Mạch đếm và phân loại sản phẩm theo màu sắc | Đồ án môn học công nghệ kỹ thuật điện tử - viễn thông Trường đại học sư phạm kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh

Em xin gửi cảm ơn chân thành đến thầy Phan Văn Ca đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tận tình, tạo điều kiện để em hoàn thành tốt đề tài. Thầy đã hướng dẫn và góp ý cho em trong quá trình thực hiện đề tài. Cùng với đó, em xin cảm ơn thầy cô khoa Điện – Điện tử đã truyền đạt cho em kiến thức trong suốt quá trình học tại trường và nhờ đó em có thể hoàn thành đề tài này.Tài liệu giúp bạn tham khảo, ôn tập và đạt kết quả cao. Mời bạn đọc đón xem!

Thông tin:
45 trang 2 tuần trước

Bình luận

Vui lòng đăng nhập hoặc đăng ký để gửi bình luận.

Mạch đếm và phân loại sản phẩm theo màu sắc | Đồ án môn học công nghệ kỹ thuật điện tử - viễn thông Trường đại học sư phạm kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh

Em xin gửi cảm ơn chân thành đến thầy Phan Văn Ca đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tận tình, tạo điều kiện để em hoàn thành tốt đề tài. Thầy đã hướng dẫn và góp ý cho em trong quá trình thực hiện đề tài. Cùng với đó, em xin cảm ơn thầy cô khoa Điện – Điện tử đã truyền đạt cho em kiến thức trong suốt quá trình học tại trường và nhờ đó em có thể hoàn thành đề tài này.Tài liệu giúp bạn tham khảo, ôn tập và đạt kết quả cao. Mời bạn đọc đón xem!

39 20 lượt tải Tải xuống
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH - VIỄN THÔNG
ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1
MẠCH ĐẾM VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM
THEO MÀU SẮC
NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG
Sinh viên: NGUYỄN PHƯỚC THỊNH
MSSV: 19161293
TP. HỒ CHÍ MINH – 06/2022
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH - VIỄN THÔNG
ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1
MẠCH ĐẾM VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM
THEO MÀU SẮC
NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
Sinh viên: NGUYỄN PHƯỚC THỊNH
MSSV: 19161293
Hướng dẫn: PGS.TS. PHAN VĂN CA
TP. HỒ CHÍ MINH – 06/2022
BẢN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Họ và tên GVHD: PGS.TS. Phan Văn Ca
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Phước Thịnh MSSV: 19161293
Ngành: CNKT Điện tử - Viễn thông (Thiết kế vi mạch)
TÊN ĐỀ TÀI:
MẠCH ĐẾM VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO MÀU SẮC
NHẬN XÉT:
1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
2. Ưu điểm:
............................................................................................................................
............................................................................................................................
3. Khuyết điểm:
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
4. Đánh giá loại:................................................................................................
............................................................................................................................
5.Điểm:.....................................................(Bằng chữ:.......................................)
Tp. Hồ Chí Minh ngày tháng năm 2022,
Giảng viên hướng dẫn
(Ký & ghi rõ họ tên)
LỜI CẢM ƠN
Em xin gửi cảm ơn chân thành đến thầy Phan Văn Ca đã trực tiếp hướng dẫn,
giúp đỡ tận tình, tạo điều kiện để em hoàn thành tốt đề tài. Thầy đã hướng dẫn và
góp ý cho em trong quá trình thực hiện đề tài. Cùng với đó, em xin cảm ơn thầy
khoa Điện Điện tử đã truyền đạt cho em kiến thức trong suốt quá trình học
tại trường và nhờ đó em có thể hoàn thành đề tài này.
Ngoài ra, em xin cảm ơn các bạn lớp 19161TKVM đã chia sẻ, trao đổi kiến
thức và hỗ trợ em trong quá trình thực hiện đề tài.
Xin chân thành cảm ơn
Sinh viên thực hiện đề tài
Nguyễn Phước Thịnh
iv
MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH......................................................................................VII
DANH MỤC BẢNG..................................................................................VIII
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU............................................................................1
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ....................................................................................1
1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI...........................................................................1
1.3 NỘI DUNG THỰC HIỆN..................................................................2
1.4 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC.....................................................................2
1.5 BỐ CỤC CỦA BÁO CÁO.................................................................2
CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT..............................................................4
2.1 GIỚI THIỆU VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F887......................................4
2.1.1 Sơ lược về vi điều khiển Pic16f887............................................4
2.1.2 Sơ đồ chân kết nối.....................................................................5
2.1.3 Thông số kỹ thuật.......................................................................5
2.1.4 Sơ đồ cấu trúc của vi điều khiển Pic16f887...............................6
2.2 GIỚI THIỆU MODULE THỜI GIAN THỰC DS1307.....................8
2.2.1 Sơ lược về module DS1307........................................................8
2.2.2 Sơ đồ chân kết nối.....................................................................8
2.2.3 Thông số kỹ thuật.......................................................................9
2.3 GIỚI THIỆU VỀ CẢM BIẾN MÀU SẮC TCS3200.........................9
2.3.1 Sơ lược về cảm biến màu sắc TCS3200.....................................9
2.3.2 Sơ đồ chân kết nối...................................................................10
2.3.3 Thông số kỹ thuật.....................................................................10
2.4 GIỚI THIỆU VỀ LCD2004..............................................................11
2.4.1 Sơ lược về màn hình LCD2004................................................11
2.4.2 Sơ đồ chân kết nối....................................................................11
2.4.3 Thông số kỹ thuật.....................................................................13
2.5 GIỚI THIỆU CẢM BIẾN VẬT CẢN HỒNG NGOẠI HW-488.....13
2.5.1 Sơ lược về cảm biến vật cản hồng ngoại HW-488...................13
v
2.5.2 Sơ đồ chân kết nối...................................................................14
2.5.3 Thông số kỹ thuật.....................................................................15
CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG.......................................................16
3.1 YÊU CẦU NGƯỜI DÙNG..............................................................16
3.2 YÊU CẦU KỸ THUẬT...................................................................16
3.2.1 Chức năng kỹ thuật..................................................................16
3.2.2 Thông số kỹ thuật.....................................................................16
3.3 THIẾT KẾ KIẾN TRÚC..................................................................17
3.4 THIẾT KẾ CHI TIẾT.......................................................................17
3.4.1 Khối thu thập dữ liệu...............................................................17
3.4.2 Khối nút nhấn..........................................................................19
3.4.3 Khối xử lý trung tâm................................................................19
3.4.4 Khối hiển thị............................................................................20
3.4.5 Khối nguồn..............................................................................21
3.4.6 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch......................................................22
3.5 THIẾT KẾ PHẦN MỀM..................................................................22
3.5.1 Lưu đồ giải thuật.....................................................................22
3.5.2 Chương trình điều khiển..........................................................26
CHƯƠNG 4 THI CÔNG HỆ THỐNG VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ........32
4.1 VẼ MẠCH ĐIỆN TRÊN PHẦM MỀM MÔ PHỎNG PROTUES..32
4.2 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC...................................................................33
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN............................................................................36
5.1 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC...................................................................36
5.2 KẾT QUẢ CHƯA ĐẠT ĐƯỢC.......................................................36
5.3 HƯỚNG PHÁT TRIỂN...................................................................36
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................37
vi
DANH MỤC HÌNH
Hình 2-1 Vi điều khiển Pic16f887..................................................................4
Hình 2-2 Sơ đồ chân của Pic16f887...............................................................5
Hình 2-3 Cấu trúc bên trong của vi điều khiển...............................................6
Hình 2-4 Module DS1307...............................................................................8
Hình 2-5 Sơ đồ chân DS1307.........................................................................8
Hình 2-6 Cảm biến màu sắc TCS3200..........................................................10
Hình 2-7 Sơ đồ chân cảm biến màu sắc........................................................10
Hình 2-8 Màn hình LCD2004.......................................................................11
Hình 2-9 Cảm biến vật cản hồng ngoại HW-488..........................................14
Hình 2-10 Sơ đồ chân kết nối của cảm biến HW-488...................................14
Hình 3-1 Sơ đồ khối hệ thống.......................................................................17
Hình 3-2 Cảm biến vật cản...........................................................................18
Hình 3-3 Cảm biến màu sắc..........................................................................18
Hình 3-4 Module DS1307.............................................................................19
Hình 3-5 Khối nút nhấn................................................................................19
Hình 3-6 Khối xử lý trung tâm......................................................................20
Hình 3-7 Khối hiển thị..................................................................................21
Hình 3-8 Khối nguồn....................................................................................21
Hình 3-9 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch trên phần mềm Protues......................22
Hình 3-10 Lưu đồ cảm biến vật cản hồng ngoại...........................................23
Hình 3-11 Lưu đồ cảm biến màu sắc............................................................23
Hình 3-12 Lưu đồ của module DS1307........................................................24
Hình 3-13 Lưu đồ của toàn hệ thống............................................................25
Hình 4-1 Vẽ mạch PCB trên phần mềm Protues...........................................32
Hình 4-2 Mạch khi chưa cấp nguồn điện......................................................33
Hình 4-3 Mạch khi đã cấp nguồn điện..........................................................33
Hình 4-4 Mạch khi có sản phẩm màu xanh lá đi qua....................................34
Hình 4-5 Mạch khi có sản phẩm xanh lá đi qua............................................34
Hình 4-6 Mạch khi nhấn nút reset.................................................................35
vii
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2-1 Chức năng các chân LCD..............................................................12
viii
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong thời đại công nghệ không ngừng phát triển hiện nay, cuộc sống của
mỗi chúng ta ngày càng tiện nghi hơn đồng thời nhu cầu của mỗi con người cũng
theo đó mà tăng lên. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kĩ thuật trong
đời sống đã thúc đẩy việc sản xuất tăng mạnh. Trong lĩnh vực sản suất thì quá
trình tự động hóa cũng yếu tố cực quan trọng, thay thuê hàng trăm công
nhân đến để sản xuất thì bây giờ máy móc đang dần thay thế con người trong
việc sản xuất. Bởi máy móc thực hiện một cách chính xác, ổn định, năng suất
ngày càng tăng cao, ít sai sót trong quá trình hoạt động thể hoạt động liên
tục trong thời gian dài. các nhà máy sản suất các sản phẩm tiêu dùng, một
trong những khâu quan trọng nhấtkhâu thực hiện đếm phân loại sản phẩm.
Khâu này hoạt động một cách tự động thì giúp nhà náy tiết kiệm được thời gian,
chi phí đồng thời nâng cao được năng suất sản xuất.
do trên nên chúng tôi thực hiện đề tài: “Mạch đếm phân loại sản
phẩm theo màu sắc”.
1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
Vận dụng kiến thức đã học về vi điều khiển, lập trình vi điều khiển các
môn lý thuyết để thực hiện đề tài.
Thiết kế thi công thành công mạch hiển thị thời gian, đếm phân loại
sản phẩm hiển thị trên màn hình LCD.
Mạch thiết kế cần đạt các yêu cầu:
- Mạch hoạt động ổn định và chính xác theo thời gian.
- Có nút nhấn reset để điều chỉnh số sản phẩm về không.
1
- Phân loại sản phẩm theo màu sắc khác nhau.
- LCD hiển thị ngày tháng năm, giờ - phút - giây, số sản phẩm theo màu
sắc, tổng số sản phẩm, ca làm việc.
- Bố trí linh kiện hợp lí, thẩm mỹ.
1.3 NỘI DUNG THỰC HIỆN
- Tìm hiểu về vi điều khiển Pic16f887, các tập lệnh điều khiển, cấu trúc chân
điều khiển.
- Tìm hiểu phần mềm CSS lập trình cho vi điều khiển.
- Tìm hiểu về mạch đếm và phân loại sản phẩm.
- Thiết kế mạch đếm sản phẩm.
- Tìm hiểu về cảm biến màu sắc TCS3200.
- Tìm hiểu về DS1307 và chuẩn giao tiếp I2C
- Thiết kế và thi công toàn bộ mạch.
1.4 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC
- Nghiên cứu và ứng được kiến thức vi điều khiển để thực hiện mạch.
- Thiết kế và hoàn thiện được mạch đếm và phân loại sản phẩm.
- Hoàn thiện phần cứng
- Hiển thị đúng thời gian, số sản phẩm, ca làm việc.
- Đáp ứng nút nhấn tốt.
- Mạch hoạt động ổn định.
1.5 BỐ CỤC CỦA BÁO CÁO
Chương 1: Tổng quan
Trình bày do chọn đề tài, mục tiêu đề tài, nội dung thực hiện, kết quả đạt
được.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Giới thiệu về vi điều khiển Pic16f887, module DS1307 hiển thị thời gian
thực, module cảm biến màu sắc Tcs3200, màn hình LCD2004, cảm biến vật cản
hồng ngoại HW-488.
Chương 3: Thiết kế hệ thống
2
Trình bày yêu cầu người dùng, yêu cầu kỹ thuật, chức năng kỹ thuật và thông
số kỹ thuật của mạch.
Trình bày thiết kế kiến trúc: số đồ khối, thiết kế chi tiết.
Trình bày thiết kế phần mềm: lưu đồ giải thuật, chương trình điều khiển.
Chương 4: Thi công hệ thống và đánh giá kết quả
Trình bày quá trình thi công hệ thống và đánh giá kết quả toàn mạch.
Chương 5: Kết luận
Nêu ra các kết quả đạt được cũng như kết quả chưa đạt được trong quá trình
thực hiện và hướng phát triển của đề tài.
3
CHƯƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 GIỚI THIỆU VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F887
2.1.1 Sơ lược về vi điều khiển Pic16f887
Pic16f887 là một chíp vi điều khiển được sản xuất bời hãng Microchip thuộc
họ Pic. Pic16f887 một bộ vi điều khiển 8 bit dựa trên kiến trúc RISC bộ nhớ
chương trình 8KB ISP flash có thể ghi xóa hàng nghìn lần, 256B EEPROM, một
bộ nhớ RAM vô cùng lớn trong thế giới vi xử lý 8 bit (368B SRAM)
Với 33 chân thể sử dụng cho các kết nối vào hoặc ra i/O, 32 thanh ghi, 3
bộ timer/counter có thể lập trình, các gắt nộingoại (2 lệnh trên một vector
ngắt), giao thức truyền thông nối tiếp UART, SPI, I2C. Ngoài ra thể sử dụng
bộ biến đổi số tương tự 10 bit (ADC/DAC) mở rộng tới 11 nh, khả năng lập
trình được watchdog timer, hoạt động với 5 chế độ nguồn, thể sử dụng tới 2
kênh điều chế độ rộng xung (PMW) ….
Hình 2-1 Vi điều khiển Pic16f887
4
2.1.2 Sơ đồ chân kết nối
Sơ đồ chân Pic16f887 có 40 chân như hình 2-2 bên dưới.
Vi điều khiển Pic16f887 loại 40 chân, trong đó các chân đều tích hợp nhiều
chức năng, chức năng từng chân được khảo sát theo port.
Hình 2-2 Sơ đồ chân của Pic16f887
2.1.3 Thông số kỹ thuật
- Dòng PIC: PIC16
- Core Size: 8-Bit
- Tốc độ: 20MHz
- Giao tiếp: I²C, SPI, UART/USART
- Số cổng I/O: 35
- Kích thước bộ nhớ: 14KB (8K x 14)
- Loại bộ nhớ: FLASH
- EEPROM: 256 x 8
- RAM :368 x 8
- Điện áp cấp: 2V ~ 5.5V
- Bộ chuyển đổi dữ liệu: A/D 14x10b
5
- Loại dao động: Bên trong
- Nhiệt độ hoạt động: -40°C ~ 85°C (TA)
- Kiểu đóng gói: 40-DIP
2.1.4 Sơ đồ cấu trúc của vi điều khiển Pic16f887
Hình 2-3 Cấu trúc bên trong của vi điều khiển
Cấu trúc bên trong vi điều khiển: [1]
6
- Có khối bộ nhớ Ram cùng với thanh ghi FSR để tính toán tạo địa chỉ cho 2
cách truy xuất gián tiếp và trực tiếp.
- Có thanh ghi lệnh (Instruction register) dùng để lưu mã lệnh nhận về từ bộ
nhớ chương trình.
- thanh ghi bộ đếm chương trình (PC) dùng để quản địa chỉ của bộ
nhớ chương trình.
- thanh ghi trạng thái (status register) cho biết trạng thái sau khi tính
toán của khối ALU.
- Có thanh ghi FSR.
- khối ALU cùng với thanh ghi working hay thanh ghi A để xử dữ
liệu.
- Có khối giải mã lệnh và điều khiển (Instruction Decode and Control).
- Có khối dao động nội (Internal Oscillator Block).
- Có khối dao động kết nối với 2 ngõ vào OSC1 và OSC2 để tạo dao động.
- khối các bộ định thời khi cấp điện PUT, bộ định thời chờ dao động
ổn định, mạch reset khiđiện, có bộ định thời giám sát watchdog, có
mạch reset khi phát hiện sụt giảm nguồn.
- khối bộ dao động cho timer1 tần số 32kHz kết nối với 2 ngõ vào
T1OSI và T1OSO.
- Có khối CCP2 và ECCP.
- Có khối mạch gỡ rối (In-Circuit Debugger IDC).
- Có khối timer0 với ngõ vào xung đếm từ bên ngoài là T0CKI.
- Có khối truyền dữ liệu đồng bộ/bất đồng bộ nâng cao.
- Có khối truyền dữ liệu đồng bộ MSSP cho SPI và I2C.
- khối bộ nhớ Eeprom 256 byte thanh ghi quản địa chỉ EEADDR
và thanh ghi dữ liệu EEDATA.
- Có khối chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số ADC.
- Có khối 2 bộ so sánh với nhiều ngõ vào ra và điện áp tham chiếu.
- Có khối các port A, B, C, E và D.
7
2.2 GIỚI THIỆU MODULE THỜI GIAN THỰC DS1307
2.2.1 Sơ lược về module DS1307
IC thời gian thực (RTC) DS1307 chức năng cung cấp thông tin thời gian
hiện tại (thời gian thực): giờ, phút, giây, thứ, ngày tháng, năm một cách chính xác
ngay cả khi thiết bị đã bị tắt (ngắt điện ngoài). Giao tiếp với vi điều khiển thông
qua chuẩn I2C, đóng vai trò slave khi kết nối đến bus I2C này. Có thể đếm
thời gian theo định dạng 24 giờ hoặc 12 giờ với chỉ thị AM/PM. Ngoài ra bên
trong chípbộ dò phát hiện mất nguồn và tự động chuyển sang sử dụng nguồn
pin dự phòng.
Hình 2-4 Module DS1307
2.2.2 Sơ đồ chân kết nối
Hình 2-5 Sơ đồ chân DS1307
- X1,X2: Đây các chân kết nối với thạch anh tần số 32.768 KHz để kích
hoạt bộ dao động nội.
- VBAT: Chân này được kết với cực dương pin Lithium 3V để cấp nguồn
nuôi dự phòng.
- GND: Chân nối đất.
8
- SDA: Chân dữ liệu nối tiếp (Serial Data). Đây chân dữ liệu vào/ra của
giao thức I2C. Chân này cần đưa lên nguồn 5V thông qua điện trở 10kΩ.
- SCL: Chân đầu vào xung đồng hồ nối tiếp (Serial Clock). Đây là chân ngõ
vào xung nhịp của giao thức I2C. Chân này cũng phải được kéo đến 5V
thông qua một điện trở 10kΩ.
- SQW/OUT: Ngõ xuất ra xung vuông, tần số có thể lập trình để thay đổi từ
1Hz, 4Khz, 8Khz, 32Khz. Nếu không được sử dụng, chân này có thể được
thả nổi.
- VCC: Chân cấp nguồn chính, khoảng 5VDC. Nếu VCC không
VBAT có thì DS1307 vẫn hoạt động bình thường nhưng không ghiđọc
được dữ liệu.
2.2.3 Thông số kỹ thuật
- Điện áp làm việc: 3.3V đến 5V.
- Bao gồm 1 IC thời gian thực DS1307.
- Các thành phần cần thiết như thạch anh 32768kHz, điện trở pull-up tụ
lọc nguồn đều được tích hợp trên board.
- LED báo nguồn.
- Có sẵn pin dự phòng duy trì thời gian khi mất điện.
- 5-pin bao gồm giao thức I2C sẵn sàng giao tiếp: INT (QWO), SCL, SDA,
VCC và GND.
- Dễ dàng Thêm một đồng hồ thời gian thực để dự án của bạn.
- Nhỏ gọn và dễ dàng để lắp thêm vào bo mạch hoặc test board.
2.3 GIỚI THIỆU VỀ CẢM BIẾN MÀU SẮC TCS3200
2.3.1 Sơ lược về cảm biến màu sắc TCS3200
Module cảm biến màu TCS3200 một module cảm biến phát hiện đầy đủ
màu sắc, bao gồm cả cảm biến TCS3200 với khả năng nhận biết 3 màu bản
RGB và 4 led màu trắng. Các TCS3200 có thể phát hiện và đo lường gần như tất
cả màu sắc thể nhìn thấy. Các bộ lọc màu bên trong TCS3200 được phân bố
9
đều khắp các mảng để loại bỏ sai lệch vị trí giữa các điểm màu. Bên trong là một
bộ dao động tạo ra sóng vuông ở ngõ ra tỉ lệ với cường độ màu sắc.
Hình 2-6 Cảm biến màu sắc TCS3200
2.3.2 Sơ đồ chân kết nối
Hình 2-7 Sơ đồ chân cảm biến màu sắc
- S1,S0: Ngõ vào chọn tỉ lệ tần số ngõ ra.
- OE: Ngõ vào cho phép xuất tần số ở chân OUT (tích cực mức thấp).
- GND: Chân nối đất.
- VDD: Chân cấp nguồn (2.7-5.5V).
- OUT: Ngõ ra là tần số thay đổi phụ thuộc cường độ và màu sắc.
- S2, S3: Ngõ vào chọn loại photodiode.
2.3.3 Thông số kỹ thuật
- Chuyển đổi cường độ ánh sáng thành tần số có độ phân giải cao.
- Lập trình lựa chọn bộ lọc màu sắc khác nhau và dạng tần số xuất ra.
- Giao tiếp trực tiếp với vi điều khiển.
10
- Điện áp 2.7 – 5.5V.
- Kích thước: 28.4 x 28.4mm.
- Tần số ngõ ra có độ rộng xung 50%
- Tần số tỉ lệ với ánh sáng có cường độ và màu sắc khác nhau.
- Tần số ngõ ra nằm trong khoảng 2 Hz- 500KHz.
2.4 GIỚI THIỆU VỀ LCD2004
2.4.1 Sơ lược về màn hình LCD2004
LCD 2004 loại màn hình tinh thể lỏng nhỏ dùng để hiển thị chữ hoặc số
trong bảng mã ASCII. Mỗi ô của Text LCD bao gồm các chấm tinh thể lỏng, các
chấm này kết hợp với nhau theo trình tự “ẩn” hoặc “hiện” sẽ tạo nên các kí tự cần
hiển thị và mỗi ô chỉ hiển thị được một kí tự duy nhất.
LCD 2004 nghĩa loại LCD4 dòng và mỗi dòng chỉ hiển thị được 20
tự. Đây là loại màn hình được sử dụng rất phổ biến trong các loại mạch điện.
Hình 2-8 Màn hình LCD2004
2.4.2 Sơ đồ chân kết nối
LCD có nhiều loại và số chân của chúng cũng khác nhau nhưng có 2 loại phổ
biến loại 12 chân loại 16 chân, sự khác nhau các chân nguồn cung cấp,
còn các chân điều khiển thì không thay đổi, khi sử dụng loại LCD nào thì phải tra
datasheet của chúng để biết rõ các chân. [1]
11
Bảng 2-1 Chức năng các chân LCD
Chân số Tên chân Input/Output Chức năng tín hiệu
1 VSS Power GND
2 VDD Power +5V
3 V0 Analog Điều chỉnh độ sáng màn hình
4 RS Input Lựa chọn thanh ghi:
- RS=0: Lựa chọn thanh ghi lệnh.
- RS=1: lựa chọn thanh ghi dữ liệu.
5 R/W Input Read/write (R/W):
- R/W=0: Ghi dữ liệu.
- R/W=1: Đọc dữ liệu.
6 E Input Cho phép ghi vào LCD
7 D0 I/O DATA
8 D1 I/O DATA
9 D2 I/O DATA
10 D3 I/O DATA
11 D4 I/O DATA
12 D5 I/O DATA
13 D6 I/O DATA
14 D7 I/O DATA
15 A Input Anode đèn nền
16 K Input Cathode đèn nền
Trong 16 chân của LCD được chia ra làm 4 dạng tín hiệu như sau: [1]
- Các chân cấp nguồn: Chân số 1 chân nối mass (0V), chân thứ 2 Vdd
nối với nguồn +5V. Chân thứ 3 dùng để chỉnh contrast thường nối với biến
12
| 1/45

Preview text:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH - VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1
MẠCH ĐẾM VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO MÀU SẮC
NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG
Sinh viên: NGUYỄN PHƯỚC THỊNH MSSV: 19161293 TP. HỒ CHÍ MINH – 06/2022
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH - VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1
MẠCH ĐẾM VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO MÀU SẮC
NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
Sinh viên: NGUYỄN PHƯỚC THỊNH MSSV: 19161293
Hướng dẫn: PGS.TS. PHAN VĂN CA TP. HỒ CHÍ MINH – 06/2022
BẢN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Họ và tên GVHD: PGS.TS. Phan Văn Ca
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Phước Thịnh MSSV: 19161293
Ngành: CNKT Điện tử - Viễn thông (Thiết kế vi mạch) TÊN ĐỀ TÀI:
MẠCH ĐẾM VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO MÀU SẮC NHẬN XÉT:
1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................ 2. Ưu điểm:
............................................................................................................................
............................................................................................................................ 3. Khuyết điểm:
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
4. Đánh giá loại:................................................................................................
............................................................................................................................
5.Điểm:.....................................................(Bằng chữ:.......................................)
Tp. Hồ Chí Minh ngày tháng năm 2022 , Giảng viên hướng dẫn
(Ký & ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN
Em xin gửi cảm ơn chân thành đến thầy Phan Văn Ca đã trực tiếp hướng dẫn,
giúp đỡ tận tình, tạo điều kiện để em hoàn thành tốt đề tài. Thầy đã hướng dẫn và
góp ý cho em trong quá trình thực hiện đề tài. Cùng với đó, em xin cảm ơn thầy
cô khoa Điện – Điện tử đã truyền đạt cho em kiến thức trong suốt quá trình học
tại trường và nhờ đó em có thể hoàn thành đề tài này.
Ngoài ra, em xin cảm ơn các bạn lớp 19161TKVM đã chia sẻ, trao đổi kiến
thức và hỗ trợ em trong quá trình thực hiện đề tài. Xin chân thành cảm ơn
Sinh viên thực hiện đề tài
Nguyễn Phước Thịnh iv MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH......................................................................................VII
DANH MỤC BẢNG..................................................................................VIII
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU............................................................................1 1.1
ĐẶT VẤN ĐỀ....................................................................................1 1.2
MỤC TIÊU ĐỀ TÀI...........................................................................1 1.3
NỘI DUNG THỰC HIỆN..................................................................2 1.4
KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC.....................................................................2 1.5
BỐ CỤC CỦA BÁO CÁO.................................................................2
CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT..............................................................4 2.1
GIỚI THIỆU VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F887......................................4 2.1.1
Sơ lược về vi điều khiển Pic16f887............................................4 2.1.2
Sơ đồ chân kết nối.....................................................................5 2.1.3
Thông số kỹ thuật.......................................................................5 2.1.4
Sơ đồ cấu trúc của vi điều khiển Pic16f887...............................6 2.2
GIỚI THIỆU MODULE THỜI GIAN THỰC DS1307.....................8 2.2.1
Sơ lược về module DS1307........................................................8 2.2.2
Sơ đồ chân kết nối.....................................................................8 2.2.3
Thông số kỹ thuật.......................................................................9 2.3
GIỚI THIỆU VỀ CẢM BIẾN MÀU SẮC TCS3200.........................9 2.3.1
Sơ lược về cảm biến màu sắc TCS3200.....................................9 2.3.2
Sơ đồ chân kết nối...................................................................10 2.3.3
Thông số kỹ thuật.....................................................................10 2.4
GIỚI THIỆU VỀ LCD2004..............................................................11 2.4.1
Sơ lược về màn hình LCD2004................................................11 2.4.2
Sơ đồ chân kết nối....................................................................11 2.4.3
Thông số kỹ thuật.....................................................................13 2.5
GIỚI THIỆU CẢM BIẾN VẬT CẢN HỒNG NGOẠI HW-488.....13 2.5.1
Sơ lược về cảm biến vật cản hồng ngoại HW-488...................13 v 2.5.2
Sơ đồ chân kết nối...................................................................14 2.5.3
Thông số kỹ thuật.....................................................................15
CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG.......................................................16 3.1
YÊU CẦU NGƯỜI DÙNG..............................................................16 3.2
YÊU CẦU KỸ THUẬT...................................................................16 3.2.1
Chức năng kỹ thuật..................................................................16 3.2.2
Thông số kỹ thuật.....................................................................16 3.3
THIẾT KẾ KIẾN TRÚC..................................................................17 3.4
THIẾT KẾ CHI TIẾT.......................................................................17 3.4.1
Khối thu thập dữ liệu...............................................................17 3.4.2
Khối nút nhấn..........................................................................19 3.4.3
Khối xử lý trung tâm................................................................19 3.4.4
Khối hiển thị............................................................................20 3.4.5
Khối nguồn..............................................................................21 3.4.6
Sơ đồ nguyên lý toàn mạch......................................................22 3.5
THIẾT KẾ PHẦN MỀM..................................................................22 3.5.1
Lưu đồ giải thuật.....................................................................22 3.5.2
Chương trình điều khiển..........................................................26
CHƯƠNG 4 THI CÔNG HỆ THỐNG VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ........32 4.1
VẼ MẠCH ĐIỆN TRÊN PHẦM MỀM MÔ PHỎNG PROTUES..32 4.2
KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC...................................................................33
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN............................................................................36 5.1
KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC...................................................................36 5.2
KẾT QUẢ CHƯA ĐẠT ĐƯỢC.......................................................36 5.3
HƯỚNG PHÁT TRIỂN...................................................................36
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................37 vi DANH MỤC HÌNH
Hình 2-1 Vi điều khiển Pic16f887..................................................................4
Hình 2-2 Sơ đồ chân của Pic16f887...............................................................5
Hình 2-3 Cấu trúc bên trong của vi điều khiển...............................................6
Hình 2-4 Module DS1307...............................................................................8
Hình 2-5 Sơ đồ chân DS1307.........................................................................8
Hình 2-6 Cảm biến màu sắc TCS3200..........................................................10
Hình 2-7 Sơ đồ chân cảm biến màu sắc........................................................10
Hình 2-8 Màn hình LCD2004.......................................................................11
Hình 2-9 Cảm biến vật cản hồng ngoại HW-488..........................................14
Hình 2-10 Sơ đồ chân kết nối của cảm biến HW-488...................................14
Hình 3-1 Sơ đồ khối hệ thống.......................................................................17
Hình 3-2 Cảm biến vật cản...........................................................................18
Hình 3-3 Cảm biến màu sắc..........................................................................18
Hình 3-4 Module DS1307.............................................................................19
Hình 3-5 Khối nút nhấn................................................................................19
Hình 3-6 Khối xử lý trung tâm......................................................................20
Hình 3-7 Khối hiển thị..................................................................................21
Hình 3-8 Khối nguồn....................................................................................21
Hình 3-9 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch trên phần mềm Protues......................22
Hình 3-10 Lưu đồ cảm biến vật cản hồng ngoại...........................................23
Hình 3-11 Lưu đồ cảm biến màu sắc............................................................23
Hình 3-12 Lưu đồ của module DS1307........................................................24
Hình 3-13 Lưu đồ của toàn hệ thống............................................................25
Hình 4-1 Vẽ mạch PCB trên phần mềm Protues...........................................32
Hình 4-2 Mạch khi chưa cấp nguồn điện......................................................33
Hình 4-3 Mạch khi đã cấp nguồn điện..........................................................33
Hình 4-4 Mạch khi có sản phẩm màu xanh lá đi qua....................................34
Hình 4-5 Mạch khi có sản phẩm xanh lá đi qua............................................34
Hình 4-6 Mạch khi nhấn nút reset.................................................................35 vii DANH MỤC BẢNG
Bảng 2-1 Chức năng các chân LCD..............................................................12 viii CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong thời đại công nghệ không ngừng phát triển hiện nay, cuộc sống của
mỗi chúng ta ngày càng tiện nghi hơn đồng thời nhu cầu của mỗi con người cũng
theo đó mà tăng lên. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kĩ thuật trong
đời sống đã thúc đẩy việc sản xuất tăng mạnh. Trong lĩnh vực sản suất thì quá
trình tự động hóa cũng là yếu tố cực kì quan trọng, thay vì thuê hàng trăm công
nhân đến để sản xuất thì bây giờ máy móc đang dần thay thế con người trong
việc sản xuất. Bởi vì máy móc thực hiện một cách chính xác, ổn định, năng suất
ngày càng tăng cao, ít sai sót trong quá trình hoạt động và có thể hoạt động liên
tục trong thời gian dài. Ở các nhà máy sản suất các sản phẩm tiêu dùng, một
trong những khâu quan trọng nhất là khâu thực hiện đếm và phân loại sản phẩm.
Khâu này hoạt động một cách tự động thì giúp nhà náy tiết kiệm được thời gian,
chi phí đồng thời nâng cao được năng suất sản xuất.
Vì lý do trên nên chúng tôi thực hiện đề tài: “Mạch đếm và phân loại sản
phẩm theo màu sắc”.
1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
Vận dụng kiến thức đã học về vi điều khiển, lập trình vi điều khiển và các
môn lý thuyết để thực hiện đề tài.
Thiết kế và thi công thành công mạch hiển thị thời gian, đếm và phân loại
sản phẩm hiển thị trên màn hình LCD.
Mạch thiết kế cần đạt các yêu cầu:
- Mạch hoạt động ổn định và chính xác theo thời gian.
- Có nút nhấn reset để điều chỉnh số sản phẩm về không. 1
- Phân loại sản phẩm theo màu sắc khác nhau.
- LCD hiển thị ngày – tháng – năm, giờ - phút - giây, số sản phẩm theo màu
sắc, tổng số sản phẩm, ca làm việc.
- Bố trí linh kiện hợp lí, thẩm mỹ.
1.3 NỘI DUNG THỰC HIỆN
- Tìm hiểu về vi điều khiển Pic16f887, các tập lệnh điều khiển, cấu trúc chân điều khiển.
- Tìm hiểu phần mềm CSS lập trình cho vi điều khiển.
- Tìm hiểu về mạch đếm và phân loại sản phẩm.
- Thiết kế mạch đếm sản phẩm.
- Tìm hiểu về cảm biến màu sắc TCS3200.
- Tìm hiểu về DS1307 và chuẩn giao tiếp I2C
- Thiết kế và thi công toàn bộ mạch.
1.4 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC
- Nghiên cứu và ứng được kiến thức vi điều khiển để thực hiện mạch.
- Thiết kế và hoàn thiện được mạch đếm và phân loại sản phẩm. - Hoàn thiện phần cứng
- Hiển thị đúng thời gian, số sản phẩm, ca làm việc.
- Đáp ứng nút nhấn tốt.
- Mạch hoạt động ổn định.
1.5 BỐ CỤC CỦA BÁO CÁO Chương 1: Tổng quan
Trình bày lý do chọn đề tài, mục tiêu đề tài, nội dung thực hiện, kết quả đạt được.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Giới thiệu về vi điều khiển Pic16f887, module DS1307 hiển thị thời gian
thực, module cảm biến màu sắc Tcs3200, màn hình LCD2004, cảm biến vật cản hồng ngoại HW-488.
Chương 3: Thiết kế hệ thống 2
Trình bày yêu cầu người dùng, yêu cầu kỹ thuật, chức năng kỹ thuật và thông
số kỹ thuật của mạch.
Trình bày thiết kế kiến trúc: số đồ khối, thiết kế chi tiết.
Trình bày thiết kế phần mềm: lưu đồ giải thuật, chương trình điều khiển.
Chương 4: Thi công hệ thống và đánh giá kết quả
Trình bày quá trình thi công hệ thống và đánh giá kết quả toàn mạch.
Chương 5: Kết luận
Nêu ra các kết quả đạt được cũng như kết quả chưa đạt được trong quá trình
thực hiện và hướng phát triển của đề tài. 3 CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 GIỚI THIỆU VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F887
2.1.1 Sơ lược về vi điều khiển Pic16f887
Pic16f887 là một chíp vi điều khiển được sản xuất bời hãng Microchip thuộc
họ Pic. Pic16f887 là một bộ vi điều khiển 8 bit dựa trên kiến trúc RISC bộ nhớ
chương trình 8KB ISP flash có thể ghi xóa hàng nghìn lần, 256B EEPROM, một
bộ nhớ RAM vô cùng lớn trong thế giới vi xử lý 8 bit (368B SRAM)
Với 33 chân có thể sử dụng cho các kết nối vào hoặc ra i/O, 32 thanh ghi, 3
bộ timer/counter có thể lập trình, có các gắt nội và ngoại (2 lệnh trên một vector
ngắt), giao thức truyền thông nối tiếp UART, SPI, I2C. Ngoài ra có thể sử dụng
bộ biến đổi số tương tự 10 bit (ADC/DAC) mở rộng tới 11 kênh, khả năng lập
trình được watchdog timer, hoạt động với 5 chế độ nguồn, có thể sử dụng tới 2
kênh điều chế độ rộng xung (PMW) ….
Hình 2-1 Vi điều khiển Pic16f887 4
2.1.2 Sơ đồ chân kết nối
Sơ đồ chân Pic16f887 có 40 chân như hình 2-2 bên dưới.
Vi điều khiển Pic16f887 loại 40 chân, trong đó các chân đều tích hợp nhiều
chức năng, chức năng từng chân được khảo sát theo port.
Hình 2-2 Sơ đồ chân của Pic16f887
2.1.3 Thông số kỹ thuật - Dòng PIC: PIC16 - Core Size: 8-Bit - Tốc độ: 20MHz -
Giao tiếp: I²C, SPI, UART/USART - Số cổng I/O: 35 -
Kích thước bộ nhớ: 14KB (8K x 14) - Loại bộ nhớ: FLASH - EEPROM: 256 x 8 - RAM :368 x 8 - Điện áp cấp: 2V ~ 5.5V -
Bộ chuyển đổi dữ liệu: A/D 14x10b 5 - Loại dao động: Bên trong -
Nhiệt độ hoạt động: -40°C ~ 85°C (TA) - Kiểu đóng gói: 40-DIP
2.1.4 Sơ đồ cấu trúc của vi điều khiển Pic16f887
Hình 2-3 Cấu trúc bên trong của vi điều khiển
Cấu trúc bên trong vi điều khiển: [1] 6
- Có khối bộ nhớ Ram cùng với thanh ghi FSR để tính toán tạo địa chỉ cho 2
cách truy xuất gián tiếp và trực tiếp.
- Có thanh ghi lệnh (Instruction register) dùng để lưu mã lệnh nhận về từ bộ nhớ chương trình.
- Có thanh ghi bộ đếm chương trình (PC) dùng để quản lý địa chỉ của bộ nhớ chương trình.
- Có thanh ghi trạng thái (status register) cho biết trạng thái sau khi tính toán của khối ALU. - Có thanh ghi FSR.
- Có khối ALU cùng với thanh ghi working hay thanh ghi A để xử lý dữ liệu.
- Có khối giải mã lệnh và điều khiển (Instruction Decode and Control).
- Có khối dao động nội (Internal Oscillator Block).
- Có khối dao động kết nối với 2 ngõ vào OSC1 và OSC2 để tạo dao động.
- Có khối các bộ định thời khi cấp điện PUT, có bộ định thời chờ dao động
ổn định, có mạch reset khi có điện, có bộ định thời giám sát watchdog, có
mạch reset khi phát hiện sụt giảm nguồn.
- Có khối bộ dao động cho timer1 có tần số 32kHz kết nối với 2 ngõ vào T1OSI và T1OSO. - Có khối CCP2 và ECCP.
- Có khối mạch gỡ rối (In-Circuit Debugger IDC).
- Có khối timer0 với ngõ vào xung đếm từ bên ngoài là T0CKI.
- Có khối truyền dữ liệu đồng bộ/bất đồng bộ nâng cao.
- Có khối truyền dữ liệu đồng bộ MSSP cho SPI và I2C.
- Có khối bộ nhớ Eeprom 256 byte và thanh ghi quản lý địa chỉ EEADDR
và thanh ghi dữ liệu EEDATA.
- Có khối chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số ADC.
- Có khối 2 bộ so sánh với nhiều ngõ vào ra và điện áp tham chiếu.
- Có khối các port A, B, C, E và D. 7
2.2 GIỚI THIỆU MODULE THỜI GIAN THỰC DS1307
2.2.1 Sơ lược về module DS1307
IC thời gian thực (RTC) DS1307 có chức năng cung cấp thông tin thời gian
hiện tại (thời gian thực): giờ, phút, giây, thứ, ngày tháng, năm một cách chính xác
ngay cả khi thiết bị đã bị tắt (ngắt điện ngoài). Giao tiếp với vi điều khiển thông
qua chuẩn I2C, và đóng vai trò là slave khi kết nối đến bus I2C này. Có thể đếm
thời gian theo định dạng 24 giờ hoặc 12 giờ với chỉ thị AM/PM. Ngoài ra bên
trong chíp có bộ dò phát hiện mất nguồn và tự động chuyển sang sử dụng nguồn pin dự phòng. Hình 2-4 Module DS1307
2.2.2 Sơ đồ chân kết nối
Hình 2-5 Sơ đồ chân DS1307
- X1,X2: Đây là các chân kết nối với thạch anh tần số 32.768 KHz để kích
hoạt bộ dao động nội.
- VBAT: Chân này được kết với cực dương pin Lithium 3V để cấp nguồn nuôi dự phòng. - GND: Chân nối đất. 8
- SDA: Chân dữ liệu nối tiếp (Serial Data). Đây là chân dữ liệu vào/ra của
giao thức I2C. Chân này cần đưa lên nguồn 5V thông qua điện trở 10kΩ.
- SCL: Chân đầu vào xung đồng hồ nối tiếp (Serial Clock). Đây là chân ngõ
vào xung nhịp của giao thức I2C. Chân này cũng phải được kéo đến 5V
thông qua một điện trở 10kΩ.
- SQW/OUT: Ngõ xuất ra xung vuông, tần số có thể lập trình để thay đổi từ
1Hz, 4Khz, 8Khz, 32Khz. Nếu không được sử dụng, chân này có thể được thả nổi.
- VCC: Chân cấp nguồn chính, khoảng 5VDC. Nếu VCC không có mà
VBAT có thì DS1307 vẫn hoạt động bình thường nhưng không ghi và đọc được dữ liệu.
2.2.3 Thông số kỹ thuật
- Điện áp làm việc: 3.3V đến 5V.
- Bao gồm 1 IC thời gian thực DS1307.
- Các thành phần cần thiết như thạch anh 32768kHz, điện trở pull-up và tụ
lọc nguồn đều được tích hợp trên board. - LED báo nguồn.
- Có sẵn pin dự phòng duy trì thời gian khi mất điện.
- 5-pin bao gồm giao thức I2C sẵn sàng giao tiếp: INT (QWO), SCL, SDA, VCC và GND.
- Dễ dàng Thêm một đồng hồ thời gian thực để dự án của bạn.
- Nhỏ gọn và dễ dàng để lắp thêm vào bo mạch hoặc test board.
2.3 GIỚI THIỆU VỀ CẢM BIẾN MÀU SẮC TCS3200
2.3.1 Sơ lược về cảm biến màu sắc TCS3200
Module cảm biến màu TCS3200 là một module cảm biến phát hiện đầy đủ
màu sắc, bao gồm cả cảm biến TCS3200 với khả năng nhận biết 3 màu cơ bản
RGB và 4 led màu trắng. Các TCS3200 có thể phát hiện và đo lường gần như tất
cả màu sắc có thể nhìn thấy. Các bộ lọc màu bên trong TCS3200 được phân bố 9
đều khắp các mảng để loại bỏ sai lệch vị trí giữa các điểm màu. Bên trong là một
bộ dao động tạo ra sóng vuông ở ngõ ra tỉ lệ với cường độ màu sắc.
Hình 2-6 Cảm biến màu sắc TCS3200
2.3.2 Sơ đồ chân kết nối
Hình 2-7 Sơ đồ chân cảm biến màu sắc
- S1,S0: Ngõ vào chọn tỉ lệ tần số ngõ ra.
- OE: Ngõ vào cho phép xuất tần số ở chân OUT (tích cực mức thấp). - GND: Chân nối đất.
- VDD: Chân cấp nguồn (2.7-5.5V).
- OUT: Ngõ ra là tần số thay đổi phụ thuộc cường độ và màu sắc.
- S2, S3: Ngõ vào chọn loại photodiode.
2.3.3 Thông số kỹ thuật
- Chuyển đổi cường độ ánh sáng thành tần số có độ phân giải cao.
- Lập trình lựa chọn bộ lọc màu sắc khác nhau và dạng tần số xuất ra.
- Giao tiếp trực tiếp với vi điều khiển. 10 - Điện áp 2.7 – 5.5V.
- Kích thước: 28.4 x 28.4mm.
- Tần số ngõ ra có độ rộng xung 50%
- Tần số tỉ lệ với ánh sáng có cường độ và màu sắc khác nhau.
- Tần số ngõ ra nằm trong khoảng 2 Hz- 500KHz.
2.4 GIỚI THIỆU VỀ LCD2004
2.4.1 Sơ lược về màn hình LCD2004
LCD 2004 là loại màn hình tinh thể lỏng nhỏ dùng để hiển thị chữ hoặc số
trong bảng mã ASCII. Mỗi ô của Text LCD bao gồm các chấm tinh thể lỏng, các
chấm này kết hợp với nhau theo trình tự “ẩn” hoặc “hiện” sẽ tạo nên các kí tự cần
hiển thị và mỗi ô chỉ hiển thị được một kí tự duy nhất.
LCD 2004 nghĩa là loại LCD có 4 dòng và mỗi dòng chỉ hiển thị được 20 kí
tự. Đây là loại màn hình được sử dụng rất phổ biến trong các loại mạch điện. Hình 2-8 Màn hình LCD2004
2.4.2 Sơ đồ chân kết nối
LCD có nhiều loại và số chân của chúng cũng khác nhau nhưng có 2 loại phổ
biến là loại 12 chân và loại 16 chân, sự khác nhau là các chân nguồn cung cấp,
còn các chân điều khiển thì không thay đổi, khi sử dụng loại LCD nào thì phải tra
datasheet của chúng để biết rõ các chân. [1] 11
Bảng 2-1 Chức năng các chân LCD Chân số Tên chân Input/Output Chức năng tín hiệu 1 VSS Power GND 2 VDD Power +5V 3 V0 Analog
Điều chỉnh độ sáng màn hình 4 RS Input Lựa chọn thanh ghi:
- RS=0: Lựa chọn thanh ghi lệnh.
- RS=1: lựa chọn thanh ghi dữ liệu. 5 R/W Input Read/write (R/W): - R/W=0: Ghi dữ liệu. - R/W=1: Đọc dữ liệu. 6 E Input Cho phép ghi vào LCD 7 D0 I/O DATA 8 D1 I/O DATA 9 D2 I/O DATA 10 D3 I/O DATA 11 D4 I/O DATA 12 D5 I/O DATA 13 D6 I/O DATA 14 D7 I/O DATA 15 A Input Anode đèn nền 16 K Input Cathode đèn nền
Trong 16 chân của LCD được chia ra làm 4 dạng tín hiệu như sau: [1]
- Các chân cấp nguồn: Chân số 1 là chân nối mass (0V), chân thứ 2 là Vdd
nối với nguồn +5V. Chân thứ 3 dùng để chỉnh contrast thường nối với biến 12