Đồ án, Review Đồ án

Line giao tiếp At89s52, Cảm biến dò line + L298 + Động cơ V1 + 8051

Posted on by Điện tử Nhật Tùng
cam-bien-do-line-giao-tiep-at89s52-kich-xe-do-line
Line giao tiếp At89s52 là dùng Cảm biến dò line có thể dùng để phát hiện line trắng và đen. Mạch sử dụng cảm biến hồng ngoại TCRT5000 với khoảng cách phát hiện từ 1~25mm giúp dễ dàng trong quá trình cài đặt module lên thiết bị. Mạch cảm biến dò line thích hợp dùng cho các thiết bị cần di chuyển theo line, thiết bị phát hiện màu trắng, đen,… Có thể dễ dàng điều chỉnh độ nhạy của cảm biến qua biến trở được thiết kế sẵn trên board. Mạch cảm biến dò line 4 chân hoặc 3 chân  đối với loại đơn và 8 chân đối với loại 5 line thích hợp dùng cho các thiết bị cần di chuyển theo line, thiết bị phát hiện màu trắng, đen,…  
Liên hệ làm Đồ án và Mạch điện tử Phone : 0967.551.477 Zalo    : 0967.551.477 FB      : Huỳnh Nhật Tùng Email : dientunhattung@gmail.com Địa Chỉ: 171/25 Lê Văn Thọ, P8, Gò Vấp, Tp HCM Chi tiết: Nhận làm mạch và đồ án Điện tử  

1. Linh kiện cần thiết làm mạch cảm biến Line giao tiếp At89s52

1.1 Vi điều khiển 8051 Line giao tiếp At89s52

a. Giới thiệu

At89s52 là một chíp vi điều khiển được sản xuất bời hãng Atmel thuộc họ 8051. At89s52 là một bộ vi điều khiển 8 bit dựa trên kiến trúc RISC bộ nhớ chương trình 8KB ISP flash có thể ghi xóa hàng nghìn lần, một bộ nhớ RAM vô cùng lớn trong thế giới vi xử lý 8 bit (256x8KB SRAM) Với 32 chân có thể sử dụng cho các kết nối vào hoặc ra i/O, 32 thanh ghi, 3 bộ timer/counter có thể lập trình, có các gắt nội và ngoại (2 lệnh trên một vector ngắt), giao thức truyền thông nối tiếp USART, SPI. Khả năng lập trình được watchdog timer, hoạt động với 5 chế độ nguồn. review-do-an-8051-at89s52 Vi xử lý có rất nhiều loại bắt đầu từ 4 bit cho đến 32 bit, vi xử lý 4 bit hiện nay không còn nhưng vi xử lý 8 bit vẫn còn mặc dù đã có vi xử lý 64 bit. Lý do sự tồn tại của vi xử lý 8 bit là phù hợp với một số yêu cầu điều khiển trong công nghiệp. Các vi xử lý 32 bit, 64 bit thường sử dụng cho các máy tính vì khối lượng dữ liệu của máy tính rất lớn nên cần các vi xử lý càng mạnh càng tốt. Các hệ thống điều khiển trong công nghiệp sử dụng các vi xử lý 8 bit hay 16 bit như hệ thống điện của xe hơi, hệ thống điều hòa, hệ thống điều khiển các dây chuyền sản xuất, … các ứng dụng của vi điều khiển

b. Chức năng của At89s52:

 
Số chânTên chânĐặc điểm
32-39Port 08 chân Địa chỉ và Dữ liệu / GPIO
1-8Port 18 chân GPIO 
21-28Port 28 chân GPIO
10-17Port 38 chân GPIO
9RSTChân Reset
18XTAL2Chân đầu ra của bộ tạo dao động bên ngoài
19XTAL1Chân đầu vào bộ tạo dao động bên ngoài
20GNDChân nối đất
40VCCChân cấp điện
31EA / VPPKích hoạt truy xuất bên ngoài / chân cấp nguồn kích hoạt Flash
30ALE / PROGChân chốt địa chỉ / Chân lập trình flash
29PSENChân cho phép lưu chương trình
Chân Port 0
Tất cả các cổng của AT89S52 là 8-bit có nghĩa là mỗi port có 8 chân đa chức năng. Các chân đầu vào / đầu ra này có thể được cấu hình cho các chức năng khác bằng cấu hình cách các thanh ghi cấu hình.  Nếu chúng ở trạng thái mức thấp, chúng hoạt động như các chân đầu vào trở kháng cao hai chiều. Nhưng nếu chúng được kéo lên mức cao, chúng được sử dụng làm chân đầu ra digital. Các chân Port0 cũng được sử dụng để cập nhật các byte thấp trong code đến bộ nhớ chương trình bên trong của vi điều khiển AT89S52 và cũng được sử dụng để xác nhận code đã được cập nhật. Khi sử dụng các chân này để lập trình, chúng ta cần kết nối các chân này với các điện trở kéo lên bên ngoài.
Chân Port 1
Tương tự như port 0, Port1 cũng có các chân dữ liệu 2 chiều 8 bit với các điện trở kéo lên bên trong. Một số chân GPIO này được sử dụng giao tiếp lập trình hệ thống trong mạch và một số được sử dụng làm chức năng thay thế cho ba chân bộ định thời / bộ đếm 16 bit.
Số chânChức năng
P1.0T2
P1.1T2EX
P1.5MOSI
P1.6MISO
P1.7SCK
Chân Port 2
Giống như Port 1, Port2 cũng có các chân dữ liệu 2 chiều 8 bit với các điện trở kéo lên bên trong. Một số chân GPIO này được sử dụng để giao tiếp lập trình hệ thống trong mạch và một số chân được sử dụng làm chức năng thay thế cho ba chân Bộ định thời / Bộ đếm 16 bit. Các chân Port2 cũng được sử dụng để cập nhật các byte cao trong code lên bộ nhớ chương trình bên trong của vi điều khiển AT89S52 và cũng được sử dụng để xác nhận code đã được cập nhật. Khi sử dụng các chân này để lập trình, chúng ta cần kết nối các chân này với các điện trở kéo lên bên ngoài. Chân port 3 Port 3 cũng là một cổng 8-bit và có 8 chân GPIO. Ngoài chức năng nhập / xuất, các chân này còn có một số tính năng đặc biệt.  Cổng 3 cũng được sử dụng để truyền dữ liệu nối tiếp UART, ngắt ngoài và thực hiện các thao tác đọc / ghi bộ nhớ dữ liệu bên ngoài.
Số chânChức năng
P3.0RXD
P3.1TXD
P3.2INT0
P3.3INT1
P3.4T0
P3.5T1
P3.6WR
P3.7RD
Tất cả các chân này là chân dữ liệu hai chiều và tương thích với chuẩn TTL. Chúng có thể là nguồn dòng sink hay source và tất cả đều có điện trở kéo lên bên trong để xác định đúng trạng thái.

Các chức năng khác

  • Reset: Chân 9 là chân reset mức thấp đang hoạt động. Xung mức thấp dài hơn độ dài xung tối thiểu sẽ tạo ra reset. Các xung ngắn không có khả năng tạo ra reset.
  • VCC: Chân 10 là chân cấp nguồn cho bộ điều khiển này. Nguồn điện của cần phải có 5 V để đặt bộ điều khiển này trong điều kiện đang chạy. 
  • GND: Chân 11 là chân nối đất.
  • AREF: Chân 32 là chân tham chiếu tương tự chủ yếu được sử dụng cho bộ chuyển đổi A / D .
  • AVCC: Chân 30 là AVCC là chân điện áp cung cấp cho PORTA và ADC. Nó được kết nối với VCC thông qua bộ lọc thông thấp khi có ADC. Tuy nhiên, trong trường hợp không có ADC, AVCC được kết nối bên ngoài với VCC. 
  • Chân 12 & 13: Một bộ dao động tinh thể được kết nối với các chân này. Atmega16 hoạt động ở tần số bên trong 1MHZ; bộ dao động được thêm vào để tạo ra xung clock và tần số cao.

