Đồ án Vi điều khiển - Điều khiển thay đổi độ sáng đèn

LỜI NÓI ĐẦU . Ngày nay tự động hoá đã trở thành một vấn đề thiết yếu trong ngành công nghiệp. Để thiết kế,lập trình các quy trình làm việc tự động hoá của máy móc tự động theo mong muốn của mình trong nhà máy công nghiệp thì người thiết kế cần nắm được các kiến thức cơ bản về Vi điều khiển-bộ môn cơ bản của ngành công nghệ tự động. Một trong các kỹ năng mà người học cần phải có sau khi học xong bộ môn này là kiến thức cơ bản về vi điều khiển,cấu trúc cơ bản của mooti hệ vi điều khiển,phương pháp lập trình dựa trên cơ sở họ vi điều khiển MCS-51,có khả năng phân tích nguyên lý hoạt động của các mạch vi điều khiển,biết sử dụng một số phần mềm và công cụ hỗ trợ để thực hiện các yêu cầu phân tích,nghiên cứu,thiết kế ứng dụng và thiết kế các Kit vi điều khiển theo yêu cầu ứng dụng. Trong đồ án này nhóm em sẽ trình bày về việc thiết kế một hệ thống điều khiển độ sáng đèn từ xa bằng hồng ngoại với phương pháp lập trình dựa trên cơ sở họ vi điều khiển MCS-51 mà đặc trưng là họ vi điều khiển 8051.Và trong đồ án này nhóm em sử dụng chip Intel 89C52 để lập trình. Trong quá trình thực hiện đồ án này nhóm em đã nhận được rất nhiều sự chia sẻ , góp ý về việc trình bày một đồ án như thế nào và các kiến thức bổ ích sử dụng trong đồ án này từ các bạn , anh chị khóa trên cũng như các thầy cô, đặc biệt là cô Lê Thị Vân Anh - Giáo viên bộ môn “ Vi Xử Lý ” - khoa Công nghệ tự động - Trường Đại Học Điện lực. Do khả năng tiếp thu kiến thức còn non kém và thời gian có hạn nên trong bài đồ án của nhóm em không thể tránh khỏi có các lỗi sai sót về mặt hình thức và về nội dung kiến thức . Nhóm em xin chân thành cảm ơn các bạn , các anh chị khóa trên và các thầy cô đã giúp nhóm em làm đồ án này và mong mọi người xem lại dùm nhóm em đồ án của nhóm em về các mắc phải trong đồ án và hy vọng các bạn , anh chị và thầy cô góp ý cho nhóm em để nhóm em có thể chỉnh sửa đồ án được hoàn thiện hơn ! Nhóm em xin chân thành cảm ơn !.. Nhóm sinh viên trình bày . Nguyễn Mạnh Tuấn. Lê Đức Trọng. Lê Công Đức. Lê Anh Quân. Đàm Truyền Quân. MỤC LỤC . Trang Chương I. Đặt vấn đề và nhiệm vụ của đề tài. 3 Chương II. Thiết kế mạch phần cứng. 3 I. Sơ lược về lý thuyết thu phát hồng ngoại-Cấu tạo linh kiện. 3 1.1. Khái niệm về ánh sáng hồng ngoại. 3 1.2. Nguyên lý thu phát hồng ngoại. 4 1.3. Cấu tạo linh kiện. 6 II. Tính toán và thiết kế. 24 2.1. Sơ đồ khối của mạch. 24 2.2. Sơ đồ nguyên lý của mạch. 25 2.3. Tính toán mạch. 28 III. Mạch thay đổi độ sáng đèn sử dụng băm xung áp. 32 3.1. Tìm hiểu về băm xung áp PWM. 32 3.2. Tìm hiểu phần cứng họ vi điều khiển 8051 và sơ đồ nguyên lý mạch thay đổi độ sáng đèn. 37 Chương III. Thiết kế phần mềm mạch. 53 1. Code chương trình thay đổi cường độ sáng đèn bằng phương pháp thay đổi độ rộng xung PWM sử dụng chip 89C52 họ vi điều khiển 8051. 