công nghiệp vi điện tử

công nghiệp vi điện tử

1 MC LC Lu 4  5  LÝ THUYT 5 1.1. Lý thuyt cm bin 5 1.1.1. Cm bin 5 1.1.2. Phân loi cm bin 6 1.1.3. ng dng 8 u khin PIC 16F877A 9  u khin PIC 16F877A 9 1.2.2. Mt vài thông s v u khin PIC 16F877A 9  khu khin PIC 16F877A 11 1.2.4. T chc b nh 11 1.1.5. Các cng xut nhp ca PIC 16F877A 12 1.2.6. Ngt (Interrupts) 14 1.1.7. TIMER 15 1.2.8. ADC 20  23 THIT K H THNG 23 2.1. Tng quan v mu khin và khng ch nhi 23 2.1.1. Gii thiu chung 23 2.1.2. Mu 23 2.1.3. Kho sát h thng 23 2.2. Thit k phn cng 25  khi tng quát 25  nguyên lý h thng. 26  chi tit các khi 27 2.2.4. Linh kin s dng 29 2.3. Thit k phn mm 31 2.3.1.  thuu khin chung 31  thut toán hin th 33  34 2 KT QU C 34 3.1. Sn phm 34 ng phát trin 35 TÀI LIU THAM KHO 36 PH LC 37 DANH SÁCH HÌNH NH  h thu khin 5  nhà thông minh. 6 Bng 1.1. Phân long kích thích 7 Bng 1.2. Phân lo 8  chân PIC 16F877A 9  khu khin PIC16F877A 11  khi ca Timer0. 16  khi ca Timer1. 17  khi Timer2. 19  khi b chuyi ADC. 21 t qu chuyi AD. 22  . 24  khi h thng. 25  nguyên lý h thng 26 Hình 1.13. Khi cm bin 27 Hình 1.14. Khi thit nhi. 27 Hình 1.15. Khi hin th. 28 Hình 1.17. Hình nh LM35. 29 Hình 1.18. Hình nh PIC16F877a. 30 Hình 1.19. Hình nh Transistor. 30 Hình 1.20. Hình n tr. 30 3 Hình 1.21. Hình nh Thch anh. 31 Hình 1.22. Hình nh Transistor. 31  thut toán. 32  thut toán hin th 33 Hình 1.25. Sn phm c 34 Hình 1.26. Hình mch in lp BOTTOM 34  linh kin lp TOP 35 4 Lời nói đầu Ngày nay khoa ht phát trin rt mnh m c ng dng trong tt c c ca cuc sng. Vi s phát tria nn công nghin t vi vii các vi mch c va (MSI), c ln (LSI), và cc ln (VLSI) có kh i giá thành h và kh ng dng ngày càng rng rãi. Vic ng dng khoa hc k thu ng, tit kim chi phí, ng các yêu cu ngày càng cao ci là rt cn thit. Hin nay có rt nhiu ng dc ng dng mang tính thc ti thông minh, nh nhi trang tr tài thc t ch t k mu khin và khng ch nhi M gng rt nhiu trong thi gian thc hi tài  tránh khi nhng sai sót do kin thm còn hn ch. Rc s góp ý t các thy cô và các b  t kt qu t Xin chân thành cy giáo Nguyng dn em hoàn th tài này ! 5 Chƣơng 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1. Lý thuyết cảm biến 1.1.1. Cảm biến Cm bin là thit b t thit b n t cm nhn nhng ng và bii thành các tín hin. Các tín hin này i tùy thuc vào s i cng. Da vào s  bit lúc nào cn hiu chu khin và x m bic coi là mt trong ba thành phn ca mt h thu khin. Hình 1.1. Sơ đồ hệ thống điều khiển  trên mô t mt h thu khin trong thc t, gm 3 khn : Khi cm bin, khu khin và khi thiu ra. Nguyên lý chung c c him nhc s i cng bên ngoài, khi cm bin s truyn tín hiu ti khu khin (có th thông qua b bii, khui) ti khu khin. Khu khic lp trình sn, luôn luôn ch tín hiu t cm bin và x lý các thit b trong khi thit b u ra. y có th thy rng trong sn xut, cm bit sc quan trng, u tiên nhn bit thông tin v  t i s dng hay thit b u khi  x u khin theo ý mun. Xét ví d n v cm bic ht phc s tin nghi và thoi tính t ng hóa và thi hành  mc  cao, tit king và nhiên ling dn nghiên cu t T chn t công nghip ca Nh m bin là loi c bit là các ng dng trong nhà chim khong 20% s sn phm cm bin. Nhà hii yêu cu rt nhiu cm bi ng các yêu cu : u khin : Yêu cu cm bin nhi m, t gió, nm th chc, rác, trng, áp lc, quan sát, khí, rò khí, chng cháy, chng n  KHỐI ĐIỀU KHIỂN CẢM BIẾN THIẾT BỊ ĐẦU RA 6 An ninh : Cm bin nhit, bc x hng ngoi, khói, khí d cháy nn, qua nhit, rung, cm bin siêu âm ca s ra vào, nhn din và ghi nhn ging nói, du tay, khuôn mu khing yêu cu cm bi tc) , nhi, mc, ánh sáng mt tr sáng phòng. Hình 1.2. Sơ đồ nhà thông minh. S phát trin ca các h thng cm bic nhiu thành tu trong 2 thp k n ca cm bii Lion theo tín hiu ch o và tín hiu th yu thì vn còn nguyên giá tr nguyên lý v 6 loi cm bin, t, bc x, hóa cht. 1.1.2. Phân loại cảm biến Các b cm bic phân loi theo n sau:  Theo nguyên lý chuyi ging và kích thích. Hing Chuyng và kích thích Hing vt lý  Nhin  n  Quang t  n t  i  T n  Nhit t Hóa hc  Bii hóa hc  Bii n hóa  Phân tích ph 7 Bảng 1.1. Phân loại theo đáp ứng kích thích  Phân loa b cm bin Sinh hc  Bii sinh hóa  Bii vt lý  Hiu  sng Âm thanh  Biên pha, phân cc  Ph  T truyn sóng n  n  n thn áp   ng(biên, pha, phân cc, ph) T  T ng  T thông,  t ng   t thm Quang  Biên pha, phân cc, ph  T truyn  H s, phát x,khúc x  H s hp th   V trí  Lc, áp sut  Gia tc, vn tc  ng su cng  Khng, t trng Nhit  Nhi  ng  Nhit dung, t nhit Bc x  Kiu(hng ngoi, t ngo  ng   8   nhy   chính xác   phân gii   tuyn tính  Công sut tiêu th  Di tn   tr   chn lc  Kh i  T ng   nh  Tui th  u king  c, trng Bảng 1.2. Phân loại theo tính năng  Phân loi theo phm vi s dng Cm bic s dng trong nhi Công nghip, nghiên cu khoa h  ng, thông tin vin thông, nông nghip, dân dng,  và quân s  Phân loi theo thông s ca mô hình mch thay th + Cm bin tích cu ra là ngun dòng hoc ngun áp. + Cm bin th ng hoc ch t bi các thông s tuyn tính hoc phi tuyn. Thông s k thun ca b cm bin :  Dng nh phân gii và kh    nhy và tính tuyn tính ca thit b  Sai s  chính xác  ng  Mt s thông s t tiêu th, tr c, trng thit b và các thông s  1.1.3. Ứng dụng   -  n, tn s    9 Trong quân s : Các cm bin s du khin máy bay do thám, không i lái. Áp dng trong các công ngh tàu ng, tàu ngm, tên l Trong công nghip : Các cm bim sn phm, h thng kim soát nhi trong các lò luyn thép, các h thng kim soát thông s trong nhà máy hóa ch Trong dân dng : Cm bin trong h th, áp su m, ánh sáng, cm bin khói, cm bi 1.2. Vi điều