HIỂN THỊ TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ RA LED MATRIX HỆ THỐNG NHÚNG( LẤY FILE CODE PIC+ MÔ PHỎNG PROTEUS LIÊN HỆ ZALO 0327697318)

HIỂN THỊ TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ RA LED MATRIX HỆ THỐNG NHÚNG( LẤY FILE CODE PIC+ MÔ PHỎNG PROTEUS LIÊN HỆ ZALO 0327697318) HIỂN THỊ TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ RA LED MATRIX HỆ THỐNG NHÚNG( LẤY FILE CODE PIC+ MÔ PHỎNG PROTEUS LIÊN HỆ ZALO 0327697318)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

Nguyễn Quốc Cường K175520114075

SVTH 2

MSSV

: :

Dương Văn Đức(TN) K175520114078

Thái Nguyên , ngày 17 tháng 7 năm 2021TRƯỜNG ĐẠI HỌC KTCN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMKHOA ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

TIỂU LUẬN CUỐI KỲ MÔN HỌC: HỆ THỐNG NHÚNG

Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Quốc Cường Mã số sinh viên: K175520114075 Lớp: K53CĐT.02 Dương Văn Đức Mã số sinh viên: K175520114078 Lớp: K53CĐT.02

Chuyên ngành: Cơ điện tử

Giáo viên hướng dẫn: Th.S Tăng Cẩm Nhung

1 Tên tiểu luận: Hiển thị chữ tốc độ động cơ lên Led Matrix

2 Nội dung:

Chương I: Tổng quan về đề tài

Chương II: Khảo sát sơ đồ khối

Chương III:Thiết kế và lập trình

Chương IV:Kết luận , đánh giá và hướng phát triển trong tương lai

3 Các hình ảnh, chương trình:

- Hình ảnh trên các phần mềm PicC, Proteous, Visio

- Hình ảnh minh họa trong các chương

Giáo viên hướng dẫn

(ký và ghi rõ họ tên) (ký và ghi rõ họ tên)Sinh viên thực hiện

Mục Lục

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

1.1Giới thiệu đề tài……….…4

1.2Mục đích đề tài……… 5

1.3Nhiệm vụ và yêu cầu kĩ thuật ……….5

CHƯƠNG II: KHẢO SÁT SƠ ĐỒ KHỐI 2.1 Xây dựng sơ đồ khối cho hệ thống………6

2.2 Phân tích chức năng của từng khối………6

2.3 Chọn linh kiện cho từng khối chức năng ……… 7

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ LẬP TRÌNH 3.1 Thiết kế chương trình mô phỏng trên phần mềm Proteus ……… 8

3.2 Chọn linh kiện cần dùng trong hệ thống………9

3.3 Đấu nối và hiệu chỉnh các linh kiện cho hệ thống………10

3.4 Lập trình cho hệ thống bằng phần mềm CCS……… 11

3.5 Nạp chương trình vào Pic để chạy mô phỏng……… 20

Chương IV: ĐÁNH GIÁ, KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN TRONG TƯƠNG LAI 4.1 Kết quả………21

áp dụng lý thuyết với thực tế của môn học này chúng em nhận bài tập lớn :” thiết

kế mạch mô phỏng đo và hiển thị tốc độ động cơ”

Hình 1.1: Mô hình hiện thị tốc độ động cơ trên thực tế

1.2 Mục đích đề tài

Mục đích trước hết khi thực hiện đề tài này là để hoàn tất chương trình môn

học để đủ điều kiện hoàn thành yêu cầu của môn học Cụ thể khi nghiên cứu đề tài

là chúng em muốn phát huy những thành quả ứng dụng của vi điều khiển vào mộtmạch thực tế Nó còn là kinh nghiệm cho chúng em tiến đên đồ án tốt nghiệp sắptới Ngoài ra quá trình thực hiện đề tài là một cơ hội để chúng em tự kiểm tra lạinhững kiến thức đã học ở trường Đồng thời phát huy tính sáng tạo, khả năng giảiquyết những vấn đề do nhu cầu đặt ra

1.3 Nhiệm vu và yêu cầu kĩ thuật

o Thiết kế một mạch điện sử dụng động cơ DC 12V Với các yêu cầu quay thuận,quay nghịch, tăng tốc, giảm tốc và đảo chiều quay động cơ

o Thực hiện thao tác điều khiển các chức năng trên thông qua các nút bấm bao gồm: nút khởi động động cơ,nút điều khiển quay thuận, quay ngược,nút tăng

tốc ,giảm tốc,nút dừng động cơ Thông qua các nút bấm này cho phép ta có thể điều chỉnh động cơ làm việc ở tốc độ như mong muốn.

o Tốc độ động cơ được hiển thị lên led matrix

o Thông qua đề tài làm quen với cách thức, nguyên lý điều khiển đối tượng động

cơ 1 chiều

o Tìm hiểu thực tế các linh kiện,các loại IC,hoạt động của các loại cảm biến

o Viết chương trình cho vi điều khiển thực hiện thành công các yêu cầu đề ra

o Tìm hiểu các hướng phát triển của đề tài, nâng cao chất lượng của hệ thống

CHƯƠNG II: KHẢO SÁT SƠ ĐỒ KHỐI 2.1 Xây dựng sơ đồ khối cho hệ thống

Hình 2.1 Sơ đồ khối của hệ thống

Từ nguyên lý hoạt động đã nêu trên, chúng ta dễ dàng xác định được sơ đồ khốicho hệ thống, từ sơ đồ khối này chúng ta có thể phân chia nhiệm vụ, chọn linhkiện cho từng khối chức năng

2.2 Phân tích chức năng của từng khối

❖ Chức năng từng khối:

o Khối điều khiển: có chức năng xử lý các yêu cầu đầu vào để cho ra đầu ra như đãlập trình.Vi xử lí nhận các tín hiệu từ encoder thông qua cơ chế ngắt từ đó căn cứvào số xung do đó nó sẽ tính toán xử lý để:

- Đưa ra tốc độ động cơ hiển thị lên led matrix

- Điều chế độ rộng xung PWM để điều khiển tốc độ động cơ cho phù hợp với yêucầu

- Điều khiển hướng của động cơ điện một chiều

⇨ Khối vi xử lý là trái tim là khối óc của hệ thống là phần quan trọng nhất điều khiểnmọi hoạt động của mạch

o IC mở rộng chân: như chúng ta biết thì Pic 16f877a chỉ có giới hàn chân nhất định,yêu cầu của đề tài vướt quá số chân của Pic nên ta cần dùng Ic để mở rộng cácchân tử Led matrix và Button

o Khối nguồn cấp nguồn điện cho hệ thống Khối nguồn ổn áp 5Vcó chức năng cungcấp điện áp ổn định cho các khối trong mạch.Cụ thể trong mạch ta sử dụng hainguồn riêng biệt:

- Nguồn 5V DC dùng để nuôi các IC trong mạch hoạt động tạo ra các tín

hiệu xuất ra chuẩn TTL,tránh các trường hợp nhiễu điện áp không đúngvới điện áp cấp cho IC => tránh IC không hoạt động,hỏng hóc,chập cháy

- Nguồn 12V DC dùng để cung cấp cho động cơ một chiều DC (trong đồ án

này sử dụng động cơ một chiều DC 12V.)

o Khối đầu vào: tiếp nhận dữ liệu đầu vào cho chương trình

- Động cơ:động cơ điện được sử dụng trong mạch là động cơ điện một chiều

có điện áp đặt vào tối đa 24V.Trên trục động cơ có gắn một đĩa tròn cókhoét các lỗ tròn để cho ánh sáng từ led phát quang có thể đi qua tới conmắt thu quang để có thể đo được tốc độ động cơ.ở đây chúng ta dùng động

cơ DC 12V

- Encoder :dùng để đo số vòng quay của động cơ và phát hiện chiều quoaycủa động cơ.encoder nó sẽ đo tốc độ động cơ thông qua sự liên lạc, mất liênlạc của led phát quang và bộ phận thu quang rồi chuyển thành các xungđiện áp vuông gửi tới chân ngắt của Vi Xử Lý

o Khối hiển thị: hiển thị các số từ 0-9.Khối hiển thị nhận số liệu về tốc độ động cơ

từ vi xử lý rồi hiển thị lên các led matrix theo sự điều khiển của Vi điều khiển

2.3 Chọn linh kiện cho từng khối chức năng

o Khối nguồn: Sử dụng nguồn DC 5V

o Khối cảm biến: Sử dụng 01 cảm biến quang học:encoder (đã được gắn trực tiếptrên động cơ DC)

o Khối xử lý : Sử dụng 01 vi điều khiển PIC 16F877A

o Khối hiển thị: Dùng Led Matrix

o Khối đầu vào: Button

o IC mở rộng chân: IC 74HC595

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ LẬP TRÌNH 3.1 Thiết kế chương trình mô phỏng trên phần mềm Proteus

Do điều kiện thực tế không cho phép nhóm em làm mạch thật, cho nên nhóm em

đã sử dụng phần mềm Proteus để vẽ mạch và mô phỏng hệ thống Đây là công cụhữu ích cho các bạn sinh viên có thể tiếp cận, làm quen với các vi xử lý, vi điềukhiển, trước khi làm sản phẩm thật

Hình 3.1 Giao diện phần mềm vẽ mạch Proteus 8.11

Quá trình thực hiện vẽ mạch mô phỏng trên phần mềm Proteus trải qua 04 bước:Bước 1: Lấy linh kiện

Bước 2: Đấu nối các linh kiện, thành phần với nhau

Bước 3: Hiệu chỉnh, bố trí lại mạch

Bước 4: Nạp chương trình vào cho VĐK và chạy mô phỏng

3.2 Chọn linh kiện cần dùng trong hệ thống

Hình 3.2a Giao diện Pick devices trong Proteus

Hình 3.2b Danh sách các linh kiện đã chọn

Danh sách linh kiện sử dụng trong hệ thống:

- Nút nhấn (Button)

- IC (74HC595)

3.3 Đấu nối và hiệu chỉnh các linh kiện cho hệ thống

Hình 3.3 Hệ thống sau khi đấu nối và bố trí lại mạch

Khi đấu nối trong phần mềm Proteus, chúng ta có thể đặt tên cho đầu dây để mạchđược gọn gàng hơn Bố trí các phần tử trong phần mềm sao cho hợp lý, đẹp mắtnhất có thể

3.4 Lập trình cho hệ thống bằng phần mềm CCS

Hình 3.4a Giao diện phần mềm CCS

Dùng phần mềm CCS để lập trình và biên dịch chương trình cho vi điều khiển Pic16F877A

Các bước để viết hoàn chỉnh một chương trình cho vi điều khiển Pic

Bước 1: Tạo 1 Project sử dụng Pic Wizard

Bước 2: Viết Code

Bước 3: Kiểm tra lỗi, biên dịch (Compile) để tạo file hex

Hình 3.4b Tạo Project Wizard

Hình 3.4c Chọn vi điều khiển, tốc độ thạch anh

Hình 3.4d Giao diện CCS sau khi tạo project và khai báo vi điều khiển

Hình 3.4e Lập trình khởi tạo biến hàm cho IC

Hình 3.4f tạo chương trình con cho ic ở mỗi mức hoạt động và mã led của từng số

Tùy vào cách ta quy định cho Led Matrix sẽ có từng mã led khác nhau Ở đây chúng em quy định Hàng (-) và CỘT (+) nên sẽ có mã Led như trên

Cách xác định mã led cho từng chữ cái: chúng em dùng Excel để làm việc này

Hình 2.12 Mã led chữ cái trong ExcelCách tạo mã led:

● Chọn bảng 8x8 giống với led matrix

● Đánh số 1 vào các ô tương ứng để hiển thị lên chữ cái muốn tạo (cột (+) nên sẽ đánh 1)

Nhìn vào Cột 0 (C0) có mã 0011.1100 mã hex sẽ là 0x3C

● Tương tự với các cột còn lại và các chữ khác

Hình 3.4g Lập trình chương trình

Hình 3.4h Lập trình chương trình

Hình 3.4i Lập trình chương trình

Hình 3.4k Lập trình chương trình

Hình 3.4l Lập trình chương trìn

Hình 3.4m Lập trình chương trình

3.5 Nạp chương trình vào Pic để chạy mô phỏng

Hình 3.5a Nạp chương trình vào cho VĐK Pic

Hình 3.5b Hệ thống khi hoàn thiện và chạy mô phỏn

Chương IV: ĐÁNH GIÁ, KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT

TRIỂN TRONG TƯƠNG LAI 4.1 Kết quả

Sau một thời gian tìm hiểu nghiên cứu chúng em đã hoàn toàn bài toán :

“HIỂN THỊ TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ RA LED MATRIX“

Thỏa mãn các chỉ tiêu kĩ thuật đã dự định,chương trình được viết trên CCS vàđược mô phỏng trong proteus cho kết quả như mong đợi.Đây là hình ảnh môphỏng qua proteus:

Hình 4.1 Hệ thống khi hoàn thiện

❖ Các vấn đề đã thực hiện:

o Lập trình điều khiển vi điều khiển PIC 16F877A bằng ngôn ngữ CCS

o Lập trình hiện thị tốc độ động cơ lên led matrix

o Thực hiện mô phỏng mạch trên Proteus

4.3 Ứng dụng và phương hướng phát triển

● Ứng dụng

Mạch đo và điều khiển tốc độ động cơ dùng để xác định tốc độ động cơ mộtchiều từ đó có thể:

- Biết tình trạng hoạt động của động cơ.phát hiện động cơ có chạy theo đúng

thiết kế ban đầu không →biết được động cơ có bị hỏng hóc hay không

- Điều chỉnh tốc độ động cơ theo yêu cầu tốc độ đã định sẵn.

- Giúp người vận hành thiết bị có thêm một công cụ quan sát trực quan hơn để

có thể nắm tình hình,hạn chế phần nào sợ có kĩ thuật sảy ra→vận hành thiết bịđược tốt hơn

- Trong các thiết bị sản xuất,dân dụng cần hoạt động với tốc độ ổn định.

● Phương hướng phát triển.

Từ những ứng dụng thực tế đó mà các thiết bị đo tốc độ ngày càng được quan tâmphát triển.có mặt trong hàng loạt các ngành khoa học,trong san xuất công nghiệp