2 TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ o0o ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỀ TÀI “THIẾT KẾ MẠCH ĐO ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU TỪ 0 5V SỬ DỤNG PIC18F4520 HIỂN THỊ LCD” NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN NHÓM 20 NGUYỄN HOÀNG QUY.
2 TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ -o0o - ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỀ TÀI: : “THIẾT KẾ MẠCH ĐO ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU TỪ 0- 5V SỬ DỤNG PIC18F4520 HIỂN THỊ LCD” NHĨM SINH VIÊN THỰC HIỆN: NHĨM 20 NGUYỄN HỒNG QUYỀN MSV: 2020605046 ĐÀO VIẾT TUÂN MSV: 2020606104 TRẦN TUYẾT NHI MSV: 2020605949 GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN: NGUYỄN VĂN TÙNG HÀ NỘI, 02 THÁNG 12 NĂM 2022 LỜI NÓI ĐẦU Ngày với tiến khoa học kỹ thuật, đặc biệt ngành Kỹ thuật Điện tử Đời sống xã hội ngày phát triển cao dựa ứng dụng khoa học vào đời sống Vì mà cơng nghệ điện tử mang tính tự động ngày đƣợc ứng dụng rộng rãi Trong có đóng góp khơng nhỏ kỹ thuật vi điều khiển Các vi điều khiển đựơc ứng dụng rộng rãi thâm nhập ngày nhiều lĩnh vực kỹ thuật đời sống xã hội Hầu hết thiết bị đƣợc điều khiển tự động từ thiết bị văn phòng thiết bị gia đình dùng vi điều khiển nhằm đem lại tiện ghi cho ngƣời thời đại cơng nghiệp hố, đại hoá Điện áp đại lƣợng quan trọng kĩ thuật điện– điện tử, mốn điều khiển thiết bị hay linh kiện điện tử ta phải quan tâm đến điện áp để điều khiển Thị trƣờng sản xuất loại đồng hồ ,tuy đo điện áp nhƣng ko thực xác, việc chế tạo loại thiết bị đo có độ xác cao cần thiết Sau thời gian học tập rèn luyện trƣờng Đại Học Công Nghiệp Hà Nội, chuyên ngành Kĩ thuật máy tính, đƣợc đồng ý GVHD: NGUYỄN VĂN TÙNG em tiến hành thực đồ án sở ngành : “THIẾT KẾ MẠCH ĐO ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU TỪ 0-5V SỬ DỤNG PIC18F4520 HIỂN THỊ LCD” Với mong muốn đáp ứng đƣợc yêu cầu đặt việc nghiên cứu, đo lƣờng điện áp chiều Từ điều khiển sử lý điện cách xác Đặc biệt nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn hai GVBM PHẠM VĂN CHIẾN GVHD NGUYỄN VĂN TÙNG tận tình bảo chúng em thời gian làm đồ án Hà Nội, ngày 22 tháng 12 năm 2022 Nhóm 20 TĨM TẮT ĐỒ ÁN Đồ án trình bày mạch đo điện áp chiều từ 0-5V thị LCD16x2 Để phục vụ tốt cho việc làm đồ án nhóm chúng em chọn Pic18f4520 học tập mơn Vi Xử lí điều khiển để ứng vào hoàn thiện mạch Tiếp đến LCD16x2 đƣợc sử dụng rộng rãi sống ngày Sử dụng lập trình Mplap để viết chạy code, điều khiểu ADC cho mạch Thử nghiệm mạch chạy boardtest Chạy mạch thật Đánh giá sản phẩm mở rộng đề tài MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU TÓM TẮT ĐỒ ÁN CHƢƠNG I GIỚI THIỆU 10 1.1 TỔNG QUAN 10 1.2 NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI 10 CHƢƠNG II: VI ĐIỀU KHIỂN PIC18F4520 10 2.1 GIỚI THIỆU VỀ PIC 10 2.2 SƠ LƢỢC VỀ VI ĐIỀU KHIỂN PIC 18F4520 10 2.2.1 Sơ đồ chân chức chân PIC18f4520 10 2.2.2 Nhận xét 16 2.3 CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA PIC18F4520 17 2.3.1 Cấu trúc tổng quát 17 2.3.2 Sơ đồ khối 18 2.4 GIỚI THIỆU VỀ LINH KIỆN SỬ DỤNG 20 2.4.1 Điện trở 20 2.4.2 Led đơn 20 2.4.3 Tụ điện (cap) 21 2.4.4 Cổng (Header) 22 2.4.5 Nút nhấn (Button) 22 2.4.6 Thạch anh 23 2.4.7 Tụ gốm 24 2.4.8 Biến trở 24 2.5 LIQUID CRYSTAL DISPLAY (LCD) 25 2.5.1 GIỚI THIỆU VỀ LCD 16x2: 25 2.5.1.1 SƠ ĐỒ CHÂN VÀ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA LCD 25 2.5.1.2 Chức chân LCD 26 2.5.2 HIỂN THỊ KÝ TỰ TRÊN LCD 28 2.5.2.1 Nguyên tắc hiển thị 28 2.5.2.2 Mã lệnh LCD 29 2.5.2.3 Một số mã lệnh 30 CHƢƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THỰC HIỆN PHẦN MỀM 31 3.1 Thiết kế thực 31 3.1.1 Sử dụng phần proteus 8.11 pro 31 3.1.1.1 Mạch mô 31 3.1.2 Sử dụng phần Altium Design Summer09 31 3.1.2.1 Mạch nguyên lí 32 3.1.2.2 Mạch in 33 3.1.3 Sử dụng phần mềm Mplap 34 3.1.3.1 Viết code chạy code 35 3.1.3.2 Lƣu đồ thuật toán 38 CHƢƠNG IV THIẾT KẾ VÀ THỰC HIỆN PHẦN CỨNG 41 4.1 Thiết kế thực 41 4.1.2 Lựa chọn linh kiện 43 4.1.3 In mạch 43 4.1.4 Ngâm mạch 43 4.1.5 Hàn mạch 43 4.1.6 Chạy thử Boardtest 44 CHƢƠNG V KẾT QUẢ THỰC HIỆN 45 5.1 Kết 45 CHƢƠNG VI KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 46 6.1 Kết luận .46 6.2 Hƣớng phát triển 46 CHƢƠNG VII TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 CHƢƠNG VIII PHỤ LỤC 48 Lời mở đầu Ngày với tiến khoa học kỹ thuật, đặc biệt ngành Kỹ thuật Điện tử Đời sống xã hội ngày phát triển cao dựa ứng dụng khoa học vào đời sống Vì mà cơng nghệ điện tử mang tính tự động ngày đƣợc ứng dụng rộng rãi Trong có đóng góp khơng nhỏ kỹ thuật vi điều khiển Các vi điều khiển đựơc ứng dụng rộng rãi thâm nhập ngày nhiều lĩnh vực kỹ thuật đời sống xã hội Hầu hết thiết bị đƣợc điều khiển tự động từ thiết bị văn phòng thiết bị gia đình dùng vi điều khiển nhằm đem lại tiện ghi cho ngƣời thời đại cơng nghiệp hố, đại hố Điện áp đại lƣợng quan trọng kĩ thuật điện–điện tử, mốn điều khiển thiết bị hay linh kiện điện tử ta phải quan tâm đến điện áp để điều khiển Thị trƣờng sản xuất loại đồng hồ ,tuy đo điện áp nhƣng ko thực xác, việc chế tạo loại thiết bị đo có độ xác cao cần thiết Sau thời gian học tập rèn luyện trƣờng Đại Học Công Nghiệp Hà Nội, chuyên ngành Kĩ thuật máy tính, đƣợc đồng ý GVHD Nguyễn Văn Tùng em tiến hành thực đồ án sở ngành : “THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG KIT PHÁT TRIỂN PIC 18F4520, MẠCH ĐO ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU TỪ 0-5V HIỂN THỊ LCD” Với mong muốn đáp ứng đƣợc yêu cầu đặt việc nghiên cứu, đo lƣờng điện áp chiều Từ điều khiển sử lý điện cách xác 12 Hình Sau giới thiệu cấu tạo chân loại 40 chân (40 Pin PDIP): • Chân 1( MCLR /VPP/RE3) - MCLR đầu vào Master Clear (reset) hoạt động mức thấp dể reset toàn thiết bị - VPP dùng để thay đổi điện áp đầu vào - RE3 đầu vào số Các chân thuộc cổng vào Port A: • Chân 2(RA0/AN0):với RA0 cổng vào số, AN0 đầu vào tƣơng tự Input0 • Chân 3(RA1/AN1): RA1 