303082

TRNG HSPKT HNG YấN
Khoa : in - in T N MễN
HC
on Vn Tun.
Phần 2 : thiết kế phần cứng
********************************
Chơng 1
Các thành phần mạch điện
1.1. Vi Điều Khiển 89C51.
1.1.1 Khái quát chung :
Vi điều khiển 89C51 bản chất là một hệ Vi xử lý:
GVHD : on Vn Tun SVTH : Giỏp Vn Thao
Phm Vn Thnh
Quang Thao
5
TRNG HSPKT HNG YấN
Khoa : in - in T N MễN
HC

Sơ đồ khối VĐK AT89C51
Đặc tính 89C51
ROM 4K byte
RAM 128 byte
Bộ định thời 2
Chânvà ra/cổng
32/4
Cổng nối tiếp 1
Các ngắt 6
GVHD : on Vn Tun SVTH : Giỏp Vn Thao
Phm Vn Thnh
Quang Thao
6
TRNG HSPKT HNG YấN
Khoa : in - in T N MễN
HC
1.1.2. Sơ đồ chân :
IC AT89C51
AT89C51 gồm 40 chân, trong đó 32 chân dành cho các cổng vào ra P0, P1,
P2, P3, mỗi cổng 8 chân . Các chân còn lại đợc dành cho nguồnVcc, GND, các chân
đầu vào và ra của bộ dao động XTAL1 và XTAL2, chân RST chân lệnh chốt địa chỉ
ALE , chân cho phép truy cập bộ nhớ ngoài
EA
, cho phép cất chơng trình
PSEN
.
- Chân số 40 là chân nguồn cung cấp +5V cho chíp
- Chân số 20 là GND.
GVHD : on Vn Tun SVTH : Giỏp Vn Thao
Phm Vn Thnh
Quang Thao
7
TRNG HSPKT HNG YấN
Khoa : in - in T N MễN
HC
- Chân 19 và 18 là XTAL1 và XTAL2 ,là đầu vào và ra của bộ dao động OSC
trong chip . Bên trong 89C51 có một bộ dao động nhng nó cần một khâu tạo tần số
dao động chuẩn nh thạch anh 11,0592 MHz .
- Chân số 9 là chân RESET , tích cực ở mức cao .Nếu đặt mức cao tới chân này
thì bộ vi điều khiển sẽ trở về trạng thái mặc định ban đầu
- Chân 31 là
EA
, họ 8051 nh 8751, 98C51 hoặc DS5000 đều có ROM trên chíp
lu cất chơng trình. Trong các trờng hợp nh vậy thì chân
EA
đợc nối tới V
CC
. Đối với
các thành viên của họ nh 8031 và 8032 mà không có ROM trên chíp thì mã chơng
trình đợc lu cất ở trên bộ nhớ ROM ngoài và chúng đợc nạp cho 8031/32. Do vậy,
đối với 8031 thì chân
EA
phải đợc nối đất để báo rằng mã chơng trình đợc cất ở
ngoài.
EA
có nghĩa là truy cập ngoài (External Access) và nó không đợc để hở.
- Chân 29 là
PSEN
(Program Store Enable), Đây là chân đầu ra cho phép cất ch-
ơng trình
- Chân 30 là ALE , Chân cho phép chốt địa chỉ , ALE là chân đầu ra tích
cực cao.
- Cổng P0 (từ chân 32 đến 39), Nó có thể đợc dùng nh cổng đầu ra, để sử dụng
các chân của cổng P0 vừa làm đầu ra, vừa làm đầu vào thì mỗi chân phải đợc nối tới
một điện trở 10k lên +5V. Điều này là do một thực tế là cổng P0 là một máng mở
khác với các cổng P1, P2 và P3. Khái niệm máng mở đợc sử dụng trong các chíp
MOS về chừng mực nào đó nó giống nh Cô-lec-tơ hở đối với các chíp TTL. Trong bất
kỳ hệ thống nào sử dụng 8751, 89C51 hoặc DS5000 ta thờng nối cổng P0 tới các
điện trở kéo. Với những điện trở kéo ngoài đợc nối khi tái lập cổng P0 đợc cấu hình
nh một cổng đầu ra.
GVHD : on Vn Tun SVTH : Giỏp Vn Thao
Phm Vn Thnh
Quang Thao
8
TRNG HSPKT HNG YấN
Khoa : in - in T N MễN
HC
- Cổng P1 (từ chân 1 đến chân 8), nó có thể đợc sử dụng nh đầu vào hoặc đầu ra.
So với cổng P0 thì cổng này không cần đến điện trở kéo vì nó đã có các điện trở kéo
bên trong. Để biến cổng P1 thành đầu vào thì nó phải đợc lập trình bằng cách ghi 1
đến tất cả các bit của nó.
- Cổng P2 (từ chân 21 đến 28). Nó có thể đợc sử dụng nh đầu vào hoặc đầu ra
giống nh cổng P1 , Để tạo cổng P2 nh đầu vào thì nó phải đợc lập trình bằng cách ghi
các số 1 tới tất cả các chân của nó.
- Cổng P3 (từ chân 10 đến chân 17). Nó có thể đợc sử dụng nh đầu vào hoặc đầu
ra. Mặc dù cổng P3 đợc cấu hình nh một cổng đầu ra khi tái lập, nhng đây không
phải là cách nó đợc ứng dụng phổ biến nhất. Cổng P3 có chức năng bổ sung là cung
cấp một số tín hiệu quan trọng đặc biệt chẳng hạn nh các ngắt.
Bít của cổng P3 Chức năng Chân số
P3.0
P3.1
P3.2
P3.3
Nhận dữ liệu (RXD)
Phát dữ liệu (TXD)
Ngắt 0(INT0)
Ngắt 1(INT1)
10
11
12
13
GVHD : on Vn Tun SVTH : Giỏp Vn Thao
Phm Vn Thnh
Quang Thao
9
TRNG HSPKT HNG YấN
Khoa : in - in T N MễN
HC
P3.4
P3.5
P3.6
P3.7
Bộ định thời 0 (TO)
Bộ định thời 1(T1)
Ghi (WR)
Đọc (RD)
14
15
16
17
Các bit P3.0 và P3.1 đợc dùng để nhận và phát dữ liệu trong truyền thông nối
tiếp. Các bit P3.2 và P3.3 đợc dành cho các ngắt ngoài. Bit P3.4 và P3.5 đợc dùng
cho các bộ định thời 0 và 1. Cuối cùng các bit P3.6 và P3.7 đợc cấp cho các tín hiệu
ghi và đọc các bộ nhớ ngoài đợc nối tới hệ thống.
1.2. Thiết bị phát sóng hồng ngoại.
1.2.1. ánh sáng hồng ngoại :
Sóng điện từ chính là sự lan truyền của các dao động điện từ trờng trong không
gian. Theo lý thuyết Macxoen thì cứ có điện trờng biến thiên thì sẽ sinh ra từ trờng
biến thiên ở điểm lân cận và ngợc lại cứ có từ trờng biến thiên thì sẽ sinh ra điện tr-
ờng biến thiên ở điêm lân cận tiếp, và đó chính là cách mà sóng điện từ truyền đi
trong không gian. Bên trong vật thể phát sáng, năng lợng gây ra sự sáng (nhiệt năng
GVHD : on Vn Tun SVTH : Giỏp Vn Thao
Phm Vn Thnh
Quang Thao
10
TRNG HSPKT HNG YấN
Khoa : in - in T N MễN
HC
chẳng hạn) làm các electron trên vỏ nguyên tử hấp thụ năng lợng và nhảy lên quỹ
đạo dừng cao hơn để rồi sau đó lại nhảy về giải phóng ra năng lợng photon. Cứ nh
vậy Electron dao động gây ra vùng điện trờng biến thiên trong không gian và bức xạ
ra sóng điện từ hay sinh ra ánh sáng. Do đó ánh sáng có bản chất chính là những bức
xạ sóng điện từ sinh ra từ sự dao động của các điện tử bên trong vật phát sáng dới sự
tác động của năng lợng gây sáng. Các tế bào quang điện trên võng mạc bên trong
mắt ngời có nhiệm vụ chuyển tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện giúp cho bộ não
con ngời cảm giác đợc ánh sáng . Nhng vì ánh sáng có bản chất sóng điện từ nên nó
có phổ tần, trong khi đôi mắt con ngời tất nhiên là phải có giới hạn làm việc với một
dải tần số nhất định. Điều đó khiến chúng ta không thể nhìn thấy mọi ánh sáng, và
do đó ánh sáng đợc chia làm 2 loại :
- ánh sáng nhìn thấy : gồm các bức xạ có bớc sóng từ 0,37 micromet đến 0,76
micromet hay có tần số đặc chng cho các dải màu đỏ cam vàng lục lam tràm tím :

