IC giải mã led 7 thanh 74ls47

Đồ án tốt nghiệp

6



1



x



0



1



1



0



1



1



0



0



7



1



x



0



1



1



1



0



0



0



1



8



1



x



1



0



0



0



0



0



0



0



9



1



x



1



0



0



1



0



0



0



1



10



1



x



1



0



1



0



1



1



1



0



11



1



x



1



0



1



1



1



1



0



0



12



1



x



1



1



0



0



1



0



1



1



13



1



x



1



1



0



1



0



1



1



0



14



1



x



1



1



1



0



1



1



1



0



15



1



x



1



1



1



1



1



1



1



1



Phần III

tính toán thiết kế

II. tổng quan.

Để thiết kế được một hệ thu thập số liệu sử dụng vi xử lý ta cần phải quan

tâm đến tính các đặc tính của hệ như: tính mềm dẻo trong các thao tác, tốc độ xử

lý của hệ phải đáp ứng được yêu cầu đề ra, phải có độ tin cậy cao và phải thuận

lợi trong việc tổ chức phần cứng. ưu điểm nổi bật của các hệ thống được thiết kế

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội



trang 58



Đồ án tốt nghiệp

từ vi xử lý là nó đã có sẵn nhiều thành phần chức năng ở trong chíp nh: ROM,

RAM, các cổng vào ra…. Nó làm cho hệ thống được thiết kế trở lên gọn nhẹ

hơn.

2. Trình tự thiết kế.

Họ vi điều khiển 8051 được ứng dụng nhiều trong đo lường điều khiển.

Khi thiết kế hệ thống này, em đã tuân thủ theo các bước sau:

Bước 1:

Phân tích chức năng nhiệm vụ hệ vi xử lý cần thiết kế. Người thiết kế

phải tiến hành nghiên cứu kỹ lưỡng nhiệm vụ và các chức năng chính của hệ vi

xử lý. Tìm hiểu về môi trường làm việc của hệ, đối tượng điều khiển của hệ, đặc

trưng tham số của nguồn thông tin mà hệ cần thu thập và xử lý. Trên cơ sở đó

phải phân chia một cách hợp lý chức năng nào thuộc phần cứng đảm nhiệm và

chức năng nào do phần mềm đảm nhiệm. Với đề tài thiết kế này ta sử dụng vi

điều khiển AT89C51 là bộ xử lý trung tâm. ngoài ra nó còn phải được ghép nối

với các thiết bị ngoại vi khác:

+ Mạch biến đổi tương tự - số(ADC).ở đây ta sử dụng ICL7109 với 1 đầu

vào tương tự, thời gian chuyển đổi nhanh, sai số nhỏ và công suất tiêu thụ thấp.

+ Vi mạch dồn kênh 4051: Do ADC chỉ có 1 đầu vào do đó ta sử dụng IC

này để chọn kênh vào.

+ Lựa chọn các IC giải mã (74LS138) giải mã 7 thanh để phục vụ cho

việc ghép nối.

Tính toán thiết kế nguồn nuôi cho toàn mạch ứng với công suất tiêu thụ

lớn nhất, thiết kế mạch phần cứng với cách bố trí thích hợp của các thiết bị.

Bước 2:

Xây dựng phần mềm cho hệ thống này. trên cơ sở bước 1 ta phải xây dựng

phần mềm cho hệ thống đảm bảo phù hợp và hoạt động có hiệu quả. Xây dựng

lưu đồ thuật toán tổng quát cho hoạt động của toàn hệ thống. Sau đó là lưu đồ

thuật toán cho các nhiệm vụ cụ thể của nó.

Từ các lưu đồ đó ta viết chương trình hoàn chỉnh của hệ, từ chương trình

đó ta phải dịch ra mã máy để có thể nạp vào vi điều khiển.

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội



trang 59



Đồ án tốt nghiệp

Bước 3: nạp chương trình đã viết vào chip và đưa vào thử mạch đã xây

dựng. Sau đó hiệu chỉnh lại một số điểm chưa phù hợp với yêu cầu đề ra.

Bước 4: thiết kế vỏ hộp bảo vệ.

Yêu cầu của hệ là phải chắc chắn, vỏ hộp gọn nhẹ, hợp lý dễ vận hành và

có thể chịu được va đập.

SƠ ĐỒ KHỐI CỦA HỆ THU THẬP

LED

S1



C§CH1



S2



C§CH2



.......

S8



MUX



ADC



VXL

(89C51)



PC



C§CH8

PB



Trong đó:

S1 ÷ S8 là các sensor đo hiệt độ

CĐCH1 ÷ CĐCH8: là các mạch chuyển đổi chuẩn hóa

MUX: Bộ dồn kênh.

ADC: Bộ chuyển đổi tương tự - số.

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội



trang 60



Đồ án tốt nghiệp

VXL: Bộ xử lý trung tâm. ở đây ta dùng 89C51.

PB: các phím nhấn.

