Tài liệu Thiết kế mạch đếm sản phẩm dùng Vi Điều Khiển 8051, chương 1 ppt

CHƯƠNG I DẪN NHẬP
I. ĐẶT VẤN ĐỀ:
Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ
thuật, kỹ thuật điện tử màtrong đó là kỹ thuật số đóng vai trò
quan trọng trong mọi lónh vực khoa học kỹ thuật, quản lí, công
nghiệp tự động hóa, cung cấp thông tin…. do đó chúng ta phải
nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần
vào sự phát triển nền khoa học kỹ thuật thế giới nói chung và
trong sự phát triển kỹ thuật điện tử nói riêng.
Xuất phát từ những đợt đi thực tập tốt nghiệp tại nhà máy
và tham quan các doanh nghiệp sản xuất, chúng em đã được
thấy nhiều khâu được tự động hóa trong quá trình sản xuất. Một
trong những khâu đơn giản trong dây chuyền sản xuất tự động
hóa đó là số lượng sản phẩm làm ra được đếm một cách tự
động.
Tuy nhiên đối với những doanh nghiệp vừa và nhỏ thì việc
tự động hóa hoàn toàn chưa được áp dụng trong những khâu
đếm sản phẩm, đóng bao bì mà vẫn còn sử dụng nhân công.
Từ những điều đã được thấy đó và khả năng của chúng em,
chúng em muốn làm một điều gì nhỏ để góp phần vào giúp
người lao động bớt phần mệt nhọc chân tay mà cho phép tăng
hiệu suất lao động lên gấp nhiều lần, đồng thời đảm bảo được
độ chính xác cao. Nên chúng em quyết đònh thiết kế một mạch
đếm sản phẩm vì nó rất gần gũi với thực tế và nó thật sự rất có
ý nghóa đối với chúng em vì đã làm được một phần nhỏ đóng
góp cho xã hội.
Để làm được mạch này cần thiết kế được hai phần chính là:
bộ phận cảm biến và bộ phận đếm.
* Bộ phận cảm biến: gồm phần phát và phần thu. Thông
thường người ta sử dụng phần phát là led hồng ngoại để phát ra
ánh sáng hồng ngoại mục đích để chống nhiễu so với các loại

ánh sáng khác, còn phần thu là transistor quang để thu ánh sáng
hồng ngoại.
* Bộ phận đếm có nhiều phương pháp thực thi đó la:ø
-Lắp mạch dùng kỹ thuật số với các IC đếm, chốt, so sánh
ghép lại
-Lắp mạch dùng kỹ thuật vi xử lí
-Lắp mạch dùng kỹ thuật vi điều khiển
II. CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ:
1. Với mạch đếm sản phẩm dùng IC rời có:
Các ưu điểm sau:
-Cho phép tăng hiệu suất lao động
-Đảm bảo độ chính xác cao
-Tần số đáp ứng của mạch nhanh, cho phép đếm với tần số
cao
-Khoảng cách đặt phần phát và phần thu xa nhau cho phép
đếm những sản phẩm lớn.
-Tổn hao công suất bé, mạch có thể sử dụng pin hoặc accu
-Khả năng đếm rộng
-Giá thành hạ
-Mạch đơn giản dễ thực hiện
Với việc sử dụng kỹ thuật số khó có thể đáp ứng được việc
thay đổi số đếm. Muốn thay đổi một yêu cầu nào đó của mạch
thì buộc lòng phải thay đổi phần cứng.Do đó mỗi lần phải lắp lại
mạch dẫn đến tốn kém về kinh tế mà nhiều khi yêu cầu đó
không thực hiện được bằng phương pháp này.
Với sự phát triển mạnh của nghành kỹ thuật số đặc biệt là
cho ra đời các họ vi xử lí và vi điều khiển rất đa chức năng do
đó việc dùng kỹ thuật vi xử lí, kỹ thuật vi điều khiển đã giải
quyết những bế tắc và kinh tế hơn mà phương pháp dùng IC rời
kết nối lại không thực hiện được.