cổng vào số, AN1 đầu vào tƣơng tự Input1 • Chân 4(RA2/AN2/VREF+): RA2 cổng vào số, AN2 đầu vào tƣơng tự Input2 VREF+ đầu vào tƣơng tự chuyển đổi A/D điện áp tham chiếu(mức thấp), CVREF đầu tƣơng tự để so sánh điện áp chuẩn • Chân 5(RA3/AN3/VREF-/CVREF ): RA3 cổng vào số, AN3 đầu vào tƣơng tự Input3 đầu vào tƣơng tự chuyển đổi A/D điện áp VREFtham chiếu(mức cao) • Chân 6(RA4/T0CKI/C1OUT): RA4 đầu vào số,T0CKI dầu vào xung bên Timer0, C1OUT đầu so sánh • Chân 7(RA5/AN4/ SS /HLVDIN/C2OUT): RA5 cổng vào só, AN4 đầu vào tƣơng tự Input 4, SS chọn đầu vào phụ thuộc SPI, HLVDINđầu vào tƣơng tự để dò điện áp, C2OUT đầu so sánh 12 Hình Sau giới thiệu cấu tạo chân loại 40 chân (40 Pin PDIP): • Chân 1( MCLR /VPP/RE3) - MCLR đầu vào Master Clear (reset) hoạt động mức thấp dể reset toàn thiết bị - VPP dùng để thay đổi điện áp đầu vào - RE3 đầu vào số Các chân thuộc cổng vào Port A: • Chân 2(RA0/AN0):với RA0 cổng vào số, AN0 đầu vào tƣơng tự Input0 • Chân 3(RA1/AN1): RA1 cổng vào số, AN1 đầu vào tƣơng tự Input1 • Chân 4(RA2/AN2/VREF+): RA2 cổng vào số, AN2 đầu vào tƣơng tự Input2 VREF+ đầu vào tƣơng tự chuyển đổi A/D điện áp tham chiếu(mức thấp), CVREF đầu tƣơng tự để so sánh điện áp chuẩn • Chân 5(RA3/AN3/VREF-/CVREF ): RA3 cổng vào số, AN3 đầu vào tƣơng tự Input3 đầu vào tƣơng tự chuyển đổi A/D điện áp VREFtham chiếu(mức cao) • Chân 6(RA4/T0CKI/C1OUT): RA4 đầu vào số,T0CKI dầu vào xung bên Timer0, C1OUT đầu so sánh • Chân 7(RA5/AN4/ SS /HLVDIN/C2OUT): RA5 cổng vào só, AN4 đầu vào tƣơng tự Input 4, SS chọn đầu vào phụ thuộc SPI, HLVDINđầu vào tƣơng tự để dò điện áp, C2OUT đầu so sánh 35 Hình15 Hình 16 3.1.3 Sử dụng phần mềm Mplap 36 3.1.3.1 Viết code chạy code #include #include #include #include #define LCD_DATA #define LCD_RS PORTEbits.RE0 #define LCD_RW PORTEbits.RE1 #define PORTD LCD_EN PORTEbits.RE2 char message[32]; unsigned int AD; void Lcd_configure(void);//KHOI TAO LCD void Lcd_Write_Command(char command);//GHI LENH void Lcd_Write_Data(char data);//GHI DATA void Lcd_Write_String (char *str); void ADC0(void); void ADC0(void)//KHOI TAO ADC { // configure A/D convertor OpenADC( ADC_FOSC_32 & ADC_RIGHT_JUST &//don phai ADC_12_TAD, ADC_CH0 & ADC_INT_OFF& //CHAN AN0 //KHONG NGAT 37 ADC_VREFPLUS_VDD& //VDD ADC_VREFMINUS_VSS, //VSS 14);//ADCON1=OX0E;E=14///CHON CHAN AN0 ConvertADC(); // Start conversion while(BusyADC() ); // Wait for completion AD = ReadADC(); CloseADC(); // Read result // Disable A/D converter } void Lcd_configure (void) { Lcd_Write_Command(0x02); Lcd_Write_Command(0x38); Lcd_Write_Command(0x06); Lcd_Write_Command(0x0c); Lcd_Write_Command(0x01); } void Lcd_Write_Command (char command) { LCD_RS = 0; LCD_RW = 0; LCD_EN = 1; LCD_DATA = command; LCD_EN = 0; Delay1KTCYx(10);//10mS } 38 void Lcd_Write_Data (char data) { if(data=='\n') { Lcd_Write_Command(0xC0);//HANG Delay1KTCYx(10);//10mS return; } LCD_RS = 1; LCD_RW = 0; LCD_EN = 1; LCD_DATA = data; LCD_EN = 0; Delay1KTCYx(10);//10mS } void Lcd_Write_String (char *str) { while(*str) { Lcd_Write_Data(*str); str++; } } void main() { float AD1; unsigned int AD2; 39 TRISD=0x00;//OUT PUT TRISE=0X00; TRISA=0X01;//in RA0 ADCON1=0X0E;//-VREF=VSS// +VREF=VDD Lcd_configure(); while(1) { ADC0(); AD1=(float)(AD*5)/1023; AD2=(unsigned int)(AD1*1000);//mV Lcd_Write_Command(0X80);//dau dong sprintf(&message[0],"ADC0 = %4d \nVolt = %d.