danmecho_kholaman
New Member
Download miễn phí Nhiệt kế điện tử điều khiển tự động
Lời nói đầu
Trong công nghệ điện tử ,Vi Xử Lý là một thành phần quan trọng không thể thiếu,nó
mang nhiều tính ưu việt : có thể thay thế một mạch điện phức tạp bằng một vi mạch nhỏ gọn
với chi phí thấp hơn , nhưng ứng dụng lại đa dạng và linh hoạt hơn.Khả năng điều khiển thông
minh hơn ,tiết kiệm năng lượng hơn ,tốc độ xử lý nhanh hơn,ứng dụng nhiều trong hệ thống
nhúng .
Để học tập tốt môn học Vi Xử Lý ngoài những kiến thức trên sách vở cần có sự thực hành
ứng dụng vào thực tế. Trên cơ sở đó chúng em đã áp dụng những kiến thức có được trong quá
trình học tập để chế tạo sản phẩm NHIệT Kế ĐIệN Tử Điều khiển tự động dùng vi điều
khiển AVR của ATMEL ,có khả năng đo và tự động điều khiển nhiệt độ. áp dụng Vi Xử Lý
trong lĩnh vực này đã đươc nghiên cứu và phát triển nhiều với những loại vi điều khiển ,cảm
biến và ngôn ngữ lập trình khác nhau ví dụ:dùng cảm biến nhiệt độ LM35 kết hợp với
AT89S52và IC biến đổi A/D và hiển thị bằng LED7 thanh đo được nhiệt độ từ -55 đến
+150˚C,dùng LM34C và 16F88 thuộc vi điều khiển PIC dùng ngôn ngữ lập trình BASIC
hiển thị nhiệt độ bằng LCD, chỉ đo được nhiệt độ từ -55 đến +125˚C. Nói chung những loại
cảm biến nhiệt độ họ LM so với họ DS thì độ chính xác không cao và tốc độ truyền tín hiệu
chậm 2˚C - 150˚C với tần số (20 -1500Hz) nhưng giá thành chế tạo rẻ. Còn ở loại cảm biến họ
DS độ chính xác rất cao do tín hiệu được truyền có độ phân dải lên đến 12bit trong 750ms ở
loại cảm biến này có tích hợp ROM 64bit,bộ nhớ Logic, mạch ổn định tín hiệu đầu ra ,chính
vì vậy mà nó khắc phục được những nhược điểm của cảm biến họ LM .So với những loại
nhiệt kế dùng họ vi điều khiển 8051 và PIC nhiệt kế dùng vi điều khiển ATMEGA16L thuộc
họ vi điều khiển AVR có nhiều ưu điểm hơn,so với vi điều khiển PIC lập trình bằng ngôn
ngữ lập trình BASIC thì dùng AVR lập trình bằng C thì phần mềm sẽ ngắn gọn hơn, còn so
với 8051 thì tốc độ xử lý tín hiệu nhanh hơn không cần lắp thêm bộ biến đổi A/D do
ATMEGA16 đã tích hợp sẵn bộ biến đổi A/D và việc lập trình sẽ đơn giản hơn.
Sản phẩm này có thể phát triển được một số ứng dụng vào đời sống . Có thể lắp được
nhiều cảm biến DS18B20 vào Bus-1wire với độ dài lên tới 300m và điều kiểm soát được giá trị
nhiệt độ của từng cảm biến .Một ứng dụng đơn giản là tự động điều khiển nhiệt độ phòng bảo
quản hoá chất bằng cách kết hợp với Transistor để đóng mở Role điều khiển máy điều hoà
,như vậy sẽ tiết kiệm được lượng điện năng tiêu hao vô ích trong lúc nhiệt độ đã đạt mức yêu
cầu .
Do hạn chế về trình độ và thời gian nên đề tài còn rất nhiều những khuyết điểm , chúng
em rất mong được sự dạy bảo của các thầy, cô và những ý kiến đóng góp của các bạn,để có
những hiểu biết rõ hơn về đề tài này.
Sản phẩm này có thể phát triển được một số ứng dụng vào đời sống. Có thể lắp được nhiều cảm biến DS18B20 vào Bus-1wire với độ dài lên tới 300m và điều kiểm soát được giá trị nhiệt độ của từng cảm biến .Một ứng dụng đơn giản là tự động điều khiển nhiệt độ phòng bảo quản hoá chất bằng cách kết hợp với Transistor để đóng mở Role điều khiển máy điều hoà ,như vậy sẽ tiết kiệm được lượng điện năng tiêu hao vô ích trong lúc nhiệt độ đạt mức yêu cầu .
