THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN MÁY ẤP TRỨNG CÓ HIỂN THỊ NHIỆT ĐỘ ( vi điều khiển )

Trang 1/17

THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN MÁY
ẤP TRỨNG CÓ HIỂN THỊ NHIỆT ĐỘ

Thiết kế bộ điều khiển mấy ấp trứng


Trang 2/17

PHỤ LỤC
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
CHƯƠNG 2.THÀNH PHẦN ,CƠ SỞ LÝ THUYẾT
CHƯƠNG 3.THIẾT KẾ PHẦN CỨNG VÀ CODE
CHƯƠNG 4.KẾT LUẬN

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

Thiết kế bộ điều khiển mấy ấp trứng


Trang 3/17

Đề tài “Thiết kế bộ điều khiển mấy ấp trứng hiển thị nhiệt độ” là một đề tài khá
phổ biến về mặt ứng dụng trong công nghiệp. Đề tài này dùng vi điều khiển PIC
16f877a là loại vi điều khiển khá phổ biến trên thị trường .
Đề tài với mục đích tìm hiểu cách hoạt động hiển thị nhiệt độ khi đạt một mức cụ
thể sẽ báo đèn.

CHƯƠNG 2 : THÀNH PHẦN CẤU TẠO
Thành phần chính:

 PIC16F877a
 LM35
 LED
 LED LIGHT
PIC

là

một

họ

vi

điều

khiển

RISC

sản

xuất

bởi

cơng

ty

MicrochipTechnology. Dịng PIC đầu tiên là PIC 1650 phát triển bởi Microelectronics
Division sở hữu bởi General Instrument .
PIC là chữ viết tắt của "Programmable Intelligent Computer" (Máy tính khả trình
thơng minh) là sản phẩm của hãng General Instruments đặt cho dòng sản phẩm đầu
tiên của họ là PIC1650. Lúc này, PIC1650 được dùng để giao tiếp với các thiết bị
ngoại vi cho máy chủ 16bit CP1600, vì vậy, người ta cũng gọi PIC với cái
tên "Peripheral Interface Controller" (Bộ điều khiển giao tiếp ngoại vi).

Hình 1. 1: Vi Điều Khiển PIC 16F877A

Thiết kế bộ điều khiển mấy ấp trứng


Trang 4/17

1.1 PIC16F877A
1.1.1

1.1.2
Châ
n

Sơ đồ chân

Chức năng các chân
Tên

Chức năng

1

/MCLR/VPP

– /MCLR: Hoạt động Reset ở mức thấp
– VPP : ngõ vào áp lập trình

2

RA0/AN0

– RA0 : xuất/nhập số
– AN0 : ngõ vào tương tự

Thiết kế bộ điều khiển mấy ấp trứng


Trang 5/17

3

RA1/AN1

– RA1 : xuất/nhập số
– AN1 : ngõ vào tương tự

4

RA2/AN2/VREF-/CVREF

– RA2 : xuất/nhập số

– AN2 : ngõ vào tương tự
– VREF -: ngõ vào điện áp chuẩn (thấp) của bộ A/D

5

RA3/AN3/VREF+

– RA3 : xuất/nhập số
– AN3 : ngõ vào tương tự
– VREF+ : ngõ vào điện áp chuẩn (cao) của bộ A/D

6

RA4/TOCKI/C1OUT

– RA4 : xuất/nhập số
– TOCKI : ngõ vào xung clock bên ngoài cho timer0
– C1 OUT : Ngõ ra bộ so sánh 1

7

RA5/AN4//SS
/C2OUT

– RA5 : xuất/nhập số
– AN4 : ngõ vào tương tự 4
– SS : ngõ vào chọn lựa SPI phụ
– C2 OUT : ngõ ra bộ so sánh 2

8

RE0//RD/AN5

– RE0 : xuất nhập số
– RD : điều khiển việc đọc ở port nhánh song song
– AN5 : ngõ vào tương tự

Thiết kế bộ điều khiển mấy ấp trứng


Trang 6/17

9

RE1//WR/AN6

– RE1 : xuất/nhập số
– WR : điều khiển việc ghi ở port nhánh song song
– AN6 : ngõ vào tương tự

10

RE2//CS/AN7

– RE2 : xuất/nhập số
– CS : Chip lựa chọn sự điều khiển ở port nhánh
song song
– AN7 : ngõ vào tương tự

11

VDD

Chân nguồn của PIC.

12

VSS

Chân nối đất

13

OSC1/CLKI

Ngõ vào dao động thạch anh hoặc xung clock bên
ngoài.
– OSC1 : ngõ vào dao động thạch anh hoặc xung
clock bên ngoài. Ngõ vào Schmit trigger khi được
cấu tạo ở chế độ RC ; một cách khác của CMOS.
– CLKI : ngõ vào nguồn xung bên ngồi. Ln được
kết hợp với chức năng OSC1.

Thiết kế bộ điều khiển mấy ấp trứng


Trang 7/17

OSC2/CLKO

Ngõ vào dao động thạch anh hoặc xung clock
– OSC2 : Ngõ ra dao động thạch anh. Kết nối đến
thạch anh hoặc bộ cộng hưởng.
– CLKO : ở chế độ RC, ngõ ra của OSC2, bằng tần
số của OSC1 và chỉ ra tốc độ của chu kỳ lệnh.

15

RC0/T1 OCO/T1CKI

– RC0 : xuất/nhập số
– T1OCO : ngõ vào bộ dao động Timer 1
– T1CKI : ngõ vào xung clock bên ngoài Timer 1

16

RC1/T1OSI/CCP2

– RC1 : xuất/nhập số
– T1OSI : ngõ vào bộ dao động Timer 1
– CCP2 : ngõ vào Capture 2, ngõ ra compare 2, ngõ
ra PWM2

17

RC2/CCP1

– RC2 : xuất/nhập số
– CCP1 : ngõ vào Capture 1, ngõ ra compare 1, ngõ
ra PWM1

18

RC3/SCK/SCL

– RC3 : xuất/nhập số
– SCK : ngõ vào xung clock nối tiếp đồng bộ/ngõ ra
của chế độ SPI
– SCL : ngõ vào xung clock nối tiếp đồng bộ/ ngõ ra
của chế độ I2C

14

Thiết kế bộ điều khiển mấy ấp trứng


Trang 8/17

19

RD0/PSP0

– RD0 : xuất/nhập số
– PSP0 : dữ liệu port nhánh song song

20

RD1/PSP1

– RD1 : xuất/nhập số

– PSP1 : dữ liệu port nhánh song song

21

RD2/PSP2

– RD2 : xuất/nhập số
– PSP2 : dữ liệu port nhánh song song

22

RD3/PSP3

– RD3: xuất/nhập số
– PSP3 : dữ liệu port nhánh song song

23

RC4/SDI/SDA

– RC4 : xuất/nhập số
– SDI : dữ liệu vào SPI
– SDA : xuất/nhập dữ liệu vào I2C

24

RC5/SDO

– RC5 : xuất/nhập số
– SDO : dữ liệu ra SPI

25

RC6/TX/CK

– RC6 : xuất/nhập số
– TX : truyền bất đồng bộ USART
– CK : xung đồng bộ USART

26

RC7/RX/DT

– RC7 : xuất/nhập số
– RX : nhận bất đồng USART
– DT : dữ liệu đồng bộ USART

Thiết kế bộ điều khiển mấy ấp trứng


Trang 9/17

27

RD4/PSP

– RD4: xuất/nhập số
– PSP4 : dữ liệu port nhánh song song

28

RD5/PSP5

– RD5: xuất/nhập số
– PSP5 : dữ liệu port nhánh song song

29

RD6/PSP6

– RD6: xuất/nhập số
– PSP6 : dữ liệu port nhánh song song

30

RD7/PSP7

– RD7: xuất/nhập số
– PSP7 : dữ liệu port nhánh song song

VSS

Chân nối đất

32

VDD

Chân nguồn của PIC.

33

RB0/INT

– RB0 : xuất/nhập số
– INT : ngắt ngoài

34

RB1

xuất/nhập số

35

RB2

xuất/nhập số

36

RB3

– RB3 : xuất/nhập số
– Chân cho phép lập trình điện áp thấp ICPS

31

Thiết kế bộ điều khiển mấy ấp trứng

Trang 10/17

37

RB4

– xuất/nhập số
– Ngắt PortB

38

RB5

– xuất/nhập số
– Ngắt PortB

39

RB6/PGC

– RB6 : xuất/nhập số
– PGC : mạch vi sai và xung clock lập trình ICSP
– Ngắt PortB

40

RB7/PGD

– RB7 : xuất/nhập số

– PGD : mạch vi sai và dữ liệu lập trình ICSP
– Ngắt PortB

1.2LM 35
1.2.1
Cảm biến nhiệt độ LM35 là gì?
LM35 là một cảm biến nhiệt độ tương tự, điện áp ở đầu ra của cảm biến tỷ lệ với nhiệt
độ tức thời và có thể dễ dàng được xử lý để có được giá trị nhiệt độ bằng oC.
Ưu điểm của LM35 so với cặp nhiệt điện là nó khơng u cầu bất kỳ hiệu chuẩn bên
ngồi nào. Lớp vỏ cũng bảo vệ nó khỏi bị quá nhiệt. Chi phí thấp và độ chính xác cao
đã khiến cho loại cảm biến này trở thành một lựa chọn đối với những người yêu thích
chế tạo mạch điện tử, người làm mạch tự chế và các bạn sinh viên.
Vì có nhiều ưu điểm nêu trên nên cảm biến nhiệt độ LM35 đã được sử dụng trong
nhiều sản phẩm đơn giản, giá thành thấp. Đã hơn 15 năm kể từ lần ra mắt đầu tiên
nhưng cảm biến này vẫn tồn tại và được sử dụng trong nhiều sản phẩm và ứng dụng
đã cho thấy giá trị của loại cảm biến này.
1.2.2

Sơ đồ chân

Thiết kế bộ điều khiển mấy ấp trứng


Trang 11/17

1.3Led 7 đoạn
Led 7 đoạn là thiết bị hiển thị điện tử để hiển thị số. Khi mỗi đoạn chiếu sáng thì một
phần của chữ số sẽ được hiển thị. Led 7 đoạn được sủ dụng rộng rãi tỏng đồng hồ số,
máy tính.
1.3.1

Cấu tạo:
LED 7 đoạn bao gồm 8 LED được kết nối song song để có thể thắp sáng hiển thị số
“0, 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, A, b, C, d, E, F, …”.
Mỗi đoạn Led được đánh dấu từ A tới G.
Đoạn thứ tám gọi là “chấm thập phân” (Decimal Point) ký hiệu DP được sử dụng khi
hiển thị số không phải là số nguyên
1.3.2
Phân loại LED 7 đoạn:
Dựa vào các cực được nối, có thể phân loại LED 7 đoạn như sau:
Loại dương chung (Common Anode): nếu cực dương (anode) của tất cả 8 LED được
nối với nhau và các cực âm (cathode) đứng riêng lẻ.

Thiết kế bộ điều khiển mấy ấp trứng


Trang 12/17

Loại âm chung (Common Cathode): nếu cực âm (cathode) của tất cả 8 LED được nối
với nhau và các cực dương (anode) đứng riêng lẻ.

Thiết kế bộ điều khiển mấy ấp trứng


Trang 13/17

1.4Led đơn
LED là từ viết tắt của Light Emitting Diode hay điốt phát quang là một linh kiện điện
tử dựa trên chuyển tiếp p-n. LED có cấu trúc cơ bản của một điốt. Cấu trúc cơ bản của
LED gồm hai lớp bán dẫn p, n ghép với nhau qua lớp tiếp xúc công nghệ. Hoạt động
của LED dựa trên hoạt động của chuyển tiếp p-n.

1.4.1
Cơ chế phát quang của đèn LED
Hiện tượng phát quang: Các điện tử ở lân cận cực tiểu vùng dẫn sau một thời gian tồn
tại ở đây có thể chuyển mức xuống trạng thái trống trong vùng hóa trị, tái hợp với lỗ
trống và phát ra một photon.
Đối với một chất bán dẫn, đây là q trình tái hợp bức xạ tự phát, khơng phụ thuộc
vào mật độ phổ năng lượng của bức xạ điện từ bên ngồi.
Xét chuyển tiếp p-n ở trạng thái khơng phân cực tại cả vùng nghèo và vùng trung hòa.
Do hệ đã thiết lập trạng thái cân bằng,do đó số điện tử tái hợp bằng số điện tử phát xạ.
Mật độ dòng photon phát ra rất nhỏ, phần lớn bị hấp thụ do đó khơng có hiện tượng
phát quang.

Thiết kế bộ điều khiển mấy ấp trứng


Trang 14/17

Xét chuyển tiếp p-n ở trạng thái phân cực thuận. Tại vùng nghèo do hiện tượng
khuếch tán và phun hạt dẫn. Nồng độ hạt dẫn dư ( điện tử và lỗ trống) tại vùng nghèo
tăng đột ngột,để thiết lập lại cân bằng các điện tử và lỗ trống tái hợp theo cơ chế tái
hợp tự phát và phát ra các photon. Do tác dụng của điện áp thuận đặt vào lớp chuyển
tiếp,vùng nghèo luôn luôn ở trạng thái thừa hạt dẫn, do đó mật độ dịng photon phát ra
từ vùng nghèo ln được duy trì tạo thành chùm sáng thoát ra khỏi lớp chuyển tiếp.
Trong trường hợp chuyển tiếp p-n ở trạng thái phân cực ngược. Dòng ngược là dòng
của hạt dẫn thiểu số rất nhỏ dẫn tới mật độ dòng photon phát ra quá nhỏ, phần lớn bị
hấp thụ trở lại do đó khơng có ánh sáng phát ra.
Như vậy, điện áp thuận đặt vào LED sẽ tạo ra hiện tượng phun hạt dẫn qua lớp chuyển
tiếp, qua đó làm tăng đột ngột nồng độ hạt dẫn dư, sự tăng nồng độ hạt dẫn dư làm
xuất hiện sự tái hợp bức xạ để trở về trạng thái cân bằng. Đó chính là cơ chế hoạt

động của LED.

Thiết kế bộ điều khiển mấy ấp trứng


Trang 15/17

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG VÀ CODE
1.PHẦN CỨNG: Dùng phần mềm hỗ trợ Proteus để vẽ

Thiết kế bộ điều khiển mấy ấp trứng


Trang 16/17

2. PHẦN CODE

Thiết kế bộ điều khiển mấy ấp trứng


Trang 17/17

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC HIỆN
1. KẾT QUẢ
-Khi hoàn thành code và phần cứng đã chạy được và không có
lỗi
-Khi nhiệt độ đạt từ 35*C trở lên đèn đã sáng
2. KẾT LUẬN
-Trong thời gian làm việc cùng nhau và tham khao thêm nhiều
giáo trình bọn em đã cũng cổ được những kiến thức đã học trong

thời gian vừa qua. Khơng chỉ vậy bọn em cịn hiểu được cách áp
dụng những kiến thức đã học vào thực tiễn.
- Cảm ơn Thầy đã hỗ trợ và chỉ dạy tận tình cho chúng em.

Thiết kế bộ điều khiển mấy ấp trứng