Đang tải... (xem toàn văn)
LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay kỹ thuật vi điều khiển đã trở nên khá quen thuộc trong các ngành kỹ thuật và dân dụng. Từ các dây chuyền sản xuất lớn đến các thiết bị gia dụng, chúng ta đều thấy sự hiện diện của vi điều khiển. Các bộ điều khiển có khả năng xử lý nhiều hoạt động phức tạp mà chỉ cần một chip vi mạch nhỏ, nó đã thay thế các tủ điền khiển lớn và phức tạp bằng những mạch điện gọn nhẹ, dễ dàng thao tác sử dụng. Vi điều khiển không những góp phần vào kỹ thuật điều khiển mà còn góp phần to lớn vào việc phát triển thông tin. Đó chính là sự ra đời hàng loạt thiết bị tối tân trong ngành viễn thông, truyền hình, đặc biệt là sự ra đời của mạng INTERNET góp phần đưa con người đến đỉnh cao của nền văn minh nhân loại.
BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH ĐỀ TÀI MẠCH ĐIỀU KHIỂN TRỒNG RAU THỦY CANH GVHD: TH.S PHAN VINH HIẾU SVTH: BÙI CHÍ HÙNG – 11290661 NGUYỄN THÁI HÒA – 11269296 NGUYỄN NGOC HƯNG - 11293351 TP. HỒ CHÍ MINH NĂM 2013 1 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH Họ và tên sinh viên thực hiện: BÙI CHÍ HÙNG NGUYỄN THÁI HÒA NGUYỄN NGỌC HƯNG Lớp: DHDT7ALT Ngành đào tạo: ĐIỆN TỬ TỰ ĐỘNG 1/ Tên đồ án: Mạch điều khiển trồng rau thủy canh 2/ Nội dung chính của đố án: Dùng PIC 16F877A, hiển thị trên màn hình LCD chế độ làm việc, giờ làm việc. Dùng cảm biến nhiệt độ, quá cao thì phun sương để hạ nhiệt đổ xuống. Thiết lập giao diện trên máy tính. 3/ Ngày giao đồ án: 29/12/2012 4/ Ngày nộp đồ án: 16/05/2013 TRƯỞNG BỘ MÔN (Duyệt) GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) 2 PHẦN A GIỚI THIỆU 3 Ngày nay kỹ thuật vi điều khiển đã trở nên khá quen thuộc trong các ngành kỹ thuật và dân dụng. Từ các dây chuyền sản xuất lớn đến các thiết bị gia dụng, chúng ta đều thấy sự hiện diện của vi điều khiển. Các bộ điều khiển có khả năng xử lý nhiều hoạt động phức tạp mà chỉ cần một chip vi mạch nhỏ, nó đã thay thế các tủ điền khiển lớn và phức tạp bằng những mạch điện gọn nhẹ, dễ dàng thao tác sử dụng. Vi điều khiển không những góp phần vào kỹ thuật điều khiển mà còn góp phần to lớn vào việc phát triển thông tin. Đó chính là sự ra đời hàng loạt thiết bị tối tân trong ngành viễn thông, truyền hình, đặc biệt là sự ra đời của mạng INTERNET góp phần đưa con người đến đỉnh cao của nền văn minh nhân loại. Các bộ điều khiển sử dụng vi điều khiển tuy đơn giản nhỏ gọn nhưng để thiết kế, sử dụng lại là một điều rất phức tạp. Phần công việc xử lý chính vẫn phụ thuộc vào con người, đó chính là viết chương trình hay phần mềm. Vì vậy, vấn đề nghiên cứu, tìm hiểu, khảo sát vi điều khiển và có thể ứng dụng chúng vào sản xuất thực tế để giúp con người là điều mà các sinh viên chuyên ngành Công Nghệ Điện tử phải hết sức quan tâm. Do đó, việc chọn đề tài “HỆ THỐNG TRỒNG RAU THỦY CANH DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F877A ” là đáp ứng từ nhu cầu đó. 4 Đây là cơ hội để nhóm củng cố những kiến thức đã học, có dịp vận dụng những kiến thức này vào thực tiễn, vào