Thiết kế chế tạo mạch cảm biến cảnh báo va chạm

TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH VIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ _ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MẠCH CẢM BIẾN CẢNH BÁO VA CHẠM SV thực hiện: HỒ ĐĂNG TUẤN Lớp: 54K2- ĐTTT GV hƣớng dẫn: THS NGUYỄN THỊ KIM THU Nghệ An, 5-2018 i LỜI NĨI ĐẦU Giao thơng ln vấn đề nóng bỏng nhận đƣợc quan tâm ngƣời, với phát triển đất nƣớc nhu cầu tham gia giao thông ngƣời dân ngày tăng tăng nhanh số lƣợng ôtô tham gia giao thơng dẫn đến việc đảm bảo an tồn tham gia giao thông ngày diễn biến phức tạp, tai nạn giao thơng ngày tăng số vụ va chạm giao thông đƣợc thống kê lên đến hàng trăm vụ ngày, việc chế tạo thiết bị cảnh báo va chạm tham gia giao thông đề tài cấp thiết đƣợc quan tâm Để cảnh báo va chạm cần sử dụng cảm biến Các thiết bị cảnh báo va chạm ngày đƣợc phát triển với ƣu điểm nhƣ giá thành rẻ, kích thƣớc nhỏ gọn, có độ xác độ ổn định ngày cao Thời gian gần số dịng xe ơtơ lắp đặt sẵn thiết bị cảm biến cảnh báo va chạm, nhiên số dịng xe khác lại khơng có tính Việc cảnh báo va chạm sử dụng ôtô di chuyển cần thiết hữu dụng, dựa kiến thức đƣợc trang bị điện tử, vi điều khiển, sinh viên chuyên ngành điện tử truyền thơng hồn tồn thiết kế mạch cảm biến cảnh báo va chạm sử dụng ôtô Đồ án “Thiết kế chế tạo mạch cảm biến cảnh báo va chạm” đƣợc thực hiện, tập trung nghiên cứu chế hoạt động, chức khối nhƣ thiết kế chế tạo thiết bị cảm biến để cảnh báo va chạm cho ôtô q trình tham gia giao thơng Đồ án có cấu trúc gồm chƣơng: Chƣơng 1: Tổng quan vi điều khiển PIC Chƣơng 2: Vi điều khiển PIC16F887 Chƣơng 3: Thiết kế, xây dựng mạch cảm biến cảnh báo va chạm sử dụng ơtơ Mặc dù có nhiều cố gắng việc hoàn thành đồ án cách tốt nhƣng tránh khỏi thiếu sót mong q thầy thơng cảm cho em Em xin chân thành cảm ơn giảng viên ThS Nguyễn Thị Kim Thu thầy, cô giáo Viện Kỹ thuật Công nghệ tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành đồ án hoàn thành chƣơng trình đào tạo Em xin trân trọng cảm ơn ii TĨM TẮT Mục đích đồ án thiết kế xây dựng mạch cảm biến cảnh báo va chạm sử dụng ôtô Thiết bị bao gồm khối quan trọng khối cảm biến khối vi điều khiển, thiết bị đo thơng báo giá trị khoảng cách từ cảnh báo cho ngƣời sử dụng khoảng cách an toàn để tránh va chạm tham gia giao thông Kết thu đƣợc trình thực đề tài xây dựng đƣợc khối mạch chức hoàn chỉnh để xử lý tín hiệu từ đƣa kết xác, độ ổn định cao nhƣ đảm bảo an tồn q trình sử dụng thiết bị ABSTRACT The purpose of the project is to design and build a collision warning sensor used in cars The device consists of two important blocks, the sensor block and