Hiển thị nhiệt độ cảm biến nhiệt LM35 trên matlab thông qua cổng RS232 giao tiếp với máy tính

LỜI CẢM ƠN Để hồn thành được đồ án này, đầu tiên nhĩm thực hiện xin được gởi lời cảm ơn đến Ban Giám Hiệu, quý Thầy Cơ trong trường và đặc biệt là quý Thầy Cơ trong khoa Cơ Điện Tử Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, đã tận tình chỉ dẫn, truyền đạt kiến thức cũng như tạo điều kiện thuận lợi cho nhĩm thực hiện trong suốt quá trình học tập vừa qua. Đặt biệt nhĩm thực hiện xin chân thành cảm ơn Thầy Lê Tấn Cường đã tận tình hướng dẫn, quan tâm theo dõi và động viên nhĩm thực hiện để hồn thành tốt đồ án tốt nghiệp này. Ngồi ra, nhĩm thực hiện đề tài cũng xin gửi lời cảm ơn đến tất cả các bạn bè cùng khĩa và người thân chung quanh đã giúp đỡ về vật chất và tinh thần để nhĩm thực hiện đạt được thành tích như ngày hơm nay. NHĨM THỰC HIỆN ĐỀ TÀI Chương 1 : DẪN NHẬP 1.Nội dung đề tài: Hiển thị nhiệt độ cảm biến nhiệt LM35 trên matlab thong qua cổng RS232 giao tiếp với máy tính. 2.Mục đích đề tài: Sử dụng cảm biến nhiệt độ theo dõi sự thay đổi nhiệt độ. Kết hợp với máy tính ghi nhận sự thay đổi nhiệt độ nhằm phân tích đánh giá sự biến đổi nhiệt độ. Thơng qua chương trình vi điều khiển nhằm đáp ứng sự thay đổi nhiệt độ tùy theo mục đích sử dụng mà tác động tăng hay giảm nhiệt độ. Mở rộng kiến thức về các loại vi điều khiểân mới và ứng dụng vào trong thực tế. Sử dụng phần mềm matlab nhằm hiển thị giá trị nhiệt độ. Chương 2 : PHƯƠNG THỨC THỰC HIỆN Phương án thực hiện Mạch tích hợp. Vi điều khiển AVR có tích hợp bộ chuyển đổi ADC có khả năng lập trình. Mạch tổ hợp tích hợp giao tiếp với máy tính thơng qua cổng RS232. Hiển thị Hiển thị giá trị nhiệt độ trên Matlab Cảm biến nhiệt độ Cảm biến nhiệt độ LM35 với độ nhạy 10mV/oC dòng điện tiêu thụ 60µA, phạm vi sử dụng từ -55 oC đến 150 oC. Giao tiếp máy tính Giao tiếp với máy tính qua cổng COM Chương 3 : CƠ SỞ LÝ LUẬN Sử dụng AVR vi điều khiển với khả năng lập trình và tích hợp bộ chuyên đổi ADC thuận tiện trong việc thi công và thiết kế, đơn giản hóa phần cứng. Sử dụng cảm biến nhiệt độ LM35 với phạm vi sử dụng rộng, dòng điện tiêu thụ thấp. Giao tiếp máy tính qua cổng nối tiếp thiết bị phần cứng đơn giản, khoảng cách xa 30m đến 50m. Giới thiệu các khối 1.Khối trung tâm Khối này sử dụng vi điều khiển ATMEGA32 của hãng Atmel với các tính năng: -Vi điều khiển 8 bit, có tính năng sử dụng cao, công suất thấp. -Có 131 tập lệnh theo kiến trúc RISC, chủ yếu thực hiện trong 1 chu kì máy. -32x8 thanh ghi đa dụng. -16KB bộ nhớ flash có khả năng lập trình được. -512 Bytes EEPROM -1K Byte Internal SRAM. -Nhiều ngõ vào ra (I/O Port) 2 hướng (bi-directional). -2 bộ Timer/Counters 8-bit với Separate Prescalers và Compare Modes. -1 Timer/Counter 16-bit với Separate Prescaler, Compare Mode và -Capture Mode. -4 kênh PWM. -8 kênh chuyển đổi ADC 10-bit -8 kênh chuyển đổi đơn. -7 kênh chuyển đổi vi sai chỉ được đóng gói trong TQFP . -2 kênh chuyển đổi vi sai có khả năng lập trình, lựa chọn độ lợi 1x, 10x, or 200x. -Giao diện nối tiếp USART( tương thích chuẩn nối tiếp RS-232) -Giao diện nối tiếp Two-wire Serial( tương thích chuẩn I2C ) -Giao diện nối tiếp SPI Master và Slave. -Bộ Watchdog Timer có khả năng lập trình được với bộ dao động trên chip. -Bộ so sánh Analog trên chip. …… Sơ đồ chân của ATMEGA32 Sơ đồ khối của ATMEGA32 Lõi AVR kết hợp những tập lệnh với 32 thanh ghi làm việc với mục đích chung. Cả 32 thanh ghi đều được kết nối trực tiếp đến ALU. Cho phép truy xuất 2 thanh ghi làm việc độc lập với 1 chu kì máy. Với kiến trúc RISC này cho phép CPU làm việc nhanh gấp mười lần kiến trúc CISC. Mô tả chân linh kiện: VCC & GND Chân cấp nguồn cho vi điều khiển. Port A (PA7..PA0) Được dành riêng cho ngõ vào analog của bộ chuyển đổi ADC. Ngoài ra Port A còn được dùng như 1 Port vào ra 2 hướng nếu bộ chuyển đổi ADC không sử dụng. Mỗi chân của Port A được cung cấp điện trở kéo lên bên trong. Bộ đệm ngõ ra của Port A được điều khiển cho cả 2 khả năng, sink dòng và source dòng. Khi Port A sử dụng như ngõ vào, chúng sẽ source dòng nếu điện trở kéo lên bên trong tích cực. Port B (PB7..PB0) Port B được dùng như 1 Port vào ra 2 hướng với điện trở kéo lên bên trong. Mỗi chân của Port B được cung cấp điện trở kéo lên bên trong. Bộ đệm ngõ ra của Port B được điều khiển cho cả 2 khả năng, sink dòng và source dòng. Khi Port B sử dụng như ngõ vào, chúng sẽ source dòng nếu điện trở kéo lên bên trong tích cực. Ngoài ra, Port B còn được sử dụng những chức năng khác, được trình bày như sau: Port C (PC7..PC0) Port C được dùng như 1 Port vào ra 2 hướng với điện trở kéo lên bên trong. Mỗi chân của Port B được cung cấp điện trở kéo lên bên trong. Bộ đệm ngõ ra của Port C được điều khiển cho cả 2 khả năng, sink dòng và source dòng. Khi Port C sử dụng như ngõ vào, chúng sẽ source dòng nếu điện trở kéo lên bên trong tích cực. Nếu sử dụng giao tiếp JTAG, điện trở kéo lên ở chân PC5(TDI), PC3(TMS) và PC2(TCK) sẽ tích cực thậm chí có Reset xảy ra. Port C sử dụng cho giao tiếp JTAG và các tính năng đặc biệt của AVR được liệt kê ra sau đây: Port D (PD7..PD0) Port D được dùng như 1 Port vào ra 2 hướng với điện trở kéo lên bên trong. Mỗi chân của Port B được cung cấp điện trở kéo lên bên trong. Bộ đệm ngõ ra của Port D được điều khiển cho cả 2 khả năng, sink dòng và source dòng. Khi Port D sử dụng như ngõ vào, chúng sẽ source dòng nếu điện trở kéo lên bên trong tích cực. Ngoài ra, Port D còn được sử dụng những chức năng khác, được trình bày như sau: RESET Ngõ vào Reset. Nếu mức Low đặt vào chân này dài hơn độ rộng xung tối thiểu sẽ reset AVR. Cho dù không có xung clock XTAL1 & XTAL2 Ngõ vào ra của