THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHÀ THÔNG MINH

Việt Nam ngày càng phát triển và giàu mạnh. Một trong những thay đổi đáng kể đó là Việt Nam đã gia nhập “WTO”, một bước ngoặt quan trọng để đất nước ta tiếp cận với công nghệ hiện đại và chúng ta có nhiều cơ hội nắm bắt những thành tựu vĩ đại của thế giới, đặc biệt là về các lĩnh vực khoa học kĩ thuật nói chung và ngành Điện- Điện Tử nói riêng. Thế hệ trẻ chúng ta không tự mình phấn đấu học hỏi thì sẽ sớm lạc hậu và nhanh chóng thụt lùi. Nhận thức được điều đó Trường “ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN” đã đưa ra nhiều chương trình đào tạo sâu rộng, từ thấp đến cao nhằm đẩy mạnh chất lượng học tập của sinh viên nhà trường nói chung và khoa Điện - Điện Tử nói riêng . Đó là việc tăng cường hơn nữa tổ chức cho sinh viên làm các Đồ Án Môn Học nhằm tạo nền tảng vững chắc và kinh nghiệm thực tế cho sinh viên sau khi ra trường, đáp ứng tốt nhu cầu tuyển dụng việc làm. Chính vì vậy nhóm chúng em đã chọn đề tài về: “NGÔI NHÀ THÔNG MINH” làm Đồ Án Môn Học. Dưới sự hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình của cô Nguyễn Phương Thảo cùng với sự cố gắng lỗ lực của các thành viên trong nhóm chúng em đã hoàn thành xong đồ án của mình. Tuy nhiên do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên chúng em không tránh khỏi sai sót khi thực hiện đồ án này. Vì vậy chúng em rất mong sẽ nhận được nhiều ý kiến đánh giá, góp ý của thầy cô giáo, cùng bạn bè để đề tài được hoàn thiện hơn.

LỜI NÓI ĐẦU

Việt Nam ngày càng phát triển và giàu mạnh Một trong những thay đổi đáng kể

đó là Việt Nam đã gia nhập “WTO”, một bước ngoặt quan trọng để đất nước ta tiếp

cận với công nghệ hiện đại và chúng ta có nhiều cơ hội nắm bắt những thành tựu vĩ đại

của thế giới, đặc biệt là về các lĩnh vực khoa học kĩ thuật nói chung và ngành Điện-

Điện Tử nói riêng

Thế hệ trẻ chúng ta không tự mình phấn đấu học hỏi thì sẽ sớm lạc hậu và nhanh

chóng thụt lùi Nhận thức được điều đó Trường “ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

HƯNG YÊN” đã đưa ra nhiều chương trình đào tạo sâu rộng, từ thấp đến cao nhằm

đẩy mạnh chất lượng học tập của sinh viên nhà trường nói chung và khoa Điện - Điện

Tử nói riêng Đó là việc tăng cường hơn nữa tổ chức cho sinh viên làm các Đồ Án

Môn Học nhằm tạo nền tảng vững chắc và kinh nghiệm thực tế cho sinh viên sau khi

ra trường, đáp ứng tốt nhu cầu tuyển dụng việc làm Chính vì vậy nhóm chúng em đã

chọn đề tài về: “NGÔI NHÀ THÔNG MINH” làm Đồ Án Môn Học

Dưới sự hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình của cô Nguyễn Phương Thảo cùng với sự

cố gắng lỗ lực của các thành viên trong nhóm chúng em đã hoàn thành xong đồ án của

mình Tuy nhiên do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên chúng em không tránh khỏi

sai sót khi thực hiện đồ án này Vì vậy chúng em rất mong sẽ nhận được nhiều ý kiến

đánh giá, góp ý của thầy cô giáo, cùng bạn bè để đề tài được hoàn thiện hơn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

……… …

Hưng yên, Ngày … tháng 11 năm 2011 Giáo viên hướng dẫn

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU……….…….….1

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN 2

PHẦN I: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 7

CHƯƠNG I :TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 7

1.1 Lý do chọn đề tài……… ……… … ……….…7

1.2 Yêu cầu điều khiển… … ……… ……… 7

1.3 Mục tiêu……… 8

1.4 Nhiệm vụ……… ……… ……… ……… …….……… 9

1.5 Hướng thực hiện đề tài………… ……… …… ……… 9

1.6 Thuyết minh mô hình thuật toán “Nhà thông minh”… ……… … … …13

CHƯƠNG II: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN……… 15

2.1 Sử dụng PLC……… ……….……….15

2.2 Sử dụng Vi xử lý……… 16

PHẦN II: NỘI DUNG ĐỀ TÀI……… … 18

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ HỌ VI XỬ LÝ 8051……… …… 18

1.1 Tổng quan về 8051……… … 18

1.2 Giới thiệu về Vi điều khiển 89S52……….……….……… 20

1.2.1 Cấu hình 89S52……….…20

1.2.2 Sơ đồ khối ……… ……… 21

1.2.3 Sơ đồ chân 89S52……….……… 22

1.2.4 Kết nối phần cứng……….…… ……… …… 25

1.2.5 Cấu trúc bên trong của 89s52 ……… ………….…27

1.3 Bộ nhớ dữ liệu- RAM……….……… 27

CHƯƠNG II: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỪ XA CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN DÙNG ĐIỀU KHIỂN REMOTE TV SONY……… ……… 28

2.1 Ý Tưởng……… ……….28

2.2 Remote TV SONY ……… ……….28

2.3 Lưu đồ thuật toán……….……… …… 33

CHƯƠNG III : QUẢN LÝ CỬA VÀO RA TỰ ĐỘNG HIỂN THỊ TRÊN LCD……….34

3.1 Giới thiệu hệ thống… ……… ……… 34

3.2 Kết cấu hệ thống… ……… ……….….34

3.3 Lựa chọn phần cứng……….……….………35

3.4 Lưu đồ và giải thuật……….……….……….37

3.4.1 Các ký hiệu trong lưu đồ……… … ……… 37

3.4.2 Các lưu đồ thuật toán……… ……… 39

CHƯƠNG IV: HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG……….………… 45

4.1 Mạch cảm biến quang……… ……….….45

4.2 Cảm biến hồng ngoại……… …46

4.3 Hệ thống chiếu sáng tự động……….……… 46

4.3.1 Đèn cầu thang……….…48

4.3.2 Đèn cửa……… 48

4.3.3 Đèn trong nhà……….48

4.3.4 Đèn ngủ……… ……… 49

4.4 Hệ thống rèm cửa tự động……… ……… 49

4.5 Hệ thống chống trộm……… ……… 49

4.6 Lưu đồ thuật toán hệ thống tự động……… ……… 49

CHƯƠNG V: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH……… ….52

5.1 Sơ đồ khối……… 52

5.2 Sơ đồ nguyên lý.……… ……… 53

5.2.1 Sơ đồ nguyên lý cho toàn hệ thống nhà…… ……… ……….53

5.2.2 Sơ đồ mạch nguồn……… ……… 54

5.2.3 Sơ đồ mạch điều khiển động cơ ……… … ……….54

5.2.4 Sơ đồ mạch hiện thị LCD ……… …….……… 55

5.2.5 Sơ đồ mạch thu tín hiệu điều khiển bằng tay……… ……… 56

5.2.6 Sơ đồ mạch các cảm biến…….……… ……… 56

5.3 Board mạch……… 58

5.3.1 Board mạch cho toàn hệ thống nhà ……….……….….58

5.3.2 Board mạch hiện thị LCD ……….………59

5.3.3 Board mạch cho cảm biến hồng ngoại………….……….……….59

5.3.4 Board mạch cho cảm biến quang……….……… 60

5.4 Thiết kế và chạy thử ……… 60

5.4.1 Thiết kế phần cứng……….………60

5.4.2 Chạy thử chương trình……….……….60

5.4.3 Mô hình thực tế…… ……… … ……….61

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI……….… ……… 63

I Kết luận……… ……….……… 63

II Phương hướng phát triển……… ……….63

PHỤ LỤC……… ……….………64

Tổng hợp các chương trình điều khiển ……….…… ….…… 64

1 Chương trình hiển thị và nhập password LCD……….… 64

2 Chương trình điều khiển tổng hợp hệ thống … ……… 80

PHẦN I: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

CHƯƠNG I :TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Lý do chọn đề tài

Một ngôi nhà thông minh hay còn gọi là ngôi nhà số là một giải pháp điều khiển

tích hợp cho các căn hộ cao cấp, tích hợp các thiết bị điện tử, nghe nhìn, truyền thông

thành một hệ hoàn chỉnh và thống nhất, có thể tự vận hành tất cả các hệ thống một

cách tự động theo chương trình đã cài đặt hoặc theo điều khiển từ xa của người dùng

Các hệ thống như chiếu sáng, máy lạnh, an ninh bảo vệ, âm thanh nghe nhìn, chuông

hình, cửa tự động hay cả rèm cửa sẽ được phối hợp vận hành thành một hệ thống đồng

nhất

Mỗi chức năng của ngôi nhà thông minh đều có khả năng tự vận hành hoặc dưới

sự điều khiển của người dùng, thông qua điện thoại di động sử dụng mạng 3G hay

Internet, cung cấp nhiều chế độ sử dụng Người dùng có thể truy cập từ xa vào hệ

thống quản lý tại nhà để xem cửa ngõ qua video, tắt hệ thống đèn nếu lỡ quên khi ra

khỏi nhà, tắt bớt các hệ thống đèn không cần thiết trong các khu vực trong nhà để tiết

kiệm điện năng Theo ABI Research, chức năng quan trọng trong ngôi nhà thông

minh được sử dụng phổ biến nhất hiện nay là cảnh báo an ninh

Vì thế hiện nay nhà thông minh là một trong những đề tài công nghệ ứng dụng

đang tạo nên một cơn sốt trong thị trường địa ốc Các hãng đầu tư công nghệ ở nước

ngoài đã và đang phát triển giải pháp nhà thông minh với rất nhiều tính năng vượt trội

Tại Việt Nam, hiện nay đã có một số nhà đầu tư cho các công trình nhà thông

minh nhưng chủ yếu là phân phối các sản phẩm nhập của nước ngoài với giá thành

rất lớn

Chính từ những thực tiễn đó là cơ sơ để chúng em chọn đề tài: “Nhà thông

minh”

1.2 Yêu cầu điều khiển

Trong một gia đình thông thường ngày nay, TV, hệ thống nghe nhìn, máy tính, đèn

chiếu sáng, rèm cửa và địên thoại di động, ngày càng trở nên dễ sử dụng và đa năng

hơn, nhưng mỗi thiết bị hoạt động độc lập với các bộ điều khiển dùng riêng Điều này

có nghĩa là có rất nhiều bộ điều khiển, nút chỉnh, làm phức tạp thêm cuộc sống

Với ý nghĩa một ngôi nhà "thông minh", các thiết bị nói trên sẽ được tích hợp trong

một hệ thống đồng nhất, cung cấp các chức năng của từng loại thiết bị nhưng được

điều khiển tập trung từ bộ điều khiển trung tâm Như vậy, các thiết bị “thông minh” rời

rạc trước đây giờ đây là các thành phần cấu thành nên một hệ thống “thông minh”.

Một ngôi nhà thông minh cần đảm bảo những tính năng tiện lợi cho người dùng,

tính bảo mật và tính tiết kiệm năng lượng Do vậy yêu cầu điều khiển cho ngôi nhà của

chúng em bao gồm:

- Cửa ra/vào: được tự động đóng mở bằng password Chủ nhân muốn vào nhà

phải nhập đúng password đó Nếu ai đó vào nhà nhập sai password quá 3 lần thì

chuông báo động sẽ reo và gọi điện báo cho chủ nhà biết Nó thực sự giúp cho ngôi

nhà được bảo mật cao hơn

- Hệ thống chiếu sáng tự động Khi vào nhà, phòng vệ sinh, phòng ngủ, đèn tự

động bật lên và khi không có người đèn tự động tắt đảm bảo tiết kiệm điện tối ưu Đèn

cầu thang cũng được bật tự động, người đi đến đâu đèn sáng đến đó tránh một số rủi ro

không đáng có xảy ra cho trẻ nhỏ và người già vào ban đêm Nó thực sự mang lại

nhiều tiện lợi và tiết kiệm cho chủ nhân

- Rèm cửa được tự động đóng mở Ban ngày cửa tự động mở cho thoáng nhà và

tuần hoàn không khí Ban đêm rèm tự động đóng lại tránh sương, gió

- Hệ thống báo động tới điện thoại cho chủ nhân khi có trộm đột nhập

Một điều thú vị nữa của ngôi nhà thông minh đó là có thể điều khiền tất cả các

thiết bị trên bằng tay thông qua một chiếc điều khiển với các nút bấm Ngồi một chỗ

bạn có thể điều khiển tất cả các thiết bị điện theo ý muốn

1.3 Mục tiêu

Nhà thông minh là một đề tài mở với rất nhiều các ứng dụng, các tiện ích có thể áp

dụng nhằm phục vụ nhu cầu ngày càng nâng cao của con người Chính vì vậy mà giới

hạn trong một đồ án môn học chúng ta không thể giải quyết được hết các bài toán trên

thực tế Trước mắt, chúng ta sẽ thi công 1 số thiết bị điện cho ngôi nhà thông minh, từ

