ĐỒ ÁN Nghiên cứu và thiết kế mạch đếm người ra vào một cửa tại siêu thị bằng cảm biến laser

28 888 8
  • Loading ...
Loading...
1/28 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 29/09/2015, 08:31

... chọn đề tài mạch đếm người vào sử dụng cảm biến laser với ứng dụng họ vi điều khiển 8051 I.2 Mục tiêu đề tài -Đề tài nhằm mục đích nghiên cứu chế tạo thành công mạch đếm người vào cửa sử dụng... qua biến trở RV1, đầu chân LM358 mức cao nên Q4 dẫn Khi Chân T1( chân 15 89S52) chuyển sang mức thấp đưa vào vi điều khiển xử lí hiển thị số người ra/ vào +Tương tự bên cảm biến bên cảm biến vào. .. - Khi có người qua cảm biến laser, ánh sáng laser từ bên phát không tới bên thu: +Bên cảm biến :quang trở không dẫn->Q2 ngắt->điện áp vào chân LM358~5V.Khi IC LM358 thực so sánh tín hiệu với tín LỜI MỞ ĐẦUNgày nay, sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, cuộc sống của conngười đã có những thay đổi ngày càng tốt hơn, mang lại sự tiện lợi tối ưu vớinhững trang thiết bị hiện đại phục vụ công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoáđất nước. Góp phần vào sự phát triển đó thì ngành kĩ thuật điện tử đã góp phầnkhông nhỏ trong sự nghiệp xây dựng và phát triển đất nước. Trong đó sự tíchhợp các mạch điện – điện tử ngày càng trở nên thiết yếu khi mà công nghệ ngàycàng phát triển hơn tiến tới thời đại của vi xứ lý vi mạch những mạch cồng kềnhchiếm nhiều diện tích đã bị loại bỏ dần thay vào dó là các mạc siêu nhỏ gọngàng hơn đang đươc ưa chuộng. Những thành tựu của nó đã có thể biến đượcnhững cái tưởng chừng như không thể thành những cái có thể, góp phần nângcao đời sống vật chất và tinh thần cho con người. Trong đó có ngành “Kĩ thuậtsố” có vai trò rất quan trọng và việc áp dụng điều khiển bằng số trong công nghệhiện đại. Kĩ thuật số ra đời đã và đang làm nên một cuộc cách mạng trong mọilĩnh vực của đời sống hiện đại từ chiếc nồi cơm điện, máy giặt, máy điệnthoại… đến truyền hình, chụp ảnh, công nghệ thông tin,… Những ứng dụng củanó trong sản xuất của các công ty lớn nhỏ là không thể kể hết. Xuất phát từ thựctế tại các nhà máy và tham quan các doanh nghiệp sản xuất, chúng em đã đượcthấy nhiều khâu được tự động hóa trong quá trình sản xuất. Một trong nhữngkhâu đơn giản trong dây chuyền sản xuất tự động hóa đó là số lượng sản phẩmlàm ra được đếm một cách tự động. Tuy nhiên đối với những doanh nghiệp vừavà nhỏ thì việc tự động hóa hoàn toàn chưa được áp dụng trong những khâu đếmsản phẩm, đóng bao bì mà vẫn còn sử dụng nhân công. Từ những điều đã đượcthấy đó và khả năng của chúng em, chúng em muốn làm một điều gì nhỏ để gópphần vào giúp người lao động bớt phần mệt nhọc chân tay mà cho phép tănghiệu suất lao động lên gấp nhiều lần, đồng thời đảm bảo được độ chính xác cao.Đối với các nơi có nhiều dịch vụ tiện ích cho con người như các siêu thị, cửahàng...cần quản lý số lượng người ra vào để biết được tình hình kinh doanh củasiêu thị hoặc cửa hàng đó. Vậy nên chúng em quyết định thiết kế một mạch đếmngười vì nó rất phù hợp với thực tế và nó thật sự rất có ý nghĩa đối với chúng emvì đã làm được một phần nhỏ đóng góp cho xã hội. Nhận thấy khả năng ứngdụng rộng rãi của mạch đếm số lượt người ra vào cửa siêu thị. Chúng em đãnghiên cứu và thiết kế dưới sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy: Vũ Việt Hưng,giảng viên khoa điện tử. Vì kiến thức, kinh nghiệm của chúng em còn hạn chếnên đồ án không tránh được sai sót. Chúng em rất mong sự đánh giá của quýthầy cô và bạn bè, để đồ án được hoàn thiện hơn.1 CHƯƠNG I: ĐẶT VẤN ĐỀI.1 Lí do chọn đề tài .