báo cáo mạch cảm biến lửa báo còi sử dụng AT89S52

Thực Hành Vi Xử Lý CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Giới Thiệu Vi Điều Khiển AT89C52 AT89C52 họ IC vi điều khiển hãng Atmel sản xuất Các sản phẩm AT89C52 thích hợp cho ứng dụng điều khiển Việc xử lý byte toán số học cấu trúc liệu nhỏ thực nhiều chế độ truy xuất liệu nhanh RAM nội Nó cung cấp hổ trợ mở rộng chip dùng cho biến bit kiểu liệu riêng biệt cho phép quản lý kiểm tra bit trực tiếp hệ thống điều khiển Hình 1.1 Sơ đồ chân AT89C52 AT89C52 có 8Kbyte nhớ FLASH ROM bên để lưu chương trình, Vi điều khiểncó khả nạp xóa chương trình điện lên đến 1000 lần Dung lượng RAM 128 byte, AT89C52 có Port xuất/nhập bit, có định thời GVHD: Ths Võ Văn Ân Thực Hành Vi Xử Lý 16 bit Ngoài AT89C52 có khả giao tiếp liệu nối tiếp, mở rộng khơng gian nhớ chương trình nhớ liệu ngồi lên đến 64Kbyte AT89C52 đóng gói theo kiểu hai hàng chân DIP gồm 40 chân cho chức khác vào Trên sơ đồ chân có nhóm chân sau: Nhóm chân nguồn nuôi + nguồn nuôi 5V (chân số 40) + nối đất (chân số 20) Nhóm chân điều khiển Nhóm phân biệt tín hiệu vào, a Nhóm tín hiệu vào điều khiển + Xtal1 (chân số 18), Xtal2 (chân số 19): nối tinh thể thạch anh cho mày phát xung nhịp chu trình + RST(Reset): (chân số 9): nối chuyển mạch để xóa trạng thái ban đầu hay khởi động lại + /EA/CPP: (chân số 31) chọn nhớ (nối đất) hay chọn nhớ (nối nguồn nuôi 5V) + T2 hay P1.0: (chân số 1) tín hiệu vào đếm cho Timer2/ Counter2 của 8952 + T2EX: (chân số 2) tín hiệu vào ngắt cho 8950 + /INT0 hay P3.2: (chân số 12) tín hiệu vào gây ngắt ngồi cho 8051 + /INT1 hay P3.3: (chân số 13) tín hiệu vào gây ngắt cho 8051 + T0 hay P3.4: (chân số 14) tín hiệu vào đếm cho Timer0/ Counter0 + T1 hay P3.5: (chân số 15) tín hiệu vào đếm cho Timer1/ Counter1 b Nhóm tín hiệu điều khiển + ALE//PROG: (chân số 30) dùng để đưa tín hiệu chốt dịa chỉ (ALE) có nhớ ngồi hay điều khiển ghi chương trình /PROG + /PSEN: (chân số 29) dùng để đưa tín hiệu điều khiển đọc nhớ chương trình ROM ngồi + /WR hay P3.6: (chân số 16) để đưa tín hiệu ghi liệu vào nhớ + /RD hay P3.7: (chân số 17) để đưa tín hiệu đọc liệu từ nhớ ngồi c Nhóm tín hiệu địa chỉ, liệu GVHD: Ths Võ Văn Ân Thực Hành Vi Xử Lý + cổng vào, địa chỉ/ liệu P0 hay P0.0-P0.7: (chân số 39-32) dùng để trao đổi tin liệu D0-D7, hoặc đưa địa chỉ thấp (A0-A7) theo chế độ dồn kênh (kết hợp với tín hiệu chốt địa chỉ ALE) + cổng vào địa chỉ/ liệu P2 hay P2.0-P2.7: (chân số 21-28) dùng để trao đổi tin song song liệu (D0-D7) hoặc đưa địa chỉ cao (A8-A15) + cổng vào liệu P1 hay P1.0-P1.7: (chân số 1-8) dùng để trao đổi tin song song liệu (D0-D7) + cổng vào, P3 hay P3.0-P3.7: (chân số 10-17) - P3.0: (chân số 10) đưa vào tín hiệu nhận tin nối tiếp RXD - P3.1: (chân số 