thiết kế , chết tạo bộ kit vi điều khiển đa năng

LOGO
Hưng yên, 06-2012
Hưng yên, 06-2012
TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
o0o
Tên đề tài
GVHD: T.S Bùi Trung Thành
SVTH: 1. Nguyễn Hữu Toàn 4. Nguyễn Thị Lan Anh
2. Nguyễn Thị Loát 5. Nguyễn Thị Len
3. Nguyễn Văn Tiệp 6.Vũ Văn Tú
Cấu trúc đề tài
Phần 1: Đặt vấn đề
Phần 2: Giải quyết vấn đề
Phần nội dung
Chương 1: Nghiên cứu và thiết kế phần cứng các module
cho bộ kít phát triển đa năng.
Chương 2: Thiết kế, chế tạo phần cứng bộ vi điều khiển
AT89S52 và pic 16F877A cho bộ kít phát triển đa năng.
Chương 3: Các bài thực hành
Chương 4: Kết luận
Phần 1: Đặt vấn đề
I. Đối tượng nghiên cứu
I. Đối tượng nghiên cứu
-
Nghiên cứu ứng dụng của Vi điều khiển trong kỹ thuật
Nghiên cứu ứng dụng của Vi điều khiển trong kỹ thuật
cũng như trong đời sống.
cũng như trong đời sống.
-
Việc tìm hiểu và khảo sát vi điều khiển trong các

Việc tìm hiểu và khảo sát vi điều khiển trong các
trường kỹ thuật đặc biệt là các sinh viên nghành điện
trường kỹ thuật đặc biệt là các sinh viên nghành điện
và điện tử rất quan trọng
và điện tử rất quan trọng
.
.
Phần 1: Đặt vấn đề
II. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
II. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
Hình 1.1: Kit thí nghiệm của hãng Actel Hình 1.3: Kit thì nghiệm về điều khiển
giao tiếp
Phần 1: Đặt vấn đề
III. Tình hình nghiên cứu trong nước
III. Tình hình nghiên cứu trong nước
Hình 1.4: Kit thí nghiệm dùng 8051
Hình 1.5: Kit thí nghiệm của trung tâm
Điện tử- Tự động hóa DKS
Phần 1: Đặt vấn đề
IV. Những vấn đề còn tồn tại cần được nghiên cứu
IV. Những vấn đề còn tồn tại cần được nghiên cứu
Từ những tìm hiểu trong và ngoài nước đã cho chúng ta thấy rằng:
Từ những tìm hiểu trong và ngoài nước đã cho chúng ta thấy rằng:

Mặc dù có nhiều công ty sản xuất KIT thí nghiệm, nhưng đa số cho một họ vi
điều khiển nhất định.

Các công ty chỉ cung cấp thiết bị, không có bài tập cho từng module.

Thay thế và sửa chữa gặp khó khăn do không làm chủ về công nghệ.


Cùng với khả năng ứng dụng, thì kinh phí sản xuất ra một bộ thí nghiệm cũng
phải được hạn chế tối đa.

. Một yêu cầu đặt ra về việc nghiên cứu cũng như giảng dạy về tính năng và khả
năng ứng dụng của vi điều khiển phải đi theo một cách chuyên nghiệp hơn
mang tính nghiên cứu sâu hơn đồng nghĩa với việc tập trung đi sâu và đầy đủ
các modul thực hành cơ bản trên một bộ Kit đồng thời tính sư phạm của nó
được nâng cao . Do vậy đề tài đã phát triển một panel để thực hành các bài thí
nghiệm không có trong bộ KIT.
Phần 2: Giải quyết vấn đề
I. Mục tiêu của đề tài
I. Mục tiêu của đề tài



Phục vụ cho việc giảng dạy trong các trường CD, ĐH
Phục vụ cho việc giảng dạy trong các trường CD, ĐH



Giúp cho Sinh viên tìm hiểu về VĐK một cách trực quan
Giúp cho Sinh viên tìm hiểu về VĐK một cách trực quan
và đầy đủ nhất
và đầy đủ nhất
II. Phương pháp nghiên cứu
II. Phương pháp nghiên cứu


Tham khảo và tổng hợp tài liệu trong và ngoài nước.
Tham khảo và tổng hợp tài liệu trong và ngoài nước.

Tiến hành thực nghiệm trên Panel và phần mềm hỗ trợ mô
Tiến hành thực nghiệm trên Panel và phần mềm hỗ trợ mô
phỏng
phỏng



Tiến hành nghiên cứu phát triển từng Modul cơ bản của
Tiến hành nghiên cứu phát triển từng Modul cơ bản của
các mạch đi trước.
các mạch đi trước.
III. Ý nghĩa và tính mới của đề tài.
III. Ý nghĩa và tính mới của đề tài.
Phần Nội Dung
Chương 1: Nghiên cứu và thiết kế phần cứng các module cho bộ kít phát triển đa năng.
1.2. Các Module trong bộ Kit
1.2.1. Module LCD 16x2

Hình 2.1: LCD 16X2
Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý LCD 16x2
Phần Nội Dung
1.2.2 . Module led 7 SEGx4
Hình 2.3: Module led 7 SEGx6
Hình 2.4: Sơ đồ nguyên lý Module led 7 SEGx6
Phần Nội Dung
1.2.3. Ma trận bàn phím
Hình 2.5: Ma trận bàn phím

Hình 2.6: Sơ đồ nguyên lý ma trận bàn
phím 8×8
Phần Nội Dung
1.2.4. Led Matrix 8x8
Hình 2.7: Led Matrix 8x8 Hình 2.8: Sơ đồ nguyên lý Led Matrix 8x8
Phần Nội Dung
1.2.5. Step Motor
Hình 2.9: Step Motor
Hình 2.12: Sơ đồ nguyên lý động cơ bước
Phần Nội Dung
1.2.6. DC Motor
Hình 2.13: Sơ đồ nguyên lý DC Motor
Phần Nội Dung
1.2.7. Module ADC
1.2.7. Module ADC
Hình 2.16: sơ đồ nguyên lý mạch ADC
Hình 2.14: Module ADC-
DAC
Phần Nội Dung
1.2.8. Giao tiếp I2C Với DS1307
Hình 2.17: Giao tiếp I2C Với
DS1307
Hình 2.18: Sơ đồ nguyên lý Giao tiếp I2C Với
DS1307
Phần Nội Dung
1.2.9. Module giao tiếp cổng COM
Hình 2.22. Sơ đồ nguyên lý kết nối cổng COM
Hình 2.21. Kết nối
cổng COM
Phần Nội Dung

1.2.10. Module hiển thị led đơn
Hình 2.25. Sơ đồ nguyên lý LED đơn
Phần Nội Dung
1.2.11. Hình ảnh tổng thể của bộ KIT phát triển đa năng

Hình 2.26. Hình ảnh bộ kit đa năng
Phần Nội Dung
Chương 2: Thiết kế, chế tạo phần cứng bộ vi điều khiển AT89S52
và PIC 16F877A cho bộ kít phát triển đa năng
2.1. Giới thiệu cấu trúc phần cứng AT89S52
Hình 2.27. Sơ đồ nguyên lý và board mạch của AT89S52
Phần Nội Dung
2.2. Giới thiệu cấu trúc phần cứng PIC 16F877A
1.Sơ đồ chân tín hiệu của vi điều khiển PIC 16F877A
Hình 2.28. Sơ đồ nguyên lý và board mạch của PIC16F877A
Chương 3: Các bài thực hành
3.1. Bài thực hành cho vi điều khiển AT89S52
3.1.1. Danh mục các bài thực hành

Bài thực hành số 1: Led đơn

Bài thực hành số 2: Hiển thị Lcd

Bài thực hành số 3: Hiển thị LED 7 thanh

Bài thực hành số 4: Giao tiếp cổng COM

Bài thực hành số 5: Điều khiển động cơ một chiều

Bài thực hành số 6: Điều khiển động cơ bước


Bài thực hành số 7: Ma trận bàn phím

Bài thực hành số 8: Lập trình điều khiển module ADC-DAC


Bài thực hành số 9: Lập trình hiển thị led Matrix 8x8

Bài thực hành số 10: Lập trình giao tiếp I2C với DS1307
Chương 4: Kết luận
4.1 . Giá hiệu quả sử dụng
Bộ kít phát triển đa năng ra đời là một mô hình thiết bị dạy học tốt vừa đảm
bảo về hình thức và chứa đựng nhiều phương pháp sư phạm:

Bộ kít đã tích hợp đầy đủ các dòng chip hiện đang được sử dụng rộng rãi
trên thị trường nên sinh viên có thể theo kịp công nghệ mới.

Bộ kít có đầy đủ các module có thể dạy và học nhiều bài học và rèn luyện
kỹ năng của của người học, người học dễ dàng viết chương trình trên
máy tính ,mỗi bài học là một sản phẩm thực tế.

Bộ kít là thiết bị thí nghiệm cho các phòng thí nghiệm và các xưởng thực
hành áp dụng cho nhiều đối tượng quan tâm đến lĩnh vực nghiên cứu,
giảng dạy và học tập cho nhiều ngành như: điện- điện tử, tự động hóa, cơ
điện tử, công nghệ thông tin…

Khi chế tạo bộ kít này đã rèn luyện cho giáo viên tay nghề về các mảng
như: Tính toán, phân tích được các mạch điện, điện tử, thiết kế chế tạo
mạch điện có sự trợ giúp của máy tính, tư duy lập trình và khả năng biên
soạn tài liệu sử dụng.

Chương3: Các bài thực hành
3.2. Bài thực hành cho vi điều khiển PIC 16F877A
3.2.1. Danh mục các bài thực hành

Bài thực hành số 1: Led đơn

Bài thực hành số 2: Hiển thị LED 7 thanh

Bài thực hành số 3: Hiển thị Lcd

Bài thực hành số 4: Lập trình giao tiếp với cổng COM

Bài thực hành số 5: Điều khiển động cơ một chiều

Bài thực hành số 6: Điều khiển động cơ bước

Bài thực hành số 7: Giải mã bàn phím 8×8

Bài thực hành số 8: Lập trình hiển thị led Matrix 8x8

Bài thực hành số 9: Lập trình giao tiếp I2C với DS1307

Bài thực hành số 10: Lập trình sử dụng bộ ADC trong
PIC16F877
Chương 4: Kết luận
4.2. Kết luận
Tài đề cập đến những vấn đề sau:

Tổng quan hiện trạng và khả năng ứng dụng của bộ kit phát triển đa
năng.


Nhiên cứu và thiết kế phần cứng cho bộ kit phát triển đa năng.

Chế tạo phần cứng cho bộ kit phát triển đa năng.

Nghiên cứu và xây dựng phần mềm cho bộ kit phát triển đa năng.

Chạy thử nghiệm, hiệu chỉnh và hoàn thiện thông số cho bộ kít phát triển
đa năng.

Xây dựng tài liệu hướng dẫn sử dụng, tài liệu hướng dẫn thực hành trên
bộ kit đã chế tạo.

Đánh giá hiệu quả kinh tế và đào tạo khi áp dụng kết quả nghiên cứu tại
nhà trường.