đó có kế hoạch phát triển và thi công những thiết bị khác cho ngôi nhà thông minh

Trong tương lai, chúng ta sẽ mở rộng và phát triển được những thiết bị này bằng

cách mở rộng khả năng giao tiếp của thiết bị, như qua Internet hay mạng điện thoại di

động

1.4 Nhiệm vụ

Chúng ta cần tìm hiểu nguyên lý hoạt động của nhà thông minh và ứng dụng công

nghệ vào mô hình thiết kế nhằm đáp ứng được các yêu cầu điều khiển đã đặt ra ở trên

Ví dụ như hệ thống cửa tự động, rèm cửa tự động, chiếu sáng tự động, hệ thống báo

động…

Ngoài ra chúng ta cần có cái nhìn tổng quan hơn về cấu trúc của thiết bị trong ngôi

nhà thông minh, từ đó ta sẽ định hướng được khả năng phát triển của đề tài Tương lai

có thể hoàn thiện được những yêu cầu mà một ngôi nhà thông minh cần có

- Tổng quát hóa mô hình và các ứng dụng của ngôi nhà thông minh

- Giải quyết từng khối chức năng bằng các thiết bị điều khiển

- Xây dựng mô hình ngôi nhà thông minh và ứng dụng một số thiết bị điện được

điều khiển tự động như hệ thống cửa tự động, rèm cửa tự động, ánh sáng tự động…

- Vạch ra những kế hoạch, hướng phát triển và thi công cho những thiết bị khác mà

trong khuôn khổ và thời gian của đồ án chúng em chưa hoàn thành được Ví dụ chúng

ta có thể phát triển những thiết bị này bằng cách mở rộng khả năng giao tiếp của thiết

bị, như qua Internet hay mạng điện thoại di động, điều khiển các thiết bị cần tính ổn

định cao

1.5 Hướng thực hiện đề tài

Qua những yêu cầu và nhiệm vụ cần thiết của một ngôi nhà thông minh, chúng

ta có thể đưa ra một hướng thực hiện đề tài để đạt được các mục đích tối ưu nhất cho

một ngôi nhà

Sơ đồ khối cấu trúc nhà

- Khối cảm biến có khả nă

thiết bị phù hợp nhu cầu sinh ho

- Khối xử lý trung tâm có nhi

chương trình điều khiển (bao g

tín hiệu phản hồi của các c

- Khối điều khiển từ xa:

xa như hệ thống đèn, rèm c

- Khối mật khẩu và hiển th

khẩu và yêu cầu người sử

hiển thị những ký tự trong quá tr

chính xác những thao tác trong quá t

u trúc nhà thông minh

ả năng nhận dạng sự có mặt của con người để

ầu sinh hoạt (ban ngày- ban đêm)

có nhiệm vụ điểu khiển toàn bộ các thiế

ển (bao gồm chương trình điều khiển bằng tay hay t

a các cảm biến

Sử dụng sóng hồng ngoại điều khiển các th

èn, rèm cửa, ti vi, quạt…

ển thị LCD: thông qua chương trình điều khi

ời sử dụng phải nhập đúng mật khẩu mới được v

ự trong quá trình ấn mật khẩu, giúp người d

ng thao tác trong quá trình sử dụng

Mô hình “Ngôi nhà thông minh”

Hình 1.1 Mô hình ngôi nhà thông minh

Lưu đồ thuật toỏn điều khiển nhà thụng minh

Hỡnh 1.2 Lưu đồ thuật toỏn nhà thụng minh

Mở RèM CửA

TắT Hệ THốNG ĐèN

RA NGOàI

Mở CủA HếT NGƯờI

ĐóNG LạI SAU 1 PHúT

TắT CHế Độ BằNG TAY CHUYểN SANG CHế Độ Tự ĐộNG

HẹN GIờ NấU CƠM

KíCH HOạT CHế Độ KHóA CửA

THIếT LậP BảO Vệ NHà BáO ĐộNG BáO TớI

ĐIệN THOạI

JMP START

XéT CảM BIếN PHòNG NGủ

ĐèN CầU THANG

& PHòNG WC RèM CửA Mở

ĐèN PHòNG SáNG

SAU

5 GIÂY TắT

XéT CảM BIếN GIƯờNG

TắT ĐèN BậT ĐèN NGủ

-ĐóNG RèM CửA

THIếT LậP BảO Vệ NHà BáO ĐộNG BáO TớI

ĐIệN THOạI

trời sáng chuyển - ngày

đèn cửa sáng

START

YÊU CầU NHậP MậT KHẩU

Mở CủA HếT NGƯờI

ĐóNG LạI SAU 1 PHúT

KíCH HOạT CHế Độ Tự ĐộNG

1.6 Thuyết minh mô hình thuật toán “Nhà thông minh”

Các ứng dụng của “Nhà thông minh” được mô tả như sau:

1. Vào cửa yêu cầu nhập mật khẩu có 6 số hiển thị trên LCD

 Nhập đúng mật khẩu cửa tự động mở ra, nhập sai được phép nhập lại 3

lần Nếu quá 3 lần sai thì reset hệ thống lại từ đầu đồng thời kích hoạt chế độ báo động

trong một phút ( chế độ báo động thuộc phần dưới)

 Khi nhập đúng cửa tự động mở, hết người vào thì một phút sau cửa tự

động đóng lại Sau đó thiết lập chế độ tự động cho nhà Có thể dùng điều khiển bằng

tay để tắt bật chế độ tự động chuyển sang chế độ bằng tay

2 Chế độ bằng tay sử dụng remote tv sony (điều khiển từ xa) để điểu khiển

các thiết bị trong nhà khi đặt ở chế độ bằng tay Ví dụ như : bật quạt, điều hòa, ti vi,

các thiết bị chiếu sáng…

3. Chế độ tự động :

Cảm biến quang được xét để xác định chế độ là ban ngày hay ban đêm

 Ban ngày thì chỉ xét cho động cơ mở rèm cửa, tắt các thiết bị chiếu sáng

 Ban đêm:

• Đèn cửa sẽ tự động sáng lên khi thuộc chế độ ban đêm

• Khi cửa được mở ra người vào nhà thì đèn phòng khách tự động sáng

lên, rèm phòng khách sẽ mở ra

• Khi đến các vị trí cầu thang cũng như các phòng trong nhà thì đồng thời

các đèn tại vị trí đó sẽ được sáng lên và các vị trí không được cảm biến xét thì sẽ tự

động tắt các đèn tại vị trí đó sau 1 phút

• Vào đến phòng ngủ thì đèn trong phòng sáng, lên giường thì đèn ngủ

sáng, đèn phòng tắt đi Đèn ngủ sáng thì đóng các rèm cửa lại và bật chế độ bảo vệ ban

đêm

• Chế độ báo động được kích hoạt khi đi ngủ và ra khỏi phòng Khi có

trộm, đèn báo động sáng lên và còi báo động báo, đồng thời kết nối với điện thoại di

động báo cho chủ nhà

• Bộ báo tới điện thoại

Kết nối tới một phím của điện thoại cài đặt sẵn số điện thoại của chủ nhà, khi báo

động sẽ kích hoạt phím đó và tự động gọi cho chủ nhà

• Tiếp quá trình là khi trời sáng thì chuyển sang chế độ ban ngày Các rèm

cửa tự động mở ra đồng thời tắt tất cả các đèn khi trời sáng

• Khi ra ngoài cửa tự động sẽ mở ra.Chế độ mật khẩu mở cửa chỉ được xét

đến khi có người từ ngoài vào và với điều kiện không có người trong nhà

• Khi ra khỏi nhà các chế độ bằng tay sẽ được thoát bỏ và trở về chế độ tự

động Thiết lập chế độ khoá cửa bằng mật khẩu và chế độ báo động Kết thúc một quá

trình

=> Các cảm biến được sử dụng là cảm biến quang và cảm biến hồng ngoại

CHƯƠNG II: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN

PLC và Vi xử lý là hai thiết bị điểu khiển được sử dụng phổ biến hiện nay Tùy

vào từng yêu cầu ứng dụng mà ta chọn bộ điều khiển nào cho hợp lý

2.1 Sử dụng PLC

PLC - Programmable Logic Controller là bộ điều khiển logic khả trình (lập trình

được) Khởi thủy ban đầu PLC chỉ có chức năng điều khiển logic, tức là điều khiển

on-off như các relay PLC hiện đại bây giờ có khả năng điều khiển PID và điều khiển mờ,

.v.v PLC cho phép mở rộng thêm các module vào/ra nên có khả năng quản lý một hệ

thống lớn trong nhà máy Do vậy PLC ứng dụng để điều khiển một hệ thống sản xuất

lớn (so với Vi Xử Lý) và có đặc tính động học chậm (so với Vi Xử Lý) như điều khiển

mức nước, áp suất, lưu lượng, nhiệt độ, tốc độ băng tải, v.v

Đặc trưng của PLC là khả năng có thể lập trình được, cho phép PLC hoạt động

trong môi trường khắc nghiệt công nghiệp, yếu tố bền vững thích nghi, độ tin cậy cao,

tỉ lệ hư hỏng rất thấp, thay thế và hiệu chỉnh chương trình dễ dàng, khả năng nâng cấp

các thiết bị ngoại vi hay giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như: máy tính,

nối mạng, các modul mở rộng tốt

Từ các ưu điểm nêu trên, hiện nay PLC đã được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực

khác nhau trong công nghiệp như:

- Hệ thống nâng vận chuyển

- Dây chuyền đóng gói

- Các robot lắp giáp sản phẩm

- Dây chuyền chế tạo linh kiện bán dẫn

- Dây chuyền lắp giáp Tivi

- Điều khiển hệ thống đèn giao thông

- Và rất nhiều những ứng dụng hữu ích khác…

2.2 Sử dụng Vi xử lý

Vi xử lý là bộ xử lý tín hiệu, có thể nhận tín hiệu vào, tính toán, xử lý, xuất tín hiệu

ra Vi xử lý ứng dụng để thực hiện các thuật toán điều khiển yêu cầu khối lượng tính

toán lớn (so với PLC) cho các đối tượng có đặc tính động học nhanh (so với PLC)

như điều khiển dòng điện, mômen, tốc độ động cơ, điều khiển các mạch điện tử (tín

hiệu hoặc công suất), v.v

• Ưu điểm:

- Vi điều khiển có khả năng điều khiển linh hoạt theo mong muốn của người

sử dụng dựa vào phần mềm được viết

- Khả năng thay đổi mã có thể thực hiện được

- Hệ thống đơn giản hơn nhiều, kích thức nhỏ Hơn nữa sẽ giảm được độ kém

ổn định do nhiều linh kiện gây ra

- Có thể thay đổi, thêm chức năng bằng cách thay đổi phần mềm

Ngày nay VXL được ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống của con người Một

số ứng dụng của VXL có thể liệt kê trong bảng dưới đây :

Lò vi sóng Máy sao chụp Máy in lazer Máy in màu Máy nhắn tin

Máy tính hành trình Điều khiển động cơ Túi đệm khí Thiết bị ABS

Đo lường

Hệ thống bảo mật Điều khiển truyền tin Giải trí

Điều hoà nhiệt độ

Mở cửa không cần chìa khoá

Trong các ứng dụng trên, ứng dụng điều khiển từ xa trong “Nhà thông minh” là

một ứng dụng rất thú vị Thay cho việc phải đứng dậy tắt quạt, bật điện, tắt điện thì

giờ đây chỉ với một chiếc điều khiển từ xa trong tay ta có thể ở nguyên một vị trí

trong nhà mà có thể điều khiển được tất cả các thiết bị điện tắt mở theo ý muốn Mặt

khác khi điều khiển tự động các thiết bị trong nhà( như điểu khiển ánh sáng, mở cửa tự

động ) thì vi xử lý cũng tỏ ra rất ưu việt Xuất phát từ những ứng dụng cần trong đề

tài “Ngôi nhà thông minh”, chúng em đã quyết định chọn bộ điều khiển là vi xử lý

Ý tưởng thực hiện là sử dụng sóng hồng ngoại để điều khiển, dùng một bộ phát

hồng ngoại có mã hoá với nhiều nút bấm, mỗi nút bấm với một mã riêng điều khiển

một thiết bị Ngoài ra cũng có thể điều khiển các thiết bị này thông qua giao tiếp với

máy tính Việc giải mã được lập trình trên vi xử lý 8051 Đối với khối điều khiển tự

