Mô hình đếm và phân loại sản phẩm theo chiều cao (đồ án tốt nghiệp)

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA – VŨNG TÀU

VIỆN CNKT - NNCNC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
MƠ HÌNH ĐẾM VÀ PHÂN LOẠI
SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO

Trình độ đào tạo

: Đại học chính quy

Ngành

: Cơng Nghệ Kỹ Thuật Điện - Điện Tử

Chuyên ngành

: Điều Khiển và Tự Động Hóa

Giảng viên hướng dẫn : ThS. Châu Nguyễn Ngọc Lan
Sinh viên thực hiện

: Lưu Văn Thọ - 17032432
Nguyễn Ngọc Hoàng - 17032197

Lớp

: DH17TD
Vũng Tàu - Năm 2021

Báo cáo Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Châu Nguyễn Ngọc Lan

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập- Tự do- Hạnh phúc

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Đính kèm Quy định về việc tổ chức, quản lý các hình thức tốt nghiệp ĐH, CĐ ban hành
kèm theo Quyết định số 585/QĐ-ĐHBRVT ngày 16/7/2013 của Hiệu trưởng Trường Đại
học BR-VT)

Họ và tên sinh viên: Lưu Văn Thọ
MSSV

: 17032432

E-mail

:

Ngày sinh: 08/09/1999
Lớp: DH17TD

Nguyễn Ngọc Hồng

MSSV

: 17032197

E-mail

:

Ngày sinh: 04/03/1999
Lớp: DH17TD



Trình độ đào tạo

: Đại học

Hệ đào tạo

: Chính quy

Ngành

: Cơng nghệ kỹ thuật điện-điện tử

Chuyên ngành

: Điều khiển và tự động hoá

1. Tên đề tài:
2. Giảng viên hướng dẫn: Th.S. Châu Nguyễn Ngọc Lan
3. Ngày giao đề tài:
4. Ngày hoàn thành đồ án/ khoá luận tốt nghiệp:
Vũng Tàu, ngày
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

tháng

năm 2021

SINH VIÊN THỰC HIỆN

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)

TRƯỞNG BỘ MÔN
(Ký và ghi rõ họ tên)

TRƯỞNG KHOA
(Ký và ghi rõ họ tên)

SVTH: Lưu Văn Thọ - Nguyễn Ngọc Hoàng

2

Báo cáo Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Châu Nguyễn Ngọc Lan

LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Cô Châu Nguyễn Ngọc Lan là
giảng viên hướng dẫn đề tài đã nhiệt tình chỉ bảo, hướng dẫn, giảng giải tận
tình về các vướng mắc trong quá trình tìm hiểu đề tài.
Cảm ơn Hiệu Trưởng, cùng các quý thầy cô trường Đại học Bà Rịa –
Vũng Tàu đã hỗ trợ tận tình về trang thiết bị, phần mềm, cơ sở vật chất tạo
điều kiện hoàn thành đồ án.
Cảm ơn thầy(cô) chủ nhiệm cùng các giảng viên bộ môn đã cung cấp,
bổ sung về mặt kiến thức; góp phần nâng cao vốn hiểu biết về ngành học tạo
tiền đề cơ bản để thực hiện đề tài thuận lợi hơn.
Xin cảm ơn các bạn cùng khóa, cùng khoa đã động viên, khích lệ, ủng
hộ về nhiều mặt góp phần làm nên thành công của đồ án này.

XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN!

SVTH: Lưu Văn Thọ - Nguyễn Ngọc Hoàng

3


Báo cáo Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Châu Nguyễn Ngọc Lan

NHẬN XÉT
(Của giáo viên hướng dẫn)

• Thái độ, tác phong và nhận thức trong q trình thực hiện:
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
• Kiến thức chun mơn:
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………….
• Hình thức, bố cục trình bày:
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
• Nội dung, kết quả:
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
• Nhận xét khác:
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….

