Đang tải... (xem toàn văn)
MẠCH điều KHIỂN đèn GIAO THÔNG DÙNG VI điều KHIỂN PIC (có code và sơ đồ mạch) MẠCH điều KHIỂN đèn GIAO THÔNG DÙNG VI điều KHIỂN PIC (có code và sơ đồ mạch) MẠCH điều KHIỂN đèn GIAO THÔNG DÙNG VI điều KHIỂN PIC (có code và sơ đồ mạch) MẠCH điều KHIỂN đèn GIAO THÔNG DÙNG VI điều KHIỂN PIC (có code và sơ đồ mạch) MẠCH điều KHIỂN đèn GIAO THÔNG DÙNG VI điều KHIỂN PIC (có code và sơ đồ mạch)
ĐỒ ÁN MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH V DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU VI DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VIII CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MẠCH ĐÈN GIAO THÔNG 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI 1.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH ĐÈN GIAO THÔNG .1 CHƯƠNG THIẾT KẾ MẠCH TỔNG QUÁT 2.1 SƠ ĐỒ KHỐI 2.2 LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT 2.2.1 Khối nguồn: 2.2.2 Khối đèn báo hiệu 2.2.3 Khối hiển thị 2.2.4 Khối điều khiển CHƯƠNG TÌM HIỂU VỀ LINH KIỆN 3.1 CÁC LINH KIỆN TRONG KHỐI NGUỒN: .7 3.1.1 IC LM7805: 3.1.2 Tụ điện: 3.1.3 Diode -1N4007 3.1.4 Biến áp 220V-5V 3.2 CÁC LINH KIỆN KHỐI BÁO HIỆU VÀ KHỐI HIỂN THỊ: 3.2.1 Điện trở 3.2.2 LED đơn 3.2.3 LED đoạn 3.3 LINH KIỆN KHỐI ĐIỀU KHIỂN 11 3.3.1 Khái niệm vi điều khiển PIC 11 3.3.2 PIC 16F877A 11 CHƯƠNG THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH 17 4.1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 17 4.2 MÔ PHỎNG TRÊN PHẦN MỀM PROTEUS .18 4.3 THIẾT KẾ LAYOUT 18 4.4 MẠCH PHẦN CỨNG 19 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 20 5.1 KẾT LUẬN 20 5.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN .20 CODE ĐIỀU KHIỂN 21 TÀI LIỆU THAM KHẢO 24 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1-1: Đèn giao thông Hình 2-1: sơ đồ khối mạch Hình 2-2: Lưu đồ giải thuật Hình 2-2: Sơ đồ nguyên lý khối nguồn Hình 2-3: Mơ mạch nguồn Hình 2-4: Sơ đồ nguyên lý khối báo hiệu Hình 2-5: Sơ đồ nguyên lý khối hiển thị Hình 2-6 : Sơ đồ khối điều khiển Hình 3-1: IC LM78xx Hình 3-2: Tụ điện .7 Hình 3-3: Diode Hình 3-4: Biến áp Hình 3-5: Điện trở Hình 3-6: LED đơn Hình 3-7: LED đoạn 10 Hình 3-8: Sơ đồ nguyên lý LED Anode chung 10 Hình 3-9: Sơ đồ nguyên lý LED Catode chung 10 Hình 3-10: LED đoạn đôi 11 Hình 3-11: Cấu tạo PIC 16F877A 12 Hình 3-12: Chân Reset 12 Hình 3-13: Mạch dao động 13 Hình 3-14 : Sơ đồ chân PIC 16F877A .14 Hình 4-1 : Sơ đồ nguyên lý 17 Hình 4-2: Mô Proteus 18 Hình 4-3: Layout mạch đèn giao thơng 19 Hình 4-3: phần cứng mạch đèn giao thông 19 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 3-1 : Chức PORT A .14 Bảng 3-2 : Chức PORT B .14 Bảng 3-3 : Chức PORT C .15 Bảng 3-4 : Chức PORT D 15 Bảng 3-5 : Chức PORT E .16 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT AC Alternating Current DC Direct Current IC Integrated Circuit LED Light Emitting Diode PIC Programable Intelligent Computer GND Ground ĐỒ ÁN Trang 1/24 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MẠCH