Thiết kế mạch đo nhiệt độ, đo khoảng cách, hiển thị lên LCD và giao tiếp với máy tính quá cổng COM

tranthuhien120990
tranthuhien120990(2096 tài liệu)
(16 người theo dõi)
Lượt xem 690
4
Tải xuống 8,000₫
(Lịch sử tải xuống)
Số trang: 30 | Loại file: PDF
1

Gửi bình luận

Bình luận

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 26/04/2013, 08:53

Mô tả: Thiết kế mạch đo nhiệt độ, đo khoảng cách, hiển thị lên LCD và giao tiếp với máy tính quá cổng COM Bỏo cỏo Project II-Nhúm 4 in t 5 K50 1 Lời mở đầu : Ngày nay, với sự phát triển nh- vũ bão của khoa học kỹ thuật, đặc biệt trong lĩnh vực điện tử, các thiết bị điện tử ngày càng hiện đại. Các hệ thống điện tử đã tham gia vào công nghiệp làm tăng năng suất lao động, tăng hiệu quả kinh tế đồng thời cũng có một phần h-ớng đến nhu cầu gần gũi của con ng-ời, mang tính hỗ trợ cho cuộc sống nh- máy bán hàng tự động, nhà thông minh .Từ đó mang đến cho con ng-ời sự tiện nghi hơn trong cuộc sống. Trong bối cảnh nh- vậy thì lĩnh vực thiết kế mạch vi xử lý đóng vai trò quan trọng. Các mạch vi xử lý tham gia vào hầu hết các thiết bị điện tử, đóng vai trò đầu não để xử lý dữ liệu và đ-a ra các tín hiệu điều khiển chính xác. Trên cơ sở đó, chúng em lm đề ti thiết kế mạch đo nhiệt độ, đo khoảng cách, hiển thị lên LCD và giao tiếp với máy tính qua cổng COM . Những mạch này có ứng dụng trong thực tiễn như đo nhiệt độ trong môi trường, hệ thống cm biến lùi, điều khiển nhiệt độ cho xe hơi. Chúng em chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Khuyến và thầy giáo Nguyễn Xuân Quyền đã có những góp ý, sửa đổi hữu ích để chúng em có thể hoàn thiện Project này. Bỏo cỏo Project II-Nhúm 4 in t 5 K50 2 Phần I.Sơ đồ khối, sơ đồ nguyên lý của mạch: Sơ đồ khối của toàn mạch nh- sau : Hình 1. Sơ đồ khối toàn mạch. Chi tiết các khối : 1. Khối đo nhiệt độ : Khối này có tác dụng đo nhiệt độ môi tr-ờng và trả về tín hiệu gi trị nhiệt độ cho khối xử lý trung tâm. Khối dùng cm biến số 1 dây DS18B20, đây l loi cm biến có nhiều ưu điểm như: độ chính xác cao,dải đo t-ơng đối lớn phù hợp với nhiều ứng dụng dân dụng, là cảm biến số không dùng ADC, mỗi con đều đ-ợc nhà sản xuất đánh số serial riêng nên có thể dùng để đo nhiều vị trí , dặc biệt có thể chung dây nguồn v dây tín hiệu nên gọi l cm biến 1 dây. Một số đặc tính chính : Hoạt động với điện áp từ 3V đến 5.5V. Cảm biến 1 dây với 64bit mã trong Rom. Bỏo cỏo Project II-Nhúm 4 in t 5 K50 3 Dải đo t-ơng đối lớn : từ -55 đến +125 C. Đầu ra là chuỗi bit, ko cần dùng ADC. 2. Khối đo khoảng cách : Hình 2. IC GP2D12 Đo khoảng cách đ-ợc ứng dụng nhiều trong thực tế nh- hệ thống đỗ xe tự động, cảm biến lùi trong xe hơi, đo tốc độ chuyển động Có một số công nghệ đo khoảng cách nh- : đo khoảng cách dùng hồng ngoại, dùng siêu âm, dùng laserTong các ph-ơng pháp thì đo bằng laser có khoảng cách xa nhất , sau đó là siêu âm và quang hồng ngoại. Thực tế thì khi cần khoảng cách trong khoảng vài mét thì ng-ời ta hay dùng siêu âm. Trong các bộ cảm biến lùi trong ô tô thì th-ờng dùng siêu âm và hồng ngoại. Trong phạm vi Project thì nhóm dùng càm biến hồng ngoại IR GP2D12 của SHARP với các thông số cơ bản sau: Điện áp hoạt động 4.5V đến 5.5V. Nhiệt độ hoạt động -10 o C đến 60 o C Đầu ra là tín hiệu điện áp thay đổi theo khoảng cách. Có thể dùng ADC của vi điều khiển để ra tín hiệu số. 3. Khối giao tiếp máy tính: Giao tiếp với máy tính qua cổng Com. Khối dùng IC Max232. Bộ biến đổi điện áp MAX 232 để t-ơng thích điện áp TTL của vi điều khiển vì chuẩn RS232 không t-ơng thích với mức logic TTL, do vậy nó yêu cầu một bộ điều khiển đ-ờng truyền chẳng Bỏo cỏo Project II-Nhúm 4 in t 5 K50 4 hạn nh- chip MAX232 để chuyển đổi các mức điện áp RS232 về các mức TTL và ng-ợc lại 4. Khối hiển thị : Hình 3. LCD 16*02 Khối có chức năng hiển thị qua màn hình LCD 16 cột và 2 dòng . LCD dùng chip HD44780 phổ biến trên thị tr-ờng . Hiển thị các ký tự trong bộ mã Ascii. LCD nhận tín hiệu từ vi điều khiển. Đó là các tín hiệu điều khiển để hiển thị các ký tự mong muốn.Sau đó là xử lý và hiển thị theo ý muốn ng-ời lập trình. 5. Khối xử lý : Hình 4. Sơ đồ chân Atmega16. Bỏo cỏo Project II-Nhúm 4 in t 5 K50 5 Đây là khối quan trọng nhất. Khối dùng vi điều khiển AVR Atmega16 xử lý các dữ liệu vào từ các khối cảm biến sau đó xuất tín hiệu ra cho khối hiển thị, giao tiếp máy tính. Chip này phù hợp với các ứng dụng trong mạch. Các đặc tính chính : Có 40 chân (với dạng PDIP). Điện áp hoạt động : 2.7V đến 5.5V. Có 4 port vào ra. Có bộ ADC 10 bit. 6. Khối báo hiệu: Dùng LED và loa cảnh báo giá trị tới hạn. Sau đây là sơ đồ khối toàn mạch : Báo cáo Project II-Nhóm 4 Điện tử 5 –K50 6 Bỏo cỏo Project II-Nhúm 4 in t 5 K50 7 Phần II.Các linh kiện trong mạch: Trong mạch có sử dụng các linh kiện sau: Chip AVR Atmega16. IC DS18B20. IC GP2D12. MAX 232. LCD 1602 LM7805. Led, trở, loa tụ. Chức năng của các linh kiện chính : 1.AVR Atmega16: Những đặc tính cơ bản: Có 40 chân với dạng PIDP. 4 Cổng vào/ra. Có 16Kb bộ nhớ flash. 512 Bytes EEPROM. 8 bộ định thời 2 bits 4 kênh PWM. Điện áp hoạt động từ 2,7V đến 5,5V. Hình 6. Sơ đồ chân Mô tả chức năng các chân At16: Bỏo cỏo Project II-Nhúm 4 in t 5 K50 8 VCC: cấp nguồn số. GND: đất Cổng A (PORT A): (PA7 PA0) Có chức năng đầu vào cho chuyển đổi ADC Cổng A hoạt động nh- một cổng vào ra 8 bit thông th-ờng khi ADC không đ-ợc sử dụng Cổng B (PORT B): Ngoài những chức năng thông th-ờng đầu vào/đầu ra nh- cổng A, thì cổng B còn có những chức năng phụ khác nữa. Cổng C(PORT C): Nếu giao tiếp JTAG đ-ợc kích hoạt, điện trở kéo trên các chân PC5 (TDI), PC3 (TMS), PC2 (TCK) sẽ đ-ợc kích hoạt ngay cả khi có khởi động lại (reset).Ngoài ra cổng C còn cơ chức năng giống nh- cổng vào/ra thông th-ờng. Cổng D (PORT D): Ngoài những chức năng đầu vào ra thông th-ờng nh- các cổng trên, cổng