MẠCH điều KHIỂN THIẾT bị BẰNG REMOTE DÙNG 89s52 (có code và layout)

ĐỒ ÁN 2

MẠCH ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG
REMOTE


Đồ án 2
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1.

TỔNG QUAN ĐỀ TÀI............................................................................5

1.1

Giới thiệu chung...................................................................................................5

1.2

Nguyên lý hoạt động.............................................................................................6

CHƯƠNG 2.
2.1

TÌM HIỂU CÁC LINH KIỆN.................................................................6

Các linh kiện sử dụng...........................................................................................6

2.1.1

Điện trở..........................................................................................................6

2.1.2

Tụ điện...........................................................................................................7

2.1.3

EPP 24C04.....................................................................................................7

2.1.4

Thạch anh.......................................................................................................8

2.1.5

Mắt thu IR......................................................................................................8

2.1.6

Nút nhấn.........................................................................................................8

2.1.7

Vi điều khiển 8051.........................................................................................9

2.1.8

Remote...........................................................................................................9

2.2

Vi điều khiển 805..................................................................................................9

2.2.1

Giới thiệu chung.............................................................................................9

2.2.2

Sơ đồ chân và chức năng từng chân của vi điều khiển 8051........................11

2.2.2.1 Sơ đồ chân................................................................................................11
2.2.2.2 Chức năng từng chân vi điều khiển 8051..................................................11
2.2.3

EEPROM 24C04..........................................................................................13

2.2.3.1 Sơ đồ chân................................................................................................13
2.2.3.2 Nguyên lý.................................................................................................13
2.2.4

Mắt thu IR....................................................................................................14
1


Đồ án 2
2.2.4.1 Sơ đồ chân................................................................................................14
2.2.4.2 Chức năng.................................................................................................14
CHƯƠNG 3.

THIẾT KẾ MẠCH................................................................................15

3.1 Sơ đồ khối............................................................................................................15
3.2 Sơ đồ nguyên lý mạch chính................................................................................17
3.2.1

Mạch nguyên lý............................................................................................17

3.2.2

Sơ đồ layout.................................................................................................19

3.2.3

Sơ đồ layout 3D...........................................................................................20

3.2.4

Mạch in........................................................................................................22

3.2.5

Mạch thực tế.................................................................................................22

3.3 Module 4 kênh......................................................................................................23
3.3.1

Sơ đồ nguyên lý...........................................................................................23

3.3.2

Mạch in........................................................................................................24

CHƯƠNG 4.

THỰC THI TRÊN PHẦN MỀM...........................................................25

4.1 Lưu đồ giải thuật..................................................................................................25
4.2 Code chương trình................................................................................................26
CHƯƠNG 5.

TỔNG KẾT...........................................................................................44

5.1 Quá trình thực hiện...............................................................................................44
5.1.1

Quá trình thiết kế..........................................................................................44

5.1.2

Quá trình thi công mạch...............................................................................44

5.1.3

Quá trình viết chương trình..........................................................................44

5.2 Ưu điểm, nhược điểm...........................................................................................44
5.2.1

Ưu điểm.......................................................................................................44

2


Đồ án 2
5.2.2

Nhược điểm..................................................................................................44

5.3 Hướng phát triển đề tài.........................................................................................45
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................45

DANH MỤC HÌNH Ả
Hình 1-1: Cấu trúc của hệ thống điều khiển từ xa..............................................................5
Hình 2-1: Các loại điện trở.................................................................................................6
Hình 2-2: Các loại tụ điện..................................................................................................7
Hình 2-3: EEPROM 24C04................................................................................................7
Hình 2-4: Thạch anh........................................................................................................... 8
Hình 2-5: Mắt thu IR..........................................................................................................8
Hình 2-6: Nút nhấn............................................................................................................8
Hình 2-7: Vi điều khiển 8051.............................................................................................9
Hình 2-8: Remote hồng ngoại............................................................................................9
Hình 2-9: 8051 Internal Block Diagram...........................................................................10
Hình 2-10: Sơ đồ chân vi điều khiển 8051.......................................................................11
Hình 2-11: Sơ đồ chân EEPROM 24C04.........................................................................13
Hình 2-12: Nguyên lý hoạt động 24c04...........................................................................13
Hình 2-13: Sơ đồ chân mắt thu IR....................................................................................14
Hình 3-1: Sơ đồ khối........................................................................................................15
Hình 3-2: Sơ đồ nguyên lý...............................................................................................18
Hình 3-3: Sơ đồ layout.....................................................................................................19
Hình 3-4: Layout 3D mặt trước........................................................................................20

