BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC: CAD/CAM PHẦN 1: VẼ MẠCH NGUYÊN LÝ, MẠCH IN, PHÂN TÍCH MẠCH Bài 6: 1.Mạch nguyên lý: Phân tích mạch nguyên lý: - Dòng xoay chiều qua Diode cầu thành dòng chiều Cầu chì F1 bảo vệ mạch tải Tụ lọc C1 san phẳng dòng chiều qua Diode cầu, cung cấp nguồn chiều cho mạch hoạt động - Biến áp T1 với khối phần tử bên trái tạo thành mạch dao động nghẹt hồi tiếp dương, với đầu hồi tiếp qua C3, R3 Tạo điện áp dao động xoay chiều cuộn thứ cấp T1 - Đầu cuộn thứ cấp qua D2, D3 thành xung chiều, sau qua tụ lọc C4, C5 tạo thành điện áp chiều Đồng thời dòng chiều phân áp đưa vào khối hồi tiếp so quang để ổn áp đầu - Nguyên tắc hoạt động: Dòng điện vào xoay chiều qua khối cầu Diode tụ lọc C1 thành dòng chiều R3 kết hợp với DZ1 ổn định điện áp định thiên cho Q1 làm việc Khi Q1 hoạt động đóng ngắt liên tục (tự dao động), làm dòng qua cuộn L12 biến đổi liên tục nên xuất dòng cảm ứng qua cuộn thứ cấp L57 cuộn hồi tiếp L34 Điện áp hồi tiếp dương (thông qua cuộn dây L34 biến áp T1 kết hợp với C3, R3 ) đưa vào chân B Q1 để tạo điều kiện cho mạch dao động nghẹt hoạt động Dòng cảm ứng cuộn thứ cấp L57 qua Diode D2, D3 tụ tụ lọc C4, C5 nắn thành dòng điện chiều Đồng thời dòng điện sau nắn bên thứ cấp qua mạch phân áp (R5, R9 biến trở VR1, biến trở để chỉnh điện áp chuẩn cho việc lấy mẫu) để lấy mẫu điện áp đầu đưa đến IC KA431 để dò sai IC KA431 dò điện áp sai đưa đến Opto để truyền tính hiệu điện áp sau dò sai chân B Q1 để dao động sau sửa sai - Giả sử điện áp đưa vào cầu Diode tăng cao làm cho Q1 tăng thông, đồng nghĩa với việc điện áp bên thứ cấp biến áp T1 tăng lên, điện áp bên thứ cấp tăng lên điện áp lấy mẫu mạch lấy mẫu tăng lên làm cho điện áp dò sai qua IC KA431 tăng lên theo Khi điện áp dò sai tăng lên cộng với điện áp R4 tăng lên (vì điện áp bên thứ cấp tăng lên) làm cho Opto dẫn mạnh lên Khi Opto dẫn mạnh lên dòng điện qua CE transistor Opto tăng lên, mà cực C transistor Opto nối với cực B Q1, dòng qua CE Opto tăng lên làm cho dòng điện phân cực cho Q1 giảm xuống Dẫn đến Q1 giảm thông, Q1 giảm thông điện áp cuộn sơ cấp biến áp T1 giảm, dẫn đến điện áp cuộn thứ cấp biến áp giảm xuống theo, làm điện áp đầu ổn định Với trường hợp điện áp đầu vào giảm, ta phân tích tương tự - Như mạch điện có chức nguồn sử dụng dao động nghẹt, ổn áp với khối so quang 2.Mạch in: Sơ đồ mạch in Altium: Mặt in lớp Bottom: Mạch in dạng 3D: PHẦN 2: THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG MẠCH ĐIỆN TỬ Bài 6: Thiết kế mạch hiển thị chữ LCD 16x4 với hình thức chữ chạy 1.Sơ đồ mơ Proteus: 2.Thiết kế: - Sử dụng vi điều khiển PIC16F877A để điều khiển LCD16x4 chế độ 4bit với hình thức chữ chạy - Nhóm thiết kế hình thức chạy chữ: chữ chạy trái, chữ chạy phải, chữ xếp từ trái sang, chữ xếp từ phải sang chữ chạy đung đưa Một Button dùng để chuyển qua lại hình thức chạy chữ a) Vi điều khiển PIC16F877A PIC (Programmable Intelligent Computer - Máy tính khả trình thơng minh) họ vi điều khiển RISC (Reduced Instruction Set Computer - hay vi điều khiển có tập lệnh rút gọn) sản xuất công ty Microchip Technology PIC16F877A vi điều khiển thuộc họ PIC16Fxxx với tập lệnh gồm 35 lệnh có độ dài 14bit Mỗi lệnh thực thi chu kỳ xung clock Tốc độ hoạt động tối đa cho phép 20MHz với chu kỳ lệnh 200ns Bộ nhớ chương trình 8Kx14bit, nhớ liệu 368x8byte RAM nhớ liệu EEPROM với dung lượng 256x8byte Số Port I/O với 33 pin I/O Có kênh chuyển đổi A/D 10  Các đặc tính ngoại vi bao gồm khối chức năng: - Timer0: Bộ đếm 8bit với chia tần số - Timer1: Bộ đếm 16bit với chia tần số Có thể thực chức đếm dựa vào xung clock - Timer2: Bộ đếm bit với chia tần số, Postcler - Hai Capture/so sánh/điều chế độ rộng xung - Các chuẩn giao tiếp nối tiếp SSP, SPI I2C - Chuẩn giao tiếp nối tiếp UART với 9bit địa - Cổng giao tiếp song song PSP với chân điều khiển RD, WR  Các đặc tính vi điều khiển: - Bộ nhớ Flash với khả ghi xóa 100.000 lần - Bộ nhớ EEPROM với khả ghi xóa 1.000.000 lần - Dữ liệu nhớ EEPROM lưu trữ 40 năm - Khả tự nạp chương trình với điều khiển phần mềm - Nạp chương chình mạch điện ICSP - Watchdog Timer với dao động - Chức bảo mật chương trình - Chế độ Sleep - Có thể hoạt động với nhiều dạng Oscillator khác Trong thiết kế, Port C vi điều khiển dùng để kết nối với LCD 16x4 Chân RB0/INT nối với Button để sử dụng chức ngắt INT_EXT để chuyển đổi kiểu chạy chữ 11 b) LCD 16x4 Chức chân LCD: Chân Ký hiệu Mô tả Vss Chân nối đất cho LCD, thiết kế mạch ta nối chân với GND mạch điều khiển VDD Chân cấp nguồn cho LCD, thiết kế mạch ta nối chân với VCC=5V mạch điều khiển VEE Điều chỉnh độ tương phản LCD RS Chân chọn ghi (Register select) Nối chân RS với logic “0” (GND) logic “1” (VCC) để chọn ghi + Logic “0”: Bus DB0-DB7 nối với ghi lệnh IR LCD (ở chế độ “ghi” - write) nối với đếm địa LCD (ở chế độ “đọc” - read) + Logic “1”: Bus DB0-DB7 nối với ghi liệu DR bên LCD R/W Chân chọn chế độ đọc/ghi (Read/Write) Nối chân R/W với logic “0” để LCD hoạt động chế độ ghi, nối với logic “1” để LCD chế độ đọc 12 E Chân cho phép (Enable) Sau tín hiệu đặt lên bus DB0-DB7, lệnh chấp nhận có xung cho phép chân E + Ở chế độ ghi: Dữ liệu bus LCD chuyển vào(chấp nhận) ghi bên phát xung (high-to-low transition) tín hiệu chân E + Ở chế độ đọc: Dữ liệu LCD xuất DB0-DB7 phát cạnh lên (low-to-high transition) chân E LCD giữ bus đến chân E xuống mức thấp - 14 DB0 - Tám đường bus liệu dùng để trao đổi thông tin với MPU DB7 Có chế độ sử dụng đường bus : + Chế độ bit : Dữ liệu truyền đường, với bit MSB bit DB7 + Chế độ bit : Dữ liệu truyền đường từ DB4 tới DB7, bit MSB DB7 15 Nguồn dương cho đèn 16 - GND cho đèn Tập lệnh LCD: Tên lệnh Clear Display Hoạt động Mã lệnh : DBx = DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 DBx = 0 0 0 Lệnh Clear Display (xóa hiển thị) ghi khoảng trống-blank (mã kí tự 20H) vào tất nhớ DDRAM, sau trả đếm địa AC=0, trả lại kiểu hiển thị gốc bị thay đổi Nghĩa : Tắt hiển thị, trỏ dời góc trái (hàng đầu tiên), chế độ tăng AC Return home Mã lệnh : DBx = DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 DBx = 0 0 0 * Lệnh Return home trả đếm địa AC 0, trả lại kiểu hiển thị gốc bị thay đổi Nội dung DDRAM khơng thay đổi Entry mode set Mã lệnh : DBx = DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 DBx = 0 13 0 [I/D] [S] I/D : Tăng (I/D=1) giảm (I/D=0) đếm địa hiển thị AC đơn vị có hành động ghi đọc vùng DDRAM Vị trí trỏ di chuyển theo tăng giảm S : Khi S=1 toàn nội dung hiển thị bị dịch sang phải (I/D=0) sang trái (I/D=1) có hành động ghi vùng DDRAM Khi S=0: không dịch nội dung hiển thị Nội dung hiển thị không dịch đọc DDRAM đọc/ghi vùng CGRAM Display Mã lệnh : DBx = DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 on/off control DBx = 0 0 [D] [C] [B] D: Hiển thị hình D=1 ngược lại Khi tắt hiển thị, nội dung DDRAM không thay đổi C: Hiển thị trỏ C=1 ngược lại B: Nhấp nháy kí tự vị trí trỏ B=1 ngược lại Chu kì nhấp nháy khoảng 409,6ms mạch dao động nội LCD 250kHz Cursor Mã lệnh : DBx = DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 or display shift DBx = 0 [S/C] [R/L] * * Lệnh Cursor or display shift dịch chuyển trỏ hay liệu hiển thị sang trái mà không cần hành động ghi/đọc liệu Khi hiển thị kiểu dòng, trỏ nhảy xuống dòng dịch qua vị trí thứ 40 hàng Dữ liệu hàng đầu hàng dịch lúc Chi tiết sử dụng xem bảng bên dưới: S/C R/L Hoạt động 0 Dịch vị trí trỏ sang trái (Nghĩa giảm AC đơn vị) Dịch vị trí trỏ sang phải (Tăng AC lên đơn vị) Dịch toàn nội dung hiển thị sang trái, trỏ dịch theo 1 Dịch toàn nội dung hiển thị sang phải, trỏ dịch theo Function Mã lệnh : DBx = DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 14 set DBx = 0 [DL] [N] [F] * * DL: Khi DL=1, LCD giao tiếp với MPU giao thức bit (từ bit DB7 đến DB0) Ngược lại, giao thức giao tiếp bit (từ bit DB7 đến bit DB0) Khi chọn giao thức bit, liệu truyền/nhận lần liên tiếp với bit cao gởi/nhận trước, bit thấp gởi/nhận sau N : Thiết lập số hàng hiển thị Khi N=0 : hiển thị hàng, N=1: hiển thị hàng F : Thiết lập kiểu kí tự Khi F=0: kiểu kí tự 5x8 điểm ảnh, F=1: kiểu kí tự 5x10 điểm ảnh Set CGRAM Mã lệnh : DBx = DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 DBx = [ACG][ACG][ACG][ACG][ACG][ACG] address Lệnh ghi vào AC địa CGRAM Kí hiệu [ACG] bit chuỗi liệu bit Ngay sau lệnh lệnh đọc/ghi liệu từ CGRAM địa định Set Mã lệnh : DBx = DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 DDRAM address DBx = [AD] [AD] [AD] [AD] [AD] [AD] [AD] Lệnh ghi vào AC địa DDRAM, dùng cần thiết lập tọa độ hiển thị mong muốn Ngay sau lệnh lệnh đọc/ghi liệu từ DDRAM địa định 15 Địa LCD 16x4:  Địa gửi lệnh hàng 80h->8Fh Hàng thứ hai C0h->CFh Hàng thứ ba 90h->9Fh Hàng thứ tư D0h->DFh (Hàng hàng nối tiếp địa nhau, hàng hàng nối tiếp địa nhau) 16 3.Code chương trình: #include #include int8 string[17]={"NHOM6_XLTH1"}; // Khai bao cac bien int8 strleng=0; int8 mode,i,j,k,l,m,n,ms; void chuchayphai() { for(m=0;m