thiết kế và xây dựng mô hình dây chuyền đếm sản phẩm

Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật HY
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH I

LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, cuộc sống của
con người đã có những thay đổi ngày càng tốt hơn, với những trang thiết bị hiện đại
phục vụ công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. Đặc biệt góp phần vào
sự phát triển đó thì ngành kĩ thuật điện tử đã góp phần không nhỏ trong sự nghiệp
xây dựng và phát triển đất nước. Trong đó môn kỹ thuật vi điều khiển được phát
triển mạnh dựa trên những tiến bộ của công nghệ tích hợp các linh kiện bán dẫn và
hệ lập trình có bộ nhớ kết hợp với máy tính điện tử. Từ những thời gian đầu phát
triển đã cho thấy sự ưu việt của nó và cho tới ngày nay tính ưu việt đó ngày càng
được khẳng định thêm. Những thành tựu của nó đã có thể biến được những cái
tưởng chừng như không thể thành những cái có thể, góp phần nâng cao đời sống
vật chất và tinh thần cho con người.
Để góp phần làm sáng tỏ hiệu quả của những ứng dụng trong thực tế của
môn vi điều khiển chúng em sau một thời gian học tập được các thầy, cô giáo trong
khoa giảng dạy về các kiến thức chuyên nghành, đồng thời được sự giúp đỡ nhiệt
tình của thầy Vũ Đình Đạt chúng em đã thiết kế và xây dựng mô hình “Dây
chuyền đếm sản phẩm”
Cùng với sự lỗ lực của bản thân nhưng do thời gian, kiến thức và kinh
nghiệm của chúng em còn có hạn nên sẽ không thể tránh khỏi những sai sót. Chúng
em rất mong được sự giúp đỡ và ý kiến của thầy cô và các bạn nhằm đóng góp phát
triển thêm đề tài.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!!!

GVHD : Vũ Đình Đạt

Trang 1

Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật HY
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH I

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
Hưng Yên, Ngày…. tháng .... năm 2012
Giáo viên hướng dẫn

GVHD : Vũ Đình Đạt

Trang 2


Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật HY
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH I

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
Hưng Yên, Ngày…. tháng .... năm 2012
Giáo viên phản biện

GVHD : Vũ Đình Đạt

Trang 3


Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật HY
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH I

MỤC LỤC
Nội Dung
PHẦN I : MỞ ĐẦU…………………………………
I . Tìm hiểu chung về đề tài................................................
II . Chọn phương án thiết kế...............................................
III . Mục đích yêu cầu của đề tài........................................
IV. Xây dựng sơ đồ tổng quát.............................................
PHẦN II : THIẾT KẾ………………………........................
Chương I: Lý thuyết thiết kế……………………………...
I.
Tìm hiểu về IC 7805, IC 7824…………………......
II.
Tìm hiểu về PC817…………………………………..
III.
Cảm biến......................................................................
IV.
Khối xử lý và hiển thị................................................
Chương II: Thiết kế mạch và chương trình điều khiển.
I . Nguyên lý làm việc ............................................................

1. Sơ đồ nguyên lý………………………………………..
2. Nguyên lý làm việc…………………………………….
II. Mạch điều khiển hoạt động..................................................
1. Chương trình điều khiển..........................................
2. Chạy thử và hiệu chỉnh mô hình……………………
Chương III : Hướng phát triển đề tài..............................
PHẦN III: TỔNG KẾT ………………………………
TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………

Trang
5
5
5
7
7
8
8
9
10
12
13
21
21
21
21
29
29
35
36
37

38

PHẦN I : MỞ ĐẦU
I. Tìm hiểu chung về đề tài
Dây chuyền băng tải có đếm sản phẩm thường được dùng trong các cơ sở sản xuất
lớn thường phải vận chuyển nhiều đối tượng sản phẩm trong không gian sản
xuất(không gian sản xuất có thể vừa hoặc lớn)để giảm thiểu sức lao dộng của công
nhân trong quá trình vận chuyển các sản phẩm đến các nơi khác nhau để hoàn
thiện các phần(chuyên môn hóa) người ta đã nghĩ đến việc thiết lập một hệ thống
vận chuyển các sản phẩm đó bằng máy từ đó các dây chuyền băng tải có đếm sản
phẩm ra đời.

GVHD : Vũ Đình Đạt

Trang 4


Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật HY
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH I

Tùy thuộc vào tính chất công việc của các cơ sở sản xuất mà người ta thiết kế các
dây chuyền khác nhau với công suất và đực thù riêng(ví dụ dây chuyền sản xuất
lắp ráp xe máy,dây chuyền cà phê dây chuyền vận chuyển xi măng…..)
II. Chọn phương án thiết kế

1.

Với mạch đếm sản phẩn dùng IC rời có:

Các ưu điểm sau:
- Cho phép tăng hiệu suất lao động.
- Đảm bảo độ chính xác cao.
- Tần số đáp ưng của mạch nhanh,cho phép đếm vói tần số cao.

- Khoảng cách đặt phần phát và phần thu xa nhau cho phép đếm những sản phẩn
lớn.
- Tổn hao công suất bé, mạch có thể sử dụng pin.
- Khả năng đếm rộng, giá thành hạ, mạch đơn giản dễ thực hiện.
Với việc sử dụng kĩ 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 phải thay đổi phần cứng. Do
đó mỗi lần phải lắp lại mạch dẫn đến tốn kém vế kinh tế mà nhiều khi yêu câu đó
không thực hiện được bằng phương pháp này.
Với sự phát triển mạnh của ngành kĩ 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 kĩ thuật vi xử lí, kỹ thuật vi điều
khiển đã giải quyết những bế tắc và kinh tế hơn mà phương pháp dung IC rời kết
nối lại không thực hiện được.

2.

Với mạch đếm sản phẩm dùng kĩ thuật vi xử lí:

Ngoài nhưng ưu điểm như đã liệt kê trong phương pháp dùng IC rời thì mạch đếm
sản phẩm dùng kĩ thuật còn có nhưng ưu điểm sau:
•

Mạch có thể thay đổi số đếm một cách linh hoạt bằng việc thay đổi phần

mềm, trong khi đó phần cưng không cần thay đổi mà mạch IC rời không thực hiện
GVHD : Vũ Đình Đạt

Trang 5


Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật HY
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH I

được ma nếu có thể thực hiện được thì cũng cứng nhắc mà ngươi công nhân cũng
khó tiếp cận, dễ nhầm.
•

Số linh kiện sử dụng trong mach ít hơn, mạch đơn giản hơn so với mạch

dùng IC rời.
•

Mạch cũng có thể kết nối giao tiếp được với máy tính thích hợp cho người

quản lí tại phòng kỹ thuật nắm bắt được tình hình sản xuất qua màn hình máy tính.

3.

Phương pháp đếm sản phẩm dùng vi điều khiển:

Ngoài những ưu điểm của hai phương pháp trên, phương pháp này còn co những
ưu điểm sau:
•

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 kông 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 đich yêu cầu của đề tài:
Trong đồ án này chúng em thực hiện mạch đếm sản phầm mà có thể tùy chọn số
sản phẩm bằng việc chọn số sản phẩm với nút menu. Như vậy mỗi sản phẩm đi qua
trên băng chuyền phải có một thiết bị để cảm nhận sản phẩm, thiết bị này gọi là
cảm biến.Khi một sản phẩm đi qua cảm biến sẽ nhận và tạo một xung điện đưa về
khối xử lí để tăng dần số đếm. Tại một thời điểm tức thời, để xác định được số đếm
phải có bộ phận hiển thị.
Mục đích yêu cầu của đề tài:
• Số đếm phải chính xác
• Bộ phận hiển thị phải rõ ràng
GVHD : Vũ Đình Đạt

Trang 6


Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật HY
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH I

• Mạch điện không quá phức tạp, bảo đảm sự an toàn, dễ sử dụng.
• Giá thành không quá cao.
IV.

Xây dựng sơ đồ khối tổng quát:

Nguồn 5V

Nguồn 24 V

Cảm biến

Khối Xử Lý Và
Hiển Thị

GVHD : Vũ Đình Đạt

Động Cơ Điều Khiển
Dây Chuyền

Trang 7


Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật HY
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH I

PHẦN II: THIẾT KẾ
CHƯƠNG I: LÝ THUYẾT THIẾT KẾ

I.

IC 7805, IC 7824

1.1.Hình dạng và cấu tạo.
Với những mạch điện không đòi hỏi độ ổn định của điện áp quá cao, sử dụng
IC ổn áp thường được người thiết kế sử dụng vì mạch điện khá đơn giản. Các loại
ổn áp thường được sử dụng là IC 78xx, với xx là điện áp cần ổn áp.
Việc dùng các loại IC ổn áp 78xx tương tự nhau.

Hình 1.1 - IC ổn áp 7805
Sơ đồ phía dưới IC 7805có 3 chân (IC 7824 tương tự)
• Chân số 1 là chân IN (hình vẽ trên)
• Chân số 2 là chân GND (hình vẽ trên)
• Chân số 3 là chân OUT (hình vẽ trên)
1.2. Một số thông số kĩ thuật
- Dòng cực đại có thể duy trì 1A.
- Dòng đỉnh 2.2A.
- Công suất tiêu tán cực đại nếu không dùng tản nhiệt: 2W.
- Công suất tiêu tán nếu dùng tản nhiệt đủ lớn: 15W
+ ) Nếu vượt quá ngưỡng 4 ý trên 7824 sẽ bị cháy.
+) Thực tế ta nên chỉ dùng công suất tiêu tán =1/2 giá trị trên. Các giá trị cũng
GVHD : Vũ Đình Đạt

Trang 8


Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật HY
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH I

không nên dùng gần giá trị max của các thông số trên. Tốt nhất nên dùng ≤ 2/3
max. Hơn nữa các thống số trên áp dụng cho điều kiện chuẩn nhiệt độ 25 độ C.
+) Ta nên hạn chế áp lối vào 7824 để giảm công suất tiêu tán trên tản nhiệt.
IC 7824 còn phụ thuộc vào áp rơi trên nó.
*Một số điểm lưu ý khác:
+) Thực tế áp lối ra có thể đạt giá trị nào đó trong khoảng 11.8-12.2 V. Nên nếu đo
được áp là 11.85V thì ta không vội kết luận là IC bị hỏng.
+) Độ trôi nhiệt của 7824 xấp xỉ: 1mv/1 độ C. Nó có hệ số trôi nhiệt âm, nên nhiệt
độ tăng, điện áp ra sẽ giảm.
VD: Nếu ở 25 độ C, điện áp lối ra là 11.98V, thì rất có thể tại 65 độ, ta đo
được thế lỗi ra cỡ: 11.94 độ C.
+) IC 7824 có bảo vệ chập tải.
II.

PC 817
Opto hay còn gọi là cách ly quang là linh kiện điện tử có cấu tạo gồm 1 led

và 1 photo diode hay 1 photo transistor. Được dùng để cách ly giữa các khối chênh
lệch nhau về điện hay công suất như khối có công suất nhỏ với khối điện áp lớn.
Hoặc có thể dung để chống nhiễu cho các mạch cầu H, ngõ ra PLC, chống nhiễu
cho các thiết bị đo lường.
Về nguyên lý hoạt động của nó thì như sau:
+ Khi có dòng nhỏ đi qua 2 đầu của led có trong opto làm cho led phát
sáng. Khi led phát sáng làm thong 2 cực của photo diode (hoặc photo transistor)
mở cho dòng điện chạy qua.

Thông số kĩ thuật:

GVHD : Vũ Đình Đạt

Trang 9


Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật HY
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH I

Một số hình ảnh cho PC 817:

GVHD : Vũ Đình Đạt

Trang 10


Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật HY
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH I

Mạch điện dùng PC 817:

III.

