1.5. Vi điều khiển Atmega32-16AL
1.5.2. Các chức năng của Atmega32-16AL ứng dụng trong đề tài
1. Các cổng vào ra (I/O)
Vi điều khiểnATmega32 có 32 đường vào ra chia làm bốn nhóm 8 bit một. Các đường vào ra này có rất nhiều tính năng và có thể lập trình được. Ở đây ta sẽ xét chúng là các cổng vào ra số. Nếu xét trên mặt này thh các cổng vào ra này là cổng vào ra hai chiều có thể định hướng theo từng bit. Và chứa cả điện trở pull-up (có thể lập trình được). Mặc dù mỗi port có các đặc điểm riêng nhưng khi xét chúng là các cổng vào ra số thì dường như điều khiển vào ra dữ liệu thì hồn tồn như nhau. Chúng ta có thanh ghi và một địa chỉ cổng đối với mỗi cổng, đó là: thanh ghi dữ liệu cổng (PORTA, PORTB, PORTC, PORTD), thanh ghi dữ liệu điều khiển cổng (DDRA, DDRB, DDRC, DDRD) và cuối cùng là địa chỉ chân vào của cổng (PINA, PINB, PINC, PIND).
2. Bộ định thời
Bộ định thời (timer/counter0) là một module định thời/đếm 8 bit, có các đặc điểm sau:
− Bộ đếm một kênh
− Xóa bộ định thời khi trong mode so sánh (tự động nạp)
− PWM
− Tạo tần số
− Bộ đếm sự kiện ngoài − Bộ chia tần 10 bit
− Nguồn ngắt tràn bộ đếm và so sánh Sơ đồ cấu trúc của bộ định thời:
Hình 1.25. Sơ đồ cấu trúc bộ định thời
3. Đơn vị so sánh ngõ ra
Hình 1.26. Sơ đồ đơn vị so sánh ngõ ra
Bộ so sánh 8 bit liên tục so sánh giá trị TCNT0 với giá trị trong thanh ghi so sánh ngõ ra (OCR0). Khi giá trị TCNT0 bằng với OCR0, bộ so sánh sẽ tạo một báo hiệu. Báo hiệu này sẽ đặt giá trị cờ so sánh ngõ ra (OCF0) lên 1 vào chu kỳ xung clock tiếp theo. Nếu được kích hoạt (OCIE0=1), cờ OCF0 sẽ tạo ra một ngắt so sánh ngõ ra và sẽ tự động được xóa khi ngắt được thực thi. Cờ OCF0 cũng có thể được xóa bằng phần mềm.
4. USART
Bộ truyền nhận nối tiếp đồng bộ và bất đồng bộ là một thiết truyền thông nối tiếp có các chức năng chính như sau:
− Hoạt động song công (các thanh ghi truyền và nhận nối tiếp độc lập với nhau). − Hoạt động đồng bộ hoặc bất đồng bộ
− Phát hiện lỗi khung
− Lọc nhiễu, bao gồm phát hiện bit start lỗi và bộ lọc thông thấp số − Ngắt khi kết thúc truyền, thanh ghi truyền hết dữ liệu và kết thúc nhận − Chế độ truyền thông đa vi xử lý
− Chế độ truyền đồng bộ tốc độ cao Sơ đồ khối của bộ USART như sau:
USART bao gồm 3 phần chính: bộ tạo xung clock, bộ truyền và bộ nhận. Các thanh ghi điều khiển được sử dụng chung giữa các phần này.
5. Bộ biến đổi A/D
Vi điều khiểnATmega32 có một bộ biến đổi ADC tích hợp trong chip với các đặc điểm:
− Độ phân giải 10 bit − Sai số tuyến tính: 0.5LSB − Độ chính xác +/-2LSB
− Thời gian chuyển đổi:65-260μs − 8 Kênh đầu vào có thể được lựa chọn
− Có hai chế độ chuyển đổi free running và single conversion − Có nguồn báo ngắt khi hồn thành chuyển đổi
− Loại bỏ nhiễu trong chế độ ngủ
ghi dữ liệu.
1.6. Cảm biến dò chuyển động nhiệt hồng ngoại
Passive InfraRed sensor (PIR sensor) là bộ cảm biến thụ động dùng nguồn kích thích là tia hồng ngoại. Tia hồng ngoại (IR) chính là các tia nhiệt phát ra từ vật thể nóng. Trong cơ thể sống, trong chúng ta ln có thân nhiệt (thường là 37 độ C) và từ cơ thể chúng ta luôn phát ra tia nhiệt, thường gọi là tia hồng ngoại, người ta sẽ dùng một tế bào điện để chuyển đổi tia nhiệt thành tín hiệu điện và nhờ đó có thể dùng làm cảm biến phát hiện vật thể nóng đang chuyển động. Cảm biến này gọi là thụ động vì nó khơng dùng nguồn nhiệt tự phát mà phụ thuộc vào các nguồn mang nhiệt, đó thân nhiệt của các thực thể khác như con người hay con vật,….
Hình 1.29. Cảm biến PIR và kính fresnel
Đây là đầu dị PIR, loại bên trong có gắn 2 cảm biến tia nhiệt, có 3 chân ra, một chân nối masse, một chân nối với volt DC, mức áp làm việc có thể từ 3V đến 15V. Góc dị lớn. Để tăng độ nhậy cho đầu dị dùng kính fresnel, nó được thiết kế
cho đầu dị có 2 cảm biến. Góc dị lớn có tác dụng ngăn tia tử ngoại.
Hình1.30. Bộ cảm biến dị các vật nóng chuyển động
Ngun lý làm việc của đầu dò cảm biến PIR
Các nguồn nhiệt đều phát ra tia nhiệt, qua kính fresnel lọc lấy tia hồng ngoại cho tiêu tụ trên 2 cảm biến hồng ngoại gắn trên đầu dò và tạo ra điện áp được khuếch đại với transistor PET. Khi có một vật nóng đi ngang qua, từ hai cảm biến này sẽ cho ra 2 tín hiệu, tín hiệu này sẽ được khuếch đại để có biên độ đủ cao và đưa vào mạch so áp để điều khiển hay báo động.