Chương I : Sơ Đồ Nguyên Lý
Chương II : Nguyên Lý Hoạt Động
Chương III : Mạch Nạp
Chương IV : Phần Mềm Thiết Kế Và Lập Trình
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:
khác, nó còn tích hợp nhiều chức năng mới rất tiệnlợi cho người thiết kế và lập trình.Sự ra đời của AVR bắt nguồn từ yêu cầu thực tế là hầu hết
khi cần lập trình cho vi điều khiển, chúng ta thường dùng những ngôn ngữ bậc cao HLL
(Hight Level Language) để lập trình ngay cả với loại chip xử lí 8 bit trong đó ngôn ngữ C là
ngôn ngữ phổ biến nhất. Tuy nhiên khi biên dịch thì kích thước đoạn mã sẽ tăng nhiều so với
dùng ngôn ngữ Assembly. Hãng Atmel nhận thấy rằng cần phát triển một cấu trúc đặc
biệt cho ngôn ngữ C để giảm thiểu sự chênh lệch kích thước mã đã nói trên. Và kết quả là họ
vi điều khiển AVR ra đời với việc làm giảm kích thước đoạn mã khi biên dịch và thêm vào đó
là thực hiện lệnh đúng đơn chu kỳ máy với 32 thanh ghi tích lũy và đạt tốc độ nhanh hơn các
họ vi điều khiển khác từ 4 đến 12 lần. Vì thế nghiên cứu AVR là một đề tài khá lý thú và giúp
cho häc sinh, sinh viên biết thêm một họ vi điều khiển vào loại mạnh hiện nay.
Linhdt1
10
PHÂN LOẠI AVR
+ AT90S8535: Không có lệnh nhân hay chia trên thanh ghi.
+ ATMEGA 8, 16, 32 (AVR loại 8 bit, 16 bit, 32 bit): Là loại AVR tốc độ cao, tích hợp sẵn
ADC 10 bit.
+ AVR tích hợp sẵn LCD driver : Atmega169,329
+ AVR có tích hợp SC (power stage controller): AT90PWM thường dùng trong các ứng
dụng điều khiển động cơ hay chiếu sáng nên còn gọi là lighting AVR.
+ Attiny11, 12, 15: AVR loại nhỏ.
C¸c ®Æc ®iÓm chÝnh
1-Kiến trúc RISC(Cã nghÜa lµ m¸y tÝnh dïng tËp lÖnh rót gän,bé vi xö lý kiÓu nµy thùc
hiÖn Ýt lÖnh h¬n nh÷ng bé vi xö lý kh¸c) với hầu hết các lệnh có chiều dài cố định, truy
nhập bộ nhớ nạp – lưu trữ và 32 thanh ghi đa năng.
2- Có nhiều bộ phận ngoại vi ngay trên chip, bao gồm: Cổng vào/ra số, bộ biến đổi ADC,
bộ nhớ EEFROM, bộ định thời, bộ điều chế độ rộng xung (PWM), …
3- Hầu hết các lệnh đều thực hiện trong một chu kỳ xung nhịp.
4- Hoạt động với chu kỳ xung nhịp cao, có thể lên đến 20 MHz tuỳ từng trường hợp từng loại chip cụ
thể.
5- Bộ nhớ chương trình vµ bộ nhớ dữ liệu được tích hợp ngay trên chip.
6- Khả năng lập trình được trong hệ thống, có thể lập trình được ngay khi đang được cấp
nguồn trên bản mạch không cần nhấc chip ra khỏi bản mạch.
7- Hỗ trợ cho việc lập trình bằng ngôn ngữ bậc cao – ngôn ngữ C.
Cốt lõi của AVR là sự kết hợp tập lệnh đầy đủ với các thanh ghi đa năng 32 bit. Tất cả các
thanh ghi 32 bit này liên kết trực tiếp với khối xử lý số học và logic (ALU) cho phép 2 thanh
ghi độc lập được truy cập trong một lệnh đơn trong 1 chu kỳ đồng hồ. Kết quả là tốc độ nhanh
gấp 10 lần các bộ vi điều khiển CISC(Complex Instruction Set Computer : máy tính với tập
lệnh phức tạp . Một loại kiến trúc của bộ xử lí được đặc trưng bởi tính chất là các lệnh có độ
dài khác nhau (không cố định) , thường là một số nhỏ các chế độ đa địa chỉ và thanh ghi) .
