LỜI CẢM ƠN Sau thời gian thực đồ án “Ứng dụng vi điều khiển 89C51 vào thiết kế hệ thống đóng mở cửa tự động bật tắt đèn thông minh” em hoàn thành Đồ án phát triển phần nhờ nỗ lực tìm hiểu thân, phần nhờ hướng dẫn tận tình, chu đáo cô giáo Nguyễn Thị Dung Cô bảo cho em bước để thực cô vạch hướng phát triển đắn để em thực đồ án cách tốt đẹp Bên cạnh em có quan tâm, giúp đỡ thầy cô giáo môn, nguồn động viên to lớn để em thực tốt đồ án Em xin cảm ơn gia đình, bạn bè người giúp đỡ em nhiều lúc em gặp khó khăn thử thách Qua đây, lần em muốn nói lên lòng biết ơn to lớn đến tất người, người giúp đỡ em thời gian qua Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, tháng năm 2012 Sinh viên thực Trần Anh Tuấn LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan: Những nội dung đồ án em thực hướng dẫn trực tiếp cô giáo hướng dẫn: Nguyễn Thị Dung Mọi tham khảo dùng đồ án trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên công trình, thời gian, địa điểm công bố Mọi chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá, em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm Sinh viên thực Trần Anh Tuấn MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 10 LỜI NÓI ĐẦU 11 CHƯƠNG 12 TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN 12 1.1 Giới thiệu chung cấu trúc vi điều khiển 12 1.2Sơ đồ 14 1.2.1 Sơ đồ khối 14 1.2.2 Sơ đồ chân 15 1.3Tổ chức nhớ 17 1.3.1Tổ chức nhớ 18 1.3.2Bộ nhớ (External memory): .19 1.4Hoạt động Timer AT89C51 20 CHƯƠNG 29 KHẢO SÁT PHÂN TÍCH HỆ THỐNG ĐÓNG MỞ CỬA TỰ ĐỘNG VÀ BẬT TẮT ĐÈN 29 2.1 Khảo sát hệ thống 29 2.2 Phân tích hệ thống 37 2.2.1 Phân tích .37 2.2.2 Sơ đồ khối 39 2.2.3 Chức khối .39 2.3 Các linh kiện sử dụng mạch 43 2.4.1 Sơ đồ nguyên lý mạch 49 49 2.4.2 Sơ đồ thuật toán 51 2.4.3 Chương trình cho vi điều khiển 52 CHƯƠNG 59 CÀI ĐẶT CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG VÀ XÂY DỰNG MẠCH PHẦN CỨNG .59 3.1 Mạch mô .59 3.2 Kết mô 60 3.3 Sơ đồ mạch in 64 KẾT LUẬN 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 DANH MỤC HÌNH LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 10 LỜI NÓI ĐẦU 11 CHƯƠNG 12 TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN 12 1.1 Giới thiệu chung cấu trúc vi điều khiển 12 1.2Sơ đồ 14 1.2.1 Sơ đồ khối 14 Hình 1.1 sơ đồ khối MSC-51 14 1.2.2 Sơ đồ chân 15 Hình 1.2 Sơ đồ chân AT89C51 .15 1.3Tổ chức nhớ 17 Hình 1.3 Các vùng nhớ AT89C51 17 1.3.1Tổ chức nhớ 18 1.3.2Bộ nhớ (External memory): .19 1.4Hoạt động Timer AT89C51 20 Hình1.4 Biểu đồ thời gian 21 Hình1.5 Sơ đồ mode .23 Hình1.6 Sơ đồ mode .24 Hình 1.7 Sơ đồ Mode2 .24 Hình 1.8 Sơ đồ Mode3 .24 Hình1.9 Nguồn cấp xung nhịp 25 CHƯƠNG 29 KHẢO SÁT PHÂN TÍCH HỆ THỐNG ĐÓNG MỞ CỬA TỰ ĐỘNG VÀ BẬT TẮT ĐÈN 29 2.1 Khảo sát hệ thống 29 Hình 2.1 Cửa trượt tự động .31 Hình 2.2 Cửa mở cánh tự động 32 Hình 2.3 Cửa mở trượt gấp tự động 33 Hình 2.4 Cửa trượt lớp tự động 33 Hình 2.5 điều khiển giá đỡ cửa trượt xếp lớp 34 Hình 2.6 Cửa trượt cánh cong tự động 34 Hình 2.7 Ray cửa trượt cánh cong tự động 35 Hình 2.8 Cửa xoay tự động 35 Hình 2.9 Cơ cấu quay cửa cánh cong tự động 36 2.2 Phân tích hệ thống 37 2.2.1 Phân tích .37 2.2.2 Sơ đồ khối 39 Hình 2.11 Sơ đồ khối 39 2.2.3 Chức khối .39 Hình 2.12 Cảm biến hồng ngoại KC7786 41 Hình 2.13 Bộ điều khiển cảm biến .41 Hình 2.14 Vị trí gắn cảm biến cửa tự động 42 2.3 Các linh kiện sử dụng mạch 43 Hình 2.16 Cảm biến hồng ngoại 44 Hình 2.17 Động chiều 45 Hình 2.19 Rơle trung gian kiểu chân cắm 47 Hình 2.20 Sơ đồ chân SEG-COM-ANODE hình ảnh minh họa 48 Hình 2.21 Một số loại tụ điện 49 2.4.1 Sơ đồ nguyên lý mạch 49 49 Hình 2.22 Sơ đồ nguyên lý mạch .49 2.4.2 Sơ đồ thuật toán 51 2.4.3 Chương trình cho vi điều khiển 52 CHƯƠNG 59 CÀI ĐẶT CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG VÀ XÂY DỰNG MẠCH PHẦN CỨNG .59 3.1 Mạch mô .59 Hình 3.0 Mạch mô 59 3.2 Kết mô 60 Hình 3.1 Khi số chưa có người vào 60 Hình 3.2 Đèn thứ bật 61 Hình 3.3 Đèn thứ hai bật 62 Hình 3.4 Cài đặt số người 63 3.3 Sơ đồ mạch in 64 Hình 3.5 Sơ đồ mạch in 64 KẾT LUẬN 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT - EPROM: Erasable Programmable Read Only Memory - CMOS: Complementary Metal Oxide Semiconductor - CISC: Complex Instruction Set Computer - PSEN: Program Store Enable - ALE: Address Latch Enable - RST: Reset - ROM: Read Only Memory - RAM: Random Access Memory - SRAM: Static Random Access Memory - EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read Only Memory - SFR: Special Function Register - MSB: Most Significant Bit - LSB: Least Significant Bit - PEROM: Flash Programmable And Erasable Read Only Memory - PCON: Power Control Register - LED: Light Emitting Diode - IC: Integrated Circuit - TTL: Transistor-Transistor Logic - DC: Direct Current 10 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, xã hội đại bắt gặp nhiều loại cửa đóng mở tự động nơi công cộng Việc sử dụng loại cửa tự động góp phần tăng sang trọng đại cho nơi sử dụng mà giúp tiết kiệm thời gian, đem đến tiện lợi cho người qua lại Chính mà từ đời cửa tự động không ngừng tiến, đại hóa để đáp ứng nhu cầu người sử dụng Nhìn chung cửa tự động loại thiết bị thay cho loại cửa thông thường, có chức tự động cảm nhận người qua lại, tự động mở có người cần qua tự động đóng lại không người qua lại Ưu điểm loại cửa hoàn toàn tự động không cần điều khiển người, hoạt động liên tục, xác 24/24 ngày Việc sử dụng loại tự động trở thành nhu cầu gần thiếu nơi công cộng khách sạn, nhà ga, sân bay, siêu thị… Cửa tự động thiết bị phục vụ cho việc vào người nên đòi hỏi: Sự hoạt động xác cao hoàn toàn tự động Bên cạnh thường lắp đặt mặt tiền nơi vào tòa nhà nên đòi hỏi cần phải có tính thẩm mỹ cao mang lại sang trọng cho nơi sử dụng Với ưu điểm loại tự động sử dụng ngày rộng rãi Vì em định chọn đề tài đồ án tốt nghiệp “Ứng dụng vi điều khiển 89C51 vào thiết kế hệ thống đóng mở cửa tự động bật tắt đèn thông minh” Sau thời gian học tập nghiên cứu với nỗ lực thân em hoàn thành nhiệm vụ thiết kế mô hình cửa tự động bật tắt đèn thông minh 11 Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô môn giúp đỡ tận tình đặc biệt cảm ơn cô hướng dẫn Nguyễn Thị Dung Mô hình không tránh khỏi thiếu sót, em mong bảo thầy, cô để sản phẩm hoàn thiện ứng dụng vào thực tế Sinh viên thực Trần Anh Tuấn CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN 1.1 Giới thiệu chung cấu trúc vi điều khiển a Giới thiệu Họ vi điều khiển MCS-51 Intel sản xuất vào năm 1980 IC thiết kế cho ứng dụng hướng điều khiển MCS-51 họ vi điều khiển sử dụng chế CISC (Complex Instruction Set Computer), có độ dài thời gian thực thi lệnh khác Tập lệnh cung cấp cho MCS-51 có lệnh dùng cho điều khiển xuất / nhập tác động đến bit MCS-51 bao gồm nhiều vi điều khiển khác nhau, vi điều khiển 8051 có 4KB ROM, 128 byte RAM 8031, ROM nội, phải sử dụng nhớ AT89C51 Microcomputer bit, loại CMOS có tốc độ cao công suất thấp với nhớ flash lập trình Nó sản xuất với công nghệ nhớ không bay mật độ cao hãng Atmel tương thích với chuẩn công nghiệp 80C51 80C52 chân lệnh Vì lý đó, kể từ sau dùng thuật ngữ “80C51” 8051 b Cấu trúc vi điều khiển AT89C51 AT89C51 vi điều khiển Atmel sản xuất, chế tạo theo công nghệ CMOS có đặc tính sau: - KB PEROM (Flash Programmable and Erasable Read Only Memory), có khả tới 1000 chu kỳ ghi xoá 12 2.4.3 Chương trình cho vi điều khiển //******************************************************** #include //************ đinh nghia cac bien************************ #define led7_data P0 #define led7_1 P2_7 #define led7_2 P2_6 #define led7_3 P2_5 #define led7_4 P2_4 #define nut_tang P1_0 #define nut_giam P1_1 #define nut_ok P1_2 #define nut_reset P1_3 #define cambien1 P3_1 #define cambien2 P3_2 #define den1 P2_1 #define den2 P2_0 #define dc P2_3 #define chieudc P2_2 #define bat 52 #define tat #define thuan #define nguoc #define chay #define dung //************* 7seg_code******************************** Const unsigned char font_7seg[14]={0x03,0x9f,0x25,0x0d,0x99,0x49,0x41,0x1f,0x01,0x09,0xed,0xf d,0x13}; unsigned int so_nguoi=0, dat_songuoi =20; unsigned char hienthi_songuoi=1; unsigned int counter; bit co=tat; //************* Ham delay _ms****************************** void delay_ms (unsigned char delay) { unsigned char i=121; while(delay ) { while(i ){;} } } // void timer0 (void) interrupt using { if (co==bat) { 53 counter++; } if (counter==150) {dc=dung;} if (counter==350) {chieudc=nguoc;} if (counter>=360) {dc=chay;} if (counter>=500) {dc=dung; co=tat;} } //************* Ham hien thi 7seg ************************* void hien_thi() { unsigned char x,y,z,t; if (hienthi_songuoi) { x= 12; y= 10; z= so_nguoi/10; t= so_nguoi%10; } else { x=11; y=11; z= dat_songuoi/10; t= dat_songuoi%10; } led7_1=0; //bat led led7_data=font_7seg[x]; 54 delay_ms(2); led7_data=0xff; led7_1=1; // led7_2=0; led7_data=font_7seg[y]; delay_ms(2); led7_data=0xff; led7_2=1; // led7_3=0; led7_data=font_7seg[z]; delay_ms(2); led7_data=0xff; led7_3=1; // led7_4=0; led7_data=font_7seg[t]; delay_ms(2); led7_data=0xff; led7_4=1; } // void QuetPhim() { unsigned char i; // -if (nut_tang==0) { hienthi_songuoi=0; 55 if (dat_songuoi[...]... động trực tiếp vào vì thế nó cũng gây nhiều phiền phức cho người sử dụng Vi c thiết kế ra một loại cửa tiện ích, một hệ thống đèn điện thông minh, đa năng hơn, phục vụ tốt hơn cho đời sống con người là vô cùng cần thiết Xuất phát từ nhu cầu đó ta thiết kế một hệ thống đóng mở cửa tự động và bật tắt đèn thông minh, khi người dùng sử dụng thì không cần phải tác động trực tiếp vào cửa và công tắc điện... hoạt và thông báo có đột nhập Có thể đóng mở cửa một cách dễ dàng và thuật tiện trong khoảng cách 50m và trong mọi điều kiện thời tiết nhờ bộ điều khiển từ xa 2.2 Phân tích hệ thống 2.2.1 Phân tích a Các yêu cầu của mô hình 37 - Kích thước gọn gàng - Hệ thống cơ hoạt động tốt - Hệ thống điện tốt, hoạt động đúng theo thiết kế - Hệ thống cửa đáp ứng mọi yêu cầu đặt ra - Hệ thống đèn điện thông minh đáp ứng. .. cánh cửa càng trở nên tuyệt với hơn Nguyên lý cửa tự động đóng khi không có người, mở khi có người qua lại - Cửa mở cánh tự động – Automatic swing door Hình 2.2 Cửa mở cánh tự động Dựa trên sự phát triển của các loại cửa mở cánh sử dụng bản lề thông thường cửa mở cánh tự động thực sự tạo nên một phong cách mới cho công nghệ sản xuất cửa tự động đó là hiện đại và tiện lợi Khi không có chỗ để lắp ray cửa. .. chuyển điều khiển JNZ rel JC rel JNC rel JB bit, rel JNB bit, rel - Nhóm lệnh xử lý bit CLR bit SETB C CHƯƠNG 2 KHẢO SÁT PHÂN TÍCH HỆ THỐNG ĐÓNG MỞ CỬA TỰ ĐỘNG VÀ BẬT TẮT ĐÈN 2.1 a Khảo sát hệ thống Giới thiệu chung 29 Trong xã hội văn minh hiện đại, cửa và đèn điện là một bộ phận không thể thiếu được trong từng công trình kiến trúc Nhưng hầu hết vi c đóng mở cửa và bật tắt đèn đều là con người tác động. .. tín hiệu khởi động động cơ mở cửa Động cơ được điều khiển ở nhiều cấp tốc độ, khi bắt đầu mở cửa động cơ quay nhanh sau đó chạy chậm dần và dừng lại cửa được mở hoàn toàn Khi có người đi qua, cửa bắt đầu đóng, động cơ chạy nhanh sau đó chạy chậm dần và dừng lại, cửa được đóng hoàn toàn Vi c giảm tốc độ cuối mỗi hành trình đóng mở cửa làm giảm động năng của cửa giúp dường chính xác cánh cửa và không gây... biệt hệ thống này được sử dụng ở những nơi công sở, các phòng họp thì cửa tự động giúp cho quá trình lưu thông qua cửa được nhanh chóng dễ dàng, có thể kiểm soát được số lượng người trong phòng và áp dụng được hệ thống bật tắt đèn thông minh giúp tiết kiệm được điện và đảm bảo được sáng trong phòng b Một số loại cửa tự động hiện nay Hiện nay trên thị trường có nhiều loại cửa tự động như: cửa kéo, cửa. .. trình cửa cong tự động Dường như có một sự cách điệu từ cửa trượt và cửa mở cánh thông thường để tạo nên sự khác biệt của cửa cong tự động đó là sự mềm mại và tính tiện dụng Chỉ cần kết hợp 2 bộ cửa cong, chúng ta đã có một hệ thống cửa tự động liên hoàn khép kín gọi là: Phòng ngăn gió, nó thực sự thích hợp với những công trình sử dụng điều hòa không khí trung tâm hoặc muốn ngăn chặn tối đa bụi và gió... pháp cửa mở cánh tự động là giải pháp tối ưu, người sử dụng hoàn toàn không còn phải bận tâm về chiều rộng của nơi lắp đặt Khi có người vào thì cửa sẽ tránh được va chạm người hoặc đồ vật trong phạm vi hoạt động của cửa Toàn bộ bộ điều khiển, mô tơ của cửa đều nằm gọn trong hộp kỹ thuật kích thước nhỏ gọn ngay trên khung cửa nên có thể lặp cho cửa nhôm kính, cửa gỗ hoặc cửa thép - Cửa mở trượt gấp tự động. .. chọn: Đèn báo sáng, còi báo động, UPS, mắt hồng ngoại (sensor), card điều khiển trung tâm, hẹn giờ đóng cửa Cửa cuốn động phù hợp với mọi công trình: Nhà ở - cửa hàng – ki ốt – kho hàng – nhà xưởng Gara ô tô – siêu thị … Motor của cửa cuốn tự động dùng điện áp 24v DC không gây nguy hiểm cho người sử dụng Khi đóng cửa, hệ thống motor sẽ tự động khóa bộ ly hợp, khi chốt ly hợp bị mở/ gẫy thì còi báo động. .. 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 Bật tắt đèn thông minh thì dựa vào 2 cảm biến bên trong và bên ngoài để đếm số lượng người ở trong phòng để bật tắt đèn tùy theo yêu cầu của người sử dụng c Mục đích của vi c thiết kế 38 ... nơi sử dụng Với ưu điểm loại tự động sử dụng ngày rộng rãi Vì em định chọn đề tài đồ án tốt nghiệp Ứng dụng vi điều khiển 89C51 vào thiết kế hệ thống đóng mở cửa tự động bật tắt đèn thông minh ... ích, hệ thống đèn điện thông minh, đa hơn, phục vụ tốt cho đời sống người vô cần thiết Xuất phát từ nhu cầu ta thiết kế hệ thống đóng mở cửa tự động bật tắt đèn thông minh, người dùng sử dụng. .. lý cửa tự động đóng người, mở có người qua lại - Cửa mở cánh tự động – Automatic swing door Hình 2.2 Cửa mở cánh tự động Dựa phát triển loại cửa mở cánh sử dụng lề thông thường cửa mở cánh tự động