1
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
ĐÓNG MỞ CỬA TỰ ĐỘNG THÔNG MINH BẰNG PLC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ ĐẠI HỌC CHÍNH QUY
NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP
Hải Phòng – 2016
2
3
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
ĐÓNG MỞ CỬA TỰ ĐỘNG THÔNG MINH BẰNG PLC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ ĐẠI HỌC CHÍNH QUY
NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP
Sinh viên: Hoàng Văn Sơn
Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Trọng Thắng
Hải Phòng – 2016
4
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP TỰ DO HẠNH PHÚC
—————-o0o—————–
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG
NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Sinh viên: Hoàng Văn Sơn
Mã sinh viên: 1212102001
Lớp: ĐC1601
Ngành: Điện Tự Động CN
Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển đóng mở cửa tự động
thông minh bằng PLC.
5
6
NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI
1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp
(về lý luận, thực tiễn, các số liệu tính toán và các bản vẽ).
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán.
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
7
3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp.
…………………………………………………………………………………………………………
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Người hướng dẫn thứ nhất
Họ và tên : Nguyễn Trọng Thắng
Học hàm, học vị : Tiến sĩ
Cơ quan công tác : Đại Học Dân Lập Hải Phòng
Nội dung hướng dẫn : Toàn bộ đề tài
Người hướng dẫn thứ hai
Họ và tên :
Học hàm, học vị :
Cơ quan công tác :
Nội dung hướng dẫn :
Đề tài được giao ngày tháng năm 2016
Yêu cầu phải hoàn thành trước ngày tháng năm 2016
Đã nhận nhiệm vụ Đ. T. T. N
Đã nhận nhiệm vụ Đ. T. T. N
Sinh viên
Cán bộ hướng dẫn Đ. T. T. N
Hoàng Văn Sơn
TS Nguyễn Trọng Thắng
Hải Phòng, ngày ……tháng …… năm 2016
HIỆU TRƯỞNG
8
GS.TS.NGƯT Trần Hữu Nghị
PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
1. Tinh thần, thái độ của sinh viên trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp.
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
2. Đánh giá chất lượng của Đ. T. T. N (so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong
nhiệm vụ Đ. T. T. N, trên các mặt lý luận thực tiễn, tính toán các giá trị sử
dụng, chất lượng các bản vẽ …).
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
2. Cho điểm của cán bộ hướng dẫn:
(Điểm ghi bằng số và chữ)
Ngày ……tháng ……năm 2016
9
Cán bộ hướng dẫn chính
(Họ tên và chữ ký)
NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƯỜI CHẤM PHẢN BIỆN
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
1. Đánh giá chất lượng đề tài tốt nghiệp về các mặt thu thập và phân tích số
liệu ban đầu, cơ sở lý luận chọn phương pháp tối ưu, cách tính toán chất
lượng thuyết minh bản vẽ, giá trị lý luận và thực tiễn đề tài.
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
2. Cho điểm của cán bộ chấm phản biện.
(Điểm ghi bằng số và chữ)
10
Ngày ……tháng ……năm 2016
Người chấm phản biện
(Ký và ghi rõ họ tên)
11
LỜI MỞĐẦU
Trong xã hội văn minh hiện đại, cửa là một bộ phận không thể
thiếuđược trong từng công trình kiến trúc. Tuy nhiên loại cửa bình thường
(cửakhông tự động) mà chúng ta hay dùng hiện nay lại có những nhược
điểmgây phiền toái cho người sử dụng đó là: cửa thường chỉ đóng mở được
khicó tác động của con người vào nó. Vì vậy mà dùng cửa thường làm tốnthời
gian và gây cảm giác ngại cho người sử dụng.
Việc thiết kế ra một loại cửa tiện ích hơn, đa năng hơn, phục vụ tốthơn
cho đời sống con người trong thời điểm xã hội ngày càng hiện đại vàphát
triển hiện nay là tất yếu và vô cùng cần thiết. Vì vậy cần thiết kế ramột loại
cửa tự động khắc phục tốt những nhược điểm của cửa thường.
Mục đích của việc thiết kế cửa tự động là để tạo ra được một loại
cửavừa duy trì được những đặc tính cần có của cửa, vừa khắc phục
nhữngnhược điểm lớn của loại cửa bình thường .Để nghiên cứu một cách
chính xác và cụ thể về cửa tự động, cần thiếtphải chế tạo ra mô hình cửa đóng
mở tự động, mô tả hoạt động, hìnhdáng, cấu tạo của cửa tự động. Từ mô hình
này ta có thể quan sát và tìmhiểu hoạt động của cửa tự động, cũng như có thể
lường trước những khókhăn có thể gặp phải khi chế tạo cửa tự động trên thực
tế. Cũng từ môhình có thể thấy được ưu nhược điểm của thiết kế mà từ đó
khắc phụcnhững hạn chế, phát huy thế mạnh thiết kế cánh cửa ưu việt hơn,
hoànthiện hơn cho con người
Xuất phát từ thực tế trên em thực hiện đề tài :”Thiết kế xây dựng mô
hình đống mở cửa tự động dùng VĐK “.Do TS. Nguyễn Trọng Thắng
hướng dẫn.
12
Đề tài gồm các nội dung sau:
Chương 1: Giới thiệu chung về cửa đóng mở tự động.
Chương 2: Các yêu cầu và mục đích chế tạo mô hình.
Chương 3: Giới thiệu thiết bị, linh kiện thiết kế.
Chương 4: Thiết kế tổng quát phần cứng.
Chương 5: Thiết kế chương trình.
13
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU …………………………………………………………………………………… 11
Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CỬA ĐÓNG MỞ TỰ ĐỘNG
….. 15
1.1. CÁC LOẠI CỬA TỰ ĐỘNG HIỆN NAY. …………………………………… 16
1.1.1.Cửa Kéo: …………………………………………………………………………………… 16
1.1.2.Cửa Cuốn
…………………………………………………………………………………… 17
1.1.3.Cửa Trượt: …………………………………………………………………………………. 17
1.2. KHẢO SÁT CÁC LOẠI CỬA ĐÓNG MỞ TỰ ĐỘNG. ………………… 17
1.3. KHẢO SÁT CỬA TỰ ĐỘNG Ở SIÊU THỊ BIG C HẢI PHÒNG. ….. 18
Chương 2: CÁC YÊU CẦU VÀ MỤC ĐÍCH CHẾ TẠO MÔ HÌNH CỬA
ĐÓNG MỞ CỬA TỰ ĐỘNG. ……………………………………………………………. 20
2.1. CÁC YÊU CẦU CỦA MÔ HÌNH.
…………………………………………………. 20
2.1.1. Yêu cầu về chương trình chung. ………………………………………………….. 20
2.1.2. Yêu cầu về cơ khí.
……………………………………………………………………… 20
2.2. MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC CHẾ TẠO MÔ HÌNH ………………………………. 21
Chương 3: GIỚI THIỆU CÁC THIẾT BỊ, LINH KIỆN THIẾT KẾ ….. 22
3.1. PHẦN CỨNG. …………………………………………………………………………….. 22
3.2. CÁC LỆNH ĐIỀU KHIỂN:
…………………………………………………………… 31
3.2.1. Các lệnh số học (Arithmetic Instrustion):
……………………………………… 31
3.2.2. Các hoạt động logic (Logic Operation) : ………………………………………. 33
3.2.3. Các lệnh rẽ nhánh :
……………………………………………………………………. 35
3.2.4. Các lệnh dịch chuyển dữ liệu :
…………………………………………………….. 36
3.2.5. Các lệnh luận lý (Boolean Instruction) : ……………………………………….. 37
3.3. BỘ ĐỊNH THỜI (TIMER) ……………………………………………………………. 38
3.3.1. Khái niệm: ………………………………………………………………………………… 38
3.3.2. Các thanh ghi của bộ Timer: ……………………………………………………….. 38
14
3.3.3. Các chế độ hoạt động của Timer: ………………………………………………… 41
3.5. IC TẠO ỔN ÁP 7805 ( IC ỔN ÁP 5V ) …………………………………………. 42
3.6. BỘ CHUYỂN ĐỔI TƯƠNG TỰ SANG SỐ ADC ………………………….. 43
3.6.1. Giới thiệu về ADC 0804. ……………………………………………………………. 43
3.6.2. Sơ đồ lắp mạch ADC. ………………………………………………………………… 44
3.7. SENSOR CẢM BIẾN. ………………………………………………………………….. 46
3.8. IC ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ L298 ……………………………………………….. 49
3.9. ĐỘNG CƠ 1 CHIỀU. …………………………………………………………………… 50
3.9.1. Vai trò của động cơ điện một chiều.
…………………………………………… 50
3.9.2. Cấu tạo của động cơ một chiều. ………………………………………………… 51
Chương 4: THIẾT KẾ TỔNG QUÁT PHẦN CỨNG …………………………. 55
4.1. SƠ ĐỒ KHỐI
………………………………………………………………………………. 55
4.2. SƠ ĐỒ CHỨC NĂNG CỦA TỪNG KHỐI. ……………………………………. 57
4.2.1 Khối Nguồn.
………………………………………………………………………………. 57
4.2.2. Khối thu hồng ngoại.
………………………………………………………………….. 58
4.2.3. Khối Reset.
……………………………………………………………………………….. 59
4.2.4. Khối điều khiển. ………………………………………………………………………… 60
4.2.5. Khối tạo xung dao động. …………………………………………………………….. 60
4.2.6. Khối điều khiển trung tâm. …………………………………………………………. 61
Chương 5: THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH ………………………………………… 53
5.1. SƠ ĐỒ THUẬT TOÁN. ……………………………………………………………….. 53
KẾT LUẬN ………………………………………………………………………………………. 53
TÀI LIỆU THAM KHẢO …………………………………………………………………. 55
15
Chương 1:
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CỬA ĐÓNG MỞ TỰ ĐỘNG
Trong xã hội văn minh hiện đại, cửa là bộ phận không thể thiếu được
trong từng công trình kiến trúc. Nhưng hầu hết những loại cửa bình thường
mà chúng ta hay dùng hiện nay lại có những nhược điểm gây phiền toái cho
người sử dụng đó là: cửa thường chỉ đóng mở được khi có tác động của con
người vào nó.
Việc thiết kề ra một loại cửa tiện ích hơn, đa năng hơn, phục vụ tốt hơn
cho đời sống con người là tất yếu và vô cùng cần thiết. Do vậy, cần thiết kế ra
một loại cửa tự động khắc phục tốt những nhược điểm của cửa thường. Xuất
phát từ yêu cầu đó, cửa tự động được thiết kế là để tạo ra được loại cửa vừa
được duy trì những yêu cầu trước đây, vừa khắc phục những nhược điểm của
cửa thông thường. Vì khi sử dụng cửa tự động người dùng hoàn toàn không
phải tác động trực tiếp lên cánh cửa mà cửa vẫn tự động mở theo ý muốn của
mình.
Với tính năng này, cửa tự động mang lại những thuận lợi lớn cho người
sử dụng như: Nếu người dung cửa đang bê vác vật gì đó thì cửa tự động
không những chỉ tạo cảm giác thoải mái mà thực sự đã giúp người dùng, tạo
thuận lợi cho người hoàn thành công việc mà không bị cản trở. Sử dụng của
tự động sẽ giúp người dùng nó đỡ tốn thời gian để đóng mở cửa. Cửa tự động
rõ ràng sẽ đem lại cảm giác thoải mái cho người dùng , loại bỏ hoàn toàn cảm
giác ngại, khó chịu như khi dùng cửa thường.
Đặc biệt,ở những nơi công cộng , công sở, cửa tự dộng ngày càng phát
huy ưu điểm. Đó là vì cửa tự động sẽ giúp cho lưu thông qua cửa nhanh
16
chóng dễ dàng, cũng như sẽ giảm đi những va chạm khi nhiều người cùng sự
dụng chung một cánh cửa
Thêm vào đó, hiện nay hệ thống máy lạnh được sử dụng khá rộng rãi ở
những nơi công sở, công cộng. Nếu ta dùng loại cửa bình thường thì phải đảm
bảo cửa luôn đóng khi không có người qua lại để tránh thất thoát hơi lạnh ra
ngoài gây lãng phí. Thế nhưng điều này trong thực tế lại rất khó vì ý thức của
mỗi người ở nơi công cộng là rất khác nhau. Do đó, cửa tự động, với tính chất
là luôn đóng khi không có người qua lại đã đáp ứng được tốt yêu cầu này.
Chính vì những ưu điểm nổi bật của cửa tự động mà chúng ta càng phải
phát triển ứng dụng nó rộng rãi hơn, đồng thời nghiên cứu để cải tiến và nâng
cao chất lượng hoạt động của cửa tự động để nó ngày càng hiện đại hợn, tiện
ích hơn.
Để nghiên cứu một cách chính xác và cụ thể về cửa tự động, cần thiết
phải chế tạo mô hình đóng mở tự động, mô tả hoạt động, hình dáng, cấu tạo
của cửa tự động. Từ mô hình này ta có thể quan sát và tìm hiểu hoạt động của
cửa tự động, cũng như có thể lường trước những khó khăn có thể gặp phải khi
chế tạo cửa tự động trên thực tế. Cũng từ mô hình có thể thấy được ưu nhược
điểm của thiết kế mà từ đó khắc phục những hạn chế, phát huy thế mạnh thiế
kế cánh cửa ưu việt hơn, hoàn thiện hơn cho con người.
1.1. CÁC LOẠI CỬA TỰ ĐỘNG HIỆN NAY.
Hiện nay có nhiều loại cửa tự động: cửa kéo, cửa đẩy, cửa cuốn, cửa
trượt…. Nhưng chúng thường được sản xuất ở nước ngoài bán tại Việt Nam
với giá thành khá cao. Vì thế chúng không được sử dụng rộng rãi. Nhu cầu
cửa tự động ở Việt Nam là rất lớn về số lượng và chủng loại.
1.1.1.Cửa Kéo:
17
Loại cửa này còn khá lạ ở nước ra, với kết cấu đơn giản một động cơ
được găn cố với trần nhà. Cửa được động cơ kéo bằng một đoạn dây.
Ưu điểm: đơn giản nhưng hiệu quả, cánh cửa chắc.
Nhược điểm: động cơ gắn với trần nhà vì vậy cần phải gắn đủ chắc để
chịu được sức nặng của cửa.Vì vậy trong thực tế người ta ít dùng loại cửa
kéo này do nhược điểm trên có thể sẽ gây nguy hiểm cho người sử dụng.
1.1.2.Cửa Cuốn
Loại cửa này có khả năng cuộn tròn lại được. Khi có tín hiệu điều
khiển đóng mở cửa, động cơ của cửa sẽ tác động qua một trục cuốn cửa cuộn
tròn quanh trục đó. Loại cửa này có ưu điểm là gọn nhẹ tiện dụng và dễ sử
dụng, chỉ cần một động cơ công suất nhỏ. Thường được dùng làm cửa cho
gara ô tô. Nó có tính kinh tế cao vì dễ chế tạo. Nhưng cũng có nhược điểm là
cửa không chắc chắn và dễ bị hỏng hơn các loại cửa khác.
1.1.3.Cửa Trượt:
Loại cửa này có đặc điểm là có một rãnh cố địng cho phép cánh cửa có
thể trượt qua lại. Cửa trượt có nhiều loại, tùy thuộc vào hình dạng rãnh trượt
như rãnh thẳng thì là loại cửa chuyển động tịnh tiến, rãnh tròn thì là loại cửa
chuyển động xoay tròn. Loại cửa này thường được sử dụng trong nhà hàng,
khách sạn, sân bay, nhà ga… Cửa này có ưu điểm là kết cấu nhẹ nhàng tạo
cảm giác thoáng đạt, thoải mái và lịch sự. Loại cửa này có thiết kế khá dễ
dàng, có thể nhận biết được người, máy móc có thể đi qua. Loại cửa này ở
nước ta được dùng khá là phổ biến.
1.2. KHẢO SÁT CÁC LOẠI CỬA ĐÓNG MỞ TỰ ĐỘNG.
Thông qua việc quan sát, tìm hiểu về cửa tự động ở một số địa điểm,
tanhận thấy cửa tự động được sử dụng chủ yếu ở những nơi giao dịch
thươngmại, những công sở lớn, ở sân bay, ngân hàng và các khách sạn lớn. Vì
18
nhữngnơi này có lượng người qua lại lớn, đồng thời những nơi này lại yêu
cầu cótính hiện đại, sang trọng và tiện dụng. Sử dụng cửa tự động tại những
nơi nàysẽ đáp ứng được những yêu cầu trên .Tuy nhiên cửa tự động cũng có
rất nhiều loại tuỳ theo yêu cầu về mục đíchsử dụng như trọng lượng cửa,
chiều cao hay phần mạch điều khiển cửa.Theo trọng lượng cửa thì có các loại
sau: loại 200 kg/hai cánh ,loại180kg/2 cánh ….Ngoài ra người ta còn chia ra
làm hai loại theo số cánhcửa:Loại một cánh và loại hai cánh.
+ Cửa tự động chỉ có 1 cánh: sử dụng ở những nơi yêu cầu tính hiện
đại,sang trọng nhưng lại có số lượng người đi qua lại không nhiều .Hay
nhữngloại cổng có kích thước lớn dùng ở các công ty, xí nghiệp hay những
ngôinhà lớn …
+ Cửa tự động có hai cánh: Loại cửa này được dùng rộng rãi hơn so
vớiloại cửa tự động 1 cánh.Theo phần mạch điều khiển, hiện nay thì hầu hết
những loại cửa tự độngmới đều dùng loại mạch phi tiếp điểm Ngoài ra một số
nơi do nhu cầu giaodịch và vận chuyển hiện đại nên hệ thống cửa tự dộng ở
đây dùng phần mềmlôgô để điều khiển.
1.3. KHẢO SÁT CỬA TỰ ĐỘNG Ở SIÊU THỊ BIG C HẢI PHÒNG.
Cửa tự động tại đây sử dụng hệ thống cửa hai cánh trọng lượng mỗi
cánhkhoảng 80 kg. Động cơ dùng trong cửa tự động tại đây là động cơ một
chiềuđiều chỉnh tốc độ bằng phương pháp điều chỉnh điện áp.Hệ thống cửa tại
đâykhông dùng hệ thống con lăn phụ mà thay vào đó là sử dụng hai gờ sắt
cốđịnh xuống sàn.Cuối hành trình mở có đặt một công tắc hành trình để bảo
vệ tránh chocửa không chuyển động vượt quá hành trình.
Quan sát cửa chuyển động em thấy cửa chuyển động với hai cấp tốc
độ.Khi mở cửa cửa mở ra với vận tốc nhanh để kịp thời mở ra tránh tình trạng
người phải chờ đợi cửa mở gây cảm giác khó chịu cho người muốn đi vào,gần
19
hết hành trình mở cửa giảm tốc và dừng lại, khi cửa đóng cửa đóng vớivận tốc
chậm hơn so với lúc mở để tránh gây cảm giác cho người muốn đi vào từ
đằng xa.Gần hết hành trình cửa giảm tốc và dừng lại chính xác.
Khi cửa đang đóng mà có tín hiêu người đi vào thì cửa sẽ mở ra với
vậntốc nhanh sau gần cuối hành trình thì giảm tốc và dừng lại chính xác ở
cuốihành trình. Cảm biến dùng ở đây là hai cảm biến quang:Một cảm biến đặt
ởphía bên ngoài, một cảm biến đặt ở phía bên trong của cánh cửa để đảm
bảonhận biết và báo tín hiệu khi có người đi từ trong ra cũng như khi có
ngừơi đitừ ngoài vào.Hai cảm biến này trên khung cánh cửa.Phương thức hoạt
động của loại cửa này là dùng mạch điều khiển khôngtiếp điểm dùng các phần
tử lôgic thì có ưu điểm là rẻ,việc hỏng hóc có thể sửachửa dễ dàng, nhưng nó
có một nhược diểm rất lớn là làm việc không lâu bềnbằng phương pháp dùng
bộ điều khiển lôgô, PLC,Vi điều khiển… Do đó hiệnnay tuỳ theo nhu cầu sử
dụng và vốn đầu tư khác nhau, mà việc ứng dụng loạicửa nào cho phù hợp.
Ngoài ra qua việc quan sát vừa qua em thấy việc lắp đặt cửa tự
độngthường được sắp xếp ở những nơi mà tầm nhìn có độ rộng lớn,không
gianrộng và thường có các loại cửa khác đi kèm như cửa đẩy hay cửa cuốn để
tạothêm mỹ quan.
20
Chương 2:
CÁC YÊU CẦU VÀ MỤC ĐÍCH CHẾ TẠO MÔ HÌNH CỬA
ĐÓNG MỞ CỬA TỰ ĐỘNG.