Phổ tần thang sóng điện từ
GVHD : on Vn Tun SVTH : Giỏp Vn Thao
Phm Vn Thnh
Quang Thao
11
TRNG HSPKT HNG YấN
Khoa : in - in T N MễN
HC
- ánh sáng không nhìn thấy : gồm các bức xạ nằm ngoài vùng ánh sáng nhìn
thấy, tức là có tần số nhỏ hơn tần số của ánh sáng màu đỏ cho đến 0 Hz nh sóng vô
tuyến và hồng ngoại ,và lớn hơn tần số của ánh sáng màu tím cho đến vô cùng nh tia
tử ngoại , tia Rơnghen , và các tia vũ trụ.
Nh vậy ánh sáng hồng ngoại là những bức xạ không nhìn thấy đợc nằm trong
dải tần nhỏ hơn tần số của ánh sáng màu đỏ và nằm ngay dới màu đỏ. Do tần số nhỏ
nên bớc sóng lớn, nên có khả năng đâm xuyên mạnh hơn , tác động vào da ngời
manh hơn, gây ra cảm giác đau mà chúng ta gọi đó là sự nóng do nhiệt độ , do đó tia
hồng ngoại cũng chính là tia bức xạ nhiệt . Vì vậy bất kỳ vật nào cũng phát ra ánh
sáng hồng ngoại. Và nếu năng lợng gây sáng là nhiệt độ thì vật sáng sẽ phát ra ánh
sáng hồng ngoại rất mạnh và ta cảm nhận thấy vật đó rất nóng. Khi đến gần một
ngọn lửa,chỉ có mắt mới nhìn thấy ánh sáng nhìn thấy, và chỉ có da mới cảm nhận đ-
ợc bức xạ nhiệt hồng ngoại , bởi vì mắt chỉ thu đợc tần số cao và da chỉ thu đợc tần
số thấp .
1.2.2 ứng dụng của ánh sáng hồng ngoại trong kỹ thuật điện tử :
Hồng ngoại thật thú vị, bởi vì nó đợc tạo ra 1 cách dễ dàng và không bị ảnh h-
ởng bởi nhiễu điện từ , do đó nó đợc sử dụng một cách rộng rãi và tiện lợi trong
thông tin và điều khiển . Đặc biệt là điều khiển từ xa ,và đặc biệt nữa nh TiVi , máy
nghe nhạc Tuy nhiên nh đã nói ở trên, tia hồng ngoại cũng chính là tia bức xạ
nhiệt . Vì vậy bất kỳ vật nào cũng phát ra ánh sáng hồng ngoại , do đó nó không
hoàn hảo, nhiều nguồn sáng khác nhau có thể phát ra hồng ngoại và có thể gây nhiễu
đến thông tin này. Vì vậy cần phải có những phơng pháp chống nhiễu thích hợp nh
GVHD : on Vn Tun SVTH : Giỏp Vn Thao
Phm Vn Thnh
Quang Thao
12
TRNG HSPKT HNG YấN
Khoa : in - in T N MễN
HC
dùng kính lọc và điều chế tín hiệu khi cần truyền đi xa trong không gian giới hạn .
Việc sử dụng hồng ngoại trong các thiết bị điều khiển từ xa TV/VCR và nhiều ứng
dụng khác cũng một phần là do các Diode phát và thu hồng ngoại rất rẻ và sẵn có
trên thị trờng.
1.2.3. Remote TV SONY :
Nh đã trình bày tại phần ý tởng của thuyết trình này, ở đây việc điều khiển từ
xa các thiết bị điện đợc thực hiện bằng sóng hồng ngoại . Và thiết bị đợc chọn để
phát sóng hồng ngoại chính là 1 chiếc điều khiển từ xa của hãng Ti Vi SONY luôn .
Điều này nhằm thoả mãn nhu cầu tiện lợi và gọn gàng, nếu nh bạn không muốn trong
nhà có quá nhiều điều khiển , và việc cầm điều khiển Ti Vi không chỉ điều khiển Ti
Vi mà còn điều khiển luôn các thiết bị điện khác trong nhà trở lên thật là tiện lợi.
Remote Sony là 1 máy phát tín hiệu hồng ngoại trong pham vi khoảng 10 m
để thực hiện việc điều khiển từ xa không dây. Nó có chức năng nhận lệnh của ngời
điều khiển thông qua bàn phím, sau đó xuất ra một tổ hợp mã lệnh nhị phân ứng với
mỗi phím đợc bấm . Rồi thực hiên mã hoá để chống nhiễu các bit 0 va 1 của mã lệnh
đó theo kiểu mã hoá riêng của hãng SONY đã quy định, đó là kiểu mã hoá theo độ
rộng xung, cả bit 0 và 1 đều có mức cao và thấp nhng độ rộng xung của bit 1 dài hơn
của bit 0 . Sau đó điều chế tín hiệu theo phơng pháp điều biên tín hiệu số để ghi
thông tin lên sóng ngắn cao tần để chống nhiễu và có năng lợng để truyền đi xa 10
m . Và cuối cùng là khuyếch đại công suất vơi năng lợng một chiều 3V để chuyển
tín hiệu điện thành tín hiệu ánh sáng hồng ngoại phát đi trong không gian :
GVHD : on Vn Tun SVTH : Giỏp Vn Thao
Phm Vn Thnh
Quang Thao
13
TRNG HSPKT HNG YấN
Khoa : in - in T N MễN
HC

Sơ đồ khối chức năng
Sơ đồ nguyên lý :
GVHD : on Vn Tun SVTH : Giỏp Vn Thao
Phm Vn Thnh
Quang Thao
14

Xem chi tiết: 303082