Tài liệu Thiết kế và mô phỏng hệ thống điều khiến đèn giao thông cho ngã tư

Bộ môn kỹ thuật máy tính Đồ án môn học Hệ thống nhúng Nhận xét của giáo viên hƣớng dẫn Thái Nguyên, ngày....tháng 5 năm 2011. Giáo viên hƣóng dẫn (Kỷ ghi rõ họ tên) Nhận xét của giáo viên chấm Thái Nguyên, ngày....tháng 5 năm 2011 Giáo viên hƣớng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) GVHD Th.s. Nguyễn Văn Huy Trang 1 Bộ môn kỹ thuật máy tỉnh Đồ án môn học Hệ thống nhúng Mục lục Lời nói đầu.......................................................................................................... 4 Chương 1 . Phân tích hệ thống .............................................................................. 5 1.1 Tổng quan về hệ thống đèn giao thông ......................................................... 5 1.1.1. Mạch dùng IC số .................................................................................. 5 1.1.2. Vi mạch dùng kỹ thuật vi xử lí .............................................................. 6 1.1.3. Điều .........................................................khiến bằng vi điều khiến 1.1.4. Điều khiển bằng PLC................................................................... 6 6 1.2 Xác định bài toán: ...................................................................................... 8 1.2.1 Xác định bài toán ................................................................................. 8 1.2.2 Yêu cầu của bài toán thiết kế hệ thống điều khiển đèn giao thông... 8 1.2.3 Giải pháp công nghệ ......................................................................... 10 1.2.4 Giải pháp thiết kế ............................................................................. 11 1.2.5 Yêu cầu và giới hạn của hệ thống điều khiền đèn giao thông dùng vi điều khiển................................................................................................... 11 Chương 2. THIẾT KẾ HỆ THỐNG .................................................................... 12 2.1 Sơ đồ khối tống quan của hệ thống ............................................................ 12 2.2 Giản đồ thời gian...................................................................................... 13 2.3 Sơ đồ nguyên lý...................................................................................... 14 2.3.1 Giải thích các khối............................................................................ 14 2.3.1.1. Bàn phím .................................................................................. 14 2.3.1.2. Khối hiển thị . ........................................................................... 15 2.3.1.3 Khối điều khiến trung tâm .......................................................... 16 2.3.1.3.1 Khối reset ......................................................................... 16 2.3.1.3.2 Khối tạo xung giao động .................................................... 17 2.3.1.3.3 Khối vi điều khiển .............................................................. 17 2.3.1.4 Khối nguồn ............................................................................... 18 2.3.2 Nguyên lý hoạt động........................................................................... 18 2.4 Sơ đồ thuật toán điều khiển hệ thống đèn giao thông ................................. 19 2.4.1. Chương trình chính ........................................................................... 19 2.4.2. Chương .....................................................................trình ngắt 2.4.3. Chương trình led7 ................................................................ 22 GVHD Th.s. Nguyễn Văn Huy Trong 2 21 Bộ môn kỹ thuật máy tỉnh Đồ án môn học Hệ thống nhúng 2.4.4 Chương trình hiển thị ......................................................................... 23 2.4.5 Chương trình set (hiến thị thời gian cài đặt cho hệ thống)...................... 23 2.5 Lựa chọn linh kiện .................................................................................... 24 2.5.1 Bộ điều khiển 8 bit Pic 16F877A ......................................................... 24 2.5.1.1 .Tổng quan về pic ...................................................................... 24 2.5.1.2 Giới thiệu về PIC 16F877A ........................................................ 25 2.5.1.2.1.Sơ đồ chân... ........................................................................ 25 2.5.1.2.2. Các thông số của PIC 16F877A .......................................... 25 2.5.1.2.3. Cổng xuất nhập (I/O port)................................................... 26 2.5.1.2.4. Timer ................................................................................ 29 2.5.2 LED 7 đoạn ...... ................................................................................ 33 2.5.3 Diot phát quang (LED) ....................................................................... 34 2.5.5 Điện trở ............................................................................................. 35 2.5.6 Tụ điện .............................................................................................. 35 2.5.7 Thạch anh.......................................................................................... 35 2.5.8 Nút bấm (Button): .............................................................................. 35 2.5.9 IC ổn áp 7805 .................................................................................... 35 Chương 3. Xây dựng hệ thong ............................................................................ 36 3.1 Chương trình điều khiển ........................................................................... 36 3.2. Sơ đồ mạch in (layout) ............................................................................. 38 3.2.1. Mạch điều khiển trung tâm ................................................................. 39 3.2.2. Mạch bàn phím .................................................................................. 39 Chương 4 Mạch chạy mô phỏng ......................................................................... 40 Kết luận ............................................................................................................ 41 Tài liệu tham khảo ............................................................................................. 42 Lời nói đầu Ngày nay cũng với sự phát triến đi lên của xã hội, các phương tiện tham gia giao thông cũng gia tăng không ngimgvà hệ thong giao thông ngày càng phức tạp . Vì vậy đê đảm bảo giao thông được an toàn và thông suốt thì việc sử dụng các hệ thong tín hiệu đế điều khiến và phân luồng tại các nút giao thông là rất cần thiết. Nhận thay đây ỉà vấn đề rất sát thực, với những kiến thức đã được trang bị trong quá trình học tập và nghiên cím tại trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp GVHD Th.s. Nguyễn Văn Huy Trang 3 Bộ môn kỹ thuật máy tính Đồ án môn học Hệ thống nhúng chúng em đã lựa chọn đề tài: ”Thiết kế và mô phỏng hệ thống điều khiến đèn giao thông cho ngã tư ". Trong quả trình thực hiện đồ án chủng em đã nhận được sự chỉ bảo, hướng dân tận tình của các thầy cô trong khoa đặc biệt đó là sự chỉ bảo của thầy ThS.Nguyễn Văn Huy. Chủng em xin trân thành cảm ơn sự chỉ bảo của các thầy cô! Trong khi thực hiện đồ án do kiến thức còn hạn chế cũng như chủng em chưa có nhiều điều kiện đê đi khảo sát thực tế, với một khoảng thời gian ngan thực hiện, do vậy mà đò án của chúng em còn nhiều thiếu sót mong các thầy cô đóng góp và bô xung ỷ kiến đề đồ án của chủng em đươc hoàn thiện hon ỉ Chúng em xin chăn thành cảm ơn! Ngày 25 thảng 5 năm 2011. Nhóm sinh viên thưc hiện: Trần Danh Long. Phạm Quang Luận. Nguyễn Tuấn Ninh. Chƣơng 1 . Phân tích hệ thống. 1.1 Tống quan về hệ thống đèn giao thông. Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, xã hội ngày càng văn minh và hiện đại, sự phát triển ở đô thị ngày một đi lên. Nhu cầu về giao thông ngày càng trở nên cấp thiết, nhất là trong các khu vực thành thị. Do nhu cầu của đời sống con người, đặc biệt là nhu cầu đi lại, các loại phương tiện giao thông đã tăng một cách chóng mặt. Riêng tại Việt Nam số lượng xe máy trong những năm qua tăng một cách đột biến, mật độ xe lưu thông trên đường ngày một nhiều, trong khi đó hệ thống đường xá tại Việt Nam còn quá nhiều hạn chế nên thường gây ra các hiện tượng như kẹt xe, ách tắc giao thông, đặc biệt là tai nạn giao thông ngày càng phô biến trở thành mối hiếm họa cho nhiều người. Vì lý do đó các luật giao thông lần lượt ra đời và được đưa vào sử dụng một cách lặng lẽ rồi dần trở nên phố biến như hiện nay. Trong đó hệ thống đèn giao thông là công cụ điều khiến giao thông công cộng thực tế và hiệu quả có vai trò rất lớn trong việc đảm bảo an toàn và giảm thiếu tai nạn giao thông. GVHD Th.s. Nguyễn Văn Huy Trang 4 Bộ môn kỹ thuật máy tính 1.1.1. Mạch dùng IC số. Đồ án môn học Hệ thống nhúng Với mạch dùng IC sổ có các ưu điểm sau: - Tổn hao công suất bé, mạch có thế dùng pin hoặc acquy. - Giá thành rẻ . - Mạch đơn giản dễ thực hiện. Song với việc sử dụng kỹ thuật số rất khó khăn trong việc thay đối chương trình. Muốn thay đôi một yêu cầu nào đó của chương trình thì buộc lòng phải thay đối phần cứng. Do đó mỗi lần phải lắp lại mạch dẫn đến tốn kém về kinh tế mà nhiều khi yêu cầu đó không thực hiện được nhờ phương pháp này. Với sự phát triển mạnh mẽ của ngành kỹ thuật số đặc biệt là cho ra đời các họ vi xử lý, vi điều khiển hay PLC đã giải quyết được những bế tắc và kinh tế hơn mà phương pháp dùng IC số kết nối lại không thực hiện được. 1.1.2. Vi mạch dùng kỹ thuật vi xử lí. Ngoài những ưu điếm như đã liệt kê trong phương pháp dùng IC số thì phương pháp dùng kỹ thuật vi xử lý con có những ưu điểm sau: Ta có thế thay đổi chương trình một cách linh hoạt bằng việc thay đổi phần mềm trong khi đó phần cứng không thay đổi mà mạch dùng IC số không thế thực hiện được mà nếu có thế thực hiện được thì cũng cứng nhắc mà người công nhân cũng khó tiếp cận, dễ nhầm. Số linh kiện đế sử dụng trong mạch ít hơn Mạch đơn giản hơn so với mạch dùng IC số. Song do phần cứng của vi xử lý chỉ sử dụng CPU đơn chíp mà không có các bộ nhớ Ram, Rom, các bộ timer, hệ thống ngắt. Nên việc viết chương trình gặp nhiều khó khăn. Do vậy hiện nay đế khắc phục những nhược điểm trên hiện nay người ta thường dùng bộ vi điều khiến. Điềukhiến bằng vi điều khiến. 1.1.3. Ngoài những ưu điểm có của hai phương pháp trên, phương pháp này còn có những ưu điếm sau: - Trong mạch có thế sử dụng ngay bộ nhớ trong đối với chương trình có quy mô nhỏ, rất tiện lợi mà vi xử lý không thực hiện được. - Nó có thể giao tiếp nối tiếp trực tiếp với máy tính mà vi xử lý cũng giao tiếp được nhưng là giao tiếp song song nên cần có linh kiện chuyến đối dữ liệu tù’ song song sang nối tiếp đế giao tiếp với máy tính. GVHD Th.s. Nguyễn Văn Huy Trang 5 Bộ môn kỹ thuật máy tính - Đồ án môn học Hệ thống nhúng Do trong vi điều khiển có sử dụng các bộ timer, các hệ thống ngắt, câu lệnh đơn giản nên việc lập trình đơn giản, dễ thực hiện. 1.1.4. Phù hợp với kiến thức của sinh viên. Điều khiển bằng PLC Với phương pháp điều khiến bằng PLC có những ưu điếm sau: Làm việc chắc chắn, liên tục và có tuổi thọ cao. Chức năng điều khiến thay đối dễ dàng bằng thiết bị lập trình (máy tính, màn hình) mà không cần thay đổi phần cứng nếu không có yêu cầu thêm bớt các thiết bị xuất nhập. Có thế làm việc trong nhiều điều kiện khác nhau. Hướng dẫn người sử dụng đơn giản. Thời gian hoàn thành một chu trình điều khiến rất nhanh (vài ms). Tuy phương pháp này có nhiều ưu điếm hơn vi xử lý nhưng việc áp dụng trong các hệ thống nhỏ là không thích hợp bởi giá thành rất cao. Ví dụ hệ thống đèn giao thông hiện nay ở Thái Nguyên. (đèn đỏ tại ngã tư đường Minh cầu giao nhau với đường Hoàng Vãn Thụ). GVHD Th.s. Nguyễn Văn Huy Trang 6 Bộ môn kỹ thuật máy tính Đồ án môn học Hệ thống nhúng Hình 1.1. Khảo sát sơ bộ tại ngã tư đường Minh cầu. Hệ thống đèn giao thông tại ngã tư này gồm : Có 4 cột đèn. Thời gian sáng của các đèn Tđó = 28 giây,Tvàng = 3 giây, Txanh = 25 giây. Hiến thị thời gian đếm ngược bằng led ma trận. Gồm 3 đèn tín hiệu Xanh, Đỏ ,Vàng . Chỉ hoạt động ở một chế độ. Không có chế độ phân làn xe ở các thời điếm. Với các phương pháp đã nêu ở trên ở đây chúng em lựa chọn giải pháp điều khiển bằng vi điều khiển bởi đây là phương pháp phù hợp và tối ưu nhất với đề tài. 1.2 Xác định bài toán. 1.2.1 Xác định bài toán. Thiết kế hệ thống điều khiến đèn giao thông tại ngã tư dùng vi điều khiển gồm: 4 cột đèn, có đèn tín hiệu phân luồng rẽ trái trước. Hiển thị thời gian đếm lùi trên led 7 thanh ở vị trí lưng trừng cột và trên đỉnh của cột đèn. 1.2.2 Yêu cầu của bài toán thiết kế hệ thống điều khiến đèn giao thông. Trước tình hình phương tiện tham gia giao thông ngày càng gia tăng không ngừng và hệ thống giao thông nước ta ngày càng phức tạp. Dần đến tình trạng ùn tắc và tai nạn giao thông ngày càng gia tăng. Vì vậy để đảm bảo giao thông được an toàn và thông suốt thì việc sử dụng các hệ thống tín hiệu đế điều khiến và phân luồng tại các nút giao thông là rất cần thiết. Với tầm quan trọng như vậy hệ thống điều khiến tín hiệu giao thông cần đảm bảo các yêu cầu sau: Đảm bảo hoạt động một cách chính xác,liên tục trong thời gian dài. Độ tin cậy cao. Đảm bảo làm việc ốn định, lâu dài. Dễ quan sát cho người đi đường. Chi phí nhỏ, tiết kiệm năng lượng. GVHD Th.s. Nguyễn Văn Huy Trang 7 Bộ môn kỹ thuật máy tính Giả sử có một ngã tƣ nhƣ hình vẽ: Đồ án môn học Hệ thống nhúng _______ ể\ Hình 1.3. Sơ đồ mô phỏng hoạt động của 1 hệ thống đèn giao thông Có chu kỳ đèn tín hiệu T= TĐ0 + Txanh + Tvàno Trong đó : TĐỎ : Là thời gian đèn đỏ sáng. Txanh • Là thời gian đèn xanh sáng. Tvàng • Là thời gian đèn vàng sáng. TĐÒ = Txanh + Tvàng. + + + + > Xét tại thòi điểm xét bài toán thì: TH 1: Đèn 1 xanh sáng, đèn 2 đỏ sáng. Khi đó hệ thống sẽ cho phép các hướng sau đi: * BI AI D2 A2 DI B2 C2 C2 Neu như không có phân làn, ưu tiên hướng đi thì dễ gây ra tai nạn, ùn tắc tại các điểm giao cắt (E, F) như trên hình vẽ. Từ thực tế đó ta thiết kế hệ thống có thêm chỉ dẫn phân làn ưu tiên cho các hướng như sau: B1 đến C2 và D2 đến AI. GVHD Th.s. Nguyễn Văn Huy Trang 8 Bộ môn kỹ thuật máy tính Đồ án môn học Hệ thống nhúng A I 01 A 2 0 2 Hình 1.2. Mô phỏng hệ thống định thiết kế TH 2: đèn 1 vàng sáng và đèn 2 đỏ sáng thì để cảnh báo chuyển sang TH3. TH 3: đèn 1 đỏ sáng và đèn 2 xanh sáng thì ta thiết kế tương tụ’ như TH trên. 1.2.3 Giải pháp công nghệ. Mạch điều khiển dùng vi điều khiển. Hiện thị thời gian dùng led 7 đoạn. Đèn báo hướng ưu tiên dùng đèn led đơn. Các đèn báo dùng led đơn. Bàn phím đế reset và đặt thời gian cho hệ thống (thời gian 1 chu kỳ đèn). 1.2.4 Giải pháp thiết kế. - Thiết kế mạch mô phỏng trên phần mềm Proteus 7. - Công cụ lập trình: phần mềm PIC c Compiler (CCS). - Thiết kế mạch in bằng phần mềm Orcad 10.5. GVHD Th.s. Nguyễn Văn Huy Trang 9 Bộ môn kỹ thuật máy tính Đồ án môn học Hệ thống nhúng 1.2.5 Yêu cầu và giói hạn cua hệ thống điều khiền đèn giao thông dùng vi điều khiển. Yêu cầu: + Hoạt động chính xác. + Mạch điện đơn giản. + Giá thành thấp tính ứng dụng trong thực tế cao. + Có khả năng mở rộng. Giới hạn: + Có sự sai lệch trong thời gian so với thời gian thực. + Khó liên kết với các hệ thống giám sát chung của hệ thống giao thông. GVHD Th.s. Nguyễn Văn Huy Trang 10 Bộ môn kỹ thuật máy tính Đồ án môn học Hệ thống nhúng Chƣong 2. THIÉT KÉ HỆ THÓNG 2.1 Sơ đồ khối tổng quan của hệ thống Khối điều khiến trung tâm. Khối Nguồn. Khối hiên thi. • • Hình 2.1: Sơ đò khối tống quan của hệ thống Trong đó: Khối nguồn: + Nguồn 1 chiều điện áp 5V cấp cho vi điều khiển, led hiển thị. Khối điều khiến trung tâm: + Vi điều khiến trung tâm. + Phần mềm điều khiến. Khối hiển thị: + Led 7 đoạn dùng nguồn 1 chiều hiện thị thời gian đếm ngược của các đèn. + Đèn phân làn, chỉ dẫn, đèn xanh, đèn vàng, đèn đỏ: led đơn sử dụng nguồn 1 chiều. Bàn phím: bàn phím đặt thời gian sáng của các đèn, reset và bắt đầu cho hệ thống hoạt động. GVHD Th.s. Nguyễn Văn Huy Trang 11 Bộ môn kỹ thuật máy tính Đồ án môn học Hệ thống nhúng 2.2 Giản đồ thòi gian. xanh, đi thẳns vả xanh rè trải vàn g đỏ rề phải Hình 2.2: Giản đồ thời gian của các đèn Chú thích: + Trên giản đồ thời gian có 3 đèn màu(Xanh, Vàng, Đỏ) khi trạng thái ở mức 1 tức là đèn đó sáng, mức 0 đèn đó tắt. Chu kỳ sáng tắt các đèn được lặp đi lặp lại như trên giản đồ. Thứ tự’ sáng Xanh => Vàng => ĐỞ. Có ưu tiên khi đèn Xanh sáng( Ưu tiên 1 và ưu tiên 2 như đã trình bày ở trên; Tg Xanh sáng = Tg xanh rẽ trái+ Tg xanh đi thẳng và rẽ phải). GVHD Th.s. Nguyễn Văn Huy Trang 12 Bộ môn kỹ thuật máy tính 2.3 So’ đồ nguyên lý. _ bo IK b i IV Q1 fK Đồ án môn học Hệ thống nhúng 03 b3 Ik 04 b« IK 05 IC LED 7 THANH HIEN THI THOI GIAN DEM NGUOC PtBCDGFG DP 12 I ----- T r I den do 1FTT — Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý mô phỏng hệ thống 2.3.1 Giải thích các khối. 2.3.1.1. Bàn phím R2 R1 10K R3 10K 10 K -------- 0 o— C1 |—o o—' C3 |—o o—' C2 M I‘ 10uF M 10uF OSCDEFG DP 1s Tin I' M 10uF OBCDEFG DP 12 wn Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý khối bàn phím Khối nút có tác dụng đế đặt thời gian (chu kỳ của đèn xanh) cho hệ thống hoạt động và bắt đầu chạy hệ thống. GVHD Th.s. Nguyễn Văn Huy Trang 13 Bộ môn kỹ thuật máy tính Đồ án môn học Hệ thống nhúng Khối nút bấm dược chổng rung bằng phần mềm và phần cứng + Chống rung bằng phần mềm: tạo khoảng thời gian trễ giữa các lân bấm phím GVHD Th.s. Nguyễn Văn Huy Trang 14 Bộ môn kỹ thuật máy tính Đồ án môn học Hệ thống nhúng + Chống rung bằng phần cứng nối thêm tụ 1 OjLiF mắc song song với phím bấm Trong hệ thống này khối nút bấm sẽ được thiết kế riêng trên 1 bo mạch cùng với nút bấm của khối reset > Nguyên lý hoạt động . Khi cấp nguôn nếu như không có phím nào được bấm hệ thông sẽ ở trạng thái chờ. Neu các phím bấm nối với cổng REO và RE1 của PIC được bấm (ứng với mức logic 0) thì chương trình sẽ chạy theo thời gian thiết lập khi bấm phím start (nối với cống RE2). Neu các phím SET TIME không được bấm thì khi bấm phím Start chương trình sẽ chạy theo thời gian mặc định đã đặt với chu kỳ đèn là: Rẽ trái 10s,đi thẳng 17s ,vàng 3s và đỏ là 30s ở cả hai nhánh. 2.3.1.2. Khối hiển thị LED 7 THANH HIEN THI THOI GIAN DEM NGUOC Hình 2.5. Sơ đò nguyên lý khỏi hiên thị Đèn xanh sáng ứng với cống RBO (của nhánh 1) và RB4 (của nhánh 2) được xuất mức logic 1 mở tranzitor Q1 và Q5 khuếch đại dòng điện và đưa vào đèn tín hiệu (đèn led). Đèn xanh đi thẳng sáng ứng với cổng RB1 (của nhánh 1) và RB5 (của nhánh 2) được xuất mức logic 1 mở tranzitor Ọ2 và Q6 khuếch đại dòng điện và đưa vào đèn tín hiệu (đèn led). GVHD Th.s. Nguyễn Văn Huy Trang 15 Bộ môn kỹ thuật máy tính Đồ án môn học Hệ thống nhúng Đèn vàng sáng ứng với cống RB2 (của nhánh 1) và RB6 (của nhánh 2) được xuất mức logic 1 mở tranzitor Q3 và Q7 khuếch đại dòng điện và đưa vào đèn tín hiệu (đèn led). Đèn đỏ sáng ứng với cổng RB3 (của nhánh 1) và RB7 (của nhánh 2) được xuất mức logic 1 mở tranzitor Q4 và Q8 khuếch đại dòng điện và đưa vào đèn tín hiệu (đèn led). Các đèn tín hiệu được nối chung âm. Led 7 thanh là loại được nối chung anot. Mỗi cột đèn sẽ có 2 led 7 thanh hiện thị thời gian đếm ngược. Chân anot chung của các led được điều khiển thông qua cống RCO và RC1 (mức logic 1) các thanh a,b,c ,d ,e ,f,g của led được điều khiển bằng cống RD (mức logic 0) của PIC (thanh a-RDO, thanh b-RDl, thanh C-RD2, thanh d-RD3, thanh e-RD4, thanh f- RD5, thanh g-RD6). Khi có tín hiệu điều khiển mức logic 1 ở chân RCO thì led hàng chục sẽ được mở và thanh nào được nối với mức 0 sẽ sáng (tín hiệu điều khiển logic 0 ở cống RD). Khi có tín hiệu điều khiến mức logic 1 ở chân RC1 thì led hàng đơn vị sẽ được mở và thanh nào được nối với mức 0 sẽ sáng (tín hiệu điều khiển logic 0 ở cống RD). 2.3.1.3 Khối điều khiến trung tâm Điều khiến các khối khác thông qua phầm mềm điều khiển: xuất mức logic 0 hay 1 ra các cổng RB, RC, RD và nhận tín hiệu logic từ cổng RE Khối điều khiến trung tâm gồm các khối nhỏ: Khối vi điều khiến, khối tạo xung giao động, khối reset. 2.3.1.3.1 Khối reset. vcc Hình 2.6. Sơ đồ khối reset Khối RESET có tác dụng đưa vi điều khiến về trạng thái ban đầu. Khi nút Reset được ấn điện áp +5V từ nguồn được nối vào chân Reset của vi GVHD Th.s. Nguyễn Văn Huy Trang 16 Bộ môn kỹ thuật máy tính GVHD Th.s. Nguyễn Văn Huy Đồ án môn học Hệ thống nhúng Trang 17 Bộ môn kỹ thuật máy tính GVHD Th.s. Nguyễn Văn Huy Đồ án môn học Hệ thống nhúng Trang 18 Bộ môn kỹ thuật máy tính Đồ án môn học Hệ thống nhúng điều khiến được chạy thẳng xuống đất lúc này điện áp tại chân vi điều khiển thay đổi đột ngột về 0, vi điều khiển nhận biết được sự thay đổi này và khởi động lại trạng thái ban đầu cho hệ thống. 2.3.1.3.2 Khối tạo xung giao động. X TAL2 X TAL1 T2 20M Hz :C 1 G ND Hình 2.7 Sơ đồ nguyên lý khối tạo xung dao động Đây là bộ dao động thạch anh có tác dụng tạo xung nhịp với tần số 20MHz cho vi điều khiển hoạt động. Hai đầu này được nối vào 2 chân XTAL1 và XTAL2 của vi điều khiển. 2.3.1.3.3 Khối vi điều khiển. M C LR/VPP/THV lĩ R A O/ANo nu 4 0 1 RB7/PGD 3 5 1 RB6/PGC R A 1 /AN1G T 3a| R B 5 R A 2/AN2/VREF—w R A 3/AN3/VREF+ í~5~ 37] R B 4 R A 4/TOCKI ỊỊT 3 ÌỊ RB2 R A 5/AN4/SSQT 1 3 RB 1 ã i| RB3/PGM R E O/RD/AN5 [Ịr R E 1 /WR/AN6 [H R E 2/CS/AN7 [ĩõ; V D D QT v s s ỊĨ2 O S C1 /CLKIN [U O S C2/CLKOUT [ĨT R C O/1 OSI/T1 CKI R C 1/T1OSO/CCP2m RC2/CCP1 ỊT7 R C 3/SCK/SCL m; R D O/PSPO Ị Ị T R D 1/PSP1iõ m R BO/INT 3 2 1 VDD PIC1 6F877 ~3ÌỊ vss 301 R D 7 /PSP7 m R D6/PSP6 H I R D5/PSP5 27] R D 4/PSP4 m R C7/RX/DT ã s l RC6/TX/CK 13 RC5/SDO m R C4/SDI/SDA m RD3/PSP3 2 Ĩ1 RD2/PSP2 Hình 2.8. Sơ đồ chân PICỈ6F877A Các đòn tín hiệu được đicu khicn thông qua công RB, Lcd 7 thanh được điều khiển bằng cổng RD và RC của PIC 16F877A. + Khối nút bấm được nối vào các chân 9,10, 11 (REO,RE 1 ,RE2) GVHD Th.s. Nguyễn Văn Huy Trang 19 Bộ môn kỹ thuật máy tính Đồ án môn học Hệ thống nhúng + Khối dao động nối vào chân 13 14(OSCl ,OSC2). + Khối nguồn nối vào chân 11,12 và 31, 32. Vcc vào chân 11 và 32.GND vào chân 12 và 31. + Khối Reset nối vào chân 1 (MCLR). 2.3.1.4 Khối nguồn. UI vcc GND Hình 2.9. Sơ đồ nguyên ỉỷ khối nguồn Đây là mạch dùng để tạo ra nguồn điện áp chuẩn +5V. Sử dụng IC7805.Đầu vào là điện áp xoay chiều sau khi được biến đối qua máy biến thế, đưa vào bộ Diod cầu đế cho ra dòng điện một chiều( lúc này điện áp nằm trong khoảng từ 7->10V). Sau khi đi qua IC ổn áp 7805 sẽ tạo ra nguồn điện áp chuẩn +5V cung cấp cho mạch.IC ổn áp 7805: đầu vào > 7V đầu ra 5V, 500 mA. Mạch ốn áp: cần cho vi điều khiển vì nếu nguồn cho vi điều khiến không ốn định thì sẽ treo vi điều khiến, không chạy đúng hoặc reset liên tục thậm chí là chết vi điều khiển. 2.3.2 Nguyên lý hoạt động. Khi ấn nút Start hệ thống sẽ hoạt động theo thơi gian mặc đinh hoặc thời gian đặt. Thời điểm đầu tiên đèn xanh rẽ trái ở nhánh 1 và đèn đỏ ở nhánh 2 sẽ sáng. Thời điểm thứ 2 đèn xanh đi thẳng và đèn đỏ ở nhánh 2 sáng. Thời điểm thứ 3 đèn vàng ở nhánh 1 và đèn đỏ ở nhánh 2 sáng. Thời điếm thứ 4 đèn đở ở nhánh 1 và đèn xanh rẽ trái ở nhánh 2 sáng. Thời điểm thứ 5 đèn đỏ ở nhánh 1 và đèn xanh đi thẳng ở nhánh 2 sáng. Thời điếm thứ 6 đèn đỏ ở nhánh 1 và đèn vàng ở nhánh 2 sáng. Đồng thời trên các led sẽ hiện thị thời gian đếm ngược dần xuống 00 theo GVHD Th.s. Nguyễn Văn Huy Trang 20