ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG cơ DC DÙNG BLUETOOTH HIỂN THỊ TRÊN LCD DÙNG PIC (có code và layout)

ĐỒ ÁN 2

ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ DC DÙNG
BLUETOOTH HIỂN THỊ TRÊN LCD
DÙNG PIC

1


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ.........................................................................................VIII
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT...................................................................................IX
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI...................................................................................1
1.1

MỤC TIÊU................................................................................................................1

1.2

NỘI DUNG................................................................................................................1

CHƯƠNG 2. LINH KIỆN CHÍNH SỬ DỤNG TRONG MẠCH...................................2
2.1

PIC16F877A..............................................................................................................2

2.1.1

CÁC KHỐI CỦA PIC16F877A...........................................................................2

2.1.2

ĐẶC TÍNH CỦA PIC16F877A...........................................................................2

2.1.3

CHỨC NĂNG CÁC CHÂN CỦA PIC16F877A..................................................3

2.2

IC 7805.......................................................................................................................5

2.3

MODULE BLUETOOTH HC05...............................................................................5

2.4

MOSFET IRF540N....................................................................................................6

2.4.1

Tổng quan về Mosfet...........................................................................................6

2.4.2

Cấu tạo của Mosfet.............................................................................................7

2.5

RELAY.......................................................................................................................8

2.6

MÀN HÌNH LCD 16X2.............................................................................................8

CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ MẠCH......................................................................................10
3.1

SƠ ĐỒ KHỐI...........................................................................................................10

3.2

SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ.............................................................................................13

3.3

MẠCH MÔ PHỎNG...............................................................................................13

3.4

MẠCH THỰC TẾ....................................................................................................14

CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN..................................................................................................15
4.1

ƯU ĐIỂM VÀ KHUYẾT ĐIỂM.............................................................................15

TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................................16

2

PHỤ LỤC A ........................................................................................................................17

3


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
HÌNH 2-1:SƠ ĐỒ CHÂN PIC16F877A.............................................................................3
HÌNH 2-2: IC ỔN ÁP 7805...................................................................................................5
HÌNH 2-3: MODULE BLUETOOTH HC05.....................................................................6
HÌNH 2-4: MOSFET IRF540N............................................................................................6
HÌNH 2-5: CẤU TẠO MỘT CON MOSFET KÊNH N...................................................7
HÌNH 2-6: RY 12W-K...........................................................................................................8
HÌNH 2-7: MỘT CON LCD THƯỜNG DÙNG................................................................8
HÌNH 3-1: SƠ ĐỒ KHỐI...................................................................................................10
HÌNH 3-2: KHỐI NGUỒN.................................................................................................11
HÌNH 3-3: KHỐI VI XỬ LÝ..............................................................................................11
HÌNH 3-4: KHỐI HIỂN THỊ (LCD)................................................................................12
HÌNH 3-5: KHỐI BLUETOOTH......................................................................................12
HÌNH 3-6: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ......................................................................................13
HÌNH 3-7: MẠCH MÔ PHỎNG.......................................................................................13
HÌNH 3-8: MẠCH THỰC TẾ............................................................................................14

4


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

LCD

Liquid Crystal Display

DC

Direct Current Motors

BJT

Bipolar Junction Transistor

PIC

Programmable Intelligent Computer

5


ĐỒ ÁN 2
Trang 1/20

CHƯƠNG 1.

GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

1.1 Mục tiêu
Theo tốc độ tăng trưởng khoa học kĩ thuật nhanh chóng hiện nay, máy móc đang
dần cải thiện, giúp cho cuộc sống con người trở nên đơn giản, thuận tiện hơn. Đặc
biệt là những là những cỗ máy được điều khiển từ xa, giúp cho con người có thể
làm khởi động chúng mà không cần phải bấm trực tiếp.

Và để phần nào tìm hiểu về vấn đề điều khiển máy móc, thiết bị từ xa đó, hôm
nay em thực hiện một đồ án nhỏ nhằm hiểu rõ, khám phá thêm về việc điều khiển từ
xa. Đề tài em thực hiện là :” Điều khiển động cơ DC dùng bluetooth hiển thị trên
LCD”.
1.2 Nội dung
Trong đề tài này, các mục đính chính cần phải thực hiện là:


Tìm hiểu về động cơ DC, PIC.



Tìm hiểu chương trình mô phỏng Proteus và thực hiện mô phỏng trên
Proteus.



Thi công mạch và đảm bảo đúng yêu cầu là mạch có thể điều khiển động cơ
DC quay nhanh, chậm hoặc đảo chiều bằng nút nhấn hoặc qua bluetooth.

CHƯƠNG 2.

LINH KIỆN CHÍNH SỬ DỤNG TRONG MẠCH

1.3 PIC16F877A

Điều Khiển Động Cơ DC Dùng Bluetooth Hiển Thị Trên LCD


ĐỒ ÁN 2

Trang 2/20

PIC16F877A thuộc bộ vi điều khiển có mã lệnh dài 14 bit được sản xuát và bán ra
bởi công ty Microchip Technology từ năm 1995.
1.1.1 CÁC KHỐI CỦA PIC16F877A
*PIC 16F877A gồm các khối:
-Khối ALU.
-Khối bộ nhớ chương trình.
-Khối bộ nhớ chứa dữ liệu EPROM.
-Khối bộ nhớ file thanh ghi RAM.
-Khối giải mã và điều khiển.
-Khối thanh ghi đặc biệt.
-Khối timer.
-Khối giao tiếp nối tiếp.
-Khối chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số.
-Khối các port xuất nhập.
1.1.2 ĐẶC TÍNH CỦA PIC16F877A
PIC16F877A thuộc họ PIC16xxx gồm 35 lệnh với độ dài là 14 bit. Mỗi một lệnh
được thực hiện trong một chu kì xung clock. Tốc độ hoạt động tối đa là 20 MHz với
một chu kì lệnh 200ns. Bộ nhớ của chương trình là 8Kx14bit, bộ nhớ dữ liệu là
368x8 byte RAM, bộ nhớ dữ liệu EEPROM có dung lượng 256x8 byte. PORT I/O
là 5 với 33 pin I/O. Có 8 kênh chuyển đổi AD.
*Đặc tính ngoại vi của PIC16F877A
-Timer 0: bộ đếm 8 bit có bộ chia tần số cũng 8bit.
-Timer 1: bộ đếm 16 bit, có thể thực hiện chức năng đếm dựa vào xung clock khi
PIC ở chế độ sleep.
-Timer 2: bộ đếm 8 bit với bộ chia tần số postcaler.
-Hai bộ Capture so sánh, điều chế độ rộng xung.
-Chuẩn giao tiếp SSP, SPI và I2C.
-Chuẩn giao tiếp với 9 bit địa chỉ: Giao tiếp nối tiếp USART.

-Cổng giao tiếp song song PSP có các chân RD, WR.

Điều Khiển Động Cơ DC Dùng Bluetooth Hiển Thị Trên LCD


ĐỒ ÁN 2
Trang 3/20

1.1.3 CHỨC NĂNGCÁC CHÂN CỦA PIC16F877A
Hình 2-1: Sơ đồ chân PIC16F877A

 OSC1/CLKIN: Chân nhận xung clock, kết nối dao động thạch anh.
 OSC2/CLKOUT: Chân cấp xung clock, kết nối dao động thạch anh.
 MCLR/Vpp:
MCLR: Chân reset.
Vpp: Nhận điện áp.
 RA0/AN0, RA1/AN1, RA2/AN2:
RA0, RA1, RA2: Xuất số, nhập số.
AN0, AN1, AN2: Ngõ vào tương tự.
 RA2/AN2/VREF/CVREF: Ngõ vào tương tự của kênh thứ 2.
 RA3/AN3/VREF: Ngõ vào tương tự kênh 3.
 RA4/TOCKI/CIOUT: Ngõ vào xung clock bên ngoài cho Timer 0.
 RA5/AN4/SS/C2OUT: Ngõ vào tương tự kênh 4, ngõ vào chọn lựa SPI phụ.

Điều Khiển Động Cơ DC Dùng Bluetooth Hiển Thị Trên LCD


ĐỒ ÁN 2
Trang 4/20

 RB0/INT: Ngõ vào tín hiệu ngắt ngoài.
 RB1, RB2: Xuất nhập số.
 RB3/PGM: Lập trình điện áp thấp ICSP.
 RB4, RB5: Xuất nhập số.
 RB6/PGC: Mạch gỡ rối vả xung clock lập trình ICSP.
 RB7/PGD: Mạch gỡ rối và dữ liệu lập trình ICSP.
 RC0/T1OCO/T1CKI: Ngõ vào bộ dao động Timer 1.
 RC1/T1OSI/CCP2: Ngõ vào Capture 2, ngõ ra Compare 2, ngõ ra PWM2.
 RC2/CCP1: Ngõ vào Capture 1, ngõ ra Compare 1, ngõ ra PWM1.
 RC3/SCK/SCL: Ngõ vào xung clock nối tiếp đồng bộ, ngõ ra chế độ SPI.
 RC4/SDI/SDA: Dữ liệu vào SPI.
 RC5/SDO: Dữ liệu ra SPI.
 RC6/TX/CK: Xung đồng bộ USART.
 RC7/RX/DT: Nhận bất đồng bộ USART.
 RD0-7/PSP0-7: Dữ liệu port song song.
 RE0/RD/AN5: Điều khiển port song song.
 RE1/WR/AN6: Điều khiển ghi port song song.
 RE2/CS/AN7: Chọn lựa, điều khiển port song song.
 VDD, VSS: Chân nguồn của PIC.

1.4 IC 7805
IC 7805 là IC dùng để ổn áp 5V.
IC 7805 ổn áp theo nguyên tắc đánh sụt áp.

Điều Khiển Động Cơ DC Dùng Bluetooth Hiển Thị Trên LCD


ĐỒ ÁN 2
Trang 5/20

Hình 2-2: IC ổn áp 7805

1.5 Module Bluetooth HC05
 Công nghệ Bluetooth
Bluetooth là chuẩn mạng không dây để trao đổi dữ liệu ở khoảng cách ngắn.
Sử dụng sóng radio ngắn trong dải tần số từ 2.4 đến 2.485 GHz.
Khoảng cách truyền của bluetooth trong khoảng 10m.
 Thiết lập mạng bluetooth
Khi cả 2 thiết bị bật kết nối bluetooth, 1 thiết bị dò tìm thấy thiết bị còn lại và tiến
hành kết nối. Khi này, cả 2 thiết bị cùng đồng ý kết nối với 1 điều kiện bảo mật
( hoặc cùng mã kết nối). Lúc này, hệ thống mạng bluetooth giữa 2 thiết bị đã hoàn
thành .
 Ứng dụng của công nghệ bluetooth trong đời sống
Truyền tải dữ liệu không dây giữa máy tính và thiết bị di động.
Kết nối các thiết bị ngoại vi (vd: tai nghe, đồng hồ thông minh).
 Module Bluettoth HC05

Điều Khiển Động Cơ DC Dùng Bluetooth Hiển Thị Trên LCD


ĐỒ ÁN 2
Trang 6/20

Module Bluetooth HC05 có thể hoạt động ở 2 chế độ là slave (bị dò tim) và master
(dò tìm). Khi ở chế độ slave, ta thiết lập kết nối từ thiết bị khác (smartphone) với
tên thiết bị là HC05, mật mã pin mặc định là 1234.

Hình 2-3: Module Bluetooth HC05

-KEY: Chọn chế độ hoạt động AT Mode hay Data Mode.

-GND: Chân nối đất.
-TXD, RDN: hai chân UART để giao tiếp module hoạt động ở mức 3.3V.
-STATE: Cổng.
1.6 Mosfet IRF540N
1.1.4 Tổng quan về Mosfet

Hình 2-4: Mosfet IRF540N

Điều Khiển Động Cơ DC Dùng Bluetooth Hiển Thị Trên LCD


ĐỒ ÁN 2
Trang 7/20

Mosfet là một transistor đặc biệt với cấu tạo và hoạt động khác với transistor
thông thường. Mosfet có công suất lớn hơn nhiều so với BJT. Đối với tín hiệu một
chiều thì mosfet coi như là một khóa đóng mở.
Nguyên tắc hoạt động của Mosfet là dựa trên hiệu ứng từ trường để tạo ra dòng
điện, là linh kiện với trở kháng đầu vào lớn, thích hợp cho việc khuếch đại các
nguồn tín hiệu. Mosfet được sử dụng nhiều trong các mạch nguồn Monitor, nguồn
máy tính.
1.1.5 Cấu tạo của Mosfet

Hình 2-5: Cấu tạo một con Mosfet kênh N

Khác với BJT được điều khiển bằng dòng điện, Mosfet đượcđiều khiển bằng
điện áp với dòng điện điều khiển cực nhỏ.
Cấu tạo của Mosfet kênh N:
 G: Gate là cực cổng
 S: Soure là cực nguồn

 D: Drain là cực máng
G là cực điều khiển, được cách ly hoàn toàn với các chất bán dẫn khác bởi một
lớp điện môi mỏng là SiO2 (SiO2 có độ cách điện cao). Hai cực còn lại là cực gốc S
và cực máng D.
Điện trở giữa cực G với S và giữa D với G rất lớn, trong khi đó điện trở giữa cực
D với S phụ thuộc vào sự chênh lệch điện áp giữa cực G và S.

Điều Khiển Động Cơ DC Dùng Bluetooth Hiển Thị Trên LCD


ĐỒ ÁN 2
Trang 8/20

1.7 Relay
Relay hay gọi là rơ-le là một công tắc (khóa K). Nhưng khác với công tắc, rơ-le
được kích hoạt bằng điện thay vì dùng tay người. Vì vậy. rơ-le được dùng làm công
tắc điện tử. Rơ-le có 2 trạng thái đóng hoặc mở.

Hình 2-6: RY 12W-K

1.8 Màn hình LCD 16x2

Hình 2-7: Một con LCD thường dùng

 Chức năng các chân của LCD:
-

Vss:Chân này được nốí vào GND của mạch điều khiển.

-

VDD: Chân này đượcnối vào VCC=5V của mạch điều khiển, dùng để cấp
nguồn cho LCD.

-

VEE: Chỉnh độ tương phản của LCD.

Điều Khiển Động Cơ DC Dùng Bluetooth Hiển Thị Trên LCD


ĐỒ ÁN 2
Trang 9/20

-

RS: Chân chọn thanh ghi. nối RS với logic “0” (GND) hoặc logic “1” (VCC)
để chọn thanh ghi.

-

R/W: Chân chọn chế độ đọc ghi.
 Mức logic “0”: LCD hoạt động ở chế độ ghi.
 Mức logic “1”: LCD hoạt động ở chế độ đọc.

-

E: Chân cho phép. Sau khi các tín hiệu đã được đặt lên bus DB0-DB7, khi có
1 xung cho phép của chân E thì các lệnh mới được chấp nhận.
 Chế độ ghi: Khi phát hiện 1 xung ở chân E, dữ liệu ở bus sẽ được LCD

chuyển đến thanh ghi bên trong.
 Chế độ đọc: Dữ liệu được LCD xuất ra DB0-DB7 khi phát hiện cạnh lên
ở chân E và được LCD giữ ở bus cho đến khi nào chân E chuyển xuống
mức thấp.

-

DB0-DB7: Các đường bus dữ liệu dùng để trao đổi thông tin.

CHƯƠNG 3.

THIẾT KẾ MẠCH

1.9 Sơ đồ khối
Khối
nguồn

Khối

Khối vi xử

Điều Khiểnbluetooth
Động Cơ DC Dùng BluetoothlýHiển Thị Trên LCD

Động cơ


ĐỒ ÁN 2
Trang 10/20

Khối hiển
thị (LCD)
Hình 3-1: Sơ đồ khối

Dựa vào sơ đồ khối ta thấy:
-

Khối nguồn cung cấp điện cho mạch.

-

Khối bluetooth được điều khiển bằng app trên điện thoại, sẽ tải thông tin
lệnh về cho khối vi xử lý.

-

Khối vi xử lý nhận lệnh từ khối bluetooth sau đó sẽ xử lý các thông tin lệnh.
Các thông tin lệnh sau lý xong truyền đến động cơ DC và khối hiển thị
(LCD).

 Khối nguồn

Điều Khiển Động Cơ DC Dùng Bluetooth Hiển Thị Trên LCD


ĐỒ ÁN 2
Trang 11/20

Hình 3-2: Khối nguồn

Khối nguồn gồm có:
 IC7805: Dùng để ổn áp đầu ra 5V.
 Diode: Chỉnh lưu điện áp xoay chiều AC thành điện áp một chiều DC
 Tụ điện: Dùng để lọc nguồn, làm phẳng điện áp.
 Khối vi xử lý

Hình 3-3: Khối vi xử lý

Khối vi xử lý có 1 con thạch anh dùng để tạo dao động .
 Khối hiển thị (LCD)

Điều Khiển Động Cơ DC Dùng Bluetooth Hiển Thị Trên LCD


ĐỒ ÁN 2
Trang 12/20

Hình 3-4: Khối hiển thị (LCD)

 Khối Bluetooth

Hình 3-5: Khối bluetooth

1.10

Sơ đồ nguyên lý

.Hình 3-6: Sơ đồ nguyên lý

Điều Khiển Động Cơ DC Dùng Bluetooth Hiển Thị Trên LCD

ĐỒ ÁN 2
Trang 13/20

1.11

Mạch mô phỏng

Hình 3-7: Mạch mô phỏng

1.12

Mạch thực tế

Hình 3-8: Mạch thực tế

Điều Khiển Động Cơ DC Dùng Bluetooth Hiển Thị Trên LCD


ĐỒ ÁN 2
Trang 14/20

CHƯƠNG 4.

KẾT LUẬN

1.13 Ưu điểm và khuyết điểm
Ưu điểm:
-

Mạch đơn giản, dễ ráp.

-

Linh kiện đơn giản, dễ kiếm.

Khuyết điểm:
-

Cự li điều khiển gần.

-

Cần kiến thức rộng về viết code C.

-

Tốc độ hiển thị LCD chỉ là tương đối, chưa hiển tốc độ thực tế.

-

Chưa tự viết app điện thoại hoàn chỉnh được.

1.14 Hướng phát triển:
- Gia tăng khoảng cách điều khiển.
-

Có thể ứng dụng trông công nghệ làm remote.

Điều Khiển Động Cơ DC Dùng Bluetooth Hiển Thị Trên LCD


ĐỒ ÁN 2
Trang 15/20

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]

Lê Phi Yến, Lưu Phú, Nguyễn Như Anh (2011), “Kỹ thuật điện tử”.

[2]



[3]

/>
[4]

/>
[5]

/>
Điều Khiển Động Cơ DC Dùng Bluetooth Hiển Thị Trên LCD


ĐỒ ÁN 2
Trang 16/20

PHỤ LỤC A
#include <16F887.h>
#include <def_877a.h>
#device *=16 adc=10
#FUSES NOWDT, HS, NOPUT, NOPROTECT, NODEBUG, NOBROWNOUT,
NOLVP, NOCPD, NOWRT
#use delay(clock=20000000)
#use rs232(baud=9600,parity=N,xmit=PIN_C6,rcv=PIN_C7,bits=8)
#include <lcd_lib_4bit.c>
#define start RA0
#define stop RA1
#define up

RA2

#define dwn RA3
#define dao RA4
#define rl

RD0

int tram,chuc,dv,flag_tt = 0;
int32 dem = 0,duty = 0;
void convert_bcd(int32 x);
char ch = 0;
#INT_RDA
void rda()
{
ch = getc();
if(ch=='a'){ flag_tt = 1;}

if(ch=='b'){ if(dem < 500)dem = dem + 10;else dem = 500;}
if(ch=='c'){ dem = dem - 10;if(dem <= 0)dem = 0;}
if(ch=='d'){ flag_tt = 0;}

Điều Khiển Động Cơ DC Dùng Bluetooth Hiển Thị Trên LCD


ĐỒ ÁN 2
Trang 17/20

if(ch=='e'){ rl=~rl;}
ch = 0;
}
void main()
{ rl=0;
trisa = 0xFF;
trisb = 0x00;
trisc = 0x00;
trisd = 0x00;
start = stop = up = dwn = dao = 1;
enable_interrupts(int_rda);
enable_interrupts(GLOBAL);
delay_ms(50);
SETUP_CCP1(CCP_PWM);
SETUP_CCP2(CCP_PWM);
SETUP_TIMER_2(T2_DIV_BY_4,124,1);
set_pwm2_duty(500);
duty = 0;
dem = 150;
LCD_init();

Printf(LCD_putchar,"MACH DK DONG CO ");
LCD_putcmd(0xC0);
Printf(LCD_putchar," DONG CO DUNG ");
while(TRUE)
{
if(flag_tt == 0)
{
set_pwm2_duty(500);
LCD_putcmd(0x80);

Điều Khiển Động Cơ DC Dùng Bluetooth Hiển Thị Trên LCD


ĐỒ ÁN 2
Trang 18/20

Printf(LCD_putchar,"MACH DK DONG CO ");
LCD_putcmd(0xC0);
Printf(LCD_putchar," DONG CO DUNG ");
}
if(start == 0){while(start == 0){}flag_tt = 1;}
while(flag_tt == 1)
{
LCD_putcmd(0x80);
Printf(LCD_putchar," DONG CO CHAY ");
convert_bcd(dem);
LCD_putcmd(0xC0);
Printf(LCD_putchar," TOC DO : ");
LCD_putchar(tram); LCD_putchar(chuc); LCD_putchar(dv);
if(up == 0){while(up == 0){}if(dem < 500)dem = dem + 10;else dem =

500;}//neu toc do <500 thi tang dan theo don vi 10
if(dwn == 0){while(dwn == 0){}dem = dem - 10;if(dem <= 0)dem = 0;}
duty = 500 - dem;
set_pwm2_duty(duty);//set khoi tao chan bam xung pwm 2
if(stop == 0){while(stop == 0){}flag_tt = 0;break;}
if(dao == 0){while(dao == 0){}rl=~rl;}
}
}
}
void convert_bcd(int32 x)
{
tram = x/100
chuc = (x%100)/10;
dv = (x%100)%10;
tram = tram + 0x30;

Điều Khiển Động Cơ DC Dùng Bluetooth Hiển Thị Trên LCD


ĐỒ ÁN 2
Trang 19/20

chuc = chuc + 0x30;
dv = dv + 0x30;
}

Điều Khiển Động Cơ DC Dùng Bluetooth Hiển Thị Trên LCD