Hình 3-5: Layout mặt sau.................................................................................................21
Hình 3-6: Mạch in............................................................................................................22
Hình 3-7: Mạch thực tế....................................................................................................23
Hình 3-8: Sơ đồ nguyên lý module 4 kênh.......................................................................23
Hình 3-9: Mạch in module 4 kênh....................................................................................24
Hình 4-1: Lưu đồ giải thuật..............................................................................................25
3


Đồ án 2
BẢNG BIỂU
Y
Bảng 1: Bảng chức năng Port3.........................................................................................13

4


Đồ án 2
CHƯƠNG 1.

TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

1.1 Giới thiệu chung
Điều khiển từ xa là hệ thống điều khiển các thiết bị từ khoảng cách xa. Ví dụ như điều
khiển bằng sóng vô tuyến, Bluetooth, Wifi, tia hồng ngoại,…
Cấu trúc chung của hệ thống

Hình 1-1: Cấu trúc của hệ thống điều khiển từ xa

 Thiết bị phát: biến đỏi các lệnh điều khiển thành các tin hiệu tương tự để truyền đi.

 Đường truyền: đưa tin hiệu từ phát sang thu.
 Thiết bị thu: nhận tin hiệu từ đường truyền và qua quá trình chuyển đổi sẽ truyền
đến cơ cấu chấp hành.
 Cơ cấu chấp hành: nhận lệnh từ khối xử lý tin hiệu và thực hiện công việc điều
khiển.
Ngày nay, điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại có vai trò thống trị trong hầu như tất cả
các thiết bị dân dụng trong gia đình như: tivi, quạt, máy điều hòa, các thiết bị chiếu sáng,
…Đây là loại điều khiển từ xa có vai trò “ thống trị” hầu hết các thiết bị gia đình. Một
chiếc điều khiển IR sẽ gồm các bộ phận cơ bản nằm trong một hộp nối cáp kỹ thuật
số như sau: Các nút bấm ; một bảng mạch tích hợp; các núm tiếp điểm; đi-ốt phát
quang (đèn LED). Thật tiện lợi khi chúng ta chỉ việc ngồi tại chỗ để điều khiển tát cả các
thiết bị theo ý muốn của mình.

1


Đồ án 2
1.2 Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý cơ bản của loại điều khiển từ xa này là sử dụng ánh sáng hồng ngoại
của quang phổ điện từ mà mắt thường không thấy được để chuyển tín hiệu đến thiết bị
cần điều khiển. Nó đóng vai trò như một bộ phát tín hiệu, sẽ phát ra các xung ánh sáng
hồng ngoại mang một mã số nhị phân cụ thể. Khi ta ấn một nút phía bên ngoài thì sẽ vận
hành một chuỗi các hoạt động khiến các thiết bị cần điều khiển sẽ thực hiện lệnh của nút
bấm đó.

2


Đồ án 2
CHƯƠNG 2.

TÌM HIỂU CÁC LINH KIỆN

2.1 Các linh kiện sử dụng
2.1.1

Điện trở

Hình 2-2: Các loại điện trở

2.1.2

Tụ điện

Hình 2-3: Các loại tụ điện

3


Đồ án 2
2.1.3

EPP 24C04

Hình 2-4: EEPROM 24C04

2.1.4

Thạch anh

Hình 2-5: Thạch anh

4


Đồ án 2
2.1.5

Mắt thu IR

Hình 2-6: Mắt thu IR

2.1.6

Nút nhấn

Hình 2-7: Nút nhấn

2.1.7

Vi điều khiển 8051

Hình 2-8: Vi điều khiển 8051

5


Đồ án 2
2.1.8

Remote

Hình 2-9: Remote hồng ngoại

2.2 Vi điều khiển 805
2.2.1

Giới thiệu chung

Vi điều khiển 8051 gồm:
-

Dung lượng RAM 128 byte
Dung lượng ROM 4 kbyte
4 port xuất nhập (I/O port) 8 bit
1 bộ định thời 16 bit
Mạch giao tiếp truyền dữ liệu nối tiếp
Có thể mở rộng không gian nhớ chương trình ngoài 64 Kbyte
Ó thể mở rộng không gian nhớ dữ liệu ngoài 64 kbyte
Bộ xử lý bit ( thao tác riêng trên từng bit)

-

210 bit có thể truy xuất từng bit

6


Đồ án 2

Hình 2-10: 8051 Internal Block Diagram

7


Đồ án 2
2.2.2

Sơ đồ chân và chức năng từng chân của vi điều khiển 8051

2.2.2.1 Sơ đồ chân

Hình 2-11: Sơ đồ chân vi điều khiển 8051
2.2.2.2 Chức năng từng chân vi điều khiển 8051

-

Chân Vcc(40): chân cấp nguồn
Chân GND(20): chân nối đất
Port0 (P0): gồm 8 chân từ chân 32 đến 39, có 2 chức năng là
xuất nhập. Các chân này nhận tin hiệu bân ngoài để xử lý
hoặc dùng để xuất tin hiệu ra ngoài.

8


Đồ án 2
-

Port1 (P1): gồm 8 chân từ chân 1 đến 8, chỉ có chức năng

-

xuất nhập.
Port2 (P2): gồm 8 chân từ chân 21 đến 28, có 2 chức năng là

-

xuất nhập và bus địa chỉ cao.
Port3 (P3): gồm 8 chân từ chân 10 đến 17, có chức năng xuất
nhập và với mỗi chân có 1 chức năng riêng được thể hiện qua
bảng sau:

Bit

Tên

Chức năng

P3.0

RxD

Ngõ vào nhận dữ liệu nối tiếp.

P3.1

TxD

Ngõ xuất dữ liệu nối tiếp

P3.2

INT0

Ngõ vào ngắt cứng thứ 0.

P3.3

INT1

Ngõ vào ngắt cứng thứ 1.

P3.4

T0

Ngõ vào của Timer/Counter thứ 0.

P3.5

T1

Ngõ vào của Timer/Counter thứ 1.

P3.6

WR

Ngõ điều khiển ghi dữ liệu lên bộ nhớ ngoài.

P3.7

RD

Ngõ điều khiển đọc dữ liệu từ bộ nhớ ngoài.
Bảng 1: Bảng chức năng Port3

-

Chân RESET (RST): chân số 9 dùng thiết lập trạng thái đầu

-

cho vi điều khiển
Chân XTAL1 và XTAL2: 2 chân này ở vị trí chân số 18 và
19, được dùng để nhận nguồn xung clock

2.2.3

EEPROM 24C04

2.2.3.1 Sơ đồ chân

Hình 2-12: Sơ đồ chân EEPROM 24C04

9


Đồ án 2

2.2.3.2 Nguyên lý

Hình 2-13: Nguyên lý hoạt động 24c04

2.2.4

Mắt thu IR

2.2.4.1 Sơ đồ chân

Hình 2-14: Sơ đồ chân mắt thu IR

10


Đồ án 2
2.2.4.2 Chức năng

-

Chân Vcc: nối nguồn 5V
Chân GND: nối đất
Chân Out: chân tín hiệu

CHƯƠNG 3.

THIẾT KẾ MẠCH

3.1 Sơ đồ khối

Khối
xử lý

Hình 3-15: Sơ đồ khối

-

Khối nguồn: cung cấp nguồn cho các khối cồn lại hoạt động
Khối nhận tín hiệu: chuỗi ánh sáng hồng ngoại nhận từ remote chuyển

-

thành tín hiệu điện trở như ban đầu rồi khuếch đại lên gửi đến khối giải mã.
Khối tạo dao động: tạo ra tần số xung nhịp cho khối điều khiển làm việc.

-

Khối xử lý: sau khi đã nhận được chuỗi tín hiệu điện từ khối nhận gửi đến,
khối này sẽ giải mã ra bằng cách so sánh với những chuỗi tín hiệu đã được
quy định sẵn trong khối, và đưa ra lệnh để điều khiển khối chấp hành.

-

Khối chấp hành: chỉ có nhiệm vụ là nhận lệnh từ khối giải mã rồi thực thi
lệnh đó (đóng hoặc ngắt một thiết bị điện nào đó).

11


Đồ án 2

12


Đồ án 2
3.2 Sơ đồ nguyên lý mạch chính
3.2.1

Mạch nguyên lý

13


Đồ án 2
Hình 3-16: Sơ đồ nguyên lý

14


Đồ án 2
3.2.2

Sơ đồ layout

15


Đồ án 2

16

Đồ án 2

Hình 3-17: Sơ đồ layout

17


Đồ án 2
3.2.3

Sơ đồ layout 3D

Hình 3-18: Layout 3D mặt trước

18


Đồ án 2

19


Đồ án 2

Hình 3-19: Layout mặt sau

20