Đồ án mạch khóa số điện tử sử dụng PIC16F877A - Học viện Hàng không

Đồ án thiết kế và thi công mạch khóa số điện tử dùng PIC. Hướng dẫn chi tiết nguyên lý hoạt động, sơ đồ nguyên lý mạch và lập trình vi điều khiển.

• Tác giả: Phạm Bảo Giang
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Hữu Châu Minh
• Trường học: Học viện Hàng không Việt Nam
• Chuyên ngành: Điện tử viễn thông hàng không
• Đề tài: Thiết kế và thi công “Mạch khoá số điện tử sử dụng PIC”
• Loại tài liệu: Đồ án môn học
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về mạch khóa số điện tử PIC16F877A

Mạch khóa số điện tử PIC16F877A đại diện cho bước tiến quan trọng trong kỹ thuật bảo mật dân dụng và công nghiệp. Hệ thống hoạt động dựa trên cấu trúc vi điều khiển RISC hiệu năng cao với 40 chân tích hợp. Thiết bị thay thế hoàn toàn các loại khóa cơ học truyền thống dễ bị sao chép chìa. Người dùng thực hiện thao tác nhập mật mã thông qua bàn phím ma trận số. Tín hiệu đầu vào được vi điều khiển tiếp nhận, giải mã và đối chiếu với dữ liệu lưu trong bộ nhớ. Màn hình tinh thể lỏng hiển thị trực quan các hướng dẫn thao tác và trạng thái đóng mở cửa. Khi mật khẩu trùng khớp, vi điều khiển kích hoạt relay để mở chốt điện từ trong khoảng thời gian định sẵn. Cơ chế khóa tự động vận hành an toàn và tiết kiệm năng lượng. Toàn bộ thiết kế hướng đến sự tối giản phần cứng nhưng vẫn duy trì độ tin cậy vận hành liên tục. Mạch khóa đáp ứng tiêu chuẩn an toàn cho nhà thông minh và văn phòng hiện đại.

1.1. Cấu trúc phần cứng vi điều khiển PIC16F877A

Vi điều khiển PIC16F877A sở hữu bộ nhớ chương trình Flash 8K word và 368 byte RAM. Thiết bị tích hợp 256 byte bộ nhớ EEPROM cho phép lưu trữ mật khẩu vĩnh viễn ngay cả khi mất nguồn điện. Chip hoạt động ổn định ở dải tần số dao động thạch anh lên đến 20MHz. Ba mươi lăm chân I/O linh hoạt phân bổ thành năm cổng logic từ PORTA đến PORTE. Các cổng này đảm nhiệm truyền nhận dữ liệu với bàn phím ma trận 4x4 và module hiển thị LCD1602. Khối ngoại vi phong phú giúp giảm thiểu số lượng linh kiện phụ trợ gắn ngoài bo mạch.

1.2. Nguyên lý điều khiển và giao tiếp ngoại vi

Nguyên lý điều khiển trung tâm dựa trên thuật toán quét phím liên tục theo chu kỳ quét hàng và đọc cột. Khi người dùng nhấn phím, vi điều khiển phát hiện sự thay đổi mức logic trên các chân cổng PORTC. Giá trị phím bấm được đối sánh mã quét và hiển thị tức thời ký tự đại diện lên màn hình LCD. Màn hình LCD hoạt động ở chế độ 8-bit hoặc 4-bit thông qua các chân điều khiển RS, RW và Enable. Tín hiệu kích mở cửa được truyền qua transistor điều khiển cuộn hút relay 5V hoặc 12V. Hệ thống luôn duy trì trạng thái chờ tiết kiệm năng lượng.

II. Phân tích bảo mật của mạch khóa số điện tử PIC16F877A

Vấn đề an ninh trong các hệ thống khóa điện tử đòi hỏi khả năng phòng chống tấn công dò mã hiệu quả. Các phương thức tấn công vét cạn hoặc thử mật mã ngẫu nhiên có thể đe dọa trực tiếp đến an toàn tài sản. Nếu hệ thống không giới hạn số lần nhập sai, kẻ xâm nhập có thể giải mã thành công trong thời gian ngắn. Bên cạnh đó, việc mất điện đột ngột thường gây mất dữ liệu cài đặt trên các vi điều khiển không có bộ nhớ cố định. Xung nhiễu điện từ từ nguồn điện lưới hoặc tia lửa điện của cuộn hút relay cũng có thể làm treo chương trình điều khiển. Thiết kế mạch cần xử lý triệt để hiện tượng dội phím cơ học vốn gây ra lỗi nhận diện sai mã số khi thao tác nhanh. Sự phân tích kỹ lưỡng các rủi ro phần cứng và lỗ hổng thuật toán giúp củng cố kiến trúc bảo vệ toàn diện cho mạch khóa số điện tử PIC16F877A.

2.1. Nguy cơ tấn công dò mã và xâm nhập trái phép

Nguy cơ xâm nhập trái phép gia tăng khi các đối tượng xấu sử dụng kỹ thuật thử đúng sai trên bàn phím. Nếu không thiết lập bộ đếm cảnh báo sai số, chuỗi mã bảo mật sáu chữ số có thể bị rà soát liên tục. Tấn công vật lý vào đường dây dẫn relay để kích mở trực tiếp cũng là lỗ hổng cần quan tâm. Bên cạnh đó, việc mật khẩu hiển thị rõ ràng trên màn hình tinh thể lỏng dễ dẫn đến nguy cơ nhìn trộm. Hệ thống cần che giấu ký tự hiển thị bằng dấu hoa thị và khóa bàn phím tức thì khi phát hiện hành vi cố tình nhập sai liên tiếp.

2.2. Hạn chế phần cứng và hiện tượng dội phím

Hiện tượng dội phím cơ học sinh ra chuỗi xung nhiễu không mong muốn mỗi khi tiếp điểm kim loại đóng ngắt. Vi điều khiển có thể hiểu lầm một lần bấm thành nhiều ký tự trùng lặp nếu thiếu mạch chống dội. Vấn đề này làm sai lệch chuỗi mật mã nhập vào và gây ức chế cho người vận hành. Thêm vào đó, nguồn nuôi không ổn định gây sụt áp đột ngột khiến vi điều khiển bị reset ngoài ý muốn. Môi trường nhiệt độ và độ ẩm cao cũng ảnh hưởng đến tuổi thọ của bàn phím ma trận và linh kiện bán dẫn nếu không được thiết kế vỏ bảo vệ tiêu chuẩn.

III. Giải pháp thiết kế mạch khóa số điện tử PIC16F877A

Giải pháp kỹ thuật toàn diện kết hợp chặt chẽ giữa thiết kế mạch nguyên lý phần cứng và lập trình phần mềm nhúng bằng ngôn ngữ C. Mạch nguồn sử dụng IC ổn áp LM7805 cung cấp điện áp 5VDC ổn định cho toàn hệ thống vi điều khiển. Khối thuật toán phần mềm áp dụng giải pháp chống dội phím bằng trễ thời gian 20 mili-giây giúp nhận tín hiệu chính xác tuyệt đối. Thuật toán kiểm tra mật khẩu thiết lập cơ chế khóa hệ thống và kích hoạt còi hú báo động khi nhập sai quá ba lần liên tiếp. Dữ liệu mật mã mới được ghi trực tiếp vào bộ nhớ EEPROM nội của PIC16F877A để chống mất thông tin khi cắt nguồn điện. Khối hiển thị LCD1602 cung cấp giao diện trực quan cho phép người dùng đổi mật khẩu dễ dàng thông qua các phím chức năng chuyên biệt. Mạch điều khiển relay được cách ly bảo vệ bằng diode dập xung ngược 1N4007 tránh làm hư hỏng vi điều khiển.

3.1. Thiết kế sơ đồ nguyên lý và layout mạch in

Sơ đồ nguyên lý hoàn chỉnh được thiết kế và mô phỏng trên phần mềm Proteus trước khi thi công thực tế. Bo mạch in (PCB) phân chia thành ba khối chức năng gồm khối nguồn, khối điều khiển trung tâm và khối chấp hành. Mạch nguồn sử dụng tụ lọc 1000uF kết hợp 104 để triệt tiêu nhiễu cao tần. Transistor C1815 đóng vai trò công tắc điện tử điều khiển relay đóng mở chốt cửa. Đường mạch in được tính toán độ rộng chuẩn xác để chịu tải dòng điện cho chốt điện từ 12V. Mọi linh kiện được bố trí khoa học nhằm tối ưu hóa diện tích lắp đặt trong khung cửa.

3.2. Thuật toán điều khiển và lập trình lưu trữ EEPROM

Chương trình điều khiển nhúng được viết bằng trình biên dịch CCS C với cấu trúc hàm rõ ràng. Thuật toán kiểm tra mật khẩu so sánh mảng ký tự nhập vào từ bàn phím với dữ liệu đọc từ các ô nhớ EEPROM nội. Hàm ghi write_eeprom cho phép cập nhật mật mã sáu ký tự mới theo yêu cầu của người quản trị. Hệ thống tích hợp biến đếm alert để ghi nhận số lần nhập sai liên tục. Khi biến đếm chạm ngưỡng ba lần, chương trình lập tức kích hoạt cờ ngắt báo động và khóa nhận diện phím trong thời gian quy định nhằm triệt tiêu nguy cơ phá mã.

IV. Ứng dụng thực tế của mạch khóa số điện tử PIC16F877A

Mạch khóa số điện tử PIC16F877A khẳng định giá trị thực tiễn cao qua quá trình thi công và thử nghiệm hoạt động thực tế. Thiết bị vận hành ổn định, phản hồi phím nhanh và không gặp lỗi treo hệ thống trong môi trường phòng thí nghiệm. Việc tích hợp các tính năng cảnh báo sai mật mã và lưu trữ dữ liệu an toàn tạo nền tảng vững chắc cho các ứng dụng an ninh dân dụng. Hệ thống có khả năng triển khai linh hoạt tại cửa phòng làm việc, tủ tài liệu mật, két sắt gia đình và các khu vực hạn chế quyền truy cập. Chi phí sản xuất phần cứng thấp giúp tối ưu hóa ngân sách so với các giải pháp khóa sinh trắc học đắt tiền. Trong tương lai, mô hình có thể dễ dàng nâng cấp mở rộng bằng cách tích hợp thêm module RFID hoặc giao tiếp không dây IoT qua mạng Wi-Fi và Bluetooth.

4.1. Đánh giá hiệu năng và độ tin cậy thực tế

Kết quả thử nghiệm thực tế cho thấy mạch khóa phản hồi tín hiệu quét phím trong thời gian dưới 50 mili-giây. Màn hình LCD1602 hiển thị rõ ràng thông điệp hướng dẫn với độ tương phản tốt. Relay đóng ngắt chốt điện từ 12V dứt khoát, không gây hiện tượng tia lửa điện lan truyền sang khối vi điều khiển. Hệ thống ghi nhớ mật khẩu chính xác sau hơn một trăm lần kiểm tra ngắt nguồn điện đột ngột. Còi báo động hoạt động với âm lượng chuẩn xác ngay khi kích hoạt điều kiện nhập sai lần thứ ba, đảm bảo an toàn tuyệt đối.

4.2. Hướng phát triển và tích hợp hệ thống thông minh

Mạch khóa số có tiềm năng phát triển thành hệ thống kiểm soát ra vào đa lớp hiện đại. Cổng giao tiếp nối tiếp UART của PIC16F877A cho phép ghép nối thêm module nhận diện thẻ từ RFID RC522 hoặc cảm biến vân tay quang học. Việc kết nối với vi điều khiển ESP8266 giúp truyền dữ liệu nhật ký mở cửa lên máy chủ đám mây qua giao thức MQTT. Người quản trị có thể theo dõi lịch sử truy cập và nhận thông báo cảnh báo xâm nhập thời gian thực về điện thoại thông minh, tạo nên hệ sinh thái an ninh toàn diện.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong xu thế phát triển của khoa học kỹ thuật và tự động hóa, nhu cầu bảo vệ tài sản của các cá nhân, cơ quan, xí nghiệp và trường học ngày càng được chú trọng. Phương thức khóa truyền thống chủ yếu là các ổ khóa cơ khí với thanh kim loại chắn ngang. Tuy nhiên, loại khóa này tồn tại nhiều nhược điểm như tính bảo mật thấp, dễ dàng bị vô hiệu hóa bởi các công cụ bẻ khóa hoặc chìa khóa đa năng, đồng thời gây bất tiện cho người sử dụng khi phải mang theo nhiều chìa khóa và đối mặt với nguy cơ thất lạc.

Nhằm khắc phục các hạn chế trên, các dòng khóa số điện tử và khóa thông minh đã ra đời. Dù vậy, phần lớn các thiết bị khóa số thương mại trên thị trường hiện nay (như các sản phẩm của Samsung hay Việt-Tiệp) chủ yếu là hàng nhập khẩu hoặc khóa tay nắm có giá thành tương đối cao, gây khó khăn cho việc tiếp cận của đại đa số người dùng phổ thông. Trước thực tế đó, giải pháp thiết kế khóa số điện tử ứng dụng kỹ thuật vi điều khiển mang lại tiềm năng lớn về tính linh hoạt, khả năng bảo mật và tối ưu chi phí chế tạo.

Đồ án môn học "Thiết kế và thi công mạch khóa số điện tử sử dụng PIC" được thực hiện bởi sinh viên Phạm Bảo Giang, dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Hữu Châu Minh tại Khoa Điện tử Viễn thông Hàng không – Học viện Hàng không Việt Nam.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài bao gồm:

1. Thiết kế và chế tạo thiết bị có khả năng tự động điều khiển đóng/mở cửa thông qua relay khi người dùng nhập chính xác mật mã đã cài đặt trước.
2. Cung cấp tính năng cho phép người dùng thay đổi mật mã lưu trữ bất kỳ lúc nào trực tiếp trên hệ thống.
3. Tích hợp cơ chế bảo vệ, tự động phát tín hiệu báo động bằng còi và đèn khi phát hiện hành vi nhập sai mật mã liên tiếp quá 3 lần.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống khóa số điện tử ứng dụng vi điều khiển PIC16F877A kết hợp bàn phím ma trận, màn hình LCD và mạch công suất điều khiển động cơ.
• Phạm vi nghiên cứu: Mô hình thử nghiệm cửa đóng/mở tự động trong phòng thí nghiệm; thời gian thực hiện từ ngày 12/03/2020 đến ngày 15/05/2020.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp thiết kế

Hệ thống khóa số điện tử được xây dựng dựa trên nền tảng vi điều khiển họ 8-bit và các linh kiện bán dẫn thông dụng. Tác giả đã tổng hợp cơ sở lý thuyết về cấu trúc vi điều khiển, màn hình hiển thị, cơ chế tạo dao động và mạch giao tiếp ngoại vi để làm cơ sở tính toán và thiết kế.

1. Khung lý thuyết và phần cứng cốt lõi

• Vi điều khiển PIC16F877A: Là vi điều khiển 8-bit thuộc họ PIC16Fxxx của hãng Microchip, sở hữu tập lệnh rút gọn gồm 35 lệnh 14-bit. Khi hoạt động với thạch anh 20MHz, một chu kỳ lệnh của vi điều khiển kéo dài 200ns ($T_{instruction} = 4 \times T_{osc}$). Thiết bị có điện áp hoạt động từ 2V đến 5.5V, cung cấp 5 cổng vào/ra (PORT A đến PORT E) với 33 chân I/O. Cấu trúc bộ nhớ bao gồm 8K×14 bit bộ nhớ chương trình Flash (tương đương 8.192 lệnh, độ bền 100.000 lần ghi/xóa), 368×8 byte RAM dữ liệu chia thành 4 bank, và 256×8 byte bộ nhớ dữ liệu EEPROM (độ bền 1.000 lần ghi/xóa, khả năng lưu giữ dữ liệu trên 40 năm).
• Màn hình tinh thể lỏng LCD 16×2: Hoạt động ở mức điện áp ổn định 2.5V–5V, dòng tiêu thụ 350µA–600µA, nhiệt độ vận hành từ -30°C đến 75°C. LCD gồm 16 chân giao tiếp, điều khiển hiển thị 2 dòng (mỗi dòng 16 ký tự) thông qua hai thanh ghi nội: thanh ghi lệnh IR và thanh ghi dữ liệu DR, kiểm soát bởi các đường tín hiệu RS, R/W và E kết hợp bus dữ liệu D0–D7.
• Mạch tạo dao động thạch anh: Sử dụng thạch anh 20MHz kết hợp hai tụ gốm 33pF nối vào các chân OSC1/CLKI và OSC2/CLKO để cung cấp xung nhịp clock ổn định cho vi điều khiển.
• Mạng điện trở băng (trở thanh 10kΩ): Gồm 8 điện trở có chung một chân nguồn, đóng vai trò điện trở kéo lên (pull-up resistor) cho các chân cổng vào/ra của vi điều khiển, giúp định mức logic ổn định và tối ưu không gian bo mạch.
• IC điều khiển công suất L293D: Mạch tích hợp cầu H đôi 16 chân, hỗ trợ điện áp hoạt động lên đến 36V và dòng danh định cực đại 1.2A, được ứng dụng để đảo chiều quay của động cơ DC kéo chốt cửa.
• Khối nguồn IC 7805: IC ổn áp tuyến tính hạ mức điện áp từ nguồn Adapter 12VDC xuống nguồn +5VDC ổn định để nuôi toàn bộ mạch điều khiển và hiển thị.

STT	Tên linh kiện	Thông số kỹ thuật / Đặc điểm	Vai trò trong mạch
1	PIC16F877A	Vi điều khiển 40 chân, Flash 8K, EEPROM 256B	Khối xử lý trung tâm
2	LCD 16×2	Màn hình ký tự 16 cột × 2 hàng, chuẩn HD44780	Khối hiển thị thông tin
3	L293D	IC cầu H đôi, điện áp tối đa 36V, dòng 1.2A	Điều khiển đảo chiều động cơ
4	LM7805	IC ổn áp tuyến tính 5V	Khối nguồn ổn áp
5	Thạch anh	Tần số dao động 20MHz	Tạo xung nhịp hệ thống
6	Trở thanh 10kΩ	Dãy 8 điện trở chung một chân	Trở kéo lên cho bàn phím/cổng I/O
7	Bàn phím nút nhấn	Ma trận 16 phím (0–9 và 4 phím chức năng)	Khối giao tiếp người dùng
8	Relay 5VDC	Tiếp điểm NO-NC-COM	Đóng cắt mạch động cơ
9	Transistor C1815	Transistor NPN	Kích đóng ngắt Relay
10	Diode 1N4007	Dòng thuận 1A, bảo vệ chống xung ngược	Bảo vệ cuộn dây Relay
11	Còi báo chip 5V	Còi báo điện áp 5V	Khối cảnh báo âm thanh
12	Động cơ giảm tốc	Động cơ một chiều DC	Khối cơ khí chấp hành đóng/mở cửa

2. Phương pháp nghiên cứu và công cụ sử dụng

Tác giả áp dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm kỹ thuật, kết hợp mô phỏng phần mềm và gia công phần cứng:

• Phương pháp mô phỏng: Sử dụng phần mềm Proteus 8.8 (hãng Labcenter Electronics) để vẽ sơ đồ nguyên lý, kiểm tra logic kết nối linh kiện và chạy mô phỏng hoạt động toàn mạch trước khi triển khai thực tế.
• Phương pháp lập trình nhúng: Sử dụng trình biên dịch CCS C Compiler để phát triển mã nguồn bằng ngôn ngữ C, biên dịch ra file định dạng .hex để nạp vào bộ nhớ vi điều khiển.
• Phương pháp nạp mã: Sử dụng mạch nạp phần cứng PICkit 2 kết hợp đế nạp đa năng và phần mềm điều khiển PICkit 2 Programmer.
• Phương pháp chế tạo PCB: Ứng dụng kỹ thuật làm mạch in thủ công thông qua phương pháp phim cảm quang và ăn mòn hóa học.

---

Thiết kế và triển khai hệ thống

1. Kiến trúc phần cứng và sơ đồ khối

Hệ thống được tổ chức thành 6 khối chức năng chính:

• Khối nguồn: Tiếp nhận nguồn điện 12VDC từ Adapter ngoài, qua IC ổn áp LM7805 để cung cấp nguồn chuẩn +5VDC cho vi điều khiển, màn hình và các khối logic.
• Khối điều khiển trung tâm: Sử dụng PIC16F877A tiếp nhận dữ liệu từ bàn phím, điều hướng hiển thị lên LCD, đối soát chuỗi ký tự mật mã với giá trị trong EEPROM và gửi tín hiệu kích hoạt khối chấp hành.
• Khối giao tiếp (Bàn phím): Thiết kế dạng ma trận 16 phím kết nối với cổng PORT C. Khối gồm 10 phím số (0–9) và 4 phím chức năng (Mở, Khóa, Đổi mật khẩu, Xác nhận OK). Thuật toán quét phím hoạt động bằng cách lần lượt gán mức logic 0 cho các hàng và kiểm tra trạng thái mức logic 0 ở các cột tương ứng.
• Khối hiển thị: Màn hình LCD 16×2 kết nối với vi điều khiển qua cổng PORT B (bus truyền dữ liệu 8-bit D0–D7) và PORT D (các chân điều khiển: RD5 nối RS, RD6 nối RW, RD7 nối E).
• Khối chấp hành: Bao gồm Relay 5V kết hợp IC cầu H L293D điều khiển động cơ DC giảm tốc kéo chốt cửa. Khi mật khẩu hợp lệ, vi điều khiển xuất tín hiệu điều khiển qua chân RA0 kích relay đóng tiếp điểm, cấp nguồn cho động cơ quay thuận mở cửa trong khoảng thời gian trễ 2,4 giây (2400ms). Khi người dùng nhấn giữ nút đóng, động cơ quay ngược chiều để chốt khóa.
• Khối báo động: Sử dụng còi chip 5V và đèn LED kết nối qua các chân điều khiển RA1 (báo động) và RA2 (loa). Khi nhập sai mật mã 3 lần liên tiếp, hệ thống tự động khóa thao tác và kích hoạt còi kêu cùng đèn báo sáng liên tục.

2. Quy trình thi công mạch in (PCB)

Quá trình chế tạo bo mạch phần cứng được tác giả thực hiện thủ công qua 6 công đoạn:

1. Chuẩn bị và in layout: Hoàn thiện sơ đồ layout linh kiện và đường mạch trên Proteus, kiểm tra mô hình 3D mặt trước và mặt sau, sau đó xuất bản in sang file PDF và in ra giấy in mạch khổ A4.
2. Cắt và xử lý bề mặt phíp đồng: Cắt bo mạch đồng theo kích thước thiết kế, tẩy sạch bụi bẩn và dầu mỡ, khử lớp phủ cách điện trên bề mặt lá đồng.
3. Dán màng cảm quang và chụp UV: Dán lớp film cảm quang lên bề mặt đồng, đặt phim in mạch lên trên và tiến hành rọi đèn tia cực tím (UV) để chuyển hóa phần cảm quang cần giữ lại.
4. Hiện hình đường mạch: Rửa bo mạch qua dung dịch kiềm nhẹ Natri Cacbonat ($Na_2CO_3$) để loại bỏ phần cảm quang chưa bị chiếu xạ, làm lộ rõ các đường mạch đồng cần giữ.
5. Ăn mòn hóa học: Ngâm bo mạch vào dung dịch muối ngâm chuyên dụng để hòa tan toàn bộ phần đồng thừa, thu được đường mạch in hoàn chỉnh.
6. Khoan lỗ và hàn lắp: Tiến hành khoan các lỗ chân linh kiện bằng mũi khoan chuyên dụng, làm sạch bề mặt và hàn cố định các linh kiện điện tử theo sơ đồ layout.

3. Thuật toán điều khiển và phần mềm nhúng

Chương trình điều khiển được viết bằng ngôn ngữ C trên nền CCS C Compiler với các chương trình con chuyên biệt:

• write_PW(): Khởi tạo và ghi chuỗi mật khẩu mặc định gồm 6 ký tự [1, 1, 1, 1, 1, 1] vào các ô nhớ đầu tiên của EEPROM thông qua hàm write_eeprom().
• scan_keyPress(): Thuật toán quét bàn phím ma trận trên cổng PORT C, có chèn thời gian trễ chống dội phím (debounce 20ms) và phát âm bíp phản hồi qua loa ở mỗi lần nhấn phím.
• display_ok() và sub_main(): Xử lý chuỗi sự kiện khi mật khẩu chính xác; reset biến đếm lỗi alert = 0, hiển thị chuỗi ký tự "WELCOME!!!", kích mở relay cửa (door = 1) trong thời gian 2400ms rồi ngắt.
• display_error(): Tăng biến đếm sai mật mã alert++, xóa màn hình và hiển thị cảnh báo "NHAP SAI PW" trong 1500ms. Nếu alert == 3, hệ thống chuyển sang trạng thái kích hoạt còi và đèn báo (alarm = 1, loa = 1).
• old_pw(), new_pw(), confirm_pw(): Trình tự xử lý đổi mật mã. Hệ thống yêu cầu người dùng xác thực mật mã cũ, nếu khớp mới cho phép nhập mật mã mới 6 ký tự và lưu đè vào EEPROM.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Giới thiệu đề tài

Chương 1 trình bày tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ nhu cầu an ninh và hạn chế của khóa cơ khí truyền thống cũng như chi phí cao của các dòng khóa thông minh nhập khẩu. Tác giả xác định rõ mục tiêu chế tạo khóa số tự động đóng/mở cửa, cho phép đổi mật mã và có báo động chống đột nhập; đề xuất phương pháp nghiên cứu kết hợp vi điều khiển PIC16F877A, LCD, bàn phím và động cơ; đồng thời phác thảo kết cấu đồ án gồm 3 phần và 5 chương.

Chương 2. Cơ sở lý thuyết

Nội dung chương 2 đi sâu phân tích cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các linh kiện sử dụng trong đề tài. Trọng tâm là cấu trúc vi điều khiển PIC16F877A với sơ đồ 40 chân, bảng phân bổ chức năng chi tiết cho 5 cổng I/O, cấu trúc bộ nhớ chương trình Flash (8K) và bộ nhớ dữ liệu EEPROM (256 byte). Chương này cũng cung cấp đầy đủ thông số kỹ thuật, cấu tạo và chức năng chân của màn hình LCD 16×2, nguyên lý mạch dao động thạch anh, cấu trúc mạng điện trở băng và bảng danh mục chi tiết 17 loại linh kiện cấu thành hệ thống.

Chương 3. Sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động của mạch

Chương 3 phân tích nguyên lý hoạt động tổng thể của mạch thông qua sơ đồ khối liên kết giữa 6 khối chức năng: nguồn, điều khiển, hiển thị, giao tiếp, chấp hành và báo động. Tác giả thuyết minh chi tiết phương thức quét phím ma trận, cơ chế điều khiển relay kết hợp IC cầu H L293D để đảo chiều động cơ DC, cũng như lưu đồ xử lý tín hiệu khi người dùng thực hiện các tác vụ nhập mật mã mở cửa (độ dài 6 số), đóng cửa, thay đổi mật mã và quy trình kích hoạt còi báo động 5V khi sai mật mã quá 3 lần.

Chương 4. Thi công và kết quả

Chương 4 mô tả toàn bộ quá trình hiện thực hóa đồ án. Tác giả giới thiệu môi trường phát triển gồm phần mềm mô phỏng Proteus 8.8, trình biên dịch CCS C Compiler, quy trình xuất bản vẽ mạch layout 3D, quy trình 6 bước gia công bo mạch in PCB thủ công và phương pháp nạp firmware bằng mạch nạp PICkit 2. Kết quả kiểm thử thực nghiệm trên mô hình cửa thực tế được ghi nhận chi tiết qua các lần chạy thử, chỉ rõ sự cố hỏng linh kiện và phương án khắc phục thành công.

Chương 5. Kết luận và kiến nghị

Chương cuối cùng tổng kết mức độ hoàn thành của đồ án so với các mục tiêu kỹ thuật đề ra, khẳng định mạch phần cứng hoạt động ổn định và chính xác tương đương kết quả mô phỏng. Tác giả thẳng thắn đánh giá các ưu điểm về giá thành, tính kinh tế, điện áp hoạt động thấp và độ tin cậy của mật mã; đồng thời chỉ ra nhược điểm về kích thước bàn phím và tính chất tượng trưng của tải động cơ trên mô hình. Cuối cùng, chương đưa ra các kiến nghị nâng cấp về bộ tích điện dự phòng, pin năng lượng mặt trời và module cảnh báo qua mạng viễn thông di động.

---

Kết quả và đóng góp

1. Kết quả thực nghiệm và kiểm thử

Mô hình thực tế của "Mạch khóa số điện tử sử dụng PIC" đã được thi công hoàn chỉnh, nạp code và vận hành thử nghiệm trên mô hình cửa thu nhỏ. Quá trình kiểm thử mạch được tác giả ghi nhận qua 3 giai đoạn:

Lần thử	Hiện trạng hoạt động	Nguyên nhân sự cố	Biện pháp xử lý
Lần 1	Mạch xử lý đúng nguyên lý logic, hiển thị LCD chính xác nhưng Relay không kích đóng/mở	Transistor điều khiển đóng ngắt Relay bị hỏng	Tiến hành thay thế transistor mới
Lần 2	Mạch vận hành ổn định, đóng mở relay và đảo chiều động cơ chính xác	Không có sự cố	Duy trì cấu hình
Lần 3	Mạch duy trì hoạt động ổn định, đúng hoàn toàn theo nguyên lý thiết kế	Không có sự cố	Nghiệm thu và lắp ráp mô hình hoàn chỉnh

Hệ thống sau khi khắc phục sự cố phần cứng đã thực hiện đầy đủ các tính năng:

• Nhập mật mã mặc định ban đầu [111111] kích hoạt Relay đóng tiếp điểm, cấp nguồn qua chân IN1 của IC L293D làm động cơ quay thuận mở cửa trong 2,4 giây.
• Cho phép nhấn giữ nút đóng cửa chuyên dụng trên bàn phím để động cơ quay ngược chiều, thực hiện đóng chốt cửa.
• Chức năng đổi mật mã hoạt động chính xác: yêu cầu nhập đúng mật mã cũ trước khi cho phép lưu mật mã 6 ký tự mới vào EEPROM nội của PIC16F877A, đảm bảo dữ liệu mật mã không bị xóa khi mất nguồn.
• Khi nhập sai mật mã 3 lần liên tiếp, hệ thống gửi tín hiệu qua chân RA1/RA2, kích hoạt còi chip 5V phát âm thanh cảnh báo ngắt quãng và bật sáng đèn LED chỉ thị đột nhập.

2. Đóng góp của đề tài

• Thiết kế phần cứng hoàn chỉnh: Xây dựng thành công sơ đồ nguyên lý và layout bo mạch in PCB một lớp nhỏ gọn, tích hợp đầy đủ khối điều khiển, khối công suất L293D và khối hiển thị LCD trên cùng một bo mạch.
• Tối ưu hóa giải pháp nhúng chi phí thấp: Chứng minh tính khả thi của việc sử dụng vi điều khiển PIC16F877A kết hợp các linh kiện điện tử phổ biến trên thị trường để tạo ra một hệ thống khóa cửa kỹ thuật số có độ chính xác cao, chi phí rẻ hơn nhiều so với các sản phẩm khóa thương mại.
• Tài liệu hóa quy trình công nghệ: Trình bày chi tiết từng bước công nghệ từ thiết kế mô phỏng trên Proteus 8.8, lập trình C bằng CCS C, chế tạo bo mạch in bằng màng cảm quang đến kỹ thuật nạp mã qua PICkit 2.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên các đánh giá thực tế trong văn bản đồ án, hệ thống còn tồn tại một số hạn chế kỹ thuật:

• Bàn phím thao tác: Kích thước các phím bấm cơ ma trận còn nhỏ, gây khó khăn nhất định cho người dùng trong quá trình thao tác bấm số liên tục.
• Giới hạn của mô hình thí nghiệm: Động cơ DC giảm tốc và còi báo động trên bo mạch mới chỉ mang tính chất mô hình hóa thử nghiệm trong phòng lab, chưa tính toán động lực học cơ khí để kéo các cánh cửa có tải trọng thực tế lớn.
• Tính liên tục của nguồn điện: Hệ thống phụ thuộc hoàn toàn vào nguồn Adapter 12VDC cắm điện lưới, chưa tích hợp mạch sạc và pin dự phòng khi xảy ra sự cố mất điện.

Hướng mở rộng và phát triển đề tài được tác giả đề xuất:

• Bổ sung bộ phận tích điện (pin sạc/ắc quy) hoặc module pin năng lượng mặt trời để đảm bảo hệ thống duy trì hoạt động liên tục khi mất điện hoặc khi lắp đặt ngoài trời.
• Tích hợp thêm module truyền thông qua mạng di động (sóng điện thoại/SIM) để tự động gửi tin nhắn hoặc gọi điện cảnh báo cho chủ nhà từ xa khi phát hiện có kẻ gian xâm nhập trái phép.
• Tính toán và nâng cấp mạch công suất kết hợp cơ cấu cơ khí để kết nối với các loại động cơ kéo tải lớn, từng bước thương mại hóa và ứng dụng thực tế vào cửa gia đình, công ty, xí nghiệp.

---

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu kỹ thuật hữu ích đối với sinh viên và người nghiên cứu trong các lĩnh vực:

• Đối tượng phù hợp: Sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Điện - Điện tử, Điện tử Viễn thông, Kỹ thuật Máy tính và Tự động hóa đang thực hiện các đồ án môn học, đồ án tốt nghiệp liên quan đến hệ thống nhúng và vi điều khiển họ PIC.
• Các nội dung có giá trị tham khảo cao:
  • Kỹ thuật giao tiếp và lập trình điều khiển màn hình LCD 16×2 kết hợp quét ma trận bàn phím sử dụng ngôn ngữ C trên CCS C Compiler.
  • Phương pháp lưu trữ, đọc và ghi dữ liệu cấu hình/mật khẩu an toàn vào bộ nhớ EEPROM nội của vi điều khiển.
  • Hướng dẫn thực hành từng bước gia công bo mạch in PCB thủ công bằng phương pháp dán phim cảm quang và ăn mòn hóa học.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Đề tài sử dụng vi điều khiển nào và hệ thống hoạt động ở tần số xung nhịp bao nhiêu?

Hệ thống sử dụng vi điều khiển 8-bit PIC16F877A của hãng Microchip, hoạt động với mạch tạo dao động thạch anh ngoài có tần số 20MHz. Với tần số này, một chu kỳ máy (chu kỳ lệnh) của vi điều khiển được tính bằng $4 \times (1 / 20\text{MHz}) = 200\text{ns}$.

2. Mật mã mở khóa có độ dài bao nhiêu và được lưu trữ ở đâu trong phần cứng?

Mật mã mở khóa của hệ thống có độ dài cố định gồm 6 ký tự số (mật mã mặc định khi nạp code là [111111]). Mật mã này được lưu trữ trực tiếp trong bộ nhớ dữ liệu EEPROM nội dung lượng 256 byte của vi điều khiển PIC16F877A, đảm bảo dữ liệu không bị mất đi ngay cả khi ngắt nguồn điện toàn mạch.

3. Hệ thống xử lý như thế nào khi người dùng nhập sai mật mã liên tiếp 3 lần?

Khi phát hiện mật mã nhập vào không trùng khớp, biến đếm lỗi alert sẽ tự động tăng dần. Nếu người dùng nhập sai liên tiếp 3 lần (alert == 3), vi điều khiển sẽ xuất mức logic tích cực tại chân RA1 và RA2, kích hoạt còi chip 5V phát âm thanh báo động liên tục và bật sáng đèn LED cảnh báo đột nhập.

4. Khối chấp hành sử dụng linh kiện gì để đảo chiều động cơ đóng và mở cửa?

Khối chấp hành sử dụng một Relay 5V kết hợp với IC điều khiển động cơ cầu H L293D. Khi xác thực mật khẩu đúng, relay đóng tiếp điểm kích chân IN1 của L293D giúp động cơ giảm tốc quay thuận mở cửa trong 2,4 giây; khi muốn đóng cửa, người dùng nhấn giữ nút đóng chuyên dụng để kích hoạt động cơ quay ngược chiều.

5. Sự cố phần cứng nào đã xảy ra trong lần thử nghiệm mạch đầu tiên và được khắc phục ra sao?

Trong lần thử nghiệm thứ nhất, mạch xử lý đúng nguyên lý logic và hiển thị LCD bình thường nhưng relay không kích đóng/mở được. Nguyên nhân được xác định là do transistor điều khiển kích cuộn dây relay bị hỏng; tác giả đã khắc phục bằng cách thay thế một transistor NPN mới, đưa hệ thống vào trạng thái hoạt động ổn định ở các lần thử nghiệm tiếp theo.

---

Kết luận

Đồ án "Thiết kế và thi công mạch khóa số điện tử sử dụng PIC" đã hoàn thành trọn vẹn các mục tiêu nghiên cứu và yêu cầu kỹ thuật được giao. Tác giả đã chế tạo thành công mô hình phần cứng hoạt động ổn định, thực hiện chính xác các chức năng xác thực mật mã 6 số lưu trong EEPROM, điều khiển đóng/mở cửa tự động qua cầu H L293D và kích hoạt còi báo động khi bị xâm nhập. Đây là công trình thực nghiệm tiêu biểu, cung cấp giải pháp khóa số chi phí thấp và là tài liệu học tập thiết thực cho sinh viên ngành Điện tử Viễn thông.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Giới thiệu đề tài Chương 2: Cơ sở lý thuyết Phần II: Nội dung và kết quả đề tài Chương 3: Nội dung Chương 4: Thi công và kết quả Phần III: Kết luận và kiến nghị Chương 5: Kết luận. Một số nghiên cứu liên quan đến đề tài 2. Vi điều khiển PIC16f877a: PIC16F887A là một loại linh kiện hoạt động dựa theo các dòng code mà người dùng viết, code được đưa vào file có đuôi. Code được nạp vào PIC16F887A bằng mạch nạp code.

Linh kiện này có các chân được nối với màn hình LCD, động cơ, phím số giúp các khối này kết hợp với nhau tạo thành một mạch hoàn chỉnh. Là 1 phần vô cùng quan trọng trong mạch. Cấu trúc tổng quát của PIC16F877A Hình 2.1: Sơ đồ cấu trúc tổng quát PIC16f877a - PIC16F877A là vi điều khiển thuộc họ PIC16Fxxx gồm 35 lệnh có đồ dài 14 bit. - Mỗi câu lệnh được hoạt động trong 1 chu kì xung clock (trừ một số trường hợp như lệnh nhảy, lệnh gọi chương trình con.

thì cần 2 chu kì). Với 1 chu kì lệnh là 200ns. - Điện áp hoạt động là: 2V tới 5,5V. - Tốc độ tối đa: 20MHz - Bộ nhớ chương trình là 8Kx14 bit - Bộ nhớ dữ liệu 368x8 byte RAM 5 - Bộ nhớ dữ liệu EEPROM với dung lượng 256x8 byte.

- Số PORT I/O là 5 với 33 pin I/O. - Hai bộ định thời 8 bit Timer 0 và Timer 2. - Một bộ định thời 16 bit Timer 1. - Khả năng đọc viết được 100.000 lần trên bộ nhớ flash, 1.000 lần với bộ nhớ EEPROM.

- Dữ liệu có thể lưu trữ trên 40 năm. - Bảo mật mã chương trình. Sơ đồ và chức năng các chân PIC16F877A Hình 2.2: Sơ đồ chân PIC16F877A 6 Chân Tên Chức năng – /MCLR: Hoạt động Reset ở mức thấp 1 /MCLR/VPP – VPP : ngõ vào áp lập trình – RA0 : xuất/nhập số 2 RA0/AN0 – AN0 : ngõ vào tương tự – RA1 : xuất/nhập số 3 RA1/AN1 – AN1 : ngõ vào tương tự RA2/AN2/ – RA2 : xuất/nhập số 4 VREF-/CVR – AN2 : ngõ vào tương tự EF – VREF -: ngõ vào điện áp chuẩn (thấp)của bộ A/D – RA3 : xuất/nhập số RA3/AN3/ 5 – AN3 : ngõ vào tương tự VREF+ – VREF+ : ngõ vào điện áp chuẩn (cao) của bộ A/D – RA4 : xuất/nhập số 6 RA4/TOCKI – TOCKI:ngõ vào xung clock bên ngoài cho timer0 /C1OUT – C1 OUT : Ngõ ra bộ so sánh 1 – RA5 : xuất/nhập số RA5/AN4/ – AN4 : ngõ vào tương tự 4 7 /SS /C2OUT – SS : ngõ vào chọn lựa SPI phụ – C2 OUT : ngõ ra bộ so sánh 2 – RE0 : xuất nhập số RE0//RD/ 8 – RD : điều khiển việc đọc ở port nhánh song song AN5 – AN5 : ngõ vào tương tự – RE1 : xuất/nhập số RE1//WR/ 9 – WR : điều khiển việc ghi ở port nhánh song song AN6 – AN6 : ngõ vào tương tự – RE2 : xuất/nhập số RE2//CS/ – CS : Chip lựa chọn sự điều khiển ở port nhánh 10 AN7 song song – AN7 : ngõ vào tương tự 11 VDD Chân nguồn của PIC. 12 VSS Chân nối đất Ngõ vào dao động thạch anh hoặc xung clock bên ngoài.

– OSC1 : ngõ vào dao động thạch anh hoặc xung 13 OSC1/CLKI clock bên ngoài. Ngõ vào Schmit trigger khi được cấu tạo ở chế độ RC ; một cách khác của CMOS. – CLKI : ngõ vào nguồn xung bên ngoài. Luôn được kết hợp với chức năng OSC1.

Ngõ vào dao động thạch anh hoặc xung clock – OSC2 : Ngõ ra dao động thạch anh. Kết nối đến OSC2/ 7 thạch anh hoặc bộ cộng hưởng. 14 CLKO – CLKO : ở chế độ RC, ngõ ra của OSC2, bằng tần số của OSC1 và chỉ ra tốc độ của chu kỳ lệnh.1: Chức năng các chân 2. Tổ chức bộ nhớ: Có hai bộ nhớ trong cấu trúc của PIC16F877A Bộ nhớ chương trình (Program Memory) : - Bộ nhớ chương trình của vi điều khiển PIC16F887A là bộ nhớ flash, có dung lượng 8K word (1word = 14bit).

Do đó bộ nhớ có thể chứa được 8*1024 = 8192 lệnh. - Khi vi điều khiển được reset, bộ đếm sẽ chỉ đến địa chỉ 000H (Reset vector). - Khi có ngắt xảy ra, bộ đếm sẽ chỉ đến địa chỉ 0004H (Interrupt vector).3: Sơ đồ khối bộ nhớ chương trình của Pic16f877a Bộ nhớ dữ liệu (Data Memory) : - Bộ nhớ dữ liệu là bộ nhớ EEPROM được chia thành nhiều bank. Đối với PIC16F877A bộ nhớ dữ liệu chia thành 4 bank, mỗi bank có dung lượng 128 byte.

- Sơ đồ cụ thể của bộ nhớ dữ liệu PIC16F877A như sau: 8 Hình 2.4: Sơ đồ khối bộ nhớ dữ liệu của PIC16F877A 9 Hình 2.5: Hình ảnh mô phỏng PIC16F877A trên proteus Hình 2.6: Hình ảnh thực tế của PIC16F877A 2. Các khái niệm lý thuyết liên quan đến vấn đề nghiên cứu Vi điều khiển (μC hay UC) là một siêu máy tính với kích thước rất nhỏ được chế tạo từ VLSI. Vi điều khiển là một hệ thống độc lập với thiết bị ngoại vi, bộ nhớ và bộ vi xử lý sử dụng như một hệ thống nhúng.Ngày nay hầu hết vi điều khiển được lập trình để nhúng vào các sản phẩm tiêu dùng hoặc thiết bị máy móc, điện thoại, thiết bị ngoại vi, xe ô tô và chế tạo thiết bị cho các hệ thống máy tính.có rất nhiều loại vi điều khiển trên thị trường như: 4bit, 8bit, 64bit và 128bit. Vi điều khiển sử dụng trong các thiết bị được người dùng kiểm soát bằng các tập lệnh.

Trình biên dịch còn gọi là phần mềm biên dịch, compiler, là một chương trình máy tính làm công việc dịch một chuỗi các câu lệnh được viết bằng một ngôn ngữ lập trình (gọi là ngôn ngữ nguồn hay mã nguồn), thành một chương trình tương đương nhưng ở dưới dạng một ngôn ngữ máy tính mới (gọi là ngôn ngữ đích) và thường là ngôn ngữ ở cấp thấp hơn, như ngôn ngữ máy. Các linh kiện sử dụng trong đề tài Trong đề tài thiết kế và thi công mạch khoá số điện tử sử dụng PIC, tôi sử dụng các linh kiện như: vi điều khiển PIC16F877A, các loại IC, tụ hóa, tụ gốm, jump, điện trở, diode, transistor,… và các dụng cụ làm mạch khác. STT TÊN LINH KIỆN HÌNH ẢNH 10 1 PIC16F877A 2 LCD16x2 3 Biến trở 1k 4 Tụ gốm 33p 5 Thạch anh 20MHz 6 Jump cái 7 Trở thanh 10k 11 8 Nút nhấn 9 Còi báo 10 Đèn led 11 Transistor C1815 12 Diode 1N4007 13 Động cơ giảm tốc 1 Adapter 12v 4 12 15 Điện trở 16 Relay 5v 17 Tụ hoá Bảng 2.2: Các linh kiện sử dụng trong mạch 2.7: LCD16x2 Thông sô kĩ thuâṭ: - Điện áp MAX : 7V - Điện áp MIN : - 0,3V - Hoạt động ổn định : 2.5V - Điện áp ra mức cao : > 2.4V 13 - Điện áp ra mức thấp : <0.4V - Dòng điện cấp nguồn : 350uA - 600uA - Nhiệt độ hoạt động : - 30 - 75 độ C Hình 2.8: Sơ đồ chân LCD16x2 Chức năng của từng chân LCD 1602: - Chân số 1 - VSS : chân nối đất cho LCD được nối với GND của mạch điều khiển - Chân số 2 - VDD : chân cấp nguồn cho LCD, được nối với VCC=5V của mạch điều khiển - Chân số 3 - VE : điều chỉnh độ tương phản của LCD - Chân số 4 - RS : chân chọn thanh ghi, được nối với logic "0" hoặc logic "1": + 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 - Chân số 5 - R/W : chân chọn chế độ đọc/ghi (Read/Write), được nối với logic “0” để ghi hoặc nối với logic “1” đọc - Chân số 6 - E : 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 này như sau: 14 + Ở chế độ ghi: Dữ liệu ở bus sẽ được LCD chuyển vào thanh ghi bên trong khi phát hiện một xung (high-to-low transition) của tín hiệu chân E + Ở chế độ đọc: Dữ liệu sẽ được LCD xuất ra DB0-DB7 khi phát hiện cạnh lên (low-to-high transition) ở chân E và được LCD giữ ở bus đến khi nào chân E xuống mức thấp - Chân số 7 đến 14 - D0 đến D7: 8 đường của bus dữ liệu dùng để trao đổi thông tin với MPU.

Có 2 chế độ sử dụng 8 đường bus này là: Chế độ 8 bit (dữ liệu được truyền trên cả 8 đường, với bit MSB là bit DB7) và Chế độ 4 bit (dữ liệu được truyền trên 4 đường từ DB4 tới DB7, bit MSB là DB7) - Chân số 15 - A : nguồn dương cho đèn nền - Chân số 16 - K : nguồn âm cho đèn nền 2. Thạch anh Hình 2.9: Thạch anh Thạch anh là bộ dao động khá ổn định để tạo ra tần số dao động cho vi điều khiển. Về bản chất thạch anh có thể được coi là một mạch dao động RLC. Thạch anh có thể kết hợp với Transistor, kết hợp với các cổng điện tử số hoặc kết hợp với vi xử lý để tạo ra các dao động.

Thạch anh tạo dao động trên các chân OSC, đưa vào bên trong PIC. PIC sẽ đếm 4 nhịp trên dao động thạch anh, và để thực hiện một lệnh. Như vậy, thời gian thực hiện một lệnh chính là 4 nhịp dao động 15 của thạch anh. Chúng ta thường gọi thời gian thực hiện một lệnh của PIC là một chu kỳ máy.

F Tần số dao động của thạch anh: osc T Chu kỳ của dao động thạch anh: osc T 4 T 4 F Chu kỳ máy: instruction osc osc 2. Trở băng Hình 2.10: Trở băng thực tế Điện trở băng hay điện trở thanh thực chất là một mạng điện trở, gồm 8 điện trở có cùng giá trị được kết nối với nhau. Điện trở băng có một chân chung, các chân còn lại nối với chân chung qua 1 điện trở, giá trị điện trở đó thường được ghi trên thân. Điện trở băng thường dùng khi cần nhiều điện trở giống nhau, nhưng yêu cầu thiết kế cho gọn, ví dụ như kéo lên một port của vi điều khiển, hạn dòng cho dãy led, led 7 đoạn.11: Sơ đồ chân trở băng PHẦN II.

NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ 16 CHƯƠNG 3. Sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động của mạch 3. Sơ đồ khối toàn mạch Hình 3.