Đồ án môn Vi điều khiển BÀI TẬP LỚN MÔN VI ĐIỀU KHIỂN Đề tài: Voltmet điện tử hiển thị bằng màn hình máy tính ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………. Giáo viên hướng dẫn: NGUYỄN ANH DŨNG Sinh viên thực hiện : NGUYỄN TIẾN TÙNG : TRẦN HỮU TẬP : NGUYỄN VĂN NHẬT Lớp : Điện Tử 2 Khóa : 9 (2007-2010) Hệ : chính quy Hà Nội . T11/2009 LỚP ĐT2- K9 NHÓM 26 THỰC HIỆN 1 Đồ án môn Vi điều khiển ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN TỬ Độc Lập-Tự Do-Hạnh Phúc BÀI TẬP LỚN MÔN TRUYỀN HÌNH Họ và tên sinh viên: Nguyễn Tiến Tùng : Nguyễn Văn Nhật : Trần Hữu Tập Lớp: Cao Đẳng Điện Tử 2 Khóa: 9 (2007-2010) Ngành đào tạo : Điện Tử Hệ đào tạo: chính quy 1. Đề tài : Voltmet điện tử hiển thị bằng màn hình máy tính ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… …………………………………………………………… 2. Nội dung chính của đề tài: Thiết kế mạch voltmet điện tử 3. Ngày Giao đề tài : T11 /2009 4. Ngày nộp đề tài : T12/2009 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (kí,ghi rõ họ tên) LỚP ĐT2- K9 NHÓM 26 THỰC HIỆN 2 ỏn mụn Vi iu khin LI CM N Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo khoa điện tử đã nhiệt tình giảng dạy . Đặc biệt là sự giúp đỡ rất tận tình của thầy trong suốt quá trình thực hiện đề tài này. Em cũng xin cảm ơn tất cả các bạn trong lớp đã cùng đóng góp ý kiến để chúng em có thể hoàn thành tốt đề tài này. Mặc dù đã cố gắng rất nhiều nhng vì tầm hiểu biết của chúng em có hạn nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em rất mong nhận đợc sự góp ý quý báu của quý Thầy cô và của các bạn. LP T2- K9 NHểM 26 THC HIN 3 Đồ án môn Vi điều khiển LỜI NÓI ĐẦU Nghành kỹ thuật Điện tử hiện nay đang phát triển mạnh mẽ , kỹ thuật Vi Điều Khiển đã trở lên quen thuộc trong các nghành kỹ thuật và trong dân dụng . Trong thực tế các bộ Vi Điều Khiển các bộ Vi Điều Khiển được ứng dụng vào mọi lĩnh vực của đời sống từ các thiết bị nhỏ như điện thoại di động , máy nhắn tin, trò chơi điện tử , các thiết bị gia dụng như ( máy giặt, điều hoà , tủ lạnh…) đến những thiết bị có quy mô lớn như các bộ điều khiển tự động trong các nhà máy , xi nghiệp, hệ thống thông tin liên lạc… vi điều khiển đã góp phần đưa con người đến dỉnh cao của nhân loại . Dưới đây chúng em xin giới thiệu một ứng dụng nhỏ của Vi Điều Khiển 8051( cụ thể là vi điều khiển AT89S52) để thiết kế “ VOLTMET HIỂN THỊ TRÊN MÁY TÍNH ”. Đây là một ứng dụng nhỏ của Vi Điều Khiển nhưng được sử dụng rất nhiều trong chuyên nghành Điện _ Điện tử . Do thời gian nghiên cứu và thực hiện đề tài có giới hạn , chúng em đã cố gắng để hoàn thành đề tài .Nhưng không tránh khỏi những thiếu sót về tài liệu và cách trình bày … vậy rất mong được sự góp ý của thầy cô, bạn bè . Xin chân thành cảm ơn ! LỚP ĐT2- K9 NHÓM 26 THỰC HIỆN 4 Đồ án môn Vi điều khiển A. Cơ Sở Lý Thuyết I. Giới thiệu tổng quan về họ vi điều khiển 8051 Họ vi điều khiển 8051 là một trong những họ vi điều khiển thông dụng nhất . Đây là họ vi điều khiển được sản xuất theo công nghệ CMOS . Có tốc độ cao và công suất thấp, bộ nhớ Flash có thể lập trình được . 