ĐÈN GIAO THÔNG 1.1 Đặt vấn đề Việt Nam làm nước có tỉ lệ dân số đơng, chiếm khồng 1,27% dân số giới, mà lượng phương tiện giao thơng cần thiết cho nhu cầu lại nhiều Để tránh tình trạng ùn tắc giao thơng, việc s dụng đèn giao thông cần thiết, nắm bắt tầm quan trọng đó, em muốn thực đề tài muốn phát triển mạch đèn giao thông để phục vụ cho nhu cầu sống Có nhiều cách đ ể thi ết kế mạch đèn giao thông thiết kế đèn giao thông micro PLC SIMATIC, dùng vi điều khiển vi xử lí, mạch đèn giao thơng dùng IC… 1.2 Giới thiệu đề tài Hiện nay, cấu tạo bên máy móc hay thiết bị ện tử ta dễ dàng bắt gặp chip vi điều khiển thông minh, mà dược lập trình người Cơng nghệ vi điều khiển phổ biến, em xin thực đề tài: mạch điều khiển đèn giao thơng dùng vi ều khiển PIC có hiển thị LED đoạn 1.3 Nguyên lý hoạt động mạch đèn giao thông Khi cấp nguồn vào, đèn xanh bắt đầu sáng khoản thời gian 15s, led đoạn hiển thị thời gian Khi thời gian hiển thị LED đoạn giảm 0s đèn xanh tắt đèn vàng sáng khoản thời gian 3s, thời gian hiển thị LED đoạn giảm 0s đèn vàng tắt đèn đỏ sáng khoản thời gian 15s hết 15s đèn đỏ tắt thực lại trình đèn xanh sáng 15s, trình lập lập lại đến vô MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC ĐỒ ÁN Trang 2/24 Hình 1-1: Đèn giao thơng MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC ĐỒ ÁN Trang 3/24 CHƯƠNG THIẾT KẾ MẠCH TỔNG QUÁT 2.1 Sơ đồ khối Khối đèn báo hiệu Khối điều khiển Khối hiển thị Khối nguồn Hình 2-1: sơ đồ khối mạch - Nhiệm vụ khối: Khối nguồn: cung cấp nguồn với mức điện áp 5V cho khối mạch Khối điều khiển: điều khiển khối đèn báo hiệu khối hiển thị LED đoạn với đề tài đồ án Khối đèn báo hiệu: gồm led đơn với màu xanh , vàng, đỏ dùng đ ể báo hiệu người dùng MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC ĐỒ ÁN Trang 14/24 Hình 3-9: Sơ đồ nguyên lý LED Catode chung - - Thông số làm việc LED : Điện áp = 2V Dòng = 20mA Trong mạch đèn giao thông ta sử dụng LED doạn đôi để tăng hiệu suất cho mạch như: tiết kiệm port vi điều khiển PIC, hiển thị số hàng chục hàng đơn vị dễ nhìn sử dụng LED đoạn đơn Hình 3-10: LED đoạn đơi 3.3 Linh kiện khối điều khiển 3.3.1 - Khái niệm vi điều khiển PIC PIC vi điều khiển sản xuất công ty Microchip Technology PIC viết tắt cùa “Programable Intelligent Computer”, tạm dịch ‘’ máy tính thơng minh khả trình’’ hãng General Instrument đặt tên cho vi điều ển họ: PIC 1650 PIC ban đầu thiết kế để dùng làm thiết bị ngoại vi cho vi ều MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC ĐỒ ÁN Trang 15/24 - khiển CP1600 Vi điều khiển sau nghiên cứu phát tri ển thêm từ hình thành vi điều khiển ngày Một số loại PIC: o PIC12xxxx: độ dài lệnh 12 bit o PIC16xxxx: độ dài lệnh 14 bit o PIC18xxxx: độ dài lệnh 16 bit o C: PIC có nhớ EPROM (chỉ có 16C84 EEPROM) o F: PIC có nhớ flash o Ngồi có thêm dòng vi điều khiển PIC dsPIC 3.3.2 - - PIC 16F877A Cấu trúc phần cứng: Khơng gian nhớ chương trình PIC khác tùy thuộc vào loại Các ghi đa mục đích cho người dùng PIC ổ nhớ RAM