công việc học tập, và tạo nền tảng căn bản về kiến thức vi xử lý, để có thể tiếp cận được với những thế hệ vi xử lý mới và công nghệ hiện đại trong tương lai. Sau hơn bốn tháng nghiên cứu cuối cùng đồ án cũng đã hoàn thiện, tuy nhiên không thể tránh khỏi những thiếu sót do khả năng kiến thức còn hạn chế, rất mong được sự chỉ bảo thêm từ quý Thầy/Cô cùng sự đóng góp ý kiến của các bạn sinh viên để đề tài được hoàn thiện và phát triển thêm. Người thực hiện đề tài. 5 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án này, em đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ và góp ý nhiệt tình của quý thầy cô trường Đại học Công Nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh. Trước hết, chúng em xin chân thành cảm ơn: Khoa Công Nghệ Điện Tử đã cung cấp giáo trình và nhiều tài liệu tham khảo để em tiện trong việc học tập và nghiên cứu môn học. Sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của Th.S PHAN VINH HIẾU đã giảng giải và phân tích cho em hiểu rõ về những vấn đề thắc mắc đặt ra trong quá trình làm nghiên cứu và những giờ học tại lớp. Thư viện trường đã tạo điều kiện cho em mượn tài liệu tham khảo trong quá trình nghiên cứu cũng như học tập. Các bạn trong lớp đã tận tình giúp đỡ. Mặc dù rất cố gắng trong quá trình tìm hiểu và thi công nhưng không thể tránh những thiếu sót. Rất mong nhận được sự góp ý, nhận xét, đánh giá về nội dung cũng như hình thức trình bày của các thầy cô và các bạn để Đồ Án của chúng em được hoàn thiện hơn. Em chân thành cảm ơn. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 16 tháng 5 năm 2013 Sinh viên BÙI CHÍ HÙNG NGUYỄN THÁI HÒA NGUYỄN NGỌC HƯNG 6 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TPHCM, ngày … tháng … năm … Giáo viên hướng dẫn 7 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN TPHCM, ngày … tháng … năm … Giáo viên phản biện MỤC LỤC 8 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Với sự phát triển khoa học công nghệ hiện nay dần dần Robot và máy móc điều thay thế con người.Và bên cạnh sự phát triển về khoa học cũng có mặt trái của nó.Đó là sức khỏe con người. Nhằm vận dụng kiến thức đã học vào thực tiễn. Qua việc tìm hiểu, nghiên cứu về vi điều khiển PIC16F877A, lập trình giao diện trên máy tính để giao tiếp với vi điều khiển để có thể kiểm tra, thiết lập….Chúng em đã chọn đề tài “ MÔ HÌNH TRỒNG RAU THỦY CANH “ . Nhằm ứng dụng vào thực tiễn thay thế cho con người và đặt biệt hơn là sức khỏe con người. 2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Ở một đất nước nông nghiệp như nước ta việc tạo ra một nông sản điều bằng sức người là chính mang lại hiệu quả không cao.Và bên cạnh đó việc sử dụng thuốc trừ sâu tràn lang tác động trực tiếp sức khỏe con người và môi trường sống của ta. Đề tài chúng em tự động hóa trong quá trình trồng rau và đặt biệt hơn áp dụng cách trồng thủy canh hồi lưu giúp cho sản phẩm ta sạch và bảo vệ sức khỏe con người. Vì vậy chúng em làm mô hình trồng rau thủy canh hồi lưu để tất cả mọi người điều tự trồng cho mình những bó rau để sự dụng. Mô hình chúng em kích thước vừa phải và giá thành hợp lý so với thị trường. 