ỨNG DỤNG 8051 THIẾT KẾ HỆ THỐNG XẾP HÀNG ĐIỆN TỬ

Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 557 ỨNG DỤNG 8051 THIẾT KẾ HỆ THỐNG XẾP HÀNG ĐIỆN TỬ DESIGN ELECTRONIC QUEUEING SYSTEM USING 8051 MICROCONTROLER SVTH: Trần Văn Dũng, Trương Văn Tiển, Đặng Văn Quân Khoa Điện, Trường Cao Đẳng Công Nghệ GVHD: Cao Nguyễn Khoa Nam Khoa Điện, Trường Cao Đẳng Công Nghệ TÓM TẮT Đề tài nghiên cứu thiết kế ứng dụng 8051 vào thiết kế hệ thống xếp hàng điện tử. Đề tài tập trung nghiên cứu họ vi điều khiển 8051(điển hình là AT89C51) mạng RS485, cách tổ chức truyền dữ liệu trong mạng truyền thông nối tiếp RS485. Sau đó xây dựng lên mô hình hệ thống xếp hàng điện tử. Và từ mô hình hiện có sẻ thiết kế ứng dụng thực tế tại trường Cao Đẳng Công Nghệ. ABSTRACT Design electronic queueing system using 8051 microcontroler. This subject focuses on sesearching 8051 microsocontroler ( typically 8051 ) RS485 network, data transmitting organization in RS485 successive communicating network. Then we will continue to build electronic queueing system model. And from this models, we will design pratical using program at College of Technology, 1. Giới thiệu đề tài: Trong thực tế, việc xếp hàng chờ giải quyết công việc ở các công sở hoặc bệnh viện, trường học . luôn gây khó chịu và mất thời gian cho người cần giải quyết công việc lẫn người giải quyết công việc. Để cải thiện vấn đề này, hiện nay trên thế giới và trong nước đã có những hệ thống xếp hàng tự động, được điều khiển bằng máy tính hoặc các hệ thống tích hợp. Ở những nơi có lắp đặt hệ thống này việc xếp hàng đã trở nên có trật tự, đơn giản và nhanh chóng hơn, cải thiện môi trường làm việc và tiết kiệm được thời gian. Trường Cao đẳng Công nghệ Đà Nẵng, nơi chúng em đang học tập, cũng không phải là một ngoại lệ, việc xếp hàng nộp hồ sơ nhập học hoặc nộp học phí cũng gây ra nhiều phiền toái và tốn thời gian. Với mục đích cải thiện điều này, nhóm quyết định chọn đề tài “Ứng dụng 8051 thiết kế hệ thống xếp hàng điện tử” nhằm ứng dụng vào phòng tài vụ và phòng đào tạo của nhà trường. 2. Các tính năng của hệ thống xếp hàng điện tử được thiết kế: Hệ thống được tổ chức theo master- slave(chính-phụ) kết nối với nhau bằng mạng RS485. Hệ thống có thể mở rộng tối đa được 256 slave (đó là các bàn giải quyết công việc) một cách linh hoạt, khi có yêu cầu mở rộng chỉ cần thêm các bàn mới và cắm song song vào hệ thống. Hệ thống còn bao gồm một máy lấy số tự động, được điều kiển bởi master. Việc lấy phiếu xếp hàng được quản lý tự động bởi master bằng cơ chế hàng đợi, số người xếp hàng đợi tối đa không giới hạn. Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 558 Số thứ tự phiếu của hệ thống được đánh số từ 0 đến 999999 và sẽ được tự động quay vòng về 0 bởi phần cơ khí của máy. Hệ thống còn xử lý các trường hợp ngoại lệ như: + Tự động nhớ số thứ tự được in trên phiếu của người cuối cùng khi mất điện (do sự cố hoặc kết thúc một ngày làm việc) + Khi có người lấy phiếu mà không có mặt để giải quyết công việc thì hệ thống sẽ tự động bỏ qua bằng cơ chế time-out. Hệ thống có thể gọi số thứ tự và báo chuông bằng máy tính khi có lượt làm việc mới. Ngoài ra hệ thống còn có chức năng quản lý số lượt người đã xử lý công việc của toàn hệ thống cũng như số lượt làm việc của mỗi điểm giải quyết công việc (slave) trên máy tính nhằm phục vụ cho việc thống kê và đánh giá nhân viên khi cần thiết. 