Thiết kế hệ thống chiếu sáng thông minh cho khuôn viên trường đại học Quảng Nam sử dụng vi điều khiển

Lập trình cho vi điều khiển

Vi điều khiển được xem như là một máy tính thu nhỏ bao gồm cả rom, ram và các phần kết nối khác. Do đó, để vi điều khiển hoạt động thì ta phải lập trình cho nó một tập tin bao gồm nhiều lệnh để vi điều khiển hoạt động theo ý muốn. Hiện nay có hai ngôn ngữ thường được dung cho việc lập trình vi điều khiển là C và ASM.

Led 7 đoạn anot chung Cấu tạo led 7 đoạn

Các điện trở 330Ω là các điện trở bên ngoài được kết nối để giới hạn dòng điện qua led nếu led 7 đoạn được nối với nguồn 5V. Đây là một IC tích hợp cho thời gian bởi vì tính chính xác về thời gian tuyệt đối cho thời gian : Thứ, ngày,tháng, năm, giờ, phút, giây. Ngoài ra DS1307 cũn chứa 1 thanh ghi điều khiển ngừ ra phụ và 56 thanh ghi trống các thanh ghi này có thể dùng như là RAM.

DS1307 được đọc thông qua chuẩn truyền thông I2C nên do đó để đọc được và ghi từ DS1307 thông qua. Do nó được giao tiếp chuẩn I2C nên cấu tạo bên ngoài nó rất đơn giản. Đây là nguồn cho chip hoạt động liên tục khi không có nguồn Vcc mà DS1307 vẫn hoạt động theo thời gian.

Nếu mà Vcc không có mà Vbat có thì DS1307 vẫn hoạt động bình thường nhưng mà không ghi và đọc được dữ liệu. Chõn này tôi nghĩ không ảnh hưởng đến thời gian thực nên chúng ta không sử dụng chân này trong thời gian thực và bỏ trống chân này!.

Rơ le 5 chân

Khi chưa có nguồn nuôi, chân 3 sẽ được nối với chân 5, mạch bị hở nên không có dòng điện chạy qua mạch chính. Khi cấp nguồn nuôi vào chấn số 1 và 2 thì chân 3 sẽ được nối với chân 4, mạch chính kin và có dòng điện chạy qua mạch. Phần mềm Proteus là phần mềm cho phép mô phỏng hoạt động của mạch điện tử tương tự và số bao gồm phần thiết kế mạch và viết chương trình điều khiển cho các họ vi điều khiển như MCS-51, PIC, AVR, …[1, 2].

Phần mềm bao gồm 2 chương trình: ISIS (Intelligent schematic input system) cho phép mô phỏng mạch và ARES (Advanced routing & editing. softwar) dùng để vẽ mạch in. Trong hỡnh 1 chỉ rừ ở giao diện gồm cú: vựng làm việc chớnh; vựng hiển thị, thanh công cụ, vùng lựa chọn, thanh tác vụ và các nút mô phỏng. Vùng làm việc chính là vùng tại đó ta vẻ các linh kiện điện tử, nối dây các linh kiện, đặt các máy đo, hiển thị các đồ thị mong muốn.

- Component mode: Dùng để lấy linh kiện trong thư viện linh kiện - wire lable mode: đặt tên cho dây. - Voltage Probe Mode: Dùng để đo điện thế tại 1 điểm trên mạch, đây là 1 dụng cụ chỉ có 1 chân và không có thật trong thức tế. - Curent Probe mode: Dùng để đo chiều và độ lớn của dòng điện tại 1 điểm trên wire- Virtual Instrument Mode: Chứa các dụng cụ đo dòng và áp, các dụng cụ này được mô phỏng như trong thực tế.

Bấm vào biểu tượng Component Mode ,sau đó bấm vào chữ P hoặc nhấn phím tắt P trên Keyboad hoặc củng có thể Right Click trên Editting Window và chọn Place. Nếu linh kiện trong sơ đồ nguyên lý không có hình dáng trên sơ đồ mạch in ( hay kiểu đóng gói thì khi chuyển sang sơ đồ mạch in chúng ta phải thiết kế dạng chân (kiểu đóng gói cho chúng ). Giao diện chính của chương trình gồm 2 phân vùng chủ yếu sau: vùng chọn lựa và vùng làm việc chính.

- Có thể dùng phím tắt mà ta thiết lập cho chương trình , vào System –> Set Keyboard Mapping. - Để lấy linh kiện ra và vẽ mạch, chọn linh kiện ở vùng chọn lựa (vùng màu trắng) đã nói ở trên. Có thể ẩn hoăc hiện tên, giá trị , thay đổi tên, giá trị của linh kiện bằng cách: Right Click /Edit Properties.

MÔ PHỎNG MẠCH ĐIỆN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG THÔNG MINH

Mô phỏng mạch điện 1. Mạch điện và mô phỏng

Khi chạy mô phỏng trên proteus, các thông số và chương trình mạch đều không có những lỗi quan trọng, điều này chứng tỏ mạch có khả năng thi công trên thực tế,. Có một lỗi xuất hiện là simulation is not running in real time due to excessive cpu load. Lỗi này xuất hiện là do khả năng tính toán của CPU nên mô phỏng không thể chạy với thời gian thực vì CPU sẽ quá tải.

Để khắc phục điều này, ta sẽ đưa ra một sơ đồ nguyên lý chỉ bao gồm các led, vi điều khiển và DS1307 để mô phỏng. Để mô phỏng, ta sẽ nạp cho vi điều khiển một file .hex gồm các lệnh điều khiển và bắt đầu mô phỏng. Vậy khi thời gian không nằm trong khoảng thời gian thiết lập thì led D1 không sáng, mạch hoạt động đúng.

Khi nằm trong khoảng thời gian chỉ định thì led D1 sáng, mạch hoạt động đúng. Vậy kết quả mô phỏng cho thấy mạch đúng và có thể lắp đặt trên thực tế.