c.Thông số kỹ thuật Atmega (Dip)

DatasheetsAt89s52
Standard Package27
CategoryIntegrated Circuits (ICs)
FamilyEmbedded – Atmel
SeriesAt89s
PackagingTube
Core Processor8051
Core Size8-Bit
Speed33MHz
ConnectivitySPI, UART / USART, USB
PeripheralsBrown-out Detec t/ Reset, HLVD, POR, PWM, WDT
Number of I /O32
Program Memory Size8KB
Program Memory TypeFLASH
EEPROM SizeNO
RAM Size256×8 Byte
Voltage – Supply (Vcc/Vdd)4.2 V ~ 5.5 V
Data ConvertersNO
Oscillator TypeInternal
Operating Temperature-40°C ~ 85°C
Package / Case40-SOIC (0.295″, 7.50mm Width)
Other NamesAt89s52

d. Power

  • 5V: Điện áp ra 5V (dòng điện trên mỗi chân này tối đa là 500mA).
  • GND: Là chân mang điện cực âm trên board.
  • IOREF: Điệp áp hoạt động của vi điều khiển trên AVR và có thể đọc điện áp trên chân IOREF. Chân IOREF không dùng để làm chân cấp nguồn.

e.Bộ nhớ

  • 8 KByte bộ nhớ chỉ đọc có thể xóa và lập trình nhanh (EPROM), 
  • 8 KByte bộ nhớ có thể lập trình nhanh, có khả năng tới 1000 chu kỳ ghi/xoá
  • 128 Byte RAM
  • 64 KB vùng nhớ mã ngoài
  • 64 KB vùng nhớ dữ liệu ngoại.

f. Chức năng nội bật

  • Là bộ vi điều khiển công nghệ CMOS hiệu suất cao tích hợp công nghệ Flash
  • Hoạt động ở dải điện áp rộng 4 – 5.5V, vì vậy nó là một IC công suất thấp.
  • Thiết bị hỗ trợ lập trình bên trong ở cả chế độ page và byte của bộ nhớ Flash.
  • Tần số hoạt động lên đến 33MHz nhưng có thể thay đổi để tiết kiệm năng lượng.
  • Module có thời gian lập trình nhanh với 10.000 chu kỳ đọc / ghi.
  • Bộ nhớ RAM 256 × 8 bit.
  • Giao tiếp nối tiếp thông qua module UART song công.
  • Nó có một chân reset, ba bộ định thời 16 bit và tám bộ ngắt.
  • AT89S52 có hai chế độ nguồn. Đầu tiên là chế độ nhàn rỗi, trong đó thiết bị xử lý dừng hoạt động trong khi ngoại vi vẫn tiếp tục hoạt động. Thứ hai là chế độ tắt nguồn sẽ tạm dừng bộ dao động và các chức năng khác và lưu nội dung RAM.
  • Bộ đếm thời gian Watchdog để hoạt động khởi động thiết bị từ chế độ ngủ và có thể được kích hoạt hoặc hủy kích hoạt thông qua lập trình

1.2 Cảm biến Line giao tiếp At89s52

a. Giới thiệu 

Line giao tiếp Pic16F là dùng Cảm biến dò line có thể dùng để phát hiện line trắng và đen. Mạch sử dụng cảm biến hồng ngoại TCRT5000 với khoảng cách phát hiện từ 1~25mm giúp dễ dàng trong quá trình cài đặt module lên thiết bị. Mạch cảm biến dò line thích hợp dùng cho các thiết bị cần di chuyển theo line, thiết bị phát hiện màu trắng, đen,… Có thể dễ dàng điều chỉnh độ nhạy của cảm biến qua biến trở được thiết kế sẵn trên board. Mạch cảm biến dò line 4 chân hoặc 3 chân  đối với loại đơn và 8 chân đối với loại 5 line thích hợp dùng cho các thiết bị cần di chuyển theo line, thiết bị phát hiện màu trắng, đen,… cam-bien-do-line-giao-tiep-arduino-dieu-khien-xe-do-line

b. Thông số kỹ thuật

  • Nguồn cung cấp: 5VDC.
  • Mạch sử dụng chip so sánh LM393.
  • Dòng điện tiêu thụ: <10mA.
  • Dải nhiệt độ hoạt động: 0oC ~ 50oC.
  • Ngõ giao tiếp: 3 dây VCC, GND, DO
  • Mức tín hiệu ngõ ra: TTL.
  • Kích thước: 3.2 x 1.4mm.

c. Nguyên lý hoạt động

  • Kết nối GND với GND, VCC đến 2.4-5VDC.
  • Để có hiệu suất tốt nhất, hãy sử dụng nguồn cung cấp ổn định nhất (trên Arduino, đây sẽ là nguồn cung cấp 3.3V).
  • Dạng nhận biết màu trắng hoặc đen thông qua xuất hiện từ chân OUT.
  • Các đầu ra sẽ có tín hiệu logic khác nhau phù hợp cho màu trắng hoặc đen.

d. Ứng dụng

Cảm biến này có thể được sử dụng để xây dựng các mạch điện tử khác nhau 
  • Hệ thống phân biệt màu sản phẩm trắng và đen
  • Mạch gián điệp
  • Tự động hóa trong gia đình
  • Người máy
  • Mạch xe vận chuyển dò line
  • Nhận biết trời sáng hoặc tối
  • Nhận diện phát hiện bật cản

1.3 Module l298 điều khiển động cơ dc dùng Line giao tiếp At89s52

a. Giới thiệu

Module điều khiển động cơ L298 ( mạch cầu H L298)  là một module hưu ích, phổ biến với chức năng thông dụng và giá thành cực kỳ rẻ là lựa chọn của các bạn học sinh, sinh viên.  Mạch này có thể điều khiển được 2 động cơ. Ứng dụng rất nhiều vào các đề tài: điều khiển xe robot, điều khiển cánh tay robot (Cánh tay robot 3 bậc bạn phải sử dụng tới 2 mô đun này), Arduino để điều khiển động cơ sử dụng mô đun điều khiển động cơ… Module l298 điều khiển được các động cơ như motor giảm tốc, motor mini, động cơ bước, động cơ servo, động cơ dc
module l298

b. Thông số kỹ thuật

  • Driver: L298N tích hợp hai mạch cầu H.
  • Điện áp điều khiển: +5 V ~ +35 V
  • Dòng tối đa cho mỗi cầu H là: 2A
  • Điện áp của tín hiệu điều khiển: +5 V ~ +7 V
  • Dòng của tín hiệu điều khiển: 0 ~ 36mA
  • Công suất hao phí: 20W (khi nhiệt độ T = 75 ℃)
  • Nhiệt độ bảo quản: -25 ℃ ~ +130 ℃

c. Sơ đồ chân module L298

  • 12V power, 5V power: là 2 chân cấp nguồn trực tiếp đến động cơ .
  • Power GND : là chân GND cấp nguồn cho động cơ
  • 2 Jump A enable và B enable dùng cho phép động cơ chạy hoặc dừng
  •  IN1, IN2, IN3, IN4: Là 4 chân input , chức năng nhận tín hiệu từ vi điều khiển hoặc Arduino để điều khiển động cơ
  • Output A: nối với động cơ A. bạn chú ý chân +, -. Nếu bạn nối ngược thì động cơ sẽ chạy ngược. Và chú ý nếu bạn nối động cơ bước, bạn phải đấu nối các pha cho phù hợp

