Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤC Đề mục Trang Trang tựa i Nhiệm vụ đồ án môn học 1 ii Nhận xét của GVHD iii Lời cảm ơn v Mục lục vi Liệt kê hình viii Lời mở đầu ix Chương I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT I.1. Tổng quan về vi điều khiển PIC và PIC 16F877A 2 I.2. Tụ điện thường dùng trong các mạch điện tử 9 I.3. Các điện trở thường dùng trong các mạch điện tử 9 I.4. Led đơn 11 Chương II: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH “HIỆU ỨNG LED ĐƠN DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC” II.1. Nội dung thiết kế 15 II.2. Giới thiệu các linh kiện điện tử dùng trong mạch 15 II.3. Sơ đồ nguyên lý mạch “hiệu ứng led dùng vi điều khiển PIC” 18 II.4. Sơ đồ mạch in 19 II.5. Mạch nạp và chương trình nạp cho PIC 16F877A 20 II.6. chương trình dịch cho hiệu ứng 23 Chương III: MẠCH SAU KHI HOÀN THÀNH 26 Chương IV: KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ 27 Tài liệu tham khảo 28 Phụ lục 29 Thông tin cá nhân 30 LIỆT KÊ HÌNH Hình Trang I.1-PIC 16F877A 5 I.2, H II.1- Sơ đồ chân của PIC 16F877A 5, 15 I.3-Sơ đồ mạch giao tiếp với LED đơn dùng cho PIC 16F877A 8 I.4-Các tụ điện thường dùng trong mạch điện tử 9 I.5-Các điện trở thường dùng trong các mạch điện tử 10 I.6-Các loại LED đơn thường dùng 11 II.2-Điện trở 10K 16 II.3-Tụ thạch anh 20 MHz 16 II.4-Tụ gốm 33pF 16 II.5-Tụ 33pF mắc phối hợp với tụ thạch anh 17 II.6-LED đơn màu đỏ 17 II.7-Điện trở 0.3K 17 II.8-Sơ đồ nguyên lý mạch hiệu ứng LED đơn dùng vi điều khiển PIC 16F877A 18 II.9-Sơ đồ mạch in 19 II.10-Sơ đồ thiết kế mạch nạp PIC – GTP USB 20 II.11-Sơ đồ mạch in của mạch nạp GTP USB 21 II.12-Mạch nạp GTP USB 22 II.13-Hình ảnh giao diện của WinPIC 800 23 II.14a-Mạch sau khi hoàn thành 26 LỜI MỞ ĐẦU Cùng với sự phát triển của khoa học và công nghệ, các thiết bị điện tử đã, đang và sẽ tiếp tục được ứng dụng ngày càng rộng rãi và mang lại hiệu quả trong hầu hết các lĩnh vực khoa học kỹ thuật cũng như trong đời sống xã hội. Trong đó, vi điều khiển đóng vai trò then chốt trong đa số các vi mạch điện tử, đặc biệt trong trong điều khiển tự động. Hiện nay trên thị trường có rất nhiều họ vi điều khiển. Sự lựa chọn Vi điều khiển PIC để thực hiện đồ án này của em bởi vài nguyên nhân sau: Hiện nay tại Việt Nam cũng như trên thế giới, họ vi điều khiển này được sử dụng khá rộng rãi. Điều này tạo nhiều thuận lợi trong quá trình tìm hiểu và phát triển các ứng dụng như: số lượng tài liệu, số lượng các ứng dụng mở đã được phát triển thành công, dễ dàng trao đổi, học tập, dễ dàng tìm được sự chỉ dẫn khi gặp khó khăn,…Những điều này đặc biệt có ý nghĩa đối với người lần đầu tiên tìm hiểu và ứng dụng nó như em. Họ vi điều khiển này dễ dàng tìm mua tại thị trường Việt Nam. Giá thành không quá đắt. Vì là lần đầu tiên tìm hiểu và cũng là lần đầu tiên em tự tay thiết kế, gia công một mạch điện tử nên em nghĩ nên chọn một đồ án cơ bản nằm trong khả năng tìm hiểu và thực thi của bản thân, để thông qua đó có thể hiểu thêm về ứng dụng của các vi điều khiển, các linh kiện điện tử, và đặc biệt là biết được các bước thiết kế, gia công một mạch điện tử, và cách thực hiện một đồ án. Em chọn đồ án là mạch hiệu ứng LED dùng vi điều khiển PIC. Đây là một mạch khá đơn giản, tuy nhiên là lần đầu tiên thực làm ra một sản phẩm như vậy nên em khá vất vả để hoàn thành nó. Là đồ án đầu tiên nên em còn bối rối, kiến thức còn nông cạn, nhiều vấn đề chưa nắm bắt được. Nên chắc chắn còn nhiều thiếu sót. Kính mong thầy cô tận tình chỉ bảo thêm và kính mong các bạn chân thành góp ý kiến. Chương I CƠ SỞ LÝ THUYẾT I.1.TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN PIC VÀ PIC 16F877A: I.1.1. GIỚI THIỆU VỀ PIC: Pic là một họ Vi điều khiển RISC được sản xuất bởi công ty Mycrochip Technology. Dòng Pic đầu tiên là PIC 1650 được phát triển bởi Microelectronics Dicision thuộc General Instrument. PIC là viết tắt của “Programable Intelligent Computer”, có thể tạm dịch là “máy tính thông minh khả trình” do hãng General Instrument đặt tên cho vi điều khiển đầu tiên của họ. Hiện nay có khá nhiều dòng vi diều khiển Pic khác nhau nhưng chúng cùng có chung một số đặc điểm như sau: + Sử dụng công nghệ tích hợp cao RISC CPU. + Người sử dụng có thể lập trình với 35 câu lệnh đơn giản. + Tất cả các câu lệnh thực hiện trong một chu kì lệnh ngoại trừ một số câu lệnh rẽ nhánh thực hiện trong 2 chu kì lệnh. + Tốc độ hoạt động là: - Xung đồng bộ vào là DC- 20MHz. - Chu kì lệnh thực hiện trong 200ns. +Bộ nhớ chương trình Flash 8K* 14 Words. + Bộ nhớ Ram 368*8 bytes. + Bộ nhớ EEPRom 256*8 bytes. Khả năng của bộ vi xử lí này: + Khả năng ngắt lên tới 14 nguồn ngắt trong và ngắt ngoài. + Ngăn nhớ Stack được phân chia làm 8 mức. + Truy cập bộ nhớ bằng địa chỉ trực tiếp hoặc gián tiếp. + Nguồn khởi động lại (POR). + Bộ tạo xung thời gian (PWRT) và bộ tạo dao động (OST). + Bộ đếm xung thời gian (WDT) với nguồn dao động trên chíp ( nguồn dao động RC) hoạt động đáng tin cậy. + Có mã chương trình bảo vệ. + Phương thức cất giữ SLEEP. + Có bảng lựa chọn dao động. + Công nghệ CMOS FLASH/EEPROM nguồn mức thấp tốc độ cao. + Thiết kế hoàn toàn tĩnh. + Mạch chương trình nối tiếp có 2 chân. + Vi xử lý đọc/ ghi bộ nhớ chương trình. + Dải điện thế hoạt động rộng: 2.0V đến 5.5V. + Nguồn sử dụng hiện tại 25Ma. + Dãy nhiệt độ công nghiệp và thuận lợi. + Công suất tiêu thụ thấp. < 0.6 Ma với 5V.4MHz. 20Ua với nguồn, 32KHs. led đơn dùng cho PIC 16F877A Trên đây là sơ đồ mạch giao tiếp với led đơn dùng cho PIC 16F877A, với 8 led đơn Tùy theo yêu cầu của ứng dụng ta có thể thêm bớt số lượng led, hoặc thay đổi cách mắc cho phù hợp Ngoài ra với những ứng dụng khác còn có... 3.5V 3.7 – 4v 11 Ứng dụng: LED được dùng để làm bộ phận hiển thị trong các thiết bị điện, điện tử, đèn quảng cáo, trang trí, đèn giao thông Các LED phát ra tia hồng ngoại được dùng trong các thiết bị điều khiển từ xa cho đồ điện tử dân dụng, … 12 Chương II THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG “MẠCH HIỆU ỨNG LED ĐƠN DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC 14 II.1.NỘI DUNG THIẾT KẾ: Thiết kế mạch hiệu ứng cho 10 LED đơn như sau: - Trạng... Tổ chức phần cứng của PIC được thiết kế theo kiến trúc Havard CÁC DÒNG PIC VÀ CÁCH LỰA CHỌN VI ĐIỀU KHIỂN PIC Các kí hiệu của vi điều khiển PIC: PIC 12xxxx: độ dài lệnh 12bit PIC 16xxxx: độ dài lệnh 14bit PIC 18xxxx: độ dài lệnh 16bit C: PIC có bộ nhớ EPROM ( chỉ có 16c84 là EEPROM) F: PIC có bộ nhớ Flash LF: PIC có bộ nhớ Flash hoạt động ở điện áp thấp LV: tương tự như LF, đây là kí hiệu cũ 3 NGÔN... 10 LED ĐƠN: H II.6 -LED đơn màu đỏ 10 LED này, nối GND cho tất cả đầu anot của các LED 10 đầu catot còn lại của các LED được nối vào 10 chân của vi điều khiển (8 chân của RB và 2 chân của RD) thông qua 10 điện trở 0,3K (mỗi LED mắc nối tiếp với 1 điện trở) 17 6 10 ĐIỆN TRỞ 0,3K: H II.7-Điện trở 0,3K 10 điện trở này, mỗi điện trở mắc nối tiếp với 10 LED đơn trên 18 II.3 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠCH HIỆU ỨNG LED. .. LED ĐƠN DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC: H II.8-Sơ đồ nguyên lý mạch hiệu ứng LED dùng vi điều khiển PIC 16F877A 19 II.4 SƠ ĐỒ MẠCH IN: H II.9-Sơ đồ mạch in 20 II.5 MẠCH NẠP VÀ CHƯƠNG TRÌNH NẠP CHO VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A: II.5.1.Mạch nạp: -Tên mạch nạp: GTP USB GTP-USB là loại mạch nạp cổng USB hỗ trợ PIC và dsPIC, có cấu tạo đơn giản, dễ sử dụng, nạp nhanh và ổn định GTB-USB tương thích với phần mềm Winpic800... thị hiệu ứng đúng như mong muốn Và đã rút ra được vài kinh nghiệm nhỏ như sau: - Mắc điện trở nối tiếp LED là để hạn dòng cho LED, tuy nhiên lớn quá sẽ - làm mờ hiệu ứng Dùng tụ thạch anh < 4MHz tần sô dao động không thích hợp sẽ làm hiệu ứng không hiển thị ta nên chọn một giá trị thích hợp của tụ thạch anh trong vùng 4 – 20MHz tùy theo loại PIC và mạch - Định thời gian chuyển đổi giữa các hiệu ứng. .. H II.10-Sơ đồ thiết kế mạch nạp PIC – GTP USB 21 -Sơ đồ mạch in: H II.11-Sơ đồ mạch in của mạch nạp GTP USB -mạch nạp hoàn thành: 22 H II.12-Mạch nạp GTP USB II.5.2 Chương trình nạp: Dùng chương trình nạp là WINPIC 800 Phần mềm WINPIC800 dùng để nạp CODE cho IC khả lập trình dòng họ PIC 23 H II.13-Hình ảnh giao diện của WinPIC 800 II.6 CHƯƠNG TRÌNH DỊCH CHO HIỆU ỨNG: -Dùng trình dịch CCS (CCS PCWH 3.236)... (2-4V) I: dòng định mức của Led (10-20Ma) I.4 LED ĐƠN: H 1.6: các loại LED đơn thường dùng 10 LED (viết tắt của Light Emitting Diode, có nghĩa là điốt phát quang) là các điốt có khả năng phát ra ánh sáng hay tia hồng ngoại, tử ngoại Cũng giống như điốt, LED được cấu tạo từ một khối bán dẫn loại p ghép với một khối bán dẫn loại n Nguyên lý hoạt động của LED: Hoạt động của LED giống với nhiều loại điốt