Đang tải... (xem toàn văn)
KHÓA số điện tử DÙNG 8051 (có code và layout) ............................................. KHÓA số điện tử DÙNG 8051 (có code và layout) ............................................. KHÓA số điện tử DÙNG 8051 (có code và layout) ............................................. KHÓA số điện tử DÙNG 8051 (có code và layout) ............................................. KHÓA số điện tử DÙNG 8051 (có code và layout) .............................................
ĐỀ TÀI: KHÓA SỐ ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN KHÓA SỐ ĐIỆN TỬ DÙNG 8051 Page ĐỀ TÀI: KHÓA SỐ ĐIỆN TỬ Mục lục Page ĐỀ TÀI: KHÓA SỐ ĐIỆN TỬ DANH MỤC HÌNH VẼ Page ĐỀ TÀI: KHÓA SỐ ĐIỆN TỬ DANH MỤC BẢNG BIỂU BẢNG 2.2: SƠ ĐỒ CHỨC NĂNG CÁC CHÂN P3 BẢNG 2.4: SƠ ĐỒ CHÂN LCD Page ĐỀ TÀI: KHÓA SỐ ĐIỆN TỬ CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Giới thiệu chung Ngày ta có cách thiết bị điều khiển bị động dựa vào tác động thay đổi bên Nhưng điều chưa đủ, Chúng ta cần có thiết bị tự chuẩn đoán, dự báo để điều khiển thiết bị cách thơng minh 1.2 Mục đích thực đề tài Bằng cách sử dụng sử dụng IC8051 linh kiện Ta tạo thiết bị khóa điện tử Đối với việc bảo vệ tài sản cần thiết, thiết bị chủ động mở khóa mật mã ngược lại Và nhập sai nhiều phải đợi thời gian để nhập lại phòng chống mục đích xấu 1.3 Nhiệm vụ đề tài Thiết kế mạch khóa số điện tử Sử dụng IC8051 ma trận phím để nhập mật mã xuất liệu LCD Xây dựng phần cứng hệ thống Page ĐỀ TÀI: KHÓA SỐ ĐIỆN TỬ CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 2.1 KHỐI BÀN PHÍM Sơ đồ khối KHỐI VI ĐIỀU KHIỂN KHỐI HIỂN THỊ KHỐI NGUỒN Hình 2.1-1: Sơ đồ khối Khối nguồn: có chức biến đổi dòng xoay chiều 220v thành dòng chiều cung cấp cho khối hoạt động Khối bàn phím: có nhiệm vụ nhập mật mã từ nút bấm Hình 2.1-2: Khối bàn phím Page ĐỀ TÀI: KHĨA SỐ ĐIỆN TỬ Khối vi điều khiển: có chưa IC8051 Nhận tín hiệu từ khối bàn phím đưa về, xử lý thơng tin gửi tín hiệu cho LCD hiển thị Hình 2.1-3: Khối vi điều khiển Khối hiển thị: có chứa LCD, hiển thị thơng tin từ khối điều khiển đưa tới Page ĐỀ TÀI: KHÓA SỐ ĐIỆN TỬ Hình 2.1-4: Khối hiển thị Nguyên lý hoạt động: Khi IC8051 nhận thông tin từ bàn phím, khối vi điều khiển xử lý thơng tin, mật mã cho phép qua, sai nhập lại mật mã, sai lần bị khóa bàn phím 2.2 VI ĐIỀU KHIỂN 8051 Được chế tạo theo đặc tính CMOS có đặc tính sau: • KB PEROM (Flash Programmable and Erasable Read Only Memory), có khả tới 1000 chu kỳ ghi xóa • Tần số hoạt động từ: 0Hz-24MHz • mức khóa nhớ lập trình • 128 byte RAM nội • PORT xuất nhấp I/O bit • Timer/Counter 16 bit • nguồn ngắt • Giao tiếp nối tiếp điều khiển phần cứng • 64KB vùng nhớ mã • 64KB vùng nhớ liệu ngồi • Cho phép xử lý bit • 210 vị trí nhớ định vị bit • chu kỳ máy ( 4us thạch anh 12MHz) cho hoạt động nhân chia • Có chế độ nghỉ chế độ nguồn giảm Page ĐỀ TÀI: KHÓA SỐ ĐIỆN TỬ Chân vi điều khiển 8051 Hình 2.2-1: Sơ đồ chân 8051 Chip AT89C51 có tín hiệu điều khiển cần lưu ý sau: Tín hiệu vào chần EA/31 thường đặt mức cao (+5V) mức thấp (GND) Chân PSEN (29) Là tín hiệu điều khiển cho phép chương trình mở rộng, nối đến chân /OE EPROM ROM phép đọc bytes mã lệnh Các chân nguồn Hoạt động nguồn đơn +5V Vcc nối vào chân 40 Vss nối chân 20 Port Là Port có chức chân 32-39 AT89C51: _ Chức I/O xuất nhập: dùng cho thiết kế nhỏ Tuy nhiên, dùng chức Port phải dùng thêm điện trở kéo lên, giá trị phụ thuộc vào thành phần kết nối _ Khi dùng làm ngõ vào, Port set mức logic _ Chức địa chỉ/dữ liệu đa hợp: dùng thiết kế lớn, đòi hỏi sử dụng nhớ ngồi, Port vừa bus liệu (8 bit) vừa bus địa (8 bit thấp) Ngồi lập trình cho AT89C51, Port dùng để nhận mã lập trình xuất mã kiểm tra (quá trình kiểm tra đòi hỏi phải có điện trở kéo lên) Port Page ĐỀ TÀI: KHÓA SỐ ĐIỆN TỬ Port (chân 1-8) có chức I/O, khơng dùng cho mục đích khác (chỉ 8032/8052/8952 dùng thêm P1.0 P1.1 cho định thời thứ 3) Tại port có điện trở kéo lên nên khơng cần thêm điện trở ngồi Port có khả kéo ngõ TTL dùng làm bit địa thấp trình lập hay trình kiểm tra Khi dùng làm ngõ vào, Port phải set mức logic Port Port (chân 21-28) port có chức _ Chức I/O _ Chức địa chỉ: dùng làm bit địa cao cần nhớ ngồi có địa 16 bit Khi port khơng dùng cho mục đích I/O _ Khi dùng làm ngõ vào, port mức logic Port Port (chân 10-17) port có chức năng: _ Chức I/O Khi dùng làm ngõ vào, port mức logic _ Chức khác: Bit P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 Tên RxD TxD INT0 INT1 T0 T1 WR RD Chức Ngõ vào port nối tiếp Ngõ port nối tiếp Ngắt Ngắt Ngõ vào định thời Ngõ vào định thời Tín hiệu điều khiển ghi liệu lên nhớ ngồi Tín hiệu điều khiển đọc từ nhớ liệu Bảng 2.2: Sơ đồ chức chân P3 Các chân nguồn: _ Chân 40: Vcc= ± 20% _ Chân 20: GND PSEN (chân 29) Cho phép đọc nhớ chương trình mở rộng ứng dụng sử dụng ROM ALE/ PROG (Address Latch Enable / Program): ALE/ PROG (chân 30) cho phép tách đường địa liệu Port truy xuất nhớ EA /VPP (External Access) : Page 10 ĐỀ TÀI: KHÓA SỐ ĐIỆN TỬ EA (chân 31) dùng phép thực thi chương trình từ ROM ngồi Khi nối chân 31 với Vcc, AT89C51 thực thi chương trình từ ROM nội (tối đa 8KB), ngược lại thực thi từ ROM (tối đa 64KB) Ngoài ra, chân /EA lấy làm chân cấp nguồn 12V lập trình cho ROM RST (Reset): RST (chân 9) cho phép reset AT89C51 ngõ vào tín hiệu đưa lên mức chu kỳ máy X1, X2: Ngõ vào ngõ dao động, sử dụng cần kết nối thêm thạch anh tụ hình vẽ sơ đồ Tần số thạch anh thường sử dụng cho AT89C51 12Mhz.[1] Hình 2.2-2: Mạch dao động 2.3 Bàn phím ma trận 4x4 (matrix keypad 4x4) ? Nguyên lý: Khi ta cấp logic all hàng để chờ kiện nút nhấn, nút nhấn ta cấp mức logic hàng (VD cấp cho hàng logic hàng khác phải lên login 1) sau kiểm tra cột xem cột thứ bao nhiêu, trùng cột hàng logic ta xác định vị trí nút nhấn Hình 2.3: Ma trận phím 4x4 Page 11 ĐỀ TÀI: KHĨA SỐ ĐIỆN TỬ Trên hình ảnh sơ đồ nguyên lý module bàn phím 4x4 Tuy có đến 16 nút nhấn, nghĩa làm cách thông thường (dùng chân digital) phải cần đến 16 chân vi điều khiển để đọc Nhưng với bàn phím này, cần dùng chân (4 chân hàng ngang (row), chân cột dọc (column)) Để kiểm tra nút có nhấn hay khơng? Họ sử dụng phương pháp quét mô tả đoạn mã sau: Với hàng (R1 đến R4), Chọn hàng Ri Cấp cực âm (0v) cho hàng Ri Nếu điện áp chân Cj dương (INPUT PULLUP) => chưa nhấn Nếu điện áp chân Cj âm (INPUT PULLUP) => nhấn [2][3] 2.4 LCD 16x02 Sơ đồ chân Các Text LCD theo chuẩn HD44780U thường có 16 chân 14 chân kết nối với điều khiển chân nguồn cho “đèn LED nền” Thứ tự chân thường xếp sau: Trạng Thái Chức Số thứ tự chân Tên Mô Tả Logic Ground Vss(GND) 0V Nguồn cho Vdd(Vcc) 5V LCD Tương phản Vee 0-Vdd D0-D7: Lệnh RS D0-D7:Dữ liệu Ghi (Từ IC vào LCD) Điều khiển RW Đọc (Từ LCD vào IC) LCD Vơ hiệu hóa LCD E LCD hoạt động Từ xuống Bắt đầu ghi/đọc D0 0/1 Bit LSB D1 0/1 Bit D2 0/1 Bit 10 D3 0/1 Bit Dữ liệu/lệnh 11 D4 0/1 Bit 12 D5 0/1 Bit 13 D6 0/1 Bit 14 D7 0/1 Bit MSB Page 12 ĐỀ TÀI: KHÓA SỐ ĐIỆN TỬ Bảng 2.4: Sơ đồ chân LCD Page 13 ĐỀ TÀI: KHÓA SỐ ĐIỆN TỬ CHƯƠNG 3: PHẦN MỀM 3.1 Lưu đồ hoạt động BEGIN KHỞI TẠO LCD KHỞI TẢO BÀN PHÍM HIỂN THỊ TÊN, MSSV NHẬP MẬT MÃ ĐÚNG SAI QUA SAI LẦN KHĨA BÀN PHÍM Hình 3.1: Lưu đồ hoạt động Page 14 ĐỀ TÀI: KHÓA SỐ ĐIỆN TỬ 3.2 Mơ Hình 3.2: Mơ proteus 3.3 Mạch in Hình 3.3: Mạch in Page 15 ĐỀ TÀI: KHĨA SỐ ĐIỆN TỬ Page 16 ĐỀ TÀI: KHÓA SỐ ĐIỆN TỬ CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ Hình 4.1: Kết Hình 4.2: Kết Page 17 ĐỀ TÀI: KHĨA SỐ ĐIỆN TỬ CHƯƠNG 5: NHẬN XÉT VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 KẾT LUẬN Sau thời gian tìm hiểu, nghiên cứu, tham khảo nhiều tài liệu hướng dẫn thầy cô, em thực xong đề tài : ‘‘KHĨA SỐ ĐIỆN TỬ’’ Việc hồn thành đề tài với nội dung mục tiêu đề ban đầu đem lại cho em thực lượng kiến thức bổ ích, thiết thực có khả ứng dụng thực tế Sau thời gian thực đồ án, em hoàn thành cơng việc sau : • Xây dựng, thiết kế thi cơng mạch khóa số điện tử • Tìm hiểu vầ thiết kế mạch 5.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Đề tài ‘‘khóa số điện tử’’được thực mơ hình thí nghiệm Để đưa đề tài vào áp dụng thực tiễn đời sống sản xuất cần phải nâng cấp mở rộng hệ thống Chẳng hạn, để bảo mật tốt hơn, ta phải kết hợp với module sim để có cảnh báo gửi số điện thoại ta Ngồi ra, dựa vào ứng dụng tầm khả hoạt động , phát triển thành đề tài khác hệ thống két sắt thông minh, mạch nhận biết qua vân tay… Page 18 ĐỀ TÀI: KHĨA SỐ ĐIỆN TỬ Tài liệu tham khảo • [1]Giáo trình Vi xử lý - Vi điều khiển – Trường Đại học Sao đỏ - Bộ Cơng Thương • Trang web: [2]linhkienviet.vn [3]Sangtaoclub.net [4]Hocavr.com Page 19 ĐỀ TÀI: KHÓA SỐ ĐIỆN TỬ PHỤ LỤC CODE QUÉT BÀN PHÍM void delay_us(unsigned int t) { unsigned int i; for (i=0;i