I
I
Bộ Giáo Dục và Đào Tạo
Trường Đại học SPKT Tp.HCM Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam
Khoa Điện tử
Độc lập - Tự do - Hạnh Phúc
Bộ môn: Điện tử công nghiệp

NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP

Lớp: 001011
Khoa: Điện tử
Tên đề tài:
Họ và tên giáo viên hướng dẫn: Thầy Lê Thanh Đạo.
Nhiệm vụ (yêu cầu và nội dung):
...........................................................................................................
...............
...........................................................................................................
...............
...........................................................................................................
...............
...........................................................................................................
...............
...........................................................................................................
...............
...........................................................................................................
...............
...........................................................................................................
...............
...........................................................................................................
...............

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn
........................................................................................................
.................
........................................................................................................
.................
........................................................................................................
.................
........................................................................................................
.................
........................................................................................................
.................
........................................................................................................
.................
........................................................................................................
.................
........................................................................................................
.................
........................................................................................................
.................


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

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

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


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

dụ như một người có thể ngồi ở bất cứ đâu cũng có thể làm việc, học h
ỏi, tìm kiếm
thông tin, điều khiển mọi thứ chỉ bằng cách nhấn nút. Ý tưởng ngồI mộ
t chỗ có thể
điều khiển các thiết bị ở các phòng trong một căn nhà hay trong những
công sở xí
nghiệp… đã được nghiên cứu ứng dưng từ rất sớm như: các thiết bị đ
ể quản lý
các thiết bị trong các nhà cao tầng, các khách sạn sang trọng…Trong
phạm vi hiểu


biết của mình, nhóm thực hiện đã tìm hiểu, thực hiện đề tài :”Thiết kế, t
hi công
mạch điều khiển thiết bị trong gia đình .”
Trong quá trình thực hiện luận văn này, với kiến thức và thời gia
n còn hạn
chế nên đề tài còn nhiều sai sót không tránh khỏi nên kính mong các th
ầy cô và
các bạn sinh viên thông cảm và đóng góp ý kiến quí báu để đề tài này đ
ược hoàn
thiện hơn.
Nhóm thực hiện đ
ề tài.

V
II

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành được đề tài này, ngoài sự cố gắng nổ lực của bản

Phần A : GIỚI THIỆU
Trang tựa ...........................................................................................
.................
i
Nhiệm vụ đề tài ..................................................................................
................
ii
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn.....................................................
...............
iii
Nhận xét của giáo viên phản biện.......................................................
..............
iv
Nhận xét của hội đồng phản biện .......................................................
................
v
Lời mở đầu ........................................................................................
................
vi
Lời cảm ơn ........................................................................................
...............
vii
Mục lục ..............................................................................................
..............
viii
Liệt kê bảng .......................................................................................
.................
x
Liệt kê hình ........................................................................................
................

4
2.4 Lập kế hoạch nghiên cứu ............................................................
.................
4
Chương 3 : MỘT SỐ IC SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN............................
...............
5
3.1 Một số IC sử dụng trong đồ án .....................................................
................
5
3.2 Vi điều khiển AT89C51 ................................................................
.................


5
3.3 IC phát remote hồng ngoại (LC7461) ...........................................
................
8
3.4 IC đệm đường truyền vi sai (SN75176) .......................................
...............
11
Chương 4 : THIẾT BỊ HIỂN THỊ LCD ...................................................
..............
12
4.1 Giới thiệu chung ..........................................................................
...............
12
4.2 Sơ đồ chân và kích thước của LCD .............................................
..............
12

Trang 13
Chương 6 : ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT................................................
.............

26
6.1 Triac.............................................................................................
..............
26
6.2 Một số đặt tính của MOC3020 ....................................................
...............
29
Chương 7 : THIẾT KẾ - THI CÔNG......................................................
.............
30
7.1 Thiết kế ........................................................................................
...............
30
7.2 Thi công .......................................................................................
...............
34
Chương 8: PHẦN MỀM MBE ..............................................................
...............
40
8.1 Giới thiệu phần mềm điều khiển MBE .........................................
..............
40
8.2 Giới thiệu những phần mềm vẽ sơ đồ phòng ..............................
..............



