1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

Đồ án chuyên ngành 1 thiết kế chế tạo mạch đếm sản phẩm sử dụng cảm biến quang công nghiệp hiển thị trên màn hình lcd

38 14 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Thiết Kế Chế Tạo Mạch Đếm Sản Phẩm Sử Dụng Cảm Biến Quang Công Nghiệp Hiển Thị Trên Màn Hình LCD
Tác giả Đỗ Thanh Huyên, Bùi Ngọc Khoa
Người hướng dẫn Vũ Trọng Trường
Trường học Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên
Chuyên ngành Khoa Điện – Điện Tử
Thể loại Đồ án chuyên ngành
Năm xuất bản 2023
Thành phố Hưng Yên
Định dạng
Số trang 38
Dung lượng 1,04 MB

Cấu trúc

  • CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐÊ TÀI (5)
    • 1.1. Đặt vấn đề (5)
    • 1.2. Khảo sát vấn đề (5)
    • 1.3. Các vấn đề cần giải quyết của bài toán (5)
    • 1.4. Giải pháp (6)
    • 1.5. Mục đích đề tài (6)
  • CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH , LỰA CHỌN LINH KIỆN (7)
    • 2.1. Giới thiệu chung về cấu trúc bộ VĐK 89C51 (7)
    • 2.2. Giới thiệu về LCD 16TC2A (17)
    • 2.3. Cảm biến quang (19)
    • 2.4. Tụ điện (21)
    • 2.5. Điện trở (23)
    • 2.6. IC ổn áp (23)
    • 2.7. Biến trở (25)
  • CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MẠCH (25)
    • 3.1. Sơ đồ khối (25)
    • 3.2. Sơ đồ nguyên lý (26)
    • 3.3. Sơ đồ mạch in (28)
    • 3.4. Lưu đồ thuật toán (29)
    • 3.5. Chương trình (29)
    • 3.6. Sản phẩm hoàn thiện..............................................................................................34 KẾT LUẬN (35)
  • TÀI LIỆU THAM KHẢO (38)

Nội dung

Khảo sát vấn đềHiện nay những ứng dụng của phần cứng được sử dụng ngày càng nhiều và phổbiến ,với ngành nghề khác nhau chúng ta làm các sản phẩm mà vẫn phải đếm thủ côngbằng tay mà có lú

TỔNG QUAN VỀ ĐÊ TÀI

Đặt vấn đề

Sự phát triển của khoa học và công nghệ đã dẫn đến việc ứng dụng rộng rãi các thiết bị điện tử, mang lại hiệu quả cao trong nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật và đời sống xã hội.

Việc gia công, xử lý các tín hiệu điện tử hiện đại đều dựa trên cơ sở nguyên lý số

Các thiết bị hoạt động dựa trên nguyên lý số có nhiều ưu điểm vượt trội so với các thiết bị dựa trên nguyên lý tương tự, đặc biệt trong lĩnh vực kỹ thuật tính toán.

Sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ điện tử đã dẫn đến sự ra đời của nhiều vi mạch số cỡ lớn với giá thành rẻ và khả năng lập trình cao, tạo ra những thay đổi lớn trong ngành điện tử Mạch số đang nhanh chóng thâm nhập vào các lĩnh vực điện tử thông dụng và chuyên nghiệp, đặc biệt tại các trường kỹ thuật, nơi sinh viên ưa chuộng do tính khả thi và lợi ích mà nó mang lại Do đó, hiểu biết sâu sắc về kỹ thuật số trở thành yếu tố không thể thiếu cho sinh viên ngành điện tử hiện nay, cũng như cho các cán bộ kỹ thuật khác sử dụng thiết bị điện tử.

Khảo sát vấn đề

Hiện nay, việc ứng dụng phần cứng ngày càng trở nên phổ biến trong nhiều ngành nghề, tuy nhiên, nhiều sản phẩm vẫn phải được đếm thủ công, dẫn đến sự không chính xác Để giải quyết vấn đề này, chúng tôi đã chọn đề tài sử dụng cảm biến quang hồng ngoại nhằm đếm sản phẩm một cách chính xác mà không cần đến phương pháp thủ công Qua việc kết hợp lý thuyết và thực tiễn, chúng tôi đã thực hiện đồ án “Thiết kế mạch đếm sản phẩm tự động”.

