Thông tin tài liệu
HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG KĨ THUẬT ĐIỆN TỬ I - - BÁO CÁO THỰC HÀNH CƠ SỞ Giảng viên hướng dẫn: Trương Minh Đức Hà Nội, 2023 ĐỀ TÀI : Mơ hình đèn giao thơng có hiển thị thời gian đếm lùi LED đoạn GIẢNG VIÊN : NGUYỄN ĐỨC VIỆT THÀNH VIÊN NHĨM : ĐINH THẾ VINH ( nhóm trưởng) ĐÀO TRỌNG KHÁNH XUÂN TIẾN VINH NGUYỄN THÁI SƠN NHÓM LỚP: NHÓM KHÓA: 2020 - 2025 HỆ: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU PHẦN 1: Nguyên Tắc Hoạt Động Của Đèn Giao Thông 1.Cấu tạo nguyên tắc hoạt động đèn giao thông 1.1 Cấu Tạo 1.2 Nguyên Tắc Hoạt Động 1.3 Giản đồ thời gian cho đèn PHẦN 2: Đưa Ra Ý Tưởng Và Thực Hiện Mô Phỏng Trên Phần Mềm Proteus 2.1 Ý Tưởng 2.2 Linh Kiện Cần Dùng .8 2.2.1: Vi điều khiển STM32F103C8T6 2.2.2 LED 12 2.2.3 Các loại tụ sử dụng mạch .16 2.2.4 : IC ỔN ÁP L7805CV 21 - Thông Số Kỹ Thuật 22 2.2.5 DIOT 1N4007 .22 - Cấu tạo diode 1n4007 23 2.2.6 : LM317 25 2.2.7 : Tản nhiệt nhơm TO-220 21x15x10mm trắng có kim hàn mạch .28 2.3 Mô Phỏng 29 2.3.1 Khối Nguồn 30 2.3.2 Khối LED 31 2.3.3 Khối Vi Điều Khiển 32 2.3.4 Code 33 PHẦN 3: Thiết Kế Phần Cứng Hoàn Thành Sản Phẩm .40 3.1 Lắp mạch theo sơ đồ mô 40 3.2 Những khó khăn gặp phải thực hiện: .42 3.3 Hướng mở rộng đề tài 42 Tài liệu tham khảo : 43 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN MÔN HỌC ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… PHẦN CHO ĐIỂM CỦA GIẢNG VIÊN MÔN HỌC Điểm: (bằng chữ: ………………………………………….) Hà Nội, ngày 02 tháng 05 năm 2023 Giảng viên môn học LỜI MỞ ĐẦU Trong năm gần với phát triển kinh tế tốc độ tăng không ngừng loại phương tiện giao thơng Sự phát triển nhanh chóng phương tiện giao thơng dẫn đến tình trạng tắc nghẽn giao thông xảy thường xuyên Vấn đề đặt để đảm bảo giao thông thông suốt việc thiết kế đèn giao thông ngã tư nơi giao đường giải pháp Để thiết kế mơ hình đèn giao thơng có thời gian đếm lùi led đoạn sử dụng nhiều thiết bị vi xử lý hay ngôn ngữ khác Nhưng với nội dung học môn kỹ thuật vi xử lý, ưu điểm STM32 giá thành hợp lý, phù hợp với sinh viên ngành kỹ thuật điện - điện tử, dễ dàng sửa chữa lập trình chương trình điều khiển, chất lượng làm việc ổn định, linh hoạt, … nhóm chúng em chọn vi xử lý STM32F103C8T6 sử dụng ngơn ngữ C để viết chương trình điều khiển đèn giao thông Xuất phát từ nhu cầu thực tế mong muốn tìm hiểu lĩnh vực nên nhóm em chọn đề tài số : “ Mơ hình đèn giao thơng có hiển thị thời gian đếm lùi LED đoạn “ để làm tập lớn cho nhóm Báo cáo đề tài gồm phần chính: PHẦN 1: Nguyên Tắc Hoạt Động Của Mơ Hình Đèn Giao Thơng Trong chương chủ yếu trình bày cấu tạo