Download miễn phí Đề tài Thiết kế và xây dựng hệ thống điều khiển đèn giao thông



Mạch đèn giao thông hoạt động dựa trên nội dung đã lập trình cho pic16F877A, khi có tác động từ các nút điều khiển mạch hoạt động theo đúng thời gian yêu cầu. PIC16F877A đưa dữ liệu đến các LED xanh, đỏ, vàng để điều khiển các LED này đóng, mở. Ngoài ra, nó còn xuất dữ liệu đến các BJT để tăng dòng cho các LED 7 đoạn, các BJT sẽ điều khiển việc đóng mở các LED 7 đoạn. LED 7 đoạn còn nhận dữ liệu từ vi điều khiển trung tâm để thực hiện việc đếm lùi thời gian.
Như vậy mỗi khi mạch bắt đầu thực hiện đếm lùi, nếu trục lộ bên này đèn xanh hay vàng sáng thì trục lộ bên kia đèn đỏ sáng và ngược lại. Bộ phận điều khiển PIC16F877A là các nút nhấn ở khối bàn phím. Tùy theo thời gian yêu cầu mà ta điều khiển các trục giao thông sáng PIC16F877A sẽ xuất ra các cổng I/O những xung ở mức cao hay mức thấp để điều khiển các BJT từ đó điều khiển các đèn hiển thị. Khi PIC16F877A nhận tín hiệu điều khiển từ các phím nhấn, nó sẽ quét và tìm ra chương trình được mã hóa phù hợp với tín hiệu điều khiển để hoạt động.
 


http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2013-03-14-de_tai_thiet_ke_va_xay_dung_he_thong_dieu_khien_de.WQQUC7HrdI.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-4041/
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

y nhiên, tùy theo yêu cầu của từng bài toán, tùy theo ý tưởng thiết kế của mỗi người mà ta có những giải pháp riêng. Ở đây nhóm chúng em đã thiết kế hệ thống điều khiển đèn giao thông sử dụng vi điều khiển với những ưu điểm sau:
Mạch có thể thay đổi các chế độ hoạt động hoạt động linh hoạt.
Số linh kiện sử dụng trong mạch ít, cách thức bố trí linh kiện dễ dàng.
Mạch đơn giản, dễ thực thi.
Lập trình đơn giản.
1.3.2. Xác định bài toán và giới hạn của đề tài
a. Xác định bài toán
Mô hình đèn giao thông gồm có:
Đầu ra
Đầu vào
Xử lý
Đầu nhập dữ liệu vào là bàn phím, gồm các phím chức năng và phím nhập thời gian,để điều chỉnh các chế độ hoạt động của đèn giao thông.
Khối vi xử lí gồm có: mạch vi xử lí với vi điều khiển pic16F877A làm nhiệm vụ xử lí chính, bộ nguồn cung cấp điện áp 5VDC.
Đầu dữ liệu ra ( hiển thị) gồm:
Led đơn: hiển thị tín hiệu đèn giao thông.
Led 7 đoạn: hiển thị thời gian sáng của đèn.
b. Giới hạn của đề tài
Mạch thực hiện chưa chạy tự động các chế độ hoạt động theo giờ đã định, muốn chuyển chế hoạt động của hệ thống đèn giao thông yêu cầu người điều khiển phải ấn nút điều chỉnh trên khối bàn phím để điều khiển các chế độ hoạt động theo giờ.
CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ HỆ THỐNG
2.1. SƠ ĐỒ KHỐI CỦA HỆ THỐNG
Bao gồm các khối sau: Khối đầu vào, khối điều khiển, khối giải mã, khối hiển thị, khối nguồn:
Hình 2. Sơ đồ khối hệ thống đèn giao thông.
Khối hiển thị: Hiển thị chính xác thời gian trên led 7 đoạn và tín hiệu đèn giao thông trên led đơn
Khối đầu vào: Gồm bàn phím để điểu chỉnh các chế độ hoạt động theo giờ của hệ thống đèn tín hiệu giao thông.
Khối điều khiển trung tâm: Điều khiển mọi sự hoạt động của hệ thống, thực hiện chương trình, xử lý các điều khiển vào/ra và truyền thông với các thiết bị bên ngoài.
Khối giải mã: sử dụng IC74LS247 để thực hiện việc giải mã BCD sang thập phân và hiển thị các trạng thái thập phân đó trên LED 7 thanh.
Khối nguồn: Cung cấp điện áp cho toàn bộ hệ thống và đảm bảo sự ổn định điện áp.
2.2. SƠ ĐỒ KHỐI (CALL GRAPH)
Hình 3. Sơ đồ khối hệ thống đèn giao thông (call graph).
2.3. SƠ ĐỒ ĐẶC TẢ CỦA HỆ THỐNG
Hình 4. Sơ đồ đặc tả của hệ thống đèn giao thông.
2.4. CÁC MODULE TRONG HỆ THỐNG
2.4.1.Module điều khiển trung tâm
Sử dụng vi điều khiển PIC16F877A
Sơ đồ PIC16F877A
Sơ đồ chân của vi điều khiển PIC 16F877A: 40 pins. 5 cổng vào ra số RA,RB,RC,RD,RE.
Hình 5: Sơ đồ chân vi điều khiển PIC16F877A .
Đặc điểm của PIC 16F877A
Công nghệ CMOS có đặc tính: công suất thấp, công nghệ bộ nhớ Flash/EEPROM có tốc độ cao.Điện áp hoạt động từ 2V đến 5,5V và tiêu tốn năng nượng thấp. phù hợp với nhiệt độ làm việc trong công nghiệp và trong thương mại.
-Tốc độ hoạt động :
+ DC – 20MHz ngõ vào xung clock
+ DC – 200ns chu kỳ lệnh
-Dung lượng của bộ nhớ chương trình Flash là 8K x 14words.
-Dung lượng của bộ nhớ dữ liệu RAM là 368x8Bytes.
-Dung lượng của bộ nhớ dữ liệu EEPROM là 256x8 Bytes.
+ Bộ nhớ dữ liệu EEPROM cho phép xóa và ghi 1.000.000 lần.
+ Bộ nhớ EEPROM có thể lưu giữ dữ liệu hơn 40 năm và có thể tự lập trình lại được dưới sự điều khiển của phần mềm.
2.4.2.Module khối hiển thị
Khối hiển thị có chức năng đưa ra thông tin hiển thị tương ứng với trạng thái hiện thời của hệ thống. Khối này gồm 2 phần: đèn hiển thị tín hiệu đèn giao thông và đồng hồ.
Đèn hiển thị tín hiệu đèn giao thông bao gồm: Đèn dành cho các phương tiện tham gia giao thông: xanh, đỏ, vàng.
Đồng hồ dùng các LED 7 thanh để tạo thành các bộ hiển thị từ 00 đến 99. Ở đây ta dùng loại Anode chung (phù hợp với IC 74LS247), cấu trúc của nó như sau:
Hình 6: Sơ đồ LED thanh.
Để tích kiệm chân cho vi điều khiển ta nối các chân a, b, c, d, e, f, g, trên hai led với nhau. Các vi xử lý xử lý các dữ liệu là số nhị phân 0 và 1 nên cần có sự giải mã từ số nhị phân sang số thập phân, vì vậy ta nối các chân của led 7 thanh vào chân của bộ giải mã 74LS247.
2.4.3. Module khối nguồn
Khối nguồn là khối cần thiết cho sự ổn định của điện áp,đảm bảo điện áp đúng thiết kế để cung cấp cho toàn bộ mạch. Khối nguồn được thiết kế theo sơ đồ như sau:
Hình 7. Sơ đồ khối cấp nguồn.
Đầu tiên, điện áp AC5V được đưa vào mạch chỉnh lưu cầu diode để cho điện áp một chiều. Tuy nhiên, điện áp này sẽ được lọc bớt độ nhấp nhô (ripple) nhờ tụ 1000uF, qua đó, có thể nâng cao mức volt trung bình cấp cho tầng tiếp theo. Hai tụ 104 trong mạch có nhiệm vụ dập hiện tượng dao động tự kích có trong IC7805C, cũng như lọc ở tần số cao. Nhánh mạch có điện trở 330 Ohm nối tiếp với Led-5V là nhằm báo hiệu tình trạng ngõ ra có điện áp 5V hay chưa.
2.4.4. Module đầu vào:
Dùng để điều chỉnh các chế độ hoạt động của hệ thống đèn giao thông trong ngày:(giờ cao điểm, giờ thấp điểm ).
Hình 8. Sơ đồ khối bàn phím.
2.5. LỰA CHỌN LINH KIỆN
2.5.1.Các linh kiện trong khối điều khiển trung tâm
2.5.1.1 Vi điều khiển PIC 16F877A
a. Sơ đồ chân vi điều khiển PIC16F877A.
Hình 9: Sơ đồ chân vi điều khiển PIC16F877A .
b. Một vài thông số về vi điều khiển PIC16F877A.
Đây là vi điều khiển thuộc họ PIC16Fxxx với tập lệnh gồm 35 lệnh có độ dài 14 bit.
Mỗi lệnh đều được thực thi trong một chu kì xung clock. Tốc độ hoạt động tối đa cho phép là 20 MHz với một chu kì lệnh là 200ns. Bộ nhớ chương trình 8Kx14 bit, bộ nhớ dữ liệu 368x8 byte RAM và bộ nhớ dữ liệu EEPROM với dung lượng 256x8 byte. Số PORT I/O là 5 với 33 pin I/O.
Các đặc tính ngoại vi bao gồm các khối chức năng sau:
Timer0: bộ đếm 8 bit với bộ chia tần số 8 bit.
Timer1: bộ đếm 16 bit với bộ chia tần số, có thể thực hiện chức năng đếm dựa vào xung clock ngoại vi ngay khi vi điều khiển hoạt động ở chế độ sleep.
Timer2: bộ đếm 8 bit với bộ chia tần số, bộ postcaler.
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.
c. Sơ đồ khối vi điều khiển PIC16F877A
Hình 10. Sơ đồ khối vi điều khiển PIC16F877A.
d. Tổ chức bộ nhớ
Cấu trúc bộ nhớ của vi điều khiển PIC16F877A bao gồm bộ nhớ chương trình (Programmemory) và bộ nhớ dữ liệu (Data Memory).
Bộ nhớ chương trình
Bộ nhớ chương trình của vi điều khiển
PIC16F877A là bộ nhớ flash, dung lượng bộ
nhớ 8K word (1 word =...

---