Báo cáo Thiết kế hệ thống băng tải đóng gói sản phẩm điều khiển bằng bàn phím và giao tiếp máy tính

Báo Cáo Thực Tập Công Nhân Trang 1 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, trong công cuộc công nghiệp hóa và hiện đại hóa cũng như tiến trình hội nhập sâu vào nền kinh tế thế giới nói chung và các quốc gia trong tố chức WTO nói riêng đặt ra cho nền kinh tế và sản xuất của chúng ta cần phải đáp ứng được các yêu cầu chung của thế giới. Có thể nhận thấy một điều là nền sản xuất của chúng ta hiện tại mang tính thủ công và hết sức lạc hậu, do đó điều kiện cần và đủ để quá trình hội nhập thành công là phải hiện đại hóa nền kinh tế, hiện đại hóa và tự động quá trình sản xuất. Lịch sử nhân loại đã chứng kiến những cuộc cách mạng về khoa học kĩ thuật và gần đây nhất là cuộc cách mạng về công nghệ thông tin. Với sự trợ giúp của máy tính và hệ thống máy tính, con người đã nâng cao năng suất và tự động hóa ngày một hiệu quả hơn. Tuy nhiên, nói đến máy tính thì trước hết phải nói đến một lĩnh vực quan trọng gấp bội, đó chính là nền công nghiệp điện tử. Nền công nghiệp điện tử và các sản phẩm của nó là nền tảng cơ bản nhất cho việc ra đời của máy tính và sâu xa hơn chính là nên sản xuất hiện đại ngày nay. Các sản phẩm của công nghiệp điện tử đã đi sâu vào đời sống của mỗi quốc gia, vùng lãnh thổ và mỗi con người chúng ta. Công nghiệp điện tử là lĩnh vực không thể thiếu đối với tất cả các khía cạnh trong cuộc sống hiện đại nhân loại ngày nay. Nằm trong chương trình đào tạo kĩ sư chuyên ngành cơ điện tử của khoa cơ khí- trường đại học bách khoa đà nẵng, tôi đươc tham gia vào đợt thực tập công nhân tại xưởng điện tử của trường. Với mục đích bổ sung kiến thức và kĩ năng nghề nghịệp làm tiền đề cho quá trình công tác sau này cũng như có thể đáp ứng yêu cầu của nền sản xuất nước nhà, nhóm Báo Cáo Thực Tập Công Nhân Trang 2 chúng tôi đã chọn đề tài: Thiết kế hệ thống băng tải đóng gói sản phẩm điều khiển bằng bàn phím và giao tiếp máy tính. Đây là một đề tài có khối lượng công việc khá lớn, bao gồm cả cơ khí và điện tử và lập trình điều khiển, đòi hỏi sự chính xác cao và có thể ứng dụng trong nhiều lĩnh vực mang lại hiệu quả cao. Trong quá trình thực hiện đề tài, nhóm đã thiết kế và tính toán sao cho quá trình làm việc của mô hình là tốt nhất, ổn định nhất, công năng nhiều nhất. Tuy nhiên, nhóm cũng đã gặp nhiều khó khăn do vấn đề thời gian và kinh nghiệm của nhóm nên mô hình vẫn gặp những vấn đề chưa thể khắc phục. Nhóm cũng xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của thầy Lê Hồng Nam và các thầy cô trong khoa Điện Tử Viễn Thông và Cơ Khí đã giúp nhóm hoàn thành đề tài một cách tốt nhất. Kính mong quý thầy cô đóng góp những ý kiến để những đợt thực tập sau chúng tôi sẽ hoàn thành nhiệm vụ tốt nhất. Trân trọng và chân thành cảm ơn! Nhóm thực hiện đề tài Báo Cáo Thực Tập Công Nhân Trang 3 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu đề tài Thiết kế hệ thống gồm hai băng tải đóng gói sản phẩm điều khiển bằng bàn phím và giao tiếp máy tính 1.2 Sơ đồ khối của đề tài. 1.3 Chức năng các khối : • Giao tiếp máy tính : Dùng giao diện phần mềm lập trình bằng delphi trên máy tính để giao tiếp với mạch điều khiển qua đó điều khiển và kiểm soát số sản phẩm và số thùng. • Mạch điều khiển : Điều khiển tất cả hoạt động của máy, nhận tín hiệu điều khiển từ bàn phím và máy tính để xử lý rồi đưa ra tín hiệu điều khiển cho cơ cấu chấp hành. Kiểm tra tín hiệu trả về của cảm biến để giám sát hoạt động của máy, đưa số liệu ra mạch hiển thị và đưa về máy tính. Đồng thời xử lý tính toán dựa vào các dữ liệu thu về từ cảm biến và các tín hiệu điều khiển để xuất tín hiệu điều khiển cơ cấu chấp hành cho phù hợp với yêu cầu. CẢM BIẾN BÀN PHÍM KHỐI ĐIỀU ĐIỀU KHIỂN HIỂN THỊ CƠ CẤU CHẤP HÀNH MÁY TÍNH Báo Cáo Thực Tập Công Nhân Trang 4 • Cảm biến : Gồm 2 cảm biến quang trở được bố theo hành trình của sản phẩm và thùng để đếm số thùng và số sản phẩm có đủ hay không. • Bàn phím : Để nhập số sản phẩm và số thùng đồng thời thực hiện một số chức năng điều khiển cụ thể (sẽ được làm rõ ở phần sau). • Hiển thị : Để hiển thị số sản phẩm và số thùng • Cơ cấu chấp hành : Gồm các cơ cấu cơ khí ( 2 băng tải) và 2 động cơ DC để truyền động cho các cơ cấu cơ khí ( 2 băng tải). Một băng tải mang sản phẩm và một băng tải mang thùng. Báo Cáo Thực Tập Công Nhân Trang 5 CHƯƠNG II : LÝ THUYẾT VI ĐIỀU KHIỂN 8951 1. Kiến trúc của vi điều khiển 8951 IC vi điều khiển 8951 thuộc họ MCS51 có các đặc điểm sau : + 4 kbyte Flash. + 128 byte RAM + 4 port I/0 8 bit + Hai bộ định thời 16 bits + Giao tiếp nối tiếp + 64KB không gian bộ nhớ chương trình ngoài + 64 KB không gian bộ nhớ dữ liệu ngoài a.Port0: là port có 2 chức năng, ở trên chân từ 32 đến 39 của MC 8951. Trong các thiết kế cỡ nhỏ không dùng bộ nhớ ngoài, P0 được sử dụng như là những cổng I/O. Còn trong các thiết kế lớn có yêu cầu một số lượng đáng kể bộ nhớ ngoài thì P0 trở thành các đường truyền dữ liệu và 8 bit thấp của bus địa chỉ. b. Port1: là một port I/O chuyên dụng, trên các chân 1-8 của MC8951. Chúng được sử dụng với một múc đích duy nhất là giao tiếp với các thiết bị ngoài khi cần thiết. U1 AT89C51 9 18 19 29 30 31 1 2 3 4 5 6 7 8 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17 39 38 37 36 35 34 33 32 RST XTAL2 XTAL1 PSEN ALE/PROG EA/VPP P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 AT89C51 Báo Cáo Thực Tập Công Nhân Trang 6 c. Port2: là một cổng có công dụng kép trên các chân 21 – 28 của MC 8951. Ngoài chức năng I/O, các chân này dùng làm 8 bit cao của bus địa chỉ cho những mô hình thiết kế có bộ nhớ chương trình ROM ngoài hoặc bộ nhớ dữ liệu RAM có dung lượng lớn hơn 256 byte. d. Port3: là một cổng có công dụng kép trên các chân 10 – 17 của MC 8951. Ngoài chức năng là cổng I/O, những chân này kiêm luôn nhiều chức năng khác nữa liên quan đến nhiều tính năng đặc biệt của MC 8951, được mô tả trong bảng sau: B ả n g 2 . 1 Chức năng của các chân trên port 3 e. PSEN (Program Store Enable): 8951 có 4 tín hiệu điều khiển, PSEN là tín hiệu ra trên chân 29. Nó là tín hiệu điều khiển để cho phép truy xuất bộ nhớ chương trình mở rộng và thường được nối đến chân OE (Output Enable) của một EPROM để cho phép đọc các byte mã lệnh của chương trình. Tín hiệu PSEN ở mức thấp trong suốt phạm vi quá trình của một lệnh. Các mã nhị phân của chương trình được đọc từ EPROM qua bus và được chốt vào thanh ghi lệnh của 8951 để giải mã lệnh. Khi thi hành chương trình trong ROM nội PSEN sẽ ở mức cao. f. ALE (Address Latch Enable ): Tín hiệu ra ALE trên chân 30 tương hợp với các thiết bị làm việc với các xử lý 8585, 8088. 8951 dùng ALE để giải đa hợp bus địa chỉ và dữ liệu, khi port 0 được dùng làm bus địa chỉ/dữ liệu đa hợp: vừa là bus dữ liệu vừa là byte thấp của địa chỉ 16 bit . ALE là tín hiệu để chốt địa chỉ vào một thanh ghi bên ngoài trong nữa đầu của chu kỳ bộ nhớ. Sau đó, các đường Port 0 dùng để xuất hoặc nhập dữ liệu trong nữa sau chu kỳ của chu kỳ bộ nhớ. Các xung tín hiệu ALE có tốc độ bằng 1/6 lần tần số dao động trên chip và có thể được dùng là nguồn xung nhịp cho các hệ thống. Nếu xung trên 8951 là 12MHz thì ALE có tần số 2MHz. Chân này cũng được làm ngõ vào cho xung lập trình cho EPROM trong 8951. Bit Tên Chức năng chuyển đổi P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 RxD TxD 0INT 1INT T0 T1 WR RD Ngõ vào dữ liệu nối tiếp. Ngõ xuất dữ liệu nối tiếp. Ngắt ngoài 0. Ngắt ngoài 1. Ngõ vào TIMER 0. Ngõ vào của TIMER 1. Điều khiển ghi dữ liệu lên bộ nhớ ngoài. Điều khiển đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài. Báo Cáo Thực Tập Công Nhân Trang 7 g. EA (External Access): Tín hiệu vào EA trên chân 31 thường được nối lên mức cao (+5V) hoặc mức thấp (GND). Nếu ở mức cao, 8951 thi hành chương trình từ ROM nội trong khoảng địa chỉ thấp (4K). Nếu ở mức thấp, chương trình chỉ được thi hành từ bộ nhớ mở rộng. Người ta còn dùng chân EA làm chân cấp điện áp 21V khi lập trình cho EPROM trong 8951. h. RST (Reset): Ngõ vào RST trên chân 9 là ngõ reset của 8951. Khi tín hiệu này được đưa lên mức cao (trong ít nhất 2 chu kỳ máy), các thanh ghi trong 8951 được đưa vào những giá trị thích hợp để khởi động hệ thống. i.OSC: 8951 có một bộ dao động trên chip, nó thường được nối với thạch anh giữa hai chân 18 và 19. Tần số thạch anh thông thường là 12MHz. j. POWER: 8951 vận hành với nguồn đơn +5V ( 20%. Vcc được nối vào chân 40 và Vss (GND) được nối vào chân 20. 2. Tìm hiểu về tập lệnh của 89C51. Một số lệnh thường gặp. ACALL addr11 : Gọi chương trình con(gọi đến địa chỉ tuyệt đối). Mô tả: ACALL gọi không điều kiện một chương trình con đặt tại địa chỉ được chỉ ra trong lệnh. Lệnh này tăng nội dung của PC bởi 2 để PC chứa địa chỉ của lệnh kế lệnh ACALL, sau đó cất nội dung 16 bit của PC vào stack(Byte thấp cất trước) và tăng con trỏ stack SP bởi 2. Do vậy chương trình con được gọi phải được bắt đầu trong cùng khối 2K của bộ nhớ chương trình với Byte đầu tiên của lệnh theo sau lệnh ACALL. Các cờ khong bị ảnh hưởng. LCALL addr16 : Gọi chương trình con. Chương trình con được gọi phải được bắt đầu trong cùng khối 64K của bộ nhớ chương trình với Byte đầu tiên của lệnh theo sau lệnh LCALL. Các cờ khong bị ảnh hưởng. ADD A,: Cộng Mô tả: ADD Cộng nội dung của một byte ở địa chỉ được chỉ ra trong lệnh với nội dung thanh chứa và đặt kết quả vào thanh chứa. ADD có 4 kiểu định địa chỉ cho toán hạn nguồn: thanh ghi, trực tiếp, thanh ghi gián tiếp hoặc tức thời. AJMP addr11: Nhảy đến địa chỉ tuyệt đối. Đích nhảy đến phải trong cùng khối 2K của bộ nhớ chương trình với byte đầu tiên của lệnh theo sau lệnh AJMP. ANL ,: thực hiện phép toán AND từng bít giữa hai toán hạng được chỉ ra trong lệnh và lưu kết quả vào toán hạn đích. Các cờ không bị ảnh hưởng. CJNE ,,rel : So sánh và nhảy nếu không bằng. Cờ nhớ được set bằng 1 nếu giá trị nguyên không dấu của toán hạn trước nhỏ hơn giá trị nguyên không dấu của toán hạn sau. Ngược lại cờ nhớ bị xoá. Báo Cáo Thực Tập Công Nhân Trang 8 CLR bit: Xoá bít. CPL bit: Lấy bù bit. DEC byte: Byte chỉ ra trong lệnh được giảm đi 1, cờ nhớ không bị anhư hưởng. DIV AB: chia số nguyên không dấu 8 bit chứa. SETB : Set bit bằng 1. Báo Cáo Thực Tập Công Nhân Trang 9 CHƯƠNG III : SƠ ĐỒ MẠCH VÀ TÍNH CHỌN LINH KIỆN Đề tài: Mạch giám sát và điều khiển đếm sản phẩm có giao tiếp máy tính 1.Sơ đồ khối và phân tích hoạt động: 1.1 Sơ đồ khối: 1.2 Nguyên lý chung: Thông qua hệ thống cảm biến thu phát hồng ngoại sẽ đưa tín hiệu đầu vào vào 89S52,sau khi được xử lý tại vi điều khiển(chương trình được lập trình bằng ASM) sẽ đưa tín hiệu đầu ra điều khiển 2 hệ thống băng chuyền thực hiện việc đếm số thùng trong 1 ca và số sản phẩm trong 1 thùng. Song song với quá trình hoạt động của mạch,máy tính sẽ thực hiện giám sát và điều khiển thông qua dữ liệu được gởi xuống vi điều khiển bằng cổng COM 1.3 Cụ thể: 1.3.1 Khối cảm biến: Trên mỗi băng chuyền thùng và sản phẩm,sẽ đặt 1 hệ thống cảm biến gồm 1 led hồng ngoại phát và 1 photodiode thu,khi có sản phẩm(thùng) đi qua,hệ thống sẽ gởi tín hiệu mức 0 báo cho VĐK biết, căn cứ vào chương trình đã được nạp,VĐK sẽ đưa ra chỉ thị điều khiển dừng hay khởi động băng chuyền để thực hiện việc đếm số sản phẩm(thùng). 1.3.2 Khối băng chuyền: KHỐI XỬ LÍ TRUNG TÂM (89S52) Bàn phím Máy tính Hiển thị Cảm biến Băng chuyền Báo Cáo Thực Tập Công Nhân Trang 10 Gồm 2 băng chuyền: một băng chuyền cho thùng chạy,và một cho sản phẩm chạy 1.3.3 Khối hiển thị: Gồm 4 led 7 đoạn (2 led cho số thùng và 2 led cho số sản phẩm)sẽ hiển thị số sản phẩm và thùng cài đặt,cũng như số sản phẩm và số thùng trong quá trình đếm. 1.3.4 Khối bàn phím: Phím 0- 9: nhập số sản phẩm(thùng) cài đặt Phím 10: Start Phím 11: Cài đặt Phím 12: Thoát khỏi cài đặt Phím 13: Stop Phím 14: Bắt đầu cài đặt thùng 1.3.5 Điều khiển từ PC: Chương trình điều khiển được viết bằng Delphi. Máy tính sẽ gởi tín hiệu khởi động, gởi số sản phẩm và thùng cài đặt xuống VĐK thông qua cổng COM. Song song với quá trình gởi dữ liệu thì PC cũng sẽ nhận dữ liệu đếm từ VĐK và hiển thị lên màn hình điều khiển. 2.Tính toán thiết kế: 2.1. Mạch công suất cho động cơ: Mục đích là tạo ra dòng lớn để cung cấp cho động cơ ULN2803 có nhiệm vụ đệm dòng cho mạch công suất 12V 12V 12V C PWM3 C PWM4 C PWM1 PWM1 PWM4 PWM2C PWM2 PWM3 RULNS 1K 2 3 4 5 6 7 8 1 9 RN6 4k7 2 3 4 5 6 7 8 1 9 U9 ULN2803 10 9 1 2 3 4 5 6 7 8 18 17 16 15 14 13 12 11 COM GND IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 IN8 OUT1 OUT2 OUT3 OUT4 OUT5 OUT6 OUT7 OUT8 Tính chọn điện trở: ULN2803 có Iin = 25 mA Chọn Vin = 12V Vậy RN6 =4k7 Chọn RULNS = 1K Báo Cáo Thực Tập Công Nhân Trang 11 12V 12V 12V 12V 24V 24V 24V 24V PWM1 PWM3 PWM4 PWM2 Q13 D468 R24 330 2W R25 330 2W R26 330 2W R27 330 2W M4DC4 IRF540 Q9 D468 M2DC2 IRF540 Q7 D468 Q14 B562 D21 4007 Q11 D468 D24 4007 D27 4007 D30 4007 M3DC3 IRF540 M1 IRF540 J29 DC4 1 2 J28 DC2 1 2 J27 DC2 1 2 J26 DC1 1 2 Q10 B562 Q12 B562 Q8 B562 Fet IRN540 : đóng mở động cơ Chọn 2bjt là 2sd468 và 2sb562 mạch mắc Darlington :khuếch đại dòng 2.1.1 Mạch cảm biến R330 Báo Cáo Thực Tập Công Nhân Trang 12 Mạch gồm hai khối cảm biến dùng để đếm số sản phẩm và số thùng. Khi không có sản phẩm đi qua LED thu nhận được tín hiệu từ LED phát, điện trở của LED phát R=330,led thu có R= 1 2.2. Mạch hiển thị : Title Size Document Number Rev Date: Sheet of A 1 1Thursday , January 10, 2008 U4 led 7 seg 1 2 3 4 5 678910 Q1 2SC1815 Q4 2SC1815 Q3 2SC1815 Q2 2SC1815 R37 R R35 R R33 R U8 SN7447 17 21 42 8 6 BI/RBO 4 RBI 5 LT 3 A 13 B 12 C 11 D 10 E 9 F 15 G 14 V C C 16 G N D 8 U7 led 7 seg 1 2 3 4 5 678910U6 led 7 seg 1 2 3 4 5 678910 U5 led 7 seg 1 2 3 4 5 678910 R32 R R38 R R36 R R34 R A4 A2 A3 A5 A1 A7 A6 5V R39 R P2.0 P2.3 P2.2 P2.1 A3A4A5 A5 A2A1A6A7 A1A6A7 A3A4 A7 A3A4A5 A2 A4A5 A2A1A6 A3 A1A7A6 A2 P2.6P2.7 P2.4P2.5 R31 R 0 5V J1 CON8 1 2 3 4 5 6 7 8 P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 Chọn trở R39( đưa áp vào các chân 3,4,5 của 7447) là 1k. Để tính chính xác ta coi Led như một động cơ một chiều và sử dụng công thức Ihd= dmon T dm I T T dtI T on ***1 0 2 =∫ Để đơn giản hơn ta xem led 7 đoạn gồm 7 led đơn sử dụng dòng 10 mA. Vậy dòng cần cung cấp cho led là IC=7*10=70mA Chọn BJT là 2SA1015 với β =70 Dòng IB = IC/ β = 70/70 = 1mA R32 = Vcc-VCES-V LED / IC / 7 = 5 -2 -0.1/70/7 = 270Ω . Chọn R32=R34=R36=R38=270Ω Ngõ ra P2.7 ở mức thấp thì Q1 dẫn lúc đó VOl=0.45V(mức thấp) R31=Vcc-VO1-VBEQ1-VR32/IBQ1=5-0.45-0.7-70/7*0.27/1mA Ta chọn R31=R33=R35=R37=1 K 2.3 Mạch bàn phím - Ma trận phím Báo Cáo Thực Tập Công Nhân Trang 13 1 4 2 3 1 4 2 3 1 4 2 3 C3 1 4 2 3 71 4 2 3 P1.3 1 H2 2 C 3 F1 4 2 3 H0 P1.1 1 4 2 3 5 P1.0 1 4 2 3 1 4 2 3 P1.5 E P1.4 1 4 2 3 D 1 4 2 3 64 1 4 2 3 98 0 1 4 2 3 C0 H1 1 4 2 3 P1.6 J1 CON8 1 2 3 4 5 6 7 8 C1 P1.7 1 4 2 3 H3 A C2 1 4 2 3 P1.2 B Để thực hiện ma trận bàn phím ta dùng phương pháp quét phím. Quét cột và đọc dữ liệu tại hàng hoặc ngược lại. Theo hình vẽ thì các cột cách nhau 1 đơn vị, các hàng cách nhau 4 đơn vi. Khi mạch cần nhiều phím thì ta mới tổ chức ma trận phím để giảm số lượng cổng sử dụng cho bàn phím. Chương trình hiển thị bàn phím. #include phim equ 30h ORG 0000H MAIN: ACALL IN_HEX MOV A,PHIM ACALL HT SJMP MAIN ;......................................... IN_HEX: MOV R3,#50 BACK1: ACALL GET_KEY JNB 10,EXP1 DJNZ R3,BACK1 BACK2: MOV R3,#50 BACK3: ACALL GET_KEY JB 10,BACK2 DjNZ R3,BACK3 SETB 11 MOV PHIM,R6 EXP1: NOP RET ;---------------------------------------------------------------------------- Báo Cáo Thực Tập Công Nhân Trang 14 GET_KEY: MOV A,#0FEH MOV R2,#0 SCAN_ROW: MOV P0,A MOV R4,A ;luu gia tri cua A vao R4 ;chuan bi quet cac cot va nhay JNB P0.4,ROW_0 JNB P0.5,ROW_1 JNB P0.6,ROW_2 JNB P0.7,ROW_3 ;khong co phim an thi chuyen den cot tiep theo MOV A,R4 ;lay lai ma lan truoc tu r4 RL A ;quay trai 1 bit de chuyen den cot ke tiep INC R2 ;tang so lan quet len 1 CJNE R2,#4,SCAN_ROW ;khong du 4 cot thi quay lai quet SETB P2.6 SJMP NO_CODE ROW_0: MOV A,R2 ADD A,#0 SETB 10 MOV R6,A SJMP EXIT ROW_1: MOV A,R2 ADD A,#4 SETB 10 MOV R6,A SJMP EXIT ROW_2: MOV A,R2 ADD A,#8 SETB 10 MOV R6,A SJMP EXIT ROW_3: MOV A,R2 ADD A,#12 SETB 10 MOV R6,A Báo Cáo Thực Tập Công Nhân Trang 15 SJMP EXIT NO_CODE: ;NEU KHONG CO PHIM AN THI XOA BIT 10 CLR 10 EXIT: RET HT: MOV B,#10 DIV AB ADD A,#10H MOV P2,A ACALL DELAY MOV A,B ADD A,#00 MOV P2,A ACALL DELAY RET DELAY: MOV R0,#200 DJNZ R0,$ RET END Khi mạch không cần nhiều phím thì ta có thể dùng phím như sau: Vcc R1 R 1 4 2 3 p1.0 Báo Cáo Thực Tập Công Nhân Trang 16 2.4. Mạch giao tiếp máy tính 5V VCC5V GND P0.3 P1.1 DK PWM1 P1.0 P1.4 P0.1 DK PWM2 P3.3 DK PWM3 P0.4 P1.2 P3.5 P1.5 DK PWM4 P3.4 P0.5 RXD P1.6 P0.2 P0.7 P0.6 P0.0 P1.3 TXD P3.2 P1.7 VCC5V VCC5V v cc5v VCC5V VCC5V GND D20 LED D23 LED D26 LED D22 LED D28 LED D31 LED D38 LED D33 LED D34 LED D36 LED D37 LED D39 LED D35 LED D42 LED D41 LED D40 LED D43 LED D44 LED R19 R D46 LED R17 R D45 LED R16 R R15 R R20 R R21 R R22 R R18 R23 R R28 R R29 R R30 R R31 R R32 R R33 R R34 R R35 R R36 R R37 R R38 R Y1 ZTA J3 NGUON 5V 1 2 Q16 2SA1015 3 2 1 J2 NAP PHILLIP 1 2 3 4 C6 30P U4 8051 29 30 31 19 18 9 39 38 37 36 35 34 33 32 1 2 3 4 5 6 7 8 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17 PSEN ALE EA X1 X2 RST P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD R14 10K +C5 10UF SW1 RESET C7 30P R39 560 J25 COIBIP 1 2 R40 330 5v TXD RXD R3 330 D1 LED do J1 CON2 1 2 U5 MAX232 13 8 11 10 1 3 4 5 2 6 12 914 7 R1IN R2IN T1IN T2IN C+ C1- C2+ C2- V +V- R1OUT R2OUTT1OUT T2OUT P1 CONNECTOR DB9 5 9 4 8 3 7 2 6 1 C7 10u C6 10u C8 10u có nhiệm vụ thực hiện kết nối giữa vi điều khiển và máy tính Tác dụng của các linh kiện trong mạch: 2.4.1 max232: MAX232 đóng vai trò trung gian giao tiếp giữa cổng COM và chip AT89C52. Tín hiệu từ chân 3 cổng COM được đưa đến đầu vào thu R1IN của MAX232, đầu ra bộ thu R1OUT của MAX232 nối với chân ngõ vào dữ liệu nối tiếp RxD của AT89C52. Tín hiệu từ ngõ xuất dữ liệu nối tiếp TxD của chip AT89C52 đưa đến đầu vàobộ phát T1IN của MAX232, đầu ra bộ phát T2OUT của chip AT89C52 được nối đến chân 3 của cổng COM. Bảng trạng thái: T1IN T1OUT Báo Cáo Thực Tập Công Nhân Trang 17 R1IN R1OUT 0 1 1 0 2.4.2. Chip 89S52: - Nhập dữ liệu bàn phím qua Port 0. - Xuất dữ liệu ra LED qua Port 2. - Khối giao tiếp cổng COM ( sử dụng MAX 232) qua P3.0, P3.1 - Khối cảm biến, động cơ qua Port1. 2.4.3. Tính toán và chọn linh kiện: Chip 89S52 hoạt động với tốc độ xung đồng hồ 12MHz, nên chọn thạch anh Y1 =12M, chọn C1=C2=33pF. Mạch Reset: Tính điện trở mạch Reset hệ thống: Ngõ vào Reset (RST) – Mức cao trên chân này trong hai chu kì máy trong khi bộ dao động đang hoạt động sẽ Reset AT89C51: VIHmin= 0.7*VCC=0.7*5=3.5(V) VIHmax=VCC+0.5=5+0.5=5.5(V), ITL=0.65(mA) R1= )K(46.865.0 5.5 = Suy ra ta chọn R1=8.2(K) Để Reset chip cần đặt vào chân 89C51 ít nhất hai chu kì máy ở mức cao và sau đó trả về mức thấp.Do sử dụng mạch tạo dao động thạch anh bên ngoài 12MHz nên mỗi chu kì máy mất 1 sμ , RST ở mức cao trên sμ2 cần R1*C3 sμ2≥ nFC 24.03 ≥⇒ . Chọn C3 =10 Fμ Tính toán điện trở kéo lên ở các port0, port1, port2: + VOL=0.45(V),IOL=1.6(mA), IIL=0.05 mA RPmin= )K(87.205.06.1 45.05 =− − + VOH=2.4(V), IOH=0.8(mA), IIH=0.65(mA) 0 1 1 0 Báo Cáo Thực Tập Công Nhân Trang 18 RPmax= )K(3.1765.08.0 4.25 =− − Vậy điều kiện chọn điện trở kéo lên: 2.87(K) ≤ RP ≤ 17.3(K) Chọn điện trở kéo lên: RP=10(K) Suy ra: RRST= )K(46.865.0 5.5 = Chọn RRST=8.2(K) Sơ Đồ Toàn Mạch: 24V 12V 12V 12V 12V 12V 12V 12V 5V 12V PWM2 PWM3 PWM4 PWM1 24V C PWM1 C PWM2 C PWM4 C PWM3 PWM4 VCC5V GND 24V 24V 24V 24V P0.3 P1.1 DK PWM1 P1.0 P1.4 P0.1 DK PWM2 P3.3 DK PWM3 P0.4 P1.2 P3.5 P1.5 DK PWM4 P3.4 P0.5 RXD P1.6 P0.2 P0.7 P0.6 P0.0 P1.3 TXD P3.2 P1.7 VCC5V VCC5V v cc5v VCC5V VCC5V GND PWM3 PWM2 PWM1 DK PWM1 DK PWM2 DK PWM3 DK PWM4 C PWM2 C PWM3 C PWM4 C PWM1 VCC5V VCC5V VCC5V VCC5V P1.3 P0.6 P1.1 P3.4P0.5 P1.0 P3.2 P1.6 P0.4 P1.5 P1.2 P0.0 P0.2 P0.7 P0.3 P1.7 P0.1 P3.3P1.4 P3.5 Q13 D468 R24 330 2W R25 330 2W Q10 B562 R26 330 2W R27 330 2W M4DC4 IRF540 RULNS 1K 2 3 4 5 6 7 8 1 9 ROPTO1 560 OPTO1 1 2 4 3 Q9 D468 LED1 LED D20 LED D23 LED D26 LED D22 LED D28 LED D31 LED D38 LED D33 LED D34 LED D36 LED D37 LED D39 LED D35 LED D42 LED D41 LED D40 LED M2DC2 IRF540 Q12 B562 J12V 12VDC 1 2 R24V 2.2K D12V DIODE 5A F1 CAU CHI LED24V LED BAO NGUON J24V 24VDC 1 2 D43 LED D44 LED R19 R D46 LED R17 R D45 LED R16 R R15 R R20 R R21 R R22 R R18 ROPTO4 560 R23 R R28 R R29 R R30 R R31 R R32 R R33 R R34 R R35 R R36 R R37 R R38 R LED4 LED Y1 ZTA OPTO4 1 2 4 3 J3 NGUON 5V 1 2 Q16 2SA1015 3 2 1 Q7 D468 Q14 B562 Q8 B562 D21 4007 J2 NAP PHILLIP 1 2 3 4 Q11 D468 D24 4007 D27 4007 D30 4007 C6 30P U4 8051 29 30 31 19 18 9 39 38 37 36 35 34 33 32 1 2 3 4 5 6 7 8 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17 PSEN ALE E A X 1 X 2 RST P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD M3DC3 IRF540 U9 ULN2803 10 9 1 2 3 4 5 6 7 8 18 17 16 15 14 13 12 11 COM GND IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 IN8 OUT1 OUT2 OUT3 OUT4 OUT5 OUT6 OUT7 OUT8 + C12V 4700UF R14 10K M1 IRF540 +C5 10UF SW1 RESET C7 30P ROPTO2 560 RN6 4k7 2 3 4 5 6 7 8 1 9 LED2 LED OPTO2 1 2 4 3 R39 560 J25 COIBIP 1 2 R40 330 J29 DC4 1 2 J28 DC2 1 2 J27 DC2 1 2 J26 DC1 1 2 ROPTO3 560 LED3 LED OPTO3 1 2 4 3 J4 CON8 1 2 3 4 5 6 7 8 J5 CON8 1 2 3 4 5 6 7 8 J7 CON4 1 2 3 4 Báo Cáo Thực Tập Công Nhân Trang 19 2.5 Xác định chân của một số linh kiện điện tử 1. Điện trở: 2. Công dụng điện trỡ: Dùng để cản trở dòng điện. Điện trở ép trên mạch in: Điện trỡ này có cấu tạo bằng than ép, màn thang, dây quấn. R Ký hiệu và hình dạng của điện trở Đối với những điện trỡ có công suất bé người ta phân biệt trị số và sai số theo vạch màu. Cách đọc giá trị điện trỡ theo vạch màu được qui định theo bảng sau. Màu Trị số Sai số Đen 0 0% Nâu 1 1% Đỏ 2 2% Cam 3 3% Vàng 4 4% Xanh lá 5 5% Xanh lơ 6 6% Tím 7 7% Xám 8 8% Trắng 9 9% Vàng kim -1 -5% Bạc kim -2 -10% Cách đọc: Vạch màu cuối cùng là vạch sai số. Đối với mạch điện tử dân dụng thì ta không quang tâm tới vạch này. Nhưng đối với mạch có độ chính xác cao thì cần chú ý tới vạch này. Báo Cáo Thực Tập Công Nhân Trang 20 Vạch cạnh vạch cuối là vạch là vạch lũy thừa 10 Vạch còn lại là vạch có nghĩa. Ví dụ: Điện trở có 4 vạch màu Điện trở có 5 vạch màu: Điện trở có công suất lớn thì người ta thường nghi giá trị điện trở và công suất trên thân điện trở. Những hư hỏng thường gặp ở điện trở. - Cháy do làm việc quá công xuất. - Tăng trị số thường gặp ở điện trở bột thang, do lau ngày hoạt tính bột than biến chất làm thay đổi trị số. - Giảm trị số thường xảy ra ở điện trở dây quấn do bị chập vòng. Biến trở. Dùng để thay đổi giá trị điện trở Loại chỉnh có độ thay đổi