Ứng dụng vi điều khiển 89c51 trong hệ thống đóng mở cửa tự động và bật tắt đèn thông minh
MỤC LỤC
Tổ chức bộ nhớ
Tổ chức bộ nhớ trong
RAM trong 8951 bao gồm nhiều thành phần: phần lưu trữ đa dụng, phần lưu trữ địa chỉ hóa từng bit, các bank thanh ghi và các thanh ghi chức năng đặc biệt. - Các thanh ghi và các port xuất nhập đã được định vị trong bộ nhớ và có thể truy xuất trực tiếp giống như của cơ sở địa chỉ bộ nhớ khác. Tất cả 128 địa chỉ từ 80H đến FFH không được định nghĩa, chỉ có 21 thanh ghi có chức năng đặc biết được định nghĩa sẵn các địa chỉ.
Ngoại trừ thanh ghi A có thể được truy xuất ngầm như đã nói, đa số các thanh ghi có chức năng đặc biệt SFR có thể địa chỉ hóa từng bít hoặc byte. Cờ Carry CY (Carry Flag): Thông thường nó được dùng cho các lệnh toán học C=1 nếu phép toán cộng có sự tràn hoặc phép trừ có mượn và ngược lại C= 0 nếu phép toán cộng không tràn và phép trừ không có mượn. Cờ Carry phụ AC (Auxiliary Carry Flag): Khi cộng những giá trị BCD (Binary Code Decimal), cờ nhớ phụ AC được set nếu kết quả 4 bit thấp nằm trong phạm vi điều khiển 0AH ÷ 0FH.
Bộ nhớ ngoài (External memory)
Cờ tràn OV (Over Flag): Cờ tràn được set sau một hoạt động cộng hoặc trừ nếu có sự tràn toán học. Các ngắt bị cấm sau khi bị reset hệ thống và sẽ được cho phép bằng việc ghi thanh ghi cho phép ngắt (IE) ở địa chỉ A8H. Mạch Autoreset thường được dùng để xác định trạng thái đầu tiên của mạch ngay khi vừa cấp nguồn để mạch luôn luôn hoạt động đúng như yêu cầu thiết kế.
Việc thiết kế mạch Reset bằng tay rất đơn giản chỉ việc thêm vào mạch Reset tự động một SW và điện trở như hình.
Hoạt động Timer của AT89C51 .1 Giới thiệu
Ngừ ra của tầng cuối cựng là clock của Flip Flop tràn Timer hoặc cờ mà nó kiểm tra bởi phần mềm hoặc sinh ra ngắt. Giá trị nhị phân trong các FF của bộ Timer có thể được nghỉ như đếm xung clock hoặc các sự kiện quan trọng. Các Timer dùng để đếm giờ, đếm các sự kiện cần thiết và sự sinh ra tốc độ của tốc độ Baud cho Port nối tiếp.
Trong các ứng dụng định thời, 1 Timer được lập trình để tràn ở một khoảng thời gian đều đặn và được set cờ tràn Timer. Thanh ghi điều khiển bao gồm các bit trạng thái và các bit điều khiển bởi Timer 0 và Timer 1. Cờ tràn Timer 1 được set bởi phần cứng ở sự tràn, được xóa bởi phần mềm hoặc bởi phần cứng khi các vectơ xử lý đến thủ tục phục vụ ngắt ISR.
Khi cạnh xuống xuất hiện trên INT1 thì IE1 được xóa bởi phần mềm hoặc phần cứng khi CPU định hướng đến thủ tục phục vụ ngắt ngoài. Ta dùng ký hiệu TLx và Thx để chỉ 2 thanh ghi byte thấp và byte cao của Timer 0 hoặc Timer 1. Có hai nguồn xung clock có thể đếm giờ là sự định giờ bên trong và sự đếm sự kiện bên ngoài.
Thêm phương pháp nữa để điều khiển các Timer là dùng bit GATE trong thanh ghi TMOD và ngừ nhập bờn ngoài INTx. Ta có thể lập trình chờ sau mỗi lần tràn ta sẽ xóa cờ TFx và quay vòng lặp khởi gán choTLx/THx để Timer luôn luôn bắt đầu đếm từ giá trị khởi gán lên theo ý ta mong muốn. Tất cả các ngắt theo mặc nhiên đều bị cấm sau khi reset hệ thống và được cho phép từng cái bằng phần mềm.
Lập trình thông qua thanh ghi chức năng đặc biệt địa chỉ bit IP (interrupt priority) ở địa chỉ B8H.
Các chế độ định vị địa chỉ (addressing mode) Có 8 mode định vị được dùng như sau
Các tập lệnh của MSC-51 - Nhóm lệnh chuyển dữ liệu
JC rel JNC rel JB bit, rel JNB bit, rel - Nhóm lệnh xử lý bit.