53 2. Sơ đồ phần phát và kết nôi mạch phần thu với mạch lực. 56 Chương IV. Kết quả mô phỏng và hướng phát triển. 57 1. Kết quả mô phỏng và nhận xét. 57 2. Hướng phát triển. 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 60 CHƯƠNG I. ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI. Thiết kế mạch điều khiển độ sáng đèn từ xa bằng hồng ngoại với phương pháp điều chỉnh độ sáng của đèn sử dụng băm xung áp và lập trình dựa trên cơ sở họ vi điều khiển MCS-51 mà đặc trưng là họ vi điều khiển 8051. Để thiết kế được và giải quyết được vấn đề của đề tài đã đưa ra thì chúng ta phải hiểu và xác định được nhiệm vụ của đề tài là gì ???....Và mình định hướng được phải giải quyết vấn đề đó như thế nào ???...trong đồ án của mình. Dựa trên vấn đề đặt ra của đề tài chúng em xin định hướng các nhiệm vụ mà đề tài của chúng em sẽ tìm hiểu gồm có các vấn đề sau : - Tìm hiểu sơ lược và thiết kế về cấu trúc của mạch phần cứng. - Thiết kế phần mềm cho mạch. - Kết quả mô phỏng và hướng phát triển. CHƯƠNG II. THIẾT KẾ PHẦN CỨNG MẠCH. I. SƠ LƯỢC VỀ LÝ THUYẾT THU PHÁT HỒNG NGOẠI - CẤU TẠO LINH KIỆN. Để thiết kế một hệ thống điều khiển độ sáng đèn từ xa bằng hồng ngoại thì trước hết chúng ta phải tìm hiểu sơ lược về mạch thu phát hồng ngoại và cấu tạo của các linh kiện trong mạch thu phát hồng ngoại. 1.1. KHÁI NIỆM VẾ ÁNH SÁNG HỒNG NGOẠI : Ánh sáng hồng ngoại (tia hồng ngoại) là ánh sáng không thể nhìn thấy được bằng mắt thường,có bước sóng khoảng từ 0.86µm đến 0.98µm. Tia hồng ngoại có vận tốc truyền bằng vận tốc ánh sáng. Tia hồng ngoại có thể truyền đi được nhiều kênh tín hiệu. Nó được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp. Lượng thông tin có thể đạt 3 mega bit /s. Lượng thông tin được truyền đi với ánh sáng hồng ngoại lớn gấp nhiều lần so với song điện từ mà người ta vẫn dùng. Tia hồng ngoại dễ bị hấp thụ, khả năng xuyên thấu kém. Trong điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại,chùm tia hồng ngoại phát đi hẹp,có hướng,do đó khi thu phải đúng hướng. Sóng hồng ngoại có những đặc tính quan trọng giống như ánh sáng ( sự hội tụ qua thấu kính,tiêu cự …). Ánh sáng thường và ánh sáng hồng ngoại khác nhau rất rõ trong sự xuyên suốt qua vật chất. Có những vật chất ta thấy nó dưới một màu xám đục nhưng với ánh sáng hồng ngoại nó trở nên xuyên suốt. Vì vật liệu bán dẫn “trong suốt” đối với ánh sáng hồng ngoại,tia hồng ngoại không bị yếu đi khi nó vượt qua các lớp bán dẫn để đi ra ngoài. 