Đang tải... (xem toàn văn)
Trong thời đại ngày nay khi nhân loại đang có những bước tiến vượt bậc về khoa học công nghệ thì ngành điện tử cũng có nhiều bước tiến rất quan trọng, đặc biệt là lĩnh vực vi điều khiển. Các bộ vi xử lý ngày càng phát triển hoàn thiện hơn và được sử dụng phổ biến trong hầu hết các hệ thống điều khiển tự động trong công nghiệp, khoa học kĩ thuật cũng như các thiết bị dân dụng. Vi xử lý đã đem lại những ưu điểm, những chức năng đặc biệt đã hộ trợ con người trong những hệ thống phức tạp đòi hỏi yêu cầu kĩ thuật cao.Để ứng dụng những tính năng đặc biệt đó vào đời sống thực tiễn thì nhóm sinh viên chúng em đã tiến hành nghiên cứu đồ đề tài bài tập lớn: “Thiết kế mạch điều khiển đèn giao thông thông minh xử dụng chip vi xử lý ATmega32”Hệ thống này giúp chúng ta điều chỉnh thời gian của đèn giao thông theo hoàn cảnh cụ thể mà không cần sự giám sát thường xuyên của con người. Hệ thống xử dụng chip vi xử lý ATmega32 là IC điều khiển chính. Ngoài ra còn xử dụng một số linh kiện điện tử khác sẽ được đề cập trong phần sau của báo cáo.Do thời gian thực hiện có hạn. Đồng thời luôn có sự khác nhau giữa lý thuyết và thực tiễn nên trong quá trình làm việc nhóm em không tránh khỏi thiếu sót. Mong nhận được sự giúp đỡ, đóng góp nhiệt tình từ thầy để bản báo cáo có thể hoàn thiện hơn. Chúng em xin chân thành cảm ơn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ====o0o==== BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN VI XỬ LÝ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ TRONG NHÀ Nhóm: 03 – Lớp TC2051 – kỳ 20132 GVHD: PGS.TS. PHẠM NGỌC NAM Hà Nội, 6/2014 Báo cáo BTL Vi Xử Lý Group 03 2014 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ====o0o==== BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN VI XỬ LÝ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ TRONG NHÀ Nhóm: 03 – Lớp TC2051 – kỳ 20132 GVHD: PGS.TS. PHẠM NGỌC NAM Hà Nội, 6/2014 2 Báo cáo BTL Vi Xử Lý Group 03 2014 Tiêu chí đánh giá Thang điểm 1. Tổng điểm ban đầu 10.0 2. Điểm trừ 2.1. Không có sản phẩm 2.2. Không có báo cáo bản cứng 2.3. Thiếu chức năng: đăng nhập password bằng keypad 2.4. Thiếu chức năng: hiển thị password/tình trạng đăng nhập trên LCD 2.5. Thiếu chức năng: cảnh báo khi nhập sai 2 lần 2.6. Thiếu chức năng: chỉnh sửa, thay đổi password 2.7. Thiếu chức năng: hiển thị ngày, giờ hiện tại trên LCD 2.8. Thiếu chức năng: hẹn giờ tắt đèn 2.9. Thiếu chức năng: đèn tự động bật tắt phụ thuộc vào cường độ sang hiện tại 2.10. Thiếu chức năng: hiển thị nhiệt độ hiện thời lên LED 7 thanh 2.11. PCB không có tên nhóm và các thành viên 2.12. Báo cáo sơ sài/thiếu nội dung (tên để tài/nhóm/mục lục/yêu cầu của đề tài/kế hoạch nhóm/thiết kế sơ đồ khối/code) 3. Điểm cộng 3.1. Mạch in và sắp xếp linh kiện đẹp 3.2. Các chức năng đã thực hiện có đáp ứng tốt (độ nhạy, tốc độ tính toán, hiển thị) 3.3. Có chức năng: sử dụng mô hình nhà để demo hệ thống 3.4. Có chức năng: tự động bật đèn khi có người đi vào phòng, sử dụng cảm biến hồng ngoại 3.5. Có thêm các chức năng sáng tạo khác 3.6. Có một đoạn code viết bằng mã ASM 3.7. Dễ sử dụng (bàn phím lớn, ghi chú rõ ràng, thao tác đơn giản) 3.8. Trình bày rõ ràng, trả lời được các câu hỏi chuyên môn TỔNG ĐIỂM: 3 Báo cáo BTL Vi Xử Lý Group 03 2014 MỤC LỤC 4 Báo cáo BTL Vi Xử Lý Group 03 2014 DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU 5 Báo cáo BTL Vi Xử Lý Group 03 2014 LỜI NÓI ĐẦU Khoa học kĩ thuật ngàu càng phát triển mạnh mẽ, kỹ thuật điện tử cũng được chú trọng phát triển nhiều hơn. Ngày nay, cũng với sự tiến bộ của khoa học kĩ thuật, đời sống xã hội ngày càng phát triển dựa trên những ứng dụng của khoa học vào đời sống. Vì vậy mà công nghệ điện tử mang tính tự động ngày càng được ứng dụng rộng rãi. Sự phát triển của máy tính đã mở rộng các ứng dụng của vi điều khiển. Các bộ vi điều khiển đa tính năng đang được ứng dụng rộng rãi và thâm nhập ngày càng nhiều trong các lĩnh vực kỹ thuật và đời sống xã hội. Hầu hết các thiết bị được điều khiển tự động, từ các thiết bị văn phòng đến cho đến các thiết bị trong gia đình đều dùng các bộ vi điều khiển nhằm đem lại sự tiện nghi cho con người trong thời đại công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Để ứng dụng môn kĩ thuật vi xử lí vào thực tế, dưới sự hướng dẫn của thầy Phạm Ngọc Nam và các anh trợ giảng, chúng em đã thiết kế và hoàn thành đề tài : “Mạch điều khiển thiết bị trong nhà “. Với sự nỗ lực của bản thân nhưng do thời gian kiến thức và kinh nghiệm của chúng em còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những sai sót. Chúng em rất 6 Báo cáo BTL Vi Xử Lý Group 03 2014 mong nhận được sự giúp đỡ và đóng góp ý kiến của thầy cô cùng các bạn để đề tài hoàn thiện hơn. Chúng em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 5 năm 2014 7 Báo cáo BTL Vi Xử Lý Group 03 2014 CHƯƠNG 1: MÔ TẢ ĐỀ TÀI 1.1 Yêu cầu chức năng Từ những vấn đề đặt ra ở trên, bọn em xác định yêu cầu về chức năng của hệ thống cần đạt được, đó là: • Đăng nhập password vào nhà thông qua hệ thống keypad và hiển thị trên LCD. Vào menu chọn chế độ đăng nhập,ở đây LCD sẽ hiển thị 2 dòng, dòng 1: “Password: “ Dòng 2: dòng nhập password. Nếu đúng thì trả về “ Đăng nhập thành công”, nếu sai thì trả về “ Đăng nhập lỗi ”. • Báo hiệu chuông cảnh báo khi đăng nhập sai 2 lần. Chuông sẽ kêu 1 hồi để báo hiệu cho người sử dụng biết rằng mật khẩu bị sai. • Có thể thay đổi password. Người dùng có thể ấn nút menu chọn chế độ thay đổi hoặc đăng nhập password. Sau đó ấn nút ok. Hệ thống sẽ yêu cầu nhập password cũ, nếu đúng thì mới được đổi password. • Khi không đăng nhập thì hiển thị trên LCD ngày, tháng, năm và giờ hiện tại. ( Có thể thêm chức năng chỉnh lại giờ ngày tháng) 1. Hiển thị nhiệt độ hiện thời trên led 7 thanh. Ta dùng 1 cảm biến nhiệt độ đo nhiệt độ ngoài trời, sau đó đưa tín hiệu vào pic để pic xử lý và đưa ra kết quả ra led 7 thanh. • Điều khiển bật hoặc tắt đèn phụ thuộc vào ánh sáng trong phòng. Sử dụng cảm biến ánh sáng kiểm tra điều kiện để có thể bật hoặc tắt đèn. • Hẹn giờ tắt đèn theo thời gian. Ở menu chọn chế độ hẹn giờ tắt đèn. 8 Báo cáo BTL Vi Xử Lý Group 03 2014 1.2 Yêu cầu phi chức năng Sử dụng vi điều khiển 16f877a để điều khiển hoạt động của hệ thống. Sử dụng keypad dán 4x4. Code viết bằng mã ASM và code C. PCB có tên nhóm và các thành viên: Trong file pcb in tên các thành viên của nhóm Group03_TC2051 Vu Ha Nam Tran Quoc Huy Tran Tien Dat Ha Duy Phu Le Duy Tho Kích thước mạch khoảng 12x15, đi dây 2 lớp, có phủ đồng, mối hàn đẹp, đi dây và xắp xếp linh kiện trên board hợp lý. Có chức năng menu cho người dùng sử dụng dễ dàng 1.3 Sơ đồ khối hệ thống Từ những mục tiêu đã Sắp xếp linh kiện hợp lý và đơn giản.đặt ra ở phần 1, phần 2 đưa ra sơ đồ khối của hệ thống cũng như các giải pháp được sử dụng. Đây là cơ sở chính để thiết kế phần cứng cho toàn bộ hệ thống. 9 Báo cáo BTL Vi Xử Lý Group 03 2014 Figure Sơ đồ khối mạch điểu khiển thiết bị trong nhà 10 [...]... PIC 16f877a Giới thiệu chung về vi điều khiển PIC 16F877A PIC là họ vi điều khiển 8 bit theo công nghệ mới, với những tính năng rất mạnh được tích hợp trong chip của hãng Microchip theo công nghệ RISC, mạnh ngang hàng với các họ vi điều khiển 8 bit khác như AVR, Pisoc Do ra đời muộn hơn nên họ vi điều khiển PIC có nhiều tính năng mới đáp ứng tối đa nhu cầu của người sử dụng so với họ 8051, 89xx Nó ổn...Báo cáo BTL Vi Xử Lý Group 03 2014 1.4 Kế hoạch thực hiện và phân chia công vi c Phân chia công vi c của các thành vi n: Tên thành vi n Vũ Hà Nam© Hà Duy Phú Lê Duy Thọ Trần Tiến Đạt Trần Quốc Huy Công vi c Ghi chú Tổng hợp mach, thiết kế mạch in, đặt mạch và hàn linh kiện Vi t code chính, test mạch, vi t báo cáo Vi t code chính, test mạch ,vi t báo cáo Vi t code phần cảm biến hiển... tích hợp và mềm dẻo hơn trong vi c lập trình PIC 16F877A có đầy đủ tính năng của họ PIC, so với các loại khác thì giá thành là vừa phải khi nghiên cứu và làm các công vi c ứng dụng tới vi điều khiển Tính năng: 15 Báo cáo BTL Vi Xử Lý Group 03 2014 Bộ nhớ chương trình 8Kx14 bit, bộ nhớ dữ liệu 368x8 byte RAM và bộ nhớ dữ liệu EEPROM dung lượng 256x8 byte Đóng vỏ 40 chân trong đó chia làm các Port... Figure LED 22 Báo cáo BTL Vi Xử Lý Group 03 2014 Figure LCD 23 Báo cáo BTL Vi Xử Lý Group 03 2014 Figure PIC 24 Báo cáo BTL Vi Xử Lý Group 03 2014 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Microchip: Datasheet PIC 16f877a [2] Google.com [3] codientu.org [4] Picvietnam.com [5] Phạm Ngọc Nam: Tài liệu môn học Vi xử lý 25 Báo cáo BTL Vi Xử Lý Group 03 2014 PHỤ LỤC A: ĐÓNG GÓP CÁC THÀNH VI N 26 Báo cáo BTL Vi Xử Lý Group 03 2014... Để điều khiển bật tắt đèn 12V ta sử dụng transistor và role Khi VDK phát tín hiệu “1” ~5V Trans tắt Đèn sáng Khi VDK phát tín hiệu “0” ~0V Trans thông Đèn tắt 19 Báo cáo BTL Vi Xử Lý Group 03 2014 Figure Khối Đèn 2.10 Khối Led 7 thanh • Chức năng: Hiển thị nhiệt độ trong phòng • Linh kiện sử dụng: 2 Led 7 thanh để hiển thị nhiệt độ phòng, trasistor và các điện trở để tạo thành mạch khuếch đại • Sử dụng. .. dao động cho Pic 16f877a ta sử dụng thạch anh tần số 20MHz và sử dụng 2 tụ 33pf 12 Báo cáo BTL Vi Xử Lý Group 03 2014 Cấu tạo mạch như sau Figure : Sơ đồ nguyên lý khối tạo dao động 2.3 Khối cảm biến nhiệt độ • Chức năng: Xác định một cách chính xác nhất nhiệt độ trong phòng • Linh kiện sử dụng: cảm biến nhiệt độ LM35 LM35 là IC cảm biến nhiệt độ thayđổi 10mv sau 1 độ C LM35 sẽ được kết nối với... với 9 bit địa chỉ Chuẩn giao tiếp song song với các chân điều khiển RD,WR và CS ở ngoài Có 8 kênh ADC 10 bit Hai bộ so sánh Có 2 kênh PWM Hai bộ timer/counter 8 bit, một bộ timer/counter 16 bit 1 bộ định thời Watchdog … Mô tả các chân Figure Sơ đồ chân của vi điều khiển PIC1 6F877A Hai chân VDD cấp nguồn dương, 2 chân VSS cấp nguồn âm cho Vi điều khiển hoạt động Chân 1 : master clear _ là chân reset cứng... thanh 20 Báo cáo BTL Vi Xử Lý Group 03 2014 2.11 Khối chuông báo Khi password nhập sai quá 2 lần, còi cảnh báo sẽ được bật lên Chuông cảnh báo sử dụng là: Thông số chuông: 3V 9.5x12MM sound output trong 10cm 80dB Buzzer cùng với bộ chuyển dac và điện trở nối với pic để điều khiển tắt mở còi Figure Khối chuông báo CHƯƠNG 3: MẠCH THỰC TẾ a Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 21 Báo cáo BTL Vi Xử Lý Group 03 2014... -Nhấn nút Menu để mở menu(A) -Nhấn nút ENTER để đăng nhập, clear để xóa Trong quá trình nhập nếu có sai sót thì có thể sử dụng nút backspace(B) để điều chỉnh Figure : Bàn phím 2.6 Thời gian thực Chức năng: Cấp chính xác thời gian thực để hiển thị lên LCD Linh kiện sử dụng: IC thời gian thực DS1307,thạch anh,pin, Nguyên lý làm vi c: DS 1307 là một IC thời gian thực với nguồn cung cấp nhỏ, dùng để... không phải điều chỉnh lại thời gian vào những lúc bị mất nguồn, ta nối thêm 1 pin 3.3V vào chân số 3 của IC DS1307 (sao cho chân + của pin 14 Báo cáo BTL Vi Xử Lý Group 03 2014 nối vào IC và chân – của pin nối xuống đất) Hai chân 1 và 2 của DS1307 được nối vào bộ dao động thạch anh có tần số 32,768Hz để tạo dao động cho IC hoạt động Figure : Khối thời gian thực DS1307 2.7 Vi điều khiển PIC 16f877a . điều khiển đa tính năng đang được ứng dụng rộng rãi và thâm nhập ngày càng nhiều trong các lĩnh vực kỹ thuật và đời sống xã hội. Hầu hết các thiết bị được điều khiển tự động, từ các thiết bị. DS1307 2.7 Vi điều khiển PIC 16f877a Giới thiệu chung về vi điều khiển PIC 16F877A PIC là họ vi điều khiển 8 bit theo công nghệ mới, với những tính năng rất mạnh được tích hợp trong chip của. chức năng Sử dụng vi điều khiển 16f877a để điều khiển hoạt động của hệ thống. Sử dụng keypad dán 4x4. Code viết bằng mã ASM và code C. PCB có tên nhóm và các thành viên: Trong file