Đồ án Xây dựng mô hình lò ấp trứng (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Xây dựng mô hình lò ấp trứng (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUÂṬ MÁY TÍNH XÂY DỰNG MÔ HÌNH LÒ ẤP TRỨNG GVHD: ThS. HUỲNH HOÀNG HÀ SVTH : MAI SƠN MSSV : 11119080 S K L 0 0 4 4 8 3 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 2 năm 2017
2. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬTTP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO ẠT O CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP XÂY DỰNG MÔ HÌNH LÒ ẤP TRỨNG SVTH : MAI SƠN MSSV : 11119080 Khoá : 2011-2015 Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÁY TÍNH GVHD: Th.S HUỲNH HOÀNG HÀ Tp. Hồ Chí Minh, tháng 2 năm 2017
3. CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc Tp. Hồ Chí Minh, ngày 13 tháng 2 năm 2017 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: MAI SƠN MSSV: 11119080 Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÁY TÍNH Lớp: 11119CL1 Giảng viên hƣớng dẫn: Th.S HUỲNH HOÀNG HÀ ĐT: 01669112980 Ngày nhận đề tài: 21.09.2016 Ngày nộp đề tài: 13.02.2017 1. Tên đề tài: XÂY DỰNG MÔ HÌNH LÒ ẤP TRỨNG 2. Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Giáo trình Vi xử lý, giáo trình thực thành Vi xử lý trƣờng Đại học sƣ phạm kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh - Thu thập số liệu từ hệ thống lò ấp trứng thực tế 3. Nội dung thực hiện đề tài: - Thiết kế hệ thống điều khiển lò ấp trứng - Thiết kế hệ thống đo nhiệt độ, độ ẩm DHT11 hiển thị trên LCD 4. Sản phẩm: Mô hình lò ấp trứng TRƢỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN i
4. LỜI CÁM ƠN Không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự hỗ trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của ngƣời khác. Trong suốt thời gian từ khi bắt đầu học tập ở đại học đến nay, em đã nhận đƣợc rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của quý Thầy Cô, gia đình, anh bạn bè cùng khóa và anh chị khóa trƣớc Em xin gửi lời cảm ơn đến các Thầy Cô ở Khoa Điện Điện Tử Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp HCM đã cùng với tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian học tập tại trƣờng. Trong học kỳ này, Khoa đã tổ chức cho chúng em làm “Đồ Án Tốt Nghiệp” Với sự hƣớng dẫn và chỉ bảo tận tình của thầy Huỳnh Hoàng Hà, thầy đã tận tâm hƣớng dẫn chúng em qua từng buổi học trên lớp cũng nhƣ những buổi nói chuyện, thảo luận môn học, bài báo cáo và mạch thực tế của em đã hoàn thành xong. Để đạt đƣợc kết quả nhƣ hôm nay có sƣ định hƣớng , giúp đỡ của thầy cho đề tài của em rất nhiều. Vì vậy em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất của em đến thầy, ngƣời đã giúp đỡ, hỗ trợ trong kết quả bài báo cáo của em ngày hôm nay ii