3.ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 9 Vi điều khiển PIC16F877A, khối ADC của PIC16F877A. Mạch khuếch đại vi sai. Giao tiếp I2C Giao tiếp máy tính 4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ĐỀ TÀI Việc hoàn thành mô hình trồng rau thủy canh hoàn toàn tự động có ý nghĩa rất lớn trong việc sản xuất đó là một trong những thành tựu ap dụng tự động hóa vào trong sản xuất. . 5. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU Đây là đề tài tương đối mới, trên thị trường.Tại vì trên thị trường chỉ có mô hình trồng rau thủy canh không thông minh bằng mô hình chúng em.Nhưng giá thành thì rất đắt so với kinh tế người dân. Với việc áp dụng Vi Xử Lý Pic vào mô hình làm mô hình có thể mở rộng ra nhiều hơn và thông minh hơn và đặt biệt ta có triển khai thành mô hình lớn. . 6. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Về ý thuyết: Tổng quan về vi điều khiểnPIC16F877A. Giới thiệu về phần mềm Visual Basic Về thiết kế thi công: Sơ đồ khối, chức năng từng khối. Các linh kiện sử dụng. Sơ đồ nguyên lý, nguyên lý hoạt động. Sơ đồ và sắp xếp linh kiệnmạch in. 10 [...]... dụ PIC1 6F877 là EEPROM, còn PIC1 6F877A là flash).Ngoài ra còn có thêm một dòng vi điều khiển PIC mới là dsPIC Ở Việt Nam phổ biến nhất là các họ vi điều khiển PIC do hãng Microchip sản xuất *Cách lựa chọn PIC Trước hết cần chú ý đến số chân của vi điều khiển cần thiết cho ứng dụng Có nhiều vi điều khiển PIC với số lượng chân khác nhau, thậm chí có vi điều khiển chỉ có 8 chân, ngoài ra còn có các vi điều. .. CHƯƠNG II VI ĐIỀU KHIỂN PIC1 6F877A VÀ VISUAL BASIC 11 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH VI ĐIỀU KHIỂN PIC1 6F877A: 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PIC PIC là viết tắt của “Programable Intelligent Computer”, có thể tạm dịch là “máy tính thông minh khả trình” do hãng Genenral Instrument đặt tên cho vi điều khiển đầu tiên của họ: PIC1 650 được thiết kế để dùng làm các thiết bị ngoại vi cho vi điều khiển CPU1600 Vi điều khiển này... Oscillator khác nhau 18 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 2.5 SƠ ĐỒ KHỐI CỦA PIC1 6F877A Hình 2.3: Sơ đồ khối vi điều khiển PIC1 6F877A 19 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 2.6 TỔ CHỨC BỘ NHỚ Cấu trúc bộ nhớ của vi điều khiển PIC1 6F877A bao gồm bộ nhớ chương trình (Program memory) và bộ nhớ dữ liệu (Data Memory) * Bộ nhớ chương trình Bộ nhớ chương trình của vi điều khiển PIC1 6F877A là bộ nhớ flash, dung lượng bộ nhớ 8K word (1 word... thành nên dòng vi điều khiển PIC ngày nay 2.1.1 SỰ PHỔ BIẾN CỦA VI ĐIỀU KHIỂN PIC Trên thị trường có rất nhiều họ vi điều khiển như 8051, Motorola 68HC, AVR, ARM Tuy nhiên, hiện nay PIC đang được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam vì những nguyên nhân sau: - Họ vi điều khiển này có thể tìm mua dễ dàng tại thị trường Việt Nam - Giá thành không quá đắt - Có đầy đủ các tính năng của một vi điều khiển khi