Download miễn phí Đồ án Mạch đo nhiệt độ hiển thị ra đèn led
Mục lục
CHƯƠNG 1.MỞ ĐẦU 4
1.Tổng quan: 4
2.Nôi dung báo cáo : 4
4
CHƯƠNG 2 .VẤN ĐỀ CHUYỂN ĐỔI ADC(SỬ DỤNG MẠCH SO SÁNH) 5
1 . MẠCH SO SÁNH: 5
2. Mạch ADC kiểu so sánh song song 6
3 . Mạch ADC kiểu đếm: 8
4 . Mach ADC sử dụng điện áp răng cưa: 9
5 . Mạch ADC so sánh liên 9
6 . Mạch ADC xấp xỉ liên tiếp 10
7 . Độ chính xác của mạch chuyển đổi tương tự_số : 10
8. Vấn đề giải mã để hiển thị số: 11
9. Lưa chọn phương pháp biến đổi điện áp tương tự thành tín hiệu số: 12
CHƯƠNG 2. VẤN ĐỀ BIẾN ĐỒI NHIỆT ĐIỆN 13
1. Vào đề 13
2 Nhiệt kế cặp nhiệt ngẫu 14
3 . Nhiệt kế điện trở :dùng nhiệt điện trở 14
4 . Lựa chọn phương pháp biến đổi nhiệt - điện 16
CHƯƠNG 4 . XEM XÉT VÀ LỰA CHỌN LINH KIỆN CHO TỪNG BỘ PHẬN 17
1 . Cấu trúc cơ bản của một công cụ đo nhiệt độ: 17
2.Phân loại công cụ đo: 17
3. Sơ đồ nguyên lí chức năng : 18
4. Sơ đồ thực tế của các bộ phận tương ứng : 19
CHƯƠNG 5 .VẤN ĐỀ PHỐI HỢP GIỮA CÁC BỘ PHẬN. 33
1 . Phối hợp giữa bộ biến đổi tương tự số và bộ vi điều khiển AT89S52: 33
2.Phối hợp giữa bộ cảm biến và bộ vi điều khiển : 35
3.Phối hợp bộ vi điều khiển với đèn LED 7thanh : 35
CHƯƠNG 6 . TỔNG THỂ TOÀN MẠCH . 36
1. Sơ đồ nguyên lí 38
2.Sơ đồ chân lắp ráp của mạch đo 39
CHƯƠNG 7 . VẤN ĐỀ LẬP TRÌNH CHO IC VI ĐIỀU KHIỂN 40
1.Trình tự thực hiện : 40
2.Lựa chọn ngôn ngữ để lập trình cho IC : 40
3.Xây dựng lưu đồ thuật toán của chương trình : 41
4.Viết chương trình viết theo ngôn ngữ C: 43
5.Nạp chương trình cho IC vi điều khiển: 45
CHƯƠNG 8 . VẤN ĐỀ ĐO LƯỜNG 49
1.Các định nghĩa và đặc trưng chung 49
2. Các đại lượng ảnh hưởng đến tín hiệu đo 50
3.Sơ đồ khối tổng qut của một mạch đo 51
4. Sai số của phép đo 52
5. Chuẩn cảm biến 55
6. Độ nhạy 56
7. Độ nhanh – thời gian hồi đáp 56
8. Giới hạn sử dụng cảm biến 57
CHƯƠNG 9 THI CÔNG MẠCH ĐIỆN 58
CHƯƠNG 10 . KẾT LUẬN VÀ MỞ RỘNG ĐỀ TÀI . 59
TÀI LIỆU THAM KHẢO 60
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:
huếch đại của mạch trong trường hợp này được tính theo biểu thức:K’ =
Trở kháng vào trong sơ đồ này bằng đúng điện trở vào hiệu, nghĩa là:
ZV = rd =
vì điện áp vào UV được đặt trực tiếp vào cửa thuận.
Đây là một đặc điểm rất quan trọng của sơ đồ khuếch đại thuật toán. Nó được sử dụng trong các bộ khuếch đại yêu cầu trở kháng vào lớn.
Trường hợp bộ khuếch đại thực: K0 hữu hạn
Theo hình (a) ở ngay trên ta có:
vì K0 hữu hạn
Từ hai biểu thức trên ta tìm được:
Bộ khuếch đại thuận có điện áp vào đồng pha, vì lúc này UN = UV 0. Do đó hệ số nén tín hiệu đồng pha trong bộkhuếch đại thực hữu hạn, nên trong mạch có thêm sai số do điện áp đồng pha gây nên.
Bảng tóm tắt một số đặc điểm của hai cách mắc bộ khuếch đại thuật toán
Khuếch đại đảo
Khuếch đại thuận
Hồi tiếp âm nối tiếp điện áp
Hồi tiếp âm nối tiếp điện áp
Điện áp ra ngược pha với điện áp vào
Điện áp ra cùng pha với điện áp vào
Đầu vào đảo có điện thế = 0 ( điểm đất ảo)
Đầu vào đảo có điện thế = điện áp vào
Dòng qua R1,RN : IV =UV/R1 nguồn tín hiệu cung cấp , do đó nguồn tín hiệu vào phải lớn
Dòng qua R1,RN : IV =UV/R1không chạy qua nguồn tín hiệu , do đó không yêu cầu công suất của nguồn tín hiệu
Trở kháng vào ZV = R1
ZV =
Không có điện áp vào đồng pha
Điện áp vào đồng pha Ucm = UV
Hệ số hồi tiếp Kht =
Hệ số hồi tiếp Kht =
Nhiệm vụ của khối khuếch đại trong đề tài và cách ghép nối:
Khèi nµy lµm nhiÖm vô giao tiÕp trung gian gi÷a khèi c¶m biÕn vµ ADC.
V× Vout=2,73+0,01ToC, ®Ó ®¬n gi¶n hãa qu¸ tr×nh tÝnh to¸n, ta ph¶i khö phÇn ®iÖn ¸p kh«ng ®æi 2,73(V).
R3
+5V
R1
R5
D1
Khối cảm biến
V2
VR1
V1
IF
ADC
-
+
Vo
VR2
Vcc
R4
R2
MÆt kh¸c, ADC chØ xö lÝ ®îc tÝn hiÖu trong kho¶ng 0V÷5V, kho¶ng nhiÖt ®é cÇn ®o tõ 0÷100oC, nªn cÇn ph¶i khuÕch ®¹i tÝn hiÖu nµy lªn 5 lÇn.
VoutK§ = 0,05*ToC
S¬ ®å khèi bé khuÕch ®¹i (d¹ng m¹ch trõ):
Th«ng sè cña c¸c linh kiÖn sau khi tÝnh to¸n sÏ lµ:
- Bé khuyÕch ®¹i HA741
- §iot Zener 3V, 20mA
- VR1=15KΩ, VR2=10KΩ
- R = 5KΩ, R1 = 100Ω, R2 = R3 = 1KΩ, R4 = R5 = 5KΩ
c)Bộ biến đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số :
Ta chọn IC ADC0809 để thực hiện nhiệm vụ này.Nó hoạt động theo nguyên tắc xấp xỉ liên tiếp .
Vi mạch ADC0809 là biến đổi A/D tác động nhanh và giá thành không cao nên có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng .Nó qui định về quyền sử dụng các lối ra dữ liệu song song ,các lối ra này tương thích TTL. Qua một lối vào điều khiển , các lối ra có thể chuyển sang trạng thái điện cao , và nhờ thế vi mạch có thể đệm vào 1 bus dữ liệu .Ngoài ra nó còn qui định cả về quyền sử dụng các lối vào điều khiển ghi đọc .Lối vào analog là không so sánh với mass mà là lối vào vi phân , nghĩa là vi phân điện áp ở 2 chân lối vào VIN+ và VIN- được biến đổi . Điều đáng đề cập ở đây là khi điện áp nguồn nuôi là +5V , dải điện áp của nối vào analog có thể đạt đến 5V.ADC0809 có 8 kênh lối vào làm việc hoàn toàn độc lập nhau .Còn một điểm nữa cần quan tâm là sự tiêu thụ dòng điện của vi mạch hầu như không đáng kể (chỉ cỡ 300 micro Ampe).Thời gian biến đổi cỡ 100 micro giây .
Sơ đồ chân chức năng:
Các thông số kĩ thuật :
-Không cần điều chỉnh điểm 0.
-Quét động 8 kênh bằng logic địa chỉ .
-Dải tín hiệu lối vào analog lối vào khi điện áp nguồn nuôi là +5V.
-Tất cả các tín hiệu tương thích TTL .
-Độ phân giải 8bit.
-Thời gian biến đổi :100 micro s.
-Dòng tiêu thụ (bình thường):0,3mA.