5. TÓM TẮT BẰNG TIẾNG VIỆT . Kỹ thuật vi điều khiển hiện nay đang rất phát triển, nó đƣợc ứng dụng vào rất nhiều lĩnh vực sản xuất công nghiệp, tự động hóa, trong đời sống và còn nhiều lĩnh vực khác nữa đã tạo ra nhiều bƣớc tiến trong nhiều lĩnh vực xa hội. Ngay cả trong trồng trọt, chăn nuôi cũng áp dụng khoa học công nghệ để đạt kết quả cao nhất. So với kỹ thuật số thì kỹ thuật vi điều khiển nhỏ gọn hơn rất nhiều do đƣợc tích hợp lại và có khả năng lập trình để đƣợc điều khiển nên rất tiện dụng và cơ động. Trong đó nghành công nghiệp chăn nuôi gà hoặc ấp trứng gà giống để gà có thể tăng trƣởng tốt hoặc trứng có thể nở phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ và độ ẩm để có thể ấp ra những con giống tốt nhất. Ngƣời thực hiện đề tài sử dụng DHT 11 đo nhiệt độ và độ ẩm hiển thị trên LCD, điều chỉnh độ ẩm lý tƣởng 37 đến 38 °C và độ ẩm 50%. Đề tài tạo điều kiện thuận lợi cho ngƣời dùng trong việc giám sát điều khiển nhiệt độ, độ ẩm của trang trại chăn nuôi. Hệ thống có thể thực hiện chức năng đo nhiệt độ, độ ẩm hiện tại hiển thị lên màn hình LCD cho phép ngƣời dùng giám sát và điều khiển đƣợc nhiệt độ, độ ẩm của lò ấp trứng. Để giải quyết vấn đề em nghiên cứu về PIC 18F4550, cách viết code kết nói các linh kiện với nhau và hiển thị kết quả nghiên cứu trên LCD. Sau một thời gian nghiên cứu và thực hiện, mạch chạy ổn định nhiệt độ ở 37 °C đến 38 °C, đèn sáng mờ, động cơ thay đổi theo độ ẩm, có thể sử dụng hằng ngày và ứng dụng làm lò ấp trứng ở các khu công nghiệp. iii
6. TÓM TẮT BẰNG TIẾNG ANH The current microcontroller technique are very developed, it was applied too many fields of industrial production, automation, life and many other fields have made progress in many areas far from the Assembly. Even in the cultivation, livestock also apply science and technology to achieve the highest results. In comparison with digital then the microcontroller technique a lot more compact due to integrated and capable of programming to be controlled should be very handy and portable. In which the chicken breeding industry or hatching eggs of chickens like to good growth depends very much on the temperature and humidity to the best breed out hamlet. The team made the subject using DHT 11 measure temperature and humidity are shown on the LCD, adjustable humidity ideal 37 or 38 poison and humidity of 50%. Create favorable conditions for the user in the control temperature monitoring, humidity of farm animals. The system can perform the function of measuring the temperature, moisture present show up the LCD screen allows users to monitor and control the temperature and humidity of incubator. To solve the problem of the research group on the PIC 18F4550, writing the code says the components together and show the results of research on LCD. After a period of research and implementation, veins run stable temperature in the 37° C to 38° C, lamp lights, the engine change according to humidity, circuit can use every day and the application do the oven incubators in industrial. iv
7. MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i LỜI CÁM ƠN ii TÓM TẮT BẰNG TIẾNG VIỆT iii TÓM TẮT BẰNG TIẾNG ANH iv MỤC LỤC v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vvii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU viii DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ VÀ HÌNH ẢNH iix CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1 1.1. Giới thiệu tình hình nghiên cứu hiện nay 1 1.2. Mô hình thực tế: 1 1.2.1. Lò ấp trứng thủ công. 1 1.2.2. Lò ấp trứng bán thủ công. 2 1.2.3. Lò ấp trứng công nghiệp: 2 1.3. Tính cấp thiết của đề tài: 2 1.4. Mục tiêu nghiên cứu 2 1.5. Nhiệm vụ nghiên cứu 3 1.6. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 3 1.7. Phƣơng ph áp nghiên cứu 3 1.8. Bố cục của Đồ án 3 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT LIÊN QUAN 5 2.1. Vi điều khiển PIC 18F4550 5 2.1.1. Sơ lƣợc về vi điều khiển PIC 18f4550 5 2.1.2. Giới thiệu về module USB trong PIC 18f4550 6 2.1.3. Giới thiệu về module ADC 10bit trong PIC 18f4550 7 2.2. Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11 10 2.2.1. Giới thiệu: 10 2.2.2. Nguyên lý hoạt động: 11 2.3. LCD 16x2 12 2.4. Động cơ DC 14 2.5. IC 7805 15 2.6. Biến áp 15 2.6.1. Cấu tạo biến áp: 15 2.6.2. Nguyên lý hoạt động: 16 2.6.4. Phân loại: 17 2.7. Relay 17 2.8. Các linh kiện khác: 18 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 19 3.1. Sơ đồ khối hệ thống 19 3.1.1. Yêu cầu của hệ thống 19 3.1.2. Sơ đồ khối và chức năng mỗi khối 19 3.1.3. Hoạt động của hệ thống 20 3.2. Thiết kế, tính toán hệ thống 20 3.2.1. Khối xử lý trung tâm: 20 3.2.2. Khối cảm biến: 20 v
8. 3.2.3. Khối hiển thị: 20 3.2.4. Khối điều khiển: 20 3.2.5. Khối nguồn: 21 3.3. Lƣu đồ giải thuật: 21 3.4. Sơ đồ mạch nguyên lý: 23 CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ, SO SÁNH, THỰC NGHIỆM, PHÂN TÍCH, TỔNG HỢP 24 4.1. Hình ảnh phần cứng: 24 4.2. Kết quả phần cứng: 25 4.3. Nhận xét: 27 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 28 5.1. Kết luận: 28 5.2. Hƣớng phát triển: 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO 29 PHỤ LỤC 30 1. Chƣơng trình chính: 30 2. Thƣ viện DHT 11: 34 3. Thƣ viện LCD: 36 vi
9. DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VĐK: vi điều khiển vii
10. DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Bảng cấu hình chân Input Output 7 Bảng 2.2: Chức năng các chân của LCD 11 viii
11. DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ VÀ HÌNH ẢNH Hình 2.1: Module hổ trợ USB của PIC18F4550 3 Hình 2.2: Sơ đồ chân của PIC18F4550 4 Hình 2.3: Thanh ghi ADCON0 5 Hình 2.4: Thanh ghi ADCON1 6 Hình 2.5: Thanh ghi ADCON2 7 Hình 2.6: Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm DHT 11 8 Hình 2.7: Sơ đồ kết nối DHT11 9 Hình 2.8: LCD 16x2 11 Hình 2.9: Động cơ DC 12 Hình 2.10: Sơ đồ chân IC7805 13 Hình 2.11: Ký hiệu biến áp 14 Hình 2.12: Sơ đồ chân Relay 15 Hình 4.1.1: cấu trúc phần cứng lò ấp trứng 22 Hình 4.1.2: mô hình lò ấp trứng 22 Hình 4.2.1: nhiệt độ nhỏ hơn 37°C và độ ẩm nhỏ hơn 50% hiển thị trên LCD 23 Hình 4.2.2: độ sáng bóng đèn và động cơ quay khi nhiệt độ nhỏ hơn 37°C và độ ẩm nhỏ hơn 50% 23 Hình 4.3.1: nhiệt độ từ 37 đến 38°C và độ ẩm nhỏ hơn 50% hiển thị trên LCD . 24 Hình 4.3.2: độ sáng bóng đèn và động cơ quay khi nhiệt độ từ 37 đến 38°C và độ ẩm nhỏ hơn 50% 24 Hình 4.4.1:nhiệt độ từ 37°C đến 38°C và độ ẩm lớn hơn 50%hiển thị trên LCD25 Hình 4.4.2: độ sáng bóng đèn và động cơ ngừng quay khi nhiệt độ từ 37°C đến 38°C và độ ẩm lớn hơn 50% 25 ix
12. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu tình hình nghiên cứu hiện nay Ngày nay, nền kinh tế đã từng bƣớc đƣợc công nghiệp hóa và hiện đại hóa. Với sự phát triển ngày càng vƣợt bậc của khoa học công nghệ đòi hỏi con ngƣời luôn luôn không ngừng tìm tòi học tập để tiến bộ. Thiết bị và công nghệ luôn đƣợc đổi mới tiên tiến hiện đại để góp phần nâng cao chất lƣợng cũng nhƣ các máy móc, thiết bị hoạt động có hiệu quả, an toàn ổn định. Ấp trứng gia cầm nhân tạo đã tạo điều kiện cho việc tập trung ngành chăn nuôi gia cầm và cho phép ngành này trở thành ngành sản xuất có năng suất cao, hạ giá thành, góp phần đƣa ngành chăn nuôi trở thành ngành sản xuất chính trong nông nghiệp. Hiện nay các lò ấp trứng đƣợc ứng dụng trong trang trại qui mô lớn đều là các lò ấp công nghiệp tự động quy mô lớn, giá thành cao. Ngƣợc lại trong một số cơ sở nhỏ thì dùng lò bán tự động công suất ấp trứng không nhiều, khá rƣờm rà trong khâu xử dụng và tỉ lệ trứng nở không cao gây thiệt hại về mặt kinh tế. Đây cũng là khuyết điểm của các lò thủ công trong hộ gia đình đang sử dụng bị mắc phải. Nghành công nghiệp chăn nuôi gà hoặc ấp trứng gà giống để gà có thể tăng trƣởng tốt hoặc trứng có thể nở phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ và độ ẩm để có thể ấp ra những con giống tốt nhất. Vì vậy việc có thể giám sát, đo đạc nhiệt độ, độ ẩm là rất cần thiết để đạt hiệu quả cao. Đó là lý do nhóm thực hiện đề tài quyết định thực hiện đề tài xây dựng mô hình lò ấp trứng. 1.2. Mô hình thực tế: Lò ấp trứng về cơ bản là một tổ hợp các thiết bị dùng để thay thế chức năng của gia cầm mái trong việc ấp nở các quả trứng. Các lò ấp trứng đƣợc chế tạo để ấp trứng số lƣợng nhiều trong khoảng thời gian cố định, tỉ lệ trứng nở cao, hiệu quả kinh tế cao. Về thông thƣờng các lò ấp trứng đƣợc dùng để ấp trứng các loại gia cầm thông dụng với số ngày nở khác nhau : gà khoảng 3 tuần (21 ngày ), vịt khoảng 4 tuần ( 28 ngày), ngan 5 tuần ( khoảng 35 ngày ) Yêu cầu: 0 0 - Nhiệt độ từ 37 C đến 38 C - Trong giai đoạn ấp (1-18 ngày) độ ẩm thích hợp khoảng 55-65%. Giai đoạn nở (19-21 ngày) độ ẩm 80-85%. - Đảo trứng từ 1-3 lần/ngày. Từ ngày 18 trở đi thì thôi. - Luôn tạo đƣợc độ thoáng gió. 1.2.1. Lò ấp trứng thủ công. Thực chất là việc sắp các kệ trứng xen kẽ giữa các bóng đèn, trong một không gian rộng. · Ƣu điểm: 1
13. - Giá rẻ , dễ áp dụng. Chi phí ban đầu thấp. - Có thể thay đổi quy mô tùy ý theo ngƣời sử dụng - Làm việc đƣợc ở điện áp 220V · Nhƣợc điểm: - Hoàn toàn không có khả năng tự động - Khả năng trứng nở phụ thuộc vào kinh nghiệm ngƣời làm việc - Sử dụng nhiều nhân công khi ấp trứng. 1.2.2. Lò ấp trứng bán thủ công. Biên độ nhiệt: trong khoảng tăng 0,1 độ C - giảm 0,1 độ C. Nhiệt độ đƣợc điều khiển tự động, ổn định bằng vi xử lý, tạo độ ẩm tự động, đảo trứng tự động. Có thể ấp theo chế độ đa kỳ (mỗi tuần vào trứng một lần) hoặc đơn kỳ (vào trứng một lần). · Ƣu điểm: - Hệ thống nhỏ gọn dễ lắp đặt. - Giá thành rẻ, dễ chế tạo. - Làm việc liên tục nhiều ngày - Làm việc đƣợc ở điện áp 220V - Công suất tiêu thụ thấp, giảm đƣợc một lƣợng lớn nhân công - Có khả năng tự động hóa 1 phần. Ngƣời sử dụng có thể cài các chế độ tự động theo một số phần mềm định sẵn. · Nhƣợc điểm: - Không có khả năng báo lỗi và hoạt động khi mất điện. - Hoạt động trong một một quy mô nhỏ khoảng 1000 trứng. - Cần ngƣời giám sát khi hệ thống hoạt đông. 1.2.3. Lò ấp trứng công nghiệp: Đây là một hệ thống hoàn toàn tự động. Tất cả các thông số đƣợc nhập vào một lần và sẽ đƣợc xử lý trong suốt quá trình làm việc: Ƣu điểm: - Hệ thống tự động hoàn toàn. - Hoạt động liên tục. - Có thông báo khi có xự cố. - Khả năng tự xử lý xự cố. - Khả năng chống bị phá hoại cao. - Hệ thống bền, tái xử dụng cao. - Sử dụng điện 380V hoặc 220V. Nhƣợc điểm: - Hệ thống khá đắt. - Sử dụng ở quy mô sản xuất lớn. 1.3. Tính cấp thiết củ ề tài: Nghiên cứu và thiết kế một hệ thống tự động ổn định nhiệt độ, độ ẩm hợp lý để ngƣời dùng theo dõi quá trình ấp trứng 1.4. Mục ti nghi n cứ 2
14. Nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho ngƣời dùng trong việc giám sát điều khiển nhiệt độ, độ ẩm của trang trại chăn nuôi. Hệ thống có thể thực hiện chức năng đo nhiệt độ, độ ẩm hiện tại, hiển thị lên máy tính và màn hình LCD cho phép ngƣời dùng giám sát và điều khiển đƣợc nhiệt độ của lò ấp trứng 1.5. Nhiệ ụ nghi n cứ Xây dựng chƣơng trình để đo nhiệt độ và độ ẩm của DHT 11 hiển thị trên màn hình LCD, đèn thay đổi độ sáng theo nhiệt độ và động cơ quay hoặc ngừng quay theo độ ẩm DHT11 1.6. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Đối tƣợng PIC 18F4550. Máy tính. LCD. Cảm biến DHT 11. - Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu trong lĩnh vực lập trình nhúng trên PIC 18F4550. Nghiên cứu phần mềm hỗ trợ điều khiển trên PIC 18F4550 nhƣ PIC C Compiler. Cách kết nối vật lý giữa cảm biến, động cơ với PIC 18F4550 Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của các linh kiện cần sử dụng. 1.7. Phư ng ph áp nghi n cứ Để giải quyết vấn đề ta thực hiện phƣơng pháp nghiên cứu nhƣ sau: - Nghiên cứu về PIC 18F4550. - Nghiên cứu viết code kết nối PIC với các linh kiện. 1.8. Bố cục củ Đồ án Nội dung chính của đề tài đƣợc trình bày với năm chƣơng nhƣ sau: Chƣơng 1 Giới thiệu Trong chƣơng này nêu ra đƣợc tình hình nghiên cứu hiện nay, lý do và mục tiêu chọn đề tài, đối tƣợng và pham vi nghiên cứu của đề tài, phƣơng pháp nghiên cứu và giới hạn của đề tài. Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết Các lý thuyết chính liên quan đến các thành phần phần cứng của hệ thống đƣợc trình bày thành các phần: - Vi điều khiển PIC 18F4550 - Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11 - LCD 16x2 3
15. - Động cơ DC - IC 7805 - Biến áp - Relay - Các linh kiện khác Chƣơng 3: Thiết kế phần cứng. - Trong chƣơng này mục đích là thiết kế phần cứng cho hệ thống với những yêu cầu đặt ra với hệ thống. Từ sơ đồ khối để tiến hành lựa chọn các linh kiện cho các khối. - Xây dựng lƣu đồ giải thuật cho mạch để thực hiện quá trình hiển thị nhiệt độ, độ ẩm cảm biến DHT 11 lên LCD. Chƣơng 4: Kết quả, so sánh, thực nghiệm, Phân tích, tổng hợp Trình bày về kết quả thi công phần cứng và nhận xét các kết quả của hệ thống. Chƣơng 5: Kết luận và hƣớng phát triển Đƣa ra các kết luận về những vấn đề mà trong quá trình nghiên cứu đã đạt đƣợc và chƣa đạt đƣợc. Đƣa ra hƣớng phát triển đề tài trong tƣơng lai. 4
16. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT LIÊN QUAN 2.1. Vi iều khiển PIC 18F4550 2.1.1. Sơ lƣợc về vi điều khiển PIC 18f4550 PIC18F4550 là dòng vi điều khiển hiệu năng cao có giá thành rẻ. Nó là sản phẩm của họ vi xử lý PIC thông dụng của công ty Microchip của Mỹ có trụ sở đặt tại Chandler, Arizona (Mỹ). Điểm riêng biệt của vi xử lý PIC18F4550 là một trong những PIC hỗ trợ đầy đủ các tính năng cho USB, nghĩa là nối trực tiếp các chân USB của vi điều khiển tới máy tính mà không cần mạch kéo hay bất cứ mạch gắn ngoài nào khác. Hình 2.1: Module hổ trợ USB của PIC18F4550 Ƣu điểm: - Sử dụng công nghệ nanoWatt tiết kiệm điện năng. - Hỗ trợ giao tiếp theo chuẩn USB 1.1 và 2.0. - Hỗ trợ multiple oscillator. Trong ƣu điểm hỗ trợ giao tiếp USB là tính năng cần quan tâm trong nội dung của đề tài này. Sơ đồ chân 5
17. Hình 2.2: Sơ đồ chân của PIC18F4550 2.1.2. Giới thiệu về module USB trong PIC 18f4550 Module USB trong vi điều khiển PIC18f4550 đƣợc trang bị một SIE (serial Interface Engine ) phiên bản 2.0 , hỗ trợ các tốc độ full speed và low speed cho phép giao tiếp đƣợc với các host USB. Bên cạnh đó còn có một số thành phần hỗ chợ cho SIE nhƣ USB RAM , bộ truyền nhận transceiver USB bên ngoài , cho phép định nghĩa các endpoint linh động trong USB RAM . Để điều khiển đƣợc modunle USB một công cụ đƣợc cung cấp cho ngƣời phát triển sản phẩm là các thanh ghi điều khiển. Một số thanh ghi liên quan đến modunle USB nhƣ: Thanh ghi UCOM (USB CONtrol Register): chứa các bit điều khiển module USB. Thanh ghi UCFG (USB ConFiGuration register): chứa các bit điều khiển cấu hình module USB. Thanh ghi UADDR (USB ADDress register): chứa địa chỉ của module USB đƣợc cung cấp bởi host. Thanh ghi URI (USB Interruupt flag register): chứa các cờ ngắt của module USB. Thanh ghi UIE (USB Interrup Enable register): chứa các bit cho phép ngắt của module USB. 6
18. Thanh ghi UEIR (USB Error Interrup flag bit): chứa các cờ ngắt lỗi của module USB. Thanh ghi UEIE (USB Error Interrup Enable bit): chứa các bit cho phép các ngắt lỗi của module USB. Thanh ghi UEPn (USB EndPoint n register): chứa các bit điều khiển endpoint n . Có tất cả 16 thanh ghi UEPn để điều khiển hết 16 endpoint của module USB. Ngoài ra còn có một số thanh ghi chứa các bit cho phép ngắt toàn cục và ngắt toàn module USB. Chức năng cụ thể của các thanh ghi có thể tham khảo thêm ở datasheet của vi điều khiển PIC18F4550. PIC18f4550 qui định một vùng RAM từ bank 4 đến bank 7 của bộ nhớ dữ liệu cho USB RAM. Mỗi bank có dung lƣợng 256byte. Tổng cộng 1k USB RAM. Ngoài ra còn có một số thanh ghi dung để định nghĩa các endpoint trên USB RAM. Module USB cho phép ngƣời sử dụng định nghĩa một cách linh hoạt các endpoint trong USB RAM thông qua 4 thanh ghi đƣợc xắp xếp theo thứ tự đƣợc gọi là BDT (Buffer Descriptor Table). 4 thanh ghi này đƣợc chứa trong 4 bank và có thứ tự nhƣ sau : - BDnSTAT : BD Status register - BDnCNT : BD byte Count register - BDnADRL : BD Address Low register - BDnADRH : BD Address High register 2.1.3. Giới thiệu về module ADC 10bit trong PIC 18f4550 ADC trong PIC18F Đối với dòng chip PIC 40/44 chân có 13 kênh ADC, dòng 28 chân thì có 10 kênh ADC. Module ADC sẽ chuyển đổi tín hiệu tƣơng tự thành tín hiệu số 10 bit. Module ADC trong PIC18f4550 có 5 thanh ghi:  A/D Result High Register (ADRESH): Thanh ghi kết quả, chứa phần bit cao.  A/D Result Low Register (ADRESL): Thanh ghi kết quả, chứa phần bit thấp.  A/D Control Register 0 (ADCON0): Thanh ghi điều khiển lựa chọn kênh Hình 2.3: Thanh ghi ADCON0 bit 7-6 Không sử dụng. bit 5-2 CHS3:CHS0: bit lựa chọn kênh. 0000= Channel 0 (AN0) 7
19. 0001= Channel 1 (AN1) 0010= Channel 2 (AN2) 0011= Channel 3 (AN3) 0100= Channel 4 (AN4) 0101= Channel 5 (AN5) 0110= Channel 6 (AN6) 0111= Channel 7 (AN7) 1000= Channel 8 (AN8) 1001= Channel 9 (AN9) 1010= Channel 10 (AN10) 1011= Channel 11 (AN11) 1100= Channel 12 (AN12 bit 1 GO/DONE: bit trạng thái chuyển đổi A/D Khi ADON = 1: . 1= Đang chuyển đồi A/D. . 0= Chuyển đổi hoàn tất. bit 0 ADON: Cho phép/cấm chuyển đổi A/D. . 1= A/D cho phép chuyển đổi. . 0= A/D cấm chuyển đổi.  A/D Control Register 1 (ADCON1): Thanh ghi lựa chọn điện áp tham chiếu Vref và Cấu hình chân là Analog hay Digital. Hình 2.4: Thanh ghi ADCON1 Bit 7 – 6 : Không sử dụng bit 5 VCFG1: Cấu hình điện áp tham chiếu VREF- 1=VREF- (AN2) 0=VSS bit 4 VCFG0: Cấu hình điện áp tham chiếu VREF+ 1=VREF+ (AN3) 0=VDD bit 3-0 PCFG3:PCFG0: Cấu hình chân là Analog hay Digital. 8
20. Bảng 2.1: Bảng cấu hình chân Input Output  A/D Control Register 2 (ADCON2): Hình 2.5: Thanh ghi ADCON2 Bit 7 ADFM : Định dạng kết quả trong 2 thanh ghi ADRESH và ADRESL 1 : Canh phải. 0 : Canh trái Bit 6 : Không sử dụng Bit 5-3 : A/D Acquisition Time Select bit : Bit chọn thời gian nạp cho tụ Holding Capacitor. 111 : 20 TAD 110 : 16 TAD 101 : 12 TAD 100 : 8 TAD 011 : 6 TAD 010 : 4 TAD 001 : 2 TAD 000 : 0 TAD TAD là thời gian để chuyển đổi 1 bit ADC, phụ thuộc vào clock đƣợc lựa chọn bên dƣới. Thời gian để nạp cho tụ Holding Capacitor cố định là 2.4us, sau khi chọn clock cho module ADC sẽ phải tính toán để chọn hệ số nhân với TAD Lƣu ý trong trƣờng hợp 000, đây là chế độ lập trình bằng tay cho thời gian Acquisition Time, ngƣời lập trình phải tự tạo 1 khoảng thời gian delay cho quá trình nạp tụ Holding Capacitor. 9
21. Bit 2-0 : A/D Conversion Clock Selection bit : Bit chọn clock cho bộ chuyển đổi A/D 111 : FRC 110 : FOSC/64 101 : FOSC/16 100 : FOSC/4 011 : FRC 010 : FOSC/32 001 : FOSC/8 000 : FOSC/2 Nếu chọn là 000 thì TAD = 2 TOSC = 2/FOSC, FOSC là chu kì lệnh, bằng ¼ tần số dao động. Việc cấu hình module ADC trong PIC18F đi theo trình tự sau: Cấu hình chân A/D (số kênh AD, chiều của chân AD là input), điện áp tham khảo (ADCON1) Chọn kênh A/D (ADCON0) Chọn thời gian acquisition time (ADCON2) Chọn clock. Bật chế độ AD (bit ADON trong ADCON0). Nếu chọn lựa chế độ acquisition time là tự động, thì chỉ cần set bit GO_DONE để bắt đầu quá trình chuyển đổi và polling bit này để chờ cho đến khi quá trình chuyển đổi hoàn tất. Nếu acquisition time đƣợc chọn là chế độ chỉnh bằng tay (manual mode), thì phải tự viết delay để chờ, sau đó mới đƣợc phép set bit GO_DONE. 2.2. Cảm biến nhiệt ộ, ộ ẩm DHT11 2.2.1. Giới thiệu: - DHT11 là cảm biến nhiệt độ và độ ẩm. Nó ra đời sau và đƣợc sử dụng thay thế cho dòng SHT1x ở những nơi không cần độ chính xác cao về nhiệt độ và độ ẩm Hình 2.6: Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm DHT 11 10
22. S K L 0 0 2 1 5 4