động và khóa cửa tự động hiển thị trên LCD, ta cũng dùng cảm biến để thu nhận tín

hiệu và vi xử lý để điều khiển

PHẦN II: NỘI DUNG ĐỀ TÀI

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ HỌ VI XỬ LÝ 8051 1.1 Tổng quan về 8051

Hiện nay có rất nhiều họ Vi điều khiển trên thị trường với nhiều ứng dụng khác

nhau, nhưng họ Vi điều khiển MCS- 51 được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới và ở

Việt Nam

Vậy căn cứ vào đó, những ứng dụng của Vi xử lý trong đề tài bao gồm:

- Lập trình và điều khiển hệ thống điều khiển từ xa bằng remote tv

- Lập trình và điều khiển cửa ra vào tự động hiển thị LCD

- Điều khiển toàn bộ hệ thống điện trong ngôi nhà

Ta dự kiến dùng các chip vi điều khiển thuộc họ MCS-51 của Intel, mà cụ thể ở đây

là dùng chip 8051 vì những lý do sau:

• Thứ nhất, 8051 thuộc họ MCS-51 là chip vi điều khiển Đặc điểm của

các chip vi điều khiển nói chung là nó được tích hợp với đầy đủ chức năng của một hệ

VXL nhỏ, rất thích hợp với những thiết kế theo hướng điều khiển Tức là trong nó bao

gồm: mạch VXL, bộ nhớ chương trình và dữ liệu, bộ đếm, bộ tạo xung, các cổng

vào/ra nối tiếp và song song, mạch điều khiển ngắt…

• Thứ hai là, vi điều khiển 8051 đang được phát triển theo các hướng :

giảm nhỏ dòng tiêu thụ, tăng tốc độ làm việc hay tần số xung nhịp của CPU và giảm

điện áp nguồn nuôi Ngoài ra nó có thể mở rộng nhiều chức năng trên chip, mở rộng

cho các thiết kế lớn Vì vậy vi điều khiển 8051 đạt được hai tính năng quan trọng là:

giảm công suất tiêu thụ và cho phép điều khiển thời gian thực nên về mặt ứng dụng nó

rất thích hợp với các thiết kế theo hướng điều khiển

• Thứ ba là, vi điều khiển thuộc họ MCS-51 được hỗ trợ một tập lệnh

phong phú nêng cho phép nhiều khả năng mềm dẻo trong vấn đề viết chương trình

phần mềm điều khiển

• Cuối cùng là, các chip thuộc họ MCS-51 hiện được sử dụng phổ biến và

được coi là chuẩn công nghiệp cho các thiết kế khả dụng.Với sinh viên mới làm quen

với VĐK thì 8051 có nhiều tài liệu tham khảo, đồng thời cũng sử dụng đơn giản nhất

• Mặt khác, qua việc khảo sát thị trường linh kiện việc có được chip 8051

là dễ dàng nên mở ra khả năng thiết kế thực tế

Vào năm 1980 Intel công bố chip 8051(80C51), bộ vi điểu khiển đầu tiên của họ vi

điều khiển MCS-51 Nó bao gồm 4KB ROM, 128 Byte RAM, 32 đường xuất nhập, 1

port nối tiếp và 2 bộ định thời 16 bit Tiếp sau đó là sự ra đời của chíp 8052, 8053,

8055… với nhiều tính năng được cải tiến

Hiện nay Intel không còn cung cấp các loại vi điều khiển học MCS-51 nữa, thay

vào đó các nhà sản xuất khác Hiện nay Intel không còn cung cấp các loại Vi điều

khiển họ MCS-51 nữa, thay vào đó các nhà sản xuất khác như Atmel,

Philips/signetics,MD, Siemens, Matra&Dallas, Semiconductorsđược cấp phép làm nhà

cung cấp thứ hai cho các chip của họ MSC-51 Chip Vi điều khiển được sử dụng rộng

rãi trên thế giới cũng như ở Việt Nam hiện nay là Vi điều khiển của hãng Atmel với

nhiều chủng loại vi điều khiển khác nhau

Hãng Atmel có các chip Vi điều khiển có tính năng tương tự như chip Vi điều

khiển MCS-51 của Intel, các mã số chip được thay đổi chút ít khi được Atmel sản

xuất Mã số 80 chuyển thành 89, chẳng hạn 80C52 của Intel khi sản xuất ở Atmel mã

số thành 89C52 (Mã số đầy đủ: AT89C52) với tính năng chương trình tương tự như

nhau Tương tự 8051,8053,8055 có mã số tương đương ở Atmel là

89C51,89C53,89C55 Vi điều khiển Atmel sau này ngày càng được cải tiến và được

bổ sung thêm nhiều chức năng tiện lợi cho người dùng

Sau khoảng thời gian cải tiến và phát triển, hãng Atmel tung ra thị trường dòng

Vi điều khiển mang số hiệu 89Sxx với nhiều cải tiến và đặc biệt là có thêm khả năng

nạp chương trình theo chế độ nối tiếp rất đơn giản và tiện lợi cho người sử dụng

Chính vì thế, chúng em đã quyết định lựa chọn bộ vi điều khiển 89S52 (Mã

đầy đủ : AT89S52; AT viết tắt của nhà sản xuất ATMEL) với những lý do sau:

 Các Vi điều khiển 89Sxx được cải tiến từ dòng 89Cxx

 Chương trình viết cho 89Cxx đều chạy được với 89Sxx

 89Sxx rẻ hơn 89Cxx

 89Sxx có chế độ nạp nối tiếp với mạch nạp đơn giản có khả năng nạp ngay trên

bo mạch mà không cần tháo chip vi điều khiển sang mạch khác để nạp chương trình

và nhiều tính năng cải tiến khác

1.2 Giới thiệu về Vi điều khiển 89S52

1.2.1 Cấu hình 89S52:

 + 8KB bộ nhớ chương trình

 + Dao động bên ngoài với thạch anh <24MHz Thông thường, VĐK 89S52

chạy với thạch anh 12MHz

 + 256 Byte Ram nội

1.2.2 Sơ đồ khối

Hình 2.1 Sơ đồ khối họ 8051

Chân số 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

3 Port 0 (P0)

Port 0 gồm 8 chân (từ chân 32 đến 39) có hai chức năng:

+ Chức năng xuất/nhập :các chân này được dùng để nhận tín hiệu từ bên ngoài

vào để xử lí, hoặc dùng để xuất tín hiệu ra bên ngoài, chẳng hạn xuất tín hiệu để điều

khiển led đơn sáng tắt

+ Chức năng là bus dữ liệu và bus địa chỉ (AD7-AD0) : 8 chân này (hoặc Port

0) còn làm nhiệm vụ lấy dữ liệu từ ROM hoặc RAM ngoại (nếu có kết nối với bộ nhớ

ngoài), đồng thời Port 0 còn được dùng để định địa chỉ của bộ nhớ ngoài

4 Port 1 (P1)

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

xuất/nhập, không có chức năng khác

5 Port 2 (P2)

Port 2 gồm 8 chân (từ chân 21 đến chân 28) có hai chức năng:

+ Chức năng xuất/nhập

+ Chức năng là bus địa chỉ cao (A8-A15): khi kết nối với bộ nhớ ngoài có dung

lượng lớn,cần 2 byte để định địa chỉ của bộ nhớ, byte thấp do P0 đảm nhận, byte cao

do P2 này đảm nhận

6 Port 3 (P3)

Port 3 gồm 8 chân (từ chân 10 đến 17): Chức năng xuất/nhập

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

7 Chân RESET (RST)

Ngõ vào RST ở chân 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 kì máy

8 Chân XTAL1 và XTAL2

Hai chân này có vị trí chân là 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

9 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

Khi vi điều khiển làm việc với bộ nhớ chương trình ngoài, chân này phát ra tín

hiệu kích hoạt ở mức thấp và được kích hoạt 2 lần trong một chu kì máy

Khi thực thi một chương trình ở ROM nội, chân này được duy trì ở mức logic

không tích cực (logic 1)

(Không cần kết nối chân này khi không sử dụng đến)

10 Chân ALE (chân cho phép chốt địa chỉ-chân 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

Các xung tín hiệu ALE có tốc độ bằng 1/6 lần tần số dao động đưa vào Vi điều

khiển, như vậy có thể dùng tín hiệu ở ngõ ra ALE làm xung clock cung cấp cho các

1.2.4 Kết nối phần cứng

1 Kết nối trên hai chân XTAL1 và XTAL2

Ghi chú: C1,C2= 30pF±10pF (thường được sử dụng với C1,C2 là tụ 33pF)

dùng ổn định dao động cho thạch anh

2 Chu kì máy

Gọi fzat là tần số dao động của thạch anh Đối với 89Sxx có thể sử dụng thạch

anh có tần số fzat từ 2MHz đến 33MHz

Chu kì máy là khoảng thời gian cần thiết được qui định để Vi điều khiển thực

hiện hoàn thành một lệnh cơ bản Một chu kì máy bằng 12 lần chu kì dao động của

nguồn xung dao động cấp cho nó

Tck = 12.Toc

Với: Tck là chu kì máy

Toc là chu kì của nguồn xung dao động cấp cho Vi điều khiển

Như vậy:

Với: Tck là chu kì máy

foc là tần số dao động cấp cho Vi điều khiển

Khi giao tiếp truyền nối tiếp với máy vi tính dùng thạch anh có tần

số fzat là 11.0592MHz

3 Kết nối chân RESET-chân 9

Việc kết nối chân RESET đảm bảo hệ thống bắt đầu làm việc khi Vi điều khiển

được cấp điện, hoặc đang hoạt động mà hệ thống bị lỗi cần tác động cho Vi điều khiển

hoạt động trở lại, hoặc do người sử dụng muốn quay về trạng thái hoạt động ban đầu

Vì vậy chân RESET được kết nối như sau:

Với Vi điều khiển sử dụng thạch anh có tần số fzat = 12MHz sử dụng

C=10µF và R=10KΩ

2 Kết nối các Port với led

Các Port khi xuất tín hiệu ở mức logic 1 thường không đạt đến 5V mà dao động

trong khoảng từ 3.5V đến 4.9V và dòng xuất ra rất nhỏ dưới 5mA(P0,P2 dòng xuất

khoảng 1mA; P1,P3 dòng xuất ra khoảng 1mA đến 5mA) vì vậy dòng xuất này không

Tuy nhiên khi các Port xuất tín hiệu ở mức logic 0 dòng điện cho phép đi qua lớn

hơn rất nhiều: Dòng lớn nhất qua P0 : -25mA , Dòng lớn nhất qua P1,P2,P3 : -15mA

Do đó khi kết nối với led hoặc các thiết bị khác Vi điều khiển sẽ gặp trở ngại là nếu

tác động làm led sáng khi Vi điều khiển xuất ở mức 1, lúc này dòng và áp ra không đủ

để led có thể sáng rõ (led đỏ sáng ở điện áp 1.6V-2.2V và dòng trong khoảng 10mA)

Khắc phục bằng cách sau:

a Cho led sáng khi Vi điều khiển ở mức 0:

b Cho led sáng khi Vi điều khiển xuất ở mức 1:

Như đã trình bày vì ngõ ra Vi điều khiển khi xuất ở mức 1 không đủ để cho led

sáng, để led sáng được cần đặt thêm một điện trở kéo lên nguồn VCC(gọi là điện trở

treo)

Tuỳ từng trường hợp mà chọn R2 để dòng và áp phù hợp với thiết bị nhận

+Khi Px.x ở mức 0, có sự chênh lệch áp giữa nguồn VCC và chân Px.x -dòng

điện đi từ VCC qua R2 và Px.x về Mass, do đó hiệu điện thế giữa hai chân led gần như

bằng 0, led không sáng

+Khi Px.x ở mức 1 (+5V),dòng điện không chạy qua chân Vi điều khiển để về

mass được, có sự lệch áp giữa hai chân led, dòng điện trong trường hợp này qua led về

