nghiên cứu về đèn giao thông
Nhận xét giáo viên Ngày Tháng Năm 20 Giáo Viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Lời chúng em xin chân thành cảm ơn cô Nguyễn Phương Thảo thầy cô môn khoa Điện Tử Trường Đại Học Sư Phạm kỹ Thuật Hưng Yên Trong trình thực đồ án nhóm chúng em gặp không khó khăn thiếu sót Nhưng hướng dẫn chí dạy nhiệt tình quý thầy cô giúp chúng em khắc phục thiếu sót hoàn thành đề tài thời hạn, giúp chúng em học tốt Do kiến thức nhóm chúng em hạn chế nên đồ án nhiều sai xót chúng em mong thông cảm quý thầy cô Chúng Em xin chân thành cảm ơn MỤC LỤC 1.3 CÁC GIẢI PHÁP VÀ XÁC ĐỊNH BÀI TOÁN 1.3.1.Các giải pháp 1.3.2 Xác định toán giới hạn đề tài .6 2.2 SƠ ĐỒ KHỐI (CALL GRAPH) 2.3 SƠ ĐỒ ĐẶC TẢ CỦA HỆ THỐNG 2.4 CÁC MODULE TRONG HỆ THỐNG .9 2.4.1.Module điều khiển trung tâm 2.4.3 Module khối nguồn 12 2.5.1.Các linh kiện khối điều khiển trung tâm .14 2.5.3 Các linh kiện hiển thị .26 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, khái niệm kỹ thuật số trở thành quen thuộc với nhiều người, phát triển ngành kỹ thuật số có ảnh hưởng lớn đến ngành kinh tế toàn cầu Có người nêu lên ý tưởng gọi kinh tế thời đại “ kinh tế kỹ thuật số “, “số hóa” gần vượt khỏi ranh giới thuật ngữ kỹ thuật Nhờ có ưu điểm xử lý số độ tin cậy truyền dẫn, tính đa thích nghi kinh tế nhiều phần mềm khác nhau, tính tiện lợi điều khiển khai thác mạng Số hóa xu hướng phát triển tất yếu nhiều lĩnh vực kỹ thuật kinh tế khác Không lĩnh vực thông tin liên lạc tin học Ngày nay, kỹ thật số thâm nhập mạnh mẽ vào Kỹ thuật điện tử, Điều khiển tự động, phát truyền hình, y tế, nông nghiệp…và dụng cụ sinh hoạt gia đình Ngay từ ngày đầu khai sinh, kỹ thuật số nói riêng ngành điện tử nói chung tạo nhiều bước đột phá mẽ cho ngàng kinh tế khác đảm bảo yêu cầu người dùng chất lượng dịch vụ Đồng thời kiến thức kỹ thuật số thiếu sinh viên, sinh viên điện tử Và người nhận thấy rằng, ngày trật tự giao thông nước ta rối ren Vì việc sử dụng đèn giao thông giao lộ cần thiết để hiểu rõ nguyên lý hoạt động muốn phát triển thêm mô hình này, chúng em chọn đề tài cho đồ án môn học nghiên cứu Đèn Giao Thông Nội dung báo cáo chia thành phần sau: Lời nói đầu Chương : Phân tích yêu cầu đồ án giải pháp đưa để thực Chương : Thiết kế hệ thống Chương : Xây dựng hệ thống Kết luận hướng phát triển hoàn thiện đề tài Trong trình thực đề tài không tránh thiếu sót mức độ hoàn thành đề tài, mong quý thầy cô xem xét đưa nhận xét để chúng em khắc phục thiếu sót hoàn thiện mở rộng đề tài sau này… CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH HỆ THỐNG 1.1 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG 1.1.1.Ý tưởng thiết kế hệ thống điều khiển đèn giao thông Hệ thống đèn giao thông chúng em thiết kế hoạt động có chế độ ngày: (Giờ cao điểm, bình thường thấp điểm, hiển thị thời gian chế độ lên LED đoạn) - Cao điểm: Đèn xanh 47s, đèn đỏ 50s, đèn vàng 3s - Bình thường: Đèn xanh 20s, đèn đỏ 23s, đèn vàng 3s - Thấp điểm: Đèn vàng sáng - Có LED đoạn đơn: LED hiển thị đếm ngược cho đường - Hệ thống LED đơn hiển thị cho đèn xanh, đèn vàng, đèn đỏ - Hệ thống nút nhấn, gồm nút: nút chuyển chế độ cao điểm, bình thường, thấp điểm 1.1.2 Yêu cầu mạch điều khiển đèn giao thông - Mạch phải đơn giản, dễ thiết kế, dễ lắp đặt, dễ dàng sửa chữa - Mạch phải chạy ổn định, xác, dễ vận hành - Chi phí để thiết kế phải rẻ 1.2 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG Một số sản phẩm thực tế Hình 1: Hình ảnh hệ thống đèn giao thông thực tế 1.3 CÁC GIẢI PHÁP VÀ XÁC ĐỊNH BÀI TOÁN 1.3.1.Các giải pháp Có nhiều phương pháp để thiết kế mạch điều khiển hệ thống đèn giao thông Tuy nhiên, tùy theo yêu cầu toán, tùy theo ý tưởng thiết kế người mà ta có giải pháp riêng Ở nhóm chúng em thiết kế hệ thống điều khiển đèn giao thông sử dụng vi điều khiển với ưu điểm sau: - Mạch thay đổi chế độ hoạt động hoạt động linh hoạt - Số linh kiện sử dụng mạch ít, cách thức bố trí linh kiện dễ dàng - Mạch đơn giản, dễ thực thi - Lập trình đơn giản 1.3.2 Xác định toán giới hạn đề tài a Xác định toán Mô hình đèn giao thông gồm có: Đầu vào Xử lý Đầu • Đầu nhập liệu vào bàn phím, gồm phím chức phím nhập thời gian,để điều chỉnh chế độ hoạt động đèn giao thông • Khối vi xử lí gồm có: mạch vi xử lí với vi điều khiển pic16F877A làm nhiệm vụ xử lí chính, nguồn cung cấp điện áp 5VDC • Đầu liệu ( hiển thị) gồm: - Led đơn: hiển thị tín hiệu đèn giao thông - Led đoạn: hiển thị thời gian sáng đèn b Giới hạn đề tài Mạch thực chưa chạy tự động chế độ hoạt động theo định, muốn chuyển chế hoạt động hệ thống đèn giao thông yêu cầu người điều khiển phải ấn nút điều chỉnh khối bàn phím để điều khiển chế độ hoạt động theo CHƯƠNG : THIẾT KẾ HỆ THỐNG 2.1 SƠ ĐỒ KHỐI CỦA HỆ THỐNG Bao gồm khối sau: Khối đầu vào, khối điều khiển, khối giải mã, khối hiển thị, khối nguồn: Hình Sơ đồ khối hệ thống đèn giao thông • Khối hiển thị: Hiển thị xác thời gian led đoạn tín hiệu đèn giao thông led đơn • Khối đầu vào: Gồm bàn phím để điểu chỉnh chế độ hoạt động theo hệ thống đèn tín hiệu giao thông • Khối điều khiển trung tâm: Điều khiển hoạt động hệ thống, thực chương trình, xử lý điều khiển vào/ra truyền thông với thiết bị bên • Khối giải mã: sử dụng IC74LS247 để thực việc giải mã BCD sang thập phân hiển thị trạng thái thập phân LED • Khối nguồn: Cung cấp điện áp cho toàn hệ thống đảm bảo ổn định điện áp 2.2 SƠ ĐỒ KHỐI (CALL GRAPH) Controller Software Led Display Controller Led Display K eypad Routines Segment Controller K eypad Segment Hình Sơ đồ khối hệ thống đèn giao thông (call graph) 2.3 SƠ ĐỒ ĐẶC TẢ CỦA HỆ THỐNG Hình Sơ đồ đặc tả hệ thống đèn giao thông 2.4 CÁC MODULE TRONG HỆ THỐNG 2.4.1.Module điều khiển trung tâm Sử dụng vi điều khiển PIC16F877A a Sơ đồ PIC16F877A Sơ đồ chân vi điều khiển PIC 16F877A: 40 pins cổng vào số RA,RB,RC,RD,RE Hình 5: Sơ đồ chân vi điều khiển PIC16F877A b Đặc điểm PIC 16F877A Công nghệ CMOS có đặc tính: công suất thấp, công nghệ nhớ Flash/EEPROM có tốc độ cao.Điện áp hoạt động từ 2V đến 5,5V tiêu tốn nượng thấp phù hợp với nhiệt độ làm việc công nghiệp thương mại 10 #bit B0 = 0x06.0 #bit #bit #bit #bit #bit #bit #bit #bit C7 C6 C5 C4 C0 C1 C2 C3 = = = = = = = = 0x07.7 0x07.6 0x07.5 0x07.4 0x07.0 0x07.1 0x07.2 0x07.3 #bit #bit #bit #bit #bit #bit #bit #bit D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 = = = = = = = = 0x08.7 0x08.6 0x08.5 0x08.4 0x08.3 0x08.2 0x08.1 0x08.0 //cac chuong trinh dung chuong trinh// void program1(); void program2(); void normal(); //chuong trinh chay binh thuong(gio thap diem)// void caodiem(); //chuong trinh chay gio cao diem // void freetime(); //chuong trinh chay gio ranh(ban dem)// void tach_led(); //chuong trinh tach lay phan chuc,phan don vi tu cac so dem giay // void quet_led(); //chuong trinh dua led cac segments led // void a_xanh(); //chuong trinh sang den do,xanh cua lan duong // void a_vang(); //chuong trinh sang den vang cua lan duong // void b_xanh(); //chuong trinh sang den do,xanh cua lan duong // void b_vang(); //chuong trinh sang den vang cua lan duong // //khai bao bien// int8 i,mode; int8 a,b; 35 int8 chuca,dvia,chucb,dvib; int8 temp1,temp2,temp3,temp4; //ngat ngoai vi// #int_ext void ext_isr() { mode++; if (mode==2) mode=0; } //cac ham chuong trinh con// void tach_led() { chuca=a/10; //tach lay so hang chuc dvia=a%10; //tach lay so hang don vi chucb=b/10; dvib=b%10; } void quet_led() { while(true) { for(i=0;i[...]... điều khiển của phần mềm 11 2.4.2.Module khối hiển thị Khối hiển thị có chức năng đưa ra thông tin hiển thị tương ứng với trạng thái hiện thời của hệ thống Khối này gồm 2 phần: đèn hiển thị tín hiệu đèn giao thông và đồng hồ Đèn hiển thị tín hiệu đèn giao thông bao gồm: Đèn dành cho các phương tiện tham gia giao thông: xanh, đỏ, vàng Đồng hồ dùng các LED 7 thanh để tạo thành các bộ hiển thị từ 00 đến... để hoạt động 2.8 SƠ ĐỒ THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN 2.8.1 Giản đồ thời gian các chế độ hoạt động của hệ thống Hệ thống điều khiển đèn giao thông hoạt động ở các chế độ: - Cao điểm: Đèn xanh 47s, đèn đỏ 50s, đèn vàng 3s - Bình thường: Đèn xanh 20s, đèn đỏ 23s, đèn vàng 3s - Thấp điểm: Đèn vàng sáng - 28 Hình 22 Giản đồ thời gian các chế độ hoạt động 29 2.8.2 Sơ đồ thuật toán toàn hệ thống Hình 23 Sơ đồ thuật... Cấu trúc bên trong của LED 7 thanh Anode chung Hình 20 Ghép nối 74LS247 đến LED 7 thanh 26 2.6 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA MẠCH Hình 21 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống điều khiền đèn giao thông 27 2.7 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH Mạch đèn giao thông hoạt động dựa trên nội dung đã lập trình cho pic16F877A, khi có tác động từ các nút điều khiển mạch hoạt động theo đúng thời gian yêu cầu PIC16F877A đưa dữ liệu đến... bắt đầu thực hiện đếm lùi, nếu trục lộ bên này đèn xanh hoặc vàng sáng thì trục lộ bên kia đèn đỏ sáng và ngược lại Bộ phận điều khiển PIC16F877A là các nút nhấn ở khối bàn phím Tùy theo thời gian yêu cầu mà ta điều khiển các trục giao thông sáng PIC16F877A sẽ xuất ra các cổng I/O những xung ở mức cao hoặc mức thấp để điều khiển các BJT từ đó điều khiển các đèn hiển thị Khi PIC16F877A nhận tín hiệu điều... Dùng để điều chỉnh các chế độ hoạt động của hệ thống đèn giao thông trong ngày: (giờ cao điểm, giờ thấp điểm ) Hình 8 Sơ đồ khối bàn phím 13 2.5 LỰA CHỌN LINH KIỆN 2.5.1.Các linh kiện trong khối điều khiển trung tâm 2.5.1.1 Vi điều khiển PIC 16F877A a Sơ đồ chân vi điều khiển PIC16F877A Hình 9: Sơ đồ chân vi điều khiển PIC16F877A b Một vài thông số về vi điều khiển PIC16F877A Đây là vi điều khiển thuộc... điều khiển xuất nhập PORTE và chuẩn giao tiếp PSP • PORTE PORTE (RPE) gồm 3 chân I/O Thanh ghi điều khiển xuất nhập tương ứng là TRISE Các chân của PORTE có ngõ vào analog Bên cạnh đó PORTE còn là các chân điều khiển của chuẩn giao tiếp PSP Các thanh ghi liên quan đến PORTE bao gồm: PORTE : chứa giá trị các chân trong PORTE TRISE : điều khiển xuất nhập và chuẩn giao tiếp PSP ADCON1 : thanh ghi điều... khiển hoạt động ở chế độ sleep - Timer2: bộ đếm 8 bit với bộ chia tần số, bộ postcaler - Hai bộ Capture/so sánh/điều chế độ rông xung - Các chuẩn giao tiếp nối tiếp SSP (Synchronous Serial Port), SPI và I2C - Chuẩn giao tiếp nối tiếp USART với 9 bit địa chỉ - Cổng giao tiếp song song PSP (Parallel Slave Port) với các chân điều khiển RD, WR,CS ở bên ngoài Các đặc tính Analog: 14 - 8 kênh chuyển đổi ADC... 25 Sơ đồ giải thuật ở chế độ cao điểm c Sơ đồ giải thuật ở chế độ rảnh (FREE) 33 Hình 26 Sơ đồ giải thuật ở chế độ rảnh CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH HỆ THỐNG 3.1.MÃ NGUỒN ĐỂ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐÈN GIAO THÔNG #include #FUSES NOWDT, HS, NOPUT, NOPROTECT, NODEBUG, NOBROWNOUT, LVP #use delay(clock=12000000) //cac khai bao ,dinh nghia chan vi dieu khien // //*******************************... giải mã nhận tín hiệu điều khiển từ khối điều khiển, sau đó giải mã để đưa đến hiển thị trên các đồng hồ đếm ngược Với chức năng trên thì khối này chính là khối giải mã cho đèn LED 7 thanh Vì các đồng hồ được hiển thị bằng các đèn LED 7 thanh nên ta sẽ sử dụng bộ giải mã là các IC 74LS247 Sơ đồ chân ra và sơ đồ khối chức năng như sau: 24 Hình 17.Sơ đồ chân ra và sơ đồ khối chức năng của IC 74LS247... trong các đặc tính giao tiếp ngoại vi nên bên cạnh chức năng là cổng xuất nhập thông thường, một số chân xuất nhập còn có thêm các chức năng khác để thể hiện sự tác động của các đặc tính ngoại vi nêu trên đối với thế giới bên ngoài Chức năng của từng chân xuất nhập trong mỗi cổng hoàn toàn có thể được xác lập và điều khiển được thông qua các thanh ghi SFR liên quan đến chân xuất nhập đó Vi điều khiển PIC16F877A ... thị có chức đưa thông tin hiển thị tương ứng với trạng thái thời hệ thống Khối gồm phần: đèn hiển thị tín hiệu đèn giao thông đồng hồ Đèn hiển thị tín hiệu đèn giao thông bao gồm: Đèn dành cho phương... thống Hệ thống điều khiển đèn giao thông hoạt động chế độ: - Cao điểm: Đèn xanh 47s, đèn đỏ 50s, đèn vàng 3s - Bình thường: Đèn xanh 20s, đèn đỏ 23s, đèn vàng 3s - Thấp điểm: Đèn vàng sáng - 28 Hình... TÍCH HỆ THỐNG 1.1 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG 1.1.1.Ý tưởng thiết kế hệ thống điều khiển đèn giao thông Hệ thống đèn giao thông chúng em thiết kế hoạt động có chế độ ngày: