BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ



ĐỒ ÁN 1
ĐỀ TÀI:

ĐIỀU KHIỂN QUẠT THEO
NHIỆT ĐỘ
GVHD: PHẠM QUANG TRÍ

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 03 năm 2012
1


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN
(CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN)
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................

........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................

2


........................................................................................................................................

NHẬN XÉT
(GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN)
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................

........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
3


........................................................................................................................................

4


LỜI NÓI ĐẦU
Kỹ thuật vi điểu khiển hiện nay rất phát triển, nó được ứng dụng vào rất nhiều lĩnh vực
sản xuất công nghiệp, tự động hóa, trong đời sống và còn nhiều lĩnh vực khác nữa. so với
kỹ thuật số thì kỹ thuận vi điều khiển nhỏ gọn hơn rất nhiều do nó được tích hợp lại và có
khả năng lập trình được để điều khiển. Nên rất tiện dụng và cơ động. Với tình ưu việt của
vi điều khiển thì trong phạm vi đồ án nhỏ này, em chỉ dùng vdk để đo nhiệt độ môi
trường thông qua đó khiều khiển quạt đồng thời hiển thị trên LCD.
Mục đích của đề tài hướng đến: tạo ra bước đầu cho sinh viên thử nghiệm những ứng
dụng của vdk trong thực tiễn để rồi từ đó tìm tòi, phát triển nhiều ứng dụng khác trong
đời sống hàng ngày cần đến.
Việc thực hiện xong đồ án môn học bằng các kiến thức đã học, một số sách tham khảo
và một số nguồn tài liệu khác nhâu nên không tránh khỏi những thiết sót. Vì vậy nhóm
rất mong được sự góp ý của thầy cô và các bạn.

5



LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện đồ án, nhờ sự giúp đỡ, chỉ bảo của các thầy cô trong khoa và
giáo viên hướng dẫn,nhóm đã hoàn thành được phần đồ án của mình. Những khúc mắc
trong quá trình làm đồ án, chúng em đã được các thầy cô phân tích và hướng dẫn giải đáp
cụ thể. Chúng em chân thành cảm sự hướng dẫn tận tình của các thầy cô trong khoa. Tuy
nhiên, sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, mong các thầy cố đóng góp và bổ sung cho
đồ án của chúng em hoàn chỉnh hơn. Nhóm xin chân thành cảm ơn.

6


PHỤ LỤC
LỜI MỞ ĐẦU

TRANG

CHƯƠNG 1: TỔNG QUÁT THIẾT KẾ PHẦN CỨNG ĐỒ ÁN.....................1
CHƯƠNG 2: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ.................................................................2
CHƯƠNG 3: LẬP TRÌNH CHO VI ĐIỀU KHIỂN.........................................3
3.1 SƠ ĐỒ GIẢI THUẬT..................................................................................3
3.2 CODE LẬP TRÌNH.....................................................................................6
CHƯƠNG 4: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH.....11
4.1 QUẠT ĐIỆN.................................................................................................11
4.1.1 Cấu Tạo......................................................................................................11
4.1.2 Nguyên Lý Hoạt Động..............................................................................11
4.2 CẢM BIẾN NHIỆT......................................................................................11
4.2.1 Nguyên Lý Hoạt Động Chng Của Ic Nhiệt Độ.........................................12
4.2.2 Đặc Tính Của Lm35..................................................................................12

4.3 KHỐI LCD...................................................................................................13
4.4 KHỐI NGUỒN.............................................................................................15
4.5 KHỐI XỬ LÝ TRUNG TÂM......................................................................15
4.5.1 Sơ Đồ Khối Pic16F877a............................................................................15
4.5.2 Các Thông Số Chung Của Pic16f877a.....................................................17
4.5.3 ADC...........................................................................................................18
4.6 NỘI DUNG CHI TIẾT CỦA SƠ ĐỒ KHỐI...............................................22
TÀI LIÊU THAM KHẢO..................................................................................23

