LINK DOWNLOAD MIỄN PHÍ TÀI LIỆU "VI DIEU KHIEN TRONG KHONG CHE NHIET DO ": http://123doc.vn/document/569086-vi-dieu-khien-trong-khong-che-nhiet-do.htm
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
Trang 5
Luân văn tốt nghiệp
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM ĐỘC LẬP_ TỰ DO _HẠNH PHÚC
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHOA ĐIỆN _ĐIỆN TỬ
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên thực hiện : Nguyễn Hoàng Vũ__Nguyễn Thanh Vũ
Lớp : 95 KĐĐ
Ngành : điện _điện tử
1.Tên đề tài : KHẢO SÁT VÀ ỨNG DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN_THIẾT KẾ_THI
CÔNG MẠCH KHỐNG CHẾ NHIỆT ĐỘ PHÒNG.
2. Các số liệu ban đầu :
3.Nội dung các phần thuyết minh và tính toán :
4.Các bản vẽ :
5.Giáo viên hướng dẫn : LÊ THANH ĐẠO
6. Ngày giao nhiệm vụ :
7.Ngày hoàn thành nhiệm vụ :
Thông qua bộ môn.
Ngày___tháng___năm___
Giáo viên hướng dẫn Chủ nhiệm bộ môn
Trang 6
Luân văn tốt nghiệp
MỤC LỤC
Trang
A_PHẦN GIỚI THIỆU
TRANG TỰA
NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN
BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
LỜI NÓI ĐẦU
LỜI CẢM ƠN
B_PHẦN NỘI DUNG 1
Chương 1: DẪN NHẬP 1
I.ĐẶT VẤN ĐỀ 1
II.GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1
III.MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 1
Chương 2: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VI ĐIỀU KHIỂN 3
I.GIỚI THIỆU 3
II.LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA VI ĐIỀU KHIỂN 3
III.KHẢO SÁT BỘ VI ĐIỀU KHIỂN 8051/8031 4
Chương 3: KHẢO SÁT IC GIAO TIẾP NGOẠI VI 8255A 38
I.CẤU TRÚC PHẦN CỨNG 38
II.CẤU TRÚC PHẦN MỀM 40
III.GIAO TIẾP GIỮA VI XỬ LÝ VỚI 8255A 42
Chương 4: KHẢO SÁT BỘ NHỚ BÁN DẪN 43
I.BỘ NHỚ CHỈ ĐỌC (ROM : READ ONLY MEMORY) 43
II.BỘ NHỚ RAM (RANDOM ACCESS MEMORY) 46
Chương 5: ĐO NHIỆT ĐỘ 48
I.HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG 48
II.CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO NHIỆT ĐỘ 49
Trang 7
Luân văn tốt nghiệp
Chương 6: CHUYỂN ĐỔI TƯƠNG TỰ SANG SỐ
51
I.KHÁI NIỆM CHUNG
51
II. NGUYÊN TẮC THỰC HIỆN CHUYỂN ĐỔI AD 51
III.CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN ĐỔI ADC
52
Chương 7: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 56
I.NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 56
II.SƠ ĐỒ KHỐI VÀ CHỨC NĂNG TỪNG KHỐI
56
III.THIẾT KẾ VÀ PHÂN TÍCH NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG TỪNG KHỐI
56
IV.SƠ ĐỒ NGUYÊN LÍ VÀ GIẢI THUẬT CHƯƠNG TRÌNH
71
V.THI CÔNG 89
CHƯƠNG KẾT LUẬN 83
C_PHỤ LỤC – TÀI LIỆU THAM KHẢO 85
I.PHỤ LỤC 85
II.TÀI LIỆU THAM KHẢO
Trang 8
Luân văn tốt nghiệp
Chương 1:DẪN NHẬP
I.ĐẶT VẤN ĐỀ :
Ngày nay với sự phát triển của công nghiệp vi điện tử, kỹ thuật số các hệ
thống điều khiển dần dần được tự động hóa. Với những kỹ thuật tiên tiến như vi xử
lí, vi mạch số … đựơc ứng dụng vào lỉnh vực điều khiển, thì các hệ thống điều khiển
cơ khí thô sơ, với tốc độ xử lí chậm chạp ít chính xác được thay thế bằng các hệ
thống điều khiển tự động với các lệnh chương trình đã được thiết lập trước.
