TÊN đề tài điều KHIỂN THIẾT bị QUA BLUETOOTH DÙNG PIC

TÊN đề tài điều KHIỂN THIẾT bị QUA BLUETOOTH DÙNG PIC ................ TÊN đề tài điều KHIỂN THIẾT bị QUA BLUETOOTH DÙNG PIC ................ TÊN đề tài điều KHIỂN THIẾT bị QUA BLUETOOTH DÙNG PIC ................ TÊN đề tài điều KHIỂN THIẾT bị QUA BLUETOOTH DÙNG PIC ................

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU……… viii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT……….ix

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN……… 1

1.1 Giới thiệu……… 1

1.1.1 Lịch sử……… 1

1.1.2 Phân loại……… 2

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU VỀ MỘT VÀI LINH KIỆN ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG MẠCH………3

2.1 Điện trở / Biến trở……… 3

2.2 Tụ điện……… 5

2.3 Led………5

2.4 PIC 16F877a……….6

2.4.1 Bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu ………7

2.4.2 Các thanh ghi đặc biệt……… 9

2.4.3 Các PORT xuất nhập……….9

2.5 Thạch anh 20MHz……… 12

2.6 Bluetooth HC-05……….13

2.7 Còi ……… 14

2.8 Quạt DC……… 14

CHƯƠNG 3 NỘI DUNG CỦA MẠCH ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ QUA BLUETOOTH DÙNG PIC………15

3.1 Mạch mô phỏng proteus… ……… 16

3.2 Code lập trình……….17

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG……….21

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN……… 22

5.1 Kết luận……… 22

5.2 Hướng phát triển và ứng dụng………22

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… 22

Kí hiệu điện trở……… ……… 3

Điện trở ……… 3

Biến trở ……… 4

Tụ điện………5

Cấu tạo đèn LED ……… 5

Đèn LED ……… 5

Sơ đồ chân của PIC16F877A ……… 6

Các chức năng PIC16F877A ………7

Thạch anh……… 12

Bluetooth HC-05 ……… 13

Còi báo ……….14

Quạt ……… 14

Sơ đồ khối mạch ……….15

Mạch mô phỏng ……… 16

Mạch in ……… 21

Bộ nhớ dữ liệu PIC16F877A

Bảng đọc màu điện trở

RAM Random Access Memory

FSG File Select Register

ADC Analog to Digital Converter

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN PIC

vi sóng, điện thoại, đầu đọc DVD, thiết bị đa phương tiện, dây chuyền tự động, v.v

Hình 1.1 Vi điều khiển PIC

Hầu hết các vi điều khiển ngày nay được xây dựng dựa trên kiến trúc Harvard, kiến trúc này định nghĩa bốn thành phần cần thiết của một hệ thống nhúng Những thành phần này

là lõi CPU, bộ nhớ chương trình (thông thường là ROM hoặc bộ nhớ Flash), bộ nhớ dữ liệu (RAM), một hoặc vài bộ định thời và các cổng vào/ra để giao tiếp với các thiết bị ngoại vi và các môi trường bên ngoài - tất cả các khối này được thiết kế trong một vi mạch tích hợp Vi điều khiển khác với các bộ vi xử lý đa năng ở chỗ là nó có thể hoạt động chỉ với vài vi mạch hỗ trợ bên ngoài.(Sưu tầm)

1.1.1 Lịch sử

PIC là một họ vi điều khiển RISC được sản xuất bởi công ty Microchip

Technology Dòng PIC đầu tiên là PIC1650 được phát triển bởi Microelectronics

Division thuộc General Instrument

PIC bắt nguồn là chữ viết tắt của "Programmable Intelligent Computer" (Máy tính

khả trình thông minh) là một sản phẩm của hãng General Instruments đặt cho dòng sản phẩm đầu tiên của họ là PIC1650 Lúc này, PIC1650 được dùng để giao tiếp với

MẠCH PHÁT HIỆN VẬT THỂ DI ĐỘNG DÙNG HỒNG NGOẠI SVTH: Trần Thái Dương

các thiết bị ngoại vi cho máy chủ 16bit CP1600, vì vậy, người ta cũng gọi PIC với cái tên "Peripheral Interface Controller" (Bộ điều khiển giao tiếp ngoại vi.(Nguồn vtf)