Các vấn đề cần giải quyết của bài toán

Bài toán “Thiết kế mạch đếm sản phẩm hiển thị LCD”đặt ra các yêu cầu sau :

- Đảm bảo hiển thị đúng sản phẩm đếm.

- Có khả năng phát triển và mở rộng vào các ứng dụng khác trong thực tế.

- Có độ bền cao , hệ thống chạy ổn định

- Lập trình có thể tăng giảm sản phẩm rồi từ đó áp dụng cho ứng dụng.

- Mạch có hiển thị LCD.

Giải pháp

Giải pháp đưa ra để đáp ứng yêu cầu bài toán :

- Sử dụng Vi điều khiển AT 89C51.

- Sử dụng cảm biến quang để đếm sản phẩm

- Xây dụng chương trình phần mềm điều khiển.

- Lập trình cho nút bấm để tăng giảm sản phẩm.

Mục đích đề tài

Sự cần thiết và tầm quan trọng của mạch số, cùng với tính khả thi và những lợi ích mà nó mang lại, là lý do chính để chúng em thực hiện đồ án "Thiết kế mạch đếm sản phẩm hiển thị trên LCD." Đồ án này không chỉ giúp ứng dụng kiến thức đã học vào thực tế mà còn góp phần nâng cao kỹ năng thực hành của chúng em.

Sử dụng một cảm biến quang kết hợp với vi điều khiển 89C51 có nhiệm vụ đếm sản phẩm,hiển thị số sản phẩm đếm được trên LCD.

Mục đích của yêu cầu đề tài như sau :

- Mạch hiển thị sản phẩm đếm được chính xác trên LCD.

- Có thể tăng giảm sản phẩm qua nút nhấn

- Mạch có sử dụng cảm biến quang.

PHÂN TÍCH , LỰA CHỌN LINH KIỆN

Giới thiệu chung về cấu trúc bộ VĐK 89C51

Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá các thành viên khác nhau của họ vi điều khiển 8051 cùng với các đặc điểm nội tại của chúng Bên cạnh đó, chúng ta cũng sẽ điểm qua một số nhà sản xuất nổi bật và các sản phẩm của họ hiện có trên thị trường.

2.1.1 Tóm tắt lịch sử của AT89C51

Vào năm 1981, Intel đã giới thiệu bộ vi điều khiển AT89C51, được xem là một "hệ thống trên chip" với 128 byte RAM và 4K byte ROM tích hợp Bộ vi điều khiển này sở hữu hai bộ định thời, một cổng nối tiếp và bốn cổng vào-ra (I/O) rộng 8 bit AT89C51 là bộ xử lý 8 bit, cho phép CPU xử lý dữ liệu 8 bit tại một thời điểm, với dữ liệu lớn hơn được chia thành các phần 8 bit để xử lý hiệu quả.

AT89C51 đã trở nên phổ biến khi Intel cho phép các nhà sản xuất khác sản xuất và bán các biến thể của AT89C51, với điều kiện mã lại phải tương thích Sự ra đời của nhiều phiên bản AT89C51 với tốc độ và dung lượng ROM khác nhau từ hơn nửa các nhà sản xuất đã diễn ra Dù có sự đa dạng về tốc độ và dung lượng nhớ, tất cả các biến thể vẫn tương thích với AT89C51 gốc về các lệnh Điều này có nghĩa là chương trình viết cho một phiên bản sẽ chạy được trên mọi phiên bản khác, bất kể nhà sản xuất.

Bảng 2.1 Các đặc tính của AT89C51 đầu tiên Đặc tính Số lượng

2.1.2 Sơ đồ chân tín hiệu AT89C51

Chức năng của các chân tín hiệu sau:

- P0.0 đến P0.7 là các chân của cổng 0.

- P1.0 đến P1.7 là các chân của cổng 1.

- P2.0 đến P2.7 là các chân của cổng 2

- P3.0 đến P3.7 là các chân của cổng 3

- RxD: Nhận tín hiệu kiểu nối tiếp.

- TxD: Truyền tín hiệu kiểu nối tiếp.

- T0: Chân vào 0 của bộ Timer/Counter 0.

- T1: Chân vào 1 của bộ Timer/Counter 1.

- /Wr: Ghi dữ liệu vào bộ nhớ ngoài.

- /Rd: Đọc dữ liệu từ bộ nhớ ngoài.

- RST: Chân vào Reset, tích cực ở mức logic cao trong khoảng 2 chu kỳ máy.

- XTAL1: Chân vào mạch khuyếch đaị dao động

- XTAL2: Chân ra từ mạch khuy ếch đaị dao động.

- /PSEN : Chân cho phép đọc bộ nhớ chương trình ngoài (ROM ngoài).

Chân tín hiệu ALE (/PROG) cho phép chốt địa chỉ nhằm truy cập bộ nhớ ngoài khi On-chip xuất ra byte thấp của địa chỉ Tín hiệu chốt được kích hoạt ở mức cao với tần số xung chốt bằng 1/6 tần số dao động của bộ vi điều khiển Chân tín hiệu này có thể được sử dụng cho các bộ Timer ngoài hoặc để tạo xung Clock Ngoài ra, nó còn là chân nhận xung vào để nạp chương trình cho Flash (hoặc EEPROM) bên trong On-chip khi ở mức thấp.

- /EA/Vpp: Cho phép On-chip truy cập bộ nhớ chương trình ngoài khi /EA=0, nếu -

On-chip sẽ hoạt động với bộ nhớ chương trình nội trú khi chân EA được cấp nguồn điện áp 12V (Vpp) Khi đó, On-chip đảm nhận vai trò nạp chương trình cho Flash bên trong.

- Vcc: Cung cấp dương nguồn cho On-chip (+ 5V).

2.1.3 Các thanh ghi có chức năng đặc biệt

Bảng 2.2 Địa chỉ, ý nghĩa và giá trị của các SFR sau khi Reset

Symbol Name Address Reset Values

* ACC Thanh ghi tích lũy 0E0h 00000000b

* PSW Từ trạng thái của chương trình 0D0h 00000000b

SP Con trỏ ngăn xếp 81h 00000111b

DP0L Byte cao của con trỏ dữ liệu 0 82h 00000000b

DP0H Byte thấp của con trỏ dữ liệu 0 83h 00000000b

* IP TG điều khiển ngắt ưu tiên 0B8h xxx00000b

* IE TG điều khiển cho phép ngắt 0A8h 0xx00000b

TMOD Điều khiển khiểu Timer/Counter 89h 00000000b

* TCON TG điều khiển Timer/Counter 88h 00000000b

TH0 Byte cao của Timer/Counter 0 8Ch 00000000b

TL0 Byte thấp của Timer/Counter 0 8Ah 00000000b

TH1 Byte cao của Timer/Counter 1 8Dh 00000000b

TL1 Byte thấp của Timer/Counter 1 8Bh 00000000b

SBUF Serial Data Buffer 99h indeterminate

- Có thể định địa chỉ bit, x: Không định nghĩa

Thanh ghi tích lũy (ACC) là một loại thanh ghi dùng để lưu trữ các toán hạng và kết quả của phép tính Với độ dài 8 bits, thanh ghi này thường được ký hiệu đơn giản là A trong các tập lệnh của On-chip.

Thanh ghi B, dài 8 bits, được sử dụng chủ yếu trong các phép toán nhân và chia Đối với các lệnh khác, nó hoạt động như một thanh ghi đệm tạm thời và thường kết hợp với thanh ghi A trong các phép toán này.

Thanh ghi con trỏ ngăn xếp (SP) dài 8 bit chứa địa chỉ của dữ liệu ở đỉnh ngăn xếp, tự động tăng lên khi thực hiện lệnh PUSH và giảm xuống khi thực hiện lệnh POP Ngăn xếp có thể được đặt ở bất kỳ vị trí nào trong RAM on-chip, nhưng sau khi khởi động lại hệ thống, SP mặc định sẽ trỏ tới địa chỉ 07h, khiến ngăn xếp bắt đầu từ địa chỉ 08h Người dùng cũng có thể định vị trí con trỏ ngăn xếp tại địa chỉ mong muốn bằng lệnh di chuyển dữ liệu thông qua định địa chỉ tức thời.