11) đưa tín hiệu truyền tin nối tiếp TXD - /INT0 hay P3.2: (chân số 12) tín hiệu vào gây ngắt của VĐK - /INT1 hay P3.3: (chân số 13) tín hiệu vào gây ngắt của VĐK - T0 hay P3.4: (chân số 14) tín hiệu vào đếm cho Timer0/ Counter0 cho VĐK 8051/8052 - T1 hay P3.5: (chân số 15) tín hiệu vào đếm cho Timer1/ Counter1 cho VĐK 8051/8052 - /WR hay P3.6: (chân số 16) để đưa tín hiệu ghi liệu vào nhớ ngồi - /RD hay P3.7: (chân số 17) để đưa tín hiệu đọc liệu từ nhớ - T2 hay P1.0: (chân số 1)tín hiệu vào đếm cho Timer2/ Counter2 cho VĐK 8052 - T2EX: (chân số 2) tín hiệu vào gây ngắt của VĐK 8052 Ngoài tín hiệu chuyên dùng trên, cổng vào/ P3 dùng để trao đổi tin liệu D7-D0 GVHD: Ths Võ Văn Ân Thực Hành Vi Xử Lý Hình 1.2 Sơ đồ kết nối phần cứng AT89C52 Thông số kỹ thuật: Họ vi điều khiển bit Điện áp cung cấp: 4-6V Tần số hoạt động : 24 Mhz Bộ nhớ : Kb Flash, 256 Bytes SRAM Timer/Counter : 16 bit 32 chân I/O lập trình nguồn ngắt khác GVHD: Ths Võ Văn Ân Thực Hành Vi Xử Lý Kiểu chân : PDIP40 Tổ chức nhớ Các chip vi điều khiển sử dụng giống CPU hệ máy tính Thay vào chúng dùng làm thành phần thiết kế hướng điều khiển, nhớ có dung lượng giới hạn, khơng có ổ đĩa hệ điều hành Chương trình điều khiển phải thường trú ROM Vì lý 89C52 có khơng gian nhớ riêng cho chương trình liệu, hai nhớ chương trình liệu đặt bên chip, nhiên ta mở rộng nhớ chương trình nhớ liệu cách sử dụng chip nhớ bên với dung lượng tối đa 64K cho nhớ chương trình 64K cho nhớ liệu Bộ nhớ nội dung chip bao gồm ROM RAM RAM chip bao gồm vùng RAM đa chức năng, vùng RAM với từng bit định địa chỉ bit, dãy ghi ghi chức đặc biệt SFR (Special Function register) Hai đặc tính đáng lưu ý ghi port xuất/nhập định địa chỉ theo kiểu ánh xạ nhớ truy xuất vị trí nhớ nhớ Vùng Stack thường trú RAM chip (RAM nội) thay RAM ngồi vi xử lý 1.2 Các Linh Kiện Khác 1.2.1 Tụ điện Tụ điện linh kiện thụ động cấu tạo của tụ điện hai cực kim loại ghép cách khoảng d hai tụ dung dịch hay chất điện mơi cách điện có điện dung C Đặc điểm của tụ cho dòng điện xoay chiều qua, ngăn cản dòng điện chiều Khi tụ nạp điện tụ bắt đầu nạp điện từ điện áp 0V tăng dần đến điện áp UDC theo hàm số mũ thời gian t GVHD: Ths Võ Văn Ân Thực Hành Vi Xử Lý Khi tụ xả điện điện áp tụ từ trị số VDC giảm dần đến 0V theo hàm số mũ thời gian t GVHD: Ths Võ Văn Ân Thực Hành Vi Xử Lý Hình 1.3 Tụ 1.2.2 Điện trở Điện trở linh kiện thụ động có tác dụng cản trở dòng áp Điện trở đựơc sử dụng nhiều mạch điện tử Điện trở của dây dẫn có trị số điện trở lớn hay nhỏ tùy thuộc vào vật liệu làm dây, tỉ lệ thuận với chiều dài tỉ lệ nghịch với tiết diện dây dẫn Hình 1.4 Điện trở 1.2.3 Diode GVHD: Ths Võ Văn Ân Thực Hành Vi Xử Lý Diode cấu tạo gồm hai lớp bán dẫn p-n ghép với Diode thông dụng 1N4007, có chức