mạch đếm sản phẩm bằng vi điều khiển

Mạch đếm sản phẩm ứng dụng vi điều khiển mcs_51 Chủ nhật - 11/12/2011 18:57    Mạch đếm sản phẩm ứng dụng vi điều khiển mcs_51 Chào các bác, hôm nay mình viết bài này nhằm giúp đở cá

Mạch đếm sản phẩm ứng dụng vi điều khiển mcs_51

Chủ nhật - 11/12/2011 18:57







Mạch đếm sản phẩm ứng dụng vi điều khiển mcs_51

Chào các bác, hôm nay mình viết bài này nhằm giúp đở các bác có thể làm được một mạch đếm sản phẩm, thấy có nhiều bác lên mạng tìm kiếm tài liệu cực quá vì đa số mọi người trên mạng ít khi chia sẻ hết cho mọi người, hôm nay mình sẻ nói một cách chi tiết nhất có thể để các bạn có thể dể dàng hơn trong việc làm mạch đếm sản phẩm này

Chào các bác, hôm nay mình viết bài này nhằm giúp đở các bác có thể làm được một mạch đếm sản phẩm, thấy có nhiều bác lên mạng tìm kiếm tài liệu cực quá vì đa số mọi người trên mạng ít khi chia sẻ hết cho mọi người, hôm nay mình sẻ nói một cách chi tiết nhất có thể để các bạn có thể dể dàng hơn trong việc làm mạch đếm sản phẩm này

Đây là một mạch đếm sản phẩm ứng dụng vi điều khiển mcs_51 dùng thu phát hồng ngoại, tăng

số lượng sản phẩm lên bằng kỷ thuật đếm xung, sử dụng phương pháp quét led để hiển thị số đếm và có khả năng dừng băng truyền

Bây giờ chúng ta bắt đầu nhé: Giới thiệu sơ qua cho các bác biết trong mạch có những gì nhé :

để làm mạch này thì chúng ta có 3 khối chính đó là khối phát hồng ngoại , khối thu hồng ngoại, khối hiển thị và dĩ nhiên là không thể thiếu bộ xử lý trung tâm rồi đúng không, các bác dùng vi điều khiển họ 8051 nhé (ở đây mình dùng con 89c51)

Khối phát hồng ngoại: dùng timer0 để phát xung 38khz ở một chân của 89c51 ở đây mình chọn

chân p1.5, còn vấn đề phát như thế nào thì mình sẻ nói sau

Còn đây là sơ đồ mạch phát:

ở đây mình dùng cách ghép darlington để khuếch đại tín hiệu đưa ra từ chân p1.5 vì tín hiệu từ 89c51 rất bé nên chúng ta cần khuếch đại dòng cho nó để đủ sáng led, Q1,Q2 các bác dùng loại NPN nhé ở đây mình dùng con C1815 Nói sơ qua cho các bác hiểu nguyên lý hoạt động của nó nhé: chúng ta phát dạng xung vuông có tần số là 38khz tức là chân p1.5 của 89c51 sẻ liên tục đảo chiều cứ lên 1 rồi lại xuống 0, khi p1.5 lên 1 thì Q1 dẫn lúc đó có dòng Vcc chạy từ cực C xuống

E của Q1, vì cực E của Q1 nối với cực B của Q2 nên khi Q1 dẫn thì cực B của Q2 có dòng nên Q2 cũng dẫn và có dòng chạy từ Vcc qua cực C và xuống E của Q2 rồi qua led phát hồng ngoại qua điện trở rồi xuống mass, lúc này led phát hồng ngoại sáng còn khi chân p1.5 xuống mức 0 thì Q1 và Q2 không dẫn nên led phát hồng ngoại tắt

khối thu hồng ngoại : có chức năng là phát hiện sự mất xung ( có sản phẩm đi qua ) và đưa về

con 89c51 để xử lý tăng số đếm lên 1 đơn vị

đây là sơ đồ mạch thu:

Các bác nối theo sơ đồ nhé, cho mấy bác thông số luôn nè: R15 là 2k2, R16 chọn 1K R16 có khả năng chống nhiểu nữa nếu như có nhiểu thì các bác chỉ việc thay con trở R16 có giá trị nhỏ hơn

là được nhưng mà mình nghĩ chắc là không còn nhiểu đâu vì ngày xư mình dùng tới 22k và rất nhiểu nên giờ giảm xuống 1k và thấy rất tốt các bác yên tâm, R17 chọn 100Ω, biến trở R18 chọn 100k, tụ C4 và C5 chọn khoảng 10uF

Nguyên lý hoạt động: khi có sản phẩm đi qua thì led thu hồng ngoại bị che khuất lúc này có dòng

đi từ Vcc qua led thu hồng ngoại ròi qua cực B của Q3 lúc này Q3 dẫn, cực C của Q3 xuống mức thấp lúc này tụ C4 xả điện qua diode qua Q3 và xuống mass lúc này chân số 2 của LM555 được kích và tạo ra một xung ở chân số 3 đưa về cho ic89c51 xử lý (chân số 3 của LM555 được nối vào chân P3.2 của 89c51 tức là chân 12 )

Biến trở R18 dùng để điều chỉnh tốc độ nhận dạng sản phẩm đi qua, khi có sản phẩm đi qua thì led thu hồng ngoại bị che khuất ta có sơ đồ mất xung như sau

Khối hiển thị : dùng để hiển thị số lượng sản phẩm đã đi qua.

Đây là sơ đồ khối hiển thị:

Q4 và Q5 dùng loại PNP ở đây mình dùng A1015 Còn R13, R14 thì các bác chọn khoảng 10k còn trở R5 đến R12 thì các bác chọn sao cho led đủ sáng nhé (nên chọn giá trị nhỏ thôi ) còn bác nào mà sợ tốn trở thì làm thế này bỏ R5 đến R12 đi ta cứ nối thẳng nó vào Port0 của 89c51 thay vào đó là ta sẻ gắn cho nó một con trở ở cực C của Q4 và Q5 là khoảng 220Ω các bác cứ chọn sao cho led đủ sáng là được Ở đây mình dùng led Anot chung ( loại Anot chung này chân chung được nối lên nguồn )

Led 7đoạn các bác về giải mã nó nhé

Đây là hình dạng của led

Các bác dùng VOM để ở thang đo điện trở nhỏ nhất rồi đưa que đỏ vào chân số 3 hoặc chân số 8 que còn lại lần lượt đưa vào các chân 1,2,4,5,6,7,9,10 xem đâu là a, đâu là b… ( lưu ý là VOM trên thị trường có loại của trung quốc thì que đỏ là cực âm và que đen là cực dương các bác chú

ý nhé nếu là loại này thì phải làm ngược lại đưa que đen vào chân số 3 hoặc 8 còn que kia thì đo các chân còn lại )

Còn ở đây mình giải mã ra được : 1:e 2:d 3:Vcc 4:c 5:dp 6:b 7:a 8:Vcc 9:f 10:g

Các bác nối chân của led vào port0 như thế này nhé: “a” nối vào chân P0.7 ( tức là chân 32 của 89c51 ) lần lượt cho tới “dp” nối vào chân P0.0 (tức là chân 39 của 89c51)

Như vậy là xong phần cứng bây giờ chúng ta thử cho nó hiển thị lên số 0 nhé Quy tắc là như thế này khi ta cho phép dòng đi qua con led thì led tích cực và muốn cho chổ nào sáng thì ta cho chổ

đó về 0 giả sử muốn cho led đơn vị sáng lên số 0 thì ta điều khiển sao cho chân p1.7 lên mức 1

và chân p1.6 về mức 0 như vậy là led đơn vị được cho phép và muốn hiển thị lên số 0 thì ta cần làm cho các thanh led a,b,c,d,e,f sáng để cho nó sáng thì các chân này sẻ về mức 0 (cụ thể như con led mình đã giải mã thì mình điều khiển con 89c51 để cho chân 1,2,4,6,7,9, của led về mức 0 vậy là sẻ có số 0 hiển thị trên led đơn vị ) như vậy thì muốn hiển thị số 0 thì P0 cần xuất ra giá trị

là 00000011 tức là 03H tương tự số 1 là chân "b,c" sáng và port0 cần xuất ra giá trị là 10011111 tức là F9H tương tự ta có được bảng số như sau: 0 = 03H; 1 = 9FH; 2 = 25H; 3 = 0DH; 4 = 99H;

5 = 49H; 6 = 41H; 7 = 1FH; 8 = 01H ; 9 = 09H

Đây là mạch tổng quát :

Phần cứng như thế là ổn bây giờ chúng ta đi viết chương trình cho nó nhé:Để viết chương

trình các bạn cần nắm được mình cần làm gì cái đã: chúng ta đang làm một mạch đếm sản phẩm

và chúng ta quản lý số đếm trong R7 nên chương trình chính chúng ta có nhiệm vụ là nạp các giá trị ban đầu cho phép ngắt, tách số BCD và hiển thị ra LED Trong mạch này chúng ta sử dụng 3 nguồn ngắt đó là ngắt timer0 dùng để phát xung cho mạch phát, ngắt ngoài 0 dùng để tăng số

lượng sản phẩm và ngắt timer1 dùng để dừng băng truyền.Chương trình phát xung: sử dụng ngắt timer0 chế độ 2 ( timer0 chế độ 2 có khả năng tự nạp lại giá trị ban đầu nên chúng ta chỉ cần nạp một lần là đủ ) Chúng ta dùng thạch anh 12MHz nên ta có 1 chu kỳ máy = 1µs, chúng ta phát ở tần số 38khz vậy ta có T=1/f = 1/38 = 0.026ms = 26 µs → Ton =Toff = 26/2 = 13

như vậy cần nạp cho timer0 giá trị là -13.Trong chương trình ngắt timer0 ta chỉ việc đảo trạng thái chân p1.5 là được và ta có đoạn chương trình ngắt timer0 là:

T0_ISR:CPL P1.5RETI

Chương trình đếm sản phẩm: chúng ta sử dụng ngắt ngoài 0 Khi phát hiện mất xung ( có sản phẩm đi qua) chân P3.2 xuống mức thấp và lúc này xảy ra ngắt ngoài 0 Trong chương trình ngắt ngoài 0 chúng ta tăng số đếm lên 1 đơn vị và so sánh nó với giá trị là 100 khi nó đạt đến 100 thì reset nó về 0

ta có đoạn chương trình ngắt ngoài 0:

EX0_ISR:INC R7 ; tăng số đếm lên 1 đơn vịCJNE R7,#100,EXIT ;so sánh R7 với 100 nếu chưa = 100 thì nhảy tởi EXIT còn nếu bằng 100 thì xóa nó về 0MOV

R7,#0EXIT: RETI

Còn bác nào muốn dừng băng truyền thì trong chương trình ngắt ngoài 0 ta so sánh số đếm với các giá trị định sẳn chẳng hạn như các giá trị 20,40,60,80,100, khi số đếm bằng các giá trị này thì cho dừng bằng truyền trong 5s rồi cho băng truyền hoạt động trở lại

ta có lại đoạn chương trình ngắt ngoài 0 như sau:

E0_ISR:INC R7 ; tăng R7 lên 1CJNE R7,#20,TIEP ; so sánh R7 với 20, nếu chưa bằng thì nhảy tới nhản TIEP còn nếu bằng rồi thì gọi chương trình TIEPTUCACALL TIEPTUC ; gọi chương trình TIEPTUCTIEP: CJNE R7,#40,TIEP1 ; so sánh R7 với 40ACALL TIEPTUC ; gọi chương trình tiếp tụcTIEP1: CJNE R7,#60,TIEP2 ; so sánh R7 với 60ACALL TIEPTUC ; gọi chương trình TIEPTUCTIEP2: CJNE R7,#80,TIEP3 ; so sánh R7 với 80ACALL TIEPTUC ; gọi chương trình TIEPTUCTIEP3: CJNE R7,#100,EXIT

; so sánh R7 với 100MOV R7,#0 ; xóa R7 về 0ACALL TIEPTUC ; gọi chương trình TIEPTUCEXIT: RETI ; quay về từ ngắt

Trong chương trình TIEPTUC chúng ta sẻ cho dừng băng truyền nhưng ở đây mình chỉ làm mô phỏng nên mình thay cái động cơ điều khiển băng truyền là một con led khi led sáng thì báo hiệu

là đang dừng băng truyền

Trong main chúng ta nạp các giá trị ban đầu cho phép ngắt và tách số BCD rồi hiển thị lên LED dùng phương pháp quét led ( nói sơ qua về phương pháp quét led cho một số bác chưa biết hiểu: chúng ta nối các chân a,b,c,d,e,f,g,dp của led chục và led đơn vị lại với nhau, và ta gửi tín hiệu ra led để hiển thị giá trị cần hiển thị và dĩ nhiên là nếu chúng ta cho phép cả hai led thì cả hai led đều hiển thị một số, cho nên trong một lúc chúng ta chỉ cho phép một led sáng

ví dụ khi muốn hiển thị số 15 thì ta cần led chục hiển thị số 1 còn led đơn vị hiển thị số 5 vậy thì đầu tiên ta gửi tín hiệu cho sáng số 1 rồi tắt led đơn vị và cho phép led chục, delay một khoảng thời gian rồi gửi tiếp tín hiệu cho sáng số 5 rồi tắt led chục và cho phép led đơn vị)

quét led nghĩa là cho trong một trạng thái chỉ có một led được sáng cứ như thế led chục sáng số 1

và tắt led đơn vị, delay một khoảng thời gian rồi tắt led chục và cho led đơn vị sáng số 5 rồi delay một khoảng thời gian, tốc độ sáng led là khoảng 24hình/s như thế thì mắt chúng ta có không thể nhận biết được sự thay đổi đó và có cảm giác là nó đang hiển thị số 15 Giải thuật tách

số đếm trong R7 như thế này: chúng ta nạp cho B một giá trị là 10 và lấy R7 chuyển vào A rồi lấy A chia cho B như thế phần nguyên sẻ nằm trong A ( tức là số chục lưu trong A ) còn phần dư nằm trong B ( tức là số đơn vị nằm trong B), như vậy là ta đã tách được số chục và số đơn vị ra, chúng ta chuyển số hàng chục ra port0 rồi cho led chục tích cực và tắt led đơn vị, rồi chuyển B

và A rồi xuất nó ra port0 và cho phép led đơn vị sáng và tắt led chục

Còn đây là code hoàn chỉnh:

ORG 0000H ; điểm vào resetLJMP MAIN ; gọi chương trình chínhORG 000BH ; vecter timer 0LJMP T0_ISR ; gọi chương trình ngắt timer 0ORG 0003H ; vecter ngắt ngoài 0LJMP E0_ISR ; gọi chương trình ngắt ngoài 0ORG 001BH ; vecter timer 1LJMP T1_ISR ; gọi chương trình ngắt timer 1ORG 0030H ; điểm vào chương trình chínhMAIN: MOV TMOD, #12H ; timer 0 chế độ 2 và timer 1 chế độ 1MOV TH0,#(-13)