Trong quá trình sản xuất ở các nhà máy, xí nghiệp hiện nay, việc đo và khống
chế nhiệt độ tự động là một yêu cầu hết sức cần thiết và quan trọng. Vì nếu nắm
bắt được nhiệt độ làm việc cuả các hệ thống. Dây chuyền sản xuất … giúp ta biết
được tình trạng làm việc của c ác yêu cầu. Và có những xử lý kòp thời tránh được
những hư hỏng và sự cố có thể xảy ra.
Để đáp ứng được yêu cầu đo và khống chế nhiệt độ tự động, thì có nhiều
phương pháp để thực hiện, nghiên cửu khảo sát vi điều khiển 8051 nhóm thực hiện
nhận thấy rằng: ứng dụng vi điều khiển 8051 vào việc đo và khống chế nhiệt độ tự
động là phương pháp tối ưu nhất. Đồng được sự đồng ý của khoa Điện Trường Đại
Học Sư Phạm Kỹ Thuật. Nhóm chúng em tiến hành thực hiện đề tài “Khảo sát và
ứng dụng vi điều khiển thiết kế thi công mạch khống chế nhiệt độ phòng” .
II.GIỚI HẠN ĐỀ TÀI :
Với thời gian gần mười tuần thực hiện đề tài, cũng như trình độ chuyên môn
có hạn, chúng em đã cố gắng hết sức để hoàn thành tập luận văn này, nhưng chỉ
giải quyết được những vấn đề sau :
• Thiết kế mạch đo nhiệt độ trong dải từ 0
0
C – 100
0
C hiển thò số .
• Khống chế nhiệt độ ở mức 20
0
C .
• Viết chương trình (phần mềm) để đáp ứng các yêu cầu trên .
• Do thời gian quá hạn hẹp nên chúng em chỉ thiết kế một đầu đo và
chỉ khống chế ở một mức nhiệt độ 20
0
C .
III.MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU :
Mục đích trước hết khi thực hiện đề tài này là để hoàn tất chương trình môn
học để đủ điều kiện ra trường .
• Cụ thể khi nghiên cứu thực hiện đề tài là chúng em muốn phát huy
những thành quả ứng dụng của vi điều khiển nhằm tạo ra những sản phẩm,
những thiết bò tiên tiến hơn, và đạt hiệu quả sản xuất cao hơn.
• Mặt khác tập luận văn này cũng có thể làm tài liệu tham khảo cho
những sinh viên khóa sau. Giúp họ hiểu rõ hơn về những ứng dụng của vi điều
khiển .
• Ngòai ra quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài là một cơ hội để chúng
em tự kiểm tra lại những kiến thức đã được học ở trường, đồng thời phát huy
tính sáng tạo, khả năng giải quyết một vấn đề theo yêu cầu đặt ra. Và đây cũng
Trang 9
Luân văn tốt nghiệp
là dòp để chúng em tự khẳng đònh mình trước khi ra trường để tham gia vào các
hoạt động sản xuất của xã hội.
Trang 10
Luân văn tốt nghiệp
Chương 2
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ VI ĐIỀU KHIỂN
I.GIỚI THIỆU :
Bộ vi điều khiển viết tắt là Micro-controller, là mạch tích hợp trên một chip
có thể lập trình được, dùng để điều khiển hoạt động của một hệ thống. Theo các
tập lệnh của người lập trình, bộ vi điều khiển tiến hành đọc, lưu trữ thông tin, xử lý
thông tin, đo thời gian và tiến hành đóng mở một cơ cấu nào đó.
Trong các thiếh bò điện và điện và điện tử dân dụng, các bộ vi điều khiển,
điều khiển hoạt động của TV, máy giặt, đầu đọc laser, điện thọai, lò vi-ba … Trong
hệ thống sản xuất tự động, bộ vi điều khiển được sử dụng trong Robot, dây chuyền
tự động. Các hệ thống càng “thông minh” thì vai trò của hệ vi điều khiển càng
quan trọng.
