HỆ THỐNG KHOÁ CỬA BẰNG PASSWORD SỬ DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN AVR

Ngày nay cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là ngành Kỹ thuật Điện tử. Đời sống xã hội ngày càng phát triển cao dựa trên những ứng dụng của khoa học vào đời sống. Vì vậy mà những công nghệ điện tử mang tính tự động ngày càng được ứng dụng rộng rãi. Trong đó có sự đóng góp không nhỏ của kỹ thuật vi điều khiển. Các bộ vi điều khiển đang đựơc ứng dụng rộng rãi và thâm nhập ngày càng nhiều trong các lĩnh vực kỹ thuật và đời sống xã hội. Hầu hết là các thiết bị được điều khiển tự động từ các thiết bị văn phòng cho đến các thiết bị trong gia đình đều dùng các bộ vi điều khiển nhằm đem lại sự tiện ghi cho con người trong thời đại công nghiệp hoá, hiện đại hoá.

MỤC LỤC PHẦN I : MỞ ĐẦU I.1LỜI MỞ ĐẦU……………………… I.2 NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI………… I.3 MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI .6 PHẦN II:LÝ THUYẾT LIÊN QUAN II.1CÁC LINH KỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH .7 II.2.NGUYÊN LÍ CỦA MỘT SỐ LINH KỆN ………… 18 ATMEGA8…………………………… …… ……………………18 II.2.2 KEYPAD 4X4……22 II.2.3 LCD 16x2 II.2.4 CÁC LINH KỆN KHÁC………………………………….………………25 PHÂN III: THIẾT KẾ MẠCH………… …………………………………….…… ……….32 III.1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ…………………………………………… ….…………………32 III.2 SƠ ĐỒ MẠCH IN……………………………………………….……………………34 IV.4 CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN……………………………… ……………………36 PHẦN V: ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM VÀ MỞ RỘNG ĐỀ TÀI… … ………………………38 PHẦN VI: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ………………… …….…….…………………… 40 Page II.2.1 CHIP PHẦN I: MỞ ĐẦU I.1.Lời mở đầu Ngày với tiến khoa học kỹ thuật, đặc biệt ngành Kỹ thuật Điện tử Đời sống xã hội ngày phát triển cao dựa ứng dụng khoa học vào đời sống Vì mà công nghệ điện tử mang tính tự động ngày ứng dụng rộng rãi Trong có đóng góp không nhỏ kỹ thuật vi điều khiển Các vi điều khiển đựơc ứng dụng rộng rãi thâm nhập ngày nhiều lĩnh vực kỹ thuật đời sống xã hội Hầu hết thiết bị điều khiển tự động từ thiết bị văn phòng thiết bị gia đình dùng vi điều khiển nhằm đem lại tiện ghi cho người thời đại công nghiệp hoá, đại hoá Đóng mở khóa số ứng dụng phổ biến ngày nay, giúp người sử dụng bảo mật thay đổi với hiệu cao, ổn định I.2Mục đích, yêu cầu đề tài: -Mục đích: đóng mở hệ thống khóa số để điều khiển motor đóng mở cửa PHẦN II: LÝ THUYẾT LIÊN QUAN II.1.Các linh kiện sử dụng mạch - Sử dụng vi điều khiển họ Atmega8 - Keypad4x4 - Hiển thị LCD 16x2 - Relay 5V - Transisor C1815 - Động motor 3V - KIT nạp AVR : STK500 - Tụ không phân cực 104 - Nút nhấn Page - Điện Trở - Diode - Loa - Nguồn 5V - Header II.2.Nguyên lý số linh kiện phục vụ cho việc thi công II.2.1 Chip Atmega8 -Tốc độ tối đa: 16MHz - Dung lượng nhớ chương trình: KB - Bộ nhớ EEPROM: 512 Byte - Dung lượng nhớ RAM: KB Bộ nhớ chương trình có khả ghi 10.000 lần, nhớ EEPROM ghi 100.000 lần Hỗ trợ bootloader, có khả tự ghi vào nhớ chương trình, cập nhật chương trình cho chip mà không cần mạch nạp - Timer bit: - Timer 16 bit: - ADC: kênh, 10 bit - Giao tiếp: TWI (I2C), UART, SPI Điện áp hoạt động: Atmega8L: 2.7V – 5.5V Atmega8: 4.5V – 5.5V Sơ đồ chân: Page Sử dụng thạch anh ngoài: Để chip hoạt động cần FUSE Khi xuất xưởng mặc định chip FUSE sử dụng dao động nội với tần số 1MHz Nguồn RESET: Atmega8 có cách RESET: - Reset cấp nguồn - Reset (thông qua chân RESET) - Watchdog RESET - Reset nguồn bị sụt áp II.2.2 Keypad 4x4 Keypad "thiết bị nhập" chứa nút nhấn cho phép người dùng nhập chữ số, chữ ký hiệu vào điều khiển Keypad không chứa tất bảng mã ASCII keyboard keypad thường tìm thấy thiết bị chuyên dụng Các nút nhấn máy tính điện tử cầm tay ví dụ keypad Số lượng nút nhấn keypad thay đổi phụ thuộc vào yêu cầu ứng dụng Trong giới thiệu cách điều khiển loại keypad đơn giản, keypad 4x4 Gọi keypad 4x4 keypad có 16 nút nhấn bố trí dạng ma trận hàng cột Cách bố trí ma trận hàng cột cách chung mà keypad sử dụng Cũng giống ma trận LED, nút nhấn hàng cột nối với nhau, với keypad 4x4 có tổng cộng ngõ (4 hàng cột) Page Hoạt động keypad: Giả sử nhút '2' nhấn, đường C nối với Giả sử đường nối với GND (mass, 0V) C GND Tuy nhiên, câu hỏi đặt cách kiểm tra trạng thái đường C có kết luận nút '2' nhấn? Giả sử tất đường 1, 2, 3, nới với GND, C = GND rõ ràng kết luận nút '1',= hay nút '2' hay nút '3' hay nút '-' nhấn Kỹ thuật để khắc phục vấn đề kỹ thuật "quét" keypad Kỹ thuật quét keypad AVR trình bày sau: - Nối tất chân keypad với PORT AVR, ví dụ PORTB theo thứ tự bên dưới: Page Các chân 1, 2, 3, set chân Output giữ mức cao, chân A, B, C, D Input có điện trở kéo lên Lần lượt kéo chân 1, 2, 3, xuống thấp (lần lượt xuất giá trị chân), đọc trạng thái chân A, B, C, D để kết luận nút nhấn Ví dụ hình 1, nút '2' nhấn trình quét cho kết sau: • Bước 1: kéo chân xuống (các chân 2,3,4 mức cao), kiểm tra chân A, B, C, D thu kết D=1, C=1, B=1, A=1 (giá trị đọc PINB 00001111 nhị phân) • Bước 2: kéo chân xuống 0, kiểm tra lại A, B, C, D, kết thu D=1, C=0, B=1, A=1 (giá trị đọc PINB 0b00001011 nhị phân) Chân C=0 tức có nút hàng thứ nhấn, lại Bước thứ 2tức nút nhấn thuộc cột thứ Chúng ta dừng trình quét kết thu nút hàng 3, cột (tức nut '2' được) nhấn Quá trình quét cho nút khác xảy tương tự Chú ý, có nút nhấn có khả cò thể đọc từ A,B,C,D là: • D=1, C=1, B=1, A=0: nút hàng A nhấn, giá trị đọc 0x0E (các đường A,B,C,D nối với bit thấp PORT AVR) • D=1, C=1, B=0, A=1: nút hàng B nhấn, giá trị đọc 0x0D • D=1, C=0, B=1, A=1: nút hàng C nhấn, giá trị đọc 0x0B • D=0, C=1, B=1, A=1: nút hàng D nhấn, giá trị đọc 0x07 Để tiện lợi so sánh kết đọc về, lập trình đọc keypad nên lập mảng phần tử chứa số đọc từ keypad Ví dụ uint8_t scan_code[4]={0x0E,0x0D,0x0B,0x07}; II.2.3LCD 16x2 Page Text LCD loại hình tinh thể lỏng nhỏ dùng để hiển thị dòng chữ số bảng mã ASCII Không giống loại LCD lớn, Text LCD chia sẵn thành ô ứng với ô hiển thị ký tự ASCII Cũng lý thị ký tự ASCII nên loại LCD gọi Text LCD (để phân biệt với Graphic LCD hiển thị hình ảnh) Mỗi ô Text LCD bao gồm “chấm” tinh thể lỏng, việc kết hợp “ẩn” “hiện” chấm tạo thành ký tự cần hiển thị Trong Text LCD, mẫu ký tự định nghĩa sẵn Kích thước Text LCD định nghĩa số ký tự hiển thị dòng tổng số dòng mà LCD có Ví dụ LCD 16x2 loại có dòng dòng hiển thị tối đa 16 ký tự Một số kích thước Text LCD thông thường gồm 16x1, 16x2, 16x4, 20x2, 20x4…Hình ví dụ Text LCD 16x2 Sơ đồ chân Page Thanh ghi tổ chức nhớ HD44780U có ghi bits INSTRUCTION REGISTER (IR) DATA REGISTER (DR) Thanh ghi IR chứa mã lệnh điều khiển LCD ghi “chỉ ghi” (chỉ ghi vào ghi mà không đọc nó) Thanh ghi DR chứa các loại liệu ký tự cần hiển thị liệu đọc từ nhớ LCD…Cả ghi nối với đường liệu D0:7 Text LCD lựa chọn tùy theo chân điều khiển RS, RW Thực tế để điều khiển Text LCD không cần quan tâm đến cách thức hoạt động ghi này, không cần khảo sát chi tiết chúng HD44780U có loại nhớ, nhớ RAM liệu cần hiển thị DDRAM (Didplay Data RAM), nhớ chứa ROM chứa font tạo ký tự CGROM (Character Generator ROM) nhớ RAM chứa font tạo symbol tùy chọn CGRAM (Character Generator RAM) Để điều khiển hiển thị Text LCD cần hiểu tổ chức cách thức hoạt động nhớ này: 3.2 Tập lệnh LCD Page II.3.Các linh kiện khác Transistor C1815: Transistor C1815 transistor thuộc loại transistor NPN C1815 có Uc cực đại = 50V dòng Ic cực đại = 150mA Hệ số khuếch đại hFE C1815 khoảng 25 đến 100 Thứ tự chân từ trái qua phải: E C B Page Relay 5V: 10A - 250VAC: Cường độ dòng điện tối đa qua tiếp điểm rơ-le với hiệu điện