Thanh ghi con trỏ dữ liệu (DPTR) 16 bit bao gồm một thanh ghi byte cao (DPH) 8 bit và một thanh ghi byte thấp (DPL) 8 bit DPTR có thể hoạt động như một thanh ghi 16 bit hoặc hai thanh ghi 8 bit độc lập Chức năng chính của thanh ghi này là truy cập RAM ngoài.

PO, Pl, P2, P3 là các chốt của các cổng 0, 1, 2, 3, mỗi chốt gồm 8 bit Ghi mức logic 1 vào một bit sẽ làm chân ra của cổng ở mức logic cao, trong khi ghi mức logic 0 sẽ khiến chân ra ở mức logic thấp Khi các cổng hoạt động như đầu vào, trạng thái bên ngoài của các chân cổng sẽ được lưu trữ trong bit chốt tương ứng Tất cả 4 cổng on-chip đều là cổng I/O hai chiều, mỗi cổng có 8 chân ra và bên trong mỗi chốt bit có bộ điều khiển.

“Pullup-tăng cường” do đó nâng cao khả năng nối ghép của cổng với tải (có thể giao tiếp với 4 đến 8 tải loại TTL).

Thanh ghi SBUF là một đệm dữ liệu nối tiếp bao gồm hai thanh ghi riêng biệt: thanh ghi đệm phát và thanh ghi đệm thu Dữ liệu được chuyển tới SBUF sẽ được lưu trữ trong bộ đệm phát để xử lý thành dạng truyền tin nối tiếp Khi dữ liệu được truyền đi, nó sẽ được xuất ra từ bộ đệm thu.

Các đôi thanh ghi (THO, TLO), (THI, TL1) là các thanh ghi đếm 16 bit tương ứng với các bộ Timer/Counter 0 và 1.

Các thanh ghi điều khiển:

Các thanh ghi chức năng đặc biệt như IP, IE, TMOD, TCON, SCON và PCON chứa các bit trạng thái và điều khiển quan trọng cho hệ thống ngắt, bộ Timer/Counter và cổng nối tiếp Nội dung chi tiết về các thanh ghi này sẽ được trình bày ở phần sau.

Trạng thái chương trình được lưu trữ trong thanh ghi PSW, có độ dài 8 bit, với mỗi bit đảm nhiệm một chức năng cụ thể Thanh ghi này cho phép truy cập thông tin trạng thái chương trình ở mức bit.

- CY: Cờ nhớ Trong các phép toán số học,nếu có nhớ từ phép cộng bit 7 hoặc có số mượn mang đến bit thì CY được đặt bằng 1

AC, hay Cờ nhớ, là một thành phần quan trọng trong phép cộng BCD Khi thực hiện phép cộng các giá trị BCD, nếu có một số nhớ được tạo ra từ 3 bit chuyển sang bit 4, AC sẽ được đặt bằng 1 Để đảm bảo kết quả là chính xác, sau lệnh cộng, cần thực hiện lệnh DA A (hiệu chỉnh thập phân thanh chứa A) nhằm điều chỉnh các kết quả lớn hơn 9 về giá trị đúng.

CY AC FO RS1 RS0 OV - P

- F0: Cờ 0 (Có hiệu lực với các mục đích chung của người sử dụng)

- RS1: Bit 1 điều khiển chọn băng thanh ghi.

- RS0: Bit 0 điều khiển chọn băng thanh ghi

Lưu ý: RS0, RS1 được đặt/xóa bằng phần mềm để xác định băng thanh ghi hoạt động (Chọn băng thanh ghi bằng cách đặt trạng thái cho 2 bit này)

Bảng 2.3 Chân băng thanh ghi

Khi thực hiện phép toán cộng hoặc trừ mà xảy ra hiện tượng tràn số học, gọi là 0V, giá trị OV được đặt bằng 1 Phần mềm có khả năng kiểm tra OV để xác định xem kết quả có nằm trong khoảng cho phép hay không khi cộng hoặc trừ các số có dấu Đối với phép cộng các số không dấu, OV sẽ không được xem xét Nếu kết quả lớn hơn +128 hoặc nhỏ hơn -127, thì OV sẽ được đặt là 1.

- Bit dành cho người sử dụng tự định nghĩa(Nếu cần).

Giới thiệu về LCD 16TC2A

Màn hình LCD TC16C2 (Liquid Crystal Direct) là một thiết bị hiển thị thể lỏng bao gồm màn hình LCD và bộ Driver tích hợp sẵn Người dùng chỉ cần giao tiếp với bộ Driver thông qua các chân của LCD TC16C2 Màn hình này có khả năng hiển thị 16 ký tự trên 2 dòng, hỗ trợ tất cả các ký tự chuẩn cùng một số ký tự đặc biệt, tuy nhiên không hỗ trợ ký tự có dấu tiếng Việt.

Hình 2.2 Sơ đồ chân LCD 1602A

* Chức năng và nhiệm vụ của các chân :

Bảng 2.5 Chức năng và nhiệm vụ của các chân của LCD 1602A

STT chân Kí hiệu Chức năng chân

1 Vss Chân nối đất cho LCD, khi thiết kế mạch ta nối chân này với GND của mạch điều khiển

2 Vdd Chân cấp nguồn cho LCD, khi thiết kế mạch ta nối chân này với VCC=5V của mạch điều khiển

3 Vee Lựa chọn độ tương phản của màn hình

4 RS Chân chọn thanh ghi (Register select) Nối chân RS với logic “0” (GND) hoặc logic “1” (VCC) để chọn thanh ghi.

Logic “0” chỉ định rằng Bus DB0-DB7 sẽ kết nối với thanh ghi lệnh IR của LCD trong chế độ ghi, hoặc với bộ đếm địa chỉ của LCD trong chế độ đọc.

+ Logic “1”: Bus DB0-DB7 sẽ nối với thanh ghi dữ liệu

5 R/w Chân chọn chế độ đọc/ghi (Read/Write) Nối chân

R/W với logic “0” để LCD hoạt động ở chế độ ghi, hoặc nối với logic “1” để LCD ở chế độ đọc.

6 E Chân cho phép (Enable) Sau khi các tín hiệu được đặt lên bus DB0-DB7, các lệnh chỉ được chấp nhận khi có 1 xung cho phép của chân E.

Trong chế độ ghi, dữ liệu từ bus được LCD chuyển vào thanh ghi nội bộ khi phát hiện xung chuyển từ cao sang thấp của tín hiệu chân E Ngược lại, trong chế độ đọc, dữ liệu sẽ được LCD xuất ra từ DB0 đến DB7 khi có cạnh lên (chuyển từ thấp sang cao) ở chân E, và dữ liệu này sẽ được giữ trên bus cho đến khi chân E trở về mức thấp.

Tám đường của bus dữ liệu dùng để trao đổi thông tin với MPU Có 2 chế độ sử dụng 8 đường bus này

+ Chế độ 8 bit : Dữ liệu được truyền trên cả

8 đường, với bit MSB là bit DB7.

+ Chế độ 4 bit : Dữ liệu được truyền trên 4 đường từ DB4 tới DB7, bit MSB là DB7

15 Vdd Nguồn dương cho đèn nền

16 Vss GND cho đèn nền

Cảm biến quang

2.3.1 Cấu tạo cảm biến quang

Cấu tạo: Cảm biến quang được cấu thành từ 3 bộ phận là bộ phát ánh sáng, bộ thu ánh sáng và bo mạch xử lý tín hiệu điện.

Bộ phát ánh sáng là cảm biến quang nhiệt, phát ra ánh sáng dạng xung với tần số riêng biệt tùy thuộc vào từng hãng sản xuất Bộ phận này hỗ trợ bộ thu ánh sáng trong việc phân biệt nguồn sáng từ cảm biến và các nguồn khác.

Bộ phận thu sáng: Bộ phận này là bộ phận tiếp nhận ánh sáng và sau đó truyền tín hiệu đến bộ phận xử lý.

Mạch xử lý tín hiệu điện là bộ phận quan trọng, tiếp nhận tín hiệu từ bộ phận thu sáng và chuyển đổi tín hiệu theo tỷ lệ tranzito sang chế độ ON/OFF, giúp tăng cường độ khuếch đại của tín hiệu.

Hình 2.3 Cấu tạo cảm biến quang

2.3.2 Thông số cảm biến quang

Cảm biến vật cản hồng ngoại E3F-DS30C4 nổi bật với chất lượng vượt trội, độ bền cao và khả năng ổn định tốt Thiết bị này sử dụng ánh sáng hồng ngoại để phát hiện vật cản phía trước, đồng thời phát ra tia hồng ngoại với dải tần số chuyên biệt, giúp chống nhiễu hiệu quả ngay cả trong điều kiện ánh sáng ngoài trời.

Cảm biến vật cản hồng ngoại E3F-DS30C4 cho phép điều chỉnh khoảng cách mong muốn thông qua biến trở tích hợp Cảm biến này sử dụng cấu trúc ngõ ra Transistor NPN, mang lại hiệu suất ổn định và chính xác trong việc phát hiện vật cản.

(sinking sensors) đã được nối điện trở nội 10k lên VCC nên có thể sử dụng ngay mà không cần trở kéo lên VCC.

Hình 2.4: Hình ảnh cảm biến quang

- Số dây tín hiệu: 3 dây (2 dây cấp nguồn DC và 1 dây tín hiệu)

Chân tín hiệu ngõ ra sử dụng transistor NPN được kéo nội trở 10k lên VCC Khi có vật cản, tín hiệu sẽ ở mức thấp (Low-GND), trong khi khi không có vật cản, tín hiệu sẽ ở mức cao (High-VCC).

- Nguồn điện cung cấp: 6 ~ 36VDC

- Dải nhiệt độ hoạt động: -30 - 65ºC

- Dải độ ẩm hoạt động: 35% - 95%.

- Khoảng điều chỉnh cảm biến: 7~30cm

- Khoảng cách phát hiện vật cản: 0~30cm

- Góc khuếch tán (góc chiếu): 3~5 độ

- Có thể điều chỉnh khoảng cách nhận của cảm biến bằng biến trở tinh chỉnh.

- Dòng kích ngõ ra: 300mA.

- Có led hiển thị ngõ ra màu đỏ.

- Chất liệu sản phẩm: vỏ ngoài nhựa ABS, phía trong đổ keo chống nước, chống va đập.

- Sơ đồ dây: + Nâu: VCC

+ Đen: Chân tín hiệu cấu trúc Transistor NPN đã kéo trở nội 10k lên VCC.

Tụ điện

Tụ điện là một linh kiện điện tử thụ động phổ biến, được cấu tạo bởi hai bản cực song song Linh kiện này có khả năng cách điện dòng điện một chiều, nhưng cho phép dòng điện xoay chiều đi qua nhờ nguyên lý phóng nạp.

Tụ điện là linh kiện có chức năng cản trở và phóng nạp điện khi cần thiết, với dung kháng phụ thuộc vào tần số điện áp Đơn vị đo lường của tụ điện là Fara, nhưng do giá trị của 1 Fara rất lớn, nên trong thực tế thường sử dụng các đơn vị nhỏ hơn.

1F -6 MicroFara = 10 -9 Nano Fara = 10 -12 Pico Fara

Tụ điện được cấu tạo từ hai bản cực song song, với một lớp cách điện gọi là điện môi nằm ở giữa Điện môi này có thể là không khí, giấy, mica, dầu nhờn, nhựa, cao su, gốm, hoặc thuỷ tinh Tên gọi của tụ điện sẽ phụ thuộc vào loại lớp cách điện giữa hai bản cực.

Hình 2.6 Cấu tạo tụ điện

Tụ điện được phân loại thành nhiều loại khác nhau như tụ giấy, tụ gốm, tụ mica và tụ hóa Tuy nhiên, về mặt tính chất, tụ điện được chia thành hai loại chính: tụ không phân cực và tụ phân cực.

-Tụ giấy, Tụ gốm, Tụ mica ( Tụ không phân cực )

Các loại tụ điện này không phân biệt âm dương và thường có điện dung nhỏ từ 0,47 µF trở xuống Chúng thường được sử dụng trong các mạch điện có tần số cao hoặc trong các mạch lọc nhiễu.

Hình 2.7: Tụ không phân cực

-Tụ hoá ( tụ có phân cực )

Tụ hoá có trị số lớn hơn và giá trị từ 0,47 àF đến khoảng 4.700 àF thường được sử dụng trong các mạch tần số thấp hoặc để lọc nguồn, với hình dạng hình trụ đặc trưng.

Điện trở

Điện trở là mức độ cản trở dòng điện của một vật dẫn điện Vật dẫn điện tốt có điện trở nhỏ, trong khi vật dẫn điện kém có điện trở lớn Đối với vật cách điện, điện trở gần như vô hạn.

Cấu tạo: Bằng kim loại có điện trở suất cao hoặc dung bột than phun lên lõi sứ. Phân loại: Phân loại theo công suất:

- Điện trở có công suất nhỏ : có thể có công suất từ 0,125W đến 0,5W

- Điện trở công suất lớn :có công suất từ 1W, 2W, 5W, 10W

IC ổn áp

2.6.1 Họ IC ổn áp 78xx

Linh kiện ổn áp là thành phần không thể thiếu trong các mạch ổn áp, mạch nguồn trong kỹ thuật điện tử

Diode Zener là một loại diode bán dẫn chuyên dụng dùng để ổn áp, nhưng nó có nhược điểm là chỉ cho phép dòng điện nhỏ (≤ 20mA) Để khắc phục nhược điểm này, IC ổn áp họ 78xx đã được phát triển, cung cấp điện áp đầu ra dương ổn định Giá trị xx trong tên gọi của dòng IC này thể hiện điện áp đầu ra, chẳng hạn như 5V, 8V, và nhiều giá trị khác.

IC 78xx là dòng vi mạch ổn áp được thiết kế để cung cấp điện áp dương ổn định, với yêu cầu đầu vào phải cao hơn đầu ra ít nhất 3V Mỗi loại IC trong dòng 78 có mức điện áp đầu ra khác nhau, phù hợp với nhu cầu sử dụng.

Ví dụ : 7806 - 7809 + 78xx gồm có 3 chân :

+ Input là chân nguồn đầu vào

+ GND là chân nối đất

+ Output là chân nguồn đầu ra

Nguyên lý hoạt động của IC 78xx bắt đầu khi dòng điện DC đi qua tụ lọc và đến chân 1 của IC, tức là chân C của transistor, lúc này transistor chưa dẫn Điện trở R tạo dòng định thiên để kích hoạt chân B của transistor, khiến transistor dẫn Chân B của transistor được kết nối với diode Zener, với điện áp khoảng 4.5 V, giúp ổn định điện áp ra tại chân E của transistor (chân 3 của IC) ở mức dương.

IC 78XX cần có điện áp đầu vào lớn hơn điện áp đầu ra từ 1.5V đến 2V Dòng tiêu thụ của các IC 78XX thường chỉ đạt khoảng 1A Khi kết nối IC vào mạch, điện áp đầu vào (U in) phải lớn hơn điện áp đầu ra (U out) từ 3V đến 5V.

IC mới phát huy tác dụng.

Hình 2.11 Kí hiệu và sơ đồ chân IC 7805

Thông số kỹ thuật của IC 7805 :

- Dòng điện đầu ra là 1,5 Ampe

- Chức năng tắt ngắn mạch tức thì

- Chức năng tắt quá nhiệt tức thì

- Đáng tin cậy để sử dụng trong các thiết bị thương mại

- Đầu ra 5V chính xác và cố định

- Điện áp đầu vào tối đa là 35V DC

- Dòng điện tĩnh thấp chỉ 8mA

IC ổn áp 7805 có chức năng cung cấp điện áp ổn định 5V ở đầu ra, chuyển đổi điện áp đầu vào tối đa 35V DC Mặc dù IC này có dòng ra định danh là 1A, nhưng thực tế, dòng ra thường đạt khoảng 500mA.

Biến trở

Biến trở là thiết bị điện tử có khả năng điều chỉnh điện trở thuần theo ý muốn, cho phép người dùng kiểm soát hoạt động của mạch điện Điện trở của biến trở có thể thay đổi thông qua việc điều chỉnh chiều dài dây dẫn bên trong hoặc nhờ vào các yếu tố tác động khác như nhiệt độ, ánh sáng và bức xạ điện từ.

Kí hiệu của điện trở trong sơ đồ mạch điện có thể ở các dạng sau:

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MẠCH

Sơ đồ khối

* ) Chức năng của các khối :

Là khối dùng để cấp điện áp cho mạch điều khiển.

Nhận tín hiệu vào từ khối cảm biến và xử lý tín hiệu điều khiển để xuất ra khối hiển thị.

