XE tự HÀNH bám TƯỜNG TRÁI DÙNG PIC (có code và layout) XE tự HÀNH bám TƯỜNG TRÁI DÙNG PIC (có code và layout) XE tự HÀNH bám TƯỜNG TRÁI DÙNG PIC (có code và layout) XE tự HÀNH bám TƯỜNG TRÁI DÙNG PIC (có code và layout) XE tự HÀNH bám TƯỜNG TRÁI DÙNG PIC (có code và layout) XE tự HÀNH bám TƯỜNG TRÁI DÙNG PIC (có code và layout)
ĐỒ ÁN XE TỰ HÀNH BÁM TƯỜNG TRÁI MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ III DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU IV DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT V CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ XE TỰ HÀNH BÁM TƯỜNG 1.1 GIỚI THIỆU 1.2 HƯỚNG NGHIÊN CỨU CHƯƠNG TÌM HIỂU LINH KIỆN .2 2.1 PIC 16F877A 2.2 CẢM BIẾN SIÊU ÂM SRF 05 2.3 MẠCH CẦU H DÙNG IC L298N 2.4 LCD 2.5 ĐỘNG CƠ DC CHƯƠNG TIẾN TRÌNH THỰC HIỆN .10 3.1 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A 10 11 3.2 THI CÔNG, LẮP RÁP XE TỰ HÀNH 11 3.3 THIẾT KẾ PHẦN MỀM 12 CHƯƠNG NHẬN XÉT 14 4.1 ƯU ĐIỂM 14 4.2 KHUYẾT ĐIỂM 14 4.3 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 14 TÀI LIỆU THAM KHẢO .15 PHỤ LỤC A .16 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ HÌNH 2-1: SƠ ĐỒ CHÂN VI ĐIỀU KHIỂN 16F877A HÌNH 2-2: SƠ ĐỒ KHỐI VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A HÌNH 2-3: CẢM BIẾN SIÊU ÂM SRF 05 .5 HÌNH 2-4: IC L298N HÌNH 2-5: LCD 1602 HÌNH 2-6: SƠ ĐỒ CHÂN LCD 1602 .7 HÌNH 2-7: ĐỘNG CƠ DC HÌNH 2-8: CẤU TẠO ĐỘNG CƠ DC HÌNH 3-1: MẠCH NGUYÊN LÍ VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A 10 HÌNH 3-2: MẠCH IN VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A .11 HÌNH 3-3: SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CƠ BẢN CỦA XE TỰ HÀNH 12 HÌNH 3-4: SƠ ĐỒ GIẢI THUẬT CỦA XE BÁM TƯỜNG TRÁI 13 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU BẢNG 2-1: SO SÁNH CÁC TIMER DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT PIC Programable Intelligent Computer LCD Liquid Crystal Display DC Direct Current ĐỒ ÁN Trang 1/20 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ XE TỰ HÀNH BÁM TƯỜNG 1.1 Giới thiệu Di chuyển theo tường (wall following) tác vụ thường thấy xe tự hành, môi trường biết trước hoạc trước Tác vụ dùng với nhiệm vụ: tránh chướng ngại vật, bám theo tường, 1.2 Hướng nghiên cứu - Nghiên cứu điều khiển cho xe bám tường - Thiết kế đế di chuyển - Thiết kế cảm biến gắn lên xe tự hành để đo khoảng cách với tường - Lập trình cho xe tự hành - Nhận xét kết kết luận Xe tự hành bám tường trái ĐỒ ÁN Trang 2/20 CHƯƠNG TÌM HIỂU LINH KIỆN 2.1 PIC 16F877A - PIC viết tắt từ “Programable Intelligent Computer”, tạm dịch máy tính thơng minh khả trình - PIC 16F877A vi điều khiển với tập lệnh gồm 35 lệnh có đọ dài 14 bit Mỗi lệnh thực thi chu kỳ xung clock Tốc độ hoạt động tối đa cho phép 20 MHz với chu kỳ lệnh 200 ns Bộ nhớ chương trình 8Kx14 bit, nhớ liệu 368x8 byte RAM nhớ liệu EEPROM với dung lượng 256x8 byte Số PORT I/O với 33 pin I/O [1] Hình 2-1 : Sơ đồ chân vi điều khiển 16F877A - Vi điều khiển PIC 16F877A có cổng xuất nhập bao gồm PORTA, PORTB, PORTC, PORTD, PORTE • PORTA bao gồm I/O pin Đây chân vừa xuất nhập, điều khiển ghi TRISA • PORTB bao gồm I/O pin, ghi điều khiển xuất nhập tương ứng TRISB Bên cạnh số chân PORT B sử dụng trình nạp chương trình cho vi điều khiển với chế độ nạp khác • PORTC bao gồm I/O pin, ghi điều khiển xuất nhập tương ứng TRISC Bên cạnh đó, PORTC chứa chức so sánh, timer 1, PWM chuẩn giao tiếp nối tiếp I2C, SPI, SSP, USART Xe tự hành bám tường trái ĐỒ ÁN Trang 3/20 • PORTD bao gồm I/O pin, ghi điều khiển xuất nhập tương ứng TRISD PORTD cổng xuất liệu chuẩn giao tiếp PSP (Parallel Slave Port) • PORTE bao gồm I/O pin, ghi điều khiển xuất nhập tương ứng TRISE Các chân PORTE có ngõ vào