Bài giảng máy và thiết bị tự động dân dụng

Bài giảng Máy và thiết bị tự động dân dụng 1 CHƯƠNG 1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1 Các đặc trưng của thiết bị dân dụng Các thiết bị gia dụng: Tủ lạnh, tủ đông. Gia nhiệt, sưởi. Hệ thống điều hòa không khí. Lò nấu. Chiếu sáng. Các thiết bị điện tử dân dụng (TV, máy tính, các thiết bị nghe nhìn, giải trí…)Trang thiết bị cho cao ốc: Các hệ thống sưởi, thông gió, điều hòa, Hệ thống điều hòa trung tâm, Máy tính… 1.2 Các lọai thiết bị gia dụng 1.2.1 Các thiết bị gia dụng không tích hợp các bộ Vi điều khiển – Các thiết bị lắp đặt sử dụng các linh kiện điện tử • Đèn ngủ • Thiết bị thu sóng radio • … – Các thiết bị cơ điện tử kết hợp • Máy khoan • Mô tơ, máy xay sát • …. – Các thiết bị cơ thuần túy • Các máy móc chạy sử dụng xăng dầu • … 1.2.2 Các thiết bị gia dụng có tích hợp các bộ Vi điều khiển - Các thiết bị lắp đặt sử dụng các linh kiện điện tử • Các thiết bị thu hình • Điện thọai DĐ … - Các thiết bị cơ điện tử kết hợp • Máy giặt, máy rửa bát • Máy điều hòa không khí 1.2.3 Các thiết bị gia dụng tích hợp các bộ Vi điều khiển mang tính đa chức năng (lai). • Xuất hiện từ khá lâu nhưng phải đến bây giờ, thiết bị lai (hybrid device) mới thực sự được người tiêu dùng chú ý. Khi danh mục các sản phẩm, thiết bị kĩ thuật số ngày càng đa dạng, người dùng dần càng nảy sinh nhu cầu muốn có một thiết bị “tất cả trong một” thay vì phải mang vác lỉnh kỉnh nhiều thứ. Các giai đoạn tiến hóa của thiết bị lai • Từ nhu cầu này, các nhà sản xuất đã cố gắng để kết hợp thêm các tính năng bổ sung vào một thiết bị chính. Khởi thủy là việc thêm tính năng nghe nhạc vào cho điện thoại di động, rồi máy ảnh kết hợp máy quay kĩ thuật số… Bài giảng Máy và thiết bị tự động dân dụng 2 • Đến nay, thị trường thiết bị lai đã hết sức phong phú và đa dạng với các loại đầu ghi DVD có gắn ổ cứng, chuột máy tính kiêm điện thoại, bộ định tuyến gia dụng với cả giao diện Ethernet lẫn Wi-Fi, túi xách gắn pin mặt trời để sạc các loại máy… • Các thiết bị phổ dụng ngày nay như smartphone, TV thông minh (smart TV) về bản chất cũng là những thiết bị lai khi chúng được bổ sung thêm các tính năng chụp ảnh, nghe nhạc, hỗ trợ cá nhân (PDA – personal digital assistant) bên cạnh chức năng chính là thoại (đối với smartphone) hay các tính năng lướt web, chơi game và nhiều ứng dụng khác bên cạnh các chương trình truyền hình (đối với smart TV). 1.3 Một số ứng dụng cho công tác thiết kế. • Nếu bạn đang tìm một giải pháp hữu hiệu để đối phó với “giặc” muỗi mỗi khi làm việc bên máy tính, xin mách bạn một cách rất thú vị: tự chế một board mạch đuổi muỗi, dùng nguồn điện từ máy tính qua cổng USB. • Bạn cần chuẩn bị một số linh kiện sau: một board đồng nhỏ, có lỗ sẵn (2x2cm), hai transistor C828, một tụ 103, cổng USB đực, một đèn LED báo hiệu, một loa thạch anh, và vài con điện trở. Các bước thiết kế máy đuổi muỗi: Bước 1: Bạn xem hướng dẫn cách ráp mạch trong hình 1, nên sắp xếp các linh kiện sát với nhau để tạo ra một mạch càng nhỏ càng tốt. Hình 1. Tạo một bộ dao động đa hài Bước 2: Với loa thạch anh, nếu không tìm mua được ở các tiệm linh kiện điện tử, bạn có thể lấy từ một chiếc thiệp cũ có nhạc (xé thiệp ra, bạn sẽ thấy một chiếc loa có hai dây được đặt trong một miếng nhựa trắng nhỏ). Loại loa này có thể gắn ngay vào mạch như trong hình trên là được. Với loại mua mới thì chiếc loa chưa được hàn dây, nên bạn tự hàn như sau: một sợi Bài giảng Máy và thiết bị tự động dân dụng 3 dây sẽ hàn vào phần kim loại bên ngoài được xi vàng - bạn phải dùng dao nhọn hay dũa để làm trầy xước phần kim loại để có thể hàn vào được. Với sợi dây còn lại, bạn hàn vào vùng thạch anh bên trong, có một khu vực được đánh dấu hình chữ Y để hàn vào đó. Bạn cần đợi cho mỏ hàn thật nóng, chấm chì vào sợi dây trước, sau đó mới hàn thật nhanh vào phần bên trong được đánh dấu. Nếu làm chậm, phần thạch anh sẽ cháy lan ra, khiến bạn không hàn được nữa. Đó là lý do người ta đánh dấu vùng hàn cho bạn, vì nếu có bị cháy thì chỉ cháy phần bên trong được đánh dấu, bạn sẽ có cơ hội thứ hai để hàn vào phần thạch anh vùng bên ngoài (nếu bị cháy tiếp thì chỉ còn nước… vất đi). Bước 3: Sau khi làm xong mạch như trên, bạn cần một chiếc hộp để đựng mạch và loa. Bạn có thể tận dụng những chiếc hộp bằng nhựa nhỏ (ở đây, tôi dùng một chiếc nắp chụp ở đầu bàn chải đánh răng). Chiếc hộp phải đủ chỗ cho phần mạch, loa thạch anh và một cổng USB. Bạn dùng mỏ hàn, hay dao nhọn cắt một cái lỗ hình chữ nhật vừa đủ cho cổng USB lòi ra, rồi dùng keo dán cố định nó lại để khi rút ra cắm vào không bị tuột ra. Bạn hàn phần nguồn của mạch vào cổng USB như Hình 2, rồi cố định bo mạch lại để không bị chập mạch. Với phần loa thạch anh, bạn dùng một ít keo dán vào một bên loa với vỏ hộp (không nên dán hết, vì phải chừa khoảng trống cho loa kêu nữa). Trên vỏ hộp, phía có loa, bạn đục vài lỗ để âm thanh từ loa phát ra. Cuối cùng, bạn trang trí vỏ hộp lại cho đẹp (dùng decal dán bên ngoài). Khi sử dụng, đèn LED báo hiệu đang hoạt động. Âm thanh loa phát ra ở tần số cao, tai bạn không nghe được nhưng rất hiệu quả trong việc đuổi muỗi. Bài giảng Máy và thiết bị tự động dân dụng 4 CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU HỌ VI ĐIỀU KHIỂN PIC 2.1 Các vi điều khiển trong họ Pic . *Lịch Sử Phát Triển Năm 1965 hãng Genneral Instrument thành lập ban vi điện tử nhằm tập trung nghiên cứu công nghệ chế tạo bộ nhớ kiểu EPROM và EEPROM, đó là các linh kiện thu hút nhiều đầu tư của các phòng thí nghiệm bán dẫn. Đầu những năm 70 Genneral Instrument cũng chế tạo vi xử lý 16 bit PC1600. Bộ xử lý này khá tốt nhưng có nhược điểm là khả năng vào ra không mạnh để thích ứng bộ xử lý PC1600 trong các ứng dụng cần có tính nâng cao. Năm 1975 Genneral Instrument thiết kế vi mạch điều khiển giao tiếp ngoại vi (Peripheral interface controler) viết tắt là PIC, đó là linh kiện hỗ trợ các tính năng vào ra cho vi xử lý PIC không cần nhiều chức năng vì chỉ xử lý các công việc vào ra do đó bộ mã lệnh của nó khó nhỏ gọn. Những vi điều khiển PIC đầu tiên có điểm yếu là chế tạo theo công nghệ n-MOS nên tiêu thụ nhiều năng lượng, bộ nhớ chương trình là loại ROM mặt nạ chỉ nạp được một lần, do đó chương trình điều khiển được nạp ngay khi chế tạo vi mạch nên chỉ thích hợp với các khách hàng đặt mua với số lượng lớn, để lắp ráp trong sản xuất những sản phẩm cụ thể. Những năm đầu thập ki 80 Genneral Instrument gặp khó khăn trong thương mại và tổ chức lại. Hãng tập trung vào chế tạo linh kiện bán dẫn công suát lớn là thế mạnh cho tới hiện nay của hãng. Genneral Instrument đã chuyển nhượng Ban vi điện tử và nhà máy tại Chandle, bang Anizona cho các nhà đầu tư. Họ lập ra một công ty mới, đặt tên là Arizona Microchip technology hiện nay là Microchip technology Inc. Chiến lược của các nhà đầu tư là tập trung vào vi điều khiển và các bộ nhớ bán dẫn. Các vi mạch PIC n-MOS được cải tiến, chế tạo dựa trên nền tảng công nghệ mới CMOS. Các sản phẩm đầu tiên của Microchip được biết tới và bán ra với số lượng lớn là các vi điều khiển PIC thuộc họ PIC16C5x. Họ này có hai biến thể với bộ nhớ chương trình là OTP và UV EPROM. Loại OTP có thể nạp trình một lần dùng cho sản xuất loại lớn. Loại UV EPROM có thể xóa được bằng tia cực tím (tia UV) dùng khi phát triển, thử nghiệm phần mềm. Năm 1983 Microchip là hãng đầu tiên đã tích hợp được bộ nhớ chương trình flash EEPROM vào những vi điều khiển mới, trong đó được biết đến nhiều nhất là PIC16C84 và PIC16F84. Bộ nhớ chương trình flash đã loại bỏ vai trò của vi điều khiển có bộ nhớ xoá bằng tia cực tím, có vỏ bằng gốm đắt tiền và các đèn chiếu tia cực tím. 2.1.1 Pic là gì? PIC là viết tắt của “ Programable Intelligent computer”, có thể tạm dịch là “máy tính thông minh khả trình” do hãng Genenral Instrument đặt tên cho vi điều khiển đầu tiên của họ: PIC1650 được thiết kế để dùng làm các thiết bị ngoại vi điều khiển Bài giảng Máy và thiết bị tự động dân dụng 5 CP1600. Vi điều khiển này sau đó nghiên cứu phát triển thêm và từ đó hình thành nên dòng vi điều khiển PIC ngày nay. 2.1.2 Tại sao là Pic mà không phải là các họ vi điều khiển khác? Hiện nay trên thị trường có rất nhiều vi điều khiển như 8051, Motorola 68HC, AVR, ARM,… Ngoài họ 8051 được hướng dẫn một cách căn bản ở môi trường đại học, bản thân người viết đã chọn họ vi điều khiển PIC để mở rộng vốn kiến thức và phát triển các ứng dụng trên công cụ này vì các nguyên nhân sau: -Họ vi điều khiển này có thể tìm mua dễ dàng tại thị trường Việt Nam. -Giá thành không quá đắt. -Có đầy đủ các tính năng của một vi điều khiển khi hoạt động độc lập. -Là một sự bổ sung rất tốt về kiến thức cũng như về ứng dụng cho họ vi điều khiển mang tính truyền thông: họ vi điều khiển 8051. Số lượng người sử dụng họ vi điều khiển PIC. 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,… Sự hỗ trợ của nhà sản xuất về trình biên dịch, các công cụ lập trình, nạp chương trình từ đơn giản đến phức tạp,… Các tính năng đa dạng của vi điều khiển PIC, và các tính năng này không ngừng được phát triển. 2.1.3 Kiến trúc Pic Cấu trúc phần cứng của một vi điều khiển được thiết kế theo hai dạng kiến trúc: kiến trúc Von Neuman và kiến trúc Havard. Tổ chức phần cứng của PIC được thiết kế theo kiến trúc Havard. Điểm khác biệt giữa kiến trúc Havard và kiến trúc Von-Neuman là cấu trúc bộ nhớ dữ liệu và bộ nhớ chương trình. Bài giảng Máy và thiết bị tự động dân dụng 6 Đối với kiến trúc Von-Neuman, bộ nhớ dữ liệu và bộ nhớ chương trình năng chung trong một bộ nhớ, do đó ta có thể tổ chức, cân đối một cách linh hoạt bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu. Tuy nhiên điều này chỉ có ý nghĩa khi tốc độ xử lí của CPU phải rất cao, vì với cấu trúc đó, trong cùng một thời điểm CPU chỉ có thể tương tác với bộ nhớ dữ liệu hoặc bộ nhớ riêng biệt. Do đó có thể nói kiến trúc Von-Neuman không thích hợp với cấu trúc của một vi điều khiển. Đối với kiến trúc Havard, bộ nhớ dữ liệu và bộ nhớ chương trình tách ra thành hai bộ nhớ riêng biệt. Do đó trong cùng một thời điểm CPU có thể tương tác với cả hai bộ nhớ, như vậy tốc độ xử lí của vi điều khiển được cải thiện đáng kể. Một điểm cần chú ý nữa là tập lệnh trong kiến trúc Havard có thể được tối ưu tùy theo yêu cầu kiến trúc của vi điều khiển mà không phụ thuộc vào cấu trúc dữ liệu. Ví dụ, đối với vi điều khiển dòng 16F, độ dài lệnh luôn là 14 bit (trong khi dữ liệu được tổ chức thành từng byte), còn đối với kiến trúc Von=Neuman, độ dài lệnh luôn là bội số của 1 byte (do dữ liệu được tổ chức thành từng byte). Đặc điểm này được minh họa cụ thể trong hình 1.1. 2.1.4 RISC và CISC Như đã trình bày ở trên, kiến trúc Havard là khái niệm mới hơn so với kiến trúc Von-Neuman. Khái niệm này được hình thành nhằm cải tiến tốc độ thực thi của một vi điều khiển. Qua việc tách rời bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu, bus chương trình và bus dữ liệu, CPU có thể cùng một lúc truy xuất cả bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu, giúp tăng tốc độ xử lí của vi điều khiển lên gấp đôi. Đồng thời cấu trúc lệnh không còn phụ thuộc vào cấu trúc dữ liệu nữa mà có thể linh động điều chỉnh tùy theo khả năng và tốc độ của từng vi điều khiển. Và để tiếp tục cải tiến tốc độ thực thi lệnh, tập lệnh của họ vi điều khiển PIC được thiết kế sao cho chiều dài mã lệnh luôn cố định ( ví dụ đối với họ 16Fxxxx chiều dài mã lệnh luôn là 14 bit) và cho phép thực thi lệnh trong một chu kì của xung clock (ngoại trừ một số trường hợp đặc biệt như lệnh nhảy, lệnh gọi chương trình con … cần hai chu kì xung đồng hồ). Điều này có nghĩa tập lệnh của vi điều khiển thuộc cấu trúc Havard sẽ ít lệnh hơn, ngắn hơn, đơn giản hơn để đáp ứng yêu cầu mã hóa lệnh bằng một số lượng bit nhất định. Vi điều khiển được tổ chức theo kiến trúc Havard còn được gọi là vi điều khiển RISC (Reduced Instruction Set Computer) hay vi điều khiển có tập hợp lệnh rút gọn. Vi điều khiển được thiết kế theo kiến trúc Von-Neuman còn được gọi là vi điều khiển CISC (Complex Instruction Set Computer) hay vi điều khiển có tập lệnh phức tạp vì mã lệnh của nó không phải là một số cố định mà luôn là bội số của 8 bit (1 byte). 2.1.5 PIPELINING Đây chính là cơ chế xử lí lệnh của các vi điều khiển PIC. Một chu kì lệnh của vi điều khiển sẽ bao gồm 4 xung clock. Ví dụ ta sử dụng oscillator có tần số 4 MHZ, thì xung lệnh sẽ có tần số 1 MHZ (chu kì lệnh sẽ là 1us). Giả sử ta có một đoạn chương trình như sau: Bài giảng Máy và thiết bị tự động dân dụng 7 1. MOVLW 55h 2. MOVWF PORTB 3. CALL SUB_1 4. BSF PORTA,BIT3 5. instruction @ address SUB_1 Ở đây ta chỉ bàn đến quy trình vi điều khiển xử lí đoạn chương trình trên thông qua từng chu kì lệnh. Quá trình trên sẽ được thực thi như sau: TCY0: đọc lệnh 1 TCY1: thực thi lệnh 1, đọc lệnh 2 TCY2: thực thi lệnh 2, đọc lệnh 3 TCY3: thực thi lệnh 3, đọc lệnh 4 TCY4: vì lệnh 4 không phải là lệnh sẽ được thực thi theo quy trình thực thi của chương trình (lệnh tiếp theo được thực thi phải là lệnh đầu tiên tại label SUB_1) nên chu kì thực thi lệnh này chỉ được dùng để đọc lệnh đầu tiên tai label SUB_1. Như vậy có thể xem lệnh 3 cần 2 chu kì xung clock để thực thi. TCY5: thực thi lệnh đầu tiên của SUB_1 và đọc lệnh tiếp theo của SUB_1. Quá trình này được thực hiện tương tự cho các lệnh tiếp theo của chương trình. Thông thường, để thực thi một lệnh, ta cần một chu kì lệnh để gọi lệnh đó và một chu kì xung clock nữa để giải mã và thực thi lệnh. Với cơ chế pipelining được trình bày ở trên, mỗi lệnh xem như chỉ được thực thi trong một chu kì lệnh. Đối với các lệnh mà quá trình thực thi nó làm thay đổi giá trị thanh ghi PC (Program Counter) cần hai chu kì lệnh để thực thi vì phải thực hiện việc gọi lệnh ở địa chỉ thanh ghi PC chỉ tới. Sau khi đã xác định đúng vị trí lệnh trong thanh ghi PC, mỗi lệnh chỉ cần một chu kì lệnh để thực thi xong. 2.1.6 Các dòng Pic và cách lựa chọn vi điều khiển Pic. Các kí hiệu của vi điều khiển PIC: Bài giảng Máy và thiết bị tự động dân dụng 8 PIC12xxxx: độ dài lệnh 12 bit PIC16xxxx: độ dài lệnh 14 bit PIC18xxxx: độ dài lệnh 16 bit 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 Bên cạnh đó một số vi điều khiển có kí hiệu xxFxxx là EEPROM, nếu có thêm chữ A ở cuối là flash (ví dụ PIC16F877 là EEPROM, còn PIC16F877A là flash). Ngoài ra còn thêm một dòng vi điều khiển PIC mới là dsPIC. Ở Việt Nam phổ biến nhất là các họ vi điều khiển PIC do hãng Microchip sản xuất. Cách lựa chọn một vi điều khiển PIC phù hợp: Trước hết cần chú ý đến số chân của vi điều khiển cần thiết cho ứng dụng. Có nhiều vi điều khiển PIC với số lượng chân khác nhau, thậm chí có vi điều khiển chỉ có 8 chân, ngoài ra còn có các vi điều khiển 28, 40,44,… chân. Cần chọn vi điều khiển PIC có bộ nhớ flash để có thể nạp xóa chương trình được nhiều lần hơn. Tiếp theo cần chú ý đến các khối chức năng được tích hợp sẵn trong vi điều khiển, các chuẩn giao tiếp bên trong. Sau cùng cần chú ý đến bộ nhớ chương trình mà vi điều khiển PIC có thể được tìm thấy trong cuốn sách “Select PIC guide” do nhà sản xuất Microchip cung cấp. * Đánh giá các dòng PIC - Dòng PIC nhiều chân nhất là dòng PIC18Fxxxx, có những con số chân lên đến 80 chân - Dòng PIC ít chân nhất là dòng PIC10Fxxx, chỉ có 6 chân - Dòng PIC phổ biến nhất là dòng PIC16F877A (đủ mạnh về tính năng, 40 chân, bộ nhớ đủ cho hầu hết các ứng dụng thông thường) - Dòng PIC mà chúng tôi đánh giá cao nhất là dòng PIC16F876A (28 chân, chức năng không khác gì so với PIC16F877A, nhưng nhỏ gọn hơn nhiều, và số chân cũng không quá ít như PIC16F88). - Dòng PIC hỗ trợ giao tiếp USB là dòng PIC18F2550 và PIC18F4550 - Dòng PIC điều khiển động cơ mạnh nhất là dòng PIC18F4x31 - Khi cho rằng mình chuyên nghiệp hơn, các bạn nên dùng PIC18F458 - dsPIC chúng tôi khuyên không nên dùng và không nên nghĩ tới khi mới học, bản thân chúng tôi cũng chưa có điều kiện làm việc với dsPIC mặc dù về lập trình thì dsPIC hoàn toàn giống với PIC thông thường. - Dòng PIC tàng hình là dòng PIC17xxxxx, hiện nay đã không còn được sản xuất 2.1.7 Ngôn ngữ lập trình cho Pic Bài giảng Máy và thiết bị tự động dân dụng 9 Ngôn ngữ lập trình cho PIC rất đa dạng. Ngôn ngữ lập trình cấp thấp có MPLAB (được cung cấp miễn phí bởi nhà sản xuất Microchip), các ngôn ngữ lập trình cấp cao hơn bao gồm C, Basic, Pascal,… Ngoài ra còn có một số ngôn ngữ lập trình được phát triển dành riêng cho PIC như PICBasic, MicroBasic,… 2.1.8 Mạch nạp Pic Đây cũng là một dòng sản phẩm rất đa dạng dành chi vi điều khiển PIC. Có thể sử dụng các mạch nạp được cung cấp bới nhà sản xuất là hang Microchip như: PICSTART plus, MPLAB ICD 2, MPLAB PM 3, PRO MATE II. Có thể dùng các sản phẩm này để nạp cho vi điều khiển khác thong thường qua chương trình MPLAB. Dòng sản phẩm chính thống này có ưu thế là nạp được cho tất cả các vi điều khiển PIC, tuy nhiên giá thành rất cao và thường gặp rất nhiều khó khăn trong quá trình mua sản phẩm. Ngoài ra do tính năng cho phép nhiều chế độ nạp khác nhau, còn có rất nhiều mạch nạp được thiết kế dành cho vi điều khiển PIC. Có thể sơ lược một số mạch nạp cho PIC như sau: JDM programmer: mạch nạp này dùng chương trình nạp Icprog cho phép nạp các vi điều khiển PIC có hỗ trợ tính năng nạp chương trình điện áp thấp ICSP (In Circuit Serial Programming). Hầu hết các mạch nạp đều hỗ trợ tính năng chương trình này. WARRP-13A và MCP-USB: hai mạch nạp này giống với mạch nạp PICSTART PLUS do nhà sản xuất Microchip cung cấp, tương