-Ngày nay việc nghiên cứu ứng dụng vi điều khiển vào các ứng dụng cuộc sốngkhá phổ biến,điển hình là vi điều khiển các họ 8051.Ở trong công nghiệp cũngnhư các lĩnh vực liên quan đém sản phẩm thì đã phát huy được lợi thế khi sửdụng vi điều khiển việc đếm các sản phẩm đã trở nên đơn giản hơn giảm bớtđược nhiều sức lao động và thời gian.Được sự gợi ý của thầy VŨ VIỆT HƯNGvà qua tìm hiểu của các thành viên trong nhóm nên chúng em đã quyết địnhchọn đề tài mạch đếm người ra vào sử dụng cảm biến laser với ứng dụng củahọ vi điều khiển 8051I.2 Mục tiêu của đề tài .-Đề tài nhằm mục đích nghiên cứu và chế tạo thành công mạch đếm người ravào một cửa sử dụng họ vi điều khiển 8051,kết quả hiển thị trên LED 7 thanh 4số và báo hiệu bằng led đơn từ đó kiểm soát số người ra vào phòng.I.3 Vấn đề cần giải quyết .+Tìm hiểu các tài liệu liên quan đến đến đề tài nghiên cứu,đưa ra các giải pháptối ưu cho việc thiết kế chế tạo sản phẩm thực tế.+Thiết kế và chế tạo mạch gồm các khối: Khối xử lí trung tâm dùng họ vi điềukhiển 8051,khối cảm biến,khối hiển thị.+Tiến hành viết chương trình phần mềm phối hợp hoạt động các khối dưới sựđiều khiển của khối mạch chính chứ IC AT 89S52.2 CHƯƠNG II: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀII.1.Cơ sở lý thuyết .II.1.1 Tổng quan về họ vi điều khiển 8051 .1.Giới thiệu chung về cấu trúc phần cứng .-8051 là IC vi điều khiển,là vi mạch tổng quát của họ MCS-51,linh kiện đầutiên của họ này được hãng sản xuất Intel đưa ra thị trường.-IC 8051 có các đặc trưng được tóm tắt như sau:• 4KB EPROM bên trong.• 128 Bytes RAM nội.• 4 port xuất/nhập I/O 8bits•Giao tiếp nối tiếp•64KB vùng nhớ mã ngoài.•64KB vùng nhớ dữ liệu ngoại.•Xử lí Boolean•210 vị trí nhớ có thể định vị bit.•4µs cho hoạt động nhân và chia.Sơ đồ chân của vi điều khiển 8051.3 +Chân VCC:-Chân số 40 là VCC , có chức năng cấp điện áp nguồn cho chíp. Nguồn điện áplà+5V.+Chân GND:-Chân số 20 là GND, được nối với đất.V=0V.+Chân XTAL1 và XTAL2:-8051 có một bộ dao động trên chíp nhưng nó yêu cầu có một xung đồng hồngoài để chạy nó. Một bộ dao động thạch anh sẽ được nối tới các chân đầuvào XTAL1 (chân 19) và XTAL2 (chân 18). Bộ dao động thạch anh được nốitới XTAL1 và XTAL2 cũng cần hai tụ gốm giá trị khoảng 30pF. Một phía của tụđiện được nối xuống đất như được trình bày trên hình 2a.-Cần phải lưu ý rằng có nhiều tốc độ khác nhau của họ 8051. Tốc độ được coinhư là tần số cực đại của bộ dao động được nối tới chân XTAL. Một bộ vi điềukhiển 8051 yêu cầu một tinh thể thạch anh có tần số không lớn hơn 20MHz. Khi8051 được nối tới một bộ dao động tinh thể thạch anh và cấp nguồn thì ta có thểquan sát tần số trên chânXTAL2 bằng máy hiện sóng. Nếu ta quyết định sử dụngmột nguồn tần số khác bộ dao động thạch anh, chẳng hạn như là bộ dao độngTTL thì nó sẽ được nối tới chân XTAL1, còn chân XTAL2 thì để hở không nốinhư hình 2b.Nối XTAL tới thạch anhngoài.+Chân RST:Nối XTAL tới nguồn đồng bộ-RST là chân số 9 - Reset. Nó là một chân đầu vào có mức tích cực cao (bìnhthường ở mức thấp). Khi cấp xung cao tới chân này thì bộ vi điều khiển sẽ đượcReset và kết thúc mọi hoạt động. Điều này thường được coi như là sự tái bậtnguồn. Khi kích hoạt tái bật nguồn sẽ làm mất mọi giá trị trên các thanhghi. Hình 3 liệt kê các thanh ghi đặc biệt của 8051 và giá trị của chúng sau khiReset.