ĐỜ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Ths NGUYỄN QUANG CHUNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
BAN LIÊN THÔNG
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
Bình Dương, ngày tháng

năm 2013

BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ LIÊN THÔNG
(Của giảng viên hướng dẫn)

Họ tên sinh viên: NGUYỄN BÁ ĐƠNG

MSSV: 10910005

Đề tài: Khóa cửa điện tử sử dụng vi điều khiển
Giảng viên hướng dẫn: Ths. NGŨN QUANG CHUNG
Nội dung đồ án tốt nghiệp:
+ Tìm hiểu các loại khóa cửa điện tử
+ Thiết kế, thi cơng khóa cửa điện tử dùng bàn phím số
Nhận xét của giảng viên hướng dẫn:
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
Đánh giá đồ án đạt loại:
Điểm số:................................................................................................

MSSV: 10910005

Đề tài: Khóa cửa điện tử sử dụng vi điều khiển
Giảng viên phản biện:
Nội dung đồ án tốt nghiệp:
+ Tìm hiểu các loại khóa cửa điện tử
+ Thiết kế, thi cơng khóa cửa điện tử dùng bàn phím số
Nhận xét của giảng viên phản biện:
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
Đánh giá đồ án đạt loại:
Điểm số:...........................................................................................
Điểmchữ:...............................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
..........................................................................................................
GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

SVTH: NGUYỄN BÁ ĐƠNG

MSSV: 10910005
Trang 2


ĐỜ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Ths NGUYỄN QUANG CHUNG

Đánh giá đồ án đạt loại:
Điểm số:.......................................................................................
Điểmchữ:...........................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
SVTH: NGUYỄN BÁ ĐƠNG

MSSV: 10910005
Trang 3


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Ths NGUYỄN QUANG CHUNG

LỜI NÓI ĐẦU
----------Như chúng ta đều biết, khi một công trình được xây dựng, nó được cấu
thành bởi nhiều yếu tố, trong đó ổ khóa cửa là một bộ phận tuy nhỏ so với
toàn công trình nhưng rất là quan trọng. Khóa cửa không chỉ giới hạn khoảng
không gian bên trong và bên ngoài, mà nó còn là bộ phận tạo nên sự an toàn
bên trong đối với bên ngoài.Vì vậy trong một công trình khóa cửa trở thành
một người bạn trung thành luôn bảo vệ tính mạng, tài sản và những người
thân yêu của bạn. Khóa cửa góp phần tạo nên một tổ ấm hạnh phúc.
Trong đợt tốt nghiệp này Em đã được nhận đề tài “KHÓA CỬA
ĐIỆN TỬ SỬ DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN”.Hôm nay,em đã hoàn thành xong
đồ án tốt nghiệp theo thời gian qui định của nhà trường.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám Hiệu Nhà Trường
cùng quý Thầy-Cô, bạn bè đã tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt nhiệm vụ
được giao.

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THI CÔNG
3.1 Phương án của thiết kế..................................................................43
3.2 Cấu trúc phần cứng của hệ thống..................................................43
3.3 Cấu trúc phần mềm của hệ thống..................................................52
3.4 Chương trình nạp vào vi xử lý 89S52...........................................61
3.5 Thi công hệ thống.........................................................................85
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM - ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM
CỦA HỆ THỐNG – HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI
4.1 Kết quả thực nghiệm.....................................................................89
4.1 Ưu điểm và nhược điểm của mô hình đồ án.................................90
4.1 Hướng phát triển của đề tài...........................................................91

SVTH: NGUYỄN BÁ ĐÔNG

MSSV: 10910005
Trang 5


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Ths NGUYỄN QUANG CHUNG

BẢNG TÓM TẮT CÁC HÌNH ẢNH CÓ TRONG ĐỒ ÁN
Số tt
1
2
3
4
5
6

Hình 1.7
Hình 1.8
Hình 1.9
Hình 1.10
Hình 1.11
Hình 2.1
Hình 2.2
Hình 2.3
Hình 2.4
Hình 2.5
Hình 2.6
Hình 2.7
Hình 2.8
Hình 2.9
Hình 2.10
Hình 3.1
Hình 3.2
Hình 3.3
Hình 3.4
Hình 3.5
Hình 3.6
Hình 3.7

SVTH: NGUYỄN BÁ ĐÔNG

Diễn giải
Khóa then cài
Khóa dây xích
Khóa chốt nổi
Khóa dạng ổ

29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39

Hình 3.8
Hình 3.9
Hình 3.10
Hình 3.11
Hình 3.12
Hình 3.13
Hình 3.14
Hình 3.15
Hình 3.16
Hình 3.17
Hình 3.18

40

Hình 3.19

41
42

Mạch Ché tạo xử lý trung tâm và mạch nạp
Mạch chấp hành
Mạch chế tạo mạch chấp hành
Mô hình tổng thể thực tế
Mô hình tổng thể mặt trước và mặt sau thực
tế

BẢNG TÓM TẮT CÁC LOẠI BẢNG CÓ TRONG ĐỒ ÁN
Số tt

Số bảng

1

Bảng 2.1

2
3
4

Bảng 2.2
Bảng 2.3
Bảng 2.4

SVTH: NGUYỄN BÁ ĐÔNG

Diễn giải
Chức năng của từng chân và ghép nối chi
tiết LCD TC 1602A – 89C51
mã lệnh điều khiển LCD TC 1602A

Bảng tóm tắt thanh ghi IE
Bảng các loại cờ ngắt
Bảng các loại vector ngắt

CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1 Lịch sử hình thành và sự phát triển của khóa cửa
Để có được một bộ khóa cửa như ngày hôm nay, khóa đã cửa trải qua nhiều
giai đoạn phát triển, có thể tóm lược qua các cột mốc như sau:
1.1.1 Then cài
Đó là một bộ phận thường làm bằng gỗ hoặc kim loại dùng để cài chặt
mặt sau của cánh cửa tựa trên hai bờ vai của bộ cửa.

SVTH: NGUYỄN BÁ ĐÔNG

MSSV: 10910005
Trang 8


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Ths NGUYỄN QUANG CHUNG

Hình 1.1 Khóa then cài
1.1.2 Dây xích
Đó là một sợi dây thường làm bằng kim loại, có tác dụng quấn và giữ
chặt cánh cửa lại (để giữ cửa khỏi mở ra bằng cách mấu điểm cuối của
sợi dây với một cái móc nằm ở mặt sau của cánh cửa).

Hình 1.2 Khóa dây xích

1.1.5 Khóa hiện đại – khóa điện tử
Ngày nay với những tiến bộ trong ngành kỹ thuật điện, điện tử… chúng
ta còn thấy những loại khóa không dùng những loại chìa truyền thống

SVTH: NGUYỄN BÁ ĐÔNG

MSSV: 10910005
Trang 10


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Ths NGUYỄN QUANG CHUNG

mà dùng các hình thức giao diện khác để mở như card từ, tôn điện
(nam châm điện), giọng nói, vân tay, ánh mắt,…

Hình 1.5 Khóa điện tử
Điểm tối ưu của những loại chìa này chính là sự tiện dụng,
Sự bất lợi lớn nhất của những loại này là chế độ vận hành, kiểm tra, bảo
trì, giám sát người lạ phá hoại (thay pin đúng định kỳ, bo mạch điện tử
có tuổi thọ nhất định (2-3 năm), gắn nơi khô ráo không ẩm ướt, đặt biệt
chú ý đến sự phá phách của người bên ngoài do những bộ phận nhận
diện là những bộ phận gắn nổi rất dễ đập phá.
1.2 Tìm hiểu một số loại khóa cửa trên thị trường hiện nay
Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại khóa cửa, rất đa dạng về mẫu mã và
chủng loại đáp ứng các nhu cầu khác nhau của khách hàng.
1.2.1 Khóa cơ
Gồm hai phần là ổ khóa và chìa khóa, làm bằng kim loại cứng và nhiều hình
dạng,...Khóa được mở khi có chìa khóa với các răng trên mép khóa đúng với


SVTH: NGUYỄN BÁ ĐÔNG

MSSV: 10910005
Trang 12


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Ths NGUYỄN QUANG CHUNG

Hình 1.9 Khóa cửa bằng thẻ từ
1.2.4 Khóa cửa bằng cách nhận diện võng mạc
Dựa theo nguyên tắc sự chuyển động không giống nhau của mắt khi nhìn vào
các vật khác nhau. Thông qua camera để ghi lại những chuyển động đặc trưng
của mắt để mở khóa.

