2.4.1. Liệt kờ linh kiện
- IC: AT89C51, LM7812, LM7805, ULN2803, PIC 1018SCL,Thạch
anh 11,0592 MHz.
- TỤ : 2000uf /16v, 1000uf /16v, 10uf/16v, 33p - Role 12VDC
- Nỳt nhấn
- Trở thanh 10k, led đơn, led 7 thanh, điện trở 220Ω, Diode 1N4007
2.4.2. Tớnh toỏn lựa chọn cỏc linh kiện
VĐK 8051 cú thể đƣợc thay thế bằng 8052 để tăng bộ nhớ ROM.
Chọn Led thu hồng ngoại: Ngoài PIC 1018SCL ra ta cú thể thay thế bằng TSOP1838 ( 1 VCC, 2 GND, 3 OUT ), TSOP1738 ( )
Chọn led đơn và giỏ trị điện trở:
Thụng số kĩ thuật: Vled = 1.9 - 2.2V, Iled= 15 - 25mA, nguồn cấp 5VDC Chọn điện ỏp trung bỡnh qua led là 2V, dũng trung bỡnh I = 15mA = 0.015A.
Cụng thức tớnh điện trở:
= =200Ω
2.5. SƠ ĐỒ NGUYấN Lí VÀ MẠCH IN
Sơ đồ nguyờn lý hệ thống bao gồm khối nguồn và main đƣợc thiết kế chi tiết trờn phần mềm Protel 99SE:
Sơ đồ mạch in đƣợc in chi tiết ở chế độ Gray Scale cú hiển thị cỏc đƣờng TopLayer, bottomLayer, TopOverLay, KeepOutLayer
Hỡnh 2.14: Ảnh khối nguồn.
2.7. NGUYấN Lí HOẠT ĐỘNG HỆ THỐNG
Khi bộ thu phỏt TCRT5000 nhận đƣợc tớn hiệu từ bờn ngoài vào và đƣa về cho ta một giỏ trị điện trở khi nú đƣợc kớch hoạt. Tớn hiệu đú sẽ đƣợc đƣa về bộ so sỏnh LM339 ở đõy giỏ trị điện trở đƣợc đƣa về giỏ trị điện ỏp, lỳc này LM339 sẽ so sỏnh với giỏ trị điện ỏp giữa đầu vào và đầu ra. Nếu muốn thay đổi điện ỏp để đƣa về điện ỏp chuẩn ta cú thể vặn biến trở tinh chỉnh. Đó cú tớn hiệu điện ỏp chuẩn, từ chõn số 2 của bộ so sỏnh sẽ đƣợc đƣa tới chõn số 1 của 74HC14 đổi tớn hiệu liờn tục thành tớn hiệu xung vuụng đƣa vào VĐK. Lỳc này 8051 nhận đƣợc tớn hiệu từ cống P1.0 sau đú 8051 sẽ thu nhận và chuyển vào thanh ghi A. Khi nhận đủ cỏc dữ liệu sẽ thực hiện so sỏnh với cỏc dữ liệu mà ngƣời viết chƣơng trỡnh nạp vào cho nú, chuỗi dữ liệu nào mà giống nhau sẽ đƣợc đƣa tớn hiệu ra cổng P0. Lỳc này tớn hiệu qua ULN2803 để tăng dũng để đủ cho rơ le làm việc. Rơle đúng mạch điện cấp nguồn cho van điện từ hoạt động nƣớc sẽ chảy là khi cú tớn hiệu đƣợc suất ra từ cổng P0 của VĐK. Nếu nhƣ khụng cú tớn hiệu suất ra từ cổng P0 thỡ rơle khụng ngắt, khụng hoạt động, ngắt nguồn điện cấp cho van điện từ nƣớc sẽ đúng lại. Cựng đồng thời lỳc đú LED 7 thanh sẻ hiển thị trong vũng 5s, nếu nhƣ vẫn cú tớn hiệu nú sẽ thực hiện đếm ngƣợc lại. Nếu bỏ tay ra nƣớc vẫn chảy trong vũng 5s sẽ tắt.
NHẬN XẫT
Mụ hỡnh phần cứng của hệ thống là tổng hợp của cỏc hệ thống nhỏ, mỗi thành phần cú chức năng riờng cú mối liờn kết logic chặt chẽ với độ chớnh xỏc cao. Tớn hiệu ngừ ra của khối chức năng này là tớn hiệu ngừ vào của khối kia.
