THIẾT kế MẠCH đếm SẢN PHẨM HIỂN THỊ TRÊN LED 7 ĐOẠN từ 00 99 dùng PIC (có code và sơ đồ mạch)

THIẾT kế MẠCH đếm SẢN PHẨM HIỂN THỊ TRÊN LED 7 ĐOẠN từ 00 99 dùng PIC (có code và sơ đồ mạch) THIẾT kế MẠCH đếm SẢN PHẨM HIỂN THỊ TRÊN LED 7 ĐOẠN từ 00 99 dùng PIC (có code và sơ đồ mạch) THIẾT kế MẠCH đếm SẢN PHẨM HIỂN THỊ TRÊN LED 7 ĐOẠN từ 00 99 dùng PIC (có code và sơ đồ mạch) THIẾT kế MẠCH đếm SẢN PHẨM HIỂN THỊ TRÊN LED 7 ĐOẠN từ 00 99 dùng PIC (có code và sơ đồ mạch)

Trang 1

HIỂN THỊ TRÊN LED 7 ĐOẠN (00 - 99)

Trang 2

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU LINH KIỆN 1

1.1 Giới thiệu vi điều khiển PIC 16F877A 1

1.1.1 Môt vài thông số của vi điều khiển PIC16F877A 1

1.1.2 Sơ đồ khối của vi điều khiển PIC 16F887A 2

1.1.3 Tổ chức bộ nhớ 3

1.1.3.1 Bộ nhớ chương trình 3

1.1.3.2 Bộ nhớ dữ liệu 4

1.1.4 Các cổng xuất nhập của PIC 16F887A 4

1.1.4.1 PORTA 4

1.1.4.2 PORTB 5

1.1.4.3 PORTC 5

1.1.4.4 PORTD 6

1.1.4.5 PORTE 6

1.2 Quang trở 6

1.3 Laze 8

1.4 Điện trở 8

1.5 Tụ điện 9

1.6 IC 7805 11

1.7 Led 7 đoạn đôi 12

CHƯƠNG 2 SƠ ĐỒ HOẠT ĐỘNG 14

2.1 Sơ đồ hệ thống 14

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH 15

Trang 3

3.3 Mạch hoàn chỉnh 16

3.4 Nguyên lý hoạt động 17

3.5 Lưu đồ giải thuật 17

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN 18

TÀI LIỆU THAM KHẢO 19

Trang 4

Hình1.1 Sơ đồ chân của PIC 16F877A 1

Hình1.2 Sơ đồ khối vi điều khiển PIC 16F887A 2

Hình1.3 Bộ nhớ chương trình PIC 16F887A 3

Hình1.4 hình dạng quang trở 6

Hình1.5 kí hiệu quang trở 7

Hình1.6 biểu đồ quang trở 7

Hình1.7 hình dạng laze 8

Hình1.8 hình dạng điện trở 8

Hình1.9 hình dạng tụ điện 9

Hình1.10 sơ đồ chân IC 7805 11

Hình1.11 sơ đồ chân led 7 đoạn đôi 12

Trang 5

PIC Programable Intelligent Computer

EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory

Trang 6

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU LINH KIỆN

1.1 Giới thiệu vi điều khiển PIC 16F877A

PIC là tên viết tắt của “Programable Intelligent Computer” (Máy tính khả trình

thông minh) PIC là một họ vi điều khiển chạy một lệnh một chu kỳ máy, gồm 40 chân, mỗi chân có một chức năng khác nhau Trong đó có môt số chân đa công dụng

1.1.1 Môt vài thông số của vi điều khiển PIC16F877A

Hình1.1 Sơ đồ chân của PIC 16F877A

Đây là vi điều khiển thuộc họ PIC16Fxxx với các tập lệnh gồm 35 lệnh cóđộ dài 14 bit Mỗi lệnh đều được thực thi trong một chu kì xung clock Tốc độhoạt động tối đa cho phép là 20 MHz với một chu kì lệnh là 200ns Bộ nhớchương trình 8Kx14 bit, bộ nhớ dữ liệu 368x8 byte RAM và bộ nhớ dữ liệuEEPROM với dung lượng 256x8 byte Số PORT I/O là 5 với 33 pin I/O

Trang 7

 Các đặc tính ngoại vi bao gồm các khối chức năng sau:

_Timer0: bộ đếm 8 bit với bộ chia tần số 8 bit

_Timer1: bộ đếm 16 bit, có thể thực hiện chức năng đếm dựa vào xung clockngoại vi ngay khi vi điều khiển hoạt động ở chế độ sleep

