ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MẠCH GIAO TIẾP CHẾ TẠO XE DÒ ĐƯỜNG

LỜI NÓI ĐẦU Hiện sống người ngày phát triển Tất lĩnh vực lên hướng mạnh mẽ Đặc biệt lĩnh vực điện tử, lĩnh vực tiềm đất nước ta Nói điện tử có nhiều sản phẩm khác nhau, sản phẩm có cơng dụng chức khác Vì nhiều thiết bị máy móc đời thay người làm việc, sản xuất Bắt kịp xu hướng nhiều cơng ty, xí nghiệp, nhà máy… làm theo xu hướng tự động hóa trình làm việc, sản xuất để tăng suất, giảm bớt chi phí q trình sản xuất Những thiết bị máy móc làm việc thay người nói ROBOT thông minh, chúng hoạt động làm việc thiết lập sẵn người Là sinh viên ngành điện tử, thấy ROBOT thông minh em tò mò Dựa vào kiến thức học nên em định làm ROBOT dò đường để xem chúng hoạt động làm để điều khiển chúng Trang MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .5 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2.1 Phương pháp nghiên cứu : 2.2 Yêu cầu hệ thống : 2.2.1 Yêu cầu phần cứng : 2.2.2.Yêu cầu phần mềm : 2.3.Phương án thiết kế : 2.3.1.phương pháp : 2.3.2 Ưu điểm: .7 2.3.3 Nhược điểm: .7 2.3.4 Kết luận: .7 2.4 Thiết kế, chế tạo phần khí : .7 2.5 Thiết kế, chế tạo phần điều khiển: .7 2.5.1 Cơ sở lý thuyết : 2.5.1.1 AVR : .7 2.5.1.2 LM7805 : .15 2.5.1.3 LM324 : 16 2.5.1.4 IRF540 : 17 2.5.1.5 Tụ hóa : 18 2.5.1.6 Tụ pi : 18 2.5.1.7 Điện trở : 18 2.5.1.8 Biến trở : 19 2.5.1.9 Nút nhấn : 19 2.5.1.10 Thanh cắm đực : 20 2.5.1.11 Thạch anh : 20 2.5.1.12 LED .21 2.5.1.13 Quang trở : 21 2.5.1.14 LED đoạn (anot chung) : 21 Trang 2.5.1.15 Transistor A1015 : .22 2.5.2 Thiết kế : 23 2.5.2.1 Mạch điều khiển : 23 2.5.2.2 Chương trình điều khiển : .30 CHƯƠNG 3: THỬ NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ .42 3.1 Chuẩn bị .42 3.2 Thi công lắp ráp 42 3.2.1 Vẽ mạch in 42 3.2.2 In mạch lên mạch đồng 42 3.3 Sản phẩm thực tế: 42 3.3.1 Hình ảnh mạch: 42 3.3.2 Hệ thống mơ hình hoạt động : 47 3.4 kiểm tra nguồn, mạch vi điều khiển mạch công suất : 48 3.5 Chạy thử nghiệm kết quả: .49 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 50 4.1.Kết luận 50 4.1.1 Kết đạt 50 4.2.Đề xuất 50 4.2.1 Đề xuất phần cứng .50 4.2.2 Đề xuất phần mềm .50 Tài liệu tham khảo qua internet 51 Trang DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1: Phương án thiết kế 6,7 Bảng 2: kiểm tra nguồn, mạch vi điều khiển mạch công suất 48,49 Trang CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Đề tài em làm ROBOT dò đường thiết kế mạch điều khiển LED đoạn (ANOT chung) Các thiết bị, máy móc có thực tế liên quan đến đề tài em Robot dò phá bom, Robot cứu trợ người, tài sản môi trường độc hại Bảng hiển thị số thứ tự LED đoạn, đồng hồ thời gian thực hiển thị LED đoạn… Trang CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2.1 Phương pháp nghiên cứu : Em nghiên cứu làm xe dò đường cách điều chế độ rộng xung điều chỉnh tốc độ động họ AVR ( em học môn Kỹ Thuật Ứng Dụng Vi Điều Khiển) Và nghiên cứu lập trình LED đoạn 2.2 Yêu cầu hệ thống : 2.2.1 Yêu cầu phần cứng : Về phần cứng em chuẩn bị nguồn từ bin điện thoại ổn áp qua mạch nguồn cho đầu 9v 1A (cấp cho động cơ), 12v 1A (cấp cho vi điều khiển), mạch vi điều khiển xử dụng vi xử lý atmega8 , mạch công suất xử dụng mosfet IRF540 ( H1061) cách li quang OPTO, mạch mắt dò đường dùng quang trở, mạch so sánh (dùng IC LM324), mạch LED đoạn (anot chung) mạch nộp 2.2.2.Yêu cầu phần mềm : Về phần mềm : Đối với robot dò đường : em viết chương trình điều chế độ rộng xung (PWM) để điều khiển tốc độ động ( viết phần mềm codevision) Đối với LED đoạn : em viết chương trình đếm số từ 0-999999 2.3.Phương án thiết kế : 2.3.1.phương pháp : CÁC BƯỚC PHƯƠNG ÁN THỰC HIỆN B1 B2 B3 B4 Mua linh kiện Giấy in Mạch in + thuốc Cắt mạch mạch in B1 B2 B3 B4 B5 B6 Chà mạch in Cố định tờ giấy với mạch in Cắm bàn là, để số 3/5 → Max Ủi mạch in khoảng → phút Ngâm nước để lớp giấy bong Dùng tay chà nhẹ lớp giấy B7 Dùng bút tô lại chỗ bị đứt mạch in Ngâm hóa chất Sau ăn mòn hết, rửa lại với nước B8 B9 CHÚ Ý Giấy lá, giấy in mạch Gọt via mạch đồng Trang Miếng chà xoong, giấy nhám loại mịn Gấp mép giấy quanh mạch đồng Chờ bàn nóng khoảng 3-4 phút Kiểm tra độ dính mạch in Cẩn thận, lớp sơn bị bong Đặc biệt chỗ đường mạch in gần Cẩn thận khỏi bị tơ dính đường khác Khoảng 1→2 phút kiểm tra lần Rửa kỹ B13 B14 Dùng xăng lau lớp sơn Quét lớp nhựa thông để bảo vệ mạch Dùng bàn hơ lại mạch phơi mạch Khoan mạch Kiểm tra mạch có bị chập không B15 Lắp hàn linh kiện B10 B11 B12 Lấy nhựa thơng hòa với xăng Để lớp nhựa thơng khô Cẩn thận khoan nhầm lỗ Đo chân không nối, chân gần Vcc_in & GND; Vcc_out & GND; Thấp hàn trước, cao hàn sau Chưa lắp VĐK 2.3.2 Ưu điểm: Thực bước làm giúp chúng em hiểu rõ cách thức để làm mạch điện tử, hiểu công dụng nguyên lí hoạt động chúng 2.3.3 Nhược điểm: Nhược điểm là: bước làm mạch thủ cơng, tốn thời gian tiền bạc 2.3.4 Kết luận: Đây bước để làm mạch điện hoàn chỉnh mà em học qua môn : kỹ thuật điện tử, tin học ứng điện tử, lập trình hệ thống nhúng, kỹ thuật ứng dụng vi điều khiển, lý thuyết điều khiển đồ án 2.4 Thiết kế, chế tạo phần khí : Phần khí robot dò đường đơn giản : chọn miếng mica làm khung xe, khoan lỗ bắt vít động bánh tự lượng vào cho cân đối hợp lý Các mạch điện đặt lên xe cho hợp lí cố định vít 2.5 Thiết kế, chế tạo phần điều khiển: 2.5.1 Cơ sở lý thuyết : 2.5.1.1 AVR : AVR họ vi điều khiển hãng Atmel sản xuất AVR chíp vi điều khiển bits với cấu trúc tập lệnh đơn giản hóa RISC So với loại chíp điều khiển bits khác, AVR có nhiều đặc tính hẳn, tính ứng dụng đặc biệt chức Hầu hết chíp AVR có tính sau; - Có thể sử dụng xung clock lên đến 16MHZ, sử dụng xung clock nội lên đến 8MHZ( sai số 3%) - Bộ nhớ chương trình flash lập trình lại nhiều lần nhớ lớn, có SRAM (ram