; sau 13 Ms thì xảy ra ngắt timer 0 ( tần số 38Khz)SETB TR0 ; cho phép timer 0 chạySETB EA ; cho phép ngắt toàn bộSETB ET0 ; cho phép ngắt timer 0SETB EX0 ; cho phép ngắt ngoàiSETB IT0 ; ngắt cạnh xuốngCLR P1.4 ; xóa p1.4 về 0 (tắt led báo hiệu dừng băng truyền)MOV R7,#0 ; nạp cho R7 giá trị ban đầu (R7 chứa số đếm)MOV R5,#50 ; nạp cho R5 giá trị 50 (mục đích tạo khoảng thời gian để ngừng băng truyền)LOOP: MOV A,R7 ; chuyển số đếm trong R7 vào AMOV B,#10 ; nạp cho B giá trị 10DIV AB ; chia A cho BMOV DPTR,#LUT ; chỉ con trỏ DPTR vào bảng LUTMOVC A,@A+DPTR ;chuyển giá trị đã chọn trong bảng LUT vào thanh ghi tích lũyAMOV P0,A ; xuất A ra port 0CLR P1.7 ; cho phép led chục sángSETB P1.6 ; tắt led đơn vịACALL DELAY ; gọi chương trình delayMOV A,B ; chuyển B vào AMOV DPTR,#LUT ; chỉ con trỏ DPTR vào bảng LUTMOVC A,@A+DPTR ;chuyển giá trị đã chọn trong bảng LUT vào thanh ghi tích lũyAMOV P0,A ; xuất A ra port 0CLR P1.6

; cho phép led đơn vị sángSETB P1.7 ; tắt led chụcACALL DELAY ; gọi chương trình delaySJMP LOOP ; quay lại chương trình chínhRETT0_ISR: CPL P1.5 ; đảo trạng thái p1.5 ( mục đích tạo xung vuông )RETI ; quay lại từ ngắtE0_ISR: INC R7 ; tăng R7 lên 1CJNE R7,#20,TIEP ; so sánh R7 với 20, nếu chưa bằng thì nhảy tới nhản TIEP còn nếu bằng rồi thì gọi chương trình TIEPTUCACALL TIEPTUC ; gọi chương trình TIEPTUCTIEP: CJNE R7,#40,TIEP1 ; so sánh R7 với 40ACALL TIEPTUC ; gọi chương trình tiếp tụcTIEP1: CJNE R7,#60,TIEP2 ; so sánh R7 với 60ACALL TIEPTUC ; gọi chương trình TIEPTUCTIEP2: CJNE R7,#80,TIEP3 ; so sánh R7 với 80ACALL TIEPTUC ; gọi chương trình TIEPTUCTIEP3: CJNE R7,#100,EXIT ; so sánh R7 với 100MOV R7,#0 ; xóa R7 về 0ACALL TIEPTUC ; gọi chương trình TIEPTUCEXIT: RETI ; quay về từ ngắtDELAY: MOV R6,#200DJNZ R6,$RET ; 3 dòng lệnh này là delay 400MsTIEPTUC: SETB P1.4 ; cho đèn sáng ( báo hiệu dừng băng truyền )SETB ET1 ; cho phép ngắt timer 1MOV TH0,#HIGH(-50000)MOV TL0,#LOW(-50000) ; hai dòng lệnh này là nạp giá trị cho timer 1 ( sau 50000 Ms thì xảy ra ngắt timer 1)SETB TR1 ; cho timer 1 chạyRET ; kết thúc chương trình tiếp tụcT1_ISR: DJNZ R5,THOAT ; giảm R5 đi 1 và so sánh nó với 0 nếu chưa bằng 0 thì thoát còn nếu bằng 0 thì lằm tiếpCLR P1.4 ; tắt đèn ( báo hiệu cho băng truyền hoạt động trở lại )CLR ET1 ; cấm ngắt timer 1CLR TR1 ; dừng timer 1MOV R5,#50 ; nạp lại cho R5 giá trị 50THOAT: RETI ; trở về từ ngắtLUT: DB

03H,9FH,25H,0DH,99H,49H,41H,1FH,01H,09HEND

phù làm mệt rồi đúng không và đây là thành quả của chúng ta

Demo :

http://www.youtube.com/watch?v=zgxf1ywCd28&feature=player_embedded