nguyên tắc hoạt động hình đèn giao thơng mơ PHẦN 2: Đưa Ra Ý Tưởng Và Thực Hiện Mô Phỏng Trên Phần Mềm Proteus Chương chủ yếu nói ý tưởng nhóm đề tài, chạy mơ mạch phần mềm lựa chọn linh kiện cho mạch cách phù hợp PHẦN 3: Thiết Kế Phần Cứng Hoàn Thành Sản Phẩm Phần bước thi công mạch, lắp ráp linh kiện thử nghiệm sản phẩm PHẦN 1: Nguyên Tắc Hoạt Động Của Đèn Giao Thông 1.Cấu tạo nguyên tắc hoạt động đèn giao thơng Mơ hình đèn giao thơng ngã tư 1.1 Cấu Tạo Hệ thống đèn giao thông hay đèn điều khiển giao thông gồm hai cột đèn lắp đặt đầu đường khác ngã tư Mỗi cột đèn gồm đèn gồm đèn gồm: đèn xanh, đèn đỏ đèn vàng; đèn phụ đèn dùng để điều khiển đường cho người bộ: đèn xanh người đi đèn đỏ người dừng Và đèn báo hiệu rẽ phải đèn đỏ Mỗi hệ thống đèn có hộp điều khiển từ phát tín hiệu điều khiển đèn Tín hiệu điều khiển đèn từ CPU thông qua cổng đến rơ le, qua hệ thống dây nối đến đèn Document continues below Discover more from: tập sở Thực LVK1911 Học viện Công ng… 148 documents Go to course Bài thực hành - Lê 23 Văn Kiên -… Thực tập sở 100% (3) De giua ki toan 10 19 nam 2022 2023… Thực tập sở 100% (3) bao cao bai tap lon windows va linux Thực tập sở 100% (2) Bài thực hành - Lê 12 Văn Kiên -… Thực tập sở 100% (1) Bài thực hành - Lê 16 Văn Kiên -… Thực tập sở 100% (1) B18DCQT017 Báo- 1.2 Nguyên Tắc Hoạt Động cáo-thực-tập-tốt-… Cơ chế hoạt động đèn giao thông thật đơn giản: Khi 46 đèn đường Thực 1(đx1) bật sáng lúc đèn đỏ đường (đđ2), đèntập đỏ cho người 100% (1) cơ2)sở đường 1(đđn1), đèn xanh người đường (đxn bật sáng.Sau khoảng thời gian định đx1 tắt,đèn vàng 1(đv1) bật lên Khi đv1 tắt đđ2, đđn 1,đxn tắt lúc đèn xanh 2(đx2), đèn đỏ 1(đđ1),đèn đỏ cho người 2(đđn 2), đèn xanh cho người 1(đxn1) bật sáng Lúc đèn vàng 2(đv2) bật lên lúc đx2 tắt ,đv2 tắt chu kì lập lại với đđ2,đx1… 1.3 Giản đồ thời gian cho đèn Với chu kỳ đèn ta có giản đồ thời gian hoạt động đèn sau: PHẦN 2: Đưa Ra Ý Tưởng Và Thực Hiện Mô Phỏng Trên Phần Mềm Proteus 2.1 Ý Tưởng Thiết kế mơ hình sử dụng vi xử lý STM32F103C8T6 để điều khiển LED đếm lùi thời gian bật tắt đèn giao thông ngã tư 2.2 Linh Kiện Cần Dùng 2.2.1: Vi điều khiển STM32F103C8T6 a, Giới thiệu sơ lược - STM32 dòng chip phổ biến ST với nhiều họ thông dụng F0,F1,F2,F3,F4… Stm32f103 thuộc họ F1 với lõi ARM COTEX M3 STM32F103 vi điều khiển 32 bit, tốc độ tối đa 72Mhz Giá thành rẻ so với loại vi điều khiển có chức tương tự Mạch nạp cơng cụ lập trình đa dạng dễ sử dụng - Một số ứng dụng chính: dùng cho driver để điều khiển ứng dụng, điều khiển ứng dụng thông thường, thiết bị cầm tay thuốc, máy tính thiết