Các hệ thống điện tử điển hình

Các hệ thống điện tử điển hình NHĨM 1: ĐÈN GIAO THƠNG Tổng quan đèn giao thơng Ngày với phát triển lên xã hội, phương tiện tham gia giao thông gia tăng không ngừng hệ thống giao thông ngày phức tạp Vì để đảm bảo giao thơng an tồn thơng suốt việc sử dụng hệ thống tín hiệu để điều khiển phân luồng nút giao thông cần thiết Đặc biệt phân luồng giao thông ngã tư hệ thống đèn giao thông công cụ điều khiển giao thông hiệu có vai trò to lớn việc đảm bảo an tồn giảm thiểu tai nạn giao thơng  Xác định tốn Dựa theo luật giao thơng Thiết kế hệ thống điều khiển đèn giao thông ngã tư         điều khiển cột đèn hiển thị thời gian đếm lùi Yêu cầu toán: Đảm bảo hoạt động cách xác, liên tục thời gian dài Độ tin cậy cao Đảm bảo làm việc ổn định Dễ quan sát cho người đường Chi phí nhỏ, tiết kiệm lượng Các phương án để giải toán  Mạch dùng IC số  Điều khiển PLC  Vi mạch dùng kỹ thuật vi xử lý  Điều khiển vi điều khiển  Điều khiển vi điều khiển Ngoài ưu điểm hai phương pháp dùng IC số vi xử lý phương pháp có ưu điểm:  Có thể sử dụng nhớ chíp mạch có quy mơ nhỏ, tiện lợi mà vi xử lý không thực  Nó giao tiếp kết nối trực tiếp với máy tính mà vi xử lý giao tiếp giao tiếp song song nên cần có mạch chuyển đổi liệu từ song song sang nối tiếp để giao tiếp với máy tính  Trong vi điều khiển có sử dụng timer, hệ thống ngắt, câu lệnh đơn giản dễ thực Các loại vi điều khiển đa dạng giá thành không đắt nên phương pháp tiết kiệm kinh tế mà giải toán giao thông Từ ưu nhược điểm phương án thấy giải pháp sử dụng vi điều khiển để thiết kế toán hợp lý Các loại vi điều khiển để giải toán giao thơng có nhiều lựa chọn: Các loại chíp họ 8051, PIC, AVR… Điều khiển đèn giao thơng vi điều khiển PIC 16f877A Sơ đồ khối tổng quan hệ thống Khối điều khiển trung tâm Khối Nguồn Khối hiển thị Bàn phím Chức khối  Khối nguồn: Sử dụng nguồn chiều, điện áp 5V cấp cho vi điều khiển LED hiển thị  Khối điều khiển trung tâm: Bao gồm vi điều khiển trung tâm phần mềm điều khiển  Khối hiển thị:  LED dùng nguồn chiều hiển thị thời gian đếm ngược đèn  Đèn phân làn, dẫn, đèn xanh, đèn vàng, đèn đỏ: LED đơn sử dụng nguồn chiều  Bàn phím: Bàn phím đặt thời gian sáng đèn, reset bắt đầu cho hệ thống hoạt động Giản đồ thời gian đèn 33s 33s 30s 30s H.1 3s 3s 33s 33s 30s 30s 3s H.2 3s Từ 5h – 23h 1s 1s 1s 1s 1s 1s H.1 1s 1s 1s 1s Sau 23h – 5h 1s 1s H.2 Đây giản đồ thời gian mô Trên thực tế thiết kế lắp đặt hệ thống phải dưa thực mà xây dựng giản đồ thời gian khác cho phù hợp với lưu lượng giao thông hướng để đảm bảo không bị ùn tắc số điểm cần lưu ý: chế độ bình thường để đảm bảo cho phương tiện không bị va chạm phải có khoảng thời gian trễ cho đèn nghĩa trước phương tiện hướng phương tiện hướng dừng lại Và ngược lại Sơ đồ mô hoạt động hệ thống đèn giao thơng Thuật tốn điều khiển hệ thống begin Chương trình Kt = Kiểm tra Nút ấn Kt = t Chạy chương trình theo thời gian mặc định Thiết lập thời gian Hiển thị Sơ đồ nguyên lý hệ thống Chức phận  Bàn phím  Có tác dụng để đặt thời gian hiển thị cho LED, chu kỳ bật tắt cho đèn Reset khởi động dừng hệ thống  Phần hiển thị  Các đèn nối chung âm, dùng để hiển thị đèn xanh, vàng, đỏ  LED loại chung anot, dùng để hiển thị thời gian đếm ngược  Phần vi xử lý  Sử dụng PIC16F877A  Là não hệ thống, nhận tín hiệu từ phần khác hệ thống xử lý đưa tín hiệu phần hiển thị  Các đầu vào mắc sơ đồ nguyên lý  Phần nguồn  Mạch dùng để tạo nguồn điện áp chuẩn 5V sử dụng IC ổn áp LM7805  Đầu vào điện áp xoay chiều sau qua biến áp đưa vào chỉnh lưu cầu điện áp chiều sau qua tụ để san phẳng điện áp qua IC ổn áp điện áp chuẩn 5V cung cấp cho vi điều khiển  Phần tạo xung dao động  Là dao động thạch anh có tác dụng tạo xung nhịp với tần số 20MHz cho vi điều khiển hoạt động Nguyên lý hoạt động      Khi nhấn nút Start hệ thống hoạt động theo thời gian cài đặt sẵn cài đặt thời gian tùy ý Thời điểm đầu đèn đỏ hướng đèn xanh hướng sáng Thời điểm hai đèn đỏ hướng đèn vàng hướng sáng Thời điểm ba đèn xanh hướng đèn đỏ hướng sáng Thời điểm bốn đèn vàng hướng đèn đỏ hướng sáng  Đồng thời LED hiển thị thời gian đếm ngược cài đặt sẵn dần đến 00 thời gian trễ 1s sau hệ thống lặp lại trạng thái hoạt động thời điểm điểm (Từ 5h – 23h)  Tại thời điểm 23h - 5h đèn vàng hướng sáng tắt lên tục thời gian trễ 1s, đèn LED đèn xanh, đỏ ngưng hoạt động  Nếu ta nhấn nút reset hệ thống trở trạng thái chờ ban đầu Kết luận  Qua tìm hiểu ta nhận thấy phương án điều khiển đèn giao thông sử dụng vi điều khiển phương án tối ưu cho tốn giao thơng  Nhưng đòi hỏi người thiết kế phải am hiểu thuật toán lập trình cho vi xử lý  ... PIC16F877A  Là não hệ thống, nhận tín hiệu từ phần khác hệ thống xử lý đưa tín hiệu phần hiển thị  Các đầu vào mắc sơ đồ nguyên lý  Phần nguồn  Mạch dùng để tạo nguồn điện áp chuẩn 5V sử... động hệ thống đèn giao thơng Thuật tốn điều khiển hệ thống begin Chương trình Kt = Kiểm tra Nút ấn Kt = t Chạy chương trình theo thời gian mặc định Thiết lập thời gian Hiển thị Sơ đồ nguyên lý hệ. .. toán hợp lý Các loại vi điều khiển để giải tốn giao thơng có nhiều lựa chọn: Các loại chíp họ 8051, PIC, AVR… Điều khiển đèn giao thông vi điều khiển PIC 16f877A Sơ đồ khối tổng quan hệ thống Khối