the microcontroller block The device can measure and report on distance values so that the user is warned of safe distance to avoid collisions in traffic The results obtained during the implementation of the project is to build complete functional circuit blocks for signal processing which give accurate results, high stability as well as safety in the process use of equipment iii MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU i TÓM TẮT iii MỤC LỤC iv DANH MỤC HÌNH ẢNH vi DANH MỤC BẢNG BIỂU viii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ix CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN PIC .1 1.1 Giới thiệu chƣơng 1.2 Vi điều khiển số vi điều khiển thông dụng 1.3 Vi điều khiển PIC .6 1.3.1 Khái niệm lịch sử phát triển vi điều khiển PIC 1.3.2 Cấu trúc vi điều khiển PIC 1.3.3 RISC CISC 1.3.4 Các dòng PIC cách lựa chọn vi điều khiển PIC 12 1.3.5 Ngôn ngữ lập trình mạch nạp PIC 13 1.4 Ứng dụng PIC 14 1.5 Kết luận chƣơng 15 CHƢƠNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F887 16 2.1 Giới thiệu chƣơng 16 2.2 Tổng quan vi điều khiển PIC16F887 16 2.3 Sơ đồ cấu trúc vi điều khiển PIC16F887 17 2.4 Sơ đồ, chức chân vi điều khiển PIC16F887 19 2.5 Tổ chức nhớ vi điều khiển PIC16F887 21 2.5.1 Bộ nhớ chƣơng trình 21 2.5.2 Bộ nhớ liệu 23 2.6 Cổng vào vi điều khiển PIC16F887 25 2.6.1 PortA ghi TRISA 27 2.6.2 PortB ghi TRISB 27 2.6.3 PortC ghi TRISC 29 iv 2.6.4 PortD ghi TRISD 29 2.6.5 PortE ghi TRISE .29 2.7 Các định thời TIMER vi điều khiển PIC16F887 30 2.7.1 Bộ Timer0 .30 2.7.2 Bộ Timer1 .33 2.7.3 Bộ Timer2 .37 2.8 Bộ chuyển đổi tƣơng tự số ADC 39 2.9 Kết luận chƣơng 41 CHƢƠNG THIẾT KẾ, XÂY DỰNG MẠCH CẢM BIẾN CẢNH BÁO VA CHẠM SỬ DỤNG TRONG ÔTÔ 42 3.1 Giới thiệu chƣơng 42 3.2 Các phƣơng pháp đo khoảng cách 42 3.2.1 Sử dụng laser để đo khoảng cách 42 3.2.2 Phƣơng pháp đo khoảng cách sóng siêu âm sử dụng cảm biến SRF05 43 3.3 Thiết kế xây dựng mạch cảm biến điện tử cảnh báo va chạm 47 3.3.1 Sơ đồ khối .47 3.3.2 Sơ đồ nguyên lý 50 3.3.3 Thiết kế chƣơng trình cho vi điều khiển PIC16F887 51 3.3.4 Thi công mạch thật 52 3.3.5 Đánh giá thảo luận kết .53 KẾT LUẬN 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 PHỤ LỤC 56 v DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Hệ thống vi điều khiển [1] Hình 1.2 Kiến trúc vi điều khiển 8051 [2] Hình 1.3 Vi điều khiển AVR [3] .4 Hình 1.4 Vi điều khiển PIC16F887 [4] Hình 1.5 Kiến trúc Havard kiến trúc Von Neuman Hình 1.6 Chip RISC (Itanium Intel) [5] Hình 1.7 Chip CISC (Intel Xeon x86 Intel) Opteron c AMD 11 Hình 1.8 Cơng cụ MPLAB X IDE lập trình cho vi điều khiển PIC [6] 13 Hình 1.9 Một số ứng dụng vi điều khiển PIC 15 Hình 2.1 Vi điều khiển PIC16F887 16 Hình 2.2 Cấu trúc bên vi điều khiển PIC16F887 18 Hình 2.3 Sơ đồ chân PIC16F887 19 Hình 2.4 Sơ đồ nhớ chƣơng trình ngăn xếp 21 Hình 2.5 Tổ chức nhớ theo byte tổ chức nhớ chứa mã lệnh liệu 23 Hình 2.6 Các bank ghi nhớ liệu vi điều khiển PIC16F887 24 Hình 2.7 Thanh ghi trạng thái 24 Hình 2.8 Sơ đồ kết nối port với đối tƣợng điều khiển 26 Hình 2.9 Sơ đồ kết nối port xuất nhập tín hiệu điều khiển 26 Hình 2.10 PortA ghi định hƣớng portA 27 Hình 2.11 PortB ghi định hƣớng portB 27 Hình 2.12 Thanh ghi ANSELH định cấu hình số tƣơng tự cho portB 28 Hình 2.13 Thanh ghi WPUB thiết lập cho phép cấm điện trở treo 28 Hình 2.14 Thanh ghi IOCB cho phép/cấm ngắt portB thay đổi 28 Hình 2.15 PortC ghi TRISC 29 Hình 2.16 PortD ghi TRISD 29 Hình 2.17 PortE ghi TRISE 29 Hình 2.18 Sơ đồ khối Timer0 PIC16F887 30 Hình 2.19 Thanh ghi OPTION_REG 31 Hình 2.20 Thanh ghi INTCON 32 vi Hình 2.21 Bộ chia trƣớc đƣợc gán cho Timer 32 Hình 2.22 Bộ chia trƣớc gán cho WDT 33 Hình 2.23 Thanh ghi lƣu kết Timer1 33 Hình 2.24 Cấu trúc Timer T1 33 Hình 2.25 Thanh ghi T1CON 34 Hình 2.26 Timer1 hoạt động định thời 35 Hình 2.27 T1 hoạt động đếm xung ngoại từ mạch dao động T1 35 Hình 2.28 T1 hoạt động đếm xung ngoại đƣa đến ngõ vào T1CKI 36 Hình 2.29 Giản đồ thời gian xung đếm Counter1 36 Hình 2.30 Kết nối thạch anh tạo dao động 37 Hình 2.31 Sơ đồ khổi Timer2 38 Hình 2.32 Thanh ghi T2CON 38 Hình 2.33 Sơ đồ khối ADC PIC16F887 40 Hình 3.1 Sóng âm 43 Hình 3.2 Hình dạng thực tế cảm biến SRF05 44 Hình 3.3 Giản đồ thời gian chân Echo 45 Hình 3.4 Nguyên lý hoạt động SRF05 46 Hình 3.5 Mức độ sóng âm hồi tiếp 46 Hình 3.6 Vùng phát cảm biến 46 Hình 3.7 Hai c ảm biến hoạt động 47 Hình 3.8 Sơ đồ khối mạch cảm biến điện tử cảnh báo va chạm 47 Hình 3.9 Khối nguồn 48 Hình 3.10 Khối cảm biến hình ảnh thực tế cảm biến siêu âm SRF05 48 Hình 3.11 Nguyên lý ho ạt động SRF05 mode1 49 Hình 3.12 Nguyên lý ho ạt động SRF05 mode2 50 Hình 3.13 Khối báo hiệu 50 Hình 3.14 Sơ đồ nguyên lý 51 Hình 3.15 Mặt trƣớc mạch 52 Hình 3.16 Mặt sau mạch 52 vii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Các bit lựa chọn tỉ lệ chia trƣớc 31 Bảng 2.2 Các bit lựa chọn chia 34 Bảng 2.3 Các bit lựa chọn ngõ chia sau Timer2 38 Bảng 3.1 Kết đạt đƣợc sau kiểm tra mạch 53 viii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Tên viết tắt Thuật ngữ tiếng Anh Thuật ngữ tiếng Việt RISC Reduced Instructions Set Computer Máy tính với tập lệnh đơn giản hóa CISC Complex Instruction Set Computer Máy tính với tập lệnh phức tạp GPIO General-purpose input/output Cổng vào/ra vạn ADC Analog-to-digital converter Mạch chuyển đổi tƣơng tự số ix CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN PIC 1.1 Giới thiệu chƣơng Chƣơng tập trung nghiên cứu tìm hiểu chức năng, cấu trúc ứng dụng vi điều khiển phổ biến từ lựa chọn vi điều khiển thích hợp để thiết kế xây dựng mạch cảm biến cảnh báo va chạm sử dụng ôtô 1.2 Vi điều khiển số vi điều khiển thông dụng Vi điều khiển hay MCU máy tính nhỏ mạng tích hợp đơn lẻ Trong thuật ngữ đại hệ thống chíp – System On a Chip hay SoC Một vi điều khiển chứa nhiều CPUs – Processor Cores hay lõi xử lý với nhớ thiết bị ngoại vi vào khả trình Bộ nhớ chƣơng trình dạng RAM từ, nhớ flash NOR (NOR logic gate) hay OTP NVM - One-Time Programmable Non-Volatile Memory thƣờng đƣợc tích hợp chip, nhƣ lƣợng nhỏ RAM Các vi điều khiển đƣợc thiết kế cho ứng dụng nhúng, ngƣợc lại với vi xử lý đƣợc sử dụng máy tính cá nhân ứng dụng mục đích chung khác bao gồm chip rời rạc ghép lại thành hệ thống hồn chỉnh Hình 1.1 ví dụ hệ thống vi điều khiển Hình 1.1 Hệ thống vi điều khiển [1] Các vi điều khiển đƣợc sử dụng sản phẩm thiết bị đƣợc điều khiển tự động, chẳng hạn nhƣ hệ thống điều khiển động ô tô, thiết bị y tế, điều khiển từ xa, máy văn phòng, đồ chơi nhiều hệ thống nhúng khác Bằng cách giảm nhỏ kích thƣớc nhƣ giá thành thấp đƣợc so sánh với thiết kế sử Tính tốn khoảng cách: Việc đo khoảng cách cảm biến siêu âm đƣợc thực gián tiếp thông qua việc đo thời gian phản hồi sóng siêu âm từ lúc bắt đầu phát sóng siêu âm nhận đƣợc tín hiệu phản hồi Với cảm biến siêu âm SRF05 thời gian từ lúc phát sóng siêu âm có tín hiệu phản hồi đƣợc tính độ rộng mức chân ECHO Hình 3.3 Giản đồ thời gian chân Echo Để phát sóng siêu âm cần tạo xung có độ rộng 10µS chân Trigger Sau đó, SRF05 tạo xung để phát sóng siêu âm, đồng thời chân Echo đƣợc kéo lên mức cao (mức 1) Khi có tín hiệu sóng siêu âm phản hồi trở lại, chân Echo đƣợc kéo xuống mức thấp, khơng có tín hiệu phản hồi sóng siêu âm sau khoảng 30ms chân Echo đƣợc kéo xuống mức thấp Dòng phản hồi xung có chiều rộng tỷ lệ với khoảng cách đến đối tƣợng, để đo khoảng cách ta đo độ rộng mức tín hiệu chân Echo (tính µS) sau chia cho 58 (nếu khoảng cách tính theo Cm) chia cho 148 (nếu khoảng cách tính theo Inch) Để đo khoảng cách cảm biến siêu âm sử dụng vi điều khiển ta thực qua bƣớc sau: - Tạo xung có độ rộng mức 10µS chân Trigger (mục đích để kích hoạt phát sóng siêu âm) - Chờ cho chân Echo đƣợc kéo lên mức cao - Cho timer hoạt động 45 - Chờ chân Echo kéo xuống mức thấp - Dừng timer, kiểm tra giá trị timer, giá trị lớn 25ms khơng có vật cản giới hạn đo đƣợc cảm biến siêu âm SRF05, cảm biến nhỏ thua 25ms, lấy giá trị đổi đơn vị µS sau chia cho 58 để đƣợc khoảng cách (tính cm) Hoạt động nhận phản hồi sóng SRF05: Nguyên tắc sonar tạo xung âm sau lắng nghe tiếng vọng tạo sóng âm truy cập đối tƣợng đƣợc phản xạ trở lại Hình 3.4 Nguyên lý hoạt động SRF05 Một số đặc điểm khác cảm biến siêu âm: Mức độ sóng âm hồi tiếp phụ thuộc vào cấu tạo đối tƣợng góc phản xạ Hình 3.5 Mức độ sóng âm hồi tiếp Một số đối tƣợng mềm cho tín hiệu phản hồi yếu khơng có phản hồi Một số đối tƣợng góc cân đối chuyển thành tín hiệu phản chiếu chiều cho cảm biến Hình 3.6 Vùng phát cảm biến 46 Các vùng cảm biến SRF05 nằm khoảng 1m chiều rộng từ bên sang bên không 5m chiều dài Một số kỹ thuật để làm giảm điểm mù đạt đƣợc phát chiều rộng lớn cụ ly gần thêm cải tiến cách thêm cảm biến bổ sung gắn kết hai đơn vị hƣớng phía trƣớc, thiết lập nhƣ khơng có khu vực mà hai khu vực chồng chéo lên Hình 3.7 Hai cảm biến hoạt động Các vùng hoạt động cảm biến tạo góc chung 30 độ Vùng chung đƣợc phân biệt phần tín hiệu trái, phải phần cản 3.3 Thiết kế xây dựng mạch cảm biến điện tử cảnh báo va chạm 3.3.1 Sơ đồ khối Các phần cứng tạo nên khối đƣợc xây dựng xung quanh khối vi xử lý vi điều khiển PIC16F887, việc lựa chọn phần cứng tùy thuộc điều kiện cụ thể ngƣời nghiên cứu yếu tố ảnh hƣởng khác nhƣ giá thành, điện áp, độ bền, khả ứng dụng nhƣ tƣơng thích vào hệ thống KHỐI BÁO HIỆU KHỐI KHỐI VI XỬ LÝ NGUỒN PIC16F887 KHỐI GIAO TIẾP SRF05 Hình 3.8 Sơ đồ khối mạch cảm biến điện tử cảnh báo va chạm Đầu tiên khối nguồn DC cung cấp lƣợng cho mạch hoạt động ứng dụng cho thiết bị này, sử dụng nguồn DC từ PIN 9V Có dạng cung cấp nguồn chủ yếu cho hệ thống nguồn không đƣợc ổn áp nguồn đƣợc ổn áp 47 Hình 3.9 Khối nguồn Tiếp đến khối cảm biến siêu âm, sử dụng cảm biến siêu âm SRF05 Hình 3.10 Khối cảm biến hình ảnh thực tế cảm biến siêu âm SRF05 SRF05 bƣớc phát triển từ SRF04, đƣợc thiết kế để làm tăng tính linh hoạt, tăng ngoại vi, ngồi cịn giảm chi phí SRF05 hồn tồn tƣơng thích với SRF04 Khoảng cách tăng từ 3m đến 4m Một chế độ hoạt động SRF05 cho phép sử dụng chân cho kích hoạt phản hồi, tiết kiệm có giá trị chân điều khiển Khi chân chế độ không kết nối, SRF05 hoạt động riêng biệt chân kích hoạt chân hồi tiếp SRF05 bao gồm thời gian trễ trƣớc xung phản hồi để mang lại điều khiển chậm Cảm biến SRF05 thiết lập mode hoạt động khác thông qua chân điều khiển MODE Nối không nối chân MODE xuống MASS cho phép cảm biến thông qua giao tiếp dùng chân hay chân I/O - Mode1: Tách chân TRIGGER & ECHO dùng riêng: 48 Trong mode SRF05 sử dụng hai chân TRIGGER ECHO cho việc giao tiếp với CPU Để sử dụng mode ta cần để trống chân Mode module, điện trở bên module kéo chân pin lên mức Để điều khiển SRF05 Mode1, ta cần cấp cho chân TRIGGER xung điều khiển với độ rộng tối thiểu 10µS Sau khoảng thời gian, đầu phát sóng siêu âm phát sóng siêu âm, vi xử lý tích hợp module xác định thời điểm phát sóng siêu âm thu sóng siêu âm, vi xử lý tích hợp đƣa kết thu đƣợc chân ECHO Độ rộng xung vuông chân ECHO tỉ lệ với khoảng cách từ cảm biến đến vật thể Hình 3.11 Nguyên lý hoạt động SRF05 mode1 - Mode2: Chân TRIGGER ECHO dùng chung: Đƣợc thiết kế nhằm cho mục đích tiết kiệm chân pin cho MCU nên mode SRF05 sử dụng chân pin cho chức TRIGGER ECHO, để sử dụng mode ta kết nối chân MODE xuống MASS, mode đƣợc sử dụng sản phẩm Để điều khiển SRF05 Mode2, phát xung với độ xung tối thiểu 10µS vào chân TRIGGER – ECHO (chân số 3) cảm biến, sau vi xử lý tích hợp cảm biến phát tín hiệu điều khiển phát siêu âm, sau 700µS kể từ lúc kết thúc tín hiệu điều khiển từ chân TRIGGER – ECHO đọc xung mà độ rộng tỉ lệ với khoảng cách từ cảm biến tới vật thể 49 Hình 3.12 Nguyên lý hoạt động SRF05 mode2 Cuối khối báo hiệu, sử dụng thiết bị loa buzz, hoạt động khoảng cách với vật cản ngƣỡng cài đặt vi xử lý Hình 3.13 Khối báo hiệu 3.3.2 Sơ đồ nguyên lý Nguyên lý hoạt động mạch cảm biến khoảng cách cảnh báo va chạm sử dụng vi điều khiển PIC16F887: Khi cấp nguồn cho mạch, xuất đoạn xung ngắn 10µS kích hoạt đầu vào SRF05 để bắt đầu đo khoảng cách Sau đó, SRF05 gửi chu kỳ 50 burst sóng siêu âm 40KHz tăng cao dịng phản hồi (hoặc kích hoạt chế độ dịng 2) Sau chờ phản hồi sau phát vật cản giảm dòng phản hồi lại Dòng phản hồi xung có chiều rộng tỷ lệ với khoảng cách đến đối tƣợng Bằng cách đo xung, ta tính tốn đƣợc khoảng cách đến vật cản Nếu khơng phát SRF05 giảm thấp dịng phản hồi sau khoảng 30mS Sau xác định đƣợc khoảng cách đến vật cản, dòng phản hồi đƣợc vi khối vi xử lý tiếp nhận, khoảng cách ngƣỡng cài đặt vi xử lý PIC16F887 (khoảng cách 50cm) xuất tín hiệu báo (loa) cảnh báo cho ngƣời sử dụng để tránh đƣợc va chạm đáng tiếc xảy Hình 3.14 sơ đồ nguyên lý mạch cảm biến cảnh báo va chạm Hình 3.14 Sơ đồ nguyên lý 3.3.3 Thiết kế chương trình cho vi điều khiển PIC16F887 Code chƣơng trình cho vi điều kiển đƣợc lập trình trình soạn thảo biên dịch CCS ngơn ngữ lập trình C Do chƣơng trình tƣơng đối dài nên đƣợc bố trí phần phụ lục nằm cuối chƣơng 51 3.3.4 Thi cơng mạch thật Hình 3.15 Mặt trước mạch Hình 3.16 Mặt sau mạch Thông số kỹ thuật mạch cảm biến khoảng cách cảnh báo va chạm sau hoàn thành: - Điện áp hoạt động: 9V - 12V - Dòng cấp: 30mA, 50mA Max - Tần số siêu âm: 40KHz - Phát vật cản khoảng: 3cm đến 50cm - Kích thƣớc nhỏ gọn: 43mm x 20mm x 17mm - Có chng báo khoảng cách từ cảm biến đến vật cản 3cm đến 50cm 52 3.3.5 Đánh giá thảo luận kết Qua trình làm mạch kiểm tra tổng quan thiết bị thu đƣợc số kết đáng ý đƣợc liệt kê bảng dƣới đây: Bảng 3.1 Kết đạt sau kiểm tra mạch Khoảng cách (cm) Báo hiệu 10 Có, âm lớn 20 Có, âm lớn 30 Có, âm vừa 40 Có, âm nhỏ 50 Có, âm nhỏ 60 Khơng có âm báo hiệu 70 Khơng có âm báo hiệu Từ kết đạt đƣợc sau hồn thành mạch qua q trình kiểm tra rút đƣợc số kết luận sau: mạch hoạt động ổn định, khoảng cách từ cảm biến đến vật cản đƣợc báo hiệu tƣơng đối xác với ngƣỡng khoảng cách cài đặt, linh kiện sử dụng mạch đƣợc phổ biến dễ tìm kiếm có giá thành thấp Tuy nhiên, chiều rộng cảm biến nằm khoảng 1m chiều dài nằm khoảng 5m, để tăng khả phát cảm biến chiều rộng lớn cự ly gần nhƣ tránh điểm mù trình sử dụng thêm cải tiến cách thêm cảm biến bổ sung gắn kết hai đơn vị hƣớng phía trƣớc, với thiết lập nhƣ khơng có khu vực mà hai khu vực chồng chéo lên nhau, lúc vùng hoạt động hai cảm biến tạo góc chung 30 o vùng chung đƣợc phân biệt hai phần tín hiệu trái, phải phần cản 53 KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu, tìm hiểu thiết kết mạch cảm biến điện tử cảnh báo va chạm sử dụng ôtô giúp em hiểu biết cấu tạo, tính năng, nguyên lý hoạt động cảm biến vi điều khiển Mạch sau hoàn thành đạt đƣợc mục tiêu yêu cầu đƣa ra: - Hoạt động với nguồn cấp – 12 V - Dòng cấp cho mạch 30 – 50 mA - Tần số hoạt động cảm biến 40 KHz - Phát vật cản để cảnh báo – 50 cm - Mạch hoạt động ổn định hệ thống cảnh báo hoạt động tốt khoảng cách với vật cản đạt ngƣỡng yêu cầu - Linh kiện sử dụng mạch đƣợc phổ biến dễ tìm kiếm có giá thành thấp Tiếp đến hiểu biết chức hoạt động, khối mạch, lựa chọn linh kiện phƣơng pháp đo khoảng cách thiết bị để cảnh báo va chạm đƣợc thiết kế xây dựng hoàn thiện Mặc dù thiết bị tồn số nhƣợc điểm nhƣng chắn tƣơng lai sớm đƣợc khắc phục hồn tồn cải tiến hình thức, phần cứng ngoại vi, linh kiện thay Ở mức độ cao hơn, hệ thống nâng cấp giao tiếp với vi xử lý khác nhƣ họ MC51 họ AVR… để nghiên cứu phát triền chế tạo cảm biến khác nhƣ laser, camera… để phục vụ ngƣời sống hàng ngày 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] https://people.ece.cornell.edu, truy nhập cuối ngày 20/05/2018 [2] Tống Văn On, Hoàng Đức Hải, Họ vi điều khiển 8051, Nhà xuất Lao động – Xã hội, 2001 [3] Richard H Barnett, Sarah Cox, Larry O'Cull, Embedded C Programming and the Atmel AVR, 2nd Edition, Kindle Edition, 2003 [4] Myke Predko, Programming and customizing the PIC microcontroller , 3rd edition, Tab Electronics, McGrawHill, 2008 (Ebook) [5] Sivarama P Dandamudi, Guide to RISC Processors: for Programmers and Engineers, 2005 Edition, Kindle Edition, 2005 [6] Richard H Barnett, Sarah Cox, Larry O'Cull, Embedded C Programming and the Microchip PIC, 1st Edition, 2013 55 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Code chương trình vi điều khiển #include #include #device *=16 adc=10 #FUSES NOWDT, HS, NOPUT, NOPROTECT, NODEBUG, NOBROWNOUT, NOLVP, NOCPD, NOWRT #use delay(clock=20000000) #use rs232(baud=9600,parity=N,xmit=PIN_C6,rcv=PIN_C7,bits=8) #define rl1 RD7 #define buzz RD6 #define mod RD2 #define TRIGGER pin_d0 // chan phat song sieu am #BIT RC2=0X7.2 //chan ECHO nhan tin hieu ve noi vao RC2 float dist,getvar; int16 kc=0; int1 has_echo=0; int16 low,high,high1; int8 count=0; int enable=0; int16 duty_PWM=0; void convert_bcd(); //*********************************************** #int_CCP1 void ccp1_isr() { if(input(pin_c2)) { // Neu xung canh lên set_timer1(0); // Reset timer1 ve setup_ccp1(CCP_CAPTURE_FE); // Chuyen Capture canh xuong } else { // Neu xung canh xuong 56 getvar=CCP_1; // Ðoc giá tri timer dist=(getvar*0.8)/58; // Moi nhip cua timer tuong ung vs 0.8 us, lay us chia cho 58 cm setup_ccp1(CCP_CAPTURE_RE); // Chuyen Capture xung lên tro lai has_echo = 1; // Ða nhan xong echo //disable_interrupts(int_TIMER1); // Tat ngat timer } } // Ngat timer // #int_TIMER1 void TIMER1_isr(void) { if (has_echo == 0) { has_echo = 1; // Tràn timer mà ko có echo thi cho qua (toi da cua SRF05 30ms, tràn timer 52ms) dist = -1; // } } // 10us cho trigger // void trig() { output_high(TRIGGER); delay_us(10); output_low(TRIGGER); } //*********************************************** //*********************************************** void main() { trisa = 0x00; trisb = 0x00; trisc = 0xff; 57 trisd = 0x00; // Khoi tao cho ngat ngoai // setup_timer_1(T1_INTERNAL|T1_DIV_BY_4); //20 MHz thi tràn 52ms (toi da xung cua SRF05 30ms) setup_ccp1(CCP_CAPTURE_RE); // Thiet lap Capture canh lên setup_timer_0 (RTCC_INTERNAL|RTCC_DIV_4); // khoi tao timer set_timer0(130); // dat timer ngat sau 100us de tao xung PWM enable_interrupts(int_timer0); //cho phep ngat timer enable_interrupts(int_TIMER1); // Ngat timer 1, de phong truong hop ko có echo enable_interrupts(INT_CCP1); // Ngat Capture enable_interrupts(GLOBAL); while(TRUE) { has_echo = 0; // Xác lap lai echo trig(); // Trigger while (has_echo == 0) {} // cho den nhan het echo if(dist!=-1) { if(dist40){duty_pwm=2;enable=1;} else if(dist30){duty_pwm=4;enable=1;} else if(dist20){duty_pwm=6;enable=1;} else if(dist10){duty_pwm=8;enable=1;} else if(dist0){duty_pwm=10;enable=1;} else {buzz=0;enable=0;} } else { buzz=0;enable=0;} delay_ms(100); } } // end main // 58 #int_timer0 // ngat timer void ngat_timer0() { if(enable) { count++; if(count>10) count=0; if(count