Việc thiết kế trờn phần mềm Protel 99SE phải đảm bảo khả năng chống nhiễu tốt, độ thẩm mĩ và an toàn. Sau khi mụ hỡnh đó hoàn thành ta thực hiện viết chƣơng trỡnh điều khiển cho VĐK.
CHƢƠNG 3.
XÂY DỰNG CHƢƠNG TRèNH ĐIỀU KHIỂN CHO XẢ NƢỚC TỰ ĐỘNG DÙNG CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI
3.1. MỞ ĐẦU
Mỗi phần cứng nhất định phải cú chƣơng trỡnh phự hợp kốm theo, do đú trƣớc khi viết chƣơng trỡnh đũi hỏi ngƣời viết phải nắm bắt đƣợc cấu tạo phần cứng và cỏc yờu cầu mà mạch điện cần thực hiện. Chƣơng trỡnh là tập hợp cỏc lệnh đƣợc tổ chức theo một trỡnh tự hợp lớ để giải quyết cỏc yờu cầu của ngƣời lập trỡnh.
Chƣơng trỡnh cho Vi điều khiển 8051 cú thể viết bằng C++,C,Visual Basic v.v. Tuy nhiờn hợp ngữ Assembler đƣợc đa số ngƣời dựng Vi điều khiển sử dụng để lập trỡnh.
3.2. GIỚI THIỆU CHƢƠNG TRèNH HỢP NGỮ ASSEMBLY
Ngụn ngữ Assembly hay hợp ngữ assembly là một ngụn ngữ bậc thấp đƣợc dựng trong việc viết cỏc chƣơng trỡnh mỏy tớnh. Ngụn ngữ assembly sử dụng cỏc từ cú tớnh gợi nhớ, cỏc từ viết tắt để giỳp ta dễ ghi nhớ cỏc chỉ thị phức tạp và làm cho việc lập trỡnh bằng assembly dễ dàng hơn. Mục đớch của việc dựng cỏc từ gợi nhớ là nhằm thay thế việc lập trỡnh trực tiếp bằng ngụn ngữ mỏy đƣợc sử dụng trong cỏc mỏy tớnh đầu tiờn thƣờng gặp nhiều lỗi và tốn thời gian. Một chƣơng trỡnh viết bằng ngụn ngữ assembly đƣợc dịch thành mó mỏy bằng một chƣơng trỡnh tiện ớch đƣợc gọi là assembler... Ƣu điểm của hợp ngữ Assembly là: Mó gọn, ớt chiếm dung lƣợng bộ nhớ, hoạt động với tốc độ nhanh.
Định nghĩa Assembly trong mụi trƣờng .Net trong phỏt triển phần mềm trờn nền .Net, mỗi một module là một file cú thể thực thi. Mỗi module cú thể là một thƣ viện động (.dll) hoặc là một file thực thi (.exe). Một gúi kết hợp
Assembly là sự kết hợp của một hoặc nhiều module, hoặc file (dll, exe,html) cần để ứng dụng hoạt động, Assembly là đơn vị nhỏ nhất của đoạn mó cú khả năng thực thi, đú là đoạn mó cú thể nõng cấp và sửa đổi đƣợc. Cỏc gúi Assembly cú thể chứa chỉ số phiờn bản ứng dụng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3.3. LƢU ĐỒ THUẬT GIẢI
3.3.1. Lƣu đồ thuật giải Keyboard
Lƣu đồ thuật giải là một cụng cụ trực quan để diễn đạt cỏc thuật toỏn. Biểu diễn thuật toỏn bằng lƣu đồ sẽ giỳp ngƣời đọc theo dừi đƣợc sự phõn cấp cỏc trƣờng hợp và quỏ trỡnh xử lý của thuật toỏn. Phƣơng phỏp lƣu đồ thƣờng đƣợc dựng trong những thuật toỏn cú tớnh rắc rối, khú theo dừi đƣợc quỏ trỡnh xử lý.
Dƣới đõy là lƣu đồ thuật toỏn điều khiển bằng Keyboard.
3.3.2. Lƣu đồ thuật giải của hệ thống
Đõy là lƣu đồ thuật giải của hệ thống điều khiển tự động xả nƣớc.
3.4. SOẠN THẢO VÀ BIấN DỊCH CHƢƠNG TRèNH
Chỳng ta cú thể sử dụng phần mềm dƣới đõy để nạp chƣơng trỡnh cho mạch một cỏch thuận tiện và nhanh chúng.
Sử dụng phần mềm Raisonance Kit 6.1
+ Tạo một mụi trƣờng làm việc Project.
Dƣới đõy là hỡnh ảnh của mụi trƣờng làm việc Project.
+ Sau khi tạo đƣờng dẫn xong ta sẽ tạo file Assembler (.a51) File / New / chọn Assembler (lấy tờn ĐKTX.a51)
+ Biờn dịch chƣơng trỡnh Assembler.
Hỡnh 3.3: Đang biờn dịch chƣơng trỡnh.
3.5. XÂY DỰNG CHƢƠNG TRèNH ĐIỀU KHIỂN 3.5.1. Chƣơng trỡnh kiểm tra keyboard trờn mạch 3.5.1. Chƣơng trỡnh kiểm tra keyboard trờn mạch
$include (reg51.inc) Org 0000h MAIN: jnb p1.1,on jb p1.1,off on: Setb p0.0 Setb p0.1 off: Clr p0.0 Clr p0.1 jmp MAIN End
3.5.2. Kết quả chạy kiểm tra mạch
Sau khi nạp chƣơng trỡnh vào cho VĐK ta tiến hành nhấn từng nỳt trờn board mạch, kết quả là phần cứng đó hoàn toàn ổn định, cỏc linh kiện đó hoạt động, mạch điện khụng bị chập, đó điều khiển đƣợc đúng mở từng rơ le và cỏc đốn led. Tiếp theo ta soạn thảo chƣơng trỡnh điều khiển cho hệ thống.
3.5.3. Kết quả chạy thử nghiệm của hệ thống trờn phần mềm Proteus7.5
Phần mềm proteus là phần mềm cho phộp mụ phỏng hoạt động của mạch điện tử bao gồm phần thiết kế mạch và viết chƣơng trỡnh điều khiển cho cỏc họ VĐK.
Đõy là phần mền Proteus chạy thử chƣơng trỡnh nú cú thể mụ tả cỏc trạng thỏi chạy của chƣơng trỡnh để từ đú đƣa ra đƣợc mạch thực tế mà khụng thề bị sai sút.
3.5.4. Chƣơng trỡnh khi điều khiển chớnh trờn hệ thống
$include(reg51.inc) ORG 0000h mov p0,#00h mov p1,#0ffh MAIN: jnb p1.0,on jb p1.0,off ;============= on:setb p0.0 setb p0.1 ;--- mov r1,#6 mov dptr,#DEM clr a movc a,@a+dptr call doi_1s mov p2,a jb p1.0,off jmp on ;--- inc dptr dec r1 clr a movc a,@a+dptr call doi_1s mov p2,a jb p1.0,off jmp on ;---
inc dptr dec r1 clr a movc a,@a+dptr call doi_1s mov p2,a jb p1.0,off jmp on ;--- inc dptr dec r1 clr a movc a,@a+dptr call doi_1s mov p2,a jb p1.0,off jmp on ;--- inc dptr dec r1 clr a movc a,@a+dptr call doi_1s mov p2,a jb p1.0,off jmp on ;--- inc dptr dec r1 clr a movc a,@a+dptr call doi_1s mov p2,a jb p1.0,off jmp on
;--- inc dptr dec r1 clr a movc a,@a+dptr call doi_1s mov p2,a jb p1.0,off jmp on ;--- clr p0.0 clr p0.1 jmp on ;--- off: clr p0.0 clr p0.1 jnb p1.0,on jmp off
;===chuong trinh doi === doi_1s: w0:mov r0,#50 w1:mov r1,#100 w2:mov r2,#49 w3:djnz r2,w3 djnz r1,w2 djnz r0,w1 ret ;================= DEM: db 92h,99h,0b0h,0a4h,0f9h,0c0h end
Sau quỏ trỡnh chạy thử nghiệm trờn board mạch và quỏ trỡnh kiểm tra trờn phần mềm mụ phỏng Proteus 7.5 đó thành cụng. Tiếp đến là thiết kế và chỉnh sửa trờn mụ hỡnh thực. Kết quả là hệ thống đó chạy điều khiển đƣợc van điện từ làm cho nƣớc chảy từ trong bỡnh qua van và xả ra ngoài qua vũi xả, cú hiển thị chế độ đếm ngƣợc 5s thụng qua led 7 thanh.
Tuy nhiờn hệ thống vẫn mắc phải những khuyết điểm sau: + Khoảng cỏch thu phỏt của cảm biển TCRT5000 khụng đƣợc xa.
+ Hệ thống xảy ra nhiễu khi cú luồng ỏnh sỏng mạnh bờn ngoài tỏc động trực tiếp vào.
Để khắc phục những khuyết điểm trờn thỡ bờn mắt phỏt cần cú kớnh phỏt xạ, bờn mắt thu cần cú kớnh lọc nhiễu. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
NHẬN XẫT
Hợp ngữ Assembly là một ngụn ngữ bậc thấp đƣợc dựng trong việc viết cỏc chƣơng trỡnh mỏy tớnh. Ngụn ngữ này sử dụng cỏc từ cú tớnh gợi nhớ, cỏc từ viết tắt để giỳp ta dễ ghi nhớ cỏc chỉ thị phức tạp và làm cho việc lập trỡnh dễ dàng hơn.
Việc chạy thử với keyboard trờn bo mạch là kiểm tra cú lỗi nào sảy ra với phần cứng khụng, nếu tất cả mạch chạy hoàn toàn ổn định ta mới cho chạy chƣơng trỡnh.
Một số hạn trong hệ thống xả nƣớc nhƣ mạch tớnh hợp led thu phỏt hồng ngoại khụng đƣợc xa.
KẾT LUẬN
Sau khi thực hiện xong đồ ỏn: “Ứng dụng của VĐK 8051 vào hệ
thống điều khiển xả nƣớc tự động dựng cảm biến hồng ngoại”. Em đó thu
đƣợc những kết quả sau:
1) Tỡm hiểu về VĐK 8051, cấu trỳc phần cứng bờn ngoài và bờn trong, chế độ hoạt động, bộ định thời.
2) Tỡm hiểu về tớn hiệu hồng ngoại gồm tớnh chất, đặc trƣng và thiết bị phỏt ra tia hồng ngoại.
3) Tỡm hiểu về phần mềm PROTEL 99SE là cụng cụ chuyờn thiết kế mạch nguyờn lý và mạch in. Việc soạn thảo và biờn dịch chƣơng trỡnh điều khiển cho VĐK 8051 ta dựng phần mềm Raisonance Kit 6.1 là cụng cụ chuyờn để soạn thảo chƣơng trỡnh cho VĐK bằng hợp ngữ Assembly.
4) Thiết kế và xõy dựng mụ hỡnh thực hệ thống điều khiển xả nƣớc tự động dựng cảm biến hồng ngoại. Mụ hỡnh trờn đƣợc xõy dựng tớnh ứng dụng rất cao, phự hợp với việc trỏnh lóng phớ nƣớc trong cỏc khu cụng nghiệp, trƣờng học, sõn bay, cỏc khu cụng cộng v.v.
Trong thời gian làm đồ ỏn tốt nghiệp đƣợc sự quan tõm của cỏc Thầy, Cụ trong khoa Điện tự động cụng nghiệp, đặc biệt là giỏo viờn hƣớng dẫn GS.TSKH.THÂN NGỌC HOÀN đó giỳp đỡ em tận tỡnh trong quỏ trỡnh tỡm hiểu và xõy dựng mụ hỡnh thực tế. Để đồ ỏn của em hoàn thành đỳng thời gian. Tuy nhiờn khi thực hiện đề tài khụng trỏnh khỏi những sai sút, em mong nhận đƣơc sự gúp ý đỏnh giỏ của quý thầy cụ.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Bớnh (2007), Giỏo trỡnh điện tử cụng suất. Nhà xuất bản đại học Quốc Gia.
2. Tống Văn On - Hoàng Đức Hải (2005), Họ vi điều khiển 8051. Nhà xuất bản lao động – xó hội.
3. Phan Quốc Phụ - Nguyễn Đức Chiến (2000), Giỏo trỡnh cảm biến. Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật.
4. Đỗ Xuõn Thụ (1999), Kĩ thuật điện tử. Nhà xuất bản giỏo dục.
5. Đỗ Xuõn Tiến (2001), Kĩ thuật Vi Xử Lý & Lập Trỡnh Assembly cho hệ Vi Xử Lý. Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật.
6. Diễn đàn http://www.dientuvietnam.net
7. Website http://www.ebook.edu.vn
8. Website http://www.tailieu.vn