HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG

NGUYỄN VĂN PHƢƠNG

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F877A VÀO
TRONG DÂY CHUYỀN TỰ ĐỘNG HOÁ

Chuyên nghành : Kỹ thuật viễn thông
Mã số : 60.52.02.08

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
HÀ NỘI - NĂM 2013 Luận văn được hoàn thành tại:
Người hướng dẫn khoa học: TS.NGUYỄN NGỌC MINH
(Ghi rõ học hàm, học vị) Phản biện 1: ……………………………………………………………………
Phản biện 2: ……………………………………………………………………

Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ tại Học viện
Công nghệ Bưu chính Viễn thông

Vào lúc: giờ ngày tháng năm
Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
-1-

LỜI CAM ĐOAN

Từ các thông tin trên các diễn đàn Internet và các trung tâm học tập thực
hành, cho thấy nhu cầu học tập và nghiên cứu cũng như tự tìm hiểu về nhiều lĩnh
vực trong ngành điện tử nói chung, tự động hoá nói riêng là rất cao. Trong nhiều
lĩnh vực được quan tâm, có một lĩnh vực về vi điều khiển được quan tâm rất nhiều
hiện nay đó là vi điều khiển PIC. Việc tìm hiểu và ứng dụng hết khả năng của nhiều
loại PIC là cả một quá trình dài lý thú và hữu ích, vì sự thuận tiện, tinh gọn, khả
năng phát triển cũng như sự đa dạng các dịng sản phẩm phù hợp nhiều quy mơ ứng
dụng của nó. Chính điều này em đã chọn đề tài “NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CỦA
PIC 16F877A VÀO TRONG DÂY CHUYỀN TỰ ĐỘNG HÓA”. Nhằm giới thiệu
cho mọi người cách sử dụng và các ứng dụng, sự thuận tiện của PIC trong thực tế.
2. Mục đích nghiên cứu
- Tìm hiểu chung về cấu trúc và thuật toán vi điều khiển PIC16F877A
- Ứng dụng vi điều khiển PIC16F877A trên thực tế
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: PIC16F877A.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Khảo sát các nghiên cứu, tài liệu liên quan để thu thập thông tin về cơ sở lý
thuyết từ nhiều nguồn (tài liệu, sách giáo trình, Internet… )
- Tổng hợp các kết quả nghiên cứu các bài ví dụ, mô phỏng để thu nhập dữ
liệu. -3-

Chương 1 - TỔNG QUAN VỀ HỌ VI ĐIỀU KHIỂN PIC
1.1 Tổng quan về PIC
PIC là viết tắt của “Programable Intelligent Computer”, có thể tạm dịch là

Hai bộ Capture/so sánh/điều chế độ rông 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.
Bên cạnh đó là một vài đặc tính khác của vi điều khiển như:
Bộ nhớ flash với khả năng ghi xóa được 100.000 lần.
Bộ nhớ EEPROM với khả năng ghi xóa được 1.000.000 lần.
Dữ liệu bộ nhớ EEPROM có thể lưu trữ trên 40 năm.
Khả năng tự nạp chương trình với sự điều khiển của phần mềm.
Nạp được chương trình ngay trên mạch điện ICSP (In Circuit Serial Programming)
thông qua 2 chân.
Watchdog Timer với bộ dao động trong.
Chức năng bảo mật mã chương trình.
Chế độ Sleep.
Có thể hoạt động với nhiều dạng Oscillator khác nhau.
-6-

1.2.2 Các cổng xuất nhập của PIC16F877A
PORTA
PORTA gồm có 6 chân. Các chân của PortA ta lập trình để có thể thực hiện
được chức năng “hai chiều” xuất dữ liệu từ vi điều khiển ra ngoại vi và nhập dữ
liệu từ ngoại vi vào vi điều khiển.
Ngoài ra, PORTA còn có các chức năng quan trọng sau :
- Ngõ vào Analog của bộ ADC : thực hiện chức năng chuyển từ Analog sang
Digital.
- Ngõ vào điện thế so sánh.
- Ngõ vào xung Clock của Timer0 trong kiến trúc phần cứng: thực hiện các nhiệm


Hình 2.4. Sơ đồ khối của Timer1.
1.2.4 Timer 2
Timer 2 là bộ định thời 8 bit và được hỗ trợ bởi hai bộ chia tần số prescaler va
postscaler. Thanh ghi chứa giá trị đếm của Timer 2 là TMR2. Bit cho phép ngắt
Timer 2 tác động là TMR2ON (T2CON<2>).

-8- Hình 2.5. Sơ đồ khối Timer2.

Timer2 còn được hỗ trợ bởi thanh ghi PR2. Giá trị đếm trong thanh ghi TMR2 sẽ
tăng từ 00h đến giá trị chứa trong thanh ghi PR2, sau đó được reset về 00h. Khi
reset thanh ghi PR2 được nhận giá trị mặc định FFh.
1.2.5 ADC
ADC (Analog to Digital Converter) là bộ chuyển đổi tín hiệu giữa hai dạng tương
tự và số.PIC16F877A có 8 ngõ vào analog (RA4:RA0 và RE2:RE0). Hiệu điện thế
chuẩn VREF có thể được lựa chọn là VDD, VSS hay hiệu điện thể chuẩn được xác
lập trên hai chân RA2 và RA3.
1.2.5.1 Thiết lập các thông số cho bộ chuyển đổi ADC
Chọn ngõ vào analog, chọn điện áp mẫu (dựa trên các thông số của thanh ghi
ADCON1).
Chọn kênh chuyển đổi AD (thanh ghi ADCON0).
Chọn xung clock cho kênh chuyển đổi AD (thanh ghi ADCON0).
Cho phép bộ chuyển đổi AD hoạt động (thanh ghi ADCON0).
1.2.5.2 Thiết lập các cờ ngắt cho bộ AD
Clear bit ADIF.
-9-


Hình 1.3.2 BUS I2C và các thiết bị ngoại vi

Một thiết bị hay một IC khi kết nối với bus I2C, ngoài một địa chỉ duy nhất để phân
biệt, nó còn được cấu hình l thiết bị chủ (master) hay tớ (slave). Tại sao lại có sự
phân biệt này? Đó là vì trong một bus I2C thì quyền điều khiển thuộc về thiết bị
chủ (master). Thiết bị chủ nắm vai trị tạo xung đồng hồ cho toàn hệ thống, khi giữa
hai thiết bị chủ/tớ giao tiếp thì thiết bị chủ có nhiệm vụ tạo xung đồng hồ và quản lý
địa chỉ của thiết bị tớ trong suốt quá trình giao tiếp. Thiết bị chủ giữ vai trị chủ
động, còn thiết bị tớ giữ vai trị bị động trong viêc giao tiếp. -11- Hình 1.3.3 Truyền nhận dữ liệu giữa chủ/tớ
Chƣơng 2 - VI ĐIỀU KHIỂN TRONG DÂY CHUYỀN TỰ
ĐỘNG HÓA.
2.1 Giới Thiệu dây chuyền.
Dây chuyền tự động hóa được giới thiệu trong bài là dây chuyền sản xuất loa điện
thoại, trước khi đi vào giới thiệu về dây chuyền tôi xin giới thiệu qua về sản phẩm
mà dây chuyền làm ra .
2.1.1 Giới thiệu về loa .
Loa được cấu tạo từ 5 linh kiện cơ bản là Maglet, Plate, Frame, Coil, Daiframe.
Hình 2.1.1. Sơ đồ cấu tạo của loa
-12- Hình 2.1.1.3 Khung Frame
Khung – Frame là bộ phận sử dụng để đỡ toàn bộ các thành phần khác của
loa như màng loa, cuộn tiếng, khung từ tính… Và hình dạng của nó sẽ chính là hình
dáng bên ngoài của một chiếc loa.Trên khung có bốn vấu làm nhiệm vụ cố định loa
vào điện thoại, làm cho loa không bị di chuyển.
Ngoài ra sáu lỗ trên Frame để đưa luồng không khí từ trong màng ra, hai
chân tiếp xúc với nguồn tín hiệu đưa vào từ điện thoại và mặt sau (Yoke) của loa
cùng với nam châm tạo thành một khung từ tính.
-14-
2.1.1.3 Cuộn dây – Voice Coi Hình 2.1.1.3. Cuộn dây voice coil

Voice coil có hai chức năng chính đó là truyền dòng điện (cùng với từ trường
tạo nên lực tác động lên màng) và truyền các rung động cơ học tới màng.

2.1.1.4 Màng – Diaphragm


Cuộn dây
tiếng
Mạch từ tính
I（Dòng điện）
H（Từ trường
）
H（Từ
trường）
-16-

Một bộ phận quan trọng gọi là màng rung (hoặc màng loa). Màng rung là nơi
âm thanh được phát ra để đến với tai người nghe. Tuỳ từng loại loa khác nhau mà
nguyên lý làm rung màng rung là khác nhau.
Đa số các loa màng rung được gắn với một cuộn dây, cuộn dây này được
định vị trong khe hẹp có từ trường mạnh được sinh ra giữa hai cực của một nam
châm vĩnh cửu. Khi cho dòng điện tín hiệu đi qua cuộn dây thì cuộn dây xuất hiện
lực từ làm rung nó, sự rung động của cuộn dây sẽ làm chuyển động màng loa.
Khi ta cho dòng điện chạy qua cuộn tiếng, cuộn tiếng sẽ tạo ra một từ trường
và từ trường của cuộn tiếng sẽ bị từ trường của nam châm đẩy làm cho cuộn tiếng
chuyển động, nếu ta đưa dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn tiếng thì cuộn tiếng sẽ
chuyển động quanh vị trí cân bằng với tần số bằng tần số đưa vào.
Máy quấn Voil Coil
Máy ghép Top
Plate + Magnet
Máy ghép (Top Plate +
Magnet) + Frame
Máy ghép (Top Plate +
Magnet + Frame) +VoilCoil
Máy Hàn
Máy tạo màng đai
Máy kiểm tra màng
đai
Thành phẩm OK
Máy quấn Voil Coil
Máy quấn Voil Coil
Máy quấn Voil Coil
Máy Phủ Thiếc

Máy hàn laze

Máy cắt màng đai
Hình 2.2. Sơ đồ dây chuyền tự động hóa

-18-
-

Hình 2.2.1.2. Công đoạn ghép Top Plate với magnet

Kế đến toàn bộ được chuyển sang máy Hàn LWF để hàn dây lần 1, tiếp
đó phủ kem thiếc lên bề mặt mối hàn và qua công đoạn hàn Lazer để làm
trắc mối hàn.
-21- Hình 2.2.1.3 Công đoạn hàn lần 1

Hình 2.2.1.4 Công đoạn hàn lần 2

-22-

- Công đoạn tiếp theo là máy tạo màng đai, khi úp màng đai vào Frame thì
màng đai rất to, chính vì vậy cần phải cho Loa qua công đoạn cuối cùng là
cắt màng đai. Để tạo thành 1 chiếc Loa hoàn chỉnh. Hình 2.2.1.5. Công đoạn cắt màng đai
-23-