Cảm biến:

GVHD : Vũ Đình Đạt

Trang 11


Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật HY
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH I

a) Giới thiệu sơ lược về mạch cảm biến:
Để cảm nhận mỗi lần sản phẩm đi qua thì cảm biến phải có phần phát và phần
thu. Phần phát phát ra ánh sáng hồng ngoại và phần thu hấp thụ ánh sáng hồng
ngoại vì ánh sáng hồng ngoại có đặc điểm là ít bị nhiễu so với các loại ánh sáng
khác. Hai bộ phận phát và thu hoạt động với cùng tần số. Khi có sản phẩm đi qua
giữa phần và phần thu ánh sáng hồng ngoại bị che bộ phận thu sẽ hoạt động với tần
số khác với tần số phát như thế sẽ tạo một xung tác động tới bộ phận xử lí. Vậy bộ
phận phát và bộ phận thu phải có nguồn tạo dao động. Bộ phận dao động tác động
tới công tắc đóng ngắt của nguồn phát và nguồn thu ánh sáng. Có nhiều linh kiện
phát và thu ánh sáng hồng ngoại nhưng chúng em chọn led thu, phát hồng ngoại.
b) Cấu tạo, nguyên lí hoạt động của led hồng ngoại:
- Led được cấu tạo từ GaAs với vùng cấm có độ rộng là 1,43V tương ứng bức
xạ 900nm. Ngoài ra khi pha tạp Si với nguyên vật liệu GaAlAs độ rộng vùng cấm
có thể thay đổi. Với cách này, người ta có thể tạo ra dải sóng giữa 800- 900nm và
do đó tạo ra được sự điều hưởng sao cho led hồng ngoại phát ra bước sóng thích
hợp nhất cho điểm cực đại của độ nhạy các bộ thu.
- Hoạt động: Khi mối nối p – n được phân cực thuận thì dòng điện qua mối nối
lớn hơn vì sự dẫn điện là do hạt tải đa số, còn khi mối nối được phân cự nghịch thì
chỉ có dong rỉ do sự di chuyển của hạt tải thiểu số. Nhưng khi chiếu sáng vào mối
nối, dòng điện nghịch tăng lên gần như tỷ lệ với quang thông trong lúc dòng thuận
không tăng. Đặc tuyến volt – ampe của led hồng ngoại như sau:

IV.

Khối xử lí và hiển thị :

1. khối xử lý:
GVHD : Vũ Đình Đạt

Trang 12


Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật HY
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH I

Gồm có IC89C51 và mạch dao động của nó.
* Giới thiệu bộ vi điều khiển AT89C51
IC vi điều khiển AT89C51 có các đặc điểm sau:
• 4k byte ROM
• 128 byte RAM cư trú bên trong và có thể mở rộng bộ nhơ ra ngoài.
• 2 bộ định thời 16 bit (Timer 0 và Timer1)
• Mạch giao tiếp nối tiếp
• Bộ xử lý bit
• Hệ thống điều khiển và xử lý ngắt
• Các kênh điều khiển/ dữ liệu/ địa chỉ
• Các thanh ghi chức năng đặc biệt.
* Sơ đồ khối họ vi điều khiển AT89C51

Phần chính của vi điều khiển AT89C51 là bộ xử lý trung tâm CPU (central
processing unit) bao gồm:

• Thanh ghi tích lũy A
• Thanh ghi tích lũy phụ B, dùng cho phép nhân và phép chia
GVHD : Vũ Đình Đạt

Trang 13


Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật HY
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH I

• Đơn vị logic học ALU (Arithermetic logical unit )
• Từ trạng thái chương trình PSW (Program Status Word )
• Bốn băng thanh ghi
• Con trỏ ngăn xếp
• Ngoài ra còn có bộ nhớ chương trình bộ giải mã lệnh, bộ điều khiển thời gian và
logic
Đơn vị xử lý trung tâm nhận trực tiếp xung từ bộ dao động, ngoài ra còn có khả
năng đưa một tín hiệu giữ nhịp từ bên ngoài.
Chương trình đang chạy có thể dừng lại nhờ một khối điều khiển ngắt ở bên trong.
Các nguồn ngắt có thể là: các biến cố ở bên ngoài, sự tràn bộ đếm định thời hoặc
cugx có thể là giao diện nối tiếp.
Hai bộ định thời 16 bit hoạt động như một bộ đếm
Các cổng ( Porto, Port1, Port2, Port3 ) sử dụng vào mục đích điều khiển
Trong vi điều khiển AT89C51 có hai thành phần quan trọng khác là bộ nhớ và các
thanh ghi.
Bộ nhớ gồm có bộ nhớ RAM và bộ nhớ ROM dùng để lưu trữ dữ liệu và mã lệnh.
Các thanh ghi sử dụng để lưu trữ thông tin trong qua trình xử lý. Khi CPU làm
việc nó làm thay đổi nội dung của các thanh ghi.

* Sơ đồ chân tín hiệu của AT89C51

GVHD : Vũ Đình Đạt

Trang 14


Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật HY
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH I

* Chức năng của các chân AT89C51:
Port0: Là Port có 2 chức năng ở trên chân từ 32 đến 39 trong các thiết kế cỡ nhỏ
( không dùng bộ nhớ mở rộng ) có 2 chức năng như các đường IO. Đối với các thiết
kế cỡ lớn ( với bộ nhớ mở rộng ) nó được kết hợp kênh giưa các bus.
Port1: là Port I/O trên các chân 1 đến 8. Các chân được kí hiệu P1.0, P1.1, P1.2.
có thể dùng cho các thiết bị ngoài nếu cần. Port1 không có chức năng khác , vì vậy
chung ta chỉ được dùng trong giao tiếp với các thiết bị ngoài.
Port2: là một Port công dụng kép tren các chân 21 đến 28 được dùng như các
đường xuất nhạp hoặc là byte cao của bus địa chỉ đối với các thiết kế dùng bộ nhớ
mở rộng.

GVHD : Vũ Đình Đạt

Trang 15


Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật HY

Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH I

Port3: là một Port công dụng kép tên các chân 10 đến 17. Các chân của Port
này có nhiều chức năng, các công dụng chuyển đổi có liên hệ với các đặc tính đặc
biệt như bảng sau:
Bit
P3.0
P3.1
P3.2
P3.3
P3.4
P3.5
P3.6
P3.7

Tên
Chức năng chuyển đổi
RXD
Dữ liệu nhận cho port nối tiếp
TXD
Dữ liệu phát cho port nối tiếp
INTO
Ngắt 0 bên ngoài
INT1
Ngắt 1 bên ngoài
TO
Ngõ vào của timer/counter0
T1

Ngõ vào của timer/counter1
WR
Xung ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài
RD
Xung ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài
Chức năng của các chân trên Port3

PSEN ( progaram store enable ): PSEN là tín hiệu ra trên chân 29. Nó là tín hiệu
điều khiển để cho phép bộ nhớ chương trình mở rộng và thường được nối đến chân
OE (Ouput Enable ) của một EPROM để cho phép đọc các byte mã lệnh.
PSEN sẽ ở mức tháp trong thời gian lấy lệnh. Các mã nhị phân của chương trình
được đọc từ EPROM qua bus và được chốt vào thanh ghi lênh của AT89C51 sẽ
giải mã lệnh. Khi thi hành chương trình trong ROM nội ( AT89C51) sẽ ở mức thụ
động (mức cao).
ALE ( Address Latch Enable ): tín hiệu ra ALE tên chân 30 tương hợp với các
thiết bị làm việc với các xử lý 8585, 8088, 8086 dùng ALE một cách tương tự cho
làm việc giải các kênh, các bus địa chỉ và dữ liệu khi port0 được dùng trong chế đọ
chuyển đổi của nó: vừa là bus dữ liệu và là bus thấp của địa chỉ. ALE là tín hiieeuj
để chốt địa chỉ vào một thanh ghi bên ngoài trong nửa đầu của chu kỳ bộ nhớ. Sau
đó, các đường port0 dùng để xuất hoặc nhập dữ liệu trong nửa sau chu kỳ của bộ
nhớ.
Các xung tín hiệu ALE có tốc độ băng 1/16 lần tần số dao động trên chíp và có thể
được dùng là nguồn xung nhịp cho các hệ thống. Nếu xung trên AT89C51 là
GVHD : Vũ Đình Đạt

Trang 16


Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật HY
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH I

12MHz thì ALE có tần số 2MHz. Chỉ trừ khi thi hành lệnh MOVX, một xung ALE
bị mất. Chân này cũng được làm ngõ vào cho xung lập trình cho EPROM trong
AT89C51.
EA ( External Acces): tín hiệu vào EA trên chân 31 thường được mắc lên mức
cao (+5V) hoặc mức thấp (GND). Nếu ở mức cao, AT89C51 thi hành chương trình
từ ROM nội trong khoảng địa chỉ thấp (4K). Nếu ở mức thấp, chương trình chỉ
được thi hành từ bộ nhớ mở rộng .
SRT ( Reset): ngõ vào RST trên chân 9 là ngõ reset của AT89C51. Khi tín hiệu
này được nối lên mức cao ( trong it nhất 2 chu ki máy ), các thanh ghi trong
AT89C51 tải các giá trị thich hợp để khởi đọng hệ thống.
Các ngõ vào bộ dao động trên chip: Như đã thấy trong các hinh trên, AT89C51
có một bộ dao động trên chip. Nó thường được nối với thạnh anh giữa hai chan 18
và 19. Các tụ giữ cũng cần thiết. Tần số thông thường là 12MHz.
Các chân nguồn: AT89C51 vận hành với nguồn đơn +5V, Vcc được nối vào
chân 40 và Vss (GND ) được nối vào chân 20.

2. Khối hiển thị
Trong các thiết bị, để báo trạng thái hoạt động của thiết bị đó cho người sử dụng
với thông số chỉ là các dãy số đơn thuần, thường người ta sử dụng "led 7 đoạn".
Led 7 đoạn được sử dụng khi các dãy số không đòi hỏi quá phức tạp, chỉ cần hiện
thị số là đủ, chẳng hạn led 7 đoạn được dùng để hiển thị nhiệt độ phòng, trong các
đồng hồ treo tường bằng điện tử, hiển thị số lượng sản phẩm được kiểm tra sau một
công đoạn nào đó...

GVHD : Vũ Đình Đạt

Trang 17

Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật HY
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH I

Led 7 đoạn có cấu tạo bao gồm 7 led đơn có dạng thanh xếp theo hình 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.
Led 7 đoạn có 2 loại:
 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.
 Cathode (cực -) chung: đầu( -) chung 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.

Hiển thị LED 7 thanh là phần tử hiển thị thông dụng, để hiển thị các phần tử
số từ 0 đến 9 trong một số hệ thập phân. Nó gồm 7 thanh xếp thành hình số 8, mỗi
thanh là một diode ( LED ) phát quang hoặc hiển thị tinh thể lỏng. Diode thưòng
được cấu tạo từ các chất Ga, As, P …nó cũng có tính chất chỉnh lưu như diode
thường. Nhưng khi điện áp thuận đạt nên diode vượt quá mức ngưỡng U ng nào đó

GVHD : Vũ Đình Đạt

Trang 18

Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật HY
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH I

thì diode sáng. Điện áp ngưỡng thay đổi từ 1,5 đến 5 v tuỳ theo từng loại có màu
sắc khác nhau.
• LED màu đỏ có điện áp ngưỡng Ung = 1,6 đến 2 v
• LED màu cam có điện áp ngưỡng Ung = 2,2 đến 3 v
• LED màu xanh lá cây có điện áp ngưỡng Ung = 2,8 đến 3,2 v
• LED màu vàng có điện áp ngưỡng Ung = 2,4 đến3, 2 v
• LED màu xanh ra trời có điện áp ngưỡng Ung = 3 đến 5 v
Thiết kế bộ giải mã hiển thị cho LED 7 thanh với tín hiệu đầu vào là mã BCD

Dạng chỉ thị led 7 đoạn:

Vì led 7 đoạn chứa bên trong nó các led đơn, do đó khi kết nối cần đảm bảo dòng
qua mỗi led đơn trong khoảng 10mA-20mA để bảo vệ led. Nếu kết nối với nguồn
5V có thể hạn dòng bằng điện trở 330Ω trước các chân nhận tín hiệu điều hiển.
Các điện trở 330Ω là các điện trở bên ngoài được kết nối để giới hạn dòng điện
qua led nếu led 7 đoạn được nối với nguồn 5V.
GVHD : Vũ Đình Đạt

Trang 19


Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật HY
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH I

Chân nhận tín hiệu a điều khiển led a sáng tắt, ngõ vào b để điều khiển led b.
Tương tự với các chân và các led còn lại.