khiển PIC 16F877A 1.2.1. Sơ đồ chân vi điều khiển PIC 16F877A Hình 1.3. Sơ đồ chân PIC 16F877A 1.2.2. Thông số kỹ thuật vi điều khiển PIC 16F877A u khin thuc h PIC16Fxxx vi tp lnh gm 35 l dài 14 bit. Mi lc thc thi trong mt chu kì xung clock. T hong t phép là 20 MHz vi mt chu kì lnh là 200ns. B nh  nh d liu 368x8 byte RAM và b nh d liu EEPROM vng 256x8 byte. S PORT I/O là 5 vi 33 pin I/O. 10 c tính ngoi vi bao gm các khi ch  Timer0: b m 8 bit vi b chia tn s 8 bit.  Timer1: b m 16 bit vi b chia tn s, có th thc hin chm da vào xung clock ngou khin hong  ch  sleep.  Timer2: b m 8 bit vi b chia tn s, b postcaler. Hai b u ch  rng xung.  Các chun giao tip ni tip SSP (Synchronous Serial Port), SPI và I2C. Chun giao tip ni tip USART va ch.  Cng giao tip song song PSP (Parallel Slave Port) vu khin RD, WR, CS bên ngoài.  c tính Analog: 8 kênh chuyi ADC 10 bit. Hai b so sánh.  B nh flash vi kh c 100.000 ln. B nh EEPROM vi kh  c 1.000.000 ln. D liu b nh EEPROM có th    ni s u khin ca phn mm. Nch n ICSP (In Circuit Serial Programming) thông qua 2 chân. Watchdog Timer vi b dao ng trong. Cho m  Sleep. Có th hong vi nhiu dng Oscillator khác nhau. [...]... RA0 của vi điều khiển Biến trở làm nhiệm vụ tạo thế chuẩn để lấy mẫu chính xác trong ADC Tụ điện để chống nhiễu cho đầu ra LM35 b Khối thiết đặt nhiệt độ Hình 1.14 Khối thiết đặt nhiệt độ Khối này gồm 3 công tắc một đầu đƣợc nối trở treo lên nguồn và đƣa vào các chân của vi điều khiển, một đầu đƣợc nối đất Bình thƣờng là mức cao khi nhấn công tắc lập tức đƣợc nối đất Nhờ vào đặc tính này mà vi điều... thời gian nghiên cứu và tìm hiểu thi công, em đã hoàn thành sản phẩm đề tài thực tập chuyên ngành đáp ứng đƣợc yêu cầu đề ra Sản phẩm gồm 2 phần :  Mạch điện tử  Báo cáo hoàn thành 3.2 Hƣớng phát triển Tuy sản phẩm đã hoàn thành nhƣng giá thành còn cao, mạch vẫn bị can nhiễu do đó hƣớng phát triển của đề tài là hƣớng cao hơn là thực tập tốt nghiệp và đề tài tốt nghiệp Với các tính năng truyền thông... hoàn chỉnh các tính năng và đƣa vào thực tế nhƣ một sản phẩm tiện ích 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trƣờng ĐH CNTT & TT – Kỹ thuật vi xử lý [2] CCS manual, http:// microchip.com [3] Kỹ thuật mạch điện tử , Phạm Minh Hà, NXB KHKT [4] http://www dientuvietnam.net/ [5] http:// www.picvietnam.com/ [6] http://www.microchip.com/ 36 ...1.2.3 Sơ đồ khối vi điều khiển PIC 16F877A Hình 1.4 Sơ đồ khối vi điều khiển PIC16F877A 1.2.4 Tổ chức bộ nhớ Cấu trúc bộ nhớ của vi điều khiển PIC16F877A bao gồm bộ nhớ chƣơng trình (program memory) và bộ nhớ dữ liệu (data memory) Bộ nhớ chƣơng trình của vi điều khiển PIC16F877A là bộ nhớ flash , dung lƣợng bộ nhớ 8k word (1 