_Timer2: bộ đếm 8 bit với bộ chia tần số, bộ postcaler

_ Hai bộ Capture/so sánh/điều chế độ rộng xung

_ Các chuẩn giao tiếp nối tiếp SSP (Synchronous Serial Port), SPI và I2C

_ Chuẩn giao tiếp nối tiếp USART với 9 bit địa chỉ

_ Cổng giao tiếp song song PSP (Parallel Slave Port) với các chân điều khiển

RD, WR, CS ở bên ngoài

_Các đặc tính Analog: 8 kênh chuyển đổi ADC 10 bit, hai bộ so sánh

1.1.2 Sơ đồ khối của vi điều khiển PIC 16F887A

Trang 8

Hình1.2 Sơ đồ khối vi điều khiển PIC 16F887A 1.1.3 Tổ chức bộ nhớ

Cấu trúc bộ nhớ của vi điều khiển PIC16F887 bao gồm bộ nhớ chương trình(Program memory) và bộ nhớ dữ liệu ( Data memory)

1.1.3.1 Bộ nhớ chương trình

Bộ nhớ chương trình của vi điều khiển PIC16F887 là bộ nhớ flash, dung lượng bộ nhớ8K word (1 word = 14 bit) 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 một lệnh saukhi mã hóa sẽ có dung lượng một word (14 bits)

Trang 9

Hình1.3 Bộ nhớ chương trình PIC 16F887A 1.1.3.2Bộ nhớ dữ liệu

Bộ nhớ dữ liệu của PIC là bộ nhớ EEPROM được chia ra làm nhiều bank Đối vớiPIC16F887 bộ nhớ dữ liệu được chia ra làm bốn bank Mỗi bank có dung lượng 128bytes, 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 PurposeRegister) nằm ở vùng địa chỉ còn lại trong bank Các thanh ghi SFR thường xuyênđược sử dụng (ví dụ như thanh ghi STATUS) sẽ được đặt ở tất cả các bank của bộ nhớdữ liệu giúp thuận tiện trong quá trình truy xuất và làm giảm bớt lệnh của chương trình

Trang 10

1.1.4 Các cổng xuất nhập của PIC 16F887A

Cổng xuât nhập của PIC gồm nhiều chân I/O, tùy theo chúc năng mà mỗi cổng cósố lượng chân khác nhau Một số chân xuất nhập còn có thêm chức năng khác để thểhiện sự tác động của các đặc tính nêu trên đối với thế giới bên ngoài Chức năng củatừng chân xuất nhập trong mỗi cổng hoàn toàn có thể được xác lập và điều khiển đượcthông qua các thanh ghi SFR liên quan đến chân xuất nhập đó

Vi điều khiển PIC16F877A có 5 cổng xuất nhập với 33 pin I/O, bao gồm PORTA(6 pin), PORTB (8 pin), PORTC (8 pin), PORTD (8 pin) và PORTE (3 pin)

1.1.4.1PORTA

PORTA (RPA) bao gồm 6 I/O pin Đây là các chân “hai chiều”, nghĩa là có thể xuất vànhập được Chức năng I/O này được điều khiển bởi thanh ghi TRISA (địa chỉ 85h).Muốn xác lập chức năng của một chân trong PORTA là input, ta “set” bit điều khiểntương ứng với chân đó trong thanh ghi TRISA và ngược lại, muốn xác lập chức năngcủa một chân trong PORTA là output, ta “clear” bit điều khiển tương ứng với chân đótrong thanh ghi TRISA Thao tác này hoàn toàn tương tự đối với các PORT và cácthanh ghi điều khiển tương ứng TRIS (đối với PORTA và TRISA, đối với PORTB làTRISB, đối với PORTC là TRISC, đối với PORTD là TRISD và đối với PORTE làTRISE) Bên cạnh đó PORTA còn là ngõ ra của bộ ADC, bộ so sánh, ngõ vào analogngõ vào xung clock của Timer0 và ngõ vào của bộ giao tiếp MSSP (MasterSynchronous 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

Trang 11

PORTB (RPB) gồm 8 pin I/O Thanh ghi điều khiển xuất nhập tương ứng là TRISB.Bên cạnh đó một số chân của PORTB còn được sử dụng trong quá trình nạp chươngtrình cho vi điều khiển với các chế độ nạp khác nhau PORTB còn liên quan đến ngắtngoại vi và bộ Timer0 PORTB còn được tích hợp chức năng điện trở kéo lên đượcđiều 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

