Thiết kế mô hình đo vận tốc trung bình của một chuyển động tịnh tiến

Trường đại học công nghiệp hà nội Khoa cơ khí Đồ án môn học vi điều khiển Đề tài : Thiết kế mô hình đo vận tốc trung bình của một chuyển động tịnh tiến GVHD :Nguyễn Anh Dũng Sinh viên thực hiện : Nguyễn Xuân Đoàn Nguyễn Mạnh Tuấn Vũ Hồng Sơn LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay khi nhu cầu về chuyển động đuợc quan tâm .thì viêc đo vận tốc của một vật là rất cần thiết vì nó liên quan trực tiếp tới việc phát triển của xã hội.Vì vậy viêc nghiên cứu và chế tạo ra những sản phẩm có chức năng đo vận tốc la rất cần thiết. Với việc áp dụng khoa học tiên tiến ta có thể phát minh và chế tạo ra rất nhiều sản phẩm có khả năng xác định chính xác tốc độ chuyển động của một chuyển động nào đó. Các bộ ứng dụng này có thể xác định được tốc độ của một vât chuyển động từ rất xa.Ví dụ như việc nó có thể xác định được vận tốc của một phương tiện đang tham ra giao thông… Tư việc nhận ra nhu cầu cần thiết này nên nhóm chúng em quyết định chọn đề tài cho nhóm mình là: Thiết kế mô hình đo vận tốc trung bình của một vật chuyển động tịnh tiến Đây la một đề tài khá hay và có tính ứng dụng cao.khi đề tài được mở rộng nó sẽ có rất nhiều ứng dụng cần thiết trong sản xuất công nghiệp , giao thông ,quôc phòng mà nước ta còn chưa được phát triển. Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Anh Dũng đã tận tình hướng dẫn trong quá trình thực hiện đề tài.Chúng em mong được sự góp ý thêm để đề tài được hoàn thiện hơn PHẦN I : CƠ SỞ LÝ THUYẾT Dựa trên nguyên tắc xác định vân tốc của một chuyển động.ta có thể thực hiện việc xác định vận tốc bằng một mô hình co xư dụng các led thu và phát hồng ngoại đưa tín hiệu vào môt bộ vi điều khiển 89s52 xử lý và đưa kết quả ra bộ hiển thị LCD. Để đo vận tốc của một vật chuyển động tịnh tiến ta thưc hiên theo thiết kế sau: Dùng hai led thu hồng ngoại và hai led phát hồng ngoại .Khi led thu nhận đươc tia hồng ngoại của led phát thì điện trở giữa hai cực của led rất nhỏ .Điện áp đặt vào chân IT0 rất nhỏ ~o tức điện áp ở mưc thấp . Khi có vật chạy qua giữa led thu và led phát hồng ngoại sẽ cản trở tia hồng ngoại đến led thu ,điện trở hai cực của led thu sẽ tăng lên rất lớn khi đó điện áp tại chân IT0 (IT1) rất lớn ~ Vcc tức điện áp ở chân này rất cao ,xuất hiện sự thay đổi điện áp sườn.Lúc đó sẽ có tín hiệu vào IC .Chương trình đã được nap sẵn trong IC sẽ thực hiện tính toán và đưa ra kết quả hiển thị trên LCD Bộ vi điều khiển AT89S52 gồm các khối chức năng chính sau: -CPU bao gồm: + thanh ghi tích luỹ A +thanh ghi tích luỹ phụ B, dung cho phép nhân và ghép chia +đơn vị logic học +thanh ghi từ trạng thái chương trình + bốn băng thanh ghi +con chr ngăn xếp -Bộ nhớ chương trình gồm 8kbyte flahs -Bộ nhớ dữ liệu gồm 256 byte -Bộ UART có chức năng truyền nhận nối tiếp -3 bộ Timer/Counter 16 byte thực hiện các chức năng định thời và đếm sự kiện -WDM được dùng để phục hồi lại hoạt đọng của CPU khi nó bị treo bởi nguyên nhân nào đó -Khối điều khiển ngắt với 2 nguồn ngắt ngoài va 4 nguồn ngắt trong -Bộ lập trình cho phép người sử dụng có thể nạp các chương trình cho chip mà không cần các bộ nạp chuyên dụng -Bộ chia tần số với hệ số chia la 12 -4 cổng xuất nhập với 32 chân Ngắt ngoài của IC 89S52 dung cho mach trên la: Các ngắt ngoài xảy ra khi có một múc thấp hoặc cạnh xuống trên chân /INT0 hoặc INT1 của bộ vi điều khiển. Các cờ tạo ngắt này là các bit IEO và IE1 trong TCON khi quyền điều khiển đã chuyển đến Ỉ, cờ tạo ra ngắt chỉ được xoá nếu ngắt được tích cực bằng cạnh xuống, nếu ngắt được tích cực theo mức,thì nguồn yêu cầu ngắt bên ngoái sẽ điều khiẻn mức của cờ thay cho phần cứng Cách thức tích cực ngắt được đặt bởi các bit ITx trong thanh ghi SCON, nếu Itx=0 ngắt được tích cực bằng mức thấp , nếu Itx=1 ngắt được tích cực bằng cạnh xuống . nếu ngắt ngoài được tác động bằng cạnh xuống thì nguồn bên ngoái phải giữ chân /INTx ở mức cao tối thiểu trong một chu ky máy và giữ nó ở mức thấp trong một chu ky máy để đảm bảo cho CPU phát hiện được cạnh xuống nếu ngắt ngoài được tác động theo mức thì nguồn bên ngoài phải giữ tin hiệu yêu cầu tác động trên chân/ /INTx cho đến khi ngắt được đáp ứng và không tác động nữa khi ISR đã được hoàn tất , nều không một ngắt khác sẽ được thực hiện lăp lại LCD được sử dụng để hiển thị kết quả là LCD 2 dòng ,kích thước 5x7 điểm ảnh.Đầu tiên IC sẽ đưa tín hiệu để hiển thị dòng chữ “DO AN MON VDK” và “DO TOC DO CUA VAT”.Sau đó IC sẽ chờ tín hiệu ở hai chân ngắt ngoài IT0 và IT1 ,khi vật chạy qua khoảng giữa hai led phát và led thu hồng ngoại thi sẽ có sự thay đổi sườn ở chân ngắt ngoài IT0 hoặc IT1 .Khi đó IC sẽ nhận sự thay đổi và chạy chương trình bên trong sau đó kết quả tính toán sẽ được đưa ra màn hình LCD. PHẦN II : NỘI DUNG I :Khối điều khiển trung tâm sử dụng vi điều khiển 89s52: - 89S52 là IC vi điều khiển (Microcontroller) do hãng Atmel sản xuất. IC này có đặc điểm như sau: * CPU ( Centralprocessing unit) bao gồm: - Thanh ghi tích luỹ A - Thanh ghi tích lũy B, dung cho phép nhân và phép chia - Đơn vị logic học - Thanh ghi từ trạng thái chương trình - Bốn băng thanh ghi - Con trỏ ngăn xếp * Bộ nhớ chương trình (bộ nhớ ROM) gồm 8kbyte Flash * Bộ nhớ dữ liệu (bộ nhớ Ram ) gồm 256 byte * Bộ UART có chức năng truyền nhận nối tiếp ,có thể giao tiếp với công nối tiếp của máy tính thông qua bọ UART * 3 bộ Timer/Counter 16 bit thực hiện các chức năng định thời và đếm sự kiện * WDM dùng để phục hồi lại hoạt động của CPU khi nó bị treo bởi 1 nguyên nhân nào đó * Khối điều khiển ngắt với 2 nguồn ngắt ngoài và 4 nguồn ngắt trong * Bộ lập trình cho phép người sử dụng có thể nạp các chương trình cho chip mà không cần các bộ nạp chuyên dụng * Bộ chia tần với hệ số chia tần là 12 4 cổng xuất nhập với 32 chân II : Sơ đồ nguyên lý III : Sơ đồ mạch in III : Linh kiện sử dụng trong mạch - 1 IC 89s52 là khối điều khiển trung tâm nhận tín hiệu từ led thu hồng ngoại , sử lý sau đó đưa tín hiệu ra LCD - 1 LCD hiển thị thông tin từ IC - 2 led phát hồng ngoại phát tia hồng ngoại đến led thu - 2 led nhận hồng hồng ngoại nhận tia hồng ngoại từ led phát - 1 thạch anh 12Mhz tao xung dao động cho IC - Trở - Nút reset IV : Chương trình // Khai bao thu vien #include <REGX51.H> #include<stdio.h> // Khai bao bien an sbit rs=P2^5; sbit rw=P2^6; sbit e=P2^7; unsigned int count,dem,vtoc; [...]... lcd_lenh(0x01); } } } PHẦN III : KẾT LUẬN - Ưu điểm : Với mô hình này có thể đo đươc vận tốc của một vật chuyển động chính xác và đưa ra kết quả rất nhanh chóng ma không cần qua tính toán gì khác - Nhược điểm : mô hình trên chỉ có thể đo được vận tôc chuyển động của một vật có kich thước nhỏ và chuyển động không quá nhanh.Chưa có tính ứng dụng cao vào thực tế - Hướng phát triển của đề tài : Với đề tài này... trong thực tế hiện nay Với việc xác định vận tốc chuyển động thông qua một hệ thống tự đông là rất cần thiết. Mô hình này nếu được phát triển sẽ đươc áp dụng rất nhiều trong thưc tế ta có thể xác định được một cách chính xác tốc độ của môt chuyên đông nào đó ma chẳng hạn ta không thể đến gần nó…và nó cũng có thể được ứng dụng trong giao thông để xác định vận tốc của một phương tiên khi tham gia giao thông… . nội Khoa cơ khí Đồ án môn học vi điều khiển Đề tài : Thiết kế mô hình đo vận tốc trung bình của một chuyển động tịnh tiến GVHD :Nguyễn Anh Dũng Sinh viên thực hiện : Nguyễn Xuân Đo n Nguyễn Mạnh. là: Thiết kế mô hình đo vận tốc trung bình của một vật chuyển động tịnh tiến Đây la một đề tài khá hay và có tính ứng dụng cao.khi đề tài được mở rộng nó sẽ có rất nhiều ứng dụng cần thiết. III : KẾT LUẬN - Ưu điểm : Với mô hình này có thể đo đươc vận tốc của một vật chuyển động chính xác và đưa ra kết quả rất nhanh chóng ma không cần qua tính toán gì khác - Nhược điểm : mô hình