Mass do đó led sáng

R2 thường được sử dụng với giá trị từ 4.7KΩ đến 10KΩ Nếu tất cả các chân

trong 1 Port đều kết nối để tác động ở mức cao thì điện trở R2 có thể thay bằng điện

trở thanh 9 chân vì nó có hình dáng và sử dụng dễ hơn khi làm mạch điện

1.2.5 Cấu trúc bên trong của 89s52

Bộ nhớ ROM dùng để lưu chương trình do người viết chương trình viết ra

Chương trình là tập hợp các câu lệnh thể hiện các thuật toán để giải quyết các công

việc cụ thể, chương trình do người thiết kế viết trên máy vi tính, sau đó được đưa vào

lưu trong ROM của vi điều khiển, khi hoạt động, vi điều khiển truy xuất từng câu lệnh

trong ROM để thực hiện chương trình ROM còn dùng để chứa số liệu các bảng, các

tham số hệ thống, các số liệu cố định của hệ thống Trong quá trình hoạt động nội

dung ROM là cố định, không thể thay đổi, nội dung ROM chỉ thay đổi khi ROM ở chế

độ xóa hoặc nạp chương trình (do các mạch điện riêng biệt thực hiện)

Bộ nhớ ROM được tích hợp trong chip Vi điều khiển với dung lượng tùy vào

chủng loại cần dùng, chẳng hạn đối với 89S52 là 8Kbyte Bộ nhớ bên trong Vi điều

khiển 89Sxx là bộ nhớ Flash ROM cho phép xóa bộ nhớ ROM bằng điện và nạp vào

chương trình mới cũng bằng điện và có thể nạp xóa nhiều lần

1.3.Bộ nhớ dữ liệu- RAM

Bộ nhớ RAM dùng làm môi trường xử lý thông tin, lưu trữ các kết quả trung

gian và kết quả cuối cùng của các phép toán, xử lí thông tin Nó cũng dùng để tổ chức

các vùng đệm dữ liệu, trong các thao tác thu phát, chuyển đổi dữ liệu

CHƯƠNG II: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỪ XA CÁC THIẾT BỊ

ĐIỆN DÙNG ĐIỀU KHIỂN REMOTE TV SONY

2.1 Ý Tưởng

- Dùng Rơle từ để đóng ngắt cho các ổ cắm điện 220V, mỗi ổ cắm dùng cho một

thiết bị

- Dùng transistor làm việc ở chế độ khoá điện tử để kéo Rơle mỗi khi có bit 1

điều khiển cho bazo của transistor

- Dùng VĐK 89S52 để lập trình nhận mã lệnh từ ĐKTX và xuất ra bit điều khiển

cho transistor

- Sử dụng sóng hồng ngoại làm tín hiệu điều khiển từ xa, sử dụng Remote TiVi

Sony để phát sóng hồng ngoại và đưa ra mã lệnh điều khiển

- Dùng cổng P0 của VĐK 89C51 làm 4 đầu ra điều khiển 4 thiết bị ứng với các

phím từ 1 4 trên Remost Sony

- Mỗi phím vừa là bật vừa là tắt, sau mỗi lần nhấn thì đảo trạng thái

2.2 Remote TV SONY

Như đã trình bày tại phần ý tưởng của thuyết trình này, ở đây việc điều khiển từ

xa các thiết bị điện được thực hiện bằng sóng hồng ngoại Và thiết bị được chọn để

phát sóng hồng ngoại chính là 1 chiếc điều khiển từ xa của hãng Ti Vi SONY Điều

này nhằm thoả mãn nhu cầu tiện lợi và gọn gàng, nếu như bạn không muốn trong nhà

có quá nhiều điều khiển, và việc cầm điều khiển Ti Vi không chỉ điều khiển Ti Vi mà

còn điều khiển luôn các thiết bị điện khác trong nhà trở nên rất tiện lợi

Remote Sony là 1 máy phát tín hiệu hồng ngoại trong phạm vi khoảng 10m để

thực hiện việc điều khiển từ xa không dây Nó có chức năng nhận lệnh của người điều

khiển thông qua bàn phím, sau đó xuất ra một tổ hợp mã lệnh nhị phân ứng với mỗi

phím được bấm Rồi thực hiên mã hoá để chống nhiễu các bit 0 va 1 của mã lệnh đó

theo kiểu mã hoá riêng của hãng SONY đã quy định, đó là kiểu mã hoá theo độ rộng

xung, cả bit 0 và 1 đều có mức cao và thấp nhưng độ rộng xung của bit 1 dài hơn của

bit 0 Sau đó điều chế tín hiệu theo phương pháp điều biên tín hiệu số để ghi thông tin

lên sóng ngắn cao tần để chống nhiễu và có năng lượng để truyền đi xa 10m Và cuối

cùng là khuyếch đại công suất vơi năng lượng một chiều 3V để chuyển tín hiệu điện

thành tín hiệu ánh sáng hồng ngoại phát đi trong không gian :

Hình2.3 Sơ đồ khối chức năng của IC chuyên dụng thu sóng hồng ngoại

Hình2.4 Hình dạng thực tế và sơ đồ chân

Hình dạng thực tế của một loại Remote SONY :

Trong phạm vi đề tài, bàn phím sử dụng chỉ gồm các phím từ 1 đến 8, ứng với sự

điều khiển cho 8 thiết bị điện Nếu nhấn phím 1 thì ổ cắm 220V số 1 sẽ được cấp điện

và thiết bị số 1 sẽ khởi động Nếu nhấn thêm lần nữa thì lại cắt điện đi, thiết bị lại được

tắt đi, và tương tự như vậy cho các phím còn lại Bàn phím là hệ thống các tiếp điểm

thường mở Khi nhấn bất kỳ phím nào thì tiếp điểm đó đóng lại sẽ tạo ra một tổ hợp

mã lệnh tương ứng , mã lệnh tồn tại là số Hexa

Bảng mã của Điều khiển TiVi SONY như sau :

MUTING 00010100 14

Nhiệm vụ của mạch điện phía thu (của VĐK 89S52) là phải giải mã được các mã

lệnh này để biết được người sử dụng đã ấn phím nào và đó là lệnh gì?

