ĐIỀU KHIỂN ĐÈN THÔNG QUA MÁY TÍNH BẰNG UART Với PIC16f và Mathlap (Có code+Mô phỏng+Dao diện)

- Các cổng ra vào của PIC: + Port A: Có 6 bit tương ứng với 6 chân RA0 – RA5 các chân của cổng A có tích hợp một số chức năng ngoại vi, nếu một thiết bị ngoại vi được enable thì cổng n

BÁO CÁO ĐỀ TÀI

MÔN: MẠNG TRUYỀN THÔNG TRONG CÔNG

NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

ĐIỀU KHIỂN ĐÈN THÔNG QUA MÁY TÍNH BẰNG

UART

GVHD: Nguyễn Thị Chính

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU LINH KIỆN

1 PIC 16F887

2 RƠLE

3 DIOT 1N4007

4 ĐIỆN TRỞ 10KΩ VÀ 220Ω

5 IC MAX 232 VÀ 485

6 TỤ ĐIỆN 1uF

7 NÚT NHẤN BUTTON

8 LCD

9 IC 7805

10 DOMINO 3 CỔNG

11 DÂY CHUYỂN ĐỔI USB SANG RS 232

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM SỬ DỤNG VÀ CÁCH TRUYỀN

1 PHẦN MỀM MATLAB

2 GIAO THỨC UART

CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU RS232 VÀ RS485

1 RS232

2 RS485

CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình thực hiện đề tài nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn cô đã đóng góp ý kiến

Do là lần đầu làm nên nhóm chúng em không tránh khỏi sai xót mong cô đóng góp

ý kiến để đề tài được hoàn thiện hơn Cảm ơn cô.

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU LINH KIỆN

1 PIC 16F887:

- Sơ đồ chân của pic 16f887

- Hình ảnh thực tế

- Các cổng ra vào của PIC:

+ Port A: Có 6 bit ( tương ứng với 6 chân RA0 – RA5 ) các chân của cổng A có tích hợp một số chức năng ngoại vi, nếu một thiết bị ngoại vi được enable thì cổng này sẽ không hoạt động như một cổng vào ra Bình thường Port A sẽ là một cổng vào ra 2 chiều Thanh ghi xác định chiều tương ứng của các chân Port A là thanh ghi Tris A Các bit ở thanh ghi Tris A bằng 1 sẽ xác định các chân ở Port A là đầu vào và ngược lại sẽ là đầu ra

+ Port B: Rộng 8 bit ( tương ứng với chân RB0 – RB7 ) là 1 cổng vào ra 2 chiều Thanh ghi quy định chiều của Port B là thanh ghi Tris B Thiết lập các thanh ghi Tris

B bằng 1 sẽ làm cho cổng B là cổng vào và ngược lại là cổng ra

+ Port C: Rộng 8 bit ( tương ứng với chân RC0 – RC7 ) bình thường nó là 1 cổng vào

ra 2 chiều Thanh ghi quy định chiều của cổng này là thanh ghi Tris C Các chân RC3, RC4 dùng để kết nối, truyền nhận thông tin với các thiết bị ngoại vi

+ Port D: Rộng 8 bit ( RD0 – RD7 ) nó có thể là cổng vào hoặc cổng ra

+ Port E: Rộng 3 bit ( RE0 – RE2 ) được cấu hình là đầu ra hoặc đầu vào Port E có thể là đầu vào điều khiển I/O khi bit PSPSTATUS ( TrisE.4 ) được xác lập

2 RƠLE:

- Thông số kỹ thuật:

+ Điện áp điều khiển: 5V

+ Dòng điện cực đại: 10A

+ Thời gian tác động: 10ms

+ Thời gian nhả hãm: 5ms

+ Nhiệt độ hoạt động: -45°C ~ 75°C

- Relay 5 chân SRD – 12VDC là loại linh kiện đóng ngắt điện cơ bản Nó gồm 2 phần chính là cuộn hút và các tiếp điểm

3 DIOT 1N4007:

- Thông số kỹ thuật:

+ Model: plastic DO-41

+ Điện áp làm việc: 50 – 1000V

+ Dòng điện giới hạn: Imax= 1A

+ Nhiệt độ hoạt động: -55oC ~ 150oC

- Diode 1N4007 là một diode silic chỉnh lưu phổ biến 1A thường được sử dụng trong

các adapter AC cho các thiết bị gia dụng thông thường Diode 1N4007 chịu được điện

áp tối đa lên đến 1000V Dòng điện cực đại qua mỗi diode 1N4007 là 1A, nếu dòng

cao hơn sẽ gây nóng và cháy diode

- Tuy nhiên, Diode 1N4007 là dòng diode có tốc độ chỉnh lưu thấp, hiệu điện thế đầu

ra nhấp nhô Để giảm sự nhấp nhô của hiệu điện thể đầu ra thì nên gắn thêm tụ lọc

song song với tải

4 ĐIỆN TRỞ 10KΩ VÀ 220Ω:

a Điện trở 10K:

- Thông số kỹ thuật:

+ Model: 10KΩ - 1/4W

+ Nhiệt độ hoạt động: -55°C đến 155°C

+ Loại: Điện trở cố định

+ Sai số: +/-5%

- Điện trở 10K Ohm -1/4W là một đại lượng vật lí biểu thị đặc tính cản trở dòng

điện của một vật có khả năng cho dòng điện chạy qua.

b Điện trở 220Ω:

- Thông số kỹ thuật:

+ Model: 220Ω - 1/4W

+ Nhiệt độ hoạt động: -55°C – 155°C

+ Linh kiện xuyên lỗ: 0.5mm

+ Loại: Điện trở cố định

+ Sai số: 5%

- Điện trở 220Ω 1/4W là loại điện trở có giá trị cố định được sản xuất theo công nghệ

Carbon film bằng cách kết tinh Carbon trên lõi gốm Điện trở cắm 1/4W Carbon film

có giá trị dung sai rất nhỏ 5%, và chất lượng cao (nhiễu nhiệt nhỏ, đặc tính tần cao) Tuy nhiên, điện trở Carbon fim có công suất rất thấp chỉ 1/4W Điện trở cắm 100Ω

1/4W có kích thước nhỏ chiều dài chỉ 6.5mm, rộng 2mm, chân cắm 0,5mm Nhiệt độ

5 IC MAX 232 VÀ 485:

a IC max 232:

- MAX232 IC được sử dụng để chuyển đổi các mức logic TTL / CMOS thành các mức logic RS232 trong quá trình truyền thông nối tiếp của vi điều khiển với PC Bộ điều khiển hoạt động ở mức logic TTL (0-5V) trong khi giao tiếp nối tiếp trong PC hoạt động theo chuẩn RS232 (-25 V đến + 25V) Điều này gây khó khăn cho việc thiết lập một liên kết trực tiếp giữa họ để giao tiếp với nhau

- Liên kết trung gian được cung cấp qua MAX232 Nó là một trình điều khiển kép / nhận bao gồm một máy phát điện áp điện dung để cung cấp mức điện áp RS232 từ một nguồn cung cấp 5V duy nhất Mỗi máy thu chuyển đổi đầu vào RS232 thành mức 5V TTL / CMOS Những máy thu (R 1 & R 2) có thể chấp nhận đầu vào ± 30V Các trình

điều khiển (T 1 & T 2 ), cũng được gọi là máy phát, chuyển đổi mức đầu vào TTL / CMOS thành mức RS232

- Các máy phát nhận đầu vào từ bộ truyền nối tiếp của bộ điều khiển và gửi đầu ra tới đầu thu RS232 Các máy thu, mặt khác, có đầu vào từ pin truyền của cổng nối tiếp RS232 và cung cấp cho đầu ra nối tiếp để nhận pin của vi điều khiển MAX232 cần bốn tụ điện bên ngoài có giá trị dao động từ 1µF đến 22µF

- Sơ đồ pin:

Quy định trạng thái logic của rs232

b IC max 485:

- Thông Số Kỹ Thuật IC Giao Tiếp MAX485:

+ Tốc độ bit Max= 2,5Mbps

+ Có thể kết nối tối đa 32 thiết bị trên bus 485

+ Điện áp hoạt động : -7V ~ 12V (ổn định nhất ở 5V)

- Chức năng: Max485 là bộ chuyển đổi tín hiệu của chuẩn giao tiếp RS232 sang tín

hiệu của chuẩn giao tiếp RS485 để có thể truyền tín hiệu đi trên đường dây RS485 và

từ đó có thể truyền tín hiệu đi xa và nhanh được

6 TỤ ĐIỆN 1uF:

- Tụ hóa sử dụng trong các mạch điện tử, ứng dụng lọc nguồn, san phẳng điện áp…

- Giá trị : 1uF

- Điện áp: 50V

7 NÚT NHẤN BUTTON:

8 LCD:

- Màn hình LCD 16x2 được sử dụng phổ biến trong các thiết bị điện tử để hiển thị dữ liệu và trạng thái của thiết bị

- Thông số kỹ thuật:

+ Điện áp hoạt động: 5VDC

+ Độ phân giải: 2 dòng x 16 cột

+ Chip điều khiển: HD44780

- Có hai loại màn hình là loại nền xanh chữ trắng và loại nền xanh chữ đen

9 IC 7805:

- Thông số kỹ thuật:

+ Điện áp vào lớn nhất: 20V

+ Điện áp vào nhỏ nhất: 7V

+ Kiểu đóng vỏ: TO-220

+ Nhiệt độ hoạt động lớn nhất: 85°C

+ Nhiệt độ hoạt động nhỏ nhất: -20°C

+ Dòng đầu ra: 1.5A

+ Điện áp ổn định: 5V

10 DOMINO 3 CỔNG:

11 DÂY CHUYỂN ĐỔI USB SANG RS232:

- RxD : đường nhận dữ liệu

- TxD : đường truyền dữ liệu

- DTR : thường ở trạng thái on khi thiết bị đầu cuối sẵn sàng

truyền thông

- DSR: cả 2 modem chuyển mạch DSR sang on khi một đường truyền thông được thiết lập giữa hai bên

- DCD : ở trạng thái off khi đối tác chưa đóng mạch yêu cầu gửi

dữ liệu ( chân RTS)

- RTS : kiểm soát đường truyền dữ liệu khi một trạm cần gửi dữ liệu thì đóng mạch sang on

- CTS : khi đóng on có nghĩa là trạm sẵn sàng nhận dữ liệu

- RI : khi modem nhận được một lời gọi RI sẽ chuyển sang

on/off một cách tuần tự để báo hiệu cho trạm đầu cuối

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM SỬ DỤNG VÀ CÁCH TRUYỀN

1 PHẦN MỀM MATLAB:

- MATLAB là phần mềm cung cấp môi trường tính toán số và lập trình, do công

ty MathWorks thiết kế MATLAB cho phép tính toán số với ma trận, vẽ đồ thị hàm số hay

biểu đồ thông tin, thực hiện thuật toán, tạo các giao diện người dùng và liên kết với

những chương trình máy tính viết trên nhiều ngôn ngữ lập trình khác

- Giao diện của matlab dùng trong đề tài:

+ Phần lập trình:

+ Giao tiếp:

2 GIAO THỨC UART:

Truyền 8 bít :

Nếu chọn parity lẻ , thì p bằng 1 khi tổng số bít 1 là lẻ

- UART chuyển đổi giữa dữ liệu nối tíêp và song song Một chiều, UART chuyển đổi

dữ liệu song song bus hệ thống ra dữ liệu nối tiếp để truyền đi Một chiều khác, UART

chuyển đổi dữ liệu nhận được dạng dữ liệu nối tiếp thành dạng dữ liệu song song cho

CPU có thể đọc vào bus hệ thống

- UART của PC hỗ trợ cả hai kiểu giao tiếp là giao tiếp đồng thời và không giao

tiếp đồng thời Giao tiếp đồng thời tức là UART có thể gửi và nhận dữ liệu vào cùng

một thời điểm Còn giao tiếp không đồng thời( không kép) là chỉ có một thiết bị có

thể chuyển dữ liệu vào một thời điểm, với tín hiệu điều khiển hoặc mã sẽ quyết định

bên nào có thể truyền dữ liệu Giao tiếp không đồng thời được thực hiện khi mà cả 2

chiều chia sẻ một đường dẫn hoặc nếu có 2 đường nhưng cả 2 thiết bị chỉ giao tiếp

qua một đường ở cùng một thời điểm

CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU RS232 VÀ RS485

1 RS232:

- Cổng nối tiếp RS-232 đã từng là một tính năng tiêu chuẩn của một máy tính cá nhân , được

sử dụng để kết nối với modem , máy in , chuột , lưu trữ dữ liệu, nguồn cung cấp điện liên tục và các thiết bị ngoại vi khác 232, khi so sánh với các giao diện sau này như

RS-422 , RS-485 và Ethernet , có tốc độ truyền thấp hơn, chiều dài cáp tối đa ngắn, swing điện

áp lớn, đầu nối tiêu chuẩn lớn, không có khả năng đa điểm và khả năng multidrop hạn chế Trong máy tính cá nhân hiện đại, USBđã thay thế RS-232 từ hầu hết các vai trò giao diện ngoại vi của nó Nhiều máy tính không còn được trang bị cổng RS-232 (mặc dù một

số bo mạch chủ được trang bị đầu cắm cổng COM cho phép người dùng cài đặt giá đỡ bằng cổng DE-9) và phải sử dụng USB-to-RS-232 bên ngoài bộ chuyển đổi hoặc thẻ mở rộng nội

bộ có một hoặc nhiều cổng nối tiếp để kết nối với các thiết bị ngoại vi RS-232 Tuy nhiên, nhờ vào sự đơn giản và phổ biến trong quá khứ, các giao diện RS-232 vẫn được sử dụng - đặc biệt trong các máy công nghiệp, thiết bị mạng và các công cụ khoa học trong đó kết nối

dữ liệu có dây tốc độ thấp, điểm-điểm, tốc độ thấp

2 RS485:

- RS-485 hỗ trợ các mạng nội bộ không tốn kém và các liên kết đa truyền thông, sử

dụng cùng một tín hiệu vi sai trên cặp xoắn như RS-422 Nó thường được chấp nhận

rằng RS-485 có thể được sử dụng với tốc độ dữ liệu lên đến 10 Mbit / s hoặc, ở tốc độ thấp hơn, khoảng cách lên đến 1.200 m (4.000 ft) Theo quy tắc chung , tốc độ bit / s

nhân với chiều dài tính bằng mét không được vượt quá 10 8 Do đó cáp dài 50

mét không nên báo hiệu nhanh hơn 2 Mbit / s

- Ngược lại với RS-422, có mạch điều khiển không thể tắt, các trình điều khiển RS-485

sử dụng logic ba trạng thái cho phép vô hiệu hóa các máy phát riêng lẻ Điều này cho

phép RS-485 thực hiện cấu trúc liên kết bus tuyến tính chỉ sử dụng hai dây Thiết bị

nằm dọc theo một bộ dây RS-485 được gọi là nút, trạm hoặc thiết bị thay thế cho

nhau Việc bố trí các dây dẫn được khuyến nghị là một chuỗi kết nối các nút

điểm-tới-điểm (đa điểm-tới-điểm) được kết nối, tức là một đường thẳng hoặc xe buýt , không phải là

một ngôi sao , vònghoặc nhân mạng được kết nối Các cấu trúc liên kết sao và vòng

không được khuyến nghị vì phản xạ tín hiệu hoặc trở kháng quá thấp hoặc cao Nếu

một cấu hình ngôi sao là không thể tránh khỏi, các bộ lặp RS-485 đặc biệt có sẵn để

nghe hai chiều dữ liệu trên mỗi khoảng và sau đó truyền lại dữ liệu lên tất cả các nhịp

khác

Chuyển đổi từ rs232 sang rs485 sử dụng ic max232 và ic max485

CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG

- Mô phỏng bằng phần mềm protues:

_END_