Đang tải... (xem toàn văn)
MẠCH PHÁT HIỆN KHI đi vào VÙNG cấm DÙNG PIC (có code và sơ đồ mạch) MẠCH PHÁT HIỆN KHI đi vào VÙNG cấm DÙNG PIC (có code và sơ đồ mạch) MẠCH PHÁT HIỆN KHI đi vào VÙNG cấm DÙNG PIC (có code và sơ đồ mạch) MẠCH PHÁT HIỆN KHI đi vào VÙNG cấm DÙNG PIC (có code và sơ đồ mạch) MẠCH PHÁT HIỆN KHI đi vào VÙNG cấm DÙNG PIC (có code và sơ đồ mạch)
ĐỒ ÁN MẠCH PHÁT HIỆN KHI ĐI VÀO VÙNG CẤM DÙNG PIC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VI DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VIII CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MẠCH PHÁT HIỆN KHI ĐI VÀO VÙNG CẤM DÙNG PIC 1.1 MỤC ĐÍCH 1.2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠCH PHÁT HIỆN KHI ĐI VÀO VÙNG CẤM DÙNG PIC 1.3 HƯỚNG NGHIÊN CỨU .1 1.3.1 Giới hạn đề tài 1.3.2 Mục đích nghiên cứu .2 CHƯƠNG TÌM HIỂU LINH KIỆN .3 2.1 GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG MẠCH .3 2.1.1 PIC 16F877A 2.2 LCD 16X2 .4 2.3 ĐIỆN TRỜ, BIẾN TRỞ 2.4 TỤ ĐIỆN 2.5 DIODE BÁN DẪN 2.6 LED (DIODE PHÁT QUANG) .8 2.7 DIODE QUANG (PHOTODIODE) 2.8 THẠCH ANH .9 2.9 NÚT NHẤN .10 2.10 IC LM358 10 2.11 IC NHẠC UM66 .11 2.12 TRANSISTOR NPN 12 2.13 IC 7805 12 2.14 BIẾN ÁP 13 CHƯƠNG THIẾT KẾ MẠCH 14 3.1 SƠ ĐỒ KHỐI 14 3.2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA TỪNG KHỐI 15 3.2.1 Khối nguồn 15 3.2.2 Khối cảm biến .15 3.2.3 Khối khuếch đại .17 3.2.4 Khối xử lý 18 3.2.5 Khối hiển thị 19 3.2.6 Khối báo động .20 3.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH .21 CHƯƠNG THỰC THI PHẦN CỨNG .22 4.1 SƠ ĐỒ MẠCH IN .22 4.2 KẾT QUẢ THỰC TẾ 23 4.2.1 Mạch đề tài 23 4.2.2 Mạch nguồn 25 CHƯƠNG KẾT LUẬN 26 5.1 KẾT QUẢ 26 5.2 ỨNG DỤNG .26 5.3 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 26 TÀI LIỆU THAM KHẢO 27 WWW.ALLDATASHEET.COM 27 PHỤ LỤC 30 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ HÌNH 2.1 HÌNH DẠNG CỦA PIC 16F877A HÌNH 2.2 SƠ ĐỒ CHÂN CỦA PIC16F887A HÌNH 2.3 HÌNH DẠNG CỦA LCD16X2 HÌNH 2.4 SƠ ĐỒ CHÂN LCD16X2 HÌNH 2.5 BIẾN TRỞ HÌNH 2.6 MỘT SỐ LOẠI BIẾN TRỞ THƠNG DỤNG HÌNH 2.7 MỘT SỐ TỤ ĐIỆN THÔNG DỤNG HÌNH 2.8 DIODE BÁN DẪN .8 HÌNH 2.9 MỘT SỐ DIODE PHÁT QUANG HÌNH 2.10 DIODE QUANG HÌNH 2.11 THẠCH ANH 10 HÌNH 2.12 NÚT NHẤN 10 HÌNH 2.13 IC LM358 VÀ SƠ ĐỒ CHÂN 11 HÌNH 2.14 IC UM66 VÀ SƠ ĐỒ CHÂN 11 HÌNH 2.15 TRANSISTOR NPN VÀ SƠ ĐỒ CHÂN 12 HÌNH 2.16 IC 7805 VÀ SƠ ĐỒ CHÂN 12 HÌNH 2.17 BIẾN ÁP 220V – 12V 13 HÌNH 3.1 SƠ ĐỒ KHỐI CỦA MẠCH 14 HÌNH 3.2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ KHỐI NGUỒN 15 HÌNH 3.3 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ KHỐI CẢM BIẾN 16 HÌNH 3.4 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA KHỐI KHUẾCH ĐẠI VÀ ĐIỀU KHIỂN 17 HÌNH 3.5 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ KHỐI XỬ LÝ 18 HÌNH 3.6 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ KHỐI HIỂN THỊ .19 HÌNH 3.7 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ KHỐI BÁO ĐỘNG 20 HÌNH 3.8 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA MẠCH 21 HÌNH 4.1 SƠ ĐỒ MẠCH IN CỦA KHỐI NGUỒN .22 HÌNH 4.2 SƠ ĐỒ MẠCH IN MẠCH ĐỀ TÀI 22 HÌNH 4.3 HÌNH ẢNH THỰC TẾ CỦA MẠCH ĐỀ TÀI ( MẶT TRƯỚC ) 23 HÌNH 4.4 HÌNH ẢNH THỰC TẾ CỦA MẠCH ( MẶT SAU ) 24 HÌNH 4.5 MẶT TRƯỚC VÀ SAU CỦA MẠCH NGUỒN 25 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT AC Alternating Current DC Direct Current IC Integrated Circuit OP-AMP Operational Amplifier USART Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter LED Light Emitting Diode PIC Programmable Intelligent Computer SSP Synchronous Serial Port I2C Inter – Intergrated Circuit PSP Paralell Slave Port SPI Serial Peripheral Bus EEPROM Electrically Erasable Programmable Read Only Memory LCD Liquid Crystal Display ĐỒ ÁN Trang 1/28 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MẠCH PHÁT HIỆN KHI ĐI VÀO VÙNG CẤM DÙNG PIC 1.1 Mục đích Hiện nay, tự động hố triển khai rộng rãi khắp ngành nghề, lĩnh vực Lợi ích mà mang lại nhiều, kể như: mở cửa tự động ngân hàng, siêu thị, rạp chiếu phim chống trộm, hay đếm lượng người vật dùng cảm biến,… Chính hữu ích làm cảm hứng để em xây dựng nên đề tài 1.2 Giới thiệu chung mạch phát vào vùng cấm dùng PIC Mạch phát vào vùng cấm dùng PIC mạch điện đếm số lượng người vào cổng báo động có người đột nhập vào cửa vùng cấm , nhờ vào cảm biến hồng ngoại tín hiệu truyền đến vi điều khiển PIC 16F877A xử lý 1.3 Hướng nghiên cứu 1.3.1 Giới hạn đề tài Dùng cảm biến hồng ngoại để đếm số lượng người vào báo động có người vào Dùng PIC 16F877A để xử lý tín hiệu vào Hiển thị dùng LCD 16x2 Cảnh báo dùng loa với IC nhạc MẠCH PHÁT HIỆN KHI ĐI VÀO VÙNG CẤM DÙNG PIC ĐỒ ÁN Trang 2/28 1.3.2 Mục đích nghiên cứu Sử dụng kiến thức linh kiện điện tử với vi xử lý học để thực nghiệm, ứng dụng thực tế cách thiết thực nhất, giúp thân hiểu thêm nhiều kiến thức nâng cao kỹ chuyên môn nhiều MẠCH PHÁT HIỆN KHI ĐI VÀO VÙNG CẤM DÙNG PIC ĐỒ ÁN Trang 3/28 CHƯƠNG TÌM HIỂU LINH KIỆN 2.1 Giới thiệu linh kiện sử dụng mạch 2.1.1 - PIC 16F877A Giới thiệu: Đây vi điều khiển họ PIC16Fxxx với tập lệnh gồm 35 lệnh có độ dài 14bit Mỗi lệnh thực thi chu kì xung clock Tốc độ hoạt động tối đa 20MHz với chu kì lệnh 200ns Bộ nhớ chương trình 8Kx14 bit, nhớ liệu 368x8 byte RAM nhớ liệu EEPROM với dung lượng 256x8 byte Số port I/O 33 pin I/O Hình 2.1 Hình dạng PIC 16F877A - Các đặc tính ngoại vi gồm khối chức sau: Timer0/Timer1/Timer2: đếm 8/16/8 bit Hai Capture/so sánh/ điều chế độ rộng xung MẠCH PHÁT HIỆN KHI ĐI VÀO VÙNG CẤM DÙNG PIC ĐỒ ÁN Trang 4/28 Chuẩn giao tiếp nối tiếp USART với bit địa Các chuẩn giao tiếp nối tiếp SSP, SPI, I2C Cổng giao tiếp song song PSP với chân điều khiển RD, WR, CS bên ngồi - Sơ đồ chân PIC 16F877A Hình 2.2 Sơ đồ chân PIC16F887A 2.2 LCD 16x2 Là hình LCD cỡ nhỏ gồm 16 cột hàng dùng để hiển thị thông tin mong muốn MẠCH PHÁT HIỆN KHI ĐI VÀO VÙNG CẤM DÙNG PIC ĐỒ ÁN Trang 14/28 Hình 3.1 Sơ đồ khối mạch 3.2 Sơ đồ nguyên lý khối 3.2.1 Khối nguồn Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý khối nguồn Khối nguồn dùng biến áp để biến đổi điện áp 220V – 12V AC, điện áp xoay chiều chuyển đổi thành điện áp chiều thông qua cầu diode, điện áp sau đưa qua tụ để lọc nhiễu ổn định điện áp, điện áp qua IC 7805 để hạ áp xuống mức xấp xỉ 5V DC 3.2.2 Khối cảm biến MẠCH PHÁT HIỆN KHI ĐI VÀO VÙNG CẤM DÙNG PIC ĐỒ ÁN Trang 15/28 Hình 3.3 Sơ đồ nguyên lý khối cảm biến Khối cảm biến sử dụng cặp cảm biến hồng ngoại để lấy tín hiệu MẠCH PHÁT HIỆN KHI ĐI VÀO VÙNG CẤM DÙNG PIC ĐỒ ÁN Trang 16/28 3.2.3 Khối khuếch đại Hình 3.4 Sơ đồ nguyên lý khối khuếch đại điều khiển Khối có chức khuếch đại tín hiệu mà khối cảm biến truyền tới photodiode xuất tín hiệu thấp, ngồi điều khiển độ nhạy cảm biến thông qua biến trở MẠCH PHÁT HIỆN KHI ĐI VÀO VÙNG CẤM DÙNG PIC ĐỒ ÁN Trang 17/28 3.2.4 Khối xử lý Hình 3.5 Sơ đồ nguyên lý khối xử lý Khối xử lý dùng vi điều khiển PIC 16F877A để xử lý tín hiệu đưa từ khối khuếch đại dựa vào code nạp vào, sau xuất tín hiệu điện khối hiển thị khối báo động MẠCH PHÁT HIỆN KHI ĐI VÀO VÙNG CẤM DÙNG PIC ĐỒ ÁN Trang 18/28 3.2.5 Khối hiển thị Hình 3.6 Sơ đồ nguyên lý khối hiển thị Khối có chức hiển thị thơng tin hình LCD sau nhận tín hiệu từ khối vi điều khiển MẠCH PHÁT HIỆN KHI ĐI VÀO VÙNG CẤM DÙNG PIC ĐỒ ÁN Trang 19/28 3.2.6 Khối báo động Hình 3.7 Sơ đồ nguyên lý khối báo động Khối báo động dùng để phát âm sau nhận tín hiệu từ khối xử lý MẠCH PHÁT HIỆN KHI ĐI VÀO VÙNG CẤM DÙNG PIC ĐỒ ÁN Trang 20/28 3.3 Nguyên lý hoạt động mạch Hình 3.8 Sơ đồ ngun lý mạch Khi có người qua cảm biến hồng ngoại tín hiệu truyền qua khuếch đại thuật toán ( điều chỉnh độ nhạy photodiode thu nhờ vào biến trở ) để khuếch đại tín hiệu, sau tín hiệu đưa tới vi điều khiển để xử lý với code lập trình cho Tuỳ theo tín hiệu mà vi điều khiển nhận từ cửa để xuất tín hiệu tới khối hiển thị dùng để đếm vào cửa thường đồng thời hai khối hiển thị với khối báo động vào cửa cấm MẠCH PHÁT HIỆN KHI ĐI VÀO VÙNG CẤM DÙNG PIC ĐỒ ÁN Trang 21/28 CHƯƠNG THỰC THI PHẦN CỨNG 4.1 Sơ đồ mạch in Hình 4.1 Sơ đồ mạch in khối nguồn