Với các chức năng đã nêu, chế độ nghỉ (Idle) CPU trong khi cho phép bộ truyền tin nối tiếp
đồng bộ USART, giao tiếp 2 dây, chuyển đổi A/D, SRAM, bộ đếm, bộ định thời, cổng SPI và
hệ thống các ngắt vẫn hoạt động. Chế độ Power-down lưu giữ nội dung của các thanh ghi
nhưng làm đông lạnh bộ tạo dao động, thoát khỏi các chức năng của chip cho đến khi có ngắt
ngoài hay là reset phần cứng. Chế độ Power-save đồng hồ đồng bộ tiếp tục chạy cho phép
chương trình sử dụng giữ được đồng bộ thời gian nhưng các thiết bị còn lại là ngủ. Chế độ
Linhdt1
11
ADC Noise Reduction dừng CPU và tất cả các thiết bị còn lại ngoại trừ đồng hồ đồng bộ và
ADC, tối thiểu hoá switching noise trong khi ADC đang hoạt động. Trong chế độ standby, bộ
tạo dao động (thuỷ tinh thể/bộ cộng hưởng) chạy trong khi các thiết bị còn lại ngủ. Các điều
này cho phép bộ vi điều khiển khởi động rất nhanh trong chế độ tiêu thụ công suất thấp. Thiết
bị được sản xuất sử dụng công nghệ bộ nhớ cố định mật độ cao của Atmel. Bộ nhớ On-chip
ISP Flash cho phép lập trình lại vào hệ thống qua giao diện SPI bởi bộ lập trình bộ nhớ cố
đinh truyền thống hay bởi chương trình On-chip Boot chạy trên lõi AVR. Chương trình boot
có thể sử dụng bất cứ giao điện nào để download chương trình ứng dụng trong bộ nhớ Flash
ứng dụng. Phần mềm trong vùng Boot Flash sẽ tiếp tục chạy trong khi vùng Application Flash
được cập nhật, cung cấp thao tác Read-While-Write thực sự.
Để tối đa hoá hiệu năng chức năng và song song, AVR sử dụng kiến trúc Harvard với bộ
nhớ riêng biệt và các BUS cho chương trình và dữ liệu. Các câu lệnh trong bộ nhớ chương
trình được hoạt với một đường ống lệnh mức đơn. Trong khi một lênh đang thực hiện, lệnh
tiếp theo sẽ được nạp trước vào từ bộ nhớ chương trình. Điều này làm cho các lệnh được thực
hiện trong mọi chu kỳ đồng hồ. Bộ nhớ chương trình là bộ nhớ In-System Reprogrammable
Flash. Tập thanh ghi truy cập nhanh bao gồm 32 thanh ghi đa năng 8 bit với thời gian truy cập
là 1 chu kỳ đơn. Điều này cho phép ALU hoạt động trong một chu kỳ đơn. Một thao tác điển
hình với 2 toán hạng được của ALU, 2 toán hạng được lấy ra từ tệp thanh ghi để thực hiện, và
và kết quả được lưu trữ lại trong tệp thanh ghi trong một chu kỳ đồng hồ. 6 trong số 32 thanh
ghi có thể sử dụng như là 3 thanh ghi con trỏ địa chỉ gián tiếp 16 bit để chỉ vào vùng dữ liệu
phục vụ cho tính toán địa chỉ hiệu dụng. Một trong các con trỏ địa chỉ này cũng có thể được
sử dụng làm con trỏ địa chỉ trỏ vào bảng dữ liệu trong bộ nhớ chương trình Flash. Các thanh
ghi này là X, Y và Z.ALU thực hiện các phép toán logíc và số học giữa các thanh ghi hay
giữa thanh ghi với một hằng số. Cũng có thể thao tác với các thanh thanh ghi đơn trong ALU.
Sau khi thực hiện phép toán số học, các thanh ghi trạng thái được cập nhật các thông tin về kết
quả thực hiện. Dòng chương trình được điều khiển bởi các phép nhảy có điều kiện hay không
điều kiện đến các lệnh được gọi, và chỉ đến các địa chỉ trực tiếp trong không gian địa chỉ. Hầu
hết các lệnh AVR đều thực hiện với dữ liệu 16 bit. Mỗi địa chỉ bộ nhớ chương trình đều chứa
1 lệnh 32 bit hay 16 bit. Không gian bộ nhớ chương trình Flash được chia thành 2 vùng, vùng
chương trình boot và vùng chương trình ứng dụng, cả hai vùng này đều có bit khoá chuyên
dụng để bảo vệ cho việc ghi và đọc/ghi. Lệnh SPhần mềm dùng để ghi vào vùng bộ nhớ ứng dụng
phải có trong vùng chương trình boot. Trong khi thực hiện các ngắt và các thường trình, địa
Linhdt1
12
chỉ trở về của bộ đếm chương trình (PC) được lưu trữ trong stack. Nhìn chung stack được định
vị trong SRAM, và do vậy kích cỡ stack được giới hạn bởi kích cỡ toàn bộ của SRAM, và
cách sử dụng của SRAM. Tất cả các chương trình của người sử dụng phải khởi tạo SP trong
thường trình reset (trước khi thường trình hay ngắt được thược hiện). SP có thể trỏ được vào
không gian I/O. SRAM có thể được truy cập một cách dễ dàng thông qua 5 chế độ địa chỉ
khác nhau hỗ trợ bởi kiến trúc AVR.Không gian bộ nhớ trong kiến trúc AVR...