3. Thiết kế hệ thống 3.1. Mô hình của hệ thống 3.2. Thiết kế hệ thống  Master: Chủ động trong quá trình điều khiển hệ thống: Điều khiển máy lấy số tự động Hỏi vòng tất cả các SLAVE theo gói tin có định dạng *Địa chỉ của slave*gói dữ liệu# chờ slave trả lời để nhận thông tin về trạng thái của các bàn làm việc (rỗi/không rỗi). Nếu gói dữ liệu truyền đi có địa chỉ trùng với địa chỉ ID của một slave nào đó thì nó sẽ nhận lại một gói dữ liệu có dạng: *Địa chỉ của slave*Y# hoặc *Địa chỉ của slave*N#. Khi nhận được “Yes” thì xử lý hàng đợi (bỏ số thứ tự đầu tiên trong hàng đợi và dịch hàng đợi lên một bước). Bàn giải quyết công việc 1 RS485 bus Bàn giải quyết công việc 2 Bàn giải quyết công việc 3 Bàn giải quyết công việc n Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 559 VCC RST VCC R17 10K + C26 10uF SW4 RESET MACH MASTER J24 HEADER 8 1 2 3 4 5 6 7 8 J25 HEADER 8 1 2 3 4 5 6 7 8 J26 HEADER 8 1 2 3 4 5 6 7 8 U9 8051 PSEN 29 VCC 40 EA 31 X1 19 X2 18 RST 9 P2.0/A8 21 P2.1/A9 22 P2.2/A10 23 P2.3/A11 24 P2.4/A12 25 P2.5/A13 26 P2.6/A14 27 P2.7/A15 28 P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.5/T1 15 P3.6/WR 16 P3.7/RD 17 P0.7/AD7 32 P0.6/AD6 33 P0.5/AD5 34 P0.4/AD4 35 P0.3/AD3 36 P0.2/AD2 37 P0.1/AD1 38 P0.0/AD0 39 ALE 30 P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 TXD RXD VCC C9 104 P_COM1 5 9 4 8 3 7 2 6 1 IN RXD IN RXD OUT TXD U8 MAX232 C1+ 1 C1- 3 C2+ 4 C2- 5 VCC 16 GND 15 V+ 2 V- 6 R1OUT 12 R2OUT 9 T1IN 11 T2IN 10 R1IN 13 R2IN 8 T1OUT 14 T2OUT 7 TXD C3.5 10uF C3.6 10uF C3.7 10uF VCC C3.8 10uF OUT TXD RXD RXD J23 HEADER 4 1 2 3 4 TXD VCC GND VCC C17 30P Y4 12Mhz C18 30P XLAL1 XLAL2 Sơ đồ nguyên lý mạch master  Slave: Hiển thị số thứ tự lên led 7 đoạn Trả lời master khi đúng ID (địa chỉ của thiết bị) của mình bằng gói tin có định dạng *ID* Y# hoặc *ID* N# tương ứng khi có yêu cầu gọi lượt làm việc mới của nhân viên. J4 HEADER 8 1 2 3 4 5 6 7 8 NUT1 NUT2 RST J1 GIAI MA LED 7 DOAN 1 2 3 4 5 6 7 8 C15 30P Y3 11.0592Mhz C16 30P VCC RN9 10K 2 3 4 5 6 7 8 1 9 VCC U4 8051 PSEN 29 VCC 40 EA 31 X1 19 X2 18 RST 9 P2.0/A8 21 P2.1/A9 22 P2.2/A10 23 P2.3/A11 24 P2.4/A12 25 P2.5/A13 26 P2.6/A14 27 P2.7/A15 28 P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.5/T1 15 P3.6/WR 16 P3.7/RD 17 P0.7/AD7 32 P0.6/AD6 33 P0.5/AD5 34 P0.4/AD4 35 P0.3/AD3 36 P0.2/AD2 37 P0.1/AD1 38 P0.0/AD0 39 ALE 30 P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 SW3 SW DIP-8 - ADDR. SEL. J3 HEADER 4 1 2 3 4 VCC GND VCC RN10 10K 2 3 4 5 6 7 8 1 9 VCC R16 10K + C25 10uF SW2 RESET RXD TXD MACH SLAVE VCC VCC VCC=5V RST RXD TXD NUT1 NUT2 NUT3 J2 QUET LED 1 2 3 4 5 6 7 BJT4 BJT2 BJT3 BJT1 BJT6 BJT5 VCC VCC Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 560 BJT2 DP BJT4 BJT3 B C D J18 HEADER 4 1 2 3 4 E G F U42 7 Segs LED a 7 b 6 c 4 d 2 e 1 f 9 g 10 pt 5 A 8 A1 3 B DP D C A R33 330 LED1 BJT1 BJT3 BJT2 LED1 E F R34 330 G B U43 7 Segs LED a 7 b 6 c 4 d 2 e 1 f 9 g 10 pt 5 A 8 A1 3 DP A C D F LED2 E B U44 7 Segs LED a 7 b 6 c 4 d 2 e 1 f 9 g 10 pt 5 A 8 A1 3 DP G D C A LED2 LED3 B LED3 E F U45 7 Segs LED a 7 b 6 c 4 d 2 e 1 f 9 g 10 pt 5 A 8 A1 3 DP D G A C R35 330 LED4 R36 330 LED4BJT4 Q13 2N1070 VCC Q14 2N1070 MACH HIEN THI E Q15 2N1070 Q16 2N1070 G F A BJT1 J15 HEADER 8 1 2 3 4 5 6 7 8 Sơ đồ nguyên lý mạch Slave 4. Kết quả thực nghiệm: Hệ thống chạy thử ổn định với số lượt thử nghiệm khoảng 3000. Hoạt động đúng yêu cầu đặt ra ban đầu và có xử lý được các ngoại lệ như đã nêu. Do phần thiết kế cơ khí của máy lấy số tự động chưa được tốt nên đề tài có khuynh hướng thay bằng máy in kim khi áp dụng thực tế nhằm tăng tính ổn định của hệ thống. Hình ảnh của mô hình khi hoạt động thử nghiệm Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 561 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tống Văn On Hoàng Đức Hải Tin học thực hành Thiết kế hệ thống với họ 8051 NXB Phương Đông, 2006 [2] Tống Văn On Họ vi điều khiển 8051 NXB Phương Đông , 2006 [3] Nguyễn Đình Phú Vi điều khiển lý thuyết và thực hành AT89C51 [4] Nguyễn Tăng Cường Phan Quốc Thắng Cấu trúc và lập trình họ vi điều khiển 8051 [5] TAC Học nhanh Delphi