hoạt... yêu cầu mã hóa lệnh bằng một số lượng bit nhất định Vi điều khiển được tổ chức theo kiến trúc Harvard còn được gọi là vi điều khiển RISC (Reduced Instruction Set Computer) hay vi điều khiển có tập lệnh rút gọn Vi điều khiển được thiết kế theo kiến trúc Von-Neuman còn được gọi là vi điều khiển CISC (Complex Instruction Set Computer) hay vi điều khiển có tập lệnh phức tạp vì mã lệnh của nó không phải... thực thi xong 2.2 CÁC DÒNG PIC VÀ CÁCH LỰA CHỌN PIC * Các kí hiệu của vi điều khiển PIC - PIC1 2xxxx: độ dài lệnh 12 bit - PIC1 6xxxx: độ dài lệnh 14 bit - PIC1 8xxxx: độ dài lệnh 16 bit - C: PIC có bộ nhớ EPROM (chỉ có 16C84 là EEPROM) - F: PIC có bộ nhớ flash - LF: PIC có bộ nhớ flash hoạt động ở điện áp thấp LV: tương tự như LF, đây là kí hiệu cũ Bên cạnh đó một số vi điệu khiển có kí hiệu xxFxxx là... biết được khi nào stack tràn Bên cạnh đó tập lệnh của vi điều khiển dòng PIC cũng không có lệnh POP hay PUSH, các thao tác với bộ nhớ stack sẽ hoàn toàn được điều khiển bởi CPU 2.7 CÁC CỔNG XUẤT NHẬP CỦA PIC1 6F877A Cổng xuất nhập (I/O port) chính là phương tiện mà vi điều khiển dùng để tương tác với thế giới bên ngoài Bên cạnh đó, do vi điều khiển được tích hợp sẵn bên trong các đặc tính giao tiếp... (địa chỉ 85h) : điều khiển xuất nhập - CMCON (địa chỉ 9Ch) : thanh ghi điều khiển bộ so sánh - CVRCON (địa chỉ 9Dh) : thanh ghi điều khiển bộ so sánh điện áp - ADCON1 (địa chỉ 9Fh) : thanh ghi điều khiển bộ ADC * PORT B: PORTB (RPB) gồm 8 pin I/O Thanh ghi điều khiển xuất nhập tương ứng là TRISB Bên cạnh đó một số chân của PORTB còn được sử dụng trong quá trình nạp chương trình cho vi điều khiển với các... ngoài ra còn có các vi điều khiển 28, 40, 44 … chân Cần chọn vi điều khiển PIC có bộ nhớ flash để có thể nạp xóa chương trình được nhiều lần hơn Tiếp theo cần chú ý đến các khối chức năng được tích hợp sẵn trong vi điều khiển, các chuẩn giao tiếp bên trong Sau cùng cần chú ý đến bộ nhớ chương trình mà vi điều khiển cho phép Ngoài ra mọi thông tin về cách lựa chọn vi điều khiển PIC 16 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH... một số ngôn ngữ lập trình được phát triển dành riêng cho PIC như PICBasic, MikroBasic… 2.4 PIC1 6F877A a HÌNH DẠNG VÀ SƠ ĐỒ CHÂN Hình 2.2: Vi điều khiển PIC1 6F877A /PIC1 6F874A và các dạng sơ đồ chân b MỘT VÀI THÔNG SỐ VỀ PIC 16F877A Đây là vi điều khiển thuộc họ PIC1 6Fxxx 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 . ĐỘNG 1/ Tên đồ án: Mạch điều khiển trồng rau thủy canh 2/ Nội dung chính của đố án: Dùng PIC 16F877A, hiển thị trên màn hình LCD chế độ làm việc, giờ làm việc. Dùng cảm biến nhiệt độ,. nghiên cứu về vi điều khiển PIC1 6F877A, lập trình giao diện trên máy tính để giao tiếp với vi điều khiển để có thể kiểm tra, thiết lập….Chúng em đã chọn đề tài “ MÔ HÌNH TRỒNG RAU THỦY CANH “ . Nhằm. EEPROM, còn PIC1 6F877A là flash).Ngoài ra còn có thêm một dòng vi điều khiển PIC mới là dsPIC. Ở Việt Nam phổ biến nhất là các họ vi điều khiển PIC do hãng Microchip sản xuất. *Cách lựa chọn PIC