Nghiên cứu thiết kế bộ điều khiển đóng mở cửa tự động

ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP KHOA CƠ ĐIỆN & CƠNG TRÌNH BỘ MƠN KĨ THUẬT ĐIỆN VÀ TỰ ĐỘNG HĨA KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế điều khiển đóng/mở cửa tự động Giảng viên hƣớng dẫn: Th.S Đinh Hải Lĩnh KS Nguyễn Thành Trung Sinh viên thực : Nguyễn Văn Đức Mã sinh viên : 1351082087 Lớp : Công nghệ kỹ thuật điện tử Khóa : 2013-2017 Hà Nội- năm 2017 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, với phát triển kinh tế, tiến khoa học kỹ thuật, hệ thống tự động điều khiển giám sát thông minh đƣợc ứng dụng để phục vụ đời sống ngƣời Trong hệ thống điều khiển cửa tự động hệ thống thông minh thƣờng gặp Hiện thị trƣờng cửa tự động đƣợc phát triển mạnh mẽ với thiết kế đa dạng phong phú Hệ thống cửa tự động thƣờng đƣợc lắp đặt tòa nhà cao tầng, trung tâm thƣơng mại trƣờng học Đó nơi có đơng ngƣời vào, hoạt động hệ thống điều khiển phải có tính thơng minh tự động hóa cao Trong mạch điều khiển phận khơng thể thiếu trung tâm điều khiển Trung tâm điều khiển thƣờng vi xử lý, vi điều khiển hay PLC Trong học tập trƣờng Đại học Lâm Nghiệp, em đƣợc biết đến loại vi điều khiển nhƣ: 8051, 8052, ATmega16, ATmega 8…Với mong muốn tìm hiểu sâu tự thiết kế hệ thống điều khiển cửa tự động nên em chọn đề tài “Nghiên cứu, thiết kế hệ thống điều khiển đóng/mở cửa tự động” Trong đồ án này, vi điều khiển đƣợc em chọn làm xử lý điều khiển vi điều khiển ATmega 8535 Nội dung đồ án gồm phần sau: - Chƣơng 1: Tổng quan cửa tự động, điều khiển cửa tự động phần mềm Altium, Proteus, Catia - Chƣơng 2: Thiết kế điều khiển tự động - Chƣơng 3: Lập trình điều khiển cho điều khiển cửa tự động Em xin đƣợc gửi lời cảm ơn đến thầy cô khoa Cơ Điện & Cơng Trình, Trƣờng Đại Học Lâm Nghiệp Việt Nam Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn tới thầy (cô) giáo hƣớng dẫn cô Th.S Đinh Hải Lĩnh thầy KS Nguyễn Thành Trung tận tình hƣớng dẫn định hƣớng cho em suốt trình thực đồ án Đồng thời em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè cổ vũ, động viên, đóng góp ý kiến giúp đỡ em nhiều thời gian qua Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 19 tháng 06 năm 2017 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Đức MỤC LỤC CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ CỬA TỰ ĐỘNG, BỘ ĐIỀU KHIỂN CỬA TỰ ĐỘNG VÀ CÁC PHẦN MỀM AlTIUM, PROTEUS, CATIA 1.1 Giới thiệu cửa tự động 1.2 Các yêu cầu hệ thống cửa 1.2.1 Tính bảo mật 1.2.2 Tính đơn giản 1.2.3 Tính thẩm mỹ 1.2.4 Tính thuận tiện .2 1.2.5 Tính tự động 1.3 Một số hệ thống cửa tự động 1.3.1 Cửa trƣợt 1.3.2 Cửa xoay 1.3.3 Cửa 1.3.4 Cửa kéo 1.4 Một số phƣơng pháp điều khiển cửa tự động 1.4.1 Phƣơng pháp điều khiển cửa tự động phƣơng pháp rơ le- công tắc tơ 1.4.2 Phƣơng pháp điều khiển cửa tự động phƣơng pháp vi điều khiển .6 1.4.3 Phƣơng pháp điều khiển cửa tự động PLC 1.5 Tổng quan phầm mềm Altium, Proteus, Catia 1.5.1 Phần mềm thiết kế mạch ALTIUM .8 1.5.2 Phần mềm mô mạch Proteus 10 1.5.3 Phần mềm CATIA .11 CHƢƠNG THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG .13 2.1 Tính điều khiển 13 2.2 Thiết lập sơ đồ khối điều khiển 13 2.3 Nguyên lý hoạt động khối điều khiển 14 2.3.1 Khối nguồn (Power) 14 2.3.2 Khối vi điều khiển (MCU) 15 2.3.3 Khối điều khiển động (LM298) 18 2.3.4 Khối điều khiển Keypad 20 2.3.5 Khối cảm biến 20 2.3.6 Khối chấp hành (Motor DC, khí) 21 2.3.7 Nguyên lý hoạt động điều khiển 24 CHƢƠNG LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHO BỘ ĐIỀU KHIỂN CỬA TỰ ĐỘNG 26 3.1 Lƣu đồ thuật toán điều khiển hệ thống điều khiển 26 3.2 Các chế độ PORT 28 3.3 Lập trình thu tín hiệu ngắt 30 3.3.1 Ngắt AVR .30 3.3.2 Các ghi ngắt 31 3.4 Lập trình eypad 32 3.5 Mô điều khiển động sử dụng chức I/O PORT Atmega 8535: 35 KẾT LUẬN 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Cửa kính trƣợt tự động thẳng Hình 1.2: Hình ảnh cửa tự động xoay .4 Hình 1.3: Hình ảnh cửa tự động .4 Hình 1.4: Hình vẽ cửa kéo .5 Hình 1.5: Sơ đồ hệ thống điều khiển phƣơng pháp dùng rơ-le, công tắc .5 Hình 1.6: Sơ đồ khối hệ thống cửa tự động dùng PLC Hình 1.7: Hình ảnh giao diện phần mềm Altium Hình 1.8: Hình ảnh giao diện phần mềm Proteus 10 Hình 1.9: Hình ảnh giao diện phần mềm Catia .11 Hình 2.1: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển 13 Hình 2.2: Hình ảnh sơ đồ nối chân khối nguồn (Power) .14 Hình 2.3: Sơ đồ khối cấu trúc vi điều khiển ATmega 8535 15 Hình 2.4: Hình ảnh sơ đồ nối chân vi điều khiển ATmega 8535 16 Hình 2.5: Sơ đồ chân IC L298 18 Hình 2.6: Sơ đồ mạch nguyên lý IC LM298 20 Hình 2.7: Hình ảnh nối chân khối Keypad 20 Hình 2.8: Hình ảnh sơ đồ nối chân cảm biến 21 Hình 2.9: Cấu tạo động chiều DC .21 Hình 2.10: Cấu tạo Stato 22 Hình 2.11: Cấu tạo Roto 22 Hình 2.12: Cấu tạo cổ góp chổi than 23 Hình 2.13: Hình ảnh mơ hình khí hệ thống .24 Hình 2.14: Hình ảnh sơ đồ nối chân điều khiển 25 Hình 2.15: Hình ảnh sơ đồ mạch in hệ thống 25 Hình 3.1: Lƣu đồ thuật toán hệ thống .26 Hình 3.2: Trình phục vụ ngắt AVR 30 Hình 3.3: HÌnh ảnh mơ tả khởi tạo Project 36 Hình 3.4: HÌnh ảnh mơ tả thao tác chọn linh kiện 36 Hình 3.5: HÌnh ảnh mơ tả thao tác nối chân linh kiện 36 Hình 3.6: HÌnh ảnh mơ tả thao tác tải chƣơng trình 37 Hình 3.7: Hình ảnh kết mơ động 39 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Chức chân 19 Bảng 3.1: Thanh ghi DDRx.n 28 Bảng 3.2: Thanh ghi PORTx.n 29 Bảng 3.3: Thanh ghi PINx.n 29 Bảng 3.4: Tóm tắt cấu hình cho PORT 29 Bảng 3.5: Cấu trúc ghi MCUCR 31 Bảng 3.6: Chức bit ISC11 ISC10 INT1: .31 Bảng 3.7: Cấu trúc ghi GICR 32 Bảng 3.8: Cấu trúc ghi GIFR .32 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ CỬA TỰ ĐỘNG, BỘ ĐIỀU KHIỂN CỬA TỰ ĐỘNG VÀ CÁC PHẦN MỀM AlTIUM, PROTEUS, CATIA 1.1 Giới thiệu cửa tự động Ngày nay, cửa tự động dần trở thành khuynh hƣớng thiết kế thời đại ƣu điểm vƣợt trội nhƣ khả sử dụng với mật độ lƣu thơng cao, tốc độ đóng mở nhanh tính an tồn, tiết kiệm diện tích Hiện cửa tự động vƣơn lên tầm cao với kĩ thuật đại nhƣ khả vận hành thiết bị tự động nhƣ điều khiển từ xa hay thiết bị điện thoại thông minh Cửa tự động loại cửa ngƣời dùng tác động trực tiếp lên cánh cửa mà tự động mở theo ý muốn Chính ƣu điểm bật cửa tự động nên ta phải phát triển ứng dụng cách rộng rãi hơn, đồng thời nghiên cứu cải tiến để nâng cao chất lƣợng ứng dụng cửa tự động để ngày đại hơn, tiện lợi 1.2 Các yêu cầu hệ thống cửa 1.2.1 Tính bảo mật Tính bảo mật thể qua nhiều yếu tố, ví dụ nhƣ cửa có chức ngăn cách mơi trƣờng bên bên ngồi, hay có chức bảo vệ phịng với hệ thống khóa thông thƣờng Nếu hệ thống cửa tự động sử dụng mã số, ngƣời cần bấm mã số sai ba lần có hệ thống còi báo động Cửa đƣợc mở nhận mã số cài đặt từ trƣớc Hệ thống cửa tự động có sử dụng mã số thay đổi đƣợc mã cài đặt cài đặt đƣợc mã phụ để đảm bảo tính an tồn bảo mật 1.2.2 Tính đơn giản Một tiêu chuẩn mà nhà sản xuất, kinh doanh phải xem xét tính đơn giản hệ thống Một sản phẩm đƣợc đƣa thị trƣờng đƣợc thị trƣờng chấp nhận phải đảm bảo ngƣời tiêu dùng dễ dàng sử dụng Chỉ vài hƣớng dẫn nhỏ, ngƣời sử dụng làm chủ đƣợc sản phẩm Tính đơn giản thể vấn đề dễ lắp đặt, dễ vận hành, dễ bảo dƣỡng Giống nhƣ loại cửa đại đƣợc sử dụng thị trƣờng nhƣ cửa sử dụng tia hồng ngoại, cửa dùng điều khiển từ xa (remote control), cửa dùng cảm biến an toàn (sensor) GVHD: Th.S Đinh Hải Lĩnh KS Nguyễn Thành Trung SVTH: Nguyễn Văn Đức 1.2.3 Tính thẩm mỹ Khi xã hội ngày văn minh ngƣời địi hỏi tính thẩm mỹ cao, sản phẩm phục vụ ngƣời cần phải vô phong phú mang nặng tính mỹ quan Với tiêu chí hệ thống cửa tự động ln ln đề cao yêu cầu đáp ứng thực tiễn xã hội Cửa tự động nói chung ln phù hợp với cửa sảnh văn phòng, khách sạn, nhà hàng, phòng trƣng bày sản phẩm, biệt thự… Cửa tự động đƣợc vận hành nhờ mô tơ dùng điện thấp tiết kiệm điện năng, an toàn vận hành 1.2.4 Tính thuận tiện Hiện thị trƣờng có nhiều sản phẩm cửa mang tính tự động hóa Các loại cửa hoạt động đơn giản mà không cần ngƣời sử dụng nhiều thời gian, ví dụ muốn mở đƣợc cửa ngƣời sử dụng cần bấm mã số cửa tự động mở qua cửa 5s sau cửa tự động đóng lại Ví dụ nhƣ cửa sử dụng tia hồng ngoại sân bay quốc tế hay siêu thị… đơn giản cần tiến tới gần cửa với khoảng cách định cửa tự động mở sau qua cửa cửa tự động đóng lại 1.2.5 Tính tự động Cùng với phát triển không ngừng công nghệ tiến khoa học kĩ thuật, thiết bị cổng cửa đƣợc áp dụng tiến khoa học để giảm thiểu sức ngƣời đƣa sản phẩm đến tự động hóa hồn tồn nhờ vi điều khiển, PLC, hay CNC… từ cánh cửa thơ sơ đƣợc vận hành đƣợc khóa tay đƣợc nâng cấp lắp đặt mô tơ chạy điện, điều khiển từ xa, cảm biến quang, dùng thẻ từ để mở cửa tự động kiểm soát ngƣời qua lại Hiện ngành tự động hóa bƣớc đƣợc phát triển nên phải nhập ngoại số thiết bị nhƣ vi điều khiển, PLC CNC, thiết bị dần đƣợc nội địa hóa để phát triển chất lƣợng sản phẩm, giảm giá thành sản phẩm với mục đích cung cấp cho ngƣời sử dụng sản phẩm cửa có chất lƣợng cao, mẫu mã đẹp, có nhiều tính đại, tự động nhƣng an toàn, bảo vệ chống đột nhập nhƣng lại dễ kiểm soát khẩn cấp GVHD: Th.S Đinh Hải Lĩnh KS Nguyễn Thành Trung SVTH: Nguyễn Văn Đức 1.3 Một số hệ thống cửa tự động 1.3.1 Cửa trượt Các loại cửa trƣợt có đặc điểm có rãnh trƣợt cố định cho phép cánh cửa trƣợt qua lại Loại cửa thƣờng đƣợc sử dụng nhà hàng, khách sạn hay nhà ga, quan, trung tâm thƣơng mại… Loại cửa có ƣu điểm kết cấu nhẹ nhàng, tạo cảm giác thoáng đạt thoải mái lịch thích hợp với nơi công cộng, quan, công sở… Nguyên lý vận hành - Tự động: Cửa tự động mở có ngƣời qua tự động đóng lại - Mở thƣờng trực: Cửa lúc chế độ mở - Mở chiều: Dành cho cửa hàng, siêu thị hi cho phép ngƣời qua chiều từ bên - Ban đêm: hóa hồn tồn mở đƣợc chìa khóa Hình 1.1: Cửa kính trƣợt tự động thẳng  Một số ưu điểm cửa tự động: - hi có ngƣời vào, cửa tự động mở đóng lại để tiết kiệm lƣợng - Dễ dàng, lắp đặt phận cấu thành - Động bền bỉ, tuổi thọ cao không gây tiếng ồn vận hành - Khung cửa trƣợt, ray, vận hành ăn khớp với GVHD: Th.S Đinh Hải Lĩnh KS Nguyễn Thành Trung SVTH: Nguyễn Văn Đức 1.3.2 Cửa xoay Đó hệ thống cửa đƣợc lắp đặt nhà hàng, viện bảo tàng, nhà chờ sân bay, ngân hàng… Hệ thống cửa hoạt động theo chiều định, có nghĩa ta nhìn cửa có hai cánh nhƣng thực chất cánh đƣợc ghép lại quay quanh trục cố định Ƣu điểm hệ thống cửa thuận tiện việc vận hành dễ dàng kiểm soát ngƣời vào nhờ có cấu khí hai trục đỡ Nhƣng có nhƣợc điểm tốn diện tích đất sử dụng, nên hệ thống cửa lắp đặt nơi cơng cộng Hình 1.2: Hình ảnh cửa tự động xoay 1.3.3 Cửa Loại cửa có ƣu điểm gọn nhẹ tiện dụng dễ sử dụng Hệ thống cửa đƣợc lắp đặt nhà hàng, garage ô tô… cửa nan tôn sơn tĩnh điện, nan nhôm inox, cửa lƣới inox đƣợc lắp đặt mô tơ điều khiển trực tiếp công tắc Động đƣợc đặt thẳng với trục cửa hai trục Khi ta ấn nút “ON” động quay theo chiều mở cửa lại Hình 1.3: Hình ảnh cửa tự động GVHD: Th.S Đinh Hải Lĩnh KS Nguyễn Thành Trung SVTH: Nguyễn Văn Đức Hệ thống cửa tự động thực chức điều khiển cửa đóng/mở cách tự động, linh hoạt phát có ngƣời vào Khi bắt đầu khởi động hệ thống, trƣớc tiên vi điều khiển kiểm tra xem CT1 (cơng tắc hành trình 1) đƣợc ấn hay chƣa, chƣa đƣợc ấn vi điều khiển thực lệnh điều khiển động quay theo chiều thuận để đóng cửa (IN1= 1, IN2= 0) Nếu nút ấn đƣợc ấn vi điều khiển kiểm tra tín hiệu từ cảm biến (cảm biến trƣớc sau cánh cửa), tín hiệu từ cảm biến trả có đối tƣợng vi điều khiển thực lệnh điều khiển động quay theo chiều ngƣợc để mở cửa (IN1= 0, IN2= 1) Lệnh mở cửa đƣợc thực cơng tắc hành trình đƣợc ấn CT2= (cơng tắc hành trình 2), cơng tắc hành trình đƣợc ấn, vi điều khiển quét xem công tắc hành trình đƣợc ấn hay chƣa, cơng tắc hành trình đƣợc ấn vi điều khiển thực lệnh điều khiển đóng cửa, cơng tắc chƣa đƣợc ấn vi điều khiển quét tín hiệu từ cảm biến để kiểm tra xem có đối tƣợng cánh cửa hay khơng Q trình điều khiển cơng tắc cảm biến đƣợc thực điều khiển đƣợc tắt cố điện xảy Việc phát có ngƣời vào dựa vào cảm biến hoạt động theo nguyên lý phản xạ nhiệt Cảm biến phát sóng hồng ngoại thu tín hiệu phản xạ Khi có ngƣời lại gần, nhiệt độ mơi trƣờng bề mặt phát sóng thay đổi, cảm biến phát đối tƣợng trả tín hiệu xử lý trung tâm, tín hiệu đƣợc vi điều khiển thu nhận dùng để lệnh mở cửa Khi cánh cửa mở hết hành trình tác động lên cơng tắc hành trình, lúc có tín hiệu báo vi điều khiển lệnh dừng động thời gian, sau đóng cửa lại Cửa đƣợc đóng mở động xoay chiều DC Chiều quay động định tình trạng đóng mở cửa Tốc độ quay động hệ thống bi trƣợt định đến việc đóng mở cách nhẹ nhàng Việc điều khiển chiều quay tốc độ động đƣợc điều khiển vi điều khiển Atmega 8535 Vi điều khiển Atmega 8535 đƣợc lập trình để nhận tín hiệu từ cảm biến cơng tắc hành trình, đồng thời tạo xung PWM để điều khiển tốc độ chiều quay động thực việc đóng mở cửa Tín hiệu từ vi điều khiển Atmeaga 8535 điều khiển chiều dịng điện cơng suất dịng điện qua động Chiều cơng suất dòng điện chạy qua động GVHD: Th.S Đinh Hải Lĩnh KS Nguyễn Thành Trung 27 SVTH: Nguyễn Văn Đức định chiều quay tốc độ động từ định trạng thái đóng hay mở cửa Mạch nguồn thực việc chuyển đổi điện áp 220V – 50Hz xuống điện áp chiều 12V 5V để thiết bị hệ thống hoạt động Sau tìm hiểu chức khối, vào lập trình chế độ hoạt động cho chíp: Lập trình chế độ vào/ra, lập trình thu tín hiệu ngắt lập trình timer/counter: 3.2 Các chế độ PORT Các cổng vào (I/O) Cổng vào (I/O) phƣơng tiện để vi điều khiển giao tiếp với thiết bị ngoại vi Đối với Atmega 8535 có tất cổng (PORT) vào song song 8bit: PORTA, PORTB, PORTC, PORTD tƣơng ứng với 32 chân vào Các cổng vào/ra ATmega16 có chế độ làm việc: Chế độ xuất liệu (Output mode): Trong chế độ này, ngƣời lập trình cài đặt bit “1” để điều khiển xuất tín hiệu điện áp cao VH chân vi điều khiển muốn xuất tín hiệu điện áp thấp VL mức logic đƣợc đặt bit “0” Chế độ đọc liệu vào (Input mode): Trong chế độ này, vi điều khiển đọc giá trị điện áp chân vi điều khiển tƣơng ứng giá trị đọc phụ thuộc vào giá trị điện áp chân vi điều khiển giá trị điện áp ngƣỡng a) Thanh ghi DDRx.n DDRx.n ghi gồm 8bit, bit đƣợc nối trực tiếp với cổng vào Có chân DDRx.7, DDRx.6, DDRx.5, DDRx.4, DDRx.3, DDRx.2, DDRx.1, DDRx.0, DDRx.n Bảng 3.1: Thanh ghi DDRx.n DDRx.7 DDRx.6 DDRx.5 DDRx.4 DDRx.3 DDRx.2 DDRx.1 DDRx.0 DDRx.n Nếu ghi DDRx.n = ngõ vào Ngƣợc lại DDRx.n = ngõ GVHD: Th.S Đinh Hải Lĩnh KS Nguyễn Thành Trung 28 SVTH: Nguyễn Văn Đức Thanh ghi DDR có 8bit đọc – ghi, có chức điều khiển hƣớng cổng Khi bit ghi ghi DDR ngõ ra, bít ngõ vào b) Thanh ghi PORTx.n Thanh ghi PORTx.n ghi 8bit Bảng 3.2: Thanh ghi PORTx.n PORTx.7 PORTx.6 PORTx.5 PORTx.4 PORTx.3 PORTx.2 PORTx.1 PORTx.0 Các bit ghi tùy theo mục đích điều khiển Thanh ghi PORTx.n đọc/ghi Đây ghi liệu PORT Nếu ghi DDR thiết lập cổng lối hi giá trị ghi PORT tƣơng ứng với giá trị ghi DDR Tuy nhiên giá trị ghi PORT thay đổi hay tùy theo mục đích điều khiển c) Thanh ghi PINx.n Thanh ghi PINx.n ghi 8bit Bảng 3.3: Thanh ghi PINx.n PINx.7 PINx.7 PINx.7 PINx.7 PINx.7 PINx.7 PINx.7 PINx.7 PINx.7 Thanh ghi PINx.n đƣợc dùng để lƣu giá trị logic đọc từ chân vi điều khiển DDRx đƣợc đặt chế độ input Giá trị khởi tạo bit ghi hi ghi DDRx đƣợc đặt chế độ input giá trị bit ghi PINx “1” điện áp chân tƣơng ứng lớn 2,5V hi DDRx.n = giá trị PINx.n đƣợc lƣu lại không thay đổi dù điện áp ghi PINx có thay đổi Thiết lập chế độ cho ghi: Bảng 3.4: Tóm tắt cấu hình cho PORT GVHD: Th.S Đinh Hải Lĩnh KS Nguyễn Thành Trung 29 SVTH: Nguyễn Văn Đức d) Chế độ vào PORT Để xuất liệu từ vi điều khiển hay nhập liệu từ bên vào vi điều khiển ta phải hiểu rõ nguyên lý hoạt động ghi: DDRx, PORTx, PINx nhƣ nêu Ví dụ: DDRA = 0X3F; PORTA = 0X00; Trong ghi DDR định cho xuất hay nhập liệu vào chíp Lập trình ghi “DDRA = 0X3F;” có nghĩa chân PA.0 – PA.5 chân xuất liệu (các chân đƣợc set lên mức logic “1”), “PORTA = 0X00;” nghĩa đặt trạng thái ban đầu cho PORTA 3.3 Lập trình thu tín hiệu ngắt Ngắt vi điều khiển có nhiều: ngắt nội ngắt ngồi Ngắt nội ngắt bên chip, ví dụ ngắt sử dụng với chức giao tiếp UART Ngắt ngắt mà ngƣời dùng tác động lên chân ngắt chip Trong phạm vi báo cáo em giới thiệu tổng ngắt sử dụng ngắt INT0 INT1 để phục vụ cho báo cáo 3.3.1 Ngắt AVR Ngắt tín hiệu khẩn cấp gửi đến vi xử lý, yêu cầu vi xử lý tạm dừng tức khắc hoạt động để “nhảy” vào chƣơng trình ngắt thực hàm ngắt Hình 3.2: Trình phục vụ ngắt AVR GVHD: Th.S Đinh Hải Lĩnh KS Nguyễn Thành Trung 30 SVTH: Nguyễn Văn Đức Hình 3.6 cho thấy, chƣơng trình hoạt động, có tín hiệu ngắt trình phục vụ ngắt số ISR1 xảy chƣơng trình nhảy vào vector ngắt thực chƣơng trình ngắt Khi thực chƣơng trình ngắt xong, chƣơng trình quay trở lại vị trí trƣớc để tiếp tục hoạt động cịn dang dở Ngắt ngồi loại ngắt độc lập với thiết bị chip, ngắt khác thƣờng gắn với hoạt động thiết bị nhƣ Timer/Counter, giao tiếp nối tiếp USART, chuyển đổi ADC… Để tìm hiểu cách thức lập trình điều khiển ngắt, cần sâu vào tìm hiểu ghi: 3.3.2 Các ghi ngắt  Thanh ghi điều khiển MCU – MCUCR MCUCR (Mico Controller Unit Control Register) ghi xác lập chế độ ngắt cho ngắt Thanh ghi MCUCR chứa bit cho phép chọn Mode cho ngắt ngồi Cấu trúc ghi MCUCR đƣợc bố trí bảng 3.5 Bảng 3.5: Cấu trúc ghi MCUCR MCUCR ghi bit nhƣng thực chất sử dụng đến bit thấp để phục vụ cho ngắt (4 bit cao dùng cho Power manage Sleep mode) bit thấp bit Interrupt Sense Control (ISC) bit ISC11 ISC10 dùng cho INT1 bit ISC01 ISC00 dùng cho INT0 Sau bảng chức bit ISC11 ISC10: Bảng 3.6: Chức bit ISC11 ISC10 INT1: ISC11 ISC10 Mô tả 0 Mức thấp chân INT1 tạo yêu cầu ngắt – ngắt mức thấp Bất kỳ thay đổi chân INT1 tạo yêu cầu ngắt Cánh xuống chân INT1 tạo yêu cầu ngắt – ngắt cánh xuống 1 Cánh lên chân INT1 tạo yêu cầu ngắt – ngắt cánh xuống GVHD: Th.S Đinh Hải Lĩnh KS Nguyễn Thành Trung 31 SVTH: Nguyễn Văn Đức Các bit ISC01 ISC00 INT0 hoàn toàn tƣơng tự chức ISC11 ISC10 INT1  Thanh ghi điều khiển ngắt chung – GICR Thanh ghi GICR (General Interrupt Control Register) ghi bit nhƣng sử dụng bit cao (bit bit 7) để điều khiển ngắt Thanh ghi GICR có cấu trúc nhƣ bảng sau: Bảng 3.7: Cấu trúc ghi GICR Bit – INT1 đƣợc gọi bit cho phép ngắt (Interrupt Enable), set bit nghĩa cho phép ngắt INT1 hoạt động Bit – INT0 bit cho phép ngắt 0, set bit nghĩa cho phép ngắt INT0 hoạt động  Thanh ghi cờ ngắt chung – GIFR Thanh ghi cờ ngắt chung – GIFR có cấu trúc nhƣ bảng 3.9: Bảng 3.8: Cấu trúc ghi GIFR Thanh ghi GIFR (General Interrupt Flag Register) có bit INTF1 INTF0 bit trạng thái cờ ngắt INT1 INT0 Nếu có kiện ngắt phù hợp xảy chân INT1, bit INTF1 đƣợc tự động set lên (tƣơng tự cho trƣờng hợp INTF0) Do ghi cờ ngắt nên không cần thiết nhƣ ngƣời dùng cho phép ngắt tự động, ghi thƣờng khơng đƣợc quan tâm lập trình ngắt 3.4 Lập trình Ke pad Dƣới ví dụ lập trình điều khiển keypad kết hợp hiển thị ký tự lên LCD sử dụng ấn SW keypad #include #include GVHD: Th.S Đinh Hải Lĩnh KS Nguyễn Thành Trung 32 SVTH: Nguyễn Văn Đức #define KEYPAD_DDR DDRB //Định nghĩa PORTB giao tiếp với keypad #define KEYPAD_PORT PORTB #define KEYPAD_PIN PINB uint8_t scan_code[4]={0x0E, 0x0D, 0x0B, 0x07}; //Mã đọc từ keypad nút hàng a,b,c,d ấn uint8_t ascii_code[4][4]={ 'd','e','f','g', '9','a','b','c', '5','6','7','8', '1','2','3','4' }; //Các mã ASCII cho nút nhấn uint8_t key; //Biến key bit uint8_t checkpad(); //Hàm quét Keypad uint8_t checkpad(){ //Chương trình đọc keypad uint8_t i,j,keyin; //Cac biến bit (cột, hàng, giá trị đọc từ chân A,B,C,D) for (i=0;i