ỨNG DỤNG VI điều KHIỂN để điều KHIỂN dây ELECTRO LUMINESCENSE(EL) dùng AT89s52 (code ASM)

ỨNG DỤNG VI điều KHIỂN để điều KHIỂN dây ELECTRO LUMINESCENSE(EL) dùng AT89s52 (code ASM) ỨNG DỤNG VI điều KHIỂN để điều KHIỂN dây ELECTRO LUMINESCENSE(EL) dùng AT89s52 (code ASM) ỨNG DỤNG VI điều KHIỂN để điều KHIỂN dây ELECTRO LUMINESCENSE(EL) dùng AT89s52 (code ASM) ỨNG DỤNG VI điều KHIỂN để điều KHIỂN dây ELECTRO LUMINESCENSE(EL) dùng AT89s52 (code ASM)

ỨNG DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN ĐỂ ĐIỀU KHIỂN DÂY ELECTRO-LUMINESCENSE(EL) MỤC LỤC DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT EL: Electro – Luminescense DC: Direct Current CHƯƠNG GIỚI THIỆU MẠCH VI ĐIỀU KHIỂN AT89S52 ĐIỀU KHIỂN DÂY ELECTRO – LUMINESCENSE(EL) 1.1 Múc đích sử dụng sản phẩm:  Dây EL phù hợp với mội thiết bị để trang trí: xe hơi, xe máy, mơ tơ, xe đạp, bàn phím  Tích hợp lên quần áo phục vụ trình diễn  Kết hợp với âm nhạc (nâng cao thêm)  Thiết kế EL sử dụng sản phẩm đồ chơi, đồ trang sức, phụ kiện thời trang Các miếng vá EL khâu vào áo sơ mi, váy, quần mũ Chúng gắn vào ba lơ, túi xách ví Một bảng điều khiển EL nhỏ sử dụng để chiếu sáng khu vực nhỏ, tối tủ khóa, túi xách trang điểm, hộp giải trí góc khoang chứa 1.2 Phương pháp thực hiện:  Tìm hiểu cấu tạo ngun lí hoạt đơng vi xử lí AT89S52, Dây Electro – Luminescense(EL)  Nghiên cứu tìm hiểu viết code C xung bất ổn định(10s cao 2s thấp)  Thiết kế boad mạch hoàn chỉnh 1.3 Kết quả:  Thiết kế boad mạch điều khiển dây Electro – Luminescense(EL) tích hợp lên quần áo trang trí xe CHƯƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG 2.1 Sơ đồ khối: 2.1.1 Sơ đồ khối: Hình 2.1: Sơ đồ khối Lời giải thích: Khối nguồn 12Vdc nuôi dây EL cấp nguồn cho khối nguồn 5Vdc, khối nguồn 5Vdc điện áp nuôi vi điều khiển, khối Reset khởi động vi điều khiển trạng thái ban đầu Khối vi điều khiển xử lí cấp tín hiệu theo lập trình cho khối EL Khối tạo xung clock cho vi điều khiển trạng thái ban đầu 2.1.2 Chức khối: Khối nguồn 12Vdc: cấp nguồn ni cho tồn mạch dây EL Khối nguồn 5Vdc: nguồn nuôi cho vi điều khiển, giảm áp từ nguồn 12Vdc Khối Reset: trả trạng thái ban đầu vi điều khiển Khối xung clock: tạo xung clock ban đầu cho vi điều khiển, độ rộng xung theo thạch anh đặt vào VD: 12MHz, 24MHz Khối vi xử lí: nhận chương trình nạp vào để điều khiển khối EL Khối EL: nhận tín hiệu từ khối vi xử lí thi qua dây EL 2.1.3 Linh kiện khối: Khối nguồn 12Vdc: Bộ chuyển đồi điện áp 100 – 240V sang 12Vdc Khối nguồn 5Vdc: diode, tụ điện, KA7805 Khối Reset: công tắt nhấn, tụ điện, điện trở Khối vi xử lí: AT89s52 Khối xung clock: thạch anh Khối EL: diode, điện trở, dây EL, transitor 2.2 Tìm hiểu linh kiện: 2.2.1 khối vi xử lí: 2.2.1.1 AT89s52 AT89S52 vi điều khiển thuộc họ MCS51, Chip vi điều khiển sử dụng rộng rãi giới Việt Nam vi điều khiển hãng Atmel Sau khoản thời gian cải tiến phát triển, hãng Atmel tung thị trường dòng vi điều khiển 89Sxx(89S52) với nhiều cỉ tiến đặc biệt có thêm khả nạp chương trình theo chế độ port nối tiếp đơn giản, tiện lợi cho người sử dụng Cấu hình 89S52: KB Flash ROM bên Vùng điện áp hoạt động 4.0V – 5.0V Xung clock: Hz – 33 MHz 256 x 8-bit RAM nội nguồn ngắt Port xuất nhập I/O 8-bit Timer/Counter 16-bit Watchdog Timer Giao tiếp nối tiếp Cờ báo ngắt Có thể mở rộng 64 Kbyte khơng nhớ chương trình ngồi Có thể mở rộng 64 Kbyte khơng nhớ liệu ngồi Sơ đồ chân Sơ đồ chân AT89S52 Nhóm chân nguồn: VCC: chân 40, điện áp cung cấp 5VDC GND: chân 20(nối mass) Nhóm chân dao động: cho phép ghép nối thạch anh vào mạch dao động bên vi điều khiển, sử dụng để nhận nguồn xung clock từ bên để hoạt động , thường ghép nối với thạch anh tụ để tạo nguồn xung clock ổn định XTAL 1: chân 18, ngõ vào đến mạch khuyết đại dao động đảo ngõ vào đến mạch tạo xung clock bên XTAL 2: chân 19, ngõ từ mạch khuyết đại dao động đảo Chân chọn nhớ chương trình: chân 31 (EA/VPP): dung để xác định chương trình thực lấy từ ROM nội hay ROM ngoại Chân 31 nối mass: sử dụng nhớ chương trình bên ngồi điều khiển Chân 31 nối VCC: sử dụng nhớ chương trình (4KB) bên vi điều khiển Chân RESET: chân 9(RST), Ngõ vào chân RST chân ngõ vào Reset dùng để thiết lập lại trạng thái ban đầu cho vi điều khiển Hệ thống thiết lập lại giá trị ban đầu ngõ mức tối thiểu chu kì máy Chân cho phép nhớ chương trình PSEN: (program store enable), tín hiệu xuất chân 29 dùng để truy xuất nhớ chương trình ngồi Chân thường nối với chân OE (output enable) ROM Khi vi điều khiển làm việc với nhớ chương trình ngồi, chân phát tín hiệu mức thấp kích hoạt lần chu kì máy Khi thực thi chương trình ROM nội, chân trì mức logic khơng tích cực(logic 1).(Khơng cần kết nối chân không sử đụng đến) Chân ALE: chân cho phép chốt địa - chân 30 Khi vi điều khiển truy xuất nhớ từ bên ngồi, port vừa có chức bus địa chỉ, vừa có chưc bus liệu phải tách liệu địa chỉ.Tín hiệu chân ALE dùng làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp đường địa đường liệu kết nối chúng với IC chốt Các xung tín hiệu ALE có tốc độ 1/6 lần tần số dao động đưa vào vi điều khiển, dùng tín hiệu ngõ ALE làm xung clock cung cấp cho phần khác hệ thống (khơng sử dụng bỏ trống chân này) 10 P3.6 WR: Ngõ điều khiển ghi liệu lên nhớ P3.7 RD: Ngõ điều khiển đọc liệu từ nhớ P1.0 T2: Ngõ vào Timer/Couter thứ P1.1 T2X: Ngõ nạp lại/thu nhận Timer/Counter thứ 2.2.1.2 khối xung clock: 12MHZ XTAL XTAL 1(19) XTAL2(18) XTAL1 ngõ vào thạch anh, ngõ vào mạch dao động xung clock cho vi điều khiển XTAL2 ngõ vào mạch dao động 2.2.1.3 khối Reset: 12 C4 K4 10MF RESET RST(9) Điều khiển chân RST nối nguồn để reset lại trang thái ban đầu cho vi điều khiển 2.2.2khối Electro – Luminescese (EL): Dây EL cung cấp ánh sáng mát mẻ, liên tục, chí định hình thành sọc, dải hình học Dây chạy nhiều mét, có kết nối với nguồn điện Có thể chiếu sáng với màu sắc khác nhau, nhấp nháy, hiệu ứng hoạt hình Và dâyEL led hữu Chúng tỏa nhẹ nhàng, khơng lóa, sử dụng nơi cần đến ánh sáng Dây EL phát màu sắc mà sáng tạo giàu trí tưởng tượng, cung cấp màu sắc, chuyển động ánh sáng công cụ để truyền cảm hứng, giáo dục giải trí 13 Ngun tắc hoạt động: Hình 2.2.2.1 Dây El hoạt động kết việc kết hợp lại xạ điện tử electron lỗ vật liệu, thường chất bán dẫn Các electron kích thích giải phóng lượng chúng dạng ánh sáng photon Trước tái tổ hợp, điện tử lỗ tách cách kích thích vật liệu để tạo thành đường giao p - n (trong thiết bị phát quang điện tử bán dẫn điốt phát quang) thơng qua kích thích electron điện cao tăng tốc điện trường mạnh 14 Hình 2.2.2.2 Thơng tin bản: Điện áp nguồn 12V Dây EL có tuổi thọ từ 8000 – 20000 giờ, tốn điện năng, chịu va đập tốt, khơng toả nhiệt chống nước 15 hình 2.2.2.3 hình ảnh thực tế dây EL Transitor nhận điện áp từ vi điều khiển cho phép cưc (-) dây EL nối mass ngược lại Việc dây EL sáng tắt tín hiệu vi điều khiển cho transitor 16 CHƯƠNG THIẾT KẾ 3.1Sơ đồ nguyên lý mạch: J1 DOMINO2 A RESET 10MF 40 31 19 XTAL VI U2 7805 GND VO C44 RST XTAL1 12MHZ 18 10K R23 +12 C5 VCC EA 1N4007 K D4 20 29 30 +12 U1 XTAL2 GND PSEN ALE P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 D1 P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD 39 38 37 36 35 34 33 32 A J3 K 1N4007 PIN-DUC-2 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17 2 KHOI NGUON 5V C4 K4 R1 Q1 D882 10k 1 KHOI VI XU LY AT89S52 10U D11 R44 330 K A LED-NGUON Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý Giải thích sơ đồ: Khối nguồn 5V ni khối vi xử lí hoạt động, xung clock 12MHz cấp cho vi điều khiển trạng thái ban đầu Chương trình nạp vào vi điều khiển AT89s52 tạo xung clock với chu kì Ton = 10s, Toff = 2s Xung tín hiệu xuất chân P1.0 từ chân P1.0 chu kì Ton cấp cho transitor điện áp 5V làm cực C dẫn qua cực E transitor dây EL sáng ngược lại Toff điện áp 0V transitor tắt 17 CHƯƠNG KẾT QUẢ MƠ PHỎNG VÀ THI CƠNG 4.1Mơ Protues: +12 4.1.1 Mô : Mạch mô phỏng: U1 VCC EA 19 10K R23 XTAL RST XTAL1 12MHZ 18 20 29 30 XTAL2 GND PSEN ALE P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD 39 38 37 36 35 34 33 32 D1 A K 1N4007 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17 R1 Hình 4.1.1 mạch mô Protues Biểu đồ xung clock xuất để điều khiển transitor: Hình 4.1.2 biểu đồ xung Q1 D882 10k AT89S52 18 +12.0 AC Volts 10MF 40 31 RESET C4 K4 Trên thực tế sóng khơng vng hình Sóng bị méo dạng cạnh tiếp Ton Toff, delay với thời gian lớn nên sai số theo chu kì máy(1micro giây) khơng ảnh hưởng nhiều đến thời gian delay Thời gian vi điều khiển chạy chu kì T = 12s tương đối xác 4.1.2 Code chương trình: Code sử dụng vòng lập DJNZ(khơng dùng Timer) Tính tốn: Thời gian định thời: tDELAY = ([n1] x [n2] x [n3] x 2) x (12/fosc) thời gian cần delay cho Ton Toff lần lược là: 10s 2s: thời gian delay cho Ton: chọn: n1 = 80 n2 = 250 n3 = 250 ta có: tDELAY = ( 80 x 250 x 250 x 2) x (12/fosc) tDELAY = (80 x 250 x 250 x 2) x (12/12MHz) tDELAY = 10s thời gian delay cho Toff: chọn: n1 = 16 n2 = 250 n3 = 250 ta có: tDELAY = ( 16 x 250 x 250 x 2) x (12/fosc) 19 tDELAY = (16 x 250 x 250 x 2) x (12/12MHz) tDELAY = 2s thích: [n1], [n2], [n3]: số lần lập tDELAY(us): thời gian định thời fosc(MHz): tần số thạch anh 4.2 Thi công: Thi cơng gồm khối vật lí: Khối 1: Bộ chuyển đổi điện áp 220V đến 12Vdc Hình 4.2.1 20 Khối 2: Boad mạch gồm linh kiện như: AT89s52, điện trở , diode, thạch anh, transitor, nút nhấn Hình 4.2.2 boad mạch thực tế 21 Khối 3: dây EL Hình 4.2.3 dây electro – luminescence(EL) 22 4.2.1 Kết quả: Mạch chạy trạng thái Ton Hình 4.2.4 mạch hồn chỉnh 23 CHƯƠNG KẾT LUẬN CHUNG 5.1 Ưu điểm: Giúp trang trí đồ vật ánh sáng Trang trí xe tích hợp lên quần áo dây EL dẽo dễ uống cong, chống nước tốt Ánh sáng tốt led tạo cảm giác mềm mại lung linh Tuổi thọ cao từ 8000 – 20000 Có thể gắng nguồn di động mang theo bên người, khâu vào dây tay nghe, tạo phong cách riêng 5.2 Khuyết điểm: Giá thành cao Chưa phổ biến trê thị trường 5.3 Hướng phát triển: Em mong phát triển lên tích hợp thêm cảm biến tín hiệu tần số vào sáng theo tần số VD: cho phát hát tần số hát làm dây EL sáng theo tần số TÀI LIỆU THAM KHẢO 24 Wesite: www.fr.m.wikipedia.org/electroluminescense sách: cấu trúc lập trình họ vi điều khiển 8051, NXB khoa học kỹ thuật, Tác giả Nguyễn Văn Cường & Phan Quốc Anh www.codientu.org/cautruclaptrinhhovidieukhien8051 www.youtube.com/tuhoc8051 kênh: Tự Học www.duykextra.com/san-pham/day-el-wire-3m-93 PHỤ LỤC Đoạn lệnh: ORG 0000H Main: SETB P1.0 ACALL DELAY CLR P1.0 ACALL DELAY2 SJMP Main DELAY: 25 MOV R2,#66 LOOP2: MOV R1,#250 LOOP1: MOV R0,#250 DJNZ R0,$ DJNZ R1,LOOP1 DJNZ R2,LOOP2 DELAY2: MOV R2,#16 LOOP4: MOV R1,#250 LOOP3: MOV R0,#250 DJNZ R0,$ DJNZ R1,LOOP3 DJNZ R2,LOOP4 RET END 26 ... thuộc họ MCS51, Chip vi điều khiển sử dụng rộng rãi giới Vi t Nam vi điều khiển hãng Atmel Sau khoản thời gian cải tiến phát triển, hãng Atmel tung thị trường dòng vi điều khiển 89Sxx(89S52) với... Khối nguồn 12Vdc nuôi dây EL cấp nguồn cho khối nguồn 5Vdc, khối nguồn 5Vdc điện áp nuôi vi điều khiển, khối Reset khởi động vi điều khiển trạng thái ban đầu Khối vi điều khiển xử lí cấp tín hiệu... ban đầu vi điều khiển Khối xung clock: tạo xung clock ban đầu cho vi điều khiển, độ rộng xung theo thạch anh đặt vào VD: 12MHz, 24MHz Khối vi xử lí: nhận chương trình nạp vào để điều khiển khối