thiết kế hệ thống bật tắt thiết bị từ xa bằng điện thoại

Trường ĐHSPKT Hưng yên
Khoa :Điện-Điện tử

Đồ án chuyên ngành 2

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
Hưng Yên, Ngày.....Tháng..... Năm 2018.
Giáo Viên hướng dẫn

1

GVHD :Nguyễn Thị Nhung


Đồ án chuyên ngành 2

Trường ĐHSPKT Hưng yên
Khoa :Điện-Điện tử

LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời kỳ công nghiệp hóa và hiện đại hóa như ngày nay, các thiết bị điện tử, tự
động hóa đóng một vai trò rất quan trọng. Ngay cả trong lĩnh vực sinh hoạt hàng ngày của
con người, tự động hóa cũng đã được ứng dụng một cách sâu rộng. Trong nội dung đồ án
này, chúng em muốn nghiên cứu việc ứng dụng của tự động hóa để điều khiển các thiết bị
điện. Áp dụng những kiến thức đạt được trong quá trình học môn Vi Điều Khiển, em
quyết định chọn đề tài': ‘‘ Thiết kế, chế tạo hệ thống bật tắt thiết bị từ xa bằng sóng
điện thoại’’.
Sau một thời gian thực hiện đồ án, sinh viên đã được mở rộng và hiểu biết thêm về các
thiết bị chế tạo, cũng như phát hiện ra nhiều thiếu sót của bản thân. Ngoài ra, nó còn giúp
sinh viên tìm hiểu thêm một số ứng dụng thực tế của nhiều thiết bị, linh kiện trong thực
tiễn và làm cho kiến thức của sinh viên ngày càng được nâng cao.
Qua đó, em xin chân thành cám ơn cô Nguyễn Thị Nhung đã nhiệt tình giúp đỡ và hướng
dẫn chúng em hoàn thành tốt nội dung của đồ án.
Tuy đã cố gắng thực hiện đồ án trong sự nghiêm túc và trách nhiệm nhất, nhưng do
khả năng nghiên cứu cũng như kiến thức bản thân còn nhiều hạn chế nên không thể tránh
khỏi những sai phạm và thiếu sót. Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp tích cực
từ quý thầy cô và các bạn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Nhóm sinh viên thực hiện:
Nguyễn Hồng Phường
Nguyễn Tuấn Anh
Phạm Trung Hiếu

2

GVHD :Nguyễn Thị Nhung


Đồ án chuyên ngành 2

Trường ĐHSPKT Hưng yên
Khoa :Điện-Điện tử

MỤC LỤC
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN..............................................................1
LỜI NÓI ĐẦU...................................................................................................................2
MỤC LỤC.........................................................................................................................3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI.......................................................................5
1.1.Mục tiêu đề tài..............................................................................................................5
1.2.Nhiệm vụ đề tài............................................................................................................5
1.3.Giới thiệu tổng quan nội dung các chương...................................................................5
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT.................................................................................7
2.1.Điện trở........................................................................................................................7
2.2. Tụ điện........................................................................................................................ 8
2.2.1.Khái niệm.................................................................................................................. 8
2.2.2. Phân loại và cấu tạo..................................................................................................8
2.2.3. Ý nghĩa giá trị điện áp trên tụ.................................................................................10
2.2.4. Trạng thái hư hỏng, kiểm tra, thay thế....................................................................10
2.2.5. Ứng dụng...............................................................................................................11
2.3.Led thường................................................................................................................. 11
2.3.1.Hoạt động................................................................................................................13
2.3.2.Ứng dụng................................................................................................................13
2.4.Khái niệm về relay.....................................................................................................13
2.4.1.Nguyên tắc hoạt động.............................................................................................14

2.5.IC ổn áp 7805............................................................................................................. 15
2.5.1.Ký hiệu.................................................................................................................... 15
2.5.2.Các tham số cơ bản.................................................................................................16
2.6.Opto PC817...............................................................................................................17
2.6.1.Định nghĩa..............................................................................................................17
2.6.2.Cấu tạo.................................................................................................................... 17
2.6.3.Ứng dụng................................................................................................................18
2.7. Vi điềukhiển Pic 16F84A..........................................................................................19
2.7.1.Sơ đồ chân ,kiểu dáng của PIC16F84A...................................................................19
2.7.2.Khái quát và ý nghĩa của các chân trong PIC16F84A.............................................20
2.7.3.Các khối chức năng (kết cấu bên trong) của PIC16F84A........................................21
2.7.4.Bộ nhớ Flash Program Memory-EEPROM của PIC16F84A..................................23
2.7.5. Bộ nhớ RAM của PIC16F84A...............................................................................23
2.7.6.Các thanh ghi của PIC16F84A................................................................................24
2.7.7.Ứng dụng của PIC16F84A......................................................................................27
2.8 IC chuyên dụng MT8870...........................................................................................28
2.8.1. Sơ đồ khối của ic MT8870.....................................................................................30
3