Hình 1.10 Khóa cửa bằng cách nhận diện võng mạc
1.2.5 Khóa cửa bằng mật mã số
Loại khóa này sử dụng mật mã bằng số đã được lập trình, cài đặt từ trước để
mở khóa thay cho cách mở khóa bằng chìa thông thường. Và đương nhiên
chúng ta cũng có thể dung chìa khóa để mở những loại khóa này tùy vào nhu
cầu sử dụng.

Hình 1.11 Khóa cửa bằng mật mã số
SVTH: NGUYỄN BÁ ĐÔNG

MSSV: 10910005
Trang 13


2.1.2.1

Bảo đảm tính an toàn
- Khóa phải chắc chắn, chịu được va chạm mạnh.
- Mật khẩu thiết kế dài hơn, độ bảo mật cao hơn.
- Chống việc dò mã, bẻ khóa.

2.1.2.2

Hệ thống hoạt động ổn định
- Xử lý nhanh, chính xác các thao tác người sử dụng.
- Hạn chế sự cố xảy ra trong quá trình sử dụng.

2.1.2.3

Gọn nhẹ, dễ sử dụng
- Phải tích hợp nhiều khối chức năng vào chung 1 khối chung.
- Bố trí các thiết bị dễ sử dụng, dễ thay thế nếu bị hỏng.

2.1.2.4

Giá thành và mẫu mã cạnh tranh
- Phải rẻ hơn cách loại khóa có cùng chức năng trên thị trường.
- Tính thẩm mỹ và chất lượng phải được bảo đảm.

2.2 Cấu trúc cơ bản của hệ thống
Hệ thống về tổng quan có cấu trúc gồm 3 khối như sau:
KHỐI INPUT

SVTH: NGUYỄN BÁ ĐÔNG

quan. Số đầu ra của bàn phím là 8 dây phù hợp với 1 port điều khiển.

Hình 2.2 Sơ đồ của bàn phím
SVTH: NGUYỄN BÁ ĐÔNG

MSSV: 10910005
Trang 16


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Ths NGUYỄN QUANG CHUNG

Bàn phím có các thông số kỹ thuật như sau:
Bàn phím mảng: 4 x 4
Liên hệ điện áp DC Nôm: 24V
Liên hệ với Max hiện tại: 20mA
Bàn phím ra: Ma trận
Bảng điều khiển Cutout Chiều rộng: 65mm
Bảng điều khiển Cutout Chiều cao: 57mm
Vật liệu vỏ: Nhựa
Số phím: 16
Trường hợp Chất liệu: Nhựa
Màu: Màu đen
Liên hệ với hiện tại DC tối đa: 20mA
Liên hệ kháng cự: 200ohm
Liên hệ điện áp DC Max: 24V
Sâu bên ngoài: 64mm
Bên ngoài Chiều dài / Chiều cao: 6.9mm
Chiều rộng bên ngoài: 65mm

LCD.

Hình 2.3 Mạch LCD

• Màn hình LCD TC 1602A là loại màn hình tinh thể lỏng.
• Là loại Text LCD, chỉ có thể hiển thị ký tự không hiển thị được hình
ảnh.
• Màn hình được hiển thị trên 2 Line.
• Có màn hình nền (blackline) dễ dàng quan sát.
Mô tả:
Đây là một nhân vật 16 x 2 dòng màu vàng chế độ Super Twisted Nematic
(STN) LCD có tích hợp bộ điều khiển HD44780 tương đương (còn được gọi
SVTH: NGUYỄN BÁ ĐÔNG

MSSV: 10910005
Trang 18


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Ths NGUYỄN QUANG CHUNG

là hiển thị chữ và số). Giao diện được đơn giản hóa với 4 bit hoặc 8 bit thông
tin liên lạc và mã lập trình là phổ biến rộng rãi cho nhiều người điều khiển và
các hệ thống khác nhau. Hoàn hảo đồng cho dự án của bạn, cho dù bạn đang
sử dụng một Arduino, Atmel AVR hoặc PIC vi điều khiển. Bao gồm đèn nền
LED.
Các tính năng:
Độ tương phản cao STN 16x2 ký tự LCD
Tối văn bản trên nền màu vàng-xanh


P3.7

SVTH: NGUYỄN BÁ ĐÔNG

Mức Logic

H/L

Chức năng
0 V (Ground)
5 V nguồn cấp
Điều khiển độ sáng tối cho LCD
H: Chọn thanh ghi vào dữ liệu

MSSV: 10910005
Trang 19


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Ths NGUYỄN QUANG CHUNG

L: Chọn thanh ghi cho lệnh điều
khiển.
Chọn chế độ đọc viết
5

RW


P1.6
P1.7

H/L

H: Đọc từ LCD vào Vi xử lý

L: Đọc từ Vi xử lý vào LCD.
Xung L-H-L Tín hiệu cho phép LCD hoạt động
H/L
Bit data 0
H/L
Bit data 1
H/L
Bit data 2
H/L
Bit data 3
H/L
Bit data 4
H/L
Bit data 5
H/L
Bit data 6
H/L
Bit data 7
0 V (Ground)
5V nguồn cấp cho đèn Blackline

2.1.2.1 Điều khiển hoạt động của LCD:
• Điều khiển hoạt động của LCD được điều khiển thông qua 3 tín hiệu E,


Command
D7

D

Clear display
Display & cursor

0
0

6
0
0

0
0

0
0

0
0

home
Chacractor Entry

0


D3

HEX
D1

D

0
0

0
1

0
1
X

01
02 or 03

0

1

I/D S

04 to 07

0


Set display address

GVHD: Ths NGUYỄN QUANG CHUNG

0
0
1

0
1
A

1
A
A

8/4 2/1
A
A
A
A

10/7 X
A
A
A
A

X
A

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Ths NGUYỄN QUANG CHUNG

Dòng liên tục : I đc >

17
= 0.7 ( A)
24

Dòng I max > 3I đc = 3.

17
= 2.125 ( A)
24

Có nhiều cách để thiết kế mạch điều khiển đáp ứng được yêu cầu như
trên. Có thể dùng các linh kiện rời hoặc IC tích hợp. Trong luận văn này ta sử
dụng IC tích hợp thỏa các điều kiện trên – IC LMD1800.

Hình 2.5 Sơ đồ chân IC LMD18200T
IC này có các thông số:
• Dòng liên tục: 3A
• Dòng đỉnh lên đến 6A
• Nguồn hoạt động đến 55V
• Có chân tín hiệu cảnh báo khi nhiệt độ IC đến 145 o C
• Tự động ngừng hoạt động khi nhiệt độ Ic tăng lên đến 170 o C
• Có diode bảo vệ dòng ngược bên trong
• Chức năng bảo vệ ngắn mạch
• Có chân gắn tụ bootstrap bên ngoài


9

OUTPUT
CURRENT

Báo nhiệt độ quá 145 độ C
SENSE

8
7
6
5

OUPUT
GROUND
Vs POWER SUPPLY
PWM INPUT

Cảm biến dòng
Đất của nguồn
Nguồn
Tín hiệu điều rộng xung
Tín hiệu thắng động cơ (tích cực mức

4
3

BRAKE INPUT
DIRECTION INPUT

roto). Khi dòng điện chạy trong mạch phần ứng. Các thanh dẫn phần
ứng sẽ chịu tác động bỡi các lực điện từ theo phương tiếp tuyến với mặt
trụ roto, làm cho roto quay. Chính xác hơn, lực điện từ trên một đơn vị
chiều dài thanh dẫn là tích có hướng của vector mật độ từ thông B và
vector cường độ dòng điện I.
• Dòng điện phần ứng được đưa vào roto qua hệ thống chổi than và cổ
góp . Cổ góp sẽ giúp cho dòng điện trong mỗi thanh dẫn phần ứng được
đổi chiều khi thanh dẫn đi đến một cực từ khác tên với cực từ mà nó
vừa đi qua , điều này làm cho lực điện từ được sinh ra luôn luôn tạo ra
một momen quay theo một chiều nhất định.
2.1.6 Tổng quan về 89S52

SVTH: NGUYỄN BÁ ĐÔNG

MSSV: 10910005
Trang 25