Với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật đặc biệt là ngành điện tử đã
ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp. Trong lĩnh vực điều khiển, từ khi công nghệ
chế tạo loại vi mạch lập trình phát triển đã đem đến các kĩ thuật điều khiển hiện đại có
nhiều ưu điểm hơn so với việc sử dụng các mạch điều khiển lắp ráp bằng các linh kiện
rời như kích thước nhỏ, giá thành rẻ, độ làm việc tin cậy, công suất tiêu thụ nhỏ.
Ngày nay, trong lĩnh vực điều khiển đã được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị, sản
phẩm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt hàng ngày của con người như máy giặt, đồng hồ
báo giờ. đã giúp cho đời sống của chúng ta ngày càng hiện đại và tiện nghi hơn.
32 trang |
Chia sẻ: lecuong1825 | Lượt xem: 1581 | Lượt tải: 3
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Thiết kế, chế tạo bảo vệ xe máy, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1
:
CH TẠO BỘ BẢO VỆ XE MÁY.
ƢỚ : NGUYỄ Ũ ẮNG
Ệ : ƢƠ Ă ẮNG
TRẦ Ă
Ớ : 112122
: Ệ Ệ
2
ƢỚ
............................................................................................................................. ........
.....................................................................................................................................
............................................................................................................................. ........
.....................................................................................................................................
............................................................................................................................. ........
.....................................................................................................................................
............................................................................................................................. ........
.....................................................................................................................................
............................................................................................................................. ........
.....................................................................................................................................
............................................................................................................................. ........
.....................................................................................................................................
............................................................................................................................. ........
.....................................................................................................................................
............................................................................................................................. ........
.....................................................................................................................................
............................................................................................................................. ........
.....................................................................................................................................
............................................................................................................................. ........
............................................................................................................................. ........
................................................................................................................. ....................
3
Ả Ệ
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
............................................................................................................................. ........
.....................................................................................................................................
............................................................................................................................. ........
.....................................................................................................................................
............................................................................................................................. ........
.....................................................................................................................................
............................................................................................................................. ........
.....................................................................................................................................
............................................................................................................................. ........
.....................................................................................................................................
............................................................................................................................. ........
................................................................................................................................... ..
............................................................................................................................. ........
............................................................................................................................. ........
.....................................................................................................................................
............................................................................................................................. ........
.....................................................................................................................................
............................................................................................................................. ........
.....................................................................................................................................
4
Mục lục
LỜI NÓI ĐẦU ............................................................................................................ 5
CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU LINH KIỆN ..................................................................... 6
1.1. Giới thiệu về AT89C51. ................................................................................... 6
1.1.1. Giới thiệu................................................................................................... 6
1.1.2. Khảo sát bộ vi điều khiển (89C51)............................................................. 6
1.1.3. Cấu trúc bên trong của (89C51). ............................................................... 7
1.1.4. Chức năng các chân vi điều khiển. ............................................................. 9
1.1.5. Các thanh ghi chức năng đặc biệt............................................................. 11
1.2. Giới thiệu điều khiển từ xa bằng tần số vô tuyến. ............................................ 16
1.2.1. Hoạt động. ............................................................................................... 16
1.2.2. Ƣu điểm. .................................................................................................. 16
1.2.3. khuyết điểm. ............................................................................................ 17
1.2.4. IC PT2262. .............................................................................................. 17
1.2.5. IC PT2272. .............................................................................................. 19
1.3. Cảm biến rung. ................................................................................................ 21
CHƢƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THAM SỐ MẠCH...................................... 23
2.1. Sơ đồ khối. ...................................................................................................... 23
2.2. Sơ đồ nguyên lý. ............................................................................................. 25
2.4. Chƣơng trình ................................................................................................... 26
2.5. Sơ đồ mạch boar. ............................................................................................ 28
CHƢƠNG 3: TỔNG KẾT ......................................................................................... 31
5
Ờ Ó ẦU
Với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật đặc biệt là ngành điện tử đã
ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp. Trong lĩnh vực điều khiển, từ khi công nghệ
chế tạo loại vi mạch lập trình phát triển đã đem đến các kĩ thuật điều khiển hiện đại có
nhiều ƣu điểm hơn so với việc sử dụng các mạch điều khiển lắp ráp bằng các linh kiện
rời nhƣ kích thƣớc nhỏ, giá thành rẻ, độ làm việc tin cậy, công suất tiêu thụ nhỏ.