D này còn có Chân Reset: đầu vào của reset, mức điện áp thấp ở chân này trong một khoảng thời gian lớn hơn thời gian của 1 xung thì sẽ xảy ra reset, ngay cả khi nguồn tần số không họat động. XTAL1: đầu vào đảo của bộ khuếch đại dao động và đầu vào cho mạch dao động bên trong của Atmega16. XTAL2: đầu ra của đầu vào đảo bộ khuếch đại dao động. Bỏo cỏo Project II-Nhúm 4 in t 5 K50 9 AVCC: nguồn cấp cho cổng A và bộ chuyển đổi ADC, chân này nên đ-ợc nối với nguồn cấp VCC bên ngoài, ngay cả khi bộ chuyển đổi ADC không đ-ợc sử dụng. Nếu bộ chuyển đổi ADC không đ-ợc sử dụng, chân AVCC nên đ-ợc nối với nguồn VCC qua qua bộ lọc. AREF: AREF là chân chuẩn analog cho bộ chuyển đổi ADC. 2.IC DS18B20 : Hình 7.Sơ đồ chân DS18B20. Loại cảm biến này còn gọi là cảm biến 1 dây vì đ-ờng dẫn tín hiệu lối ra và đ-ờng dẫn điện áp nguồn nuôi có thể dùng chung trên một dây dẫn và không chỉ chung cho một cảm biến mà nhiều cảm biến có thể sử dụng chung một đ-ờng dẫn. Điều này rất có ích khi giảm chi phí dây dẫn cũng nh- sự phức tạp cho hệ thống nhiều đầu đo trong công nghiệp. Bỏo cỏo Project II-Nhúm 4 in t 5 K50 10 Mỗi vi mạch đo nhiệt độ DS18B20 có một mã số định danh duy nhất, đ-ợc khắc bằng laser trong quá trình chế tạo vi mạch nên nhiều vi mạch DS18B20 có thể cùng kết nối vào một bus 1-wire mà không có sự nhầm lẫn. Đặc điểm này làm cho việc lắp đặt nhiều cảm biến nhiệt độ tại nhiều vị trí khác nhau trở nên dễ dàng và với chi phí thấp. Theo chuẩn 1- wire độ dài tối đa cho phép của bus là 300 m. Số l-ợng các cảm biến nối vào bus không hạn chế. Một số đặc tính cơ bản : Sử dụng giao diện một dây nên chỉ cần có một chân ra để truyền thông. Dải đo nhiệt độ -55 o C đến 125 o C, từng bậc 0,5 o C, có thể đạt độ chính xác đến 0,0625 o C bằng việc hiệu chỉnh qua phần mềm. Rất thích hợp với các ứng dụng đo l-ờng đa điểm vì nhiều đầu đo có thể đ-ợc nối trên một bus, bus này đ-ợc gọi là bus một dây (1-wire bus) và sẽ đ-ợc trình bày chi tiết trong số tạp chí tới đây. Chỉ cần thêm 1 trở bên ngoài. Điện áp nguồn nuôi có thể thay đổi trong khoảng rộng, từ 3,0 V đến 5,5 V một chiều và có thể đ-ợc cấp thông qua đ-ờng dẫn dữ liệu. Dòng tiêu thụ tại chế độ nghỉ cực nhỏ. Thời gian lấy mẫu và biến đổi thành số t-ơng đối nhanh, không quá 200 ms. Mỗi cảm biến có một mã định danh duy nhất 64 bit chứa trong bộ nhớ ROM trên chip (on chip), giá trị nhị phân đ-ợc khắc bằng tia laze. Các cách kết nối DS8B20 với vi điều khiển :

— Xem thêm —

Xem thêm: Thiết kế mạch đo nhiệt độ, đo khoảng cách, hiển thị lên LCD và giao tiếp với máy tính quá cổng COM, Thiết kế mạch đo nhiệt độ, đo khoảng cách, hiển thị lên LCD và giao tiếp với máy tính quá cổng COM, Thiết kế mạch đo nhiệt độ, đo khoảng cách, hiển thị lên LCD và giao tiếp với máy tính quá cổng COM

Lên đầu trang

Tài liệu liên quan

Từ khóa liên quan

Đăng ký

Generate time = 0.4089150428772 s. Memory usage = 17.63 MB