Mỗi ghi có độ rộng bit cho tất PIC Hình 3-11: Cấu tạo PIC 16F877A Các chân PIC 16F877A: o Trong PIC 16F877A gồm có chân cấp nguồn: chân nguồn VDD chân 11, 32 chân nguồn VSS chân 12, 31 o Chân reset chân số PIC, chân có nhiệm vụ khởi động lại chip chân tích cực MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC ĐỒ ÁN Trang 16/24 Hình 3-12: Chân Reset o Chân 13, 14 chân dao động, tốc độ dao động xác định thông qua tần số giao động bọ giao động Hình 3-13: Mạch dao động o Các chân lại Port PIC : MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC ĐỒ ÁN Trang 17/24 Hình 3-14 : Sơ đồ chân PIC 16F877A o PORT A ghi TRIS A: PORT A gồm chân 2,3,4,5,6,7 Cổng A thực chức vào theo chiều, việc xách định hướng xuất nhập thực thông qua TRIS A Chân RA4/TOCKI chân đa mục đíchvới việc vừa làm chân xuất nhập vừa đầu vào đếm TIMER MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC ĐỒ ÁN Trang 18/24 Bảng 3-1 : Chức PORT A o PORT B ghi TRIS B: gồm chân từ 33 đến 40 Cổng B có bit xuất nhập theo chiều Việc chọn chức xuất hay nhập điều khiển thông qua ghi TRIS B Bảng 3-2 : Chức PORT B o PORT C ghi TRIS C: gồm chân 15 đến 18 23 đến 26 Có chức xuất nhập liệu Thanh ghi TRIS C có nhiệm vụ định nghĩa chân tương ứng cổng vào hay cổng MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC ĐỒ ÁN Trang 19/24 Bảng 3-3 : Chức PORT C o PORT D ghi D, PORT E ghi E : PORT D có chân PORT E có chân chủ yếu dùng để xuất nhập liệu PORT D gồm chân : 19 đến 22 27 đến 30 PORT E gồm chân : 8, 9,10 Bảng 3-4 : Chức PORT D MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC ĐỒ ÁN Trang 20/24 Bảng 3-5 : Chức PORT E MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC ĐỒ ÁN Trang 21/24 J1 CON2 C7 100nF U 11 LM 7805 U9 VC C C8 100nF GN D g f e d c b a VC C 10 PVN 32 11 VD D VD D 26 25 24 23 18 17 16 15 13 14 31 VS S 12 VSS O S C /C L K O U T O S C /C L K IN R C / R X /D T R C / T X /C K R C /S D O R C / S D I/ S D A R C / S C K /S C L R C /C C P R C / T O S I /C C P R C /T1 O S O /T1 C K I R B /P G D R A /A N /S S */C O U T R B /P G C R A / T C K I /C O U T RB5 R A /A N /V R E F + RB4 R A /A N /V R E F -/ C V R E F R B /P G M R A /A N RB2 R A /A N RB1 R B / IN T M C L R */V P P R D /P S P R D /P S P R D /P S P R D /P S P R D /P S P R D /P S P R D /P S P R D /P S P 10 R E /C S * /A N R E / W R * /A N R E /R D */A N 30 29 28 27 22 21 20 19 40 39 38 37 36 35 34 33 P IC F 7 A 10 U 10 a b c d e f g doan A VC C MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC IN O U T C2 CAP VC C A R3 D 37 d o a n RR RR LD E2 D LD E1 D R Hình 4-1 : Sơ đồ nguyên lý D6 C1 1000uF GN D D4 D7 D IO D E D5 D IO D E D IO D E D IO D E LE D Sơ đồ nguyên lý 4.1 THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH CHƯƠNG ĐỒ ÁN Trang 22/24 4.2 Mô phần mềm proteus - Ở đây, ta thay LED đoạn đơn thành LED đoạn đôi để tiện vẽ layout dễ nhìn Hình 4-2: Mô Proteus 4.3 Thiết kế Layout - Phần Layout thiết kế phần mềm proteus Chỉnh sửa kích thước dây T40 bắt đầu nối dây theo mạch