Mục lục

I. Giới thiệu

1. Đặt vấn đề

2. Các phương pháp đo nhiệt độ

3. Nhiệm vụ thiết kế

II. Tổng quan về phần cứng

1. Sơ đồ khối

2. Giới thiệu về các thiết bị.

2.1. LM335

2.2. ADC0809

2.3. Bộ vi xử lý 8051

2.4. Khối phím ấn

2.5. Hiển thị Led

2.6. RS 232

2.7. Nguồn

III. Phần mềm

1. Lưu đồ thuật toán

1.1 Lưu đò thuật toán đọc ADC

1.2 Lưu đồ thuạt toán phục vụ ngắt phím

1.3 Lưu đồ kiểm tra

1.4 Lưu đồ truyền tin

2. Phần mềm chương trình

IV. Đánh giá sai số

V. Kết luận,tài liệu tham khảo

1. Đặt vấn đề

Nhiệt độ là một trong những đại lượng vật lý được quan tâm nhiều nhất. Bởi vì nhiệt độ có vai trò quyết định trong nhiều tính chất của vật chất. Một trong những đặc điểm tác động của nhiệt độ là làm thay đổi một cách liên tục các đại lượng chịu sự ảnh hưởng của nó,ví dụ như áp suất ,thể tích của một chất khí . Bởi vậy, trong các nghiên cứu khoa học , trong công nghiệp và đời sống hàng ngày việc đo nhiệt độ là điều rất cần thiết. Tuy nhiên, để đo được trị số chính xác của nhiệt độ lại là vấn đề không đơn giản.

Cùng với sự ra đời và phát triển mạnh mẽ của các hệ vi xử lý,việc đo nhiệt độ áp dụng vi xử lý,vi điều khiển đã mở ra nhiêu hướng,đưa đến nhiều phương pháp khác nhau,linh hoạt và chính xác hơn. Có nhiều cách để đo nhiệt độ , trong đó có thể liệt kê một số phương pháp sau đây:

- Phương phỏp quang dựa trên sự phân bố bức xạ nhiệt do dao động nhiệt (do hiệu ứng Doppler).

-Phương pháp cơ dựa trên sự dãn nở của vật rắn , của chất lỏng hoặc khí (với áp suất không đổi ) , hoặc dựa trên tốc độ âm.

-Phương pháp dựa trên sự phụ thuộc của đIện trở vào nhiệt độ , hiệu ứng Sêbeck , hoặc dựa trên sự thay đổi tần số dao động của thạch anh.

2. Các phương pháp đo nhiệt độ

Trước tiờn núi về cỏc cảm biến nhiệt độ,đó là các cảm biến được sử dụng vào các quá trình nhiệt như: đốt nóng, làm lạnh, trao đổi nhiệt.v.v. .Đại lượng vào của cảm biến nhiệt độ là nhiệt độ và đại lượng ra là tín hiệu điện (dòng,áp).Một số cảm biến thường sử dụng:

+Nhiệt điện trở : Nguyên lý làm việc là có điện trở thay đổi theo sự thay đổi nhiệt độ của nó.Tuỳ theo tác dụng nhiệt của dòng điện cung cấp chạy qua chuyển đổi người ta phân ra: Nhiệt điện trở đốt nóng và nhiệt điện trở không đốt nóng

• Nhiệt điện trở đốt nóng ,dòng điện chạy qua rất lớn làm nhiệt độ của nó tăng lên cao hơn nhiệt độ môi trường(100C -800C), nên có sự toả nhiệt ra môi trường xung quanh, như nhiệt dẫn, đối lưu, bức xạ .

• Nhiệt điện trở không đốt nóng, dòng điện chạy qua rất nhỏ không làm tăng nhiệt độ của điện trở và nhệt độ của nó bằng nhiệt độ môi trường. Nhiệt điện trở loại này dùng để đo nhiệt độ và các đại lượng cơ học như đo di chuyển.

Nhiệt điện trở phân làm hai loại: Nhiệt điện trở dây(nhiệt điện trở đồng,nhiệt điện trở Platin, nhiệt điện trở Niken) và nhiệt điện trở bán dẫn.

+Cặp nhiệt điện:Nguyên lý làm việc dựa trên 2 hiệu ứng:Thomson và Seebek

Ứng dụng của cặp nhiệt điện chủ yếu để đo nhiệt độ, ngoài ra nó còn dược dùng để đo các đại lượng không điện và điện khác như: đo dòng điện ở tần số cao,đo hướng chuyển động và lưu ượng của các dòng chảy, đo di chuyển , đo áp suất nhỏ

+Cảm biến nhiệt độ dùng đặc tính diode và tranzitor

Đo nhiệt độ là nhiệm vụ thường gặp trong các ngành nhiệt học, hoá học ,luyện kim...Tuỳ theo nhiệt độ đo mà có thể dùng các phương pháp đo khác nhau.Thông thường nhiệt độ đo được chia thành 3 giải : Nhiệt độ thấp, nhiệt độ trung bình và nhiệt độ cao.Ở nhiệt độ trung bình và thấp, phương pháp đo thường là tiếp xúc nghĩa là các chuyển đổi được đặt trực tiếp ở ngay môi trường cần đo. Đối với nhiệt độ cao,đo bằng phương pháp không tiếp xúc, nghĩa là dụng cụ đo đặt ngoài môi trường đo.

Một trong số những cách đó là đo nhiệt độ không tiép xúc sử dụng cảm biến LM335

3. Nhiệm vụ thiết kế

Thiết kế hệ bộ VXL đo nhiệt độ sử dụng VĐK89C51 và cảm biến LM335 giải quyết những vấn đề sau:

- Thiết kế mạch đo nhiệt độ trong dải từ 0oC-100oC và hiển thị.

- Cảnh báo khi nhiệt độ lớn hơn 80oC và khi nhỏ hơn 20oC

- Kết nối truyền thông tin đo được vào máy tính

- Viết chương trình phần mềm giải quyết những vấn đề trên