Báo cáo thực tập công nhân

"Thiết kế hệ thống băng tải đóng gói sản phẩm
điều khiển bằng bàn phím và giao tiếp máy tính"
Nằm trong chương trình đào tạo kĩ sư chuyên ngành cơ điện tử của
khoa cơ khí- trường đại h
ọc bách khoa đà nẵng, tôi đươc tham gia vào đợt
thực tập công nhân tại xưởng điện tử của trường. Với mục đích bổ sung
kiến thức và kĩ năng nghề nghịệp làm tiền đề cho quá trình công tác sau
này cũng như có thể đáp ứng yêu cầu của nền sản xuất nước nhà, nhóm
Báo Cáo Thực Tập Công Nhân
Trang 2
chúng tôi đã chọn đề tài: Thiết kế hệ thống băng tải đóng gói sản phẩm
điều khiển bằng bàn phím và giao tiếp máy tính. Đây là một đề tài có
khối lượng công việc khá lớn, bao gồm cả cơ khí và điện tử và lập trình
điều khiển, đòi hỏi sự chính xác cao và có thể ứng dụng trong nhiều lĩnh
vực mang lại hiệu quả cao.
Trong quá trình thực hiệ
n đề tài, nhóm đã thiết kế và tính toán sao cho
quá trình làm việc của mô hình là tốt nhất, ổn định nhất, công năng nhiều
nhất. Tuy nhiên, nhóm cũng đã gặp nhiều khó khăn do vấn đề thời gian
và kinh nghiệm của nhóm nên mô hình vẫn gặp những vấn đề chưa thể
khắc phục. Nhóm cũng xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của
thầy Lê Hồng Nam và các thầy cô trong khoa Điện Tử Viễn Thông và Cơ

Khí đã giúp nhóm hoàn thành đề tài một cách tốt nhất. Kính mong quý
thầy cô đóng góp những ý kiến để những đợt thực tập sau chúng tôi sẽ
hoàn thành nhiệm vụ tốt nhất. Trân trọng và chân thành cảm ơn!
Nhóm thực hiện đề tài
n qua đó điều
khiển và kiểm soát số sản phẩm và số thùng.
• Mạch điều khiển : Điều khiển tất cả hoạt động của máy, nhận tín
hiệu điều khiển từ bàn phím và máy tính để xử lý rồi đưa ra tín
hiệu điều khiển cho cơ cấu chấp hành. Kiểm tra tín hiệu trả về của
cảm biến để giám sát ho
ạt động của máy, đưa số liệu ra mạch hiển
thị và đưa về máy tính. Đồng thời xử lý tính toán dựa vào các dữ
liệu thu về từ cảm biến và các tín hiệu điều khiển để xuất tín hiệu
điều khiển cơ cấu chấp hành cho phù hợp với yêu cầu.
CẢM BIẾN
BÀN PHÍM

KHỐI ĐIỀU
ĐIỀU KHIỂN
HIỂN THỊ
CƠ CẤU
CHẤP
HÀNH
MÁY TÍNH
Báo Cáo Thực Tập Công Nhân
Trang 4
• Cảm biến : Gồm 2 cảm biến quang trở được bố theo hành trình của
sản phẩm và thùng để đếm số thùng và số sản phẩm có đủ hay
không.
• Bàn phím : Để nhập số sản phẩm và số thùng đồng thời thực hiện
một số chức năng điều khiển cụ thể (sẽ được làm rõ ở phần sau).
• Hiển thị : Để
hiển thị số sản phẩm và số thùng
• Cơ cấu chấp hành : Gồm các cơ cấu cơ khí ( 2 băng tải) và 2 động


IC vi điều khiển 8951 thuộc họ MCS51 có các đặc điểm sau :
+ 4 kbyte Flash.
+ 128 byte RAM
+ 4 port I/0 8 bit
+ Hai bộ định thời 16 bits
+ Giao tiếp nối tiếp
+ 64KB không gian bộ nhớ chương trình ngoài
+ 64 KB không gian bộ nhớ dữ liệu ngoài
a.Port0: là port có 2 chức năng, ở trên chân từ 32 đến 39 của MC
8951. Trong các thiết kế c
ỡ nhỏ không dùng bộ nhớ ngoài, P0 được sử