GVHD :Nguyễn Thị Nhung


Trường ĐHSPKT Hưng yên
Khoa :Điện-Điện tử

Đồ án chuyên ngành 2

2.8.2.DTMF...................................................................................................................... 32
2.8.3.Phương thức giải mã DTMF....................................................................................33
2.9.Giới thiệu về phần mềm lập trình...............................................................................34

2.9.1.Giới thiệu về CCS...................................................................................................34
2.9.2. Tạo PROJECT đầu tiên trong CCS.........................................................................35
2.9.3.Tạo một PROJECT sử dụng PIC Winzard...............................................................35
2.9.4.Tab Gerenal.............................................................................................................37
2.9.5.Tab Communications...............................................................................................38
2.9.6.Tab SPI and LCD....................................................................................................39
2.9.7.Tab Timer................................................................................................................40
2.9.8.Tab Analog..............................................................................................................40
2.9.9.Tap Other................................................................................................................. 41
2.9.10. Tab Interrupts và Tab Driver.................................................................................42
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG...........................................45
3.1. Sơ đồ khối của hệ thống............................................................................................45
3.2.Chức năng từng khối..................................................................................................46
3.3. Sơ đồ thuật toán xử lý...............................................................................................47
3.4. Sơ đồ nguyên lý của toàn mạch................................................................................49
3.5.Nguyên lý hoạt động..................................................................................................50
3.6.Sơ đồ mạch in............................................................................................................. 50
3.7.Mạch thực tế sau khi thiết kế và chạy thử..................................................................51
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN..............................................................................................52
1. Đánh giá kết quả...........................................................................................................52
2. Hạn chế đề tài............................................................................................................... 52
3. Hướng phát triển đề tài.................................................................................................52
Tài liệu tham khảo............................................................................................................53
Phụ lục................................................................................................................................54

4

GVHD :Nguyễn Thị Nhung

Trường ĐHSPKT Hưng yên
Khoa :Điện-Điện tử

Đồ án chuyên ngành 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI.
1.1. Mục tiêu đề tài.
Đứng trước những thách thức lớn trong việc tiết kiệm năng lượng điện, vấn đề mang ý
nghĩa quốc gia, đồng thời nâng cao sự tiện lợi trong lĩnh vực điều khiển - một trong
những nhân tố quyết định sự phát triển của đất nước, người thực hiện đề tài “Thiết kế,
chế tạo hệ thống bật tắt thiết bị từ xa bằng sóng điện thoại’’ với mục đích thực hành
một trong những ứng dụng quan trọng của ngành công nghiệp điều khiển thiết bị. Để thực
hiện được điều đó, người thực hiện đã đưa ra một số mục tiêu :
-

Nghiên cứu nguyên lý hoạt động của ic MT8870.
Phương thức giải mã DTMF.
Ứng dụng thực tế chip vi điều khiển PIC16F84A.
Xây dựng thuật toán điều khiển và giám sát thiết bị điện.
Viết chương trình điều khiển và giám sát thiết bị điện.
Tính toán, thiết kế và thi công mạch điều khiển và giám sát thiết bị điện

1.2. Nhiệm vụ đề tài.

-

- Thiết kế và thi công mạch thực hiện các chức năng.
- Điều khiển từ xa: Bật tắt thiết bị từ xa thông qua điện thoại.
Điều khiển thủ công: Bật tắt thiết bị bằng tay thông qua nút nhấn của điện thoại được
gắn trên board.

- Hoàn thành mô hình sản phẩm thực tế.
1.3.Giới thiệu tổng quan nội dung các chương.
Nội dung đề tài được chia thành 4 chương và được sắp xếp như sau:
Chương 1:

-

Giới thiệu: trình bày tổng quan nội dung chính trong đề tài – những vấn đề sẽ được đề
cập đến trong toàn bộ bài viết.

Chương 2:
5

GVHD :Nguyễn Thị Nhung


Trường ĐHSPKT Hưng yên
Khoa :Điện-Điện tử
-

Đồ án chuyên ngành 2

Cơ sở lý thuyết: chương này sẽ đi sâu về giải mã âm thanh DTMF sang mã nhị phân 4
bit, cơ chế mã hóa và giải mã của IC MT8870, đồng thời trình bày sơ lược về vi điều
khiển PIC16F84A.
Chương 3:

-

Tính toán và thiết kế hệ thống: đề cập đến những tính toán cụ thể để thiết kế phần cứng

cho hệ thống bao gồm các thông tin về sơ đồ khối, chức năng, hoạt động các khối, đồng
thời tập trung nghiên cứu lưu đồ giải thuật và viết code phần mềm cho chương trình vi
điều khiển.
Chương 4:

-

Kết quả và hướng phát triển: bao gồm kết quả thi công hệ thống, những ưu, nhược điểm
và hướng phát triển của đồ án.

6

GVHD :Nguyễn Thị Nhung


Trường ĐHSPKT Hưng yên
Khoa :Điện-Điện tử

Đồ án chuyên ngành 2

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT
2.1.Điện trở
* Khái niệm:
- Điện trở là linh kiện điện tử thụ động, dùng để làm vật cản trở dòng điện

Hình 2.1 Hình dạng của điện trở
* Ký hiệu :

Hình 2.2 Ký hiệu của điện trở
* Cấu tạo :

-

Điện trở được cấu tạo từ những vật liệu có điển trở suất cao như làm bằng than, magie
kim loại Ni-O2, oxit kim loại, dây quấn.
* Phân loại:

-

-

Điện trở thường: điện trở thường là các loại điện trở có công suất nhỏ từ 0,125W đến
0,5W.
- Điện trở công suất: là các điện trở có công suất lớn hơn từ 1W, 2W, 5W, 10W.
Điện trở sứ, điện trở nhiệt: Là cách gọi khác của các điện trở công suất, điện trở này có
vỏ bọc sứ, khi hoạt động chúng tỏa nhiệt.
Điện trở dây cuốn: Loại điện trở này dùng dây điện trở quấn trên than lớp cách điện
thường bằng sứ hoặc nhựa tổng hợp để tạo ra điện trở có giá trị nhỏ và chịu được
Suất tiêu tán lớn. Thường được sử dụng trong các mạch cung cấp điện của các thiết bị
điện.
2.2. Tụ điện
7

GVHD :Nguyễn Thị Nhung


Đồ án chuyên ngành 2

Trường ĐHSPKT Hưng yên
Khoa :Điện-Điện tử
2.2.1.Khái niệm

-

Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động có khả năng tích và giải phóng năng lượng dưới
dạng điện trường.
- Khái niệm và hình dạng.

a.Ký hiệu

b.Hình dạng
Hình 2.3 Ký hiệu và hình dạng của tụ điện
- Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động được sử dụng rất rộng rãi trong các mạch điện
tử, chúng được sử dụng trong các mạch lọc nguồn, lọc nhiễu, mạch truyền tín hiệu xoay
chiều, mạch tạo dao động…
2.2.2. Phân loại và cấu tạo
a, Phân loại.
Đối với tụ điện có rất nhiều loại nhưng thực tế người ta phân ra thành hai loại chính là
tụ không phân cực và tụ phân cực.

8

GVHD :Nguyễn Thị Nhung


Trường ĐHSPKT Hưng yên
Khoa :Điện-Điện tử

Đồ án chuyên ngành 2

- Tụ không phân cực: Gồm các lá kim loại ghép xen kẽ với lớp cách điện mỏng, giá trị
của nó thường từ 1,8pF - 1μF. Còn giá trị tụ lớn hơn thì sẽ có kích thước rất lớn không

tiện chế tạo.
- Tụ phân cực: Có cấu tạo gồm 2 cực điện cách ly nhau nhờ một lớp chất điện phân
mỏng làm điện môi. Lớp điện môi càng mỏng thì trị số điện dung càng cao. Loại tụ này
có sự phân cực được ghi trên thân của tụ, vì thế nếu nối nhầm cực tính thì lớp điện môi sẽ
bị phá hủy làm hư hỏng tụ.
- Trong thực tế chúng ta thường gặp các loại tụ như sau:
+ Tụ gốm: Điện môi bằng gốm thường có kích thước nhỏ, dạng ống hoặc dạng đĩa có
tráng kim loại lên bề mặt, trị số từ 1pF - 1μF và có điện áp làm việc tương đối cao.
+ Tụ mica: Điện môi làm bằng mica có tráng bạc, trị số từ 2,2pF – 10nF và thường làm
việc ở tần số cao, sai số nhỏ, đắt tiền.
+ Tụ giấy polyste: Chất điện môi làm bằng giấy ép tẩm polyester có dạng hình trụ, có
trị số từ 1nF - 1μF.
+ Tụ hóa (tụ điện phân): Có cấu tạo là lá nhôm cùng bột dung dịch điện phân cuộn lại
đặt trong vỏ nhôm, loại này có điện áp làm việc thấp, kích thước và sai số lớn, trị số điện
dung khoảng 0,1 μF – 4700 μF.
+ Tụ tan tan: Loại tụ này được chế tạo ở hai dạng hình trụ có đầu ra dọc theo trục và
dạng hình tan tan. Tụ này có kích thước nhỏ nhưng trị số điện dung cũng lớn khoảng 0,1
μF - 100 μF.
+ Tụ biến đổi: Là tụ xoay trong radio hoặc tụ tinh chỉnh.
b, Cấu tạo.
- Cấu tạo của tụ điện: Tụ điện được cấu tạo bởi hai bản điện cực băng kim loại. Khi ta
cung cấp cho hai bản cực một điện thế giữa không gian hai bản kim loại xuất hiện một
điện trường, một bản cực được tích điện dương, còn bản cực kia tích điện âm. Tụ diện
9

GVHD :Nguyễn Thị Nhung


Trường ĐHSPKT Hưng yên
Khoa :Điện-Điện tử

Đồ án chuyên ngành 2

tích lũy năng lượng dưới dạng điện trường. Khi tăng điện áp tác dụng vào tụ điện, lúc này
năng lượng điện trường giữa hai bản cực sẽ tăng lên. Lúc này tụ điện hoạt động với vai
trò là một linh kiện của mạch điện, nhưng nó tích lũy năng lượng. Ngược lại, khi điện áp
tác dụng nên tụ điện giảm tụ điện lại cung cấp một mạch điện áp cho mạch ngoài. Lúc
này tụ điện hoạt động như một nguồn điện, quá trình xảy ra là quá trình phóng điện của tụ
điện. Người ta thường dùng giấy, gốm, mica, giấy tẩm hóa chất làm điện môi và tụ điện
cũng được phân loại theo tên gọi của các chất điện môi này: tụ giấy, tụ gốm, tụ hóa…
Điện dung: Là đại lượng nói nên khả năng tích điện trên hai bản cực của tụ điện, điện
dung của tụ phụ thuộc vào điện tích bản cực, vật liệu làm chất điện môi và khoảng cách
giữa hai bản cực, vật liệu làm chất điện môi và khoảng cách giữa hai bản cực.
Đơn vị của tụ điện: Fara (F), MicroFra (μF), NanoFara (nF), PicrôFara (pF).
2.2.3.Ý nghĩa giá trị điện áp trên tụ
- Tính chất quan trọng của tụ điện là tính phóng nạp của tụ, nhờ tính chất này mà tụ
có khả năng dẫn điện xoay chiều.
- Tụ điện sẽ phóng điện từ dương cực sang âm cực, nó phóng điện qua tải sau đó về
cực âm của tụ điện. Điện dung của tụ càng lớn thì thời gian tích điện càng lâu.
- Ta thấy rằng bất kể tụ điện nào cũng được ghi trị số điện áp ngay sau giá trị điện
dung. Đây chính là giá trị điện áp cực đại mà tụ chịu được, quá điện áp này tụ sẽ bị đánh
thủng.
- Khi lắp tụ vào trong một mạch điện có điện áp là U thì bao giờ người ta cũng lắp tụ
điện có giá trị điện áp max cao gấp khoảng 1,4 lần.
2.2.4.Trạng thái hư hỏng, kiểm tra, thay thế.
Tụ điện bị chập các bản cực: Đo bằng ôn kế, ôm kế có giá trị nhỏ, R gần bằng 0, khi
đổi dầu que đo không thấy thay đổi nhiều, tụ không phóng nạp.
10

GVHD :Nguyễn Thị Nhung

Trường ĐHSPKT Hưng yên
Khoa :Điện-Điện tử

Đồ án chuyên ngành 2

Tụ điện bị đánh thủng: Kiểm tra bằng ôm kế.
Tụ bị đứt: không có hiện tượng phóng nạp, R lớn, kiểm tra bằng ôm kế có độ nhạy cao,
nếu không nhúc nhích thì tụ đã bị đứt, tụ không còn khả năng dẫn tín hiệu.
Tụ bị rò: Không tích điện được lâu do có dòng rò ở giữa hai bản cực và khi dòng rò
nhỏ thì khó phát hiện. Nếu đo bằng ôm kế thì khi đặt que đo vào các bản cực thì tụ nạp
nhưng ôm kế không trở về vị trí vô cùng. Trong mạch để phát hiện tụ rò thường xác định
thông qua việc xác định điện áp bị giảm. Có nhiều tụ chỉ rò ở điện áp cao do điện môi bị
ion hóa thì dùng ôm kế sẽ không phát hiện ra được, hiện tượng rò gần giống với hiện
tượng chập.
2.2.5.Ứng dụng
- Tụ điện được sử dụng rất nhiều trong kỹ thuật điện và điện tử, trong các thiết bị điện
tử. Trong mỗi một mạch điện tụ đều có một công dụng nhất định như: truyền dẫn tín
hiệu, lọc nhiễu, lọc điện nguồn, tạo dao động…
- Cho điện áp xoay chiều đi qua và ngăn điện áp một chiều lại, do đó tụ được sử dụng
để truyền tín hiệu giữa các tầng khuếch đại có chênh lệch về điện áp một chiều.
Lọc điện áp xoay chiều sau khi đã chỉnh lưu (loại bỏ pha âm) thành điện áp một chiều
bằng phẳng, đó là nguyên lý của các tụ lọc nguồn.
- Với điện áp xoay chiều thì tụ dẫn điện còn với điện áp một chiều thì tụ lại thành tụ
lọc.
- Tụ giấy và tụ gốm thường lắp trong các mạch cao tần còn tụ hóa thường lắp trong
mạch âm tần hoặc lọc nguồn điện có tần số thấp.
2.3.Led thường

11

GVHD :Nguyễn Thị Nhung


Đồ án chuyên ngành 2

Trường ĐHSPKT Hưng yên
Khoa :Điện-Điện tử

LED (viết tắt của Light Emitting Diode, có nghĩa là điốt phát quang) là các điốt có
khả năng phát ra ánh sáng hay tia hồng ngoại, tử ngoại. Cũng giống như điốt, LED được
cấu tạo từ một khối bán dẫn loại p ghép với một khối bán dẫn.

Hình 2.4 Ảnh thực tế

Hình 2.5 Ký hiệu,hình dạng
12

GVHD :Nguyễn Thị Nhung


Trường ĐHSPKT Hưng yên
Khoa :Điện-Điện tử

Đồ án chuyên ngành 2

2.3.1 Hoạt động
Hoạt động của LED giống với nhiều loại điốt bán dẫn.
Khối bán dẫn loại p chứa nhiều lỗ trống tự do mang điện tích dương nên khi ghép với

khối bán dẫn n (chứa các điện tử tự do) thì các lỗ trống này có xu hướng chuyễn động
khuếch tán sang khối n. Cùng lúc khối p lại nhận thêm các điện tử (điện tích âm) từ khối
n chuyển sang. Kết quả là khối p tích điện âm (thiếu hụt lỗ trống và dư thừa điện tử)
trong khi khối n tích điện dương (thiếu hụt điện tử và dư thừa lỗ trống). Ở biên giới hai
bên mặt tiếp giáp, một số điện tử bị lỗ trống thu hút và khi chúng tiến lại gần nhau, chúng
có xu hướng kết hợp với nhau tạo thành các nguyên tử trung hòa. Quá trình này có thể
giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng (hay các bức xạ điện từ có bước sóng gần đó).
2.3.2.Ứng dụng
LED được dùng để làm bộ phận hiển thị trong các thiết bị điện, điện tử, đèn quảng cáo,
trang trí, đèn giao thông.Có nghiên cứu về các loại LED có độ sáng tương đương với
bóng đèn bằng khí neon. Đèn chiếu sáng bằng LED được cho là có các ưu điểm như gọn
nhẹ, bền, tiết kiệm năng lượng.
Các LED phát ra tia hồng ngoại được dùng trong các thiết bị điều khiển từ xa cho đồ
điện tử dân dụng.
2.4.Khái niệm về relay
Relay là một trong những khí cụ điện tự động đóng ngắt mà tín hiệu đầu ra thay đổi
nhảy cấp khi tín hiệu đầu vào đạt những giá trị xác định. Rơle là thiết bị điện dùng để
đóng cắt mạch điện điều khiển, bảo vệ và điều khiển sự làm việc của mạch điện động lực.
13

GVHD :Nguyễn Thị Nhung


Trường ĐHSPKT Hưng yên
Khoa :Điện-Điện tử

Đồ án chuyên ngành 2

Hình 2.6 Relay 12VDC – 250VAC / 10A và sơ đồ đấu nối.
Relay 12V – 250V / 10A có 4 chân được sử dụng.

Chân 1,2 nối mạch điều khiển đóng mở relay.
Chân 3,4 nối tải tiêu thụ.
2.4.1.Nguyên tắc hoạt động
Khi có dòng điện chạy qua rơle, dòng điện này sẽ chạy qua cuộn dây bên trong và tạo
ra một từ trường hút. Từ trường hút này tác động lên một đòn bẩy bên trong làm đóng
hoặc mở các tiếp điểm điện và như thế sẽ làm thay đổi trạng thái của rơle. Số tiếp điểm
điện bị thay đổi có thể là một hoặc nhiều, tùy vào thiết kế.
Rơle có 2 mạch độc lập nhau hoạt động. Một mạch là để điều khiển cuộn dây của rơle:
Cho dòng chạy qua cuộn dây hay không, hay có nghĩa là điều khiển rơ le ở trạng thái ON
hay OFF. Một mạch điều khiển dòng điện ta cần kiểm soát có qua được rơle hay không
dựa vào trạng thái ON hay OFF của rơle.

2.5.IC ổn áp 7805
14

GVHD :Nguyễn Thị Nhung


Trường ĐHSPKT Hưng yên
Khoa :Điện-Điện tử

Đồ án chuyên ngành 2

2.5.1.Ký hiệu

Hình 2.7 Ký hiệu ,ảnh thực tế
Cách đơn giản nhất để tạo ra nguồn + 5V là dùng IC nguồn 7805. Nhược điểm lớn nhất
của họ 78XX là tỏa nhiệt rất nhiều, điện áp thừa sẽ được cắt bỏ chuyển thành nhiệt năng
tỏa ra trên IC.
Lưu ý rằng điện áp đầu vào cho 7805 chỉ nên cao hơn 2V-3V so với điện áp đầu ra, họ

78XX là họ IC nguồn tạo ra điện áp dương tùy theo loại IC ta chọn.Ví dụ như 7812 sẽ
cho ra điện áp +12V.

2.5.2.Các tham số cơ bản
15

GVHD :Nguyễn Thị Nhung


Trường ĐHSPKT Hưng yên
Khoa :Điện-Điện tử

Đồ án chuyên ngành 2

Hình 2.8 Các tham số cơ bản của 7805

16

GVHD :Nguyễn Thị Nhung


Trường ĐHSPKT Hưng yên
Khoa :Điện-Điện tử

Đồ án chuyên ngành 2

2.6.Opto PC817
2.6.1.Định nghĩa
Opto hay còn gọi là cách ly quang là linh kiện tích hợp có cấu tạo gồm 1 led và 1 photo
diot hay 1 photo transitor. Được sử dụng đẻ các ly giữa các khối chênh lệch nhau về điện

hay công suất nhu khối có công suất nhỏ với khối điện áp lớn.
2.6.2.Cấu tạo

Sơ đồ chân PC817
-Chân 1: Anode
-Chân 2: Cathode
-Chân 3: Emitter-Phát
-Chân 4: Collector -Thu

17

GVHD :Nguyễn Thị Nhung


Trường ĐHSPKT Hưng yên
Khoa :Điện-Điện tử

Đồ án chuyên ngành 2

Hình 2.9 Ký hiệu và ảnh thực tế
2.6.3.Ứng dụng
- Opto rất hay được sử dụng trong các hệ thống điện-điện tử công suất lớn dùng để
ngăn các xung điện áp cao hay các phần mạch điện công suất lớn có thể làm hư hỏng các
ngõ điều khiển công suất nhỏ trên một bo mạch .
- Cách ly điều khiển giữa hai tầng mạch điện khác nhau.
- Nếu có sự cố từ tầng ứng dụng như cháy, chập, tăng áp,...thì cũng không làm ảnh
hưởng đến tầng điều khiển.

18

GVHD :Nguyễn Thị Nhung


Trường ĐHSPKT Hưng yên
Khoa :Điện-Điện tử

Đồ án chuyên ngành 2

2.7. Vi điềukhiển Pic 16F84A.
2.7.1.Sơ đồ chân, kiểu dáng của PIC16F84A

Hình 2.10 Sơ đồ,kiểu dáng PIC16F84A

19

GVHD :Nguyễn Thị Nhung


Trường ĐHSPKT Hưng yên
Khoa :Điện-Điện tử

Đồ án chuyên ngành 2

2.7.2. Khái quát và ý nghĩa của các chân trong PIC16F84A
• Chân OSC1/CLKIN: là chân ngõ vào của mạch dao động thạch anh, dùng để định tần
số xung nhịp và cũng là ngõ vào của mạch tạo xung nhịp.
• Chân OSC2/CLKOUT: là chân ngõ vào của dao động thạch anh, đồng thời cũng là
ngõ ra của xung nhịp.
• MCLR (Master Clear) : là chân reset,tác dụng của chân là trả lại về vị trí ban đầu và
xác lập lại vị trí ban đầu cho các thanh ghi có chức năng đặc biệt.

Với việc tác dụng ở mức thấp.
• Port A(RA0,RA1,RA2,RA3,RA4): là cổng xuất nhập, có 5 bít.
• RA4/TOCKI: là chân đa nhiệm,vừa là xuất nhập vừa là chân lấy xung cho bộ định
thời timer 0. Chân này có cực máng để hở.
• Port B từ RB0 đến RB7: là cổng xuất nhập dữ liệu, có 8 bit.
• RB0/INT: đây là chân đa nhiệm,ngoài là chân xuất nhập dữ liệu nó còn là chân phát
động theo ngắt ngoài, nó có thể được lập trình để có trở kháng lớn dùng làm ngõ vào,
nhập ngõ ngoài vào PIC.
• RB4,RB5: là chân xuất nhập, đồng thời là chân phát động ngắt theo sự thay đổi trên
cá chân này.
• RB6: là chân xuất nhập, cũng là chân phát động ngắt theo sự thay đổi của chân, có
thể nhập trình để phát xung nhịp cho truyền PIC ở dạng nối tiếp.
• RB7: là chân xuất nhập, phát động ngắt theo sự thay đổi trên chân này, bên cạnh đó
nó còn có thể lập trình để cho trao đổi dữ liệu.
• VSS: là chân nối mass để lấy dòng.
• VDD: là chân nối dương từ 2V đến 2,5V.

20

GVHD :Nguyễn Thị Nhung


Trường ĐHSPKT Hưng yên
Khoa :Điện-Điện tử

Đồ án chuyên ngành 2

2.7.3.Các khối chức năng (kết cấu bên trong) của PIC16F84A.
Sơ đồ khối của PIC16F84A được trình bày như hình bên dưới, nó được sử dụng dây
chung 14 hàng và kết cấu phân ly dây chung số liệu 8 bít làm cho nó có thể tiến hành

đồng thời việc đọc và nhận các lệnh cũng như chấp hành lệnh, nâng cao được tốc độ vận
hành.

21

GVHD :Nguyễn Thị Nhung


Trường ĐHSPKT Hưng yên
Khoa :Điện-Điện tử

Đồ án chuyên ngành 2

Hình 2.11 Hình vẽ cho thấy các khối chức năng trong PIC16F84A
• Flash Program Memory: có dung lượng 1024 thanh nhớ,loại rộng 14 bít
(1K x 14). Ở đây ta cất giữ các mã lệnh của chương trình nguồn, nó được truy cập theo
mã địa chỉ có trong thanh ghi PC (Program Couter). Mã lệnh xuất ra trên thanh ghi
Instruction Register.

22

GVHD :Nguyễn Thị Nhung


Trường ĐHSPKT Hưng yên
Khoa :Điện-Điện tử

Đồ án chuyên ngành 2

• Thanh ghi Program Counter: dùng ghi các địa chỉ mã lệnh Flash ROM. Trong hoạt

động, khi dùng lệnh nháy đến các chương trình con, thì địa chỉ hiện tại sẽ được tạm thời
cất giữ trong các thanh ghi ngăn xếp, và chiều sâu ngăn xếp có 8 lớp (8level Stack).
• Ngăn xếp (level Stack): dùng lưu trữ các mã địa chỉ chương trình chính khi trong
chương trình có dùng lệnh nhảy. Cất vào địa chỉ ngăn xếp ta dùng lệnh Push và lấy địa
chỉ ra từ ngăn xếp có thể dùng lệnh Pop.
• Thanh ghi mã lệnh (Instruction Register):ở ngõ ra, mã lệnh có thể chuyển đến khối
giải mã Instruction Decode & Control để tạo ra lệnh điều khiển. Hay chuyển đến khối xử
lý địa chỉ đa kênh Addres Multiplex để truy cập các thanh nhớ trong bộ nhớ RAM.
• Khối giải mã (Instruction Decode & Control): xác định tính năng điều khiển trong
câu lệnh, nó tác dụng vào khối định trạng thái cho IC.
• Timing Generation: là khối tạo ra xung nhịp chính, tần số của xung nhịp thường định
theo thạch anh. PIC16F84A có thể hoạt động với xung nhịp 20Mhz.
• Đồng hồ timer 0 (TMR0): dùng một thanh đếm 8 bít để tạo ra chức năng điều khiển
theo thời gian. Nó có thể đếm tối đa 256 xung nhịp, khi thanh đếm đầy bit báo tràn sẽ
chuyển lên mức 1.
• I/O Port(gồm Port A vó 5 chân và Port B có 8 chân) dùng xuất nhập dữ liệu.
• EEPROM Data Memory(bộ nhớ dữ liệu): đây là bộ nhớ xóa ghi được trên 1 triệu lần,
EEPROM có 64 thanh nhớ, với độ rộng 8 bít. Để truy cập dữ liệu trong các thanh nhớ, mã
địa chỉ sẽ chuyển vào thanh ghi EEADR và dữ liệu xuất nhập trên thanh ghi EEDATA.
• Bộ nhớ RAM File Register: đây là bộ nhớ RAM có 68 thanh nhớ với độ rộng 8 bít,
trong đó có 12 thanh nhớ chuyên dụng (SFR,Special Function Register), các thanh nhớ
còn lại được dùng làm thanh nhớ phổ dụng (GPR, General Purpose Register).
• Thanh ghi FSR (File Select Register) dùng truy tìm dữ liệu theo mã địa chỉ gián tiếp
(Indirect Address), dùng bó nối Indirect Addr (7 đường).
• Thanh ghi STATUS (Status Register) dùng chọn định các điều kiện cho IC.
• MUX (Multiplex) là khối xử lý đa nhiệm, nó cung cấp mã cho khối xử lý ALU.
• ALU (Arithmetic & Logic Unit) là khối thức hiện các phép toán số học và logic.
•Thanh ghi W (Work Register) là thanh ghi tích lũy nó cất giữ các kết quả của phép
toán ALU.
2.7.4.Bộ nhớ Flash Program Memory-EEPROM.

Đây là loại bộ nhớ ROM xóa ghi bằng mức áp cao Vpp nên nội dung ghi trong các
thanh nhớ sẽ không bị xóa dù IC không được cấp điện. Các thanh nhớ này có thể cho xóa
23

GVHD :Nguyễn Thị Nhung


Trường ĐHSPKT Hưng yên
Khoa :Điện-Điện tử

Đồ án chuyên ngành 2

ghi lại nhiều lần, dung lượng của bộ nhớ là 64 byte, số lần xóa ghi bị hạn chế. Vì vậy bộ
nhớ EEPROM không được dùng làm bộ nhớ tạm thời như RAM, bộ nhớ EEPROM chỉ
được dùng để ghi các dữ liệu it phải thay đổi.
Thanh nhớ có địa chỉ 0000h (Reset Vector) là vị trí nhảy đến chức năng Reset. Khi IC
vừa được cấp điện, hay do tác dụng của bộ định thời và bất cứ lý do nào khác, tác dụng
Reset sẽ cho chương trình khởi đầu trở lại từ địa chỉ 0000h.
Thanh nhớ 0004h (Interrupt Vector)dùng cho chức năng ngắt.
Thanh ghi 2007h dùng dể xác định hoạt động cơ bản của PIC.

2.7.5. Bộ nhớ RAM

Bộ nhớ RAM của PIC16F84A về chức năng có thể chia thành bộ nhớ thông dụng và
bộ nhớ chuyên dùng. Về không gian thì có thể chia thành 2 băng đó là băng 0 và băng 1.
24

GVHD :Nguyễn Thị Nhung

Trường ĐHSPKT Hưng yên
Khoa :Điện-Điện tử

Đồ án chuyên ngành 2

2.7.6.Các thanh ghi
a.Thanh ghi trạng thái STATUS.
Thanh ghi có địa chỉ là 03h.

Bit 7: Trong PIC16F84A không dùng bít này.
Bit 6-5: Được dùng để chọn Bank. Thật ra bit 6 luôn để mức 0 và chỉ thay đổi bít 5, nếu
xác lập trị 00 là chọn Bank 0, còn xác lập trị 01 là chọn băng 1.
Bit 4: Bit =’1’: Sau khi cấp nguồn dùng lệnh CLRWDT hay SLEEP.
Bit =’0’: Thì lệnh WDT diễn ra.
Bit 3: Bit =’1’: Sau cấp nguồn hay sau lệnh CLRWDT.
Bit =’0’: Thực hiện lệnh SLEEP.
Bit 2: Bit =’1’: Khi kết quả phép toán bằng 0.
Bit =’0’: Khi kết quả phép toán khác 0.
Bit 1: Bit =’1’: Khi xuất hiện tràn số ở bit thấp thứ 4.
Bit =’0’: Không có bit tràn ở bit thấp thứ 4.
Bit 0: Bit =’1’: Khi xuất hiện tràn số ở thanh ghi.
Bit =’0’: Không có số tràn ở thanh ghi.

b. Thanh ghi OPTION.
25

GVHD :Nguyễn Thị Nhung