MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG.......................................7
1.1. Công dụng hệ thống...........................................................................7
1.1.1 Hệ thống bôi trơn động cơ đốt trong:..............................................7
1.1.2 Hệ thống nhắc nhở thay dầu:..........................................................12
1.2. Cấu tạo mạch điều khiển nhắc nhở thay dầu động cơ.................17
1.2.1 Vi điều khiển Atmega 16:................................................................17
1.2.2 Màn hình LCD 16x2:.......................................................................21
1.2.3 Cảm biến tốc độ:..............................................................................29
1.2.4 Tụ điện:.............................................................................................34
1.3. Sơ đồ mạch và nguyên lí hoạt động của hệ thống.........................37
1.3.1 Sơ đồ mạch điện:..............................................................................37
1.3.2 Nguyên lí hoạt động hệ thống:........................................................37
CHƯƠNG 2: MÔ PHỎNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN NHẮC NHỞ THAY
DẦU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG...............................................................40
2.1. Giới thiệu phần mềm.......................................................................40
2.1.1 Phần mềm Proteus:..........................................................................40
2.1.2 Phần mềm CodeVisionAVR:..........................................................42
2.2. Tính tốn qng đường xe chạy sau cảm biến..............................44
2.3. Lập trình hệ thống nhắc nhở thay dầu động cơ đốt trong...........47
2.4. Kết quả mô phỏng............................................................................56
2.4.1 Mơ phỏng mạch trên Proteus.........................................................56
KẾT LUẬN

...........................................................................................58

Tính thực tế của chương trình mơ phỏng...............................................58


2
Kết luận......................................................................................................58

DANH MỤC THAM KHẢO....................................................................59


3

DANH MỤC HÌNH Ả
Hình 1. 1: Hệ thống bơi trơn động cơ....................................................................7
Hình 1. 2: Dầu nhờn bị đóng cặn bẩn..................................................................10
Hình 1. 3: Dầu nhờn nhiễm nước........................................................................11
Hình 1. 4: Bảng taplo..........................................................................................13
Hình 1. 5: AVR Atmega16..................................................................................18
Hình 1. 6: Atmega16 datasheet...........................................................................19
Hình 1. 7: Màn hình LCD 16x2..........................................................................21
Hình 1. 8: LCD 16x2 datasheet...........................................................................22
Hình 1. 9: Cảm biến tốc độ trên Audi R8............................................................29
Hình 1. 10: Cấu tạo cảm biến tốc độ...................................................................30
Hình 1. 11: Tín hiệu xung điện của cảm biến.....................................................31
Hình 1. 12: Encoder.............................................................................................33
Hình 1. 13: Cấu tạo tụ điện..................................................................................36
Hình 1. 14: Sơ đồ mạch báo nhắc nhở thay dầu...............................................37Y
Hình 2. 1: Giao diện phần mềm Proteus.............................................................41
Hình 2. 2: Giao diện phần mềm CodeVisionAVR..............................................43
Hình 2. 3: Cửa sổ CodewizardAVR....................................................................44
Hình 2. 4: Thống số lốp Audi R8 2016...............................................................45

DANH MỤC BẢN


4


Bảng 1. 1: Hệ số ma sát một số loại ổ trục............................................................9
Bảng 1. 2: Quy trình và mốc bảo dưỡng của xe..................................................16
Bảng 1. 3: Chức năng các chân của Atmega16...................................................20
Bảng 1. 4: Chức năng các chân của LCD............................................................24


5

LỜI NĨI ĐẦU
Ơ tơ là một phương tiện vận tải quan trọng của hệ thống giao thông đường
bộ. Trong hoạt động của cộng đồng, ô tổ được sử dụng hết sức đa dạng và linh
hoạt để chuyên chở người và hàng hóa với các khoảng cách khác nhau, trên
nhiều loại địa hình… Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế thế giới, ô
tô cũng được phát triển không ngừng để đáp ứng nhu cầu sử dụng ngày càng cao
của con người.
Qua quá trình học tập tại Khoa Công nghệ kĩ thuật ô tô - trường Đại học
công nghiệp Hà Nội, em và các bạn trong nhóm đã trang bị cho mình các kiến
thức về cấu tạo, ngyên lí, kết cấu của ơ tơ và hồn thành Bài tập lớn môn Cơ
điện tử với đề tài “Ứng dụng vi điều khiển ATmega 16 mô phỏng mạch điều
khiển nhắc nhở thay dầu bôi trơn động cơ đốt trong trên các ơ tơ đời mới.”
Trong q trình hồn thành Bài tập lớn môn học chuyên ngành này mặc dù gặp
nhiều khó khăn nhưng nhóm em đã nhận được sự giúp đỡ của các bạn trong lớp
cùng sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo bộ mơn cũng như các thầy giáo trong
khoa. Qua đó rút ra cho mình nhiều kinh nghiệm hơn, giúp chúng em củng cố
kiến thức đã học và tích lũy thêm kiến thức mới, nâng cao trình độ chuyên môn.
Quan trọng hơn, em và các bạn trong nhóm đã dần hình thành cho mình phương
pháp học tập, nghiên cứu mới và có ý thức hơn cho nghề nghiệp của mình trong
tương lai.
Trong quá trình vận dụng và làm Bài tập lớn sẽ khơng tránh khỏi những
thiếu sót, vì vậy nhóm em rất mong sự xem xét, giúp đỡ chỉ bảo của các thầy để

bài làm của chúng em được hoàn thiện hơn.


6

CHƯƠNG 1:
1.1.

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG

Công dụng hệ thống
1.1.1

Hệ thống bơi trơn động cơ đốt trong

Trong động cơ có nhiều cặp chi tiết có chuyển động tương đối với nhau
trong quá trình làm việc như piston- xylanh, sec măng- xylanh, trục- bạc gây ma
sát giữa các bề mặt tiếp xúc. Hiện tượng ma sát này làm cản trở chuyển động
của các chi tiết, gây tổn hao công suất của động cơ, sinh nhiệt và làm mài mòn
bề mặt chi tiết. Mức độ ma sát và mài món phụ thuộc vào đặc điểm của các bề
mặt và lớp dầu giữa hai bề mặt tiếp xúc. Nếu hai bề mặt chi tiết cọ xát trực tiếp
với nhau (ma sát khơ) thì tổn thất cơng xuất động cơ và mài mịn sẽ rất lớn, dẫn
đến phá hủy chi tiết rất nhanh, còn nếu duy trì được lớp dầu nằm trung gian giữa
hai bề mặt (ma sát ướt) thì sự mài món và tổn thấy cơng suất sẽ giảm đáng kể.
[1]

Hình 1. 1: Hệ thống bôi trơn động cơ
 Bôi trơn các bề mặt ma sát, làm giảm tổn thất ma sát:
Hệ thống bôi trơn của các loại động cơ đốt trong đều dùng dầu nhờn đệm



7
vào giữa các bề mặt chuyển động tương đối với nhau, nhằm mục đích ngăn cản
hoặc giảm bớt sự tiếp xúc trực tiếp giữa hai bề mặt ma sát. Tuỳ theo chất và
lượng của lớp dầu bôi trơn ma sát trượt được chia làm ba loại:
Ma sát khô: Xảy ra khi giữa hai bề mặt ma sát hồn tồn khơng có dầu
nhờn, các mặt ma sát tiếp xúc trực tiếp với nhau trong quá trình làm việc.
Ma sát ướt: Xảy ra khi giữa hai bề mặt ma sát ln có một lớp dầu nhờn
đóng vai trị trung gian làm lớp đệm, nên trong quá trình hoạt động các mặt ma
sát hồn tồn khơng trực tiếp tiếp xúc với nhau.
Ma sát nửa khô, nửa ướt: Xảy ra khi màng dầu nhờn ngăn cách bề mặt ma
sát bị phá hoại. Mặt ma sát tiếp xúc cục bộ ở những nơi màng dầu bị phá hoại.
Ma sát tới hạn: Là trạng thái ma sát trung gian giữa ma sát ướt và ma sát
khô. Khi xảy ra ma sát tới hạn, trên bề mặt ma sát tồn tại một lớp dầu nhờn,
nhưng lớp dầu này rất mỏng. Màng dầu này chịu tác dụng của lực phân tử của
bề mặt kim loại nên bám chặt trên bề mặt kim loại và mất đi khả nnăng di động.
Vì vậy, trong trường hợp này, lực ma sát quyết định bởi quá trình sản sinh do
kết quả của lực tương tác giữa bề mặt ma sát với màng dầu nhờn bám lên nó.
Hệ số ma sát:Tuỳ thuộc vào vị trí và điều kiện làm việc cụ thể của ổ trục
mà ta chọn vật liệu chế tạo ổ trục ứng với hệ số ma sát, hoăc ngược lại.
Hệ số ma sát của các loại vật liệu ổ trục trong điều kiện ma sát khô và ma
sát ướt:

Vật liệu ổ trục

Hệ số ma sát
Ma sát khô

Ma sát ướt


Gang với gang

0.15

0.07-0.12

Gang với đồng

0.15-0.2

0.07-0.15

Thép với thép

0.15

0.05-0.1

Thép với đồng

0.15

0.01-0.15


8

Thép với batit

0.25-0.28


0.05-0.1

Thép với nhôm

0.26

0.05-0.1

Bảng 1. 1: Hệ số ma sát một số loại ổ trục
 Làm mát ổ trục:

Sau một thời gian làm việc, công sinh ra từ quá trình cháy, do tổn thất ma
sát sẽ chuyển thành nhiệt năng. Chính nhiệt năng này làm cho nhiệt độ của ổ
trục tăng lên rất cao. Nếu khơng có dầu nhờn, các bề mặt ma sát nóng dần lên
quá nhiệt độ giới hạn cho phép, sẽ làm nóng chảy các hợp kim chống mài mịn,
bong tróc, cong vênh chi tiết. Dầu nhờn trong trường hợp này đóng vai trị làm
mát ổ trục, tản nhiệt do ma sát sinh ra khỏi ổ trục, đảm bảo nhiệt độ làm việc
bình thường của ổ trục trong động cơ. [1]
So với nước, tuy rằng dầu nhờn có nhiệt hố hơi khoảng 40÷70 Kcal/kg.
Trong khi đó nhiệt độ hoá hơi của nước là 590 Kcal/kg, khả năng dẫn nhiệt của
dầu nhờn cũng rất nhỏ: 0,0005 cal/oC.g.s, của nước là 0,0015 cal/oC.g.s. Nghĩa là
khả năng thu thoát nhiệt của dầu nhờn rất thấp so với nước. Thế nhưng, nước
không thể thay thế được chức năng của dầu nhờn, do cịn phụ thuộc vào một số
đặc tính lý hố khác. Vì lý do đó, để dầu nhờn phát huy được tác dụng làm mát
các mặt ma sát. Đòi hỏi bơm dầu nhờn của hệ thống bôi trơn phải cung cấp cho
các bề mặt ma sát một lượng dầu đủ lớn.
 Tẩy rửa bề mặt ma sát:

Khi hai chi tiết kim loại ma sát với nhau, các mặt kim loại sẽ sinh ra trên

các bề mặt ma sát, làm tăng mài mịn. Nhưng nhờ có lưu lượng dầu đi qua bề
mặt ma sát đó, các mặt kim loại và cặn bẩn ở trên bề mặt được dầu mang đi, làm
cho bề mặt sạch, giảm lượng mài mịn.
 Bao kín buồng máy:
Do có lớp dầu giữa thành xy lanh và piston, giữa xec măng và rãnh xec
măng nên giảm được sự lọt khí xuống cacte.


9
Ngồi ra dầu nhờn cịn có tác dụng như một lớp bảo về các chi tiết máy bị
ăn mịn hóa học.
 Tại sao phải thay đâu nhờn định kì cho động cơ:
Trong quá trình sử dụng, dầu nhớt sẽ bị biến chất do nhiệt (oxy hóa, nhiệt
phân), tạp nhiễm (bụi, nước, nhiên liệu) và lượng chất phụ gia trong dầu bị tiêu
hao trong quá trình vận hành.

Hình 1. 2: Dầu nhờn bị đóng cặn bẩn
 Dầu nhớt biến chất:

Tất cả dầu nhớt đều bị biến tính theo thời gian, do rất nhiều nguyên nhân
nhưng nguyên nhân chủ yếu nhất là do nhiệt tỏa xuống từ buồng đốt trong quá
trình động cơ làm việc. Nhiệt độ của dầu khi dính vào xecmăng ( ring, bạc..), khi
piston ở điểm chết trên có khi lên tới 360 độ. Khi hấp thụ nhiệt lượng quá lớn
tỏa xuống, dầu sẽ bị hiện tượng bay hơi. Nếu vẫn tiếp tục quá nhiệt dầu sẽ tới


10
điểm flashpoint - cháy.
Dầu ăn như dầu dừa, cọ... chưa tới 200 độ đã cháy rồi. Nhưng dầu nhờn
dùng cho động cơ được pha những phụ gia rất đặc biệt để làm tăng nhiệt độ

flashpoint lên. Cũng những phụ gia mà bí quyết mỗi hãng pha vào cịn làm cho
dầu ít bị loãng khi gặp nhiệt độ cao nữa. Tuy nhiên, những đặc tính này sẽ bị
giảm dần. Nhanh hay chậm thì lại tùy thuộc vào mỗi loại, mỗi hãng .
Lọt nước vào trong động cơ trong quá trình vận hành hay lúc thay dầu. Khi
nước vào trong dầu do phản ứng hóa học sẽ đẩy nhanh q trình ơ xi hóa của
dầu nhờn khiến dầu mất đi nhiều tính năng

Hình 1. 3: Dầu nhờn nhiễm nước
 Dầu nhờn nhiễm bẩn:
Muội carbon bám trên xi lanh bị xec măng gạt xuống, mạt kim loại do các
chi tiết máy ma sát với nhau, hoặc do các lá bố chà lên đĩa bố (xe số). Tất cả
những nguyên nhân trên đều làm giảm đi khả năng bôi trơn và giải nhiệt của
dầu. Khi mất đi khả năng bôi trơn, các chi tiết máy ma sát lên nhau với lực rất
lớn dẫn tới bị mịn nhanh chóng và sinh nhiệt q nhiều. Trường hợp nặng xe sẽ
không thể khởi động được nữa và các bạn sẽ tốn kha khá chi phí để sửa chữa.
Do đó, sử dụng một thời gian, dầu bơi trơn sẽ khơng cịn đảm bảo tính năng
bơi trơn và bảo vệ động cơ, do đó cần phải xả bỏ dầu nhớt cũ và thay dầu bôi


11
trơn mới sau một khoảng thời gian sử dụng nhất định. Thời gian thay dầu
nhớt định kỳ thường được nhà sản xuất xe khuyến cáo theo thời gian hoặc theo
số km vận hành cụ thể. Để đảm bảo hiệu quả, sau một thời gian dài hoạt động,
tùy theo loại xe và hãng sẽ có khuyến cáo thay dầu định kỳ, ví dụ mỗi 5.000 km.
Nếu tài xế khơng để ý thay dầu, độ đặc càng ngày càng tăng lên, đến một
thời điểm do đặc nặng quá, dầu nhớt lại trở thành lực cản khiến các chi tiết trong
động cơ không thể chuyển động, gây ra tình trạng hay gọi là bó máy.
1.1.2

Hệ thống nhắc nhở thay dầu


Hệ thống nhắc nhở thay dầu là một hệ thống rất quan trọng trong xe ô tô.
Nhờ các cảm biến trên xe như: cảm biến số vòng quay bánh xe, số vòng quay
trục bánh xe, … sẽ đưa ra các cảnh báo nhắc nhở người lái xe thay dầu với hai
mức cảnh bảo là: màu vàng (nhắc nhở) và màu đỏ (cảnh báo).[2]
 Cấu tạo
ECU điều khiển: có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ cảm biến vòng quay bánh xe
hoặc số vòng quay trục bánh xe để tổng hợp, tính tốn đưa ra số liệu để đưa ra
tín hiêu bật đèn cảnh báo hay nhắc nhở.
Cảm biến: dựa vào tín hiệu xung gắn trên bánh xe hoặc trục bánh xe để
đếm số xung rồi gửi cho ECU để phân tích và tính tốn.
Đèn cảnh báo: được trang bị trên tablo của mỗi xe, có nhiệm vụ hiển thị
mức cảnh báo từ ECU.
+ Đèn màu vàng: Đèn sáng lên để báo trước cho người lái xe biết là sắp
đến định kì thay dầu tiếp theo (thường theo các hãng sẽ để báo trước 2000 km so
với mốc km thay dầu định kì)
+ Đèn màu đỏ: Đèn sáng lên khi xe di chuyển quãng đường chạm hoặc
vượt qua quãng đường định kì thay dầu của xe (Dựa vào bảng quy trình và mốc
bảo dưỡng của xe).


12

Hình 1. 4: Bảng taplo
 Vậy khi nào đèn cảnh báo thay dầu lại sáng?
Khi bạn nổ máy mà đèn cảnh báo này sáng lên thì có nghĩa là xe của bạn
đang có vấn đề về dầu nhớt trong động cơ nhứ:
+ Cảnh báo dầu nhớt trong động cơ đã hết
+ Áp lực dầu nhớt trong động cơ yếu
+ Và do hỏng một số cảm biến hoặc bộ phận liên quan đến hệ thông nhắc

nhở thay dầu này như: cảm biến, van giảm áp, bơm dầu,..
 Cách xử lí khi thấy đèn sáng:
Khi đèn báo nhớt sáng lên thi điều chúng ta nên làm dừng việc định di
chuyển bằng xe và dùng que thăm dầu để kiểm tra mức dầu trong động cơ:
+ Nếu mức dầu thấp hoặc hết, đơn giản là chúng ta chỉ cần đưa xe đi thay


13
dầu là được (sau khi thay dầu phải Resest lại hệ thống bằng cách ấn các nút điều
khiển trên xe hoặc dùng máy chẩn đốn để xóa lỗi).
+ Nếu mức dầu trong động cơ của xe vẫn còn đủ để sử dụng được thì việc
bạn cần làm là liên hệ tới garage hoặc hãng để được tư vấn vì điều này là do một
số bộ phận liên quan đến hệ thống nhắc nhở thay dầu bị lỗi hoặc hỏng.
 Tại sao lại trang bị hệ thống nhắc nhở thay dầu:
Thứ nhất là do việc người lái xe hay quên việc thay dầu định kì. Khơng nhớ
số km mình đã đi để thay dầu đúng lúc. Trường hợp này đa số dành cho những
người bận công việc không quan tâm đến việc chăm sóc sâu cho xe đặc biệt là
những vẫn đề về động cơ của xe, trong đó có việc thay dầu định kì.
Thứ hai, hệ thống này sinh ra là để nhắc nhở những người khơng có kiến
thức trong việc thay dầu định kì, nhất là chị em phụ nữ.
Thứ ba, giúp bạn kiểm sốt được định kì thay dầu của xe, vì khi xe hoạt
động càng lâu thì định kì thay dầu sẽ thay đổi vậy nên việc thường xuyên quan
tâm cải tiến đến hệ thống nhắc nhở thay dầu sẽ giúp chúng ta thay đổi được định
kì thay dầu của xe nhờ chức năng Reset số liệu của hệ thống này.
Thứ tư, hệ thống sẽ giúp các đỡ thợ sửa chữa trong việc bảo trì hệ thống
nhắc nhở thay dầu: kiểm tra các bộ phận liên qua đến hệ thống, thay đổi sơ
qng đường định kì thay dầu.
 Chu kì báo thay dầu:
Theo chu kỳ thơng thường, cứ 10.000km xe cần bảo dưỡng định kỳ cấp 1
một lần. Sau 20.000km sẽ cần bảo dưỡng định kỳ cấp 2. Và cứ sau 40.000km sẽ

bảo dưỡng định kỳ cấp cao nhất, với khá nhiều hạng mục cần thay thế ngoài dầu
máy và lọc dầu như các lần bảo dưỡng trước đó. Sau 100.000km, quy trình và
mốc bảo dưỡng lại quay trở về mốc ban đầu.


14

Cấp bảo dưỡng

Mốc km

Hạng mục bảo dưỡng chủ yếu

Đầu tiên

1.000km

Thay dầu máy

10.000km
30.000km
Cấp độ 1

50.000km

Thay dầu máy và lọc dầu

70.000km
90.000km
20.000km

Cấp độ 2

60.000km

Thay dầu máy, lọc dầu, lọc nhiên liệu, lọc gió

100.000k

điều hòa

m
Thay dầu máy, lọc dầu máy, dầu trợ lực, dầu
Cấp độ 3

40.000km

phanh, lọc gió động cơ, lọc gió điều hịa. Riêng

80.000km

cấp 80.000km có thêm hạng mục thay nước
làm mát

Bảng 1. 2: Quy trình và mốc bảo dưỡng của xe
Trên các xe đời mới ngày nay, đèn cảnh báo áp suất dầu ngày cảng được cải tiến
giúp chúng ta có thể thay và kiểm tra dầu nhớt hợp lí, theo đúng định kì.


15


1.2.

Cấu tạo mạch điều khiển nhắc nhở thay dầu động cơ
1.2.1

Vi điều khiển Atmega 16

AVR Atmega16 là một họ vi điều khiển do hãng Atmel sản xuất (Atmel
cũng là nhà sản xuất dịng vi điều khiển 89C51 mà có thể bạn đã từng nghe đến).
AVR là chip vi điều khiển 8 bits với cấu trúc tập lệnh đơn giản hóa-RISC
(Reduced Instruction Set Computer), một kiểu cấu trúc đang thể hiện ưu thế
trong các bộ xử lí. [2]
Vi điều khiển Atmega 16 hiệu suất cao, công suất thấp Atmel 8-bit AVR
RISC dựa trên kết hợp 16KB bộ nhớ flash có thể lập trình, 1KB SRAM, 512B
EEPROM, một 10-bit A / D chuyển đổi 8-kênh, và một giao diện JTAG cho onchip gỡ lỗi. Thiết bị hỗ trợ thông lượng của 16 MIPS ở 16 MHz và hoạt động
giữa 4,5-5,5 volt.
Vi điều khiển ở đây được sử dụng để tính tốn thời gian mở các transistor
theo góc quay của động cơ encoder.

Hình 1. 5: AVR Atmega16


16
 Ưu điểm Atmega 16:
Tốc độ xử lí cao, tiêu thụ điện năng thấp.
Kiến trúc 131 tập lệnh thực thi hầu hết trong một chu kỳ xung clock.
32x8 thanh ghi đa dụng.
Đạt tốc độ tối đa 16MIPS ở 16MHz.
Dung lượng bộ nhớ lớn: 16KB Flash, 512 EEPROM, 1KB internal SRAM.
Khả năng ghi và xóa có thể đạt đến 10.000 lần, lưu trữ trong thời gian dài trên

20 năm/85oC – 100 năm/25 oC.
Giao tiếp chuẩn JIAG hỗ trợ debug, Lock, Fuse bit.
Chứa 2 bộ time 8 bit, 1 bộ timer 16 bit.
4 kênh PWM.
8 kênh ADC 10 bit.
32 port xuất nhập.
Hỗ trợ giao tiếp I2C, USART, SPI.
Hoạt động tốt ở hiệu điện thế 4.5- 5.5V.
 Các chân chức năng:

Hình 1. 6: Atmega16 datasheet


17

Chân

Ký hiệu

Chức năng

1-8

PB0-7

Cổng nhập xuất dữ liệu song song B (PORTB0) nó có
thể được sử dụng các chức năng đặc biệt khác thay vì
nhập xuất dữ liệu.

9


RESET

Để đưa chip về trạng thái ban đầu.

10

VCC

Cấp nguồn nuôi cho vi điều khiển.

11, 31

GND

Hai chân này được nối với nhau và nối đất.

12, 13

XTAL2,
XTAL1

14-21

PD0-7

Cổng nhập dữ liệu song song D (PORTD) nó có thể
được dùng các chức năng đặc biệt thay vì nhập dữ liệu.

22-29


PC0-7

Cổng nhập xuất dữ liệu song song C (PORTC) nó có
thể được dùng các chức năng đặc biệt thay vì nhập dữ
liệu.

30

AVCC

Cấp điện áp so sánh cho bộ ADC.

32

AREF

Điện áp so sánh tín hiệu vào ADC.

PA7-0

Cổng vào ra dữ liệu song song A (PORTA) ngồi ra
cịn tích hợp bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín
hiệu số ADC (analog to digital converter).

33-40

Dùng để đưa xung nhịp từ bên ngoài vào chip.

Bảng 1. 3: Chức năng các chân của Atmega16


 Các Port xuất nhập:
Port A: bên cạnh là port xuất nhập thơng thường 8bit cịn được thiết kế cho
bộ ADC chuyển đổi tương tự số. Port A thiết kế điện trở nội treo lên ở mức cao.
Port B: Là port xuất nhập 8bit thông thường.
Port C: Là port xuất nhập thơng thường 8 bit. Bên cạnh đó port C cịn có
một số chân giao tiếp JTAG PC5-TDI, PC3-TMS, PC2-TCK.


18
Port D: Là port xuất nhập 8bit thơng thường.
1.2.2

Màn hình LCD 16x2

Hình 1. 7: Màn hình LCD 16x2

Trong hệ thống, màn hình đóng vai trị là cầu nối giao tiếp giữa người và
thế giới điện tử. Các loại màn hình phổ biến hiện nay là LCD, Oled, led,…trong
đó LCD được sử dụng rộng rãi do giá thành rẻ, dễ lập trình, bên cạnh đó việc
hiển thị các ký tự rất đa dạng, có thể làm hình động và hơn thế nữa. [2]


19
Màn hình LCD 16x2 là loại màn hình ký tự đơn sắc, hiển thị các chữ cái
ASCII với 2 dòng và 16 cột, hiển thị được 32 ký tự động thời. Màn hình có 16 ơ
mỗi 2 hàng, mỗi một ô có 40 pixel.
Khi sản xuất LCD, nhà sản xuất đã tích hợp chíp điều khiển (HD44780)
bên trong lớp vỏ và chỉ đưa các chân giao tiếp cần thiết.
Chíp HD44780 có 2 thanh ghi 8bit quan trọng:

Thanh ghi lệnh IR (Instructor Register) và thanh ghi dữ liệu DR (Data
Register) - Thanh ghi IR: Để điều khiển LCD, người dùng phải “ra lệnh” thông
qua tám đường bus DB0-DB7. Mỗi lệnh được nhà sản xuất LCD đánh địa chỉ rõ
ràng. Người dùng chỉ việc cung cấp địa chỉ lệnh bằng cách nạp vào thanh ghi
IR. Nghĩa là, khi ta nạp vào thanh ghi IR một chuỗi 8 bit, chíp HD44780 sẽ tra
bảng mã lệnh tại địa chỉ mà IR cung cấp và thực hiện lệnh đó.
Thanh ghi DR: Thanh ghi DR dùng để chứa dữ liệu 8bit để ghi vào vùng
RAM DDRAM hoặc CGRAM (ở chế độ ghi) hoặc dùng để chứa dữ liệu từ 2
vùng RAM này gửi ra cho MPU (ở chế độ đọc). Nghĩa là, khi MPU ghi thông
tin vào DR, mạch nội bên trong chíp sẽ tự động ghi thông tin này vào DDRAM
hoặc CGRAM. Hoặc khi thông tin về địa chỉ được ghi vào IR, dữ liệu ở địa chỉ
này trong vùng RAM nội của HD44780 sẽ được chuyển ra DR để truyền cho
MPU. => Bằng cách điều khiển chân RS và R/W chúng ta có thể chuyển qua lại
giữ 2 thanh ghi này khi giao tiếp với MPU. Bảng sau đây tóm tắt lại các thiết lập
đối với hai chân RS và R/W theo mục đích giao tiếp.[2]
 Các chân chức năng:


20

Hình 1. 8: LCD 16x2 datasheet

Chân

Ký hiệu

Chức năng

1


VSS

Chân nối đất cho LCD, khi thiết kế mạch ta nối chân
này với GND của mạch điều khiển.

2

VDD

Chân cấp nguồn cho LCD, khi thiết kế mạch ta nối
chân này với VCC=5V của mạch điều khiển.

3

VEE

Điều chỉnh độ tương phản của LCD.

RS

Chân chọn thanh ghi (Register select). Nối chân RS với
logic “0” (GND) hoặc logic “1” (VCC) để chọn thanh
ghi. + Logic “0”: Bus DB0-DB7 sẽ nối với thanh ghi
lệnh IR của LCD (ở chế độ “ghi” - write) hoặc nối với
bộ đếm địa chỉ của LCD (ở chế độ “đọc” - read) +
Logic “1”: Bus DB0-DB7 sẽ nối với thanh ghi dữ liệu
DR bên trong LCD.

5


R/S

Chân chọn chế độ đọc/ghi (Read/Write). Nối chân R/W
với logic “0” để LCD hoạt động ở chế độ ghi, hoặc nối
với logic “1” để LCD ở chế độ đọc.

6

E

4

Chân cho phép (Enable). Sau khi các tín hiệu được đặt
lên bus DB0-DB7, các lệnh chỉ được chấp nhận khi có
1 xung cho phép của chân E. + Ở chế độ ghi: Dữ liệu ở
bus sẽ được LCD chuyển vào(chấp nhận) thanh ghi bên