Trước tiên ta tìm hiểu về mã của Remote TV , ta xem hình vẽ

Trên hình vẽ cho ta thấy : bit đầu tiên là bit LSB ta đặt tên cho nó là bit

B0, bít cuối cùng sẽ là bit B11 Trong đó từ :

B0 – B6 : là 7 bit mã lệnh

B7 _ B11: là 5 bit địa chỉ

Trong đó , mã lệnh là 16H, mã địa chỉ là 08H Khi sử dụng mắt hồng

ngoại thì tất cả các dạng sóng trên sẽ bị đảo lại như sau :

Để thu và giải mã tín hiệu từ Remote TV ta chỉ cần thu 7 bit command (7 bit mã

lệnh ) và có thể bỏ qua 5 bit address ( 5 bit dữ liệu ) bởi vì các nút bấm đều phát

ra các mã địa chỉ là như nhau chỉ khác nhau về mã lệnh

Để thu được 7 bit mã lệnh ta làm như sau :

a) Thiết lập thanh ghi A = 01000000 B

b) Khởi đầu bằng cách chờ tín hiệu xuống

c) Chờ cho tín hiệu lên

d) Chờ cho tín hiệu xuống

e) Tạo trễ khoảng 900us

f) Đo mức tín hiệu :

+ Nếu mức tín hiệu là mức cao thì bit nhận được là bit 0 :

thiết lập cờ C = 0 , quay phải có cờ nhớ A , như vậy C sẽ được gởi vào MSB của

A , LSB của A sẽ được gởi vào C Như vậy sau 7 lần quay thì C = 1 và 7 bit trái

của A sẽ chứa mã lệnh khi C = 0 quay lại bước d

+ Nếu mức tín hiệu là mức thấp thì bit nhận được là bit 1 :

thiết lập cờ C = 1, quay phải có cờ nhớ A

Khi C = 0 quay lại bước c

Nếu C = 1, giá trị trong thanh ghi A = D6D5D4D3D2D1D00 , sau khi quay phải A thu

được A = 0D6D5D4D3D2D1D0

Xuất nội dung thanh ghi A ra port 1 hiển thị bằng các led( đây chính là mã lệnh

từ remote mà 8051 giải mã được)

2.3 Lưu đồ thuật toán

Hình2.5 Lưu đồ thuật toán chế độ bằng tay

CHƯƠNG III : QUẢN LÝ CỬA VÀO RA TỰ ĐỘNG

HIỂN THỊ TRÊN LCD 3.1 Giới thiệu hệ thống

Đây là một hệ thống đóng mở theo mã (password) cho phép một số ít người có

thể ra vào theo mã của họ Nó có thể được áp dụng làm cửa ra vào của các hệ thống

cần mang tính bảo mật, giới hạn số người ra vào như: Cửa ra vào cơ quan, nhà máy,

các khu quan trọng

Trên cơ sở đó, hệ thống phải đảm bảo được hai yêu cầu cơ bản sau:

-Tính an toàn: phải có chức năng bảo mật

-Dễ sử dụng:có đầy đủ hướng dẫn để người dùng sử dụng

Do đó chúng em đã đưa ra yêu cầu một hệ thống có chức năng đóng mở như

sau:

3.2 Kết cấu hệ thống:

• Hệ thống quản lí một số mã ứng với một số người được cho phép ra vào ở của

này và hoạt động trên cơ sở các mã này

• Nếu chọn set: Kiểm tra xem mã cũ có đúng hay không

- Nếu mã đúng: cho phép thay đổi mã bằng cách nhập vào mã mới và xác

nhận đúng mã này một lần nữa

- Nếu mã sai: không có hiện tượng gì cả Nếu nhập mã sai ba lần liên tiếp

chuông sẽ báo động

• Trong quá trình nhập mã, nếu có nhầm lẫn có thể nhập lại bằng cách sử dụng

nút Backspace()

3.3 Lựa chọn phần cứng:

Trên cơ sở các yêu cầu đã đặt ra và các phân tích sơ bộ, từng khối đều có các

phương án giải quyết

• Khối bàn phím:

Bàn phím gồm các nút Mỗi nút là một bộ phận đóng mở bằng cơ khí Các mã

của bàn phím tạo ra có thể được tạo ra trực tiếp hoặc bằng phép quét hàng và quét cột

Số đầu dây ra từ bàn phím phải phù hợp với đầu vào của mạch xử lí Đồng thời

với càng ít dây thì khả năng ổn định của bàn phím càng tăng

- Khối hiển thị dùng LCD 1602A

- Khối mạch xử lí dùng vi điều khiển AT89S52

Sơ đồ khối của hệ thống như sau:

Hình 3.1 Sơ đồ khối của hệ thống

Nhiệm vụ của khối xử lý trung tâm:

- Đọc mã phím từ bàn phím để kiểm tra xem phím nào đã được ấn và thực

hiện chức năng của phím đó

- Lưu giá trị của các mã để mở khóa

- Lưu các chương trình xử lý phím ấn: mở khóa, đổi mã, báo động…

- Lưu chương trình điều khiển LCD

• Sơ đồ mô phỏng kết nối:

Hình 3.2 Sơ đồ mô phỏng kết nối

3.4 Lưu đồ và giải thuật

3.4.1 Các ký hiệu trong lưu đồ:

lcd_port equ P2 ;đặt tên port 2

en equ P2.7 ;chân enable của lcd

rs equ P2.5 ;chân reset của lcd

lock 0 equ P1.6 ;bit quy định mở cửa

lock1 equ p1.7 ;bit quy định đóng cửa

alarm equ p3.5 ;bit quy định báo động

LCD_CLR equ 01H ;mã lệnh xóa màn hình lcd

LCD_LN1 equ 80H ;mã lệnh chọn dòng 1 lcd

LCD_LN2 equ 0C0H ;mã lệnh chọn dòng 2 lcd

var1 equ r2 ;biến var thay đổi delay

temp equ r3 ;lưu tạm thời dữ liệu cần nhớ

delay equ r4 ;delay

scan equ r5

key equ 0H ;bit kiểm tra có nhấn hay không

=1có =0không newcode equ 1h ;bit kiểm tra có tạo pass mới chưa

=1có =0không keyval equ r6 ;ô lưu mã phím khi nhập từ bàn phím

status equ r7 ;=true hoặc retry

codenum equ 30h ; lưu độ dài của pass

count equ 31h ; đếm số ký tự được nhập

codenum_1 equ 32h ; dung nhảy giảm đếm ký tự số pass để so

sánh

retries equ 33H ;lưu số lần nhập sai mã

input equ 40H ;lưu dữ liệu phím nhấn sau khi mã hóa

upass equ 50H ;lưu pass

confirm equ 60h ;lưu pass kiểm tra chính xác

keyport equ P0 ;chọn port 1 làm keypad

col1 equ P0.0 ;cột 1

3.4.2 Các lưu đồ thuật toán

1 Chương trình chính

Hình 3.3 Lưu đồ thuật toán chương trình chính

password hiển thị trên LCD

2 Chương trình con check code:

Hình 3.4 Lưu đồ thuật toán chương trình con check code

3 Chương trình con copy code:

Hình 3.5 Lưu đồ thuật toán chương trình con coppy code