Đồ án Hệ thống cảnh báo tàu lửa

Hệ Thống Cảnh Báo Tàu Lửa Năm 2010 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Chương dẫn nhập 10 1.1 Đặt vấn đề 10 1.2 Giới hạn đề tài 10 1.3 Mục đích nghiên cứu 10 1.4 Đối tượng nghiên cứu 10 CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ NGÀNH ĐƯỜNG SẮT VIỆT NAM 11 2.2 Thực trạng hệ thống cảnh báo an toàn ngành đường sắt Việt Nam 13 CHƯƠNG 3: CƠ SỞ THIẾT KẾ 15 3.1 Thiết kế hệ thống cảnh báo tàu lửa 15 3.2 Một số loại cảm biến sử dụng 15 3.2.1 Cảm biến quang 15 3.2.2 Cảm biến địa chấn 16 3.2.3 cách thức nhận biết tàu đến 16 Chương 4: KHẢO SÁT VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A 17 4.1 Vi điều khiển PIC 16F877A 17 4.2 Sơ lược vi điều khiển PIC 16F877A 18 Nhận xét 19 4.3 Cấu trúc phần cứng PIC 16F877A 24 4.3.1 Một số chế độ đặt biệt vi điều khiển PIC 16F877A 26 4.3.2 Reset 27 4.3.3 MCLR 27 4.3.4 Interrupts 28 4.3.5 Chế độ nguồn thấp Sleeep (Power Down Mode) 29 4.3.6 Bộ định thời giám sát (Watch Dog Timer – WDT) 29 4.4 Tổ chức nhớ 31 4.4.1 Bộ nhớ chương trình 31 4.4.2 Bộ nhớ liệu 32 4.5 Các ghi chức đặt biệt 38 4.5.1 Thanh ghi trạng thái (Status Register) 38 4.5.2 Thanh ghi tùy chọn (Option Reg Register) 38 4.5.3 Thanh ghi điều khiển ngắt INTCON (Interrupt Control Register) 39 4.3.4 Thanh ghi cho phép ngắt ngoại vi (PIE1 Register) 40 4.3.5 Thanh ghi cờ ngắt ngoại vi (PIR1 Register) 41 4.5.6 Thanh ghi cho phép ngắt ngoại vi (PIR2 Register) 42 4.5.8 Thanh ghi Work tập lệnh PIC 16F877A 43 4.6 Khái quát chức Port vi điều khiển PIC 16F877A 44 4.6.1 Port A ghi TRIS A 45 4.6.2 PORT B ghi TRISB 47 4.6.3 Port C ghi TRISC 48 Khoa Điện Tử - Tin Học Hệ Thống Cảnh Báo Tàu Lửa Năm 2010 4.6.4 Port D ghi TRISD 50 3.6.5 PortE ghi TRISE 51 4.7 Bộ định thời PIC 16F877A 52 4.7.2 Bộ định thời Timer 54 4.7.3 Bộ định thời Timer 57 4.8 Module CCP 59 4.8.1 Thanh ghi điều khiển CCP 61 4.8.2 Chế độ Capture 62 4.8.3 Chế độ Campare 62 4.8.4 Chế độ điều chế xung PWM 63 4.9 Module ADC 66 4.9.1 Giới thiệu Module ADC 10 bit 66 4.9.2 Các ghi điều khiển 67 4.9.3 Hoạt động Module ADC 68 4.9.4 Thời gian lấy mẫu: 70 4.9.5 Lựa chọn xung Clock cho biến đổi ADC 70 4.9.6 Cấu hình chân Analog 71 4.9.7 Chuyển đổi ADC 71 4.9.8 Hoạt động Module ADC chế độ ngủ 72 4.9.9 Ảnh hưởng Reset 73 4.10 Giao tiếp nối tiếp 74 4.10.1 USART bất đồng 75 4.10.2 USART đồng 79 4.11 Lập Trình CCS 83 4.11.1 Giới thiệu CCS 83 4.11.2 Khai báo sử dụng biến mảng 83 4.11.2.1 Kiểu liệu 83 4.11.2.2 Biến 84 4.11.2.3 Hằng 84 4.11.2.4 Hàm 84 4.11.3 Các cấu trúc 85 4.11.3.1 Cấu trúc if… else 85 4.11.3.2 Cấu trúc Switch… Case 85 4.11.3.3 Cấu trúc for 86 4.11.3.4 Cấu trúc while 86 4.11.3.5 Cấu trúc do… while 86 4.11.4 Các hàm 87 4.11.4.1 Delay 87 4.11.4.2 ADC 88 4.11.4.3 Capture compare pwm (ccp) 90 4.11.4.4 interrupts 91 4.11.4.5 value = get_timer1() 92 4.11.4.6 set_timer1() 93 4.11.4.7 Enabel_interrupts 93 CHƯƠNG 5: MỘT SỐ LINH KIỆN KHÁC 94 5.1 IC TL082 94 5.1.1 Hình dạng TL 082 94 Khoa Điện Tử - Tin Học Hệ Thống Cảnh Báo Tàu Lửa Năm 2010 5.1.2 Cấu tạo TL082 94 5.1.3 Một số thông số TL 082 94 5.2 RELAY 97 5.2.1 Hình dạng relay 97 5.2.2 Cấu tạo bên relay 97 5.2.3 Một số thông số kỹ thuật relay 98 5.3 Cảm biến quang 98 5.3.1 Hình dạng cảm biến quang 98 5.3.2 Cấu tạo bên 99 5.3.3 Một số thông số kỹ thuật cảm biến quang 99 5.4 Động DC 100 5.4.1 Hình dạng động DC 100 5.4.2 Cấu tạo 100 CHƯƠNG :THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH 103 6.1 Sơ đồ nguyên lý 103 6.2 Sơ đồ khối 104 6.3 sơ đồ vị trí lắp đặt cảm biến 104 6.4 Giải thích hoạt động mạch 105 6.5 Khối nguồn 105 6.6 Khối cảm biến hồng ngoại 106 6.7 khối công suất động 109 6.8 Khối xử lý trung tâm 110 6.9 Phần code chương trình vi xử lý 112 6.9.1 Lưu đồ giải thuật 112 6.9.2 Chương trình cho vi xử lý 113 CHƯƠNG 7: TỔNG KẾT 118 Khoa Điện Tử - Tin Học Hệ Thống Cảnh Báo Tàu Lửa Năm 2010 LỜI MỞ ĐẦU Ngày Khoa hoc kỹ thuật nói chung ngành Công Nghệ Điện Tử nói riêng phát triển có đóng góp lớn lao vào nhiều mặt đời sống xã hội Các phát minh khoa học kỹ thuật kỹ thuật không ngừng đời phục vụ cho nhu cầu cho nhu cầu ngày cao người (nhu cầu giải trí, công việc, lại ).Sau thời gian tìm hiểu nghiên điều kiện thực tế tình hình ngành đường sắt Việt Nam nhiều vụ tai nạn nghiêm trọng đáng thương tiếc xảy vấn đề an toàn nơi giao cắt đường đường sắt Nhóm chúng em định thực đề tài “Hệ thống cảnh báo giao đường đường sắt dùng PIC16F877A”.Đây đề tài có khả ứng dựng thực tế có tính kinh tế Những kiến thức lực đạt ba năm học tập trường đánh giá qua việc thực đồ án Chúng em em cố gắng vận dụng tất kiến thức học trường với tìm tòi nghiên cứu chì dẫn thầy NGUYỄN HỮU PHƯỚC , để cố gắng hoàn thành tốt đề tài Nhưng trình độ chuyên môn chúng em hạn chế nên đề tài nhiều thiếu xót chưa toàn diện, mong quý thầy cô xem xét đưa đánh giá để chúng em có hướng phát triển đề tài cao ứng dụng vao thực tế sống Chúng em mong nhận ý kiến đóng góp tận tình quý thầy cô bạn Cuối em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô bạn Khoa Điện Tử - Tin Học Hệ Thống Cảnh Báo Tàu Lửa Năm 2010 Chương dẫn nhập 1.1 Đặt vấn đề Với nhu cầu khoa học kỹ thuật nhu cầu người ngày cao đòi hỏi ngày nhiều ứng dụng lĩnh vực điện tử vào thực tế sống , đồng thời giúp sống người ngày hoàn thiện hơn.Trong đó, vấn đề tai nạn giao thông vấn đề nóng ( ngày có nhiều vụ tai nạn nghiêm trọng chốt giao đường đường sắt xày ra) Tìm hiểu vấn đề nhóm định thực đồ án “ hệ thống cảnh báo tàu lửa điểm giao đường đường sắt” 1.2 Giới hạn đề tài Yêu cầu đề tài đòi hỏi nhiều phần thiết kế khí phần mô hình nhóm làm chưa hoàn chỉnh.Quy mô đè tài dừng lại mức độ phát tàu có tín hiệu cảnh báo đèn, chuông thiết lặp rào chắn an toàn Tuy nhiên, giới hạn thời gian trình độ, khó khăn việc tìm kiếm linh kiện thi công, nên khoảng cách điều khiển bị giới hạn độ xác chưa cao mạch Đồng thời, thi công sản phẩm thiết bị đơn giản thiếu thốn nên chưa đạt yêu cầu tính thẩm mỹ yêu cầu phức tạp chưa thực 1.3 Mục đích nghiên cứu Trong trình nghiên cứu thực đề tài nhằm giúp người học: - Tăng khả tự nghiên cứu tự học - Bước đầu tiếp xúc với thực tế - Vận dụng kiến thức có đồng thời tìm tòi kiến thức để hiểu sâu sắc lĩnh vực Để thiết kế mạch điều khiển nêu người nghiên cứu phải nắm vững kiến thức chuyên ngành điện tử, tìm hiểu, nghiên cứu qua sách vở, tài liệu nước dạng mạch thực tế để thi công phần cứng 1.4 Đối tượng nghiên cứu - Tìm hiểu vi điều khiển PIC 16F877A - Các mạch cảm biến hồng ngoại Khoa Điện Tử - Tin Học 10 Hệ Thống Cảnh Báo Tàu Lửa Năm 2010 - Cách đảo chiều động chiều CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ NGÀNH ĐƯỜNG SẮT VIỆT NAM 2.1 Lịch sử đời ngành đường sắt Việt Nam Tuy đời không sớm so với phương tiện giao thông vận tải khác Đường sắt mau chóng trở thành phương tiện chủ lực vận tảI phát triển kinh tế - xã hội quốc gia Vai trò quan trọng vận tải đường sắt khả kết nối phương tiện vận tảI khác để hình thành nên vận tải đa phương thức Vận tải đường sắt cầu nối vùng dân cư lãnh thổ, phương tiện chuyên chở tốt nguyên vật liệu cho sản xuất công nghiệp, phục vụ giao lưu địa phương, phục vụ quốc phòng, vận chuyển ứng cứu vùng bị lũ lụt, vận chuyển hành khách nội đô, đồng thời phương tiện vận chuyển liên quốc gia thuận lợi, an toàn hiệu Ngành đường sắt Việt Nam trình hình thành phát triển có bề dày lịch sử 129 năm (1881- 2010), gắn liền với năm tháng thăng trầm đất nước, gắn bó máu thịt với ý chí chiến đấu kiên cường bất khuất dân tộc, đấu tranh dựng nước giữ nước Sau thắng lợi kháng chiến chống thực dân Pháp, miền Bắc bước vào thời kỳ hoà bình, xây dựng Ngày 6/4/1955, Tổng cục Đường sắt thành lập theo định số 505/TTg Chính phủ Từ kháng chiến chống Mỹ cứu nước thắng lợi hoàn toàn (30/4/1975), ngành Đường sắt hoàn thành nhiệm vụ Đảng Nhà nước giao: xây dựng, khai thác, bảo vệ phát triển đường sắt, với đóng góp xứng đáng vào nghiệp cách mạng vĩ đại dân tộc Sau ngày miền Nam giải phóng, nước bước vào thời kỳ xây dựng bảo vệ Tổ quốc xã hội chủ nghĩa Cùng với công đổi nước, ngày 14/5/1990, Chủ tịch Hội đồng Bộ trưởng (nay Thủ tướng Chính phủ) có định số 158/QĐ-TTg chuyển Tổng cục đường sắt thành Liên hiệp Đường sắt Việt nam, thực nhiệm vụ sản xuất Khoa Điện Tử - Tin Học 11 Hệ Thống Cảnh Báo Tàu Lửa Năm 2010 kinh doanh theo chế liên hiệp xí nghiệp đặc thù, có tư cách pháp nhân, doanh nghiệp Nhà nước hạch toán tổng hợp toàn ngành, riêng khối vận tải hạch toán tập trung Tiếp đó, để phù hợp với tình hình sản xuất kinh doanh mới, ngày 4/3/2003, Thủ tướng Chính phủ định số 34/QĐ- TTg, chuyển Liên hiệp Đường sắt Việt nam thành Tổng công ty Đường sắt Việt Nam, thực nhiệm vụ sản xuất kinh doanh theo mô hình Tổng công ty Nhà nước (Tổng công ty 91) Các nhiệm vụ chủ yếu Tổng công ty Đường sắt Việt nam quy định Quyết định 34/ QĐ-TTg sau: Trực tiếp kinh doanh vận tải, đóng vai trò doanh nghiệp dịch vụ vận tải; Quản lý, sửa chữa, bảo trì sở hạ tầng đường sắt; chế tạo, đóng mới, đại tu, sửa chữa lớn sản xuất phương tiện vận tải, thiết bị, phụ tùng chuyên ngành; Quản lý, sửa chữa, bảo trì sở hạ tầng đường sắt; Đại lý, môi giới, cung ứng lao động dịch vụ vận tải đường sắt; xuất nhập lao động, phương tiện, vật tư, thiết bị chuyên ngành; Hợp tác liên doanh, liên kết với tổ chức kinh tế nước đường sắt; Đào tạo cán trình độ trung cấp công nhân kỹ thuật chuyên ngành đường sắt; - Tiến hành hoạt động kinh doanh khác theo quy định pháp luật; Cũng theo định này, cấu tổ chức Tổng công ty ĐSVN gồm có:  Hội đồng quản trị, Ban kiểm soát;  Tổng giám đốc máy giúp việc;  Các đơn vị thành viên Các đơn vị thành viên thuộc khối sản xuất, kinh doanh khác như: Vận tải, sở hạ tầng, xây dựng bản, công nghiệp, dịch vụ, quản lý dự án trường học Trong đó, hoạt động quan trọng nói hoạt động vận tải, đơn vị phụ trách, là:  Công ty vận tải hành khách đường sắt Hà Nội Khoa Điện Tử - Tin Học 12 Hệ Thống Cảnh Báo Tàu Lửa  Công ty vận tải hành khách đường sắt Sài Gòn  Công ty vận tải hàng hoá đường sắt  Liên hiệp Sức kéo Đường sắt  Trung tâm điều hành vận tải đường sắt Năm 2010 Xuyên suốt chiều dài lịch sử xây dựng phát triển, đến nay, mạng lưới Đường sắt từ Bắc tới Nam với chiều dài 3.143km hình thành, có 2632 km đường sắt tuyến, 403 km đường ga, 108 km đường nhánh Phân bổ mạng lưới đường sắt theo chiều dài đất nước theo hình xương cá, gồm có 15 tuyến nhánh qua 35 tỉnh thành (trong tuyến Bắc - Nam có chiều dài khai thác lớn nhất) trải dài khắp đất nước từ Bắc xuống Nam, từ Tây sang Đông có hàng chục tuyến đường sắt chuyên dùng phục vụ phát triển kinh tế xã hội địa phương Bên cạnh đó, Đường sắt Việt Nam nỗ lực không ngừng việc triển khai dự án xây dựng tuyến đường sắt mới, đại Trong tương lai không xa, tuyến đường sắt cao, đường sắt cao tốc xây dựng đưa vào hoạt động Với truyền thống quý báu đoàn kết, thống ý chí hành động, lại quan tâm giúp đỡ Đảng, Chính phủ, ngành địa phương, CBCNV ngành ĐS phấn đấu đưa Ngành đường sắt thành ngành kinh tế mũi nhọn đất nước, nhanh chóng hội nhập đường sắt khu vực giới 2.2 Thực trạng hệ thống cảnh báo an toàn ngành đường sắt Việt Nam Hiện tình hình tai nạn giao thông ngày nhiều,mỗi năm hàng ngàn vụ tai nạn giao thông xảy ra.Trong tai nạn nghành đường sắt chiếm khoảng 20%.tai nan đường sắt xảy chủ yếu ý thức chấp hành luật lệ giao thông người đường,đồng thời hệ thống cảnh báo an toàn đường sắt không làm tốt chức cảnh báo Khoa Điện Tử - Tin Học 13 Hệ Thống Cảnh Báo Tàu Lửa Năm 2010 Hệ thống cảnh báo tự động giao đường đường sắt nhằm cảnh báo cho người tham gia giao thông lưu hành qua đường ngang có đoàn tàu qua lại,tự động cảnh báo lập rào chắn để ngăn người đường vượt đường ngang tàu chạy qua.Góp phần đảm bảo an toàn cho người tham gia giao thông Ở Việt Nam hệ thống cảnh báo đường ngang có hai loại Một đường ngang có rào chắn, có người gác ghi Hai đường ngang lắp đặt thiết bị cảnh báo tự động Về lý thuyết, thiết bị cảnh báo tự động hoạt động trước đoàn tàu qua đường ngang khoảng thời gian đủ an toàn để phương tiện dừng lại quan sát Động tác cảnh báo có hai hình thức, có chuông reo đèn đỏ bật sáng, có thêm cần chắn tự động Trên tuyến đường sắt Thống Nhất thuộc địa bàn Hà Nội có 83 đường ngang hợp pháp, 26 đường ngang lắp đặt hệ thống cảnh báo tự động Mô hình xuất từ năm 2001, xem giải pháp giúp giảm gánh nặng ngân sách cho đường ngang có người gác Nếu hệ thống cảnh báo lắp đặt hoàn thiện hoạt động tốt phương án tốt vừa giảm gánh nặng ngân sách cho nhà nước hệ thống đường sắt nhà nước trở nên đại an toàn Khoa Điện Tử - Tin Học 14 Hệ Thống Cảnh Báo Tàu Lửa Năm 2010 CHƯƠNG 3: CƠ SỞ THIẾT KẾ 3.1 Thiết kế hệ thống cảnh báo tàu lửa Thiết kế hệ thống cảnh báo có chức cảnh báo cho người đường nhận biết nguy hiểm,phải chắn,đảm bảo an toàn tuyệt đối,không sai xót.vi sai xót để xảy tai nạn giao thông gây thiệt hại người tài sản Hệ thống cảnh báo bao gồm:hệ thống đèn tín hiệu giao thông,còi báo động,và hệ thống rào chắn tự động Hệ thống đèn tín hiệu giao thông,còi báo dộng nhằm cảnh báo giúp người đường nhận biết giác quan tàu đến Hệ thống rào chắn tự động nhằm ngăn không cho người tham gia giao thông cố tình vượt qua đường ngang Vì phải thiết kế hệ thống cho phải đảm bảo an toàn tuyệt đối,phải vận hành ổn định 3.2 Một số loại cảm biến sử dụng 3.2.1 Cảm biến quang Cảm biến quang sử dụng cảm biến hồng ngoại.nếu sử dụng cảm biến hồng ngoại để thiết kế hệ thống nhận biết tín hiệu tàu đến thiết kế phát tín hiệu hồng ngoại đầu đoàn tàu,còn thu tín hiệu hồng ngoại đặt trạm nhận tín hiệu từ cảm biến.khi tàu đến thu tin hiệu nhận tín hiệu hồng ngoại phát dầu tàu phát Khoa Điện Tử - Tin Học 15 Hệ Thống Cảnh Báo Tàu Lửa Năm 2010 Trong mạch sử dụng mạch nguồn 5v để cấp cho tất khối module mạch hoạt động Mạch nguồn gồm biến áp 220VAC/ 9VAC qua cầu diode đưa vào IC ổn áp 7805, qua tụ lọc nhiễu cao tần lọc phẳng nguồn điện trở công suất có nhiệm vụ phân cực cho transistor B688 tránh trình trạng sụt áp phải kéo dòng lớn 6.4.2.Hoạt động mạch Nguồn xoay chiều 220V đưa qua biến giảm 9V ( ý ta cần phải xử dụng biến có dòng diện lớn đủ dòng kéo cho hệ thốngvled cảnh báo nên xử dụng biến áp 5A) cấp cho cầu Diode, sau lọc phẳng nhờ tụ lọc 2200u, qua điện trở 1,5R 3W, cấp vào chân IC 7805, để ổn áp 5V cấp cho mạch PIC Khi nguồn bị kéo dòng mạnh áp chân B B688 bị sụt, rơi áp chân E chân B B688 lớn làm cho B688 đươc phân cực thuận dẫn bù lại áp bị sut.Vì Transistor B688 dùng