Ngày nay, các hệ thống nhúng trở nên phổ biến và đóng vai trò quan trọng trong đời sống con người. Ví dụ quanh ta có rất nhiều sản phẩm nhúng như lò vi sóng, nồi cơm điện, điều hòa, điện thoại di động, ô tô, máy bay, tàu thủy, các đầu đo, cơ cấu chấp hành thông minh, robot v.v. ta có thể thấy hiện nay hệ thống nhúng có mặt ở mọi lúc mọi nơi trong cuộc sống của chúng ta.
Qua môn học hệ thống nhúng , chúng em đã hiểu thêm về các hệ thống nhúng trong thực tế, về đặc điểm, tính ưu việt cũng như tính ứng dụng của chúng đối với con người. Với mong muốn làm rõ các kiến thức đã học và giới thiệu các ứng dụng cơ bản của hệ thống nhúng, nhóm chúng em đưa ra mô hình thiết kế hệ thống đo và cảnh báo áp suất. Một sản phẩm rất quen thuộc và cần thiết trong đời sống.
Do thời gian thực hiện và kiến thức còn hạn chế nên còn nhiều sai sót trong quá trình thực hiện đề tài, rất mong được sự bổ sung đóng góp của các thầy cô và các bạn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa điện tử bộ môn kỹ thuật máy tính, cảm ơn thầy Ths. Nguyễn Văn Huy đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ chúng em thực hiện hoàn thành đề tài này.
71 trang |
Chia sẻ: ngtr9097 | Lượt xem: 4811 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Đo và cảnh báo áp suất, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
KHOA ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN: KỸ THUẬT MÁY TÍNH
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
MÔN HỌC
HỆ THỐNG NHÚNG
Nhóm sinh viên : Lại Văn Hải
Dương Thị Lệ
Đinh Văn Đoàn
Lớp : K43ĐĐK
Giáo viên hướng dẫn : Ths.Nguyễn Văn Huy
Thái Nguyên – 2011
Nhận xét của giáo hướng dẫn
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Thái Nguyên, Ngày Tháng Năm 2011
Giáo Viên hướng dẫn
(Ký ghi rõ họ tên)
Nhận xét của giáo viên chấm
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Thái Nguyên, Ngày Tháng Năm 2011
Giáo Viên chấm
(Ký ghi rõ họ tên)
MỤC LỤC
Lời nói đầu
Ngày nay, các hệ thống nhúng trở nên phổ biến và đóng vai trò quan trọng trong đời sống con người. Ví dụ quanh ta có rất nhiều sản phẩm nhúng như lò vi sóng, nồi cơm điện, điều hòa, điện thoại di động, ô tô, máy bay, tàu thủy, các đầu đo, cơ cấu chấp hành thông minh, robot v.v... ta có thể thấy hiện nay hệ thống nhúng có mặt ở mọi lúc mọi nơi trong cuộc sống của chúng ta.
Qua môn học hệ thống nhúng , chúng em đã hiểu thêm về các hệ thống nhúng trong thực tế, về đặc điểm, tính ưu việt cũng như tính ứng dụng của chúng đối với con người. Với mong muốn làm rõ các kiến thức đã học và giới thiệu các ứng dụng cơ bản của hệ thống nhúng, nhóm chúng em đưa ra mô hình thiết kế hệ thống đo và cảnh báo áp suất. Một sản phẩm rất quen thuộc và cần thiết trong đời sống.
Do thời gian thực hiện và kiến thức còn hạn chế nên còn nhiều sai sót trong quá trình thực hiện đề tài, rất mong được sự bổ sung đóng góp của các thầy cô và các bạn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa điện tử bộ môn kỹ thuật máy tính, cảm ơn thầy Ths. Nguyễn Văn Huy đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ chúng em thực hiện hoàn thành đề tài này.
Trân trọng và chân thành cám ơn!
Nhóm thực hiện đề tài:
Lại Văn Hải
Dương Thị Lệ
Đinh Văn Đoàn
CHƯƠNG 1. PHÂN TÍCH BÀI TOÁN
1.1. Khảo Sát Và Phân Tích Hệ Thống.
1.1.1. Đặt vấn đề.
Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện tử mà trong đó là kỹ thuật số đóng vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lí, công nghiệp tự động hóa, cung cấp thông tin…. do đó chúng ta phải nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào sự phát triển nền khoa học kỹ thuật thế giới nói chung và trong sự phát triển kỹ thuật điện tử nói riêng.
Xuất phát từ môn học hệ thống nhúng của bộ môn kỹ thuật máy tính, chúng em được nghiên cứu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các vi điều khiển như: bộ vi điều khiển 8051, hay các loại Pic...nhờ đó chúng em nghiên cứu làm mô hình mạch về cảnh báo áp suất với các chức năng như đo áp suất và đưa ra cảnh báo khi áp suất ở mức cao hoặc thấp hơn mức cho phép để ứng dụng vào các hệ thống điều khiển tự động.
Từ những điều đã được thấy đó và khả năng của chúng em, chúng em muốn làm một điều gì nhỏ để góp phần vào việc giúp cho sự an toàn của người lao động cũng như giảm bớt được phần nào về sự thiệt hại về kinh tế cho các nhà máy xí nghiệp. Nên chúng em quyết định thiết kế ra mô hình này. Nó rất có ý nghĩa đối với chúng em vì đã làm được một phần nhỏ cho hệ thống báo động trong các nhà máy xí nghiệp…
1.1.2. Giới thiệu bài toán.
Hệ thống cảnh báo áp suất là hệ thống mà khi áp suất tăng quá cao hay vượt quá một ngưỡng cho phép nào đó thì hệ thống sẽ phát ra một tín hiệu cảnh báo (có thể bằng còi,đèn,âm thanh…) có tác dụng báo động khi xảy ra sự cố.
Hệ thống cảnh báo áp suất dùng để:.
Đo và hiển thị áp suất của môi trường một thời điểm bất kỳ trong khoảng từ Pmin đến Pmax nào đó.
Báo động khi áp suất của môi trường ở trong một khoảng nào đó mà ta đã chọn.
Hiện nay nhu cầu sử dụng hệ thống này là rất lớn, hệ thống được ứng dụng rất nhiều trong thực tế như : Hệ thống được sử dụng trong việc đo và cảnh báo áp suất cho một nhà máy, một xí nghiệp… giám sát đo áp suất của các lò nung, trong các đường ống của các nhà máy, lốp oto…
1.1.3. Mục đích.
Đo áp suất là một trong những chức năng đo cơ bản nhất trong bất cứ ngành công nghiệp nào. Từ một nhà máy lọc dầu đến một chiếc xe ủi đất, việc đo áp suất khí nén, lưu chất thủy lực, chất lỏng trong các quy trình, hơi nước hoặc vô số các môi trường trung gian khác là chuyện xảy ra hàng ngày và đóng vai trò then chốt đối với tất cả các cách thức điều khiển. Kết quả là, ở đâu ta cũng bắt gặp các thiết bị đo áp suất, và có vô số các lựa chọn. Vì vậy việc chúng em muốn thiết kế ta hệ thống đo và cảnh báo áp suât dùng để đo áp suất, đưa ra cảnh báo để từ đó chúng ta có thể biết được áp suất ở những nơi mà chúng ta cần đo và có thể đưa ra các biện pháp khắc phục…
1.1.4. Các sản phẩm hiện có bán trên thị trường:
a, Thiết bị kiểm soát áp suất và nhiệt độ bánh xe:
Sản phẩm công nghệ cao RoadSnoop là của hãng sản xuất lốp xe Nokian (Phần Lan). Bộ dụng cụ gồm 4 đầu đo được gắn ở mặt ngoài các vành bánh xe (trong lòng lốp) và mặt hiển thị thông tin đặt trong salon. Phần tử đo truyền tín hiệu vào ca-bin thông qua sóng radio.
Khi áp suất hơi trong bánh xe sụt giảm hoặc nhiệt độ lốp cao tới mức báo động, đầu đo sẽ gửi sóng cảnh báo đến thiết bị hiển thị đồng bộ để trong salon hoặc điệnthoại đi động trong xe (nếu được cài đặt để tiếp nhận song này).
b,Phần nhận tín hiệu trong xe
a,Phần tử đo trong lòng lốp gắn trên vành bánh
Hình 1.1. thiết bị kiểm soát áp suất bánh xe
Khi áp suất hơi trong bánh xe sụt giảm hoặc nhiệt độ lốp cao tới mức báo động, đầu đo sẽ gửi sóng cảnh báo đến thiết bị hiển thị đồng bộ để trong salon hoặc điện thoại đi động trong xe (nếu được cài đặt để tiếp nhận sóng này).
Trong các cải tiến tiếp theo, hệ thống có thể thực hiện chức năng kiểm soát toàn bộ thông số của bánh xe, độ mòn lốp và xác định vị trí chính xác của nó trên mặt đường. Những thông tin này hỗ trợ lái xe rất nhiều trong việc tránh hỏng hóc và tai nạn.
Thiết bị sử dụng pin xạc với hệ thống chuyển đổi và tích điện từ động năng của bánh xe. Nhà sản xuất đảm bảo rằng thiết bị này có thể đồng hành cùng chiếc xe qua 150.000 km hay 10 năm, với điều kiện xe không nằm yên trong ga-ra.
Ưu Điểm:
Hệ thống cảnh báo áp suất lốp xe cho ta biết được tình trạng về áp suất cũng như mức độ an toàn về lốp xe khi sử dụng xe.và từ đó ta có thể đưa ra phương pháp để khắc phục hiệu chỉnh để phù hợp với yêu cầu của người sử dụng.
Nhược Điểm:
Do các cảm biến được lắp trên cả 4 bánh của xe và các cảm biến này phải tương thích với nhau nên khi thay lốp ta cần phải thay lốp có cảm biến tương thích với cảm biến của lốp.
Sau khi thay lốp mới chúng ta cần phải khởi động lại hệ thống thì máy tính mới nhận ra được vị trí của lốp mới.
b, thiết bị đo áp suất đường ống trong các nhà máy.
Các thiết bị đo áp suất đường ống trong các nhà máy có rất nhiều loại như: testo 511, 512, 556, 560,….
Testo 521
Theo dõi dây chuyền sản xuất
Thiết bị dùng với cảm biến bên trong. Dùng đo và giá, sát áp suất các hệ thống thông gió, các đường ống…
Ưu điểm: gọn nhẹ, tiện lợi và dễ sử dụng…
Nhược điểm: giá thành cao,…
1.2. Lựa Chọn Giải Pháp
1.2.1. Giải pháp công nghệ:
Với mục đích của nhóm chúng em là thiết kế ra hệ thống đo và đưa ra cảnh báo áp suất của các đường ống trong các nhà máy xí nghiệp khi mà áp suất vượt quá hay thấp hơn mức cho phép. Cùng với đó là mức độ của áp suất được đo và hiển thị trên màn hình LCD.
Giới hạn đo của hệ thống đo áp suất mà nhóm chúng em thiết kế là có khả năng đo được áp suất nằm trong khoảng từ 15Kpa đến 115Kpa. Và áp suất sau khi đo sẽ được hiển thị trên màn hình LCD, đưa ra cảnh báo trên chuông và LED.
1.2.2. Giải pháp thiết kế.
Việc lựa chọn giải pháp thường được xem xét trên nhiều phương diện nhưng quan trọng là giải pháp có khả thi không? Có phù hợp với với thực tế và thỏa mãn yêu cầu về kinh tế?
Qua tìm hiểu, tham khảo một số tài liệu trên internet, nhóm chúng em đã quyết định lựa chọn bộ vi điều khiển PIC16F877A, cảm biến áp suất MPX4115 bởi nó đáp ứng tốt nhất các yêu cầu của đề tài. Cụ thể là:
Các thiết bị này có sẵn trên thị trường , giá thành rẻ, đảm bảo độ tin cậy làm việc, độ chính xác, tính liên tục khi làm việc, đáp ứng được công suất tinh toán…
Có sẵn các công cụ phát triển phần mềm chẳng hạn như trình biên dịch trình hợp ngữ và gỡ rối.
Nguồn các bộ vi xử lý co sẵn nhiều và tin cậy.
Để làm được mạch này nhóm chúng em thiết kế ra gồm 4 phần chính sau:
Bộ phận điều chỉnh : gồm có các phím điều khiển
Bộ phận vi điều khiển
Sensor
Bộ phận hiển thị
Bộ phận các phím điều chỉnh:
phím điều chỉnh ổn định giảm áp suất
phím điều chỉnh tự động tăng áp suất
Bộ phận hiển thị gồm:
Màn hình LCD hiển thị áp suất
Các Led báo trạng thái của áp suất
Bộ phận vi điều khiển
Vi điều khiển
Khối nguồn nuôi(sừ dụng nguồn 5v)
Khối dao động (sử dụng thạch anh)
Hệ thống chuông cảnh báo.
Hệ thống đo và cảnh báo áp suất với bộ não VĐK 18F77A và các linh kiện khác: LCD hiển thị, IC ổn áp7805, cảm biến áp suất MPX4115.
Pic 18F77A có các ưu điểm: tính năng và tốc độ đáp ứng được yêu cầu kĩ thuật trong ứng dụng không đòi hỏi cao;giá thành thấp. Có hỗ trợ lập trình điều khiển bằng cả hợp ngữ và C...
Cảm biến MPX4115 là cảm biến chuyên dụng, cho khả năng đo chính xác về áp suất.
LCD hiển thị một cách rõ ràng.
IC ổn áp 7805 được sử dụng rộng rãi trong các bộ nguồn.
Vì vậy giải pháp thiết kế hệ thống đo và cảnh báo áp suất dùng các linh kiện trên có rất nhiều ưu thế. Đồng thời đảm bảo được yêu cầu về kinh tế.
Trong thực tế hiện nay hệ thống đo và cảnh báo áp suất là một sản phẩm rất gần gũi với mọi người, được sử dụng rất rộng rãi.
1.2.3. Các yêu cầu
Với sản phẩm đo và cảnh báo áp suất đòi hỏi các yêu cầu:
Hiển thị đúng giá trị áp suất trong môi trường cần đo.
Điều chỉnh và thay đổi được ngưỡng cảnh báo.
Đảm bảo đúng có thể hoạt động ngay cả khi mất điện(nhờ nguồn nuôi phụ).
Khả năng thực thi: Thời gian đáp ứng, độ chính xác…
Đảm bảo về kích thước và trọng lượng cho phép.
Độ an toàn, khả năng chống lại sự phá hoại hay xâm nhập…
1.2.4. Giới hạn cho hệ thống.
Sử dụng nguồn điện 5V.
Làm việc liên tục.
Kích thước phù hợp với người sử dụng.
Hệ thống nhỏ gọn.
Hệ thống có khả năng làm việc khi mất nguồn cấp (có nguồn dự trữ).
Chi phí cho hệ thống không quá 600.000đ. Với thời gian sử dụng có thể sử dụng được trong khoảng 10 năm.
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
2.1. Sơ Đồ Mô Hình Tổng Quát Của Hệ Thống
Khối nguồn
Khối
xử
lý
trung
tâm
Khối hiển thị
Thiết bị
chấp hành
Khối cảm biến
Khối
tương tác điều khiển
Hình 2.1: Sơ đồ tổng quát của hệ thống
Khối cảm biến nhận áp suất từ môi trường biến đổi thành điện áp và đưa đến khối xử lý trung tâm.
Khối xử lý trung tâm sau khi nhận được tín hiệu từ khối cảm biến thì sẽ tính toán để biến đổi thành điện áp để đưa ra cho khối hiển thị để hiển thị lên màn hình và đồng thời nếu tín hiệu sau khi biến đổi nằm trong phạm vi cảnh báo thì khối xử lý trung tâm sẽ gửi tín hiệu đến khối chấp hành. Khối chấp hành sau khi nhận được tín hiệu sẽ tác gửi báo động.
Khối tương tác điều khiển chính là bộ bàn phím dùng để điều chỉnh mức ngưỡng cho phép tác động của khối chấp hành thông qua khối xử lý trung tâm.