7
Bảng 3.2: Mã phím của LC7461 ........................................................
.................


9
Bảng 3.3: Mã phím đa hợp của LC7461 ............................................
................
9
Bảng 3.4: Bảng trạng thái phát của SN75176 ....................................
..............
11
Bảng 3.5: Bảng trạng thái nhận của SN75176 ...................................
..............
11
Bảng 4.1 : Kí hiệu, chức năng các chân của LCD ..............................
..............
13
Bảng 4.2 : Địa chỉ để hiển thị chữ của LCD ........................................
..............
14
Bảng 4.3 : Bảng mã địa chỉ các kí tự hiển thị của CGRAM ................
..............
15
Bảng 4.4 : Bảng mã ghi/đọc dữ liệu trong LCD ..................................
.........
16-17

Thiết kế - thi công mạch điều khiển thiết bị điện trong gia đình
Trang 15

11
Hình 4.1 : Sơ đồ chân và kích thước của LCD 16x1 ..........................
..............
12
Hình 4.2 : Sơ đồ khối của LCD ..........................................................
...............
13
Hình 4.3 : Sơ đồ kết nối điều chỉnh độ tương phản cho LCD .............
..............
14
Hình 5.1 : Ghép nối trực tiếp TTL ......................................................
...............
21
Hình 5.2 : Ghép nối TTL + đường truyền không cân bằng .................
..............
22
Hình 5.3: Ghép nối TTL + đường truyền cân bằng ............................
..............
22


Hình 6.1 : Kí hiệu Triac ......................................................................
...............
26
Hình 6.2 : Sơ đồ tương đương của triac ............................................
..............
26
Hình 6.3 : Đặc tuyến Triac .................................................................
...............
27



Hình 7.7 : Sơ đồ nguyên lí khối điều khiển công suất.........................
.............
33
Hình 7.8 : Sơ đồ nguyên lí mạch điều khiển ......................................
...............
35
Hình 7.9 : Sơ đồ nguyên lí mạch giao tiếp máy tính với bus ..............
..............
36
Hình 7.10 : Sơ đồ mạch in của board giao tiếp máy tính với bus .......
..............
37
Hình 7.11 : Sơ đồ bố trí linh kiện của board giao tiếp máy tính với bu
s ...........
37
Hình 7.12 : Sơ đồ mạch in của board mạch chính..............................
.............
38
Hình 7.13 : Sơ đồ bố trí linh kiện board mạch chính...........................
.............
39
Hình 8.1 : Giao diện chính của chương trình......................................
.............
40
Hình 8.2 : Giao diện chi tiết cho từng phòng ......................................
..............
42
Hình 8.3 : Giao diện chính của phần mềm Smartdraw ......................

ạnh đó, nó
còn được ứng dụng để phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt giải trí của con n
gười. Một
thiết bị nghe nhạc nhỏ xíu có thể lưu hàng ngàn bài hát, ti vi có thể truy
cập mạng


teletext hay internet…có thể ngồi bất cứ đâu để làm việc hay
mua hàng… Xu
hướng điều khiển nhiều thứ mà chỉ cần ở một chỗ, giúp con người đỡ
mất công đi
lại nhiều đang trở thành mục tiêu của nhiều công ty doanh nghiệp ở mọ
i nơi.
Điều khiển, quản lí các thiết bị cho nhiều phòng từ lâu đã được ứ
ng dụng để
phục vụ trong các tòa nhà cao tầng, khách sạn…Tuy nhiên nếu
áp dụng cho
những toà nhà thấp hơn, hay cho các căn hộ trong gia đình thì rất tốn k
ém và
không phù hợp… Do đó, để đáp ứng xu hướng trên nhóm thực hiện đề
tài đã
quyết định chọn ý tưởng cho đề tài :” Thiết kế - thi công mạch điều khi
ển thiết
bị điện trong gia đình “.
1.2 TẦM QUAN TRỌNG CỦA ĐỀ TÀI
Việc kiểm tra, điều khiển trạng thái các thiết bị trong những căn p
hòng, đặt
biệt là trong những nhà nhiều tầng hoặc nhiều phòng gặp khá nhiều ph
iền toái khi
phải đến từng phòng để khiểm tra, điều khiển các thiết bị điện trong ph

1.4 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
Trong quá trình thực hiện đề tài, người thực hiện có thể nắm đượ
c các vấn
đề sau :
• Thông qua việc thực hiện đề tài, giúp cho người thực hiện ôn lại
những kiến
thức đã học, đồng thời lĩnh hội được nhiều kiến thức mới từ tài liệu, giá
o viên
hướng dẫn, bạn bè. Ngoài ra còn có thể nâng cao tay nghề, biết cách l
ập trình
bằng Delphi, giao tiếp máy tính, lập trình cho vi điều khiển họ MSC51.
• Qua đó, phát sinh những vấn đề cần mới giúp đề tài càng được h
oàn chỉnh.
• Có thể áp dụng trong thực tế.

Thiết kế - thi công mạch điều khiển thiết bị điện trong gia đình
Trang 19

CHƯƠNG 2

CƠ SỞ LÝ LUẬN
2.1 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU CẦN ĐẠT ĐƯỢC
Mục đích : Thiết kế và thi công hoàn chỉnh mạch có khả năng :
• Giao tiếp, điều khiển, kiểm tra thiết bị giữa các phòng với nhau.
• Có khả năng giao tiếp với máy tính.
• Thiết bị mỗi phòng đều có thể điều khiển bằng tay hoặc bằng rem
ote hồng
ngoại.
Yêu cầu :
• Thiết kế và thi công hoàn chỉnh phần cứng và phần mềm.

Thiết kế - thi công mạch điều khiển thiết bị điện trong gia đình
Trang 20

CHƯƠNG 3

MỘT SỐ IC SỬ DỤNG TRONG ĐỒ
ÁN
3.1 MỘT SỐ IC SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN
AT89C51 : Vi điều khiển
74HC573 : Chốt
74LS123 : Đơn ổn
74LS04 : Cổng đảo
74LS86 : Cổng EXOR
MAX232 : Đệm đường truyền chuẩn RS232.
SN75176 : Đệm đường truyền chuẩn RS485
LC7461 : IC phát của remote hồng ngoại.
3.2 VI ĐIỀU KHIỂN AT89C51
3.2.1 Giới thiệu chung
MSC-51 là họ vi điều khiển của Intel và 8051 là vi điều khiển đầu t
iên của họ


này, được sản xuất vào năm 1980. Cho đến nay, dòng MSC-51 vẫn kh
ông ngừng
cải tiến và phát triển. Cho đến nay, với công nghệ không mất nội dung
và độ tích
hợp cao, thì ATMEL đã sản xuất ra chip AT98C51.
Chip AT98C51 hoàn toàn tương thích với tập lệnh và các chân ra
của chuẩn
công nghiệp MSC-51, được chế tạo theo công nghệ CMOS có hiệu s

hip cho đến
khi có reset cứng tiếp theo.
Có thể nạp xóa khoảng 10000 lần.
3.2.3 Sơ đồ chân


Hình 3.1 : Sơ đồ chân AT89C51
3.2.4 Chức năng các chân
• Vi điều khiển AT89C51 có 40 chân, trong đó có 32 chân được chia l
àm 4 port,
từ port0 đến port3, mỗi port 8 chân có chức năng xuất nhập dữ liệu.
• Ngoài ra: * Port0 có thêm chức năng thứ hai là byte thấp của bus đị
a chỉ 16 bit
và bus dữ liệu đa hợp khi có giao tiếp với bộ nhớ ngoài.
* Port2 có thêm chức năng thứ hai là byte cao của bus đị
a chỉ 16 bit
khi có giao tiếp với bộ nhớ ngoài.
* Port3 còn có nhiều chức năng riêng như sau:
Bit
Tên
Địa chỉ bit
Chức năng
P3.0
RxD
B0H
Chân nhận dữ liệu của port nối tiếp
P3.1
TxD
B1H
Chân phát dữ liệu của port nối tiếp

khi nhận
một ký tự sẽ lưu nó vào bộ đệm trong khi port tiếp tục nhận ký tự kế tiế
p. Nếu CPU
đọc ký tự thứ nhất trước khi ký tự thứ hai được nhận đầy đủ, dữ liệu sẽ
không bị
mất.


