MẠCH GIAO TIẾP GIỮA PHÍM ấn, LED đơn và VI điều KHIỂN PIC (có code)

MẠCH GIAO TIẾP GIỮA PHÍM ấn, LED đơn và VI điều KHIỂN PIC (có code) ...... MẠCH GIAO TIẾP GIỮA PHÍM ấn, LED đơn và VI điều KHIỂN PIC (có code) ...... MẠCH GIAO TIẾP GIỮA PHÍM ấn, LED đơn và VI điều KHIỂN PIC (có code) ...... MẠCH GIAO TIẾP GIỮA PHÍM ấn, LED đơn và VI điều KHIỂN PIC (có code) ......

LED ĐƠN VÀ VI ĐIỀU KHIỂN PIC

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU I DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT I

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 1

1.2 MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI 1

CHƯƠNG 2 TÌM HIỂU LINH KIỆN 1

2.1 GIỚI THIỆU LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH: 1

2.2 TÌM HIỂU LINH KIỆN 1

2.2.1 PIC 16F877A 1

2.2.2 Tụ điện 1

2.2.3 Điện trở 1

2.2.4 Led đơn 1

2.2.5 Nút nhấn 1

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ HỆ THỒNG 1

3.1 SƠ ĐỒ KHỐI CỦA HỆ THỐNG 1

3.2 LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT 1

3.3 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 1

3.4 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 1

CHƯƠNG 4 THI CÔNG MẠCH 1

4.1 MẠCH IN 1

4.2 MÔ HÌNH THỰC TẾ 1

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN 1

5.1 KẾT LUẬN 1

5.1.1 Ưu điểm 1

5.1.2 Nhược điểm 1

Hình 2.2 Sơ đồ chân PIC 16F877A 1

Hình 2.3 Các tụ điện thường dùng 1

Hình 2.4 Các điện trở thường dùng 1

Hình 2.5 Các loại led đơn 1

Hình 2.6 Nút nhấn 1

Hình 3.1 Sơ đồ khối của hệ thống 1

Hình 3.2 Lưu đồ thuật toán 1

Hình 3.3 Sơ đồ nguyên lý 1

Hình 4.1 Mạch in 1

V Voltage

A Ampere

LED Light Emitting Diode

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

1.1 Giới thiệu chung

Cùng với sự phát triển của khoa học và công nghệ, các thiết bị điện tử đã, đang

và sẽ tiếp tục được ứng dụng ngày càng rộng rãi và mang lại hiệu quả trong hầu hếtcác lĩnh vực khoa học kỹ thuật cũng như trong đời sống xã hội Trong đó, vi điềukhiển đóng vai trò then chốt trong đa số các vi mạch điện tử, đặc biệt trong trongđiều khiển tự động

Hiện nay tại Việt Nam cũng như trên thế giới, họ vi điều khiển này được sửdụng khá rộng rãi Điều này tạo nhiều thuận lợi trong quá trình tìm hiểu và pháttriển các ứng dụng như: số lượng tài liệu, số lượng các ứng dụng mở đã được pháttriển thành công, dễ dàng trao đổi, học tập, dễ dàng tìm được sự chỉ dẫn khi gặp khókhăn

1.2 Mục đích đề tài

Vì là lần đầu tiên tìm hiểu và cũng là lần đầu tiên em tự tay thiết kế, gia côngmột mạch điện tử nên em nghĩ nên chọn một đồ án cơ bản nằm trong khả năng tìmhiểu và thực hiện của mình, thông qua đó có thể hiểu thêm về ứng dụng của các viđiều khiển, các linh kiện điện tử, và đặc biệt là biết được các bước thiết kế, gia côngmột mạch điện tử, và cách thực hiện một đồ án

CHƯƠNG 2 TÌM HIỂU LINH KIỆN

2.1 Giới thiệu linh kiện sử dụng trong mạch:

Hình 2.2 Sơ đồ chân PIC 16F877A.

(Nguồn: PICVIETNAM.NET)

 GIỚI THIỆU VỀ PIC 16F877A:

PIC16F877 (mid-range) Nó là loại vi điều khiển loại trung với kích cỡ 1lệnh là 14 bit Nó mang hầu hết các đặc điểm chung của các dòng PIC

Bộ nhớ chương trình ở đây là bộ nhớ FLASH

 CÁC CỔNG RA VÀO TRONG PIC16F877:

PIC16F877 có 5 cổng vào ra là PORTA, PORTB, PORTC, PORTD,

PORTE, tương ứng với nó là các thanh ghi cấu hình TRISA, TRISB,

TRISC, TRISD, TRISE Trong PIC, các ngăn nhớ trong RAM được gọi là

các thanh ghi

 Thanh ghi PORTA và TRISA:

PORTA có 6 bit, 2 hướng (vào và ra) Các bit cấu hình hướng nằm trong thanhghi TRISA, nếu bit tương ứng bằng 0 thì bit đó là output và ngược lại sẽ là input.Việc đọc nội dung của thanh ghi PORTA sẽ đọc các trạng thái của các chân

Chân RA4 đuợc dồn kênh với đầu vào clock của mô đun Timer0 gọi là chânRA4/T0CKI

Thanh ghi TRISA điều khiển huớng của các chân của cổng

 Thanh ghi PORTB và TRISB:

PORTB là thanh ghi 8 bit, 2 hướng Quan hệ với TRISB cũng tương tự nhưPORTA

Các chân của PORTB đuợc dồn kênh với 1 số chức năng đặc biệt khác và cácchức năng debug ngay trong mạch,và chức nang lập trình ở chế độ điện áp thấp:RB3/PGM, RB6/PGC, RB7/PGD Đây là những chức năng đặc biệt của CPU Mỗi chân của PORTB có 1 điện trở kéo lên nhỏ bên trong Một bit điều khiểndùng để “bật” (enable) tất cả các điện trở này lên, đây chính là chức năng của bitRBPU trong thanh ghi OPTION Điện trở này đuợc tự động disable khi cổng nàyđược cấu hình làm output

RB0/INT là chân dồn kênh với ngắt ngoài mà ta sẽ miêu tả trong phần ngắt

 Thanh ghi PORTC và TRISC

PORTC là thanh ghi 8 bit, 2 huớng Có bộ đệm đầu vào Trigger Schmitt Nócũng được dồn kênh với vài chức năng đặc biệt khác

 Thanh ghi PORTD và TRISD

Là cổng 8 bit, 2 hướng có bộ đệm đầu vào Trigger Schmitt Nó dồnkênh thêm với chức năng giao tiếp cổng song song Slave (parallel Slave Port) bằngcách thiết lập bit điều khiển PSPMODE (TRISE<4>)

 Thanh ghi PORTE và TRISE

Có 3 chân, có bộ đệm đầu vào kiểu Trigger Schmitt Dồn kênh với cácđầu vào analog mà ta sẽ xem xét trong phần ADC TRISE do còn thừa 5 bit không

sử dụng trong cấu hình PORTE do đó các bit thừa này được dùng để cấu hình cácchức năng khác nhu chức năng cổng song song PSP

2.2.2 Tụ điện

Hình 2.3 Các tụ điện thường dùng.

(Nguồn: mualinhkien.vn)

 Ứng dụng của tụ điện:

+ Được sử dụng để truyền tín hiệu giữa các tầng khuyếch đại cóchênh lệch về điện áp một chiều

+ Lọc điện áp xoay chiều sau khi đã được chỉnh lưu

Tùy theo cách đấu từng loại mạch, các loại linh kiện trong mạch mà ta chọn cácloại tụ với các thông số phù hợp

Ở vi điều khiển PIC, ứng với mỗi loại vi điều khiển mà nhà sản đưa ra các thông

số phù hợp Người dùng có thể tra cứu ở cuốn datasheet của nhà sản xuất

Với vi điều khiển 16F877A thì nên dùng tụ thạch anh >4MHz, và 2 tụ gốm30Pf Đây cũng là thông số khuyến cáo của nhà sản xuất đưa ra

2.2.3 Điện trở

Hình 2.4 Các điện trở thường dùng.

(Nguồn: mualinhkien.vn)

Điện trở (Resistor) là đặc trưng cho mức độ cản trở dòng điện Vậy tại sao ta cần phải cản trở dòng điện? Vì một số linh kiện có khả năng chịu được áp nguồn

cung cấp nhưng dòng thì quá tải (vượt giá trị dòng điện định mức), khi đó ta cầnphải dùng điện trở để hãm dòng lại, điển hình đó là con LED Do điện trở là loạilinh kiện không phân cực nên khi mắc vào mạch không cần phân biệt chiều âmdương

 Cách tính điện trở phù hợp cho LED:

Công dụng của điện trở đó là cản bớt dòng điện để Led không bị cháy do hoạt động quá giá trị dòng điện định mức Do đó ta không thể cấp nguồn trực tiếp cho Led mà phải mắc nối tiếp thông qua một điện trở:

Công thức tính giá trị R như sau:

I: dòng định mức của Led (10-20Ma)

2.2.4 Led đơn

Hình 2.5 Các loại led đơn.

(Nguồn: DIENDANDIENTU.COM)

 LED (viết tắt của Light Emitting Diode) là các điốt có khả năng phát ra ánh

sáng hay tia hồng ngoại, tử ngoại Cũng giống như điốt, LED được cấu tạo từmột khối bán dẫn loại p ghép với một khối bán dẫn loại n

 Nguyên lý hoạt động của LED:

Hoạt động của LED giống với nhiều loại điốt bán dẫn.Khối bán dẫn loại p chứa

nhiều lỗ trống tự do mang điện tích dương nên khi ghép với khối bán dẫn n thì các

lỗ trống này có xu hướng chuyển động khuếch tán sang khối n Cùng lúc khối p lạinhận thêm các điện tử từ khối n chuyển sang Kết quả là khối p tích điện trong khikhối n tích điện dương

Ở biên giới hai bên mặt tiếp giáp, một số điện tử bị lỗ trống thu hút và khi chúngtiến lại gần nhau, chúng có xu hướng kết hợp với nhau tạo thành các nguyên tửtrung hòa Quá trình này có thể giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng.

 Tính chất:

Tùy theo mức năng lượng giải phóng cao hay thấp mà bước sóng ánh sáng phát

ra khác nhau (tức màu sắc của LED sẽ khác nhau) Mức năng lượng (và màu sắccủa LED) hoàn toàn phụ thuộc vào cấu trúc năng lượng của các nguyên tử chất bándẫn

LED thường có điện thế phân cực thuận cao hơn điốt thông thường, trongkhoảng 1,5 đến 3V Nhưng điện thế phân cực nghịch ở LED thì không cao Do đó,LED rất dễ bị hư hỏng do điện thế ngược gây ra

1.2V1,4 – 1,8V

Xanh lá câyXanh dươngTrắng

2 – 2,8V

3 – 3.5V3.7 – 4v

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG

3.1 Sơ đồ khối của hệ thống

Chức năng các khối:

-Khối nguồn có nhiệm vụ cấp nguồn cho các khối khác hoạt động

-Khối nút nhấn dùng để thực hiện các thao tác cho vi điều khiển nhận -Khối điều khiển sẽ xử lý tất cả theo như mong muốn lập trình

-Khối đèn led thực hiện theo điều khiển của vi điều khiển

3.2 Lưu đồ giải thuật

Khối đèn ledKhối điều khiển

Khối nút nhấn

Khối nguồn

Hình 3.6 Sơ đồ khối của hệ thống.

START

Hình 3.7 Lưu đồ thuật toán.

Hình 3.8 Sơ đồ nguyên lý.

3.4 Nguyên lý hoạt động

Trạng thái ban đầu: cả 8 LED đều không sáng

Hiệu ứng 1: sáng lần lượt dịch 2 LED theo thứ tự từ LED 8 đến LED 1 Sau đó lậplại liên tục

Hiệu ứng 2: kết thúc hiệu ứng 1, 8 LED trở về trạng thái đầu, sau đó sáng theochiều ngược lại hiệu ứng 1 cho đến khi sáng hết các LED

Hiệu ứng 3: kết thúc hiệu ứng 2, 8 LED lại trở về trạng thái đầu, sau đó 8 LED đềusáng

Hiệu ứng 4: kết thúc hiệu ứng 3, 8 LED trở lại trạng thái đầu, sau đó 8 LED tắt vàkhông sáng lại nữa và kết thúc chương trình

4.1 Mạch in

Hinh 4.1 Mạch in.

4.2 Mô hình thực tế

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN

5.1 Kết luận

5.1.1 Ưu điểm

 Mạch hoạt động tương đối ổn định

 Hoạt động đúng theo yêu cầu đề ra

 Linh kiện có sẵn tương đối dễ tìm

 Cấu tạo và hoạt động tương đối đơn giản

TÀI LIỆU THAM KHẢO

}

}