CHƯƠNG 1: TỔNG QUÁT THIẾT KẾ PHẦN CỨNG CHO ĐỒ ÁN
7


CẢM BIẾN

QUẠT

NGUỒN 220V

KHỐI XỬ LÝ TRUNG
TÂM

LCD

PIC16F877A

KHỐI NGUỒN

8



CHƯƠNG 2: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ

Các vi mach chính và linh kiện chi tiết được sử dụng trong đồ àn này:
•
•
•
•
•
•

Trong khối cản biển có LM35
Trong khối lcd,sử dụng lcd LM16 02x16
Trong khối động cơ ac sử sụng quạt diện
Trong khối sử xý trung tâm : PIC16F877A
Khối nguồn sử dụng máy biens áp loại nhỏ 220V
Ngoài ra các linh kiện chi tiết thường dùng là 3 điện trở 1k,4 điện trở 10k,;3
transistor C1815;3 led;3 realay loại 5 chân(12V);4 nút nhấn;và các tụ điện
SƠ ĐỒ MẠCH IN
9


10


CHƯƠNG 3 LẬP TRÌNH CHO VI ĐIỀU KHIỂN
3.1.SƠ ĐỒ GIẢI THUẬT
BẮT ĐẦU

KHỞI TẠO C TRÌNH CON

(init_PORTX;init_adc;disp_lcd;rea
d_adc)

KHAI BÁO BIẾN VÀ
C TR CON

Disp_lcd

ĐÚNG

BUT0==0

SAI

A

11

PORTC = 0X00


ĐÚNG

SSAI

ĐÚNG

SAI

ĐÚNG


SAI

ĐÚNG

SAI

12


B
A

PORTC=0X02
ĐÚNG
PORTC=0X0
1

TEMP>=25
BUT1==0

SAI
PORTC=0X01

TEMP>=20
ĐÚNG
BUT2==0

PORTC=0X02
SAI


BUT3==0

KẾT THÚC
TEMP>=30

B

13

P
O
R
T

ĐÚNG

PORTC=0X04

PORTC=0X04


3.2. CODE CHƯƠNG TRÌNH

Code chương trình chính:
//CHUONG TRINH DIEU KHIEN QUAT THEO NHIET DO
//Khai bao thu vien
#include<htc.h>
#include<math.h>
#include<stdlib.h>

#include<stdio.h>
#include "lcd.h"
//Cau hinh he thong
__CONFIG(HS & WDTDIS & PWRTEN & UNPROTECT & BORDIS &
LVPDIS);
#define _XTAL_FREQ 4000000
#define BUT0 RB0
#define BUT1 RB1
#define BUT2 RB2
#define BUT3 RB3
//Chuong trinh con va hang toan cuc
void init_PORTX(void)
{
PORTC = 0X00;
TRISC = 0X00;
TRISB0 =1;
TRISB1 =1;
14


TRISB2 = 1;
TRISB3=1;
}
unsigned char Read_ADC()
{
unsigned char ADC_result;
__delay_us(5);
GODONE = 1;
while(GODONE);
return (ADRESH<<8)|ADRESL;

}
void init_adc(void)
{
ADCON1 = 0;
ADFM = 1;
ADCON0 = 0;
ADCS0 = 1;
ADCS1 =1;
CHS0 = 1;
CHS1 = 1;
ADON = 1;
}

15


void disp_lcd(unsigned char temp)
{
lcd_gotoxy(4,1);
lcd_putc(temp/10+48);
lcd_gotoxy(5,1);
lcd_putc(temp % 10 + 48);
__delay_ms(100);
__delay_ms(100);
__delay_ms(100);
}
//chuong trinh chinh
void main(void)
{
unsigned int i,j,k,value,temp;


init_PORTX();
lcd_init();
lcd_gotoxy(0,1);
lcd_puts("IN1=00 C");
init_adc();

16


while(1)
{
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_puts("TEMPEARRURE");
value = Read_ADC();
temp = (value)*0.488;
disp_lcd(temp);

if(temp >= 30)
{
PORTC = 0X04;
}
else if(temp>=25)
{
PORTC = 0X02;
}
else if(temp>=20)
{
PORTC = 0X01;
}

else
PORTC = 0;
if(BUT0==0)
PORTC =0x00;
17


if(BUT1==0)
PORTC = 0X01;
if(BUT2==0)
PORTC = 0X02;
if(BUT3==0)
PORTC = 0X04;
}
}

18


CHƯƠNG 4:
CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA TỪNG VI MẠCH
4.1.QUẠT ĐIỆN
4.1.1. C ấ u t ạ o .
-Stato: Phần cố định cấu tạo bởi các lá sắt từ mỏng ghép lại với nhau tạo
thànhmạch từ có các rãnh thẳng. Trên Stato có cuộn chạy và cuộn đề đặc lệch nhau
mộtgóc điện 900, tức là cuộn dây của cuộn đề đặt giữa hai cuộn dây kế cận cuộn chạyvà
cuộn đề mắc nối tiếp với tụ điện
.-Roto: là phần quay
4.1.2.Nguyên lý hoạt động
Khi cho dòng điện vào quạt thì từ trường tạo bởi hai cuộn chạy và cuộn đề hợp thànhtừ

trường quay nhờ sự lệch pha gữa hai dòng điện trong hai cuộn. Từ trường quay nàytác
động lên roto làm phát sinh dòng điện ứng chạy trong roto.Dòng điện ứng dưới tác dụng
của từ trường quay tao ra moment quay làm quay rototheo chiều từ trường quay.Tốc độ
quay của quạt được xác định:
n=60f/p
Trong đó:f: tần số dòng điện của nguồn điện.
P: Số cặp cực từ
Tốc độ quạt được tang dần nhờ 3 cuộn số với số vòng lần lượt khác nhau. Số vòng càng
tăng thì tốc độ quạt càng mạnh. Thông thường thì có 3 cuộn số trong bộ điều khiển tốc độ
quạt là cuộn số 1,2,3. Với số vòng dây lần lượt tăng dần.cuộn số 1 cho động cơ quạt quay
ở chế độ thấp nhất,cuộn số 3 cho quạt quay ở tốc độ cao nhất
Nguồn cung cấp cho quạt hoạt động được là nguốn xoay chiều 220v.
Trong ứng dung này để máy quạt hoạt động được thì ta dùng 3 relay(loại 5 chân) mắc
tương ứng cho 3 cuốn số tương ứng của quạt. khi một trong 3 con relay nhân được tín
hiệu tự các chân ngõ ra từ pic 16F877A thì relay tương ứng sẽ lấy nguồn từ khối nguồn là
220v cung cấp cho quạt hoạt động với tốc độ tương ứng dựa trên cuộn số .

19


4.2.CẢM BIẾN NHIỆT LM35
4.2.1.Nguyên lý hoạt động chung của IC nhiệt độ.
IC đo nhiệt độ là một mạch tích hợp nhận tín hiệu nhiệt độ chuyển thành tín hiệu điện
dưới dạng dòng điện hay điện áp. Dựa vào đặc tính rất nhạy của các bán dẫn với nhiệt độ,
tạo ra điện áp hoặc dòng điện tỷ lệ cần đo. Sự tác động của nhiệt độ tạo ra điện tích tự do
và các lỗ trống trong chất bán dẫn. bằng sự phá vỡ các phân tử, bứt các electron thành
dạng tự do di chuyển qua vùng cấu trúc mạng tinh thể tạo sự xuất hiện của các lỗ trống.
làm cho tỷ lệ điện tử tự do và lỗ trống tăng lên theo quy luật hàm mũ với nhiệt độ.
4.2.2..Đặc tính của LM35(xem hình minh họa bên dưới)
•

•
•
•
•
•
•

Đơn vị đo trực tiếp là celcius(centigrade)
Hệ số tỉ lệ tuyến tính là 10.0 mV/°C
Sự bảo đảm chính xác là 0.5°C(tại +25°C)
Dãy hoạt động từ −55° tới +150°C
Thích hợp cho các ứng dụng điều khiển
Hoạt động được 4v tới 30v
Dòng cấp vào < 60 μA

Hình 1

hình 2

Trong hình trên ta thấy chân só 1 là chân nguồn,chân 2 là chân mass, chân 3 là chân đưa
ra tín hiệu ra cung câp cho chân RA3(AN3) của PIC 16F877A
Vai trò của LM35 trong ứng dụng này là đo nhiệt độ bên ngoài môi trường rồi gửi cho
cổng AN3 của vi điều khiển.

20


Để LM35 hoạt động được thì ta kết nối các chân tương ứng như hình 2. Với chân 1(Vs)
nối với nguồn 5v. chân 2(GND) nối mức 0v. và cuối cùng là chân 3 nối với pin
RA3(AN3)

4.3.KHỐI LCD

Chức năng các chân của modul LCD(16x2)

21


Đặc tính chung:
Nguồn cung cấp 5v(hoặc 3v)
Chu kì bổn phân 1/16
22


B/L được điều khiển bởi pin1, pin2, hay pin 15, pin16 hay A.K(LED)
Dựa vào bảng datasheet trên ta có kiểu kết nối cho LCD như sau:
Chân 1, chân 16 nối mass
Chân 2, chân 15 nối nguồn 5v
Chân 3 nối biến trở 10k dùng để tùy chỉnh độ ánh sàng màn hình
Chân 4(RS) lựa chọn thanh ghi lệnh hay thanh ghi dữ liệu, chân 5(R/W) ghi vào LCD
module hay đọc từ lcd module. , chân 6(E) tín hiệu cho phép LCD hoạt động. Cả 3 chân
này được nối với 3 pin của port D(RD1-RD3)
Các chân 11-chân 14 là các chân đường dữ liệu được nối với các pin của port D là RD4RD7 với vai trò là truyền và nhận dữ liệu giữa khối LCD và khối xử lý trung tâm.
4.4. KHỐI NGUỒN
Máy biến áp:
Chuyển đổi từ nguốn điện áp xoay chiều 220 ban đầu thành các nguồn áp và dòng điện
thấp hơn rồi phân pháp cho các vi mạch nhỏ trong ứng dụng này,với các mức điện áp
chuyển đổi là 7v,9v,110v…
4.5. KHỐI XỬ LÝ TRUNG TÂM(PIC16F877A)
4.5.1 Sơ đồ khốipic 16F877A


23


24


4.5.2 Các Thơng Số Chung Của Pic 16f877a
Đây là vi điều khiển thuộc họ PIC16Fxxx với tập lệnh gồm 35 lệnh có độ dài 14 bit.
Mỗi lệnh đều được thực thi trong một chu kì xung clock. Tốc độ hoạt động tối đa cho
phép là
20 MHz với một chu kì lệnh là 200ns. Bộ nhớ chương trình 8Kx14 bit, bộ nhớ dữ liệu
368x8
byte RAM và bộ nhớ dữ liệu EEPROM với dung lượng 256x8 byte. Số PORT I/O là 5
với 33
pin I/O.
Các đặc tính ngoại vi bao gồmcác khối chức năng sau:
Timer0: bộ đếm 8 bit với bộ chia tần số 8 bit.
Timer1: bộ đếm 16 bit với bộ chia tần số, có thể thực hiện chức năng đếm dựa vào
xung clock ngoại vi ngay khi vi điều khiển hoạt động ở chế độ sleep.
Timer2: bộ đếm 8 bit với bộ chia tần số, bộ postcaler.
Hai bộ Capture/so sánh/điều chế độ rông xung.
Các chuẩn giao tiếp nối tiếp SSP (Synchronous Serial Port), SPI và I2C.
25