Ứng dụng vi điều khiển 89c51 vào thiết kế hệ thống đóng mở cửa tự động và bật tắt đèn thông minh

LỜI CẢM ƠN Sau thời gian thực đồ án “Ứng dụng vi điều khiển 89C51 vào thiết kế hệ thống đóng mở cửa tự động bật tắt đèn thông minh” em hoàn thành Đồ án phát triển phần nhờ nỗ lực tìm hiểu thân, phần nhờ hướng dẫn tận tình, chu đáo cô giáo Nguyễn Thị Dung Cô bảo cho em bước để thực cô vạch hướng phát triển đắn để em thực đồ án cách tốt đẹp Bên cạnh em có quan tâm, giúp đỡ thầy cô giáo môn, nguồn động viên to lớn để em thực tốt đồ án Em xin cảm ơn gia đình, bạn bè người giúp đỡ em nhiều lúc em gặp khó khăn thử thách Qua đây, lần em muốn nói lên lòng biết ơn to lớn đến tất người, người giúp đỡ em thời gian qua Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, tháng năm 2012 Sinh viên thực Trần Anh Tuấn LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan: Những nội dung đồ án em thực hướng dẫn trực tiếp cô giáo hướng dẫn: Nguyễn Thị Dung Mọi tham khảo dùng đồ án trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên công trình, thời gian, địa điểm công bố Mọi chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá, em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm Sinh viên thực Trần Anh Tuấn MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 10 LỜI NÓI ĐẦU 11 CHƯƠNG 12 TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN .12 1.1 Giới thiệu chung cấu trúc vi điều khiển 12 1.2Sơ đồ 14 1.2.1 Sơ đồ khối 14 1.2.2 Sơ đồ chân 15 1.3Tổ chức nhớ 17 1.3.1Tổ chức nhớ 18 1.3.2Bộ nhớ (External memory): .19 1.4Hoạt động Timer AT89C51 20 CHƯƠNG 29 KHẢO SÁT PHÂN TÍCH HỆ THỐNG ĐÓNG MỞ CỬA TỰ ĐỘNG VÀ BẬT TẮT ĐÈN 29 2.1 Khảo sát hệ thống 29 2.2 Phân tích hệ thống 37 2.2.1 Phân tích 37 2.2.2 Sơ đồ khối .39 2.2.3 Chức khối 39 2.3 Các linh kiện sử dụng mạch 43 2.4.1 Sơ đồ nguyên lý mạch .49 49 2.4.2 Sơ đồ thuật toán .51 2.4.3 Chương trình cho vi điều khiển .52 CHƯƠNG 59 CÀI ĐẶT CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG VÀ XÂY DỰNG MẠCH PHẦN CỨNG 59 3.1 Mạch mô 59 3.2 Kết mô 60 3.3 Sơ đồ mạch in 64 KẾT LUẬN 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 DANH MỤC HÌNH LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 10 LỜI NÓI ĐẦU 11 CHƯƠNG 12 TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN .12 1.1 Giới thiệu chung cấu trúc vi điều khiển 12 1.2Sơ đồ 14 1.2.1 Sơ đồ khối 14 Hình 1.1 sơ đồ khối MSC-51 14 1.2.2 Sơ đồ chân 15 Hình 1.2 Sơ đồ chân AT89C51 .15 1.3Tổ chức nhớ 17 Hình 1.3 Các vùng nhớ AT89C51 .17 1.3.1Tổ chức nhớ 18 1.3.2Bộ nhớ (External memory): .19 1.4Hoạt động Timer AT89C51 20 Hình1.4 Biểu đồ thời gian 21 Hình1.5 Sơ đồ mode 23 Hình1.6 Sơ đồ mode 24 Hình 1.7 Sơ đồ Mode2 .24 Hình 1.8 Sơ đồ Mode3 .24 Hình1.9 Nguồn cấp xung nhịp 25 CHƯƠNG 29 KHẢO SÁT PHÂN TÍCH HỆ THỐNG ĐÓNG MỞ CỬA TỰ ĐỘNG VÀ BẬT TẮT ĐÈN 29 2.1 Khảo sát hệ thống 29 Hình 2.1 Cửa trượt tự động .31 Hình 2.2 Cửa mở cánh tự động 32 Hình 2.3 Cửa mở trượt gấp tự động 33 Hình 2.4 Cửa trượt lớp tự động 33 Hình 2.5 điều khiển giá đỡ cửa trượt xếp lớp 34 Hình 2.6 Cửa trượt cánh cong tự động .34 Hình 2.7 Ray cửa trượt cánh cong tự động 35 Hình 2.8 Cửa xoay tự động .35 Hình 2.9 Cơ cấu quay cửa cánh cong tự động 36 2.2 Phân tích hệ thống 37 2.2.1 Phân tích 37 2.2.2 Sơ đồ khối .39 Hình 2.11 Sơ đồ khối 39 2.2.3 Chức khối 39 Hình 2.12 Cảm biến hồng ngoại KC7786 41 Hình 2.13 Bộ điều khiển cảm biến .41 Hình 2.14 Vị trí gắn cảm biến cửa tự động 42 2.3 Các linh kiện sử dụng mạch 43 Hình 2.16 Cảm biến hồng ngoại 44 Hình 2.17 Động chiều 45 Hình 2.19 Rơle trung gian kiểu chân cắm 47 Hình 2.20 Sơ đồ chân SEG-COM-ANODE hình ảnh minh họa 48 Hình 2.21 Một số loại tụ điện 49 2.4.1 Sơ đồ nguyên lý mạch .49 49 Hình 2.22 Sơ đồ nguyên lý mạch .49 2.4.2 Sơ đồ thuật toán .51 2.4.3 Chương trình cho vi điều khiển .52 CHƯƠNG 59 CÀI ĐẶT CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG VÀ XÂY DỰNG MẠCH PHẦN CỨNG 59 3.1 Mạch mô 59 Hình 3.0 Mạch mô 59 3.2 Kết mô 60 Hình 3.1 Khi số chưa có người vào 60 Hình 3.2 Đèn thứ bật 61 Hình 3.3 Đèn thứ hai bật 62 Hình 3.4 Cài đặt số người 63 3.3 Sơ đồ mạch in 64 Hình 3.5 Sơ đồ mạch in .64 KẾT LUẬN 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT - EPROM: Erasable Programmable Read Only Memory - CMOS: Complementary Metal Oxide Semiconductor - CISC: Complex Instruction Set Computer - PSEN: Program Store Enable - ALE: Address Latch Enable - RST: Reset - ROM: Read Only Memory - RAM: Random Access Memory - SRAM: Static Random Access Memory - EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read Only Memory - SFR: Special Function Register - MSB: Most Significant Bit - LSB: Least Significant Bit - PEROM: Flash Programmable And Erasable Read Only Memory - PCON: Power Control Register - LED: Light Emitting Diode - IC: Integrated Circuit - TTL: Transistor-Transistor Logic - DC: Direct Current 10 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, xã hội đại bắt gặp nhiều loại cửa đóng mở tự động nơi công cộng Việc sử dụng loại cửa tự động góp phần tăng sang trọng đại cho nơi sử dụng mà giúp tiết kiệm thời gian, đem đến tiện lợi cho người qua lại Chính mà từ đời cửa tự động không ngừng tiến, đại hóa để đáp ứng nhu cầu người sử dụng Nhìn chung cửa tự động loại thiết bị thay cho loại cửa thông thường, có chức tự động cảm nhận người qua lại, tự động mở có người cần qua tự động đóng lại không người qua lại Ưu điểm loại cửa hoàn toàn tự động không cần điều khiển người, hoạt động liên tục, xác 24/24 ngày Việc sử dụng loại tự động trở thành nhu cầu gần thiếu nơi công cộng khách sạn, nhà ga, sân bay, siêu thị… Cửa tự động thiết bị phục vụ cho việc vào người nên đòi hỏi: Sự hoạt động xác cao hoàn toàn tự động Bên cạnh thường lắp đặt mặt tiền nơi vào tòa nhà nên đòi hỏi cần phải có tính thẩm mỹ cao mang lại sang trọng cho nơi sử dụng Với ưu điểm loại tự động sử dụng ngày rộng rãi Vì em định chọn đề tài đồ án tốt nghiệp “Ứng dụng vi điều khiển 89C51 vào thiết kế hệ thống đóng mở cửa tự động bật tắt đèn thông minh” Sau thời gian học tập nghiên cứu với nỗ lực thân em hoàn thành nhiệm vụ thiết kế mô hình cửa tự động bật tắt đèn thông minh 11 Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô môn giúp đỡ tận tình đặc biệt cảm ơn cô hướng dẫn Nguyễn Thị Dung Mô hình không tránh khỏi thiếu sót, em mong bảo thầy, cô để sản phẩm hoàn thiện ứng dụng vào thực tế Sinh viên thực Trần Anh Tuấn CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN 1.1 Giới thiệu chung cấu trúc vi điều khiển a Giới thiệu Họ vi điều khiển MCS-51 Intel sản xuất vào năm 1980 IC thiết kế cho ứng dụng hướng điều khiển MCS-51 họ vi điều khiển sử dụng chế CISC (Complex Instruction Set Computer), có độ dài thời gian thực thi lệnh khác Tập lệnh cung cấp cho MCS-51 có lệnh dùng cho điều khiển xuất / nhập tác động đến bit MCS-51 bao gồm nhiều vi điều khiển khác nhau, vi điều khiển 8051 có 4KB ROM, 128 byte RAM 8031, ROM nội, phải sử dụng nhớ AT89C51 Microcomputer bit, loại CMOS có tốc độ cao công suất thấp với nhớ flash lập trình Nó sản xuất với công nghệ nhớ không bay mật độ cao hãng Atmel tương thích với chuẩn công nghiệp 80C51 80C52 chân lệnh Vì lý đó, kể từ sau dùng thuật ngữ “80C51” 8051 b Cấu trúc vi điều khiển AT89C51 AT89C51 vi điều khiển Atmel sản xuất, chế tạo theo công nghệ CMOS có đặc tính sau: - KB PEROM (Flash Programmable and Erasable Read Only Memory), có khả tới 1000 chu kỳ ghi xoá 12 2.4.3 Chương trình cho vi điều khiển //******************************************************** #include //************ đinh nghia cac bien************************ #define led7_data P0 #define led7_1 P2_7 #define led7_2 P2_6 #define led7_3 P2_5 #define led7_4 P2_4 #define nut_tang P1_0 #define nut_giam P1_1 #define nut_ok P1_2 #define nut_reset P1_3 #define cambien1 P3_1 #define cambien2 P3_2 #define den1 P2_1 #define den2 P2_0 #define dc P2_3 #define chieudc P2_2 52 #define bat #define tat #define thuan #define nguoc #define chay #define dung //************* 7seg_code******************************** Const unsigned char font_7seg[14]={0x03,0x9f,0x25,0x0d,0x99,0x49,0x41,0x1f,0x01,0x09,0xed,0xf d,0x13}; unsigned int so_nguoi=0, dat_songuoi =20; unsigned char hienthi_songuoi=1; unsigned int counter; bit co=tat; //************* Ham delay _ms****************************** void delay_ms (unsigned char delay) { unsigned char i=121; while(delay ) { while(i ){;} } } // void timer0 (void) interrupt using { if (co==bat) 53 { counter++; } if (counter==150) {dc=dung;} if (counter==350) {chieudc=nguoc;} if (counter>=360) {dc=chay;} if (counter>=500) {dc=dung; co=tat;} } //************* Ham hien thi 7seg ************************* void hien_thi() { unsigned char x,y,z,t; if (hienthi_songuoi) { x= 12; y= 10; z= so_nguoi/10; t= so_nguoi%10; } else { x=11; y=11; z= dat_songuoi/10; t= dat_songuoi%10; } led7_1=0; //bat led 54 led7_data=font_7seg[x]; delay_ms(2); led7_data=0xff; led7_1=1; // led7_2=0; led7_data=font_7seg[y]; delay_ms(2); led7_data=0xff; led7_2=1; // led7_3=0; led7_data=font_7seg[z]; delay_ms(2); led7_data=0xff; led7_3=1; // led7_4=0; led7_data=font_7seg[t]; delay_ms(2); led7_data=0xff; led7_4=1; } // void QuetPhim() { unsigned char i; // -if (nut_tang==0) { 55 hienthi_songuoi=0; if (dat_songuoi