Hình 4.2 Sơ đồ mạch in mạch đề tài MẠCH PHÁT HIỆN KHI ĐI VÀO VÙNG CẤM DÙNG PIC ĐỒ ÁN Trang 22/28 Cả hai mạch vẽ phần mềm Proteus 4.2 Kết thực tế 4.2.1 Mạch đề tài Hình 4.3 Hình ảnh thực tế mạch đề tài ( mặt trước ) MẠCH PHÁT HIỆN KHI ĐI VÀO VÙNG CẤM DÙNG PIC ĐỒ ÁN Trang 23/28 Hình 4.4 Hình ảnh thực tế mạch ( mặt sau ) MẠCH PHÁT HIỆN KHI ĐI VÀO VÙNG CẤM DÙNG PIC ĐỒ ÁN Trang 24/28 4.2.2 Mạch nguồn Hình 4.5 Mặt trước sau mạch nguồn MẠCH PHÁT HIỆN KHI ĐI VÀO VÙNG CẤM DÙNG PIC ĐỒ ÁN Trang 25/28 CHƯƠNG KẾT LUẬN 5.1 Kết - Mạch hoạt động với yêu cầu đề tài Kĩ hàn mạch dây yếu nên mặt sau mạch chưa đẹp Có chút khó khăn việc thiết kế mạch in chi phí mua linh kiện cao 5.2 Ứng dụng Hiện nay, mạch phát đột nhập vào vùng cấm ứng dụng nhiều vào thực tế mà đặc biệt dùng để chống trộm nhiều nhà dân, ngân hàng, siêu thị,… Ngồi dùng để đếm lượt người vào cửa hàng, khách sạn 5.3 Hướng phát triển Ngoài ứng dụng dựa vào nguyên lý hoạt động mạch phát triển ứng dụng vào lĩnh vực như: làm bãi giữ xe thông minh kết hợp với RFID, mạch phân loại sản phẩm, mạch mở cửa tự động MẠCH PHÁT HIỆN KHI ĐI VÀO VÙNG CẤM DÙNG PIC ĐỒ ÁN Trang 26/28 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: www.arduino.vn www.machdientu.org www.dientuvietnam.net www.google.com.vn Tiếng Anh: www.alldatasheet.com MẠCH PHÁT HIỆN KHI ĐI VÀO VÙNG CẤM DÙNG PIC ĐỒ ÁN Trang 27/28 PHỤ LỤC #include #define LCD_ENABLE_PIN PIN_E0 #define LCD_RS_PIN PIN_E1 #define LCD_RW_PIN PIN_E2 #define LCD_DATA4 PIN_D4 #define LCD_DATA5 PIN_D5 #define LCD_DATA6 PIN_D6 #define LCD_DATA7 PIN_D7 #include INT8 A=0; void main() { OUTPUT_LOW(PIN_B4); lcd_init(); while(TRUE) { if(!INPUT(PIN_B0)) { OUTPUT_HIGH(PIN_B4); lcd_gotoxy(2,1); printf(lcd_putc,"\f"); printf(lcd_putc,"Co Nguoi Vao\n Vung Cam"); delay_ms(10000); OUTPUT_LOW(PIN_B4); MẠCH PHÁT HIỆN KHI ĐI VÀO VÙNG CẤM DÙNG PIC ĐỒ ÁN Trang 28/28 delay_ms(1000); } if(!INPUT(PIN_D1)) { A++; delay_ms(250); lcd_gotoxy(2,1); printf(lcd_putc,"\f"); printf(lcd_putc,"so luong:%d", A); } } } MẠCH PHÁT HIỆN KHI ĐI VÀO VÙNG CẤM DÙNG PIC ... động vào cửa cấm MẠCH PHÁT HIỆN KHI ĐI VÀO VÙNG CẤM DÙNG PIC ĐỒ ÁN Trang 21/28 CHƯƠNG THỰC THI PHẦN CỨNG 4.1 Sơ đồ mạch in Hình 4.1 Sơ đồ mạch in khối nguồn Hình 4.2 Sơ đồ mạch in mạch đề tài MẠCH... VÀO VÙNG CẤM DÙNG PIC ĐỒ ÁN Trang 5/28 Hình 2.3 Hình dạng LCD16x2 Sơ đồ chân: Hình 2.4 Sơ đồ chân LCD16x2 MẠCH PHÁT HIỆN KHI ĐI VÀO VÙNG CẤM DÙNG PIC ĐỒ ÁN Trang 6/28 2.3 Đi n trờ, biến trở - Đi n... KHI ĐI VÀO VÙNG CẤM DÙNG PIC ĐỒ ÁN Trang 23/28 Hình 4.4 Hình ảnh thực tế mạch ( mặt sau ) MẠCH PHÁT HIỆN KHI ĐI VÀO VÙNG CẤM DÙNG PIC ĐỒ ÁN Trang 24/28 4.2.2 Mạch nguồn Hình 4.5 Mặt trước sau mạch