MẠCH PHÁT HIỆN VẬT THỂ DI ĐỘNG DÙNG HỒNG NGOẠI SVTH: Trần Thái Dương

1.1.2 Phân loại

PIC12xxxx: độ dài lệnh 12 bit

PIC16xxxx: độ dài lệnh 14 bit

PIC18xxxx: độ dài lệnh 16 bit

C: PIC có bộ nhớ EPROM (chỉ có 16C84 là EEPROM)

F: PIC có bộ nhớ flash

LF: PIC có bộ nhớ flash hoạt động ở điện áp thấp

LV: tương tụ như LF, đây là kí hiệu cũ

Bên cạnh đó một số vi điều khiển có kí hiệu xxFxxx là EEPROM, nếu có thêm chữ A ở cuối là flash (ví dụ PIC16F877 là EEPROM, còn PIC16F877A là flash)

Ngoài ra còn có thêm mọt dòng vi điều khiển PIC mới là dsPIC

Ở Việt Nam phổ biến nhất là các họ vi điều khiển PIC do hãng Microchip sản xuất

Hình 1.1.2 Các dòng PIC MẠCH PHÁT HIỆN VẬT THỂ DI ĐỘNG DÙNG HỒNG NGOẠI SVTH: Trần Thái Dương

MẠCH PHÁT HIỆN VẬT THỂ DI ĐỘNG DÙNG HỒNG NGOẠI SVTH: Trần Thái Dương

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU VỀ MỘT VÀI LINH KIỆN ĐƯỢC SỬ DỤNG

Trong đó R: đơn vị ohm (kí hiệu: Ω)

U: điện áp đặt giữa hai đầu điện trở, đơn vị volt (kí hiệu: V)

I: dòng điện đi qua điện trở, đơn vị ampere (kí hiệu: A)

Ký hiệu:

Hình 2.1.1 Kí hiệu điện trở

Hình 2.1.2 Điện trở

Giá trị vòng màu điện trở:

Hình 2.2 Tụ điện

2.3 Led

Cấu tạo:

Hình 2.3.1 Cấu tạo LED

LED (viết tắt của Light Emitting Diode, có nghĩa

là điốt phát quang) là các đi ốt có thể phát ra ánh sáng

tia hồng ngoại, tử ngoại

Hình 2.3.2 Đèn LED

2.4 PIC 16F877A

PIC 16F877A là loại vi điều khiển 8bit tầm trung của hãng microchip

MẠCH PHÁT HIỆN VẬT THỂ DI ĐỘNG DÙNG HỒNG NGOẠI SVTH: Trần Thái Dương

PIC 16F877A có kiến trúc Havard, sử dụng tập lệnh kiểu RISC (Reduced Instruction Set Computer) với chỉ 35 lệnh cơ bản.

Tất cả các lệnh được thực hiện trong một chu kì lệnh ngoại trừ các lệnh rẽ nhánh

Sơ đồ chân của PIC16F877A

Hình 2.4.1 Sơ đồ chân của PIC16F877A

Các chức năng cơ bản:

MẠCH PHÁT HIỆN VẬT THỂ DI ĐỘNG DÙNG HỒNG NGOẠI SVTH: Trần Thái Dương

Hình 2.4.2 Các chức năng PIC16F877A

2.4.1 Bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu

Bộ nhớ chương trình của PIC16F877A là bộ nhớ Flash, dung lượng bộ nhớ 8K word (1 word = 14bit) Bộ nhớ chương trình có khả năng chứa được 8*1024 = 8192 lệnh

Bộ nhớ dữ liệu của PIC là bộ nhớ EEPROM được chia ra làm nhiều bank

MẠCH PHÁT HIỆN VẬT THỂ DI ĐỘNG DÙNG HỒNG NGOẠI SVTH: Trần Thái Dương

Đối với PIC16F877A bộ nhớ dữ liệu được chia ra làm bốn bank Mỗi bank có dung lượng

128 bytes, bao gồm các thanh ghi có chức năng đặc biệt SFG (Special Function Register) nằm ở các vùng địa chỉ thấp và các thanhghi mục đích chung GPR (General Purpose 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) sẽ được đặt ở tất cả các bank của bộ nhớ dữ liệu giúp thuận tiện trong quá trình truy xuất và làm giảm bớt lệnh của chương trình

Hình 2.4.1 Bộ nhớ dữ liệu PIC16F877A

2.4.2 Các thanh ghi đặc biệt

MẠCH PHÁT HIỆN VẬT THỂ DI ĐỘNG DÙNG HỒNG NGOẠI SVTH: Trần Thái Dương

các khối chức năng được tích hợp bên trong vi điều khiển Cóthể phân thanh ghi SFR ra làm hai loại: thanh ghi SFR liên quan đến chức năng bên trong ( CPU) và thanh ghi SFR dùng để thiết lập và điều khiển cáckhối chức năng bên ngoài ( ví dụ như ADC, PWM,…).

