ĐỒ án môn HỌC vi điều khiển xe tự chạy theo vạch

Chương mở đầu: Giới thiệu chung Ngày nay, cuộc sống ngày càng được nâng cao, thì người càng đòi hỏi về khoa học kỹ thuật càng cao Vì thế cần phải thúc đẩy ngành kỹ thuật phát triển Trong ngành khoa học kỹ thuật, có một lĩnh vực cũng góp phần rất quan trọng vào sự phát triển của xã hội Đó là lĩnh vực tự động hóa Và đề tài nhóm sinh viên chúng thực hiện cũng nằm lĩnh vực này Đề tài: “Xe tự chạy theo vạch” Xe tự chạy theo vạch sẽ tự động chạy và được điều khiển bới IC họ 8051 đã được lập trình Và ở ta sẽ dùng IC 89C51 để thực hiện mô hình này I Giới thiệu về IC 89C51 IC8951 là một họ IC vi điều khiển hãng Intel của Mỹ sản xuất Chúng có các đặc điểm chung sau: Các đặc điểm của 8951 được tóm tắt sau : - KB EPROM bên 128 Byte RAM nôi Post xuất/nhập I/O bit Giao tiếp nối tiếp 64 KB vùng nhớ mã ngoài 64 KB vùng nhớ dữ liệu ngoài Xử lý Boolean (hoạt động bit đơn) 210 vị trí nhớ có thể định vị bit μs cho hoạt động nhân chia Sơ đồ khối của 89C51: II Khảo sát sơ đồ chân 89C51, chức từng chân sơ đồ chân 89C51: 2 Chức các chân của IC 89C51: - Post 0: là post có hai chứa ở các chân 32 – 39 của 89C51 Trong các thiết kế nhỏ không dùng bộ nhớ mở rộng nó có chức các đường I/O Đối với các thiết kế cỡ lớn có bộ nhớ mở rộng, nó được kết hợp giữa bus địa chỉ và bus dữ liệu - Post 1: là post I/O các chân từ 1-8 Các chân được ký hiệu P1.0, P1.1, …,P1.7 có thể dùng cho giao tiếp với các thiết bị ngoài nếu cần Post không có chức khác, vì vậy chúng chỉ được dùng cho giao tiếp với các thiết bị bên ngoài - Post 2: là post có tác dụng kép các chân 21-28 được dùng các đường xuất nhập là byte cao của bus địa chỉ đối với các thiết bị dùng bộ nhớ mở rộng - Post 3: là port có tác dụng kép các chân 10 - 17 Các chân của port này có nhiều chức năng, các công dụng chuyển đổi có liên hệ với các đặc tính đặc biệt của 89C51 Chương I Thực hiện phần cứng I Yêu cầu kỹ thuật phần cứng cho đề tài - Dùng VĐK họ 8051.Cảm biến dò đường (vd: cặp led-photodiode) Mỗi bánh xe được truyền động bằng một động riêng biệt Động truyền động là động DC có kèm hộp số giảm tốc, điện áp định mức khoảng từ 6V-12V Mạch băm giảm áp động dùng L293D nối với bốn chân của VĐK Dáng xe cân bằng, ngắn, dài không quá 2dm các chi tiết gắn vào sàn, không rung lắc xe chạy Dây nối xếp gọn gàng, các đầu dây không nối chết thì phải có phíc cắm để tháo lắp cần Không có gì ngoài các bánh xe được chạm vào mặt đường Xe phải bám theo vạch vòng chạy màu trắng xám không quá 50% dài 36dm, rộng 3cm nền đen 100% Vòng chạy có ba đoạn cung với bán kính cong 3dm Trong ba lần chạy, ít nhất một lần chạy liên tục trọn vòng không cần tay người trợ giúp, thời gian không quá phút Khi chuẩn bị chạy nghiệm thu, mọi động tác nối mạch phải qua phích cắm, không được xoán dây đồng bằng tay II Giới thiệu phần cứng Mạch điều khiển 89C51 và L293D: - IC 89C51: nạp chương trình để điều khiển đầu của L293D L293D: lấy tín hiệu từ IC 89C51 để xuất và điều khiền động KA7805: dùng để điều áp lấy từ nguồng 12 VDC xuất nguồn VDC để cấp cho mạch cảm biến và mạch IC 89C51 Thạch anh: tạo xung vuông nuôi 89C51 Điện trở: hạn dòng, bảo vệ các linh kiện Tụ: nạp xả, bảo vệ các linh kiện Cầu diode: tạo dòng điện một chiều cho mạch, bào vệ mạch lắp ngược dòng Nguồn 12 VDC: để cấp cho mạch nguồn và hai động Động 12VDC: d9eiu62 khiển hai bánh xe Mạch cảm biến: - LM324: nhận tín hiệu từ cảm biến màu, xuất tín hiệu vào IC 89C51 - Cảm biến màu: nhận tín hiệu màu vạch màu đến LM324 - Biến trở 50KΩ: điều chỉnh điện áp cấp cho LM324 Sơ đồ kết nối chân IC 89C51, L293D và cảm biến: III Thực hiện ráp mạch Mạch cảm biến: Lắp mạch cảm biến gồm cá bước sau: Bước 1: Chọn linh kiện: - Một LM324 - Hai cặp led phát thu - Hai điện trở 470 Ohm - Hai điện trở 270 Ohm - Hai điện trở 10 KOhm Bước 2: Kiểm tra linh kiện: Sau chọn linh kiện ta dùng đồng hồ VOM để kiểm tra cá linh kiện Bước 3: Vẽ mạch in theo sơ đồ kết nối Bước 4: Lắp linh kiện và hàn linh kiện vào bo mạch Bước 5: Cấp nguồn và chạy thử Sơ đồ nguyên lý mạch cảm biến qua LM324: Khoảng cách đặt cảm biến: Lắp mạch LM293D điều khiển động cơ: Lắp mạch LM293D điều khiển động gồm các bước: Bước 1: Chọn linh kiện: Một L293D Hai động 12 VDC Một 7805 (điều áp 5V) Một diode Một tụ 330 μF, một tụ 10 μF Một tụ 0,1 μF Nguồn 12 VDC Bước 2: Dùng đồng hồ VOM kiểm tra linh kiện Bước 3: Vẽ mạch in Bước 4: Lắp linh kiện và hàn linh kiện vào bo mạch Bước 5: Cấp nguồn và chạy thử Sơ đồ mạch nguồn VDC: Ta cấp nguồn 12 VDC qua điều áp 7805 điện áp VDC Ta dùng đồng hồ VOM thang đo 10 VDC đo ngõ ra, nếu đủ VDC thì đạt yêu cầu Sơ đồ kết nối L293D với động cơ: Sơ đồ kết nối mạch IC 89C51: Mạch IC 89C51 có sơ đồ kết nối và bán sẵn thị trường, không cần lắp ráp thiết kế khung xe: Các vật liệu cần sử dụng để chế tạo khung xe: Một tấp mica có kích thước khoảng 20x12x0.2 cm Ba bánh xe Hai bánh xe được gắn vào hai động và một bánh xe gắn ở phần đuôi Hình ảnh thực tế: Mạch cảm biến và mạch L293D Mạch IC 89C51 10 Kết cấu mạch với khung xe 11 Chương II: Lập trình IC 89C51 I Sơ đồ giải thuật: 12 II Chương trình ASM: Để viết chương trình cho IC, ta thực hiện theo các bước sau: Bước 1: viết chương trình Để viết chương trình ta viết Notepad Ta sẽ theo đường dẫn sau để mở Notepad: Start  All Programs  Accessories  Notepad Sau đã mở được notepad, ta sẽ vết chương trình: ;chuong trinh chay xe bam vach org 0000h start: jb p1.0,tiep1 setb p0.0 jmp tiep2 tiep1: clr p0.0 tiep2: jb p1.1,tiep3 setb p0.1 jmp start tiep3: clr p0.1 jmp start end Sau viết chương trình, ta sẽ lưu chương trình với tên file với đuôi chấm asm (VD: xe.asm) và lưu nó vào thư mục có file ASM51.exe và Oh.exe để bước tiếp theo ta sẽ biên dịch cho chương trình Bước 2: Biên dịch chương trình: Sau đã lưu file trương trình đã viết, ta sẽ biên dịch Để biên dịch chương trình ta cần có file ASM51.exe và Oh.exe Đầu tiên ta mở cửa sổ dos bằng cách: Start  Run  cmd.exe  Ok Cửa sổ dos hiện lên, ta bắt đầu biên dịch Ta tìm tới các tập tin asm51.exe, oh.exe và xe.asm VD: file được lưu thư mục D:\vsl Ta gõ D:  Enter  cd vsl>  Enter kết quả dos xuất hiện D:\vsl> Tiếp theo gõ asm51 xe.asm  Enter Nếu có lỗi ta gõ xe.lst  Enter để xem lỗi viết sai ở đâu Nếu không có lỗi thì sẽ xuất hiện dòng chữ NO ERROR Tiếp tục, ta gõ oh xe.obj  Enter ta sẽ được file xe.hex thư mục D:\vsl\ Tời ta đã biên dịch thành công Bước 3: Nạp chương trình cho IC Dùng mạch nạp để nạp chương trình cho IC Bước 4: dùng mạch thử để test thử IC 13 Chương IV Nguyên lý làm việc của xe Sơ đồ kết nối: Xe được đặt đường chạy, vạch trắng xám nền đen Hai cảm biến trái phải sẽ nằm nền đen hai bên vạch trắng xám Muốn mạch hoạt động được ta cần cấp nguồn 12 VDC cho mạch Sau đó ta nhấn nút mở nguồn thì cảm biến dò đường tác động theo vạch màu đen hai bên sẽ không tác động vào LM324, LM324 sẽ không đưa tín hiệu tác động lên post P1.0 và P1.1 của IC 89C51  post P0.0 và P0.3 của IC 89C51 sẽ đưa tín hiệu tới L293D làm quay hai động và xe sẽ chạy tới Nếu cảm biến bên trái lệch vào vạch trắng xám, cảm biến sẽ hoạt động  đưa tín hiệu vào LM324  đưa tín hiệu tới post P1.0 của IC 89C51  ngõ post P0.0 không có tín hiệu (setb P0.0)  động trái ngừng quay Cùng lúc đó thì động phải vẫn tiếp tục quay làm xe rẽ sang trái Nếu cảm biến phải lệch vào vạch màu trắng xám, thì tương tự trên, cảm biến hoạt động  có tín hiệu vào LM324  LM324 đưa tín hiệu vào post P1.1 của IC 89C51  ngõ post P0.1 không có tín hiệu (setb p0.1)  động phải ngừng quay Cùng lúc đó động trái vẫn hoạt động làm xe rẽ sang phải Nhờ hai cảm biến mà xe sẽ chạy theo vạch trắng xám mà ta đã kẻ 14 ... kế khung xe: Các vật liệu cần sử dụng để chế tạo khung xe: Một tấp mica có kích thước khoảng 20x12x0.2 cm Ba bánh xe Hai bánh xe được gắn vào hai động và một bánh xe gắn... khung xe 11 Chương II: Lập trình IC 89C51 I Sơ đồ giải thuật: 12 II Chương trình ASM: Để vi ́t chương trình cho IC, ta thực hiện theo các bước sau: Bước 1: vi ́t chương trình Để vi ́t... asm51.exe, oh.exe và xe. asm VD: file được lưu thư mục D:vsl Ta gõ D:  Enter  cd vsl>  Enter kết quả dos xuất hiện D:vsl> Tiếp theo gõ asm51 xe. asm  Enter Nếu có lỗi ta gõ xe. lst