2. Với mạch đếm sản phẩm dùng kỹ thuật vi xử lí:
Ngoài những ưu điểm như đã liệt kê trong phương pháp
dùng IC rời thì mạch đếm sản phẩm dùng kỹ thuật vi xử lí còn
có những ưu điểm sau:
-Mạch có thể thay đổi số đếm một cách linh hoạt bằng việc
thay đổi phần mềm, trong khi đó phần cứng không cần thay đổi
mà mạch dùng IC rời không thể thực hiện được mà nếu có thể
thực hiện được thì cũng cứng nhắc mà người công nhân cũng
khó tiếp cận, dễ nhầm.
- Số linh kiện sử dụng trong mạch ít hơn.
-Mạch đơn giản hơn so với mạch đếm sản phẩm dùng IC
rời và có phần cài đặt số đếm ban đầu
-Mạch có thể lưu lại số liệu của các ca sản xuất
-Mạch có thể điều khiển đếm được nhiều dây chuyền sản
xuất cùng lúc bằng phần mềm
-Mạch cũng có thể kết nối giao tiếp được với máy tính thích
hợp cho những người quản lí tại phòng kỹ thuật nắm bắt được
tình hình sản xuất qua màn hình của máy vi tính.
Nhưng trong thiết kế người ta thường chọn phương pháp tối
ưu nhưng kinh tế do đó chúng em chọn phương pháp đếm sản
phẩm dùng kỹ thuật vi điều khiển
3. Phương pháp đếm sản phẩm dùng vi điều khiển:
Ngoài những ưu điểm có được của hai phương pháp trên,
phương pháp này còn có những ưu điểm :
-Trong mạch có thể sử dụng ngay bộ nhớ trong đối với
những chương trình có quy mô nhỏ, rất tiện lợi mà vi xử lí không
thực hiện được.
-Nó có thể giao tiếp nối tiếp trực tiếp với máy tính mà vi xử
lí cũng giao tiếp được với máy tính nhưng là giao tiếp song song
nên cần có linh kiện chuyển đổi dữ liệu từ song song sang nối

tiếp để giao tiếp với máy tính.
III. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI:
Trong đồ án này chúng em thực hiện mạch đếm sản phẩm
bằng phương pháp đếm xung. Như vậy mỗi sản phẩm đi qua
trên băng chuyền phải có một thiết bò để cảm nhận sản phẩm,
thiết bò này gọi là cảm biến. Khi một sản phẩm đi qua cảm biến
sẽ nhận và tạo ra một xung điện đưa về khối xử lí để tăng dần
số đếm. Tại một thời điểm tức thời, để xác đònh được số đếm
cần phải có bộ phận hiển thò. Tuy nhiên mỗi khu vực sản xuất
hay mỗi ca sản xuất lại yêu cầu với số đếm khác nhau vì thế
phải có sự linh hoạt trong việc chuyển đổi số đếm. Bộ phận
chuyển đổi trực quan nhất là bàn phím. Khi cần thay đổi số đếm
người sử dụng chỉ cần nhập số đếm ban đầu vào và mạch sẽ tự
động đếm. Khi số sản phẩm được đếm bằng với số đếm ban đầu
thì mạch sẽ tự động dừng. Từ đây suy ra mục đích yêu cầu của
đề tài:
-Số đếm phải chính xác, và thay đổi việc cài đặt số đếm
ban đầu một cách linh hoạt.
-Bộ phận hiển thò phải rõ ràng
-Mạch điện không quá phức tạp, bảo đảm được sự an
toàn,dễ sử dụng.
-Giá thành không quá mắc
IV. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI:
-Các sản phẩm rất đa dạng với nhiều chủng loại: đặc; rỗng,
kích cỡ khác nhau. Nhưng với khả năng của thiết bò lắp thì mạch
chỉ có thể đếm đối với sản phẩm có khả năng che được ánh
sáng và có kích thước từ 10cm
3
đến 30cm
3

.
-Đếm số sản phẩm trong một thùng phạm vi thay đổi từ 2 
999. Còn số thùng sản phẩm phạm vi thay đổi từ 19999.
-Lưu số sản phẩm, số hộp sau mỗi ca sản xuất và cho phép
xem số sản phẩm và số hộp trong các ca sản xuất.
Từ mục đích yêu cầu của đề tài chúng em đưa ra sơ đồ khối
tổng quát của mạch điện như sau:
V. XÂY DỰNG SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG QUÁT:

KHỐI
XỬ LÝ
CẢM BIẾN BÀN PHÍM
KHỐI HIỂN THỊ