1.2. NGUYÊN LÝ THU PHÁT HỒNG NGOẠI : Việc sử dụng được tia hồng ngoại rất hay vì nó phổ biến và không ảnh hưởng từ trường, vì thế nó được sử dụng tốt trong truyền thông và điều khiển. Nhưng nó không hoàn hảo, một số vật phát hồng ngoại rất mạnh làm ảnh hưởng đến truyền thông và điều khiển như quang phổ mặt trời.Khó khăn khi sử dụng hồng ngoại làm REMOTE điều khiển TV/VCR hoặc những ứng dụng khác và linh kiện rất tốn kém. Việc thu hoặc phát bức xạ hồng ngoại bằng nhiều phương tiện khác nhau, có thể nhận tia hồng ngoại từ ánh sáng mặt trời. Nhiều thứ có thể phát tia hồng ngoại như: lò bức xạ, lò điện, đèn, cơ thể người,… Để có thể truyền tia hồng ngoại tốt phải tránh xung nhiễu bắt buộc phải dùng mã phát và nhận ổn định để xác định xem đó là xung truyền hay nhiễu. Tần số làm việc tốt nhất từ 30KHz đến 60KHz, nhưng thường sử dụng khoảng 36KHz. Ánh sáng hồng ngoại truyền 36 lần/1s khi truyền mức 0 hay mức . Dùng tần số 36KHz để truyền tín hiệu hồng ngoại thì dễ, nhưng khó thu và giải mã phải sử dụng bộ lọc để tín hiệu ngõ ra là xung vuông, nếu ngõ ra có xung nghĩa là đã nhận được tín hiệu ở ngõ vào. 1.2.1. Phần phát: a.Sơ đồ khối: Hình 1.2.1.Sơ đồ khối mạch phần phát hồng ngoại. b. Giải thích: Khối chọn chức năng và khối mã hóa: Khi người sử dụng bấm vào các phím chức năng để phát lệnh yêu cầu của mình, mổĩ phím chức năng tương ứng với một số thập phân. Mạch mã hóa sẽ chuyển đổi thành mã nhị phân tương ứng dưới dạng mã lệnh tín hiệu số gồm các bít 0 và 1. Số bit trong mã lệnh nhị phân có thể là 4 bit hay 8 bit… tùy theo số lượng các phím chức năng nhiều hay ít. Khối dao động có điều kiện: Khi nhấn 1 phím chức năng thì dồng thời khởi động mạch dao động tạo xung đồng hồ, tần số xung đồng hồ xác định thời gian chuẩn của mỗi bit. Khối chốt dữ liệu và khối chuyển đổi song song ra nối tiếp: Mã nhị phân tại mạch mã hóa sẽ được chốt để đưa vào mạch chuyển đổi dữ liệu song song ra nối tiếp. Mạch chuyển đổi dữ liệu song song ra nối tiếp được điều khiển bởi xung đồng hồ và mạch định thời nhằm đảm bảo kết thúc đúng lúc việc chuyển đổi đủ số bit của một mã lệnh. Khối điều chế và phát FM: mã lệnh dưới dạng nối tiếp sẽ được đưa qua mạch điều chế và phát FM để ghép mã lệnh vào sóng mang có tần số 38Khz đến 100Khz, nhờ sóng mang cao tần tín hiệu được truyền đi xa hơn, nghĩa là tăng cự ly phát. Khối thiết bị phát : là một LED hồng ngoại. Khi mã lệnh có giá trị bit =’1’ thì LED phát hồng ngoại trong khoảng thời gian T của bit đó. Khi mã lệnh có giá trị bit=’0’ thì LED không sáng. Do đó bên thu không nhận được tín hiệu xem như bit = ‘0’ . 1.2.2. Phần thu: a. Sơ đồ khối: Hình 1.2.2.Sơ đồ khối mạch phần thu hồng ngoại. b. Giải thích: Khối thiết bị thu: Tia hồng ngoại từ phần phát được tiếp nhận bởi LED thu hồng ngoại hay các linh kiện quang khác. Khối khuếch đại và Tách sóng: trước tiên khuếch đại tính hiệu nhận rồi đưa qua mạch tách sóng nhằm triệt tiêu sóng mang và tách lấy dữ liệu cần thiết là mã lệnh. Khối chuyển đổi nối tiếp sang song song và Khối giải mã: mã lệnh được đưa vào mạch chuyển đổi nối tiếp sang song song và đưa tiếp qua khối giải mã ra thành số thập phân tương ứng dưới dạng một xung kích tại ngõ ra tương ứng để kích mở mạch điều khiển. Tần số sóng mang còn được dùng để so pha với tần số dao động bên phần thu giúp cho mạch thu phát hoạt động đồng bộ, đảm bảo cho mạch tách sóng và mạch chuyển đổi nối tiếp sang song song hoạt động chính xác. 1.3. CẤU TẠO LINH KIỆN. 1.3.1. Tổng quan IC LOGIC CMOS : a. Khái niệm : CMOS được viết tắt từ Complementary –Metal-Oxide-Silicon . Đầu tiên,CMOS được nghiên cứu để sử dụng trong kỹ thuật hàng không vũ trụ . Với các đặc tính như không bị lệ thuộc vào lưới điện,miễn nhiễu … Ngày nay CMOS được sử dụng rộng rãi trong điện tử công nghiệp,điện tử y khoa,kỹ thuật xe hơi và kỹ thuật máy tính điện tử . b. Một số đặc tính quan trọng : * Điện áp : CMOS có thể hoạt động từ 3V đến 15V . Tuy nhiên với điện áp nhỏ hơn 4.5V thời gian trễ sẽ gia tăng (vận tốc làm việc chậm lại ), tổng trở ra cũng lớn hơn và đồng thời tính chống nhiễu sẽ giảm. Tuy nhiên,với điện áp lớn 15V thì cũng có những bất lợi : + Công suất tiêu tán lúc CMOS hoạt động tăng cao . + Với những xung nhiễu từ nguồn vượt quá điện áp đánh thủng (20V),tạo ra hiệu ứng SCR-latch_up và làm hỏng IC nếu dòng không được hạn chế từ bên ngoài . Nếu dùng đện áp lớn 15V thì cần phải có điện trở hạn dòng . * Thời gian trễ : Điện áp cao thì CMOS hoạt động càng nhanh . Thời gian trễ gia tăng với nhiệt độ và tải điện dung . * Tính miễn nhiễu : CMOS chống nhiễu rất tốt,thường là 45% điện áp cấp: 2.25V với điện áp 5V ; 4.5V với điện áp 10V . Thời gian trễ CMOS đóng vai trò như là một bộ lọc nhiễu . Xung 10ns biến mất sau một chuỗi các cổng CMOS. Vì tính chất đặc biệt này, CMOS được dung thiết kế các mạch điện của các thiết bị công nghiệp phải hoạt động động trong môi trường đầy nhiễu điện và điện từ. Với điện áp cấp +5V,CMOS vẫn làm việc bình thường với sự mất ổn định của điện áp cấp hay điện áp nhiễu đến 1V. * Giao tiếp với Họ TTL : Với điện áp 5V CMOS giao tiếp thẳng với TTL. Tổng trở vào của CMOS rất lớn,TTL có thể tải vô số cổng CMOS mà không làm mất Fan Out ở trạng thái LOW. 1.3.2. PT 2248: *Tổng quan : - Đây là một bộ truyền phát tia hồng ngoại ứng dụng bởi công nghệ CMOS. PT 2248 kết hợp với PT 2249 tạo ra 10 chức năng. Với cách tổ hợp như vậy có thể dùng cho nhiều loại thiết bị từ xa. * Đặc tính : + Được sản xuất theo công nghệ CMOS. + Tiêu thụ công suất thấp. + Vùng điện áp hoạt động từ 2.2V-5V. + Sử dụng được nhiều phím. + Ít thành phần ngoài. * Ứng dụng : Bộ phát hồng ngoại dung trong các thiết bị điện tử như: Television, Video Cassette Recoder. * Sơ đồ và chức năng các chân của IC : Hình 1.3.1.Sơ đồ của IC PT 2248. - Chức năng các chân của IC : + Chân 1 (Vss): là chân mass được nối với cực âm của nguồn điện. + Chân 2 và 3: là hai đầu để nối với thạch anh bên ngoài cho bộ tạo dao động ở bên trong IC. + Chân 4 – 9 (K1 - K6): là đầu của tín hiệu bàn phím kiểu ma trận, các chân từ K1 đến K6 kết hợp với các chân 10 đến 12 (T1 – T3) để tạo thành ma trận 18 phím. + Chân 13 ( CODE ): là chân mã số dùng để kết hợp với các chân T1 – T2 để tạo ra tổ hợp mã hệ thống giữa phần phát và phần thu. + Chân 14 (TEST): là chân dùng để kiểm tra mã của phần phát, bình thường khi không sử dụng có thể bỏ trống. + Chân 15 ( TXout): là đầu ra của tín hiệu đã được điều chế FM. + Chân 16 ( Vcc): là chân cấp nguồn dương. * Sơ đồ chức năng của PT 2248: Hình 1.3.2.Sơ đồ chức năng của PT 2248. - Giải thích sơ đồ khối : Bộ tạo dao động và bộ phân tần: Để có thể phát được đi xa, ta phần có một xung có tần số 38Khz ở nơi nhận nhưng trên thị trường khó tìm được thạch anh đúng tần số nên ta chọn tần số của thạch anh là 455Khz cho bộ tạo dao động. Sau đó tần số sẽ được đưa qua bộ phân tần để chia nó ra thành 12 lần. Mạch điện phím vào: Có tổng cộng 18 phím được nối tới các chân K1 – K6 và mạch hoạt động thời gian T1 – T3 để tạo ra bàn phím ma trận (6*3). Hình 1.3.3.Mạch điện phím vào. - Phím 1 – 6: là những phím cho ra tín hiệu liên tục khi ấn giữ. - Phím 7 – 18: là những phím cho ra những tín hiệu không liên tục. Tín hiệu sẽ bị mất ngay khi nhấn vào cho dù có giữ phím. * Mạch hoạt động tín hiệu thời gian - Mạch phát sinh tín hiệu: - Lệnh truyền: gồm một từ lệnh được tạo bởi 3 bit mã người dùng, 1 bit mã liên tục, 2 bit mã không liên tục và 6 bit mã ngõ vào. Vậy, nó có 12 bit mã. Trong đó, 3 bit mã người dùng được tạo như sau: + Dữ liệu của 3 bit mã T1, T2, T3 sẽ là “1” nếu 1 diode được nối giữa chân CODE và chân Tn (n = 1-3); và là “0” khi không nối diode. + Vì IC thu PT 2249, chỉ có 2 bit mã (CODE 2, CODE 3), nên chân T1 của PT 2248 sẽ luôn ở mức “1”. + C1,C2,C3 : mã người dùng . + H : mã tín hiệu liên tục. + S1,S2 : mã tín hiệu không liên tục. + D1- D6 : mã ngõ vào. * Dạng sóng truyền : - Thời gian của bit “a” phụ thuộc vào tần số dao động và được tính bởi công thức: * Tín hiệu không liên tục : - Khi nhấn bất kỳ 1 phím không liên tục, tín hiệu không liên tục chỉ truyền 2 từ lệnh đến ngõ ra. * Tín hiệu liên tục : - Khi nhấn bất kỳ một phím liên tục , tín hiệu liên tục sẽ lặp lại chu kỳ sau khi truyền 2 từ lệnh và thời gian dừng cho đến khi phím không được nhấn nữa. * Bảng các tham số cực hạn : * Bảng các tham số chủ yếu : 1.3.3. PT 2249: *Tổng quan : - PT 2249 cũng được chế tạo bởi công nghệ CMOS. Nó có thể điều khiển tối đa 10 thiết bị. * Đặc tính : + Tiêu tán công suất thấp. + Khả năng chống nhiễu rất cao. + Nhận được đồng thời 5 chức năng từ IC phát PT2248. + Cung cấp bộ tạo dao động RC. + Bộ lọc số và Bộ kiểm tra mã ngăn ngừa sự tác động từ những nguồn sáng khác nhau như đèn PL . Do đó không ảnh hưởng đến độ nhạy của mắt thu. * Ứng dụng : Bộ phát hồng ngoại dung trong các thiết bị điện tử như: Television, Video Cassette Recoder. * Sơ đồ và chức năng các chân của IC : Hình 1.3.4.Sơ đồ của IC PT 2249. - Chức năng các chân của IC : + Chân 1 (Vss): là chân mass được nối với cực âm của nguồn điện. + Chân 2 (R) : là đầu vào tín hiệu thu. + Các chân 3 – 7 (H1 - H5) : là đầu ra tín hiệu liên tục. Chỉ cần thu được tín hiệu tương ứng với đầu ra nào thì đầu ra đó sẽ luôn duy trì ở mức logic “1”. + Các chân 8 – 12 (S5 – S1): là đầu ra tín hiệu không liên tục. Chỉ cần thu được tín hiệu tương ứng với đầu ra nào thì đầu ra đó sẽ duy trì ở mức logic “1” trong khoảng thời gian là 107ms. + Chân 13 và 14 (CODE 2 và CODE 3): để tạo ra các tổ hợp mã hệ thống giữa phần phát và phần thu. Mã số của hai chân này phải giống tổ hợp mã hệ thống của phần phát thì mới thu được tín hiệu. + Chân 15 (OSC): dùng để nối với tụ điện và điện trở bên ngoài tạo ra dao động cho mạch. + Chân 16 (Vcc): là chân được nối với cực dương của nguồn cung cấp. * Sơ đồ chức năng của PT 2249 : Hình 1.3.5.Sơ đồ chức năng của PT 2249. - Giải thích sơ đồ khối : Sau khi IC phát PT2248 phát tín hiệu (2 chu kỳ) đi, tín hiệu sẽ được mắt thu tiếp nhận rồi đưa nó đến chân RXin. Chân RXin có nhiệm vụ sẽ chỉnh lại dạng sóng của tín hiệu cho chuẩn. Sau đó, tín hiệu được đưa tới bộ lọc số. Bộ lọc số có nhiệm vụ lọc lấy các dữ liệu rồi đưa đến thanh ghi. Dữ liệu đầu tiên được lưu vào thanh ghi 12 bit. Tiếp đến, dữ liệu thứ hai sẽ được nạp vào thanh ghi. Dữ liệu đầu tiên sẽ được đưa qua bộ đệm ngõ ra nếu mã của nó khớp với mã của phần phát. Trường hợp , mã của dữ liệu không khớp với mã của phần phát thì quá trình sẽ được lặp lại. Khi các dữ liệu nhận đã được thông qua, ngõ ra sẽ chuyển từ mức thấp lên mức cao. * Tổ hợp mã hệ thống giữa IC phát PT 2248 và IC thu PT 2249 : - Vì PT 2249 không có chân C1 nên chân C1 của PT 2248 mặc nhiên ở mức logic “1”. Qua bảng mã hệ thống, ta thấy rằng tổ hợp mã của các chân C2 và C3 của hai IC phải giống nhau, đó là mã hệ thống. Trong các tổ hợp mã, không có tổ hợp C2=C3=0. - Các chân C2 và C3 sẽ ở mức logic “1” nếu một tụ giữa chân Cn(n=2,3) và mass. Ngược lại, các chân C2 và C3 sẽ ở mức logic “0” nếu nối xuống mass. * Bảng đối ứng quan hệ phím / mã giữa IC thu PT 2248 và IC phát PT 2249: * Bảng các tham số chủ yếu: 1.3.4. Module hay LED thu tín hiệu hồng ngoại PIC 1018SCL. - PIC 1018SCL là IC thu tín hiệu hồng ngoại với những ưu điểm sau: + Là IC có Kích thước nhỏ. + Phạm vi thu nhận tín hiệu xa (+,- 45 độ) + Khả năng chống nhiễu tốt. * Sơ đồ khối của PIC 1018SCL. Hình 1.3.6.Sơ đồ khối của PIC 1018SCL. - Giải thích sơ đồ khối: + Tín hiệu hồng ngoại từ nguồn phát qua bộ truyền đến mạch thu được led hồng ngoại nhận rồi đưa qua ba tầng khuếch đại. Sau đó tín hiệu này được qua mạch lọc băng thông (Band Pass Filter) để chọn dãy băng thông thích hợp,ở ngõ ra tín hiệu này dược qua mạch khuếch đại (AGC) để tăng độ khuếch đại nếu cần thiết. Xung này được qua mạch so sánh và phân tích truớc khi vào mạch Schmitt Trigger. Mạch Schmitt Trigger là mạch so sánh có phản hồi như hình sau: Hình 1.3.7.Sơ đồ mạch Schmitt Trigger. + Lúc này do Vin so sánh với tín hiệu ngõ vào V+ là điện thế trên mạch phân áp R4 – R2, nên theo sự biến thiên giữa hai mức điện áp của Vout , mạch Schimitt Trigger cũng có hai ngưỡng so sánh là VH và VL. Hình 1.3.8.Sơ đồ 2 ngưỡng so sánh của mạch Schmitt Trigger. + Qua hình ta nhận thấy, mạch Schmitt Trigger là mạch so sánh Vin theo hai ngưỡng VH và VL. Khi điện áp Vin vượt qua VH thì giaù trị Vout là 0V và khi Vin thấp hơn VL thì Vout sẽ ở +Vcc (nghĩa là có sự đảo pha). + Nhiệm vụ chủ yếu của mạch Schmitt Trigger là đổi tín hiệu liên tục thành tín hiệu vuông với khả năng chống nhiễu cao. + Tín hiệu ngõ ra của mạch Schmitt Trigger qua mạch đảo sẽ cho tín hiệu ở ngõ của PIC 1018SCL là tín hiệu đảo. Hình 1.3.9.Tín hiệu ngõ ra của PIC 1018SCL. * Thông số kỹ thuật : - Nguồn cung cấp 2.5-5v thuờng chọn 5v. - Dòng tiêu thụ cực đại ngõ vào =0 ,Ic=1.5mA. - Tần số dao động F0=37.9KhZ. - Tín hiệu ngõ ra là tín hiệu đảo. - Mức cao ngõ ra VOH=VCC-0.5v. - Mức thấp ngõ ra VOL=0.2v. - Độ rộng xung =60us. - Hoạt động ở nhiệt độ từ-10->+60. 1.3.5. LED quang - LED phát tín hiệu hồng ngoại. - Ở quang trở, quang diode và quang transistor, năng lượng của ánh sáng chiếu vào chất bán dẫn và cấp năng lượng cho các điện tử vượt dãi cấm. Ngược blại khi một điện tử từ dãi dẫn điện rớt xuống dãi hoá trị thí sẽ phát ra một năng lượng E=h.f - Dải dẫn điện Dải hóa trị Dải cấm hf. Khi phân cực thuận một nối P-N, điện tử tự do từ vùng N xuyên qua vùng P và tái hợp với lỗ trống (về phương diện năng lượng ta nói các điện tử trong dãi dẫn điện – có năng lượng cao – rơi xuống dãi hoá trị - có năng lượng thấp – và kết hợp với lỗ trống), khi tái hợp thì sinh ra năng lượng. - Đối với diod Ge, Si thì năng lượng phát ra dưới dạng nhiệt. Nhưng đối với diot cấu tạo bằng GaAs (Gallium Arsenide) năng lượng phát ra là ánh sáng hồng ngoại (không thấy được) dùng trong các mạch báo động, điều khiển từ xa…). Với GaAsP (Gallium Arsenide phosphor) năng lượng phát ra là ánh sáng vàng hay đỏ. Với GaP (Gallium phosphor), năng lượng ánh sáng phát ra màu vàng hoặc xanh lá cây. Các Led phát ra ánh sáng thấy được dùng để làm đèn báo,trang trí… Phần ngoài của LED có một thấu kính để tập trung ánh sáng phát ra ngoài. Hình 1.3.10.Cấu hình LED phẳng GaAs. - Để có ánh sáng liên tục, người ta phân cực thuận LED. Tuỳ theo mức năng lượng giải phóng cao hay thấp mà bước sóng ánh sáng phát ra khác nhau sẽ quyết định màu sắc của LED. Thông thường, LED có điện thế phân cực thuận cao hơn điốt thông thường, trong khoảng 1,5 – 2,8V tuỳ theo màu sắc phát ra, màu đỏ: 1,4 – 1,8V, vàng: 2 – 2,5V, còn màu xanh lá cây: 2 – 2,8V, và dòng điện qua LED tối đa khoảng vài mA. 1.3.6. IC chia tần số hay IC đếm xung CD4017. CD4017 là dòng CMOS dùng đếm xung thập phân. Nó có thể đếm xung ở sườn d