mơ Sau hồn thành việc nối dây, ta xuất file PDF ti ến hành in hình layout giấy in ảnh giấy bóng Dùng bàn là mạch in vào board đồng khoản vài phút Tiếp ta gỡ phần giấy ngâm vào bột sắt mạch in hoàn chỉnh MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC ĐỒ ÁN Trang 23/24 Hình 4-3: Layout mạch đèn giao thông 4.4 Mạch phần cứng MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC ĐỒ ÁN Trang 24/24 Hình 4-4: Phần cứng mạch đèn giao thông CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Kết luận - Tìm hiểu linh kiện điện tử, tìm hiểu vi điều ển lập trình cho - Tìm hiểu ngun lý hoạt động đèn giao thơng Hồn thành mô mạch đèn giao thông phần mềm - Vẽ layout thực phần cứng - Mạch đơn giản chưa ứng dụng nhiều vào thực tế - Cần tìm hiểu thêm phát triển mạch đèn giao thơng 5.2 Hướng phát triển - Tình trạng giao thông Việt Nam vấn đề l ớn nước Nguyên nhân ý thức người tham gia giao thông, anh cảnh sát giao thơng khơng thể có mặt tất đường để khắc phục tình trạng vượt đèn đỏ Nếu phát triển đèn giao thơng giao l ộ có thêm cảm biến chức nhận dạng biển số xe để phát trường hợp vi phạm vượt vạch phân cách đèn đỏ gửi thông tin biển số xe vi phạm quan chức năng, làm giảm trường hợp vi phạm vượt đèn đỏ giảm thiểu tai nạn giao thơng - Có thể áp dụng IOT vào mạch đèn giao thông MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC ĐỒ ÁN Trang 25/24 CODE ĐIỀU KHIỂN #INCLUDE #FUSES HS,NOWDT,PUT,NOPROTECT,NOLVP #USE DELAY(CLOCK=20M) #DEFINE XANH PIN_B0 #DEFINE VANG PIN_B1 #DEFINE DOO PIN_B2 #DEFINE L1 PIN_D0 #DEFINE L2 PIN_D1 UNSIGNED INT8 CHUC, DONVI; UNSIGNED INT8 DEM; CONST UNSIGNED CHAR LED7DOAN[16]={0XC0,0XF9,0XA4,0XB0,0X99,0X92,0X82,0XF8,0X80,0X90 }; VOID GIAIMA() { CHUC=LED7DOAN[DEM/10]; DONVI=LED7DOAN[DEM%10]; } VOID HIENTHI() { INT I; I=0; MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC ĐỒ ÁN Trang 26/24 WHILE (I0;DEM ) { GIAIMA(); HIENTHI(); } OUTPUT_LOW(XANH); OUTPUT_HIGH(VANG); OUTPUT_LOW(DOO); FOR(DEM=3;DEM>0;DEM ) { GIAIMA(); HIENTHI(); } OUTPUT_LOW(XANH); OUTPUT_LOW(VANG); OUTPUT_HIGH(DOO); FOR(DEM=15;DEM>0;DEM ) { GIAIMA(); HIENTHI(); } GOTO LAP; } MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC ĐỒ ÁN Trang 28/24 TÀI LIỆU THAM KHẢO - [1] http://codientu.org/threads/421/ [2] www.wikipedia.com [3] https://www.youtube.com/watch?v=5ooahtM4nC4&t=6s MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC ... chỉnh MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC ĐỒ ÁN Trang 23/24 Hình 4-3: Layout mạch đèn giao thơng 4.4 Mạch phần cứng MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC ĐỒ ÁN... Bảng 3-4 : Chức PORT D MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC ĐỒ ÁN Trang 20/24 Bảng 3-5 : Chức PORT E MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC ĐỒ ÁN Trang 21/24 J1... tên cho vi điều ển họ: PIC 1650 PIC ban đầu thiết kế để dùng làm thiết bị ngoại vi cho vi ều MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC ĐỒ ÁN Trang 15/24 - khiển CP1600 Vi điều khiển