Đồ Án môn học kỹ thuật Điện tử truyền thông Đề tài mạch Đếm sản phẩm dùng led hồng ngoại

Một trong những khâu đơn giản trong dây chuyển sản xuất tự động hóa đó là số lượng sản phẩm làm ra được đếm một cách tự động.. Từ những điều đã được thấy đó và khả năng của em, em muốn l

TRUONG DAI HOC SAI GON KHOA DIEN TU - VIEN THONG

CHUONG 1: TONG QUAN VE DE TAI

CHUONG 2: CAC LINH KIEN SU DUNG TRONG MO HINH

CHUONG 4: HOAN THANH VA BAO VE DO AN MON TRUOC GVHD

Sinh viên thCc hiê# Đinh Hoàng Tu

MSSV: 3116500053

LHp: DDT 1162

Giang vién huHng dan: ThS Nguyễn Xuân Tiên

Thành phố Hồ Chí Minh, Tháng 4, Năm 2020

TRUONG DAI HQC SAI GON

KHOA DIEN TU - VIEN THONG

CONG HOA XA HOI CHU NGHIA VIET NAM

Độc lập — TC do — Hanh phic

PHIEU GIAO NHIEM VU THIET KE BAO CAO MON HOC

TEN MON HOC: DO AN 1

MA MON HOC: 850028

1 Tên đề tài: Mạch đếm sản phẩm dùng LED hồng ngoại

2 Sinh viên thCc hiữ#Ð

CHUONG 1: TONG QUAN VE DE TAI

CHƯƠNG 2: CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MÔ HÌNH

CHƯƠNG 3: THIẾT KẺ MÔ HÌNH

CHƯƠNG 4: HOÀN THÀNH VÀ BẢO VỆ ĐỒ ÁN MÔN TRƯỚC GVHD KÉT LUẬN

Tài liệu tham khảo

4 Thời gian thCc hiện: Từ ngày: 28 /3 /2020 Dénngay: / /2020

5 Thoi gian cham bao cao:

5.1 Ngày nộp : / /2020

5.2 Ngày châm : /_ /2020

6 Kết quả châm điểm của Giảng viên:

Dinh Hoang Tú | 3116500053

Ngày tháng năm 2020 Giảng viên bộ môn

ThS Nguyễn Xuân Tiên

LOI CAM ON

Đề hoàn thành bài báo cáo nảy, trước tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới các thầy cô giáo trong trường Đại học Sải Gòn đã trang bị vốn kiến thức cho em trong suốt quá trình học tập Điều đặc biệt là đã tạo điều kiện cho em được thực tập bên ngoài đề cọ xát thực tế, hoàn thiện kiến thức trong nhà trường Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Xuân Tiên, thầy đã tận tình giúp đỡ, trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đề tài Trong thời gian làm việc với thầy, em không những tiếp thu thêm nhiều kiến thức bô ích mà còn học tập được tính thần làm việc nghiêm túc, hiệu quả, đây là những điều cần thiết cho em trong quá trình học tập và công tác sau này

Trong quá trình làm đề tài, mặc dù đã rất cô gắng, nhưng trong một khoảng

thời gian cho phép, kinh nghiệm thực tiễn và kiến thức bản thân còn hạn chế nên

báo cáo không thể tránh khỏi những thiếu sót Vì vậy, em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô

Em xin chân thành cảm ơn!

TP.Hồ Chí Minh, ngày tháng 4 năm 200

Sinh viên thCc hiện

Đinh Hoàng Tú

MUC LUC

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ THIẾT KẾ BẢO CÁO MÔN HỌC ii LỜI CÁM ƠN - 5-22 12221222121211121112211221222 re iii

I TONG QUANG VE DE TAL ooo cccecccccccsecsessecssesesersetsscssessvevseessnsees 5

Il CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MÔ HÌNH 6 2.1 Vi điều khiển 8051: -©222222222122222122122122212cee 6

2.9 LED đơn vàLED 7 đoạn .GG- 1121155511115 5555 x2 12

II THIẾT KẾ MÔ HÌNH s 55c 2E 21 12a 14

3.1 Sơ đồ khối 22c 222222221222 ccee 14

3.2 Chức năng và nhiệm vụ từng khối -s- 5c ccccsccczxzscrce: 14

3.3 Sơ đồ nguyên lý tổng hợp -.-ccccc t2 2121 xen 17 3.4 Sơ đồ mạchin 5 S2 SH H21 21212121211 5551511 2exe 17

3.5 Nguyên lý hoạt động toàn mạch - 25+ c2<x+ 2552 18 3.6 Uuvakhuyét diém cia machi cccccccceseseeseseeseseeseseeeen 18

IV HOÀN THÀNH VÀ BẢO VỆ ĐÔ ÁN MÔN TRƯỚC GVHD 18

I TONG QUANG VE DE TAI

Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện tử mà trong đó là kỹ thuật số đóng vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lí, công nghiệp tự động hóa, cung cấp thông tin

do đó chúng ta phải nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào sự phát triển nền khoa học kỹ thuật thế giới nói chung vả trong sự

phát triển kỹ thuật điện tử nói riêng.

Trong qua trinh san xuất thì nhiều khâu được tự động hóa Một trong những khâu đơn giản trong dây chuyển sản xuất tự động hóa đó là số lượng sản phẩm làm ra được đếm một cách tự động

Tuy nhiên đối với những doanh nghiệp vừa và nhỏ thì việc tự động hóa hoàn toàn chưa được áp dụng trong những khâu đếm sản phẩm, đóng bao bì mà vẫn còn sử dụng nhân công

Từ những điều đã được thấy đó và khả năng của em, em muốn làm một điều gì nhỏ đề góp phần vào giúp người lao động bớt phần mệt nhọc chân tay mà cho phép tăng hiệu suất lao động lên gấp nhiều lần, đồng thời đảm bảo được độ chính xác cao Nên em quyết định thiết kế một mạch đếm sản phâm vi no rat gan gũi với thực tế và nó thật sự rất có ý nghĩa đối với em vì đã làm được một phân nhỏ đóng góp cho xã hội

Đề làm được mạch này cần thiết kế được hai phần chính là: bộ phận cảm biến

và bộ phận đếm :

* Bộ phận cảm biến: gồm phần phát và phần thu Cụ thế nhóm sử dụng cặp LED thu phát hồng ngoại

* Bộ phận đếm : Nhóm sử dụng kỹ thuật vi điều khiến

I CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MÔ HÌNH

2.1 Vi điều khiến AT89S52:

Nhận tín hiệu vào khi có tín hiệu vào từ chân EA và thực biện đếm và hiển thi lén cdc LED 7 doan

VDK AT89852 co tất cả 40 chân Trong đó có 24 chân có tác dụng kép (1 chân có 2 chức năng), mỗi đường có thể hoạt động như đường xuất nhập điều khiên IO hoặc là thành phần của các bus đữ liệu và bus địa chỉ đề tải địa chỉ và dữ liệu khi giao tiếp với bộ nhớ ngoài

Port 0: La port c6 2 chite năng với số thứ tự chân từ 32 đến 39

- _ Trong các hệ thống không dùng bộ nhớ mở rộng thì port 0 được dùng làm các đường điều khiển ]O

- _ Trong các hệ thống sử dụng bộ nhớ bên ngoài mở rộng thì port 0 có chức năng là bus địa chi va bus dir ligu AD7 — ADO (A: Address, D: Data) Port 1: Co sé tht tu chan | - 8 Port 1 chi co 1 chtre nang dùng làm các đường điều khiển xuất nhap IO

Pori 2 : Là port có 2 chức năng với số thứ tự chân 21 - 28

- _ Trong các hệ thống không dùng bộ nhớ mở thì port 0 được dùng làm các

đường điều khién IO

- _ Trong các hệ thông đk lớn sử đụng bộ nhớ bên ngoài mở rộng thì port 2

có chức năng là bus địa chỉ cao A8 — A15

Pori 3 : Có số thứ tự chan 10 — 17

Các chân của port 3 có nhiều chức năng, các công dụng chuyên đôi có liên hệ với các đặc tính đặc biệt của 8051 :

Bit Tén Chức năng chuyên đồi

P3.0 | RxD_ | Ngõ vảo nhận dữ liệu nối tiếp

P3.I TxD_ | Ngõ xuất dữ liệu nối tiếp

P32 | INTO | Ngõ vào ngắt cứng thứ 0

P33 | INTL | Ngõ vào ngắt cứng thứ l

P3.7 RD | Tín hiệu điều khiến đọc dữ liệu từ bộ nhớ ngoài

Các ngõ tín hiệu điểu khiến:

Mở tín hiệu (PSEN) ' (Program store enable) : Chan số 29

Cho phép đọc bộ nhớ chương trình mở rộng

Nối với chân ((OE)ˆ hoặc (RD)') của EPROMI đề điều khiển đọc mã lệnh Khi giao tiếp với bộ nhớ chương trình mở rộng thì đùng (PSEN}, nếu không có giao tiếp thi chan (PSEN)’ bỏ trống

Các mã lệnh của chương trình đọc từ EPROM qua bus dữ liệu và được chốt vào thanh ghi lệnh bên trong 8051 để giải mã lệnh

Ngo tin hiéu diéu khién ALE (Address Latch Enable):

Khi dùng bộ nhớ mở rộng, ALE sẽ điều khiển mạch giải đa hợp để tách các đường địa chỉ (A7-A0) và dữ liệu (D7 — D0)

Là một xung khi port 0 tải địa chỉ

Xung ALE có tần số = 1/6 tần số thạch anh

Có thê dùng làm xung clock cung cấp cho các IC khác

Có thể nhận cung lập trình từ bên ngoài khi ghi đữ liệu vào bộ nhớ Flash Rom

Ngõ tín hiéu (EA)’ (External Access):

Nếu (EA} = I(+5V) thì VĐK thực hiện chương trình ở bộ nhớ nội

Nếu (EA} = 0(0V) thì VĐK thực hiện chương trình ở bộ nhớ ngoại

Nhận điện áp lập trình VPP(Prosram) khi phi dữ liệu vào bộ nhớ Flash Rom

Ngõ tín hiệu RST (Reset) :

- _ Khi cấp điện hoặc nhắn RESET sé reset VDK

- _ Tín hiệu Reset phải ở mức cao, ít nhất 2 chu kỳ máy

- Cac thanh ghi bên trong được nạp những giá trị mặc nhiên

Các ngõ vào bộ dao déng XTALTI, XTAL2:

8051 có một bộ đao động trên chíp nhưng nó yêu cầu có một xung đồng hồ ngoài dé chạy nó Một bộ dao động thạch anh sẽ được nỗi tới các chân đầu vào XTALI (chân 19) và XTAL2 (chân 18) Bộ dao động thạch anh được nỗi tới XTALI và XTAL2 cũng cần hai tụ gốm giá trị khoảng 30pF Một phía của tụ điện được nối xuông đất

Cần phải lưu ý rằng có nhiều tốc độ khác nhau của họ 8051 Tốc độ được coi như là tần số cực đại của bộ dao động được nối tới chân XTAL Một

bộ vi điều khiến 8051 yêu cầu một tính thể thạch anh có tần số không lớn

hon 20MHz Khi 8051 được nối tới một bộ đao động tinh thê thạch anh và

cấp nguồn thì ta có thé quan sat tần số trên chânXTAL2 bằng máy hiện sóng Nếu ta quyết định sử dụng một nguồn tần số khác bộ dao động thạch anh, chang hạn như là bộ dao động TL thì nó sẽ được nỗi tới chân XTALI, còn

chân XTAL2 thì đê hở không nỗ

Chân 40 (VCC) được nối lên nguồn 5V

Chân 20 GND noi MASS

2.2 LED hồng ngoại

Nguyên lý hoạt động : Khi LED thu không nhận được tín hiệu từ LED

phát, điện trở của LED thu rất lớn V2 > V3, dẫn lỗi ra điện áp bằng 0, khi

LED thu nhận được tín hiệu từ LED phát, điện trở của LED thu giảm mạnh xuống(sự giảm đó phụ thuộc vào cường độ LED phát), khi đó V2 < V3, dan đến lỗi ra điện áp bằng 5V

100k 330R 10k

Op-amp LM358: B6 khuéch dai thuật toán

Gom 2 con op-amp bén trong, moi op-amp gôm có 3 chân, ngõ vào đảo (- input) va ngõ vào không đảo (+ Input) và ngố ra

Sơ đồ chân Op-amp LM358 Khi hiệu điện thế + input cao hơn - input, ngõ ra sẽ ở mức cao (+Vss), ngược lại ngõ ra ở mức thap (-Vss)

Là IC ổn áp 51/4 tương ting với dòng là 1A

Với những mạch điện không đòi hỏi độ ổn định của điện áp quá cao, sử dụng IC ốn áp thường được người thiết kế sử đụng vì mạch điện khá đơn giản

Va 7805 cho 6n dinh dién ap dau ra la dương với điều kiện đầu vào luôn luôn lớn hơn đầu ra 3V

Công thức tính điện dung của tụ: C = 8

Trong đó : z là hằng số điện môi

SŠ là điện tích bê mặt tụ mn’

dla bê giày chất điện môi

Tụ điện phăng gồm hai bàn phẳng kim loại điện tích đặt song song và cách nhau

a một khả ng d LÌ Cường độ điện trường bên trong tụ có trị số : E = ye

$= 8.86.10” C/N.n’ la hang sé dién moi cha chan khong:

D là hằng số điện môi tương đối của môi trường: đối với chân không

be 1 giấy tấm dâu = 3,6, gốm = 5,5; mica = 4 US

Trong mạch nhóm sử dụng 2 loại tụ đó là : Tụ hóa và tụ gốm Tụ gốm được sử dung cho VDK 8051 la 30 pF, con tụ hóa được sử dụng cho chức năng reset là LOF

2.7 Thạch anh 12 Mhz

Tạo tân số hoạt dong cho VPK 8051

Đặc tính vật lý : độ bền cơ học vao, ít chịu ảnh hưởng của nhiệt độ và các

tác dụng hóa học

Thạch anh có tính chất áp điện, nghĩa là dưới tác dụng của điện trường thì sinh ra dao động Do đó có thể dùng thạch anh như một khung cộng hưởng Tính chất dao động của thạch anh được biêu diễn bởi sơ đồ tương đương hinh a., trong đó /„,C¿ và r; phụ thuộc vào kích thước khối thạch anh và cách cắt khối thạch anh Thạch anh có kích thước cảng nhỏ thì Z„, C¿ và z„ càng nhỏ, nghĩa là tần số cộng hương riêng của nó càng cao 7„„ C„ và z; có tính ôn định cao Œ„ là điện dung giá đỡ, tính ôn định của C„ kém hơn

a) Dién tro:

Điện trở là linh kiện thụ động có tác dụng cản trở cả dòng và áp.Điện trở đựợc sử dụng rất nhiều trong các mạch điện tử

R=p

Trong đó p la dién tro suất của vật liệu

S la thiết điện của dây; £ là chiều dài của dây

Điện trở là đại lượng vật lí đặc trưng cho tính chất cản trở dòng điện của một vật thê dân điện Nó được định nghĩa là tỉ số của hiệu điện thê giữa hai đầu vật thê đó với cường độ dòng điện đi qua nó:

Ký hiệu:

Biên trở có 3 chân, một trong các chân đó sẽ là “chân chạy”

2.9 LED don va LED 7 doan

LED 7 đoạn được sử dụng nhiều trong các mạch hiển thị thông tin thông báo, hiển thị số, kí tự đơn giản, LED 7 đoạn được cau tạo từ các LED đơn sắp xếp theo các thanh nét đề có thể biêu diễn các chữ số hoặc các kí tự đơn

Trên thị trường có 2 loại LED 7 đoạn đó là chung Anot va chung Catot Cấu tạo của nó gồm 8 con LED don được ghép với nhau chung Anot hoặc Catot Có 1 chân cấp nguồn va 8 chân đầu ra hay vào tùy theo Anot chung hay catot chung Và trên đó nó được chia ra làm 7 thanh tương ứng với

A,B,C.D,E,F,G và I chân dot

Đối với led 7 đoạn ta phải tính toán sao cho mỗi đoạn của led 7 đoạn có dòng điện từ 10 20mA Với điện áp 5V thì điện trở can dùng là 2702; công suat la 1,4 Watt

Nhận tín hiệu từ LED phat va LED thu dé dua vào chân INT0 để VDDK

8051 sau đó hiện thị lên LED 7 đoạn và LED đơn

Khéi héng ngoai

c) Khối diéu khién xung và khối giải mã

3 Khối này được gói gọn trong VĐK 8051, tat cả đề được điều khiến bằng

COUNT EQU 30H

KEY BIT P3.2

ORG 0000h

START: MOV COUNT, #00H

NEAT #include <sfr52.inc>

MeRT ER, COUNT

CUNE voytl 00, SEASPTR

COUNT = 0

A <= COUNT

B = Wat ten cho thanh ghi 8 bit 30h la COUNT

A/B, Bail Wer ote th cea Hh apy nguyendhe ong a, Wy Soi plu Dat? Bat Gav tis thar? wih meset (0990? ghỉ con tro DPTR

Lay, seothyr bang theo gia tri co trong A va ket qua => A Xuat noi dung A ra Port 0 (Hang chục)

A <=B

; A <= COUNT

Xuat noi dung A ra Port 2

che dhcong! Shim KEY

; A/B (A/10)

Cho nhan phim K Goi chuong trinh tre 10ms, tranh hien tuong rung phim Kiem ja denen pha bang TABLE vao thanh ghi con tro Tang noi dung trong Count len theo buoc +1

Cho chuyen noi dung trong Count vao thanh ghi a

So 2ann, ti 49052 tia J09 C004 Nee hue Eada

Quay lai tu đau

Xuat noi dung A ra Port 0 (Hang chuc) tre 10ms de tranh anh huong cua rung phim

A

(Hang don vi)

By Ket qua phan nguyen trong A va so du

; Lam

7

; Xuat noi dung A ra Port 2 (Hang don vi) Cho buon him KEY

A: tử B: Pi.6

; Cho nitén Fénin KEY

D: Pi.4

; Goi cliaormg trình tre 10ms, G: Pi.2

tranh hien tuong rung

; Kiem tra Tuông phim

; Tang noi dung trong Count len theo buoc +1

; Cho chuyen noi dụng trong Count vao thanh ghl a

; SG sanh trị trong a bang 100 chua? Neu chua thị

; Quay lai tu đau

; Lam tre 10ms đe tranh anh huong cua rung phim,