THIẾT kế MẠCH KHÓA số điện tử ( có CODE đầy đủ )

có sơ đồ nguyên lý, đồ khối và sơ đồ giải thuật và code đầy đủ cho mạch thiết kế mạch khóa số điện tử ...............................................................................................................................................................

THIẾT KẾ MẠCH KHÓA SỐ ĐIỆN TỬ

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG 3

LỜI MỞ ĐẦU 4

PHẦN I TÌM HIỂU ĐỀ TÀI 5

CHƯƠNG I NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ VÀ SƠ ĐỒ KHỐI 5

1.1 Nguyên lý thiết kế 5

1.2 Sơ đồ khối 5

CHƯƠNG II CẤU TẠO TỪNG KHỐI 6

2.1 Linh kiện chính cho từng khối 6

2.2 Khối nguồn 6

2.3 Khối vi điều khiển 7

2.4 Khối hiển thị 11

2.5 Khối bàn khím 13

PHẦN II THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 14

CHƯƠNG I THIẾT KẾ MẠCH 14

3.1 Sơ đồ nguyên lý mạch .14

3.2 Lưu đồ giải thuật 15

3.3 Kết quả mô phỏng 18

CHƯƠNG II THI CÔNG MẠCH 19

4.1 Mạch in 19

4.2 Thi công mạch 20

CHƯƠNG IV KẾT LUẬN 21

PHỤ LỤC 22

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 Sơ đồ khối của mạch 4

Hình 2 Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn 5

Hình 3 Sơ đồ chân LM 7805 6

Hình 4 Sơ đồ khối của 8051 7

Hình 5 Sơ đồ chân 8051 7

Hình 6 Mạch dao động cho vi xử lý 9

Hình 7 Sơ đồ chân Reset 10

Hình 8 Sơ đồ chân 24C02B 11

Hình 9 Sơ đồ chân của LCD 11

Hình 10 Bàn phím ma trận 12

Hình 11 Sơ đồ mô phỏng 13

Hình 12 Lưu đồ giải thuật chương trình chính 14

Hình 13 Lưu đồ giải thuật chương trình mở cửa 15

Hình 14 Lưu đồ giải thuật chương trình đổi mật khẩu 16

Hình 15 Kết quả mô phỏng 17

Hình 16 Sơ đồ mạch in 18

DANH MỤC BẢNG Bảng 1 Bảng chức năng chân của Port 3 9

Bảng 2 Chức năng chân LCD 12

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, sự phát triển cửa khoa học công nghệ luôn gắng liền với sự phát triểncủa kinh tế, xã hội Trong đó, ngành điện tử viễn thông luôn giữ vững tốc độ pháttriển cao và ngày càng đi sâu vào đời sống và lĩnh vực bảo mật là mảng lớn luônđược mọi người quan tâm Vì vậy để làm quên với việc thiết kế mạch em đã chọn

đề tài “Thiết kế mạch khóa số điện tử” để nghiên cứu và thực hiện

Được sự chỉ bảo và hướng dẫn của các thầy cô trong khoa Điện-Điện tử và đặcbiệt là sự giúp đỡ và hướng dẫn của thầy Đỗ Vinh Quang đã giúp em hoàn thành đồtài này Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô

1.2 Sơ đồ khối

 Khối vi điều khiển: có chức năng điều khiển hoạt động của mạch và tươngtác với LCD

 Khối hiển thị: hiển thị thông tin cho người dùng biết

 Khối nguồn: dùng để cấp nguồn cho mạch hoạt động

 Khối bàn phím: người dùng thao tác với mạch

CHƯƠNG II CẤU TẠO TỪNG KHỐI

2.1 Linh kiện chính cho từng khối

Khối hiển thị: LCD 16x2

Khối nguồn: Cầu diode, LM 7805

Khối điều khiển: vi điều khiển AT89C51, eeprom 24C02C

Khối bàn phím: nút nhấn

2.2 Khối nguồn

Hình 2 Sơ đồ nguyên lý mạch nguồnMạch bao gồm:

 Cầu diode biến dòng AC thành DC

 Tụ điện dung để lọc nguồn

 Ic ổn áp LM7805 3 tạo điện áp ổn định 5V cung cấp cho vi xử lý

Sơ đồ chân LM7805

Hình 3 Sơ đồ chân LM 7805

Có 1 chân nguồn vào, 1 chân nguồn ra, 1 chân nối đất Điện áp đầu vào

7805 cần lớn hơn điện áp ổn định từ 2-3V

2.3 Khối vi điều khiển

Mạch sử dụng chip AT89C51 làm trung tâm xử lý của mạch và eeprom24C02B để lưu mật khẩu

a) AT89C51 1 là phiên bản của 8051 có ROM trên chip là bộ nhớ Flash Phiênbản này rất thích hợp cho các ứng dụng nhanh vì bộ nhớ flash có thể được xóa trongvài giây

Thông số cơ bản của Chip

 Bộ nhớ chương trình bên trong: 4 KB ( ROM)

 Bộ nhớ dữ liệu bên trong: 128 byte ( RAM)

 Số chân vào ra( I/O port) : 32

Hình 5 Sơ đồ chân 8051AT89C51 có tất cả 40 chân có chức năng như đường xuất nhập Trong đó có 24chân có tác dụng kép, mỗi đường có thể hoạt động như đường xuất nhập hoặc nhưđường điều khiển hoặc là thành phần của các bus dữ liệu và bus địa chỉ.

 Port xuất nhập dữ liệu (P0.0-P0.7) không sử dụng bộ nhớ ngoài

 Bus địa chỉ byte thấp và bus dữ liệu đa hợp (AD0-AD7) có sử dụng bộ nhớ ngoài

-Port 2 có hai chức năng:

 Port xuất nhập dữ liệu (P2.0-P2.7) không sử dụng bộ nhớ ngoài

 Bus địa chỉ byte cao (A8-A15) xóa sử dụng bộ nhớ ngoài

Port 3:

- Port 3 (P3.0-p3.7) có số chân từ 10-17

- Port 3 có hai chức năng :

 Port xuất nhập dữ liệu (P3.0-P3.7) không sử dụng bộ nhớ ngoài hoặc các chức năng đặc biệt

 Các tín hiệu điều khiển sử dụng bộ nhớ ngoài hoặc các chức năng đặc biệt

Bit tên Địa chỉ

RD\ B7H Điều khiển đọc từ RAM ngoài

Bảng 1 Bảng chức năng chân của Port 3

 Nhóm các chân nguồn, dao động và điều khiển

-VCC: chân số 40 nối lên nguồn 5V.

-GND: chân 20 nối đất.

-XTAL1 chân số 19 và XTAL2 chân 18: bộ dao động được tích hợp bên trong

AT89C51, khi sử dụng người thiết kế chỉ cần kết nối thêm thạch anh và các tụXTAL1 –chân 19 và XTAL2 – chân 18 Tần số thạch anh thường sử dụng 12Mhz

Hình 6 Mạch dao động cho vi xử lýChân EA\:

- EA (External access): chân số 31, truy xuất ngoài

- Chức năng:

+ Là tín hiệu cho phép truy xuất bộ nhớ chương trình ROM ngoài

+ Là biện pháp nhập,tích cực mức thấp

EA\0: chip 8051 sử dụng chương trình của ROM ngoài

EA\1:chip sử dụng chương trình của ROM trong

RST=1: 8051 được thiết lập lại trạng thái ban đầu

tReset ≥ 2×Tmachine trong đó: treset : thời gian reset (µs)

Tmachine: chu kì máy (µs)

Hình 8 Sơ đồ chân 24C02B 2.4 Khối hiển thị

Mạch sử dụng LCD 16 x2 để hiển thị thông tin 2

Hình 9 Sơ đồ chân của LCD

6 E Tín hiệu cho phép Sau khi các tín hiệu được đặt lên

bus D0-D7, các lệnh chỉ được chấp nhận khi có 1xung cho phép của chân E

7-14 D0 - D7 Các đường bus dữ liệu

Bảng 2 Chức năng chân LCD

2.5 Khối bàn khím

PHẦN II THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG

nhập sai password thì led đỏ sẽ sang báo hiệu cửa vẫn đóng.

 Để thay đổi password thì nhấn vào nút Change(÷) , nhập vào password cũsau đó nhấn nút OK(ON C ), nhập vào Password mới rồi nhấn nút OK lần nữa

Lúc này bạn đã đổi password thành công Hê thống sẽ lưu password mới củabạn.

 Nếu nhập sai password thì chương trình sẽ yêu cầu nhập lại Password cũ.Nếu số lần nhập sai ≥ 3 sẽ bị khóa trong vòng 1 phút sau đó mới được phépnhập lại

 Nếu đang làm một việc gì đó mà muốn thoát ra ngoài thì nhấn nút Clear(x)

 Để khóa cửa thì nhấn nút Close(+)

3.2 Lưu đồ giải thuật

Hình 13 Lưu đồ giải thuật chương trình mở cửa.

Hình 12 Lưu đồ giải thuật chương trình chính

Nhậppassword

ĐMain

Hình 14 Lưu đồ giải thuật chương trình đổi mật khẩu.

So sánhpasswordNhập password

cũ

3.3 Kết quả mô phỏng.

Hình 15 Kết quả mô phỏng

CHƯƠNG II THI CÔNG MẠCH

4.1 Mạch in

Hình 16 Sơ đồ mạch in

4.2 Thi công mạch

Bước 1: In mạch in ra giấy ảnh.

Bước 2: Ủi mạch

- Cắt miềng đồng sao cho vừa với mạch in, đặt mặt có phủ đồng vào mặt giấy có

sơ đồ mạch in và gấp các góc cạnh cho chặt để miếng đồng và giấy không bị lệchtrong quá trình ủi

- Chỉnh nhiệt độ bàn ủi ở nhiệt độ vừa phải Đặt bàn ủi lên và ủi trong khoảngthời gian từ 7-10 phút

Bước 3: Rửa mạch: Sau khi ủi xong, ta lấy miếng giấy ra khỏi miếng đồng Pha

1 ít bột sắt vào trong nước và ngâm mạch, sau khi đồng đã ra hết lấy mạch ra và rửalại bằng nước sạch, dùng giấy nhám để chà lớp mực in này ra

Bước 4: Khoan mạch, gắn linh kiện và hàn mạch.

- Khoan mạch: lựa chọn mũi khoan phù hợp với mạch và tiến hành khoan

- Gắn linh kiện: Phải gắn linh kiện ở mặt nhựa, mặt không đi dây đồng, gắn đúng vịtrí, cực tính của từng linh kiện

- Hàn linh kiện: Mỏ hàn phải đủ nhiệt độ và hàn nhanh, khéo tay Nếu để lâu thì sẽdẫn tới hư một vài linh kiện Hàn không được để chì dính tới các đường đồng khácdẫn tới ngắn mạch

CHƯƠNG IV KẾT LUẬN

Trong thời gian thực hiện đề tài em đã tiếp thu và đạt được những điều sau:tiếp cận được kiến thức thực tế từ sách vở, có khả năng phân tích, thiết kế, thi côngsản phẩm

Sản phẩm cuối cùng đáp ứng được yêu cầu đề tài khóa số dùng vi điều khiểnhiển thị LCD Tuy đã cố gắng song cũng có những mặt hạn chế do kiến thức, kinhnghiệm thực tế nên không tranh khởi những thiếu sót Mong được sự góp ý của thầy

cô để đề tài của em được hoàn thiện hơn

Hướng phát triển: Tương tác người dùng cao hơn như: thông báo cho ngườidùng biết có kẻ xâm nhập thông qua hệ thống internet, sms

LCALL WRITE_ROM

MOV ADDR_ROM,#3MOV WR_ROM,63

MOV ADDR_ROM,#6MOV WR_ROM,66

MOV ADDR_ROM,#10MOV WR_ROM,#1

MOV A,#06H

ACALL COMMAND RET COMMAND: ACALL READY

CLR RS

CLR RW

MOV LCD,A

SETB EN

CLR EN

RET DATA_DISPLAY: ACALL READY

SETB RS

CLR RW

MOV LCD,A

SETB EN

CLR EN

RET READY:

mov r7,#250 djnz r7,$ mov r7,#250 djnz r7,$ RET WRITE_ROM: LCALL START_BIT_ROM

MOV A,#0A0H MOV R7,#8

LCALL ROTATE_ROM LCALL SLAVE_ACK_ROM

MOV A,ADDR_ROM MOV R7,#8 LCALL ROTATE_ROM LCALL SLAVE_ACK_ROM

Tài liệu tham khảo:

1 Tống Văn On Họ vi điều khiển 8051 Tp HCM, NXB Lao Động Xã Hội,