CHƯƠNG II : THIẾT KẾ MẠCH VÀ CHƯƠNG TRÌNH
ĐIỀU KHIỂN
I. Nguyên lý làm việc
1. Sơ đồ nguyên lý

GVHD : Vũ Đình Đạt

Trang 20


Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật HY
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH I

2 . Nguyên lý toàn mạch
Lúc bắt đầu hệ thống chưa hoạt động. hệ thống led đếm hoạt động bắt đầu
hiển thị 00 sản phẩm.
Ấn nút DAT GIA TRI, nhiệm vụ của nút ấn này cho phép ta chọn giá trị sản
phẩm cần đếm, (ứng dụng trong khâu sản xuất thì đây là khâu chọn sản phẩm cần
đóng hộp).
Sau khi đặt giá trị cần đếm, ấn nút SET, thiết lập và nhớ số sản phẩm cần
đếm. sau đó ấn nút START, băng tải hoạt động.
GVHD : Vũ Đình Đạt

Trang 21


Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật HY
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH I

Khi có sản phẩm đi qua cảm biến sản phẩm nhận biết gửi tín hiệu đến vi
điều khiển làm cho vi điều khiển đếm tăng Led hiển thị số sản phẩm.
Khi xảy ra sự cố ấn nút START, hệ thống dừng hoạt động. Băng tải dừng,. Khi
khắc phục được sự cố hệ thống hoạt động tiếp tục lại bằng nút START.
 Các trường hợp xảy ra sự cố như: Quá tải, ngắn mạch….
Quá tải: Xảy ra khi băng tải bị kẹt, số lượng sản phẩm trên băng tải lớn hơn
số lượng quy định. Khi xảy ra quá tái thì áp tô mát sẽ hoạt động gửi tín hiệu
về vi điều khiển (Tương đương với nút STOP) làm cho hệ thông ngừng
hoạt động.
Ngắn mạch: Xảy ra khi hệ thông bị ngắn mạch (U=0, I=∞). Khi xảy ra quá
tái thì Rơ le bảo vệ sẽ hoạt động gửi tín hiệu về vi điều khiển (Tương đương
với nút STOP) làm cho hệ thông ngừng hoạt động.

 Nút ấn điều khiển hoạt động của hệ thống:

GVHD : Vũ Đình Đạt

Trang 22


Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật HY

Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH I

• Khởi động hệ thống bằng nút START.
• Chọn số sản phẩm bằng nút DAT GIA TRI.
• Thiết lập hệ thống hoạt động với số sản phẩm đã chọn bằng nút SET.
• Muốn reset hệ thống dùng nút RESET.
• Dừng dây chuyền dùng nút STOP.

 Khối động cơ

GVHD : Vũ Đình Đạt

Trang 23


Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật HY
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH I

Động cơ điện 1 chiều có gắn bộ giảm tốc dung để điều khiển băng tải được
điều khiển bằng role có điều chỉnh.
Gồm :
• Cách ly quang PC817 để tạo tín hiệu điều khiển động cơ dừng chuyền.
• Rơ le dùng để tạo tín hiệu cho động cơ hoạt động.
• Động cơ điểu khiển băng tải.

 Khối nguồn

GVHD : Vũ Đình Đạt

Trang 24


Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật HY
Khoa Điện – Điện Tử

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH I

• Tạo ra nguồn 5v và nguồn 24V thông qua 7805T, và 7824T
• Nguồn 5v cấp cho mạch điều khiển, khối hiển thị, cảm biến.
• Nguồn 24V cấp cho động cơ.

 Khối điều khiển và hiển thị
- Mạch điều khiển :
GVHD : Vũ Đình Đạt

Trang 25