1. Sơ đồ khối của AT89s52 LỚP ĐT2- K9 NHÓM 26 THỰC HIỆN 5 Đồ án môn Vi điều khiển 2. Những đặc trưng của AT89s52  4 Kbyte bộ nhớ Flash có thể lập trình lặp vơi 1000 chu kỳ đọc xoá  Hoạt động tĩnh đầy đủ : Từ 0 HZ đến 24 MHZ  Khoá bộ nhớ chương trình ba cấp  128x8 bit RAM nội  32 đường xuất nhập lập trình được  Hai timer / counter khoong bit  Một port nối tiếp sang công có thể lập trình được  Mạch đồng hồ và bộ dao động trên chíp 3. Sơ đồ chân và chức năng của AT89s52 Như vậy theo sơ đồ trên AT89s52 có 40 chân .mỗi chân có chức năng như các đường I/O (xuất nhập ) , trong đó 24 chân có công dụng kép, môi x đường có thể hoạt động như một đường I/O hoặc như đường điều khiển hoặc như thành phần của bus điều khiển và bus dữ liệu. 3.1 Port 0 ( P0.0- P0.7) Port 0 gồm 8 chân, ngoài các chức năng xuất nhập, Port 0 còn là bus đa hợp dữ liệu và địa chỉ(AD0-AD7), chức năng này sẽ được sử dụng khi LỚP ĐT2- K9 NHÓM 26 THỰC HIỆN 6 Đồ án môn Vi điều khiển 8051 giao tiếp với các thiết bị ngoài có kiến trúc bus như các vi mạch nhớ, mạch nhớ PIO… 3.2 Port 1 ( P1.0- P1.7) Port 1 có chức năng xuất nhập theo bit và byte. Ngoài ra, ba chân P1.5, P1.6, P1.7 được dùng để nạp ROM theo chuẩn ISP, hai chân P1.0, và P1.1 được dùng cho bộ Timer 2. 3.3 Port 2 (P2.0-P2.7) Là một port có công dụng kép, là đường xuất nhập hoặc là byte cao của bus dịa chỉ đối vớo các thiết bị đồng bộ nhớ mở rộng. LỚP ĐT2- K9 NHÓM 26 THỰC HIỆN 7 Đồ án môn Vi điều khiển 3.4 Port 3 (P3.0- P3.7) Mỗi chân trên Port 3 ngoai chớc năng xuất nhập còn có chớc năng riêng, cụ thể như sau : Bit Tên Chức năng P3.0 RXD Dữ liệu nhận cho port nối tiếp P3.1 TXD Dữ liệu truyền cho port nối tiếp P3.2 INT0 Ngắt bên ngoài 0 P3.3 INT1 Ngắt bên ngoài 1 P3.4 T0 Ngõ vào của Timer/counter 0 P3.5 T1 Ngõ vào của Timer/ counter 1 P3.6 /WR Xung ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài P3.7 /RD Xung đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài. 3.5 Chân /PSEN ( Program store Enable) /PSEN là chân điều khiển đọc chương trình ở bộ nhớ ngoài, nó được nối với chân /OE để cho phép đọc các byte mã lệnh trên ROM ngoài . /PSEN sẽ ở mức thấp trong thời gian đọc mã lệnh . Mã lẹnh được đọc từ bộ nhơ s ngoài qua bus dữ liệu (Port 0) thanh ghi ệnh để được giải mã . Khi thực hiện chương trình trong ROM nội thì /PSEN ở mức cao. 3.6 Chân ALE (Address Latch Enable) ALE là tín hiệu điều chỉnh chốt địa chỉ có tần số bằng 1/6 tần số dao động của vi điều khiển. tín hiệu ALE được dùng để cho phép vi mạch chốt bên ngoài như 74373, 74573 chốt byte địa chỉ thấp ra khỏi bus đa hợp địa chỉ / dữ liệu (Port 0). 3.7 Chân /EA (External Access) Tín hiệu /EA cho phép chọn bộ nhớ chương trình là bộ nhớ trong hay ngoài vi điều khiển . Nếu EA ở mức cao (nối với vcc), thì vi điều LỚP ĐT2- K9 NHÓM 26 THỰC HIỆN 8 Đồ án môn Vi điều khiển khiển thi hành chương trình trong ROM nội . Nếu /EA ở mức thấp (nối với GND), thì vi điều khiển thi hành chương trình từ bộ nhớ ngoài . 3.8 RST (Reset) Ngõ vào RST trên chân 9 la f ngõ Reset của 8051. Khi tín hiệu này được đưa lên mức cao , các thanh ghi trong bộ vi điều khiển được tải những giá trị thích hợp để khởi động hệ thống . 3.9 XTAL1, XTAL2 AT89s52 có một bộ dao động trên chíp, nó thường được nối với với bộ dao động bằng thạch anh có tần số lớn nhất là 33MHZ, thông thường là 12MHZ. Hình trên là cách nối bộ dao động thạch anh 3.10 Vcc, GND AT89s52 dùng nguồn điện áp một chiều có dải điện áp từ 4v đến 5,5v được cấp qua chân 20 và 40. II. Tổng Quan Về ADC 0804 Chíp ADC 0804 là bộ chuyển đổi tương tự số loạt họ ADC800 từ hãng National Semiconductor , nó cũng được nhièu hãng khác sản xuất . Nó làm việc với +5v và có độ phân giải 8 bit , ngoài độ phan giải thì thời gian chuiyển đổi cũng là một yếu tố quan trọng khác khi đánh giá bộ LỚP ĐT2- K9 NHÓM 26 THỰC HIỆN 9 Đồ án môn Vi điều khiển ADC. Thời gian chuyển đổi được định nghĩa như là thời gian mà bộ ADC cần chuyển đổi một đầu vào tương tự thành một số nhi phân. Trong ADC0804 thời gian chuyển đổi thay đổi phụ thuộc vào tần số đồng hồ được cấp tới chân CLK R và CLK IN nhưng không thể nhanh hơn 110µs, các chân của ADC0804 được mô tả như sau : 1. Chân CS_ chọn chíp : Là một đầu vào tích cực mức thấp, được sử dụng để kích hoạt chíp ADC 0804 . Để truy cập ADC 0804 thì chân này phải ở mức thấp . 2. Chân RD : Đây là một tín hiệu đầu vào được tích cực mức thấp . các bộ ADC chuyển đổi đầu vào tương tự thanh số nhị phân tương đương với nó và giữ nó trong một thanh ghi trong. RD được sử dụng để nhận dữ liệu được chuyển đổi ở đầu ra của ADC 0804 . khi CS =0 ,nếu một xung cao xuống thấp được áp đến chân RD thì đầu ra số 8 bit được hiển thị ở các chân dữ liệu D0-D7 . Chân RD cũng được coi như cho phép đầu ra. 3. Chân ghi WR : Đây là chân đầu vào tích cực ở mức thấp được dùng để báo cho ADC 0804 bắt đầu quá trình chuyển đổi . Nếu CS =0, khi WR tạo ra xung thấp lên cao thì bộ ADC 0804 bắt đầu chuyển đổi giá trị đầu vào tương tự Vin về số nhị phân 8 bit . Lượng thời gian cần thiết để chuyển đổi, thay đổi phụ thuộc vào tần số đưa đến chân CLK IN và CLK R. Khi việc chuyển đổi dữ liệu hoàn tất thì chân INTR được ép xuống thấp bởi ADC 0804. 