Sơ đồ khối cấu trúc của vi mạch :
Hình dưới đây chỉ ra một mạch điển hình được thiết kế cho bộ biến đổi ADC0809 . Mạch điện này cũng có ổ nối 32chân như là giao diện để ghép nối qua đó mỗi môđun cơ sở có thể đấu nối vào .Theo cách này ta có thể điều khiển bộ biến đổi A/D ADC0809 từ máy tính qua giao diện máy in hay qua giao diện nối tiếp RS232.Tín hiệu giữ nhịp dùng cho bộ biến đổi A/D cần được tạo ra ở bên ngoài và được dẫn đến chân CLOCK. Điện áp so sánh được đưa qua tầng lặp lại điện áp để đến chân ra VREF+ ,chân này có điện trở nối vào cỡ 2,5 kilo Ôm. Tám kênh lối vào analog được dẫn đến các chân IN0 đến IN7 . Mẫu bit ở các lối vào địa chỉ A,B,C sẽ xác định xem kênh nào phải đươc lựa chọn . Khi đó việc lựa chọn tuân theo qui định sắp xếp dưới đây :
C
B
A
Kênh lối vào được kích hoạt
0
0
0
IN0
0
0
1
IN1
0
1
0
IN2
0
1
1
IN3
1
0
0
IN4
1
0
1
IN5
1
1
0
IN6
1
1
1
IN7
Nguyên tắc làm việc của bộ biến đổi ADC0809 cũng không có gì phức tạp . Một xung dương ở chân START kích hoạt sự biến đổi . Qua đó mẫu bit ở các lối vào địa chỉ A,B,C cũng đồng thời được chốt và xác định kênh cần biến đổi . Trong quá trình biến đổi chân ra EOC đứng ở mức LOW . Sau cỡ 100 micro s , EOC sẽ chuyển sang HIGH và báo hiệu sự kết thúc quá trình biến đổi . Sau đó , kết quả của quá trình biến đổi sẽ được xếp hàng ở các đường dẫn dữ liệu D0 à D7 . Khi OE=1 các đường dẫn có thể được đọc tiếp .
a
b
10:CLK VCC:11
GND:13
12:VREF+ D7:21
D6:20
D5:19
EOF D4:18
D3:8
D2:15
7:VREF- D1:14
D0:17
5:IN7 Start:6
4:IN6
3:IN5 ALE
2:IN4
1:IN3 C:25
28:IN2 B:24
27:IN1 A:23
26:IN0 OE:9
2k
ADC0809
1,5k
LM336
1micro
150pF
LM358
5V
o
o o
o o
o o
o o
o o
o o
o o
o o
o o
o o
o o
o o
o o
o o
o o
Modun biến đổi A/D 8 bit 8 kênh dùng vi mạch ADC 0809
d)Bộ xử lý tín hiệu :làm nhiệm vụ giải mã nhị phân BCD thành tín hiệu điều khiển sự hiển thị của bộ chỉ thị .Ta chọn IC AT89S52( rất thích hợp cho việc thử nghiệm) , một vi điểu khiển thuộc họ 8051. Đây là một IC lập trình được . Nó là phiên bản 8051 có ROM trên chip là bộ nhớ Flash . Phiên bản này rất thích hợp cho các ứng dụng nhanh vì bộ nhớ Flash có thể xoá trong vài giây , có thể lập trình qua cổng COM hay cổng máy in của máy tính PC và như vậy sẽ không cần bộ đốt PROM . Các thông số kĩ thuật của IC89S52:
-Dung lượng bộ nhớ ROM : 8k.
-Dung lượng RAM :256 byte
-Số chân I/O:32 chân .
-Số bộ định thời : 3 bộ .
-Có bộ định thời kiểm tra.
-Số đầu ngắt : 8 đầu .
-Có con trỏ dữ liệu kép .
-Nguồn cung cấp : 5V .
-Tổng cộng 40 chân .
Chữ C trong kí hiệu AT89C51 là để chỉ ra rằng IC này được làm theo công nghệ CMOS(tiêu thụ năng lượng thấp ).Vi mạch này thường được đóng vỏ DIP . Ta sẽ nói rõ hơn về phần lập trình cho vi điều khiển này ở phần sau . Bây giờ , ta sẽ xem xét sơ đồ chân chức năng của IC :
-VCC: Chân nguồn cung cấp .
-GND : Chân nối đất .
-PORT 0: để vừa làm cổng ra và vào trực tiếp vào/ra 8bit thì phải nối thêm với điện trở kéo . Khi đóng vai trò lá cổng ra , nó có thể nối với 8 đầu vào TTL . Khi ghi 1 vào các chân của cổng PORT 0 thì các chân đó sẽ được dùng như là 1 đầu vào trở kháng cao . Khi nối với bộ nhớ ngoài , cổng này cung cấp cả địa chỉ và dữ liệu bằng cách dồn kênh để tiết kiệm số chân (ALE=0 à PORT 0 cấp dữ liệu , ALE =1 àPORT 0 cấp địa chỉ .
-PORT 1:Không cần nối thêm điện trở kéo dài vì nó đã có các điện trở kéo bên trong . Đây cũng là cổng vào ra 8 bit . Cổng này khi giữ chức năng làm đầu vào thì cũng tương tự như PORT 0 chỉ khác là chỉ có thể nối với 4 đầu vào T...