MẠCH QUẢN lý số LƯỢNG XE TRONG bãi đỗ XE

ĐỒ ÁN 2

MẠCH QUẢN LÝ SỐ LƯỢNG XE
TRONG BÃI ĐỖ


MỤC LỤ

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ..............................................................................................V
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT...................................................................................VI
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MẠCH QUẢN LÝ SỐ LƯỢNG XE TRONG BÃI
ĐỖ………………...................................................................................................................1
1.1

GIỚI THIỆU..................................................................................................................1

1.2

SƠ ĐỒ KHỐI................................................................................................................1

1.3

CHỨC NĂNG CÁC KHỐI TRONG MẠCH........................................................................2

1.3.1

Khối nguồn..........................................................................................................2

1.3.2

Khối cảm biến quang..........................................................................................2

1.3.3

Khối cài đặt.........................................................................................................4

1.3.4

Khối vi điều khiển...............................................................................................5

1.3.5

Khối hiển thị........................................................................................................8

CHƯƠNG 2. LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG..................10
2.1

LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT.................................................................................................10

2.2

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH........................................................................11

CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH.........................................................12
3.1

SƠ ĐỒ MÔ PHỎNG.....................................................................................................12

3.2

SƠ ĐỒ MẠCH IN........................................................................................................13

3.3

MẠCH HOÀN CHỈNH..................................................................................................14

CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN, ỨNG DỤNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN.......................15
4.1

KẾT LUẬN.................................................................................................................15

4.1.1

Ưu điểm.............................................................................................................15

2


4.1.2

Khuyết điểm......................................................................................................15

4.2

ỨNG DỤNG................................................................................................................15

4.3

HƯỚNG PHÁT TRIỂN.................................................................................................15

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

PHỤ LỤC…..........................................................................................................................17

3


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
HÌNH 1-1: SƠ ĐỒ KHỐI........................................................................................1
HÌNH 1-2: BỘ NGUỒN 5 V[1].................................................................................2
HÌNH 1-2: MODULE LASER[2].............................................................................3
HÌNH 1-3: CẢM BIẾN QUANG TRỞ[3]................................................................4
HÌNH 1-4: KHỐI CÀI ĐẶT...................................................................................4
HÌNH 1-5: PIC 16F877A[4]......................................................................................5
HÌNH 1-6: SƠ ĐỒ CHÂN CỦA PIC 16F877A[5]...................................................6
HÌNH 1-8: SƠ ĐỒ CHÂN LCD[7]...........................................................................8
HÌNH 2-1: LƯU ĐỔ GIẢI THUẬT.....................................................................10
HÌNH 3-1: SƠ ĐỒ MÔ PHỎNG MẠCH CHÍNH..............................................12
HÌNH 3-2: SƠ ĐỒ MẠCH IN...............................................................................13
HÌNH 3-3: MẠCH HOÀN CHỈNH......................................................................14

4


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

A

Anode

K

Cathode

RS

Register Select

RW

Read/Write

E

Enable

D

Data

IC

Integrated Circuit

RISC

Reduced Instruction Set Computer

PIC

Programmable Interface Controller

CPU

Central Processing Unit

RAM

Random Access Memory

EEPROM

Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory

I/O

Input/Output

LCD

Liquid Crystal Display

5


ĐỒ ÁN 2
Trang 1/17

CHƯƠNG 1.

TỔNG QUAN VỀ MẠCH QUẢN LÝ SỐ LƯỢNG XE
TRONG BÃI ĐỖ

1.1 Giới thiệu
Xã hội ngày càng phát triển và đời sống con người ngày càng được cải thiện đòi hỏi
nhu cầu sống cao hơn, để đáp ứng nhu cầu cuộc sống nhộn nhịp và luôn di chuyển
đòi hỏi nhu cầu đi lại rất cao, nhiều phương tiện ra đời để đáp ứng nhu cầu đó.
Nhưng thực tế để kiểm soát số xe vào ra thì rất khó, để giúp con người dễ dàng
kiềm soát được chúng tôi xin giới thiệu mạch quản lý số lượng xe trong bãi đỗ.
Mạch quản lý số lượng xe trong bãi đỗ là mạch có thao tác cài đặt dễ dàng, dễ sử
dụng, mang đến sự tiện ích cho chúng ta trong việc quản lý số lượng xe trong bãi
đỗ phục vụ tốt cho cuộc sống.
Mạch có thể đếm số lượng xe vào, ra và thông báo số chỗ đậu xe còn trống giúp
chúng ta dễ dàng kiểm soát được lưu lượng xe vào ra trong bãi.
1.2 Sơ đồ khối
KHỐI NGUỒN

KHỐI CẢM BIẾN

VI ĐIỀU KHIỂN

QUANG

KHỐI CÀI ĐẶT

Hình 1-1: Sơ đồ khối

1.3 Chức năng các khối trong mạch
1.3.1 Khối nguồn

Mạch quản lý số lượng xe trong bãi đỗ

KHỐI
HIỂN THỊ


ĐỒ ÁN 2
Trang 2/17

Chức năng: cung cấp điện áp cho mọi hoạt động trong mạch.

Hình 1-2: Bộ nguồn 5 V[1]
1.3.2 Khối cảm biến quang
Chức năng: phát hiện các xe vào, ra và gửi tín hiệu đến cho vi điều khiển trung tâm
để xử lý.
Khối cảm biến quang bao gồm:
-

Module laser: Được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống (chống trộm, súng
laser, hệ thống an ninh…) và trong mạch này được dùng để phát quang vào
cảm biến quang để cung cấp tín hiệu cho vi điều khiển trung tâm.

Thông số kĩ thuật:






Điện áp hoạt động: 5V
Dòng tiêu thụ: 30mA
Bước sóng: 650 nm

Công suất: <= 5mW
Đường kính đầu phát: 6mm.

Các chân kết nối:
 GND: nối mass.
 VCC: Nguồn cung cấp 5V DC.
 Chân digital điều khiển tín hiệu: Nếu ngõ vào là HIGH là module sẽ phát
tia laser.

Mạch quản lý số lượng xe trong bãi đỗ


ĐỒ ÁN 2
Trang 3/17

Hình 1-2: Module laser[2]
-

Cảm biến quang trở: dùng để gửi tín hiệu ngõ ra theo cường độ ánh sáng
trong môi trường.

Thông số kỹ thuật:
 Điện áp hoạt động: 3.3 – 5VDC.
 Sử dụng quang trở CDS.
 Tín hiệu ngõ ra: digital.
Các chân kết nối:
 DO: ngõ ra tín hiệu digital.
 VCC: nguồn.
 GND: nối mass.

Hình 1-3: Cảm biến quang trở[3]
1.3.3 Khối cài đặt
Chức năng: cài đặt sức chứa cho bãi đỗ xe bằng các nhấn nút đã quy định sẵn trên
khối cài đặt.

Mạch quản lý số lượng xe trong bãi đỗ


ĐỒ ÁN 2
Trang 4/17

Hình 1-4: Khối cài đặt
Khối cài đặt sử dụng các nút nhấn có chức năng tương tự một công tắc, khi nhấn
cho dòng điện chạy qua, điện trở được sử dụng để kéo điện áp lên nguồn, khi không
nhấn thì chân vi điều khiển ở mức 1, khi nhấn thì ở mức 0.

1.3.4 Khối vi điều khiển
Mạch sử dụng PIC 16F877A là một dòng vi điều khiển khá phổ biến thuộc loại vi
điều khiển 8bit tầm trung của hãng Microchip, đầy đủ các chức năng, phù hợp với
các ứng dụng cơ bản.
Có kiến trúc Havard, sử dụng tập lệnh kiểu RISC với chỉ 35 lệnh cơ bản, tất cả
các lệnh được thực hiện trong một chu kì lệnh ngoại trừ các lệnh rẽ nhánh.
Chức năng: nhận tín hiệu từ khối cài đặt và khối cảm biến quang để xử lý sau đó
hiển thị lên LCD.

Mạch quản lý số lượng xe trong bãi đỗ


ĐỒ ÁN 2
Trang 5/17

Hình 1-5: PIC 16F877A[4]
1.3.4.1 Cấu trúc PIC 16F877A
Bộ định thời: 2 x 8-bit (Timer 0 và Timer 2), 1 x 16-bit (Timer 1)
Bộ so sánh: 2
Bộ biến đổi ADC: 8 kênh, 10- bit
Ports I/O: 5 ports A, B, C, D, E
Điện áp đầu vào: 2 V - 5.5 V
Tần số hoạt động: 20 MHz
Loại bộ nhớ: Flash
Bộ nhớ chương trình (14-bit words): 8 K
Tốc độ CPU (MIPS): 5
Bộ nhớ RAM: 368 bytes
Bộ nhớ dữ liệu EEPROM: 256 bytes
1.3.4.2

Chức năng các chân của PIC 16F877A

Mạch quản lý số lượng xe trong bãi đỗ


ĐỒ ÁN 2
Trang 6/17

Hình 1-6: Sơ đồ chân của PIC 16F877A[5]
Vi điều khiển PIC 16F877A gồm 40 chân:
Chân 1 (/Vpp): có 2 chức năng, là ngõ vào reset tích cực mức thấp, Vpp là điện áp
ngõ vào.
Chân 2-7: PORTA
 RA0-RA5: là 6 chân I/O có thể nhập và xuất dữ liệu. Các chân I/O được điều

khiển bởi thanh ghi TRISA, nếu bằng 0 là Output, bằng 1 là Input.
 AN0, AN1, AN2, AN3, AN4: ngõ vào tương tự của kênh thứ 0, 1, 2, 3, 4.
 VREF-: điện áp chuẩn thấp của bộ A/D.
 VREF+: điện áp chuẩn thấp của bộ A/D.
 T0CKI: ngõ vào xung clock bên ngoài Timer 0.
 : ngõ vào chọn lựa SPI phụ.
 C1OUT, C2OUT: ngõ ra bộ so sánh 1, 2.
 RC0-RC7: là các chân I/O nhập và xuất dữ liệu được điều khiển bởi thanh
ghi TRISC.
Mạch quản lý số lượng xe trong bãi đỗ


ĐỒ ÁN 2
Trang 7/17

 T1OSI: ngõ vào bộ dao động Timer 1.
Chân 19-22, 27-30: PORTD
 RD0-RD7: là các chân I/O nhập và xuất dữ liệu được điều khiển bởi thanh
ghi TRISD.
 PSP0-PSP7: dữ liệu port song song.
Chân 31, 32 (VSS, VDD): các chân nguồn của vi điều khiển.
Chân 33-40: PORTB
 RB0-B7: là các chân I/O nhập và xuất dữ liệu được điều khiển bởi thanh ghi
TRISB.
 INT: ngõ vào tín hiệu ngắt ngoài.
Chân 8, 9, 10: PORTE
 RE0, RE1, RE2:

là các chân I/O có thể nhập và xuất dữ liệu. Thanh ghi

TRISE điều khiển xuất nhập PORTE và chuẩn giao tiếp PSP.
 AN5, AN6, AN7: ngõ vào tương tự của kênh 5, 6, 7.
 Chân 11, 12 (VDD, VSS): là các chân nguồn của vi điều khiển.
 Chân 13 (OSC1/CLKI): ngõ vào dao động thạch anh hoặc ngõ vào nhận
xung clock.
 Chân 14 (OSC2/CLKO): ngõ ra dao động thạch anh hoặc ngõ ra cấp xung
clock.
 Chân 15-18, 23-26: PORTC

1.3.5 Khối hiển thị
LCD là loại màn hình tinh thể lỏng dùng để hiển thị các ký tự hoặc số trong bảng
mã ASCII, được sử dụng khá phổ biến trong các ứng dụng của vi điều khiển vì khả
năng hiển thị ký tự đa dạng, tốn ít tài nguyên của hệ thống và giá thành rẽ.
Chức năng: hiển thị dữ liệu từ vi điều khiển.

Mạch quản lý số lượng xe trong bãi đỗ


ĐỒ ÁN 2
Trang 8/17

Hình 1-7: LCD[6]
Chức năng các chân:

Hình 1-8: Sơ đồ chân LCD[7]
LCD được dùng trong mạch có 16 chân:
Chân 6 (E): chân cho phép, E= 0 vô hiệu hóa LCD, E= 1 LCD hoạt động, E từ 1
xuống 0 bắt đầu ghi đọc LCD.
Chân 7-14 (D0-D7): 8 đường dữ liệu kết nối với vi điều khiển, có 2 chế độ điều
khiển:

+ Chế độ 8 bit: dữ liệu được truyền trên 8 đường, D7 là bit MSB, D0 là bit LSB.
+ Chế độ 4 bit: dữ liệu được truyền trên 4 đường từ D4 đến D7, D7 là bit MSB.
Chân 15 (A): nối nguồn dương (Vcc).
Chân 16 (K): nối đất (GND).
Chân 1 (VSS): nối đất cho LCD.
Mạch quản lý số lượng xe trong bãi đỗ


ĐỒ ÁN 2
Trang 9/17

Chân 2 (VDD): cấp nguồn cho LCD hoạt động.
Chân 3 (VEE): thường nối với biến trở để điều chỉnh độ tương phản cho LCD.
Chân 4 (RS): chân chọn thanh ghi, RS= 0 ghi mã lệnh vào LCD, RS= 1 ghi dữ liệu
vào LCD.
Chân 5 (RW): chân chọn chế độ đọc/ghi, RW= 0 LCD ở chế độ ghi, RW= 1 LCD ở
chế độ đọc.

CHƯƠNG 2. LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
2.1 Lưu đồ giải thuật
Bắt đầu

Nhập số xe có thể chứa

Mạch quản lý số lượng xe trong bãi đỗ


ĐỒ ÁN 2
Trang 10/17

Nhấn START để chạy mạch

Chỗ trống

Đếm số xe ra, vào

Bằng 0
S

Đ

Xuất số lượng chỗ trống

Hiển thị
Hiển thị “FULL”

Kết thúc

Hình 2-1: Lưu đổ giải thuật

2.2 Nguyên lý hoạt động của mạch
Để mạch hoạt động, đầu tiên ta cần cài đặt sức chứa cho bãi xe tương ứng với số
chỗ trống trong bãi đỗ xe bằng cách nhập vào giá trị của hàng ngàn, trăm, chục, đơn
vị. Sau khi hoàn thành việc cài đặt ta được tổng sức chứa của bãi xe bằng số vừa
nhập, sau đó nhấn nút ‘START’ để cho mạch đi vào hoạt động.
. Cách xử lý của khối cảm biến ở ngõ ra cũng tương tự như ngõ vào, khi không có
xe đi ra thì ngõ ra của cảm biến quang ở mức 0, khi có xe ra và quét qua laser thì
ngõ ra của cảm biến quang sẽ ở mức 1 và số chỗ trống trong bãi xe tăng 1 đơn vị và
tiếp tục tăng khi có xe ra.

Mạch quản lý số lượng xe trong bãi đỗ


ĐỒ ÁN 2
Trang 11/17

Khi không có xe vào thì ngõ ra cảm biến quang ở mức 0, khi có xe đi vào và quét
qua laser thì ngõ ra cảm biến quang sẽ ở mức 1, lúc này số chỗ trống trong bãi đậu
xe sẽ giảm 1 đơn vị và cứ tiếp tục giảm khi có xe vào cho đến khi số chỗ trống
trong bãi xe bằng 0 thì LCD sẽ hiển thị ‘FULL’.
Khi muốn đặt lại sức chứa của bãi đỗ xe thì nhấn nút ‘CAI DAT’ và thực hiện theo
trình tự như trên.

CHƯƠNG 3.

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH

3.1 Sơ đồ mô phỏng

Mạch quản lý số lượng xe trong bãi đỗ


ĐỒ ÁN 2
Trang 12/17

Hình 3-1: Sơ đồ mô phỏng mạch chính
3.2 Sơ đồ mạch in

Hình 3-2: Sơ đồ mạch in

Mạch quản lý số lượng xe trong bãi đỗ


ĐỒ ÁN 2
Trang 13/17

3.3 Mạch hoàn chỉnh

Hình 3-3: Mạch hoàn chỉnh

Mạch quản lý số lượng xe trong bãi đỗ


ĐỒ ÁN 2
Trang 14/17

CHƯƠNG 4.

KẾT LUẬN, ỨNG DỤNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

4.1 Kết luận
4.1.1 Ưu điểm
Mạch có thiết kế đơn giản, dễ tìm kiếm linh kiện và gia công lắp đặt.
Nguyên lý hoạt động dễ hiểu.
Giúp việc quản lý bãi đổ xe trở nên dễ dàng hơn.
4.1.2 Khuyết điểm
Khi muốn thiết lập các số lớn hơn ngàn thì phải bổ sung thêm nút nhấn.
Không đếm được hết các loại xe nhất là các xe có gầm cao cảm biến không quét qua
được.
4.2 Ứng dụng

Mạch được dùng trong việc quản lý số lượng xe trong bãi đổ, giúp chúng ta có thể
dễ dàng kiểm soát được tình trạng của bãi đỗ xe.
4.3 Hướng phát triển
Dựa trên nguyên lý hoạt động của mạch để phát triển các mạch quản lý số lượng xe
cho các bãi đậu xe với quy mô lớn hơn như trung tâm thương mại, trường học…có
thể kết hợp thêm tính năng như báo vị trí còn trống để thuận tiện hơn cho người sử
dụng.

Mạch quản lý số lượng xe trong bãi đỗ


ĐỒ ÁN 2
Trang 15/17

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Bài báo cáo này sử dụng nội dung từ các trang Web:
[1] />2/PIC16F877A.html
[2] s/documents/vi-dieu-khien-pic16f877a.html
[3] />[4] />[5] />[6] />
Mạch quản lý số lượng xe trong bãi đỗ


ĐỒ ÁN 2
Trang 16/17

PHỤ LỤC
Chương trình của mạch:
#include <16f877a.h>
#include <def_877a.h>
#DEVICE *=16 ADC=10

#FUSES NOWDT, HS, NOPUT, NOPROTECT, NODEBUG, NOBROWNOUT,
NOLVP, NOCPD, NOWRT
#USE DELAY(CLOCK=20000000)
#include <lcd_lib_4bit.c>
#define start RD3//khai bao chon ngo vao
#define stop RD2
#define ngan RD7
#define tram RD6
#define chuc RD5
#define donvi RD4
#define vao RD1
#define ra RD0
int16 caidat=0, soxe=0;
int16 sngan=0,stram=0,schuc=0,sdonvi=0;
void setup()

Mạch quản lý số lượng xe trong bãi đỗ