thích với trình biên dịch MPLAB, nghĩa là ta có thể trực tiếp dùng chương trình MPLAB để nạp cho vi điều khiển PIC mà không cần sử dụng một chương trình nạp khác, chẳng hạn như Icprog. P16PRO40: mạch nạp này do Nigel thiết kế và cũng khá nổi tiếng. Ông còn thiết kế cả chương trình nạp, tuy nhiên ta cũng có thể sử dụng chương trình nạp Icprog. Mạch nạp Universal của Williem: đây không phải là mạch nạp chuyên dụng dành cho PIC như P16PRO40. Các mạch nạp kể trên có ưu điểm rất lớn là đơn giản, rẻ tiền, hoàn toàn có thể tự lắp ráp một cách dễ dàng và mọi thông tin về sơ đồ mạch nạp, cách thiết kế, thi công, kiểm tra và chương trình nạp đều dễ dàng tìm được và download miễn phí thông qua mạng Internet. Tuy nhiên các mạch nạp trên có nhược điểm là hạn chế về số vi điều khiển được hỗ trợ, bên cạnh đó mỗi mạch nạp cần được sử dụng với một chương trình nạp thích hợp. 2.2 Vi điều khiển PIC16F877A. 2.2.1 Sơ đồ chân vi điền khiển PIC16F877A. Bài giảng Máy và thiết bị tự động dân dụng 10 [...]... cho chuẩn giao tiếp PST ADCON1: thanh ghi điều khiển khối ADC Ngồi ra còn các timer 0, timer 1, timer 2,… 2.3 Ứng dụng vi điều khiển cho các thiết bị điều khiển dân dụng Ứng dụng điều khiển đèn giao thơng: 17 Bài giảng Máy và thiết bị tự động dân dụng 18 Bài giảng Máy và thiết bị tự động dân dụng 5V LO 1 4 2 b a DEN 1 3 0 4 0 g e d c 1 2 3 1 4 2 3 5 0 1 D0 D1 D2 D3 A B C D E F G LT RBI 4 BI/RBO 2 8 9... Khơng dây dẫn 29 Bài giảng Máy và thiết bị tự động dân dụng Led phát và thu nhỏ, gọn dễ thiết kế lắp đặt và có độ tin cậy cao Áp dụng cấp thấp, cơng suất tiêu tán nhỏ Điều khiển được nhiều thiết bị Tính khả thi cao, linh kiện dễ tìm thấy và thi cơng dễ  Khuyết điểm Tầm xa bị hạn chế Dòng điện cao tức thời Nhiễu hồng ngoại do các nguồn nhiệt xung quanh ta phát ra, nên gây ảnh hưởng và hạn chế tầm phát... hồng ngoại phát ra mơi trường b Máy thu 28 Bài giảng Máy và thiết bị tự động dân dụng Sơ đồ máy thu  Giải thích sơ đồ máy thu : Chức năng của máy thu là thu được tín hiệu điều khiển từ máy phát, loại bỏ sóng mang, giải mã tín hiệu điều khiển thành các lệnh riêng biệt, từ đó mỗi lệnh sẽ đưa đến khối chấp hành cụ thể  LED thu : Thu tín hiệu hồng ngoại do máy phát truyền tới và biến đổi thành tín hiệu điều... 19 Document Number Thursday , January 01, 2004 Rev Sheet 1 of 1 Bài giảng Máy và thiết bị tự động dân dụng CHƯƠNG 3 ĐIỀU KHIỂN TỪ XA THIẾT BỊ DÂN DỤNG 3.1 Điều khiển từ xa bằng hồng ngoại 3.1.1 Giới thiệu hệ thống điều khiển từ xa Hệ thống điều khiển từ xa là một hệ thống cho phép ta điều khiển các thiết bị từ một khoảng cách xa Ví dụ: hệ thống điều khiển bằng vơ tuyến, hệ thống điều... dụng bộ lọc để tín hiệu ngõ ra là xung vng, nếu ngõ ra có xung nghĩa là đã nhận được tín hiệu ở ngõ vào a Máy phát : Sơ đồ khối máy phát  Giải thích sơ đồ khối máy phát : 27 Bài giảng Máy và thiết bị tự động dân dụng       Máy phát có nhiệm vụ tạo ra