پروژه های برق و الکترونیک

این پروژه طراحی ، توسعه و بهره برداری از دماسنج در مقیاس سلسیوس با استفاده از سنسور دما LM35 و میکروکنترلر AT89C51 را نشان می دهد. مدار حاوی سنسور دما آنالوگ LM35 است که از این مزیت برخوردار است که بدون نیاز به کالیبراسیون ، نیاز به خروجی مستقیم متناسب با دمای سانتیگراد دارد.

این پروژه همچنین از مبدل ADC0804 هشت بیتی آنالوگ به دیجیتال تشکیل شده است ، که از روش تبدیل تقریبی پی در پی استفاده می کند. ADC0804 توسط میکروکنترلر کنترل می شود ، که خروجی آن را پردازش می کند تا خواندن دمای حاصل را روی صفحه نمایش LCD نمایش دهد. این مقاله جزئیاتی در مورد برنامه میکروکنترلر ، طراحی مدار و عملکرد مدار ارائه می دهد.

اصل پشت مدار
مدار در اصل با تبدیل آنالوگ به دیجیتال کار می کند. دما توسط یک سنسور دمای آنالوگ (LM35) حس می شود و این مقدار آنالوگ با استفاده از ADC (ADC0804) به یک مقدار دیجیتال تبدیل می شود. یک میکروکنترلر (AT89C51) سپس سیگنال دیجیتالی را پردازش می کند تا دمای صفحه نمایش در سلسیوس را روی صفحه نمایش نمایش دهد (LCD 2 16 16).

نمودار مدار دماسنج مقیاس سانتیگراد

اجزای مورد نیاز

8051 میکروکنترلر (AT89C51)
8051 هیت سینک
8051 برنامه نویس
نمایشگر LCD 16 x 2
پتانسیومتر 10KΩ
ADC0804 - IC ADC
مقاومت 10KΩ (1/4 وات)
خازن 150pF (نوع دیسک سرامیکی) - کد: 151
LM35 - سنسور دما
سیمها و جامپر
منبع تغذیه
Keil μVision IDE
نرم افزار Willar
در صورت نداشتن تابلوی توسعه 8051 ، ممکن است به اجزای زیر احتیاج داشته باشید
11.0592 مگاهرتز بلور کوارتز
خازن 2 x 33pF
مقاومت 2 10 10KΩ (1/4 وات)
خازن 10μF (قطبی)
دکمه فشاری

طراحی مدار دماسنج مقیاس سلسیوس
طراحی مدار بیشتر شامل طراحی مدار میکروکنترلر ، اتصال ADC ، LM35 و LCD به میکروکنترلر AT89C51 است.

طراحی مدار میکروکنترلر
مدار اسیلاتور: مدار نوسان ساز متشکل از یک نوسان ساز کریستالی با فرکانس نوسان 11.0592 مگاهرتز و دو خازن سرامیکی ، هر یک از 33pF برای اطمینان از پایداری است.

بازنشانی مدار: تنظیم مجدد مدار با استفاده از یک دکمه فشاری ، مقاومت 10KΩ و خازن الکترولیتی 10پیکو فاراد برای اطمینان از بازنشانی پالس بازنشانی 100ms و ولتاژ تنظیم مجدد 1.2V طراحی شده است.

EA Pin: از آنجا که ما از حافظه خارجی استفاده نمی کنیم ، پین EA با استفاده از یک مقاومت 10KΩ به سمت بالا کشیده می شود.

رابط ADC و LM35
IC سنسور دما LM35 و ADC0804 ADC IC قسمت ورودی مدار را تشکیل می دهند. LM35 شامل سه پین است: GND ، VOUT و VS. VOUT of LM35 به آنالوگ در پین VIN (+) از ADC0804 IC (پین 6) وصل شده است.

پین 20 (VCC) ADC0804 به منبع + 5V وصل شده است. پین های 1 ، 2 ، 7 ، 8 و 10 (CS "، RD" ، VIN (-) ، AGND و GND) ADC0804 به GND متصل می شوند. یک مقاومت 10KΩ بین پین های ساعت CLKR و CLKIN (پین های 19 و 4) ADC0804 وصل شده است. یک خازن سرامیکی 150pF بین CLKIN (پین 4) و GND متصل است. پین های 3 و 5 یعنی WR "و INTR" به هم وصل شده اند.

هشت پین داده خارج DB0 - DB7 (پین 11 تا 18) ADC0804 به پین PORT2 میکروکنترلر 8051 وصل شده اند.

رابط LCD
پین های RS ، RW و EN به ترتیب به پین های پورت P3.6 ، GND و P3.7 متصل می شوند. پین های داده به PORT1 میکروکنترلر وصل می شوند.

روش کار مدار دماسنج مقیاس سلسیوس
دمای محیط توسط حسگر دما LM35 حس می شود که ولتاژ خروجی متناسب با دما با سرعت 10mV در هر درجه سانتیگراد تولید می کند. این ولتاژ آنالوگ به مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC0804) تغذیه می شود ، که یک ADC هشت بیتی است که بر روی اصل تبدیل تقریبی پی در پی کار می کند.

مبدل آنالوگ به دیجیتال ADC0804 به گونه ای تنظیم شده است که پیوسته سیگنال های ورودی آنالوگ را بخواند و همچنین به طور مداوم ، خروجی دیجیتال را در پین های دیجیتال خود تولید می کند. برای اینکه ADC0804 بتواند مقادیر ورودی آنالوگ را به طور مداوم بخواند ، باید پین های INTR و WR را به هم وصل کنیم. همچنین ، برای اینکه بطور مداوم داده های دیجیتالی در پین های دیجیتالی موجود در ADC0804 در دسترس باشد ، پین های CS و RD باید پایین کشیده شوند.

مبدل آنالوگ به دیجیتال ، پیوسته سیگنال آنالوگ را از LM35 می گیرد و آن را به مقادیر دیجیتال تبدیل می کند. خروجی دیجیتالی ADC0804 به صورت داده های باینری 8 بیتی است و اینها به طور مداوم در دسترس هستند.

8051 میکروکنترلر از این داده های دیجیتال استفاده می کند و یک محاسبه ساده ریاضی را انجام می دهد. این محاسبه اطلاعات دیجیتالی دریافت شده از ADC0804 را به درجه حرارت در درجه سانتیگراد تبدیل می کند.

اکنون میکروکنترلر این داده ها را به LCD ارسال کرده و نمایش می دهد. از آنجا که ADC به طور مداوم در حال خواندن داده های آنالوگ از سنسور دما LM35 است و آن را از طریق پین های دیجیتال به میکروکنترلر ارسال می کند ، درجه حرارت در همه زمان ها به روز می شود و همان در LCD نمایش داده می شود.

الگوریتم مراحل نوشتن کد مدار برای دماسنج مقیاس سلسیوس
برای نوشتن کد به زبان C باید الگوریتم زیر دنبال شود.

داده های ADC0804 را بخوانید.
یک محاسبه کوچک روی این داده های دریافت شده انجام می شود.
با ارسال دستورات مناسب ، LCD را آغاز کنید.
ارسال داده ها به ال سی دی حاوی خواندن دما

محدودیت های مدار
به تبدیل اضافی آنالوگ به دیجیتال نیاز دارد.
این مدار فقط می تواند مقادیر موجود در سانتیگراد را اندازه گیری کند.