4. Chân CLK IN và CLK R : Chân CLK IN là một chân đầu vào được nối với một nguồn đồng hồ ngoài. Khi đồng hồ ngoài được sử dụng để tạo là thời gian . Tuy nhiên ADC 0804 cũng có máy tạo xung đồng hồ , để sử dụng được máy tạo xung đồng hhồ trong của ADC 0804 thì chân CLK IN và CLK R được nối tới một tụ điện và một điện trở . chỉ ra trên hình 3 . Trong trường hợp này tần số được xác định bằng biểu thức: f = 1/ 1,1RC Gia trị của các đại lượng : R = 10 KΩ và C = 150 µF và tần số nhận được giá trị là f = 606 KHZ , thời gian chuyển đổi sẽ mất 110 µs . LỚP ĐT2- K9 NHÓM 26 THỰC HIỆN 10 ADC080 4 +5 V 1 1 1 4 1 2 10 9 19 10k 150 pF 11 12 13 14 15 16 17 18 3 5 Má y tính Nomal ly Open STA RT D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 W R INTR D GND RD CS CLK in CLK R A GND Vref/ 2 Vin(-) Vin(+ ) 20 Vc c 10k PO T [...]... chíp ADC 0804 phân chia thời gian cho quá trình này được trình bày trên hình 4 CS WR D0 – D7 Data out INTR Start conversion RD End conversion Read it Hình 4 : Phân chia thời gian đọc và ghi của ADC 0804 B Bản thiết kế voltmet hiển thị màn hình máy tính I Sơ đồ mạch nguyên lý: LỚP ĐT2- K9 13 NHÓM 26 THỰC HIỆN Đồ án môn Vi điều khiển VCC J4 1 2 3 4 J3 1 2 V in R 14 R R 16 R CON 4 U1 R 15 R 6 R 17 7 19... này được nối chung một đất Tuy nhiên, trong thực tế khi đo dữ liệu các chân đất này được nối tách biệt Từ những điêu f trên ta kết luận rằng các bước cần phải thực hiện khi chuyển đổi dữ liệu bởi ADC 0804 là: a Bật CS =0 và gửi một xung thấp lên cao tới chân WR để bắt đầu chuyển đổi LỚP ĐT2- K9 12 NHÓM 26 THỰC HIỆN Đồ án môn Vi điều khiển b Duy trì hiển thị chân INTR Nếu INTR xuống thấp thì việc... chân nguồn mức +5v nó được dùng như điện áp tham chiếu Khi đầu vào V ref/2 để hở 8 Chân V ref/2 Chân 9 là một điện áp đầu vào được dùng cho điện áp tham chiếu Nếu chân này hở thì điện áp đầu vào tương tự cho ADC 0804 nằm trong dải 0 – 5v Tuy nhiên, có nhiều ứng dụng mà đầu vào tương tự áp đến V in còn phải khác ngoài dải 0 – 5v Chân V ref/2 được dùng để thực thi các điện áp đầu vào khác ngoài dải 0... khác ngoài dải 0 – 5v ví dụ, nếu dải đầu vào tương tự cần phải là 0 đến 4v thi V ref/2 được nối với +2v Bảng 12 5 biểu diễn dải điện áp V in đối với các đàu vào V ref/2 khác nhau Bảng 12.5 : Điện áp V ref/2 liên hệ với dải V in LỚP ĐT2- K9 11 NHÓM 26 THỰC HIỆN Đồ án môn Vi điều khiển Vref/ 2(V) Hë * 2.0 1.5 1.28 1.0 0.5 Vin(V) 0 ®Õn 5 0 ®Õn 4 0 ®Õn 3 0 ®Õn 2.56 0 ®Õn 2 0 ®Õn 1 Step Size (mV) 5/256 = 19.53... main(void) { while(t1==0) { LỚP ĐT2- K9 16 NHÓM 26 THỰC HIỆN Đồ án môn Vi điều khiển dieukhien_ADC(); volt=(float)(x/51); truyendulieu1(); } while(t2==0) { dieukhien_ADC(); volt=(float)((x/51)*5); truyendulieu1(); } while(t3==0) { dieukhien_ADC(); ap=(float)((x/51)*10); truyendulieu1(); } } IV