Báo cáo đồ án thiết kế mạch điện tử mạch quản lý số xe trong bãi sử dụng vi điều khiển AT89S52

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNGBÁO CÁO ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN TỬ MẠCH QUẢN LÝ SỐ XE TRONG BÃI SỬ DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN AT89S52... Đồ án thiết kế mạch điện tử Mạch quản lý xe tron

Trang 1

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

BÁO CÁO ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN TỬ

MẠCH QUẢN LÝ SỐ XE TRONG BÃI

SỬ DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN AT89S52

Trang 2

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, sự phát triển vượt bậc của các ngành khoa học đều nhằm mục đích phục cho lợi ích của con người Điện tử là một trong những lĩnh vực có đóng góp rất lớn trong việc nâng cao và cải thiện đời sống của con nguời

Như chung ta thấy, dân số ngày một tăng nhanh và việc sử dụng các phương tiện cũng như các thiết bị cũng tăng một cách khó kiểm soát Với ý tưởng chế tạo ra một thiết bị để phục vụ cho việc quản lý, nắm bắt được số lượng sản phẩm,thiết bị,

phương tiện một cách khoa học, em đã đã chọn đề tài “THIẾT KẾ MẠCH QUẢN

LÝ SỐ LƯỢNG XE TRONG BÃI” với mong muốn có thể áp dụng kiến thức đã

học vào thực tế và phần nào cải thiện được việc quản lý được tốt hơn

Em xin chân thành cảm ơn Thầy LÊ ĐỨC TOÀN đã nhiệt tình hướng dẫn em trong suốt thời gian thực hiện đề tài cũng như tất cả các thầy cô đã cung cấp kiến thức nền tảng để em hoàn thành tốt đề tài theo đúng kế hoạch

Mặc dù đã hoàn thành nhưng kiến thức về vi xử lý, khả năng thiết kế cũng như lập trình có hạn nên sẽ không tránh khỏi sai xót Em rất mong sự phản hồi và đóng góp của thầy cô và các bạn để đề tài thêm hoàn thiện

Em xin trân thành cảm ơn

Trang 3

GVHD: Lê Đức Toàn

Trang 4

Đồ án thiết kế mạch điện tử Mạch quản lý xe trong bãi

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN

………

Trang 5

Trang 6

MỤC LỤC

PHẦN I CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH 5

1 Vi điều khiển 8051 5

1.1 Sơ đồ khối và sơ đồ chân của 8051 6

1.2 Chức năng các chân của 8051 6

2 LED Hồng Ngoại 11

3 Op- Amp LM358 13

4 Tụ điện 13

5 Thạch anh 15

6 Điện trở, biến trở 16

a)Điện trở 16

b)Biến trở 17

7 LED 7 đoạn 18

PHẦN II THIẾT KẾ MẠCH 19

1 Sơ đồ khối 19

Đoạn code dùng để nạp lên VĐK 8051: 20

2 Nguyên lý hoạt động toàn bộ mạch 21

3 Ưu điểm và nhược điểm của mạch 22

4 Kết luận 23

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Trang 7

PHẦN I CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH

Trang 8

1.1 Sơ đồ khối và sơ đồ chân của 8051

Hình 1 Sơ đồ khối của 8051

Trang 9

Hình 2 Sơ đồ chân của 8051

1.2 Chức năng các chân của 8051

* Chân 1 đến 8: được gọi là Cổng 1 (Port 1),

Tám chân này có duy nhất 1 chức năng là xuất và nhập Cổng 1 có thể xuất vànhập theo bit hoặc byte Ta đánh tên cho mỗi chân của Port 1 là P1.X (X = 0 đến7)

Trang 10

* Chân 9: là chân vào reset của 8051

Khi tín hiệu này được đưa lên mức cao trong ít nhất là 2 chu kỳ máy, cácthanh ghi trong bộ vi điều khiển được tải những giá trị thích hợp để khởi động

hệ thống Hay nói cách khác là vi điều khiển sẽ bị reset nếu chân này được kíchhoạt mức cao

Hình 1.3: Sơ đồ mạch reset ngoài của 8051

* Chân 10 đến 17: được gọi là Cổng 3 (Port 3)

Tám chân này ngoài chức năng là xuất và nhập như các chân ở cổng 1 (chân 1đến 8) thì mỗi chân này còn có chức năng riêng nữa, cụ thể như sau:

Trang 11

P3.0 RxD Chân nhận dữ liệu cho cổng nối tiếp

P3.1 TxD Chân truyền dữ liệu cho cổng nối tiếp

P3.2 INT0 Chân ngắt bên ngoài 0

P3.3 INT1 Chân ngắt bên ngoài 1

P3.4 T0 Ngõ vào của Timer/counter 0

P3.5 T1 Ngõ vào của Timer/counter 1

P3.6 WR Xung ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài

P3.7 RD Xung đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài

Bảng 1.3: Bảng Mô tả chức năng riêng P3

* Chân 18 và 19 (XTAL1 & XTAL2)

Hai chân này được sử dụng để nối với bộ dao động ngoài

Thông thường một bộ dao động thạch anh sẽ được nối tới các chân đầu vàoXTAL1 (chân 19) và XTAL2 (chân 18) cùng với hai tụ gốm giá trị khoảng30pF Một phía của tụ điện được nối xuống đất như hình trên

Trang 12

Các hệ thống xây dựng trên 8051 thường có tần số thạch anh từ 10 đến 40 MHz,thông thường ta dùng thạch anh 12 Mhz

+ Chân 20: được nối vào chân 0V của nguồn cấp

+ Chân 21 đến chân 28: được gọi là cổng 2 (Port 2)

Tám chân của cổng 2 có 2 công dụng, ngoài chức năng là cổng xuất và nhậpnhư cổng 1 thì cổng 2 này còn là byte cao của bus địa chỉ khi sử dụng bộ nhớngoài

* Chân 29 (PSEN):

Chân PSEN là chân điều khiển đọc chương trình ở bộ nhớ ngoài, nó được nốivới chân OE của ROM ngoài để cho phép đọc các byte mã lệnh trên ROMngoài PSEN ở mức thấp trong thời gian đọc mã lệnh

Khi thực hiện chương trình trong ROM nội thì PSEN được duy trì ở mức cao

* Chân 30 (ALE):

Chân ALE cho phép tách các đường dữ liệu và các đường địa chỉ tại Port

0 và Port 2 * Chân 31 (EA):

Tín hiệu chân EA cho phép chọn bộ nhớ chương trình là bộ nhớ trong hayngoài vi điều khiển Nếu chân EA được nối ở mức cao (nối nguồn Vcc), thì vi

Trang 13

điều khiển thi hành chương trình trong ROM nội Nếu chân EA ở mức thấp(được nối GND) thì vi điều khiển thi hành chương trình từ bộ nhớ ngoài.

* Chân 32 đến 39: được gọi là cổng 0 (Port 0)

Cổng 0 gồm 8 chân cũng có 2 công dụng, ngoài chức năng xuất nhập, cổng 0còn là bus đa hợp dữ liệu và địa chỉ, chức năng này sẽ được sử dụng khi 8051giao tiếp với các biết bị ngoài có kiến trúc Bus như các vi mạch nhớ

Vì cổng P0 là một máng mở khác so với các cổng P1, P2 và P3 nên các chân ởcổng 0 phải được nối với điện trở kéo khi sử dụng các chân này như chân vào/ra.Điện trở này tùy thuộc vào đặc tính ngõ vào của thành phần ghép nối với châncủa port 0 Thường ta dùng điện trở kéo khoảng 4K7 đến 10K

Hình 1.5: Nối điện trở kéo cho cổng 0 của 8051

* Chân 40: chân nguồn của vi điều khiển, được nối vào chân Vcc của nguồn

2 LED Hồng Ngoại

Trang 14

Hình 6 Led phát Hình 7 Led thu

Trang 16

●Nguyên lý hoạt động của led hồng ngoại:

Led phát hồng ngoại: Khi được cấp nguồn, có dòng, phân cực thuận,Led Hồng ngoại sẽ phát ra sóng điện từ trong dải hồng ngoại (có bước sóng từ0,76 µm đến vài milimét) Mắt người không thể nhìn thấy được, để kiểm tra ta

có thể dùng camera điện thoại Nếu LED phát ta nhìn thấy có ánh sáng gầngiống như màu tím thì LED Phát có hoạt động như hình dưới :

Hình 1 : kiểm tra hoạt động led phát hông ngoại

Led thu hồng ngoại, dùng loại Led hai chân, về sự tương tự, có thể coinhư Led thu hồng ngoại là một “điện trở hồng ngoại” Khi được ánh sáng hồngngoại chiếu vào, điện trở nội của led hồng ngoại thu sẽ giảm về khoảng vài chục

ôm (có dòng đi qua) ngược lại khi không có nguồn hồng ngoại chiếu vào, điệntrở led thu rất lớn (dòng điện sẽ không qua)

Trang 18

Tụ điện là một linh kiện thụ động cấu tạo của tụ điện là hai bản cựcbằng kim loại ghép cách nhau một khoảng d ở giữa hai bản tụ là dung dịch haychất điện môi cách điện có điện dung C Đặc điểm của tụ là cho dòng điện xoaychiều đi qua, ngăn cản dòng điện một chiều C = ε*S/d

Trong đó : ε là hằng số điện môi

S là điện tích bề mặt tụ m 2

d là bề giày chất điện môi

Trang 19

Tụ điện phẳng gồm hai bàn phẳng kim loại diện tích đặt song song và cách nhau một khoảng d.

Cường độ điện trường bên trong tụ có trị số : E = eo * e

Trong đó:

0 = 8.86.10 -12 C 2 / N.m 2 là hằng số điện môi của chân không.

là hằng số điện môi tương đối của môi trường; đối với chân không = 1, giấy tẩm dầu = 3,6, gốm = 5,5; mica = 4 5

Trang 20

Thạch anh có tính chất áp điện, nghĩa là dưới tác dụng của điện trường thìsinh ra dao động Do đó có thể dùng thạch anh như một khung cộng hưởng Tính chất

dao động của thạch anh được biểu diễn bởi sơ đồ tương đương hình a., trong đó L q ,C q

và r q phụ thuộc vào kích thước khối thạch anh và cách cắt khối thạch anh Thạch anh

có kích thước càng nhỏ thì L q , C q và r q càng nhỏ, nghĩa là tần số cộng hương riêng của

nó càng cao L q, Cq và r q có tính ổn định cao C q là điện dung giá đỡ, tính ổn định của

Trang 21

a) Ký hiệu thạch anh Đặc tính điện kháng của thạch anh

b) Sơ đồ tương đương của thạch anh

ρ là điện trở suất của vật liệu

S Điện trở là đại lượng vật lí đặc trưng cho tính chất cản trở dòng điện của một vật thể

dẫn điện Nó được định nghĩa là tỉ số của hiệu điện thế giữa hai đầu vật thể đó vớicường độ dòng điện đi qua nó:

R =ρl/SU/I

Trong đó:

U : là hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn điện, đo bằng vôn (V) I : là cường độ dòng điện đi qua vật dẫn điện, đo bằng ampe (A) R : là điện trở của vật dẫn điện, đo bằng Ohm (Ω).).

Ký hiệu:

Trang 22

Ứng dụng: Điện trở được dùng để chế tạo ra dịch mức điện áp giữa hai điểm khác nhau của mạch

là thiết diện của dây; ℓ là chiều dài của dây

b) Biến trở :

Biến trở là các thiết bị có điện trở thuần có thể biến đổi được theo ýmuốn Chúng có thể được sử dụng trong các mạch điện để điều chỉnh hoạt động củamạch điện

Trang 23

Trên thị trường có 2 loại LED 7 đoạn đó là chung Anot và chung

Catot Cấu tạo của nó gồm 8 con LED đơn được ghép với nhau chung Anot hoặc

Catot Có 1 chân cấp nguồn và 8 chân đầu ra hay vào tùy theo Anot chung hay

catot chung.Và trên đó nó được chia ra làm 7 thanh tương ứng với

A,B,C,D,E,F,G và 1 chân dp

Đối với led 7 đoạn ta phải tính toán sao cho mỗi đoạn của led 7 đoạn có dòngđiện từ 10 20mA Với điện áp 5V thì điện trở cần dùng là 270Ω; công suất là 1,4Watt

Trang 24

void delay(unsigned int t){

unsigned int i,j;

for(i=ρl/S0;i<t;i++)for(j=ρl/S0;j<100;j++);

Trang 25

L3=ρl/S1;L4=ρl/S0;

MANGLED=ρl/SMang[(a%1000%100%10)]; delay (1);

Trang 26

2.2 Mô phỏng Proteus 8.5

Hình 3.Mạch nguyên lý

Hình mạch in

Trang 27

2.3 Nguyên lý hoạt động

VKĐ 8051 ban đầu hoạt động ở mức cao ( mức 1)

1 Khi có vật cản không hấp thụ hoàn toàn hồng ngoại đi qua phía trên căp led phátthu thì led thu sẽ nhận được ánh sáng hồng ngoại phản xạ từ vật cản Khi đó nộitrở của Led thu sẽ giảm về khoảng vài chục ôm từ đó sẽ có dòng đi qua led thuxuống đất Điện áp tại chân 3 LM358 thấp => điện áp ra chân 1 mức thấp đồngthời chân 3.0 của VĐK 8051mức thấp => vi điều khiển đếm tăng lên 1 và xuất

Tương tự với việc đếm giảm

3.Ưu điểm và nhược điểm của mạch

a, Ưu điểm

- Số đếm chính xác, hiển thị rõ ràng

- Mạch điện không quá phức tạp, bảo đảm sự an toàn, dễ sử dụng

- Mạch sử dụng IC số đơn giản, các linh kiện thụ động và tích cực thông dụngtrong bộ môn điện tử số và điện tử tương tự nên dễ dàng cho sinh viên có thểlàm và tìm hiểu nguyên lý hoạt động của mạch

b, Nhược điểm

- Bố trí mạch chưa khoa học, chưa mang tính công nghiệp

- Mạch vẫn còn bị nhiễu tín hiệu

Trang 28

4 Kết luận

Trong thời gian thực hiện đề tài, với sự chỉ bảo và giúp đỡ tận tình củathầy hướng dẫn, đến nay đề tài: “Mạch đếm sản phẩm sử dụng VĐK 8051” đãhoàn thành Em đã cố gắng vận dụng những kiến thức đã học ở trường để giảiquyết những yêu cầu Tuy nhiên do thời gian và trình độ chuyên môn có hạn nên

đồ án còn tồn tại những thiếu sót và hạn chế Em rất mong nhận được ý kiến góp

ý của thầy cũng như của các bạn sinh viên và ý tưởng thiết kế cũng như mô hìnhsản phẩm của em để sản phẩm được hoàn thiện hơn Cuối cùng em xin cảm ơnthầy Lê Đức Toàn đã tạo diều kiện tốt nhất giúp đỡ em hoàn thành đề tài

Trang 29

Trang 30

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Thiết kế điện tử tiên tiến- Nguyễn Trung Hiếu, Đặng Hoài Bắc, nxb thông tin truyền thông

2 Giáo trình 8051 và ứng dụng, Tống Văn On.

3 www.banlinkien.vn

4 at89c51-1421931459.html

http://hqdt.vn/baiviet/mach-dem-san-pham-0-99-dung-led-hong-ngoai-voi-5 www.alldatasheet.com

Trang 31

Định dạng
Số trang	31
Dung lượng	837,5 KB