CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ ARDUINO R3 - Tài Liệu Text - 123doc

Có thể bạn quan tâm

Trang chủ >
Kỹ Thuật - Công Nghệ >
Điện - Điện tử >

CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ ARDUINO R3

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.57 MB, 31 trang )

2.3.Tổng quan về Arduino UNO R3:Hình 2.2 : Mạch Arduino R3 thực tếĐây là vi mạch tích hợp nên sử dụng khi mới tìm hiểu về Arduino. Hiện dòngmạch này đã phát triển tới thế hệ thứ 3 (R3), cũng có thể dùng vi mạch nano nhưng nókhá nhỏ chỉ nên sử dụng cho người đã biết lập trình và thích hợp cho các đề án nhỏhoặc mơ hình nhỏ.Nó khá đơn giản, các port có thể đủ phục vụ cho nhu cầu của người mới nghiêncứu mãng lập trình cho các ngoại vi, chức năng chẳng thua kém các board khác, tíchhợp sẵn board nạp và hợp túi tiền so với các board cao cấp hơn. Một vài thông số của Arduino UNO R3Hình 2.3 – Sơ đồ khối của Arduino R3Vi điều khiểnATmega328 họ 8bitĐiện áp hoạt động5V DC (chỉ được cấp qua cổng USB)Tần số hoạt động16 MHzDòng tiêu thụkhoảng 30mAĐiện áp vào khuyên dùng7-12V DCĐiện áp vào giới hạn6-20V DCSố chân Digital I/O14 (6 chân hardware PWM)Số chân Analog6 (độ phân giải 10bit)Dòng tối đa trên mỗi chân I/O 30 mADòng ra tối đa (5V)500 mADòng ra tối đa (3.3V)50 mABộ nhớ flash32 KB (ATmega328) với 0.5KB dùng bởi bootloaderSRAM2 KB (ATmega328)EEPROM1 KB (ATmega328)2.3.1. Bộ vi điều khiển của Arduino R3Hình 2.4 – Vi xử lý ATmega328 của Arduino R3- Arduino UNO có thể sử dụng 3 vi điều khiển họ 8bit AVR là ATmega8,ATmega168, ATmega328. Bộ não này có thể xử lí những tác vụ đơn giản như điềukhiển đèn LED nhấp nháy, xử lí tín hiệu cho xe điều khiển từ xa, làm một trạm đonhiệt độ - độ ẩm và hiển thị lên màn hình LCD,… hay những ứng dụng khác mà bạncó thể tra cứu trên mạng.2.3.2. Nguồn cho vi mạch:Arduino UNO có thể được cấp nguồn 5V thơng qua cổng USB hoặc cấp nguồnngoài với điện áp khuyên dùng là 7-12V DC và giới hạn là 6-20V. Thường thì cấpnguồn bằng pin vng 9V là hợp lí nhất nếu bạn khơng có sẵn nguồn từ cổng USB.Nếu cấp nguồn vượt quá ngưỡng giới hạn trên, bạn sẽ làm hỏng Arduino UNO.2.3.3. Các chân năng lượng:-5V: cấp điện áp 5V đầu ra. Dòng tối đa cho phép ở chân này là 500mA.-3.3V: cấp điện áp 3.3V đầu ra. Dòng tối đa cho phép ở chân này là 50mA.-Vin (Voltage Input): để cấp nguồn ngoài cho Arduino UNO.-IOREF: điện áp hoạt động của vi điều khiển trên Arduino UNO có thể được đo ở chânnày. Nhưng không được lấy nguồn từ chân này để sử dụng bởi chức năng của nókhơng phải là cấp nguồn.-RESET: việc nhấn nút Reset trên board để reset vi điều khiển tương đương với việcchân RESET được nối với GND qua 1 điện trở 10KΩ.2.3.4. Bộ nhớVi điều khiển Atmega328 tiêu chuẩn cung cấp cho người dùng:-32KB bộ nhớ Flash: những đoạn lệnh bạn lập trình sẽ được lưu trữ trong bộ nhớ Flashcủa vi điều khiển. Thường thì sẽ có khoảng vài KB trong số này sẽ được dùng chobootloader nhưng đừng lo, bạn hiếm khi nào cần quá 20KB bộ nhớ này đâu.-2KB cho SRAM (Static Random Access Memory): giá trị các biến bạn khai báo khilập trình sẽ lưu ở đây. Bạn khai báo càng nhiều biến thì càng cần nhiều bộ nhớ RAM.Tuy vậy, thực sự thì cũng hiếm khi nào bộ nhớ RAM lại trở thành thứ mà bạn phải bậntâm. Khi mất điện, dữ liệu trên SRAM sẽ bị mất.2.3.5. Các cổng vào/raHình 2.5 - Các cổng vào ra của ArduinoArduino UNO có 14 chân digital. Với dòng vào/ra tối đa trên mỗi chân là40mA. Ở mỗi chân đều có các điện trở pull-up (treo áp lên 5V) từ được cài đặt ngaytrong vi điều khiển ATmega328 (mặc định thì các điện trở này khơng được kết nối).Một số chân digital có các chức năng đặc biệt như sau:- 2 chân Serial: 0 (RX) và 1 (TX): dùng để gửi (transmit – TX) và nhận (receive– RX) dữ liệu TTL Serial.- Chân PWM (~): 3, 5, 6, 9, 10, và 11: cho phép bạn xuất ra xung PWM. Bạn có thểđiều chỉnh được điện áp ra ở chân này từ mức 0V đến 5V thay vì chỉ cố định ở mức0V và 5V như những chân khác.- Chân giao tiếp SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Ngoài các chức năngthơng thường, 4 chân này còn dùng để truyền phát dữ liệu bằng giao thức SPI với cácthiết bị khác.- Arduino UNO có 6 chân analog (A0 → A5) để đọc giá trị điện áp trong khoảng 0V →5V. Với chân AREF trên board, bạn có thể để đưa vào điện áp tham chiếu khi sử dụngcác chân analog.Đặc biệt, Arduino UNO có 2 chân A4 (SDA) và A5 (SCL) hỗ trợ giao tiếpI2C/TWI với các thiết bị khác.2.3.6. Các tập lệnh của ArduinoArduino có thể dùng vào rất nhiều ứng dụng thú vị khác nhau.Rất đơn giản, chỉcần phần mềm IDE, một dây kết nối USB loại A-B, và một bo mạch Arduino là có thểbắt đầu.Ngơn ngữ lập trình của Arduino chính là C/C++, nhưng so với lập trình lậptrình trực tiếp với vi điều khiển, lập trình với Arduino đơn giản hơn nhiều vì chỉ phảigiao tiếp với phần cứng thơng qua các thư viện, có khá nhiều các library viết sẵn đểđiều khiển ngoại vi: LCD, sensor, motor... nên việc bạn cần làm chỉ là kết hợp chúngvới nhau để tạo ứng dụng cho riêng bạnPhân tích chương trình: có 2 method quan trọng nhất là setup() và loop().setup() làm nhiệm vụ khởi tạo mode cho các ngoại vi của Arduino. Hàm này sẽ đượcchạy một lần khi bo mạch Arduino được reset. Ở chương trình này, setup() chỉ làmnhiệm vụ đặt các chân 4,5,6,7 của Arduino sang mode output.loop() là chương trình chính của Arduino. Đoạn code trong loop() sẽ được Arduinochạy vô hạn. Trong chương trình này, có hàm digitalWrite() để đặt các chân (pin) ởmức điện áp cao (HIGH) hay thấp (LOW). Hàm tiếp theo là delay(), nhận đối số làmột số nguyên, thẻ hiện số mili giây ta muốn chương trình tạm ngưng.Nhưng đầu tiên phải khai báo thư viện giao tiếp với module, các chân giao tiếp.Trong hàm void setup phải khai báo chân đó là nhận hay xuất tín hiệu từ bo Arduino.Đối với các lệnh điều kiện trong đó có nhiều câu lệnh ta khơng cần chấm phẩy phíasau như các ngôn ngữ khác.CHƯƠNG III: THIẾT KẾ ĐỀ TÀI3.1. Ý tưởng thiết kế- Khi thời tiết mưa, âm u luôn là nỗi ám ảnh của nhiều người và nhất là các bà nội trợ khimà quần áo phơi mãi mà khơng khơ, thậm chí là phơi đến hàng tuần mà quần áo vẫn bịẩm còn kèm theo mùi hơi khó chịu. Vậy phải làm sao để đối phó với tiết trời như thếnày, làm sao để quần áo nhanh khơ nhất.- Lúc này giàn phơi thơng minh chính là biện pháp nhanh nhất giải quyết mối lo quần áo,giúp quần áo mau khô, thơm tho ngay cả khi trời mưa, trời âm u.Hình 3.1 – Mơ hình giàn phơi đồ3.2. Sơ đồ khối của giàn phơi đồ dùng Arduino3.2.1. Sơ đồ khốiKhối điều khiển động cơKhối vận hànhKhối hiển thịNguồnHình 3.2 – Sơ đồ khối của giàn phơi đồ3.2.2. Sơ đồ kết nối thực tếKHỐI HIỂN THỊĐKHIỂN ĐỘNG CƠKHỐIIỀUKHỐI VẬN HÀNHKHỐI NGUỒNHình 3.3 – Sơ đồ kết nối thực tế3.2.3. Chức năng của từng khốiKhối nguồn: cung cấp nguồn cho các hệ thống hoạt động. Nguồn được sử dụng lànguồn 12V/5A. Khi muốn cung cấp nguồn cho Arduino, cảm biến và các relay ta sửdụng IC 7805 để biến đổi nguồn thành 5V. Sơ đồ mạch như sau:Khối vận hành: dùng Relay.Có 2 chế độ vận hành: chế độ bằng tay và tự động

Xem Thêm