Bài tập lớn môn Kỹ thuật VXL Bộ môn Kỹ Thuật điện tử Nhóm 3 Lớp Kĩ thuật điện 2 ĐH Giao Thông Vận Tải 16 BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC KĨ THUẬT VI XỬ LÝ (Nhóm Sinh viên Nhóm 3) ĐỀ BÀI “THIẾT KẾ ĐỘNG HỒ BẤM GIÂY.
Bài tập lớn môn Kỹ thuật VXL Bộ môn Kỹ Thuật điện tử BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC KĨ THUẬT VI XỬ LÝ (Nhóm Sinh viên_ Nhóm 3) ĐỀ BÀI: “THIẾT KẾ ĐỘNG HỒ BẤM GIÂY ” Nhiệm vụ thành viên : Lê Ngọc Cương( nhóm trưởng )-code proteus Vũ Ngọc Diệp –tổng hợp nội dung làm file báo cáo Phạm Văn Đạt –thuyết trình Mai Xuân Thuần – phần I Hoàng Quang Huy- phần 2.2.1 - 2.2.2 Trần Ngọc Tuấn – phần 2.2.3 Nguyễn Thanh Tùng –phần 2.2.4 - 2.2.5 Nguyễn Thành Văn –phần 2.2.6 - 2.2.7 Nuyễn Tiến Trung –phần 2.2.8 - 2.2.9 10 Vũ Hải Hiệp –phần 2.2.10 - 2.2.11 11 Nguyễn Xuân Hiếu –phần 2.3 12 Nguyễn Hữu Đức –phần III Nhóm ĐH Giao Thông Vận Tải Lớp: Kĩ thuật điện Bài tập lớn môn Kỹ thuật VXL Bộ môn Kỹ Thuật điện tử Mục lục I:Cấu trúc phần cứng II: CÁC LINH KIỆN BÀI TẬP 2.1 Vi ĐIỀU KHIỂN 2.2.Tổng quan PIC 16F877A 2.2.1.Đặc điểm bật PIC 16F877A 2.2.2.Các cổng vào chức chân 2.2.3 Chức chân 2.2.4.Các loại ngắt PIC 16F877A 2.2.5 Bộ định thời PIC 16F877A 2.2.6 Tổ chức nhớ 2.2.7 PORT A (RA) 2.2.8 PORT B (RB) 2.2.9 PORT C (RC) 2.2.10 PORT D (RD) 2.2.11 PORT E (RE) 2.3 Giao tiếp UART PIC 16F877A III : Hoạt động đồng hồ IV : THIẾT KẾ MẠCH TRÊN PROTEUS 1.Các phần mềm tập lớn 2.Code chương trình cho vi điều khiển 3 4 5 7 8 8 9 11 12 13 13 Nhóm ĐH Giao Thơng Vận Tải Lớp: Kĩ thuật điện 2 Bài tập lớn môn Kỹ thuật VXL Bộ môn Kỹ Thuật điện tử I:Cấu trúc phần cứng Vi xử lí: PIC16F877A 8 Điện trở :330 ohm 4 Mạch NOT 1 Led 7SEG-MPX4-CA-BlUE 1 Thạch anh 20 MH 1 Nút ấn Nối đất II: CÁC LINH KIỆN BÀI TẬP 2.1 Vi ĐIỀU KHIỂN Vi điều khiển máy tính tích hợp chip, thường sử dụng để điều khiển thiết bị điện tử Vi điều khiển, thực chất, hệ thống bao gồm vi xử lý có hiệu suất đủ dùng giá thành thấp (khác với vi xử lý đa dùng máy tính) kết hợp với khối ngoại vi nhớ, module vào/ra, module biến đổi số sang tương tự tương tự sang số, Ở máy tính module thường xây dựng chip mạch ngồi Nhóm ĐH Giao Thông Vận Tải Lớp: Kĩ thuật điện Bài tập lớn môn Kỹ thuật VXL Bộ môn Kỹ Thuật điện tử 2.2.Tổng quan PIC 16F877A Hình 2.2 : Sơ đồ chân PIC16F877a 2.2.1.Đặc điểm bật PIC 16F877A - Tập lệnh gồm 35 lệnh có độ dài 14 bit - Tốc độ hoạt động tối đa 20 MHZ với chu kì lệnh 200ns - Bộ nhớ chương trình 8Kx14 bit, nhớ liệu 368x8 byte RAM, nhớ EPPROM 258x8 byte Tieu luan Nhóm ĐH Giao Thông Vận Tải Lớp: Kĩ thuật điện Bài tập lớn môn Kỹ thuật VXL Bộ môn Kỹ Thuật điện tử - Số port I/O với 33 PIN I/O - Có 15 ngắt - timer ( timer 0, timer 1, timer 2) - capture/ so sánh/ điều chế độ rộng xung - Chuẩn giao tiếp I2C, SSP, SPI, UART - kênh chuyển đổi ADC 10 bit - Hai so sánh 2.2.2.Các cổng vào chức chân - cổng vào + PORT A ( RA0-RA5) : chân + PORT B ( RB0-RB7) : chân + PORT C ( RC0-RC7) : chân + PORT D (RD0-RD7) : chân + PORT E ( RE0-RE2) : chân + chân cấp nguồn : AVDD, AVSS, VDD, VSS 2.2.3Chức chân: + OSC1/CLKI (13) OSC2/CLKO (14) dùng mắc thạch anh cho mạch, tạo xung nhịp cho vi điều khiển PIC16F877A + Chân MCLR/VPP (1) chân Reset làm chân đặt điện áp Vpp cho vi điều khiển PIC16F877A ss + Các chân (2,3,4,5,7,8,9,10) sử dụng làm chân IN/OUT tín hiệu số INPUT tín hiệu tương tự Ngồi chân (4) (5) cịn sử Nhóm ĐH Giao Thông Vận Tải Lớp: Kĩ thuật điện Bài tập lớn môn Kỹ thuật VXL Bộ môn Kỹ Thuật điện tử dụng làm chân điện áp tham chiếu A/D Chân (4), (6) (7) sử dụng cho so sánh + Chân (12) chân (31) dùng để cung cấp điện áp Vss=0 cho vi mạch PIC16F877A điện áp Vss=0 cho chân I/O + Chân (11) chân (32) dùng để cung cấp điện áp Vdd=5V cho vi mạch PIC16F877A điện áp Vdd=5V cho chân I/O Tieu luan + Chân (15),(16) làm chân I/O tín hiệu số chân T1OSO/T1CKI ngõ vào dao động, xung clock Timer1 +Chân (16) làm chân Capture2 input/Compare2 output/PWM2 output + Chân (17) dùng làm chân I/O tín hiệu số làm chân Capture1 - input/Compare1 output/PWM1 output + Chân (18) (23), (24) dùng làm chân I/O tín hiệu số truyền thơng SPI, I2C + Chân (25),(26) dùng làm chân I/O tín hiệu số UART + Chân (19),(20) dùng làm chân I/O tín hiệu số Master/Slaver + Chân (21,22,27,28,29,30) dùng làm chân I/O tín hiệu số Master/Slaver.Cấp nguồn cho PIC 16F877A - Không cấp nguồn xung, cấp nguồn tuyến tính - Cấp nguồn cho tất chân Vss/Vdd PIC Mỗi cặp chân Nhóm ĐH Giao Thơng Vận Tải Lớp: Kĩ thuật điện Bài tập lớn môn Kỹ thuật VXL Bộ môn Kỹ Thuật điện tử Vss/Vdd gắn thêm tụ 104 pF sát chân Vss/Vdd để chống nhiễu 2.2.4.Các loại ngắt PIC 16F877A - Ngắt chung - Chuyển đổi ADC - Nút bấm - Có capture hay compare CCP1 CCP2 - Ngắt - … 2.2.5 Bộ định thời PIC 16F877A - Timer ( bit) : chọn chức định thời/ đếm phần mềm, đọc ghi, nguồn clock nội ngoại, xảy ngắt tràn - Timer (16 bit) : gồm ghi bit ( TMR1H, TMR1L ) đọc ghi được, ngắt TMR1 phát sinh xảy tràn chốt TMR1IF, kích hoạt/xóa cách set/reset bit điều khiển TMR1ON - Timer : định thời bit có hai chia tần số Prescaler Postscaler, sử dụng PWM cho chế độ PWM chế độ CCP, ghi TMR2 đọc, ghi xóa Reset Tieu luan 2.2.6 Tổ chức nhớ - Gồm phần: Nhóm ĐH Giao Thơng Vận Tải Lớp: Kĩ thuật điện Bài tập lớn môn Kỹ thuật VXL Bộ môn Kỹ Thuật điện tử + Bộ nhớ chương trình + Bộ nhớ liệu RAM + Bộ nhớ liệu EEPROM 2.2.7 PORT A (RA) - Là cổng bit, set input output tùy vào ghi TRISA - Ngõ vào đầu vào analog - RA4 – ngõ vào xung clock timer - Đầu vào điện áp Vref cho chuyển đổi A/D so sánh 2.2.8 PORT B (RB) - PORTB cổng có bit input output - PORTB-RB chân tín hiệu vào ngắt ngồi RB0/INT 2.2.9 PORT C (RC) - PORTC cổng có bit input output - PORTC-RC chân chức so sánh, Timer1, điều chế độ rộng xung PWM chuẩn giao tiếp truyền thông I2C, SPI, SSP, USART 2.2.10 PORT D (RD) - PORTD cổng có bit input output - PORTD-RD cấu hình cổng song song bit vi điều - khiển cách đặt chế độ PSPMODE Nhóm ĐH Giao Thơng Vận Tải Lớp: Kĩ thuật điện Bài tập lớn môn Kỹ thuật VXL Bộ môn Kỹ Thuật điện tử 2.2.11 PORT E (RE) - PORTE cổng có bit input output Tieu luan - PORTE-RE sử dụng để cấu hình cho cổng PORTD hoạt động chế độ PSPMODE 2.3Giao tiếp UART PIC 16F877A UART viết tắt Universal Asynchronous Receiver – Transmitter Thường mạch tích hợp sử dụng việc truyền dẫn liệu nối tiếp máy tính thiết bị ngoại vi Rất nhiều vi điều khiển tích hợp UART, vấnđề tốc độ độ điện dụng UART so sánh với giao tiếp hiệnnay nên dòng PC & Laptop đời khơng cịn tích hợp cổng UART Như cácbạn biết giao tiếp SPI I2C có dây truyền liệu dây sử dụng đểtruyền xung clock (SCL) để đồng giao tiếp Với UART khơng có dâySCL, vấn đề giải mà việc truyền UART dùng vi xử lý với nhau, đồng nghĩa với việc vi xử lý tự tạo xung clock cho xử dụng Để bắt đầu cho việc truyền liệu UART, START bit gửi đi, sau bit liệu kết thúc trình truyền STOP bit Như hình bạn thấy Khi trạng thái chờ mức điện mức (high) Khi bắt đầu truyền START bit sẻ chuyển từ xuống để báo hiệu cho nhận trình truyền liệu xảy Nhóm ĐH Giao Thơng Vận Tải Lớp: Kĩ thuật điện Bài tập lớn môn Kỹ thuật VXL Bộ môn Kỹ Thuật điện tử Sau START bit đến bit liệu D0-D7 (Theo hình vẽ bit mức High or Low tùy theo liệu) Sau truyền hết liệu đến Bit Parity để nhận kiểm tra tính đắn liệu truyền (vấn đề giải thích rõ tài liệu CRC thời gian tới) Cuối STOP bit báo cho thiết bị bit gửi xong Thiết bị nhận tiến hành kiểm tra khung truyền nhằm đảm báo tính đắn liệu Các thông số truyền nhận UART: - Baund rate (tốc độ baund ): Khoảng thời gian dành cho bit truyền Phải cài đặt giống gửi nhận - Frame (khung truyền ): Khung truyền quy định số bit lần truyền - Start bit : bit truyền Frame Báo hiệu cho thiết bị nhận có gói liệu đc truyền đến Bit bắt buộc - Data : liệu cần truyền Bit có trọng số nhỏ LSB truyền trước sau đến bit MSB Tieu luan - Parity bit : kiểm tra liệu truyền có khơng - Stop bit : bit báo cho thiết bị bit gửi xong Thiết bị nhận tiến hành kiểm tra khung truyền nhằm đảm bảo tính đắn liệu Bit bắt buộc Tieu luan Nhóm ĐH Giao Thơng Vận Tải Lớp: Kĩ thuật điện 10 III : Hoạt động đồng hồ Bắt đầu Nút bấm Đồng hồ bắt đầu chạy phần ms Sau đạt 59 ms chuyển sang giây Đếm đến 99 giây dừng Kết thúc IV : THIẾT KẾ MẠCH TRÊN PROTEUST KẾT KẾ MẠCH TRÊN PROTEUS MẠCH TRÊN PROTEUSCH TRÊN PROTEUS MẠCH TRÊN PROTEUSCH MÔ PHỎNGNG Tieu luan 1.Các phần mềm tập lớnn mềm tập lớnm tập lớnp lớnn MBLAB X IDE v3.10 PROTEUS PROFESSIONAL 2.Code chương trình cho vi điều khiểnng trình cho vi điềm tập lớnu khiểnn #include CONFIG(FOSC_HS & WDTE_OFF & PWRTE_OFF & BOREN_ON & LVP_ON & CPD_OFF & WRT_OFF & CP_OFF ); #define _XTAL_FREQ 20000000 unsigned char LED7SEG[10] = {0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90}; void delay(int x) { TMR0=0x06; for(int i=0; i !TMR0IF=0=false //khi timer0 đếm đủ đến FFh khỏi timer TMR0IF=0;//tắt cờ tràn lại để timer0 đếm lại từ đầu } } void quetled(int a) //sáng led với thời gian 1s = 1000ms { int x;//chữ số hàng nghìn int y;//chữ số hàng trăm int c;//chữ số hàng chục int d;//chữ số hàng đơn vị x=a/1000; y=a%1000/100; c=a%100/10; d=a%10; //các lệnh coi không chút thời gian for(int z=0; zT= 0.05 us => T chu kỳ máy = 0.2 us //thời gian yêu cầu = Prescale*(256 - TMR0)*T chu kỳ máy //100 us = Prescale*(256 - TMR0)* 0.2 us = Prescale*(256 - 6)*0.2 us = Prescale*50 us //=>Prescale = PS2=0; PS1=1; PS0=0;//Prescale=2 TMR0=0x06; TRISB=0X00;//cổng B out put TRISC=0X00;//cổng C out put PORTB=0; PORTC=1; int a=0; while(1) { for(int i=0; i