10
11
12
13
14
15
16
17
39
38
37
36
35
34
33
32
RST
XTAL2
XTAL1
PSEN
ALE/PROG
EA/VPP
P1.0
P1.1
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7

hoặc bộ nhớ dữ liệu RAM có dung lượng lớn hơn 256 byte.
d. Port3: là một cổng có công dụng kép trên các chân 10 – 17 của
MC 8951. Ngoài chức năng là cổng I/O, những chân này kiêm luôn nhiều
chức năng khác nữa liên quan đến nhiều tính năng đặc biệt của MC 8951,
được mô tả trong bảng sau:
B
ả
n
g

2
.
1

Chức năng của các chân trên port 3

e. PSEN (Program Store Enable): 8951 có 4 tín hiệu điều khiển,
PSEN là tín hiệu ra trên chân 29. Nó là tín hiệu điều khiển để cho phép
truy xuất bộ nhớ
chương trình mở rộng và thường được nối đến chân OE (Output
Enable) của một EPROM để cho phép đọc các byte mã lệnh của chương
trình. Tín hiệu PSEN ở mức thấp trong suốt phạm vi quá trình của một
lệnh. Các mã nhị phân của chương trình được đọc từ EPROM qua bus
và đượ
c chốt vào thanh ghi lệnh của 8951 để giải mã lệnh. Khi thi hành
chương trình trong ROM nội PSEN sẽ ở mức cao.
f. ALE (Address Latch Enable ): Tín hiệu ra ALE trên chân 30

Ngắt ngoài 0.
Ngắt ngoài 1.
Ngõ vào TIMER 0.
Ngõ vào của TIMER 1.
Điều khiển ghi dữ liệu lên bộ nhớ ngoài.
Điều khiển đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài.
Báo Cáo Thực Tập Công Nhân
Trang 7
g. EA (External Access): Tín hiệu vào EA trên chân 31 thường được
nối lên mức cao (+5V) hoặc mức thấp (GND). Nếu ở mức cao, 8951 thi
hành chương trình từ ROM nội trong khoảng địa chỉ thấp (4K). Nếu ở
mức thấp, chương trình chỉ được thi hành từ bộ nhớ mở rộng. Người ta
còn dùng chân EA làm chân cấp điện áp 21V khi lập trình cho EPROM
trong 8951.
h. RST (Reset): Ngõ vào RST trên chân 9 là ngõ reset của 8951. Khi
tín hiệu này được đưa lên mức cao (trong ít nhất 2 chu kỳ máy), các thanh
ghi trong 8951 được đưa vào những giá trị thích h
ợp để khởi động hệ
thống.
i.OSC: 8951 có một bộ dao động trên chip, nó thường được nối với
thạch anh giữa hai chân 18 và 19. Tần số thạch anh thông thường là
12MHz.
j. POWER: 8951 vận hành với nguồn đơn +5V ( 20%. Vcc được nối
vào chân 40 và Vss (GND) được nối vào chân 20.
2. Tìm hiểu về tập lệnh của 89C51.
Một số lệnh thường gặp.
ACALL addr11 : Gọi chương trình con(gọi đến địa chỉ tuyệt đối).
Mô t
ả: ACALL gọi không điều kiện một chương trình con đặt tại địa chỉ
được chỉ ra trong lệnh. Lệnh này tăng nội dung của PC bởi 2 để PC chứa

DEC byte: Byte chỉ ra trong lệnh được giảm đi 1, cờ nhớ không bị anhư
hưởng.
DIV AB: chia số nguyên không dấu 8 bit chứa.
SETB <bit>: Set bit bằng 1.

1.2 Nguyên lý chung:
Thông qua hệ thống cảm biến thu phát hồng ngoại sẽ đưa tín hiệu đầu vào
vào 89S52,sau khi được xử lý tại vi điều khiển(chương trình được lập
trình bằng ASM) sẽ đưa tín hiệu đầu ra điều khiển 2 hệ thống băng
chuyền thực hiện việ
c đếm số thùng trong 1 ca và số sản phẩm trong 1
thùng. Song song với quá trình hoạt động của mạch,máy tính sẽ thực hiện
giám sát và điều khiển thông qua dữ liệu được gởi xuống vi điều khiển
bằng cổng COM
1.3 Cụ thể:
1.3.1 Khối cảm biến:
Trên mỗi băng chuyền thùng và sản phẩm,sẽ đặt 1 hệ thống cảm biến
gồm 1 led hồng ngoại phát và 1 photodiode thu,khi có sản phẩ
m(thùng) đi
qua,hệ thống sẽ gởi tín hiệu mức 0 báo cho VĐK biết, căn cứ vào chương
trình đã được nạp,VĐK sẽ đưa ra chỉ thị điều khiển dừng hay khởi động
băng chuyền để thực hiện việc đếm số sản phẩm(thùng).
1.3.2 Khối băng chuyền: KHỐI XỬ
LÍ TRUNG
TÂM

Song song với quá trình gởi dữ liệu thì PC cũng sẽ nhận dữ liệu đếm từ
VĐK và hiển thị lên màn hình điều khiển.
2.Tính toán thiết kế:
2.1. Mạ
ch công suất cho động cơ:
Mục đích là tạo ra dòng lớn để cung cấp cho động cơ
ULN2803 có nhiệm vụ đệm dòng cho mạch công suất

12V
12V
12V
C PWM3
C PWM4
C PWM1 PWM1
PWM4
PWM2C PWM2
PWM3
RULNS
1K
2
3
4
5
6
7
8
1
9
RN6
4k7

IN2
IN3
IN4
IN5
IN6
IN7
IN8
OUT1
OUT2
OUT3
OUT4
OUT5
OUT6
OUT7
OUT8Tính chọn điện trở:
ULN2803 có I
in
= 25 mA
Chọn V
in
= 12V
Vậy RN6 =4k7
Chọn RULNS = 1K

Báo Cáo Thực Tập Công Nhân
Trang 11


Q14
B562
D21
4007
Q11
D468
D24
4007
D27
4007
D30
4007
M3DC3
IRF540
M1
IRF540
J29
DC4
1
2
J28
DC2
1
2
J27
DC2
1
2
J26
DC1

Size Document Number Rev
Date: Sheet
of
<Doc> <Rev Code>
<Tit le>
A
11Thursday , January 10, 2008
U4
led 7 seg
1
2
3
4
5 6
7
8
9
10
Q1
2SC1815
Q4
2SC1815
Q3
2SC1815
Q2
2SC1815
R37
R
R35
R

G
14
VCC
16
GND
8
U7
led 7 seg
1
2
3
4
5 6
7
8
9
10
U6
led 7 seg
1
2
3
4
5 6
7
8
9
10
U5
led 7 seg

P2.1
A3A4A5 A5
A2A1A6A7
A1A6A7
A3A4
A7
A3A4A5
A2
A4A5
A2A1A6
A3
A1A7A6 A2
P2.6P2.7 P2.4P2.5
R31
R
0
5V
J1
CON8
1
2
3
4
5
6
7
8
P2.7
P2.6
P2.5

Chọn BJT là 2SA1015 với
β
=70
Dòng I
B
= I
C
/
β
= 70/70 = 1mA
R32 = Vcc-V
CES
-V
LED
/ I
C
/ 7 = 5 -2 -0.1/70/7 = 270
Ω
.
Chọn R32=R34=R36=R38=270
Ω

Ngõ ra P2.7 ở mức thấp thì Q1 dẫn lúc đó V
Ol
=0.45V(mức thấp)
R31=Vcc-V
O1
-V
BEQ1
-V

2 3
H0
P1.1
1 4
2 3
5
P1.0
1 4
2 3
1 4
2 3
P1.5
E
P1.4
1 4
2 3
D
1 4
2 3
64
1 4
2 3
98
0
1 4
2 3
C0
H1
1 4
2 3

phim equ 30h
ORG 0000H
MAIN:
ACALL IN_HEX
MOV A,PHIM
ACALL HT
SJMP MAIN
;
IN_HEX: MOV R3,#50
BACK1: ACALL GET_KEY
JNB 10,EXP1
DJNZ R3,BACK1
BACK2: MOV R3,#50
BACK3: ACALL GET_KEY
JB 10,BACK2
DjNZ R3,BACK3
SETB 11
MOV PHIM,R6
EXP1: NOP
RET
;
Báo Cáo Thực Tập Công Nhân
Trang 14
GET_KEY:
MOV A,#0FEH
MOV R2,#0
SCAN_ROW:
MOV P0,A
MOV R4,A ;luu gia tri cua A vao R4
;chuan bi quet cac cot va nhay

SJMP EXIT
ROW_3:
MOV A,R2
ADD A,#12
SETB 10
MOV R6,A
Báo Cáo Thực Tập Công Nhân
Trang 15
SJMP EXIT
NO_CODE: ;NEU KHONG CO PHIM AN THI XOA BIT
10
CLR 10
EXIT:
RET
HT: MOV B,#10
DIV AB
ADD A,#10H
MOV P2,A
ACALL DELAY
MOV A,B
ADD A,#00
MOV P2,A
ACALL DELAY
RET
DELAY: MOV R0,#200
DJNZ R0,$
RET
END

Khi mạch không cần nhiều phím thì ta có thể dùng phím như sau:

Trang 16
2.4. Mạch giao tiếp máy tính
5V
VCC5V
GND
P0.3
P1.1
DK PWM1
P1.0
P1.4
P0.1
DK PWM2
P3.3
DK PWM3
P0.4
P1.2
P3.5
P1.5
DK PWM4
P3.4
P0.5
RXD
P1.6
P0.2
P0.7
P0.6
P0.0
P1.3
TXD
P3.2

LED
D35
LED
D42
LED
D41
LED
D40
LED
D43
LED
D44
LED
R19
R
D46
LED
R17
R
D45
LED
R16
R
R15
R
R20
R
R21
R
R22

NGUON 5V
1
2
Q16
2SA1015
3
2
1
J2
NAP PHILLIP
1
2
3
4
C6
30P
U4
8051
29
30
31
19
18
9
39
38
37
36
35
34

X2
RST
P0.0/AD0
P0.1/AD1
P0.2/AD2
P0.3/AD3
P0.4/AD4
P0.5/AD5
P0.6/AD6
P0.7/AD7
P1.0
P1.1
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
P2.0/A8
P2.1/A9
P2.2/A10
P2.3/A11
P2.4/A12
P2.5/A13
P2.6/A14
P2.7/A15
P3.0/RXD
P3.1/TXD
P3.2/INT0
P3.3/INT1

2
U5
MAX232
13
8
11
10
1
3
4
5
2
6
12
914
7
R1IN
R2IN
T1IN
T2IN
C+
C1-
C2+
C2-
V+
V-
R1OUT
R2OUTT1OUT
T2OUT
P1

:

T1IN T1OUT
Báo Cáo Thực Tập Công Nhân
Trang 17
R1IN R1OUT
0 1
1 0

2.4.2. Chip 89S52:
- Nhập dữ liệu bàn phím qua Port 0.
- Xuất dữ liệu ra LED qua Port 2.
- Khối giao tiếp cổng COM ( sử dụng MAX 232) qua P3.0,
P3.1
- Khối cảm biến, động cơ qua Port1.

2.4.3. Tính toán và chọn linh kiện:
Chip 89S52 hoạt động với tốc độ xung đồng hồ 12MHz, nên chọn thạch
anh Y1 =12M, chọn C1=C2=33pF.

Mạch Reset:

Tính điện trở mạch Reset hệ thống:
Ngõ vào Reset (RST) – Mức cao trên chân này trong hai chu kì máy trong
khi bộ dao động đang hoạt động sẽ Reset AT89C51:
V
IHmin
= 0.7*V
CC
=0.7*5=3.5(V)

2≥ nFC 24.0
3
≥⇒ .
Chọn C
3
=10 F
μTính toán điện trở kéo lên ở các port0, port1, port2:
+ V
OL
=0.45(V),I
OL
=1.6(mA), I
IL
=0.05 mA
R
Pmin
= )K(87.2
05.06.1
45.05
=
−
−

+ V
OH
=2.4(V), I
OH

=8.2(K)

Sơ Đồ Toàn Mạch:
24V
12V
12V
12V
12V
12V
12V
12V
5V
12V
PWM2
PWM3
PWM4
PWM1
24V
C PWM1
C PWM2
C PWM4
C PWM3
PWM4
VCC5V
GND
24V
24V
24V
24V
P0.3

GND
PWM3
PWM2
PWM1
DK PWM1
DK PWM2
DK PWM3
DK PWM4
C PWM2
C PWM3
C PWM4
C PWM1
VCC5V
VCC5V
VCC5V
VCC5V
P1.3
P0.6
P1.1
P3.4P0.5
P1.0
P3.2
P1.6
P0.4
P1.5
P1.2
P0.0
P0.2
P0.7
P0.3

560
OPTO1
12
4
3
Q9
D468
LED1
LED
D20
LED
D23
LED
D26
LED
D22
LED
D28
LED
D31
LED
D38
LED
D33
LED
D34
LED
D36
LED
D37

2
D43
LED
D44
LED
R19
R
D46
LED
R17
R
D45
LED
R16
R
R15
R
R20
R
R21
R
R22
R
R18
R
ROPTO4
560
R23
R
R28

NGUON 5V
1
2
Q16
2SA1015
3
2
1
Q7
D468
Q14
B562
Q8
B562
D21
4007
J2
NAP PHILLIP
1
2
3
4
Q11
D468
D24
4007
D27
4007
D30
4007

25
26
27
28
10
11
12
13
14
15
16
17
PSEN
ALE
EA
X1
X2
RST
P0.0/AD0
P0.1/AD1
P0.2/AD2
P0.3/AD3
P0.4/AD4
P0.5/AD5
P0.6/AD6
P0.7/AD7
P1.0
P1.1
P1.2
P1.3

6
7
8
18
17
16
15
14
13
12
11
COM GND
IN1
IN2
IN3
IN4
IN5
IN6
IN7
IN8
OUT1
OUT2
OUT3
OUT4
OUT5
OUT6
OUT7
OUT8
+
C12V

3
R39 560
J25
COIBIP
1
2
R40 330
J29
DC4
1
2
J28
DC2
1
2
J27
DC2
1
2
J26
DC1
1
2
ROPTO3
560
LED3
LED
OPTO3
12
4


Báo Cáo Thực Tập Công Nhân
Trang 19
2.5 Xác định chân của một số linh kiện điện tử
1. Điện trở:
2.
Công dụng điện trỡ:
Dùng để cản trở dòng điện.
Điện trở ép trên mạch in:
Điện trỡ này có cấu tạo bằng than ép, màn thang, dây quấn. R
Ký hiệu và hình dạng của điện trở

Đối với những điện trỡ có công suất bé người ta phân biệt trị số và sai số
theo vạch màu. Cách đọc giá trị điện trỡ theo vạch màu được qui định
theo bảng sau.

Màu Trị số Sai số
Đen 0 0%


Điện trở có cơng suất lớn thì người ta thường nghi giá trị điện trở và cơng
suất trên thân điện trở.
Những hư hỏng thường gặp ở điện trở.
- Cháy do làm việc q cơng xuất.
- Tăng trị số thường gặp ở điện trở bột thang, do lau ngày hoạt tính
bột than biến chất làm thay đổi trị số.
- Giảm trị số thường xảy ra ở điện trở dây quấn do bị chập vòng.
Biến trở.
Dùng để thay đổi giá trị điện trở
Loại chỉnh có độ thay đổi rộ
ng: loại này thiết kế dùng cho người sử
dụng
Loại tinh chỉnh: loại này dùng để chỉnh lại chính xác hoạt động của
mạch
Đỏ Nâ Cam Vàng kim
Điện trở có giá trò: R = 21.10
3
Ω
R
R- Tụ điện không có cực tính thường là các tụ gốm, tụ thuỷ tinh có ký hiệu
như sau:
C1

Khi sử dụng tụ điện cần chú ý:
Điện dung: Cho biết khả năng chứa điện của tụ.
Điện áp: Cho biết khả năng chiệu đựng của tụ.
Khi dùng tụ có cực tính thì phải đặt cực tính dương của tụ ở điện áp cao
còn cực tính âm ở nơi điện áp thấp.
Cách đọc giá trị của tụ. Trường hợp trên tụ có ghi giá trị, ký hiệu mà tận cùng là một chữ
cái, đơn vị đo tính bằng pF (pico farad), phương pháp xác định giá trị
thực hiện như sau:
- Hai chữ số đầu chỉ trị số cho điện dung của tụ
203
25
200
50WV

- Đo hai lần có đổi que:
Nếu kim vọt lên và tr
ả về hết thì kha năng nạp xã của tụ còn tốt.
Nếu kim vọt lên thì tụ bị đánh thủng.
Nếu kim vọt lên nhưng tra về không hết thì tụ bị rĩ.
Nếu kim vọt lên và kim trả về lờ đờ thì tụ bị khô.
Nếu kim không lên thì tụ đứt.

Khi sử dụng cuộn dây cần chú ý sự chiệu đựng dòng điện đi qua nó: nếu
tiết diện dây lớn thì dòng
điện chiệu đựng cao hơn.
Cách kiểm tra hư hỏng của cuộn dây: Ta vặn thang đo Rx1 hoặc R
x 10 để xác định cuộn dây có bị đức hay không. Khi chạm cuộn dây thì ta
chỉ có kiểm tra bằng thực tế.
4. DIODE.
Điode nắn điện. Diode chỉ hoạt động dẫn dòng điện từ cực A sang cực K ( Khi tiếp xúc
PN được phân cực thuận). Khi phân cực nghịch vược điện áp chịu đựng
P
N
Báo Cáo Thực Tập Công Nhân
Trang 23
thì sẻ phá vở mối liên kết, diode bị nối tắt. Do đó khi lắp ráp mạch sử
dụng diode ta nên chú ý đến điện áp ngược và dòng tải của diode.
Diode zener.

định chân của BJT
Ta đặt đồng hồ VOM ở thang đo 1k hoặc100.
Ta đặt que đo vào một chân cố định, còn que còn lại đảo gữa hai chân
còn lại nếu kim lên đều thì ta đảo hai que đo với nhau và đo như trên
thì kim không lên thì chân cố định là chân B. Ở trường hợp que còn lại
đảo gữa hai chân còn lại nếu kim lên đều, que ở chân cố định là que
đen thì BJT loại NPN, nếu que đỏ
ở chân cố định thì đó là loại PNP.
BJT(NPN): Ta đặt hai que đo vào hai chân còn lại(Không đặt ở chân
B), dùng điện trở(hoặc ngón tay) để nối gữa que đen với cực B nếu
P
N
P
EC
B
C
B
Q
E
N
P
N
EC
B
C
B
Q
E
Báo Cáo Thực Tập Công Nhân
Trang 24

Trong hướng dẫn thực tập này, chúng tôi chỉ trình bày các d
ạng chân
ra cho một số IC thông dụng như IC LM555 và IC741.
Dạng chân ra của IC LM555
Chân 1: Ground (GND)
Chân 2: Trigger (TRG): kích khởi
Chân 3: Output (OUT): ngõ ra
Chân 4: Reset
Chân 5: Cont
E
R1
R
Q
R1
C
DR2
B
Q
C
C
R
R2
Q
B
E
E
B
Q
D
E