môn vi xử lý đề tài mạch đếm sản phẩm + code + mô phỏng proteus

LỜI MỞ ĐẦU
Trong nền kinh tế hiện nay, việc ứng dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất và
đời sống ngày càng phổ biến. Nhưng các ứng dụng sáng tạo và khoa học kỹ thuật
thường chỉ áp dụng được cho những nhà máy có mơ hình sản xuất tiên tiến với qui
mô kinh doanh lớn. Tuy nhiên, tại những nhà máy, xí nghiệp nhỏ hay các hợp tác
xã nơng thơn ở địa phương vẫn cịn sản xuất theo mơ hình thủ công, chủ yếu dựa
vào sức người lao động. Do đó, em xin chọn đề tài nghiên cứu về “Mạch đếm sản
phẩm nhằm đưa việc ứng dụng khoa học kỹ thuật vào mơ hình sản xuất thơ sơ
tại địa phương”. Bài báo cáo này trình bày cách thiết kế mạch đếm sản phẩm để
hoàn thành nội dung bài tập lớn từ môn “Vi xử lý trong đo lường và điều khiển”.
Trong q trình thiết kế khơng tránh khỏi thiếu sót, rất mong nhận được ý
kiến đóng góp của thầy và các bạn.
Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Phạm Văn Nam người dạy môn “
Vi xử lý trong đo lường và điều khiển” đã hướng dẫn đưa tới cho em những kiến
thức bổ ích, mới mẻ và nguồn cảm hứng, khám phá tìm tịi u thích hơn với
ngành học của mình để em hồn thành tốt bài báo cáo này.

1|Page


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1

Đặt vấn đề
-Yêu cầu đặt ra: Thiết bị thiết kế phải dễ cài đặt, sử dụng tính ổn định

cao, gọn nhẹ. Cho kết quả chính xác, trong đó kết quả đếm , các thơng số
được hiển thị trên LCD
1.2 Phạm vi của đề tài:
-Thiết kế mạch đếm số lượng sản phẩm với các thơng số có thể cài đặt
sẵn hoặc luân phiên thay đổi đề phù hợp với công việc.

1.3 Hướng giải quyết vấn đề:
- Lập sơ đồ khối tổng quát cho mạch cần thiết kế. Để thiết kế mạch
này chúng ta cần hai bộ phận: bộ phận cảm biến và bộ phận hiển thị.
+ Bộ phận cảm biến: gồm phần thu và phần phát, bộ chuẩn hóa tín
hiệu. dùng cảm biến quang phản xạ gương.
+ Bộ phận hiển thị: có nhiều phương pháp để thiết kế mạch hiển thị và
cài đặt các thông số như: sử dụng IC số, vi xử lý, vi điều khiển. Mỗi phương
pháp có những ưu và nhược điểm riêng. Căn cứ vào tình hình thực tế tại các
cơ sở nghiên cứu và khả năng thực hiện, Nội dung của môn học, em xin
chọn vi điều khiển 8051 xuất dữ liệu trên màn hình LCD.
- Tìm hiểu một số kiến thức cần thiết như: nguyên tắc hoạt động và
thông số kỹ thuật của các cảm biến được sử dụng, tìm hiều dịng vi đều
khiển sử dụng, họ vi điều khiển 8051, giao tiếp với màn hình LCD…
-Từ những vẫn đề trên, bược đầu tạo dựng sơ đồ khối:

2|Page


CẢM BIẾN
ĐẾM SẢN
PHẨM

Chuẩn hóa tín
hiệu

VI ĐIỀU KHIỂN
Hiển thị thơng
số trên LCD

3|Page

CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU VÀ CHỌN THIẾT BỊ
2.1 Cảm biến
Lựa chọn cảm biến quang phản xạ gương:
-Cảm biến quang phản xạ gương có một bộ phát và thu ánh sáng ngay trên
cùng 1 cảm biến. Đi kèm là một tấm gương hoặc phản quang có mục đích phản xạ
lại ánh sáng phát ra từ đầu cảm biến

-Nguyên lý hoạt động : cảm biến luôn phát ra một tia sáng thẳng về phía trước.
4|Page


Khi gặp gương thì ánh sáng bị phản xạ ngược lại đầu thu ngay trên cảm
biến. Lúc này cảm biến sẽ ln báo trạng thái ON. Khi có vật cản đi qua thì sẽ làm
mất tín hiệu phản hồi về. Lúc đó cảm biến sẽ chuyển trạng thái ON thành OFF.
Tín hiệu ngõ ra ON – OFF được quy định theo loại cảm biến cần dùng. Có
ba loại tín hiệu ngõ ra thường dùng là PNP – NPN và Namur.
Ưu điểm :
-Lắp đặt dễ dàng chỉ với 1 đầu cảm biến vừa thu vừa phát
-Phát hiện được các vật trong suốt, mờ, mỏng
-Khoảng cách làm việc khá xa có thể lên tới 20m
-Tiết kiệm dây dẫn và lắp đặt
Ứng dụng : - Đến sản phẩm trên băng tải nhanh, kiểm tra mực nước….
2.2 Vi điều khiển


Cấu trúc của 8051/ Sơ đồ khối của 8051
-

OSC: Bộ phát xung nhịp đồng bộ cho hệ thống, max: 24Mhz -> quyết định tốc độ
xử lý của 8051 (liên quan đến thời gian/lệnh, Timer, Interrupt );
5|Page


- ROM: Bộ nhớ chương trình 4K (lưu các mã lệnh của chương trình), ngày nay lên
tới 128K: AVR 128, 1M: STM32F4 -> không cần quá quan tâm).
- RAM: Bộ nhớ dữ liệu 128 byte(lưu trữ dữ liệu tạm thời, thanh ghi đặc biệt), ngày
nay lên tới 4K: AVR 128, 192K: STM32F4
- Timer/Counter: Bộ đếm thời gian/bộ đếm xung.
- Interrupt Control: khối điều khiển ngắt
- BUS Control: khối điều khiển các Bus địa chỉ (Address Bus), Bus dữ liệu
(Address Data), Bus điều khiển (Control Bus).
- I/O Port: Cổng vào/ra (P0, P1, P2, P3: 8 bit ~ 8 chân). - Serial port: Cổng truyền
thông nối tiếp


Sơ đồ chân của 8051

6|Page


- Vcc (40): Chân cung cấp điện (5V) - GND (20): Chân nối đất (0V)
- Port 0, Port1, Port 2: là các port xuất nhập 8-bit hai chiều. - Trong bất kỳ hệ
thống nào sử dụng 8751, 89C51 hoặc DS5000 ta thường nối cổng P0 tới các điện
trở kéo.
-Port 3: là Port xuất nhập 8-bit hai chiều. Port 3 cũng còn làm các chức năng khác
của AT89C51. Các chức năng này được liệt kê như sau:

- Ngõ vào reset (chân 9) Mức cao trên chân này trong 2 chu kỳ máy trong khi bộ

dao động đang hoat động sẽ reset 8051. Mạch reset tác động bằng tay và tự động
reset khi khởi động máy
- XTAL1 và XTAL2 (18,19) là hai ngõ vào được cấu hình để dùng như một bộ
dao động trên chip
- EA (chân 31): External Access
Khi thiết kế mạch vi điều khiển khơng sử dụng bộ nhớ ngồi để chứa
chương trình (code) thực thi, cần nối chân (EA/VPP) này lên nguồn dương (5V).
Đây là chân chọn bộ nhớ lưu giữ chương trình thực thi của vi điều khiển. Khi nối
lên +5V là đã chọn thực thi chương trình từ bộ nhớ flash bên trong VĐK.
- PSEN (chân 29): Program Store Enable

7|Page


- Trở treo cho PORT P0: Đối với VĐK 8051, khi sử dụng chân của port P0 để
điều khiển thì phải sử dụng trở treo cho các chân port P0. Thường sử dụng trở băng
10k cho 8 chân của port P0…
Trong bài tập lớn này em sử dụng:
-Các thiết bị ngoại vi: Giao tiếp với màn hình LCD
-Ngơn ngữ lập trình : lập trình C.
2.1 Các linh kiện khác.

Nút Nhấn

-Ngồi ra cịn
khung,
cổng
tụ…..

Điện Trở

Màn hình LCD (16x2)

Biến Trở

có: băng tải,
cáp kết nối,

CHƯƠNG 3: NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1. Xây dựng mạch trên phần mềm mô phỏng proteus
8|Page


3.2. Xây dựng lưu đồ thuật toán.

9|Page


_ Main và các hàn

con

10 | P a g e


11 | P a g e


3.2. Tiến hành chạy trên phần mềm mô phỏng.

_Chưa nhấn nút START

12 | P a g e


_Nhấn nút START-> thiết bị bắt đầu làm việc.

13 | P a g e


NX: -Mạch chạy đúng yêu cầu đề ra, khi nhấn START >băng truyền quay, LCD
hiển thị thông số sản phẩm/ Thùng có thể tăng giảm theo ý muốn, SENSOR có thể
coi như nút ấn khi nhận được tín hiệu > biến đếm sẽ tăng nêu bằng số sản phẩm/1
thùng đề ra thì số thùng sẽ tăng và RESET biến dem=0; chu trình cứ thế lặp lại…
-Tuy nhiên vẫn cần phải phát triển mạch thêm trong quá trình sau này để có
nhiều tính năng hơn: phân loại sản phẩm theo kích thước, màu, kết nối điều chỉnh
qua internet, bluetool… hiển thêm nhiều thông số: ngày, tháng…người sử dụng,
cảnh bảo các vấn đề, hiển thị mã lỗi….

14 | P a g e