Tiểu luận: Đề tài Điều khiển đèn giao thông ppsx

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, khái niệm vi xử lý đã trở thành quen thuộc với nhiều người, bởi vì
sự phát triển của vi xử lý đã có ảnh hưởng rất lớn đến ngành kinh tế toàn cầu. Có
người đã nêu lên ý tưởng gọi nền kinh tế của thời đại chúng ta là “ nền kinh tế kỹ
thuật số “, “số hóa” đã gần như vượt khỏi ranh giới của một thuật ngữ kỹ thuật .
Nhờ có ưu điểm của xử lý số như độ tin cậy trong truyền dẫn, tính đa thích nghi và
kinh tế của nhiều phần mềm khác nhau, tính tiện lợi trong điều khiển và khai thác
mạng.
Số hóa đang là xu hướng phát triển tất yếu của nhiều lĩnh vực kỹ thuật và
kinh tế khác nhau. Không chỉ trong lĩnh vực thông tin liên lạc và tin học. Ngày
nay, kỹ thật số đã và đang thâm nhập mạnh mẽ vào Kỹ thuật điện tử, Điều khiển tự
động, phát thanh truyền hình, y tế, nông nghiệp…và ngay cả trong các dụng cụ
sinh hoạt gia đình.
Ngay từ những ngày đầu khai sinh, vi xử lý nói riêng và ngành điện tử nói
chung đã tạo ra nhiều bước đột phá mới mẽ cho các ngàng kinh tế khác và còn đảm
bảo được yêu cầu của người dùng cả về chất lượng và dịch vụ. Đồng thời kiến thức
về vi xử lý là không thể thiếu đối với mỗi sinh viên, nhất là sinh viên điện tử.
Trong quá trình thực hiện đề tài có thể không tránh được các thiếu sót và mức độ
hoàn thành đề tài, mong quý thầy cô xem xét và có thể đưa ra nhận xét để chúng
em có thể khắc phục được những thiếu sót đó và có thể hoàn thiện cũng như mở
rộng đề tài sau này…
Hà Nội. Ngày 29/04/2011
Nhóm 3. ca 2. Lớp điện tử 2aHN
BÀI THỰC HÀNH MÔN VI XỬ LÝ
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU: ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN:
LÊ TRỌNG LUÂN
THÀNH VIÊN THỰC HIỆN:
Nguyễn Văn Hiểu Ngô Xuân Hảo Bùi Trung Hiếu

Lê Văn Hiếu Ngô Thị Hiền Lê Ngọc Hiếu
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU: ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG
 Các linh kiện dùng trong mạch.
1. IC at89s52.
2. Thạch anh.
3. Led 7 thanh.
4. Led đơn.
5. Tụ gốm.
6. Tụ hóa.
7. Transistor 7805.
8. Nút bấm.
9. Điện trở.
Cấu tạo, chức năng của các linh kiện:
 Điện trở
• Khái niệm
Điện trở là sự cản trở dòng điện của một vật dẫn điện, nếu vật dẫn điện tốt thì
điện trở càng nhỏ, nếu vật dẫn điện kém thì điện trở càng lớn, nếu vật không dẫn
điện thì điện trở vô cùng lớn
• Cấu tạo
Điện trở được làm từ hợp chất cacbon và kim loại tùy theo tỉ lệ pha trộn mà
người ta tạo ra các điện trở có trị số khác nhau
Tác dụng của điện trở trong mạch giao thông
Điện trở có tác dụng khống chế dòng điện qua tải cho phù hợp
 Tụ điện:
• Cấu tạo:

Tụ điện gồm hai bản cực đặt song song ở giữa có môt lớp cách điện gọi là điện
môi
Người ta thường dung giấy, gốm, mica, giấy tẩm hóa chất làm chất điện môi
Phân loại:

Trong mạch giao thông ta sử dụng tụ gốm và tụ hóa
Tụ gốm là tụ không phân biệt âm dương và có điện dung nhỏ
Tụ hóa là tụ có phân cực âm dương và có điện dung lớn
Tác dụng của tụ trong mạch
Tụ có tác dụng lọc cho điện áp một chiều sau khi dã chỉnh lưu bằng phẳng để
cho tải tiêu thụ
 Transistor
Chân số 1 là chân IN.
Chân số 2 là chân GND.
Chân số 3 là chân OUT
Ngõ ra OUT luôn ổn định ở 5V dù điện áp từ nguồn cung cấp thay đổi. Mạch
này dùng để bảo vệ những mạch điện chỉ hoạt động ở điện áp 5V (các loại IC
thường hoạt động ở điện áp này). Nếu nguồn điện có sự cố đột ngột: điện áp tăng
cao thì mạch điện vẫn hoạt động ổn định nhờ có IC 7805 vẫn giữ được điện áp ở
ngõ ra OUT 5V không đổi
Mạch trên lấy nguồn một chiều từ một máy biến áp với điện áp từ 7V đến 9V
để đưa vào ngõ IN. Khi kết nối mạch điện, do nhiều nguyên nhân, người dùng dễ
nhầm lẫn cực tính của nguồn cung cấp khi đấu nối vào mạch, trong trường hợp này
rất dễ ảnh hưởng đến các linh kiện trên board mạch. Vì lí do đó một diode cầu
được lắp thêm vào mạch, diode cầu đảm bảo cực tính của nguồn cấp cho mạch
theo một chiều duy nhất, và nguời dùng cũng không cần quan tâm đến cực tính của
nguồn khi nối vào ngõ IN nữa.
• Cấu tạo
Transistor gồm ba gồm 3 lớp bán dẫn ghép với nhau hình thành 2 mối tiếp giáp
p-n, nếu ghép thứ tự pnp ta được transistor thuận, nếu ghép thứ tự npn ta được
transistor ngược, về phương diện cấu tạo transistor tương đương với 2 điôt đấu
ngược chiều nhau
Ba lớp bán dẫn được nối ra thành 3 cực, lớp giữa goi là cực B (base), lớp bán dẫn
B rất mỏng và có nồng độ tạp chất thấp
Hai lớp bán dẫn bên ngoài được nối ra thành cực phát E(emitter) và cực thu C

(collector) vùng bán dẫn E và C có cùng loại bán dẫn nhưng có kích thước và nồng
độ tạp chất khác nhau lên không hoán đổi vị trí cho nhau được
• Tác dụng của transistor 7805 trong mạch
Dùng transistor trong mạch để nguồn điện được ổn định ở 5V
 Thạch anh
Cấu tạo: là một linh kiện làm bằng tinh thể đá thạch anh được
mài phẳng và chính xác. Linh kiện thạch anh làm việc dựa trên hiệu ứng
áp điện. Hiệu ứng này có tính thuận nghịch. Khi áp một điện áp vào 2
mặt của thạch anh, nó sẽ bị biến dạng. Ngược lại, khi tạo sức ép vào 2
bề mặt đó, nó sẽ phát ra điện áp.
Tác dụng của thạch anh trong mạch. Dùng thạch anh có tác dụng tạo dao động cho
ra tần số ổn định hơn. Tần số cộng hưởng của Thạch anh tùy thuộc vào hình dáng
và kích thước của nó. Mỗi tinh thể thạch anh có 2 tần số cộng hưởng: tần số cộng
hưởng nối tiếp, và tần số cộng hưởng song song. Hai tần số này khá gần nhau và có
trị số khá bền vững, hầu như rất ít bị ảnh hưởng bởi các điều kiện môi trường bên
ngoài. Ngoài ra, hệ số phẩm chất của mạch cộng hưởng rất lớn, nên tổn hao rất
thấp
 Led 7 thanh:
• Led 7 đoạn có cấu tạo bao gồm 7 led đơn có dạng thanh xếp theo hình bên
dưới và có thêm một led đơn hình tròn nhỏ thể hiện dấu chấm tròn ở góc
dưới, bên phải của led 7 đoạn. 8 led đơn trên led 7 đoạn có Anode(cực +)
hoặc Cathode(cực -) được nối chung với nhau vào một điểm, được đưa chân
ra ngoài để kết nối với mạch điện.
8 cực còn lại trên mỗi led đơn được đưa thành 8 chân riêng, cũng được đưa
ra ngoài để kết nối với mạch điện. Nếu led 7 đoạn có Anode(cực +) chung,
đầu chung này được nối với +Vcc, các chân còn lại dùng để điều khiển trạng
thái sáng tắt của các led đơn, led chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở
mức 0. Nếu led 7 đoạn có Cathode (cực -) chung, đầu chung này được nối
xuống Ground (hay Mass), các chân còn lại dùng để điều khiển trạng thái
sáng tắt của các led đơn, led chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở

mức 1.
• Bảng mã led 7 thanh: dùng anot chung:
Decoder outputs Hiện Số
a b c d e f g
0 0 0 0 0 0 1 0
1 0 0 1 1 1 1 1
0 0 1 0 0 1 0 2
0 0 0 0 1 1 0 3
1 0 0 1 1 0 0 4
0 1 0 0 1 0 0 5
0 1 0 0 0 0 0 6
0 0 0 1 1 1 1 7
0 0 0 0 0 0 0 8
1 1 1 1 1 1 1 9
 Led đơn:
 Nút bấm:
Tác dụng trong mạch là để reset chương trình về ban đầu
 AT89C51:
8051 là bộ xử lý 8bit có nghĩa là CPU chỉ có thể làm việc với 8bit dữ liệu
tại một thời điểm. Dữ liệu lớn hơn 8bit được chia ra thành các dữ liệu 8bit để
cho xử lý. 8051 có 40 chân, trong đó có 32 chân dành cho 4 cổng vào – ra
I/O: P0, P1, P2 và P3, mỗi cổng rộng 8bit. Các chân còn lại dành cho nguồn,
dao động và điều khiển
Chức năng các chân:
1- Nhóm chân nguồn, dao động và điều khiển:
- ChânVcc (Chân 40): là VCC cấp điện áp nguồn cho Vi điều khiển. Nguồn
điện cấp là +5V±0.5.
- Chân GND (Chân 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.

- XTAL1(chân 19) và XTAL2 (chân 18) là các chân dao động. Bộ dao động
thạch anh ngoài thường được nối tới 2 chân này, khi mắc dao động thạch anh
phải có 2 tụ điện 30pF, một đầu mỗi tụ nối tới XTAL1 và XTAL2, còn đầu
kia nối đất.
Đây là bộ dao động thạch anh có tác dụng tạo xung nhịp với tần số 12MHz
cho VĐK hoạt động.
+
C 6
X A T L 1
+
C 7
G N D
Y 2
X T A L 2
- RST - Khởi động lại (RESET). Đó là chân vào (chân 9), mức tích cực cao,
bình thường ở mức thấp. Khi có xung cao đặt tới chân này thì bộ vi điều khiển
sẽ kết thúc mọi hoạt động hiện tại và tiến hành khởi động lại. Để Reset có
hiệu quả, chân RST cần duy trì trạng thái tích cực (mức cao) tối thiểu 2 chu
kỳ máy. Ở 8051 một chu kỳ máy bằng 12 chu kỳ dao động đồng hồ.
Đây là khối RESET có tác dụng đưa vi điều khiển về trạng thái ban đầu.
Khi nút Reset được ấn điện áp +5V từ nguồn được nối vào chân Reset của vi
điều khiển được chạy thẳng xuống đất lúc này điện áp tại chân vi điều khiển
thay đổi đột ngột về 0, VĐK nhận biết được sự thay đổi này và khởi động lại
trạng thái ban đầu cho hệ thống.
C 6
X 2
C 7
R S T
S W 1
3 1

V C C
X 1
E A / V p p
1 0 u F
9
R
- Chân EA : truy cập bộ nhớ ngoài là chân vào (chân 31), chân này được nối tới
nguồn Vcc hoặc với đất GND.
- Chân PSEN: là chân ra có chức năng cho phép cất chương trình.
- Chân ALE: cho phép chốt địa chỉ, là chân ra có mức tích cực cao.
2- Nhóm chân cổng vào – ra:
4 cổng P0, P1, P2, P3 đều có 8 chân và tạo thành cổng 8bit. Tất cả các
cổng khi Reset đều được cấu hình làm cổng ra. Để làm đầu vào thì cần được
lập trình.
+ Cổng P0:
Cổng P0 có 8 chân (từ chân 32 đến 39). Bình thường đây là cổng ra. Để có
thể vừa làm đầu ra vừa làm đầu vào thì mỗi chân phải được nối tới điện trở
kéo 10kΩ bên ngoài.
+ P0 làm cổng vào: Khi có các điện trở nối tới cổng P0, để tạo thành cổng
vào thì cần phải lập trình bằng cách ghi 1 tới tất cả các bit của cổng.
+ Chuyển dữ liệu và địa chỉ qua cổng P0
- P0 ngoài chức năng chuyển dữ liệu còn được dùng để chuyển 8bit địa chỉ
AD0 – AD7.
+ Cổng P1:
Cổng P1 cũng có 8 chân, từ chân 1 đến chân 8, và có thể sử dụng làm
đầu vào hoặc ra. Khác với cổng P0, cổng P1 không cần đến điện trở kéo vì nó
đã có các điện trở kéo bên trong. Khi Reset, cổng P1 được cấu hình làm cổng
ra.
Để chuyển cổng P1 thành đầu vào cần lập trình bằng cách ghi 1 đến tất
cả các bit của cổng.

+ Cổng P2:
Cổng P2 cũng có 8 chân, từ chân 21 đến 28, và có thể được sử dụng
làm đầu vào hoặc đầu ra. Cổng P2 không cần điện trở kéo vì bên trong đã có
các điện trở kéo. Khi Reset , thì cổng P2 được cấu hình làm đầu ra.
Để P2 làm cổng vào thì cần được lập trình bằng cách ghi các số 1 tới tất
cả các chân của cổng
+ Cổng P3:
Cổng P3 có 8 chân, từ chân 10 đến chân 17. Cổng này có thể được sử
dụng làm đầu vào hoặc đầu ra, cổng P3 không cần điện trở kéo. Khi Reset,
cổng P3 được cấu hình làm một cổng ra, tuy nhiên đây không phải là ứng
dụng chủ yếu. Cổng P3 có thêm một chức năng quan trọng khác là cung cấp
một số tín hiệu đặc biệt như ngắt. Bảng sau giới thiệu các chức năng khác của
cổng P3:
Bit P3 Chức năng Chân
P3.0 Nhận dữ liệu (RXD) 10
P3.1 Phát dữ liệu (TXD) 11
P3.2 Ngắt 0 (INT0) 12
P3.3 Ngắt 1 (INT1) 13
P3.4 Bộ định thời 0 (T0) 14
P3.5 1 bộ định thời 1 (T1) 15
P3.6 Ghi (WR) 16
P3.7 Đọc (RD) 17
 Sơ đồ nguyên lý:
a 7
a 8
b 1
b 2
b 3
b 4
b 5

b 6
b 7
b 8
a 1
a 2
a 3
a 4
a 5
a 6
a 7
b 1
b 2
b 3
b 4
b 5
b 6
b 7
r e s e t
L E D 1
L e d 7 s
e
1
d
2
C 2
3
c
4
d p
5

b
6
a
7
C 1
8
f
9
g
1 0
V C C
R 3 9
R
R 4 0
R
R 4 1
R
R 4 2
R
R 4 3
R
R 4 4
R
R 4 5
R
R 4 8
R
R 4 9
R
R 5 0

R
R 5 1
R
L E D 2
L e d 7 s
e
1
d
2
C 2
3
c
4
d p
5
b
6
a
7
C 1
8
f
9
g
1 0
R 5 2
R
R 5 3
R
R 5 4

R
V C C
U 1
A T 8 9 C 5 1
R S T
9
X T A L 2
1 8
X T A L 1
1 9
G N D
2 0
P S E N
2 9
A L E / P R O G
3 0
E A / V P P
3 1
V C C
4 0
P 1 . 0
1
P 1 . 1
2
P 1 . 2
3
P 1 . 3
4
P 1 . 4
5

P 1 . 5
6
P 1 . 6
7
P 1 . 7
8
P 2 . 0 / A 8
2 1
P 2 . 1 / A 9
2 2
P 2 . 2 / A 1 0
2 3
P 2 . 3 / A 1 1
2 4
P 2 . 4 / A 1 2
2 5
P 2 . 5 / A 1 3
2 6
P 2 . 6 / A 1 4
2 7
P 2 . 7 / A 1 5
2 8
P 3 . 0 / R X D
1 0
P 3 . 1 / T X D
1 1
P 3 . 2 / I N T 0
1 2
P 3 . 3 / I N T 1
1 3

P 3 . 4 / T 0
1 4
P 3 . 5 / T 1
1 5
P 3 . 6 / W R
1 6
P 3 . 7 / R D
1 7
P 0 . 0 / A D 0
3 9
P 0 . 1 / A D 1
3 8
P 0 . 2 / A D 2
3 7
P 0 . 3 / A D 3
3 6
P 0 . 4 / A D 4
3 5
P 0 . 5 / A D 5
3 4
P 0 . 6 / A D 6
3 3
P 0 . 7 / A D 7
3 2
x 1
x 2
D 1
L E D
D 2
L E D

D 3
L E D
x 1
x 2
V C C
V C C
C 1
1 0 0
U 2
7 8 H T 2
V I N
1
V O U T
3
G N D
2
J 1
C O N 2
1
2
V C C
C 2
1 0
S W 1
S W P U S H B U T T O N
R 3 3
R
V C C
r e s e t
C 3

C A P N P
C 4
C A P N P
Y 1
C R Y S T A L
R 3 6
R
R 3 7
R
R 3 8
R
a 1
a 2
a 3
a 4
a 5
a 6
 Layout
 Mạch in:
Code lập trình điều khiển đèn giao thông:
//////////////////// LAP TRINH DIEU KHIEN DEN
GIAO THONG/////////////////////////////////
// BAI LAP TRINH DIEU KHIEN COT DEN GIAO THONG HIEN
THI THOI GIAN DEM NGUOC
/
********************************************************
****************************************/
//PHAN 1: KHOI TAO DU LIEU
#include <REGX52.H> // khai bao du lieu cho chip AT89S52
void delay(long t)// Khai bao ham tre thoi gian delay

{
int i;
for(i=0;i<t;i++);
}
// PHAN 2: GAN GIA TRI CHO BIEN
#define so0 0xC0
#define so1 0xF9
#define so2 0xA4
#define so3 0xB0
#define so4 0x99
#define so5 0x92
#define so6 0x82
#define so7 0xF8
#define so8 0x80
#define so9 0x90
#define tat 0xFF
#define den_do P1_0
#define den_vang P1_1
#define den_xanh P1_2
#define bat_den 0
#define tat_den 1
// Ham thuc hien chuong trinh
void main (void)
{
while(1)
{
// bat den do trong 30s
P3=so3;
P2=so0;
den_do=bat_den;

den_vang=tat_den;
den_xanh=tat_den;
delay(19000);
P3=so2;
P2=so9;
delay(19000);
P3=so2;
P2=so8;
delay(19000);
P3=so2;
P2=so7;
delay(19000);
P3=so2;
P2=so6;
delay(19000);
P3=so2;
P2=so5;
delay(19000);
P3=so2;
P2=so4;
delay(19000);
P3=so2;
P2=so3;
delay(19000);
P3=so2;
P2=so2;
delay(19000);
P3=so2;
P2=so1;
delay(19000);

P3=so2;
P2=so0;
delay(19000);
P3=so1;
P2=so9;
delay(19000);
P3=so1;
P2=so8;
delay(19000);
P3=so1;
P2=so7;
delay(19000);
P3=so1;
P2=so6;
delay(19000);
P3=so1;
P2=so5;
delay(19000);
P3=so1;
P2=so4;
delay(19000);
P3=so1;
P2=so3;
delay(19000);
P3=so1;
P2=so2;
delay(19000);
P3=so1;
P2=so1;
delay(19000);

P3=so1;
P2=so0;
delay(19000);
P3=so0;
P2=so9;
delay(19000);
P3=so0;
P2=so8;
delay(19000);
P3=so0;
P2=so7;
delay(19000);
P3=so0;
P2=so6;
delay(19000);
P3=so0;
P2=so5;
delay(19000);
P3=so0;
P2=so4;
delay(19000);
P3=so0;
P2=so3;
delay(19000);
P3=so0;
P2=so2;
delay(19000);
P3=so0;
P2=so1;
delay(19000);

P3=so0;
P2=so0;
delay(19000);
P3=tat;
P2=tat;
delay(19000);
// bat den vang trong 3s
P3=so0;
P2=so3;
den_do=tat_den;
den_vang=bat_den;
den_xanh=tat_den;
delay(19000);
P3=so0;
P2=so2;
delay(19000);
P3=so0;
P2=so1;
delay(19000);
P3=so0;
P2=so0;
delay(19000);
P3=tat;
P2=tat;
delay(19000);
//den xanh bat trong 30s
P3=so3;
P2=so0;
den_do=tat_den;
den_vang=tat_den;

den_xanh=bat_den;
delay(19000);
P3=so2;
P2=so9;
delay(19000);
P3=so2;
P2=so8;
delay(19000);
P3=so2;
P2=so7;
delay(19000);
P3=so2;
P2=so6;
delay(19000);
P3=so2;
P2=so5;
delay(19000);
P3=so2;
P2=so4;
delay(19000);
P3=so2;
P2=so3;
delay(19000);
P3=so2;
P2=so2;
delay(19000);
P3=so2;
P2=so1;
delay(19000);
P3=so2;

P2=so0;
delay(19000);
P3=so1;
P2=so9;
delay(19000);
P3=so1;
P2=so8;
delay(19000);
P3=so1;
P2=so7;
delay(19000);
P3=so1;
P2=so6;
delay(19000);
P3=so1;
P2=so5;
delay(19000);
P3=so1;
P2=so4;
delay(19000);
P3=so1;
P2=so3;
delay(19000);
P3=so1;
P2=so2;
delay(19000);
P3=so1;
P2=so1;
delay(19000);
P3=so1;

P2=so0;
delay(19000);
P3=so0;
P2=so9;
delay(19000);
P3=so0;
P2=so8;
delay(19000);
P3=so0;
P2=so7;
delay(19000);
P3=so0;
P2=so6;
delay(19000);
P3=so0;
P2=so5;
delay(19000);
P3=so0;
P2=so4;
delay(19000);
P3=so0;
P2=so3;
delay(19000);
P3=so0;
P2=so2;
delay(19000);
P3=so0;
P2=so1;
delay(19000);
P3=so0;

P2=so0;
delay(19000);
P2=tat;
P3=tat;
delay(19000);
};
}