1.4 Động cơ dc 12v giảm tốc V1 dùng Line giao tiếp At89s52

a. Giới thiệu

  • Động cơ DC giảm tốc V1 là loại được lựa chọn và sử dụng nhiều nhất hiện nay cho các thiết kế Robot đơn giản, động cơ DC giảm tốc V1 có chất lượng và giá thành vừa phải cùng với khả năng dễ lắp ráp của nó đem đến chi phí tiết kiệm và sự tiện dụng cho người sử dụng, các bạn khi mua động cơ giàm tốc V1 có thể mua thêm gá bắt động cơ vào thân Robot cũng như bánh xe tương thích.
  • Động cơ DC giảm tốc V1 1:48 hộp số kim loại có trục quay và bánh răng của hộp số được làm bằng kim loại cho tuổi thọ và độ bền cao hơn các loại bằng nhựa (các loại bằng nhựa khi chạy 1 thời gian sẽ bị tình trạng các bánh răng nhựa bị rơ, kẹt khiến cho vận tốc động cơ thay đổi theo thời gian), thích hợp để lắp ráp các mô hình Robot, Cơ khí đơn giản.
Động cơ giảm tốc V1

b. Thông số kỹ thuật

  • Điện áp hoạt động: 3V~ 9V DC (Hoạt động tốt nhất từ 6 – 8V)
  • Dòng không tải: 70mA (250mA MAX)
  • Mômen xoắn cực đại: 800gf cm min 1:48 (3V)
  • Tốc độ không tải: 125 Vòng/ 1 Phút (3V) (Với bánh 66mm: 26m/1p) 208 Vòng/ 1 Phút (5V) (Với bánh 66mm: 44m/1p)

1.5 Khung xe dùng Line giao tiếp At89s52

a. Giới thiệu

Khung xe robot 3 bánh được thiết kế phù hợp với các yêu cầu chế tạo robot dò đường, robot do thám, robot tránh vật cản, có thể lắp ghép với cánh tay robot để điều khiển. Là sản phẩm để làm robot mô hình, đặc biệt phù hợp với Arduino. Xe được thiết kế rất đẹp, chắc chắn có thể hoạt động linh hoạt, các bánh xe được lắp ghép đối xứng, giữ cân bằng và chính xác trong di chuyển. Trọn bộ khung xe robot 3 bánh bao gồm đầy đủ các chi tiết được lắp ghép gọn gàng. cam-bien-do-line-giao-tiep-arduino-dieu-khien-xe-do-line-khung-xe

b. BÁNH XE

Có 2 bánh cố định được gắn chặt với động cơ làm nhiệm vụ truyền lực cho xe chạy: được làm bằng nhựa, lốp xe làm bằng cao su mềm, có độ bám đường tốt, chắc chắn. Kích thước đường kính bánh xe 65mm. 1 bánh xe dẫn động giúp xe chạy đa hướng. Vật liệu từ nhựa và thép, có vòng bi xoay.

c. ĐỘNG CƠ

2 Động cơ có hộp giảm tốc, có thể lập trình băm xung để điều chỉnh tốc độ của động cơ. Sử dụng nguồn nuôi có mức điện áp hoạt động 3 – 6V.

d. KHUNG XE ROBOT 3 BÁNH

Được làm bằng nhựa có nhiều lỗ sẵn để bắt ốc vào những vị trí cần thiết để gắn board mạch Arduino, đế pin, công tắc, động cơ, bánh trước để gắn các board mạch gắn cảm biến. Kích thước của khung là 220×150mm.

2. Hướng dẫn đồ án Line giao tiếp At89s52 điều khiển xe dò line

Phần này chưa được chia sẻ.

LIÊN HỆ thông tin ở TẠI ĐÂY để được hổ trợ tốt hơn.

Phần cứng

cam-bien-do-line-giao-tiep-arduino-dieu-khien-xe-do-line-1

Phần mềm

// Định nghĩa các chân
int ENA = 3;
int IN1 = 1;
int IN2 = 2;

int ENB = 6;
int IN3 = 4;
int IN4 = 5;

// tốc độ động cơ là 80
#define ENASpeed 80
#define ENBSpeed 80

// khai báo tất cả các cảm biến điều không tín hiệu)

int Sensor1 = 0;
int Sensor2 = 0;
int Sensor3 = 0;
int Sensor4 = 0;

void setup() {

  pinMode(ENA, OUTPUT);
  pinMode(IN1, OUTPUT);
  pinMode(IN2, OUTPUT);

  pinMode(ENB, OUTPUT);
  pinMode(IN3, OUTPUT);
  pinMode(IN4, OUTPUT);

  pinMode(Sensor1, INPUT);
  pinMode(Sensor2, INPUT);
  pinMode(Sensor3, INPUT);
  pinMode(Sensor4, INPUT);