analog Bên cạnh đó, PORTE chân điều khiển chuẩn giao tiếp PSP (Parallel Slave Port) - Cấu trúc nhớ vi điều khiển 16F877A gồm bọ nhớ chương trình (Program Memory) nhớ liệu (Data Memory) • Bộ nhớ chương trình vi điều khiển PIC 16F877A nhớ flash, dung lượng nhớ 8K word (1 word= bit) phân thành nhiều trang • Bộ nhớ liệu vi điều khiển PIC 16F877A nhớ EEPROM chia làm bank Mỗi bank có dung lượng 128 bit, bao gồm ghi có chức đặc biệt nằm vùng địa thấp ghi mục đích chung nằm vùng địa lại bank - Bộ định thời: • TIMER 0: Là đếm bit kết nối với chia tần só bit Cấu trúc Timer cho phép ta lựa chọn xung clock tác động cạnh tích cực xung clock Ngắt Timer xuất Timer bị tràn Bit TMR0IE bit điều khiển Timer TMR0IE=1 cho phép ngắt Timer tác động, TMR0IF=0 không cho phép ngắt Timer tác động • TIMER 1: Là định thời 16 bit, giá trị Timer lưu ghi (TMRH1:TMR1L) Cờ ngắt Timer bit TMR1IF, bit điều khiển Timer TMR1IE Tương tự Timer 0, Timer có chế độ hoạt động: chế độ định thời chế độ đếm • TIMER 2: Là định thời bit hỗ trọ chia tần số prescaler postscaler Thanh ghi chứa giá trị đếm Timer TMR2 Bit cho phép ngắt Timer tác động TMR2ON Cờ ngắt Timer bit TMR2IF • Xe tự hành bám tường trái ĐỒ ÁN Trang 4/20 Bảng 2-1: So sánh Timer Kích thước ghi Nguồn CLOCK bên TIMER0 bits Fosc/4 TIMER1 16 bits Fosc/4 TIMER2 bits Fosc/4 Nguồn CLOCK bên T0CKI oin T1CKI pin None Khơng Timer oscillator Có Khơng ngồi Đánh thức PIC từ SLEEP Hình 2-2: Sơ đồ khối vi điều khiển PIC 16F877A Xe tự hành bám tường trái ĐỒ ÁN Trang 5/20 2.2 Cảm biến siêu âm SRF 05 Hình 2-3: Cảm biến siêu âm SRF 05 Module cảm biến siêu âm SRF05 dùng để đo khoảng cách đến vật chắn sóng siêu âm Module có đầu thu phát sóng, khoảng cách xác định cách đo khoảng thời gian mà sóng siêu âm phát từ module truyền đến vật chắn phản hồi Sử dụng cách truyền xung vào chân trigger module, sau chờ xung trả chân echo, độ dài xung phản hồi tương ứng với thời gian sóng siêu âm truyền khơng khí, từ tính khoảng cách đến vật thể chắn Thông tin bản: [2] - Điện áp hoạt động: V - Dòng cấp: 30 mA - Tần số: 40 KHz - Khoảng cách đo xa nhất: m - Phát vật cản khoảng: cm đến m Xe tự hành bám tường trái ĐỒ ÁN Trang 6/20 2.3 Mạch cầu H dùng IC L298N L298 IC kết hợp mạch cầu H bên trong, thích hợp ứng dụng công suất nhỏ động DC loại vừa Hình 2-4: IC L298N Chức chân L298: - chân input: IN1, IN2, IN3, IN4 nối với chân 5, 7, 10, 12 L298 Đây chân nhận tín hiệu điều khiển - chân output: OUT1, OUT2, OUT3, OUT4 nối với chân 2, 3, 13, 14 L298 Các chân nối với động - chân ENA ENB hai chân điều khiển mạch cầu H L298 Nếu chân điều khiển mức “1” cho phép mạch cầu hoạt động ngược lại Điều khiển chiều quay với L298: - Khi ENA=0: Động không quay - Khi ENA=1: + INT1=1 INT2=0: Động quay thuận + INT1=0 INT2=1: Động quay nghịch + INT1=INT2: Động dừng lại Xe tự hành bám tường trái ĐỒ ÁN Trang 7/20 2.4 LCD Hình 2-5: LCD 1602 Thơng số kỹ thuật: - Điện áp MAX: 7V - Điện áp MIN: -0.3 V - Hoạt động ổn định: 2.7-5.5 V - Điện áp mức cao: >2.4 V - Điện áp mức thấp: =20) { tien(); } else { stop(); delay_ms(500); re_phai(); delay_ms(1000); } } } Xe tự hành bám tường trái ... gắn lên xe tự hành để đo khoảng cách với tường - Lập trình cho xe tự hành - Nhận xét kết kết luận Xe tự hành bám tường trái ĐỒ ÁN Trang 2/20 CHƯƠNG TÌM HIỂU LINH KIỆN 2.1 PIC 16F877A - PIC viết... thuật xe bám tường trái Xe tự hành bám tường trái ĐỒ ÁN Trang 14/20 CHƯƠNG NHẬN XÉT 4.1 Ưu điểm Cảm biến xác khoảng cách đến tường để bám vào 4.2 Khuyết điểm - Xe chạy chưa ổn định, khung bánh xe. .. vi điều khiển PIC 16F877A Xe tự hành bám tường trái ĐỒ ÁN Trang 11/20 Hình 3-2: Mạch in vi điều khiển PIC 16F877A 3.2 Thi công, lắp ráp xe tự hành Lắp ráp động bánh xe vào khung xe, xếp linh kiện