TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN MƠN VĐK LỚP CĐT2-K5 Tiểu luận Thiết kế mơ hình Khóa điện tử hiển thị led đoạn GVHD: Vũ Thị Thu Hương SVTH: Nguyễn Văn Quảng Lê Duy Tú Nguyễn Văn Thái TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN MƠN VĐK LỚP CĐT2-K5 Lời nói đầu Ngày khoa học công nghệ ngày phát triển Cùng với phát triển cơng nghệ tự động hóa ngày ưu tiên đầu tư nghiên cứu phát triển Đại đa số lĩnh vực sản xuất, điều khiển, giám sát, đo lường,… trang bị hệ thống điều khiển hệ thống tự động hóa Một số vi mạch sử dụng Kĩ thuật vi điều khiển Nhờ this ưu việt vi điều khiển như: khả lập trình phù hợp với thiết kế nhỏ lớn giao tiếp với thiết bị ngoại vi máy tính đem lại hồn hảo, độ xác tính mềm dẻo cao Vi điều khiển quản lý điều khiển hoạt động hệ thống thông qua phần mềm, nhờ ta thay đổi mở rộng hoạt động cách dễ dàng Vi điều khiển hoạt động theo chương trình nạp sẵn, đọc tín hệu từ bên ngồi đưa vào sau lưu trữ xử lí, sở đưa thơng báo, tín hiệu điều khiển thiết bị bên ngồi hoạt đơng theo thong số u cầu hệ thống Ngồi vi điều khiển có mặt nhiều sản phẩm công nghiệp tiêu dùng Để hiểu phần chức ứng dụng vi điều khiển nhóm em chọn đề tài Thiết kế mơ hình Khóa điện tử hiển thị led đoạn để nghiên cứu thực Nội dung báo cáo gồm phần: I – Cơ sở lý thuyết II – Nội dung thiết kế III – Kết luận GVHD: Vũ Thị Thu Hương SVTH: Nguyễn Văn Quảng Lê Duy Tú Nguyễn Văn Thái TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN MƠN VĐK LỚP CĐT2-K5 Trong trình thực đề tài, cố gắng song hạn chế thời gian, kiến thức kinh ngiệm thực tế nên chúng em khơng tránh khỏi nhiều thiếu sót Chúng em mong nhận ý kiến đóng góp thầy cô bạn để đề tài chúng em hoàn thiện Cuối chúng em xin chân thành cảm ơn cô Vũ Thị Thu Hương thầy cô giáo môn hươngs dẫn tận tình, giúp đỡ chúng em hồn thiện đề tài GVHD: Vũ Thị Thu Hương SVTH: Nguyễn Văn Quảng Lê Duy Tú Nguyễn Văn Thái TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN MƠN VĐK LỚP CĐT2-K5 Thiết kế mơ hình khóa điện tử hiển thị led đoạn I – Cơ sở lý thuyết – Giới thiệu tổng quan họ Vi điều khiển 8051 AT89S52 vi điều khiển bit, chế tạo theo công nghệ CMOS chất lượng cao, công suất thấp với KB PEROM (Flash Programeable and erasable read only memory) Các đặc điểm 89S52 tóm tắt sau: - 4KB nhớ, lập trình lại nhanh, có khả ghi xóa tới 1000 chu kỳ - Tần số hoat động từ Hz 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 - Xử lý Boolean (hoạt động bit đơn) - 210 vị trí nhớ định vị bit - 4μs cho hoạt động nhân chia a – Sơ đồ khối sơ đồ chân AT89S52 GVHD: Vũ Thị Thu Hương SVTH: Nguyễn Văn Quảng Lê Duy Tú Nguyễn Văn Thái TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN MÔN VĐK LỚP CĐT2-K5 INT1\ INT0\ SERIAL PORT TEMER0 TEMER1 TEMER2 8032\8052 128 byte RAM 8032\8052 INTERRUPT CONTROL OTHER REGISTER 128 byte RAM ROM 0K: 8031\8032 4K:8951 8K:8052 TEMER2 8032\8052 TEMER1 TEMER1 CPU BUS CONTROL OSCILATOR ALE\ PSEN\ EA\ RST SERIAL PORT I/O PORT P0 P P P Address\Data TXD RXD Hình – Sơ đồ khối AT89S52 Hình – Sơ đồ chân AT89S52 GVHD: Vũ Thị Thu Hương SVTH: Nguyễn Văn Quảng Lê Duy Tú Nguyễn Văn Thái TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN MƠN VĐK LỚP CĐT2-K5 b – Chức chân AT89S52 + Port (P0.0 – P0.7 hay chân 32 – 39): Ngoài chức xuất nhập ra, port bus đa hợp liệu địa (AD0 – AD7), chức sử dụng AT89S52 giao tiếp với thiết bị ngồi có kiến trúc bus Hình – Port + Port (P1.0 – P1.7 hay chân – 8): có chức xuất nhập theo bit byte Ngoài ra, chân P1.5, P1.6, P1.7 dùng để nạp ROM theo chuẩn ISP, chân P1.0 P1.1 dùng cho Timer Hình – Port GVHD: Vũ Thị Thu Hương SVTH: Nguyễn Văn Quảng Lê Duy Tú Nguyễn Văn Thái TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN MÔN VĐK LỚP CĐT2-K5 + Port (P2.0 – P2.7 hay chân 21 – 28): port có cơng dụng kép Là đường xuất nhập byte cao bus địa thiết kế dùng nhớ mở rộng Hình – Port + Port (P3.0 – P3.7 hay chân 10 – 17): chân port chức xuất nhập cịn có số chức đặc biệt sau: Bit P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 Tên RXD TXD INT0 INT1 T0 T1 WR RD GVHD: Vũ Thị Thu Hương Chức chuyển đổi Dữ liệu nhận cho port nối tiếp Dữ liệu truyền cho port nối tiếp Ngắt bên Ngắt bên Ngõ vào Timer/Counter Ngõ vào Timer/Counter Xung ghi nhớ liệu Xung đọc nhớ liệu SVTH: Nguyễn Văn Quảng Lê Duy Tú Nguyễn Văn Thái TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN MƠN VĐK LỚP CĐT2-K5 Hình – Port + RST (Reset – chân 9): mức tích cực chân mức 1, để reset ta phải đưa mức (5V) đến chân với thời gian tối thiểu chu kỳ máy (tương đương 2µs thạch anh 12MHz + XTAL 1, XTAL 2: AT89S52 có dao động chip, thường nối với dao động thạch anh có tần số lớn 33MHz, thôn thường 12MHz + EA (External Access): EA thường mắc lên mức cao (+5V) mức thấp (GND) Nếu mức cao, vi điều khiển thi hành chương trình từ ROM nội Nếu mức thấp, chương trình thi hành từ nhớ mở rộng + ALE (Address Latch Enable): ALE tín hiệu để chốt địa vào ghi bên nửa đầu chu kỳ nhớ Sau đường port dùng để xuất nhập liệu nửa chu kỳ sau nhớ + PSEN (Program Store Enable): PSEN điều khiển phép nhớ chương trình mở rộng thường nối với đến chân /OE (Output Enable) EPROM phép đọc bytes mã lệnh PSEN mức thấp thời gian đọc lệnh Các mã nhị phân chương trình đọc từ EPROM qua Bus chốt vào ghi lệnh vi điều khiển để giải GVHD: Vũ Thị Thu Hương SVTH: Nguyễn Văn Quảng Lê Duy Tú Nguyễn Văn Thái TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN MƠN VĐK LỚP CĐT2-K5 mã lệnh Khi thi hành chương trình ROM nội, PSEN mức thụ động (mức cao) + Vcc, GND: AT89S52 dùng nguồn chiều có dải điện áp từ 4V – 5.5V cấp qua chân 40 (Vcc) chân 20 (GND) II Nội Dung – Phần lập trình mơ a – Phần lập trình # include "regx51.h" #define C1 P1_0 #define C2 P1_1 #define C3 P1_2 #define C4 P1_3 #define H1 P1_4 #define H2 P1_5 #define H3 P1_6 #define H4 P1_7 #define led6 P2_2 #define led5 P2_3 #define led4 P2_4 #define led3 P2_5 #define led2 P2_6 #define led1 P2_7 #define dung P3_6 #define sai P3_7 char key; long int number_key,key_true; unsigned char led_code[10]={0x81,0xb7,0xc2,0x92,0xb4,0x98,0x88,0xb3,0x80,0x90}; unsigned char h[6]={0,0,0,0,0,0}; char index =0,set=0,enter =0,clear =0; void delay(); void ghep_so(); void scan_key(); void ht1(long int number); GVHD: Vũ Thị Thu Hương SVTH: Nguyễn Văn Quảng Lê Duy Tú Nguyễn Văn Thái TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN MÔN VĐK LỚP CĐT2-K5 void scan_key() { C1 = 0; C2= 1; C3= 1; C4= 1; delay(); if( H1 ==0) { while( H1 ==0){}; key =1; h[index] = key; index = index +1; } else if( H2 ==0) {while( H2 ==0){}; key =5; h[index] = key;index = index +1; } else if( H3 ==0) {while( H3 ==0){}; key =9;h[index] = key;index = index +1; } else if( H4 ==0) {while( H4 ==0){}; set=1; } //key =13; C1 = 1; C2 = 0; C3= 1; C4= 1; delay(); if( H1 ==0) {while( H1 ==0){};key =2; h[index] = key;index = index +1; } else if( H2 ==0) {while( H2 ==0){};key =6; h[index] = key;index = index +1;} else if( H3 ==0) {while( H3 ==0){};key =10; h[index] = key;index = index +1;} else if( H4 ==0) {while( H4 ==0){};key =0; h[index] = key;index = index +1;} //key =14; C1 = 1; C2 = 1; C3= 0; C4= 1; delay(); if( H1 ==0) {while( H1 ==0){};key =3; h[index] = key;index = index +1;} else if( H2 ==0){while( H2 ==0){}; key =7; h[index] = key;index = index +1;} else if( H3 ==0) {while( H3 ==0){}; key =11; h[index] = key;index = index +1;} else if( H4 ==0) {while( H4 ==0){}; clear =1;} //key =15; C1 = 1; C2 = 1; C3= 1; C4= 0; delay(); if( H1 ==0) {while( H1 ==0){};key =4; h[index] = key;index = index +1; } else if( H2 ==0){while( H2 ==0){}; key =8; h[index] = key;index = index +1;} else if( H3 ==0) {while( H3 ==0){}; key =12; h[index] = key;index = index +1;} else if( H4 ==0) {while( H4 ==0){}; enter =1; } //key =16; //number_key = key; //h[index] = key; // index = index +1; if( index > 5) index =0; } void ghep_so() { number_key = h[0]*100000 + h[1]*10000+ h[2]*1000 +h[3]*100 + h[4]*10 +h[5] ; } void ht1(long int number) GVHD: Vũ Thị Thu Hương 10 SVTH: Nguyễn Văn Quảng Lê Duy Tú Nguyễn Văn Thái TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN MƠN VĐK LỚP CĐT2-K5 { char tramnghin, chucnghin, nghin, tram, chuc, donvi; tramnghin = number/100000; chucnghin = (number%100000)/10000; nghin = (((number%100000)%10000))/1000; tram = ((((number%100000)%10000))%1000)/100; chuc = (((((number%100000)%10000))%1000)%100)/10; donvi = (((((number%100000)%10000))%1000)%100)%10; P0 = led_code[tramnghin]; led6 =0; delay(); led6 =1; P0 = led_code[chucnghin]; led5 =0; delay(); led5 =1; P0 = led_code[nghin]; led4 =0; delay(); led4 =1; P0 = led_code[tram]; led3 =0; delay(); led3 =1; P0 = led_code[chuc]; led2 =0; delay(); led2 =1; P0 = led_code[donvi]; led1 =0; delay(); led1 =1; } void main() { P1 = 0xFF; P0 = 0xff; P2 = 0xff; P3 = 0x00; GVHD: Vũ Thị Thu Hương 11 SVTH: Nguyễn Văn Quảng Lê Duy Tú Nguyễn Văn Thái TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN MƠN VĐK LỚP CĐT2-K5 number_key =0; key_true = 123456; dung =0; sai =1; while(1) { scan_key(); ghep_so(); ht1(number_key); if (set ==1) { ghep_so(); key_true = number_key; set =0; } if (enter ==1) { if(number_key == key_true) { dung =1; sai =0; } else { dung =0; sai =1; } enter =0; } if(clear ==1) { h[0] =0; h[1] =0;h[2] =0;h[3] =0;h[4] =0; number_key=0; clear=0; index=0; } h[5] =0; } } void delay() { unsigned int i; for( i=0; i< 500; i++); } b – Phần mô GVHD: Vũ Thị Thu Hương 12 SVTH: Nguyễn Văn Quảng Lê Duy Tú Nguyễn Văn Thái TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN MƠN VĐK LỚP CĐT2-K5 – Mạch nguyên lý mạch in GVHD: Vũ Thị Thu Hương 13 SVTH: Nguyễn Văn Quảng Lê Duy Tú Nguyễn Văn Thái TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN MƠN VĐK LỚP CĐT2-K5 Hình – Sơ đồ mạch nguyên lý GVHD: Vũ Thị Thu Hương 14 SVTH: Nguyễn Văn Quảng Lê Duy Tú Nguyễn Văn Thái TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN MƠN VĐK LỚP CĐT2-K5 Hình 10 – Sơ đồ mạch in III – Kết luận – Ưu điểm - Hiển thị đầy đủ rõ nét kí tự yêu cầu - Bàn phím linh hoạt - Có thể thay đổi mật - Mạch có tín hiệu chng đóng mở khóa - Mạch hiển thị LED đoạn nên dễ dàng cho người sử dụng theo dõi kí tự hiển thị dù điều kiện thiếu ánh sáng - Mạch thiết kế nhỏ gọn, dễ sử dụng, tiện lợi dùng nhiều loại nguồn: pin, acquy, nguồn điện xoay chiều,… nên động – Nhược điểm - Mật bị giới hạn kí tự GVHD: Vũ Thị Thu Hương 15 SVTH: Nguyễn Văn Quảng Lê Duy Tú Nguyễn Văn Thái TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN MƠN VĐK LỚP CĐT2-K5 - Các kí tự hiển thị chưa linh hoạt hình LCD – Hướng cải tiến, phát triển - Nghiên cứu, ứng dụng họ vi điều khiển khác - Tích hợp thêm nhiều tính khác như: báo cháy, báo rị khí gas, tiết kiệm điện năng… GVHD: Vũ Thị Thu Hương 16 SVTH: Nguyễn Văn Quảng Lê Duy Tú Nguyễn Văn Thái TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN MƠN VĐK LỚP CĐT2-K5 Mục lục Trang I – Cơ sở lý thuyết – Giới thiệu tổng quan họ Vi điều khiển 8051 a – Sơ đồ khối sơ đồ chân AT89S52 b – Chức chân AT89S52 II – Nội dung 11 1– Phần lập trình mơ 13 a – Phần lập trình 13 b – Phần mơ 16 – Mạch nguyên lý mạch in 17 III – Kết luận 19 – Ưu điểm 19 – Nhược điểm 19 – Hướng cải tiến, phát triển 20 GVHD: Vũ Thị Thu Hương 17 SVTH: Nguyễn Văn Quảng Lê Duy Tú Nguyễn Văn Thái ... = led_ code[tramnghin]; led6 =0; delay(); led6 =1; P0 = led_ code[chucnghin]; led5 =0; delay(); led5 =1; P0 = led_ code[nghin]; led4 =0; delay(); led4 =1; P0 = led_ code[tram]; led3 =0; delay(); led3 ... P1_5 #define H3 P1 _6 #define H4 P1 _7 #define led6 P2_2 #define led5 P2_3 #define led4 P2_4 #define led3 P2_5 #define led2 P2 _6 #define led1 P2 _7 #define dung P3 _6 #define sai P3 _7 char key; long... thống Ngoài vi điều khiển có mặt nhiều sản phẩm công nghiệp tiêu dùng Để hiểu phần chức ứng dụng vi điều khiển nhóm em chọn đề tài Thiết kế mơ hình Khóa điện tử hiển thị led đoạn để nghiên cứu