ĐIỀU KHIỂN TỪ XA CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN. GIA ĐÌNH BẰNG HỒNG NGOẠI

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA : KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ NGÀNH : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ LỚP : CE04 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN TỪ XA CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN GIA ĐÌNH BẰNG HỒNG NGOẠI GVHD :THẦY TRẦN THANH TRANG SVTH : ĐOÀN THANH TRÚC MSSV :20400223 TpHCM,12/2008 Luân văn tốt nghiệp GVHD :TRẦN THANH TRANG MỤC LỤC Trang Lời nói đầu Phần A : LÝ THUYẾT Chương I : Giới Thiệu Cấu Trúc Phần Cứng Họ MSC_51 I Giới thiệu IC 8951 1.Khảo sát sơ đồ chân 8951 Chức chân 1.1 Khảo sát sơ đồ chân 8951 1.2 Chức chân 2.Cấu trúc bên vi điều khiển 2.1 Tổ chức nhớ 2.2 Các ghi có chức đặc biệt 2.3 Bộ nhớ 10 10 10 10 12 12 14 18 II TÓM TẮT TẬP LỆNH CỦA 8951 1.Các MODE định vị 1.1 Sư định vị ghi 1.2 Sự định địa trực tiếp 1.3 Sự định vị địa gián tiếp 1.4 Sự định địa tức thời 1.5 Sự định địa tương đối 1.6 Sự định địa tuyệt đối 1.7 Sự định vị dài 1.8 Sự định địa phụ lục Các kiểu lệnh 2.1 Các lệnh số học 2.2 Các hoạt động logic 2.3 Các lệnh rẽ nhánh 2.4 Các lệnh dịch chuyển liệu 2.5 Các lệnh luận lý 2.6 Các lệnh xen vào 23 23 24 25 25 25 26 26 27 27 27 28 29 30 32 32 III NẠP CHƯƠNG TRÌNH CHO AT8951 Chương II: Giới thiệu IC LOGIC CMOS thu phát hồng ngoại BL9148-BL9148 I Tổng quan IC LOGIC CMOS Khái niệm Một số đặc tính quan trọng II IC thu phát hồng ngoại BL9148 – BL9149 IC phaùt BL9148 IC thu BL9149 SVTH: ĐOÀN THANH TRÚC 34 34 35 40 Trang : - - Luân văn tốt nghiệp GVHD :TRẦN THANH TRANG Phần B: THI CÔNG Chương I: Thiết kế phần cứng I Phần phát Sơ đồ nguyên lý Sơ đồ khối Tính toán Giải thích hoạt động mạch II Phần thu Sơ đồ nguyên lý Sơ đồ khối Tính toán Giải thích hoạt động mạch Chương II: Viết chương trình phần mềm A.Các phương pháp chung phần thu I phương pháp thu II Các lệnh thực III Lưu đồ giải thực chung cho phần thu B Chương trình phần thu I Các tài nguyên vi điều khiển sử dụng phần thu II Các chương trình phần thu Chương trình chuẩn bị CHUANBI Chương trình MAIN Chương trình hoàn thiện KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO SVTH: ĐOÀN THANH TRÚC 45 46 46 49 50 50 56 56 57 57 58 58 58 67 Trang : - - Luaân văn tốt nghiệp GVHD :TRẦN THANH TRANG Trước tiên xin cảm ơn đến cha mẹ người thân gia đình nuôi dạy em nên người lòng biết ơn sâu nặng Sinh viên thực xin bày tỏ lòng biết ơn đến thầy TRẦN THANH TRANG cương vị người hướng dẫn đề tài tận tình giúp đỡ suốt trình thực luận văn Sinh viên thực xin bày tỏ lòng biết ơn đến thầy cô trường ĐẠI HỌC MỞ TP.HCM đặc biệt thầy cô khoa kỹ thuật công nghệ tận tình dạy dỗ truyền thụ kinh nghiệm quý báu suốt thời gian qua Cuối sinh viên thực xin chân thành cảm ơn đến bạn ĐÀO DUY QUANG tất bạn sinh viên đóng góp ý kiến quý báu suốt trình thực luận văn Sinh viên thực ĐOÀN THANH TRÚC SVTH: ĐOÀN THANH TRÚC Trang : - - Luân văn tốt nghiệp GVHD :TRẦN THANH TRANG Ngày nay, với ứng dụng khoa học kỹ thuật tiên tiến, giới ngày thay đổi, văn minh đại Sự phát triển kỹ thuật điện tử tạo hàng lọat thiết bị với đặc điểm bật xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ yếu tố cần thiết góp phần cho họat động người đạt hiệu cao Điện tử trở thành ngành khoa học đa nhiệm vụ Điện tử đáp ứng đòi hỏi không ngừng từ lónh vực công–nông-lâm-ngư nghiệp nhu cầu cần thiết họat động đời sống ngày Một ứng dụng quan trọng công nghệ điện tử kỹ thuật điều khiển từ xa Nó góp phần lớn việc điều khiển thiết bị từ xa Xuất phát từ ứng dụng quan trọng trên, em thiết kế thi công mạch điều khiển từ xa thiết bị nhà tia hồng ngoại Nội dung phần luận án gồm hai phần: Phần I: lý thuyết Phần II: thiết kế thi công Do thời gian, tài liệu trình độ hạn chế nên luận án chắn tránh thiếu sót Kính mong dẫn góp ý tất thầy cô bạn TP.HCM ngày 20/12/2008 Sinh viên thực ĐOÀN THANH TRÚC SVTH: ĐOÀN THANH TRÚC Trang : - - Luân văn tốt nghiệp GVHD :TRẦN THANH TRANG PHẦN A: LÝ THUYẾT CHƯƠNG I:GIỚI THIỆU CẤU TRÚC PHẦN CỨNG HỌ MSC51(8951): Đặc điểm chức hoạt động IC họ MSC-51 hoàn toàn tương tự Ở giới thiệu IC 8951 họ IC vi điều khiển hãng Intel Mỹ sản xuất Chúng có đặc điểm chung sau: Các đặc điểm 8951 tóm tắt sau: • KB EPROM beân • 128 Byte RAM nội • Port xuất /nhập I/O bit • Giao tiếp nối tiếp • 64 KB vùng nhớ mã • 64 KB vùng nhớ liệu ngoại • Xử lý Boolean (hoạt động bit đơn) • 210 vũ trớ nhụự coự theồ ủũnh vũ bit ã 4às cho hoạt động nhân chia SVTH: ĐOÀN THANH TRÚC Trang : - - Luân văn tốt nghiệp GVHD :TRẦN THANH TRANG I.GIỚI THIỆU IC 8951: Khảo sát sơ đồ chân 8951 chức chân: 1.1 Sơ đồ chân 8951: U2 39 38 37 36 35 34 33 32 19 18 31 P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 XTAL1 XTAL2 RST P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INTO P3.3/INT1 P3.4/TO P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD PSEN ALE/PROG 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17 29 30 EA/VPP AT89C51 Sơ đồ chân IC 8951 1.2 Chức chân 8951 8951 có tất 40 chân có chức đường xuất nhập Trong có 24 chân có tác dụng kép (có nghóa chân có chức năng), đường hoạt động đường xuất nhập đường điều khiển thành phần bus liệu bus địa a.Các Port: Port 0: Port port có chức chân 32 - 39 8951 Trong thiết kế cỡ nhỏ không dùng nhớ mở rộng có chức đường I/O Đối với thiết kế cỡ lớn có nhớ mở rộng, kết hợp bus địa bus liệu Port 1: Port port I/O chân 1-8 Các chân ký hiệu P1.0, P1.1, p1.2, p1.7 dùng cho giao tiếp với thiết bị cần Port chức khác, chúng dùng cho giao tiếp với thiết bị bên Port 2: Port port có tác dụng kép chân 21- 28 dùng đường xuất nhập byte cao bus địa thiết bị dùng nhớ mở rộng Port 3: SVTH: ĐOÀN THANH TRÚC Trang : - 10 - Luân văn tốt nghiệp GVHD :TRẦN THANH TRANG Port port có tác dụng kép chân 10-17 Các chân port có nhiều chức năng, công dụng chuyển đổi có liên hệ với đặc tính đặc biệt 8951 bảng sau: Bit Tên Chức chuyển đổi P3.0 RXT Ngõ vào liệu nối tiếp P3.1 TXD Ngõ xuất liệu nối tiếp P3.2 INT0\ Ngõ vào ngắt cứng thứ P3.3 INT1\ Ngõ vào ngắt cứng thứ P3.4 T0 Ngõ vào củaTIMER/COUNTER thứ P3.5 T1 Ngõ vào củaTIMER/COUNTER thứ P3.6 WR\ Tín hiệu ghi liệu lên nhớ P3.7 RD\ Tín hiệu đọc nhớ liệu b.Các ngõ tín hiệu điều khiển: Ngõ tín hiệu PSEN (Program store enable): PSEN tín hiệu ngõ chân 29 có tác dụng cho phép đọc nhớ chương trình mở rộng thường nối đến chân OE\ (output enable) Eprom cho phép đọc byte mã lệnh PSEN mức thấp thời gian Microcontroller 8951 lấy lệnh Các mã lệnh chương trình đọc từ Eprom qua bus liệu chốt vào ghi lệnh bên 8951 để giải mã lệnh Khi 8951 thi hành chương trình EPROM nội PSEN mức logic Ngõ tín hiệu điều khiển ALE (Address Latch Enable) Khi 8951 truy xuất nhớ bên ngoài, port có chức bus địa bus liệu phải tách đường liệu địa Tín hiệu ALE chân thứ 30 dùng làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp đường địa liệu kết nối chúng với IC chốt Tín hiệu chân ALE xung khoảng thời gian port đóng vai trò địa thấp nên chốt địa hoàn toàn tự động Các xung tín hiệu ALE có tốc độ 1/6 lần tần số dao động chip dùng làm tín hiệu clock cho phần khác hệ thống Chân ALE dùng làm ngõ vào xung lập trình cho EPROM 8951 Ngõ tín hiệu EA\(External Access): Tín hiệu vào EA\ chân 31 thường mắc lên mức mức Nếu mức 1, 8951 thi hành chương trình từ EPROM nội khoảng địa thấp Kbyte Nếu mức 0, 8951 thi hành chương trình từ nhớ mở rộng Chân EA\ lấy làm chân cấp nguồn 12V lập trình cho Eprom 8951 Ngõ tín hiệu RST (Reset) : Ngõ vào RST chân ngõ vào Reset 8951 Khi ngõ vào tín hiệu đưa lên cao chu kỳ máy, ghi bên nạp giá trị thích hợp để khởi động hệ thống Khi cấp điện mạch tự động Reset Các ngõ vào dao động X1,X2: SVTH: ĐOÀN THANH TRÚC Trang : - 11 - Luân văn tốt nghiệp GVHD :TRẦN THANH TRANG Bộ dao động được tích hợp bên 8951, sử dụng 8951 người thiết kế cần kết nối thêm thạch anh tụ hình vẽ sơ đồ Tần số thạch anh thường sử dụng cho 8951 12Mhz Chân 40 (Vcc) nối lên nguồn 5V Cấu trúc bên vi điều khiển: 2.1 Tổ chức nhớ: FFFF Code Memory FF 00 FFFF Enable via PSEN On -Chip Memory 0000 Data Memory Enable via RD&WR 0000 External Memory Bảng tóm tắt vùng nhớ 8951 Bộ nhớ 8951 bao gồm EPROM RAM RAM 8951 bao gồm nhiều thành phần: phần lưu trữ đa dụng, phần lưu trữ địa hóa bit, bank ghi ghi chức đặc biệt 8951 có nhớ theo cấu trúc Harvard: có vùng nhớ riêng biệt cho chương trình liệu Chương trình liệu chứa bên 8951 8951 kết nối với 64K byte nhớ chương trình 64K byte liệu SVTH: ĐOÀN THANH TRÚC Trang : - 12 - Luân văn tốt nghiệp Bản đồ nhớ Data Chip sau: 7F GVHD :TRẦN THANH TRANG FF F0 F7 F6 F5 F4 F3 F2 F1 F0 B RAM đa dụng E0 E7 E6 E5 E4 E3 E2 E1 E0 ACC D0 D7 D6 D5 D4 D D2 D1 D0 PSW 30 B8 - 2F 2E 2D 2C 7F 77 6F 67 7E 76 6E 66 7D 75 6D 65 7C 74 6C 64 7B 73 6B 63 7A 72 6A 62 79 71 69 61 78 70 68 60 2B 2A 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 1F 5F 5E 57 56 4F 4E 47 46 3F 3E 37 36 2F 2E 27 26 1F 1E 17 16 0F 0E 07 06 Bank 5D 55 4D 45 3D 35 2D 25 1D 15 0D 05 5C 54 4C 44 3C 34 2C 24 1C 14 0C 04 5B 53 4B 43 3B 33 2B 23 1B 13 0B 03 5A 52 4A 42 3A 32 2A 22 1A 12 0A 02 59 51 49 41 39 31 29 21 19 11 09 01 58 50 48 40 38 30 28 20 18 10 08 00 18 17 10 0F 08 07 00 Bank Bank Bank ghi (maëc ñònh cho R0 -R7) - - BC B B B9 B8 IP B A B0 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 P.3 A8 AF AC A AA A9 A8 IE B A0 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 P2 99 không địa hoá bit SBUF 98 9F 9E 9D 9C 9B 9A 99 98 SCON 90 97 96 95 94 93 92 91 90 P1 8D 8C 8B 8A 89 không địa hoá bit không địa hoá bit không địa hoá bit không địa hoá bit không địa hoá bit TH1 TH0 TL1 TL0 TMO D 88 8F 8E 8D 8C 8B 8A 89 88 TCON 87 không địa hoá bit PCON 83 82 81 88 không địa hoá bit không địa hoá bit không địa hoaù bit 87 86 85 84 83 82 81 80 DPH DPL SP P0 Hai đặc tính cần ý là: SVTH: ĐOÀN THANH TRÚC Trang : - 13 - Luân văn tốt nghiệp KHOA: SANG_4LED: SANG_3LED: GVHD :TRẦN THANH TRANG LCALL QUETPHIM_4 LCALL QUETPHIM_3 LCALL QUETPHIM_2 LCALL QUETPHIM_1 LCALL QUETPHIM_0 JNB P0.6,SANG_4LED JB P0.6,SANG_3LED LCALL QUETLED SJMP CHINH LCALL QUETLED_3 SJMP CHINH Như ta có tất nút nhấn tương đương vơi chương trình QUETPHIM(0 ->7) ta có lưu đồ giải thuật cho phímnhư sau: Do lưu đồ giải thuật từ QUETPHIM_4 đến QUETPHIM_7 tương tự giống nên em làm lưu đồ giải thuật - Lưu đồ giải thuật QUETPHIM_4 : Begin Yes P3.4 = [0] ? No LAP_4A:MOV R5,#40,giảm R5nếu k0 nhảy đến LAP 4B:QUETLED Đảo P1.0 No P1.0 = [0] ? Yes SANG_1:NẠP SỐ TAT_1:NẠP SỐ End SVTH: ĐOÀN THANH TRÚC Trang : - 60 - Luân văn tốt nghiệp Chương trình cu thể : QUETPHIM_4: LAP_4A: LAP_4B: GVHD :TRẦN THANH TRANG JNB P3.4,EXIT_QUETPHIM_4 MOV R5,#40 LCALL QUETLED DJNZ R5,LAP_4B JB P3.4,LAP_4A CPL P1.0 JB P1.0,SANG_1 JNB P1.0,TAT_1 SANG_1: MOV 20H,#1 SJMP EXIT_QUETPHIM_4 TAT_1: MOV 20H,#0 SJMP EXIT_QUETPHIM_4 EXIT_QUETPHIM_4: RET - Löu đồ giải thuật QUETPHIM_3 : Begin Yes P3.3 = [0] ? No LAP_3A:MOV R5,#40,giảm R5nếu k0 nhảy đến LAP 3B:QUETLED MOV P1,#10000000 MOV 20H,#0 MOV 21H,#0 MOV 22H,#0 MOV 23H,#0 END Chương trình cu thể : QUETPHIM_3: LAP_3A: JNB P3.3,EXIT_QUETPHIM_3 MOV R5,#40 SVTH: ĐOÀN THANH TRÚC Trang : - 61 - Luân văn tốt nghiệp LAP_3B: GVHD :TRẦN THANH TRANG EXIT_QUETPHIM_3: LCALL QUETLED DJNZ R5,LAP_3B JB P3.3,LAP_3A MOV P1,#10000000B MOV 20H,#0 MOV 21H,#0 MOV 22H,#0 MOV 23H,#0 RET - Lưu đồ giải thuật QUETPHIM_2 : Begin Yes P3.2 = [0] ? No LAP_2A:MOV R5,#40,giảm R5nếu k0 nhảy đến LAP 2B:QUETLED MOV P1,#10000000 SETB P1.0,NẠP1 VÀO20H,LÀM TRỄ 2S SETB P1.1,NẠP2 VÀO21H,LÀM TRỄ 2S SETB P1.2,NẠP3 VÀO22H,LÀM TRỄ 2S SETB P1.3,NẠP4 VÀO23H END Chương trình cu thể : QUETPHIM_2: LAP_2A: LAP_2B: JNB P3.2,EXIT_QUETPHIM_2 MOV R5,#40 LCALL QUETLED DJNZ R5,LAP_2B JB P3.2,LAP_2A MOV P1,#10000000B SETB P1.0 SVTH: ĐOÀN THANH TRÚC Trang : - 62 - Luân văn tốt nghiệp GVHD :TRẦN THANH TRANG EXIT_QUETPHIM_2: MOV 20H,#1 LCALL DELAY_2S SETB P1.1 MOV 21H,#2 LCALL DELAY_2S SETB P1.2 MOV 22H,#3 LCALL DELAY_2S SETB P1.3 MOV 23H,#4 RET - Lưu đồ giải thuật QUETPHIM_1 : Begin Yes P3.1 = [0] ? No LAP_1A:MOV R5,#40,giaûm R5nếu k0 nhảy đến LAP 1B:QUETLED Đảo cờ TIMER_0,cho phép timer chạy đảoP1.0 Yes P1.0 = [1] ? SANG_XUNG_1, NẠP SỐ NO TAT_XUNG_1, NẠP SỐ END SVTH: ĐOÀN THANH TRÚC Trang : - 63 - Luân văn tốt nghiệp Chương trình cu thể : QUETPHIM_1: LAP_1A: LAP_1B: GVHD :TRAÀN THANH TRANG SANG_XUNG_1: TAT_XUNG_1: EXIT_QUETPHIM_1: JNB P3.1,EXIT_QUETPHIM_1 MOV R5,#40 LCALL QUETLED DJNZ R5,LAP_1B JB P3.1,LAP_1A CPL P0.7 SETB TR0 CPL P1.0 JB P1.0,SANG_XUNG_1 JNB P1.0,TAT_XUNG_1 MOV 20H,#1 SJMP EXIT_QUETPHIM_1 MOV 20H,#0 SJMP EXIT_QUETPHIM_1 RET - Lưu đồ giải thuaät QUETPHIM_0 : Begin Yes P3.0 = [0] ? No LAP_0A:MOV R5,#40,giảm R5nếu k0 nhảy đến LAP 0B:QUETLED Đảo cờ khoá END Chương trình cu thể : QUETPHIM_0: LAP_0A: LAP_0B: JNB P3.0,EXIT_QUETPHIM_0 MOV R5,#40 LCALL QUETLED DJNZ R5,LAP_0B JB P3.0,LAP_0A SVTH: ĐOÀN THANH TRÚC Trang : - 64 - Luân văn tốt nghiệp GVHD :TRẦN THANH TRANG EXIT_QUETPHIM_0: - Chương trình TIMER_0: TIMER_0: CPL P1.6 RET CLR TR0 ;ngừng TIMER_0 CLR TF0 ;xoá cờ tràn TF0 để dùng cho lần sau MOV TH0,HIGH(-50000) ; nạp byte cao -50000 vào TH0 MOV TL0,LOW(-50000) ; nạp byte thấp -50000 vaøo TL0 JNB P0.7,THOAT_TIMER_0 DJNZ R6,CHAYLAI_TIMER_0 MOV R6,#40 ;P0.7=0 thoát,=1 tiếp tục ;giảm R6 tới =40thì nhảy đến CHAYLAI_TIMER_0 :nạp 40 vào R6 CPL P0.6 CPL P1.0 ;đảo cờ QUETLED ;đảo P1.0 JB P1.0,SANG_XUNG_1A ;P1.0=1nhảến SANG_XUNG_1A JNB P1.0,TAT_XUNG_1A ;P1.0=0nhảến TAT_XUNG_1A SANG_XUNG_1A: MOV 20H,#1 ;Nạp vào 20H SJMP CHAYLAI_TIMER_0 ;nhảy CHAYLAI_TIMER_0 MOV 20H,#0 ;Nạp vào 20H SJMP CHAYLAI_TIMER_0 ;nhảy CHAYLAI_TIMER_0 TAT_XUNG_1A: CHAYLAI_TIMER_0: THOAT_TIMER_0: SETB TR0 RETI ;Cho phép TIMER_0 chạy ; trở lại chương trình Ngoài có chương trình khác QUETLED, DELLAY…như chương trình nhỏ nên em giải thích lệnh cụ thể sau : Chương trình QUETLED : QUETLED: MOV A,23H ; ghi nội dung 23H vào ghi A MOV DPTR,#MALED ;DPTR trỏ tới địa MALED định sẵn MOVC A,@A+DPTR ;(A)