3. Thiết kế mạch nguồn.

Để đảm bảo cho hệ thống hoạt động ổn định thì ta phải có mạch nguồn ổn

định, có công suất phù hợp. Nguồn ở đây cung cấp cho mạch vi xử lý, mạch

chuẩn hóa do đó cần nguồn ±5V, ±12V. Trong mạch này sử dụng IC ổn áp

7805, 7905, 7812, 7912. Sơ đồ mạch nguồn nh hình dưới.



+12V



6



220V~



8



-



1000



+ 2



G N D



C3



IN



C 7



104



C 9



1000



C 5



1000



+5V



3



O U T



104



G nd

0



C2



C4



C 6



C 8



C 10



1000



1000



104



1000



104



IN



O U T



3



1

2



LM 7912C



IN



-12 V



G N D



2



G N D



D IO D E B R ID G E



1



3



4



4



G nd



C 1



D 4



LM7805C

1



2



5



O U T



2



1



1



B iÕ n ¸ p



IN



3



G N D



LM 7812C

1



-5 V



3



O U T



LM 7905



4. Mạch chuẩn hóa

Các tín hiệu đo được từ sensor chưa phù hợp với đầu vào của ADC do đó

ta phải chuẩn hóa tín hiệu đó. Với IC đo nhiệt độ LM335, Trong khoảng nhiệt độ

từ 00C ÷ 1000C thì điện áp ra của nó từ 2,73V ÷ 3,73V. ở 00C là 2,73V do đó ta

phải xây dựng mạch trừ để ở nhiệt độ này điện áp ra là 0V, mạch khuếch đại để

ở 1000C thì điện áp ra là 4V. Dưới đây là sơ đồ mạch chuẩn hóa.

R 12



R 13



10K



10K



4



20K R 1

2



11



R 15



1K



5



D 1



LM 324



0V - 4V



7



U 1B

R 3



100K



LM 324



D Z



4



R 2



6



U- 1 A

11



1 .2 K



1



+



+5V



2 ,7 3 V



+



-



3



R 5



+12V

R 4



1K



10K

R 14



D 6

L M 3 3 5 /T O 9 2



10K



Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội



trang 61



Đồ án tốt nghiệp



Phụ lục

LỜI NÓI ĐẦU..........................................................................................................................................................4

PHẦN I .....................................................................................................................................................................5

NHIỆM VỤ THƯ....................................................................................................................................................5

PHẦN II....................................................................................................................................................................7

CƠ SỞ KIẾN THỨC...............................................................................................................................................7

CHƯƠNG I...................................................................................................................................................................7

CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO NHIỆT ĐỘ...............................................................................................................................7

I. KHÁI QUÁT..............................................................................................................................................................7

II. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO NHIỆT ĐỘ:.........................................................................................................................8



a. Cặp nhiệt điện:..................................................................................................8

b.Nhiệt điện trở:..................................................................................................10

c.Các IC đo nhiệt độ ...........................................................................................13

CHƯƠNG II...............................................................................................................................................................14

HỌ VI ĐIỀU KHIỂN MCS-51.....................................................................................................................................14

II.1 GIỚI THIỆU HỌ HỌ VI ĐIỀU KHIỂN MCS-51.......................................................................................................14

II.2 CẤU TRÚC PHẦN CỨNG HỌ VI ĐIỀU KHIỂN MCS-51..........................................................................................17

II.3 MÔ TẢ CÁC CHÂN .............................................................................................................................................19

II.4. CÁCH TỔ CHỨC VÀ TRUY CẬP BỘ NHỚ CỦA 8051............................................................................................26

II.5 HOẠT ĐỘNG RESET.............................................................................................................................................30

II.2.6 CÁC THANH GHI CHỨC NĂNG ĐẶC BIỆT (SFRS).............................................................................................31

II.7 CÁC CHẾ ĐỘ ĐỊA CHỈ TRONG 8051....................................................................................................................33

II.8 TIMER/COUNTER................................................................................................................................................36

II.9 CÁC NGUỒN NGẮT..............................................................................................................................................39

II.10 GIAO DIỆN TRUYỀN TIN NỐI TIẾP.....................................................................................................................42

II.11.CÁC LOẠI LỆNH CỦA 8051...............................................................................................................................45

CHƯƠNG III...............................................................................................................................................................49

GIỚI THIỆU MỘT SỐ LINH KIỆN TRONG MẠCH...........................................................................................................49

III.1 MẠCH CHUYỂN ĐỔI TƯƠNG TỰ SỐ ICL 7109...................................................................................................49

3.2 VI MẠCH GIẢI MÃ ĐỊA CHỈ 74LS138..................................................................................................................55



Các đầu vào.........................................................................................................55

CÁC ĐẦU RA.............................................................................................................................................................55

4.IC GIẢI MÃ LED 7 THANH 74LS47.........................................................................................................................57

PHẦN III................................................................................................................................................................58



Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội



trang 62



Đồ án tốt nghiệp

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ......................................................................................................................................58

II. TỔNG QUAN..........................................................................................................................................................58



Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội



trang 63