Là khối xuất tín hiệu đầu ra dưới dạng số và hiển thị lên màn hình thông báo kết quả nhận được từ đầu vào.

Là khối sử dụng để thu nhận tín hiệu đầu vào.

Khối nút nhấn bao gồm 4 nút: cài đặt, tăng, giảm và lưu cài đặt Khi một nút được nhấn, điện áp trên chân nối với vi điều khiển sẽ giảm từ +5V xuống 0V Vi điều khiển sẽ nhận diện sự thay đổi này và điều chỉnh giá trị đầu ra tương ứng.

- Nút cài đặt : Để điều chỉnh giá trị đếm lớn nhất

- Nút tăng : Tăng giá trị cần điều chỉnh +1.

- Nút giảm : Giảm giá trị cần điều chỉnh –1.

- Lưu cài đặt: lưu giá trị cài đặt

Sơ đồ nguyên lý

Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý

*) Nguyên lý hoạt động mạch :

Nguyên lý hoạt động của mạch bắt đầu khi bộ xử lý được cấp nguồn, vi xử lý khởi tạo việc truyền dữ liệu đến màn hình LCD Sau đó, bộ vi xử lý tiếp nhận dữ liệu từ cảm biến quang hồng ngoại, dữ liệu này sẽ được xử lý và tính toán dựa trên thuật toán đã được lập trình Cuối cùng, kết quả sau khi xử lý sẽ được hiển thị trên màn hình LCD.

- Nguyên lý hoạt động của mạch:

Nút nhấn SW1 là nút reset, kết nối một đầu với GND qua điện trở 10k và đầu còn lại nối với tụ điện lên dương nguồn Vcc, đồng thời kết nối vào chân Reset của vi xử lý Khi chân Reset không bị tác động, bộ vi xử lý hoạt động bình thường Khi chân Reset được tác động, nó sẽ được đưa lên mức cao, khiến bộ xử lý ngay lập tức được reset và thực hiện câu lệnh đầu tiên trong bộ nhớ.

+ Nút nhấn:Tăng chức năng Set tăng giá trị của mạch đếm.

+ Nút nhấn:Giảm chức năng Set tăng giá trị của mạch đếm.

+ Nút nhấn:Cài đặt chức năng cài đặt giá trị đếm sản phẩm

+ Nút nhấn: Lưu cài đặt chức năng lưu lại giá trị ta cài đặt

Khối nút nhấn điều khiển bao gồm một đầu nối GND và một đầu nối vào chân vi điều khiển, với trở treo lên Vcc để định mức Khi không có tác động, điện áp ở chân vi điều khiển là 5V Khi nhấn nút, điện áp ở chân vi điều khiển giảm xuống mức 0.

Cảm biến E18 D80NK có ba chân kết nối: chân màu nâu nối với nguồn dương 5V, chân màu xanh dương nối với GND, và chân màu đen là chân tín hiệu ngõ ra cực thu hở NPN, cần sử dụng trở kéo để tạo mức cao Dữ liệu từ cảm biến sẽ được đưa vào chân P3.4 của vi điều khiển.

+ Khối tạo dao động: gồm thạch anh 12MHz và 2 tụ gốm 33pF

Khối hiển thị LCD bao gồm một màn hình LCD 16x2, nhận dữ liệu 4 bít từ vi điều khiển qua các chân D4, D5, D6 và D7 Nguồn cho đèn LED của màn hình LCD được cung cấp qua chân 15 và 16 Trong mạch này, chỉ sử dụng chức năng ghi dữ liệu lên LCD, vì vậy chân RW được nối với GND.

+ Biến trở tinh chỉnh VR1 có tác dụng điều chỉnh độ tương phản cho LCD.

Sơ đồ mạch in

Hình 3.3 Sơ đồ mạch in

Lưu đồ thuật toán

Hình 3.4 Lưu đồ thuật toán chương trình chính

Hình 3.5 Lưu đồ thuật toán giao tiếp LCD

Chương trình

#define lcd_clear 0x01; unsigned int dem = 15 ; unsigned int tpm = 0 ; void delay_us(unsigned int t)

} void delay_ms(unsigned int t){ unsigned int i ; while( t ){ for(i = 0;i < 123 ; i ++){

{ unsigned char q,y,r; for(r=0;r

Ngày đăng: 03/01/2024, 13:50

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w