THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG mô hình xe vận chuyển hàng tự động

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỆN THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG mô hình xe vận chuyển hàng tự động, thuyết minh THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG mô hình xe vận chuyển hàng tự động, mô hình xe vận chuyển hàng tự động

MỤC LỤC

*****

TÊN CHƯƠNG                                                                                                                                                                     TRANG

LỜI MỞ ĐẦU......................................................................     .....           3

PHẦN I:        THIẾT KẾ - THI CÔNG PHẦN CỨNG...........                           

 

CHƯƠNG 1:                  MÔ TẢ HOẠT ĐỘNG CỦA XE VẬN

CHUYỂN HÀNG TỰ ĐỘNG.......................                4

CHƯƠNG 2:        SƠ ĐỒ VÀ CHỨC NĂNG TỪNG KHỐI.....                5

CHƯƠNG 3:        THIẾT KẾ VÀ PHÂN TÍCH NGUYÊN LÝ

                        HOẠT ĐỘNG CỦA TỪNG KHỐI..............                 7

 

PHẦN II:            CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN...............

CHƯƠNG 1:        LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT...............................                  16

CHƯƠNG 2: CHƯƠNG TRÌNH........................................                        19

 

PHẦN III: LÝ THUYẾT CƠ SỞ .................................

CHƯƠNG 1:   KHẢO SÁT VI ĐIỀU KHIỂN 89C51..........                      55

CHƯƠNG  2:       MÃ LỆNH....................................................                 58

CHƯƠNG 3 :       CẢM BIẾN QUANG...................................                           72

CHƯƠNG 4:                  ĐỘNG CƠ DIỆN MỘT CHIỀU..................                  79

CHƯƠNG 5:   GIỚI THIỆU LINH KIỆN TRONG MẠCH                        82

CHƯƠNG KẾT LUẬN……………………………………………………………..                94

TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………                  95

 

LỜI MỞ ĐẦU

*****

I. ĐẶT VẤN ĐỀ :

Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ về công nghệ thông tin , nền công nghiệp điện tử nước ta đang phát triển mạnh mẽ và được ứng dụng rộng rãi trong mọi ngành nghề , mọi lĩnh vực đời sống từ sản xuất ,kinh tế , giáo dục ,quân sự,khoa học kỹ thuật , các ngành công nghiệp ,… Các hệ thống điều khiển đang dần được tự động hoá với những kỹ thuật tiên tiến như vi xử lý , vi điều khiển ,… được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực điều khiển đòi hỏi tốc độ xử lý cao ,chính xác .Vi xử lý,vi điều khiển  đang ngày càng được ứng dụng rộng rải trong nhiều lĩnh vực và đã chứng minh được tính ưu việt của nó .

Bên cạnh sự chạy đua về kinh tế  giữa các nước trên thế giới , còn có sự chạy đua về công nghệ . Người máy ,các cơ cấu dịch chuyển tự động thực hiện các thao thác đòi hỏi sự chính xác cao ,nhanh và ở những nơi nguy hiểm ,độc hại thay cho con người đang là điểm nóng trong việc nghiên cứu , phát rtiển của các nước  .

Do đó nhóm em đã bắt tay vào việc nghiên cứu thực hiện đồ án :” mô hình xe vận chuyển hàng tự động “ . Với mong muốn góp phần làm giảm  khó khăn , đảm bảo được độ chính xác và an toàn trong lao động .

II. TẦM QUANG TRỌNG CỦA VẤN ĐỀ:

Xã hội ngày càng tiến bộ ,nhu cầu đòi hỏi của con người ngày càng cao .Các ngàng sản xuất đang ngày càng được tự động hoá ,đòi hỏi sự nhanh chóng chính xác và giảm thiểu được nhân công lao động . Quá trình sản xuất càng được tự động hoá cao càng  nâng cao năng xuất , giảm chi phí và tính cạnh tranh của doanh nghiệp .Vì vậy đề tài này được nghiên cứu và thực hiện nhằm đóng góp phần nhỏ vào những mục đích nêu trên. Đồng thời gíup cho sinh viên, học sinh thấy được mối liên hệ giữa những kiến thức đã học ở trường với những ứng dụng bên ngoài thực tế và nó cũng là đề tài tốt nghiệp của nhóm em .

III.ỨNG DỤNG CỦA ĐỀ TÀI:

            Đề tài mà nhóm em thiết kế có nhiều ứng dụng quan trọng trong lĩnh vực vận chuyển hàng hoá, xã hội ngày nay ngày càng phát triển với quá trình sản xuất ngày càng tự động hoá , để đáp ứng kịp với sự phát triển của xã hội nên nhóm em đã nghiên cứu và thiết kế xe vận chuyển hàng tự  động nhằm giảm thiểu nhân công lao động, thay thế cho sức lao động của con người.

 

PHẦN I:         THIẾT KẾ - THI CÔNG PHẦN CỨNG

CHƯƠNG1:  MÔ TẢ HOẠT ĐỘNG CỦA XE VẬN CHUYỂN  HÀNG TỰ ĐỘNG

           *****

Đây là mô hình xe vận chuyển hàng tự động, vận chuyển hàng ngoài bãi vào kho chứa hàng theo đường đi cố định đã được định sẳn, trên đường đi có những vạch hàng ngang nhằm giúp cho xe xác định được quảng đường đi nhờ vào cảm biến đếm line mà người lập trình đã định sẳn số line . Nếu trên đường đi xe bị lệch ra khỏi đường đi thì nó tự động điều chỉnh lại vào đúng đường đi nhờ vào 2 cảm biến dò line.

            Xe từ kho di chuyển đến  vị trí lấy hàng ,sau khi đếm đủ số line xe dừng lại đúng nơi có hàng và hạ tay gắp để gắp hàng, sau khi gắp hàng xong xe sẽ kéo tay gắp ra sau và xe quay đầu lại di chuyển đưa hàng vào kho , trên đường về xe cũng đếm đủ số line đã được định sẳn thì xe dừng lại, kéo tay gắp ra trước và hạ tay gắp xuống nhả hàng ra đặt đúng vị trí cần đặt hàng. Cứ  theo chu kì như vậy xe tiếp tục vận  chuyển hàng cho đến khi nào ta tác động cho xe dừng lại thì xe sẽ ngừng hoạt động.

            Ngoài ra xe còn có chức năng hiển thị số line và hiển thị trạng thái mà xe đang hoạt động ,trong quá trình vận chuyển hàng nếu xe gắp hàng thì khối hiển thị ma trận sẽ hiển thị chữ      GAP – HANG. Nếu xe thả hàng thì khối hiển thị ma trận sẽ hiển thị chữ  THA – HANG..v…v..

Nếu cảm biến đếm line đếm được 1 line thì khối hiển thị 7 đoạn sẽ hiển thị số 1 và cứ như vậy cảm biến đếm line đếm được bao nhiêu line thì khối hiển thị 7 đoạn sẽ hiển thị số tương ứng với số line đã đếm.

CHƯƠNG2:      SƠ ĐỒ VÀ CHỨC NĂNG TỪNG KHỐI

                                                        *****

 

I. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CHUNG CHO CÁC KHỐI:

II.SƠ ĐỒ KHỐI VÀ CHỨC NĂNG TỪNG KHỐI :

– Khối vi xử lý : Xử lý mọi hoạt động của hệ thống .

– Khối cảm biến : Có nhiệm vụ nhận biết vạch chính xác đưa tín hiệu về xử lý ,xử lý tính hiệu

– Khối hiển thị : gồm hai khối .

            4Khối hiển thị led 7 đoạn hiển thị số vạch

            4Khối hiển thị ma trận hiển thị hoạt động của hệ thống

• Phần tử vận hành : động cơ điện một chiều 12V .

 

CHƯƠNG 3:     THIẾT KẾ VÀ PHÂN TÍCH NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA TỪNG KHỐI

*****

I. KHỐI CẢM BIẾN VÀ XỬ LÝ TÍN HIỆU CẢM BIẾN :
1.Sơ đồ nguyên lý:

2.Nguyên lý hoạt đông:

Cảm biến cảm nhận các vạch đã định sẵn và chuyển đổi thành tín hiệu điện. Do tín hiệu điện của cảm biến đưa ra 12V.Mà vi xử lý làm việc ở mức điện áp 5V, cần phải xử lý tín hiệu điện12V của cảm biến còn lại 5V.

Khi cảm biến nhận được tín hiệu chuyển thành tín hiệu điện kích cho transistor làm cho Transistor dẫn tín hiệu đưa đến vi xử lý tích cực ở mức 0 đồng thời led sáng.

Khi cảm biến không nhận được tín hiệu thì không kích Transistor . Transistor ở trạng thái ngưng dẫn tín hiệu đưa đến vi xử lý tích cực ở mức 1 đồng thời led tắt .

3.Tính toán:

Cảm biến:

            V_in =12V

            V_out =12V

            I_out = 1,2mA

Khi Transisror dẫn bão hoà :

            I_out .R_B + V_BE  =12V

=>

Chọn  R_B = 10k

Và I_C =

R_led­ =

I_Rc = I_C –I_led = 120mA – 10mA =110mA

R_C =

Chọn    R_C = 47

II.KHỐI ĐIỀU KHIỂN RELAY:

1.Sơ đồ nguyên lý:

2.Nguyên lý hoạt động:

Khi bit điều khiển1 của 89C51 ở mức cao thì Transistor Q2 và Q4 được phân cực thuận nên chúng dẫn và dẫn bão hoà dẫn đến V_CE ở mức thấp, khi đó relay R2 , R4 đóng tiếp điểm cấp nguồn cho động cơ quay theo chiều thuận.

Khi bit điều khiển 2 của 89C51 ở mức cao thì Transistor Q1,Q3 được phân cực thuận nên chúng dẫn và dẫn bão hoà , dẫn đến V_CE ở mức thấp, khi đó relay R1,R3 đóng tiếp đỉêm cấp nguồn cho động cơ quay theo chiều nghịch.

Diode D1, D2,D3,D4 mắc song song với relay tương ứng và được phân cực nghịch có tác dụng nối tắt diện áp ngược nhằm bảo vệ cho Transistor khỏi bị hỏng.

3.Tính toán mạch:

Transistor mã hiệu C1815 loại NPN có các thông số sau:

      Pmax = 900mW

            V_CEmax = 30 V

      I_Cmax = 1A

      Hệ số khuếch đại = 60

­            Relay 12V

            R_B phân cực cho Transistor, R₅, R₆ hạn dòng cho 2 led tương ứng

            Chọn      V_led =1,7V;   I_led =10mA

            Vì dòng qua relay I_L­  100mA nên ta chọn :

                          I_C = I_R5 + I_L = 60mA

                          I_R5 =I_led = 10mA

=>              R₅ =

=>              R₅ = R₆ = 330

Ta có:        I_C  =

                                    I_B =

            Mặt khác:        I_B .R_B +V_BE = 5V

=>              R_B =

            Chọn               R_B = 4,7 K

 

III.KHỐI HIỂN THỊ 7 ĐOẠN:

1.Sơ đồ nguyên lý:

2.Nguyên lý hoạt động:

Để kích cho led 7 đoạn sáng thì chân kathod được kích mức thấp và chân Anod được kích ở mức cao. Khi cực B của Transistor (PNP) được  kích mức thấp thì nó sẽ được phân cực thuận và dẫn bão hoà đồng thời sẽ có dòng điện đi từ cực E sang cực C để kích cho led 7 đoạn sáng.

 

3.Phương pháp quét led:

Để  hiển thị những con số trên led 7 đoạn (số thập phân) ta phải giải mã các số dạng nhị phân tương ứng.Vì led 7 đoạn loại Anod chung nên ta xuất các số nhị phân ở mức thấp (mức 0) cho con số cần hiển thị và xuất tín hiệu mức cao kích cho led dẫn.

VD:

                          Để sáng số 2 dạng thập phân thì ta cho chân kathod của các đoạn a, b, d, e, g tích cực ở mức thấp và các đoạn c, f  kích ở mức cao sau đó kích Anod ở mức cao thì led 7 đoạn sẽ sáng số 2 dạng thập phân.

            Tại 1 thời điểm chỉ có 1 led sáng. Mắt chỉ phân biệt được tần số chớp dưới 24Hz

            Như vậy muốn tạo ảnh liên tục thì các phần tử ảnh xuất hiện liên tục tối thiểu 30lần/1s.

4.Tính toán:

Điện áp ra mức thấp:

V_out  0V

Chọn      V_led =2V;   I_led =10mA

Tính chọn R₁ và R₃ :

V_R1 =  V_CC  - V_led + V_CE

       =   5V  -  2V + 0V = 3V

Mà       R₁ =

Chọn  R₁ = R₃ = 220

Tính chọn R₂ và R₄ :

            V_R2 =  V_CC  -V_R2 +V_BE

            R₂ =

Ta chọn R₂ = R₄ = 4,7K

IV. KHỐI HIỂN THỊ MA TRẬN:

1. Sơ đồ nguyên lý :

2. Nguyên lý hoạt động :

Ta dùng 2  IC  giải mã 4 sang 16 ( 74LS154 ) quét lần lượt 32 cột .

Ứng với mỗi giá trị nhị phân 4 bit( P1.0 đến P1.3 ) đưa vào các chân A,B,C,D của  74LS154 là một ngõ ra ở trang thái tích cực ( mức logic 0).

Giả sử nếu như ngõ vào có giá trị nhị phân là 0000B thì lúc này ngõ ra Y0 sẽ có mức logic 0 , các ngõ còn lại sẽ có mức logic 1 ứng với một cột của ma trận led tích cực. Cứ như vậy nếu ta lần lượt tăng giá tri nhị phân ở port 1 (từ 0000B đến 1111B ) thì ngõ ra của 74LS154 (từ Y0 đến Y15 ) sẽ lần lượt tích cực (mức logic 0)

 Hai bit P1.4 và P1.5 được nối với 2 bit  điều khiển của 2  IC 74LS154 để chọn lần lượt hoạt động của 2  IC .Cứ như vậy ta quét được lần lượt 32 cột led ma trận  .

Dữ liệu là số nhị phân 8 bit được đưa ra từ port 0 sẽ kích cho các led tương ứng ở cột tích cực sáng .
3.Phương pháp quét:

Để hiển thị chữ trên led ma trận ( với 32 cột ) ta cho hiển thi dữ liệu tương ứng trên từng cột rồi cho lặp lại nhiều lần (sau cho tần số quét lớn hơn 24Hz )  .Mắt chi phân biệt được sự chớp tắt với tần số dưới 24Hz nên ta sẽ có hình ảnh hoàn chỉnh cần hiển thị .

4.Tính toán :

Transistor mã hiệu A564 loại PNP có các thông số sau:

Pmax = 250mW

      V_CEmax = 30 V

      I_Cmax = 50mA

      Hệ số khuếch đại = 100

 

Chọn :             V­_led = 2V

                        I_led = 10mA

Điện áp đưa ra từ vi xử lý V_mp = 5V.

Tính chọn R₁:

            Tacó :

                         I_led = I_R1 = 10mA

                        V_mp = V­_led + V_R1 + V_CES

• V_R1 =  V_mp – (V­_led + V_CES ) = 5 – 2,2 =2,8 V

R₁ =

 (trường hợp 1 led sáng )

            Ta chọn R₁ = 220

Tính chọn R₂ :

            Vì Transistor dẫn bão hoà nên:

                        V_R2 =V_C + V_EB =V_C  - V_BE

          = 0 ,2 - 0.8 = 0,6V

            Mà       I_BS =

                                Lấy R₂ = 1,2K

IV.MẠCH RESET:

1.Sơ đồ nguyên lý:

2.Nguyên lý hoạt động:

Reset bằng tay:

                  Yêu cầu của mạch reset là điện áp ngỏ ra tối thiểu là 2 chu kỳ máy (2).

                  Khi nhấn nút reset thì điện áp ở ngỏ ra ở mức cao và ngược lại thì ở nức thấp .

Reset tự động :

 

Khi mới cấp điện thì tụ bắt đầu nạp khi đó :

            V_CC = 5V = V_C + V_R

Tại thời điểm t = 0 : tụ C chưa nạp

..........................

 

89C51 được reset bằng cách giử chân reset mức cao trong hai chu kỳ mày .

Bộ dao động trên chip được lái bởi thạch anh 12MHz .Một chu kỳ máy của 89C51 ó 12 chu kỳ xung nhịp nên một chu kỳ máy kéo dài trong 1

Theo khuyến cáo của nhà sản xuất ta có thể sử dụng lại giá trị linh kiện được giới thiệu trong sách vi điều khiển 8051.

Tìm điện áp ngỏ ra trên R₂ khi reset:

Ta có :

Reset tự động :

Khi mới cấp điện tụu C sẽ nạp điện từ 0V đến 2/3V_CC rồi sau đó tụ xã 2/3 V_CC xuống ½ V_CC chú không xã xuống 0 V.
Nhưng chu kỳ sau tụ sẽ nạp từ ½ V_CC chứ không nạp từ 0V nữa . Như vậy điện áp ngỏ ra khi reset lần đầu là 5V và điện áp ngỏ ra cho lần reset tiếp theo là 5V – ½ .5 = 2,5V.

Thời gian của tụ nạp được tính theo công thức :

            t_nạp = RC

                  = 8,2 . 10³ . 10. 10^-6­­ = 0,082 s

                  = 82. 10­­­­_­³

Thời gian tụ nạp tại mức ½ _CC

            t_nạp = 0,69.RC

                  = 0,69.8,2 . 10³ . 10. 10^-6­­ = 0,052 s

                  = 52. 10­­­­_­³

V. SƠ ĐỒ MẠCH IN :

PHẦN II:    CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN

CHƯƠNG 1:     LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT

                             ********

I. LƯU ĐỒ CHƯƠNGTRÌNh

                                                    LƯU ĐỒ CHƯƠNGTRÌNH CHÍNH

 

II. LƯU ĐỒ CHƯƠNG TRÌNH CHẠY DÒ LINE

LƯU ĐỒ CHƯƠNG TRÌNH CHẠY DÒ LINE

III. LƯU ĐỒ CHƯƠNG TRÌNH HIỂN THỊ :

LƯU ĐỒ CHƯƠNG TRÌNH HIỂN THỊ TRÊN LED 7 ĐOẠN VÀ MA TRẬN

 

CHƯƠNG 2 :              CHƯƠNG TRÌN******

I. CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN XE :

;CHUONG TRINH DIEU KHIEN XE

MCS-51 MACRO ASSEMBLER    TAM                                      10/05/:5   PAGE    1

DOS 5.0 (038-N) MCS-51 MACRO ASSEMBLER, V2.2

OBJECT MODULE PLACED IN C:\Program Files\VI XU LY\DOANVXL.OBJ

ASSEMBLER INVOKED BY: ??? C:\Program Files\VI XU LY\DOANVXL.asm

                      

LOC  OBJ            LINE     SOURCE

                        1     ;CHUONG TRINH DIEU KHIEN XE

0000                        2                               ORG 0000H

0000 758000           3                               MOV P0,#00H

0003 759000           4                                           MOV P1,#00H

0006 75A000           5                                          MOV P2,#00H

0009 75B000           6                              MOV P3,#00H

                        7    

000C 7400               8           AGAIN:            MOV A,#00H

000E 7F00               9                              MOV R7,#00

                              10           MAIN:  

0010 7E00             11                                   MOV R6,#0

0012 7F00             12                                   MOV R7,#0

                              13            

                              14                    

0014 1200E9         15                                          LCALL GAP_HANG

0017 120159         16                              LCALL DELAY_NGHI

001A 120039         17                                         LCALL CHAY_DOLINE

001D 0E                18                                          INC R6

001E 120159         19                                         LCALL DELAY_NGHI

0021 1200A6         20                                   LCALL QUAY_DAU

0024 120159         21                              LCALL DELAY_NGHI

                              22    

0027 7F00             23                                         MOV R7,#0

0029 120039         24                                  LCALL CHAY_DOLINE

002C 1200A6        25                                         LCALL QUAY_DAU

002F C290            26                                        CLR P1.0

0031 C292            27                                         CLR P1.2

0033 120159        28                                          LCALL DELAY_NGHI

                             29    

0036 02000C        30                                        LJMP AGAIN

                             31             CHAY_DOLINE:

0039 308008        32             BACK:           JNB P0.0,X1

003C 30810D       33                                        JNB P0.1,X2                         ;P0.0=1,P0.1=1

                             34                                    

003F 12005E        35                                        LCALL CHAY_THANG

0042 8012            36                                         SJMP LOOP1

                             37    

0044 30810A        38             X1:         JNB P0.1,X3                         ;P0.0=0,P0.1=1

                             39                    

0047 120072        40                             LCALL CHAY_B2

004A 800A            41                                     SJMP LOOP1

                              42    

004C 120086         43             X2:       LCALL CHAY_B1              ;P0.0=1,P0.1=0

004F 8005             44                               SJMP LOOP1

                              45    

0051 12009A         46             X3:             LCALL CHAY_NGOAILINE   ;P0.0=0,P0.1=0

0054 8000             47                           SJMP LOOP1

                              48    

0056 BF0CE0        49             LOOP1:     CJNE R7,#12,BACK

0059 C290             50                          CLR P1.0

 

MCS-51 MACRO ASSEMBLER    TAM                                           10/05/:5   PAGE    2

LOC  OBJ            LINE     SOURCE

 

005B C292              51                        CLR P1.2

005D 22                  52                            RET

                               53                    

                               54             CHAY_THANG:

                               55                    

005E C291              56                         CLR P1.1

0060 C293              57                         CLR P1.3

0062 D290              58                         SETB P1.0

0064 D292              59                                     SETB P1.2

0066 308205           60                         JNB P0.2,XA

0069 1200D4          61                         LCALL DEM_LINE

006C 8000              62                        SJMP XA

                               63    

006E 00                  64             XA:           NOP

006F 00                  65                         NOP

0070 00                  66                         NOP

                               67                    

0071 22                  68                         RET

                               69    

                               70             CHAY_B2:

                               71                    

0072 C291              72                        CLR P1.1

0074 C293              73                        CLR P1.3

0076 C292              74                        CLR P1.2

0078 D290              75                        SETB P1.0

007A 308205          76                        JNB P0.2,XB

007D 1200D4         77                        LCALL DEM_LINE

0080 8000              78                         SJMP XB

                               79    

0082 00                  80             XB:                 NOP

0083 00                  81                         NOP

0084 00                  82                          NOP

                               83                    

0085 22                  84                         RET

                               85    

                               86             CHAY_B1:

                               87                    

0086 C291             88                         CLR P1.1

0088 C293             89                         CLR P1.3

008A C290             90                        CLR P1.0

008C D292             91                        SETB P1.2

008E 308205         92                          JNB P0.2,XC

0091 1200D4         93                          LCALL DEM_LINE

0094 8000              94                         SJMP XC

                               95    

0096 00                  96             XC:                 NOP

0097 00                  97                         NOP

0098 00                  98                         NOP

0099 22                  99                         RET

                             100            

                             101             CHAY_NGOAILINE:

009A C290           102                        CLR P1.0

009C C292           103                         CLR P1.2

009E D291           104                         SETB P1.1

00A0 D293           105                        SETB P1.3

MCS-51 MACRO ASSEMBLER    TAM                                              10/05/:5   PAGE    3

LOC  OBJ            LINE     SOURCE

00A2 00              106                          NOP

00A3 00              107                          NOP

00A4 00              108                                      NOP

00A5 22              109                          RET

                            110    

                            111             QUAY_DAU:

00A6 C291          112                         CLR P1.1

00A8 C292          113                         CLR P1.2

00AA D293         114                         SETB P1.3

00AC D290         115                         SETB P1.0

00AE 120170      116                          LCALL DELAY_CHO

00B1 C290          117                          CLR P1.0

00B3 C293          118                          CLR P1.3

00B5 22              119                          RET

                           120    

                           121             QUEO_PHAI:

00B6 C291         122                           CLR P1.1

00B8 C293         123                           CLR P1.3

00BA C292         124                          CLR P1.2

00BC D290         125                          SETB P1.0

00BE 00              126                          NOP

00BF 00              127                          NOP

00C0 00              128                          NOP

00C1 120159      129                          LCALL DELAY_NGHI

00C4 22              130                          RET

                            131            

                            132             QUEO_TRAI:

00C5 C291           133                         CLR P1.1

00C7 C293           134                         CLR P1.3

00C9 C290           135                         CLR P1.0

00CB D292           136                        SETB  P1.2

00CD 00               137                        NOP

00CE 00               138                         NOP

00CF 00                139                        NOP

00D0 120159        140                        LCALL DELAY_NGHI

00D3 22                141                        RET

                              142    

                              143                            

                              144             DEM_LINE:

00D4 2082FD        145                       JB P0.2,$

00D7 0F                 146                       INC R7

00D8 BF060D        147                     CJNE R7,#06,XE

00DB BE0105        148                     CJNE R6,#1,XD

00DE 1200C5        149                       LCALL QUEO_TRAI

00E1 8005              150                       SJMP XE

00E3 1200B6         151             XD:               LCALL QUEO_PHAI

00E6 8000             152                        SJMP XE

00E8 22                 153             XE:                RET

                              154    

                              155             GAP_HANG:      

                              156                    

00E9 120159         157                        LCALL DELAY_NGHI

00EC C294            158                       CLR P1.4

00EE D295            159                       SETB P1.5                  ;KEO GAP RA SAU

00F0 30B1FD        160                       JNB P3.1,$

MCS-51 MACRO ASSEMBLER    TAM                              10/05/:5   PAGE    4

LOC  OBJ            LINE     SOURCE

00F3 C295              161                     CLR P1.5

00F5 120159          162                       LCALL DELAY_NGHI

00F8 C297              163                     CLR P1.7

00FA D296             164                     SETB P1.6                  ;HA GAP

00FC 30B4FD         165                                 JNB P3.4,$