word= 14bit)... của vi điều khiển đƣợc thể hiện một cách rõ ràng Một cổng xuất nhập của vi điều khiển bao gồm nhiều chân (I/O pin), tùy theo cách bố trí và chức năng của vi điều khiển mà số lƣợng cổng xuất nhập và số lƣợng chân trong mỗi cổng có thể khác nhau Bên cạnh đó, do vi điều khiển đƣợc tích hợp sẵn bên trong các đặc tính giao tiếp ngoại vi nên bên cạnh chức năng là cổng xuất nhập thông thƣờng, một số chân xuất... điều khiển bộ so sánh điện áp ADCON1 (địa chỉ 9Fh) : thanh ghi điều khiển bộ ADC  Port B Port B (RPB) gồm 8 pin I/O Thanh ghi điều khiển xuất nhập tƣơng ứng là TRISB Bên cạnh đó một số chân của Port B còn đƣơc sử dụng trong quá trình nạp chƣơng trình cho vi điều khiển với các chế độ nạp khác nhau Port B còn liên quan đến ngắt ngoại vi và bộ Timer0 Port B còn đƣợc tích hợp chức năng điện trở kéo lên đƣợc... điều khiển và khống chế nhiệt độ 2.1.1 Giới thiệu chung Mạch điều khiển và khống chế nhiệt độ là mạch điện tử thực hiện chức năng hiển thị và khống chế nhiệt độ trong một khoảng nào đó phù hợp với yêu cầu cũng nhƣ tính năng của các hệ thống Chúng ta có thể thực hiện chức năng điều khiển các thiết bị ngoại vi theo yêu cầu thực tế Trên thị trƣờng hiện nay cũng có nhiều sản phẩm ứng dụng từ mạch điều khiển... cứu 2.1.2 Mục đích yêu cầu Đầu vào là nhiệt độ môi trƣờng thông qua bộ cảm biến và bộ vi xử lý để hiển thị qua LED 7 thanh và thực hiện điều khiển thiết bị ngoại vi Do đó yêu cầu nhƣ sau :     Hiển thị chính xác nhiệt độ môi trƣờng qua led 7 thanh Kiểm soát và điều khiển trong dải nhiệt độ xác định Mạch làm vi c ổn định, tốc độ đáp ứng nhanh Chi phí thấp , khả năng áp dụng vào thực tế lớn 2.1.3... Mô tả chức năng của hệ thống :  Khối cảm biến : Làm nhiệm vụ lấy đối tƣợng là nhiệt độ môi trƣờng sau đó chuyển thành tín hiệu điện và gửi tới khối điều khiển trung tâm  Khối thiết đặt nhiệt độ : Khối này thực hiện chức năng thiết lập dải nhiệt độ làm vi c của mạch Tín hiệu điện của khối này đƣợc truyền tới khối xử lý trung tâm  Khối xử lý trung tâm: Khối này làm nhiệm vụ nhận tín hiệu của khối cảm... lý tín hiệu và thực hiện hiển thị ra khối hiển thị , kiểm soát để điều khiển khối thiết bị đầu ra Các công vi c đó đƣợc xử lý bằng lập trình  Khối hiển thị : Thực hiện chức năng hiển thị nhiệt độ và giao diện khi thiết đặt nhiệt độ  Khối điều khiển thiết bị đầu ra: Thực chất là các thiết bị ngoại vi với chức năng thực thi ổn định nhiệt độ, đƣợc điều khiển bởi khối điều khiển trung tâm 25 2.2.2 Sơ . ca cuc sng. Vi s phát tria nn công nghin t vi vi i các vi mch c va (MSI), c ln (LSI), và cc ln (VLSI). theo phm vi s dng Cm bic s dng trong nhi Công nghip, nghiên cu khoa h  ng, thông tin vi n thông,