+Chân EA:4 -EA có nghĩa là truy cập ngoài (External Access): là chân số 31 trên vỏ kiểuDIP. Nó là một chân đầu vào và phải được nối hoặc với Vcc hoặc GND. Haynói cách khác là nó không được để hở.Các thành viên họ 8051 như 8751, 98C51 hoặc DS5000 đều có ROM trên chíplưu cất chương trình. Trong các trường hợp như vậy thì chân EA được nốitới Vcc. Đối với các thành viên của họ như 8031 và 8032 mà không có ROMtrên chíp thì mã chương trình được lưu cất ở trên bộ nhớ ROM ngoài và chúngđược nạp cho 8031/32. Do vậy, đối với 8031 thì chân EA phải được nối đất đểbáo rằng mã chương trình được cất ở ngoài.Các chân mô tả ở trên đều phải được nối mà không cần thành phần nào được sửdụng. Còn hai chân dưới đây được sử dụng chủ yếu trong hệ thống vi điềukhiển 8031.+Chân PSEN:- PSEN là chân đầu ra cho phép cất chương trình (Program Store Enable) tronghệ thống. Trên vi điều khiển 8031, chương trình được cất ở bộ nhớ ROM ngoàithì chân này được nối tới chân OE của ROM.+Chân ALE:-Chân cho phép chốt địa chỉ ALE là chân đầu ra tích cực cao. Khi nối 8031 tớibộ nhớ ngoài thì cổng P0 dùng để trao đổi cả địa chỉ và dữ liệu. Hay nói cáchkhác 8031 dồn cả địa chỉ và dữ liệu qua cổng P0 để tiết kiệm số chân.Chân ALE được sử dụng để phân kênh địa chỉ và dữ liệu.+Cổng P0:-Cổng P0 chiếm tất cả 8 chân (từ chân 32 đến 39). Nó có thể được dùng nhưcổng đầu ra, để sử dụng các chân của cổng P0 vừa làm đầu ra, vừa làm đầu vàothì mỗi chân phải được nối tới một điện trở kéo bên ngoài 10k. Điều này là domột thực tế là cổngP0 là một máng mở khác với các cổng P1, P2 và P3. Kháiniệm máng mở được sử dụng trong các chíp MOS về chừng mực nào đó nógiống như collector hở đối với các chíp TTL.-Trong bất kỳ hệ thống nào sử dụng 8751, 89C51 hoặc DS5000 ta thường nốicổng P0 tới các điện trở kéo (Xem hình 5), bằng cách này ta có thể sử dụngđược cổng P0 cho cả 2 trường hợp đầu ra và đầu vào. Với những điện trở kéongoài được nối, khi Reset cổng P0 được cấu hình như một cổng đầu ra.5 Cổng P0 với các điện trở kéo-Cổng P0 là đầu vào: Với các điện trở được nối tới cổng P0 nhằm để tạo nóthành cổng đầu vào thì nó phải được lập trình bằng cách ghi 1 tới tất cả các bitcủa P0.-Vai trò kép của cổng P0: Như trên hình 1, cổng P0 được gán là các bit địachỉAD0 - AD7 cho phép nó được sử dụng vừa cho địa chỉ, vừa cho dữ liệu. Khinối 8051/31 tới bộ nhớ ngoài thì cổng P0 cung cấp cả địa chỉ và dữ liệu, 8051dồn dữ liệu và địa chỉ qua cổng P0 để tiết kiệm số chân. ALE được sử dụng đểtách địa chỉ và dữ liệu với sự trợ giúp của IC chốt dữ liệu 74LS373.+Cổng P1: Cổng P1 cũng chiếm tất cả 8 chân (từ chân 1 đến chân 8) nó có thểđược sử dụng như đầu vào hoặc đầu ra. So với cổng P0 thì cổng này không cầnđến điện trở kéo vì nó đã có các điện trở kéo bên trong. Trong quá trình Resetthì cổng P1 được cấu hình như một cổng đầu ra.Cổng P1 là đầu vào: Tươngtự P0, để biến cổng P1 thành đầu vào thì nó phải được lập trình bằng cách ghi 1đến tất cả các bit của nó.+Cổng P2:-Cổng P2 cũng chiếm 8 chân (các chân từ 21 đến 28). Nó có thể được sử dụngnhư đầu vào hoặc đầu ra, giống như cổng P1, cổng P2 cũng không cần điện trởkéo vì nó đã có các điện trở kéo bên trong. Khi Reset, thì cổng P2 được cấu hìnhnhư một cổng đầu ra.-Cổng P2 là đầu vào: Để tạo cổng P2 như đầu vào thì nó phải được lập trìnhbằng cách ghi các số 1 tới tất cả các chân của nó.-Vai trò kép của P2: Trong các hệ thống 8751, 89C51 và DS5000 thì P2 đượcdùng như đầu ra. Tuy nhiên trong hệ thống 80312 thì cổng P2 có thể được dùngcùng vớiP0 để tạo ra địa chỉ 16 bit đối với bộ nhớ ngoài. Như chỉ ra trên hình6 1 cổng P2 cũng được chỉ định như là các bit địa chỉ A8 - A15 báo chức năng képcủa nó. Vì một bộ 8031 có khả năng truy cập 64k byte bộ nhớ ngoài, nên nó cầnmột đường địa chỉ 16 bít. Trong khi P0 cung cấp 8 bit thấp qua A0 - A7. Côngviệc của P2 là cung cấp các bít địa chỉ A8 -A15. Hay nói cách khác khi 8031được nối tới bộ nhớ ngoài thì P2 được dùng cho 8 bít cao của địa chỉ 16 bit vànó không thể dùng cho vào/ra.- Từ những trình bày trên đây ta có thể kết luận rằng trong các hệ thống vi điềukhiển 8751, 89C51 hoặc DS5000 thì ta có các cống P0, P1, P2 và P3 cho cácthao tác vào ra và như thế là có thể đủ cho các ứng dụng với hầu hết các bộ viđiều khiển.+Cổng P3:-Cổng P3 chiếm tổng cộng là 8 chân từ chân 10 đến chân 17. Nó có thể được sửdụng như đầu vào hoặc đầu ra. Cống P3 không cần các điện trở kéo cũngnhư P1 và P2. Mặc dù cổng P3 được cấu hình như một cống đầu ra khi Reset,nhưng đây không phải là cách nó được sử dụng phổ biến nhất.-Cống P3 được bổ sung các chức năng quan trọng, đặc biệt. Bảng 2 cung cấp cácchức năng khác của cống P3. Thông tin này áp dụng cho cả 8051 và 8031:Bít của cống P3Chức năngchân sốP3.0Nhận dữ liệu (RXD)10P3.1Phát dữ liệu (TXD)11P3.2Ngắt 0(INT0)12P3.3Ngắt 1(INT1)13P3.4Bộ định thời 0 (TO)14P3.5Bộ định thời 1 (T1)15P3.6Ghi (WR)16P3.7Đọc (RD)17Bảng 2: Các chức năng khác của cống P3-Các bit P3.0 và P3.1 cung cấp tín hiệu nhận và phát dữ liệu trong truyền thôngdữ liệu nối tiếp.--Các bit P3.2 và P3.3 được dành cho các ngắt ngoài.--Bit P3.4 và P3.5 được dùng cho các bộ định thời 0 và 1.--Cuối cùng các bit P3.6 và P3.7 để ghi và đọc các bộ nhớ ngoài khi được nối tớicác hệ thống 8031.7 2.Giới thiệu chung về cấu trúc bên trong .-Bộ nhớ bên trong 8051 bao gồm RAM và ROM.RAM bao gồm nhiều thànhphần:lưu trữ đa dụng,phần lưu trữ địa chỉ hóa từng bank thanh ghi và các thanhghi chức năng đặc biệt.-8051 có bộ nhớ theo cấu trúc Harvard: có những vùng nhớ riêng biệt chochương trình và dữ liệu.Chương trình và dữ liệu có thể chức trong 8051 nhưng8051 vẫn có thể kết nối 64Kb bộ nhớ trương trình và 64Kb bộ nhớ dữ liệu mởrộng.+RAM trong 8051 được phân chia như sau:-các bank thanh ghi có địa chỉ từ 00H đến 1FH-RAM địa chỉ hóa từng bit có địa chỉ từ 20H đến 2FH-RAM đa dụng từ 30H đến 7FH-Các thanh ghi chức năng đặc biệt từ 80H đến FFH8 II.1.2 Tìm hiểu IC AT89S52 .1.Cấu trúc phần cứng . Nhóm chân điều khiển vào/ra:+Port 0: Gồm 8 chân(từ 32 đến 39) có hai chức năng:-Chức năng xuất/nhập: Các chân này được dùng để nhận tín hiệu bên ngoài vàođể xử lí hoặc dùng để xuất tín hiệu ra bên ngoài.-Chức năng là bus dữ liệu hoặc bus địa chỉ (lấy dữ liệu từ ROM hoặc RAMngoại,còn được dùng để định địa chỉ của bộ nhớ ngoài.+Port 1: Gồm 8 chân(từ chân 1 đến chân 8):Có chức năng làm các đường xuấtnhập,không có chức năng khác.+Port 2: Gồm 8 chân(từ chân 21 đến chân 28): có hai chức năng:-Chức năng xuất nhập.-Chức năng là bus địa chỉ cao:Khi kết nối với bộ nhớ ngoài có dung lượng lớn,cần 2 Byte để định địa chỉ của bộ nhớ.Byte thấp do P0 đảm nhận,byte cao do P2đảm nhận.+Port 3: Gồm 8 chân (từ chân 10 đến chân 17):-Chức năng xuất nhập.-Port 3còn dùng phục vụ các chức năng đặc biệt của CPU:P3.0: RXD (serial input port)-Chân phát dữ liệu của port nối tiếpP3.1: TXD (serial output port)-Chân thu dữ liệu của port nối tiếpP3.2: INT0 (external interrupt 0)-Ngõ vào ngắt ngoài 0P3.3: INT1 (external interrupt 1)-Ngõ vào ngắt ngoài 1P3.4: T0 (timer 0 external input)-Ngõ vào bộ định thời đếm 0P3.5: T1 (timer 1 external input)- Ngõ vào bộ định thời đếm 1P3.6: WR (external data memory-write strobe)-Điều khiển ghi dữ liệu vào RAMngoàiP3.7: RD (external data memory-read strobe)- -Điều khiển đọc dữ liệu vào RAMngoài Nhóm chân nguồn:-VCC:chân 40,điện áp cung cấp 5VDC.-GND:chân 20, nối Mass. Nhóm chân dao động:Gồm chân 18 và chân 19( XTAL1 và XTAL2 ),cho phép ghép nối thạch anh vàomạch dao động bên trong vi điều khiển,được sử dụng để nhận nguồn xung clocktừ bên ngoài để hoạt động,thường được ghép nối với thạch anh và các tụ để tạonguồn xung clock ổn định.XTAL1: Ngõ vào đến mạch khuếch đại dao động đảo và ngõ vào đến mạch tạoxung clock bên trong.9 XTAL2:Ngõ ra từ mạch khuếch đại dao động đảo. Nhóm chân chọn bộ nhớ chương trình:Chân 31 (EA/VPP): Dùng để xác định chương trình thực hiện được lấy từ RAMnội hay RAM ngoại.-Chân 31 nối mass: Sử dụng bộ nhớ bên ngoài vi điều khiển.-chân 31 nối VCC: Sử dụng bộ nhớ chương trình (4Kb) bên trong vi điều khiển RST(chân RESET): Ngõ vào RST ở chân 9 là ngõ vào reset dùng để thiếtlập trạng thái ban đầu cho vi điều khiển.Hệ thống sẽ được thiết lập lại các giá trịban đầu nếu ngõ này ở mức 1 tối thiểu 2 chu kỳ máy. Chân cho phép bộ nhớ chương trình PSEN(program store enable):Tín hiệu được xuất ra ở chân 29 dùng để truy xuất bộ nhớ ngoài.Chân nàythường được nối với chân OE của ROM ngoài. Chân ALE(Cho phép chốt địa chỉ -chân 30)Khi vi điều khiển truy xuất bộ nhớ từ bên ngoài,P0 vừa có chức năng là bus địachỉ vừa có chức năng là bus dữ liệu do đó phải tách các đường dữ liệu và địachỉ.Tín hiệu ở chân ALE dùng làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp các đườngđịa chỉ và các đường dữ liệu khi kết nối chúng với IC chốt.Các xung tín hiệuALE có tốc độ bằng 1/6 lần tốc độ dao động đưa vào vi điều khiển ,như vậy cóthể dùng tín hiệu ở ngõ ra ALE làm xung clock cung cấp cho các phần khác củahệ thống. Sơ đồ chân AT89S52:2.Cấu trúc bên trong .10 Phần chính của vi điều khiển AT89S52 là bộ xử lí trung tâm(CPU) bao gồm:-Thanh ghi tích lũy A-Thanh ghi tích lũy phụ B,dùng cho phép nhân và chia-Đơn vị logic học(ALU)-Từ trạng thái chương trình(PSW)-Bốn băng thanh ghi-Con trỏ ngăn xếpNgoài ra còn có bộ nhớ chương trình,bộ giải mã lệnh,bộ điều khiển thời gian vàlogic.11 II.1.3.Các linh kiện thường dùng cho đề tài .1-Điện trở:-Điện trở là linh kiện thụ động có tác dụng cản trở cả dòng và áp.-Điện trở được sử dụng rất nhiều trong các mạch điện tử.R= .l/S+Trong đó:là điện trở suất của vật liệu-S là thiết diện của cuộn dây-l là chiều dài của cuộn dây-Điện trở là đại lượng vật lí đặc trưng cho khả năng cản trở dòng điện của mộtvật thể dẫn điện.Nó được định nghĩa là tỉ số của hiệu điện thế giữa hai đầu vậtthể đó và cường độ dòngđiện đi qua nó.2-Biến trở .-Là một điện trở thay đổiđược có tác dụng thay đổiđiện áp theo yêu cầu củangười sử dụng.12 3- Thạch anh 12Mhz:-Là nguồn tạo xung nhịp dao độngclock ổn định 12Mhz cho dao động của AT89S52.Thạch anh sẽ được gắn vàochân XTAL1 và XTAL2.4- Transistor .-2N2222 là transistor BJTgồm ba miền tại bởi hai tiếpgiáp p-n,trong đó miễn giữa làbán dẫn loại p,Miền có mật độtạp chất cao nhất kí hiệu làn+ là miền phát(emitter).Miềncó tạp chất thấp hơn kí hiệu làn gọi là miền thu(collector).Miền giữa có mật độ tạp chấtrất thấp kí hiệu là p (base).Bachân kim loại gắn với ba miền tương ứng với ba cựcemitter(E),base(B),collector(C) của transistor.5- Tụ điện .13 -Lọc nhiễu cho dao động thạch anh.Hai tụ gốm 33pF sẽ được nối một đầu vớichân thạch anh,đầu kia nối vào Mass.-Tụ điện là một linh kiện thụ động,cấu tạo của tụ điện gồm hai bản cực kim loạighép cách nhau một khoảng d ở giữa hai bản tụ là dung dịch hay chất điện môicách điện có điện dung C.