tĩnh) lớn, đặc biệt có nhớ lưu trữ EEPROM - Ngõ vào (I/O PORT) hướng - bits, 16 bits timer/counter tích hợp PWM Trang - Các chuyển đổi Analog-digital phân giải 10 bits, nhiều kênh Chức Anolog comparator Giao diện nối tiếp USART( tương thích chuẩn nối tiếp RS-232) Một số chip AVR thông dụng; +AT90S1200 +AT90S2313 +Atmega8 +Atmega16 +Atmega32 …  Cụ thể em trình bày chip Atemeg mà em sử dụng mạch vi điều khiển Đây hình ảnh thật chip atmega8 gồm 28 chân Trang Và hình ảnh rõ tính chân  Mô tả chân:  VCC: Điện áp cung cấp  GND: Nối đất  PortB, PortC, PortD: Có thể cấu cổng cổng I/O 8-bit hai hướng thơng thường cấu hình để sử dụng chức đặc biệt khác Các chân Port nối với điện trở kéo lên bên (lựa chọn cho bit)  Reset: Là đầu vào Khi đưa mức điện áp thấp vào chân có độ dài lớn xung reset hệ thống  XTAL1, XTAL2: Các đầu vào dao động  AVCC: Điện áp cấp cho ADC Thường nối với VCC qua lọc thông thấp  AREF: Điện áp tham chiếu cho biến đổi ADC  Vi điều khiển Atmega8:  Là vi điều khiển 8-bit CMOS công suất tiêu thụ thấp dựa cấu trúc RISC AVR Bằng cách thực lệnh chu kỳ đồng hồ Atmega8 đạt tốc độ xấp xỉ 1MIPS 1MHz cho phép người thiết kế tối ưu công suất tiêu thụ với tốc độ sử lý  Các tính năng:  Cấu trúc RISC  Hỗ trợ 130 lệnh  32x8 ghi dùng chung  Tốc độ 16 MIPS với thạch anh 16 MHz  Bộ nhớ  8K Byte nhớ Flash Trang        512 Byte EEPROM  1K Byte SRAM  Hỗ trợ lập trình mạch với chương trình mồi  Có bít khóa bảo mật Giao diện JTAG  Khả quét biên theo chuẩn JTAG  Hỗ trợ gỡ lỗi chip  Lập trình nhớ Flash, EEPROM, bít khóa qua giao diện JTAG Các tính ngoại vi  Hai đếm/định thời bit  Một đếm / định thời 16 bit  Bộ đếm thời gian thực với giao động riêng  Bốn kênh PWM  kênh ADC 10 bit  Giao tiếp I2C, USART, SPI  Bộ so sánh Analog chíp Các tính khác  Có giao động RC bên  Ngắt ngắt  Sáu chế độ ngủ Đóng gói I/O  23 đường I/O lập trình  28 chân PDIP Điện áp hoạt động  2.7 – 5.5 V với Atmega8L  4.5 – 5.5 V với Atmega8 Tốc độ  - MHz với Atmega8L  - 16 MHz với Atmega8 Trang 10 void haimuoi() { if(PIND==0b10001111) // Mat 5, mat va mat o vach trang { D_CO_PHAI=0; D_CO_TRAI=200; } } // void haimot() { if(PIND==0b00001111) // Mat 5, mat 6, mat va mat o vach trang { D_CO_PHAI=0; D_CO_TRAI=200; } } // void khoitao() { } void main(void) { khoitao(); while (1) { mot(); hai(); ba(); Trang 37 bon(); nam(); sau(); bay(); tam(); chin(); muoi(); muoimot(); muoihai(); muoiba(); muoibon(); muoilam(); muoisau(); muoibay(); muoitam(); muoichin(); haimuoi(); haimot(); } } b) Chương trình điều khiển LED đoạn : b.1) Chức : Trang 38 Đếm số từ 0-999999 b.2 ) Giải thuật (Đếm từ 0-999999) #include #include flash unsigned char so[] = {0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; int dem,j; unsigned char tramnghin , chucnghin, nghin ,tram , chuc, donvi; void khoitao() { } void main(void) { khoitao(); while (1) { for(dem=0;dem