Thiết kế hệ thống điều khiển đèn giao thông ở ngã tư Hồ Quang Sơn – Ngô Việt Anh

MỤC LỤC
Phần Mở Đầu

Trong thời đại ngày nay, khi công nghệ thông tin truyền thông phát triển,
song song với việc phát triển các công nghệ phần mềm, việc phát triển các hệ
thống nền tảng là phần cứng giữ một vai trò hết sức quan trọng. Trong đó, hệ vi xử
lý là một khái niệm quan trọng cốt lõi mà bất kỳ kỹ sư điện tử nào cũng cần phải
hiểu và nắm được. Học phần kỹ thuật vi xử lý nhằm cung cấp cho sinh viên những
kiến thức cơ bản nhất xung quanh hệ vi xử lý. Trong học phần này, ngoài các bài
giảng trên lớp của giảng viên xung quanh bộ vi xử lý 8086 để giúp sinh viên hình
thành khái niệm về vi xử lý, sinh viên còn được trực tiếp thiết kế một hệ thống cơ
bản để hiểu sâu hơn và có dịp thực hành những kiến thức học được trên giảng
đường.

Đề tài mà nhóm chúng em triển khai là hệ thống mạch điều khiển đèn giao
thông ở ngã tư với các nội dung chi tiết sẽ được trình bày ở phần sau của bản báo
cáo này. Bản báo được chia làm 5 chương, cụ thể là:
+Chương I : Phân tích chức năng hệ thống mạch đèn giao thông
+Chương II : Sơ đồ khối hệ thống
+Chương III: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống
+Chương IV: Một sô thuật toán sử dụng trong mã nguồn của đề tài
+Chương V : Tổng kết đánh giá đề tài

1
Thiết kế hệ thống điều khiển đèn giao thông ở ngã tư Hồ Quang Sơn – Ngô Việt Anh
Nhóm sinh viên chúng em xin chân thành cảm ơn giảng viên hướng dẫn,
thầy giáo Vũ Song Tùng đã giúp đỡ chúng em rất nhiều trong việc hoàn thành đề
tài này. Tuy nhiên, trong quá trình hoàn thành đề tài do còn là sinh viên và không
tránh khỏi những thiếu sót về mặt kinh nghiệm, nhóm rất mong nhận được những ý

mất điện. Thời gian thực lưu theo dạng 24 giờ bắt đầu từ 00:00 đến 23:59. Hệ
thống dựa vào giờ được lưu này để điều chỉnh thang thời gian điều khiển tín
hiệu cho phù hợp vào các thời điểm cao điểm, trung bình và ban đêm trong
ngày. Ở khoảng thời gian ban đêm đến 5 giờ , hệ thống sẽ nhấp nháy đèn vàng
với chu kỳ 1s. Giờ cao điểm trong ngày là khoảng thời gian từ 7 giờ đến 9 giờ
và từ 17 giờ đến 19 giờ.
4. Điều chỉnh các thông số của hệ thống:
- Giao diện điều chỉnh các thông số: Người dùng nhập thông số thông qua 4 nút
bấm: menu, up, down, set. Thông số đang điều chỉnh sẽ được hiển thị lên màn
hình LCD dạng text đồng thời đèn LCD cũng bật sáng đèn màn hình.
- Để bắt đầu điều chỉnh các thông số, người dùng nhấn nút menu, sau đó nhấn
các nút up và down để điều chỉnh thông số hiện tại, khi đã điều chỉnh xong
thông số này, người dùng nhấn nút set để lưu thông số. Để điều chỉnh thông số
tiếp theo người dùng tiếp tục nhấn nút menu. Thứ tự điều chỉnh các thông số lần
lượt như sau: Giờ -> phút -> thời gian đèn vàng -> thời gian đèn đỏ lúc cao
điểm -> thời gian đèn xanh lúc cao điểm -> thời gian đèn đỏ lúc trung bình ->
thời gian đèn xanh lúc trung bình -> thời gian đèn đỏ giao nhau lúc cao điểm ->
thời gian đèn đỏ giao nhau lúc trung bình -> thời điểm bắt đầu nhấp nháy đèn
vàng. Khi đã điều chỉnh xong các thông số, người dùng nhấp menu thêm một
lần nữa để thoát chế độ điều chỉnh. Khi thoát chế độ này, LCD xóa toàn bộ nội
dung hiển thị và tắt đèn màn hình.
- Các thông sô điều chỉnh theo kiểu quay vòng: mỗi thông số có khoảng nhất
định từ nhỏ nhất đến cao nhất, khi chỉnh đến giá trị cao nhất mà người dùng
nhấn nút up một lần nữa thì thông số quay về giá trị nhỏ nhất, tương tự khi
chỉnh đến giá trị nhỏ nhất mà người dùng nhấn nút down một lần nữa thì thông
số quay về giá trị cao nhất.
- Khoảng điều chỉnh giờ: 00h -> 23h.
- Khoảng điều chỉnh phút: 00h -> 59h.
- Khoảng điều chỉnh thời gian đèn vàng: 03s -> 10s.
- Khoảng điều chỉnh thời gian đèn đỏ: 20s -> 90s.

bộ đôi led {xanh, đỏ} điều khiển người đi bộ ở hướng 1 và 2.
5
Thiết kế hệ thống điều khiển đèn giao thông ở ngã tư Hồ Quang Sơn – Ngô Việt Anh
2.3) Khối điều khiển
Gồm 4 nút bấm menu, up, down, set và lcd 1602
6
Thiết kế hệ thống điều khiển đèn giao thông ở ngã tư Hồ Quang Sơn – Ngô Việt Anh
2.4) Khối thời gian thực DS1307
2.5) Khối điều khiển hệ thống PIC16F877A
7
Thiết kế hệ thống điều khiển đèn giao thông ở ngã tư Hồ Quang Sơn – Ngô Việt Anh
Chương III: Sơ đồ nguyên lý
Để triển khai hệ thống, nhóm chúng em đã tìm hiểu, tham khảo nhiều nguồn tài
liệu khác nhau và đưa ra sơ đồ nguyên lý như sau:
3.1)Khối điều khiển hệ thống
8
Thiết kế hệ thống điều khiển đèn giao thông ở ngã tư Hồ Quang Sơn – Ngô Việt Anh
3.2)Sơ đồ khối thời gian thực
3.3)Khối hiển thị thời gian đèn
9
Thiết kế hệ thống điều khiển đèn giao thông ở ngã tư Hồ Quang Sơn – Ngô Việt Anh
3.4)Khối nút bấm điều khiển và hiển thị đèn
10
Thiết kế hệ thống điều khiển đèn giao thông ở ngã tư Hồ Quang Sơn – Ngô Việt Anh
3.5)Khối hiển thị điều khiển lcd
3.6)Khối mạch nạp
11
Thiết kế hệ thống điều khiển đèn giao thông ở ngã tư Hồ Quang Sơn – Ngô Việt Anh
3.7)Khối nguồn và điện trở dùng trong mạch
Chương IV: Một số thuật toán sử dụng trong mã nguồn của đề tài

PortB = Enable[i] + So[ A[i] ];
Delay_ms(3); }
14
Thiết kế hệ thống điều khiển đèn giao thông ở ngã tư Hồ Quang Sơn – Ngô Việt Anh
Điều khiển bàn phím
Kiểm tra phím bấm và xử lý các tín hiệu điều khiển
Menu = 0?
Mode = 0
Mode ++
Mode > 9?
Mode = 1
Up = 0?
Giatri++
Down = 0?
Giatri
Set = 0?
15
Thiết kế hệ thống điều khiển đèn giao thông ở ngã tư Hồ Quang Sơn – Ngô Việt Anh
Thiết lập giá trị
If (mode == 1)||(mode == 2)
{ ghi Giatri vào DS1307}
Else {ghi Giatri vào EEPROM}
Menu = 0?
4.3)Thuật toán điều khiển bàn phím

S
Đ
Đ
Đ
S

// Trang_thai = 8 trạng thái đèn vàng tắt
4.4)Thuật toán điều khiển đèn tín hiệu xanh đỏ vàng
17
Thiết kế hệ thống điều khiển đèn giao thông ở ngã tư Hồ Quang Sơn – Ngô Việt Anh
Đ
S
Đ
S
Chương V: Tổng kết đánh giá đề tài
5.1) Đánh giá
Sau thời gian tìm hiểu dưới sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo, nhóm đã hoàn
thành dự án mạch điều khiển đèn giao thông với các yêu cầu kỹ thuật đề ra. Tuy
18
Thiết kế hệ thống điều khiển đèn giao thông ở ngã tư Hồ Quang Sơn – Ngô Việt Anh
nhiên, do mới làm quen với vi điều khiển và lần đầu làm mạch nên nhóm không thể
tránh khỏi những thiếu sót về mặt kinh nghiệm. Cụ thể, nhóm đánh giá một số nhược
điểm và ưu điểm của hệ thống hiện hành như sau:
+ Ưu điểm:
- Nguồn ổn định 5V cho toàn bộ hệ thống.
- Mạch chạy ổn định, LCD hiển thị tốt menu hệ thống và giờ hệ thống.
- Các phím bấm hoạt động ổn định với các giải pháp chống rung cả về
phần cứng và phần mềm.
- Led đơn sáng rõ và đúng với trạng thái điều khiển đèn giao thông ở ngã
tư.
- Đồng hồ thời gian thực hoạt động ổn định với vi điều khiển
PIC16F877A, cập nhật ổn định thời gian thực để điều khiển ở các chế độ khác
nhau.
+ Nhược điểm:
- 1 Led 7 đoạn sáng mờ.
Qua quá trình hoàn thành mạch, nhóm cũng đã cố gắng tìm ra nguyên nhân của thiếu