2.1. CÁC YÊU CẦU CỦA MÔ HÌNH.
– Kích thước gọn gàng
– Hệ thống cơ hoạt động tốt
– Hệ thống điện tốt, hoạt động đúng theo thiết kế
– Hệ thống cửa đáp ứng mọi yêu cầu đặt ra.
2.1.1. Yêu cầu về chương trình chung.
– Cửa phải tự động mở khi có người ra vào, và phải tự động đóng khi
không có người đi lại
– Cửa thiết kế để có thể đóng mở một cách thông minh
– Khi cửa đang đóng lại , nếu lại có tín hiệu người thì cửa lại lập tức
mởra .
– Dùng kỹ thuật vi điều khiển để viết chƣơng trình hoạt động cho cửa
2.1.2. Yêu cầu về cơ khí.
Yêu cầu của mô hình là phải giống với cửa thật cả về hình thức và
chấtlượng hoạt động , phải chắc chắn và gọn gàng . Do đó, việc thiết kế kết
cấucơ khí cho mô hình cũng phải đảm bảo những yêu cầu kỹ thuật như đối
vớicửa thật: Khung cửa , cánh cửa, rãnh trượt , xích , bánh răng , trục
quay…Ngoài ra, còn có các kết cấu phụ để tạo ra mô hình cửa tự động thật
hoànchỉnh như cửa thật. Động cơ ở đây là loại động cơ 1 chiều được cấp
21
nguồnbởi bộ chỉnh lưu cầu một chiều,kết hợp với bộ đảo chiều cho phép động
cơ cóthể quay thuận hoặc quay ngược.
2.2. MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC CHẾ TẠO MÔ HÌNH
– Nghiên cứu, chế tạo ra mô hình cửa tự động này sinh viên cũng
phảitham khảo thực tế nhiều lĩnh vực và tham khảo bằng nhiều tài liệu khác
nhau.
Điều đó mang lại sự hiểu biết sâu sắc hơn cho sinh viên không chỉ
trong mộtlĩnh vực tự
– Việc chế tạo ra mô hình hoạt động tốt sẽ tạo điêu kiện cho sinh viên
cócơ hội học tập và nghiên cứu môn học một cách thực tế, là một cơ hội rất
tốtgiúp sinh viên khỏi bỡ ngỡ khi làm việc thực tế.
– Tạo ra một mô hình cửa đóng mở tự động có thể hoạt động tốt, từ đó
cóthể chế tạo được cửa tự động phục vụ thực tế .
22
Chương 3:
GIỚI THIỆU CÁC THIẾT BỊ, LINH KIỆN THIẾT KẾ
3.1. PHẦN CỨNG.
Vi Điều Khiển AT89C51.
Hình 3.1: Sơ đồ chân VĐK 89C51.
Ý NGHĨA CÁC CHÂN AT89C51
– Chân 30 ( ALE: Adress Latch Enable ) là tín hiệu điều khiển xuất ra, nó
cho phép phân kênh bus địa chỉ và bus dữ liệu của port 0.
– Chân 31 ( EA: Eternal Acess ) được đưa xuống thấp cho phép chọn bộ nhớ
mã ngoài.
– 32 chân còn lại chia làm 4 cổng vào ra: Vào ra tức là có thể dùng chân đó
để đọc mức logic.
– P0 từ chân 39 đến chân 32 tương ứng là các chân P0_0 đến P0_7.
– P1 từ chân 1 đến chân 8 tương ứng là các chân P1_0 đến P1_7.
23
– P2 từ chân 21 đến chân 28 tương ứng là các chân P2_0 đến P2_7
– P1 từ chân 10 đến chân 17 tương ứng là các chân P3_0 đến P3_7.
Riêng cổng 3 có 2 chức năng ở mỗi chân như hình 2.1:
P3.0 – RxD: chân nhận dữ liệu nối tiếp khi giao tiếp RS232.
P3.1 – TxD: phân truyền dữ liệu nối tiếp khi giao tiếp RS232.
P3.2 – INTO: interrupt 0, ngắt 0.
P3.3 – INT1: interrupt 1, ngắt ngoài 1.
P3.4 – T0: timer 0, đầu vào timer 0.
P3.5 – T1: timer 1, đầu vào timer 1.
