KHÓA Số điện Tử DÙNG 8051 (có Code Và Layout) - Tài Liệu Text

Tải bản đầy đủ (.docx) (23 trang)

1. Trang chủ
>>
2. Kỹ Thuật - Công Nghệ
>>
3. Điện - Điện tử

KHÓA số điện tử DÙNG 8051 (có code và layout)

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.08 MB, 23 trang )

ĐỀ TÀI: KHÓA SỐ ĐIỆN TỬĐỒ ÁN 2KHÓA SỐ ĐIỆN TỬ DÙNG 8051Page 1ĐỀ TÀI: KHÓA SỐ ĐIỆN TỬMục lụcPage 2ĐỀ TÀI: KHÓA SỐ ĐIỆN TỬDANH MỤC HÌNH VẼPage 3ĐỀ TÀI: KHÓA SỐ ĐIỆN TỬDANH MỤC BẢNG BIỂUBẢNG 2.2: SƠ ĐỒ CHỨC NĂNG CÁC CHÂN P3BẢNG 2.4: SƠ ĐỒ CHÂN LCDPage 4ĐỀ TÀI: KHÓA SỐ ĐIỆN TỬCHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU1.1 Giới thiệu chungNgày này ta có cách thiết bị điều khiển bị động dựa vào tác động hoặc thay đổi bênngoài. Nhưng điều đó chưa đủ, Chúng ta cần có những thiết bị tự chuẩn đoán, dự báo đểđiều khiển thiết bị một cách thông minh hơn.1.2 Mục đích thực hiện đề tàiBằng cách sử dụng sử dụng IC8051 và các linh kiện. Ta có thể tạo ra thiết bị khóa điệntử. Đối với trong việc bảo vệ tài sản là hết sức cần thiết, thiết bị có thể chủ động mở khóanếu mật mã đúng hoặc ngược lại. Và nếu nhập sai quá nhiều sẽ phải đợi 1 thời gian để cóthể được nhập lại phòng chống các mục đích xấu1.3 Nhiệm vụ đề tàiThiết kế mạch khóa số điện tử. Sử dụng IC8051 và ma trận phím để nhập mật mã và xuấtdữ liệu ra LCD. Xây dựng phần cứng hệ thống.Page 5ĐỀ TÀI: KHÓA SỐ ĐIỆN TỬCHƯƠNG 2: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG2.1.KHỐI BÀNPHÍMSơ đồ khốiKHỐI VI ĐIỀUKHIỂNKHỐI HIỂN THỊKHỐI NGUỒNHình 2.1-1: Sơ đồ khốiKhối nguồn: có chức năng biến đổi dòng xoay chiều 220v thành dòng 1 chiềucung cấp cho các khối hoạt động.Khối bàn phím: có nhiệm vụ nhập mật mã từ các nút bấm.Hình 2.1-2: Khối bàn phímPage 6ĐỀ TÀI: KHÓA SỐ ĐIỆN TỬKhối vi điều khiển: có chưa IC8051. Nhận tín hiệu từ khối bàn phím đưa về, xử lý thôngtin và gửi tín hiệu cho LCD hiển thị.Hình 2.1-3: Khối vi điều khiểnKhối hiển thị: có chứa LCD, hiển thị thông tin từ khối điều khiển đưa tớiPage 7ĐỀ TÀI: KHÓA SỐ ĐIỆN TỬHình 2.1-4: Khối hiển thịNguyên lý hoạt động: Khi IC8051 nhận được thông tin từ bàn phím, khối vi điều khiểnsẽ xử lý thông tin, nếu mật mã đúng thì cho phép qua, nếu sai thì sẽ nhập lại mật mã, sai3 lần thì sẽ bị khóa bàn phím.2.2.VI ĐIỀU KHIỂN 8051Được chế tạo theo đặc tính CMOS có các đặc tính sau:• 4 KB PEROM (Flash Programmable and Erasable Read Only Memory), cókhả năng tới 1000 chu kỳ ghi xóa• Tần số hoạt động từ: 0Hz-24MHz• 3 mức khóa bộ nhớ lập trình• 128 byte RAM nội• 4 PORT xuất nhấp I/O 8 bit• 2 bộ Timer/Counter 16 bit• 6 nguồn ngắt• Giao tiếp nối tiếp điều khiển bằng phần cứng• 64KB vùng nhớ mã ngoài• 64KB vùng nhớ dữ liệu ngoài• Cho phép xử lý bit• 210 vị trí nhớ có thể định vị bit• 4 chu kỳ máy ( 4us đối với thạch anh 12MHz) cho hoạt động nhân chia• Có các chế độ nghỉ và chế độ nguồn giảmPage 8ĐỀ TÀI: KHÓA SỐ ĐIỆN TỬChân vi điều khiển 8051Hình 2.2-1: Sơ đồ chân 8051Chip AT89C51 có các tín hiệu điều khiển cần lưu ý sau: Tín hiệu vào chần EA/31 thường đặt ở mức cao (+5V) hoặc mức thấp(GND). Chân PSEN (29)Là tín hiệu điều khiển cho phép chương trình mở rộng, nối đến chân /OEcủa EPROM hoặc ROM để cho phép đọc các bytes mã lệnh Các chân nguồnHoạt động ở nguồn đơn +5V. Vcc được nối vào chân 40. Vss nối chân 20 Port 0Là Port có 2 chức năng ở các chân 32-39 của AT89C51:_ Chức năng I/O xuất nhập: dùng cho các thiết kế nhỏ. Tuy nhiên, khidùng chức năng này thì Port 0 phải dùng thêm các điện trở kéo lên,giá trị phụ thuộc vào thành phần kết nối_ Khi được dùng làm ngõ vào, Port 0 được set ở mức logic 1_ Chức năng địa chỉ/dữ liệu đa hợp: khi dùng các thiết kế lớn, đòi hỏisử dụng bộ nhớ ngoài, thì Port 0 vừa là bus dữ liệu (8 bit) vừa là busđịa chỉ (8 bit thấp).Ngoài ra khi lập trình cho AT89C51, Port 0 còn dùng để nhận mã khilập trình và xuất mã khi kiểm tra (quá trình kiểm tra đòi hỏi phải có điệntrở kéo lên). Port 1Page 9ĐỀ TÀI: KHÓA SỐ ĐIỆN TỬPort 1 (chân 1-8) chỉ có 1 chức năng là I/O, không dùng cho mục đích khác(chỉ trong 8032/8052/8952 thì dùng thêm P1.0 và P1.1 cho bộ định thời thứ3). Tại port 1 đã có điện trở kéo lên nên không cần thêm điện trở ngoài.Port 1 có khả năng kéo được 4 ngõ TTL và còn dùng làm 8 bit địa chỉ thấptrong quá trình lập hay quá trình kiểm tra.Khi dùng làm ngõ vào, Port 1 phải được set mức logic 1. Port 2Port 2 (chân 21-28) là port có 2 chức năng_ Chức năng I/O_ Chức năng địa chỉ: dùng làm 8 bit địa chỉ cao khi cần bộ nhớ ngoàicó địa chỉ 16 bit. Khi đó port 2 không được dùng cho mục đích I/O_ Khi dùng làm ngõ vào, port 2 ở mức logic 1. Port 3Port 3 (chân 10-17) là port có 2 chức năng:_ Chức năng I/O. Khi dùng làm ngõ vào, port 3 ở mức logic 1._ Chức năng khác:BitP3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7TênRxDTxDINT0INT1T0T1WRRDChức năngNgõ vào port nối tiếpNgõ ra port nối tiếpNgắt ngoài 0Ngắt ngoài 1Ngõ vào bộ định thời 0Ngõ vào bộ định thời 1Tín hiệu điều khiển ghi dữ liệu lên bộ nhớ ngoàiTín hiệu điều khiển đọc từ bộ nhớ dữ liệu ngoàiBảng 2.2: Sơ đồ chức năng các chân P3 Các chân nguồn:_ Chân 40: Vcc= 5 ± 20%_ Chân 20: GND PSEN (chân 29)Cho phép đọc bộ nhớ chương trình mở rộng đối với các ứng dụng sử dụng ROMngoài ALE/ PROG (Address Latch Enable / Program):ALE/ PROG (chân 30) cho phép tách các đường địa chỉ và dữ liệu tại Port 0khi truy xuất bộ nhớ ngoài. EA /VPP (External Access) :Page 10ĐỀ TÀI: KHÓA SỐ ĐIỆN TỬEA (chân 31) dùng để cho phép thực thi chương trình từ ROM ngoài. Khi nối chân31 với Vcc, AT89C51 sẽ thực thi chương trình từ ROM nội (tối đa 8KB), ngược lạithì thực thi từ ROM ngoài (tối đa 64KB).Ngoài ra, chân /EA được lấy làm chân cấp nguồn 12V khi lập trình cho ROM. RST (Reset):RST (chân 9) cho phép reset AT89C51 khi ngõ vào tín hiệu đưa lên mức 1trong ít nhất là 2 chu kỳ máy. X1, X2:Ngõ vào và ngõ ra bộ dao động, khi sử dụng có thể chỉ cần kết nối thêm thạchanh và các tụ như hình vẽ trong sơ đồ. Tần số thạch anh thường sử dụng choAT89C51 là 12Mhz.[1]Hình 2.2-2: Mạch dao động2.3.Bàn phím ma trận 4x4 (matrix keypad 4x4) là gì ?Nguyên lý: Khi ta cấp logic 0 ra all hàng để chờ sự kiện nút được nhấn, nếu nút đượcnhấn thì ta mới cấp lần lượt mức logic 0 ra từng hàng (VD cấp cho hàng 1 logic 0 thìcác hàng khác phải lên login 1) sau đó kiểm tra cột xem nó ở cột thứ bao nhiêu, nếutrùng cột và hàng cùng logic 0 thì ta sẽ xác định được vị trí nút được nhấn.Hình 2.3: Ma trận phím 4x4Page 11ĐỀ TÀI: KHÓA SỐ ĐIỆN TỬTrên đây là hình ảnh sơ đồ nguyên lý của module bàn phím 4x4. Tuy có đến 16 nút nhấn,nghĩa là nếu làm một cách thông thường (dùng chân digital) thì chúng ta phải cần đến 16chân vi điều khiển để đọc. Nhưng với bàn phím này, chúng ta chỉ cần dùng 8 chân (4chân hàng ngang (row), và 4 chân cột dọc (column)).Để kiểm tra một nút có được nhấn hay không? Họ sẽ sử dụng phương pháp quét được môtả bằng đoạn mã giả như sau:Với mỗi hàng (R1 đến R4), Chọn ra hàng RiCấp cực âm (0v) cho hàng RiNếu điện áp ở chân Cj bất kì là dương (INPUT PULLUP) => chưa nhấnNếu điện áp ở chân Cj bất kì là âm (INPUT PULLUP) => đang nhấn [2][3]2.4.LCD 16x02Sơ đồ chân.Các Text LCD theo chuẩn HD44780U thường có 16 chân trong đó 14 chân kết nối với bộđiều khiển và 2 chân nguồn cho “đèn LED nền”. Thứ tự các chân thường được sắp xếpnhư sau:Trạng TháiChức năngSố thứ tự chânTênMô TảLogicGround1Vss(GND)0VNguồn cho2Vdd(Vcc)5VLCDTương phản3Vee0-Vdd0D0-D7: Lệnh4RS1D0-D7:Dữ liệu0Ghi (Từ IC vào LCD)Điều khiển5RW1Đọc (Từ LCD vào IC)LCD0Vô hiệu hóa LCD6E1LCD hoạt độngTừ 1 xuống 0Bắt đầu ghi/đọc7D00/1Bit 0 LSB8D10/1Bit 19D20/1Bit 210D30/1Bit 3Dữ liệu/lệnh11D40/1Bit 412D50/1Bit 513D60/1Bit 614D70/1Bit 7 MSBPage 12ĐỀ TÀI: KHÓA SỐ ĐIỆN TỬBảng 2.4: Sơ đồ chân LCD.Page 13ĐỀ TÀI: KHÓA SỐ ĐIỆN TỬCHƯƠNG 3: PHẦN MỀM3.1.Lưu đồ hoạt độngBEGINKHỞI TẠO LCDKHỞI TẢO BÀN PHÍMHIỂN THỊ TÊN,MSSVNHẬP MẬTMÃĐÚNGSAIQUASAI 3 LẦNKHÓA BÀNPHÍMHình 3.1: Lưu đồ hoạt độngPage 14ĐỀ TÀI: KHÓA SỐ ĐIỆN TỬ3.2 Mô phỏngHình 3.2: Mô phỏng proteus3.3 Mạch inHình 3.3: Mạch inPage 15ĐỀ TÀI: KHÓA SỐ ĐIỆN TỬPage 16ĐỀ TÀI: KHÓA SỐ ĐIỆN TỬCHƯƠNG 4: KẾT QUẢHình 4.1: Kết quả 1Hình 4.2: Kết quả 2Page 17ĐỀ TÀI: KHÓA SỐ ĐIỆN TỬCHƯƠNG 5: NHẬN XÉT VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN5.1. KẾT LUẬNSau hơn một thời gian tìm hiểu, nghiên cứu, tham khảo nhiều tài liệu và được sự hướngdẫn của thầy cô, em đã thực hiện xong đề tài : ‘‘KHÓA SỐ ĐIỆN TỬ’’. Việc hoàn thànhđề tài với những nội dung và mục tiêu đề ra ban đầu đã đem lại cho em thực hiện mộtlượng kiến thức bổ ích, thiết thực và có khả năng ứng dụng trong thực tế. Sau thời gianthực hiện đồ án, em đã hoàn thành được những công việc sau :•Xây dựng, thiết kế thi công mạch khóa số điện tử•Tìm hiểu vầ thiết kế mạch5.2. HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀIĐề tài ‘‘khóa số điện tử’’được thực hiện trên mô hình thí nghiệm. Để đưa đề tài này vàoáp dụng trong thực tiễn đời sống và sản xuất thì cần phải nâng cấp và mở rộng hệ thốnghơn nữa. Chẳng hạn, để bảo mật tốt hơn, ta phải kết hợp với module sim để khi có cảnhbáo có thể gửi về số điện thoại của ta.Ngoài ra, dựa vào ứng dụng và tầm khả năng hoạt động , chúng ta có thể phát triển thànhcác đề tài khác như hệ thống két sắt thông minh, mạch nhận biết qua vân tay….Page 18ĐỀ TÀI: KHÓA SỐ ĐIỆN TỬTài liệu tham khảo• [1]Giáo trình Vi xử lý - Vi điều khiển – Trường Đại học Sao đỏ - Bộ Công Thương• Trang web: [2]linhkienviet.vn [3]Sangtaoclub.net [4]Hocavr.comPage 19ĐỀ TÀI: KHÓA SỐ ĐIỆN TỬPHỤ LỤCCODE QUÉT BÀN PHÍMvoid delay_us(unsigned int t){unsigned int i;for (i=0;i