Đặc điểm của tụ là cho dòng điện xoay chiều điqua,ngăn cản dòng điện một chiều.+Công thức tính điện dung của tụ: C= .S/d-Trong đó: là hằng số điện môi-S là diện tích bề mặt tụ-D là bề dày chất điện môi-Tụ điện phẳng gồm hai bàn phẳng kim loại diện tích đặt song song và cáchnhau một khoảng d.-Cường độ điện trường bên trong tụ có trị số:E=-Trong đó:=8.86./N.- là hằng số điện môi tương đối của môi trường đối với chân không6- Led đơn.14 Led là một dạng diode phát quang,khi phân cực thuân thì led phát sáng,phân cựcngược thì led không sáng.7- Led 7 đoạn 4 số.1.Cấu tạo:15 -LED 7 đoạn 4 số cấu tạo từ 4 led 7 đoạn đơn.- Led 7 đoạn có cấu tạo bao gồm 7 led đơn xếp theo hình phía trên và có thêmmột led đơn hình tròn nhỏ thể hiện dấu chấm tròn ở góc dưới, bên phải của led 7thanh.- 8 led đơn trên led 7 thanh có Anode (cực +) hoặc Cathode (cực -) được nốichung với nhau vào một điểm và được đưa chân ra ngoài để kết nối với mạchđiện. 7 cực còn lại trên mỗi led đơn của led 7 đoạn và 1 cực trên led đơn ở gócdưới, bên phải của led 7 đoạn được đưa thành 8 chân riêng để điều khiển cho ledsáng tắt theo ý muốn.- Nếu led 7 đoạn có Anode (cực +) chung, đầu chung này được nối với +Vcc,các chân còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các led đơn, led chỉsáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở mức 0.- Nếu led 7 đoạn có Cathode (cực -) chung, đầu chung này được nối xuốngGround (hay Mass), các chân còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt củacác led đơn, led chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở mức 1.16 2.Mã led 7 thanh- Mã LED 7 đoạn có Anode chung, muốn thanh nào sáng ta xuất ra chânCathode của LED đơn đó mức 0. Từ đó ta có bảng giải mã LED 7 đoạn Anodechung như sau:- Mã LED 7 đoạn Cathode chung, muốn thanh nào sáng ta xuất ra chân Anodecủa LED đơn đó mức 1. Từ đó ta có bảng giãi mã LED 7 đoạn Cathode chungnhư sau:17 18 -3.Phương pháp quét led:+ Ở trên là sơ đồ xung của phương pháp quét led ( 2 led ).+ Ở hình trên là sơ đồ xung của phương pháp quét 4 led.- Như vậy so sánh 2 giản đồ ta nhận thấy bản chất của phương pháp quét led làtrong một thời điểm chỉ có 1 led 7seg sáng. Hay nói cách khác là trong một chu19 kì T các led thay nhau lần lượt sáng. Điều đó sẻ làm cho việc đưa mã hiển thị raled 1 cách dể dàng, code ngắn gọn và đở tiêu tốn nhiều công suất và VDK sẻđảm nhận nhiệm vụ quét này thông qua ngôn ngử lập trình.- Nếu quét 2 led thì 2 chân của VDK sẻ đảm nhận nhiệm vụ đống mở điện cấpcho led còn 8 chân sẻ đưa data ra led.- Nếu quét 4 led thì 4 chân của VDK sẻ đảm nhận nhiệm vụ đống mở điện cấpcho led còn 8 chân sẻ đưa data ra led.- Tương tự cho số led >4 nhưng phải đảm bảo đủ chân dùng VDK bằng cáchnày và tần số quét phù hợp.8-Ổn áp LM7805.+Chức năng:-LM78xx là loại dòng IC dùng để ổn định điện áp dương đầu ra, với điều kiệnđầu vào luôn luôn > đầu ra 3V.-Tùy loại IC 78xx mà nó ổn áp đầu ra là bao nhiêu.-Họ IC 78xx gồm có 3 chân :--Chân 1 (Vin): Chân nguồn đầu vào--Chân 2 (GND): Chân nối đất--Chân 3 (Vout): Chân nguồn đầu ra.LM7805Cấu tạo trongSơ đồ chân8- LM358+LM358 là bộ khuếch đại thuật toán công suất thấp,bộ khuếch đại này có ưuđiểm hơn so với các bộ khuếch đại thuật toán chuẩn trong các ứng dụng dùngnguồn đơn.LM358 có thể hoạt động từ mức điện áp 3V đến 32V.+Các đặc trưng của LM358:20 -Công suất cực máng thấp.-Có 2 bộ khuếch đại thuật toán bên trong có độ lợi cao.-Tương thích với nhiều dạng mạch logic.LM358Cấu tạo bên trong LM358II.2.Thiết kế và thi công .II.2.1 Thiết kế phần cứng .1. Sơ đồ khối của sản phẩm .21 2. Chức năng các khối .Khối nguồn : Là hệ thống điện áp cung cấp cho mạch,giúp mạch luôn hoạtđộng,điện áp cung cấp cho mạch là 5V.Ở mạch này sử dụng nguồn 9V từ pin.Khối cảm biến : Để cảm nhận mỗi người đi qua thì cảm biến phải có phần thuvà phần phát.Phần thu phát ra tia laser,phần thu nhận tia laser đó.Khối xử lí : Là bộ phận gồm 2 chức năng:+Phối ghép các khối khác nhau trong mạch,giúp cho các khối hoạt động theomột chu trình nhất định.+Nhận tín hiệu từ khối cảm biến rồi xử lí đưa tín hiệu ra khối hiển thị.Khối hiển thị: Bao gồm hệ thống LED 7 thanh 4 số và led báo hiệu+Hệ thống led 7 thanh hiển thị số người ra vào.+Hệ thống led đơn báo hiệu mức độ số lượng người trong phòng.3. Sơ đồ nguyên lý của mạch .4. Nguyên lí hoạt động:+khi nguồn được cấp vào mạch sẽ đi qua ổn áp lm7805 qua tụ lọc,cung cấpnguồn cho hệ thống và led đơn sáng báo có nguồn cấp.22 + Bên cảm biến ra (OUT):-Ở chế độ bình thường:-Quang trở dẫn ->Q2 dẫn->điện áp vào chân 5 LM358~2.5V.Khi đó IC LM358sẽ thực hiện so sánh tín hiệu này với tín hiệu nguồn cấp tại chân 6 của LM358qua biến trở RV1, khi đó đầu ra tại chân 7 của LM358 là mức thấp nên Q5ngắt.Bên cảm biến vào(IN) cũng vậy .Chân T1( chân 15 của 89S52) và chânWR(chân 16 của 89S52) luôn ở mức cao do lấy nguồn trực tiếp 5V qua trởR8(out) và R7(in).- Khi có một người đi qua bộ cảm biến laser, ánh sáng laser từ bên phát khôngtới bên thu: +Bên cảm biến ra :quang trở không dẫn->Q2 ngắt->điện áp vàochân 5 LM358~5V.Khi đó IC LM358 sẽ thực hiện so sánh tín hiệu này với tínhiệu nguồn cấp tại chân 6 của LM358 qua biến trở RV1, khi đó đầu ra tại chân 7của LM358 là mức cao nên Q4 dẫn. Khi đó Chân T1( chân 15 của 89S52)chuyển sang mức thấp đưa vào vi điều khiển xử lí và hiển thị số người ra/vào.+Tương tự như bên cảm biến ra bên cảm biến vào cũng hoạt động theo nguyên lítrên.+Vi điều khiển sẽ xử lí tín hiệu nhận được từ chân 15 và 16 để hiển thị số ngườitrên led 7 thanh.+Khi chân 15 ở mức thấp(IN) -> chân 16 ở mức thấp(OUT).Bộ đếm +1+Khi chân 16 ở mức thấp(OUT) -> chân 15 ở mức thấp(IN)Bộ đếm -1+Bình thường LED đơn xanh sáng khi có 1 người,khi số người >4 Led vàng sẽsáng và khi số người >9 led đỏ sẽ sáng biểu thị mức độ số lượng.II.2.1 Thiết kế phần mềm .#include int i=0;unsigned char codema[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};void delay(unsigned char t){unsigned char i,j;23 for(i=0;i[...]... ngắt.Bên cảm biến vào( IN) cũng vậy Chân T1( chân 15 của 89S52) và chân WR(chân 16 của 89S52) luôn ở mức cao do lấy nguồn trực tiếp 5V qua trở R8(out) và R7(in) - Khi có một người đi qua bộ cảm biến laser, ánh sáng laser từ bên phát không tới bên thu: +Bên cảm biến ra :quang trở không dẫn->Q2 ngắt->điện áp vào chân 5 LM358~5V.Khi đó IC LM358 sẽ thực hiện so sánh tín hiệu này với tín hiệu nguồn cấp tại chân... nguồn cấp tại chân 6 của LM358 qua biến trở RV1, khi đó đầu ra tại chân 7 của LM358 là mức cao nên Q4 dẫn Khi đó Chân T1( chân 15 của 89S52) chuyển sang mức thấp đưa vào vi điều khiển xử lí và hiển thị số người ra/ vào +Tương tự như bên cảm biến ra bên cảm biến vào cũng hoạt động theo nguyên lí trên +Vi điều khiển sẽ xử lí tín hiệu nhận được từ chân 15 và 16 để hiển thị số người trên led 7 thanh +Khi chân... dạng mạch logic LM358 Cấu tạo bên trong LM358 II.2 .Thiết kế và thi công II.2.1 Thiết kế phần cứng 1 Sơ đồ khối của sản phẩm 21 2 Chức năng các khối Khối nguồn : Là hệ thống điện áp cung cấp cho mạch, giúp mạch luôn hoạt động,điện áp cung cấp cho mạch là 5V.Ở mạch này sử dụng nguồn 9V từ pin Khối cảm biến : Để cảm nhận mỗi người đi qua thì cảm biến phải có phần thu và phần phát.Phần thu phát ra tia laser, phần... tia laser đó Khối xử lí : Là bộ phận gồm 2 chức năng: +Phối ghép các khối khác nhau trong mạch, giúp cho các khối hoạt động theo một chu trình nhất định +Nhận tín hiệu từ khối cảm biến rồi xử lí đưa tín hiệu ra khối hiển thị Khối hiển thị: Bao gồm hệ thống LED 7 thanh 4 số và led báo hiệu +Hệ thống led 7 thanh hiển thị số người ra vào +Hệ thống led đơn báo hiệu mức độ số lượng người trong phòng 3 Sơ đồ. .. nguyên lý của mạch 4 Nguyên lí hoạt động: +khi nguồn được cấp vào mạch sẽ đi qua ổn áp lm7805 qua tụ lọc,cung cấp nguồn cho hệ thống và led đơn sáng báo có nguồn cấp 22 + Bên cảm biến ra (OUT): -Ở chế độ bình thường: -Quang trở dẫn ->Q2 dẫn->điện áp vào chân 5 LM358~2.5V.Khi đó IC LM358 sẽ thực hiện so sánh tín hiệu này với tín hiệu nguồn cấp tại chân 6 của LM358 qua biến trở RV1, khi đó đầu ra tại chân... hiển thị số người trên led 7 thanh +Khi chân 15 ở mức thấp(IN) -> chân 16 ở mức thấp(OUT).Bộ đếm +1 +Khi chân 16 ở mức thấp(OUT) -> chân 15 ở mức thấp(IN)Bộ đếm -1 +Bình thường LED đơn xanh sáng khi có 1 người, khi số người >4 Led vàng sẽ sáng và khi số người >9 led đỏ sẽ sáng biểu thị mức độ số lượng II.2.1 Thiết kế phần mềm #include int i=0; unsigned char code ma[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};... led ( 2 led ) + Ở hình trên là sơ đồ xung của phương pháp quét 4 led - Như vậy so sánh 2 giản đồ ta nhận thấy bản chất của phương pháp quét led là trong một thời điểm chỉ có 1 led 7seg sáng Hay nói cách khác là trong một chu 19 kì T các led thay nhau lần lượt sáng Điều đó sẻ làm cho việc đưa mã hiển thị ra led 1 cách dể dàng, code ngắn gọn và đở tiêu tốn nhiều công suất và VDK sẻ đảm nhận nhiệm vụ quét... có cấu tạo bao gồm 7 led đơn xếp theo hình phía trên và có thêm một led đơn hình tròn nhỏ thể hiện dấu chấm tròn ở góc dưới, bên phải của led 7 thanh - 8 led đơn trên led 7 thanh có Anode (cực +) hoặc Cathode (cực -) được nối chung với nhau vào một điểm và được đưa chân ra ngoài để kết nối với mạch điện 7 cực còn lại trên mỗi led đơn của led 7 đoạn và 1 cực trên led đơn ở góc dưới, bên phải của led 7... đưa data ra led - Nếu quét 4 led thì 4 chân của VDK sẻ đảm nhận nhiệm vụ đống mở điện cấp cho led còn 8 chân sẻ đưa data ra led - Tương tự cho số led >4 nhưng phải đảm bảo đủ chân dùng VDK bằng cách này và tần số quét phù hợp 8-Ổn áp LM7805 +Chức năng: -LM78xx là loại dòng IC dùng để ổn định điện áp dương đầu ra, với điều kiện đầu vào luôn luôn > đầu ra 3V -Tùy loại IC 78xx mà nó ổn áp đầu ra là bao... đầu vào Chân 2 (GND): Chân nối đất Chân 3 (Vout): Chân nguồn đầu ra LM7805 Cấu tạo trong Sơ đồ chân 8- LM358 +LM358 là bộ khuếch đại thuật toán công suất thấp,bộ khuếch đại này có ưu điểm hơn so với các bộ khuếch đại thuật toán chuẩn trong các ứng dụng dùng nguồn đơn.LM358 có thể hoạt động từ mức điện áp 3V đến 32V +Các đặc trưng của LM358: 20 -Công suất cực máng thấp -Có 2 bộ khuếch đại thuật toán
- Xem thêm -

Xem thêm: ĐỒ ÁN Nghiên cứu và thiết kế mạch đếm người ra vào một cửa tại siêu thị bằng cảm biến laser, ĐỒ ÁN Nghiên cứu và thiết kế mạch đếm người ra vào một cửa tại siêu thị bằng cảm biến laser, ĐỒ ÁN Nghiên cứu và thiết kế mạch đếm người ra vào một cửa tại siêu thị bằng cảm biến laser

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Từ khóa liên quan

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay
Nạp tiền Tải lên
Đăng ký
Đăng nhập