Ngày nay, trong lĩnh vực điều khiển đã đƣợc ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị, sản
phẩm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt hàng ngày của con ngƣời nhƣ máy giặt, đồng hồ
báo giờ... đã giúp cho đời sống của chúng ta ngày càng hiện đại và tiện nghi hơn.
Đề tài “Thiết kế, chế tạo bảo vệ xe máy” Nhằm đáp ứng nhu cầu ham muốn học hỏi
của bản thân, cũng nhƣ góp phần nâng cao giá trị của những mạch điện tử trong đời
sống của con ngƣời.
Với đề tài đƣợc giao, chúng em đã vận dụng kiến thức của mình để tìm hiểu và
nghiên cứu lý thuyết, đặc biệt chúng em tìm hiểu sâu vào tính toán thiết kế phục vụ
cho việc hoàn thiện sản phẩm. Dƣới sự hƣớng dẫn chỉ bảo nhiệt tình của thầy
“Nguyễn Vũ Thắng” cùng với sự cố gắng nỗ lực của các thành viên trong nhóm
chúng em đã hoàn thành xong đồ án của mình. Tuy nhiên do thời gian và kiến thức
còn hạn chế nên không tránh khỏi thiếu sót khi thực hiện đồ án này. Vì vậy chúng em
rất mong sẽ nhận đƣợc nhiều ý kiến đánh giá, góp ý của thầy cô giáo, cùng bạn bè để
đề tài đƣợc hoàn thiện hơn.
6
ƢƠ 1: Ớ ỆU Ệ
1.1. iới thiệu về T89C51
1.1.1. iới thiệu
Bộ vi điều khiển viết tắt là Mircro-controller là mạch tích hợp trên một chíp có thể
lập trình đƣợc, dùng để điều khiển hoạt động của một hệ thống. Theo các tập lệnh của
ngƣời lập trình bộ vi điều khiển tiến hành đọc, lƣu trữ thông tin, xử lý thông tin, đo
thời gian và tiến hành đóng mở một cơ cấu nào đó.
Trong các thiết bị điện và điện tử dân dụng các bộ vi điều khiển điều khiển hoạt động
của TV, máy giặt, điện thoại, lò vi-baTrong hệ thống sản xuất tự động, bộ vi điều
khiển đƣợc sử dụng trong Robot, dây chuyền tự động. Các hệ thống càng “thông
minh” thì vai trò của hệ vi điều khiển càng quan trọng.
1.1.2. hảo sát bộ vi điều khiển (89 51)
IC vi điều khiển 8951(8952) thuộc họ MCS51 có các đặc điểm sau:
- 4 kbyte ROM (đƣợc lập trình bởi nhà sản xuất chỉ có ở 8951)
- 128 byte RAM
- 4 port I10 8 bit
- Hai bộ định thời 16 bit
- Giao tiếp nối tiếp
- 64 kB không gian bộ nhớ chƣơng trình mở rộng
- 64 kB không gian bộ nhớ dữ liệu mở rộng
- 1 bộ xử lý luận lý (thao tác trên các bit đơn)
- 210 bit đƣợc địa chỉ hoá
- Bộ nhân / chia 4µs
7
1.1.3. ấu trúc bên trong của (89 51)
Phần chính của vi điều khiển 8051(8951) là bộ vi xử lý trung tâm.
Hình 1.1. Cấu trúc của vi điều khiển.
8
(CPU: Central Processing Unit) bao gồm:
- Thanh ghi tích luỹ A.
- Thanh ghi tích luỹ phụ B, dùng cho phép nhân và phép chia.
- Đơn vị logic học (ALU: Arithmetic Logical Unit).
- Từ trạng thái chƣơng trình (PSW: Program Status Word).
- Bốn băng thanh ghi.
- Con trỏ ngăn xếp.
- Ngoài ra còn có bộ nhớ chƣơng trình, bộ giải mã lệnh, bộ điều khiển thời gian và
logic.
Đơn vị xử lý trung tâm nhận trực tiếp xung từ bộ dao động, ngoài ra còn có khả
năng đƣa một tín hiệu giữ nhịp từ bên ngoài.