Giáo Viên Hướng Dẫn

SVTH: Lưu Văn Thọ - Nguyễn Ngọc Hoàng

4


Báo cáo Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Châu Nguyễn Ngọc Lan

NHẬN XÉT
(Của giáo viên phản biện)
• Thái độ, tác phong và nhận thức trong q trình thực hiện:
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
• Kiến thức chun mơn:
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………….
• Hình thức, bố cục trình bày:
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
• Nội dung, kết quả:
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
• Nhận xét khác:
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….

Giáo Viên Phản Biện

SVTH: Lưu Văn Thọ - Nguyễn Ngọc Hoàng

5

Báo cáo Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Châu Nguyễn Ngọc Lan

LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay hệ thống điều khiển tự động khơng cịn q xa lạ với chúng ta.
Nó được ra đời từ rất sớm, nhằm đáp ứng được nhu cầu thiết yếu trong cuộc
sống của con người. Và đặc biệt trong sản xuất, công nghệ tự động rất phát
triển và nó đã giải quyết được rất nhiều vấn đề mà một người bình thường khó
có thể làm được.. Vì vậy điều khiển tự động đã trở thành một ngành khoa học
kỹ thuật chuyên nghiên cứu và ứng dụng của ngành điều khiển tự động vào
lao động sản xuất, đời sống sinh hoạt của con người.
Bên cạnh đó kỹ thuật vi điều khiển đã trở nên quen thuộc trong các ngành
kỹ thuật và trong dân dụng. Các bộ vi điều khiển có khả năng xử lý nhiều
hoạt động phức tạp mà chỉ cần một chip vi mạch nhỏ, nó đã dần thay thế các
tủ điều khiển lớn và phức tạp bằng những mạch điện gọn nhẹ, dễ dàng thao
tác sử dụng.
Chính vì các lý do trên, việc tìm hiểu, khảo sát vi điều khiển là điều mà
các sinh viên ngành điện mà đặc biệt là chuyên ngành Tự động hoá phải hết
sức quan tâm. Đó chính là một nhu cầu cần thiết và cấp bách đối với mỗi
sinh viên, đề tài này được thực hiện chính là đáp ứng nhu cầu đó.
Để tìm hiểu rõ hơn về vi xử lý, nhóm chúng em đã chọn đề tài "Mơ hình
phân loại sản phẩm theo chiều cao dùng vi điều khiển Atmega16L."
Do thời gian, kiến thức và kinh nghiệm của chúng em còn có hạn nên sẽ
khơng thể tránh khỏi những sai sót. Chúng em rất mong được sự giúp đỡ và
tham khảo ý kiến của thầy cơ và các bạn nhằm đóng góp phát triển thêm đề
tài.

SVTH: Lưu Văn Thọ - Nguyễn Ngọc Hoàng

6


Báo cáo Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Châu Nguyễn Ngọc Lan

MỤC LỤC
Đề mục

Trang

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
NHẬN XÉT
Chương 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI ...................................................................................11
1.1 Lý do chọn đề tài .................................................................................................... 11
1.2 Giới hạn đề tài ........................................................................................................ 11
1.3 Nguồn tư liệu ............................................................................................... 12
1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu ............................................................................................. 12
Chương 2: TỔNG QUAN CÁC LINH KIỆN CHÍNH ........................................... 13
2.1 Atmega16L ..............................................................................................................13
2.1.1 Giới thiệu ...................................................................................................... 13
2.1.2 Sơ đồ chân .............................................................................................................. 14
2.1.3 Sơ đồ khối ..................................................................................................... 16
2.1.4 Chức năng Atmega16 .................................................................................. 17
2.1.5 Đặc trưng ................................................................................................... 19

2.2 Module LM2596................................................................................................... 21
2.2.1 Giới thiệu ................................................................................................ 21
2.2.2 Thông số kỹ thuật........................................................................................ 21
2.2.3 Nguyên lý hoạt động ..................................................................................... 22
2.3 Cảm biến hồng ngoại ......................................................................................... 23
2.3.1 Giới thiệu ...................................................................................................... 23
2.3.2 Thông số kỹ thuật.......................................................................................... 24
2.3.3 Cổng giao tiếp ................................................................................................ 24
2.4 LCD 16x2 ................................................................................................................ 25
2.4.1 Giới thiệu ...................................................................................................... 25
2.4.2 Thông số kỹ thuật ................................................................................... 25
SVTH: Lưu Văn Thọ - Nguyễn Ngọc Hoàng

7


Báo cáo Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Châu Nguyễn Ngọc Lan

2.4.3 Chức năng ...................................................................................................... 26
2.5 Motor DC .................................................................................................................... 27
2.5.1 Giới thiệu ...................................................................................................... 27
2.5.2 Thông số kỹ thuật.......................................................................................... 27
2.5.3 Cấu tạo & Hoạt động .................................................................................... 28
2.6 Motor Servo............................................................................................................ 29
2.6.1 Giới thiệu ...................................................................................................... 29
2.6.2 Hoạt động & Cấu tạo ................................................................................. 30
2.6.3 Thông số kỹ thuật ......................................................................................... 31
2.6.4 Giới hạn quay................................................................................................ 31

2.7 Băng tải ............................................................................................................... 31
2.7.1 Cấu tạo .......................................................................................................... 32
2.7.2 Các loại băng tải .............................................................................................32
Chương 3: MƠ HÌNH ĐẾM & PHÂN LOẠI SẢN PHẨM ................................... 35
3.1 Giới thiệu ................................................................................................................. 35
3.2 Các phần mềm thiết kế .................................................................................................... 36
3.2.1 AVR ....................................................................................................................... 36
3.2.2 Altium Designer ................................................................................................... 37
3.3 Sơ đồ khối ................................................................................................................ 39
3.4 Nguyên lý hoạt động ............................................................................................... 41
3.5 Lưu đồ thuật toán ............................................................................................. 42
3.6 Code – chương trình ......................................................................................... 43
Chương 4: KẾT LUẬN ............................................................................................ 46
4.1 Ưu điểm ........................................................................................................... 46
4.2 Nhược điểm ...................................................................................................... 46
4.3 Hướng phát triển ........................................................................................... 46
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 47

SVTH: Lưu Văn Thọ - Nguyễn Ngọc Hoàng

8


Báo cáo Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Châu Nguyễn Ngọc Lan

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1: Sơ đồ chân Amega16.
Hình 2: Sơ đồ khối của Atmega16

Hình 3: Module giảm áp
Hình 4: Hướng đi của dịng điện trong LM2596
Hình 5: Cảm biến vật cản hồng ngoại.
Hình 6: LCD 16x2
Hình 7: Động Cơ DC Motor 775
Hình 8: Nguyên lý hoạt động phần cảm và phần ứng.
Hình 9: Micro Servo 9g
Hình 10: Cấu tạo cơ bản của một động cơ (motor) servo
Hình 11: Sơ đồ nối dây của Micro Servo
Hình 12: Cấu tạo băng tải
Hình 13: Mơ hình phân loại sản phẩm theo chiều cao dùng vi điều khiển
Atmega16L”
Hình 14: Board mạch điều khiển chính của hệ thống
Hình 15: Giao diện chính phần mềm AVR
Hình 16: Phần mềm Altium Designer
Hình 17: Giao diện chính phần mềm Altium Designer
Hình 18: Mơ phỏng mạch trên phần mềm.
Hình 19: Sơ đồ khối mơ hình đếm & phân loại sản phẩm

SVTH: Lưu Văn Thọ - Nguyễn Ngọc Hoàng

9


Báo cáo Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Châu Nguyễn Ngọc Lan

Hình 20: Nguồn tổ ong
Hình 21: LCD 16x2

Hình 22: Các Servo, cảm biến và băng tải
Hình 23 :Board mạch điều khiển hệ thống
Hình 24: Lưu đồ thuật tốn

SVTH: Lưu Văn Thọ - Nguyễn Ngọc Hoàng

10


Báo cáo Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Châu Nguyễn Ngọc Lan

Chương 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
1.1 Lý do chọn đề tài:

Với sự phát triển của xã hội, khoa học kĩ thuật nói chung và vi điều khiển nói
riêng ngày càng được ứng dụng ở hầu hết các lĩnh vực.
Ngày nay sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật , kỹ thuật điện từ mà
trong đó là kỹ thuật số đóng vai trị quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa học kỹ
thuật, quản lí, cơng nghiệp tự động hóa, cung cấp thơng tin. Do đó chúng ta phải
nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào sự phát triển nền
khoa học kỹ thuật thế giới nói chung và trong sự phát triển kỹ thuật điện tử nói
riêng .
Trong q trình sản xuất thì nhiều khâu được tự động hóa . Một trong những
khâu đơn giản trong dây chuyền sản xuất tự động hóa đó là phân loại và đếm số
lượng sản phẩm làm ra một cách tự động .
Trước thực tiễn ấy, chúng em đã quyết định chọn đề tài này nhằm tìm
hiểu về vấn đề đếm và phân loại sản phẩm qua ứng dụng của Atmega16L vì nó rất
gần gũi với thực tế.

1.2 Giới hạn đề tài:

Trong phạm vi đồ án này, tơi xin trình bày sơ lược về cấu tạo cũng như
ngun lý hoạt động của Mơ hình phân loại và đếm sản phẩm theo chiều cao sử
dụng : Atmega16L, cảm biến hồng ngoại, LCD16x2...

SVTH: Lưu Văn Thọ - Nguyễn Ngọc Hoàng

11


Báo cáo Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Châu Nguyễn Ngọc Lan

1.3 Nguồn tư liệu:

Dựa vào mục đích tìm hiểu, phạm vi giới hạn và đối tượng nghiên cứu;
trong quá trình thực hiện, đề tài sử dụng nguồn tư liệu như sau:
-

Các tài liệu kỹ thuật về cấu trúc, nguyên lý hoạt động.

-

Các tài liệu về trang thiết bị điện tử.

-

Tài liệu về lập trình lập trình, mã hóa vi điều khiển.

1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu:

Mục đích nghiên cứu thơng qua đề tài là tìm hiểu về ứng dụng đếm và
phân loại sản phẩm nên nhiệm vụ nghiên cứu gồm:
-

Tìm hiểu cơ chế hoạt động.

-

Phân tích sơ đồ nguyên lý.

-

Nâng cao kỹ năng lập trình vi điều khiển, hàn mạch, làm sản phẩm
điện tử.

-

Phát triển khả năng tư duy cho sinh viên trong quá trình nghiên cứu

SVTH: Lưu Văn Thọ - Nguyễn Ngọc Hoàng

12


Báo cáo Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Châu Nguyễn Ngọc Lan

Chương 2: TỔNG QUAN CÁC LINH KIỆN CHÍNH
2.1 Atmega16L
2.1.1 Giới thiệu

Vi điều khiển AVR do hãng Atmel ( hoa kỳ ) sản xuất được giới thiệu lần đầu
tiên năm 1996.
AVR có rất nhiều dịng khác nhau bao gồm dịng Tiny ( như At tiny 13, At tiny
22…) có kích thước bộ nhớ nhỏ, ít bộ phận ngoại vi, rồi đén dịng AVR ( chẳng hạn
AT90S8535, AT90S8515…) co kích thước bộ nhớ vào loại trung bình và manh hơn
là dịng Mega ( như ATmega 16, Atmega 32, ATmega 128…..) với bộ nhớ có kích
thước vài Kbyte đến vài trăm Kb cùng với bộ ngoại vi đa dạng được tích hợp cả bộ
LCD trên chip ( dòng LCD AVR).
Tốc độ của dòng Mega cũng cao hơn so với các dòng khác. Sự khác nhau cơ bản
giữa các địng chính là cấu trúc ngoại vi, cịn nhân thì vẫn như nhau.
ATmega16 là một lọai Vi điều khiển có nhìều tính năng đặc biệt thích hợp cho
việc giải quyết những bài tóan điều khiển trên nền vi xử lý.
+Các lọai vi điều khiển AVR rất phổ biến trên thị trừơng Việt Nam nên khơng
khó khăn trong việc thay thế và sửa chữa hệ thống lúc cần.
+Giá thành của dòng Vi Điều Khiển này khá phải chăng
+Các phần mềm lập trình và mã nguồn mở có thể tìm kiếm khá dễ dàng trên
mạng
Các thiết kế demo nhiều nên có nhiều gợi ý tốt cho người thiết kế hệ
thống.ATmega16 là vi điều khiển 8bit dựa trên kiến trúc RISC.
Với khả năng thực hiện mỗi lệnh trong vong một chu kỳ xung clock, Atmega16
có thể đạt được tốc độ 1MIPS trên mỗi MHz( 1triệu lệnh/s/MHz),các lệnh được xử
lý nhanh hơn,tiêu thụ năng lượng thấp

SVTH: Lưu Văn Thọ - Nguyễn Ngọc Hoàng

13


Báo cáo Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Châu Nguyễn Ngọc Lan

2.1.2 Sơ đồ chân

Hình 1: Sơ đồ chân Amega16.

Atmega16 gồm có 40 chân:
- Chân 1 đến 8 : Cổng nhập xuất dữ liệu song song B ( PORTB ) nó có thể đc
sử dụng các chức năng đặc biệt thay vì nhập xuất dữ liệu
- Chân 9 : RESET để đưa chip về trạng thái ban đầu
- Chân 10 : VCC cấp nguồn nuôi cho vi điều khiển
- Chân 11,31 : GND 2 chân này đc nối với nhau và nối đất
- Chân 12,13 : 2 chân XTAL2 và XTAL1 dùng để đưa xung nhịp từ bên ngoài
vào chip
- Chân 14 đến 21 : Cổng nhập xuất dữ liệu song song D ( PORTD ) nó có thể đc
sử dụng các chức năng đặc biệt thay vì nhập xuất dữ liệu
- Chân 22 đến 29 : Cổng nhập xuất dữ liệu song song C ( PORTC ) nó có thể đc
sử dụng các chức năng đặc biệt thay vì nhập xuất dữ liệu
- Chân 30 : AVCC cấp điện áp so sánh cho bộ ADC
- Chân 32 : AREF điện áp so sánh tín hiệu vào ADC
- Chân 33 đến 40 : Cổng vào ra dữ liệu song song A ( PORTA ) ngồi ra nó cịn
đc tích hợp bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số ADC ( analog to
digital converter )

SVTH: Lưu Văn Thọ - Nguyễn Ngọc Hoàng

14


Báo cáo Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Châu Nguyễn Ngọc Lan

Vào ra của vi điều khiển:
PORTA ( PA7 … PA0 ) : là các chân số 33 đến 40. Là cổng vào ra song song 8
bít khi khơng dùng ở chế độ ADC. Bên trong có sẵn các điện trở kéo, khi PORTA
là output thì các điện trở kéo ko hoạt động , khi PORTA là input thì các điện trở
kéo đc kích hoạt.
PORTB ( PB7 ... PB0 ) : là các chân số 1 đến 8. Nó tương tự như PORTA khi sử
dụng vào ra song song. Ngoài ra các chân của PORTB cịn có các chức năng đặt
biệt sẽ đc nhắc đến sau.
PORTC ( PC7 ... PC0 ) : là các chân 22 đến 30. Cũng giống PORTA và PORTB
khi là cổng vào ra song song. Nếu giao tiếp JTAG đc bật, các trở treo ở các chân
PC5(TDI), PC3(TMS), PC2(TCK) sẽ hoạt động khi sự kiện reset sảy ra. Chức năng
giao tiếp JTAG và 1 số chức năng đặc biệt khác sẽ đc nghiên cứu sau
PORTD ( PD7 ... PD0 ) : là các chân 13 đến 21. Cũng là 1 cổng vào ra song
song giống các PORT khác, ngồi ra nó cịn có 1 số tính năng đặc biệt sẽ đc nghiên
cứu sau.

SVTH: Lưu Văn Thọ - Nguyễn Ngọc Hoàng

15

Báo cáo Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Châu Nguyễn Ngọc Lan

2.1.3 Sơ đồ khối

Hình 2: Sơ đồ khối của Atmega16
Atmega16 có tập lệnh phong phú về số lượng với 32 thanh ghi làm việc
đa năng. Toàn bộ 32 thanh ghi đều được nối trực tiếp với ALU (Arithmetic
Logic Unit), cho phép truy cập 2 thanh ghi độc lập bằng một chu kì xung
nhịp.
SVTH: Lưu Văn Thọ - Nguyễn Ngọc Hồng

16


Báo cáo Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Châu Nguyễn Ngọc Lan

Kiến trúc đạt được có tốc độ xử lý nhanh gấp 10 lần vi điều khiển dạng
CISC (Complex Intruction Set Computer) thơng thường.
Khi sử dụng vi điều khiển Atmega16, có rất nhiều phần mềm được dùng
để lập trình bằng nhiều ngơn ngữ khác nhau đó là: Trình dịch Assembly như
AVR studio của Atmel, Trình dịch C như win AVR, CodeVisionAVR C,
ICCAVR. C - CMPPILER của GNU… Trình dịch C đã được nhiều người
dụng và đánh giá tương đối mạnh, dễ tiếp cận đối với những người bắt đầu
tìm hiểu AVR, đó là trình dịch CodeVisionAVR C. Phần mềm này hỗ trợ
nhiều ứng dụng và có nhiều hàm có sẵn nên việc lập trình tốt hơn.

2.1.4 Chức năng của Atmega16
• Atmega16 có cấu trúc RISC với:

+131 lệnh, hầu hết được thực thi trong 1 chu kì xung nhịp.
+32x8 thanh ghi đa dụng
+Full static operation
+Tốc độ làm việc 16MPIS,với thạch anh 16MHz…….
• Bộ nhớ:
+16 KB ISP Flash với khả năng 10.000lần ghi/xóa
+512Byte EEROM

+1KB SRAM ngọai

• Giao tiếp JTAG :

+Khả năng qt tồn diện theo chuẩn JTAG
+Hỗ trợ lập trình Flash,EEROM,fuse…
+Lock bit qua giao tiếp JTAG
SVTH: Lưu Văn Thọ - Nguyễn Ngọc Hoàng

17


Báo cáo Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Châu Nguyễn Ngọc Lan

• Ngọai vi:

+2 timer/counter 8 bit với các mode :so sánh và chia tần số

+1 timer/counter 16 bit với các mode:so sánh,chia tần số,capture,PWM
+1 timer thời gian thực(Real time clock) với bộ dao động riêng biệt
+4 kênh PWM(họăc nhiều hơn trong các VĐK khác thuộc họ này)
+8 kênh biến đổi ADC 10bit
+Hỗ trợ giao tiếp I2C
+Bộ giao giao tiếp nối tiếp lập trình được USART
+Giao tiếp SPI
+Watch_dog timer với bộ dao động on-chip riêng biệt
•

Những thuộc tính đặc biệt:

+Power On reset và Brown-out detection
+chế độ hiệu chỉnh bộ sai số cho bộ dao động RC On-chip
+Các chế độ ngắt ngòai và trong đa dạng
+6 mode sleep:Idle,ADC noise reduction,tiết kiệm năng lượng,power-down,
standby,extended standby
• I/O port:

+32 chân I/O(Atmega16) và 21 chân I/O (Atmega8) lập trình được
+vỏ 40 chân (Atmega16) ,28 chân(Atmega8),64

chân(AT90can128);

• Nguồn cấp:

2,7->5.5 V với ATmega16L
4.5->5.5V với ATmega16H

SVTH: Lưu Văn Thọ - Nguyễn Ngọc Hoàng

18


Báo cáo Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Châu Nguyễn Ngọc Lan

• Tiêu hao năng lượng:

+Khi họat động tiêu thụ dịng 1,1mA
+Ở mode Idle tiêu thụ dòng 0.35mA
+Ở chế độ Power_down tiêu thụ dịng nhỏ hơn 1uA
• Đây là những chức năng cơ bản thường thấy trong các Vi điều khiển

AVR,ngoài ra trong các vi điều khiển khác thuộc dòng vi điều khiển này thì
thường được hỗ trợ thêm những chức năng đặc biệt.

2.1.5 Đặc trưng

Được chế tạo theo kiến trúc RISC hiệu suất cao mà điện năng tiêu thụ thấp:
-

Tập lệnh gồm 131 lệnh, hầu hết đều chỉ thực thi trong 1 chu kì xung nhịp.

-

Bộ nhân hai chu kì.

-

32 x 8 thanh ghi làm việc đa dụng.

-

Hoạt động tĩnh

-

16 MIPS với thơng lượng 16MHz

-

8KB Flash ROM lập trình được ngay trên hệ thống :

-

Giao diện nối tiếp SPI có thể lập trình ngay trên hệ thống.

-

Cho phép 1000 lần ghi/xóa.

-

Bộ EEPROM 512 byte, cho phép 100.000 lần ghi/xóa

-

16 Kbyte bộ nhớ chương trình in-System Self-programmable Flash.

-

Chu kì ghi/xóa (Write/Erase) :10.000 Flash/ 100.000 EEPROM.

-

Độ bền dữ liệu 20 năm ở 85°C và 100 năm ở 25°C

-

Bộ nhớ SRAM 512 byte.

-

Bộ biến đổi ADC 8 kênh, 10 bit.

SVTH: Lưu Văn Thọ - Nguyễn Ngọc Hoàng

19


Báo cáo Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Châu Nguyễn Ngọc Lan

-

32 ngõ I/O lập trình được.

-

Bộ truyền nối tiếp bất đồng bộ vạn năng UART.

-

Vcc=2.7V đến 5.5V.

-

Tốc độ làm việc: 8 MHz đối với Atmega16L, 16MHz đối với

-

Atmega16 tối đa .

-

Tốc độ xử lí lệnh đến 8 MIPS ở 8 MHz nghĩa là 8 triệu lệnh trên

-

giây.

-

Bộ định thời gian thực (RTC) với bộ dao động và chế độ đếm

-

tách biệt

-

bộ Timer 8 bit và 1 bộ Timer 16 bit với chế độ so sánh và chia

-

tần số tách biệt và chế độ bắt mẫu.

-

kênh điều chế độ rộng xung PWM.

-

Có đến 13 interrupt ngồi và trong.

-

Bộ so sánh Analog.

-

Bộ lập trình Watch dog timer.

-

chế độ ngủ : Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Powerdown,
Standby và Extended Standby.

-

Giao tiếp nối tiếp Master/Slave SPI.

SVTH: Lưu Văn Thọ - Nguyễn Ngọc Hoàng

20


Báo cáo Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Châu Nguyễn Ngọc Lan

2.2 Module LM2596
2.2.1 Giới thiệu

Mạch Giảm Áp LM2596 là module giảm áp có khả năng điều chỉnh được
dịng ra đến 3A. Tức là khi cấp nguồn 9v vào module, sau khi giảm áp ta có thể lấp
được nguồn 3A < 9v... như 5V hay 3.3V.

Hình 3: Module giảm áp
2.2.2 Thơng số kỹ thuật
•

Module nguồn khơng sử dụng cách ly

•

Nguồn đầu vào từ 4V - 35V.

•

Nguồn đầu ra: 1V - 30V.

•

Dịng ra Max: 3A

•

Kích thước mạch: 53mm x 26mm

•

Đầu vào: INPUT +, INPUT-

•

Đầu ra: OUTP UT+, OUTP UT-

SVTH: Lưu Văn Thọ - Nguyễn Ngọc Hoàng

21


Báo cáo Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Châu Nguyễn Ngọc Lan

2.2.3 Ngun lý hoạt động

Hình 4: Hướng đi của dịng điện trong LM2596
Khi cấp nguồn thô vào chân INPUT+, INPUT- ta sẽ nhận được nguồn ra
từ chân OUTP UT+, OUTP UTĐiện áp đầu ra được tùy chỉnh bằng cách vặn biến trở trên module... Biến
trở trên module này hỗ trợ vặn 14 vòng.
 Dựa trên nguyên lý trên, Module LM2596 được áp dụng vào mơ hình
nhằm tùy chỉnh tốc độ băng tải hoạt động thông qua động cơ DC

SVTH: Lưu Văn Thọ - Nguyễn Ngọc Hoàng

22


Báo cáo Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Châu Nguyễn Ngọc Lan

2.3 Cảm biến hồng ngoại
2.3.1 Giới thiệu

Ngày nay, chúng ta đã quen với việc sử dụng cảm biến siêu âm để phát hiện vật
cản, tuy nhiên điểm yếu của nó là dễ bị nhiễu. Để khắc phục điểm yếu trên, đồ án
đã sử dụng một phương pháp phát hiện vật cản khác. Đó chính là sử dụng hồng
ngoại, mà cụ thể hơn là sử dụng cảm biến vật cản hồng ngoại thường ứng dụng cho
các đặc tính Robot tránh vật cản, trên các dây chuyền phát hiện sản phẩm, các bộ
reminder đa chức năng..v.v..

Hình 5: Cảm biến vật cản hồng ngoại.
Cảm biến hồng ngoại khi hoạt động, tia hồng ngoại phát ra một tần số nhất định,

khi phát hiện hướng truyền có vật cản (mặt phản xạ), phản xạ vào đèn thu hồng
ngoại, sau khi so sánh, đèn màu xanh sẽ sáng lên đồng thời đầu cho tín hiệu số đầu
ra (một tín hiệu bậc thấp).
Khoảng cách làm việc hiệu quả 2 ~ 5cm, điện áp làm việc là 3.3 V đến 5V. Độ
nhạy sáng của cảm biến được điều chỉnh bằng chiết áp, cảm biến dễ lắp ráp, dễ sử
dụng,....

SVTH: Lưu Văn Thọ - Nguyễn Ngọc Hoàng

23


Báo cáo Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Châu Nguyễn Ngọc Lan

2.3.2 Thơng số kỹ thuật

• Bộ so sánh sử dụng LM393, làm việc ổn định
• Điện áp làm việc: 3.3V – 5V DC.
• Khi bật nguồn, đèn báo nguồn màu đỏ sáng.
• Lỗ vít 3 mm, dễ dàng cố định, lắp đặt.
• Kích thước: 3.2cm * 1.4cm
• Các mơ-đun đã được so sánh điện áp ngưỡng thông qua chiết áp, nếu sử
dụng ở chế độ thơng thường, xin vui lịng không tự ý điều chỉnh chiết áp

2.3.3 Cổng giao tiếp

VCC: điện áp chuyển đổi từ 3.3V đến 5V (có thể được kết nối trực tiếp đến vi
điều khiển 5V và 3.3V)

GND: GND ngoài
OUT: đầu ra kỹ thuật số (0 và 1)

SVTH: Lưu Văn Thọ - Nguyễn Ngọc Hoàng

24


Báo cáo Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Châu Nguyễn Ngọc Lan

2.4 LCD 16x2
2.4.1 Giới thiệu

Hình 6: LCD 16x2

Ngày nay, thiết bị hiển thị LCD (Liquid Crystal Display) được sử dụng trong
rất nhiều các ứng dụng của VĐK. LCD có rất nhiều ưu điểm so với các dạng
hiển thị khác: Nó có khả năng hiển thị kí tự đa dạng, trực quan (chữ, số và kí tự
đồ họa), dễ dàng đưa vào mạch ứng dụng theo nhiều giao thức giao tiếp khác
nhau, tốn rất ít tài nguyên hệ thống và giá thành rẻ …
2.4.2 Thơng số kỹ thuật

• Điện áp MAX : 7V
• - Điện áp MIN : - 0,3V
• - Hoạt động ổn định : 2.7-5.5V
• - Điện áp ra mức cao : > 2.4
• - Điện áp ra mức thấp : <0.4V
• - Dịng điện cấp nguồn : 350uA - 600uA

• - Nhiệt độ hoạt động : - 30 - 75 độ C

SVTH: Lưu Văn Thọ - Nguyễn Ngọc Hoàng

25