Khối nguồn cung cấp nguồn cho bộ VĐK và cac khối khác trong sơ đồ
2.2. Sơ Đồ Đặc Tả Hệ Thống:
Đợi tín hiệu
Kiểm tra ban đầu
Kích hoạt
Kiểm tra
Ngừng kích hoạt
Hiển thị
Pmax
Tín hiệu
min≤p≤max
Tín hiệu
P<min
hoặc p>max
Hình 2.2: Sơ đồ đặc tả hệ thống
Với: + P: là áp suất
+min: là áp suất ngưỡng thấp
+max: là áp suất ngưỡng cao
2.3. Sơ Đồ Call Graph Hệ Thống:
Vi xử lý, vi điều khiển
Chương trình chuyển đổi ADC
Chương trình kết nối bàn phím
Chương trình đo áp suất
Chương trình hiển thị LCD
ADC
Bàn phím
Cảm biến
LCD
Hình 2.3: Sơ đồ quan hệ giữa các module phần cứng và phần mềm trong hệ thống cảnh báo nhiệt độ
2.4. Sơ Đồ Nguyên Lý Mạch.
a, sơ đồ.
Hình 2.4:Sơ đồ nguyên lý mạch mô phỏng bằng proteus
b, nguyên tắc hoạt động.
Chân 1 được nối với mạch reset. Khi nhấn SW1 thì bộ vi điều khiển sẽ được khởi động lại từ đầu.
Chân 13-14 được nối song song với thạch anh 12Mhz. Mạch có nhiệm vụ tạo dao động cho vi điều khiển.
Từ chân RD2 và RD3 lần lượt được nối với RS, E của LCD. Có nhiệm vụ điều khiển hoạt động của LCD.
RD4=>RD7 lần lượt được nối với đầu vào dữ liệu từ D4=> D7 của LCD. Có chức năng điều khiển hiển thị LCD theo nhiệt độ đo được.
Chân 2(VDD) của LCD đươc nối với nguồn;chân VSS, RW được nối với mát
.
Hình 2.5: Sơ đồ chân của LCD LM016L
*Ngyên tắc:
Khi khởi động hệ thống, cảm biến áp suất MPX4115 sẽ biến đổi đầu vào là áp suất môi trường thành tín hiệu điện áp. Tín hiệu này được đưa vào vi điều khiển qua chân AN0 (analog của ADC) của PIC16f877A; trong pic đã tích hợp sẵn bộ chuyển đổi tương tự sang số à tín hiệu điện áp được chuyển đổi sang tín hiệu số và được xuất ra cổng từ RD4->RD7 và được hiển thị lên màn hình LCD.
Khi áp suất tăng quá một giới hạn cho phép thì phát tín hiệu cảnh báo làm cho led sáng.
Các nút bấm : nút 1; nút 2; nút 3; nút 4 cho phép ta điều chỉnh áp suất đặt (áp suất cảnh báo):
Khi ta nhấn nút 1 thì hiển thị áp suất đặt ở ngưỡng cao hiện tại và chờ các phím khác được nhấn.
Khi ta nhấn nút 4 thì hiển thị áp suất đặt ở ngưỡng thấp hiện tại.
Khi nút 2 được nhấn cho phép ta tăng áp suất đặt.
Khi nút 3 được nhấn cho phép ta giảm áp suất đặt.
Công thức biên đổi trong ADC:
Ta dùng adc của pic la 10bit à max= 1023, Vref=Vcc.
Mà áp suất biến đổi trong khoảng từ 15 đến 115KPa.
Ta có công thức tính áp suất như sau:
P=kq*100/1023+15
Kq: là giá trị đầu ra của ADC dưới dạng thập phân.
2.5. Các Module Trong Hệ Thống
2.5.1. Module khối điều khiển trung tâm.
a, sơ đồ:
Hình 2.6: khối điều khiển trung tâm
b, nguyên tắc hoạt động.
Khối điều khiển trung tâm sử dụng vi điều khiển PIC18F77A, qua chương trình đã lập trình được nạp cho chip, vi điều khiển sẽ điều khiển việc đọc, ghi các trị số áp suất lên khối hiển thị là LCD.
Bộ dao động thạch anh có tác dụng tạo xung nhịp với tần số 12MHz cho VĐK hoạt động. Hai đầu này được nối vào 2chân XTAL1 và XTAL2 của VĐK.
Bộ RESET có tác dụng đưa vi điều khiển về trạng thái ban đầu. Khi nút Reset được ấn điện áp +5V từ nguồn được nối vào chân Reset của vi điều khiển được chạy thẳng xuống đất lúc này điện áp tại chân vi điều khiển thay đổi đột ngột về 0, VĐK nhận biết được sự thay đổi này và khởi động lại trạng thái ban đầu cho hệ thống.
2.5.2. Module Hiển Thị.
a, sơ đồ.
Hình 2.7: khối hiển thị
b, nguyên tắc hoạt động.
Sử dụng màn hình LCD (LM016L) để hiển thị áp suất mà cảm biến đo được, LCD sẽ hiển thị được tất cả các ký tự trong bảng mã ASCII. Ta chỉ có thể hiển thị là một sâu ký tự thì hiển thị được nếu là số chỉ hiển thị dược từng số ví thế phải chia các thành phần trăm, chục đơn vị của áp suất ra rồi hiển thị từng phần.
Chọn các chân D4-D7 làm chân nhận dữ liệu của LCD.
Cổng D(RD2-RD7) của VDK làm cổng ra để đưa dữ liệu ra LCD.
Các led D1, D2, D3 để báo trạng thái áp suất mà cảm biến nhận được. D1 sáng khi áp suất vượt quá ngưỡng cao Pmax. D2 sáng khi áp suất thấp hơn ngưỡng dưới Pmin. D3 sáng khi áp suất nằm trong khoảng từPmin đến Pmax.
Các cực dương của led được nối với chân RC0-RC2 (lá các cổng ra) khi áp suất vượt quá ngưỡng cao Pmax thì VDK đưa mức logic 1 ra chân RC0 led D1 sáng tương tự với các trạng thái còn lại.
2.5.3. Module Đo Áp Suất.
a, sơ đồ.
Hình 2.8: khối cảm biến
b, nguyên tắc hoạt động.
Sử dụng cảm biến áp suất MPX4115 để đo áp suất. Áp suất mà cảm biến đo được sẽ được biến đổi ra thành điện áp để đưa vào VĐK. Thông qua bộ biến đổi ADC của VĐK thì VĐK sẽ tính toán ra áp suất.
2.5.4. Module Khối Nguồn.
a, sơ đồ.
Hình 2.9: sơ đồ khối nguồn
b, nguyên tắc hoạt động.
Điện áp lưới 220V qua MBA được biến đổi thành điện áp 15V. Và thông qua bộ biến đổi cầu DIODE được biến đổi thành nguồn 1 chiều (DC) và sau đó tiếp tục được biến đổi thành điện áp chuẩn 5V nhờ IC7805 để cung cấp nguồn cho cảm biến.
Tụ C có tác dụng lọc nhiễu để ổn định điện áp đầu ra.
2.5.5. Module Khối Giao Tiếp Phím Bấm.
a, sơ đồ.
Hình 2.10: sơ đồ khối bàn phím
b, nguyên tắc hoạt động.
Các nút bấm dùng dể chọn chế độ hoạt động của cảm biến.
Các nút bấm được đưa vào các chân RB0, RB1, RB2, RB3(các chân này dùng để chọn mức ngưỡng cho cảm biến).
Khi một nút nào đó được bấm thì trạng thái của chân đó ở mức 1 và VDK sẽ chọn chế độ hoạt động và suất tín hiệu đầu ra để chọn ngưỡng cao hay thấp cho cảm biến.
Nút 1 dùng để chọn ngưỡng trên, nút 4 dùng để chọn ngưỡng dưới và nút 2, 3 dùng để tăng giảm các mức ngưỡng cho cảm biến.
2.6. Sơ Đồ Thuật Toán Của Hệ Thống:
· sơ đồ.
Khởi động
Khởi tạo ngưỡng max,min
Đ
S
Chương trình chính
Nút1=1
Nút3=1
Nút2=1
Nút4=1
Nút2=1
Kqmax
Nút3=1
Max=max-1
Max=max+1
Min=min+1
Min=min-1
Cảnh báo
Hiển thị LCD
S
Đ
Đ
Đ
S
S
Đ
S
Max=max
Min=min
S
S
Đ
Đ
Hình 2.11: Lưu đồ thuật toán chương trình chính
Với: + LCD: là màn hình hiển thị.
