Đồ án tốt nhiệp điện tử viễn thông

1.1.1 Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại IR -Với loại điều khiển này, nó lại sử dụng ánh sáng hồng ngoại của quang phổ điện từ mà mắt thường không thấy được để chuyển tín hiệu đến thi

LỜI CẢM ƠN

Thời gian qua, bằng sự nỗ lực tìm hiểu và sự hướng dẫn tận tình tỉ mỉ của các thầy hướng dẫn em đã hoàn thành nội dung đề tài tốt nghiệp của mình Em xin chân thành cảm ơn Quý thầy cô khoa Điện - Điện Tử, đặc biệt là quý thầy cô thuộc bộ môn Điện Tử Viễn Thông, những người đã truyền đạt cho em những kiến thức cơ sở và chuyên ngành bổ ích trong thời gian học tập tại trường

Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy Ngô Xuân Hường và thầy Vũ Xuân Hậu đã trực tiếp hướng dẫn em thực hiện và tạo điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành tốt đề tài này Cũng đồng thời cảm ơn các bạn trong lớp đã trao đổi, góp ý cho tôi trong thời gian qua

Tuy đã có nhiều cố gắng, nhưng do kiến thức bản thân còn nhiều hạn chế nên đề tài của em không tránh khỏi những thiếu sót Rất mong nhận được sự thông cảm, góp ý từ Quý thầy cô và các bạn sinh viên để đồ án tốt nghiệp của

em đươc hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên

Vũ Hoàng Sơn

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan về nội dung được đưa ra trong đồ án này dựa trên các kết quả thu được trong quá trình nghiên cứu của riêng, không sao chép bất kỳ kết quả nghiên cứu nào của các tác giả nào khác.Một số nội dung được tham khảo từ nhủng nguồn công khai hoặc được thu thập và khai thác khi có sự cho phép của tác giả.Em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm nếu vi phạm quyền tác giả

Sinh viên

Vũ Hoàng Sơn

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

LỜI CAM ĐOAN ii

LỜI NÓI ĐẦU vii

CHƯƠNG 1 CƠ S TH T 1

1.1 Các loại điều khiển từ xa 1

1.1.1 Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại (IR) 1

1.1.2 Điều khiển từ xa bằng tần số vô tuyến (RF) 1

1.2 Sóng RF 3

1.2.1 Cách tạo ra sóng RF 3

1.2.2 Phương thức điều khiển vô tuyến .3

CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU VỀ CÁC LINH KIỆN SỬ DUNG TRONG BÀI 4

2.1 Sơ lược về module thu phát RF nRF24L01 4

2.2.1 Thông số kỹ thuật 4

2.2.2 Phân tích 5

2.1.3 Chuẩn truyền thông SPI 7

2.2 Vi Điều hiển ATEMEGA 16 11

2.2.1 Giới thiệu AVR: 11

2.2.2 Các tính năng của Atmega16 : 12

2.3 LCD 16x2 .14

2.4 IC đệm .17

2.5 ICtạo điện áp chuẩn 17

2.6 Relay12v/5 chân 18

2.7 Một số linh kiên khác 19

CHƯƠNG 3: THI T HỆ THỐNG và THI CÔNG MẠCH 22

3.1 Sơ đồ khối .22

3.2 Chức n ng các khối 23

3.3 Thiết kế các khối 24

3.4 Sơ đồ nguyên lý và mạch in của một trạm 29

3.5 Sơ đồ thuật toán 32

CHƯƠNG 4 TỔNG K T 41

4.1 Kết quả thi công 41

4.2 Nhân xét 42

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… .44

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.3 Sơ đồ kết nối vi điều khiển 6

Hình 2.6 Sơ đồ chân Atmega16 loại dán 13 Hình 2.7 Hình dạng và sơ đồ chân CD 16x2 14

Hình 3.4 Sơ đồ kết nối với modul thu phát 24 01 24

Hình 3.7 Mạch kết nối thạch anh cho vi điều khiển 26 Hình 3.8 Sơ đồ nguyên lý khối chấp hành 27

Hình 3.10 Sơ đồ nguyên lý của một trạm 29

Hình 3.14 Chương trình quét nút cài đặt thiết bị 35

Hình 3.15 Chương trình quét nút điều khiển 36

Hình 3.17 Chương trình hiển thị trạng thái các trạm 39

LỜI NÓI ĐẦU

Điện tử đang trở thành một ngành khoa học đa nhiệm vụ, đã đáp ứng được những đòi hỏi không ngừng của các ngành, lĩnh vực khác nhau cho đến những nhu cầu thiết yếu của con người trong cuộc sống hằng ngày, đem lai cho con người cuộc sống tiện lợi và vui vẻ hơn Một trong những ứng dụng đang ngày càng được quan tâm chú trọng phát triển của ngành công nghệ điện tử là điều khiển và giám sát các thiết bị từ xa Xuất phát từ những lợi ích lớn lao và hiệu quả mà công nghệ điều khiển từ xa mang lại kết hợp với chuyên ngành điện tử

mà em đã được học ở trường lớp em đã quyết định chọn đây là hướng nghiên cứu cho đề tài tốt nghiệp của em Với sự tư vấn của thầy Ngô Xuân Hường và thầy Vũ Xuân Hậu em đã chọn cho mình đề tài tốt nghiệp là:”Thiết kế hệ thống điều khiển và giám sát bật tắt thiết bị điện trong nhà sử dụng sóng RF ”

Nội Dung đề tài gồm 4 chương:

Chương 1: Cơ sở lý thuyết

Chương 2: Tìm hiểu về các linh kiện được sử dụng trong bài

Chương 3: Thiết kế hệ thống và thi công mạch

Chương 4: Tổng kết

Quá trình nghiên cứu đề tài này giúp em hiểu rõ hơn về nguyên lý thu phát

và ứng dụng những lý thuyết được học vào thực tế đồng thời tìm hiểu thêm được những điều chưa được học và nâng cao kỹ n ng thực hành cũng như là những ứng dụng của mạch trong thực tế Tuy đã cố gắng thực hiện đồ án trong sự nghiêm túc và trách nhiệm nhất, nhưng do khả n ng nghiên cứu cũng như kiến thức bản thân còn nhiều hạn chế nên đề tài tốt nghiệp của em không thể tránh khỏi những sai phạm và thiếu sót Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp tích cực từ quý thầy cô và các bạn

Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc và chân thành nhất tới toàn thể quý Thầy cô trong khoa Điện – Điện Tử, và nhất là quý Thầy cô thuộc bộ môn Điện Tử Viễn Thông đã giảng dạy và truyền đạt kiến thức chuyên ngành cho em trong thời gian vừa qua

Sinh viên

Vũ Hoàng Sơn

CHƯƠNG 1: CƠ H 1.1 Các loại điều khiển từ xa

-Trong cuộc sống hiện đại, những thiết bị điều khiển từ xa để điều khiển các thiết bị gia đình như đóng mở cửa, ti vi, quạt ,máy điều hòa… là rất cần thiết, vậy điều khiển từ xa có các loại cơ bản nào và chúng hoạt động ra sao để điều khiển được các vật dụng ở đằng xa một cách chính xác?

-Ban đầu, người ta dùng điều khiển từ xa sử dụng công nghệ tần số vô

tuyến RF (Radio Frequency) và sau đó bắt đầu ứng dụng công nghệ hồng ngoại

IR(Infrared Remote) vào điều khiển từ xa và cho đến ngày nay thì con người sử dụng cả hai loại này như một tiện ích không thể thiếu Dù có chức n ng như nhau nhưng chúng cũng có những điểm khác nhau c n bản

1.1.1 Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại (IR)

-Với loại điều khiển này, nó lại sử dụng ánh sáng hồng ngoại của quang

phổ điện từ mà mắt thường không thấy được để chuyển tín hiệu đến thiết bị cần

điều khiển Nó đóng vai trò như một bộ phát tín hiệu, sẽ phát ra các xung ánh sáng hồng ngoại mang một mã số nhị phân cụ thể Bộ phận thu tín hiệu hồng ngoại trên thiết bị được điều khiển nhận tín hiệu và giải mã nó

-Đặc điểm của loại điều khiển này la chúng rất bền, tuy nhiên lại có hạn chế là chỉ truyền theo đường thẳng do bản chất của ánh sáng Do đó, loại điều khiển IR có tầm hoạt động chỉ có khoảng 10 mét và cũng không thể truyền qua các bức tường hoặc vòng qua các góc Chúng chỉ hoạt động tốt khi ta trỏ thẳng hay gần vị trí bộ thu của vật dụng cần điều khiển

-Ngoài ra, nguồn ánh sáng hồng ngoại có ở khắp nơi như ánh sáng mặt trời, bóng đèn huỳnh quang, từ cơ thể con người… nên có thể làm cho điều khiển IR bị nhiễu sóng

1.1.2 Điều khiển từ xa bằng tần số vô tuyến (RF)

-Một chiếc điều khiển RF sẽ gồm các bộ phận cơ bản như: Các nút bấm; một bảng mạch tích hợp; các núm tiếp điểm; bộ phận thu hoặc phát sóng

RF hoặc cả thu và phát sẽ được tích hợp trên cùng một mạch và thường chúng sẽ được đóng trong một hộp một cách cẩn thận để t ng tính thẩm mỹ của sản phẩm

-Đây là loại điều khiển từ xa xuất hiện đầu tiên và đến nay vẫn giữ một vai trò quan trọng và phổ biến trong đời sống Nếu điều khiển IR thường chỉ dùng trong nhà do một số hạn chế về cự ly, vật cản thì điều khiển RF lại có thể dùng được cho cả trong nhà và cho nhiều vật dụng bên ngoài như các thiết bị mở cửa gara xe, hệ thống báo hiệu cho xem các loại đồ chơi điện tử từ xa thậm chí kiểm soát vệ tinh và các hệ thống máy tính xách tay và điện thoại thông minh…

-Nó cũng sử dụng nguyên lý tương tự như điều khiển IR nhưng thay vì

gửi đi các tín hiệu ánh sáng, thì nó lại truyền đi sóng vô tuyến tương ứng với các

lệnh nhị phân để chuyển tín hiệu đến thiết bị cần điều khiển hi ta ấn một nút phía bên ngoài thì sẽ vận hành một chuỗi các hoạt động khiến các thiết bị cần điều khiển sẽ thực hiện lệnh của nút bấm đó

Về phía bộ phận cần điều khiển, nó sẽ cần một bộ thu sóng vô tuyến Sau khi đã xác minh mã địa chỉ này xuất phát đúng từ chiếc điều khiển của mình, chúng sẽ giải mã các sóng vô tuyến thu được thành các dữ liệu nhị phân để bộ vi xử lý của thiết bị có thể hiểu được và thực hiện các lệnh tương ứng

-So với loại điều khiển IR, lợi thế của loại này là phạm vi truyền tải rộng,

có thể sử dụng cách thiết bị cần điều khiển đến hơn 30 mét đồng thời có thể điều khiển xuyên tường, kính…

Tuy nhiên, nó cũng có hạn chế đó là tín hiệu vô tuyến cũng có mặt khắp nơi trong không gian do hàng tr m loại máy móc thiết bị dùng các tín hiệu vô tuyến tại các tần số khác nhau Do đó, người ta tránh nhiễu sóng bằng cách truyền ở các tần số đặc biệt và nhúng mã kỹ thuật số địa chỉ của thiết bị nhận trong các tín hiệu vô tuyến Điều này giúp bộ thu vô tuyến trên thiết bị hồi đáp tín hiệu tương ứng một cách chính xác Để hiểu rõ hơn về loại này em xin trình bày thêm một số vấn đề sau

1.2.2 Phương thức điều khiển vô tuyến

Người ta tạo các mã lệnh điều khiển, gắn các mã lệnh điều khiển này vào sóng mang bằng các phương pháp điều chế rồi phát chúng vào không gian.Đây chính là cách điều khiển các thiết bị bằng sóng vô tuyến và nó được thực hiện như sau:

Bước 1: bên phát: Người ta dùng mạch cộng hưởng C tạo ra sóng có tần số

ổn định dùng làm sóng mang Dùng mạch tạo ra tín hiệu mã lệnh và cho mã lệnh điều chế vào sóng mang rồi cho phát vào không gian

Bước 2: bên thu: Người ta dùng mạch C làm bẩy sóng để bắt thu sóng điện

từ có trong không gian, nó đã được phát ra từ bên phát, cho giải mã để lấy ra tín hiệu mã lệnh có trong sóng mang và dùng tín hiệu này để điều khiển các thiết bị

CHƯƠNG 2:

TÌM HIỂU VỀ CÁC LINH KIỆN SỬ DUNG TRONG BÀI

2.1 ơ lược về module thu phát RF nRF24L01

 Có thể cài đặt được 4 công suất nguồn phát: 0,-6,-12,-18dBm

 Thu: Có bộ lọc nhiễu tại đầu thu

 Nguồn cấp: Hoạt động từ 1.9-3.6V

 Các chân IO chạy được cả 3.3 lẫn 5V

 Giao tiếp:4 pin SPI

 Các chân kéo ra trên module: VCC, CE, CSN, SCK, MOSI, MISO, IRQ, GND

 Tốc độ tối đa 8Mbps

- Modul khả n ng thay đổi công suất phát bằng chương trình, điều này giúp nó

có thể hoạt động trong chế độ tiết kiệm n ng lượng

- Một điểm chú ý của modul này là nguồn hoạy động là 1.9V-3.6V nhưng thường cung cấp là 3.3V Các chân IO tương thích với chuẩn 5V điều này giúp

nó giao tiếp rộng dãi với các dòng vi điều khiển

Hình 2.3 Sơ đồ kết nối vi điều khiển:

Bảng 2.1: Chức n ng các chân của modul thu phát

CE Mức thấp: tải dữ liệu lên radio hoặc copy một gói tin nhận được

Mức cao: thiết lập radio sang Mode receive/transmit CSN Nó được đưa về mức thấp để bắt đầu giao tiếp SPI

Đưa về mức cao để hoàn tất giao dịch MOSI Dữ liệu nối tiếp được truyền từ Master (MC ) qua chân này tới

Slave (nRF24L01) MISO Dữ liệu nối tiếp được truyền từ Slave (nRF24 01) qua chân này

tới Master (MCU)

IRQ êu cầu ngắt, radio điều khiển chân này về mức thấp để kích hoạt

interrupt

Để hiểu rõ hơn về cách giao tiếp giũa vi điều khiển và modul nRF24l01 qua chuẩn SPI thì em xin được giới thiệu vài điều cơ bản về chuẩn giao tiếp này

2.1.3 Chuẩn truyền thông SPI

- “SPI (Serial Peripheral Bus) là một chuẩn truyền thông nối tiếp tốc độ cao Đây là kiểu truyền thông Master-Slave, trong đó có 1 chip Master điều phối quá trình tuyền thông và các chip Slaves được điều khiển bởi Master vì thế truyền thông chỉ xảy ra giữa Master và Slave SPI là một cách truyền song công (full duplex) nghĩa là tại cùng một thời điểm quá trình truyền và nhận có thể xảy ra đồng thời SPI đôi khi được gọi là chuẩn truyền thông “4 dây” vì có 4 đường giao tiếp trong chuẩn này đó là SC (Serial Clock), MISO (Master Input Slave Output), MOSI (Master Ouput Slave Input) và SS (Slave Select)”

SCK: Xung giữ nhịp cho giao tiếp SPI, vì SPI là chuẩn truyền đồng bộ nên cần 1 đường giữ nhịp, mỗi nhịp trên chân SC báo 1 bit dữ liệu đến hoặc đi Sự tồn tại của chân SC giúp quá trình tuyền ít bị lỗi và vì thế tốc độ truyền của SPI có thể đạt rất cao Xung nhịp chỉ được tạo ra bởi chip Master

MISO – Master Input / Slave Output : Nếu là chip Master thì đây là đường

Input còn nếu là chip Slave thì MISO lại là Output MISO của Master và các Slaves được nối trực tiếp với nhau

MOSI – Master Output / Slave Input: Nếu là chip Master thì đây là đường Output còn nếu là chip Slave thì MOSI là Input MOSI của Master và các Slaves được nối trực tiếp với nhau

đường SS sẽ ở mức cao khi không làm việc Nếu chip Master kéo đường SS của một Slave nào đó xuống mức thấp thì việc giao tiếp sẽ xảy ra giữa Master và Slave đó Chỉ có 1 đường SS trên mỗi Slave nhưng có thể có nhiều đường điều khiển SS trên Master, tùy thuộc vào thiết kế của người dùng Hình ảnh dưới đây thể hiện một kết SPI giữa một chip Master và 3 chip Slave thông qua 4 đường

Hình 2.4 Giao diện SPI

mỗi xung nhịp do Master tạo ra trên đường giữ nhịp SC , một bit trong thanh ghi dữ liệu của Master được truyền qua Slave trên đường MOSI, đồng thời một bit trong thanh ghi dữ liệu của chip Slave cũng được truyền qua Master trên đường MISO Do 2 gói dữ liệu trên 2 chip được gởi qua lại đồng thời nên quá trình truyền dữ liệu này được gọi là “song công” Hình 2 mô tả quá trình truyền

1 gói dữ liệu thực hiện bởi module SPI trong AVR, bên trái là chip Master và bên phải là Slave

Hình 2.5 Truyền dữ liệu SPI

Truyền thông SPI trên AVR “Module SPI trong các chip AVR gần như giống hoàn toàn với chuẩn SPI mô tả trong phần trên Các chân giao tiếp SPI cũng chính là các chân PORT thông thường, vì thế nếu muốn sử dụng SPI chúng

ta cần xác lập hướng cho các chân này hi chip AVR được sử dụng làm Slave, bạn cần set các chân SC input, MOSI input, MISO output và SS input Nếu là Master thì SCK output, MISO output, MOSI input và khi này chân SS không quan trọng, chúng ta có thể dùng chân này để điều khiển SS của Slaves hoặc bất

bao gồm thanh ghi điều khiển SPCR , thanh ghi trạng thái SPSR và thanh ghi dữ liệu SPDR.”

SPCR (SPI Control Register): là 1 thanh ghi 8 bit điều khiển tất cả hoạt

Nêu SPIE=0 thì modul SPI dừng hoạt động

* Bit 5 – DORD (Data Order) Bit này chỉ định thứ tự dữ liệu các bit được truyền và nhận trên các đường MISO và MOSI, khi DORD=0 bit có trọng số lớn nhất của dữ liệu được truyền trước (MSB) ngược lại khi DORD=1, bit LSB được truyền trước hi giao tiếp giữa 2 AVR với nhau, thứ tự này không quan trọng nhưng phải đảm bảo các bit DORD giống nhau trên cả Master và Slaves

nhịp và cạnh sample dữ liệu mà chúng ta đã khảo sát trong phần đầu Sự kết hợp

2 bit này tạo thành 4 chế độ hoạt động của SPI Một lần nữa, chọn chế độ nào không quan trọng nhưng phải đảm bảo Master và Slave cùng chế độ hoạt động

Vì thế có thể để 2 bit này bằng 0 trong tất cả các chip

cho phép chọn tốc độ giao tiếp SPI, tốc độ này được xác lập dựa trên tốc độ nguồn xung clock chia cho một hệ số chia Bảng 1 tóm tắt các tốc độ mà SPI trong AVR có thể đạt Thông thường, tốc độ này không được lớn hơn 1/4 tốc độ xung nhịp cho chip

Bảng 2.2 Tóm tắt các tốc độ mà SPI trong AVR có thể đạt

SPSR (SPI Status Register): là 1 thanh ghi trạng thái của module SPI

Trong thanh ghi này chỉ có 3 bit được sử dụng Bit 7 – SPIF là cờ báo SPI, khi một gói dữ liệu đã được truyền hoặc nhận từ SPI, bit SPIF sẽ tự động được set len 1 Bit 6 – WCO là bít báo va chạm dữ liệu (Write Colision), bit này được AVR set lên 1 nếu chúng ta cố tình viết 1 gói dữ liệu mới vào thanh ghi dữ liệu SPDR trong khi quá trình truyền nhận trước chưa kết thúc Bit 0 – SPI2X gọi là bit nhân đôi tốc độ truyền, bit này kết hợp với 2 bit SPR1:0 trong thanh ghi điều khiển SPCR xác lập tốc độ cho SPI

SPDR (SPI Data Register): là thanh ghi dữ liệu của SPI Trên chip

Master, ghi giá trị vào thanh ghi SPDR sẽ kích quá trình tuyền thông SPI Trên chip Slave, dữ liệu nhận được từ Master sẽ lưu trong thanh ghi SPDR, dữ liệu được lưu sẵn trong SPDR sẽ được truyền cho Master

Sử dụng SPI trên AVR: “Vận hành SPI trên AVR được thực hiện dựa trên việc ghi và đọc 3 các thanh ghi SPCR, SPSR và SPDR Trước khi truyền nhận bằng SPI chúng ta cần khởi động SPI, quá trình khởi động thường bao gồm chọn hướng giao tiếp cho các chân SPI, chọn loại giao tiếp: Master hay Slave, chọn chế độ SPI (SPO , SPHA) và chọn tốc độ giao tiếp Truyền thông SPI luôn được khởi xướng bởi chip Master, khi Master muốn giao tiếp với 1 Slave nào đó, nó sẽ kéo chân SS của Slave xuống mức thấp (gọi là chọn địa chỉ) và sau

đó viết dữ liệu cần truyền vào thanh ghi dữ liệu SPDR, khi dữ liệu vừa được viết vào SPDR xung giữ nhịp sẽ được tự động tạo ra trên SC và quá trình truyền nhận bắt đầu Đối với các chip Slave, khi chân SS bị kéo xuống nó sẽ sẵn sàng cho quá trình truyền nhận hi phát hiện xung giữ nhịp trên SC , Slave sẽ bắt đầu sample dữ liệu đến trên đường MOSI và gởi dữ liệu di trên MISO”

2.2 i Điề iể ATEMEGA 16

2.2.1 Giới thiệu AVR:

- “Vi điều khiển AVR do hãng Atmel ( hoa kỳ ) sản xuất được giới thiệu lần đầu tiên n m 1996 AVR có rất nhiều dòng khác nhau bao gồm dòng Tiny ( như At tiny 13, At tiny 22…) có kích thước bộ nhớ nhỏ, ít bộ phận ngoại vi , rồi đến dòng AVR ( chẳng hạn AT90S8535, AT90S8515…) có kích thước bộ nhớ vào loại trung bình và mạnh hơn là dòng Mega ( như ATmega 16, Atmega 32, ATmega 128… ) với bộ nhớ có kích thước vài byte đến vài tr m b cùng với

bộ ngoại vi đa dạng được tích hợp cả bộ LCD trên chip ( dòng LCD AVR) Tốc

độ của dòng Mega cũng cao hơn so với các dòng khác Sự khác nhau cơ bản giữa các đòng chính là cấu trúc ngoại vi, còn nhân thì vẫn như nhau ATmega16

là một lọai Vi điều khiển có nhìều tính n ng đặc biệt thích hợp cho việc giải quyết những bài tóan điều khiển trên nền vi xử lý.”

2.2.2 Các tính năng của Atmega16 :

- ATmega16 là vi điều khiển 8bit với khả n ng thực hiện mỗi lệnh trong vong một chu kỳ xung clock, các lệnh được xử lý nhanh hơn,tiêu thụ n ng lượng thấp

o 130 lệnh thực thi trong vòng 1 chu kì chip

o Hỗ trợ 16 MIPS khi hoạt động ở tần số 16 MHz

o Tích hợp bộ nhân 2 thực hiện trong 2 chu kì chip

- Bộ nhớ chương trình và dữ liệu không bay hơi

o 16k byte trong hệ thống flash khả trình có thể nạp và xóa 1,000 lần

o Tùy chọn khởi động phần mã với các bit nhìn độc lập trong hệ thống bằng cách vào chương trình khởi động chip

o 512 byte EEPROM có thể ghi và xóa 100,000 lần

o 1k byte ram nhớ tĩnh trong

o Lập trình khóa cho phần mềm bảo mật

- Tính n ng ngoại vi

○ 2 bộ định thời/bộ đếm 8 bit với các chế độ đếm riêng rẽ và kiểu so sánh

○ 1 bộ định thời/bộ đếm 16 bit với các chế độ đếm riêng rẽ, kiểu so sánh

và kiểu bắt sự kiện

○ 8 kênh ADC 10 bit

○ Giao tiếp USART nối tiếp khả trình

○ Giao tiếp SPI nối tiếp

○ Bộ định thời khả trình giám sát xung nhịp của chip 1 cách riêng rẽ

○ Tích hợp bộ so sánh tín hiệu tương tự

- Các tính n ng đặt biệt của vi điều khiển

○ Chế độ bật nguồn reset và phát hiện Brown-out khả trình

○ Tích hợp mạch dao động RC bên trong

○ Các ngắt trong và ngoài

○ 6 chế độ nghỉ : rảnh rỗi, giảm nhiễu ADC, tiết kiệm n ng lượng, nguồn thấp, Standby và Extended Standby

- Tiêu hao n ng lượng:

○ Khi họat động tiêu thụ dòng 1,1mA

○ mode Idle tiêu thụ dòng 0.35mA

○ chế độ Power_down tiêu thụ dòng nhỏ hơn 1uA

Hình 2.6 Sơ đồ chân Atmega16 loại dán

- Chân 4 : RESET để đưa chip về trạng thái ban đầu Khi cấp điện mạch phải tự động reset

- Chân 5,17,38 : VCC cấp nguồn nuôi cho vi điều khiển

- Chân 6,18,28,39 : GND các chân này được nối chung với đất

- Chân 7,8 : 2 chân XTA 2 và XTA 1 dùng để đưa xung nhịp từ bên ngoài vào chip

- Chân 9 đến 16, chân 19 đến 26, chân 1 đến 3 và 41 đến 44 : Lần lượt là các cổng nhập xuất dữ liệu song song D( PORTD ), C( PORTC ), B ( PORTB),nó

có thể được sử dụng cho các chức n ng đặc biệt thay vì nhập xuất dữ liệu

- Chân 27 : AVCC cấp điện áp so sánh cho bộ ADC

- Chân 29 : AREF điện áp so sánh tín hiệu vào ADC

- Chân 30 đến 37 : Cổng vào ra dữ liệu song song A ( PORTA ).Bên trong có sẵn các điện trở kéo, khi PORTA là output thì các điện trở kéo ko hoạt động, khi PORTA là input thì các điện trở kéo được kích hoạt Ngoài ra nó còn đc tích hợp

bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số ADC

- Các chân 1,2,3,4: Được dùng để làm các chân cho mục đích nạp chương trình

2.3 LCD 16x2

LCD là từ viết tắt của Liquid Crystal Display (màn hình tinh thể lỏng) Có nhiều loại màn hình LCD với các kích cỡ khác nhau, ví dụ như LCD 16x1 (16 cột và 1 hàng), LCD 16x2 (16 cột và 2 hàng), LCD 20x2 (20 cột và 2 hàng)… Trong đồ án này em sử dụng loại LCD 16x2- loại bán phổ biến trên thị trường

Dưới đây là các bảng thể hiện chức n ng các chân và tập các mã lệnh thường được sử dụng với àn hình lcd 16x2

Bảng 2.4 Tập lệnh LCD 16x2

1 Xóa màn hình hiển thị

2 Trở về đầu dòng

4 Giảm con trỏ (dịch con trỏ sang trái)

6 T ng con trỏ (dịch con trỏ sang phải)

5 Dịch hiển thị sang phải

7 Dịch hiển thị sang trái

8 Tắt con trỏ, tắt hiển thị

A Tắt hiển thị, bật con trỏ

C Bật hiển thị, tắt con trỏ

E Bật hiển thị, nhấp nháy con trỏ

F Tắt con trỏ, nhấp nháy con trỏ

10 Dịch vị trí con trỏ sang trái

14 Dịch vị trí con trỏ sang phải

18 Dịch toàn bộ hiển thị sang trái

1C Dịch toàn bộ hiển thị sang phải

80 Ép con trỏ về đầu dòng thứ nhất

C0 Ép con trỏ về đầu dòng thứ hai

38 Hai dòng và ma trận 5x7

Nếu đầu vào là 0 -> đầu ra thả nổi

Nếu đầu vào là 1 -> đầu ra là 0

- Chân 9 nối GND, chân 10 nối VCC, khi nối Vcc thì nó tương tự 8 con diode ngược của 8 relay, mục đích diode ngược là để xả dòng cuộn dây của relay khi relay chuyển từ trạng thái mở sang trạng thái đóng (áp phóng của cuộn dây có thể lên gấp 2 đến 3 lần Vcc, rất nguy hiểm cho mạch)

2.5 IC tạo điện áp chuẩn

 LM 7805

Hình 2.9 LM 7805

Một vài thông tin cơ bản về LM7805:

-Dòng cực đại có thể duy trì 1A

-Dòng đỉnh 2.2A

-Với 7805 thì cần có lối vào ít nhất là 7V,đầu ra cho điện áp 5V

- Công suất tiêu tán max 2W

 LM 117

Hình 2.10 IC lm 7805 -Cũng tương tự như ic lm7805 Đây là ic dùng dể ổn áp tạo ra điện áp 3.3VDC với đầu vào khoảng 5VDC và một chân nối đất

2.6 Relay12v/5 chân

Hình 2.11 Relay Cấu tạo: Rơ-le là loại linh kiện đóng ngắt điện cơ đơn giản Nó gồm 2 phần chính là nam châm điện và các tiếp điểm

Nguyên lý hoạt động của rơ le như sau: Khi có dòng điện chạy qua cuộn dây ,nam châm điện sẽ hút thanh sắt làm đóng tiếp điểm 3 và 4 Ngược lại khi không có dòng điện thi thanh sắt sẽ bị lò xo kéo trở lại làm đóng tiếp điểm 3 và

5 Nhìn chung, công dụng của rờ-le là "dùng một n ng lượng nhỏ để đóng cắt nguồn n ng lượng lớn hơn

Hình 2.13 Hình ảnh một loại điện trở Điện trở là linh kiện thụ động có tác dụng khống chế dòng điện qua tải cho phù hợp, mắc điện trở thành cầu phân áp để có được một điện áp theo ý muốn từ một điện áp cho trước Điện trở đựơc sử dụng rất nhiều trong các mạch điện tử