SƠ ĐỒ MÔ PHỎNG: LỚP ĐT2- K9 17 NHÓM 26 THỰC HIỆN Đồ án môn Vi điều khiển V PHẦN KẾT LUẬN Đồ án đã cơ bản hoàn thành... điều khiển cấu trúc lập trình và ứng dụng (Nhà xuất bản giáo dục) 2.Họ vi điều khiển 8051 3 Internet: www.dientuvietnam.net www.atmel.com www.svbkol.org www.keil.com www.diendandientu.com www.iguanalabs.com www.microchip.com www.elechtro-tech-online.com www.diendansv.hutech.edu.vn www.ttvnol.com www.8052.com www.kmitl.ac.th www.ftdichip.com LỚP ĐT2- K9 18 NHÓM 26 THỰC HIỆN Đồ án môn Vi điều khiển LỚP...Đồ án môn Vi điều khiển Hình 3: Kiểm tra ADC 0804 chạy ở chế độ tự do 5 Chân ngắt INTR Đây là chân đầu ra tích cực mức thấp, bình thường nó ở trạng thái cao , và khi việc chuyển đổi hoàn tất thì nó xuống thấp để báo cho CPU biết là dữ liệu được chuyển đổi sẵn sàng để lấy đi Sau khi INTR xuống thấp ta lấy CS =0 và... và dữ liệu và dữ liệu được chuyển đổi chỉ được truy cập khi CS = 0 và chân RD bị đưa xuống thấp để tich s điện áp đầu ra ta có thể sử dụng công thức sau : D out = V in kich thuoc buoc Với D out là đầu ra dữ liệu số V in là điện áp ở đầu vào tương tự và độ phân giải là sự thay đổi nhỏ nhất được tính như là: (2xV ref/2) chia cho 255, đối với ADC 8 bit 10 Chân đất tương tự và chân đất số Đây là những... 24 25 26 27 28 GN D 50V 25V 5V 39 38 37 36 35 34 33 32 15 Thang 1 (5V) Thang 2 (25V) Thang 3 (50V) E A /V P P RST A T89C 52 VCC II Mạch LAYOUT: LỚP ĐT2- K9 14 NHÓM 26 THỰC HIỆN 1 6 2 7 3 8 4 9 5 C O N N EC TO R D B9 Đồ án môn Vi điều khiển III CODE #include #include #include unsigned char M[10]={0x30,0x31,0x32,0x33,0x34,0x35,0x36,0x37,0x38,0x39}; unsigned char tram,chuc,donvi,phan1,phan2,phan_nguyen,phan_phan;... WR_ADC=0; delay(2); WR_ADC=1; while(INTR_ADC); RD_ADC=0; x=P2; RD_ADC=1; } void truyendulieu1() { unsigned char nghin,tram,chuc,donvi; SCON=0X52; TMOD=0X20; TH1=TL1=-3; LỚP ĐT2- K9 15 NHÓM 26 THỰC HIỆN Đồ án môn Vi điều khiển TR1=1; ap=volt*100; ap=(int)(ap); nghin=ap/1000; tram=(ap%1000)/100; chuc=((ap%1000)%100)/10; donvi=((ap%1000)%100)%10; for(i=0;i . Nhật : Trần Hữu Tập Lớp: Cao Đẳng Điện Tử 2 Khóa: 9 (2007-2010) Ngành đào tạo : Điện Tử Hệ đào tạo: chính quy 1. Đề tài : Voltmet điện tử hiển thị bằng màn hình máy tính ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… …………………………………………………………… 2 Đồ án môn Vi điều khiển BÀI TẬP LỚN MÔN VI ĐIỀU KHIỂN Đề tài: Voltmet điện tử hiển thị bằng màn hình máy tính ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………. Giáo. trình bày trên hình 4 Hình 4 : Phân chia thời gian đọc và ghi của ADC 0804 B. Bản thiết kế voltmet hiển thị màn hình máy tính I. Sơ đồ mạch nguyên lý: LỚP ĐT2- K9 NHÓM 26 THỰC HIỆN 13 CS D0