S: là sai; Đ: đúng
2.7. Nguyên Lý Hoạt Động.
Sau khi cấp nguồn khởi động cho hệ thống thì các giá trị ngưỡng sẽ được khởi tạo và đưa vào chương trình chính.
Lúc này nếu nút 1 được ấn thì tức là ta điều chỉnh ngưỡng cao cho hệ thống. để điều chỉnh tăng giảm ngưỡng ta sử dụng các nút 2 và nút 3. Nếu nút 2 được ấn thì giá trị ngưỡng cao lúc này đang được tăng lên. Nếu nút 3 được ấn thì giá trị ngưỡng cao sẽ giảm xuống.
Nếu nút 4 được ấn thì tương ứng với quá trình điều chỉnh ngưỡng thấp. Và cũng tương tự như vậy ta sử dụng các nút 2 và 3 để tăng giảm các giá trị ngưỡng.
Trong quá trình điều chỉnh ngưỡng thì các giá trị ngưỡng khi ta điều chỉnh sẽ được hiển thị ra màn hình LCD.
Nếu nút 1 và nút 4 đều không được ấn thi lúc này hệ thống sẽ thực hiện quá trình đo áp suất. Nếu áp suất đo được có giá trị cao hơn giá trị ngưỡng cao hoặc thấp hơn giá trị ngưỡng thấp thì hệ thống sẽ đưa ra cảnh báo và hiển thị lên màn hình giá trị áp suất mà nó đo được. Nếu áp suất đo được có giá trị nằm trong giới hạn cho phép tức là nằm trong khoàng từ (min ÷ max) thì kết quả đo được sẽ cho hiển thị ra màn hình LCD.
Sau khi hiển thị ra LCD thì chương trình lại quay trở về chương trình chính để thực hiện lại các bước như trên.
2.8. Lựa Chọn Linh Kiện.
Khối điều khiển.
lựa chọn sử dụng PIC16F877A
Trong môn học “ kỹ thuật vi xử lý & vi điều khiển ” cùng với “ môn hệ thống nhúng ”, chúng em được học thì họ vi điều khiển 8051 là một họ vi điều khiển điển hình, phổ biến, dễ sử dụng và lập trình, rất phù hợp với sinh viên mới bắt đầu làm quen đến lập trình cho vi điều khiển. Tuy nhiên, cũng trong quá trình nghiên cứu và thí nghiệm với các chip điều khiển thuộc họ 8051 ( điển hình là 89C51, 89052…), em nhận thấy nó có những nhược điểm cơ bản sau đây :
Bộ nhớ Ram nội có dung lượng thấp, chỉ có 128 bytes. Điều nàý gây trở ngại lớn khi thực hiện các dự án lớn với vi điều khiển 8051. Để khắc phục ta phải mở rộng thêm làm hạn chế số chân dành cho các ứng dụng của vi điều khiển.
Số lượng các bộ giao tiếp với ngoại vi được tích hợp sẵn trong 8051 ít, không có các bộ ADC, PWM, truyền dữ liệu song song…. Khi muốn sử dụng các chức năng này, ta phải sử dụng thêm các IC bên ngoài, gây tốn kém và khó thực hiện vì dễ bị nhiễu nếu không biết cách chống nhiễu tốt.
Ngoài ra còn một số hạn chế khác như số lượng Timer của 8051 ít, chỉ có 2 Timer. Chính điều này làm cho giải thuật khi viết chương trình gặp khó khăn.
Những nhược điểm căn bản trên của 8051, chúng em đã quyết định không dùng vi điều khiển này cho đề tài “điều khiển áp suất” của mình.
Với kỳ vọng dựa trên nền tảng kiến thức tiếp thu được khi học vi điều khiển 8051, em rất muốn tự bản thân tìm hiểu một họ vi điều khiển mới mạnh hơn, đầy đủ tính năng hơn để trước mắt là phuc vụ tốt cho đồ án , luận văn, sau nữa là cho các dự án trong tương lai nếu chúng em có dịp sử dụng vi điều khiển trong dự án của mình.
Trong quá trình tím kiếm một họ vi điều khiển mới thõa yêu cầu như chúng em đã trì
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- báocáo.doc
- DO AN1.rar