MẠCH GIAO TIẾP GIỮA PHÍM NHẤN, LED đơn và VI điều KHIỂN PIC (có code và sơ đồ mạch)

MẠCH GIAO TIẾP GIỮA PHÍM NHẤN, LED đơn và VI điều KHIỂN PIC (có code và sơ đồ mạch) MẠCH GIAO TIẾP GIỮA PHÍM NHẤN, LED đơn và VI điều KHIỂN PIC (có code và sơ đồ mạch) MẠCH GIAO TIẾP GIỮA PHÍM NHẤN, LED đơn và VI điều KHIỂN PIC (có code và sơ đồ mạch) MẠCH GIAO TIẾP GIỮA PHÍM NHẤN, LED đơn và VI điều KHIỂN PIC (có code và sơ đồ mạch) MẠCH GIAO TIẾP GIỮA PHÍM NHẤN, LED đơn và VI điều KHIỂN PIC (có code và sơ đồ mạch)

Đ ÁN 1 Ồ

LED Đ N VÀ VI ĐI U KHI N PIC Ơ Ề Ể

M C L C Ụ Ụ

L I C M N Ờ Ả Ơ 2

DANH M C CÁC HÌNH VẼ Ụ 5

L I M Đ U Ờ Ở Ầ 5

CH ƯƠ NG I: GI I THI U Đ TÀI Ớ Ệ Ề 7

1.1 Đ t v n đ :ặ ấ ề 7

1.2 Yêu c u c a m ch:ầ ủ ạ 7

1.3 Ch c năng ho t đ ng c a m ch:ứ ạ ộ ủ ạ 8

CH ƯƠ NG II: GI I THI U PH N C NG Ớ Ệ Ầ Ứ 9

2.1 S đ nguyên lý ho t đ ng c a m ch:ơ ồ ạ ộ ủ ạ 9

2.2 Kh i ngu n:ố ồ 10

2.3 Kh i vi đi u khi n:ố ề ể 11

2.3.1 Đ c đi m PIC 16F877A:ặ ể 11

2.3.2 S đ kh i vi đi u khi n PIC 16F877A:ơ ồ ố ề ể 13

2.3.3 Các c ng ra vào c a PIC 16F877A:ổ ủ 13

2.3.4 T ch c b nh :ổ ứ ộ ớ 14

2.4 Kh i led đ n:ố ơ 17

2.5 Kh i phim nh n:ố ấ 18

CH ƯƠ NG III: THI T K VÀ THI CÔNG M CH Ế Ế Ạ 20

3.1 L u đ gi i thu t:ư ồ ả ậ 20

3.2 S đ nguyên lý:ơ ồ 21

3.3 S đ m ch in:ơ ồ ạ 22

3.4 M ch th c t và mô ph ng th c nghi m:ạ ự ế ỏ ự ệ 23

CH ƯƠ NG IV: NH N XÉT VÀ K T LU N Ậ Ế Ậ 24

4.1 u đi m và nhƯ ể ược đi m c a m ch:ể ủ ạ 24

4.2 Kh năng ng d ng và phát tri n:ả ứ ụ ể 24

TÀI LI U THAM KH O Ệ Ả 25

PH L C ( CODE ) Ụ Ụ 26

Hình 2.7 Kh i led đ n……… 17ố ơ

Hình 2.8 Led đ n th c t s d ng trong m ch……… 18ơ ự ế ử ụ ạHình 2.9 Kh i phím nh n g m 8 phím nh n……….18ố ấ ồ ấHình 2.10 Nút nh n th c t s d ng trong m ch……… 19ấ ự ế ử ụ ạHình 3.1 L u đ gi i thu t………20ư ồ ả ậ

Hình 3.2 S đ nguyên lý c a m ch giao ti p gi a phím nh n, led đ n và vi ơ ồ ủ ạ ế ữ ấ ơ

đi u khi n PIC……… 21ề ể

Hình 3.3 S đ m ch in m ch giao ti p gi a phím nh n, led đ n và vi đi u ơ ồ ạ ạ ế ữ ấ ơ ềkhi n PIC………22ể

Hình 3.4 S đ m ch in m ch ngu n………22ơ ồ ạ ạ ồ

Hình 3.5 M ch giao ti p gi a phím nh n, led đ n và vi đi u khi n ạ ế ữ ấ ơ ề ể

PIC………… 23

L I M Đ U Ờ Ở Ầ

Khoa h c và công ngh luôn phát tri n không ng ng ngh , nh đó cu cọ ệ ể ừ ỉ ờ ộ

s ng con ngố ười ngày càng tr nên ti n nghi, hi n đ i h n Đi u này đem l iở ệ ệ ạ ơ ề ạcho ta nh ng gi i pháp t t h n trong vi c x lý nh ng v n đ có th r t ph cữ ả ố ơ ệ ử ữ ấ ề ể ấ ứ

t p g p ph i trong cu c s ng Vi c ng d ng các thành t u khoa h c kỹ thu tạ ặ ả ộ ố ệ ứ ụ ự ọ ậ

hi n đ i ngày càng nhi u trong các lĩnh v c đã và đang giúp con ngệ ạ ề ự ười thay

th d n nh ng phế ầ ữ ương th c th công, l c h u.ứ ủ ạ ậ

Cùng v i s phát tri n chung này, nớ ự ể ước ta cũng đang m nh mẽ ti nạ ếhành công cu c công nghi p hóa và hi n đ i hóa đ t nộ ệ ệ ạ ấ ước đ b t k p s phátể ắ ị ựtri n c a các nể ủ ước trong khu v c và trên th gi i Trong đó lĩnh v c đi n tự ế ớ ự ệ ửđang ngày càng đóng vai trò quan tr ng trong vi c phát tri n kinh t và đ iọ ệ ể ế ờ

s ng con ngố ười S ph bi n c a nó đóng góp không nh t i s phát tri n c aự ổ ế ủ ỏ ớ ự ể ủ

t t c các ngành s n xu t, gi i trí, trong nh ng năm g n đây đ c bi t trongấ ả ả ấ ả ữ ầ ặ ệlĩnh v c gi i trí, qu ng cáo đã có s phát tri n m nh mẽ v i nhi u hình th c,ự ả ả ự ể ạ ớ ề ứ

phương pháp ti p c n, qu ng bá và chia s thông tin hi n đ i và toàn di nế ậ ả ẻ ệ ạ ệ

h n V i các bi n qu ng cáo s d ng các đèn led đ màu s c.ơ ớ ể ả ử ụ ủ ắ

V i s đam mê, yêu thích c a mình trong lĩnh v c nàyớ ự ủ ự cũng nh đ tìmư ể

hi u thêm v vi đi u khi n PIC Em đã quy t đ nh ch n đ tài “M ch giao ti pể ề ề ể ế ị ọ ề ạ ế

gi a phím nh n, led đ n và vi đi u khi n pic” làm đ tài đ án 1 Trong th iữ ấ ơ ề ể ề ồ ờgian ng n th c hi n đ tài v i ki n th c còn nhi u h n ch , nên trong quy nắ ự ệ ề ớ ế ứ ề ạ ế ểbáo cáo đ án này không tránh kh i thi u sót Em mong nh n đồ ỏ ế ậ ược nh n xétậ

và góp ý c a các th y cô đ đ tài c a em có th hoàn thi n h n cũng nh mủ ầ ể ề ủ ể ệ ơ ư ở

r ng đ tài sau này.ộ ề

TP H Chí Minh, ngày 07 tháng 11 năm 2017ồ Tác giả

Ngô Văn Hoàng Khánh

CH ƯƠ NG I: GI I THI U Đ TÀI Ớ Ệ Ề1.1Đ t v n đ : ặ ấ ề

M i c a hi u, c a hàng đ u c n có bi n hi u đ thu hút khách hàng và choỗ ử ệ ử ề ầ ể ệ ểkhách hàng bi t mình bán s n ph m gì Nh ng vào bu i t i thì bi n hi uế ả ẩ ư ổ ố ể ệthông thường không th nhìn th y rõ để ấ ược Lúc này bi n hi u led hay bi nể ệ ể

qu ng cáo led sẽ phát huy tác d ng Bi n qu ng cáo led đả ụ ể ả ượ ử ục s d ng khá phổ

bi n t i các thành ph , n i đông đúc Các bi n qu ng cáo này thế ạ ố ơ ể ả ường x d ngử ụ

r t nhi u led Các led đấ ề ượ ắc s p x p theo các ch hay là các hình nh, v t d ngế ữ ả ậ ụ

c n qu ng cáo c a các c a hi u Khi tr i t i các bi n qu ng cáo này sẽ sángầ ả ủ ử ệ ờ ố ể ả

r c và ch p t t đ màu liên t c r t đ p, thu hút s chú ý c a m i ngự ớ ắ ủ ụ ấ ẹ ự ủ ọ ười

Hình 1.1 M t bi n qu ng cáo led.ộ ể ảTrong đ án 1 này do m i tìm hi u và ng d ng s d ng PIC Nên tôi ch sồ ớ ể ứ ụ ử ụ ỉ ử

d ng 8 led đ n và 8 phím nh n đ đi u khi n các led này ch y m t s hi uụ ơ ấ ể ề ể ạ ộ ố ệ

 Có nhi u hi u ng led và có th chuy n đ i gi a các hi u ng này.ề ệ ứ ể ể ổ ữ ệ ứ

 Đi n áp ho t đ ng c a m ch không gây nguy hi m đ n ngệ ạ ộ ủ ạ ể ế ườ ử ụi s d ng

1.3Ch c năng ho t đ ng c a m ch: ứ ạ ộ ủ ạ

M ch g m 8 led đ n và 8 nút nh n Sẽ có b y hi u ng sáng led khác nhauạ ồ ơ ấ ả ệ ứ

tương đương v i b y phím nh n và nút nh n th tám còn l i đ t t t t c cácớ ả ấ ấ ứ ạ ể ắ ấ ảled Khi nh n m t phím nh n b t kỳ ngoài phím t t thì 8 led sẽ sáng t t liênấ ộ ấ ấ ắ ắ

t c không d ng theo m t hi u ng tụ ừ ộ ệ ứ ương ng Khi b m phím nh n khác thì 8ứ ấ ấled sẽ sáng t t theo hi u ng khác tắ ệ ứ ương ng v i phím nh n m i này Các ledứ ớ ấ ớ

sẽ sáng t t liên t c cho đ n khi ta nh n phím t t thì m i t t.ắ ụ ế ấ ắ ớ ắ

CH ƯƠ NG II: GI I THI U PH N C NG Ớ Ệ Ầ Ứ

2.1 S đ nguyên lý ho t đ ng c a m ch: ơ ồ ạ ộ ủ ạ

KH I NGU NỐ ỒDC

KH I VI ĐI UỐ ỀKHI N PICỂ16F877A

KH I Ố LED Đ NƠ

KH I PHÍMỐ

NH NẤ

Hình 2.1 S đ kh i h th ngơ ồ ố ệ ố.

2.2 Kh i ngu n: ố ồ

Hình 2.2 S đ nguyên lý kh i ngu n.ơ ồ ố ồ

Kh i ngu n l y ngu n 220 VAC, dùng bi n áp h xu ng còn 9 VAC, khiố ồ ấ ồ ế ạ ố

đi qua c u ch nh l u thành 9VDC Sau đó qua IC 7805 n áp t o ngu n 5VDCầ ỉ ư ổ ạ ồ

n đ nh cung c p đi n áp cho toàn m ch

Các t C1, C2 có ch c năng l c ngu n Còn t C3 giúp l c nhi u t n cao.ụ ứ ọ ồ ụ ọ ễ ầCác led D1, D2 dùng đ báo hi u.ể ệ

2.3 Kh i vi đi u khi n: ố ề ể

Hình 2.3 Kh i vi đi u khi n.ố ề ể

Kh i vi đi u khi n s d ng vi đi u khi n PIC 16F877A đóng vai trò r tố ề ể ử ụ ề ể ấquan tr ng đ đi u khi n h th ng Nó bao g m m ch t o dao đ ng th chọ ể ề ể ệ ố ồ ạ ạ ộ ạanh, m ch reset đ reset h th ng l i tr ng thái ban đ u Kh i vi đi u khi nạ ể ệ ố ạ ạ ầ ố ề ể

sẽ được c p ngu n b i kh i ngu n Các chân c a vi đi u khi n sẽ đấ ồ ở ố ồ ủ ề ể ược k tế

n i v i kh i led đ n, kh i phím nh n.ố ớ ố ơ ố ấ

2.3.1 Đ c đi m PIC 16F877A: ặ ể

PIC 16F877A là vi đi u khi n thu c h PIC 16FXXX v i t p l nh g m 35ề ể ộ ọ ớ ậ ệ ồ

l nh có đ dài 14 bit M i l nh đ u đệ ộ ỗ ệ ề ược th c thi trong m t chu kì xung clock.ự ộ

Ho t đ ng v i đi n áp t 2V đ n 5,5V.ạ ộ ớ ệ ừ ế

T c đ ho t đ ng t i đa cho phép là 20 MHz v i m t chu kì l nh làố ộ ạ ộ ố ớ ộ ệ200ns

Dung lượng b nh chộ ớ ương trình (flash) là 8Kx14 bit, b nh d li uộ ớ ữ ệRAM là 368x8 byte và b nh d li u EEPROM là 256x8 byte.ộ ớ ữ ệ

B nh flash có kh năng ghi xóa độ ớ ả ược 100.000 l n B nh EEPROM cóầ ộ ớ

kh năng ghi xóa đả ược 1.000.000 l n D li u b nh EEPROM có th l u trầ ữ ệ ộ ớ ể ư ữtrên 40 năm và có th t l p trình l i để ự ậ ạ ược dướ ựi s đi u khi n c a ph nề ể ủ ầ

m m.ề

S chân : 40 chân, 5 c ng ra vào là RA, RB, RC, RD, RE.ố ổ

Hình 2.4 S đ chân c a PIC 16F877A và hình d ng trong th c t ơ ồ ủ ạ ự ế

2.3.2 S đ kh i vi đi u khi n PIC 16F877A: ơ ồ ố ề ể

Hình 2.5 S đ kh i vi đi u khi n PIC16F877A.ơ ồ ố ề ể

2.3.3 Các c ng ra vào c a PIC 16F877A: ổ ủ

Vi c đi u khi n các c ng ra vào c a PIC d a trên vi c đi u khi n các Fileệ ề ể ổ ủ ự ệ ề ểthanh ghi Sau đây là đ c đi m các chân c a c ng RB, RD đặ ể ủ ổ ượ ừ ục s d ng trong

m ch này.ạ

 PORTB và thanh ghi TRISB:

PORTB (RPB) g m có 8 pin I/O, thanh ghi đi u khi n xu t nh p tồ ề ể ấ ậ ương ngứ

là TRISB M t s chân c a PORTB còn độ ố ủ ượ ử ục s d ng cho quá trình n p chạ ươngtrình cho vi đi u khi n v i các ch đ n p khác nhau PORTB đề ể ớ ế ộ ạ ược tích h pợ

ch c năng đi n tr kéo lên đứ ệ ở ược đi u khi n b i chề ể ở ương trình PORTB còn liênquan đ n ng t ngo i vi và b Timer0.ế ắ ạ ộ

Các thanh ghi SFR liên quan đ n PORTB g m có:ế ồ

 PORTB (đ a ch 06h,106h): ch a giá tr các pin trong PORTBị ỉ ứ ị

 TRISB (đ a ch 86h,186h): đi u khi n xu t nh pị ỉ ề ể ấ ậ

 OPTION_REG (đ a ch 81h,181h): đi u khi n ng t ngo i vi và bị ỉ ề ể ắ ạ ộTimer0

 PORTD và thanh ghi TRISD:

PORTD (RPD) g m có 8 chân I/O, thanh ghi đi u khi n xu t nh p tồ ề ể ấ ậ ương

ng là TRISD Bên c nh đó PORTD còn là c ng xu t d li u c a chu n giao

ti p PSP (Parallel Slave Port).ế

Các thanh ghi liên quan đ n PORTD g m có:ế ồ

 Thanh ghi PORTD: ch a giá tr các pin trong PORTD.ứ ị

 Thanh ghi TRISD: đi u khi n xu t nh p.ề ể ấ ậ

 Thanh ghi TRISE: đi u khi n xu t nh p PORTE và chu n giao ti p PSP.ề ể ấ ậ ẩ ế

2.3.4 T ch c b nh : ổ ứ ộ ớ

C u trúc b nh c a vi đi u khi n PIC 16F877A bao g m b nh chấ ộ ớ ủ ề ể ồ ộ ớ ươngtrình (Programmemory) và b nh d li u (Data Memory).ộ ớ ữ ệ

 B nh ch ộ ớ ươ ng trình:

B nh chộ ớ ương trình c a vi đi u khi n PIC 16F877A là b nh flash, dungủ ề ể ộ ớ

lượng b nh 8K word (1 word = 14 bit) và độ ớ ược phân thành nhi u trang (tề ừpage 0 đ n page 3) ế

Nh v y b nh chư ậ ộ ớ ương trinh PIC 16F877A có kh năng ch a đả ứ ược8*1024 = 8192 l nh (vì m t l nh sau khi mã hóa sẽ có dung lệ ộ ệ ượng 1 word)

Đ mã hóa để ược đ a ch c a 8K word b nh chị ỉ ủ ộ ớ ương trình, b đ mộ ế

chương trình có dung lượng là 13 bit (PC<12:0>)

Khi vi đi u khi n đề ể ược reset, b đ m chộ ế ương trình sẽ ch đ n đ a chỉ ế ị ỉ0000h (Reset vector) Khi có ng t x y ra, b đ m chắ ả ộ ế ương trình sẽ ch đ n đ aỉ ế ị

ch 0004h (Interrupt vector).ỉ

 B nh d li u: ộ ớ ữ ệ

B nh d li u c a PIC là b nh EEPROM độ ớ ữ ệ ủ ộ ớ ược chia ra làm nhi u bank.ề

Đ i v i PIC 16F877A b nh d li u đố ớ ộ ớ ữ ệ ược chia ra làm 4 bank M i bank cóỗdung lượng 128 byte, bao g m các thanh ghi có ch c năng đ c bi t SFGồ ứ ặ ệ(Special Function Register) n m các vùng đ a ch th p và các thanh ghi m cằ ở ị ỉ ấ ụđích chung GPR (General Purpose Register) n m vùng đ a ch còn l i trongằ ở ị ỉ ạbank Các thanh ghi SFR thường xuyên được s d ng (ví d nh thanh ghiử ụ ụ ưSTATUS) sẽ được đ t t t c các bank c a b nh d li u giúp thu n ti nặ ở ấ ả ủ ộ ớ ữ ệ ậ ệtrong quá trình truy xu t và làm gi m b t l nh c a chấ ả ớ ệ ủ ương trình S đ c thơ ồ ụ ể

c a b nh d li u PIC 16F877A nh sau:ủ ộ ớ ữ ệ ư

Hình 2.6 S đ b nh d li u PIC16F877A.ơ ồ ộ ớ ữ ệ

2.4 Kh i led đ n: ố ơ

Hình 2.7 Kh i led đ n.ố ơ

Kh i led đ n dùng 8 đi n tr 220 ohm và 8 led đ n Các đi n tr dùngố ơ ệ ờ ơ ệ ở

đ h n dòng qua led đ n, đ dòng qua led ch kho ng 20 mA đây n i ledể ạ ơ ể ỉ ả Ở ốtheo ki u Cathode chung, nên các chân Cathode c a các led để ủ ược n i chung l iố ạ

v i nhau và n i xu ng max.ớ ố ố N u n i led theo ki u này thì mu n led sáng taế ố ể ố

ph i xu t ra m c 1 thì led m i sáng đả ấ ứ ớ ược

Hình 2.8 Led đ n th c t s d ng trong m ch.ơ ự ế ử ụ ạ

2.5 Kh i phim nh n: ố ấ

Hình 2.9 Kh i phím nh n g m 8 phím nh n.ố ấ ồ ấ

Th c hi n ch c năng giao ti p v i vi đi u khi n PIC 16F877A, dùng đự ệ ứ ế ớ ề ể ể

đi u khi n các hi u ng c a 8 led đ n.ề ể ệ ứ ủ ơ

S d ng 8 phím nh n đ b t, t t và chuy n các hi u ng trên 8 led đ n.ử ụ ấ ể ậ ắ ể ệ ứ ơNguyên lý ho t đ ng c a vi c quét phím: cho các chân n i v i PIC c aạ ộ ủ ệ ố ớ ủphím nh n b ng 1 chân còn l i c a phím nh n n i max Bình thấ ằ ạ ủ ấ ố ưởng PIC sẽ

đ c giá tr 1 do chân n i PIC n i đi n tr 10 kohm lên ngu n Khi có phímọ ị ố ố ệ ở ồ

nh n nào nh n dòng sẽ n i t t ch y xu ng max do có đi n tr 10 kohm ng tấ ấ ố ắ ạ ố ệ ở ắdòng lên ngu n Lúc này PIC sẽ đ c giá tr 0 chân này, t đó sẽ xác nh n đồ ọ ị ở ừ ậ ượcphím nào nh n đ th c hi n các l nh đi u khi n led.ấ ể ự ệ ệ ề ể

Hình 2.10 Nút nh n th c t s d ng trong m ch.ấ ự ế ử ụ ạ

CH ƯƠ NG III: THI T K VÀ THI CÔNG M CH Ế Ế Ạ

3.2 S đ nguyên lý: ơ ồ

Hình 3.2 S đ nguyên lý c a m ch giao ti p gi a phím nh n, led đ n và viơ ồ ủ ạ ế ữ ấ ơ

đi u khi n PIC.ề ể

3.3 S đ m ch in: ơ ồ ạ

Hình 3.3 S đ m ch in m ch giao ti p gi a phím nh n, led đ n và vi đi uơ ồ ạ ạ ế ữ ấ ơ ề

khi n PIC.ể

Hình 3.4 S đ m ch in m ch ngu n.ơ ồ ạ ạ ồ

3.4 M ch th c t và mô ph ng th c nghi m: ạ ự ế ỏ ự ệ

Hình 3.5 M ch giao ti p gi a phím nh n, led đ n và vi đi u khi n PIC.ạ ế ữ ấ ơ ề ể

Vì ch s d ng 8 led và 8 phím nh n nên m ch không có nhi u hi u ngỉ ử ụ ấ ạ ề ệ ứ

và khi ch y hi u ng ch a đạ ệ ứ ư ược đ p l m V i m ch này n u s d ng nhi uẹ ắ ớ ạ ế ử ụ ềled h n và s p x p các led theo các hình d ng khác nhau ta có th s d ng làmơ ắ ế ạ ể ử ụcác bi n qu ng cáo Khi tr i t i các bi n qu ng cáo led v i nhi u màu s c s cể ả ờ ố ể ả ớ ề ắ ặ

s ch p t t liên t c sẽ thu hút đỡ ớ ắ ụ ượ ực s ch ý c a nhi u ngư ủ ề ười

while(a==7)// sang dan len