đồ án viễn thông 1 mạch đếm sản phẩm

Xuất phát từ các bài học thực hành, giảng dạy trên lớp và yêu cầu của môn Đồ án môn học 1 yêu cầu làm một mạch thiên về điện tử em đã nghiên cứu và chọn đề tài “Mạch đếm số lượng sản phẩ

MÔN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG - -

ĐỒ ÁN VIỄN THÔNG 1 MẠCH ĐẾM SẢN PHẨM

GVHD : Phan Thanh Minh

SVTH : Nguyễn Đoàn Vĩnh Nguyên

LỚP : DV18

MSSV : 1851040039

TP HỒ CHÍ MINH, năm 2021

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật sốđóng vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa học kỹ thuật, viễn thông, điện tử,quản lí, công nghiệp tự động hóa, cung cấp thông tin,….Do đó chung ta phải nắm bắt

và vận dụng nó một cách có hiệu quả nằm góp phần vào sự phát triển của nền khoahọc kỹ thuât

Xuất phát từ các bài học thực hành, giảng dạy trên lớp và yêu cầu của môn

Đồ án môn học 1 yêu cầu làm một mạch thiên về điện tử em đã nghiên cứu và chọn

đề tài “Mạch đếm số lượng sản phẩm” cho đồ án của mình

Được sự hướng dẫn của thầy Phan Thanh Minh đã giúp em vạch ra lộ trìnhlàm việc và tìm hiểu nghiên cứu thêm về những yêu cầu thầy giao đã giúp em cóthể hiểu sâu hơn về cách thức hoạt động và tìm hiểu rộng hơn nhiều chức năngcủa mạch này để áp dụng vào cuộc sống Tuy nhiên do ảnh hưởng của dịch bệnh đềtài của em chỉ dừng lại ở mức độ mô phỏng Trong quá trình làm tuy đã cố gắngsong do hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm nên em không thể tránh khỏi những saisót, em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của thầy để em hoàn thiện đềtài và rút kinh nghiệm cho các đồ án sau này Em chân thành cảm ơn thầy !

Đồ án của em được chia làm 4 chương:

Chương 1: Tổng quan về đề tài

Chương 2: Giới thiệu linh kiện sử dụng trong đề tài

Chương 3: Thiết kế và thi công mạch đếm số lượng sản phẩm

Chương 4: Kết luận

MỤC LỤC

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN 2

LỜI MỞ ĐẦU 3

MỤC LỤC 4

DANH MỤC HÌNH ẢNH 5

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 6

1.1 Giới thiệu đề tài và sơ đồ khối mạch đếm số lượng 6

1.1.1 Giới thiệu đề tài 6

1.1.2 Sơ đồ khối mạch đếm số lượng 6

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI 7

2.1 AT89C52 7

2.1.1 Giới thiệu sơ lược về AT89C52 7

2.1.2 Sơ đồ chân AT89C52 8 2.2 Modulo thu phát hồng ngoại MH-IR01 10

2.2.1 Thông số kỹ thuật MH-IR01 11

2.3 Giới thiệu LCD1602 11

2.3.1 Thông số kỹ thuật LCD 12

2.4 Một số linh kiện hỗ trợ 14

2.4.1 Bàn phím (3x4) 14

2.4.2 Đế nạp code cho AT89C52 15

2.4.3 Cáp nạp 15

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ VÀ THÔNG CÔNG MẠCH ĐẾM SỐ LƯỢNG SẢN PHẨM 16

3.1 Sơ đồ nguyên lý vẽ trên phần mềm Proteus 16

3.1.1 Nguyên lý hoạt động của mạch đếm số lượng 17

3.2 Lưu đồ thuật toán 18

3.3 Chương trình code viết trên KeilC 19

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN 25

TÀI LIỆU THAM KHẢO 26

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hinh 1.1 Sơ đồ khối mạch đếm số lượng. 6

Hinh 2.1 Vi xử lý AT89C52. 7

Hinh 2.2 Sơ đồ chân. 8

Hinh 2.3 Bảng chức năng đặc biệt Port 3. 9

Hinh 2.4 Cảm biến hồng ngoại. 10

Hinh 2.5 Cấu tạo cảm biến hồng ngoại. 11

Hinh 2.6 Màn hình LCD. 11

Hinh 2.7 Bảng chức năng các chân LCD. 12

Hinh 2.8 Tập lệnh LCD. 13

Hinh 2.9 Bàn phím (3x4). 14

Hinh 2.10 Điện trở. 14

Hinh 2.11 Đế nạp. 15

Hinh 2.12 Cáp nạp. 15

Hinh 3.1 Sơ đồ nguyên lý mạch đếm sản phẩm. 16

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1 Giới thiệu đề tài và sơ đồ khối mạch đếm số lượng

1.1.1 Giới thiệu đề tài

Đây là một mạch đếm số lượng sản phẩm, sử dụng vi điều khiển AT89C52làm đơn vị xử lý trung tâm Người dùng có thể giao tiếp với mạch thông qua bànphím (3x4) và hiển thị lên LCD Nó có thể được áp dụng tại hầu hết các dây chuyềnsản xuất trong các nhà máy, xí nghiệp và trong nhiều lĩnh vực khác

1.1.2 Sơ đồ khối mạch đếm số lượng

Hinh 1.1 Sơ đồ khối mạch đếm số lượng.

❖ Khối vi xử lý : Xử lý tín hiệu và hiển thị lên LCD.

❖ Khối cảm biến : Cảm biến vật thể và truyền tín hiệu về vi xử lý.

❖ Khối bàn phím : Người dùng tương tác với mạch thông qua các nút nhấn.

❖ Khối hiển thị : Hiển thị các tín hiệu đã được xử lý, giúp người dùng dễ dàng

tương tác khi sử dụng các nút nhấn

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI

2.1 AT89C52

2.1.1 Giới thiệu sơ lược về AT89C52

Hinh 2.1 Vi xử lý AT89C52.

AT89C52 là họ IC vi điều khiển do hãng Atmel sản xuất Các sản phẩm

AT89C52 thích hợp cho những ứng dụng điều khiển Việc xử lý trên byte và các toán

số học ở cấu trúc dữ liệu nhỏ được thực hiện bằng nhiều chế độ truy xuất dữ liệunhanh trên RAM nội Nó cung cấp những hỗ trợ mở rộng trên chip dùng cho nhữngbiến một bit như là kiểu dữ liệu riêng biệt cho phép quản lý và kiểm tra bit trực tiếptrong hệ thống điều khiển

AT89C52 có 8Kbyte bộ nhớ FLASH ROM bên trong để lưu chương trình,

vì vậy Vi điều khiển có khả năng nạp xóa chương trình bằng điện lên đến 1000lần Dung lượng RAM 128 byte, AT89C52 có 4 Port xuất/nhập 8 bit, có 2 bộ định thời

16 bit Ngoài ra AT89C52 còn có khả năng giao tiếp dữ liệu nối tiếp, có thể mở rộngkhông gian nhớ chương trình và nhớ dữ liệu ngoài lên đến 64Kbyte

AT89C52 được đóng gói theo kiểu hai hàng chân DIP gồm 40 chân cho các

chức năng khác nhau

2.1.2 Sơ đồ chân AT89C52

Hinh 2.2 Sơ đồ chân.

Chân VCC: Chân số 40 là VCC cấp điện áp nguồn cho vi điều khiển Nguồn

điện áp cấp là 5V ± 0.5

Chân GND: Chân số 20 nối Mass.

Port 0 (P0): Gồm 8 chân (từ chân 32 đến 39) có 2 chức năng:

- Chức năng xuất/nhập: Các chân này được dùng để nhận tín hiệu vào từbên ngoài để xử lý, hoặc dùng để xuất tín hiệu ra bên ngoài

- Chức năng là bus dữ liệu và bus địa chỉ (AD7-AD0): 8 chân này (Port 0) cònlàm nhiệm vụ lấy dữ liệu từ ROM hoặc RAM ngoại (nếu có kết nối với bộ nhớ ngoài), đồngthời Port 0 còn dùng để định địa chỉ của bộ nhớ ngoài

Port 1 (P1): Gồm 8 chân (từ chân 1 đến 8), chỉ có chức năng làm các đường

xuất/nhập, không có chức năng khác

Port 2 (P2): Gồm 8 chân (từ chân 21 đến 28) có 2 chức năng:

- Chức năng là bus địa chỉ cao (A8-A15): khi kết nối với bộ nhớ ngoài códung lượng lớn, cần 2 byte để định địa chỉ của bộ nhớ, byte thấp do P0 đảm nhận, bytecao do P2 này đảm nhận.

Port 3 (P3): Gồm 8 chân (từ chân 10 đến 17):

- Với mỗi chân có một chức năng riêng thứ hai trong bảng sau

Hinh 2.3 Bảng chức năng đặc biệt Port 3.

Chân RESET (RST): Chân số 9 là ngõ vào reset dùng để thiết lập trạng thái

ban đầu cho vi điều khiển Hệ thống sẽ được thiết lập lại các giá trị ban đầu nếu ngõ này ở mức 1 tối thiểu 2 chu kỳ máy

Chân XTAL1 và XTAL2: Chấn số 18 và 19 được sử dụng để nhận nguồn

xung clock từ bên ngoài để hoạt động, thường được ghép nối với thạch anh

và các tụ để tạo nguồn xung clock ổn định

Chân cho phép bộ nhớ chương trình PSEN: PSEN (Program store enable) tín

hiệu được xuất ra ở chân 29 dùng để truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài Chân này thường được nối với chân OE (output enable) của ROM ngoài

Chân ALE : Chân cho phép chốt địa chỉ, chân số 30 Khi vi điều khiển truy xuất

bộ nhớ từ bên ngoài, port 0 vừa có chức năng là bus địa chỉ, vừa có chức năng là

bus dữ liệu do đó phải tách các đường dữ liệu và địa chỉ Tín hiệu ở

chân ALE dùng làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp các đường địa chỉ và các đường dữ liệu khi kết nối chúng với IC chốt.

Chân EA:

- Chân EA dùng để xác định chương trình thực hiện được lấy từ ROM nội hay ROM ngoại

- Khi EA nối với logic 1(+5V) thì vi điều khiển thực hiện chương trình lấy từ

bộ nhớ nội Còn với logic 0 (0V) thì lấy từ bộ nhớ ngoại

2.2 Modulo thu phát hồng ngoại MH-IR01

Module Thu Phát Hồng Ngoại V1 là một loại cảm biến thông dụng đượcdùng rất nhiều trong các hệ thống đó là cảm biến phát hiện vật cản hồng ngoạihay cảm biến IR ( IR detector ), đếm số lượng sản phẩm trong cách dây chuyềnsản xuất, cửa tự động,…

Ứng dụng: Đếm sản phẩm, phát hiện vật cản, cửa tự động thông minh,

bộ chống trộm, đếm số lượng người,

Hinh 2.4 Cảm biến hồng ngoại.

2.2.1 Thông số kỹ thuật MH-IR01

Hinh 2.5 Cấu tạo cảm biến hồng ngoại.

Màn hình text LCD1602 xanh dương, có khả năng hiển thị 2 dòng với mỗi dòng

16 ký tự, màn hình có độ bền cao, rất phổ biến, nhiều code mẫu và dễ sử dụng thích hợp cho những người mới học và làm dự án

Hinh 2.6 Màn hình LCD.

2.3.1 Thông số kỹ thuật LCD

- Điện áp hoạt động là 5V

- Kích thước: 80x35x12.5 mm

- Chữ đen, nền xanh dương

- Tên các chân được ghi ở mặt sau của màn hình LCD hỗ trợ việc kết nối, đi dây điện

- Có đèn led nền, có thể dùng biến trở hoặc PWM điều chỉnh độ sáng để sử dụng ít điện năng hơn

- Có thể được điều khiển với 6 dây tín hiệu

o Ưu điểm: Rẻ tiền, dễ chế tạo, chống nhiễu tốt, mạch xử lý đơn giản

o Nhược điểm: Không chịu nhiệt độ cao, kém bền Nếu vượt ngưỡng bảo vệ

Trong 16 chân của LCD được chia ra làm 3 dạng tín hiệu như sau:

- Các chân cấp nguồn: Chân số 1 là chân nối mass (0V), chân thứ 2 là VDDnối với nguồn +5V Chân thứ 3 dùng để chỉnh contrast thường nối với biến trở

- Các chân điều khiển: Chân số 4 là chân RS dùng để điều khiển lựa chọnthanh ghi Chân R/W dùng để điều khiển quá trình đọc và ghi Chân E là chân cho phépdạng xung chốt

- Các chân dữ liệu D7÷D0: Chân số 7 đến chân số 14 là 8 chân dùng để trao đổi dữ liệu giữa thiết bị điều khiển và LCD

❖ Một số tập lệnh LCD:

Hinh 2.8 Tập lệnh LCD.

13

2.4.3 Đế nạp code cho AT89C52

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ VÀ THÔNG CÔNG MẠCH ĐẾM SỐ LƯỢNG

SẢN PHẨM

3.1 Sơ đồ nguyên lý vẽ trên phần mềm Proteus

Hinh 3.1 Sơ đồ nguyên lý mạch đếm sản phẩm.

3.1.1 Nguyên lý hoạt động của mạch đếm số lượng

Khi mạch hoạt động, người dùng sẽ được yêu cầu nhập số lượng sản phẩm cầnđếm thông qua bàn phím (3x4) Mạch chỉ hỗ trợ tối đa đếm được 999 số lượng sảnphẩm Người dùng có thể nhập tùy ý số lượng mình mong muốn và khi nhập đủ ba sốVD: 123 hoặc nhập hai số VD: 12 hoặc một số VD: 5 và nhấn nút “*” thì mạch sẽ bắtđầu hoạt động

Người dùng có thể chỉnh sửa số lượng thông qua hai nút bấm UP( tăng) vàDOWN(giảm) Khi ấn một trong hai nút bấm làm cho một trong 2 con DIODE hoạtđộng chân P3.3 nối mass làm kích hoạt ngắt ngoài 2 trong vi điều khiển để tănghoặc giảm số lượng sản phẩm cần đóng gói

Khi có sản phẩm chạy ngang cảm biến hồng ngoại LED phát hồng ngoại củacảm biến phát tia hồng ngoại vào sản phẩm làm cho tia hồng ngoại bị phản xạ quay

về LED thu hồng ngoại, dẫn đến ngõ ra (OUT) của cảm biến sẽ có mức cao làm kíchhoạt Transistor NPN làm cho chân P3.2 nối mass và đưa xuống mức thấp làm kíchhoạt ngắt ngoài 0 trong vi điều khiển AT89C52, chương trình được thiết lập sẵntrong vi điều khiển sẽ làm tăng biến đếm số lượng sản phẩm, xử lý tín hiệu và hiểnthị lên màn hình LCD

Người dùng có thể năng độ nhậy của cảm biến như tầm quét, góc quét củacảm biến bằng cách điều chỉnh biến trở trên cảm biến

Khi mạch đã đếm đủ số lượng sản phẩm cần đóng gói mà người dùng đãnhập vào lúc trước, LCD sẽ hiển thị một dòng thông báo “HAY DONG GOI” chongười dùng biết và mạch sẽ tiến hành lại đi lặp lại quá trình đếm của mình

3.2 Lưu đồ thuật toán

Bắt đầu

Nhập số lượng A(sản phẩm) cầnđếm

dem = 0max = A

sản phẩm

Đúngdem = dem +1

Xuất ra LCDmaxdem

maxĐúng

3.3 Chương trình code viết trên KeilC

unsigned char keypad[4][3]={'1','2','3','4','5','6','7','8','9','*','0','#'};

unsigned char key[3];

unsigned int dem,max=0;

//Ham gui 4 bit du lieu ra LCD

void LCD_Send4Bit(unsigned char Data)

//Ham gui lenh ra LCD

void LCD_SendCommand(unsigned char command)

LCD_SendCommand(0x28); // che do 4 bit

LCD_SendCommand(0x0c); //hien thi va tat con tro

LCD_SendCommand(0x06); //tu di chuyen con tro den vi tri ke tiep

LCD_SendCommand(0x01); //xoa man hinh

}

//Xac dinh vi tri ky tu

void LCD_Gotoxy(unsigned char x, unsigned char y)

Delay_ms(1);

for(h=0;h<4;h++){

if((P1&(0x01<<h))==0){

while((P1&(0x01<<h))==0){};

return keypad[h][c];

}

max=max*10+b;

}}}

{

if(dem==max)

{dem=0;

}

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN

Mạch đếm sản phẩm dùng cảm biến hồng ngoại đã đạt được yêu cầu đặt

ra Kế quả đếm được sản phẩm chính xác

Hoạt động của cá Module:

- Module vi xử lý: AT89C52 hoạt động tốt trong việc giao tiếp với module cảm biến hồng ngoại, bàn phím (3x4), các nút nhấn và màn hình LCD, các chân I/O hoạt động tốt Tần số để vi điều khiển AT89C52 hoạt động 12MHz

- Màn hình LCD: Hiển thị tốt, rõ ràng

- Bàn phím 3x4: Các phím ấn nhậy, cho tín hiệu chính xác

Mạch đếm sản phẩm ngày càng được sử dụng rộng rãi và được ứng dụngtrong các thiết bị như đếm số lượng sản phẩm trong các dây chuyền sản xuất công nghiệp, đếm số lượng xe ra vào, đếm số lượng người ra vào,…

➢ Hạn chế: Do thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế nên mạch chỉ dừng lại

ở mức độ đếm và hiển thị sản phẩm, giá thành cao Ngoài ra mạch còn bị một hạn chế là khi có 2 sản phẩm nối tiếp nhau thì có thể xảy ra tình trạng sai sót, 2 sản phẩm phải đặt cách nhau 1 khoảng

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Giới thiệu LCD [Tr c tuyến] 10 8 2015 [Trích đoạn: 26 9 2021.]