P3.6 – WR: Write, điều khiển ghi dữ liệu.
P3.7 – RD: Read, điều khiển đọc dữ liệu.
– Chân cho phép bộ nhớ chương trình PSEN.
8051 cung câp cho ta 4 tín hiệu điều khiển Bus. Tín hiệu cho phép bộ
nhớ chương trình PSEN ( Program Store Enable ) là tín hiệu xuất hiện trên
chân 29. Chân cho phép bộ nhớ chương trình PSEN (program store enable)
điều khiển truy xuất bộ nhớ chuơng trình ngoài. Khi AT89C51 đang thực thi
chương trình trong bộ nhớ chương trình ngoài, PSEN tích cực 2 lần cho mỗi
chu kỳ máy, 5 ngoại trừ trường hợp 2 tác động của PSEN bị bỏ qua cho mỗi
truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài.
– Chân cho phép chốt địa chỉ ALE.
Chân này năm trên chân 30 là chân xuất tín hiệu cho phép chốt địa chỉ
ALE ( Address Latch Enable ) để giải đa hợp. Xung của ngõ ra cho phép chốt
địa chỉ ALE (address latch enable) cho phép chốt byte thấp của địa chỉ trong
24
thời gian truy xuất bộ nhớ ngoài. Chân này cũng được dùng làm ngõ vào xung
lập trình ( PROG ) trong thời gian lập trình Flash. Khi hoạt động bình thường,
xung của ngõ ra ALE luôn luôn có tần số bằng 1/6 tần số của mạch dao động
trên chip, có thể được sử dụng cho các mục đích định thời từ bên ngoài và tạo
xung clock. Tuy nhiên cần lưu ý là một xung ALE sẽ bị bỏ qua trong mỗi chu
kỳ truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài. Khi cần, hoạt động cho phép chốt byte thấp
của địa chỉ sẽ được vô hiệu hoá bằng cách set bit 0 của thanh ghi chức năng
đặc biệt có địa chỉ byte là 8EH. Khi bit này được set, ALE chỉ tích cực tring
thời gian thực thi lệnh MOVX hoặc MOVC. Ngược lại chân này sẽ được kéo
lên mức cao. Việc set bit không cho phép hoạt động chốt byte thấp của địa chỉ
sẽ không có tác dụng nếu bộ vi điều khiển đang chế độ thực thi chương trình
ngoài.
–
Chân truy xuất ngoài EA.
Ngõ vào này ở chân 31 có thể được nối nguồn +5v ( logic 1 ) hoặc
GND ( logic 0 ). Nếu chân này nối lên 5V, 8051/8052 thực thi chuong trình
trong ROM nội ( chương trình nhỏ hơn 4k/8k ). Nếu chân này nối với GND (
và chân PSEN cũng ở mức logic 0 ), chương trình cần thực thi chứa ở bộ nhớ
ngoài. Đối với 8031/8032 chân EA phải ở mức logic 0 vì chúng không có bộ
nhớ chương trình trên CHIP. Nếu chân EA ở mức logic 0 đối với 8051/8052,
ROM nội bên trong CHIP được vô hiệu hóa và chương trình cần thực thi chứa
ở EPROM bên ngoài.
Các phiên bản EPROM của 8051 còn sử dụng chân EA làm chân nhận
điện áp nguồn 21 Vpp cho việc lập trình EPROM nội ( nạp EPROM ).
–
Chân RESET ( RST ).
Ngõ vào RST ở chân 9 là ngõ vào xóa chính ( Master reset ) của 8051
dùng để thiết lập lại trạng thái ban đầu cho hệ thống hay còn gọi tắt là Reset
25
hệ thống. Khi ngõ vào này ở mức logic 1 tối thiểu hai chu kì máy, các thanh
ghi bên trong của 8051 được nạp giá trị thích hợp cho việc khởi động lại hệ
thống.
Chân 18, 19 nối với thạch anh tạo thành mạch tạo dao động cho VĐK.
Tần số thạch anh thường dùng trong các ứng dụng là: 11.0592Mhz ( giao tiếp
với cổng com máy tính ) và 12Mhz tần số tối đa 24Mhz. Tần số càng lớn
VĐK xử lí càng nhanh.
–
Cấu trúc RAM nội của 8951.
Bộ nhớ Data trên chip như sau:
