn chế dòng điện ta phải đưa điện áp này vào ADC qua một bộ đệm như trên hình vẽ.
Ta cần hiển thị kết quả ra LED ,muốn vậy cần có sự đồng nhất :
Nhiệt độ đo( 0C ) Mã nhị phân ở đầu ra của ADC
+ Điện áp ở lối ra của LM335 là 10mV / 0C
+ Do vậy vấn đề này được giải quyết bằng cách đặt điện áp ở các chân Vref của ADC thích hợp.
Như ta đã biết ADC 0809 có 8 bít ở đầu ra nên có:
28 - 1 = 255 ( bậc thang )
Ta sử dụng nguồn 5V,và 1 biến trở để tạo ra Vref(+) của ADC0809 là 2.55V,
Nờn suy ra điện áp Ù(ref)=2.55V .
Kích cỡ bậc thang là :
2.55/ 255 =0.01(V)
- Điện áp đưa tới chân vào của ADC là 0 - 1 V tương ứng với nhiệt độ đầu đo của cẩm biến là 0 - 100 0C
- Tín hiệu lối ra của cảm biến 10mV / 0C.
- Kích cỡ bậc thang 10mV
Khối chuyển đổi ADC - sử dụng ADC0809
Có nhiều phương pháp để chuyển đổi một đại lượng tương tự sang giá trị số như:
- ADC dạng sóng bậc thang :lớp ADC đơn giản này sử dụng bộ đếm nhị phân làm thanh ghi và cho phép xung nhịp đẩy bộ đếm tăng mỗi lần một bước,cho đến khi VAX # VA. ADC loại này gọi là ADC sóng bậc thang vì dạng sóng tại VAX có từng bậc đi lên . ADC dạng sóng bậc thang bao gồm một bộ đếm ,một DAC ,một bộ so sánh tương tự ,và một cổng AND điều khiển . Đầu ra bộ so sánh dùng làm tín hiệu điều khiển kết thúc chuyển đổi EOC-tớch cực mức thấp
*Ưu điểm: +Tương đối đơn giản
+Phù hợp với các ứng dụng tốc độ chậm.
*Nhược điểm:Nếu tăng số bit để tăng độ phân giải thi khi đó chỉ cần thêm 1 bit ,thời gian chuyển đổi đã tăng gấp đôi.Như vậy tăng độ phân giải thì thời gian chuyển đổi kéo dài.Vì thế ADC loại này không phù hợp với những ứng dụng đòi hỏi phải liên tục chuyển đổi một tín hiệu tương tự thay đổi nhanh thành tín hiệu số.
- ADC liên tiếp-xấp xỉ(ADC0804,ADC0809...).
Đây là phương pháp được sử dụng rộng rãi , nhưng mạch điện có phức tạp nhưng thời gian chuyển đổi ngắn hơn . Phương pháp này có thời gian chuyển đổi không phụ thuộc vào điện áp ngõ vào .
Clock
Start
EOC
VA
V’A
+
_
DAC
Thanh ghi điều khiển
Logic điều khiển MSB LSB
Sơ đồ khối chuyển đổi ADC dùng phương pháp xấp xỉ liên tiếp
Hoạt động
Khi tác động cạnh xuống của xung Start thì ADC bắt đầu chuyển đổi
-Mạch logic điều khiển đặt bit có nghĩa lớn nhất của thanh ghi diều khiển lên mức cao và tất cả các bit còn lại ở mức thấp . Số nhị phân ra ở thanh ghi điều khiển được qua mạch DAC để tạo ra điện áp tham chiếu V’a .
Nếu V’a > Va thì ngõ ra bọ so sánh xuống mức thấp làm cho mạch logic diều khiển xóa bit MSB xuống mức thấp
Nếu V’a <Va 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 Va 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:
VD:MC10319(Motorola)-8 bit: tc<20ns
AD9010(Analog Devices)-10 bit: tc<15ns.
Ngoài ra còn một số phương pháp khác như:ADC sóng bậc thanh lên/xuống;ADC tích hợp hai độ dốc;ADC chuyển đổi điện thế thành tần số; điều biến sigma/delta.
TỔNG QUAN Về ADC 0809:
ADC0809 là bộ chuyển đổi tương tự-số 8 bit 8 đầu vào tương tự được dồn kênh bởi 1 bộ dồn kênh tích hợp sẵn trên chip ADC.Như vậy một mặt nó không cần bộ dồn kênh tương tự ngoài ,mặt khác lại cho phép có nhièu đầu vào hơn, Điều này rất thuận tiện cho việc đo ,giám sát các đại lương vật lý ở nhiều điểm đo khác nhau.
ADC0809 có 8 kênh đầu vào tương tự .Như vậy ADC0809 cho phép giám sát đồng thời 8 bộ cảm biến,8 kênh đầu vào tương tự được dồn kênh và được chọn nhờ nhờ 3 chân địa chỉ A,B,C .
ADC0809 hoạt động theo phương pháp liên tiếp-xấp xỉ.
Các đặc tính:
-Dễ dàng giao tiếp với các bộ vi xử lý
-Bộ dồn kênh 8 đầu vào với logic địa chỉ
-Dải điện áp đầu vào 5V và nguồn cấp 5 V
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
Sơ đồ chân của ADC0809
-Vcc: Chân cấp nguồn.
Điện áp nguồn:5V
-GND: Chân nối đất.
- Vref(+) và Vref(-)
Hai chân đưa điện áp tham chiếu.
Thường Vref (-) nối đất.Trong bài Vref(+) được nối với nguồn 5V và một biến trở 10k để lấy ra Vref(+)=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 tích hợp trong bộ ADC0809.
-ALE(Address Latch Enable):
Chân để chốt địa chỉ (kênh vào).
- Start: Chân gửi tín hiệu bắt đầu chuyển đổi.
- EOC(End off Convertion):Chân nay để gửi tín hiệu kết thúc chuyển đổi.
- OE(Output Enable): Chân gửi tín hiệu cho phép lấy số liệu số ở đầu ra.
- 01->08: là 8 chân tương ứng 8 bit đầu ra của số liệu 8 bit đã được chuyển đổi.
- CLK: Chân tín hiệu Clock , để gửi tín hiệu xung đồng hồ để ADC làm việc .
CHỨC NĂNG & HOẠT ĐỘNG CỦA ADC0809
* Sơ đồ khối chức năng của ADC0809:
*ADC0809 thể hiện trên sơ đồ trên có thể dược chia theo chức năng thành 2 mạch con cơ b...