KHẢO SÁT PHÂN TÍCH HỆ THỐNG ĐểNG MỞ CỬA TỰ ĐỘNG VÀ BẬT TẮT ĐÈN
Phân tích hệ thống .1 Phân tích
Tự động đảo chiều khi gặp chướng ngại vật, báo động khi có đột nhập, được thiết kế dễ dàng thoát hiểm trong trường hợp khẩn cấp, khi mất điện có thể mở cửa bằng tay một cách nhẹ nhàng. Kiểu dáng hiện đại, màu sắc đa dạng và phong phú, có thể bổ xung nhiều lựa chọn: Đèn báo sáng, còi báo động, UPS, mắt hồng ngoại (sensor), card điều khiển trung tâm, hẹn giờ đóng cửa. Các cửa tự động đều có các cảm biến gắn bên trong và bên ngoài phát hiện người đi tới, các cảm biến nhận biết vị trí cần giảm tốc, các cảm biến báo cần ngắt điện động cơ.
Khi có đông người qua lại, cảm biến ra tín hiệu sẽ được thông báo, bộ điều khiển trung tâm sẽ điều chỉnh để cửa hoạt động ở chế độ mở thường trực cho mọi người ra vào. Cảm biến cũng sẽ đảm bảo an toàn cho người đi qua, khi có người hoặc hành lý giữa hai cánh cửa thì cử lại mở ra, nếu sau 3 lần gặp vật cản, cửa sẽ giữ nguyên vị trí mở và sẽ đóng trở lại khi có tín hiệu từ cảm biến báo không có vật. Nghiên cứu, chế tạo ra mô hình cửa tự động và bật tắt đèn thông minh này giúp cho sinh viên có những hiểu biết sâu sắc về lĩnh vực điều khiển và có thể nắm bắt được nhiều kiến thức về các ngành nghề như: điện tử, điện, cơ khí ….
Việc tạo ra mô hình hoạt động tốt sẽ tạo điều kiện cho sinh viên có cơ hội học tập và nghiên cứu một cách thực tế là một cơ hội rất tốt giúp sinh viên khỏi bỡ ngỡ khi làm việc thực tế. Ta có thể ứng dụng đặc điểm này để phát hiện vật thể, cảm biến hồng ngoại sẽ phát xạ ra các tia hồng ngoại, sau đó dựa trên tín hiệu phản xạ về thì nó sẽ phân tích xem có chuyển động hay không. Còn đối với các cơ thể sống, không hoạt động trong vùng phản xạ, thì nó vẫn phát hiện được sự xuất hiện của cơ thể sống vì các cơ thể cũng tự bức xạ nhiệt và cảm biến cũng thu được các bức xạ này.
Thiết bị thu hồng ngoại lại khá đơn giản, gọn nhẹ, giá thành rẻ, với những ưu điểm trên hồng ngoại được lựa chọn như một giải pháp tối ưu trong việc thiết kế mạch phát hiện vật thể cho cửa tự động. Cảm biến hồng ngoại được sử dụng trong cửa tự động dùng để nhận biết có người đi tới để mở cửa kịp thời khi có người đi tới và đóng cửa kịp thời khi không còn người đi qua. Khi nút Reset được ấn điện áp +5V từ nguồn được nối vào chân Reset của vi điều khiển được chạy thẳng xuống đất lúc này điện áp tại chân vi điều khiển thay đổi đột ngột về 0, VĐK nhận biết được sự thay đổi này và khởi động lại trạng thái ban đầu cho hệ thống.
Khi ấn nút thì chân 2,3 được nối với chân 1,4 đưa điện áp xuống đất lúc này điện áp tại 2 chân 2,3 bằng 0 làm cho vi điều khiển nhận biết được sự thay đổi này và thực hiện lệnh cần điều khiển.
Sơ đồ mạch
Cấu tạo của tụ điện gồm hai bản cực đặt song song, ở giữa có một lớp cách điện gọi là điện môi, người ta thường dùng giấy, gốm, mica, giấy tẩm hóa chất làm chất điện môi và tụ điện cũng được phân loại theo tên gọi của các chất điện môi ngày như: Tụ giấy, tụ gốm, tụ hóa.
CÀI ĐẶT CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG VÀ XÂY DỰNG MẠCH PHẦN CỨNG
- Khi có người đi ra thì cảm biến bên trong sẽ hoạt động lúc đó vi điều khiển sẽ điều khiển động cơ quay theo chiều ngược lại khi số người trong phòng ra hết thì tắt đèn. Khi chưa có người vào thì đèn led hiển thị số người trong phòng bằng 0. Khi có tín hiệu của cảm biến thì mô tơ quay phụ thuộc vào tín hiệu của cảm biến đồng thời đèn thứ nhất bật đồng thời bộ đèn LED 7 đoạn cũng hiển thị số người hiện có ở trong phòng.
Đèn thứ 2 bật khi số lượng người trong phòng lớn hơn số người mà ta đặt. Ta có thể cài đặt tăng hoặc giảm số lượng người trong phòng để bật đèn thứ hai. Hệ thống đóng mở cửa và bật tắt đèn thông minh dành cho các phòng họp sử dụng thu phát hồng ngoại và vi xử lý 89C51 hoạt động tương đối ổn định và có khả năng nâng cấp cải tiến hoặc dùng cho các mục đích khác.
Mặc dù được sự hướng dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn và cố gắng của bản thân nhưng do thời gian ngắn và có nhiều hạn chế nên đồ án còn nhiều thiếu sót và nhiều điểm chưa phù hợp với thực tế. Vì đề tài này có ứng dụng rất nhiều trong thực tế nên em sẽ cố gắng hoàn thiện đề tài để phù hợp với yêu cầu của thực tế.