II.LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA C ÁC BỘ VI ĐIỀU KHIỂN :
Bộ vi điều khiển thực ra, là một loại vi xử lí trong tập hợp các bộ vi xử lý nói
chung. Bộ vi điều khiển được phát triển từ bộ vi xử lí, từ những năm 70 do sự phát
triển và hoàn thiện về công nghệ vi điện tử dựa trên kỹ thuật MOS (Metal-Oxide-
Semiconductor) , mức độ tích hợp của các linh kiện bán dẫn trong một chip ngày
càng cao.
Năm 1971 xuất hiện bộ vi xử lí 4 bit loại TMS1000 do công ty texas
Instruments vừa là nơi phát minh vừa là nhà sản xuất. Nhìn tổng thể thì bộ vi xử lí
chỉ có chứa trên một chip những chức năng cần thiết để xử lí chương trình theo một
trình tự, còn tất cả bộ phận phụ trợ khác cần thiết như : bộ nhớ dữ liệu , bộ nhớ
chương trình , bộ chuển đổi AID, khối điều khiển, khối hiển thò, điều khiển máy in,
hối đồng hồ và lòch là những linh kiện nằm ở bên ngoài được nối vào bộ vi xử lí.
Mãi đến năm 1976 công ty INTEL (Interlligen-Elictronics). Mới cho ra đời bộ
vi điều khiển đơn chip đầu tiên trên thế giới với tên gọi 8048. Bên cạnh bộ xử lí
trung tâm 8048 còn chứa bộ nhớ dữ liệu, bộ nhớ chương trình, bộ đếm và phát thời
gian các cổng vào và ra Digital trên một chip.
Các công ty khác cũng lần lược cho ra đời các bộ vi điều khiển 8bit tương tự
như 8048 và hình thành họ vi điều khiển MCS-48 (Microcontroller-sustem-48).
Đến năm 1980 công ty INTEL cho ra đời thế hệ thứ hai của bộ vi điều khiển
đơn chip với tên gọi 8051. Và sau đó hàng loạt các vi điều khiển cùng loại với
8051 ra đời và hình thành họ vi điều khiển MCS-51 .
Đến nay họ vi điều khiển 8 bit MCS51 đã có đến 250 thành viên và hầu hết
các công ty hàng dẫn hàng đầu thế giới chế tạo. Đứng đầu là công ty INTEL và rất
nhiều công ty khác như : AMD, SIEMENS, PHILIPS, DALLAS, OKI …
Ngoài ra còn có các công ty khác cũng có những họ vi điều khiển riêng như:
Họ 68HCOS của công ty Motorola
Họ ST62 của công ty SGS-THOMSON
Họ H8 của công ty Hitachi
Họ pic cuả công ty Microchip
Trang 11
Luân văn tốt nghiệp
III.KHẢO SÁT BỘ VI ĐIỀU KHIỂN 8051 VÀ 8031 :
IC vi điều khiển 8051/8031 thuộc họ MCS51 có các đặt điểm sau :
- 4kbyte ROM (được lập trình bởi nhà sản xuất chỉ có ở 8051)
- 128 búyt RAM
- 4port I10 8bit
- Hai bộ đònh thời 16bit
- Giao tiếp nối tiếp
- 64KB không gian bộ nhớ chương trình mở rộng
- 64 KB không gian bộ nhớ dữ liệu mở rộng
- một bộ xử lí luận lí (thao tác trên các bit đơn)
- 210 bit được đòa chỉ hóa
- bộ nhân / chia 4µs
1.CẤU TRÚC BÊN TRONG CỦA 8051 / 8031 :
Hình 2.1 : Sơ Đồ Khối 8051 / 8031
Trang 12
TXD
*
RXD
*
T
1
*
T
2
*
P
0
P
1
P
2
P
3
INT\
*
1
INT\
*
0
TIMER2
TIMER1
PORT nối tiềp
EA\ RST PSEN ALE
Các ùthanh
ghi khác
128 byte
Ram
Rom
4K-8051
OK-8031
Timer1
Timer2
Điều khiển
ngắt
Điều khiển
bus
CPU
Port nối
tiếp
Các port
I\O
Tạo dao
động
Luân văn tốt nghiệp
Phần chính của vi điều khiển 8051 / 8031 là bộ xử lí trung tâm (CPU: central
processing unit ) bao gồm :
- Thanh ghi tích lũy A
- Thanh ghi tích lũy phụ B, dùng cho phép nhân và phép chia
- Đơn vò logic học (ALU : Arithmetic Logical Unit )
- Từ trạng thái chương trình (PSW : Prorgam Status Word)
- Bốn băng thanh ghi
- Con trỏ ngăn xếp
- Ngoài ra còn có bộ nhớ chương trình, bộ giải mã lệnh, bộ điều khiển thời
gian và logic.
