Đồ Án Sử dụng vi điều khiển AT89S52 thiết kế hệ thống đèn giao thông ngã tư.

LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây trên thế giới cùng với sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp chế tạo linh kiện bán dẫn và vi mạch tổng hợp, một hướng phát triển mới của các vi xử lý đã hình thành đó là các vi điều khiển. Với nhiều ưu điểm, vi điều khiển đã được sử dụng rộng rãi trên nhiều lĩnh vực khác nhau. Bằng cách áp dụng vi điều khiển vào trong quá trình sản xuất và xử lý, vi điều khiển đã thực sự thể hiện được ưu thế của mình so với các thiết bị điều khiển thông thường. Vì nhiều những lý do trên, trong trường Đại Học, Cao Đẳng, vi xử lý thực sự trở thành một môn học hết sức quan trọng, vi xử lý 8051 gần như là một môn học sử dụng để trang bị cho chúng ta những kiến thức cơ bản về vi xử lý, từ đó mở rộng ra các loại vi xử lý khác có cấu trúc phức tạp hơn như AVR, PIC,
Qua đồ án này, đã giúp chúng em hình dung được thực tế vi xử lý áp dụng như thế nào trong cuộc sống hiện đại, cụ thể chính là hệ thống đèn giao thông dùng vi điều khiển AT89S52. Đồ án gồm 4 chương:
Chương I: Tổng quan về đèn giao thông, giới thiệu khái quát đề tài, các thành phần chính của hệ thống đèn giao thông, nguyên lý hoạt động, ngôn ngữ sử dụng và phần mềm mô phỏng.
Chương II: Khảo sát vi đều khiển AT89S52.
Chương III: Thiết kế phần cứng.
Chương IV: Thiết kế phần mềm.
Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của Lê Thị Minh Tân trong suốt thời gian chúng em thực hiện đồ án này.
Thái Nguyên, tháng 10 năm 2012
Nhóm sinh viên thực hiện:

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU: . 1
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI: 3
I.1: Cơ sở lựu chọn đề: 3
CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ HỌ VI ĐIỀU KHIỂN . 4
II.1: Giới thiệu . 4
II.2: Lịch sử phát triển cưa các loại vi điều khiển . 4
II.3: Khảo sát bộ vi điều khiển AT89S52 từ ATMEL CORPOCATION 5
II.3.1: Cấu trúc bên trong của AT89S52 . 6
II.3.2: Tóm tắt phần cứng 6
II.3.3: Mạch cơ bản để 89S52 làm việc 14
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ LẬP TRÌNH 15
III.1: Kết cấu của chương trình 15
III.2: Kết nối ngoại vi gồm có 15
III.2.1 Họ IC 78xx và IC 7805 . 15
III.2.2: IC 74245 - Bộ nhớ đệm cho đầu vào 17
III.2.3: LED 7 đoạn . 18
III.2.4 : Điện trở treo . 19
III.3: Phần thi công mạch 20
III.3.1: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển đèn giao thông 20
III.3.2: Sơ đồ board của mạch điều khiển đèn giao thông
III.3.3: Sơ đồ mạch hiển thị đèn và thời gian .
III.3.4: Sơ đồ board mạch hiển thị đèn và thời gian
III.4 Nguyên lý hoạt động của mạch .
III.5: Lưu đồ thuật toán .
III.6: Phần lập trình
III6.1: Phương pháp lập trình:
III.6.2: Chương trình .
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI
I.1: Cơ sở lựa chọn đề tài.
a. Đặt Vấn Đề (ứng dụng):
Với mỗi một dân tộc, để kinh tế phát triển thì sự phát triển về khoa hoc, kỹ thuật là thật sự cần thiết và đặc biệt quan trọng. Với sự phát triển mạnh mẽ của kinh tế như hiện nay, giao thông đang là một bài toán khó đòi hỏi nhiều ngành, nhiều cấp phải quan tâm, và tìm ra các hưóng giải quyết. Để làm giảm bớt những khó khăn đó cũng như làm cho việc lưu thông trên các tuyến đường được thông thoáng và giảm thiểu tại nạn, thì việc đặt các cột đèn tại các ngã và thời gian quy định cho phép đi và cấm đi của các tuyến là đặc biệt quan trọng.
Đối với một ngã tư, tại mỗi thời điểm trong ngày thì sự lưu thông ở mỗi ngã tư la rất quan trọng. Vì thế, một chương trình điều khiển đèn giao thông để ngã tư được lưu thông một cách tốt nhất là cần thiết và hết sức quan trọng
Với những nhận định như thế, chúng em quyết định chọn đề tài “giao thông tại ngã tư” này.vì vậy Nhóm chúng em tiến hành thực hiện đề tài này
Hệ thống điều khiển đèn tín hiệu giao thông tại ngã tư đường được thiết kế trên cơ sở sử dụng on-chip 89S52.Vi điều khiển được lập trình để điều khiển 2 công việc chính :
1-Chuyển mức của các đèn tín hiệu trên làn đường
Việc chuyển mức này được thực hiện bằng 4 bit truyền tín hiệu :
P2.0 : đèn đỏ
P2.1 : đèn xanh đi thẳng
P2.2 : đèn xanh rẽ trái
P2.3 : đèn vàng
Các đèn hiển thị là các LED đơn nối chung nhau anot .Đèn sáng sẽ tương ứng với mức logic thấp .Chuyển mức giữa các đèn sẽ xen kẽ những bộ đếm kết thúc mỗi sẽ tương ứng thiết lập lại các bit để hiển thị các trạng thái đèn tiếp theo.
Cụ thể thời gian hiển thị như sau :
Đèn đỏ : 30 s
Đèn xanh đi thẳng : 50s
Đèn xanh rẽ trái : 40s ( hai đèn xanh kết thúc cùng lúc )
Đèn vàng : 5s
2-Hiển thị bộ đếm tương ứng với mỗi trạng thái đèn :
Sử dụng số có 2 chữ số để đếm vì thế dùng 2 đèn LED :
LED 1 để hiển thi chữ số hàng chục sẽ được nối trực tiếp với 8 bit của cổng P1
LED 2 để hiển thị chữ số hàng đơn vị sẽ được nối trực tiếp với 8 bit của cổng P0.
CHƯƠNG II:TỔNG QUAN VỀ HỌ VI ĐIỀU KHIỂN
II.1: Giới thiệu
Bộ vi điều khiển viết tắt là Micro-controller, 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, xử lý thông tin, đo thời gian và tiến hành đóng mở một cơ cấu nào đó.
Trong các thiết bị điện, điện và điện tử dân dụng, các bộ vi điều khiển, điều khiển hoạt động của TV, máy giặt, đầu đọc laser, điện thọai, lò vi-ba Trong hệ thống sản xuất tự động, bộ vi điều khiển được 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.
II.2: Lịch sử phát triển của các loại vì điều khiển.
Bộ vi điều khiển thực ra, là một loại vi xử lí trong tập hợp các bộ vi xử lý nói chung. Bộ vi điều khiển được phát triển từ bộ vi xử lí, từ những năm 70 do sự phát triển và hoàn thiện về công nghệ vi điện tử dựa trên kỹ thuật MOS (Metal-Oxide-Semiconductor) , mức độ tích hợp của các linh kiện bán dẫn trong một chip ngày càng cao.
Năm 1971 xuất hiện bộ vi xử lí 4 bit loại TMS1000 do công ty texas Instruments vừa là nơi phát minh vừa là nhà sản xuất. Nhìn tổng thể thì bộ vi xử lí chỉ có chứa trên một chip những chức năng cần thiết để xử lí chương trình theo một trình tự, còn tất cả bộ phận phụ trợ khác cần thiết như : bộ nhớ dữ liệu , bộ nhớ chương trình , bộ chuển đổi AID, khối điều khiển, khối hiển thị, điều khiển máy in, hối đồng hồ và lịch là những linh kiện nằm ở bên ngoài được nối vào bộ vi xử lí.
Mãi đến năm 1976 công ty INTEL (Interlligen-Elictronics). Mới cho ra đời bộ vi điều khiển đơn chip đầu tiên trên thế giới với tên gọi 8048. Bên cạnh bộ xử lí trung tâm 8048 còn chứa bộ nhớ dữ liệu, bộ nhớ chương trình, bộ đếm và phát thời gian các cổng vào và ra Digital trên một chip.
Các công ty khác cũng lần lược cho ra đời các bộ vi điều khiển 8bit tương tự như 8048 và hình thành họ vi điều khiển MCS-48 (Microcontroller-sustem-48).
Đến năm 1980 công ty INTEL cho ra đời thế hệ thứ hai của bộ vi điều khiển đơn chip với tên gọi 8051. Và sau đó hàng loạt các vi điều khiển cùng loại với 8051 ra đời và hình thành họ vi điều khiển MCS-51 .
Đến nay họ vi điều khiển 8 bit MCS51 đã có đến 250 thành viên và hầu hết các công ty hàng dẫn hàng đầu thế giới chế tạo. Đứng đầu là công ty INTEL và rất nhiều công ty khác như : AMD, SIEMENS, PHILIPS, DALLAS, OKI
Ngoài ra còn có các công ty khác cũng có những họ vi điều khiển riêng như:
Họ 68HCOS của công ty Motorola
Họ ST62 của công ty SGS-THOMSON
Họ H8 của công ty Hitachi
Họ pic cuả công ty Microchip
II.3: Khảo sát bộ vi điều khiển AT89S52 từ ATMEL CORPOCATION
Đặc điểm và chức năng hoạt động của các IC họ MSC-51 hoàn toàn tương tự như nhau. Ở đây giới thiệu IC 8951 là một họ IC vi điều khiển do hãng Intel của Mỹ sản xuất. Chúng có các đặc điểm chung như sau:
Các đặc điểm của 89S52 được tóm tắt như sau:
4 KB ROM
4 KB EPROM bên trong.
128 Byte RAM nội.
4 Port xuất nhập I/O 8 bit.