00FF C296              166                     CLR P1.6

0101 120159          167                       LCALL DELAY_NGHI

0104 D2A0             168                     SETB P2.0                  ;GAP HANG

0106 30B2FD         169                     JNB P3.2,$

0109 C2A0              170                                 CLR P2.0

010B 120159          171                     LCALL DELAY_NGHI

                               172    

010E D297             173                       SETB P1.7                  ;NANG GAP

0110 30B5FD         174                     JNB P3.5,$

0113 C297              175                     CLR P1.7

0115 120159          176                       LCALL DELAY_NGHI

0118 22                  177                       RET

                               178    

                               179             THA_HANG:

                               180                    

0119 120159          181                       LCALL DELAY_NGHI

                               182    

011C C295             183                       CLR P1.5

011E D294             184                       SETB P1.4                  ;KEO GAP RA TRUOC

0120 30B0FD         185                     JNB P3.0,$

0123 C294              186                     CLR P1.4

0125 120159          187                       LCALL DELAY_NGHI

                               188    

0128 C297              189                     CLR P1.7

012A D296             190                     SETB P1.6                  ;HA GAP

012C 30B4FD         191                                 JNB P3.4,$

012F C296              192                     CLR P1.6

0131 120159          193                       LCALL DELAY_NGHI

                               194    

0134 C2A0              195                                 CLR P2.0

0136 D2A1              196                                 SETB P2.1                  ;THA HANG

0138 30B3FD          197                                 JNB P3.3,$

013B C2A1              198                                 CLR P2.1

013D 120159          199                     LCALL DELAY_NGHI

                                200                    

0140 C296               201                                 CLR P1.6

0142 D297              202                       SETB P1.7                 ;NANG GAP

0144 30B5FD          203                                 JNB P3.5,$

0147 C297               204                     CLR P1.7

0149 120159           205                       LCALL DELAY_NGHI

014C C294              206                     CLR P1.4

014E D295             207                       SETB P1.5                  ;KEO GAP RA SAU

0150 30B1FD         208                     JNB P3.1,$

0153 C295              209                     CLR P1.5

0155 120159          210                       LCALL DELAY_NGHI

                               211    

0158 22                  212                       RET

                               213    

                               214             DELAY_NGHI:                   ;2S

                               215    

MCS-51 MACRO ASSEMBLER    TAM                                        10/05/:5   PAGE    5

 

 

LOC  OBJ            LINE     SOURCE

 

0159 758901          216                       MOV TMOD,#01H

...........................................

b. Các phương trình cơ bản :

5. Phương trình đặc tính cơ :

5. Phương trình đặc tính tốc độ :

Trong đó :

• n : tốc độ quay của động cơ .
• U :điện áp đặt vào động cơ .
• R :tổng trở trên phần ứng .
• I : dòng điện chạy trong phần ứng .
• M : moment của động cơ .
• Ư : từ thông dưới một cực từ chính .
• K_E : hệ số suất điện động phụ thuộc vào cấu tạo .
• K_M : hệ số moment của động cơ  .

            CHƯƠNG 5:        GIỚI THIỆU LINH KIỆN TRONG MẠCH

                       ******

I .TRANSISTOR

1.Cấu tạo:

Transistor là linh kiện bán dẫn gồm 3 lớp : PNP hay NPN.

a .Transistor loại PNP:

                            Ký hiệu:                                            Cấu tạo:

b. Transistor  loại NPN

Ký hiệu :                                          Cấu tạo:

Vể mặt vật lý transistor gồm ba phần :cực phát ,cực nền và cực thu.

Vùng nền rất mỏng .

Transistor công suất có ký hiệu như sau:

Ký hiệu transistor công suất .

2.Nguyên lý hoạt động :

Sơ đồ phân cực transistor

Điện thế U_EEphân cực thuận mối nối P – E (P_N) là nguyên nhân làm cho vùng phát (E) phóng điện tử vào vùng nền (B). Hầu hết các điện tử (electron) sau khi qua vùng B rồi qua tiếp mối nối thứ hai phía bên phải hướng tới vùng thu (C) ,khoảng 1% electron được giữ lại ở vùng B .Các lỗ trống vùng nền di chuyển vào vùng phát.

Mối nối B –E ở chế độ phân cực thuận như một diode ,có điện kháng nhỏ và điện áp rơi trên nó nhỏ thì mối nối B – C được phân cực nghịch và điện kháng mối nối B – C rất lớn.

Dòng điện đo được trong vùng phát gọi là dòng phát I_E . Dòng điện đo được trong mạch cực C (số lượng điện tích qua đường biên CC trong một đơn vị thời gian là dòng cực thu I_C).

Dòng IC gồm hai thành phần

Thành phần thứ nhất (thành phần chính ) là tỷ lệ của hạt electron ở cực phát tới cực thu .Tỉ lệ này phụ thuộc duy nhất vào cấu trúc của transistor riêng biệt .Hằng số đã được định nghĩa là a. Vậy thành phần chính của dòng I_C là aI_E (thông thường a= 0,999).

Thành phần thứ hai là dòng qua mối nối B – C ở chế độ phân cực nghịch khi I_E= 0 .Dòng này gọi là dòng I_CBO,nó rất nhỏ.

Vậy dòng qua cực thu :I_C = aI_E + I_CBO.

Các thông số của transistor công suất :

• I_C : dòng colector mà transistor chịu được .
• U_CEsat : Điện áp U_CE khi transistor dẫn bảo hoà .
• U_CEO : Điện áp U_CE khi mạch bazơ để hở ,I_B = 0 .
• U_CEX : Điện áp U_CE khi bazơ bị khoá bởi điện áp âm .,I_B <0 .
• t_on : thời gian cần thiết để U_CE từ giá trị điện áp nguồn U giảm xuống U_CEsat = 0.
• t_f : thời gian cần thiết để I_C giảm xuống 0.
• t_s : thời gian cần thiết để U_CE từ giá trị U_{CEsat tăng} đến giá trị điện áp nguồn U.
• P : Công suất tiêu tán bên trong transistor .Công suất tiêu tán bên trong transistor được tính theo công thức :

Khi transistor ở trạng thái mở : I_B = 0 ,I_C = 0 nên P = 0 .

Khi transistor ở trạng thái đóng :U_CE = U_CEsat .

Trong thực tế transistor công suất thường được cho làm việc ở chế độ khóa ;I_B = 0 ,I_C = 0 , transistor được coi như hở mạch . Nhưng với dòng điện gốc ở trạng thái có già trị bảo hoà , thì transistor trở về trạng thái đóng hoàn toàn .Transistor là một linh kiện phụ thuộc nên cần phối hợp dòng điện gốc và dòng điện góp .Ở trạng thái bảo hoà để duy trì khả năng điều khiển và tránh điện tích ở cực gốc quá lớn , dòng điện gốc ban đầu cao hơn để chuyển sang trạng thái dẫn nhanh chóng .Ở chế độ khoá dòng đện gốc phải giảm cùng quy luật như dòng điện góp để tránh hiện tượng chọc thủng thứ cấp .

Trạng thái dẫn và trạng thái bị khoá

a). Trạng thái đóng thái hay ngắn mạch dòng I_B lớn ,dòng I_C do tải giới hạn .

b). Trạng thái hở mạch dòng I_B = 0

Các tổn hao chuyển mạch của transistor có thể lớn .Trong lúc chuyển mạch ,điện áp trên các cực và dòng điên của các transistor cũng lớn .Tích của dòng điện và điện áp cùng với thời gian chuyển mạch tạo nên tổn hao năng lượng trong một lần chuyển mạch .Công suất tổn hao chính xác do chuyển mạch là hàm số của các thông số của mạch phụ tải và dạng biến thiên của dòng điện gốc .

Transistor NPN mã hiệu C1815 có các thông số :

      Pmax = 900mW

      V_CEmax = 30 V

      I_Cmax = 1A

      Hệ số khuếch đại = 60

Transistor PNP mã hiệu A564 có các thông số sau:

Pmax = 250mW

      V_CEmax = 30 V

      I_Cmax = 50mA

      Hệ số khuếch đại = 100

Cả hai loại transistor đều hoạt động ở trạng thái bảo hoà

II. THẠCH ANH

Thạch anh sử dụng có tần số hoạt động là 12Mhz để làm nguồn dao đông cho vi điều khiển AT89C51 .

Trong thực tế có nhiều cách tạo nguồn dao động nhưng chúng có nhược điểm là tần số dao dộng không ổn định . Để có được tần số dao động chính xác ổn định và không thay đổi được , người ta dùng khung cộng hưởng

L – C bằng tinh thể thạch anh .

Thạch anh có hai tần số cộng hưởng .

            Tần số cộng hưởng nối tiếp :

                                                 Hz

            Tần số cộng hưởng song song :

            R: điện trở tổn hao của thạch anh  (R≈ 0)

            C_o : điện dung của hai má kim loại .

Thạch anh có những tính chất sau :

            Hệ số phẩm chất rất cao

                        Q = 10⁴ ÷ 10⁶ (đặc trưng cho tính chọn lọc tần số ).

            Tỉ số    L/C rất lớn .

                        C << C_o (C_o từ 10 ÷ 100pF)

                                        (C từ 0,01 ÷ 0,1pF)

            Độ ổn định rất cao .

III. IC GIẢI MÃ (4 SANG 16 ) 74LS154:

1.Sơ đồ chân :

1. Chưc năng chân :
   • G1,G2  : 2 chân điều khiển .
   • A,B,C,D : 4 ngỏ vào tương ứng .
   • Y0 … Y15 : 16 ngõ ra ứng với một trạng thái (tích cực mức logic 0)
2. Hoạt động

²Bảng trạng thái :

H : mức logic 1 ; L : mức logic 0 ; X : mức logic 0 hoặc 1

Khi ta cấp mass cho hai chân G1 và G2 tức là cho phép IC này hoạt động ở chức năng giải mã . Lúc đó ở các ngõ vào D C B A ( D là trọng số lớn ) sẽ là giá trị chọn một ngõ ra tương ứng với giá trị nhị phân của trạng thái đó ( xem bảng trạng thái ) các ngõ còn lại sẽ không được chọn ( mức logic 1 ) .

Giả sử nếu như ngõ vào có giá trị nhị phân là 0001 thì lúc này ngõ ra Y1 sẽ có mức logic 0 , các ngõ còn lại sẽ có mức logic 1.

Nếu một trong hai chân G1 hoặc G2 ở mức logic 1 thì IC không thực hiện chức năng giải mã .Tất cả các ngõ ra đều ở mức logic 1 (không quan tâm đến điện áp ngõ vào D C B A ).

IV. IC ĐỆM (IC 74LS245 )

1. Sơ đồ chân:

2.Chức năng các chân:

• G : Chân chốt dữ liệu .
• DIR : Chân điều khiển chiều đệm dữ liệu .
• Các chân A1 … A8 VÀ B1 … B8 : các chân xuất nhập dữ liệu

3.Hoạt động :

IC 74HC245 có chức năng đệm dòng (dòng điện khi qua mạch đệm sẽ được tăng lên ) thuộc họ TTL (Vmax = 5V ).

IC 74HC245 có khả năng đệm hai chiều vào hoặc ra và được điều khiển bằng chân số 1 (chân DIR :direct).

Được thiết kế với tám đường dữ liệu ra vì vậy có thể dùng để giao tiếp với các port ở bên ngoài của AT89C51 ( một port có 8 bit tương ứng với 8 đường dữ liệu ).

Bảng trạng thái :

 

Ngõ vào		Ngõ ra
E	DIR
0 0 1	0 1 X	Dữ liệu từ bus B đến bus A Dữ liệu từ bus A đến bus B Không sử dụng

Đặc tính hoạt động :

 

Ký hiệu	Thông số	Min	Max	Đơn vi
Vcc	Nguồn cung cấp	4,5	5,5	V
Ta	Nhiệt độ làm việc	-55	125	OC
IOH	Dòng ra mức cao		-3	mA
IOL	Dòng ra mức thấp		12	mA

Tính toán chọn điện trở hạn dòng cho led:

Chọn dòng qua led 10mA , và điện áp rơi trên led là 2V,

Chọn R = 330

V. IC GIẢI MÃ LED 7 ĐOẠN (IC74LS47)

1.sơ đồ chân :

2.Bảng trạng thái

3. Hiển thị :

      0          1       2         3        4        5         6         7       8          9      10        11      12    13     14 

VI . LED 7 ĐOẠN

1. Cấu tạo :          

           Cathode chung                                                                  Anode chung

Sử dụng với :

            Imin = 40mA;Vmin = 1,5V

            Imax = 160mA;Vmax = 3V

Led phát sáng với dòng thuận qua no’.

Led yêu cầu diện áp thấp và rất bền .

Dòng thuận ra của các phần tử bán dẫn TTL,CMOS đủ để kích sáng led .

Led không nháy nếu dòng điên qua nó có tần số ≥ 50Hz .Có thể điều khiển led theo mức logic cao hoặc thấp .

Có hai phương pháp giải mã để led 7 đoạn giao tiếp với vi điều khiển AT89C51 .

2.Giảm mã bằng phần cứng :

Thiết kế cho việc giải mã từ BCD sang thập phân cần thiết là sử dụng vi mạch giải mã và kích đèn led 7 đoạn MC1499 của Motorola, vi mạch này chứa bên trong nhiều mạch cần thiết cho việc kích led 7 đoạn . Có thể sử dụng IC 4515 là vi mạch giải mã từ BCD sang led 7 đoạn ,ngõ vào là mã nhi phân ,ngõ ra là mã led 7 đoạn tác động mức thấp

Bảng mã led 7 đoạn (cathode chung) :

Số thập phân	Số Hex	p	g	f	e	d	c	b	a
0	C0H	1	1	0	0	0	0	0	0
1	F9H	1	1	1	1	1	0	0	1
2	A4H	1	0	1	0	0	1	0	0
3	B0H	1	0	1	1	0	0	0	0
4	99H	1	0	0	1	1	0	0	1
5	92H	1	0	0	1	0	0	1	0
6	82H	1	0	0	0	0	0	1	0
7	F8H	1	1	1	1	1	0	0	0
8	80H	1	0	0	0	0	0	0	0
9	90H	1	0	0	1	0	0	0	0

Bảng mã quét led 7 đoạn :

Vị trí led	Số Hex	Mã nhị phân
1 2 3 4 5 6 7 8	FEH FDH FBH F7H EFH DFH BFH 7FH	1 1 1 1 1 1 1 0	1 1 1 1 1 1 0 1	1 1 1 1 1 0 1 1	1 1 1 1 0 1 1 1	1 1 1 0 1 1 1 1	1 1 0 1 1 1 1 1	1 0 1 1 1 1 1 1	0 1 1 1 1 1 1 1

3.Giải mã bằng phần mềm :

Người lập trình có thể viết các byte lệnh và xuất trực tiếp các byte ra port bên ngoài ,và led 7 đoạn được giao tiếp với port .

1. Hạn dòng cho led

Như đã nêu trên dòng tối thiểu cho một led sáng là 3mA .Tại mỗi thời điểm chỉ có một led sáng trên một hàng

VII. MA TRẬN LED :

1.Cấu tạo :

H0

H1

H2

H3

H4

H5

H6

H7

                           C0      C1        C2       C3        C4       C5       C6       C7

CHƯƠNG KẾT LUẬN

******

I. ỨNG DỤNG:

Mô hình có thể được ứng dụng rộng rải trong nhiều lĩnh vực,đặc biệt là trong các phân xưởng sản xuất  .Nó có thể tự động vận chuyển hàng hoá đến các nơi cần đến như: kho hàng , các bộ phận khác …  .Nó có thể thay thế nhiều công nhân lao động trong việc vận chuyển hàng .Giảm nhẹ được sức lao động ,hạ thấp chi phí cho quá trình sản xuất .Do đó khả năng ứng dụng vào thực tế là rất lớn.

II. ƯU ĐIỂM :

• Mạch có sơ đồ nguyên lý đơn giản ,dễ hiểu ,dễ thi công .
• Có thể tự động vận hành mà không cần con người trực tiếp điều khiển .
• Có thể  ứng dụng rộng rải trong nhiều lĩnh vực đặc biệt là trong sản xuất.
• Chương trình phần mềm đơn giản .

III.KHUYẾT ĐIỂM :

• Muốn thay đổi đích đến cần phải thay đổi vạch đường hoặc phần mềm.
• Mô hình làm việc còn chậm ,còn có sai sót.
• Phần cơ khó chế tạo.

III. THUẬN LỢI VÀ KHÓ KHĂN TRONG THI CÔNG :

1. Thuận lợi :

• Các linh kiện đơn giản , dễ tìm .
• Việc thiết kế mạch tương đối đơn giản .

2. Khó khăn :

• Thời gian thi công ngắn , thiếu công cụ.
• Các cảm biến giá khá đắt ,độ nhạy chưa cao .
• Thiếu tài liệu tham khảo về các cảm biến.
• Vì không đủ tiền và thời gian nên nhóm em chưa thiết kế được bộ phận nhận biết có hàng .

 

TÀI LIỆU THAM KHẢO

***********

 

• Giáo trình LINH KIỆN ĐIỆN TỬ VÀ ỨNG DỤNG của TS. Nguyễn Phước Nguyên

• Họ vi điều khiển 8051 của Tống Văn On và Hoàng Đức Hải   

• Giáo trình CẢM BIẾN của Phan Quốc Phô và Nguyễn Đức Chiến

• Tài liệu thực hành VI MẠCH của Nguyễn Đình Phú