bộ dao động thạch anh. AVCC Chân nguồn cung cấp cho Port A và bộ chuyển đổi ADC. Thường được kết nối với Vcc, thậm chí nếu ADC không được sử dụng. Còn nếu ADC được sử dụng, nên kết nối với Vcc thông qua 1 mạch lọc thông thấp. AREF Chân điện áp tham chiếu cho bộ chuyển đổi ADC. ADC (Analog to Digital Converter) Tính năng: xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx Các thanh ghi trong ADC ADC Multiplexer Selection Register – ADMUX Bit 7:6 – REFS1:0: Reference Selection Bits. Hai bit này lựa chọn điện áp tham chiếu cho ADC. Nếu những bit này được thay đổi trong quá trình chuyển đổi thì sự thay đổi này sẽ không được tác động cho tới khi quá trình chuyển đổi hoàn tất. Điện áp tham chiếu bên trong có thể không được sử dụng nếu điện áp tham chiếu bên ngoài được thiết lập bằng cách thiết lập nguồn VCC tại chân AREF. Bit 5 – ADLAR: ADC Left Adjust Result. Bit ADLAR tác động đến cách biểu diễn kết quả của quá trình chuyển đổi ADC trong thanh ghi Data Register. ADLAR=1: kết quả được canh theo lề trái. ADLAR=0: kết quả được canh theo lề phải. iệc thay đổi bit ADLAR ảnh hưởng ngay lập tức đến kết quả ở Data Register, bất chấp quá trình chuyển đổi đang xảy ra hay không. Bits 4:0 – MUX4:0 : Analog Channel and Gain Selection Bits. Các bit này được dùng để lựa chọn các ngõ vào analog cho ADC. Ngoài ra còn được dùng để lựa chọn độ lợi cho các kênh vi sai. Sự thay đổi những bit này chỉ được tác động khi quá trình chuyển đổi hoàn tất. ADC Control and Status Register A – ADCSRA Bit 7 –ADEN: ADC Enable. ADEN=1: Cho phép ADC hoạt động. ADEN=0: Tắt ADC. Bit 6 –ADSC: ADC Start Conversion. Trong chế độ Single Conversion, ADSC=1 sẽ bắt đầu quá trình chuyển đổi. Trong chế độ Free Running, ADSC=1 sẽ bắt đầu sự chuyển đổi lần đầu tiên. Sự chuyển đổi đầu tiên xảy ra sau khi ADCS được ghi lên 1 và sau ADC được cho phép. ADCS=1 khi quá trình chuyển đổi xảy ra và trở về 0 khi kết thúc quá trình chuyển đổi. Bit 4 – ADIF: ADC Interrupt Flag. ADIF=1 khi quá trình chuyển đổi hoàn tất và Data Register được cập nhật. Quá trình ngắt ADC sẽ được thực hiện nếu bit ADIE và I-bit trong thanh ghi SREG được thiết lập. Bit 3 – ADIE: ADC Interrupt Enable. Khi bit này set lên 1 và I-bit trong SREG được set. Ngắt ADC sẽ được thiết lập. Bits 2:0 – ADPS2:0: ADC Prescaler Select Bits. Những bit này quyết định hệ số chia giữa tần số XTAL và xung clock ngõ vào ADC. The ADC Data Register – ADCL and ADCH: ADLAR = 0 ADLAR = 1 Khi quá trình chuyển đổi hoàn tất, kết quả sẽ được tìm thấy ở 2 thanh ghi này. Nếu kênh vi sai được sử dụng, kết quả sẽ được trình theo kiểu bù của 2 dạng trên. Khi ADCL được đọc, ADC Data Register sẽ không được update cho đến khi ADCH được đọc. Nói cách khác, ADCL phải được đọc trước ADCH. Special Function IO Register – SFIOR Bit 7:5 – ADTS2:0: ADC Auto Trigger