Đồ Án Thiết kế hệ điều khiển cửa tự động ứng dụng vi điều khiển

Lời nói đầu

cùng với sự phát triển của thế giới, ở nước ta các thiết bị điện tử đã phát triển mạnh mẽ nhằm đáp ứng được nhu cầu của xã hội.
Ngành điện tử đã đạt được thành tựu to lớn trên các lĩnh vực điều khiển học, kỹ thuật du hành vu trụ, năng lượng hạt nhân học, thông tin học. Chẳng hạn như đã chế tạo ra máy gia tốc, các hạt nhân tĩnh điện, các dao động điện, kính hiển vi điện tử, máy tạo tín hiệu điều khiển. Các máy này cho phép thực hiện các nghiên cứu khoa học, kiểm soát và sản xuất các quá trình sản xuất phức tạp, đẩy nhanh quá trình tiến bộ khoa học kỹ thuật. Ngoài ra vi điều khiển được ứng dụng rộng rãi trong nhiều nghành khác như : ra đa, điều khiển từ xa, tự động hoá. Máy tính điện tử nhằm giúp con người thoát khỏi lao động chân tay, chỉ phải tắt mở các phím tắt mở trong các máy móc thiết bị hoặc cao hơn nữa là con người chỉ việc theo dõi và điều chỉnh máy móc.
Đến giữa thập niên 1970 chỉ có được ít ứng dụng bằng máy tính vào sản xuất. Nhưng sau đó, nhờ sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật điện tử, các máy tính ngày càng nhỏ gọn và tốc độ sử lý ngày càng nhanh hơn, giá thành ngày càng hạ hơn, giúp cho công việc ứng dụng trong công việc có hiệu quả kinh tế và hấp dẫn các nhà thiết kế hệ thống điều khiển. Mỗi máy vi tính có thể điều khiển tắt cho từng thiết bị và thực hiện được khả năng giao tiếp truyền thông bao gồm truyền và nhận dữ liệu.Vì vậy máy tính có thể thực hiện rất nhiều các dạng điều khiển.
Điều khiển trình tự thông qua tín hiệu ngõ vào đóng mở các tín hiệu ở ngõ ra. ứng dụng máy vi tính và điều khiển đối tượng vật lý đòi hỏi phải thực hiện qua mạch giao tiếp tín hiệu giữa máy tính điều khiển với phần thiết bị công suất ở bên ngoài thông qua các bộ đệm.
Điều khiển tín hiệu liên tục để điều khiển quá trình liên tục, xử lý với các tín hiệu tương tự phải trang bị cho máy vi tính bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự – Số ở ngõ vào và bộ chuyển đổi tín hiệu số – tương tự ở ngõ ra.
Trong thời đại ngày nay các hệ thống điều khiển tự động ngày càng có vai trò quan trọng trong việc phát triển, sự tiến bộ của kĩ thuật công nghệ và văn minh hiện đại. Thực tế, mỗi khía cạnh của hoạt động hàng ngày đều bị chi phối của một vài hệ thống điều khiển. Ví dụ như: Trong dân dụng chúng ta cần điều chỉnh độ ẩm và nhiệt độ cho một căn hộ và những toà nhà cao tầng lớn tạo sự thuận tiện trong cuộc sống điều khiển những luồng đèn giao thông. Trong công nghiệp một dây truyền sản xuất không thể thiếu các thiết bị tự động như đóng gói kiểm tra chất lượng sản phẩm góp phần rất lớn trong việc nâng cao năng xuất cũng như chất lượng sản phẩm công nghiệp .
Để phục vụ cho việc củng cố, tiếp thu các kiến thức và hoàn thành nhiệm vụ môn học. Em đã thực hiện đề tài “Thiết kế hệ điều khiển cửa tự động ứng dụng vi điều khiển”.
Trong quá trình thực hiện đề tài em đã nhận được sự hướng dẫn tận tình của các thầy cô trong khoa đặc biệt là thầy: Trần Thái Sơn là thầy trực tiếp hướng dẫn em thực hiện đề tài này.
Trong quá trình thực hiện đề tài do thời gian có hạn và bản thân còn hạn chế về kiến thức, thiếu kinh nghiệm trong việc nghiên cứu một đề tài khoa học nên kết quả còn nhiều thiếu sót. Kính mong các thầy cô chỉ bảo, sửa chữa và bổ sung để đề tài của em được hoàn thiện và áp dụng được trong thực tế.

Mục lục

Danh mục bảng biểu
Danh mục hình vẽ
Lời nói đầu
Phần I. Giới thiệu tổng quan về đề tài 1
I. Tổng quan 1
II. Lý do chọn đề tài 5
III. Mục đích 6
IV. Đối tượng nghiên cứu 6
V. Phạm vi nghiên cứu 6
Phần II. Nội dung đề tài 7
Chương 1: Cơ sở lý thuyết 7
1.1 Tổng quát họ vi điều khiển 8051 7
1.1.1 Tóm tắt lịch sử phát triển của 8051 7
1.1.2 Cấu trúc của bộ vi điều khiển 8051 8
1.1.3 Sơ đồ chân của 8051 10
1.1.4 Tập lệnh bộ vi điều khiển 8051 13
1.1.5 Bộ TIMER/COUNTER (Bộ định thời/ Bộ đếm) 18
1.1.6 Điều khiển ngắt 24
1.2 Giới thiệu về IC Realtime DS12887 32
1.2.1 Khảo sát IC Realtime DS12887 32
1.2.2. Sơ đồ chân của DS 12C887 – Chức năng từng chân. 33
1.2.3 Sơ đồ địa chỉ của Realtime clock DS12887 37
1.2.4 Các thanh ghi điều khiển 40
1.2.5 Giao tiếp bus với các chế độ định thời . . . 44
1.3 Ma trận phím bấm 46
1.4. Động cơ 48
1.4.1 Đặc điểm của các loại động cơ 48
1.4.2 Cấu tạo của động cơ điện một chiều 49
1.5 Giới thiệu về led 7 đoạn 51
1.5.1 Cách kết nối với vi điều khiển 52
1.5.2 Giao tiếp Vi điều khiển với nhiều led 7 đoạn 54
Chương 2: Thiết kế và thi công 57
2.1 Sơ đồ khối khóa cửa tự động có hẹn giờ 57
2.1.1 Sơ đồ khối 57
2.1.2 Nhiệm vụ các khối 57
2.2. Tính chọn các thiết bị và các linh kiện sử dụng trong đề tài 58
2.2.1. Thiết bị xử lý trung tâm 58
2.2.2 Thiết bị hiển thị: 59
2.2.3 Nguồn cung cấp: 59
2.2.4. Tiến trình thi công 60
2.3. Sơ đồ nguyên lý khóa cửa tự động có hẹn giờ 62
2.3.1 Tác dụng linh kiện 63
2.3.2 Nguyên lý hoạt động 63
2.4. Sơ đồ mạch in và vị trí lắp ráp linh kiện trên board mạch 64
2.5 Xây dựng chương trình điều khiển 67
2.5.1 Lưu đồ giải thuật 67
2.5.2 Chương trình điều khiển 76
Phần III. Kết luận và khuyến nghị 98
1. Kết quả thu được khi thực hiện đề tài 98
2. Kiến nghị và hướng phát triển của đề tài 99
Tài liệu tham khảo 100