Đơn vò xử lí trung tâm nhận trực tiếp xung từ bộ giao động, ngoài ra còn có
khả năng đưa một tín hiệu giữ nhòp từ bên ngoài.
Chương trình đang chạy có thể cho dừng lại nhờ một khối điều khiển ngắt ở
bên trong. Các nguồn ngắt có thể là : các biến cố ở bên ngoài , sự tràn bộ đếm
đònh thời hoặc cũng có thể là giao diện nối tiếp.
Hai bộ đònh thời 16 bit hoạt động như một bộ đếm.
Các cổng (port0, port1, port2, port3 ). Sử dụng vào mục đích điều khiển.
cổng 3 có thêm các đường dẫn điều khiển dùng để trao đổi với một bộ nhớ
bên ngoài, hoặc để đầu nối giao diện nối tiếp, cũng như các đường ngắt dẫn bên
ngoài.
Giao diện nối tiếp có chứa một bộ truyền và một bộ nhận không đồng bộ, làm
việc độc lập với nhau. Tốc độ truyền qu ổng nối tiếp có thể đặt trong vảy rộng và
được ấn đònh bằng một bộ đònh thời.
Trong vi điều khiển 8051 / 8031 có hai thành phần quan trọng khác đó là bộ
nhớ và các thanh ghi :
Bộ nhớ gồm có bộ nhớ Ram và bộ nhớ Rom (chỉ có ở 8031) dùng để lưu trữ
dữ liệu và mã lệnh.
Các thanh ghi sử dụng để lưu trữ thông tin trong quá trình xử lí. Khi CPU làm
việc nó làm thay đổi nội dung củ ác thanh ghi.
2.CHỨC NĂNG CÁC CHÂN VI ĐIỀU KHIỂN :
Trang 13
Luân văn tốt nghiệp
Hình 2.2 : Sơ Đồ Chân 8051
a.port0 : là port có 2 chức năng ở trên chân từ 32 đến 39 trong các thiết kế cỡ
nhỏ
( không dùng bộ nhớ mở rộng ) có hai chức năng như các đường IO. Đối với các
thiết kế cỡ lớn ( với bộ nhớ mở rộng ) nó được kết hợp kênh giữ a các bus )
b.port1 : port1 là một port I/O trên các chân 1-8. Các chân được ký hiệu P1.0,
P1.1, P1.2 … có thể dùng cho các thiết bò ngoài nếu cần. Port1 không có chức năng
khác, vì vậy chúng ta chỉ được dùng trong giao tiếp với các thiết bò ngoài.
c.port2 : port2 là một port công dụng kép trên các chân 21 – 28 được dùng như
các đường xuất nhập hoặc là byte cao của bus đòa chỉ đối với các thiết kế dùng bộ
nhớ mở rộng.
d.Port3 : port3 là một port công dụng kép trên các chân 10 – 17. Các chân của
port này có nhiều chức năng, các công dụng chuyển đổi có liên hệ với các đặc tín
đặc biệt của 8051 / 8031 như ở bảng sau :
Trang 14
18
19
12MHz
40
29
30
31
9
17
16
15
14
13
12
11
10
RD\
WR\
T1
T0
INT1
INT0
TXD
RXD
A15
A14
A13
A12
A11
A10
A9
A8
28
27
26
25
24
23
22
21
8
7
6
5
4
3
2
1
32
33
34
35
36
37
38
39
Po.7
Po.6
Po.5
Po.4
Po.3
Po.2
Po.1
Po.0
AD7
AD6
AD5
AD4
AD3
AD2
AD1
AD0
P1.7
P1.6
P1.5
P1.4
P1.3
P1.2
P1.1
P1.0
P2.7
P2.6
P2.5
P2.4
P2.3
P2.2
P2.1
P2.0
PSEN\
ALE
EA\
RET
Vcc
20
Vss
30p
30p
XTAL1
XTAL2
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét