Đồ Án Môn Vi Học Điều Khiển (Kèm File Chương Trình)

Đờ Án Mơn Học Vi Điều Khiển Nhóm 10 PHẦN I LÝ THUYẾT CHƯƠNG I MỤC ĐÍCH YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI I.MỤC ĐÍCH Trong đồn án chúng em thực mạch đếm sản phẩm cảm biến hồng ngoại.Mạch đếm sản phẩm mạch ứng dụng nhiều với thực tế đếm số sản phẩm để đóng bao bì nhà máy ,số sản phẩm qua băng truyền sản xuất… Nên để làm sát với thực tế ứng dụng đề tài phải đạt mục đich sau -Số đếm phải xác -Hiển thị lên máy tính rõ ràng -Mạch điện không phức tạp, bảo đảm an toàn,dễ sử dụng -Giá thành không mắc II YÊU CẦU : -Mạch điện tử thiết kế máy tính phần mềm chun dụng -Số sản phẩm đếm gửi lên máy tính thị phần mềm tiện ích Hyper Terminal -Số sản tối đa hệ thống đếm số thập phân bao gồm 12 chữ số Từ mục đích yêu cầu đề tài chúng em đưa sơ đồ khối tổng quát mạch điện sau: III XÂY DỰNG SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG QUÁT: Lê Văn Thanh Nguyễn Đức Lực Chu Đình Thư Đờ Án Mơn Học Vi Điều Khiển Nhóm 10 CẢM BIẾN KHỐI XỬ LÝ MÁY TÍNH Lê Văn Thanh Nguyễn Đức Lực Chu Đình Thư Đờ Án Mơn Học Vi Điều Khiển Nhóm 10 CHƯƠNG II LÝ THUYẾT THIẾT KẾ I CÁC KHỐI TRONG MẠCH ĐIỆN: Cảm biến: a Giới thiệu sơ lược mạch cảm biến: Để cảm nhận lần sản phẩm qua cảm biến phải có phần phát phần thu Phần phát phát ánh sáng hồng ngoại phần thu hấp thụ ánh sáng hồng ngoại ánh sáng hồng ngoại có đặc điểm bò nhiễu so với loại ánh sáng khác Hai phận phát thu hoạt động với tần số Khi có sản phẩm qua phần phát phần thu, ánh sáng hồng ngoại bò che phận thu hoạt động với tần số khác tần số phát tạo xung tác động tới phận xử lí Vậy phận phát phận thu phải có nguồn tạo dao động Bộ phận dao động tác động tới công tắc đóng ngắt nguồn phát nguồn thu ánh sáng Có nhiều linh kiện phát thu ánh sáng hồng ngoại chúng em chọn led hồng ngoại transitor quang linh kiện phát thu transistor quang linh kiện nhạy với ánh sáng hồng ngoại Bộ phận tạo dao động dùng mạch LC, cổng logic, IC dao động Với việc sử dụng IC chuyên dùng tạo dao động, tạo dao động trở nên đơn giản với tần số phát thu Vì tín hiệu ngõ trasitor quang nhỏ nên cần có mạch khuyếch đại trước đưa đến tạo dao động Chúng em chọn IC khuếch khuếch đại tín hiệu lên đủ lớn Vậy sơ đồ khối phần phát phần thu là: KHỐI DAO ĐỘNG TRANSITOR THU KHUYẾCH ĐẠI KHỐI DAO ĐỘNG b Các linh kiện mạch cảm biến: b1 Cấu tạo, nguyên lí hoạt động led hồng ngoại: Lê Văn Thanh Nguyễn Đức Lực Chu Đình Thư Đờ Án Mơn Học Vi Điều Khiển Nhóm 10 _Led cấu tạo từ GaAs với vùng cấm có độ rộng 1.43eV tương ứng xạ 900nm Ngoài pha tạp Si với nguyên vật liệu GaAlAs, độ rộng vùng cấm thay đổi Với cách này, người ta tạo dải sóng 800 - 900nm tạo điều hưởng cho led hồng ngoại phát bước sóng thích hợp cho điểm cực đại độ nhạy thu _Hoạt động: mối nối p - n phân cực thuận dòng điện qua nối lớn dẫn điện hạt tải đa số, mối nối phân cực nghòch có dòng rỉ di chuyển hạt tải thiểu số Nhưng chiếu sáng vào mối nối, dòng điện nghòch tăng lên gần tỷ lệ với quang thông lúc dòng thuận không tăng Đặc tuyến volt – ampere led hồng ngoại sau: I(A) ϕ=4 ϕ=3 ϕ=2 ϕ=1 ϕ=0 U(V) b2 Photon transistor Photon Transistor tương tự transistor thông thường khác chỗ cực bazơ, thay cho tác dụng khống chế dòng vào cực bazơ khống chế chùm sáng dòng colector transitor có cực bazơ, khống chế tín hiệu ánh sáng Cấu tạo transistor quang _ Ký hiệu cấu tạo: Lê Văn Thanh Nguyễn Đức Lực Chu Đình Thư Đờ Án Mơn Học Vi Điều Khiển Nhóm 10 C Cực thu (colecter) Cực B N (base) E Cực phát (emiter) E Ký hiệu P C N B Cấu tạo _Hình thức bên khác với transistor thông thường chỗ vỏ có cửa sổ suốt cho ánh sáng chiếu vào Ánh sáng qua cửa sổ chiếu lên miền bazơ transistor Chuyển tiếp PN emitor chế tạo transistor thông thường, chuyển tiếp PN colector, miền bazơ cần chiếu sáng, có nhiều hình dạng khác nhau, có dạng hình tròn nằm tâm miền bazơ Khi sử dụng transistor quang mắc mạch tương tự transistor mắc chung emitor (CE) Chuyển tiếp emitor phân cực thuận chuyển tiếp colector phân cực nghòch Có nghóa transistor quang phân cực chế độ khuyếch đại Dòng điện transistor: Vì nối thu phân cực nghòch nên có dòng rỉ Ico chạy thu – nối - phát phân cực thuận nên dòng thu ( β + 1)Ico dòng tối quang transistor Khi chiếu ánh sáng vào miền bazơ, miền bazơ có phát xạ cặp điện tử lỗ trống làm xuất dòng IL Do ánh sáng khiến dòng thu trở thành: Ic = (β + 1) (Ico + IL) H=9 I(A) H=7 Đặc tuyến transistor quang H=5 Trong H mật độ chiếu sáng (mW/cm2 ) H=4 H=1 Lê Văn Thanh 10 15 20 Nguyễn Đức Lực U(V) Chu Đình Thư Đờ Án Mơn Học Vi Điều Khiển Nhóm 10 Đặc tuyến transistor quang giống đặc tuyến Volt- ampere transistor thông thường mắc EC Điều khác tham số dòng Ib mà lượng chiếu sáng Đặc tuyến Volt ampere transistor quang ứng với khoảng Uce nhỏ gọi miền bão hòa tích tụ điện tích coi chuyển tiếp colector phân cực thuận Cũng tương tự trường hợp transistor thông thøng, độ dốc đặc tuyến miền khuyếch đại b3 IC dao động 555 Sơ đồ chân: GND TRI OUT RES VCC DIS THR CN FLIP FLOP Sơ đồ khối bên IC 555 OUTPUT Chức chân Đây vi mạch đònh thời chuyên dùng, mắc thành dạng mạch đơn ổn hay bất ổn Điện áp cung cấp từ 3V đến 18V Dòng điện đến 200mA (loại vi mạch BJT) hay 100mA (loại CMOS) Chân 1: Nối với masse Lê Văn Thanh Nguyễn Đức Lực Chu Đình Thư Đờ Án Mơn Học Vi Điều Khiển Nhóm 10 Chân 2: Nhận tín hiệu kích thích (trigger) Chân 3: Tín hiệu (output) Chân 4: Phục nguyên trạng thái ban đầu (preset) Chân 5: Nhận điện áp điều khiển (control voltag) Chân 6: Mức ngưỡng ( threshold ) Chân 7: Tạo đường phóng điện cho tụ Chân 8: Cấp nguồn Vcc * IC khuyếch đại LM 324 ( QUAD OPERATIONAL AMPLIFIER) 14 13 12 11 10 GND +3 - 30V +3 + 1+ +2 LM 324 IC có tầng khuếch đại thuật toán, IC làm việc với loại nguồn đơn Độ lợi 100dB, nhiên băng thông hẹp LM 3900 Chú ý: không để ngã chạm vào nguồn V+ hay chạm thẳng vào masse, điều làm hư IC • IC 567 (TONE DECODER): IC 567 Bộ giải mã âm sắc IC chứa vòng khóa pha Khi tần số phù hợp với tần số trung tâm chân có mức áp thấp Do tín hiệu từ transistor qua tầng khuyếch đại đưa đến ngõ vào IC 567 Tần số xác lập theo mạch đònh thời R C hay 1,1 /(RC) R lấy khoảng 2K đến 20K 567 tách dò tần số ngã vào từ 0,01Hz đến 500KHz Lê Văn Thanh Nguyễn Đức Lực Chu Đình Thư Đờ Án Mơn Học Vi Điều Khiển Nhóm 10 Tụ ngõ Ngõ 567 Tụ lọc thôngthấp GND Ngõvào Tụ đònh thời +4,75-9,0V Điện trở đònh thời Ghi chú: ngã vào mạch lọc thấp qua tính theo µF xác đònh n/F Trong n khoảng 1300 đến 62000 Tụ ngã lấy trò số gấp đôi tụ mạch lọc thấp qua ngã vào Khối xử lí: Trong đồ án chúng em sử dụng vi điều khiển 8051 8051 vi xử lí bit có chứa nhớ bên có thêm đònh thời giao tiếp nối tiếp trực tiếp với máy tính mà vi xử lí bit 8085 giao tiếp với máy tính giao tiếp song song nên cần có IC chuyển đổi liệu từ song song sang nối tiếp để giao tiếp với máy tính Với nhớ 8051 thích hợp cho chương trình có quy mô nhỏ,tuy nhiên 8051 kết hợp với nhớ cho chương trình có quy mô lớn Sau giới thiệu chúng em vi điều khiển 8051: a Giới thiệu cấu trúc phần cứng 8051 a1 Sơ đồ chân 8051 8051 IC vi điều khiển (Microcontroller) hãng Intel sản xuất IC có đặc điểm sau: - 4k byte ROM,128 byte RAM - Port I/O bit - đếm/ đònh thời 16 bit - Giao tiếp nối tiếp - 64k byte không gian nhớ chương trình mở rộng - 64k byte không gian nhớ liệu mở rộng - Một xử lý luận lý (thao tác bít đơn) - 210 bit đòa hóa - Bộ nhân / chia Lê Văn Thanh Nguyễn Đức Lực Chu Đình Thư Đờ Án Mơn Học Vi Điều Khiển Nhóm 10 Sơ lược chân 8051: 1 1 1 1 18 19 20 P P P P P P P P 1 1 1 1 R ESET P P P P P P P P 3 3 3 3 X2 X1 VSS VC P0 P0 P0 P0 P0 P0 P0 P0 C E A /V P A L E /P PSEN P P P P P P P P 2 2 2 2 4 3 3 3 3 31 30 29 2 2 2 2 8031 a2 Chức chân 8051: Port 0: từ chân 32 đến chân 39 (P0.0 _P0.7) Port có chức năng: thiết kế cỡ nhỏ không dùng nhớ mở rộng có chức đường IO, thiết kế lớùn có nhớ mở rộng kết hợp bus đòa bus liệu Port 1: từ chân đến chân (P1.0 _ P1.7) Port port IO dùng cho giao tiếp với thiết bò cần Port 2: từ chân 21 đến chân 28 (P2.0 _P2.7) Port port có tác dụng kép dùng đường xuất nhập byte cao bus đòa thiết bò dùng nhớ mở rộng Port 3: từ chân 10 đến chân 17 (P3.0 _ P3.7) Port port có tác dụng kép Các chân port có nhiều chức năng, có công dụng chuyển đổi có liên hệ đến đặc tính đặc biệt 8051 bảng sau : Lê Văn Thanh Nguyễn Đức Lực Chu Đình Thư Đờ Án Mơn Học Vi Điều Khiển Bit 10 Nhóm 10 Chức n ăng chuyển đổi P3.0 RXD 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 TIMER/ COUNTER thứ P3.5 T1 Ngõ vào TIMER/ COUNTER thứ P3.6 WR\ Tín hiệu ghi liệu lên nhớ P3.7 RD\ Tín hiệu đọc nhớ liệu PSEN (Program store enable): PSEN tín hiệu ngõ có tác dụng cho phép đọc nhớ chương trình mở rộng thường nối đến chân OE\ Eprom cho phép đọc byte mã lệnh PSEN mức thấp thời gian 8051 lấy lệnh Các mã lệnh chương trình đọc từ Eprom qua bus liệu, chốt vào ghi lệnh bên 8051 để giải mã lệnh Khi 8051 thi hành chương trình ROM nội PSEN mức cao ALE (Address Latch Enable): Khi 8051 truy xuất nhớ bên ngoài, Port có chức bus đòa liệu phải tách đường liệu đòa Tín hiệu ALE chân thứ 30 dùng làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp đường đòa liệu kết nối chúng với IC chốt Tín hiệu chân ALE xung khoảng thời gian port đóng vai trò đòa thấp nên chốt đòa hoàn toàn tự động EA\ (External Access): Tín hiệu vào EA\ chân 31 thường mắc lên mức mức Nếu mức 1, 8051 thi hành chương trình từ ROM nội Nếu mức 0, 8051 thi hành chương trình từ nhớ mở rộng Chân EA\ lấy làm chân cấp nguồn 21V lập trình cho Eprom 8051 RST (Reset): Khi ngõ vào tín hiệu đưa lên mức cao chu kỳ máy, ghi bên nạp giá trò thích hợp để khởi động hệ thống Khi cấp điện mạch phải tự động reset Các ngõ vào dao động X1, X2: Bộ tạo dao động tích hợp bên 8051 Khi sử dụng 8051, người ta cần nối thêm tụ thạch anh tụ Tần số tụ thạch anh thường 12 Mh Lê Văn Thanh Tên Nguyễn Đức Lực Chu Đình Thư 19 Đờ Án Mơn Học Vi Điều Khiển Nhóm 10 Thanh ghi TMOD chứa hai nhóm bit dùng để đặt chế độ làm việc cho Timer 0, Timer Bit Tên Timer Mô tả GATE Bit mở cổng, lên timer chạy INT1 mức cao C/T Bit chọn chế độ Count/Timer = đếm kiện = đònh khoảng thời gian M1 Bit chế độ mode M0 Bit chế độ mode GATE Bit mở cổng, lên timer chạy INT0 mức cao C/T Bit chọn chế độ Count/Timer M1 Bit chế độ mode M0 Bit chế độ mode Tóm tắt ghi chức TMOD Thanh ghi điều khiển timer(TCON) Thanh ghi TCON chứa bit trạng thái bit điều khiển cho Timer 1, Timer Bit Lê Văn Thanh Ký hiệu Đòa Mô tả Nguyễn Đức Lực Chu Đình Thư 20 Đờ Án Mơn Học Vi Điều Khiển TCON.7 TF1 8FH Cờ báo tràn timer Đặt phần cứng tràn, xóa phần mềm, phần cứng xử lý đến chương trình phục vụ ngắt TCON.6 TR1 8EH Bit điều khiển timer chạy đặt xóa phần mềm timer chạy ngưng TCON.5 TF0 8DH Cờ báo tràn Timer TCON.4 TR0 8CH Bit điều khiển Timer chạy TCON.3 IE1 8BH Cờ cạnh ngắt bên Đặt phần cứng phát cạnh xuống INT1 xóa phần mềm họăc phần cứng CPU đến chương trình phục vụ ngắt TCON.2 IT1 8AH Cờ kiểu ngắt bên Đặt xóa phần mềm để ngắt tích cực cạnh xuống /mức thấp TCON.1 IE0 89H Cờ cạnh ngắt bên ngòai TCON.0 IT0 88h Cờ kiểu ngắt bên Nhóm 10 Tóm tắt ghi chức TCON Khởi động truy xuất ghi timer: Lê Văn Thanh Nguyễn Đức Lực Chu Đình Thư 21 Đờ Án Mơn Học Vi Điều Khiển Nhóm 10 Thông thường ghi khởi động lần đầu chương trình để đặt chế độ làm việc Sau đó, thân chương trình, ghi timer cho chạy, dừng, bit kiểm tra xóa, ghi timer đọc cập nhật… theo đòi hỏi ứng dụng TMOD ghi thứ khởi động đặt chế độ hoạt động d Ngắt ( INTERRUPT) Một ngắt xảy điều kiện, kiện mà gây treo tạm thời thời chương trình điều kiện phục vụ chương trình khác Các ngắt đóng vai trò quan trọng thiết kế cài đặt ứng dụng vi điều khiển Chúng cho phép hệ thống đáp ứng bất đồng với kiện giải kiện chương trình khác thực thi Tổ chức ngắt 8051: Có nguồn ngắt 8031: ngắt ngoài, ngắt từ timer ngắt port nối tiếp Tất ngắt theo bò cấm sau reset hệ thống cho phép phần mềm Khi có hai nhiều ngắt đồng thời, ngắt xảy ngắt khác phục vụ, có hai hỏi vòng sơ đồ ưu tiên hai mức dùng để xác đònh việc thực ngắt Việc hỏi vòng cố đònh ưu tiên ngắt lập trình - Cho phép cấm ngắt : Mỗi nguồn ngắt cho phép cấm ngắt qua ghi chức đặt biệt có đònh đòa bit IE ( Interrupt Enable : cho phép ngắt ) đòa A8H Bit Ký hiệu Đòa bit Mô tả IE.7 EA AFH Cho phép / Cấm toàn IE.6 _ AEH Không mô tả Lê Văn Thanh Nguyễn Đức Lực Chu Đình Thư 22 Đờ Án Mơn Học Vi Điều Khiển IE.5 ET2 ADH Cho phép ngắt từ Timer (8052) IE.4 ES ACH Cho phép ngắt port nối tiếp IE.3 ET1 ABH Cho phép ngắt từ Timer IE.2 EX1 AAH Cho phép ngắt IE.1 ET0 A9H Cho phép ngắt từ Timer IE.0 EX0 A8H Cho phép ngắt Nhóm 10 Tóm tắt ghi IE - Các cờ ngắt : Khi điều kiện ngắt xảy ứng với loại ngắt mà loại cờ đặt lên để xác nhận ngắt Ngắt Cờ Thanh ghi SFR vò trí bit Bên IE0 TCON.1 Bên IE1 TCON.3 Timer TF1 TCON.7 Timer TF0 TCON.5 Port nối tiếp TI SCON.1 Port nối tiếp RI SCON.0 Các lọai cờ ngắt Lê Văn Thanh Nguyễn Đức Lực Chu Đình Thư 23 Đờ Án Mơn Học Vi Điều Khiển Nhóm 10 - Các vectơ ngắt : Khi chấp nhận ngắt, giá trò nạp vào PC gọi vector ngắt Nó đòa bắt đầu ISR cho nguồn tạo ngắt, vector ngắt cho bảng sau Ngắt Cờ Đòa vector Reset hệ thống RST 0000H Bên IE0 0003H Timer TF0 000BH Bên IE1 0013H Timer TF1 001BH TI RI 0023H Port nối tiếp Timer 002BH Vector reset hệ thống (RST đòa 0000H) để bảng theo nghóa này, giống ngắt : ngắt chương trình nạp cho PC giá trò Lê Văn Thanh Nguyễn Đức Lực Chu Đình Thư Đờ Án Mơn Học Vi Điều Khiển Nhóm 10 PHẦN II THIẾT KẾ,THI CÔNGVÀ CHƯƠNG TRÌNH CHƯƠNG I THIẾT KẾ, THI CÔNG PHẦN CỨNG Sau phân tích mô hình hệ thống vi xử lý chúng em bắt đầu vào tính toán giá trò thực tế hệ thống hoạt động Việc tính toán lựa chọn phải dựa lý thuyết linh kiện thông dụng thò trường Mặc dù phần cứng hệ thống thay đổi phần mềm thay đổi làm cho hệ thống có khả hoạt động cách linh hoạt thiết kế phần cứng phải cân đối cho phần mềm không phức tạp I KẾT NỐI 8051 VỚI BỘ NHỚ VÀ CÁC IC NGOẠI VI : Kết nối nhớ chương trình bên ngoài: Bộ xử lý IC 8051 với tần số làm việc 12 MHz Chân 18, 19 8051 nối với thạch anh (cũng thay thạch anh tín hiệu xung clock) Bộ nhớ ROM cho phép tín hiệu PSEN\ Hình sau mô tả cách nối nhớ Eprom với 8051: Port EA 8051 ALE Port2 D7 - D0 D 74373 Q G EPROM A7- A0 A15 -A8 0E\ KếtPSEN nối nhớ liệu ngoài: Bộ nhớ Ram cho phép ghi/ đọc tín hiệu điều khiển WR\ RD\ 8051 có lệnh truy xuất liệu nhớ liệu MOVX dùng trỏ 16 bit (DPTR) R0 R1 xem ghi đòa Kết nối bus đòa bus liệu RAM 8051 giống EPROM Ngoài ra, RD 8051 nối tới chân cho phép xuất (OE\ ) Ram chân WR nối tới chân ghi (WR\) Ram Lê Văn Thanh Chu Đình Thư Nguyễn Đức Lực Đờ Án Mơn Học Vi Điều Khiển Nhóm 10 D7 - D0 Port RAM A7- A0 D EA 8051 ALE A15 -A8 0E WR Q Port2 74373 G 3.Kết nốiRD mạch giải mã: *Hình thành mạch giải mã đòa dựa bảng đồ nhớ sau: WR IC Rom 8K Ram 8K 8255 8255 A 15 0 0 0 0 A 14 0 0 1 1 A 13 0 1 0 1 A 12 1 0 0 A 11 1 0 0 A 10 1 0 0 A 1 0 0 A 1 0 0 A 1 0 0 A 1 0 0 A 1 0 0 A 1 0 0 A 1 0 0 A 1 0 0 A 1 1 A 0 1 1 hex 0000 H 1FFFH 2000 H 3FFFH 4000 H 4003 H Tuy nhiên thời điểm có IC nhớ truy xuất nên dùng đường đòa A13, A14, A15 để phân biệt Lấy A15, A13, A14 nối tới đầu vào IC giải mã 74138 (A,B,C) Các ngõ Y0, Y1,Y2, Y3 nối tới CE Rom,Ram, CS 8255 Khi Yi = IC chọn: A13, A14, A15 = chọn Rom A13 = 1, A14, A15 = chọn Ram ] A13 = 0, A14 = 1, A15 = chọn 82551 A13 =1, A14 = 1, A15 = chọn 82552 Kết nối mạch chốt: -Chân ALE (chân 30) 8051 kết nối với chân G 74373 Các đường Port0 nối với đường từ Do đến D7 74373 Các đường tín hiệu (Q 0→Q7 ) 74373 đường port (P 2.0 →P2.7) nối tới đường đòa ROM RAM (A0 →A12 ) đường liệu từ port nối tới đường liệu uhhdsaufy ROM RAM, 8255 (D0 →D ) Lê Văn Thanh Chu Đình Thư Nguyễn Đức Lực Đờ Án Mơn Học Vi Điều Khiển Nhóm 10 -Trong chu kỳ máy có xung ALE Khi ALE mức logic cao (G = 1) OC\ = (0) ngõ Qo → Q7 tương ứng với ngõ vào D, thay đổi ngõ vào ảnh hưởng đến ngõ ra, lúc Port tương ứng đường đòa Ao → A7 Khi ALE xuống mức thấp (G = 0), ngõ Q giữ nguyên trạng thái trước bất chấp ngõ vào D, lúc đường Port tương ứng đường liệu Do → D7 *Tín hiệu PSEN\ 8051 (chân 29) nối tới 0E Rom Các đường (RD,WR) nối đến RD, WR Rom 8255 Do muốn xếp chồng nhớ nên cho tín hiệu RD\, PSEN 8051 qua cổng AND (dùng cổng NAND 74132) đưa tới OE\ Ram *Hình thành công tắc lưạ chọn Rom A, Rom B: - Sơ đồ nguyên lý công tắc lựa chọn: (Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển) - Nguyên lý hoạt động công tắc lựa chọn sau: Bất cho phép truy xuất Rom (ngõ vào chân cổng OR xuống mức logic [0]) ngõ công tắc lựa chọn A B xuống mức logic [0] Rom A hay B truy xuất -Khi SW1 nối tới B, ngõ cổng NAND (U9A) = 1→ ngõ cổng OR (U8A) = 1, Rom A không chọn Đồng thời đó, ngõ cổng NAND (U9B) = 0, A13, A14, A15 = ngõ cổng OR (U8B) = → Rom B chọn Ngược lại, công tắc chuyển sang A Rom A truy xuất II THIẾ T KẾ MẠCH RESET: ] Khi công tắc chuyển từ A sang B ngược lại reset toàn lại hệ thống PC = 0000H Bởi làm việc Rom A, PC khác 0000H, chuyển sang Rom B → PC bắt đầu đòa khác 0000H → làm sai chương trình Vì mạch reset đồ án bao gồm reset từ chuyển công tắc chọn Rom, reset từ đưa tới (nếu kết hợp với mạch khác), reset bắt đầu chương trình đếm sản phẩm reset nguồn cung cấp yếu Sơ đồ nguyên lý mạch reset sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển Mạch reset từ việc chọn Rom: Mạch tạo cổng nand, IC 74221, cổng uhhdsaufy OR7432 cổng OR kết hợp với reset khác sơ đồ chân bảng thái 74221 sau: Sơ đồ chân SN 74221: Bảng trạng thái INPUT A 1Aclear X 1B L X H X Clr X 1Q H 74221L ↓ 2Q H L Cset ↑ Reset GND Lê Văn Thanh Chu Đình Thư Vcc B Reset X Cset X 1Q\ L 2Q\ ↑ clr H 2B H 2A OUTPUT Q L L L Nguyễn Đức Lực Q H H H Đờ Án Mơn Học Vi Điều Khiển Nhóm 10 Qua bảng trạng thái: - Khi chân clear mức logic cao, A mức logic thấp chân B chuyển trạng thái từ mức logic lên ngõ Q (ngược lại với Q\) - Khi chân clear mức logic cao, B mức logic cao chân A chuyển trạng thái từ mức logic xuống thì 74211 tạo xung dương ngõ Q Quá trình reset thực sau: Khi SW chuyển sang B, ngõ cổng NAND (U9A) từ lên 1→ chân B của74211 (U10B) từ lên 1, A = → có xung ngõ Q → ngõ cổng OR lên dẫn đến RST = hệ thống bò reset: đèn reset (D4 sáng) Khi chuyển công tắc sang A, ngõ cổng nand (U9A) từ xuống 0→chân A 74221 từ xuống 0, B = → có xung ngõ Q 74211 (U10A) → mạch bò reset Reset nút nhấn: Khi nhấn nút, chân cổng nand U2A nối mass→ ngõ = 1, reset (RST) = 1, hệ thống bò reset (đồng thời chân lại cổng nand giữ mức cao) Khi kết nối với mạch điện khác, mạch điện khác reset mạch điện qua header (JP8) Sự tác động thông qua ngắt dẫn Q C828 Khi Q3 dẫn (có tác động bên ngoài), ngõ cổng nand (U2A) = 1, ngõ cổng OR = 1, RST = 1, hệ thống bò reset III THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MẠCH CẢM BIẾN Khối phát Tính toán điện trở tụ mạch dao động 555 VCC RA RB C Lê Văn Thanh Chu Đình Thư Ngõ C1 Nguyễn Đức Lực Đờ Án Mơn Học Vi Điều Khiển Nhóm 10 - Dạng sóng: T Điện áp Vcc 0V Điện áp tụ tc t td 2/3Vcc 1/3 Vcc t tc =0,69(RA + RB).C RA ,RB [ohm] C[F] →t[s] td =0,69RBC ⇒T= tc + td =0,69(RA +2RB).C * Nếu chọn đơn vò R[KΩ] , C[µF] → t[ms] ,f0[KHz] fo = 1,45 = T ( RA + RB ) C Chọn RA 1 ≈ ÷ RB 10 để xung tạo gần để kích thích cho Ạ564 dẫn mạnh, làm dòng I B lớn suy dòng qua LED lớn, tín hiệu phát từ LED mạnh bên khối đầu dò nhận tín hiệu Khối đầu dò: Tần số dao động riêng mạch: 1,1 1,1 fo = = = 1,1Khz R15C10 10.0,1 - Chọn R15 = 10K C10 =0,1µF 2K ≤ R ≤ 20K f cho phép: 0,01Hz ≤ f ≤ 500Khz→ f0 thỏa điều kiện cho phép -Chọn C8 =1µF ,C9 =2,2 µF Lê Văn Thanh Chu Đình Thư Nguyễn Đức Lực Đờ Án Mơn Học Vi Điều Khiển Nhóm 10 *Ở khối phát tia hồng ngoại: Chọn tụ C6 = 0,001µF 1,45 = T ( Ra + Rb ).C Tần số mạch thiết kế = tần số f0 đầu dò Nên f = f0 =1,1kHz Chọn RA, RB cho thỏa điều kiện Lấy theo giá trò thương mại suy ra: f = fo = RA + RB = 1,45 1,45 = = 1,31.106 ( Ω ) = 1318KΩ fo.C 1,1.10 10− 3.10− Chọn RB=620KΩ, RA =78KΩ Vì dùng RA biến trở điều chỉnh nên chọn RA=100KΩ -Transistor Q1 : A564 chọn hệ số khuếch đại β =200 -Khi Led hồng ngoại dẫn VLED =2V -Chọn dòng qua Led hồng ngoại khoảng 50mA (để tín hiệu phát mạnh mà khối đầu dò nhận được) ⇒ R11 = Vcc − VECSAT − VLED − 0,2 − = = 0,136 KΩ = 136Ω I CSAT 50 ⇒ Chọn R11= 120Ω ⇒ Dòng thực tế qua LED R11=120Ω I Csat = Vcc − VECSAT − VLED − 0,2 − 6,8 = = = 56,67 mA R11 0,12 0,12 ICsat ==56,67mA -Để cho Q1 dẫn bảo hòa: IB = Vcc − VEB SAT − Vout I Csat  R10 β βIB >ICsat Mà VEbsat ≈0,8V Vout chân (ngõ 555 )≈0,2V IB = − 0,8 − 0,2 56,67  = 0,28335( mA) R10 200 R10  Lê Văn Thanh Chu Đình Thư = 28,23KΩ 0,28335 Nguyễn Đức Lực Đờ Án Mơn Học Vi Điều Khiển Nhóm 10 → Chọn R10 =10KΩ * Ở khối đầu dò IC LM 324 : IC làm việc với loại nguồn đơn, chọn độ lợi 100dB AV = R14 = 100 R13 Chọn R14=100KΩ R13 =1KΩ R12 thường từ 0KΩ ÷ 56KΩ, chọn R12 =56KΩ C7 =0,1µF (tụ liên lạc) c Hoạt động khối phát khối đầu dò: - Do khối phát khối đầu dò thiết kế: f= f0 =1,1Khz Trong f: tần số phát khối phát tia hồng ngoại f0: tần số trung tâm khối đầu dò Khi chưa có sản phẩm qua led hồng ngoại phát tín hiệu qua photo Q ,photo Q2 nhận tín hiệu Qua khuếch đại, khuếch đại tín hiệu lớn lên để IC 567ø nhận biết led hồng ngoại dòng khoảng 56,67mA phát tín hiệu mạnh có khả truyền xa, qua photo Q2 tín hiệu bò suy yếu nên phải khuếch đại lên Vì thiết kế f=f0 =1,1Khz tức tần số vào phù hợp với tần số trung tâm ngõ chân mức thấp [0] Còn cho sản phẩm qua che led hồng ngoại tín hiệu từ led hồng ngoại phát không truyền qua photo Q Kết tần số vào (f≠f0 =1,1Khz) khác với tần số trung tâm nên ngõ mức cao [1], có xung kích tới ngõ vào (7) → điện áp chân lên mức cao Lê Văn Thanh Chu Đình Thư Nguyễn Đức Lực Đờ Án Mơn Học Vi Điều Khiển Nhóm 10 CHƯƠNG II CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN //mach dem san pham nhom 10 #include long int sp=0; sbit w=P2^0; uart_init() { //khai bao thu vien 8051 TMOD = 0x20; //Timer che TH1= 0xF3; //Toc 2400 baud SCON=0x50; TR1 =1; TI = 1; } //Chuong trinh nhan du lieu tu PC void sendPC(char m) { SBUF=m; while(!TI); TI = 0; } void sendPCstr(unsigned char *s) { while(*s!=0x00) { SBUF = *s; while(!TI); TI = 0; s++; } } void sendPCint(long int i) { int j,m; unsigned char d[20]; for(j=0;j=0;j ) sendPC(d[j]+48); } void delay() { long x; for(x=1;x[...]... Đờ Án Mơn Học Vi Điều Khiển Nhóm 10 b Cấu trúc bên trong của 8051 b1 Sơ đồ khối bên trong 8051: INT1 INT0 Timer 2 Timer 1 Timer 0 Port nối tiếp Điều khiển ngắt Các thanh ghi khác 128 byte RAM Timer 2Timer 1Timer 0 MRO nội T2 T1 EX TE T0 RN AL CPU Oscillator Điều khiển bus Các port I/O Port nối tiếp EA RST P0 P2 PSEN P1 P3 TxD RxD ALE Lê Văn Thanh Nguyễn Đức Lực Chu Đình Thư Đờ Án Mơn Học Vi Điều Khiển. .. TMOD Thanh ghi điều khiển timer(TCON) Thanh ghi TCON chứa các bit trạng thái và các bit điều khiển cho Timer 1, Timer 0 Bit Lê Văn Thanh Ký hiệu Đòa chỉ Mô tả Nguyễn Đức Lực Chu Đình Thư 20 Đờ Án Mơn Học Vi Điều Khiển TCON.7 TF1 8FH Cờ báo tràn timer 1 Đặt bởi phần cứng khi tràn, được xóa bởi phần mềm, hoặc phần cứng khi bộ xử lý chỉ đến chương trình phục vụ ngắt TCON.6 TR1 8EH Bit điều khiển timer 1... giống ngắt : nó ngắt chương trình chính và nạp cho PC giá trò mới Lê Văn Thanh Nguyễn Đức Lực Chu Đình Thư Đờ Án Mơn Học Vi Điều Khiển Nhóm 10 1 PHẦN II THIẾT KẾ,THI CÔNGVÀ CHƯƠNG TRÌNH CHƯƠNG I THIẾT KẾ, THI CÔNG PHẦN CỨNG Sau khi đã phân tích một mô hình hệ thống vi xử lý bây giờ chúng em bắt đầu đi vào tính toán các giá trò thực tế để cho hệ thống hoạt động được Vi c tính toán lựa chọn phải dựa... mức cao [1], có xung kích tới ngõ vào (7) → điện áp chân 8 lên mức cao Lê Văn Thanh Chu Đình Thư Nguyễn Đức Lực 8 Đờ Án Mơn Học Vi Điều Khiển Nhóm 10 CHƯƠNG II CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN //mach dem san pham nhom 10 #include long int sp=0; sbit w=P2^0; uart_init() { //khai bao thu vien 8051 TMOD = 0x20; //Timer 1 che do 2 TH1= 0xF3; //Toc do 2400 baud SCON=0x50; TR1 =1; TI = 1; } //Chuong trinh... trình qua thanh ghi điều khiển port nối tiếp SCON ở đòa chỉ 98H -Các thanh ghi ngắt: 8051 có cấu trúc 5 nguồn ngắt, 2 mức ưu tiên Các ngắt bò cấm sau khi reset hệ thống và sẽ được cho phép bằng vi c ghi thanh ghi cho phép ngắt (IE) ở đòa chỉ A8H, cả 2 thanh ghi được đòa chỉ hóa từng bit -Thanh ghi điều khiển công suất: Thanh ghi điều khiển công suất (PCON) ở đòa chỉ 87H chứa các bit điều khiển -Tín hiệu... đang làm vi c tại Rom A, PC khác 0000H, khi chuyển sang Rom B → PC bắt đầu tại đòa chỉ khác 0000H → làm sai chương trình Vì vậy mạch reset trong đồ án này bao gồm reset từ chuyển công tắc chọn Rom, reset từ ngoài đưa tới (nếu như kết hợp với mạch khác), reset khi bắt đầu mỗi chương trình đếm sản phẩm và reset nếu như nguồn cung cấp yếu Sơ đồ nguyên lý mạch reset trong sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển 1... ( INTERRUPT) Một ngắt là sự xảy ra một điều kiện, một sự kiện mà nó gây ra treo tạm thời thời chương trình chính trong khi điều kiện đó được phục vụ bởi một chương trình khác Các ngắt đóng một vai trò quan trọng trong thiết kế và cài đặt các ứng dụng vi điều khiển Chúng cho phép hệ thống đáp ứng bất đồng bộ với một sự kiện và giải quyết sự kiện đó trong khi một chương trình khác đang thực thi Tổ chức... Thanh Nguyễn Đức Lực Chu Đình Thư Đờ Án Mơn Học Vi Điều Khiển 17 Nhóm 10 8051 có ngõ vào reset RST tác động ở mức cao trong khoảng thời gian 2 chu kỳ, sau đó xuống mức thấp để 8051 bắt đầu làm vi c RST có thể kích bằng tay bằng một phím nhấn thường mở, sơ đồ mạch reset như hình trên (hình a) sau khi reset hệ thống được tóm tắt như sau: Thanh ghi Nội dung Đếm chương trình PC 0000H Thanhghi tích lũy... Nhóm 10 Tóm tắt thanh ghi chức năng TCON Khởi động và truy xuất thanh ghi timer: Lê Văn Thanh Nguyễn Đức Lực Chu Đình Thư 21 Đờ Án Mơn Học Vi Điều Khiển Nhóm 10 Thông thường các thanh ghi được khởi động một lần đầu ở chương trình để đặt ở chế độ làm vi c đúng Sau đó, trong thân chương trình, các thanh ghi timer được cho chạy, dừng, các bit được kiểm tra và xóa, các thanh ghi timer được đọc và cập nhật…... Văn Thanh Nguyễn Đức Lực Chu Đình Thư 18 Đờ Án Mơn Học Vi Điều Khiển Nhóm 10 Trong các ứng dụng đònh khoảng thời gian, người ta lập trình timer ở những khoảng đều đặn và đặt cờ tràn timer Cờ được dùng để đồng bộ hóa chương trình để thực hiện một tác động như kiểm tra trạng thái của các ngõ vào hoặc gửi sự kiện ra các ngõra Các ứng dụng khác có thể sử dụng vi c tạo xung nhòp đều đặn của timer để đo thời