}

void loop(){

  //đọc giá trị các chân
  analogWrite(ENA, ENASpeed);
  analogWrite(ENB, ENBSpeed);

// đọc cảm biến là sáng nếu vào đường đen, đèn cảm biến tắt khi lệch đường
  Sensor1 = digitalRead(8);
  Sensor2 = digitalRead(9);
  Sensor3 = digitalRead(10);
  Sensor4 = digitalRead(11);

  if(Sensor4 == HIGH && Sensor3 == HIGH && Sensor2 == LOW && Sensor1 == LOW){

// rẻ trái nếu cảm biến 3 và 4 lệch đường
//động cơ trái dừng
    digitalWrite(IN1, LOW);
    digitalWrite(IN2, LOW);

    //motor B Forward
// động cơ phải tiến
    digitalWrite(IN3, LOW);
    digitalWrite(IN4, HIGH);
 
  }

  else if (Sensor4 == LOW && Sensor3 == LOW && Sensor2 == HIGH && Sensor1 == HIGH){

// rẻ trái nếu cảm biến 1 và 2 lệch đường
// động cơ trái tiến
    digitalWrite(IN1, LOW);
    digitalWrite(IN2, HIGH);

 
//động cơ phải dừng
    digitalWrite(IN3, LOW);
    digitalWrite(IN4, LOW);

  }

  else if (Sensor4 == LOW && Sensor3 == LOW && Sensor2 == LOW && Sensor1 == LOW){

//tất cả động cơ dừng lại nếu xe hoàn toàn lệch khỏi đường
    digitalWrite(IN1, LOW);
    digitalWrite(IN2, LOW);
    digitalWrite(IN3, LOW);
    digitalWrite(IN4, LOW);
 
  }

   else if (Sensor4 == HIGH && Sensor3 == HIGH && Sensor2 == HIGH && Sensor1 == HIGH){

//tất cả động cơ dừng lại nếu tất cả cá cảm biến điều trên đường

    digitalWrite(IN1, LOW);
    digitalWrite(IN2, LOW);
    digitalWrite(IN3, LOW);
    digitalWrite(IN4, LOW);
  }

  else{

    //if(Sensor4 == LOW && Sensor3 == HIGH && Sensor2 == HIGH && Sensor1 == LOW

// nếu cảm biến 4 và 1 nằm ngoài đường đen, cảm biến 2,3 trên đường đen thì xe chạy tới
    digitalWrite(IN1, LOW);
    digitalWrite(IN2, HIGH);
    digitalWrite(IN3, LOW);
    digitalWrite(IN4, HIGH);
  }
}

3. Hoạt động của mạch cảm biến line giao tiếp At89s52

Khi cấp điện hệ thống hoạt động, vi điều khiển hiển thị thông tin ban đầu. lúc này vi điều khiển chờ tín hiệu từ module cảm biến line gửi vào. Khi nhận tín hiệu từ cảm biến dò line giao tiếp At89s52 thì kích xe hoạt động theo line đã được lập trình quy định.

4. Hoạt động mạch cảm biến line giao tiếp At89s52 các bạn xem video:

Ngoài ra còn nhiều Phần và các môn khác

Đồ án điện tử, Lập trình vi điều khiển tổng hợp File đồ án – Phần 1 Mạch điện tử, Lập trình vi điều khiển tổng hợp File đồ án – Phần 2 Thiết kế mạch điện tử, Lập trình vi điều khiển tổng hợp File đồ án – Phần 3 Vi xử lý, Lập trình vi điều khiển Pic – 8051 – Avr – Phần 4 Tổng hợp File ĐỒ ÁN Điện tử cơ bản Tổng hợp File ĐỒ ÁN Viễn thông Tổng hợp File ĐỒ ÁN PLC Tổng hợp File ĐỒ ÁN Cung cấp điện

Chúc các bạn thành công…!!!

Điện tử Nhật Tùng

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *