Tiểu luận: Đề tài Điều khiển đèn giao thông

Chia sẻ: Nguyen Van Hieu Hieu | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:25

Thêm vào BST

Báo xấu

231
lượt xem 50
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ngày nay, khái niệm vi xử lí đã trở thành quen thuộc với nhiều người, bởi vì sự phát triển của vi xử lí có ảnh hưởng rất lớn đến ngành kinh tế toàn cầu. Có người đã nêu lên ý tưởng gọi nền kinh tế của thời đại chúng ta là nền kinh tế " kỹ thuật số".

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tiểu luận: Đề tài Điều khiển đèn giao thông

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG
LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, khái niệm vi xử lý đã trở thành quen thuộc với nhiều người, bởi vì sự phát triển của vi xử lý đã có ảnh hưởng rất lớn đến ngành kinh tế toàn cầu. Có người đã nêu lên ý tưởng gọi nền kinh tế của thời đại chúng ta là “ nền kinh tế kỹ thuật số “, “số hóa” đã gần như vượt khỏi ranh giới của một thuật ngữ kỹ thuật . Nhờ có ưu điểm của xử lý số như độ tin cậy trong truyền dẫn, tính đa thích nghi và kinh tế của nhiều phần mềm khác nhau, tính tiện lợi trong điều khiển và khai thác mạng. Số hóa đang là xu hướng phát triển tất yếu của nhiều lĩnh vực kỹ thuật và kinh tế khác nhau. Không chỉ trong lĩnh vực thông tin liên lạc và tin học. Ngày nay, kỹ thật số đã và đang thâm nhập mạnh mẽ vào Kỹ thuật điện tử, Điều khiển tự động, phát thanh truyền hình, y tế, nông nghiệp…và ngay cả trong các dụng cụ sinh hoạt gia đình. Ngay từ những ngày đầu khai sinh, vi xử lý nói riêng và ngành điện tử nói chung đã tạo ra nhiều bước đột phá mới mẽ cho các ngàng kinh tế khác và còn đảm bảo được yêu cầu của người dùng cả về chất lượng và dịch vụ. Đồng thời kiến thức về vi xử lý là không thể thiếu đối với mỗi sinh viên, nhất là sinh viên điện tử. Trong quá trình thực hiện đề tài có thể không tránh được các thiếu sót và mức độ hoàn thành đề tài, mong quý thầy cô xem xét và có thể đưa ra nhận xét để chúng em có thể khắc phục được những thiếu sót đó và có thể hoàn thiện cũng như mở rộng đề tài sau này… Hà Nội. Ngày 29/04/2011 Nhóm 3. ca 2. Lớp điện tử 2aHN
BÀI THỰC HÀNH MÔN VI XỬ LÝ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU: ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: LÊ TRỌNG LUÂN THÀNH VIÊN THỰC HIỆN: Nguyễn Văn Hiểu Ngô Xuân Hảo Bùi Trung Hiếu Lê Văn Hiếu Ngô Thị Hiền Lê Ngọc Hiếu
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU: ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG  Các linh kiện dùng trong mạch. 1. IC at89s52. Thạch anh. 2. 3. Led 7 thanh. Led đơn. 4. Tụ gốm. 5. Tụ hóa. 6. 7. Transistor 7805. Nút bấm. 8. Điện trở. 9. Cấu tạo, chức năng của các linh kiện:  Điện trở  Khái niệm Điện trở là sự cản trở dòng điện của một vật dẫn điện, nếu vật dẫn điện tốt thì điện trở càng nhỏ, nếu vật dẫn điện kém thì điện trở càng lớn, nếu vật không dẫn điện thì điện trở vô cùng lớn Cấu tạo  Điện trở được làm từ hợp chất cacbon và kim loại tùy theo tỉ lệ pha trộn mà người ta tạo ra các điện trở có trị số khác nhau Tác dụng của điện trở trong mạch giao thông Điện trở có tác dụng khống chế dòng điện qua tải cho phù hợp
 Tụ điện:  Cấu tạo: Tụ điện gồm hai bản cực đặt song song ở giữa có môt lớp cách điện gọi là điện môi Người ta thường dung giấy, gốm, mica, giấy tẩm hóa chất làm chất điện môi Phân loại: Trong mạch giao thông ta sử dụng tụ gốm và tụ hóa Tụ gốm là tụ không phân biệt âm dương và có điện dung nhỏ Tụ hóa là tụ có phân cực âm dương và có điện dung lớn Tác dụng của tụ trong mạch Tụ có tác dụng lọc cho điện áp một chiều sau khi dã chỉnh lưu bằng phẳng để cho tải tiêu thụ  Transistor Chân số 1 là chân IN. Chân số 2 là chân GND. Chân số 3 là chân OUT
Ngõ ra OUT luôn ổn định ở 5V dù điện áp từ nguồn cung cấp thay đổi. Mạch này dùng để bảo vệ những mạch điện chỉ hoạt động ở điện áp 5V (các loại IC thường hoạt động ở điện áp này). Nếu nguồn điện có sự cố đột ngột: điện áp tăng cao thì mạch điện vẫn hoạt động ổn định nhờ có IC 7805 vẫn giữ được điện áp ở ngõ ra OUT 5V không đổi Mạch trên lấy nguồn một chiều từ một máy biến áp với điện áp từ 7V đến 9V để đưa vào ngõ IN. Khi kết nối mạch điện, do nhiều nguyên nhân, người dùng dễ nhầm lẫn cực tính của nguồn cung cấp khi đấu nối vào mạch, trong trường hợp này rất dễ ảnh hưởng đến các linh kiện trên board mạch. Vì lí do đó một diode cầu được lắp thêm vào mạch, diode cầu đảm bảo cực tính của nguồn cấp cho mạch theo một chiều duy nhất, và nguời dùng cũng không cần quan tâm đến cực tính của nguồn khi nối vào ngõ IN nữa.  Cấu tạo Transistor gồm ba gồm 3 lớp bán dẫn ghép với nhau hình thành 2 mối tiếp giáp p-n, nếu ghép thứ tự pnp ta được transistor thuận, nếu ghép thứ tự npn ta được transistor ngược, về phương diện cấu tạo transistor tương đương với 2 điôt đấu ngược chiều nhau Ba lớp bán dẫn được nối ra thành 3 cực, lớp giữa goi là cực B (base), lớp bán dẫn B rất mỏng và có nồng độ tạp chất thấp Hai lớp bán dẫn bên ngoài được nối ra thành cực phát E(emitter) và cực thu C (collector) vùng bán dẫn E và C có cùng loại bán dẫn nhưng có kích thước và nồng độ tạp chất khác nhau lên không hoán đổi vị trí cho nhau được  Tác dụng của transistor 7805 trong mạch Dùng transistor trong mạch để nguồn điện được ổn định ở 5V  Thạch anh Cấu tạo: là một linh kiện làm bằng tinh thể đá thạch anh được mài phẳng và chính xác. Linh kiện thạch anh làm việc dựa trên hiệu ứng áp điện. Hiệu ứng này có tính thuận nghịch. Khi áp một điện áp vào 2
mặt của thạch anh, nó sẽ bị biến dạng. Ngược lại, khi tạo sức ép vào 2 bề mặt đó, nó sẽ phát ra điện áp. Tác dụng của thạch anh trong mạch. Dùng thạch anh có tác dụng tạo dao động cho ra tần số ổn định hơn. Tần số cộng hưởng của Thạch anh tùy thuộc vào hình dáng và kích thước của nó. Mỗi tinh thể thạch anh có 2 tần số cộng hưởng: tần số cộng hưởng nối tiếp, và tần số cộng hưởng song song. Hai tần số này khá gần nhau và có trị số khá bền vững, hầu như rất ít bị ảnh hưởng bởi các điều kiện môi trường bên ngoài. Ngoài ra, hệ số phẩm chất của mạch cộng hưởng rất lớn, nên tổn hao rất thấp  Led 7 thanh:  Led 7 đoạn có cấu tạo bao gồm 7 led đơn có dạng thanh xếp theo hình bên dưới và có thêm một led đơn hình tròn nhỏ thể hiện dấu chấm tròn ở góc dưới, bên phải của led 7 đoạn. 8 led đơn trên led 7 đoạn có Anode(cực +) hoặc Cathode(cực -) được nối chung với nhau vào một điểm, được đưa chân ra ngoài để kết nối với mạch điện. 8 cực còn lại trên mỗi led đơn được đưa thành 8 chân riêng, cũng được đưa ra ngoài để kết nối với mạch điện. Nếu led 7 đoạn có Anode(cực +) chung, đầu chung này được nối với +Vcc, các chân còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các led đơn, led chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở mức 0. Nếu led 7 đoạn có Cathode (cực -) chung, đầu chung này được nối xuống Ground (hay Mass), các chân còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các led đơn, led chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở mức 1.
 Bảng mã led 7 thanh: dùng anot chung: Hiện Số Decoder outputs a b c d e f g 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 2 0 0 0 0 1 1 0 3 1 0 0 1 1 0 0 4 0 1 0 0 1 0 0 5 0 1 0 0 0 0 0 6 0 0 0 1 1 1 1 7 0 0 0 0 0 0 0 8 1 1 1 1 1 1 1 9 Led đơn:   Nút bấm:
Tác dụng trong mạch là để reset chương trình về ban đầu  AT89C51: 8051 là bộ xử lý 8bit có nghĩa là CPU chỉ có thể làm việc với 8bit dữ liệu tại một thời điểm. Dữ liệu lớn hơn 8bit được chia ra thành các dữ liệu 8bit để cho xử lý. 8051 có 40 chân, trong đó có 32 chân dành cho 4 cổng vào – ra I/O: P0, P1, P2 và P3, mỗi cổng rộng 8bit. Các chân còn lại dành cho nguồn, dao động và điều khiển Chức năng các chân: 1- Nhóm chân nguồn, dao động và điều khiển: - ChânVcc (Chân 40): là VCC cấp điện áp nguồn cho Vi điều khiển. Nguồn điện cấp là +5V±0.5. - Chân GND (Chân 20) nối GND(hay nối Mass). Khi thiết kế cần sử dụng một mạch ổn áp để bảo vệ cho Vi điều khiển, cách đơn giản là sử dụng IC ổn áp 7805. - XTAL1(chân 19) và XTAL2 (chân 18) là các chân dao động. Bộ dao động thạch anh ngoài thường được nối tới 2 chân này, khi mắc dao động thạch anh phải có 2 tụ điện 30pF, một đầu mỗi tụ nối tới XTAL1 và XTAL2, còn đầu kia nối đất.
Đây là bộ dao động thạch anh có tác dụng tạo xung nhịp với tần số 12MHz cho VĐK hoạt động. C6 XTAL2 + Y2 C7 XATL1 + GND RST - Khởi động lại (RESET). Đó là chân vào (chân 9), mức tích cực cao, - bình thường ở mức thấp. Khi có xung cao đặt tới chân này thì bộ vi điều khiển sẽ kết thúc mọi hoạt động hiện tại và tiến hành khởi động lại. Để Reset có hiệu quả, chân RST cần duy trì trạng thái tích cực (mức cao) tối thiểu 2 chu kỳ máy. Ở 8051 một chu kỳ máy bằng 12 chu kỳ dao động đồng hồ. Đây là khối RESET có tác dụng đưa vi điều khiển về trạng thái ban đầu. Khi nút Reset được ấn điện áp +5V từ nguồn được nối vào chân Reset của vi điều khiển được chạy thẳng xuống đất lúc này điện áp tại chân vi điều khiển thay đổi đột ngột về 0, VĐK nhận biết được sự thay đổi này và khởi động lại trạng thái ban đầu cho hệ thống. VCC 31 EA/Vpp C6 10uF X1 SW1 C7 X2 9 RST R - Chân EA : truy cập bộ nhớ ngoài là chân vào (chân 31), chân này được nối tới nguồn Vcc hoặc với đất GND.
- Chân PSEN: là chân ra có chức năng cho phép cất chương trình. - Chân ALE: cho phép chốt địa chỉ, là chân ra có mức tích cực cao. 2- Nhóm chân cổng vào – ra: 4 cổng P0, P1, P2, P3 đều có 8 chân và tạo thành cổng 8bit. Tất cả các cổng khi Reset đều được cấu hình làm cổng ra. Để làm đầu vào thì cần được lập trình. + Cổng P0: Cổng P0 có 8 chân (từ chân 32 đến 39). Bình thường đây là cổng ra. Để có thể vừa làm đầu ra vừa làm đầu vào thì mỗi chân phải được nối tới điện trở kéo 10kΩ bên ngoài. + P0 làm cổng vào: Khi có các điện trở nối tới cổng P0, để tạo thành cổng vào thì cần phải lập trình bằng cách ghi 1 tới tất cả các bit của cổng. + Chuyển dữ liệu và địa chỉ qua cổng P0 - P0 ngoài chức năng chuyển dữ liệu còn được dùng để chuyển 8bit địa chỉ AD0 – AD7. + Cổng P1: Cổng P1 cũng có 8 chân, từ chân 1 đến chân 8, và có thể sử dụng làm đầu vào hoặc ra. Khác với cổng P0, cổng P1 không cần đến điện trở kéo vì nó đã có các điện trở kéo bên trong. Khi Reset, cổng P1 được cấu hình làm cổng ra. Để chuyển cổng P1 thành đầu vào cần lập trình bằng cách ghi 1 đến tất cả các bit của cổng. + Cổng P2: Cổng P2 cũng có 8 chân, từ chân 21 đến 28, và có thể được sử dụng làm đầu vào hoặc đầu ra. Cổng P2 không cần điện trở kéo vì bên trong đã có các điện trở kéo. Khi Reset , thì cổng P2 được cấu hình làm đầu ra. Để P2 làm cổng vào thì cần được lập trình bằng cách ghi các số 1 tới tất cả các chân của cổng
+ Cổng P3: Cổng P3 có 8 chân, từ chân 10 đến chân 17. Cổng này có thể được sử dụng làm đầu vào hoặc đầu ra, cổng P3 không cần điện trở kéo. Khi Reset, cổng P3 được cấu hình làm một cổng ra, tuy nhiên đây không phải là ứng dụng chủ yếu. Cổng P3 có thêm một chức năng quan trọng khác là cung cấp một số tín hiệu đặc biệt như ngắt. Bảng sau giới thiệu các chức năng khác của cổng P3: Bit P3 Chức năng Chân Nhận dữ liệu (RXD) P3.0 10 Phát dữ liệu (TXD) P3.1 11 Ngắt 0 (INT0) P3.2 12 Ngắt 1 (INT1) P3.3 13 Bộ định thời 0 (T0) P3.4 14 1 bộ định thời 1 (T1) P3.5 15 P3.6 Ghi (WR) 16 Đọc (RD) P3.7 17
 Sơ đồ nguyên lý: LED2 R48 VCC R49 a1 7 8 R50 a C1 a2 VCC 6 3 R51 b C2 a3 4 R52 R c a4 VCC 2 R53 R d a5 1 R54 R e a6 9 R f a7 D3 D2 D1 U1 10 40 R g LED LED LED R a1 39 21 5 VCC P0.0/AD0 P2.0/A8 R dp a2 38 22 P0.1/AD1 P2.1/A9 a3 37 23 Led7s P0.2/AD2 P2.2/A10 a4 36 24 LED1 R39 P0.3/AD3 P2.3/A11 a5 R36 R37 R38 35 25 R40 P0.4/AD4 P2.4/A12 a6 b1 34 26 7 8 R R R R41 P0.5/AD5 P2.5/A13 a C1 a7 b2 33 27 6 3 R42 P0.6/AD6 P2.6/A14 b C2 a8 b3 32 28 4 R43 P0.7/AD7 P2.7/A15 R c b4 2 R44 R d b1 b5 1 10 1 R45 P1.0 P3.0/RXD R e b2 b6 2 11 9 P1.1 P3.1/TXD R f b3 b7 3 12 10 P1.2 P3.2/INT0 R g b4 4 13 P1.3 P3.3/INT1 R b5 5 14 5 P1.4 P3.4/T0 R dp b6 6 15 P1.5 P3.5/T1 b7 7 16 Led7s P1.6 P3.6/WR b8 8 17 P1.7 P3.7/RD x1 19 30 XTAL1 ALE/PROG x2 18 29 C3 XTAL2 PSEN VCC x1 31 ND EA/VPP reset 9 G RST CAP NP Y1 20 C4 AT89C51 CRY STAL x2 CAP NP reset VCC U2 CON2 VCC 1 1 3 GND SW1 R33 VIN VOUT 2 C1 J1 2 100 78HT2 SW PUSHBUTTONR C2 10
 Layout
Mạch in: 
Code lập trình điều khiển đèn giao thông: //////////////////// LAP TRINH DIEU KHIEN DEN GIAO THONG///////////////////////////////// // BAI LAP TRINH DIEU KHIEN COT DEN GIAO THONG HIEN THI THOI GIAN DEM NGUOC /******************************************************** ****************************************/ //PHAN 1: KHOI TAO DU LIEU #include // khai bao du lieu cho chip AT89S52 void delay(long t)// Khai bao ham tre thoi gian delay { int i; for(i=0;i
#define so8 0x80 #define so9 0x90 #define tat 0xFF #define den_do P1_0 #define den_vang P1_1 #define den_xanh P1_2 #define bat_den 0 #define tat_den 1 // Ham thuc hien chuong trinh void main (void) { while(1) { // bat den do trong 30s P3=so3; P2=so0; den_do=bat_den; den_vang=tat_den; den_xanh=tat_den; delay(19000); P3=so2; P2=so9; delay(19000); P3=so2;
P2=so8; delay(19000); P3=so2; P2=so7; delay(19000); P3=so2; P2=so6; delay(19000); P3=so2; P2=so5; delay(19000); P3=so2; P2=so4; delay(19000); P3=so2; P2=so3; delay(19000); P3=so2; P2=so2; delay(19000); P3=so2; P2=so1; delay(19000); P3=so2; P2=so0;
delay(19000); P3=so1; P2=so9; delay(19000); P3=so1; P2=so8; delay(19000); P3=so1; P2=so7; delay(19000); P3=so1; P2=so6; delay(19000); P3=so1; P2=so5; delay(19000); P3=so1; P2=so4; delay(19000); P3=so1; P2=so3; delay(19000); P3=so1; P2=so2; delay(19000);
P3=so1; P2=so1; delay(19000); P3=so1; P2=so0; delay(19000); P3=so0; P2=so9; delay(19000); P3=so0; P2=so8; delay(19000); P3=so0; P2=so7; delay(19000); P3=so0; P2=so6; delay(19000); P3=so0; P2=so5; delay(19000); P3=so0; P2=so4; delay(19000); P3=so0;