Đang tải... (xem toàn văn)
Với sự phát triển mạnh mẽ cả khoa học kỹ thuật và nền kinh tế ngày một đi lên, mức sống của người dân đang dần được cải thiện. Cùng với đó là sự tăng lên về dân số cũng như sơ sở hạ tầng, nhịp sống đô thị ngày càng tăng. Các công ty nhà máy, xí nghiệp, khu mua sắm được xây dựng ngày càng nhiều để đáp ứng nhu cầu của con người. Mỗi ngày luôn có hàng trăm người ra vào các công ty, hàng ngàn người ra vào các khu mua sắm nên việc đảm bảo an ninh là vấn đề vô cùng cần thiết. Trong đó kể đến vấn đề quản lý số lượng người ra vào mỗi ngày cũng như quản lý các phương tiện giao thông đề phòng mất cắp... Với một số lượng lớn xe ra vào mỗi ngày, việc năm được có bao nhiêu chiếc là hết sức quan trọng để tính được sức chứa còn lại của bãi đỗ, giám sát được số lượng xe một cách liên tụ c tránh hiện tượng mất mát xảy ra. Để giải quyết vấn đề đó thì việc đặt một hệ thống giám sát kiểm tra đếm số lượng xe ra vào bãi đỗ là cần thiết và quan trọng. b) Ý tưởng Sử dụng chip vi xử lý AT89s52 kết hợp các giao tiếp để thực hiện các công việc: Nhận tín hiệu có xe đi qua từ bộ cảm biến hồng ngoại đưa vào vi điều khiển. Hiển thị số lượng xe trong bãi đỗ trên LED 7 đoạn. Hiển thị đèn báo mức chứa xe trong bãi đỗ. Nếu có xe đi qua cổng vào thì bộ cảm biến hồng ngoại phát hiện và đưa tín hiệu điều khiển tới vi xử lý nâng số đếm trên LED 7 đoạn lên 1 đơn vị, nếu có xe đi qua cổng ra thì bộ cảm biến hồng ngoại phát hiện và đưa tín hiệu điều khiển tới vi xử lý hạ số đếm trên LED 7 đoạn lên 1 đơn vị. Khi số xe trong bãi dưới 50 thì đèn xanh sáng, trên 50 thì đèn vàng sáng, đèn xanh tắt, trên 90 thì đèn đỏ sáng, đèn vàng tắt. (Vì phạm vi đề tài chỉ thuộc dạng mô phỏng nên giả dụ với bãi đỗ xe chứa được 100 chiếc) 3 CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ HỌ VI ĐIỀU KHIỂN II. Giới thiệu Bộ vi điều khiển viết tắt là Microcontroller, là mạch tích hợp trên một chip có thể lập trình được, dùng để điều khiển hoạt động của một hệ thống. Theo các tập lệnh của người lập trình, bộ vi điều khiển tiến hành đọc, lưu trữ thông tin, xủa lý thông tin, đo thời gian và tiến hành đóng mở một cơ cấu nào đó. Trong các thiết bị điện dân dụng, các bộ vi điều khiển, điều khiển hoạt động của TV, máy giặt,... Trong hệ thông sản xuất tự động, bộ vi điều khiển được dùng trong robot, dây chuyền tự động. Các hệ thống càng “thông minh” thì vai trò của hệ vi điều khiển càng quan trọng. A .GIỚI THIỆU VỀ VI ĐIỀU KHIỂN 89S52 1. Tổng quan về 89S52 AT89S52 là họ IC vi điều khiển do hãng Atmel sản xuất. Các sản phẩm AT89S52 thích hợp cho những ứng dụng điều khiển. Việc xử lý trên byte và các toán số học ở cấu trúc dữ liệu nhỏ được thực hiện bằng nhiều chế độ truy xuất dữ liệu nhanh trên RAM nội. Tập lệnh cung cấp một bảng tiện dụng của những lệnh số học 8 bit gồm cả lệnh nhân và lệnh chia. Nó cung cấp những hổ trợ mở rộng trên chip dùng cho những biến một bit như là