THIẾT KẾ MÔ HÌNH ĐẾM XE RA VÀO BÃI ĐỖ XE SỬ DỤNG PIC 18F4520

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC KHOA ĐIỆN TỬ THIẾT KẾ MƠ HÌNH KIỂM SỐT XE RA VÀO BÃI ĐỖ XE SỬ DỤNG PIC 18F4520 CBHD : Sinh viên : Mã số sinh viên : Hà Nội – Năm 2021 MỤC LỤC CHƯƠNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .4 DANH MỤC BẢNG DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN CHƯƠNG TỔNG QUAN MƠ HÌNH KIỂM SOÁT XE RA, VÀO BÃI ĐỖ XE SỬ DỤNG PIC 18F4520 .9 2.1 Lời mở đầu 2.1.1 Lý chọn đề tài 2.1.2 Đối tượng nghiên cứu 2.1.3 Mục đích nghiên cứu 10 2.1.4 Phạm vi nghiên cứu 10 2.1.5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 10 2.2 Tình hình thực trạng nước quốc tế 11 2.2.1 Trên giới 11 2.2.2 Trong nước 11 2.3 Đặt vấn đề nghiên cứu 12 2.3.1 Sự cần thiết hệ thống thực tế 12 2.3.2 Hệ thống có thực tế hạn chế 14 2.4 Kết luận chương 18 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT .20 3.1 Vi điều khiển PIC 18F4520 20 3.1.1 Giới thiệu chung PIC PIC18F4520 20 3.1.2 Sơ đồ chức chân PIC18F4520 22 3.1.3 Đặc điểm PIC 26 3.1.4 Sơ đồ khối VĐK PIC18F4520 28 3.2 Màn hình LCD 1602A 31 3.2.1 Giới thiệu 31 3.2.2 Đặc điểm 32 3.3 Cảm biến tiệm cận 33 3.3.1 Giới thiệu 33 3.3.2 Đặc điểm cảm biến tiệm cận 35 3.3.3 Phân loại cảm biến tiệm cận 35 3.3.4 Nguyên lý hoạt động cảm biến tiệm cận 35 3.3.5 Chế độ hoạt động Thường Mở/Thường Đóng 37 3.4 Nút nhấn 44 3.5 Tụ hóa 45 3.6 Điện trở 47 3.7 Biến trở 47 3.8 Led đơn 49 3.9 Phần mềm CCS 51 3.10 Kết luận chương 52 CHƯƠNG CẤU TRÚC, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG, THIẾT KẾ MẠCH VÀ KẾT QUẢ 53 4.1 Yêu cầu thiết kế 53 4.2 Sơ đồ khối 53 4.3 Sơ đồ nguyên lý hoạt động 54 4.4 Lưu đồ thuật toán 55 4.5 Sơ đồ nguyên lý 57 4.6 Khối nguồn 59 4.7 Khối cảm biến nút nhấn 59 4.7.1 Khối xử lý trung tâm 60 4.8 Khối hiển thị 60 4.9 Thiết kế mạch 61 4.9.1 Phần mềm điều khiển 61 4.9.2 Thiết kế phần cứng 63 4.10 Kết kiểm tra hệ thống 64 4.11 Kết đạt 66 4.12 Kết chưa đạt 67 4.13 Đánh giá 67 4.14 Kết luận chương 67 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 PHỤ LỤC .70 CHƯƠNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT STT Từ viết tắt Nội dung viết tắt PC Program Count VĐK Vi điều khiển PCB Bảng mạch in FR-4 Flame Retardant STKPTR Return Stack Pointer NO Thường mở NC Thường đóng LỜI CAM ĐOAN Để hồn thành đề tài em có tham khảo số tài liệu liên quan đến hệ thống thiết kế mơ hình kiểm soát xe vào bãi đỗ xe Em xin cam đoan đồ án em thực hiện, số liệu kết nghiên cứu đề tài trung thực Mọi giúp đỡ cho báo cáo cảm ơn thơng tin trích dẫn báo cáo ghi nguồn gốc rõ ràng Hà Nội, tháng năm 2021 Sinh viên thực LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn tất Thầy Cô khoa Điện Tử tận tình dạy dỗ, giúp đỡ em thời suốt trình học tập trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Xin cảm ơn thầy cô trực tiếp giảng dạy em thầy gián tiếp giúp đỡ em q trình tìm kiếm tài liệu cho việc thực đồ án tốt nghiệp Đặc biệt em xin trân trọng cảm ơn Cô ThS Lê Thị Trang – Người tận tình hướng dẫn, cung cấp tài liệu truyền đạt nhiều ý kiến thiết thực suốt trình thực đồ án Những kinh nghiệm quý báu mà Cô truyền đạt hành trang vững giúp em tự tin nghề nghiệp sau Xin cảm ơn gia đình bạn bè ủng hộ, động viên, giúp đỡ em vượt qua khó khăn suốt thời gian vừa qua để em hồn thành nhiệm vụ học tập đồ án tốt nghiệp cách tốt Mặc dù có nhiều cố gắng với kiến thức hạn hẹp thời gian tiếp xúc với thực tế chưa nhiều, báo cáo đồ án em tránh khỏi nhiều thiếu sót Em mong có ý kiến đóng ghóp chân thành Thầy Cơ kiến thức báo cáo hoàn thành Em xin chân thành cảm ơn! CHƯƠNG TỔNG QUAN MƠ HÌNH KIỂM SỐT XE RA, VÀO BÃI ĐỖ XE SỬ DỤNG PIC 18F4520 2.1Lời mở đầu 2.1.1 Lý chọn đề tài Cùng với phát triển công nghệ khoa học kỹ thuật, hệ thống giao thông thông minh dần trở thành công cụ hỗ trợ đắc lực cho người Có nhiều nhiều thành tựu khoa học cơng nghệ giao thông vận tải giúp nhà quản lý giám sát điều khiển di chuyển, hoạt động phương tiện giao thông đô thị lớn Một số hệ thống đếm xe vào bãi đỗ xe Hệ thống làm đơn giản thực nhanh chóng q trình gửi, lấy quản lý xe Trong năm gần đây, số lượng phương tiện giao tham gia giao thông ngày tăng lên nhu cầu lại, sản xuất người dân ngày nhiều Lưu lượng phương tiện giao thông sử dụng nơi công cộng lớn, nhu cầu bãi đỗ xe lớn Với bãi đỗ lớn, số lượng xe nhiều cần phải có mạch điện giúp đỡ cho việc điều khiển cho việc điều khiển quản lý số lượng xe, có lượng xe vào lớn mức cho phép gây cản trở lưu thông bãi đỗ cần phải giới hạn số lượng xe Vì cần thiết kế mạch đếm quản lý số lượng xe bãi đỗ Từ vấn đề thực tế trên, em thực đề tài “Thiết kế mơ hình kiểm sốt xe vào bãi đỗ xe sử dụng PIC 18F4520” 2.1.2 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu thiết kế mơ hình kiểm sốt xe vào bãi đỗ xe Việt Nam 67 - Nắm tình hình thực tế lưu lượng, quản lý phương tiện Việt Nam tìm hiểu thêm nhiều hệ thống đạt giới 4.12 Kết chưa đạt - Tính thẩm mỹ mạch mơ hình chưa cao - Hệ thống cịn đơn giản 4.13 Đánh giá - Mạch chạy theo yêu cầu - Cảm biến nhạy xác nhận diện xe vào, 4.14 Kết luận chương Kết thúc chương này, ta hiểu rõ từ yêu cầu thiết cấu trúc, nguyên lý hoạt động đến thiết kế toàn hệ thống Hệ thống gồm bốn khối Nguyên lý hoạt động: hai cảm biến tiệm cận phát xe vào, gửi tín hiệu tới PIC18F4520 xử lý, sau hiển thị hình, đồng thời đèn sáng phát bãi đỗ đầy xe Thiết kế cịn đơn giản, chưa có tính thẩm mĩ cao đáp ứng yêu cầu hoạt động đưa trước Ngồi ra, kiểm tra hoạt động như: quan sát hệ thống hoạt động hiển thị số xe, tổng số xe hoạt động bình thường, hiển thị đầy xe cảnh báo đèn sáng bãi đỗ đầy xe Cài đặt tổng số xe cho hệ thống Cho hệ thống hoạt động liên tục để đánh giá độ xác, hiệu suất hệ thống Từ nhận định kết đạt hiểu biết tình hình thực tế, vấn đề bất cập xã hội quản lý phương tiện giao thông, ứng dụng vi điều khiển PIC vào thiết