bị ngoại vi chơi game, GPS bản, ứng dụng công nghiệp, thiết bị lập trình PLC, biến tần, máy in, máy quét, hệ thống cảnh báo, thiết bị liên lạc nội bộ… - Phần mềm lập trình: có nhiều trình biên dịch cho STM32 IAR Embedded Workbench, Keil C… Ở sử dụng Keil C nên viết sau đề cập đến Keil C - Thư viện lập trình: có nhiều loại thư viện lập trình cho STM32 như: STM32snippets, STM32Cube LL, STM32Cube HAL, Standard Peripheral Libraries, Mbed core Mỗi thư viện có ưu khuyết điểm riêng, xin phép sử dụng Standard Peripheral Libraries đời lâu thông dụng, hỗ trợ nhiều ngoại vi dễ hiểu rõ chất lập trình - Mạch nạp: có nhiều loại mạch nạp : ULINK, J-LINK , CMSIS-DAP, STLINK… nhóm sử dụng Stlink giá thành rả debug lỗi tốt ***hình ảnh mạch nạp: Tản nhiệt nhơm TO-220 21x15x10mm trắng có kim hàn mạch sử dụng để lắp tản nhiệt cho linh kiện có đóng gói tiêu chuẩn TO-220 họ 78xx 79xx, LM, Có sẵn chân để hàn tản nhiệt vào bo mạch 2.3 Mô Phỏng Mạch thiết kế chạy mô phần mềm proteus Với khối : - Khối nguồn khối LED Khối vi điều khiển 2.3.1 Khối Nguồn - Khối nguồn sử dụng linh kiện : - Terminal - Diode 1N4007 - IC 7805 - IC LM317 - Điện trở 220V - Tụ Gốm 104 - Tụ hóa 16V 2200uF - Tụ cao áp 10nF - Tụ 10u 16V 31 - Tụ 10u 50V - Biến trở 10K - Nguyên lý hoạt động khối nguồn : Sử dụng khối nguồn 12V xoay chiều từ biến áp Sau cho qua cầu diode ( gồm diode 1N4007) dòng điện 14V-15V chiều Tiếp tục cho dòng qua tụ lọc với mục đích cung cấp dịng điện ổn áp cho IC ổn áp từ dòng đầu vào cho dịng 5V Và sau tiếp tục cho vào chân Vin IC ổn áp LM317 Chân điều chỉnh Id kết nối với điện trở kết nối với chân Vout IC Tại ngõ mạch nguồn, tụ D3, D4 lọc điện áp ngõ nhận từ Vout Điện áp ngõ mạch nguồn điều chỉnh cách xoay biến trở 32 2.3.2 Khối LED - Các linh kiện sử dụng khối LED - LED đoạn - LED 3mm - Nguyên lý hoạt động khối LED: - Khối led mô đèn giao thông ngã tư cho hai đường + Quy định tín hiệu đèn giao thơng bên trái đường chiều từ xuống ngược lại trước 33 + Tín hiệu từ đèn D1 D3 đèn đỏ, D2 D4 đèn xanh D1, D3 hiển thị đèn đỏ 30 s hiển thị đếm hai led sau chuyển sang màu xanh D2, D4 hiển thị đèn xanh 27 s, sau chuyển qua đèn vàng s hiển thị đếm hai led sau chuyển sang đèn đỏ + Q trình lặp lặp lại 2.3.3 Khối Vi Điều Khiển - Các linh kiện sử dụng khối vi điều khiển: - STM32F103R6 - Điện trở - Transistor c1815 - Nguyên lý hoạt động khối Vi điều khiển: - Các chân từ A0 - A7 nối với chân a,b,c,d,e,f,g,dp led đoạn qua trở hạn dịng 220 Ơm 34 - Hai chân điều khiển B9, B10 nối với chân điều khiển led led led qua tranzitor c1815 để kích dẫn nguồn cho led - Các chân B3-B8 