Thiết kế - thi công mạch điều khiển thiết bị điện trong gia đình
Trang 22
Các mạch phần cứng bên ngoài truy xuất port nối tiếp thông qu
a các chân
TxD và RxD. Các chân này đa hợp với hai chân của port3 là :
P3.1 (TxD),
P3.0(RxD)
Phần mềm sẽ sử dụng hai thanh ghi đặc biệt là SBUF và SCON
để truy
xuất port nối tiếp.
Tần số hoạt động của port nối tiếp còn gọi là tốc độ Baud (có th
ể thay đổi
hay cố định).
Thanh ghi điều khiển port nối tiếp
Chế độ hoạt động của port nối tiếp được thiết lập bằng cách ghi
Bit
từ điều
Kýkhiển
hiệu lên thanh ghi điều khiển SCON của port nối tiếp.
Địa chỉ
Bảng 3.1: Chức năng các bit trong thanh ghi SCON
Mô tả

Cờ ngắt thu RI và cờ ngắt phát TI trong thanh ghi SCON, cả hai đ
ều được
set lên 1 bằng phần cứng và được xóa bằng phần mềm. Như là RI đư
ợc set lên 1
khi kết thúc việc nhận 1 ký tự và chỉ ra rằng bộ đệm thu đã đầy. Và cờ
TI cũng
được set lên 1 khi kết thúc việc phát một ký tự và chỉ ra rằng bộ đệm p
hát rỗng.
Trước khi port nối tiếp thu hoặc phát một dữ liệu thì nó cần được kiểm
tra bận
bằng phần mềm.
Tốc độ Baud của Port nối tiếp
Tần số hoạt động của port nối tiếp còn gọi là tốc độ Baud. Ở chế
độ 0 và 2 thì
tốc độ Baud được cố định, còn ở chế độ 1 và 3 thì có tốc độ thay đổi. T
a có thể
thiết lập tốc độ Baud cho port nối tiếp như sau:
• Sử dụng bộ định thời 1 làm xung clock tốc độ Baud.
Kỹ thuật thường dùng để tạo tốc độ xung clock tốc độ Baud là kh
ởi động
thanh ghi TMOD ở chế độ tự động nạp lạI 8-bit và đặt giá trị nạp lại thíc
h hợp vào
thanh ghi TH1 để có tốc độ tràn đúng, từ đó tạo ra tốc độ Baud. Có thể
khởi động
thanh ghi TMOD như sau :
Mov TMOD,#0010xxxxb
Ngoài ra cũng có thể dùng chế độ 16-bit để làm tốc độ Baud cho
port nối tiếp.
• Có thể cấp xung clock bên ngoài cho bộ định 1 thông qua ngõ T1
Có thể tính tốc độ Baud bằng cách lấy tốc độ tràn của bộ định thờ


Thiết kế - thi công mạch điều khiển thiết bị điện trong gia đình
Trang 24
3.3.2 Mô tả hoạt động
Cấu trúc của dữ liệu truyền đi
Dữ liệu gồm 42 bit : 13 bit mã quy định, 8 bit mã của phím, và nh
ững bit đảo
của chúng.

Hình 3.3 : Các bit được phát đi của LC7461
Mã quy định
Mã quy định bao gồm 13 bit tất cả, mã này được dùng để phân
biệt giữa
các bộ nhận khác nhau.
Trong đó : các bit từ C0 đến C5 là những bit có thể được đặt trư
ớc, các bit
từ C6 đến C12 là những bit được nạp trong ROM của chip.
Mã phím