kế, hệ thống đảm bảo u cầu kiểm sốt lượng xe xác nhanh nhạy kết chưa đạt hệ thống tính thẩm mĩ, tính ứng dụng đa dạng giải triệt để bất cập việc quản lý phương tiện giao thông, đưa đánh giá khách quan, trung thực để góp phần cải thiện phát triển hệ thống sau 68 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Thiết kế hệ thống kiểm soát xe vào bãi đỗ đề tài thú vị Hiện tương lai không Việt Nam mà toàn Thế Giới nhu cầu việc gửi xe ngày lớn, việc bãi đỗ xe mọc lên ngày nhiều, hệ thống đếm xe vào bãi đỗ phương án giải tối ưu cho việc quản lý số lượng xe bãi đỗ tìm kiếm vị trí xe tránh ùn tắc chỗ đỗ xe Về ưu điểm sản phẩm khơng giải nhu cầu quản lý bãi đỗ đếm lưu lượng xe vào bãi đỗ mà cịn có chức cảnh báo bãi đỗ đầy đèn báo, hiển thị số xe đỗ bãi, có chức cài đặt tổng số xe cho bãi đỗ lưu thông số hệ thống gặp cố điện Tuy nhiên thời gian gấp rút việc hồn thiện sản phẩm nên sản phẩm cịn số hạn chế thiết kế cịn thơ sơ, chưa có tính thẩm mĩ cao Và lần thực đề tài nên có nhiều thiếu sót, nhiều bước thiết kế cịn chưa hồn chỉnh Về hướng phát triển sản phẩm hệ thống đếm xe vào bãi đỗ xe giải phần quản lý lưu lượng xe bãi đỗ, vấn đề tồn bãi đỗ nhiều tiết kiệm diện tích, đọc biển số xe, hệ thống chắn vào, … Chính việc giải vấn đề đến việc hoàn thiện hệ thống bãi đỗ xe tự động thông minh Hy vọng tương lai khơng xa, có hệ thống bãi đỗ xe thơng minh ta xây dựng lên Trong trình thực đồ án em gặp khơng khó khăn việc cài đặt thiết bị, lên ý tưởng thực hiện…nhưng với nhiệt tình giúp đỡ sinh viên cô Lê Thị Trang Em hồn thành đồ án tốt nghiệp Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô Lê Thị Trang làm cho em, hướng dẫn tạo điều kiện cho em hoàn thiện đồ án cách tốt Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô ban hội đồng 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO Vũ Trung Kiên – Phạm Văn Chiến – Nguyễn Văn Tùng [2014], “Giáo trình vi điều khiển PIC”, Nhà xuất khoa học kĩ thuật Hà Nội Nguyễn Đình Phú(2007), "Vi xử lý 2", Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, thành phố Hồ Chí Minh Phạm Thị Thanh Huyền – Nguyễn Ngọc Anh – Nguyễn Thị Minh Tâm (2016), "Giáo trình Linh kiện điện tử", Đại học Sư Phạm, Hà Nội WEBSITE tham khảo: https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39631E.pdf http://dienelectric.com/cam-bien-tiem-can-proximity-sensors,-phan-loaiva-ung-dung-709.1292.n.html https://toc.123doc.net/document/140626-i-nguyen-ly-hoat-dong-cua-lcd1602a.htm 70 PHỤ LỤC Code PIC18F4520 #include #include #define max_car_add 10 //Dia chi eeproom so xe cuc dai #define quantity_car_add 30 //Dia chi eeproom so xe hien tai //ĐỊnh nghĩa nút nhấn chức #define Set_BT RC0 // Nút nhấn Set - Chân RC0 #define Next_BT RC1 #define Up_BT RC2 // Nút nhấn Next - Chân RC1 // Nút nhấn Up - Chân RC2 #define Down_BT RD0 // nút di Down - Chân RD0 #define TRIS_Set_BT TRISC0 // Cài đặt RC0 nút nhấn Setting - chế độ input #define TRIS_Next_BT TRISC1 // Cài đặt chân RC1 nút nhấn Down - chế độ input #define TRIS_Up_BT TRISC2 // Cài đặt chân RC2 nút nhấn Up - chế độ input #define TRIS_Down_BT TRISD0 - chế độ input //Define for Led test #define Led_test RD2 #define TRIS_Led_test TRISD2 // Cài đặt chân RD0 nút nhấn Down 71 //Định nghĩa chân đầu chip pic cho LCD #define LCD_ENABLE_PIN PIN_B3 #define LCD_RS_PIN PIN_B5 #define LCD_RW_PIN PIN_B4 #define LCD_DATA4 PIN_B2 #define LCD_DATA5 PIN_B1 #define LCD_DATA6 PIN_B0 #define LCD_DATA7 PIN_D7 // Định nghĩa chân nhận tín hiệu đầu vào cho cảm biến #define Sensor_A RD5 #define Sensor_A_tris TRISD6 #define Sensor_B RD6 #define Sensor_B_tris TRISD6 #include int32 millis = 0,count = 0,old_time =0 ; // Định nghĩa timer cho pic #int_timer0 void Interrupt_TMR0() // Đây chương trình ngắt timer { // T = (65535-61628)*4*128*(1/20000000) = 100ms millis = millis + 1; set_timer0(61628); } 72 Signed int process_control = ; Signed int main_process_control = ; signed int16 max_car = 50; signed int16 quantity_car = 0, test_eep = ; void main_ini(); // Hàm khởi tạo cho chương trình chính, khởi tạo giá trị ban đầu cho biến void write_float_eeporm(long int n, float data); // Hàm ghi liệu float vào nhớ rom float read_float_eeprom(long int n); // Hàm đọc liệu từ nhớ rom void write_int32_eeporm(long int n, int32 data); // Ghi liệu số nguyên vào nhớ rom int32 read_int32_eeprom(long int n); // Đọc liệu số nguyên từ nhớ room void control_input_value_int(int8 *input_value); // DÙng để cài đặt liệu đầu vào, Cài đặt tăng giảm số lượng xe bãi đỗ xe void control_input_value_float(float *input_value); // Không dùng void set_number_car(); // Hàm cài đặt số lượng xe cho bãi đỗ void check_sensor(); void test_timer(); void main_process(); void main() { main_ini(); // Hàm kiểm tra sensor // Hàm kiểm tra timer // Hàm thực chương trình 73 lcd_init(); lcd_gotoxy(1,1); lcd_putc(" He thong "); lcd_gotoxy(1,2); lcd_putc("Dem xe vao"); delay_ms(1000); SETUP_TIMER_0(RTCC_INTERNAL|RTCC_DIV_128); enable_interrupts(INT_TIMER0); enable_interrupts(GLOBAL); set_timer0(61628); // Kích hoạt ngắt timer // kích hoạt chế độ ngắt tồn cục // Cài đặt timer0 100ms test_eep = read_float_eeprom(40); // Đọc biến test từ nhớ while(TRUE) { //test_timer(); // check_sensor(); main_process(); // Thực chương trình if (Set_BT == ) { set_number_car(); đỗ } } } void main_ini() { //Set Pin OF LCD is Output TRISB3 = ; // Hàm thực cài đặt tổng số xe cho bãi 74 TRISB5 = ; TRISB4 = ; TRISB2 = ; TRISB1 = ; TRISB0 = ; TRISD7 = ; TRIS_Led_test = ; TRIS_Up_BT = 1; TRIS_Down_BT = 1; TRIS_Set_BT = 1; TRIS_Next_BT = 1; Sensor_A_tris = 1; Sensor_B_tris = 1; //Tat led Led_test = ; // Read eeprom max_car = read_float_eeprom(max_car_add); // Ghi tổng số xe vào nhớ rom quantity_car = read_float_eeprom (quantity_car_add); // ghi số xe có bãi đỗ nhớ rom } void write_float_eeporm(long int n, float data) 75 { int i; for (i=0;i