lệnh điều khiển, mã hóa và phát tín hiệu đến máy thu, lệnh truyền đi đã được điều chế Khối phát lệnh điều khiển : Khối này có nhiệm vụ tạo ra lệnh... nối nên C3= [0] * Bộ dao động tạo tần số sóng mang : Do cấu tạo bên trong của IC phát SZ 9148 đã có sẵn một cổng đảo dùng để phối hợp với các linh kiện bên ngồi bằng thạch anh hoặc mạch LC để tạo thành mạch dao động 34 Bài giảng Máy và thiết bị tự động dân dụng Để đơn giản cho việc thiết kế và tăng độ chính xác của tần số, nên chọn thạch anh làm mạch dao động * Chọn tần số dao động : Tần số sóng mang... bằng tia hồng ngoại IC sử dụng trong mạch điều khiển có nhiều loại, nhưng phần này ta chọn cặp IC chun dùng SZ9148 và SZ9150 để thi cơng mạch bởi những ưu điểm của chúng 32 Bài giảng Máy và thiết bị tự động dân dụng Ứng dụng cặp IC SZ9148/SZ9150 thi cơng mạch thu-phát hồng ngoại điều khiển từ xa 6 phím nhấn với các thơng số sau: Điện áp nguồn ở máy phát 4V đến 5V, điện áp nguồn ở máy thu là 5V đến 12V... trong bank Các thanh ghi SFR thường xun được sử dụng (ví dụ như thanh ghi STATUS) sẽ được đặt ở tất cả các bank của bộ nhớ dữ liệu giúp thuận tiện trong q trình truy xuất và làm giảm bớt lệnh của chương trình 13 Bài giảng Máy và thiết bị tự động dân dụng - Thanh ghi chức năng đặc biệt SFR Đây là các thanh ghi được sử dụng bởi CPU hoặc được dùng để thiết lập và điều khiển các khối chức năng được tích hợp... Op-amp, loại dùng trasistor Khi sử dụng transistor có thể dùng 1 transistor hay nhiều transistor Để đơn giản trong khi ráp mạch và giảm chi phí nên chọn mạch khuếch đại giả darlington Có sơ đồ như sau : 35 Bài giảng Máy và thiết bị tự động dân dụng ILED= β1.β2.IB Và ta chọn Transistor T1 là 2SC1815 ; T2 là 2SA 1015 3.1.4.3 Thiết kế mạch hẹn giờ Mục đích u cầu : mạch hẹn giờ thiết kế 4 cấp hẹn giờ Cấp thứ... là tạo xung kích, kích khối tạo xung đơn ổn hoạt động; thứ hai là tạo ra mã tương ứng la những bit nhị phân dựa vào khối giới hạn độ rộng xung  Khối tạo xung đơn ổn: Khi nhận được xung kích thích mạch đơn ổn tạo ra một xung dương có thời hằng là T Độ rộng T tùy thuộc vào trị số cụ thể của linh kiện trong mạch 30 Bài giảng Máy và thiết bị tự động dân dụng Nhiệm vụ chính của khối đơn ổn trong mạch là . thiết bị điều khiển dân dụng. Ứng dụng điều khiển đèn giao thơng: Bài giảng Máy và thiết bị tự động dân dụng 18 Bài giảng Máy và thiết bị tự động dân dụng 19 HI 0 20Mhz 0 1 2 3 4 e bcd d c 1k g 1 2 3 4 0 c e f 5V 0 b 0 1 2 3 4 g 1 2 3 4 a 0 b 0 1 2 3 4 a LO Q2 2SA1015 e d 33pF 0 0 1 2 3 4 g 5V 0 DEN. Bài giảng Máy và thiết bị tự động dân dụng 1 CHƯƠNG 1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1 Các đặc trưng của thiết bị dân dụng Các thiết bị gia dụng: Tủ lạnh, tủ đông. Gia. điện thoại di động, rồi máy ảnh kết hợp máy quay kĩ thuật số… Bài giảng Máy và thiết bị tự động dân dụng 2 • Đến nay, thị trường thiết bị lai đã hết sức phong phú và đa dạng với các loại