Chƣơng trình đang chạy có thể cho dừng lại nhờ một khối điều khiển ngắt ở bên
trong. Các nguồn ngắt có thể là: các biến cố ở bên ngoài, sự tràn bộ đếm định thời
hoặc cũng có thể là giao diện nối tiếp.
Hai bộ định thời 16bit hoạt động nhƣ một bộ đếm.
Các cổng (port0, port1, port2, port3) sử dụng vào mục đích điều khiển.
Ở cổng 3 có thêm các đƣờng dẫn điều khiển dùng để trao đổi với một bộ nhớ bên
ngoài, hoặc để đầu nối giao diện nối tiếp, cũng nhƣ các đƣờng ngắt dẫn bên ngoài.
9
Giao diện nối tiếp có chứa một bộ truyền và một bộ nhận không đồng bộ làm việc
độc lập với nhau. Tốc độ truyền qua cổng nối tiếp có thể đặt trong vảy rộng và đƣợc
ấn định bằng một bộ định thời.
Trong vi điều khiển 8051(8951) có hai thành phần quan trọng khác đó là bộ nhớ và
các thanh ghi:
- Bộ nhớ gồm có bộ nhớ RAM dùng để lƣu trữ dữ liệu và mã lệnh.
- Các thanh ghi sử dụng để lƣu trữ thông tin trong quá trình xử lý. Khi CPU làm
việc nó làm thay đổi nội dung của các thanh ghi.
1.1.4. hức năng các chân vi điều khiển
Sau đây là sơ đồ chân của vi điều khiển 89C51.
Hình 1.2. Sơ đồ chân của 89C51
10
Chức năng của các chân tín hiệu nhƣ sau:
- P0.0 đến P0.7 là các chân của cổng 0.
- P1.0 đến P1.7 là các chân của cổng 1.
- P2.0 đến P2.7 là các chân của cổng 2
- P3.0 đến P3.7 là các chân của cổng 3
- RxD: Nhận tín hiệu kiểu nối tiếp.
- TxD: Truyền tín hiệu kiểu nối tiếp.
- /INT0: Ngắt ngoài 0.
- /INT1: Ngắt ngoài 1.
- T0: Chân vào 0 của bộ Timer/Counter 0.
- T1: Chân vào 1 của bộ Timer/Counter 1.
- /Wr: Ghi dữ liệu vào bộ nhớ ngoài.
- /Rd: Đọc dữ liệu từ bộ nhớ ngoài.
- RST: Chân vào Reset, tích cực ở mức logic cao trong khoảng 2 chu kỳ máy.
- XTAL1: Chân vào mạch khuếch đaị dao động.
- XTAL2: Chân ra từ mạch khuếch đaị dao động.
- /PSEN : Chân cho phép đọc bộ nhớ chƣơng trình ngoài (ROM ngoài).
11
- ALE (/PROG): Chân tín hiệu cho phép chốt địa chỉ để truy cập bộ nhớ ngoài, khi
On-chip xuất ra byte thấp của địa chỉ. Tín hiệu chốt đƣợc kích hoạt ở mức cao, tần số
xung chốt = 1/6 tần số dao động của bộ VĐK. Nó có thể đƣợc dùng cho các bộ Timer
ngoài hoặc cho mục đích tạo xung Clock. Đây cũng là chân nhận xung vào để nạp
chƣơng trình cho Flash (hoặc EEPROM) bên trong On-chip khi nó ở mức thấp.
- /EA/Vpp: Cho phép On-chip truy cập bộ nhớ chƣơng trình ngoài khi /EA=0, nếu
/EA=1 thì On-chip sẽ làm việc với bộ nhớ chƣơng trình nội trú (trƣờng hợp cần truy
cập vùng nhớ lớn hơn dung lƣợng bộ nhớ chƣơng trình nội trú, thì bộ nhớ chƣơng
trình ngoài cũng đƣợc sử dụng). Khi chân này đƣợc cấp nguồn điện áp 12V (Vpp) thì
On-chip đảm nhận chức năng nạp chƣơng trình cho Flash bên trong nó.
- Vcc: Cung cấp dƣơng nguồn cho On-chip (+ 5V).
- GND: nối Mass.
