đọc ADC; truyền đồng bộ hoặc bất đồng bộ
…
.
-Nội dung chủ yếu của đề tài "ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐÈN GIAO
THÔNG" bao gồm :
- Chương dẫn nhập : Nói về khả năng thực dụng của "Mạch đèn giao
thông"
- Chương 2 : Giới thiệu về pic 16F877A.
- Chương 3: Giới thiệu vềđặc tính các linh kiện được dùng trong
mạch.
- Chương 4: Giới thiệu về LCD
- Chương 5: Giới thiệu về sơđồ mạch điện của hệ thống điều khiển
đèn giao thông.
- Chương kết luận: Tóm tắt đề tài qua khảo sát chi tiết mạch.
-Đề tài được nghiên cứu và thi công dựa vào sự hướng dẫn tận tình của
thầy : THƯỢNG VĂN BÉ đã có nhiều năm kinh nghiệm giảng dạy ở các
trường đại học và cao đẳng, nhóm chúng em trân trọng cảm ơn sự nhiệt
tình hướng dẫn của thầy; để chúng em có thể hoàn thành đồ án.
Nhóm sinh viên thực hành
Khoa: Điện Tử - Tin Học GVHD:Thượng Văn Bé
CHƯƠNG DẪNNHẬP
1.1.ĐẶT VẤN ĐỀ
"Hệ thống điều khiển đèn giao thông " là đề tài được xây dựng thuộc hai
vấn đề cơ bản : các chếđộ làm việc của Vi Điều Khiển 16F877A và khả năng thực dụng,
cũng như tính quan trọng của một hệ thống điều khiển đèn giao thông.
Thực tế Vi Điều khiển Pic 16F877A là một trong những dòng sản phẩm của
Microchip có khả năng ứng dụng thực tế rất cao, có thể chống nhiễu tốt, và đó là một
trong những điều kiện tối ưu để Nhóm chúng em chọn dòng sản phẩm này vào ứng dụng
cho đề tài này.
Một "hệ thống" cần nhất là tính ổn định, hoạt động một cách logic, hoặc khi
gặp sự cố có thể tự khôi phục lại trạng thái ban đầu, cơ bản hơn là khả năng ứng dụng
của hệ thống đó vào thực tế là như thế nào? Từđó chúng ta có thể thấy rõ ứng dụng thực
tế của "hệ thống đèn giao thông" là rất quan trọng vì nó rất quen thuộc với chúng ta
trong đời sống hằng ngày, đặt biệt đối với những người tham gia giao thông. Vấn đề "
quan trọng" là chúng ta có thể thấy rõ, đểđáp ứng được vấn đềđó thì hệ thống cần sựổn
định cao và thậm chí cần tính thông minh….đó là lý do đểNhóm chúng em thực hiện đề tài
này.
1.2.TẦM QUAN TRỌNG CỦA ĐỀ TÀI
Trong cuộc sống hằng ngày, vấn đề giao thông là vấn đề cấp thiết hằng ngày,
đặt ra nhiều vấn đề cho các ngành chức năng như vấn đề ùng tắt giao thông tại các ngã
tư, người tham gia giao thông không tuân thủđúng các tín hiệu đèn tại các trạm giao
thông…chính vì thế dẫn đến nhiều sự cố không thể tránh khỏi và đáng tiết xảy ra cho gia đình,
cũng như cho xã hội.
Xuất phát từ nhu cầu thực tếđó, chúng ta thiết nghĩ cần các giải pháp để giải
quyết một phần nào đó về các nhu cầu thực tế trên.Và "hệ thống đèn giao thông thông
minh" là hết sức cần thiết, nó có thể có những tính năng được cài đặt sẵn đểgiải quyết
những sự cố kịp thời, tránh thời giờ lãng phí trong khi giao thông bị ùng tắt tại các ngã tư.
1.3.GIỚI HẠN ĐỀ TÀI
Do thời gian có hạn nên Nhóm chúng em chỉ khảo sát trong phạm vi là tìm
hiểu và thiết kế mạch từ mạch nguyên lý.
Quan sát một số chếđộ hoạt động của hệ thống đã được cài đặt sẵn. Các tính
năng ứng dụng của một số chếđộ vào nhu cầu thực tế. Khảo sát khả năng
làm việc ổn định của Pic 16F877A.
Đánh giá ưu điểm, khuyết điểm và hướng phát triển của đề tài ở phạm vi khác.
SVTH: Lê Văn Lâm - Hồ Thanh Phi 4
Khoa: Điện Tử - Tin Học GVHD:Thượng Văn Bé
1.4.MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI
Nhóm sinh viên thực hiện chọn đề tài này với các mục đích sau:
Củng cố và vận dụng các kiến thức đã học vào thực tế.
Tìm hiểu và ứng dụng kiến thức chuyên môn về lĩnh vực ứng dụng thực tiễn.
Nghiên cứu vi điều khiển PIC 16F877A.
Nghiên cứu cách làm việc của LCD 8 bit cũng như 4 bit.
Thiết kế và thi công mô hình hệ thống đèn giao thông. Nghiên
cứu ngôn ngữ lập trình CCS.
Trong ứng dụng xa hơn ởđề tài "hệ thống đèn giao thông này" chúng ta có thể
thiết kế cho hệ thống giao tiếp với máy tính, tăng khả năng điều khiển từ xa đến hệ thống,
bám sát thực tếđể thiết kế những tính năng mới và phù hợp với nhiều nhu cầu hơn.
Những từđược dùng trong quyển báo cáo này :
Manual Control : điều khiển bằng tay.
RUNNING MODEL 1 (2) : đang chạy trong chếđộ 1 (2). Cst
(beaconing station): trạm báo hiệu. R (RED) : đỏ (đèn đỏ).
Y (YELLOW) : vàng (đèn vàng).
G (Gr) (GREEN): xanh lá (đèn xanh).
SVTH: Lê Văn Lâm - Hồ Thanh Phi 5
Khoa: Điện Tử-Tin Học GVHD: Thượng Văn Bé
CHƯƠNG
2
GIỚI THIỆU VỀ VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A
2.1.SƠ LƯỢC VỀ VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A:
PIC 16F877A là dòng PIC phổ biến nhất hiện nay (đủ mạnh về tính năng, 40
chân,bộ nhớđủ cho hầu hết các ứng dụng thông thường). Cấu trúc tổng quát của
PIC 16F877A như sau: +8 K
Flash ROM. +368 Bytes RAM.
+256 Bytes EEPROM.
+5 ports (A, B, C, D, E) vào ra với tín hiệu điều khiển độc lập. +2
bộđịnh thời 8 bits (Timer 0 và Timer 2).
-Một bộđịnh thời 16 bits (Timer 1) có thể hoạt động trong chếđộ tiết kiệm năng lượng
(SLEEP MODE) với nguồn xung Clock ngoài. +2 bô CCP( Capture / Compare/ PWM).
+1 bộ biến đổi AD 10 bits, 8 ngõ vào. +2 bộ
so sánh tương tự (Compartor).
+1 bộđịnh thời giám sát (WatchDog Timer).
-Một cổng song song 8 bits với các tín hiệu điều khiển. -Một
cổng nối tiếp. -15 nguồn ngắt.
-Có chếđộ tiết kiệm năng lượng.
-Nạp chương trình bằng cổng nối tiếp ICSP(In-Circuit Serial Programming)
-Được chế tạo bằng công nghệ CMOS -35 tập
lệnh có độ dài 14 bits.
-Tần số hoạt động tối đa 20MHz.
2.2. SƠ LƯỢC VỀ HÌNH DẠNG CHÂN CỦA PIC16F877A:
SVTT: Lê Văn Lâm - Hồ Thanh Phi 6
Khoa: Điện Tử-Tin Học GVHD: Thượng Văn Bé
Hình 2.1: Các dạng sơđồ chân của pic 16F877A
SVTT: Lê Văn Lâm - Hồ Thanh Phi 7
Khoa: Điện Tử-Tin Học GVHD: Thượng Văn Bé
Hình 2.2: Sơđồ khối củapic 16F877A
SVTT: Lê Văn Lâm - Hồ Thanh Phi 8
Khoa: Điện Tử-Tin Học GVHD: Thượng Văn Bé
2.3.TỔ CHỨC BỘ NHỚ
Cấu trúc bộ nhớ của Vi Điều Khiển PIC 16F877A bao gồm bộ nhớ chương trình
(Program memory) và bộ nhớ dữ liệu (Data Memory).
2.3.1.Bộ Nhớ chương Trình
Bộ nhớ chương trình của pic 16F877A là bộ nhớ flash, dung lượng bộ nhớ 8k
word (1 word = 14bit) và được phân thành nhiều trang (từ page 0 đến page 3).Nhưvậy
bộ nhớ chương trình có khả năng chứa được 8*1024 = 8192 lệnh (vì 1 lệnh sau khi mã
hoá sẽ có dung lượng 1 word (14bit).
Khi vi điều khiển được reset, bộđếm chương trình sẽ chỉđến địa chỉ 0000h (Reset
vector).Khi có ngắt xảy ra, bộđếm chương trình sẽ chỉđến địa chỉ 0004h (Interrupts vector).
Bộnhớ chương không bao gồm bộ nhớ stack và không được địa chỉ hoá bởi bộđếm
chương trình.
Hình 2.3: Bộ nhớ chương trình PIC 16F877A
2.3.2.Bộ Nhớ Dự Liệu
Bộ nhớ dữ liệu của PIC là bộ nhớ EEPROM được chia ra làm nhiều bank.Đối với
PIC 16F877a bộ nhớ dữ liệu được làm 4 bank. Mỗi bank có dung lượng 128byte, bao
gồm các thanh ghi có chức năng đặc biệt SFG (Special Function Register) nằm ở các vùng
địa chỉ thấp và các thanh ghi mục đích chung GPR (General Purpose
SVTT: Lê Văn Lâm - Hồ Thanh Phi 9
Khoa: Điện Tử-Tin Học GVHD: Thượng Văn Bé
register) nằm ở vùng địa chỉ còn lại trong bank.Các thanh ghi SFR thường xuyên được
sử dụng (ví dụ như thanh ghi STATUS) sẽđược đặt ở tất cả các bank của bộ dữ liệu
giúp thuận tiện trong quá trình truy xuất và làm giảm bớt lệnh của chương
trình.Sơđồ cụ thể như sau:
Hình 2.4: Bộ nhớ dữ liệu PIC 16F877A
SVTT: Lê Văn Lâm - Hồ Thanh Phi 10
Khoa: Điện Tử-Tin Học GVHD: Thượng Văn Bé
2.3.2.1.Thanh Ghi Chức Năng Đặc Biệt SFR
Đây là thanh ghi được sử dụng bởi CPU hoặc được dùng để thiết lập và điều
khiển các khối chức năng được tích hợp bên trong vi điều khiển.Có thể phân thanh ghi
SFR làm hai loại: thanh ghi SFR lien quan đến các chức năng bên trong CPU và thanh
ghi SFR dùng để thiết lập và điều khiển các khối chức năng bên ngoài (ví dụ
như ADC,PWM ).Một số thanh ghi SFR như sau:
Thanh ghi STATUS (03h, 83h, 103h, 183h): thanh ghi chứa kết quả thự hiện
phép toán của khối ALU, trạng thái reset và các bit chọn bank cần truy xuất trong bộ
nhớ dữ liệu.
Thanh ghi OPTION-REG (81h, 181h): thanh ghi này cho phép đọc và ghi, cho
phép điều khiển chức năng pull-up củ các chân trong PORTB, xác lập các tham số về
xung tác động, cạnh tác động của ngắt ngoại vi và bộđếm Timer0.
Thanh ghi INTCON (0Bh, 8Bh, 10Bh, 18Bh): thanh ghi cho phép đọc ghi, chức
các bit điều khiển và các bit cờ hiệu khi timer0 bị tràn, ngắt ngoại vi RB0/INT và ngắt
interrupt-on-change tại các chân của PORTB.
Thanh ghi PIE1 (8Ch): chứa các bit điều khiển chi tiết các ngắt của khối chức
năng ngoại vi.
Thanh ghi PIR1 (0Ch): chứa cờ ngắt của các khối chức năng ngoại vi, các ngắt
này được phép bởi các bit điều khiển chứa trong thanh ghi PIE1.
SVTT: Lê Văn Lâm - Hồ Thanh Phi 11
Khoa: Điện Tử-Tin Học GVHD: Thượng Văn Bé
Thanh ghi PIE2 (8Dh): chứa các bit điều khiển các ngắt của các khối chức năng
CCP2, SSP bus, ngắt của bộ so sánh và ngắt ghi vào bộ nhớ EEPROM.
Thanh ghi PIR2 (0Dh): chứa các cờ ngắt của các khối chức năng ngoại vi,
các ngắt này được cho phép bởi các bit điều khiển chứa trong thanh ghi PIE2.
Thanh ghi PCON (8Eh): chứa các cờ hiệu cho biết trạng thái các chếđộ reset của
vi điều khiển.
2.3.2.2.Thanh ghi mục đích chung GPR
Các thanh ghi này có thểđược truy xuất trực tiếp hoặc gián tiếp thong qua thanh
ghi FSG (File Select Register).Đây là các thanh ghi dữ liệu thông thường, người sửdụng
có thể tuỳ theo mục đích chương trình mà có thể dùng các thanh ghi này đểchứa các
biến số, hằng số, kết quả hoặc các tham số phục vụ cho chương trình.
2.4.CÁC CỔNG XUẤT NHẬP CỦA PIC 16F877A
Cổng xuất nhập (I/O port) chính là phương tiện mà vi điều khiển dùng để tương
tác với thế giới bên ngoài. Sự tương tác này rất đa dạng và thông qua quá trình tương
tác đó, chức năng của vi điều khiển được thể hiện một cách rõ ràng.
Vi điều khiển PIC 16F877A có 5 cổng xuất nhập, bao gồm PORTA, PORTB,
PORTC, PORTD, PORTE.
2.4.1. Port A và thanh ghi TRISA
PORTA gồm 6 chân từ RA0 đến RA5.Việc ghi giá trị vào thanh ghi TRISA sẽ
qui định các chân của Port A là input hay output (nếu là 1 thì là input, là output nếu là
0).Việc đọc thanh ghi Port A sẽđọc trạng thái của các chân ở Port A.Việc ghi giá trị vào
thanh ghi Port A sẽ thay đổi trạng thái của các chân Port A.Riêng chân RA4 được tích
hợp chức năng là chân cung cấp xung clock ngoài cho Timer 0 (RA4/T0CKI). Những
chân khác của Port A được đa hợp với các chân ngõ vào Analog của ADC và chân ngõ
vào điện thế so sánh của bộ so sánh Comparator. Hoạt động của những chân này được
quy định bằng những bit tương ứng trong các
SVTT: Lê Văn Lâm - Hồ Thanh Phi 12
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét