GIỚI THIỆU CHUNGHiện nay thực trạng giao thông nước ta đang gặp rất nhiều vấn đề, đặc biệt là điều khiển giao thông qua lại tại các ngã ba, ngã tư. Nhằm giải quyết thực trạng này đã có rất nhiều cột đèn giao thông được đưa vào sử dụng. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các dòng vi điều khiển, việc thực hiện điều khiển các trụ đèn giao thông đã trở nên đơn giản hơn rất nhiều, và có thể điều khiển nhiều đèn cùng lúc với độ chính xác cao và nhiều chế độ khác nhau.Vì vậy em đã làm đề tài thiết kế hệ thống đèn giao thông đơn giản tại một ngã tư đường sử dụng onchip 8051(89c51).Đề tài gồm 3 chương:Chương I: Tổng quan về đèn giao thôngChương II: Thiết kế phần cứngChương III: Mô phỏng và thiết kế phần mềmEm xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ ,chỉ bảo tận tình của thầy cô hướng dẫn trong suốt khoảng thời gian chúng em thực hiện đề tài này Do thời gian và kiến thức còn hạn chế, bài làm của em còn nhiều hạn chế và thiếu sót. Mong được sự đóng góp của các bạn và thầy giáo.Hà Nội,tháng 12 năm 2011 Học sinh viên thực hiện: Thái Huy Hải Chương I: Tổng quan về đèn giao thông1 Chế độ hoạt động Yêu cầu bài tập là thiết kế hệ thống điều khiển đèn giao thông tại ngã tư đường, hệ thống đèn đáp ứng yêu cầu như sau:Hướng đi thứ nhất (cột 1 và cột 3) Đèn xanh: 25 sĐèn vàng: 5sĐèn đỏ: 30sHướng đi thứ hai(cột 2 và cột 4)Đèn đỏ: 30s Đèn xanh: 25sĐèn vàng: 5s 2Các linh kiện sử dụngDo yêu cầu của đề bài nên phần cứng của hệ thống bao gồm các thành phần chính như sau:Onchip 89c51Các đèn led 7 seg hiển thị thời gianIC 7447 chuyển đổi BCD sang 7 thanhCác đèn LED báo hiệu : đỏ, vàng, xanhMột số các thiết bị khác như: công tắc, dây nối,điện trở,tụ điện,ổn áp…3Nguyên lý hoạt động Mạch đèn giao thông hoạt động dựa trên nội dung đã lập trình cho AT89C51,khi có tác động từ nút điều khiển mạch sẽ hoạt động theo đúng thời gian yêu cầu. AT89C51 đưa dữ liệu đến các LED xanh,đỏ,vàng để điều khiển các LED này đóng mở. LED 7 thanh còn nhận dữ liệu từ vi điều khiển trung tâm để thực hiện việc đếm lùi thời gian. Như vậy mỗi khi mạch thực hiện đếm lùi,nếu hướng đi bên này đèn xanh hoặc vàng thì hướng đi bên kia đèn đỏ sang và ngược lại. Bộ điều khiển AT89C51 là nút Reset. Tùy theo thời gian yêu cầu mà ta điều khiển các trục giao thông sang. Chương II: Thiết kế phần cứngSơ đồ khốiHệ thống điều khiển: Onchip 89C51: AT89C51 là một hệ vi tính 8 bit đơn chip CMOS có hiệu suất cao,công suất nguồn tiêu thụ thấp và có 4kB bộ nhớ ROM Flash xóa đượclập trình được. Chip này được sản xuất dựa vào công nghệ bộ nhớ không mất nội dung có độ tích hợp cao của Atmel. Chip AT89C51 cũng tương thích với tệp lệnh và các chân ra của chuẩn công nghiệp MCS51. Flash trên chip này cho phép bộ nhớ chương trình được lập trình lại trên hệ thống. Kết hợp một CPU linh hoạt 8 bit với Flash trên một chip đơn thể,Atmel 89C51 là một hệ vi tính 8 bit đơn chip mạnh cho ta một giải pháp có hiệu quả về chi phí và rất linh hoạt với các ứng dụng điều khiển. AT89C51 có tất cả 40 chân. Trong số 40 chân có 32 chân dành cho 4 cổng P0,P1,P2 và P3,mỗi cổng có 8 chân. Các chân còn lại dành cho nguồn Vcc,đất GND,các chân dao động XTAL1,XTAL2,khởi động lại RST,cho phép chốt địa chỉ ALE,truy cập được địa chỉ ngoài EA, cho phép cất chương trình PSEN. Trong 8 chân này thì 6 chân Vcc, GND, XTAL1, XTAL2, RST và EA được các họ 8031 và 8051 sử dụng. Đây là bộ vi xử lý trung tâm của hệ thống điều khiển đèn giao thông. Nó hoạt động ở tần số 12MHz với bộ dao động bên trong và thạch anh dao động bên ngoài, hai tụ ổn định C1=C2=33pF. Bộ vi xử lý thực hiện chương trình điều khiển đếm thời gian và hiển thị chúng ra hệ thống cảnh báo gồm các đèn led theo màu và led 7 thanh báo hiệu cụ thể. Bộ vi xử lý kết nối với các thiết bị ngoại vi qua các cổng của nó, điều khiển các thiết bị ngoại vi theo chương trình lưu trong bộ nhớ trong.
Báo cáo thực tập điện tử Nguyễn Văn Thanh Tin học 8B GIỚI THIỆU CHUNG Hiện thực trạng giao thông nước ta gặp nhiều vấn đề, đặc biệt điều khiển giao thông qua lại ngã ba, ngã tư Nhằm giải thực trạng có nhiều cột đèn giao thơng đưa vào sử dụng Cùng với phát triển mạnh mẽ dòng vi điều khiển, việc thực điều khiển trụ đèn giao thông trở nên đơn giản nhiều, điều khiển nhiều đèn lúc với độ xác cao nhiều chế độ khác Vì em làm đề tài thiết kế hệ thống đèn giao thông đơn giản ngã tư đường sử dụng on-chip 8051(89c51) Đề tài gồm chương: Chương I: Tổng quan đèn giao thông Chương II: Thiết kế phần cứng Chương III: Mô thiết kế phần mềm Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ ,chỉ bảo tận tình thầy cô hướng dẫn suốt khoảng thời gian chúng em thực đề tài này! Do thời gian kiến thức hạn chế, làm em nhiều hạn chế thiếu sót Mong đóng góp bạn thầy giáo Hà Nội,tháng 12 năm 2011 Học sinh viên thực hiện: Thái Huy Hải Báo cáo thực tập điện tử Chương I: Tổng quan đèn giao thông 1/ Chế độ hoạt động Yêu cầu tập thiết kế hệ thống điều khiển đèn giao thông ngã tư đường, hệ thống đèn đáp ứng yêu cầu sau: Hướng thứ (cột cột 3) Đèn xanh: 25 s Đèn vàng: 5s Đèn đỏ: 30s Hướng thứ hai(cột cột 4) Đèn đỏ: 30s Đèn xanh: 25s Đèn vàng: 5s 2/Các linh kiện sử dụng Do yêu cầu đề nên phần cứng hệ thống bao gồm thành phần sau: Báo cáo thực tập điện tử On-chip 89c51 Các đèn led seg hiển thị thời gian IC 7447 chuyển đổi BCD sang Các đèn LED báo hiệu : đỏ, vàng, xanh Một số thiết bị khác như: công tắc, dây nối,điện trở,tụ điện,ổn áp… 3/Nguyên lý hoạt động Mạch đèn giao thông hoạt động dựa nội dung lập trình cho AT89C51,khi có tác động từ nút điều khiển mạch hoạt động theo thời gian yêu cầu AT89C51 đưa liệu đến LED xanh,đỏ,vàng để điều khiển LED đóng mở LED nhận liệu từ vi điều khiển trung tâm để thực việc đếm lùi thời gian Như mạch thực đếm lùi,nếu hướng bên đèn xanh vàng hướng bên đèn đỏ sang ngược lại Bộ điều khiển AT89C51 nút Reset Tùy theo thời gian yêu cầu mà ta điều khiển trục giao thông sang Chương II: Thiết kế phần cứng Hệ thống đèn led 7seg Sơ đồ khối Hệ thống điều khiển On-chip 89c51 Hệ thống đèn báo Hệ thống điều khiển: Báo cáo thực tập điện tử On-chip 89C51: AT89C51 hệ vi tính bit đơn chip CMOS có hiệu suất cao,cơng suất nguồn tiêu thụ thấp có 4kB nhớ ROM Flash xóa được/lập trình Chip sản xuất dựa vào công nghệ nhớ khơng nội dung có độ tích hợp cao Atmel Chip AT89C51 tương thích với tệp lệnh chân chuẩn công nghiệp MCS-51 Flash chip cho phép nhớ chương trình lập trình lại hệ thống Kết hợp CPU linh hoạt bit với Flash chip đơn thể,Atmel 89C51 hệ vi tính bit đơn chip mạnh cho ta giải pháp có hiệu chi phí linh hoạt với ứng dụng điều khiển AT89C51 có tất 40 chân Trong số 40 chân có 32 chân dành cho cổng P0,P1,P2 P3,mỗi cổng có chân Các chân lại dành cho nguồn Vcc,đất GND,các chân dao động XTAL1,XTAL2,khởi động lại RST,cho phép chốt địa ALE,truy cập địa ngồi EA, cho phép cất chương trình PSEN Trong chân chân Vcc, GND, XTAL1, XTAL2, RST EA họ 8031 8051 sử dụng Báo cáo thực tập điện tử Đây vi xử lý trung tâm hệ thống điều khiển đèn giao thơng Nó hoạt động tần số 12MHz với dao động bên thạch anh dao động bên ngoài, hai tụ ổn định C1=C2=33pF Bộ vi xử lý thực chương trình điều khiển đếm thời gian hiển thị chúng hệ thống cảnh báo gồm đèn led theo màu led báo hiệu cụ thể Bộ vi xử lý kết nối với thiết bị ngoại vi qua cổng nó, điều khiển thiết bị ngoại vi theo chương trình lưu nhớ Hệ thống đèn báo: Gồm led với màu khác theo yêu cầu : Đèn đỏ báo dừng lại Đèn vàng báo chuẩn bị dừng Đèn xanh báo cho phép thẳng Các chân cổng P1&P3 nối đến LED hiển thị xanh,đỏ ,vàng Hệ thống led 7-seg hiển thị thời gian: Đây led 7-seg hiển thị thời gian tương ứng đèn báo tín hiệu đỏ, vàng, xanh Xaxanh 1: 25s Vàvàng 1: 5s Đỏ đỏ1: 30s Đỏđỏ 2: 30s Xaxanh 2: 25s Vàvàng 2: 5s Hệ thống led-7seg sử dụng led -7seg Anot chung Các chân P0.0 đến P0.7 nối tương ứng với chân đầu vào IC7447 Các chân đầu 7447 nối đến LED cột Các chân P2.0 đến P7.7 nối tương ứng với chân đầu vào IC7447 Các chân đầu 7447 nối đến LED cột Các led báo điều khiển mức tích cực thấp, nối chung chân Anot led Chương III: Thiết kế phần mềm Báo cáo thực tập điện tử 1/ Sơ đồ thuật toán Báo cáo thực tập điện tử Báo cáo thực tập điện tử 2/ Chương trình lập trình Assembly org 000H ljmp begin org 30h //dinh nghia cac cong su dung cho cac led DEN1 EQU P0 DEN2 EQU P2 //dinh nghia cac ghi su dung de luu cac bien Báo cáo thực tập điện tử VALUE1 EQU R4 VALUE2 EQU R5 NUM1 EQU R6 NUM2 EQU R7 //dinh nghia chan su dung cho cac den led RED1 BIT P3.0 Y1 BIT P3.1 B1 BIT P3.2 RED2 BIT P3.3 Y2 BIT P3.4 B2 BIT P3.5 RED3 BIT P1.0 Y3 BIT P1.1 B3 BIT P1.2 RED4 BIT P1.3 Y4 BIT P1.4 B4 BIT P1.5 BEGIN: ; KHOI TAO // MOV P3,#00H // MOV P1,#00H CLR B1 //den xanh sang CLR RED2 //den sang xanh 25s 30s Báo cáo thực tập điện tử CLR B3 //den xanh sang CLR RED4 //den sang xanh 25s 30s MOV VALUE1,#26 MOV VALUE2,#31 MOV NUM1,#1 MOV NUM2,#1 LOOP: DEC VALUE1 //giam cot1 DEC VALUE2 //giam cot2 LCALL HIEN_THI //hien thi gia tri LCALL DELAY1S //DAY LA PHAN DEM GIAM VA HIEN THI CJNE VALUE1,#0,KT_DEN2 //kiem tra xem cot1 giam ve chua? //khi cot giam =0 CJNE NUM1,#1,KT_NUM1_2 MOV NUM1,#2 //lan sau nhay toi KT_NUM_2 MOV VALUE1,#6 //cho den vang cot sang5s vang 5s SETB B1 //tat den xanh CLR Y1 SETB B3 //tat den xanh 10 Báo cáo thực tập điện tử CLR Y3 LJMP KT_DEN2 //nhay de kiem tra xem cot sang het 30 s den chua? KT_NUM1_2: CJNE NUM1,#2,KT_NUM1_3 MOV NUM1,#3 MOV VALUE1,#31 //do 31s SETB Y1 CLR RED1 SETB Y3 CLR RED3 LJMP KT_DEN2 KT_NUM1_3: MOV NUM1,#1 MOV VALUE1,#26 SETB RED1 CLR B1 SETB RED3 CLR B3 LJMP KT_DEN2 //KIEM TRA COT KT_DEN2: 11 // xanh 25s Báo cáo thực tập điện tử CJNE VALUE2,#0,LOOP //KIEM TRA XEM COT GIAM VE CHUA,NEU CHUA THI NHAY E PHAN LOOP DE TIEP TUC GIAM //GIAM HET ROI THI NAP GIA TRI MOI CHO NO CJNE NUM2,#1,KT_NUM2_2 MOV NUM2,#2 //DUA GIA TRI NAY DE LAN SAU NAP GIA TRI MOI CHU KO NAP GIA TRI NAY MOV VALUE2,#26 //xanh 25s SETB RED2 CLR B2 SETB RED4 CLR B4 LJMP LOOP KT_NUM2_2: CJNE NUM2,#2,KT_NUM2_3 MOV NUM2,#3 MOV VALUE2,#6 SETB B2 CLR Y2 SETB B4 CLR Y4 LJMP LOOP 12 //vang 5s Báo cáo thực tập điện tử KT_NUM2_3: MOV NUM2,#1 MOV VALUE2,#31 //do 31s SETB Y2 CLR RED2 SETB Y4 CLR RED4 LJMP LOOP //chuong trinh hien thi gia tri tren led //ham truyen bien la gia tri time1 a timer2 tren led HIEN_THI: MOV A,VALUE1 bi chia MOV B,#10 DIV AB //dua gia tri ghi timer1 vao ghi a lam so //dua 10 vao ghi b lam so chia //chia timer1 cho 10 RL A RL A RL A RL A ADD A,B MOV DEN1,A MOV A,VALUE2 13 Báo cáo thực tập điện tử MOV B,#10 DIV AB RL A RL A RL A RL A ADD A,B MOV DEN2,A RET //tao thoi gian tre s DELAY1S: ;CHUONG TRINH CON TAO THOI GIAN TRE 500MS PUSH 00H //cat ghi ro MOV R0,#200 //nap gia tri cho r0 MOV TMOD,#01H //chon timer0 che LOOP2: MOV TH0,#0ECH //ffff-ec78+1=5000=5msx200=1000ms=1S MOV TL0,#78H SETB TR0 //khoi dong TIMER0 JNB TF0,$ //nhAy tai cho neu tf0 chua dc bat CLR TR0 CLR TF0 DJNZ R0,LOOP2 POP 00H //tf0 dc bat thi dung bo dinh thoi //xoa co cho lan ssu dung sau //lap lai viec 200 lan 14 Báo cáo thực tập điện tử RET END 3/Mô Proteus 15 Báo cáo thực tập điện tử 4/ Sơ đồ nguyên lý 5/ Sơ đồ mạch in 16 Báo cáo thực tập điện tử Kết luận : Sau trình thực đề tài thực tập, em có thêm số kiến thức điện tử kinh nghiệm việc biến mơ thành mạch thật Do kiến thức hạn hẹp nên chưa đạt kết hoàn hảo,song em cố gắng hoàn thành đề tài Kính mong nhận ủng hộ,đóng góp ý kiến thầy bạn để em tích lũy thêm kinh nghiệm cho đề tài sau! Em xin chân thành cảm ơn! 17 Báo cáo thực tập điện tử 18 Báo cáo thực tập điện tử 19