1.1.5. Các thanh ghi chức năng đặc biệt
a. ừ trạng thái chƣơng trình
Từ trạng thái chƣơng trình (PSW: Program Status Word) ở địa chỉ D0H chứa các
bit trạng thái nhƣ bảng tóm tắt sau:
Bit Ký hiệu Địa chỉ Ý nghĩa
PSW.7
PSW.6
CY
AC
D7H
D6H
Cờ nhớ
Cờ nhớ phụ
12
Cờ nhớ (CY) có công dụng kép. Thông thƣờng nó đƣợc dùng cho các lệnh toán
học: nó sẽ đƣợc set nếu có một số nhớ sinh ra bởi phép cộng hoặc có một số mƣợn
phép trừ. Ví dụ, nếu thanh ghi tích luỹ chứa FFH, thì lệnh sau:
ADD A, #1
Sẽ trả về thanh ghi tích luỹ kết quả 00H và xét cờ nhớ trong PSW.
Cờ nhớ cũng có thể xem nhƣ một thanh ghi 1 bit cho các lệnh luận lý thi hành trên
bit. Ví dụ, lệnh sẽ AND bit 25H với cờ nhớ và đặt kết quả vào cờ nhớ:
PSW.5
PSW.4
PSW.3
PSW.2
PSW.1
PSW.0
F0
RS1
RS0
OV
P
D5H
D4H
D3H
D2H
D1H
D0H
Cờ 0
Bit 1 chọn bank thanh ghi
Bit 0 chọn bank thanh ghi
00=bank 0; địa chỉ 00H-07H
01=bank 1: địa chỉ 08H-0FH
10=bank 2: địa chỉ 10H-17H
11=bank 3: địa chỉ 18H-1FH
Cờ tràn
Dự trữ
Cờ Parity chẵn.
13
ANL C, 25H
- Cờ nhớ phụ:
Khi cộng các số BCD, cờ nhớ phụ (AC) đƣợc set nếu kết quả của 4 bit thấp trong
khoảng 0AH đến 0FH. Nếu các giá trị cộng đƣợc là số BCD, thì sau lệnh cộng cần có
DA A (hiệu chỉnh thập phân thanh ghi tích luỹ) để mang kết quả lớn hơn 9 trở về tâm
từ 0 ÷ 9.
- Cờ 0:
Cờ 0 (F0) là một bit cờ đa dụng dành các ứng dụng của ngƣời dùng.
- Các bit chọn bank thanh ghi:
Các bit chọn bank thanh ghi (RS0 và RS1) xác định bank thanh ghi đƣợc tích cực.
Chúng đƣợc xoá sau khi reset hệ thống và đƣợc thay đổi bằng phần mềm nếu cần.
Ví dụ: ba lệnh sau cho phép bank thanh ghi 3 và di chuyển nội dung của thanh ghi
R7 (địa chỉ byte 1FH) đến thanh ghi tích luỹ:
SETB RS1
SETB RS0
MOV A, R7
Khi chƣơng trình đƣợc hợp dịch các địa chỉ bit đúng đƣợc thay thế cho các ký
hiệu “RS1” và “RS0”. Vậy lệnh SETB RS1 sẽ giống nhƣ lệnh SETB 0D4H.
- Cờ tràn
14
Cờ tràn (OV) đƣợc set một lệnh cộng hoặc trừ nếu có một phép toán bị tràn. Khi
các số có dấu đƣợc cộng hoặc trừ với nhau, phần mềm có thể kiểm tra bit này để xác
định xem kết quả của nó có nằm trong tầm xác định không. Khi các số không dấu
đƣợc cộng, bit OV có thể đƣợc bỏ qua. Các kết quả lớn hơn +127 hoặc nhỏ hơn -128
sẽ set bit
b. Thanh ghi B
Thanh ghi B ở địa chỉ F0H đƣợc dùng cùng với thanh ghi tích luỹ A cho các phép
toán nhân và chia. Lệnh MUL AB sẽ nhân các giá trị không dấu 8 bit trong A và B rồi
trả về kết quả 16 bit trong A (byte thấp) và B (byte cao).
c. on trỏ ngăn xếp
Con trỏ ngăn xếp (SP) là một thanh ghi 8 bit ở địa chỉ 81H. Nó chứa địa chỉ của
byte dữ liệu hiện hành trên đỉnh của ngăn xếp. Các lệnh trên ngăn xếp bao gồm các
thao tác cất dữ liệu vào ngăn xếp và lấy dữ liệu ra khỏi ngăn xếp. Lệnh cất dữ liệu vào
ngăn xếp sẽ làm tăng Sp trƣớc khi ghi dữ liệu, và lệnh lấy dữ liệu ra khỏi ngăn xếp sẽ
đọc dữ liệu và làm giảm SP. Ngăn xếp của 8051/8951 đƣợc giữ trong RAM nội và
đƣợc giới hạn các địa chỉ có thể truy xuất bằng địa chỉ gián tiếp, chúng là 128 byte
đầu của 8051/8951.
Các thanh ghi port nối tiếp: Để khởi động lại SP với ngăn xếp bắt đầu tại 60H,
lệnh sau đây đƣợc dùng:
MOV SP, #%FH
Trên 8051/8951 ngăn xếp bị giới hạn bởi 32 byte vì địa chỉ cao nhất của RAM
trên chip là 7FH.
15
d. on trỏ dữ liệu
Con trỏ dữ liệu (DPTR) đƣợc dùng để truy xuất bộ nhớ ngoài là một thanh ghi 16
bit ở địa chỉ 82H (DPL: byte thấp) và 83H (DPH: byte cao). Ba lệnh sau sẽ ghi 55H
vào RAM ngoài ở địa chỉ 1000H:
MOV A, #55H
MOVE DPTR, #1000H
MOVX @DPTR, A
e. ác thanh ghi port xuất nhập
Các port của 8951 bao gồm Port0 ở địa chỉ 80H, Port1 ở địa chỉ 90H, Port2 ở địa
chỉ A0H và Port3 ở địa chỉ B0H. Tất cả các port đều đƣợc địa chỉ hoá từng bit. Điều
đó cung cấp một khả năng giao tiếp thuận lợi.
f. Các thanh ghi Timer
89C51 chứa 2 bộ định thời đếm 16bit đƣợc dùng trong việc định thời hoặc đếm
sự kiện. Timer 0 ở địa chỉ 8AH (TL0: byte thấp) và 8CH (TH0: byte cao). Timer 1 ở
địa chỉ 8BH (TL1: byte thấp) và 8DH (TH1: byte cao), việc vận hành timer đƣợc set
bởi thanh ghi Timer Mode (TMOD) ở địa chỉ 89H và thanh ghi điều khiển timer
(TCON) ở địa chỉ 88H. CHỉ có TCON đƣợc địa chỉ hoá từng bit.
AT 89C51 chứa một port nối tiếp trên chip dành cho việc trao đổi thông tin với
các thiết bị nối tiếp nhƣ máy tính, modem hoặc cho việc giao tiếp với các IC khác có
16
giao tiếp nối tiếp (có bộ chuyển đổi A/D, các thanh ghi dịch). Một thanh ghi gọi là
bộ đệm dữ liệu nối tiếp (SBUF) ở địa chỉ 99H sẽ giữ cả hai dữ liệu truyền và
nhận.Khi truyền dữ liệu thì ghi lên SBUF, khi nhận dữ liệu thì đọc SBUF.Các mode
vận hành khác nhau đƣợc lập trình qua thanh ghi điều khiển port nối tiếp (SCON)
(đƣợc địa chỉ hoá từng bit) ở địa chỉ 98H.
h. Các thanh ghi ngắt
89C51 có cấu trúc 5 nguồn ngắt, 2 mức ƣu tiên. Các ngắt bị cấm sau khi reset hệ
thống và sẽ đƣợc cho phép bằng việc ghi thanh ghi cho phép ngắt (IE) ở địa chỉ 8AH.
Cả 2 thanh ghi đƣợc địa chỉ hoá từng bit.
1.2. iới thiệu điều khiển từ xa bằng tần số vô tuyến
Là loại điều khiển từ xa xuất hiện đầu tiên và đến nay vẫn giữ một vai trò quan
trọng và phổ biến trong đời sống. Nếu điều khiển IR chỉ dùng trong nhà thì điều khiển
RF lại dùng cho nhiều vật dụng bên ngoài nhƣ các thiết bị mở cửa gara xe, hệ thống
báo hiệu cho xem các đồ chơi điện tử từ xa thậm chí kiểm soát vệ tinh và các hệ thống
máy tính xách tay và điện thoại thông minh...
1.2.1. oạt động
Với loại điều khiển này, nó cũng sử dụng nguyên lý tƣơng tự nhƣ điều khiển bằng
tia hồng ngoại nhƣng thay vì gửi đi các tín