ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MẠCH CHỐNG TRỘM DÙNG CẢM BIẾN - 123doc

Tải bản đầy đủ (.docx) (33 trang)

1. Trang chủ
>>
2. Kỹ thuật
>>
3. Điện - Điện tử - Viễn thông

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MẠCH CHỐNG TRỘM DÙNG CẢM BIẾN

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.79 MB, 33 trang )

I. HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BCVT CS TP.HCM KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ II  ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠCH CHỐNG TRỘM DÙNG CẢM BIẾN GVHD: NGUYỄN TRỌNG HUÂN SVTH MSSV 1.Hồ Thanh Huấn N102102017 2.Trịnh Văn Long N102102025 3. Đặng Xuân Hiệu N102102013 TP.HCM THÁNG TƯ 4 ĐỀ CƯƠNG THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN TỬĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠCH CHỐNG TRỘM DÙNG CẢM BIẾN I. GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Ngày nay, con người cùng với những ứng dụng của khoa học kỹ thuật tiên tiến của thế giới, chúng ta đã và đang ngày một thay đổi, văn minh và hiện đại hơn. Sự phát triển của kỹ thuật điện tử đã tạo ra hàng loạt những thiết bị với các đặc điểm nổi bật như sự chính xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ…là những yếu tố rất cần thiết góp phần cho hoạt động của con người đạt hiệu quả ngày càng cao hơn.Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 1 Điện tử đang trở thành một ngành khoa học đa nhiệm vụ. Điện tử đã đáp ứng được những đòi hỏi không ngừng của các ngành, lĩnh vực khác nhau cho đến nhu cầu thiết yếu của con người trong cuộc sống hàng ngày. Một trong những ứng dụng rất quan trọng của ngành công nghệ điện tử là kỹ thuật điều khiển từ xa bằng hồng ngoại. Sử dụng hồng ngoại được ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp và các lĩnh vực khác trongcuộc sống với những thiết bị điều khiển từ xa rất tinh vi và đạt được năng suất thật cao. Xuất phát từ những ứng dụng đó, chũng em đã thiết kế và thi công một ứng dụng nhỏ trong thu phát hồng ngoại “ MẠCH CHỐNG TRỘM DÙNG TIA HỒNG NGOẠI”. Vì thời gian, tài liệu và trình độ còn hạn chế nên việc thực hiện đồ án còn nhiều thiếu sót… Kính mong nhận được sự chỉ dẫn và góp ý tận tình của tất cả quý thầycô cùng các bạn.II. TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỀ TÀI 1. Mục tiêu- Làm quen với thiết kế mạch điện tử- Ứng dụng kiến thức đã học vào thực tế- Thiết kế mạch chống trộm dùng cảm biến2. Nội dung- Tìm hiểu về vi điều khiển 89S52- Tìm hiểu về LCD1602- Tìm hiểu về RS232- Thiết kế mạch nguyên lý chống trộm dùng cảm biến- Xây dựng giải thuật điều khiển, lập trình trên CodevisionAVR và thực hiện mô phỏng mạch trên protues- Hoàn thiện phần cứng mạch sử dụng phần mềm thiết kế mạch in OrCAD3. Kết quả- Mạch mô phỏng hoạt động ổn định, đúng yêu cầu đặt ra- Phần cứng sản phẩm hoạt động tốt- Phần mềm điều khiển NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 2………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Ngày… Tháng… Năm Chữ kí của giáo viên MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU PHẦN 1 : CƠ SỞ LÍ THUYẾT CHƯƠNG 1 : TÌM HIỂU VỀ VI ĐIỀU KHIỂN 89S52 ……………8 1.1: Tổng quan về vi điều khiển 89S52…………………………… 8 Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 3 1.1.1: Giới thiệu sơ lược………………………………………… 8 1.1.2: Cấu hình của 89S52……………………………………… 8 1.1.3: Sơ đồ khối của 89S52……………………………………….9 1.1.4: Sơ đồ chân 89S52………………………………………… 10 1.1.5: Chức năng các chân 89S52……………………………… 10 1.2 : Tổ chức bộ nhớ bên trong 89S52…………………………….12 CHƯƠNG 2: NGUYÊN TẮC THU PHÁT HỒNG NGOẠI……….18 2.1: Khái niệm về tia hồng ngoại………………………………… 18 2.2 :Nguyên tắc thu phát hồng ngoại………………………………18 2.2.1: Phần phát …………………………………… 18 a. Sơ đồ khối…………………………………………………18 b. Giải thích………………………………………………….19 2.2.2: Phần thu ……………………………………………………20 a. Sơ đồ khối…………………………………………………20 b. Giải thích…………………………………… 20 CHƯƠNG 3: CƠ BẢN VÀ GHÉP NỐI CHUẨN RS232………… 21 3.1: Tổng quan về chuẩn RS232…………………………………….21 3.1.1 : Đặt vấn đề………………………………………………….21 3.1.2 : Ưu điểm của giao tiếp nối tiếp RS232……………………21 3.1.3 : Những đặc điểm lưu ý trong chuẩn RS232…………… 21 3.1.4 : Các mức điện đường truyền…………………………… 21 3.1.5 : Cổng RS232 trên PC………………………………………22 3.1.6 : Quá trình truyền dữ liệu………………………………… 23 3.2 : Sơ đồ ghép chân……………………………………………… 23 3.2.1 : Mạch chuẩn giao tiếp RS232 dùng IC Max232…………23 3.2.2: Mạch chuẩn giao tiếp RS232 dùng DS275……………… 24 3.2.3: Mạch chuẩn giao tiếp dùng Transitor…………………….25 CHƯƠNG 4: KHÁI QUÁT LCD 1602……………………………… 26 4.1: Khái niệm LCD 1602…………………………………………….26 4.2: Sơ đồ chân và cách bố trí chân………………………………….26 4.3: Các thanh ghi…………………………………………………… 27 4.3.1: Thanh ghi IR………………………………………………….27 4.3.2: Cờ báo bận BF ( busy flag )………………………………….27 4.3.3: Bộ đếm địa chỉ AC ( address counter )…………………… 28 4.4: Bộ nhớ LCD……………………………………………………….28 4.4.1: DDRAM……………………………………………………….28 4.4.2: CGROM……………………………………………………….28 4.5: Các tập lệnh……………………………………………………… 29 PHẦN 2: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC HOÀN CHỈNH 1: Khối thu phát hồng ngoại ……………………………… 32Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 4 2: Mạch nguyên lý mô phỏng trên protues………………………… 32 PHẦN 3: TÀI LIỆU THAM KHẢO LỜI NÓI ĐẦUTrịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 5 Đồ án môn học là đồ án đầu tiên của sinh viên sau 3 học kì học chuyên ngành. Đây là cơhội để cho mỗi sinh viên vận dụng những kiến thức đã học, để hiểu sâu sắc hơn về nhữngkiến thức đó và tìm hiểu thêm nhiều kiến thức mới, đặc biệt kiến thức thực tế bên ngoàinhà trường…để tạo ra 1 sản phẩm có công dụng thực tế phục vụ cho việc học tập, nghiêncứu và sử dụng. Từ đó, tạo nên hứng thú, động lực cho việc học tập nhiều hơn nữa và đâycũng là nền tảng cho việc thực hiện đồ án tốt nghiệp sau này. Tuy nhiên, do đây là đồ ánđầu tiên mà sinh viên thực hiện, vì việc thực hiện đồ án này song song với quá trình họctập tại lớp, do đó thời gian dành cho đồ án là không nhiều. Cho nên, trong quá trình thựchiện không tránh khỏi những sai sót,mong thầy cô thông cảm và chỉ dạy thêm để cho nhómhoàn thiện hơn trong những đồ án kế tiếp. Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 6 LỜI CẢM ƠN Chúng em xin chân thành cảm ơn tới quí thầy cô Trường Học Viện Công Nghệ BưuChính Viễn Thông Cơ Sở TP. HỒ CHÍ MINH đã dạy bảo, truyền đạt kiến thức cho chúngem trong suốt quá trình học tập tại trường. Đặc biệt là thầy Nguyễn Trọng Huân đã tậntình chỉ dẫn cho chúng em trong quá trình làm và hoàn thành đồ án này.Đồng cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường đã tạo điều kiện cho chúng em học tập và traudồi kiến thức. Xin cảm ơn các bạn cùng lớp đã có ý kiến đóng góp cho nhóm chúng emtrong quá trình tìm hiểu và làm đồ án.Do thời gian và trình độ có hạn nên đồ án không tránh khỏi những thiếu sót. Chúng emmong nhận được ý kiến đóng góp của quí thầy cô và các bạn để đồ án được hoàn thiệnhơn, và tạo lập cho chúng em có một cơ sở nhìn nhận về khả năng, kiến thức, từ đó cóhướng phấn đấu tốt hơn cho các đồ án tiếp theo. Chúng em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Hồ Thanh Huấn Đặng Xuân Hiệu Trịnh Văn LongTrịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 7 PHẦN 1: CƠ SỞ LÍ THUYẾT CHƯƠNG 1 : TÌM HIỂU VỀ VI ĐIỀU KHIỂN AT89S521.1: Tổng quan về vi điều khiển AT89S52 1.1.1: Giới thiệu sơ lược Vi điều khiển 8051 được Intel cho ra đời vào năm 1980 thuộc vi điều khiển đầu tiên của họ MCS-51. Hiện tại rất nhiều nhà sản xuất như Siemens, Advanced Micro Devices, Fusisu tập trung phát triển các sản phẩm trên cơ sở8051. Atmel là hang đã cho ra đời các chip 89C51, 52, 55 và sau đó cải tiến thêm , hãng cho ra đời 89S51, 52, 89S8252… 1.1.2: Cấu hình của AT89S52 AT89S52 cung cấp những đặc tính chuẩn như: 8 KByte bộ nhớ chỉ đọc có thểxóa và lập trình nhanh (EPROM), 128 Byte RAM, 32 đường I/O, 3 TIMER/COUNTER 16 Bit, 6 vectơ ngắt có cấu trúc 2 mức ngắt, một Port nối tiếp bán song công, 1 mạch daođộng tạo xung Clock và bộ dao động ON-CHIP. Các đặc điểm của chip AT89S52 được tóm tắt như sau: -8 KByte bộ nhớ có thể lập trình nhanh, có khả năng tới 1000 chu kỳ ghi/xoá -Tần số hoạt động từ: 0Hz đến 24 MHz -3 mức khóa bộ nhớ lập trình -3 bộ Timer/counter 16 Bit -128 Byte RAM nội. -4 Port xuất /nhập I/O 8 bit. -Giao tiếp nối tiếp. -64 KB vùng nhớ mã ngoài1.1.3: Sơ đồ khối AT89S52Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 8 Hình 1.1: Sơ đồ khối của bộ vi điều khiển AT89S52 Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 9 1.1.4: Sơ đồ chân AT89S52 Hình 1.2 Sơ đồ chân của AT89S52 I.1.5 : Chức năng các chân của AT89S52- Port 0: từ chân 32 đến chân 39 (P0.0 _P0.7). Port 0 có 2 chức năng: trong các thiếtkế cỡ nhỏ không dùng bộ nhớ mở rộng nó có chức năng như các đường IO, đối với thiết kế lớn có bộ nhớ mở rộng nó được kết hợp giữa bus địa chỉ và bus dữ liệu. - P o r t 1 : từ chân 1 đến chân 9 (P1.0 _ P1.7). Port 1 là port IO dùng cho giao tiếp với thiết bị bên ngoài nếu cần.- P o r t 2 : từ chân 21 đến chân 28 (P2.0 _P2.7). Port 2 là một port có tác dụng kép dùng như các đường xuất/nhập hoặc là byte cao của bus địa chỉ đối với các thiết bị dùng bộ nhớ mở rộng. - P o r t 3: từ chân 10 đến chân 17 (P3.0 _ P3.7). Port 3 là port có tác dụng kép. Các chân của port này có nhiều chức năng, có công dụng chuyển đổi có liên hệ đến các đặc tính đặc biệt của 89S52 như ở bảng sau:Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 10Bảng 2.1 Các chức năng của Port 3Bit Tên Chức năng chuyển đổiP3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7RXDTXDINT0INT1T0T1WRRDNgõ vào dữ liệu nối tiếp.Ngõ xuất dữ liệu nối tiếp.Ngõ vào ngắt cứng thứ 0.Ngõ vào ngắt cứng thứ 1.Ngõ vào TIMER/ COUNTER thứ 0.Ngõ vào của TIMER/ COUNTER thứ 1.Tín hiệu ghi dữ liệu lên bộ nhớ ngoài. Tín hiệu đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài.- PSE N ( Pr ogr am s tor e e nable ): c hân c ho p hé p b ộ nhớ c hư ơ ng tr ình PSEN là tín hiệu ngõ ra có tác dụng cho phép đọc bộ nhớ chương trình mở rộng và thường được nối đến chân OE của Eprom cho phép đọc các byte mã lệnh. PSEN ở mức thấp trong thời gian 89S52 lấy lệnh. Các mã lệnh của chương trình đượcđọc từ Eprom qua bus dữ liệu, được chốt vào thanh ghi lệnh bên trong 89S52 để giải mã lệnh. Khi 89S52 thi hành chương trình trong ROM nội, PSEN ở mức cao. - A LE (A ddr e s s Latc h E nable ) : c hân c ho phé p c hốt địa c hỉ Khi 89S52 truy xuất bộ nhớ bên ngoài, Port 0 có chức năng là bus địa chỉ và dữ liệu do đó phải tách các đường dữ liệu và địa chỉ. Tín hiệu ra ALE ở chân thứ 30 dùng làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp các đường địa chỉ và dữ liệu khi kết nối chúng với IC chốt. Tín hiệu ở chân ALE là một xung trong khoảng thời gian port 0 đóng vai trò là địa chỉ thấp nên chốt địa chỉ hoàn toàn tự động. - E A (E xte r nal A cce ss ): c hân tr uy xuất ngoàiTrịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 11 Tín hiệu vào EA (chân 31) thường được mắc lên mức 1 hoặc mức 0. Nếu mức 1, 89S52 thi hành chương trình từ bộ nhớ ROM nội. Nếu ở mức 0, 89S52 thi hành chươngtrình từ bộ nhớ ROM ngoại. Chân EA được lấy làm chân cấp nguồn 21V khi lập trình cho Eprom trong 89S52. R S T ( R e s e t ) : Khi ngõ vào tín hiệu này đưa lên mức cao ít nhất 2 chu kỳ máy, các thanh bên trong được nạp những giá trị thích hợp để khởi động hệ thống. Khi cấp điện mạch phải tự động reset. Các giá trị tụ và điện trở được chọnR1=10Ω, R2=220Ω, C=10uF. Hình 1.3: Mạch resetCác ngõ vào bộ dao động X1,X2 Hình 1.4: mạch dao động Bộ tạo dao động được tích hợp bên trong 89S52. Khi sử dụng 89S52, người ta chỉ cần nối thêm thạch anh và các tụ. Tần số thạch anh tùy thuộc vào mục đích của người sử dụng, giá trị tụ thường được chọn là 33p.1.2 Tổ chức bộ nhớ bên trong 89S52 Bộ nhớ trong 89S52 bao gồm ROM và RAM. RAM trong 89S52 bao gồm nhiều thành phần: phần lưu trữ đa dụng, phần lưu trữ địa chỉ hóa từng bit, các bank thanh ghi và các thanh ghi chức năng đặc biệt. AT89S52 có bộ nhớ được tổ chức theo cấu trúc Harvard: có những vùng bộ nhớ riêng cho chương trình và dữ liệu. Chương trình và dữ liệu có thể chứa bên trong 89S52 nhưng 89S52 vẫn có thể kết nối với 64K byte bộ nhớ chương trình và 64K byte dữ liệu bên ngoài-RAM đa dụng RAM đa dụng có địa chỉ từ 30h – 7Fh có thể truy xuất mỗi lần 8 bit bằng cách Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 12dùng chế độ định địa chỉ trực tiếp hay gián tiếp. Các vùng địa chỉ thấp từ 00h – 2Fh cũng có thể sử dụng cho mục đích- RAM có thể định địa chỉ bit Vùng địa chỉ từ 20h -2Fh gồm 16 byte có thể thực hiện như vùng RAM đa dụng(truy xuất mỗi lần 8 bit) hay thực hiện truy xuất mỗi lần 1 bit bằng các lệnh xử lý bit. -Các bank thanh ghi Vùng địa chỉ 00h – 1Fh được chia thành 4 bank thanh ghi: bank 0 từ 00h –07h,bank 1 từ 08h – 0Fh, bank 2 từ 10h – 17h và bank 3 từ 18 – 1Fh. Các bank thanh ghinày được đại diện bằng các thanh ghi từ R0 đến R7. Sau khi khởi động thì hệ thốngbank 0 được chọn sử dụng. Do có 4 bank thanh ghi nên tại một thời điểm chỉ có một bank thanh ghi được truyxuất bởi các thanh ghi R0 đến R7. Việc thay đổi bank thanh ghi được thực hiện thôngqua thanh ghi từ trạng thái chương trình (PSW).-Các thanh ghi có chức năng đặc biệt Các thanh ghi trong 89S52 được định dạng như một phần của RAM trên chip vì vậymỗi thanh ghi sẽ có một địa chỉ (ngoại trừ thanh ghi bộ đếm chương trình và thanh ghilệnh vì các thanh ghi này hiếm khi bị tác động trực tiếp). Cũng như R0 đến R7, 89S52có 21 thanh ghi có chức năng đặc biệt (SFR: Special Function Register) ở vùng trêncủa RAM nội từ địa chỉ 80H đến 0FFH.- Các thanh ghi định thời (Timer) AT89S52 chứa 2 bộ định thời 2 bộ định thời/đếm 16 bit được dùng cho việc định thời hoặc đếm sự kiện. Timer 0 ở địa chỉ 8AH (TL0: Byte thấp) và 8DH (TH1: Byte cao). Việc khởi động Timer được SET bởi TIMER Mode (TMOD) ở địa chỉ 89H và thanh ghi điều khiển. Timer (TCON) ở địa chỉ 88H, chỉ có TCON được địa chỉ hóa từng bit.-Các thanh ghi nối tiếp AT89S52 chứa một Port nối tiếp dành cho việc trao đổi thông tin với các thiết bị nối tiếp như máy tính, Modem hoặc giao tiếp nối tiếp với các IC khác. Một thanh ghi gọi là bộ đệm dữ liệu nối tiếp (SBUF) ở địa chỉ 99H sẽ giữ cả hai dữ liệu truyền và dữ liệu nhận. Khi truyền dữ liệu thì ghi lên SBUF, khi nhận dữ liệu thì đọc SBUF. Các mode vận hành khác nhau được lập trình ghi điều khiển port nối tiếp SCON ở địa chỉ 98HTrịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 13 -Các thanh ghi ngắt Thực tế ở 89S52 chỉ có 5 ngắt dành cho người dùng, song nhiều tài liệu kỹ thuật của các nhà sản xuất vẫn nói rằng có 6 ngắt vì họ tính cả lệnh reset bố trí sáu ngắt của 8051như sau: - Reset: khi chân reset được kích hoạt thì 8051 nhảy về địa chỉ 0000. - Hai ngắt dành cho bộ định thời timer 0 và timer 1, địa chỉ ở bảng vector ngắt của hai ngắt này tương ứng với timer 0 và timer 1 là 000B4 và 001B4. Hai ngắt phần cứng dành cho các thiết bị bên ngoài nối tới chân 12 (P3.2) và 13 (P3.3) của cổng P3 là INT0 và INT1 tương ứng. Các ngắt ngoài cũng được gọi là EX1 và EX2. Vị trí nhớ trong bảng vector ngắt của hai ngắt INT0 và INT1 này là 0003H và 0013H . Truyền thông nối tiếp có một ngắt cho cả thu lẫn phát, địa chỉ của ngắt này trong bảng vector ngắt 0023H Bảng vector ngắt của 8051: Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 14 -Cho phép ngắt và cấm ngắt: Khi reset thì tất cả mọi ngắt bị cấm, có nghĩa là không có ngắt nào được bộ vi điều khiển đáp ứng nếu chúng được kích hoạt, các ngắt phải được cho phép bằng phần mềm để bộ vi điều khiển có thể đáp ứng được. Có một thanh ghi được gọi là cho phép ngắt IE(Interrup Enable), chịu trách nhiệm về việc cho phép ngắt và cấm các ngắt IE là thanh ghi có thể định địa chỉ bit. -Thanh ghi cho phép ngắt IE: Bảng thanh ghi cho phép ngắt IE- Các bước thực hiện khi cho phép một ngắt • Để cho phép 1 ngắt, trình tự thực hiện các bước như sau: + Bit D7 của thanh ghi IE là EA phải được bật lên cao cho phép các bit còn lại của thanh ghi có hiệu lực. + Nếu EA=1 thì tất cả mọi ngắt đều được phép và sẽ được đáp ứng nếu các bit tương ứng của các ngắt này trong IE có mức cao. + Nếu EA=0 thì không có ngắt nào được đáp ứng cho dù bít tương ứng trong IE có giá trị cao.- Thanh ghi TIMER. Vi Điều Khiển 89S52 có 3 timer 16 bit, mỗi timer có bốn cách làm việc. Người ta sử dụng các timer để: + Định khoảng thời gianTrịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 15 + Đếm sự kiện + Tạo tốc độ baud cho port nối tiếp trong 89S52. Trong các ứng dụng định khoảng thời gian, người ta lập trình timer ở những khoảng đều đặn và đặt cờ tràn timer. Cờ được dùng để đồng bộ hóa chương trình để thực hiện một tác động như kiểm tra trạng thái của các ngõ vào hoặc gửi sự kiện ra các ngõ ra. Các ứng dụng khác có thể sử dụng việc tạo xung nhịp đều đặn của timer để đo thời gian trôi qua giữa hai sự kiện (ví dụ đo độ rộng xung). - Thanh ghi chế độ Timer Mode (TMOD): Cả hai bộ định thời timer 0 và timer 1 đều dùng chung một thanh ghi được gọi làTMOD để thiết lập các chế độ làm việc khác nhau của bộ định thời. Thanh ghi TMODlà thanh ghi 8 bit gồm có 4 bit dành cho bộ timer 0 và 4 bit dành cho timer 1. Trongđó hai bit thấp của chúng dùng để thiết lập chế độ của bộ định thời, còn 2 bit cao dùngđể xác định phép toán. Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 16 Bảng tóm tắt thanh ghi chức năng TMOD Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 17CHƯƠNG 2 : NGUYÊN TẮC THU PHÁT HỒNG NGOẠI2.1 Khái niệm về tia hồng ngoại- Ánh sáng hồng ngoại (tia hồng ngoại) là ánh sáng không thể nhìn thấy đượcbằng mắt thường , có bước sóng khoảng từ 0.86µm đến 0.98µm . Tia hồng ngoạicó vận tốc truyền bằng vận tốc ánh sáng .- Tia hồng ngoại có thể truyền đi được nhiều kênh tín hiệu. Nó được ứng dụngrộng rãi trong công nghiệp.Lượng thông tin có thể đạt 3 mega bit /s .Lượng thôngtin được truyền đi với ánh sáng hồng ngoại lớn gấp nhiều lần so với sóng điện từ màngười ta vẫn dùng .- Tia hồng ngoại dễ bị hấp thụ , khả năng xuyên thấu kém . Trong điều khiển từxa bằng tia hồng ngoại , chùm tia hồng ngoại phát đi hẹp , có hướng , do đó khi thuphải đúng hướng .- Sóng hồng ngoại có những đặc tính quan trọng giống như ánh sáng ( sự hội tụ quathấu kính , tiêu cự …) . Ánh sáng thường và ánh sáng hồng ngoại khác nhau rất rõtrong sự xuyên suốt qua vật chất . Có những vật chất ta thấy nó dưới một màu xámđục nhưng với ánh sáng hồng ngoại nó trở nên xuyên suốt . Vì vật liệu bán dẫn“trong suốt” đối với ánh sáng hồng ngoại , tia hồng ngoại không bị yếu đi khi nóvượt qua các lớp bán dẫn để đi ra ngoài .2.2 Nguyên tắc thu phát hồng ngoại : 2.2.1 Phần phát a) Sơ đồ khối Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 18b) Giải thích :- Khối chọn chức năng và khối mã hóa : Khi người sử dụng bấm vào các phím chứcnăng để phát lệnh yêu cầu của mình , mổĩ phím chức năng tương ứng với một số thập phân . Mạch mã hóa sẽ chuyển đổi thành mã nhị phân tương ứng dưới dạng mã lệnh tín hiệu số gồm các bít 0 và 1 . Số bit trong mã lệnh nhị phân có thể là 4 bit hay 8 bit … tùy theo số lượng các phím chức năng nhiều hay ít .- Khối dao động có điều kiện : Khi nhấn 1 phím chức năng thì dồng thời khởiđộng mạch dao động tạo xung đồng hồ , tần số xung đồng hồ xác định thời gian chuẩn của mỗi bit .- Khối chốt dữ liệu và khối chuyển đổi song song ra nối tiếp : Mã nhị phân tại mạch mã hóa sẽ được chốt để đưa vào mạch chuyển đổi dữ liệu song song ra nối tiếp . Mạch chuyển đổi dữ liệu song song ra nối tiếp được điều khiển bởi xung đồng hồ và mạch định thời nhằm đảm bảo kết thúc đúng lúc việc chuyển đổi đủ số bit của một mã lệnh .- Khối điều chế và phát FM : mã lệnh dưới dạng nối tiếp sẽ được đưa qua mạchđiều chế và phát FM để ghép mã lệnh vào sóng mang có tần số 38Khz đến100Khz , nhờ sóng mang cao tần tín hiệu được truyền đi xa hơn , nghĩa là tăng cự lyphát . - Khối thiết bị phát : là một LED hồng ngoại . Khi mã lệnh có giá trị bit =’1’ thìLED phát hồng ngoại trong khoảng thời gian T của bit đó . Khi mã lệnh có giá trị bit=’0’ thì LED không sáng . Do đó bên thu không nhận được tín hiệu xem như bit = ‘0’ .Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 192.2.2 Phần thu a. sơ đồ khốib) Giải thích :- Khối thiết bị thu : Tia hồng ngoại từ phần phát được tiếp nhận bởi LED thu hồng ngoại hay các linh kiện quang khác .- Khối khuếch đại và Tách sóng : trước tiên khuếch đại tính hiệu nhận rồi đưa qua mạch tách sóng nhằm triệt tiêu sóng mang và tách lấy dữ liệu cần thiết là mã lệnh .- Khối chuyển đổi nối tiếp sang song song và Khối giải mã : mã lệnh được đưa vào mạch chuyển đổi nối tiếp sang song song và đưa tiếp qua khối giải mã ra thành số thập phân tương ứng dưới dạng một xung kích tại ngõ ra tương ứng để kích mở mạchđiều khiển .- Tần số sóng mang còn được dùng để so pha với tần số dao động bên phần thu giúp cho mạch thu phát hoạt động đồng bộ , đảm bảo cho mạch tách sóng và mạch chuyển đổi nối tiếp sang song song hoạt động chính xác .Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 20CHƯƠNG 3: CƠ BẢN VÀ GHÉP NỐI VỀ CHUẨN GIAO TIẾP RS232 Ngày nay các thiết bị đo lường, điều khiển…đều phải giao tiếp với máy tính để quan sát thông số và chế độ hoạt động của thiết bị như thế nào? Chuẩn giao tiếp được coi là đơn giản và dễ dùng đó là RS232. Hầu như các thiết bị đều được giao tiếp với máy tính thông qua chuẩn này. 3.1 Tổng quan chuẩn RS232 3.1.1.Đặt vấn đề Vấn đề giao tiếp giữa PC và vi điều khiển rất quan trọng trong các ứng dụng điều khiển,đo lường… Ghép nối qua cổng nối tiếp RS232 là một trong những kỹ thuật được sử dụng rộng rãi để ghép nối các thiết bị ngoại vi với máy tính. Nó là một chuẩn giao tiếp nối tiếp dùng định để đảm bảo dữ liệu là 12,5 đến 25,4m, tốc độ 20 kbit/s đôi khi là tốc độ 115 kbit/s với một số thiết bị đặc biệt. Ý nghĩa của chuẩn truyền thông nối tiếp nghĩa là trong một thời điểm chỉ có một bit được gửi đi dọc theo đường truyền. Có 2 phiên bản RS232 được lưu hành trong thời gian tương đối dài là RS232B và RS232C . Nhưng cho đến nay thì phiên bản RS232B cũ thì ít được dùng còn RS232C hiện vẫn được dùng và tồn tại thường được gọi ngắn gọn là chuẩn RS232. Các máy tính thường có 1 hay 2 cổng nối tiếp theo chuẩn RS232 được gọi là cổng Com. Chúng được dùng ghép nối cho chuột , modem, thiết bị đo lường… Trên main máy tính có loại 9 chân hoặc loại 25 chân tùy đời máy và main máy tính. Việc thiết kế giao tiếp với cổng RS232 cũng tương đối dễ dàng, đặc biệt khi chọn chế độ hoạt động là không đồng bộ và tốc độ truyền dữ liệu thấp.3.1.2. Ưu điểm của giao diện nối tiếp RS232 + Khả năng chống nhiễu của các cổng nối tiếp cao + Thiết bị ngoại vi có thể tháo lắp ngay cả khi máy tính đang được cấp điện + Các mạch điện đơn giản có thể nhận được điện áp nguồn nuôi qua cổng nối tiếp3.1.3.Những đặc điểm cần lưu ý trong chuẩn RS232 + Trong chuẩn RS232 có mức giới hạn trên và dưới (logic 0 và 1) là +- 12v. Hiện nay đang được cố định trở kháng tải trong phạm vi từ 3000 ôm -7000 ôm. + Mức logic 1 có điện áp nằm trong khoảng -3V đến -12V, mức logic 0 từ +-3V đến12V + Tốc độ truyền nhận dữ liệu cực đại là 100kbps ( ngày nay có thể lớn hơn ) + Các lối vào phải có điện dung nhỏ hơn 2500pF + Trở kháng tải phải lớn hơn 3000 ôm nhưng phải nhỏ hơn 7000 ôm + Độ dài của cáp nối giữa máy tính với thiết bị ngoại vi ghép nối qua cổng nối tiếp RS232 không vượt qua 15m nếu chúng ta không dùng modem. + Các giá trị tốc độ truyền dữ liệu chuẩn3.1.4.Các mức điện đường truyền RS232 sử dụng phương thức truyền thông không đối xứng, tức là sử dụng tiến hiệu điện áp chênh lệch giữa một dây dẫn và đất. Do đó ngay từ đầu tiên ra đời nó đã mang vẻ lỗi Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 21thời của chuẩn TTL, nó vẫn sử dụng các điện áp tương thích TTL để mô tả các mức logic 0và 1. Ngoài mức điện áp tiêu chuẩn cũng cố định các giá trị trở kháng tải đầu vào bus của bộ phận và các trở kháng ra của bộ phát. Các mức điện áp trong phạm vi từ -3V đến 3V là trạng thái chuyển tuyến. Chính vì từ -3V tới 3V là phạm vi không được định nghĩa, trong trường hợp thay đổi giá trị logic từ thấp lên cao hoặc từ cao xuống thấp, một tín hiệu phải vượt qua quãng quá độ trong một thời gian ngắn hợp lí. Điều này dẫn đến việc tải hạn chế về điện dung của các thiết bị tham gia và của các đường truyền. Tốc độ truyền dẫn tối đa phụ thuộc vào chiều dài của dây dẫn. Đa số các hệ thống hiện nay chỉ hỗ trợ với tốc độ 19,2 kBd.3.1.5. Cổng RS232 trên PC Hầu hết các máy tính cá nhân hiện nay đều được trang bị ít nhất là 1 cổng Côom hay cổng nối tiếp RS232. Số lượng cổng Com có thể lên tới 4 tùy từng loại main máy tính. Khi đó các cổng Com đó được đánh dấu là Com 1, Com 2, Com 3… Trên đó có 2 loại đầu nối được sử dụng cho cổng nối tiếp RS232 loại 9 chân (DB9) hoặc 25 chân (DB25). Tuy 2 loạiđầu nối này có cùng song song nhưng 2 loại đầu nối này được phân biệt bởi cổng đực (DB9) và cổng cái (DB25)Ta xét sơ đồ chân cổng Com 9 chân:Trên là các kí hiệu chân và hình dạng của cổng DB9Chức năng của các chân như sau:+ chân 1: Data Carrier Detect ( DCD): Phát tín hiệu mang dữ liệu+ chân 2: Receive Data ( RxD): Nhận dữ liệu+ chân 3: Transmit Data (TxD): Truyền dữ liệu+ chân 4: Data Termial Ready (DTR): Đầu cuối dữ liệu sẵn sàng được kích hoạt bởi bộ phận khi muốn truyền dữ liệu+ chân 5: Singal Ground (SG): Mass của tín hiệu+ chân 6: Data Set Ready (DSR): Dữ liệu sẵn sàng được kích hoạt bởi bộ truyền khi nó sẵnsang nhận dữ liệu+ chân 7: Request to Send : Yêu cầu gửi bộ truyền đặt đường này lên mức hoạt động khi sẵn sang truyền dữ liệu+ chân 8: Clear To Send (CTS): Xóa để gửi, bộ nhận đường này lên mức kích hoạt động đểthông báo cho bộ truyền là nó sẵn sàng nhận tín hiệu+ chân 9: Ring Indicate (RI): Báo chuông cho biết là bộ nhận đang nhận tín hiệu rung chuông còn DB28 bây giờ hầu hết các main mới ra đều không có cổng này nữa.Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 223.1.6. Quá trình dữ liệua. Quá trình truyền dữ liệu Truyền dữ liệu qua cổng nối tiếp RS232 được thực hiện không đồng bộ. Do vậy nên tại một thời điểm chỉ có 1 bit được truyền ( 1 kí tự ). Bộ truyền gửi 1 bit bắt đầu ( bit start) để thông báo cho bộ nhận biết một kí tự sẽ được gửi đến trong lần truyền bit tiếp theo. Bit này luôn bắt đầu bằng mức 0… Tiếp theo đó là các bit dữ liệu ( bit data) được gửi dưới dạng mã ASCII ( có thể là 5,6,7 hay 8 bit dữ liệu). Sau đó là một parity bit ( Kiểm tra bit chẵn,lẻ hay không) và cuối cùng là bit dừng-bit stop có thể là 1;1,5 hay 2 bit dừng.b. Tốc độ Baud Đây là một tham số đặc trưng của RS232. Tham số này chính là đặc truwg cho quá trình truyền dữ liệu qua cổng nối tiếp RS232 là tốc độ truyền nhận dữ liệu hay còn gọi là tốc độbit. Tốc độ bit được định nghĩa là số bit truyền được trong thời gian 1giây. Tốc độ bit này phải được thiết lập ở bên phát và bên nhận đều phải có tốc độ như nhau ( Tốc độ giữa vi điều khiển và máy tính phải chung nhau 1 tốc độ truyền bit ) Ngoài tốc độ bit còn 1 tha số để mô tả tốc độ truyền và tốc độ Baud. Tốc độ Baud lien quan đến tốc độ mà phần tử mã hóa dữ liệu được sử dụng để diễn tả bit được truyền còn tốc độ bit thì phản ánh tốc độ thực tế mà các bit được truyền. Vì một phần tử báo hiệu sự mã hóa một biết nên khi đó hai tốc đọ bit và tốc độ Baud là phải đồng nhất. Khi sử dụng chuẩn nối tiếp RS232 thì yêu cầu khi sử dụng chuẩn là thời gian chuyển mức logic vượt quá 4% thời gian truyền 1 bit. Do vậy, nếu tốc độ bit càng cao thì tời gian truyền 1 bit càng nhỏ thì thời gian chuyển mức logic càng phải nhỏ. Điều này làm giới hạn tốc độ Baud và khoảng cách truyền.c. Bit chẵn lẻ hay Parity bit Đây là bit kiểm tra lỗi trên đường truyền. Thực chất của quá trình kiểm tra lỗi khi truyềndữ liệu là bổ sung thêm dữ liệu được truyền để tìm ra hoặc sửa một số lỗi trong quá trình truyền. Do đó trong chuẩn RS232 sử dụng một kỹ thuật kiểm tra chẵn lẻ. Một bit chẵn lẻ được bổ sung vào dữ liệu được truyền để cho thấy số lượng các bit “1” được gửi trong một khung truyền là chẵn hay lẻ. Một Parity bit chỉ có thể tìm ra một số lẻ các lỗi chẳng hạn 1,3,5,7,9… Nếu như một bit chẵn được mắc lỗi thì Parity bit sẽ trùng giá trị với trường hợp không mắc lỗi vì thế khôngphát hiện ra lỗi. Do đó trong kỹ thuật mã hóa lỗi này không được sử dụng trong trường hợp có khả năng một vài bit bị mắc lỗi.3.2: Sơ đồ ghép nối RS2323.2.1.Mạch chuẩn giao tiếp RS232 dùng IC Max232 Max232 là IC chuyên dùng cho giao tiếp giữa RS232 và thiết bị ngoại vi. Max232 là IC của hãng Maxim. Đây là IC chạy ổn và được sử dụng phổ biến trong các mạch giao tiếp chuẩn RS232. GIá thành của Max232 phù hợp và tích hợp trong đó 2 kênh truyền cho chuẩn RS232. Dòng tín hiệu được thiết kế cho chuẩn RS232. Mỗi đầu truyền ra và cổng nhận tín hiệu đều được bảo vệ chống lại sự phóng tĩnh điện. Ngoài ra Max232 còn được thiết kế với nguồn +5V cung cấp nguồn công suất nhỏ. Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 23 Mạch giao tiếp như sau: Đây là mạch giao tiếp 1 kênh dùng Max232, mạch này được sử dụng khá nhiều trong chuẩn giao tiếp RS2323.2.2. Mạch chuẩn giao tiếp RS232 dùng DS275 Đây cũng là IC của hãng Maxim. DS275 được dùng trong các mạch giao tiếp của chuẩnRS232 nhưng dùng trong các thiết kế công suất nhỏ.Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 243.2.3.Mạch chuẩn giao tiếp RS232 dùng transitorMạch sử dụng 2 transitor để giao tiếp RS232Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 25

Tài liệu liên quan

• ĐỒ ÁN VI ĐIỀU KHIỂN: Mạch báo động chống trộm dùng cảm biến giao tiếp LCD
  • 29
  • 6
  • 52
• đồ án thiết kế mạch đo nhiệt độ
  • 144
  • 841
  • 2
• đồ án thiết kế mạch anten
  • 95
  • 1
  • 0
• đồ án thiết kế mạch đếm số lượng sản phẩm trong công nghiệp
  • 20
  • 1
  • 0
• Xây dựng chương trình và thiết kế mạch chống trộm
  • 31
  • 1
  • 1
• đồ án thiết kế mạch báo chuông trường đại học vinh
  • 23
  • 981
  • 0
• đồ án '''' thiết kế mạch thu fm ''''
  • 30
  • 1
  • 3
• Đồ án: " thiết kế mạch điều khiển cho hệ thống lọc bụi tĩnh " pptx
  • 50
  • 953
  • 1
• Đồ án "Thiết kế mạch hiển thị dùng ma trận LED" pps
  • 14
  • 1
  • 17
• Đồ án thiết kế sà lan chuyên dụng 15000t
  • 67
  • 354
  • 0

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

(3.44 MB - 33 trang) - ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MẠCH CHỐNG TRỘM DÙNG CẢM BIẾN Tải bản đầy đủ ngay ×