1.1.4.3PORTC

PORTC (RPC) gồm 8 I/O Thanh ghi điều khiển xuất nhập tương ứng là TRISC Bênh cạnh đó PORTC còn chứa các chân chức năng của bộ so sánh, bộ Timer1, bộ PWM và các chuẩn giao tiếp nối 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

1.1.4.4PORTD

PORTD (RPD) gồm 8 chân I/O, thanh ghi điều khiển xuất nhập tương ức là 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

 Thanh ghi TRISD : điều khiển xuất nhập

Trang 12

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

 Các thanh ghi liên quan đến PORTE bao gồm:

 PORTE : chứa giá trị các chân trong PORTE

 TRISE : điều khiển xuất nhập và xác lập các thông số cho chuẩn giao tiếp PSP

 ADCON1 : thanh ghi điều khiển khối ADC

1.2 Quang trở

Là điện trở có trị số càng giảm khi được chiếu sáng càng mạnh Điện trở tối (khi khôngđược chiếu sáng - ở trong bóng tối) thường trên 1M, trị số này giảm rất nhỏ có thể dưới

100 ôm khi được chiếu sáng mạnh

Hình1.4 hình dạng quang trở

Trang 13

Hình1.5 kí hiệu quang trở

Nguyên lý làm việc của quang điện trở là khi ánh sáng chiếu vào chất bán dẫn (có thể

là Cadmium sulfide – CdS, Cadmium selenide – CdSe) làm phát sinh các điện tử tự dotức sự dẫn điện tăng lên và làm giảm điện trở của chất bán dẫn Các đặc tính điện và độnhạy của quang điện trở dĩ nhiên tùy thuộc vào vật liệu dùng trong chế tạo

Hình1.6 biểu đồ quang trở

 Về phương diện năng lượng, ta nói ánh sáng đã cung cấp một năng lượng E=h.f đểcác điện tử nhảy từ dãi hóa trị lên dãi dẫn điện, như vậy năng lượng cần thiết h.fphải lớn hơn năng lượng của dãi cấm

 Vài ứng dụng của quang điện trở:

Trang 14

1.3 Laze

Điện áp hoạt động: 5V

Đây là một đầu laser màu đỏ phát ra một chùm tia laser song song Trong điều khiện không có sương mù, khói, chúng ta sẽ nhìn thấy một chấm đỏ

Hình1.7 hình dạng laze

Hình1.8 hình dạng điện trở

Trang 15

Điện trở là sự cản trở dòng điện của một vật dẫn điện, nếu một vật dẫn điệntốt thì điện trở nhỏ, vật dẫn điện kém thì điện trở lớn, vật cách điện thì điện trở vôcùng lớn.

Giá trị điện trở đặc trưng cho khả năng cản trở dòng điện của điện trở Yêucầu cơ bản đối với giá trị điện trở đó là ít thay đổi theo nhiệt độ, độ ẩm và thờigian, Điện trở dẫn điện càng tốt thì giá trị của nó càng nhỏ và ngược lại

Giá trị điện trở được tính theo đơn vị Ohm (Ω), kΩ, MΩ, hoặc GΩ), kΩ), kΩ, MΩ, hoặc GΩ, MΩ), kΩ, MΩ, hoặc GΩ, hoặc GΩ), kΩ, MΩ, hoặc GΩ

Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào chất liệu, độ dài và tiết diện của dâyđược tính theo công thức sau:

R=ρ L/ S

Trong đó:

ρ là điện trở suất phụ thuộc vào chất liệu

L là chiều dài dây dẫn

S là tiết diện dây dẫn

R là điện trở đơn vị là Ohm

1.5 Tụ điện

Trang 16

Hình1.9 hình dạng tụ điện

Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động được sử dụng rất rộng rãi trong các mạch điện tử, chúng được sử dụng trong các mạch lọc nguồn, lọc nhiễu, mạch truyền tín hiệu xoay chiều, mạch tạo dao động,……

Cấu tạo của tụ điện gồm hai bản cực đặt song song, ở giữa có một lớp cách điện gọi là điện môi

Dùng giấy, gốm, mica, giấy tẩm hóa chất làm chất điện môi và tụ điện cũng được phân loại theo tên gọi của các chất điện môi như tụ giấy, tụ gốm, tụ hóa

Khi tụ nạp điện thì tụ sẽ bắt đầu nạp điện từ điện áp 0V tăng dần đến điện áp UDC theo hàm số mũ đối với thời gian t Điện áp tức thời trên hai đầu tụ được tính theo công thức:

U c(t)=UDC(1−e−t / τ

)Khi tụ xả điện thì điện áp trên tụ từ trị số VDC sẽ giảm dần đến 0V theo hàm số mũ đối với thời gian t Điện áp trên hai đầu tụ khi xả được tính theo

Trang 17

e = 2,71828

τ = RC đơn vị là giây (s)

Công thức tính điện dung tụ:

C=ε S /d

ε là hằng số điện môi

S là diện tích bề mặt tụ m2

d là bề dày chất điện môi

1.6 IC 7805

Họ IC 78xx là một dòng linh kiện có ba chân: INPUT, GND và OUTPUT Được ứng dụng trong mạch nguồn cung cấp cho hệ thống logic, đo lường … Đảm bảo ngõ ra luôn luôn giữ ở mức cố định

IC Điện áp ngõ ra

Trang 18

Hình1.10 sơ đồ chân IC 7805 1.7 Led 7 đoạn đôi

Hình1.11 sơ đồ chân led 7 đoạn đôi

Trang 20

CHƯƠNG 2 SƠ ĐỒ HOẠT ĐỘNG2.1 Sơ đồ hệ thống

Hình2.1 sơ đô khối

Trang 21

 Khối nguồn: tạo điện áp ổn định 5V để cung cấp cho các khối và linh kiện trong

mạch

 Khối xử lý trung tâm: nhận tín hiệu từ khối điều khiển led 7 thanh rồi xuất tín hiệu

ra khối hiển thị

 Khối điều khiển led 7 thanh: xuất tín hiệu đến khối xử lý trung tâm

 Khối hiển thị: nhận tín hiểu từ khối xử lý trung tâm và hiển thị các kí tự theo

chương trình trong khối xử lý trung tâm

Trang 22

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH3.1 Sơ đồ nguyên lý

Hình3.1 sơ đồ nguyên lý

Trang 23

3.2 Sơ đồ mạch in

Hình3.2 sơ đồ mạch in

Trang 24

3.3 Mạch hoàn chỉnh

Hình3.3 mạch thực tế

3.4 Nguyên lý hoạt động

Khi khởi động mạch, vi điều khiển sẽ nhận tín mức tín hiệu 0 hoặc 1 từ quang trở vàkhi có xung cạnh lên, led 7 thanh sẽ nhận được tín hiệu nhờ vào 2 chân quét led của viđiều khiển và hiển thị từ 00 đến 99

Trang 25

3.5 Lưu đồ giải thuật

Hình3.4 lưu đồ giải thuật

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN

Trang 26

Hướng phát triển của đề tài: có thể đếm lượng sản phẩm lên tới 10000 và hiển thị,điều khiển trên máy tính nhờ vậy nên dễ kiểm soát và chặt chẽ hơn.

Do còn hạn chế về thời gian và trình độ nên đề tài không tránh khỏi nhiều sai sót,

em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến chân tình của quý thầy cô và các bạn để đề tài được hoàn chỉnh hơn Em xin chân thành cảm ơn

TÀI LIỆU THAM KHẢOTiếng việt:

Trang 27

[1] Tống Văn On, “Truyền Dữ Liệu”, ĐH Kỹ Thuật Tp HCM năm 1999.

[2] Văn Thế Minh, “Kỹ thật vi xử lý”, NXB GD năm 1997

[3] Ngô Diên Tập, “Vi điều khiển với lập trình”, NXB KHKT Hà Nội

Tiếng anh:

[4]DatasheetsPIC16F877A

http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/82338/MICROCHIP/

PIC16F877A.html

Trang 28

Code chương trình nạp vào vi điều khiển

const unsigned char Code7Seg[10] = {0xC0, 0xF9, 0xA4, 0xB0, 0x99, 0x92, 0x82,0xF8, 0x80, 0x90};

#define led1 rc0_bit

#define led2 rc1_bit

#define set rc3_bit

#define CB rc2_bit

#define tat 0

#define sang 1

unsigned long dem=0,dem1=0,dem2=0,dem3=0,cnt=0;

unsigned int chuc=0,donvi=0;

Trang 29

if(CB=1){delay_ms(200); if(CB=1); dem1++;}

Trang 30

if(set=1){ delay_ms(150); if(set=1){ cnt++; if(cnt>3){ cnt=0; } } }

Định dạng
Số trang	30
Dung lượng	806,95 KB