dùng để đổi điện xoay chiều – thường điện 50Hz đến 60Hz sang điện chiều Tùy lọai của Diode mà chịu đựng dòng từ vài trăm mA đến loại cơng suất cao chịu đựng đến vài trăm A Diode chỉnh lưu chủ yếu loại Silic Hai đặc tính kỹ thuật của Diode chỉnh lưu dòng thuận tối đa dòng ngược tối đa (điện áp đánh thủng) Hai đặc tính nhà sản xuất cho biết 1.2.4 Led thu hồng ngoại Là dạng của Diode Thơng thường dòng điện qua vật dẫn điện sinh lượng dạng nhiệt Ở số chất bán dẫn đặc biệt (GaAs) có dòng điện qua có tượng xạ quang (phát ánh sáng) Tùy theo chất bán dẫn mà ánh sáng phát có màu khác Led có điện áp phân cực thuận cao diode nắn điện điện áp phân cực ngược cực đại thường khơng cao Hình 1.5 led thu hồng ngoại GVHD: Ths Võ Văn Ân Thực Hành Vi Xử Lý 1.2.5 transistor C1815 Transistor BJT gồm ba miền tạo hai tiếp giáp p–n, miền bán dẫn loại p Miền có mật độ tạp chất cao nhất, kí hiệu n+ miền phát (emitter) Miền có mật độ tạp chất thấp hơn, kí hiệu n, gọi miền thu (collecter) Miền có mật độ tạp chất thấp, kí hiệu p, gọi miền gốc (base) Ba chân kim loại gắn với ba miền tương ứng với ba cực emitter (E), base (B), collecter (C) của transistor Transistor C1815 transistor thuộc loại transistor NPN C1815 có Uc cực đại = 50V dòng Ic cực đại = 150mA Hệ số khuếch đại hFE của C1815 khoảng 25 đến 100 Thứ tự chân từ trái qua phải: E C B Hình 1.6 Transistor C1815 Transistor A1015 transistor thuộc loại transistor PNP A1015 có Uc cực đại = -50V dòng Ic cực đại = -150mA Hệ số khuếch đại hFE của transistor A1015 khoảng 70 đến 400 Thứ tự chân từ trái qua phải: E C B GVHD: Ths Võ Văn Ân Thực Hành Vi Xử Lý Hình 1.7 Transistor A1015 1.2.6 Biến trở tam giác 103 Đặc điểm kỹ thuật:  6mm / Single-Turn / Carbon Film  henolic Base / Resin Mold  Open Frame / PC Board Stand-offs  Enclosed Cover GVHD: Ths Võ Văn Ân 10 Thực Hành Vi Xử Lý CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 2.1 Sơ Đồ Khối Mạch Điều Khiển Loa Khối Nguồn Khối Điều Khiển Tín Hiệu Vào Khối Thu Điều khiển đèn Hình 2.1 Sơ đồ khối hệ thống 2.2 Sơ Đồ Các Khối K1 1nF U2 40 31 VCC EA KEY-TRON C2 R7 10k 19 RST XTAL1 X1 18 XTAL2 12MHZ 20 29 30 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 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17 AT89XX Hình 2.2 khối xử lý trung tâm GVHD: Ths Võ Văn Ân 13 Thực Hành Vi Xử Lý Sử dụng chân vi điều khiển AT89C52 Chân vcc EA nối nguồn P1.0 nhận tín hiệu từ khối thu thông qua led thu hồng ngoại P2.7 (chân 28) đưa tín hiệu loa Chân RST kết nối với nút nhấn,điện trở chân GND nối mass Thạch anh 12MHz nối với chân xtal1 xtal2 để ổn định mạch R3 Q1 A1015 10k LS1 COI-H Hình 2.3 khối tín hiệu loa Transistor A1015 phân cực ngược so với c1815 Chân nối nguồn 5v chân nối tải, mạch loa Chân nối với chân p2.7 từ vi điều khiển AT89C52 để nhận tín hiệu GVHD: Ths Võ Văn Ân 14 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 12 13 14 15 16 17 P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD Thực Hành Vi Xử Lý AT89XX J2 A DOMINO2 D11 C3 LED-RED 330 R22 K 0.1mF KHOI NGUON Hình 2.4 khối nguồn Nguồn điện chiều phận quan trọng của thiết bị điện Nó có nhiệm vụ biến đổi điện lưới 220V xoay chiều thành điện áp chiều nhỏ 5V, 9V, 12V, 18V, 24V để nuôi thiết bị điện tử Trong số cấp nguồn điện áp nguồn 5V phổ biến Đây điện áp hoạt động chuẩn cho IC logic, IC vi xử lý đóng vai trò quan trọng máy móc Mất nguồn điện coi máy móc tự động bị tê liệt hoàn toàn Chẳng hạn bếp từ, nồi cơm điện tử, lò vi sóng mà khơng có phím hoạt động đèn báo khơng sáng nghĩ đến nguồn 5V cấp cho CPU thiết bị Tùy từng mục đích của mạch nguồn mà ta chọn IC ổn áp Với mạch nguồn cần cung cấp điện áp cố định sử dụng IC ổn áp cho mức điện cố định 7805, 78L05 Với mạch nguồn cần cho mức điện áp biến đổi giá trị ta sử dụng ic LM317, uA741, LM358 Khi chọn IC ta cần ý đến kích thước dòng tối đa cung cấp cho tải Nếu dòng lớn bạn cần phải mắc thêm tản nhiệt cho IC Ở mạch ta sử dụng Ic LM358 GVHD: Ths Võ Văn Ân 15 R6 4K7 R8 220 Thực Hành Vi Xử Lý D4 K A U1:B R2 104 10k C5 R1 Q2 C1815 10k A RV1 LM358 Led hongngoai D1 K LED-RED 10K KHOI THU Hình 2.5 khối thu GVHD: Ths Võ Văn Ân 16 Thực Hành Vi Xử Lý CHƯƠNG THIẾT KẾ TỔNG QUÁT 3.1 Sơ Đồ Nguyên Lý C2 1nF U2 40 31 VCC EA P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 KEY-TRON R7 10k 19 RST XTAL1 X1 12MHZ P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 XTAL2 18 20 29 30 GND PSEN ALE P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 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 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17 K1 R3 Q1 A1015 10k AT89XX LS1 J2 COI-H A DOMINO2 D11 C3 LED-RED 330 R22 K 0.1mF R6 4K7 R8 220 KHOI NGUON D4 K A 104 10k C5 R1 Q2 C1815 10k A RV1 LM358 Led hongngoai R2 K LED-RED U1:B D1 10K KHOI THU Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý GVHD: Ths Võ Văn Ân 17 Thực Hành Vi Xử Lý 3.2 Sơ Đồ Mạch In Hình 3.2 Sơ đồ mạch in GVHD: Ths Võ Văn Ân 18 Thực Hành Vi Xử Lý 3.3 Hình Ảnh Thực Tế Các bước làm mạch: GVHD: Ths Võ Văn Ân 19 Thực Hành Vi Xử Lý Mạch hoàng chỉnh: GVHD: Ths Võ Văn Ân 20 Thực Hành Vi Xử Lý 3.4 Lưu Đồ Thuật Toán GVHD: Ths Võ Văn Ân 21 Thực Hành Vi Xử Lý START KHAI BÁO THƯ VIỆN CĨ LỬA KHƠNG CĨ LỬA Đ BÁO CỊI GVHD: Ths Võ Văn Ân S END 22 Thực Hành Vi Xử Lý CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 4.1 Kết Luận Sau hoàn thành, điều khiển đáp ứng đuợc yêu cầu đặt Thơng qua viêc hồn thành đồ án em rút nhiều kinh nghiệm học tâp tinh thần làm việc nhóm tập thể Sau thời gian chạy thử tuần, điều khiển hoạt động tốt 4.2 Hướng Phát Triển Bằng ứng dụng kỹ thuật vi xử lý, thiết kế hệ thống phát lửa với kết cấu gọn nhẹ, có tính thẩm mỹ cao, đáp ứng với địa hình phù hợp Muốn phát triển trước tiên ta cần phải có kiến thức đủ rộng hiểu biết sâu mạch số, lập trình… GVHD: Ths Võ Văn Ân 23 Thực Hành Vi Xử Lý TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Đình Phú Giáo trình vi xử Lý 2, ĐHSPKT.TPHCM, 2007 Nguyễn Đình Phú, Vi Xử Lý 1, Đại Học SPKT HCM, 2012 Sử dụng số hình ảnh internet Phạm Minh Hà, 1997 Kỹ thuật mạch điện tử Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội Nguyễn Hữu Phương, 2001 Mạch số Nhà xuất Thống Kê GVHD: Ths Võ Văn Ân 24 Thực Hành Vi Xử Lý PHỤ LỤC MÃ NGUỒN VI ĐIỀU KHIỂN #include #include "ABSACC.h" #define k1 #define loa //Khai bao thu vien cho ho 89 P1_0 P2_7 //////////////////////////////////////////// int is1=1,is2=1,is3=1; char ch; int ma; //========================== //=========================== void main() { loa = 1; while (1) { if(k1==0)loa =0; } } Code Thư Viện Cho Họ 89: #ifndef ABSACC_H #define ABSACC_H #define CBYTE ((unsigned char volatile code *) 0) GVHD: Ths Võ Văn Ân 25 Thực Hành Vi Xử Lý #define DBYTE ((unsigned char volatile data *) 0) #define PBYTE ((unsigned char volatile pdata *) 0) #define XBYTE ((unsigned char volatile xdata *) 0) #define CWORD ((unsigned int volatile code *) 0) #define DWORD ((unsigned int volatile data *) 0) #define PWORD ((unsigned int volatile pdata *) 0) #define XWORD ((unsigned int volatile xdata *) 0) #ifdef CX51 #define FVAR(object, addr) (*((object volatile far *) (addr))) #define FARRAY(object, base) ((object volatile far *) (base)) #define FCVAR(object, addr) (*((object const far *) (addr))) #define FCARRAY(object, base) ((object const far *) (base)) #else #define FVAR(object, addr) (*((object volatile far *) ((addr)+0x10000L))) #define FCVAR(object, addr) (*((object const far *) ((addr)+0x810000L))) #define FARRAY(object, base) ((object volatile far *) ((base)+0x10000L)) #define FCARRAY(object, base) ((object const far *) ((base)+0x810000L)) #endif #endif GVHD: Ths Võ Văn Ân 26 Thực Hành Vi Xử Lý GVHD: Ths Võ Văn Ân 27 ... phím hoạt động đèn báo khơng sáng nghĩ đến nguồn 5V cấp cho CPU thiết bị Tùy từng mục đích của mạch nguồn mà ta chọn IC ổn áp Với mạch nguồn cần cung cấp điện áp cố định sử dụng IC ổn áp cho... – Thạch anh sử dụng rộng rãi, đâu có giá thành dẻ, khoảng Vài nghìn – Ứng dụng của thạch anh điện tử đa phần để tạo tần số ổn định tần số của thạch anh tạo bị ảnh hưởng nhiệt độ mạch dao động... Vi Xử Lý Hình 1.3 Tụ 1.2.2 Điện trở Điện trở linh kiện thụ động có tác dụng cản trở dòng áp Điện trở đựơc sử dụng nhiều mạch điện tử Điện trở của dây dẫn có trị số điện trở lớn hay nhỏ tùy thuộc