kiểu dữ liệu riêng biệt cho phép quảnlý và kiểm tra bit trực tiếp trong hệ thống điều khiển. AT89S52 cung cấp những đặc tính chuẩn như: 8 KByte bộ nhớ chỉ đọc có thể xóa và lập trình nhanh (EPROM), 128 Byte RAM, 32 đường IO, 3TIMERCOUNTER 16 Bit, 5 vectơ ngắt có cấu trúc 2 mức ngắt, một Port nối tiếp bán song công, 1 mạch dao động tạo xung Clock và bộ dao động ONCHIP.Các đặc điểm của chip AT89S52 được tóm tắt như sau: • 8 KByte bộ nhớ có thể lập trình nhanh, có khả năng tới 1000 chu kỳ ghixoá • Tần số hoạt động từ: 0Hz đến 24 MHz • 3 mức khóa bộ nhớ lập trình • 3 bộ Timercounter 16 Bit • 128 Byte RAM nội. • 4 Port xuất nhập IO 8 bit. • Giao tiếp nối tiếp. • 64 KB vùng nhớ mã ngoài • 64 KB vùng nhớ dữ liệu ngoại. • 4µs cho hoạt động nhân hoặc chia
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG MẠCH GIÁM SÁT SỐ LƯỢNG XE RA VÀO Giáo viên hướng dẫn: ĐẶNG XUÂN VINH Sinh viên thực hiện: HỒ ĐỨC NHẬT TRƯỜNG Lớp Điện tử - Viễn Thông - K35 : / 12 / 2014 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI I.Cơ sở lựa chọn đề tài a) Đặt vấn đề Với phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật kinh tế ngày lên, mức sống người dân dần cải thiện Cùng với tăng lên dân số sơ sở hạ tầng, nhịp sống đô thị ngày tăng Các công ty nhà máy, xí nghiệp, khu mua sắm xây dựng ngày nhiều để đáp ứng nhu cầu người Mỗi ngày có hàng trăm người vào công ty, hàng ngàn người vào khu mua sắm nên việc đảm bảo an ninh vấn đề vô cần thiết Trong kể đến vấn đề quản lý số lượng người vào ngày quản lý phương tiện giao thông đề phòng cắp Với số lượng lớn xe vào ngày, việc năm có quan trọng để tính sức chứa lại bãi đỗ, giám sát số lượng xe cách liên tục tránh tượng mát xảy Để giải vấn đề việc đặt hệ thống giám sát kiểm tra đếm số lượng xe vào bãi đỗ cần thiết quan trọng b) Ý tưởng Sử dụng chip vi xử lý AT89s52 kết hợp giao tiếp để thực công việc: - Nhận tín hiệu có xe qua từ cảm biến hồng ngoại đưa vào vi điều khiển Hiển thị số lượng xe bãi đỗ LED đoạn Hiển thị đèn báo mức chứa xe bãi đỗ Nếu có xe qua cổng vào cảm biến hồng ngoại phát đưa tín hiệu điều khiển tới vi xử lý nâng số đếm LED đoạn lên đơn vị, có xe qua cổng cảm biến hồng ngoại phát đưa tín hiệu điều khiển tới vi xử lý hạ số đếm LED đoạn lên đơn vị Khi số xe bãi 50 đèn xanh sáng, 50 đèn vàng sáng, đèn xanh tắt, 90 đèn đỏ sáng, đèn vàng tắt (Vì phạm vi đề tài thuộc dạng mô nên giả dụ với bãi đỗ xe chứa 100 chiếc) CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ HỌ VI ĐIỀU KHIỂN II Giới thiệu Bộ vi điều khiển viết tắt Micro-controller, mạch tích hợp chip lập trình được, dùng để điều khiển hoạt động hệ thống Theo tập lệnh người lập trình, vi điều khiển tiến hành đọc, lưu trữ thông tin, xủa lý thông tin, đo thời gian tiến hành đóng mở cấu Trong thiết bị điện dân dụng, vi điều khiển, điều khiển hoạt động TV, máy giặt, Trong hệ thông sản xuất tự động, vi điều khiển dùng robot, dây chuyền tự động Các hệ thống “thông minh” vai trò hệ vi điều khiển quan trọng A GIỚI THIỆU VỀ VI ĐIỀU KHIỂN 89S52 Tổng quan 89S52 AT89S52 họ IC vi điều khiển hãng Atmel sản xuất Các sản phẩm AT89S52 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 Tập lệnh cung cấp bảng tiện dụng lệnh số học bit gồm lệnh nhân lệnh chia Nó cung cấp hổ trợ mở rộng chip dùng cho biến bit kiểu liệu riêng biệt cho phép quảnlý kiểm tra bit trực tiếp hệ thống điều khiển AT89S52 cung cấp đặc tính chuẩn như: KByte nhớ đọc xóa lập trình nhanh (EPROM), 128 Byte RAM, 32 đường I/O, 3TIMER/COUNTER 16 Bit, vectơ ngắt có cấu trúc mức ngắt, Port nối tiếp bán song công, mạch dao động tạo xung Clock dao động ON-CHIP.Các đặc điểm chip AT89S52 tóm tắt sau: • KByte nhớ lập trình nhanh, có khả tới 1000 chu kỳ ghi/xoá • Tần số hoạt động từ: 0Hz đến 24 MHz • mức khóa nhớ lập trình • Timer/counter 16 Bit • 128 Byte RAM nội • Port xuất /nhập I/O bit • Giao tiếp nối tiếp • 64 KB vùng nhớ mã • 64 KB vùng nhớ liệu ngoại • 4µs cho hoạt động nhân chia Sơ đồ khối AT89S52 Mô tả chân 89S52 2.1 Sơ đồ chân 89S52 Mặc dù thành viên họ 8051(vídụ 8751, 89S52, 89C51, DS5000) có kiểu đóng vỏ khác nhau, chẳng hạn hai hàng chân DIP (Dual In-Line Pakage), dạng vỏ dẹt vuông QPF (Quad Flat Pakage) dạng chip chân đỡ LLC (Leadless Chip Carrier) chúng có 40 chân cho chức khác vào I/O, đọc RD , ghi WR , địa chỉ, liệu ngắt Cần phải lưu ý số hãng cung cấp phiên 8051 có 20 chân với số cổng vào cho ứng dụng yêu cầu thấp Tuy nhiên hầu hết nhà phát triển sử dụng chíp đóng vỏ 40 chân với hai hàng chân DIP nên ta tập trung mô tả phiên 2.2 Chức chân 89S52 Port 0: từ chân 32 đến chân 39 (P0.0 _P0.7) Port có chức năng: thiết kế cỡ nhỏ không dùng nhớ mở rộng có chức đường IO, thiết kế lớn có nhớ mở rộng kết hợp bus địa bus liệu Port 1: từ chân đến chân (P1.0 _ P1.7) Port port IO dùng cho giao tiếp với thiết bị bên cần Port 2: từ chân 21 đến chân 28 (P2.0 _P2.7) Port port có tác dụng kép dùng đường xuất/nhập byte cao bus địa thiết bị dùng nhớ mở rộng Port 3: từ chân 10 đến chân 17 (P3.0 _ P3.7) Port port có tác dụng kép.Các chân port có nhiều chức năng, có công dụng chuyển đổi có liên hệ đến đặc tính đặc biệt 89S52 bảng sau: PSEN (Program store enable): PSEN tín hiệu ngõ có tác dụng cho phép đọc nhớ chương trình mở rộng thường nối đến chân OE Eprom cho phép đọc byte mã lệnh PSEN mức thấp thời gian 89S52 lấy lệnh Các mã lệnh chương trình đọc từ Eprom qua bus liệu, chốt vào ghi lệnh bên trong89S52 để giải mã lệnh Khi 89S52 thi hành chương trình ROM nội, PSEN ởmức cao ALE (Address Latch Enable): Khi 89S52 truy xuất nhớ bên ngoài, Port có chức bus địa liệu phải tách đường liệu địa Tín hiệu ALE chân thứ 30 dùng làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp đường địa liệu kết nối chúng với IC chốt Tín hiệu chân ALE xung khoảng thời gian port đóng vai trò địa thấp nên chốt địa hoàn toàn tự động EA (External Access): Tín hiệu vào EA (chân 31) thường mắc lên mức mức Nếu mức 1, 89S52 thi hành chương trình từ ROM nội Nếu mức 0, 89S52 thi hành chương trình từ nhớ mở rộng Chân EA lấy làm chân cấp nguồn 21V lập trình cho Eprom 89S52 RST (Reset): Khi ngõ vào tín hiệu đưa lên mức cao chu kỳ máy, ghi bên nạp giá trị thích hợp để khởi động hệ thống Khi cấp điện mạch phải tự động reset Các giá trị tụ điện trở chọn là: R1=10KΩ, C=10µF Các ngõ vào dao động X1, X2: Bộ tạo dao động tích hợp bên 89S52 Khi sử dụng 89S52, người ta cần nối thêm thạch anh tụ Tần số thạch anh tùy thuộc vào mục đích người sử dụng, giá trị tụ thường chọn 33p Tổ chức nhớ bên 89S52 Bộ nhớ 89S52 bao gồm ROM RAM RAM 89S52 bao gồm nhiều thành phần: + phần lưu trữ đa dụng, + phần lưu trữ địa hóa bit, + bank ghi ghi chức đặc biệt AT89S52 có nhớ tổ chức theo cấu trúc Harvard: có vùng nhớ riêng biệt cho chương trình liệu Chương trình liệu chứa bên 89S52 89S52 kết nối với 64K byte nhớ chương trình 64K byte liệu bên Bản đồ nhớ Data bên Chip 89S52 tổ chức sau: - Các bank ghi có địa từ 00H đến 1FH RAM địa hóa bit có địa từ 20H đến 2FH RAM đa dụng từ 30H đến 7FH Các ghi chức đặc biệt từ 80H đến FFH 3.1 RAM đa dụng RAM đa dụng có địa từ 30h – 7Fh truy xuất lần bit cách dùng chế độ định địa trực tiếp hay gián tiếp Các vùng địa thấp từ 00h – 2Fh sử dụng cho mục đích trên, chức đặc biệt đề cập phần sau 3.2 RAM định địa bit Vùng địa từ 20h -2Fh gồm 16 byte thực vùng RAM đa dụng (truy xuất lần bit) hay thực truy xuất lần bit lệnh xử lý bit 3.3 Các bank ghi Vùng địa 00h – 1Fh chia thành bank ghi: bank từ 00h – 07h, bank từ 08h – 0Fh, bank từ 10h – 17h bank từ 18h – 1Fh Các bank ghi đại diện ghi từ R0 đến R7 Sau khởi động hệ thống bank chọn sử dụng Do có bank ghi nên thời điểm có bank ghi truy xuất ghi R0 đến R7 Viêc thay đổi bank ghi thực thông qua ghi từ trạng thái chương trình (PSW) 3.4 Các ghi có chức đặc biệt Các ghi 89S52 định dạng phần RAM chip ghi có địa (ngoại trừ ghi đếm chương trình ghi lệnh ghi bị tác động trực tiếp) Cũng R0 đến R7, 89S52 có 21 ghi có chức đặc biệt (SFR: Special Function Register) vùng RAM nội từ địa 80H đến 0FFH Sau vài ghi đặc biệt thường sử dụng: 3.4.1 Thanh ghi trạng thái chương trình (PSW: Program Status Word) Chức bit trạng thái chương trình - Cờ Carry CY (Carry Flag): Cờ nhớ thường dùng cho lệnh toán học: C =1 phép toán cộng có tràn phép trừ có mượn ngược lại C = phép toán cộng không tràn phép trừ mượn - Cờ Carry phụ AC (Auxiliary Carry Flag): Khi cộng giá trị BCD (Binary Code Decimal), cờ nhớ phụ AC set kết bit thấp nằm phạm vi điều khiển 0AH - 0FH Ngược lại AC = - Cờ (Flag 0): Cờ (F0) bit cờ đa dụng dùng cho ứng dụng người dùng - Những bit chọn bank ghi truy xuất: RS1 RS0 định dãy ghi tích cực Chúng xóa sau reset hệ thống thay đổi phần mềm cần thiết Tùy theo RS1, RS0 = 00, 01, 10, 11 chọn Bank tích cực tương ứng Bank 0, Bank1, Bank2 Bank3 - Cờ tràn OV (Over Flag): Cờ tràn set sau hoạt động cộng trừ có tràn toán học - Bit Parity (P): Bit tự động set hay Clear chu kỳ máy để lập Parity chẵn với ghi A Sự đếm bit ghi A cộng với bit Parity luôn chẵn.Ví dụ A chứa 10101101B bit P set lên để tổng số bit A P tạo thành số chẵn Bit Parity thường dùng kết hợp với thủ tục Port nối tiếp để tạo bit Parity trước phát kiểm tra bit Parity sau thu 3.4.2 Thanh ghi TIMER Vi Điều Khiển 89S52 có timer 16 bit, timer có bốn cách làm việc Người ta sử dụng timer để: - Định khoảng thời gian Đếm kiện Tạo tốc độ baud cho port nối tiếp 89S52 Trong ứng dụng định khoảng thời gian, người ta lập trình timer khoảng đặn đặt cờ tràn timer Cờ dùng để đồng hóa chương trình để thực tác động kiểm tra trạng thái ngõ vào gửi kiện ngõ Các ứng dụng khác sử dụng việc tạo xung nhịp đặn timer để đo thời gian trôi qua hai kiện (ví dụ đo độ rộng xung) 3.4.3 Thanh ghi ngắt (INTERRUPT) Một ngắt xảy điều kiện, kiện mà gây treo tạm thời thời chương trình điều kiện phục vụ chương trình khác.Các ngắt đóng vai trò quan trọng thiết kế cài đặt ứng dụng vi điều khiển Chúng cho phép hệ thống đáp ứng bất đồng với kiện giải kiện chương trình khác thực thi - Tổ chức ngắt 89S52: Có nguồn ngắt 89S52: ngắt ngoài, ngắt từ timer ngắt port nối tiếp Tất ngắt theo bị cấm sau reset hệ thống cho phép phần mềm Mức độ ưu tiên ngắt lưu ghi IP (Interrupt Priority) hay nói cách khác ghi IP cho phép chọn mức ưu tiên cho ngắt (giá trị ghi IP reset 00h) - Các cờ ngắt: Khi điều kiện ngắt xảy ứng với loại ngắt mà loại cờ đặt lên mức cao để xác nhận ngắt 10 - Các vectơ ngắt: Khi chấp nhận ngắt, giá trị nạp vào PC gọi vector ngắt Nó địa bắt đầu ISR cho nguồn tạo ngắt, vector ngắt cho bảng sau : Vector reset hệ thống (RST địa 0000H) để bảng theonghĩa này, giống ngắt: ngắt chương trình nạp cho PC giá trị 11 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ LẬP TRÌNH I.Thiết kế a) Họ IC 78xx IC 7805 Với mạch điện không đòi hỏi độ ổn định điện áp cao, sử dụng IC ổ áp thường người thiết kế sử dụng mạch điện đơn giản Các loại ổn áp thường sử dụng IC 78xx, với xx điện áp ổn áp Ví dụ 7805 ổn áp 5V, 7812 ổn áp 12V Việc dùng loại Ic ổn áp 78xx tương tự b) Điện trở treo Với chân nối nguồn 5vdc chân lại dùng để nối vào chân vi điều khiển 89S52 có tác dụng làm tăng dòng điện làm cho dòng điện khỏe c) LM358N IC LM358 thực nhiệm vụ so sánh tín hiệu vào để đưa tín hiệu chuẩn, nguồn cấp cho IC : 3V-32V Mỗi có thay đổi điện áp chân tín hiệu đầu vào LM358 thực so sánh điện áp với điện áp chuẩn chân để tạo biến đổi tín hiệu đẩu chân 12 d) LED đoạn LED đoạn hay LED (Seven Segment display) linh kiện phổ dụng , dùng công cụ hiển thị đơn giản Trong LED bao gồm LED mắc lại với , mà có tên LED đoạn ,7 LED đơn mắc cho hiển thị số từ - , vài chữ thông dụng, để phân cách người ta dùng thêm led đơn để hiển thị dấu chấm (dot) Các led đơn gọi tên theo chữ A- B -C-D-E-F-G, dấu chấm dot Như muốn hiển thị ký tự ta cần cấp nguồn vào chân led sáng mong muốn LED dù có nhiều biến thể tựu chung có loại : + Chân Anode chung (chân + led mắc chung lại với ) + Chân Catode chung (Chân - led mắc chung với ) * Đối với loại Anode chung : + Chân chân Vcc(nối ngắn mạch lại với , sau nối chung với chân anode led đơn ), muốn led sáng việc nối chân catot xuống mass Điện áp Vcc mass phải lớn 1.3 V cung cấp đủ led sáng, nhiên không cao 3V e) LED * LED thu phát hồng ngoại LED thu LED phát 13 LED phát hồng ngoại phát sóng ánh sáng có bước sóng hồng ngoại, LED thu bình thường có nội trở lớn (khoảng vài trăm kilo ôm ), LED thu bị tia hồng ngoại chiếu vào nội trở giảm xuống ( khoảng vài chục ôm) * LED Báo hiệu mức xe bãi đỗ f) Biến trở Điều chỉnh độ nhạy khối cảm biến hồng ngoại g) Transistor C1815 * Nguyên Lý Hoạt Động Của Mạch: 14 Bình thường Led thu nhận tia hồng ngoại từ led phát điện trở sủa Led thu nhỏ lúc dòng qua chân LM358N cao chân Tín hiệu chân mức thấp C1815 đóng Tín hiệu chân P1_0 mức cao Mạch không đếm, LED thị số Khi có xe qua làm che thi Led thu khiến điện trở Led thu tăng lên Luc dòng qua chân LM358N thấp chân Tín hiệu chân mức cao C1815 mở Tín hiệu chân P1_0 mức thấp Mạch tăg lên đơn vị, LED ti số Cứ Khi số đếm đạt 51 vi điều khiển đưa chân P2_6 mức thấp làm LED vàng sáng, tương tự tới 91 chân P2_7 làm LED đỏ sáng 15 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ: 16 Sơ Đồ Mạch In 17 CODE: #include #define CHUC P2_0 #define DVI P2_1 #define tang P1_0 #define giam P1_1 delay(int time); hien_thi(int number); void main(void) { int phim_tang, phim_giam, sodem, d_vi, hang_chuc, i; sodem = 0; while(1) { phim_tang = tang; if(phim_tang == 0) { sodem++; if(sodem 50 && sodem 90) { P2_7=0;} else { P2_7=1;} if (sodem ==100) { 18 sodem=99; P2_7=0; } while (phim_tang == 0) { phim_tang = tang; hang_chuc = sodem/10; d_vi = sodem - (hang_chuc*10); if (sodem[...]... định của điện áp quá cao, sử dụng IC ổ áp thường được người thiết kế sử dụng vì mạch điện khá đơn giản Các loại ổn áp thường được sử dụng là IC 78xx, với xx là điện áp ổn áp Ví dụ 7805 ổn áp 5V, 7812 ổn áp 12V Vi c dùng các loại Ic ổn áp 78xx tương tự nhau b) Điện trở treo Với các chân 1 nối nguồn 5vdc 8 chân còn lại dùng để nối vào 8 chân ra của vi điều khiển 89S52 có tác dụng làm tăng dòng điện làm... d _vi = sodem - (hang_chuc*10); if (sodem ... đích người sử dụng, giá trị tụ thường chọn 33p Tổ chức nhớ bên 89S52 Bộ nhớ 89S52 bao gồm ROM RAM RAM 89S52 bao gồm nhiều thành phần: + phần lưu trữ đa dụng, + phần lưu trữ địa hóa bit, + bank... từ led phát điện trở sủa Led thu nhỏ lúc dòng qua chân LM358N cao chân Tín hiệu chân mức thấp C1815 đóng Tín hiệu chân P1_0 mức cao Mạch không đếm, LED thị số Khi có xe qua làm che thi Led thu... làm chân cấp nguồn 21V lập trình cho Eprom 89S52 RST (Reset): Khi ngõ vào tín hiệu đưa lên mức cao chu kỳ máy, ghi bên nạp giá trị thích hợp để khởi động hệ thống Khi cấp điện mạch phải tự động