%d (V) ",AD,AD2/1000,AD2%1000); Lcd_Write_String(&message[0]); } } 3.1.3.2 Lƣu đồ thuật tốn 40 42 Hình 17 42 Hình 17 46 Hình 21 CHƢƠNG VI: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 KẾT LUẬN - Sản phẩm hoạt động ổn định độ xác cao,có độ xác mà loại đồng hồ số khơng có đƣơc - Thiết bị đo đƣợc so sánh tham chuẩn với số loại đông hồ khác số lẫn cho đƣợc giá trị xác cao hẳn 6.2 HƢỚNG PHÁT TRIỂN - Đề tài phát triển thành thiết bị đo điện áp xoay chiều,đo dòng điện,điện trở 46 Hình 21 CHƢƠNG VI: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 KẾT LUẬN - Sản phẩm hoạt động ổn định độ xác cao,có độ xác mà loại đồng hồ số khơng có đƣơc - Thiết bị đo đƣợc so sánh tham chuẩn với số loại đông hồ khác số lẫn cho đƣợc giá trị xác cao hẳn 6.2 HƢỚNG PHÁT TRIỂN - Đề tài phát triển thành thiết bị đo điện áp xoay chiều,đo dòng điện,điện trở 46 Hình 21 CHƢƠNG VI: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 KẾT LUẬN - Sản phẩm hoạt động ổn định độ xác cao,có độ xác mà loại đồng hồ số khơng có đƣơc - Thiết bị đo đƣợc so sánh tham chuẩn với số loại đông hồ khác số lẫn cho đƣợc giá trị xác cao hẳn 6.2 HƢỚNG PHÁT TRIỂN - Đề tài phát triển thành thiết bị đo điện áp xoay chiều,đo dòng điện,điện trở 46 Hình 21 CHƢƠNG VI: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 KẾT LUẬN - Sản phẩm hoạt động ổn định độ xác cao,có độ xác mà loại đồng hồ số khơng có đƣơc - Thiết bị đo đƣợc so sánh tham chuẩn với số loại đông hồ khác số lẫn cho đƣợc giá trị xác cao hẳn 6.2 HƢỚNG PHÁT TRIỂN - Đề tài phát triển thành thiết bị đo điện áp xoay chiều,đo dòng điện,điện trở 47 - Dựa ngun lí mạch chuyển đổi thành mạch đo nhiệt độ,mạch đo lƣu lƣợng nƣớc,sức gió… 49 Hình 14 34 Hình 15 35 Hình 16 35 Hình 17 41 Hình 18 42 Hình 19 43 Hình 20 44 Hình 21 45 49 Hình 14 34 Hình 15 35 Hình 16 35 Hình 17 41 Hình 18 42 Hình 19 43 Hình 20 44 Hình 21 45 ... chúng em thời gian làm đồ án Hà Nội, ngày 22 tháng 12 năm 2022 Nhóm 20 TĨM TẮT ĐỒ ÁN Đồ án trình bày mạch đo điện áp chiều từ 0-5V thị LCD16x2 Để phục vụ tốt cho việc làm đồ án nhóm chúng em chọn... thực đồ án sở ngành : “THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG KIT PHÁT TRIỂN PIC 18F4520, MẠCH ĐO ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU TỪ 0-5V HIỂN THỊ LCD” Với mong muốn ? ?áp ứng đƣợc yêu cầu đặt việc nghiên cứu, đo lƣờng điện áp. .. hoá Điện áp đại lƣợng quan trọng kĩ thuật điện? ?? điện tử, mốn điều khiển thiết bị hay linh kiện điện tử ta phải quan tâm đến điện áp để điều khiển Thị trƣờng sản xuất loại đồng hồ ,tuy đo điện áp