dùng để điều khiển cặp led hiển thị tín hiệu đèn giao thông 2.3.4 Code #include "stm32f10x.h" #include "stm32f10x_gpio.h" #include "stm32f10x_rcc.h" #include "stm32f10x_tim.h" #define LED7SEG_A GPIO_Pin_0 #define LED7SEG_B GPIO_Pin_1 #define LED7SEG_C GPIO_Pin_2 #define LED7SEG_D GPIO_Pin_3 #define LED7SEG_E GPIO_Pin_4 #define LED7SEG_F GPIO_Pin_5 #define LED7SEG_G GPIO_Pin_6 #define LED7SEG_DP GPIO_Pin_7 #define LED1 GPIO_Pin_11 #define LED2 GPIO_Pin_12 #define LED_Do GPIO_Pin_5 #define LED_Vang GPIO_Pin_6 #define LED_Xanh GPIO_Pin_7 #define LED_Do1 GPIO_Pin_8 #define LED_Vang1 GPIO_Pin_9 35 #define LED_Xanh1 GPIO_Pin_10 #define PORT_LED7SEG_CODE GPIOA #define PORT_LED GPIOB #define PORT_LED7SEG_CODE_CLOCK #define PORT_LED_CLOCK RCC_APB2Periph_GPIOA RCC_APB2Periph_GPIOB uint16_t LED7SEG[10]={0xC0, 0xF9, 0xA4, 0xB0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xF8, 0x80, 0x90}; void GPIO_Config(void); void timer_Init(void); void Delay_1ms(void); void Delay_ms(unsigned int time); void timer_Init(void){ TIM_TimeBaseInitTypeDef timer_init; RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); timer_init.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; timer_init.TIM_Period = 65535; timer_init.TIM_Prescaler = 1; timer_init.TIM_RepetitionCounter = 0; TIM_TimeBaseInit(TIM2,&timer_init); } void Delay_1ms(void){ // set gia tri dem cua timer timer_Init(); 36 TIM_Cmd(TIM2,ENABLE); TIM_SetCounter(TIM2,0); while(TIM_GetCounter(TIM2) 3; i ){ 38 GPIO_ResetBits(PORT_LED, LED_Do); GPIO_ResetBits(PORT_LED, LED_Xanh1); for(j = 0; j < 500; j++){ GPIO_Write(PORT_LED7SEG_CODE, LED7SEG[i/10]); GPIO_SetBits(PORT_LED, LED1); // LED1 = Delay_ms(1); GPIO_ResetBits(PORT_LED, LED1); //LED1 = GPIO_Write(PORT_LED7SEG_CODE, LED7SEG[i%10]); GPIO_SetBits(PORT_LED, LED2); //LED2 = Delay_ms(1); GPIO_ResetBits(PORT_LED, LED2); //L7S2 = } } GPIO_SetBits(PORT_LED, LED_Xanh1); for(i = 3; i >= 0; i ){ GPIO_ResetBits(PORT_LED, LED_Do); GPIO_ResetBits(PORT_LED, LED_Vang1); for(j = 0; j < 500; j++){ GPIO_Write(PORT_LED7SEG_CODE, LED7SEG[i/10]); GPIO_SetBits(PORT_LED, LED1); // LED1 = Delay_ms(1); 39 GPIO_ResetBits(PORT_LED, LED1); //LED1 = GPIO_Write(PORT_LED7SEG_CODE, LED7SEG[i%10]); GPIO_SetBits(PORT_LED, LED2); //LED2 = Delay_ms(1); GPIO_ResetBits(PORT_LED, LED2); //L7S2 = } } GPIO_SetBits(PORT_LED, LED_Do); GPIO_SetBits(PORT_LED, LED_Vang1); for(i = 30; i > 3; i ){ GPIO_ResetBits(PORT_LED, LED_Xanh); GPIO_ResetBits(PORT_LED, LED_Do1); for(j = 0; j < 500; j++){ GPIO_Write(PORT_LED7SEG_CODE, LED7SEG[i/10]); GPIO_SetBits(PORT_LED, LED1); // LED1 = Delay_ms(1); GPIO_ResetBits(PORT_LED, LED1); //LED1 = GPIO_Write(PORT_LED7SEG_CODE, LED7SEG[i%10]); GPIO_SetBits(PORT_LED, LED2); //LED2 = 40 Delay_ms(1); GPIO_ResetBits(PORT_LED, LED2); //L7S2 = } } GPIO_SetBits(PORT_LED, LED_Xanh); for(i = 3; i >= 0; i ){ GPIO_ResetBits(PORT_LED, LED_Vang); GPIO_ResetBits(PORT_LED, LED_Do1); for(j = 0; j < 500; j++){ GPIO_Write(PORT_LED7SEG_CODE, LED7SEG[i/10]); GPIO_SetBits(PORT_LED, LED1); // LED1 = Delay_ms(1); GPIO_ResetBits(PORT_LED, LED1); //LED1 = GPIO_Write(PORT_LED7SEG_CODE, LED7SEG[i%10]); GPIO_SetBits(PORT_LED, LED2); //LED2 = Delay_ms(1); GPIO_ResetBits(PORT_LED, LED2); //L7S2 = } 41 } GPIO_SetBits(PORT_LED, LED_Vang); GPIO_SetBits(PORT_LED, LED_Do1); } } P h 3.2 Những khó khăn gặp phải thực hiện: Một số nguyên nhân khiến mạch không hoạt động : - Các mối hàn không chặt dẫn tới việc mạch không hoạt động LED sáng chập chờn 43 - Sử dụng nguồn 5V cho mạch máy biến áp ( qua chỉnh lưu ổn áp nguồn) Tuy nhiên, sụt áp IC LED thanh, dòng cung cấp nguồn cho tồn hệ thống khơng đủ, tín hiệu đèn điều khiển khơng chuyển trạng thái theo trạng thái đếm, đèn LED hiển thị sáng yếu Cách khắc phục : Nâng dòng cung cấp cho mạch cách nguồn cung cấp.( sử dụng nguồn chiều máy vi tính, lấy điện áp đầu 5V) 3.3 Hướng mở rộng đề tài Trên sở thiết kế mơ hình đèn giao thơng LED đoạn, mở rộng mơ hình với nhiều hướng khác thiết kế mơ hình điều khiển đèn tín hiệu khu giao nhiều đường Đó việc liên kết cột đèn tín hiệu Ngồi thiết kế mơ hình đèn điều khiển xe giới ưu tiên cho đường theo chiều KẾT LUẬN Sau thời gian tìm hiểu nghiên cứu đề tài, thiết kế, chế tạo Mơ hình đèn giao thơng có hiển thị thời gian đếm lùi LED đoạn Q trình hồn thành khơng thể tránh khỏi cố nêu Qua giúp nhóm hiểu rõ phần kiến thức mạch điện tử áp dụng kiến thức môn đặc 44 biệt môn kỹ thuật vi xử lý vào thực tế Trong năm gần đây, công nghệ vi điện tử phát triển mạnh mẽ, đời vi mạch với kích thước, đa dạng chức với giá thành giảm nhanh, nên việc thiết kế mơ hình mạch điện tử ngày đòi hỏi nhiều kỹ thuật cao để phù hợp với yêu cầu thị trường Đề tài nghiên cứu nhóm cịn đơn giản so với yêu cầu thị trường với sinh viên bước đầu nghiên cứu thành khả quan với công sức nhóm bỏ Qua q trình thiết kế, chế tạo khơng thể tránh khỏi sai sót khuyết điểm Vì chúng em mong đóng góp ý kiến thầy bạn, từ chúng em rút kinh nghiệm cho thân Tài liệu tham khảo : - Bài giảng môn kỹ thuật vi xử lý ( thầy Trương Cao Dũng ) - Tài liệu tham khảo lập trình STM32 ( thầy Trương Cao Dũng) - Thực Hành Cơ Sở ( thầy Nguyễn Đức Việt ) 45
Ngày đăng: 28/12/2023, 18:59
Xem thêm:
