ĐIỀU KHIỂN THIẾT bị BẰNG SÓNG RF dùng 89c51 ( có code và mạch in )

có sơ đồ nguyên lý, sơ đồ khối và lưu đồ giải thuật, mạch in và code đầy đủ cho mạch ĐIỀU KHIỂN THIẾT bị BẰNG SÓNG RF dùng 89c51 ...............................................................................................................................................................

RFMỤC LỤC

Bảng 3.3 Lưu đồ giải thuật………20

LỜI MỞ ĐẦU

Nhu cầu hoạt động của con người ngày càng cao, các thiết bị sinh hoạt ngày càng hiện đại Lĩnh vực tự động hóa được chú trọng hơn, do đó điều khiển từ xa ngày càng trở nên cần thiết và là một yêu cầu không thể thiếu trong xã hội hiện nay

Trong sinh hoạt hằng ngày của con người như những trò chơi giải trí (roboot,

xe điều khiển từ xa….) cho đến các thiết bị gần gũi với con người cũng được cải tiếncho phù hợp với việc sử dụng và đạt mức tiện lợi nhất có thể được Điều khiển từ xa đãxâm nhập vào lĩnh vực này và cho ra những TIVI, đầu máy Video… Đến các thiết bịnhư quạt máy, điều hòa….Xuất phát từ những ý tưởng đó và nhu cầu cuộc sống nên em

đã chọn đề tài “ Điều khiển thiết bị bằng sóng RF”

Chúng em cũng xin thể hiện sự kính trọng và lòng biết ơn đến Quý Thầy Cô trong Khoa Điện – Điện Tử, những người đã trang bị cho chúng em rất nhiều kiến

thức chuyên ngành, cũng như sự chỉ bảo, giúp đỡ tận tình của quý Thầy Cô đối vớichúng em trong suốt quá trình học tập Tất cả các kiến thức mà chúng em lĩnh hội được

từ bài giảng của các Thầy Cô là vô cùng quý giá.

Cuối cùng, chúng em cũng xin gởi lời cảm ơn đến gia đình và bạn bè đã dành sựquan tâm giúp đỡ động viên tinh thần trong suốt quá trình thực hiện Những tình cảm

đó là vô cùng quý báu để giúp chúng em hoàn thành tốt nghiên cứu khoa học này Mộtlần nữa , em xin chân thành cảm ơn !

Nhận xét của giảng viên hướng dẫn

………

………

………

………

………

………

………

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2016

Nhận xét của giảng viên phản biện

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2016

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

1.1 Khái quát đề tài

Kĩ thuật vi xử lí hiện nay rất phát triển,so với kỹ thuật số thì kĩ thuật vi

xử lý nhỏ gọn hơn rất nhiều,do nó được tích hợp lại và được lập trình để điều khiển Với tính ưu việt của vi xử lí thì trong phạm vi đồ án nhỏ này , sử dụng điều khiển thiết bị qua bộ thu phát RF và đưa tín hiệu vài vi điều khiển để xử

lý Trong đề tài này em sẽ dùng bộ thu phát RF PT2262 và PT2272 , vi điều khiển AT89C51 điện trở, tụ điện, thạch anh,led, relay ,transistor…

1.2 Sơ đồ khối

H ình 1.1 Sơ đồ khối của mạch

 Khối nguồn: Khối nguồn tạo ra dòng điện và điện áp ổn định cung cấp antoàn cho cả mạch

 Khối phát RF: Sử dụng linh kiện IC PT2272, Module phát RF, nút nhấn, điện trở, diode, led và nguồn cấp cho bộ phát 12 Vdc.

 Khối thu RF: Sử dụng linh kiện IC PT2262, Module thu RF, điện trở, led

 Khối điều khiển: nhận tín hiệu từ bộ thu RF truyền đến vi điều khiển AT89C51

 Khối điều khiển 4 thiết bị : Nhận tín hiệu ngõ ra từ vi điều khiển

transistor mở cho dòng đi qua Relay để điều khiển tải

Chương 2 : GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH

2.1 Giới Thiệu Các Linh Kiện Cơ Bản

2.1.2 Tụ điện

Hình 2.2: Hình ảnh thực tế các loại tụ điện

• Tụ điện là linh kiện dùng để cản trở dòng điện xoay chiều và ngăn không cho dòng điện một chiều đi qua,tụ điện còn có khả năng phóng nạp khi cần thiết.

* Kí hiệu và cấu tạo.

Kí hiệu :

Hình 2.3: Kí hiệu của tụ điện

• Tụ không phân cực là tụ có hai cực như nhau và giá tri thường

Hình 2.4: Hình dạng của điện trở

2.1.4 Diode

Diode được cấu tạo gồm hai lớp bán dẫn P-N được gép với nhau Diode thông dụng nhất là 1N4007, có chức năng dùng để đổi điện xoay chiều- thường là điện thế 50Hz đến 60Hz sang điện thế 1 chiều

Hình 2.5: Hình diode thực tế và ký hiệu 2.1.5 Led đơn

Led đơn là một dạng của Diode Thông thường dòng điện đi qua vật dẫn điện sẽ sinh ranăng lượng dưới dạng nhiệt Ở một số chất bán dẫn đặc biệt khi có dòng điện đi qua thì

có hiện tượng bức xạ quang ( phát ra ánh sáng) Tùy theo chất bán dẫn mà ánh sáng phát ra có màu khác nhau

Hình 2.6: Hình led đơn trong thực tế 2.1.6 Transistor C1815

C1815 là Transsistor BJT gồm ba miền tạo bởi hai tiếp giáp P-N, trong đó miền giữa là bán dẫn loại P Miền có mật độ tạp chất cao nhất, kí hiệu n+ là miền phát (emitter) Miền có mật độ tạp chất thấp hơn, kí hiệu n, gọi là miền thu (collector) Miềngiữa có mật độ tạp chất rất thấp, kí hiệu P, gọi là miền gốc (base) Ba chân kim loại gắnvới ba miền tương ứng với ba cực emitter (E), base (B), collector(C) của transistor

Chức năng của transistor chủ yếu là khuếch đại tín hiệu và đóng ngắt các mạch điện

Hình 2.7: Hình Transistor C1815 2.2 Giới thiệu bộ thu phát RF PT2262 và PT 2272

2.2.1 Tổng quan về PT2262 và PT2272

Ngày nay người ta chế tạo rất nhiều các cặp ic , một con dùng cho bên phát và một condùng cho bên nhận Trong đó ic PT2262 dùng để tạo ra mã lệnh và ic PT2272 dùng để giải mã

Sơ đồ chân của ic PT2262:

Hình 2.8: Sơ đồ chân và ảnh thực tế IC PT2262

IC PT2262 có nhiều loại: 18 chân và 20 chân

Chức năng của từng chân:

• Chân số 9 nối mass và chân số 18 nối nguồn Vcc, từ 4 đến 15v

• Trên chân OSC1(17) và OSC2(16) dùng gắn điện trở R định tần số cho xung nhịp, dùng tạo ra các dãy xung mã lệnh Tần số xung nhịp phải lấy tương thích giữa bên phát và bên nhận

• Các chân A0-A5(1-6) dùng nhập địa chỉ, trên mỗi chân có thể có 3 trạng thái, cho nối masse là bit 0, cho nối vào nguồn dương là bit 1 và bỏ trống là bit F

• Chân A6/D0-A11/D5( 7-8 và 10-13) có thể dùng như các chân địa chỉ từ A6 đếnA11, nhưng khi dùng như chân nhâp dữ liệu Data thì chỉ xác lập thep mức 0 và mức 1, chỉ có 2 trạng thái

• Chân TE dùng cho xuất nhóm xung mã lệnh, nó có tác dụng ở mức áp thấp, Nghĩa là khi chân này ở mức thấp, nó sẽ cho xuất ra xung mã lệnh trên chân Dout

• Chân Dout , là chân ngõ ra của nhóm tín hiệu mã lệnh, các tín hiệu mã lệnh đều

ở dạng xung, nghĩa là lúc ở mức áp thấp , lúc ở mức áp cao

2.2.2 Mã hóa với PT2262

Biểu diễn Bit code mã hóa

Cơ bản PT2262 sử dụng mỗi Bit gồm 3 trạng thái, 0,1 và f Mỗi trạng thái sẽ có

1 kiểu mã Bit code khác nhau Mỗi Bit code mã hóa chứa trong 32 chu kì tần số mã hóa của OSC(32α ) thuộc vào giá trị điện trở gắn trên chân OSC1 và OSC2 Sau khi có xung nhịp có chu kỳ là α, bây giờ người ta tạo ra các dạng xung khác nhau dùng để chỉ trạng thái các bit: đó là bit 0 , bit 1 và bit F

Hình 2.9: Sơ đồ khối nguyên lý IC tạo mã lệnh

Hình 2.10: Sơ đồ khối nguyên lý IC nhận mã lệnh

Chân địa chỉ A0-A5 và chân dữ liệu D0 D5 bên IC phát và IC thu là giống nhau Vậy nếu cho chân nào nối masse thì chân đó được đinh là bit 0, nếu cho nối lên nguồn thì định chân đó là bit 1 và nếu chân đó bỏ trống thì xem như là bit F Chỉ khi

mã lệnh của bên phát và bên thu được đặt giống nhau và tần số xung nhịp phù hợp, lúc

đó cặp IC này mới hiểu nhau, có tác dụng trong điều khiển, nếu có khác nhau thì bên

thu sẽ không nhận ra bên phát và sẽ không phát lệnh điều khiển VT theo lệnh của bên phát.

2.2.3 Giải mã với PT2272

Khi xung mã lệnh phát ra từ IC PT2262 , nhóm xung mã lệnh này sẽ được đưa vào IC PT2272 để được giải mã và phát tín hiệu để điều khiển các thiết bị Hoạt động bên trong của IC giải mã lệnh PT2272 như sau:

Hình 2.11: Cấu trúc PT2272

Chân OSC1 và OSC2 dùng gắn thạch anh để định tần cho xung nhịp , xung nhịp này cần thiết cho hoạt động của IC Các chân địa chỉ là A0 A5 và chân địa chỉ /dữ liệu là A6/D5 đến A11/D0, trạng thái bit trên các chân này dùng xác lập mã lệnh dùng cho việc xác lập mã lệnh dùng cho việc dò mã lệnh của bên phát Chân ngõ ra là DIN, mã lệnh , nếu mã lệnh của bên phát đúng với mã lệnh đã xác lập trong IC , nó sẽ sau khi qua 2 tầng khuếch đại đảo , tín hiệu mã lệnh cho vào mạch computer logic để dò cho qua mạch Output logic chờ xuất ra, khi mạch dò xung đồng bộ Synchro Detect xác nhận tín hiệu vào là chính xác, nó sẽ cho xuất lệnh điều khiển trên chân VT

2.3 Giới Thiệu Vi Xử lý AT89C51

2.3.1 Khối Vi Điều Khiển

Các đặc điểm của AT89C51 được tóm tắt như sau:

* 4 KB bộ nhớ có thể lập trình lại nhanh

* Tần số hoạt động từ: 0Hz đến 24 MHz

* 2 bộ Timer/counter 16 Bit

* 128 Byte RAM nội

* 4 Port xuất nhập I/O 8 bít

* Giao tiếp nối tiếp

* 64 KB vùng nhớ mã ngoài

* 64 KB vùng nhớ dữ liệu ngoài.

* Xử lý Boolean (hoạt động trên bit đơn)

* 210 vị trí nhớ có thể định vị bit

Sơ đồ chân và chức năng các chân của vi điều khiển AT89C51:

Hình 2.12: Sơ đồ chân IC89C51

Chức năng các chân của vi điều khiển AT89C51:

• Chân VCC: Chân số 40 là VCC cấp điện áp nguồn cho Vi điều khiển.

Nguồn điện cấp là +5V ±0.5

• Chân GND: Chân số 20 nối GND (hay nối Mass).

• Port 0 (P0): gồm 8 chân (từ chân 32 đến 39) có hai chức năng là xuất và

nhập Các chân này được dùng để nhận tín hiệu từ bên ngoài vào để xử lí, hoặc dùng để xuất tín hiệu ra bên ngoài, chẳng hạn xuất tín hiệu để điều khiển led đơn sáng tắt

• Port 1 (P1): gồm 8 chân (từ chân 1 đến chân 8), chỉ có chức năng làm các

đường xuất/nhập, không có chức năng khác

• Port 2 (P2): Port 2 gồm 8 chân (từ chân 21 đến chân 28) có hai chức

năng: Xuất / Nhập Chức năng là bus địa chỉ cao (A8-A15): khi kết nối với

bộ nhớ ngoài có dung lượng lớn,cần 2 byte để định địa chỉ của bộ nhớ, byte thấp do P0 đảm nhận, byte cao do P2 này đảm nhận

• Port 3 (P3): gồm 8 chân (từ chân 10 đến 17): chức năng Xuất / Nhập Với

mỗi chân có một chức năng riêng thứ hai:

P3.0 RxD Ngõ vào nhận dữ liệu nối tiếp

P3.1 TxD Ngõ xuất dữ liệu nối tiếp

P3.2 INT0 Ngõ vào ngắt cứng thứ 0

P3.3 INT1 Ngõ vào ngắt cứng thứ 1

P3.4 T0 Ngõ vào của Timer/Counter thứ 0

P3.5 T1 Ngõ vào của Timer/Counter thứ 1

P3.6 WR Ngõ điều khiển ghi dữ liệu lên bộ nhớ ngoàiP3.7 RD Ngõ điều khiển đọc dữ liệu từ bộ nhớ bên ngoàiP1.0 T2 Ngõ vào của Timer/Counter thứ 2

P1.1 T2X Ngõ Nạp lại/thu nhận của Timer/Counter thứ 2Bảng 2.3: Bảng chức năng của các chân Port3 của Vi điều khiển

• Chân RESET (RST): ngõ vào RST ở chân 9 là ngõ vào Reset dùng để thiết

lập trạng thái ban đầu cho vi điều khiển Hệ thống sẽ được thiết lập lại các giá trị ban đầu nếu ngõ này ở mức 1

Hình 2.13 Mạch reset cho vi điều khiển.

• Chân XTAL1 và XTAL2: Hai chân này có vị trí chân là 18 và 19 được sử

dụng để nhận nguồn xung clock từ bên ngoài để hoạt động, thường được ghép nối với thạch anh và các tụ để tạo nguồn xung clock ổn định

• Chân ALE (chân cho phép chốt địa chỉ-chân 30) : Khi Vi điều khiển truy

xuất bộ nhớ từ bên ngoài, port 0 vừa có chức năng là bus địa chỉ vừa có chứcnăng là bus dữ liệu do đó phải tách các đường dữ liệu và địa chỉ Tín hiệu ở chân ALE dùng làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp

Các xung tín hiệu ALE có tốc độ bằng 1/6 lần tần số dao động đưa vào Vi điều khiển, như vậy có thể dùng tín hiệu ở ngõ ra ALE làm xung clock cung cấp cho các phần khác của hệ thống

• Chân EA : Chân EA dùng để xác định chương trình thực hiện được lấy từ

ROM nội hay ROM ngoại Khi EA nối với logic 1(+5V) thì Vi điều khiển

thực hiện chương trình lấy từ bộ nhớ Khi EA nối với logic 0(0V) thì Vi điềukhiển thực hiện chương trình lấy từ bộ nhớ ngoại

• Chân cho phép bộ nhớ chương trình PSEN: PSEN ( program store

enable) tín hiệu được xuất ra ở chân 29 dùng để truy xuất bộ nhớ chươngtrình ngoài Chân này thường được nối với chân OE (output enable) củaROM ngoài Khi vi điều khiển làm việc với bộ nhớ chương trình ngoài, chânnày phát ra tín hiệu kích hoạt ở mức thấp và được kích hoạt 2 lần trong 1 chu

kỳ máy Khi thực thi một chương trình ở ROM nội, chân này được duy trì ởmức logic 0

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MẠCH

3.1 Sơ đồ nguyên lý

3.1.1 Sơ đồ mạch nguồn.

Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý khối nguồn 3.1.2 Sơ đồ nguyên lý khối vi điều khiển

Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý khối vi điều khiển

3.1.3 Sơ đồ nguyên lý khối relay công suất

Hình 3.3: Sơ đồ nguyên lý khối công suất 3.1.4 Sơ đồ nguyên lý khối thu RF.

Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý khối thu RF

Khi ta nhấn phím bất kỳ trên remote chân 17 của PT2272 có tín hiệu mạch thu

sẽ nhận tín hiệu truyền vào chân 14 của PT2272 làm cho chân 10-13 của PT2272 lên mức 1, tín hiệu được đưa vào AT89C51 sau khi qua C1815 sẽ là mức thấp , sau đó đưa tín hiệu ngõ ra làm cho C1815 có dòng kích có hiệu điện thế đi qua làm cho LED báo sáng và có dòng chạy qua relay làm cuộn dây sinh ra từ trường hút thanh sắt làm cho relay đóng và có dòng chạy qua tiếp điểm sau đó thì thiết bị cần điều khiển sẽ bật

3.3 Sơ đồ giải thuật

S Đ

Đ S Đ

K1=0

Tắt thiết bị 1

Bật thiết bị 2 A9=0

K2=0

Tắt thiết bị 2 A10=0

K3=0

Bật thiết bị 3 Tắt thiết bị 3

K4=0

Bật thiết bị 4 A11=0

Tắt thiết bị 4 Trở lại

CHƯƠNG 4: THI CÔNG VÀ LẮP ĐẶT MÔ HÌNH

4.1 Các linh kiện được sử dụng trong mạch:

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN5.1 Ưu điểm và nhược điểm

- Ưu điểm:

 Mạch chạy ổn định, có thể hoạt động với thời gian dài

 Việc thiết kế mạch đơn giản và ít tốn chi phí

- Nhược điểm:

 Mạch thiết kế chưa tối ưu

 Dễ bị nhiễu tín hiệu khi sử dụng remote loại khác

 Chưa có hệ thống nút nhấn để điều khiển trực tiếp

5.2 Hướng phát triển:

Có thể phát triển mạch điều khiển nhiều thiết bị hơn, mở rông giao tiếp máy tính , điều khiển qua tin nhắn sms

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Tống Văn Ôn (2014)- Họ vi điều khiển 8051

[2]Hồ Khánh Lâm (2012)-Giáo trình kỹ thuật vi xử lý

[3]Một số nguồn tham khảo thêm trên google.com.