Source. Nếu bit ADATE trong thanh ghi ADCSRA ghi lên 1, giá trị của những bit này sẽ lựa chọn nguồn kích cho quá trình chuyển đổi ADC. Nếu ADATE bị xóa thì các thiết lập của ADTS2:0 sẽ không có tác dụng. Cách tính kết quả của quá trình chuyển đổi ADC Sau khi quá trình chuyển đổi hoàn tất (ADIF=1), kết quả sẽ được tìm thấy ở 2 thanh ghi ADCL và ADCH. Với quá trình chuyển đổi đơn: Vin : điện áp tại chân ngõ vào được chọn. Vref : điện áp tham chiếu Nếu sử dụng kênh vi sai: VPOS : điện áp tại chân ngõ vào dương. VNEG : điện áp tại chân ngõ vào âm. GAIN : hệ số khuếch đại được chọn VREF : điện áp tham chiếu. USART Bộ USART của vi điều khiển ATMEGA32 có thể họat động như một bộ truyền nhận song công, có nghĩa là hoạt động truyền và nhận có thể tiến hành đồng thờiø( nó chứa các thanh ghi truyền, nhận riêng lẻ). Bộ phát tốc độ baud có thể tạo ra một số lớn tốc độ baud. Bộ nâng cao tốc độ baud tại tần số thạch anh thấp. Mỗi khung dữ liệu có thể có 5,6,7, 8 hoặc 9 bit dữ liệu và 1 hoặc 2 bit stop. Hỗ trợ bộ kiểm tra bit chăn lẻ parity bằêng phần cứng. Phát hiện trạng thái Overrun. Phát hiện khung truyền bị lỗi. Lọc nhiễu, phát hiện lỗi bit start. Cho phép ba ngáêt riêng biệt là TX Complete, TX Data Register Empty, RX Complete. Trong truyền nhận bất đồâng bộ hỗ trợ chức năng nhân đôi tốc độ. Truyền dữ liệu (5 đến 8 bit) Việc thiết lập chế độ truyền nối thông qua việc thiết lập bit TXEN (Transmit Enable) bên trong thanh chi UCSRB. Tốc độ baud, chế độ hoạt động và định dạng khung dữ liệu phải được thiết lập trước khi thực hiện truyền dữ liệu. Nếu hoạt dọâng ở chế độ đồng bộ thì xung trên chân XCK được sử dụng như là xung trong truyền dữ liệu. Dữ liệu cần truyền đưa vào trong bộ đệm truyền bằng cách ghi vào thanh ghi xuất nhập UDR . Dữ liệâu trong bộ đệm được đưa vào thanh ghi dịch khi thanh ghi dịch đã sẵn sàng để truyền một khung dữ liệu mới. Thanh ghi dich nhận một khung dữ liệu mới nếu nó ở trong tình trạng nhàn rỗi hoặc ngay sau khi bit stop của khung dữ liệu trước đó được truyền đi. Khi dữ liệu sẵn sàng trong thanh ghi dịch thì nó tiến hành truyền đi với tốc độ được thiết lập thông qua thanh ghi Baud Register, bit UX2 hoặc XCK tùy thuộc vào chế độ hoạt động. Cờ và ngắt trong truyền nối tiếp Truyền USART có hai cờ là USART Data Register Empty (UDRE) và Transmit Complete (TXC), cả cờ này có thể được dùng trong ngắt. Cờ UDRE báo cho biết bộ đệm đã sằn sàng nhận dữ liệu mới . Bít này lên mức một khi bộ đệm truyền trong tình trạng trống (nhàn rỗi) và bị xóa về không khi bộ đệm chứa dữ liệu. Khi ngắt UDRIE (Data Register empty Interrupt Enable) trong thanh ghi UCSRA lên mức một thì xẩy ra ngắt (với điều kiện ngắt toàn cục cho phép) UDRE bi xóa về không thông qua việc ghi lên thanh ghi UDR. Khi ngắt điều khiển truyền dữ liệu được sử dụng, chương trình phục vụ ngắt được thực hiện để ghi dữ liệu mới vào UDR. Có thể không dùng ngắt bằng cách xóa bit UDRE để cấm ngắt. Bit cờ TXC (Transmit Complete) được đặt mức một khi toàn bộ khung dữ liệu trong thanh ghi dịch đã được dịch ra ngoài và không có dữ liệu mới xuất hiện trong bộ đệm truyền. Bit cờ TXC tự động bị xóa khi chương trình phục vụ ngắt được thực thi. Bit cờ TXC được sử dụng trong giao tiếp truyền thông bán song công (như chẩn RS485). Khi ngắt Transmit Complete cho phép tức là bit TXCIE trong thanh ghi UCSRB được đặt lên mức một khi bit TXC đặt lên mức một chương trình phục vụ ngăt được thực thi và cờ TXC tự động bị xóa về không Nhận dữ liệu (5 đến 8 bit) Việc nhận dữ liệu được cho phép khi bit RXEN (Receive Enable) trong thanh ghi UCSRB được đặt lên mức một. Tốc độ baud, chế độ hoạt động và định dạng khung dữ liệu phải được thiết lập trước khi thực hiện nhận dữ liệu. Nếu hoạt động ở chế độ đồng bộ thì xung trên chân XCK được sử dụng như là xung trong nhận dữ liệu. Quá trình nhận dữ liệu bắt đầu khi bộ nhận phát hiện bit start mỗi bit theo sau bit start được lấy mẫu ở tốc độ baud hoặc xung XCK được thiết lập trước đó, và dữ liệu được dịch vào thanh ghi dịch cho đến khi bit stop đầu tiên của khung dữ liệu được nhận. Một bit stop thứ hai sẽ được bỏ qua. Khi bit stop thứ nhất được nhận khung dữ liệu được đặt trong thanh ghi dịch sau đo dữ liêu được di chuyên vào bộ đệm nhận dữ liêu trong bộ đệm này được đọc thông qua thanh ghi xuất nhập UDR. Sơ đồ khối USART Tốc độ baud Tùy vào chế độ hoạt động mà tốc độ baud có thể được xác định như sau: BAUD: tốc độ baud (bps). fosc : tần số thạch anh (Hz). UBRR giá trị của các bit UBRR11:0 trong hai thanh ghi UBRRH và UBRRL . Các thanh ghi trong USART Thanh ghi UDR - UART I/O Data Register Thanh ghi UDR thực chất là hai thanh ghi riêng lẻ về mặt vật lý nhưng cùng chia sẻ địa chỉ I/O giống nhau. Thanh ghi TXB (Transmit Data Buffer Register) được sử dụng trong việc truyền dữ liệu, trong nhận dữ liệu thì dữ liệu được đọc từ thanh ghi RXB (Receive Data Buffer Register). Thanh ghi UCSRA – USART Control and Status Register A Bit 7- RXC (USART Receive Complete) Bit cờ này được đặt lên một khi có dữ liệu chưa được đọc trong thanh bộ đệm nhận và bị xóa khi bộ đệm nhận trống. Bit này có thể được sử dụng phát sinh ngắt Receive Complete interrupt Bit 6-TXD (USART Transmit Complete) Bit cờ này được đặt lên mức một khi toàn bộ khung dữ liệu trong bộ đệm truyền được dịch hết ra ngoài và chưa có dữ liệu mới xuất hiện trong bộ đệm truyền. Bit nay tự động xóa về không khi ngắt Transmit Complete được thực thi. Bit 5- UDRE( USART Data Register Empty) Cờ UDRE báo nếu bộ đệm (URD) sẵng sàng nhận dữ liệu mới. Nếu UDRE ở mức một có nghĩa là bộ đệm truyền trống sẵn sàng cho ghi dữ liệu. Cờ UDRE có thể phát sinh ngắt Data Register empty Interrupt. Bit 4-FE (Frame Error) Bit này được đặt lên mức một nếu ký tự kế tiếp trong bộ đệm nhận chứa một fame lỗi trong khi nhận dữ liệu. Bit 3- DOR (Data OverRun) Bit cờ này được đặt lên mức một nếu Data OverRun được phát hiện. Một Data OverRun hoạt kích hoạt khi bộ đệm nhận đầy (hai ký tự). Một ký tự đang chứa trong thanh ghi dịch và có bit start được phát hiện. Bit này không có giá trị cho đến khi dữ liệu trong bộ đệm nhận được đọc. Luôn luôn xóa bit này về không khi thiết lập thanh ghi UCSRA. Bit 2- PE ( Parity Error) Bit cờ này được đặt lên mức một nếu tiếp theo ký tự trong bộ đệm nhận có bít parity lỗi. Luôn luôn xóa bit này về không khi thiết lập thanh ghi UCSRA. Bit 1-U2X (Double the USART Transmission Speed) Bit này chỉ có tác dụng trong chế độ truyền bất đồng bộ. Bit này bị xóa về không thì sử dụng chế độ truyền đồng bộ. Còn nó được đặt lên một thì bộ chia tốc độ baud giảm xuống từ 16 còn 8 làm tốc độ truyền tăng lên. Bit 0-MPCM (Multi-processor Communication Mode) Thanh ghi UCSRB – USART Control and Status Register B Bit 7-RXCIE (RX Complete Interrupt Enable) Bit RXCIE được đặt lên một cho phép ngắt, ngắt xẩy ra khi cờ RXC đặt lên một. Ngăt toàn cục trong thanh ghi SREG được đặt lên một và thì bit RXC trong thanh ghi UCSRA được đặt lên một. Bit 6-TXCIE (TX Complete Interrupt Enable) Bit TXCIE được đặt lên một cho phép ngắt, ngắt xẩy ra khi cờ TXC đặt lên một. Ngăt toàn cục trong thanh ghi SREG được đặt lên một và thì bit TXC trong thanh ghi UCSRA được đặt lên một. Bit 5- UDRIE (USART Data Register Empty Interrupt Enable) Bit UDRIE được đặt lên một cho phép ngắt, ngắt xẩy ra khi cờ UDRE đặt lên một. Ngăt toàn cục trong thanh ghi SREG được đặt lên một và thì bit UDRE trong thanh ghi UCSRA được đặt lên một. Bit 4- RXEN ( Receiver Enable) Bit RXEN được đặt lên một cho phép nhận dữ liệu. Dữ liệu được nhận vào thông qua chân RxD. Nếu bộ nhận dữ liệu bị cấm thì bộ đệm nhận và các cờ PE, DOR không có tác dụng. Bit 3-TXEN ( Transmitter Enable) Bit TXEN được đặt lên một cho phép truyền dữ liệu. Dữ liệu được truyền đi thông qua chân RxD. Nếu bộ nhận dữ liệu bị cấm thì bộ đệm truyền không có tác dụng. Bit 2- UCSZ2 (Character Size) Bit UCSZ2 kết hợp với các bít UCSZ1:0 trong thanh ghi UCSRC thiết lập số bít dữ liệu trong một khung trong quá trình truyền nhận. Bit 1- RXB8 (Receive Data Bit 8) RXB8 bít thứ chín của khung dữ liệu trong nhận dữ liệu khi hoạt động với khung dữ liệu chín bit. Phải được đọc trước khi đọc các bit thấp từ UDR. Bit 0-TXB8 (Transmit Data Bit 8) TXB8 bít thứ chín của khung dữ liệu trong truyền dữ liệu khi hoạt động với khung dữ liệu chín bit. Phải được ghi trước khi ghi các bit thấp từ UDR. Thanh ghi UCSRC – USART Control and Status Register C Bit 7 - URSEL ( Register Select) Lựa chọn giữa việc truy cập thanh ghi UCSRC hoặc thanh ghi UBRRH. Bit URSEL phải được đặt lên một khi thiết lập thanh ghi UCSRC. Bit 6 – UMSEL (USART Mode Select) Chọn chế độ hoạt động đồng bộ hoặc bất đồng bộ.Bit UMSEL đặt mức một thì hoạt động đồng bộ, ở mức không thì hoạt động không đồng bộ. Bit 5:4 – UPM1:0 (Parity Mode) Thiết lập các kiểu parity và kiểm tra. Bit 3 – USBS (Stop Bit Select) Lựa chọn số lượng bit stop được chèn vào trong khung dữ liệu trong truyền dữ liệu. Trong nhận dữ liệu nó được bỏ qua. Bit USBS đặt mức một chèn hai bit stop, ở mức không thì chèn một bit stop. Bit 2:1 – UCSZ1:0 (Character Size) Hai bit này kêt hợp với bit UCSZ2 trong thanh ghi UCSRB thiết lập số bít trong một khung dữ liệu (Character Size). Bit 0 – UCPOL ( Clock Polarity) Bit này chỉ sử dụng trong truyền nhận đồng bộ. Bit UCPOL ở mức không khi hoạt động truyền nhận không đồng bộ. Bit này thiết lập mối quan hệ thay đổi dữ liêu ngõ ra và dữ liệu lấy mẫu, và xung đồng bộ (XCK). Thanh ghi UBRRL and UBRRH – USART Baud Rate Registers Bit 15 – URSEL (Register Select) Lựa chọn việc truy xuất giữa hai thanh ghi UBRRH và UCSRC. Bit URSEL được đặt ở mức không khi thiết lập thanh ghi UBRRH. Bit 14:12 – (Reserved Bits) Các bit này không có chức năng trong ATMEGA16, và phải được xóa về không. Bit 11:0 – UBRR11:0 (USART Baud Rate Register) Bao gồm 12 bit, 4 bit của thanh ghi UBRRH và 8 bit của thanh ghi UBRRL. Các bit này thiết lập tốc độ baud của USART. 2.Khối cảm biến nhiệt độ: LM35 là cảm biến dùng để đo nhiệt độ tính theo oC. Có 2 loại thường gặp: loại đóng gói theo kiểu IC và kiểu plastis : Tính năng của LM35 Được hiệu chỉnh trực tiếp thành oC. Hệ số chia tuyến tính + 10.0 mV/ oC. Sai số khoảng 0.5 oC tại 25 oC. Phạm vi giới hạn nhiệt độ từ −55 tới +150 oC. Phù hợp với các ứng dụng điều khiển từ xa. Giá thành thấp (15k). Hoạt động từ 4V đến 30V. Dòng qua khoảng 60 µA. Khả năng tự tản nhiệt thấp, khoảng 0.08 oC trong điều kiện không khí là tĩnh. Mức độ phi tuyến tiêu biểu là ±1⁄4 oC. Trở kháng ngõ ra thấp, 0.1 Ω với tải 1 mA. Ứng dụng tiêu biểu LM35 đo nhiệt độ ngõ vào và xuất tín hiệu điện áp ngõ ra tỉ lệ tuyến tính với nhiệt độ ngõ vào là oC. Vì vậy nó có lợi thế hơn các cảm biến tuyến tính hiệu chỉnh theo độ Kelvin oK. LM35 không cần thiết phải hiệu chỉnh hay tinh chỉnh bên ngoài vì nó được cung cấp phạm vi chính xác tiêu biểu là ±1⁄4 oC tại nhiệt độ phòng và ±3⁄4 oC ở nhiệt độ từ −55 tới +150 oC. Trở kháng ngõ ra thấp, tuyến tính và hiệu chỉnh chính xác làm cho việc đọc ngõ ra và kiểm soát mạch điện trở nên dễ dàng. LM35 có thể sử dụng nguồn đơn hoặc nguồn đôi và rút dòng khoảng 60 µA. Nguồn đơn dùng để đo trong phạm vi từ +2 oC tới +150 oC Nguồn đôi dùng để đo phạm vi từ−55 tới +150 oC. Bảng A.3: Thơng số kỹ thuật của cảm biến nhiệt họ LM35. Mã sản phẩm Dải nhiệt độ Độ chính xác Đầu ra LM35A -550C đến +1500C +1.00C 10mV/0C LM35 -550C đến +1500C +1.50C 10mV/0C LM35CA -400C đến +1100C +1.00C 10mV/0C LM35C -400C đến +1100C +1.50C 10mV/0C LM35D 00C đến +1000C +20C 10mV/0C LM35 là 1 IC cảm biến nhiệt, mạch tích hợp chính xác cao cĩ điện áp đầu ra tỷ lệ tuyến tính với nhiệt độ theo thang độ Celcius. Họ cảm biến này cũng khơng yêu cầu cân chỉnh bên ngồi vì bản thân nĩ đã được cân chỉnh. Họ này cho ra điện áp 10mV ứng với thay đổi nhiệt độ là 10C.Bảng giới thiệu một số thơng số kỹ thuật chính của họ LM35. Hình A.3: Sơ đồ chân của cảm biến nhiệt LM35. Vì IC cảm biến nhiệt cho ra tương ứng là +10mV/10C mà ADC cĩ độ phân giải là 8 bit tương ứng 256 bước vì vậy ta sẽ chọn VREF cho ADC tương ứng là 2,56 V. 3.Khối giao tiếp máy tính Chuẩn giao tiếp RS232 Chuẩn RS232 sử dụng phương thức truyền không đối xứng, sử dụng tín hiệu điện áp chênh lệnh giữa một dây tín hiệu và đất. Mức điện áp được sử dụng giao động -15V đến +15V . Mức logic 1 tương đương với điện áp từ -3V đến -15V, mức logic 0 tương đương với điện áp từ 3V đến 15V. Tốc độ làm truyền nhận khoảng 20kps và phụ thuộc vào khoảng cách. Công suất phát tương đối thấp nhờ trở kháng đầu vào hạn chế. Chuẩn RS232 loại 9 chân: Giao diện chuẩn RS232 loại 9 chân ( cổng COM) DCD : Phát hiện sóng mang. DSR : sẵn sàng làm việc. RXD :đọc dữ liệu RTS : yêu cầu truyền dữ liệu. TXD : Truyền dữ liệu. CTS : sẵn sàng nhận dữ liệu. DTR : sẵn sàng làm việc. RI : Báo chuông. GND : 0V Chương 4 : THIẾT KẾ PHẦN CỨNG HỆ THỐNG 1.Chuẩn RS232 Các máy tính thường cĩ 1 hoặc 2 cổng nối tiếp theo chuẩn RS232, được gọi là cổng Com. Chúng được dùng ghép nối cho chuột, modem, thiết bị đo lường…Khi cần dùng nhiều cổng hơn ta cĩ thể lắp đặt các card mở rộng trên đĩ cĩ thêm một đến hai cổng Com. Cĩ hai dạng cổng Com: cổng Com 25 chân và cổng Com 9 chân. Ưu điểm giao diện nối tiếp RS232: Khả năng chống nhiễu của các cổng nối tiếp cao. Thiết bị ngoại vi cĩ thể tháo lắp ngay cả khi máy tính đang được cấp điện. Các mạch điện đơn giản cĩ thể nhận được điện áp nguồn nuơi qua cổng nối tiếp. Hình 4.1: Chân ra cổng Com DB9. Bảng 4.1: Các Chân và chức năng của cổng Com DB9. DB-9 Tên Ký hiệu Chức năng 1 Data Carrier Detect DCD Phát hiện tín hiệu mang dữ liệu 2 Receive Data RxD Nhận dữ liệu 3 Transmit Data TxD Truyền dữ liệu 4 Data Terminal Ready DTR Đầu cuối dữ liệu sẵn sàng, được kích hoạt bởi bộ nhận khi muốn truyền dữ liệu 5 Singal Ground SG Mass của tín hiệu 6 Data Set Ready DSR Dữ liệu sẵn sàng, được kích hoạt bởi bộ truyền khi nĩ sẵn sàng nhận dữ liệu 7 Request to Send RTS Yêu cầu gửi, bộ truyền đặt đường này lên mức hoạt động khi sẵn sàng truyền dữ liệu 8 Clear To Send CTS Xĩa để gửi, bộ nhận đặt đường này lên mức hoạt động để thơng báo cho bộ truyền là nĩ sẵn sàng nhận dữ liệu. 9 Ring Indicate RI Báo chuơng, cho biết là bộ nhận đang nhận tín hiệu rung chuơng