Thanh ghi STATUS (03h,83h,103h,183h): thanh ghi chứa kết quả thực 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 của các chân trong PORTB, xác lập các tham số về xung tác động, cạnh tác động của ngắt ngoại vi và bộ đếm của Timer0

Thanh ghi INTCON (0Bh,8Bh,10Bh,18Bh): thanh ghi cho phép đọc và ghi, chứa các bit

điều khiển và các bit cờ hiệu khi timer0 bị tràn, ngắt ngoại vi RB0/INT và ngắt on-change tại các chân của PORTB

interrupt-Thanh ghi PIE1 (8Ch): chứa các bit điều khiển chi tiết các ngắt của các khối chức năng

ngoại vi

Thanh ghi PIR1 (0Ch) chứa cờ ngắt của các khối chức năng ngoại vi, các ngắt này được

cho phép bởi các bit điều khiển chứa trong thanh ghi PIE1

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 chế độ reset của vi điều

khiển

Thanh ghi mục đích chung GPR

Các thanh ghi này có thể được truy xuất trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua thanh ghi FSG(File Select Register) Đây là các thanh ghi dữ liệu thông thường, người sử dụng có thể tùy theo mục đích chương trình mà có thể dùng các thanh ghi này để chứa các biến số, hằng số, kết quả hoặc các tham số phục vụ cho chương trình

Ngoài ra PORTA còn là ngõ ra của bộ ADC, bộ so sánh, ngõ vào analog, xung clock của Timer0 và ngõ vào của bộ giao tiếp MSSP (Master Synchronous Serial Port).

Các thanh ghi SFR liên quan đến PORTA bao gồm:

PORTA (địa chỉ 05H) : chứa giá trị các pin trong PORTA

TRISA (địa chỉ 85H): điều khiển xuất nhập

CMCON (địa chỉ 9CH): thanh ghi điều khiển bộ so sánh

CVRCON (địa chỉ 9DH): thanh ghi điều khiển bộ so sánh điện áp

ADCON1 (địa chỉ 9FH): thanh ghi điều khiển bộ ADC

PORTB

PORTB (RPB) gồm 8 pin I/O Thanh ghi điều khiển xuất nhập tương ứng làTRISB Bên cạnh đó một số chân của PORTB còn được sử dụng trong quá trình nạp chương trình cho

vi điều khiển với chế độ nạp khác nhau PORTB còn liên quan ngắt ngoại vi và bộ

Timer0 PORTB còn được tích hợp chức năng điện trở kéo lên được điều khiển bởi chương trình

Các thanh ghi SFR liên quan đến PORTB bao gồm:

PORTB (địa chỉ 06h,106H): chứa giá trị các pin trong PORTB

TRISB (địa chỉ 86h,186H): điều khiển xuất nhập

OPTION_REG (địa chỉ 81H, 181H): điều khiển ngắt ngoại vi và bộ Timer0

PORTC

PORTC (RBC) gồm 8 pin I/O Thanh ghi điều khiển xuất nhập tương ứng làTRISC Bên cạnh đó PORTC còn chứa các chức năng của bộ so sánh, bộ Timer1, bộ PWM và các chuẩn giao tiếp I2C, SPI, SSP, USART Các thanh ghi điều khiển liên quan đến PORTC:PORTC (địa chỉ 07H): chứa giá trị các pin trong PORTC

TRISC (địa chỉ 87H): điều khiển xuất nhập

PORTD

PORTD gồm 8 chân I/O, thanh ghi điều khiển xuất nhập tương ứng TRISD PORTD còn

là cổng xuất dữ liệu của chuẩn giao tiếp PSP (Parallel Slave Port)

Các thanh ghi liên quan đến PORTD bao gồm:

Thanh ghi PORTD: chứa giá trị các pin trong PORTD

MẠCH PHÁT HIỆN VẬT THỂ DI ĐỘNG DÙNG HỒNG NGOẠI SVTH: Trần Thái Dương

PORTE (RPE) gồm 3 chân I/O Thanh ghi điều khiển xuất nhập tương ứng là TRISE Các chân của PORTE có ngỏ vào là analog Bên cạnh đó còn có các chân điều khiển của chuẩn giao tiếp PSP

Các thanh ghi liên quan đến PORTD bao gồm:

Thanh ghi PORTE: chứa giá trị các pin trong PORTE

Thanh ghi TRISE: điều khiển xuất nhập PORTE và chuẩn giao tiếp PSP

ADCON1: thanh ghi điều khiển khối ADC

TIMER1

Timer1 là bộ định thời 16 bit, giá trị của hai timer1 sẽ được lưu vào hai thanh ghi

(TMR1H:TML1R) Cờ ngắt của Timer1 là TMR1IF (PIR<0>) Bit điều khiển của Timer1

sẽ là TMR1IE (PIE<0>)

Các thanh ghi của Timer1 bao gồm:

INTCON (địa chỉ 0BH, 8BH, 10BH, 18BH): cho phép ngắt hoạt động (GIE và PEIE).PIR1 (địa chỉ 0CH): chứa cờ ngắt Timer1 (TMR1IF)

PIE1 (địa chỉ 8CH): cho phép ngắt Timer1

TMR1L (địa chỉ 0EH): chứa giá trị 8 bit thấp của bộ đếm Timer1

TMR1H (địa chỉ 0EH): chứa giá trị 8 bit cao của bộ đếm Timer1

T1CON (địa chỉ 10H): xác lập các thông số cho Timer1

TIMER2

Timer2 là bộ định thời 8 bit và được hỗ trợ bởi hai bộ chia tần số prescaler và postscaler Thanh ghi chứa giá trị đếm của Timer2 là TMR2 Bit cho phép ngắt Timer2 tác động là TMR2ON (T2CON<2>) Cờ ngắt của Timer2 là bit TMR2IF (PIR1<1>)

Các thanh ghi của Timer2:

INTCON (địa chỉ 0BH, 8BH, 10BH, 18BH): cho phép ngắt hoạt động (GIE và PEIE).PIR1 (địa chỉ 0CH): chứa cờ ngắt Timer2 (TMR2IF)

PIE1 (địa chỉ 8CH): cho phép ngắt Timer2

TMR2 (địa chỉ 11H): chứa giá trị đếm Timer2

T2CON (địa chỉ 12H): xác lập các thông số cho Timer2

ADC

MẠCH PHÁT HIỆN VẬT THỂ DI ĐỘNG DÙNG HỒNG NGOẠI SVTH: Trần Thái Dương

ADC (Analog to Digital Converter) là bộ chuyển đổi tín hiệu giữa hai dạng tương tự và

số PIC16F877A có 8 ngõ vào analog (RA4:RA0 và RE2:RE0) Khi không sử dụng bộ chuyển đổi ADC, các thanh ghi này có thể được sử dụng như các thanh ghi thông thường khác Khi quá trình chuyển đổi hoàn tất, kết quả sẽ được lưu vào hai thanh ghi

ADRESH:ADRESL

2.5 Thạch anh 20MHz

Thạch anh điện tử: là một linh kiện làm bằng tinh thể đá thạch anh được mài phẳng và chính xác Linh kiện thạch anh làm việc dựa trên hiệu ứng áp điện Hiệu ứng này có tính thuận nghịch Khi áp một điện áp vào 2 mặt của thạch anh, nó sẽ bị biến dạng Ngược lại,khi tạo sức ép vào 2 bề mặt đó, nó sẽ phát ra điện áp

Như vậy nếu ta đặt một điện áp xoay chiều vào thì nó sẽ biến dạng theo tần số của điện

áp đó Khi thay đổi đến một tần số nào đó, thì nó sẽ cộng hưởng

Mạch tương đương của nó gồm một L và một C nối tiếp với nhau Cả cụm ấy song song với một C khác và một R cách điện

Tần số cộng hưởng của Thạch anh tùy thuộc vào hình dáng và kích thước của nó Mỗi tinh thể thạch anh có 2 tần số cộng hưởng: tần số cộng hưởng nối tiếp, và tần số cộng hưởng song song Hai tần số này khá gần nhau và có trị số khá bền vững, hầu như rất ít bịảnh hưởng bởi các điều kiện môi trường bên ngoài Ngoài ra, hệ số phẩm chất của mạch cộng hưởng rất lớn, nên tổn hao rất thấp

Mạch Dao động Thạch anh: cho ra tần số rất ổn định, sử dụng rất nhiều trong các đồng hồđiện tử (như đồng hồ đeo tay, đồng hồ để bàn ), trong các thiết bị đo lường điện tử (tạo xung chuẩn), trong mạch đồng bộ màu của TV, VCR, trong các thiết bị tin học (máy vi tính, các thiết bị nối với máy vi tính), trong các nhạc cụ điện tử như Piano điện, organ Mạch lọc tích cực dùng Thạch anh: sử dụng nhiều trong các mạch khuếch đại trung tần của các máy thu thông tin liên lạc, TV, Radio

Hình 2.5 Thạch anh MẠCH PHÁT HIỆN VẬT THỂ DI ĐỘNG DÙNG HỒNG NGOẠI SVTH: Trần Thái Dương

Chuẩn giao tiếp UART (truyền thông nối tiếp không đồng bộ).

Khoảng cách thu phát không dây: bán kính 12 m

Hỗ trợ chế độ Master, Slave,Loopback (có thể lựa chọn chế độ bằng các lệnh AT).Chế độ đặt lệnh AT từ máy tính, vi điều khiển

Hình 2.6 Bluetooth HC-05

2.7 Còi báo hiệu

CÁC THIẾT BỊ LED, QUẠT,…

VI ĐIỀU KHIỂN

PIC

BLUETOOTH MODEL NÚT NHẤN (SMARTPHONE)

Nguồn: Nguồn được nhận từ adapter 5VDC.

Nút nhấn smartphone: Nút nhấn được viết bằng app điều khiển qua bluetooth.

Bluetooth Model: Thiết bị Bluetooth có chức năng truyền nhận dữ liệu truyền vào PIC Trung tâm điều khiển: PIC16F877A nhận dữ liệu, lệnh từ Bluetooth Model

Cảm biến nhiệt: Cảm biến nhiệt độ LM35.

LCD: Hiển thị nhiệt độ lên màn hình.

Thiết bị: Đèn, quạt,…

3.1 Mạch mô phỏng Proteus

Hình 3.1 Mạch mô phỏng

#include "D:\ARDUI\Thau\bluetooth pic\main.h"

#include <stdio.h>

#include <lcd.c>

#define LCD_RS_PIN PIN_D1

#define LCD_ENABLE_PIN PIN_D0

#define LCD_RW_PIN PIN_D2

#define LCD_DATA4 PIN_D4

#define LCD_DATA5 PIN_D5

#define LCD_DATA6 PIN_D6

#define LCD_DATA7 PIN_D7

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG

Mạch mô phỏng trên phần mềm Proteus thành công theo yêu cầu đề ra.Mạch in:

Hình 4 Mạch in

Đo nhiệt độ: Việc thu nhận và đo đạc tia hồng ngoại có thể giúp xác định nhiệt độ của vật

từ xa, nếu chúng là nguồn phát ra các tia thu được Hình chụp trong phổ hồng ngoại gọi

là hình ảnh nhiệt, hay trong trường hợp vật rất nóng trong NIR hay có thể thấy được gọi

là phép đo nhiệt

Kỹ thuật hồng ngoại trong quân sự: Kỹ thuật hồng ngoại rất quan trọng với ngành quốc phòng Những tên lửa không đối không cự ly gần mà máy bay chiến đấu sử dụng đều có dùng tia hồng ngoại dẫn đường, thường gọi là "tên lửa tầm nhiệt" hay tên lửa dẫn hướng hồng ngoại Đầu tên lửa lắp thiết bị đầu dò hồng ngoại, tên lửa tự động bám sát luồng hơinóng từ động cơ máy bay để tìm đến đích

Truyền thông: Tia hồng ngoại gần và trung được dùng trong viễn thông cáp quang, do có tổn hao nhỏ, cũng như do công nghệ chế tạo linh kiện phát và thu tín hiệu quy định

Điện tử điều khiển: Các điều khiển xa (remote control), tự động bật tắt thiết bị, phụ kiện

thiết bị vi tính

Nghiên cứu thiên văn: Trong thiên văn học quan sát hồng ngoại đặc biệt có ý nghĩa trong phát hiện và nghiên cứu các đối tượng "lạnh" có nhiệt đô dưới 1.000° K, và khó có thể nhìn thấy trong vùng quang phổ khác, hoặc các đối tượng ở trong hoặc phía sau một đám mây liên sao (Nguồn Wikipedia)

TÀI LIỆU THAM KHẢO