để kéo dòng tránh tình trạng sụt áp 6.5 Khối cảm biến hồng ngoại 6.5.1 Sơ đồ nguyên lý a Mạch phát hồng ngoại Hình 6.4 mạch phat hồng ngoại Mạch phát hồng ngoại gồm điện trỏ mắc nối tiếp với led phát hồng ngoại Ta phân cực cho led phát sau: Ta có chon điện áp rơi led thu 2V dòng điện cho phép qua led 10mA điện trở dùng để hạn dòng cho led là: Khoa Điện Tử - Tin Học 106 Hệ Thống Cảnh Báo Tàu Lửa Năm 2010 R=( 9V- 2V)/10mA=700R ta chọn giá trị trở phù hợp R=680R b Mạch thu hồng ngoại Hình 6.5 mạch thu hồng ngoại Khoa Điện Tử - Tin Học 107 Hệ Thống Cảnh Báo Tàu Lửa Năm 2010 6.5.2 giải thích hoạt động mạch cảm biến Vì ta có trạm để xác định vị trí tàu nên ta có mạch thu hồng ngoại giống -Ta phân cực cho led thu nhận tín hiệu ngõ khối cảm biến mức cao.do ta có sơ đồ nguyên lý mạch -Ta cố định điện áp chuẩn chân V+ opam.lấy điện áp chuẩn V+=1/2 Vcc.do Ta chọn điện trở R3 = R2=10k,R1=10k Khi LEDTHU1 nhận tính hiệu phát từ led phát đặt tàu phát led thu bị phân cực nghịch led thu dẫn.khi chân opam nối mass ,điện áp chân opam có điện áp 1/2 điện áp nguồn.do ngõ opam mức cao Led thu nhận tín hiệu,v-=0 V+=1/2 vcc=2.5v ð Vout=Vcc=5vdc Ngõ opam đưa vào chân b transitor C1815 khếch đại dòng điện Khi Vout=hight transitor dẫn tạo rơi áp điện trở Re Vre =Vcc-Vbe= 5V – 0.7V = 4.3V - Led D1 làm nhiệm vụ báo led thu nhận tín hiệu từ led phát - Điện trở hạn dòng cho led là: R8=( 4.3V – 2V)/ 10mA= 230R - chọn R8 = 270R phù hợp -Trong mạch sử dụng cảm biến nên cần sử dụng opam làm nhiệu vụ so sánh áp -Tín hiệu ngõ khối mạch cảm biến kết nối với portb vi điều khiển để làm tín hiệu nhận biết tàu Khoa Điện Tử - Tin Học 108 Hệ Thống Cảnh Báo Tàu Lửa Năm 2010 6.6 khối công suất động 6.6.1 sơ đồ nguyên lý Hình 6.6 mạch đảo chiều động 6.6.2 Giải thích hoạt động mạch công suất -Mạch công suất thực nhiệm vụ điều khiển động đóng,mở hàng rào bảo vệ Khối mạch công suất bao gồm thiết bị đóng ngắt RELAY mạch đệm dòng để kích RELAY -Trong relay1 relay2 làm nhiệm vụ đóng,ngắt đảo chiều động cơ.Transitor Q1 Q2 làm nhiệm vụ kích đệm dòng cho relay hoạt động -Khi muốn động chạy thuận thì:Vin1=hight=5Vdc,Vin2=low=0Vdc.ta phân cực transitor cho với điện áp ngõ vao=5v transitor dẫn bão hoà.Do transistor dẫn bão hoà nên ta có: Vbesat=0.8V Ib= ;chon β= 100; k=2; Ic=Icd=200mA Do ta có:5=Ib*Rb+Vbe→Rb= Khoa Điện Tử - Tin Học 109 Hệ Thống Cảnh Báo Tàu Lửa Mà Ib= Năm 2010 =4 Suy ra: Rb= 1.05k chọn Rb=1k; Transitor bão hoà =>Vce=0 cuộn dây relay cấp điện nên relay1 hoạt động,relay2 bình thường.khi tiếp điểm k1 relay1 tiếp xúc với vị trí relay1.do ta có chiều dòng điện: Vcc->tiếp điểm K2->motor->mas làm cho động chạy thuận Nếu muốn dộng chạy nghịch thí cần kích ngược lại tức Vin1=low, Vin2=hight Khi chiều dòng điện chạy theo chiều ngược lại làm cho động chạy nghịch 6.7 Khối xử lý trung tâm 6.7.1 sơ đồ nguyên lý Hình 6.7 Mạch out port pic 16F77A Khoa Điện Tử - Tin Học 110 Hệ Thống Cảnh Báo Tàu Lửa Năm 2010 6.7.2 nguyên lý kết nối với thiết bị ngoại vi Porta: input nhận tín hiệu đóng mở hàng rào chắn Portb: input tín hiệu nhận từ cảm biến Portd: output tín hiệu điều khiển hàng rào chắn Porte: output tín hiệu điều khiển đèn còi báo Khoa Điện Tử - Tin Học 111 Hệ Thống Cảnh Báo Tàu Lửa Năm 2010 6.8 Phần code chương trình vi xử lý 6.8.1 Lưu đồ giải thuật B A ÉT Ñ A ÀU K H A I B A ÙO I \ K H A I B A ÙO B I E ÁN Â A b 7= 1& & b 0=1 B 7= =1 && B 3== BA T Ä Ñ E ØN BA T Ä C O ØI BA T Ï Ñ E ØN BA T Ä C O ØI B 1= =1 B 2== Ñ O ÙN G R A ØO Ñ O ÙN G R A Ø O B 6= =1 B 6== Ñ O ÙN G X O N G D Ö ØN G R A ØO Ñ O ÙN G X O N G D Ö ØN G R A Ø O B 3= =1 B 0== T R A Û R A ØO T R A Û R A ØO B 7= =1 B 7== Ñ O ÙN G X O N G T H O A ÙT Ñ O ÙN G X O N G Hình 6.8 Lưu đồ giải thuật Khoa Điện Tử - Tin Học 112 Hệ Thống Cảnh Báo Tàu Lửa Năm 2010 6.8.2 Chương trình cho vi xử lý #include #fuses nowdt,noprotect,nolvp,xt,put #use delay(clock=4000000) #use fast_io(b) #use fast_io(d) #use fast_io(e) #byte portb=0x06 #byte portd=0x08 #byte porte=0x09 //dieu khien tin hieu den,coi bao dong #bit e0=0x09.0 #bit e1=0x09.1 #bit e2=0x09.2 //input cam bien #bit b0=0x06.0 #bit b1=0x06.1 #bit b2=0x06.2 #bit b3=0x06.3 #bit b4=0x06.4 #bit b5=0x06.5 #bit b6=0x06.6 #bit b7=0x06.7 //dieu khien motor #bit d0=0x08.0 #bit d1=0x08.1 #bit d2=0x08.2 #bit d3=0x08.3 int8 x,l,m,k; void main()///chuong trinh chinh {x=0; m=0; k=0; Khoa Điện Tử - Tin Học 113 Hệ Thống Cảnh Báo Tàu Lửa set_tris_b(0b11001111); output_b(0); set_tris_d(0b00000000); output_d(0); set_tris_e(0b000); output_e(0); while(1) { k=0; x=0; b4=1; b5=1; if(b0==1&&b7==1) { delay_ms(10); while(b0==0) { x=1; break; } } if(b3==1&&b7==1) { delay_ms(10); while(b3==0) { x=2; break; } } if(x==1) { while(1) { e0=1; e1=1; if(b1==1) { delay_ms(10); while(b1==0) { Năm 2010 //chieu nam-bac //chieu bac-nam //neu tau chay theo huong nam-bac //bat den //bat coi //dong rao Khoa Điện Tử - Tin Học 114 Hệ Thống Cảnh Báo Tàu Lửa Năm 2010 /chay thuan dong co d1=1; d0=0; //chay thuan dong co d2=1; d3=0; break; } } if(b6==1) { //sw dong xong hang rao,dung dong co //dung dong co d1=0; d0=0; //dung dong co d2=0; d3=0; } if(b3==1) //tau di khoi delay_ms(10); while(b3==0) { / tra hang rao ve,tat coi,tat den { //chay nghich dong co d0=1; d1=0; //chay nghich dong co d2=0; d3=1; //tat den,tat coi bao dong e0=0; e1=0; delay_ms(500); m=1; break; } } if(b7==1&&m==1) { //tra hang rao ve xong,dung dong co //dung dong co d0=0; d1=0; Khoa Điện Tử - Tin Học 115 Hệ Thống Cảnh Báo Tàu Lửa Năm 2010 //dung dong co d2=0; d3=0; m=0; k=1; while(x==1) } if(k==1) { x=0; k=0; break; } } } if(x==2) { while(1) { e0=1; e1=1; if(b2==1) { delay_ms(10); while(b2==0) { d1=1; d0=0; //cai dieu kien de thoat khoi vong lap //neu tau chay theo huong bac-nam //dat den //bat coi //dong hang rao //chay thuan dong co //chay thuan dong co d2=1; d3=0; break; } } if(b6==1) { //dong xong rao,dung dong co Dung dong co d1=0; d0=0; //dung dong co d2=0; d3=0; } Khoa Điện Tử - Tin Học 116 Hệ Thống Cảnh Báo Tàu Lửa Năm 2010 if(b0==1) { delay_ms(10); while(b0==0) { //tau di khoi //tra rao ve //chay nghich dong co d1=0; d0=1; //chay nghich dong co d2=0; d3=1; //tat den,coi bao dong e0=0; e1=0; delay_ms(500); m=1; break; } } if(b7==1&&m==1) { //tra rao ve xong //dung dong co d0=0; d1=0; //dung dong co d2=0; d3=0; //tat den,coi bao dong e0=0; e1=0; m=0; k=1; //dieu kien thoat vong lap } if(k==1) { k=0; x=0; break; } } } Khoa Điện Tử - Tin Học 117 Hệ Thống Cảnh Báo Tàu Lửa Năm 2010 CHƯƠNG 7: TỔNG KẾT Sau thời gian tuần việc nghiên cứu thực đề tài với cố gắng nỗ lực nhóm, với hướng dẫn tận tình thầy Nguyễn Hữu Phước, báo cáo đồ án hoàn thành tiến độ với kết định đạt 7.1 Đánh giá kết đạt - Lập trình xi xử lý với vi điều khiển PIC 16F877A - Nghiên cứu ngôn ngữ lập trình CCS - Tìm hiểu thực tế hệ thống cảnh báo tàu lửa - Thiết kế mạch thu phát hồng ngoại viêc thu nhận tín hiệu tàu đến - Thiết kế kết cấu khí bao gồm: hệ thống đường ray,rào chắn,… Khoa Điện Tử - Tin Học 118 Hệ Thống Cảnh Báo Tàu Lửa Năm 2010 7.2 Giới hạn đề tài - Điều khiển hoạt động mạch hạn chế,do sử dụng tín hiệu cảm biến hồng ngoại nên dễ bị nhiễu,dẫn đến xử ly tín hiệu bị sai - Chưa mở rộng hệ thống, yêu cầu phức tạp chưa dáp ứng 7.3 Ưu điểm nhược điểm mạch 7.3.1 Ưu điểm -Ưu điểm hệ thống nhỏ gọn,dễ lắp đặt -Nếu khắc phục hạn chế lập trình,tín hiệu cảm biến khả ứng dụng thực tiễn cao giá thành rẻ 7.3.2 Nhược điểm - Tín hiệu dễ bị nhiễu ảnh hưởng diều kiện bên - Thiết kế khí yếu nên chưa thể ý tưởng thiết kế 7.4 Phương hướng phát triển - Lập trình diều khiển để dáp ứng yêu cầu phức tạp nhu: tính toán tốc độ tàu để xác định tàu chạy nhanh hay chậm xử lý tín hiệu điều khiển hệ thống cảnh báo rào chắn xác - Tìm hiểu yêu cầu thực tiễn qua thiết kế hệ thống cho phù hợp với thực tế,có khả úng dụng cao Khoa Điện Tử - Tin Học 119 Hệ Thống Cảnh Báo Tàu Lửa Năm 2010 TÀI LIỆU THAM KHẢO www.picvietnam.com 2.www.alldatashet.com 3.www.biendt.biz 4.www.ebook.edu.vn 5.Giáo trình vi điều khiển PIC 16F877A Tài liệu CCS Khoa Điện Tử - Tin Học 120 ... thời hệ thống cảnh báo an tồn đường sắt khơng làm tốt chức cảnh báo Khoa Điện Tử - Tin Học 13 Hệ Thống Cảnh Báo Tàu Lửa Năm 2010 Hệ thống cảnh báo tự động giao đường đường sắt nhằm cảnh báo cho... 21 Hệ Thống Cảnh Báo Tàu Lửa Khoa Điện Tử - Tin Học Năm 2010 22 Hệ Thống Cảnh Báo Tàu Lửa Năm 2010 Hình 4.3 Sơ đồ khối cấu trúc bên PIC 16F877A Khoa Điện Tử - Tin Học 23 Hệ Thống Cảnh Báo Tàu Lửa. .. Điện Tử - Tin Học 14 Hệ Thống Cảnh Báo Tàu Lửa Năm 2010 CHƯƠNG 3: CƠ SỞ THIẾT KẾ 3.1 Thiết kế hệ thống cảnh báo tàu lửa Thiết kế hệ thống cảnh báo có chức cảnh báo cho người đường nhận biết nguy