Điều chỉnh mực nước tự động bằng cảm biến siêu âm

KHĨA LUҰN TӔT NGHIӊP ĈҤI HӐ&Ĉ¬1 ҸNG 75Ѭ Ӡ1*Ĉ ҤI HӐ&6Ѭ3+ ҤM KHOA VҰT LÝ KHÏA LUҰN TӔT NGHIӊ3Ĉ ҤI HӐC NG¬NH CӰ NHÂN VҰT LÝ Ĉ͉WjL : Ĉ,ӄ8&+ӌ1+0Ӵ& 1ѬӞ&7ӴĈӜ1*%Ҵ1*&Ҧ0%,ӂ1 1JѭӡLKѭӟQJGүQ 3KҥP;XkQ7UXQJ 1JѭӡLWKӵFKLӋQ Phan ThӏSi Ĉj1 ̽ng, thing 5/2013 SVTH: Phan Th͓Si I KHĨA LUҰN TӔT NGHIӊP LӠI CҦ0Ѫ1 ĈӇhồn thành luұ QYăQQj\HP xin chân thành gӱi lӡi cҧ PѫQÿ Ӄ n quý thҫ y cô khoa Vұ WOêWUѭ ӡQJĈ ҥ i HӑF6ѭ3K ҥ PÿmTXDQWkPJL~Sÿ ӥ, tҥ RÿL Ӆ u kiӋ n cho em trình thӵc hiӋ Qÿ Ӆtài Em xin gӱi lӡi cҧ PѫQVkXV ҳ c nhҩ Wÿ Ӄ n GV Phҥ P;XkQ7UXQJBNK Ӌ n Tӱ ViӉ n Thông - Ĉҥ i Hӑ F%iFK.KRDÿmWU ӵc tiӃ SKѭ ӟng dү Qÿ ӏ QKKѭ ӟng chuyên môn, TXDQWkPJL~Sÿ ӥtұ n tình tҥ o mӑLÿL Ӆ u kiӋ n thuұ n lӧi nhҩ t trình thӵc hiӋ n luұ QYă n NhӡÿyHP ÿmWL Ӄ SWKXÿѭ ӧc ý kiӃ QÿyQJJySYjQK ұ n xét quý báu cӫ a thҫ y Trên hӃ t em xin bày tӓlịng kính trӑng sӵbiӃ WѫQVkXV ҳ Fÿ Ӄ QJLDÿuQKÿ ҥ o mӑL Ӆ uÿL kiӋ n tӕt nhҩ W Ӈem ÿ có thӇhồn thành tӕt mӑ i cơng viӋ c q trình thӵc hiӋ n luұ QYăQ%rQF ҥ QKÿyHP FNJQJ[LQJ ӱi lӡi cҧ PѫQF ӫa tӟi bҥ n bè anh thuӝFNKRDĈL Ӌ n TӱViӉ n Thông - Ĉҥ i HӑF%iFK.KRDÿmJL~S ӥtrong suӕ t thӡi gian thӵc hiӋ n luұ QYăQ Mһ FGÿmU ҩ t cӕgҳ ng trình thӵc hiӋ QQKѭQJOX ұ QYăQNK{ ng thӇtránh khӓ i nhӳng thiӃ u sót Em mong nhұ Qÿѭ ӧc sӵgóp ý cӫa quý thҫ y cô bҥ n bè Sinh viên thӵc hiӋ n Phan ThӏSi SVTH: Phan Th͓Si II KHÓA LUҰN TӔT NGHIӊP MӨC LӨC LӠI CҦ0Ѫ1 I DANH MӨC BҦNG VI DANH MӨC HÌNH VII DANH MӨC CÁC TӮ VIӂT TҲT IX LӠI MӢĈҪU ĈҺT VҨ1Ĉ ӄ 3+ѬѪ1*3+È31*+,Ç1& ӬU MӨ&ĈË&+ -YÊU CҪU GIӞI THIӊU NӜI DUNG THӴC HIӊN: &+ѬѪ1*,7 ӘNG QUAN Vӄ9,Ĉ, ӄU KHIӆN 1.1 KHÁI QUÁT Vӄ9,Ĉ, ӄU KHIӆN: 1.1.1 Giӟi thiӋ u chung: 1.1.2 Phân loҥ LYLÿL Ӆ u khiӇ n 1.1.3 Cҩ u trúc tә ng quan cӫDYLÿL Ӆ u khiӇ n 1.2 KHÁI QUÁT Vӄ9,Ĉ, ӄU KHIӆN PIC Ĉ ӏ QKQJKƭD 1.2.2 KiӃ n trúc PIC 1.2.3 RISC CISC 1.2.4 PIPELINING 1.2.5 Các dòng PIC cách lӵa chӑQYLÿL Ӆ u khiӇ n cho PIC: 1.2.6 Ngơn ngӳlұ p trình cho PIC 10 1.3 GIӞI THIӊU Vӄ9,Ĉ, ӄU KHIӆN PIC 16F877A 11 1.3.1 Các dҥ QJVѫÿ ӗchân cӫ DYLÿL Ӆ u khiӇ n PIC16F877A 11 1.3.2 Sѫÿ ӗkhӕ LYLÿL Ӆ u khiӇ n PIC16F877A 12 Ĉ һ FÿL Ӈ m cӫDYLÿL Ӆ u khiӇ n PIC16F877A 13 1.3.4 Tәchӭc bӝnhӟPIC 14 1.3.5 ChӭFQăQJ&DSWXUHF ӫa PIC: 18 1.3.6 Các cәng xuҩ t nhұ p cӫa PIC16F877A 19 &+ѬѪ1*,,*, ӞI THIӊU VӄSÓNG SIÊU ÂM 24 2.1 LÝ THUYӂT VӄSÓNG SIÊU ÂM 24 Ĉ ӏ QKQJKƭD 24 &iFÿ ҥ LOѭ ӧQJÿ һ FWUѭQJF ӫ a sóng siêu âm 24 Ĉ һ FÿL Ӈ m cӫa sóng siêu âm: 25 SVTH: Phan Th͓Si III KHÓA LUҰN TӔT NGHIӊP 2.1.4 Phân loҥ i sóng siêu âm 25 0{LWUѭ ӡng truyӅ n sóng siêu âm 26 2.1.6 Sӵbӭc xҥ- phҧ n xҥ- khúc xҥvà hҩ p thөsóng âm 28 2.2 KHÁI QUÁT VӄCҦM BIӂN SIÊU ÂM 34 2.2.1 Mӝt sӕloҥ i cҧ m biӃ n siêu âm 34 2.2.2 Cҧ m biӃ n siêu âm nguyên tҳ c TOF (Time Of Flight) 35 2.2.3 Tҫ m quét cӫ a cҧ m biӃ n siêu âm 35 2.2.4 Thông sӕmӝ t sӕloҥ i cҧ m biӃ n siêu âm SRF 36 2.3 CҦM BIӂN SIÊU ÂM HY-65)9¬Ĉ Һ&Ĉ, ӆM KӺTHUҰT 36 2.3.1 Giӟi thiӋ u cҧ m biӃ n siêu âm HY-SRF05 : 36 2.3.2 Thông sӕkӻthuұ t cӫa cҧ m biӃ n siêu âm HY-SRF05: 37 2.3.2 Tính khoҧ ng cách 37 2.3.4 7KD\ÿ ә LFKPWLDYjÿ ӝrӝng chùm 38 2.3.5 Hoҥ Wÿ ӝ ng phát nhұ n phҧ n hӗi sóng âm cӫ a HY-SRF05 39 &+ѬѪ1*,,,7+, ӂT KӂHӊTHӔ1*Ĉ, ӄU CHӌ NH MӴ&1Ѭ ӞC TӴĈӜNG 41 6ѪĈ ӖKHӔI HӊTHӔNG 41 3.2 CÁC MODUL TRONG HӊTHӔNG 41 3.2.1 KhӕLÿL Ӆ u khiӇ n PIC: 41 3.2.2 Khӕ i cҧ m biӃ n: 42 3.2.3 Khӕ i hiӇ n thӏ 42 3.2.4 Khӕ LÿL Ӆ u khiӇ Qÿ ӝ QJFѫ 42 3.2.5: Khӕi phím bҩ m 42 3.2.6 Khӕ i nguӗn: 43 3.3 LӴA CHӐN LINH KIӊN 43 3.3.1 Khӕ LÿL Ӆ u khiӇ n 43 3.3.2 Khӕ i cҧ m biӃ n : 43 3.3.3 Khӕ i hiӇ n thӏ 43 3.3.4 KhӕLÿL Ӆ u khiӇ Qÿ ӝ QJFѫ 47 3.3.5 Khӕ i phím bҩ m: 49 3.3.6 Khӕ i nguӗn 49 6ѪĈ ӖNGUYÊN LÝ 51 3.5 NGUYÊN LÝ HOҤ7Ĉ ӜNG 52 /Ѭ8Ĉ ӖTHUҰT TOÁN 53 &+ѬѪ1*,9 ӂT LUҰ19¬+Ѭ ӞNG PHÁT TRIӆ1Ĉ ӄTÀI 58 SVTH: Phan Th͓Si IV KHÓA LUҰN TӔT NGHIӊP 4.1 KӂT QUҦĈҤ7ĈѬ ӦC 58 4.2 KHUYӂ7Ĉ, ӆ09¬+Ѭ ӞNG KHҲC PHӨC 58 +Ѭ ӞNG PHÁT TRIӆ1Ĉ ӄTÀI 59 4.4 KӂT LUҰN 59 TÀI LIӊU THAM KHҦO 60 PHӨLӨC 61 SVTH: Phan Th͓Si V KHÓA LUҰN TӔT NGHIӊP DANH MӨC BҦNG Bҧ ng 1.1: Tóm tҳ Wÿ һ FÿL Ӈ m cӫDYLÿL Ӆ u khiӇ n PIC Bҧ ng 2.1: Vұ n tӕ FVyQJWURQJP{LWUѭ ӡng truyӅ n Bҧ ng 2.2: Bҧ ng sӕliӋ u cӫDÿ ӝdài vùng gҫ n r WKHRÿѭ ӡng kính biӃ n tӱD (cm) Bҧ ng 2.3: HӋsӕhҩ p thөcӫa mӝt sӕchҩ t Bҧ ng 2.4: Thông sӕmӝt sӕloҥ i cҧ m biӃ n siêu âm SRF Bҧ ng 3.1: ChӭFQăQJFKkQF ӫa LCD Bҧ ng 3.2: ChӭFQăQJFKkQ56Yj5:WKHRP өFÿtFKV ӱdөng SVTH: Phan Th͓Si VI KHÓA LUҰN TӔT NGHIӊP DANH MӨC HÌNH Hình 1.1: KiӃ n trúc Von-Neuman kiӃ n trúc Harvad Hình 1.29LÿL Ӆ u khiӇ n PIC16F877A/PIC16F874A dҥ QJVѫÿ ӗchân Hình 1.3 6ѫÿ ӗkhӕ LYLÿL Ӆ u khiӇ n PIC16F877A Hình 1.4 : Hình ҧ nh bank Hình 1.5 : Hình ҧ nh nҥ p PCLATH tӟi PC Hình 1.66ѫÿ ӗchân PIC 16F877A Hình 1.76ѫÿ ӗkhӕi cәng A Hình 1.86ѫÿ ӗkhӕi cӫa FKkQ5%ÿ Ӄ n RB0, chân cӫD5%ÿ Ӄ n RB4 cәng B Hình 1.9: 6ѫÿ ӗkhӕi cӫa chân RC, RC, chân RC cӫ a cә ng C Hình 1.10:6ѫÿ ӗkhӕ i cӫ a cәng D Hình 1.116ѫÿ ӗkhӕ i cӫa cәng E Hình 2.1: Sóng siêu âm Hình 2.2: Sóng dӑ c Hình 2.3: Sóng ngang Hình 2.4: Sóng mһ t Hình 2.5 Sӵbӭc xҥsóng âm +uQK3KѭѫQJWUX\ Ӆ QVyQJYjWtQKÿ ӏ QKKѭ ӟng cӫa biӃ n tӱ +uQK0ăWSK ҷ ng âm Hình 2.8: Sӵphҧ n xҥsóng âm Hình 2.9: Sӵkhúc xҥsóng âm Hình 2.10: Các loҥ i cҧ m biӃ n siêu âm Hình 2.11: Cҧ m biӃ n siêu âm HY-SRF05 Hình 2.12: BiӇ Xÿ ӗthӡi gian cӫa SRF05 SVTH: Phan Th͓Si VII KHĨA LUҰN TӔT NGHIӊP Hình 3.1: Sѫÿ ӗkhӕ i hӋthӕ ng Hình 39LÿL Ӆ u khiӇ n PIC 16F877A Hình 3.3: Tөgӕm tөthҥ ch anh Hình 3.4: Cҧ m biӃ n siêu âm HY-SRF05 Hình 3.5: LCD Hình 3.6: Sѫÿ ӗchân LCD Hình 3.7: Máy EѫPQѭ ӟc Hình 3.85ѫOH Hình 3.9: Sѫÿ ӗkhӕL5ѫOHW ӯWUѭ ӡng Hình 3.10: Cҩ XWU~F5ѫOH Hình 3.11: Nút bҩ m Hình 3.12: Sѫÿ ӗchân cӫa nút bҩ m dùng làm mҥ ch Hình 3.13: Sѫÿ ӗkhӕ i nguӗn Hình 3.14 6ѫÿ ӗchân cӫa D866 NPN Hình 3.15: Sѫÿ ӗnguyên lý Hình 3.16: LѭXÿ ӗthuұ WWRiQFKѭѫQJWUuQKFKtQK Hình 3.17: LѭXÿ ӗthuұ WWRiQFKѭѫQJWUuQKÿRNKR ҧ ng cách Hình 3.18: LѭXÿ ӗthuұ WWRiQFKѭѫQJWUuQKW ӵÿӝ ng Hình 3.19: LѭXÿ ӗthuұ WWRiQFKѭѫQJWUuQKEѫPQѭ ӟc vào Hình 3.20: LѭXÿ ӗthuұ WWRiQFKѭѫQJWUuQK EѫPQѭ ӟc SVTH: Phan Th͓Si VIII KHÓA LUҰN TӔT NGHIӊP DANH MӨC CÁC TӮ VIӂT TҲT 9Ĉ.YLÿL Ӆ u khiӇ n VXL : vi xӱlý RISC : Reduced Instruction Set Computer CISC : Complex Instruction Set Computer DR : Data Register PIC : Programable Intelligent Computer PC : Program Counter IR : Instruction Register IP : Interrupt Priority Register TOF : Time Of Flight SSP : Synchronous Serial Port PSP : Parallel Slave Port ICSP : In Circuit Serial Programming SVTH: Phan Th͓Si IX KHÓA LUҰN TӔT NGHIӊP LӠI MӢĈҪU ĈҺT VҨ1Ĉ ӄ Ngày nay, vӟi nhӳng ӭng dө ng cӫa khoa hӑ c kӻthuұ t tiên tiӃ n, thӃgiӟi cӫa chúng WDÿmYjÿDQJP ӝWQJj\WKD\ÿ әLYăQPLQKYj hiӋ Qÿ ҥ LKѫQ6 ӵphát triӇ n cӫa kӻthuұ t ÿL Ӌ n tӱÿmW ҥ o hàng loҥ t nhӳng thiӃ t bӏvӟLFiFÿ һ FÿL Ӈ m nә i bұ WQKѭV ӵchính xác cao, tӕ F ӝÿ nhanh, gӑn nhҽlà nhӳng yӃ u tӕrҩ t cҫ n thiӃ t góp phҫ n cho hoҥ W ӝ ng ÿcӫ a QJѭ ӡLÿ ҥ t hiӋ u quҧ Mӝt sӕcác thành tӵu nәi bұ t phҧ LQyLÿ Ӄ n viӋ c phát hiӋ n ӭng dөQJVyQJVLrXkPYjRÿ ӡi sӕQJÿ һ c biӋ WOjWURQJOƭQKY ӵc y khoa thҭ m mӻvӟi ÿҥ i diӋ n thiӃ t bӏVLrX kP« QJRjL ӇhiӋ UD n sӵѭX VLrX Ӌ t YL cӫ a kP FzQ WURQJOƭQKY ӵFÿROѭ ӡng, kiӇ Pÿ ӏ nh chҩ t Oѭ ӧng sҧ n phҭ PDQQLQK«Y ӟi thiӃ t bӏÿR khoҧ ng cách, vұ n tӕc, thiӃ t bӏcҧ nh báo, dò khuyӃ t tұ W«*LDRWL Ӄ p giӳDYLÿL Ӆ u khiӇ n thiӃ t bӏÿRNKR ҧ ng cách bҵ ng sóng siêu âm sӁFKRÿѭ ӧc nhiӅ u ӭng dөng thӵc tӃ ÿӡi sӕ ng Mӝ t nhӳng ӭng dөng ÿyOjÿL Ӆ u chӍ nh mӵFQѭ ӟc tӵÿ ӝng bҵ ng cҧ m biӃ n siêu âm Sóng siêu âm ӭng dө QJÿRNKR ҧ ng cách bҵ QJFiFKGQJYLÿL Ӆ u khiӇ n sӁÿѭ ӧc tìm hiӇ XWURQJÿ Ӆtài 7URQJ TXi ӅG WUuQK ҩ ÿm t cӕgҳ OjP U QJ QKѭQJ ÿү n không tránh Y nhӳng sai thiӃ u sót Rҩ t mong nhұ Qÿѭ ӧc nhӳQJÿyQJJySFKkQWKjQKF ӫa quý thҫ y bҥ n 3+ѬѪ1*3+È31*+,Ç1& ӬU PKkQWtFKÿ һ c tính chӭFQăQJF ӫa linh kiӋ QÿL Ӌ n tӱFѫE ҧ QWUDQVLVWRU Ӌ n trӣ, tөÿL Ӌ n, ), cҧ m biӃ n siêu âmYLÿL Ӆ u khiӇ n PIC áp dөng kiӃ n thӭFÿmK ӑc, nhӳng tài liӋ Xÿ ӑFÿѭ ӧc tҥ p chí, sách, internet vӟi sӵKѭ ӟng dү n nhiӋ t tình cӫ a giáo YLrQ ӟng dү Kѭ Q Ӈÿ xây dӵng lên mӝ t mҥ ch có chӭF QăQJ ҧ ngÿR cách mӵ NKR Fӟ Qѭ c, hoҥ Wÿ ӝ ng tӕ WYjÿ~QJY ӟi yêu cҫ Xÿ Ӆtài SVTH: Phan Th͓Si ... m biӃ n siêu âm 35 2.2.4 Thông sӕmӝ t sӕloҥ i cҧ m biӃ n siêu âm SRF 36 2.3 CҦM BIӂN SIÊU ÂM HY-65)9¬Ĉ Һ&Ĉ, ӆM KӺTHUҰT 36 2.3.1 Giӟi thiӋ u cҧ m biӃ n siêu âm HY-SRF05... n PIC16F877A - Giӟi thiӋ u vӅsóng siêu âm: +Lý thuyӃ t vӅsóng siêu âm SVTH: Phan Th͓Si KHĨA LUҰN TӔT NGHIӊP +Khái quát vӅcҧ m biӃ n siêu âm +Cҧ m biӃ n siêu âm HY-SRF05 - ThiӃ t kӃhӋthӕ QJÿL... VӄSÓNG SIÊU ÂM 24 2.1 LÝ THUYӂT VӄSÓNG SIÊU ÂM 24 Ĉ ӏ QKQJKƭD 24 &iFÿ ҥ LOѭ ӧQJÿ һ FWUѭQJF ӫ a sóng siêu âm 24 Ĉ һ FÿL Ӈ m cӫa sóng siêu