PHẦN I
GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
Chương I
TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT TOÀ NHÀ
BẰNG VI XỬ LÝ 89C51
I. Yêu cầu của đề tài:
Trong cuộc sống hiện tại, khoa học kỹ thuật phát triển rất nhanh, những
công cụ ra đời sẽ giúp giải phóng sự lao động trí óc: nghiên cứu, cải tiến,
sáng tạo. Chỉ tiêu của khoa học kỹ thuật là làm sao nâng cao được chất
lượng và hiệu suất công việc, hầu như công nghệ tự động ra đời là đáp ứng
nhu cầu đó. Cho nên, em đã nghiên cứu về đề tài “ Điều khiển giám sát nhà
cao tầng dùng vi xử lý 89C51 qua mạng RS-485. Các kít vi xử lý này có thể
hoạt động hoàn toàn độc lập theo một chương trình lập sẵn. Bên cạnh đó,
chúng còn có thể được giám sát và điều khiển các thiết bị trong từng phòng
thông qua gởi lệnh đến đúng kít vi xử lý cần điều khiển để thi hành lệnh đó.
Ngoài việc điều khiển các thiết bị dùng điện trong phòng, ta còn có thể đảm
bảo an ninh cho từng phòng bằng hệ thống phát hiện cháy, phát hiện trộm
bằng cảm biến quang.
Một chuyên gia về công nghệ nhà thông minh ( Home Automation ) –
Kenne P.Wacks – đã viết một bài báo giới thiệu về ngôi nhà thông minh như
sau:
“ Hơn 6 năm qua, một công nghệ mới gọi là công nghệ nhà thông minh
đã được nghiên cứu và phát triển. Công nghệ này sẽ tạo nên một thế hệ mới
của các thiết bị cung cấp cho người dùng chúng. Những công nghệ trước đó
cùng với khái niệm ngôi nhà thông minh sau này sẽ tạo nên những sản phẩm
và loại hình dịch vụ mới mẻ trong tương lai. Một số ít các công ty đang giới
thiệu về ngôi nhà tự động. Một vài công ty lớn và các viện nghiện cứu đang
thăm dò công nghệ mới nhưng đầy tiềm năng này.
Mạng truyền thông trong nhà sẽ cung cấp những cơ sở hạ tầng để liên
kết các thiết bị cảm biến, bộ điều khiển và bảng điều khiển trong nhà. Điều
này sẽ trở nên khả thi bằng cách tạo ra sự phát triển công nghệ truyền thông

dùng một IC đo nhiệt độ để mô phỏng. Đó là IC nhiệt LM 335. Dùng vi xử lý
89C51 để điều khiển mạch động lực đóng tắt các thiết bị.
Chuẩn truyền thông nối tiếp thông dụng hiện nay là RS-232C, tuy nhiên
chuẩn truyền thông này chỉ dùng truyền số liệu trên khoảng cách ngắn (15m).
Nên để có thể truyền dữ liệu từ kit vi xử lý về máy tính ở khoảng cách xa hơn
ta dùng chuẩn RS-485. Để chuyển đổi từ chuẩn RS-232C sang chuẩn RS-
485 ta cần phải có một mạch điện chuyển đổi.
Sơ đồ khối mạch chuyển đổi như sau:
( Word Converter - Unregistered ) SVTH: Lê Hoàng Dũng
Trang 2
PC
3
7
2
TXD
RTS
RXD
Max
232
75176
Kit vi xử lí
I
Kit vi xử lí
II
Sơ đồ khối mạch kết nối giữa máy tính và các kit vi xử lí
Kit vi xử lý em thiết kế có những chức năng sau:
 Đo nhiệt độ hiện tại trong phòng hiển thị lên LED 7 đoạn, ngoài chức
năng đo nhiệt độ, mạch này còn thay thế cho cảm biến cháy. Khi nhiệt độ trên
IC LM335 tăng lên, tùy theo từng mức được lập sẵn trong chương trình mà
nó sẽ báo chuông, hay sẽ gởi dữ liệu về máy tính để cho biết trạng thái hiện

hoạt động đúng như thiết kế ở nhiệt độ nhỏ hơn 15
o
C.
 Mạch cảm biến quang dùng để phát hiện trộm đặt ở những thiết bị
hay dụng cụ cần gìn giữ.
III. Vấn đề kết nối mạng
Thuật ngữ mạng đã trở nên rất quen thuộc khi mạng thông tin Internet
ngày càng trở nên rất gần gũi với con người chúng ta. Nếu quản lý thiết bị
( Word Converter - Unregistered ) SVTH: Lê Hoàng Dũng
Trang 3
trong phòng theo phương pháp thông thường sẽ không kinh tế và tiết kiệm.
Ta cần phải làm sao để tiết kiệm cho được càng nhiều càng tốt. Cho nên để
tránh lãng phí ta nên điều khiển các thiết bị bằng máy tính. Chỉ cần một nhân
viên cũng có thể tắt hay mở thiết bị trong từng phòng. Nếu ta tắt các thiết bị
bằng tay thì sẽ không kinh tế, khi khách ra khỏi phòng mà quên tắt các thiết bị
thì sẽ lãng phí rất nhiều năng lượng điện. Tiết kiệm được phần năng lượng
hao phí đó ta sẽ giúp cho việc giảm giá thành khi kinh doanh cho thuê phòng
chẳng hạn.
Máy tính có khả năng đóng tắt các thiết bị thông qua vi xử lý, đồng lưu
trữ trạng thái các thiết bị trước đó.
( Word Converter - Unregistered ) SVTH: Lê Hoàng Dũng
Trang 4
PC
Khối chuyển đổi
RS-485 sang R-232
B A
RXD TXD
RTS
Khối chuyển đổi
mức TTL sang RS-

· Các đặc tính chuẩn của cảm biến:
_ Độ nhạy.
- _ Độ ổn định
_ Nhiễu (có khả năng hoạt động trong mọi trường có tín
hiệu gây nhiễu hay nhiễu do chính cảm biến sinh ra trong quá
trình hoạt động).
_ Tầm đo .
_ Độ tuyến tính (cảm biến có độ tuyến tính càng cao càng
tốt).
· Hệ thống báo cháy thường gồm 3 loại mạch báo cháy thông
dụng:
_ Mạch báo cháy nhiệt.
_ Mạch báo cháy khói.
_ Mạch báo cháy lửa.
Hầu hết các linh kiện điện tử đều có đặc tính nhiệt thay đổi theo nhiệt
độ. Nhưng để làm cảm biến ta chỉ chọn vật liệu có độ nhạy cao và hàm truyền
tốt mà thôi.
Đây là loại cảm biến tương đối phức tạp và tinh vi, sử dụng các linh
kiện điện tử chuyên dụng. Các linh kiện điện tử này có khá nhiều trên thị
trường linh, kiện ở Việt Nam hiện nay. Nó sử dung nguyên tắc dòng hay áp
trên các linh, kiện này sẽ thay đổi khi nhiệt độ tại nơi đặt thiết bị thay đổi. Tùy
theo loại mà có thể sẽ tăng hay giảm các đại lượng điện theo nhiệt độ. Loại
cảm biến này rất nhạy nhưng nó sẽ rất gây ra tình trạng báo động nhầm khi
có một nguồn nhiệt để gần cảm biến. Ví dụ như thân nhiệt con người chẳng
hạn.
I. Chuyển đổi nhiệt điện :
Chuyển đổi nhiệt điện là những chuyển đổi dựa trên các quá trình nhiệt
như đốt nóng, làm lạnh, trao đổi nhiệt… Thực tế khi đo lường các đại lượng
không điện theo phương pháp điện thường dùng hai hiện tượng, đó ( là hiệu
ứng nhiệt điện và hiệu ứng thay đổi nhiệt trở của dây dẫn hay chất bán dẫn

Vật liệu dùng để chế tạo cặp nhiệt điện ngẫu cần đảm bảo các yêu cầu
sau: quan hệ giữa sức điện động nhiệt điện với nhiệt độ là một hàm đơn trị,
tính chất nhiệt điện không thay đổi, độ bền hóa học và cơ học phải cao, dẫn
nhiệt tốt, có trị số suất điện động nhiệt lớn.
Cặp nhiệt điện được nối với nhau bằng phương pháp hàn đặc biệt và
đặt trong thiết bị bảo vệ nhằm tránh bị ăn mòn hóa học, thiết bị này được chế
tạo từ vật liệu bền cơ học, không thấm khí, không bị ăn mòn.
Thiết bị trên thường là các ống được chế tạo bằng thép đặc biệt. Đối
với cặp nhiệt điện quí , ống bảo vệ chế tạo bằng thạch anh và gốm. Để cách
điện người ta dùng Amian (300
0
C ), ống thạch anh ( với 1000
0
C ) hoặc ống
sứ đến 140
0
C.
β. Những nguyên nhân gây sai số và hiệu chỉnh cho đúng:
Ta biết rằng phương trình biến đổi của cặp nhiệt điện trong trường hợp
chung, một cách gần đúng có thể biểu diễn dưới dạng :
ET =A.t+B.t
2
+C.t
3
ET : là sức điện động nhiệt .
T: hiệu nhiệt độ giữa đầu công tắc và đầu tự do.
A, B, C :các hằng số phụ thuộc vào vật liệu của dây làm cặp
nhiệt điện.
Và độ nhạy của nó được tính như sau:
S

a. Thermocouples:
Thermocouples biến đổi đại lượng nhiệt độ thành dòng điện hay điện
áp DC nhỏ. Nó gồm có hai dây kim loại khác nhau nối với nhau tại hai đầu
mối nối. Khi các mối nối được đặt tại các vị trí khác nhau, trong dây dẫn xuất
hiện sức điện động. Sức điện động này tỉ lệ với chênh lệch nhiệt độ giữa hai
đầu mối nối. Thermocouples có hệ số nhiệt dương.
b. Thermistor:
Thermistor là điện trở có độ nhạy nhiệt rất cao nhưng phi tuyến vả có
hệ số nhiệt âm. Điện trở giảm phi tuyến đối với sự tăng nhiệt độ vì Thermistor
là điện trở nên dòng điện qua nó sinh ra nhiệt gây nên sai số rất lớn. Do đó
phải hạn chế dòng qua nó rất nhỏ.
c. Điện trở dò nhiệt (RTDs):
Cảm biến loại này dựa vào đặc tính trở phụ thuộc nhiệt độ của vật liệu.
Nó có hệ số nhiệt dương nhỏ, nhưng đo rất chính xác.
d. IC cảm biến nhiệt độ bán dẫn:
IC cảm biến bán dẫn kết hợp với mạch gia công bên trong. Nhờ đó IC
có thể tạo tín hiệu điện áp ra tỷ lệ với nhiệt độ tuyệt đối, với độ nhạy nhiệt và
độ chính xác cao. IC loại này khá phổ biến trên thị trường hiện nay. Với IC
thông dụng hiện nay là LM335.
( Word Converter - Unregistered ) SVTH: Lê Hoàng Dũng
Trang 7
ΙΙ. Mạch phát hiện khói ( dùng cảm biến quang hay cảm biến
ion ):
1. Mạch phát hiện khói dùng phương pháp quang ( cảm biến
quang):
Loại này được sử dụng linh kiện thu phát quang . Người ta sử dụng linh
kiện phát quang ( LED hồng ngoại ) chiếu một tia sáng qua vùng cần bảo vệ
và một linh kiện thu quang ( Photodiode, Phototransistor, quang trở…). Khi có
khói bay lên vùng cần bảo vệ sẽ che chắn hay làm yếu đi cường độ ánh
sáng chiếu vào linh kiện thu. Khi cường độ ánh sáng thay đổi đến một giá trị

(u); l=const.
Ÿ Độ nhạy của quang trở đối với quang phổ:
Đó chính là sự thay đổi dẫn suất s
phot
hàm số của l khi
mật độ năng lượng không thay đổi :
u= const
 Vận tốc làm việc:
Vận tốc làm việc là thời gian hồi đáp ( Reponse times) của một quang
trở khi có sự thay đổi từ sáng sang tối hay từ tối sang sáng (rise ). Thời gian
lên được xác định là thời gian cần thiết để quang trở đạt 65 % trị số cuối
cùng khi được chiếu sáng từ 0 lux sang 10 lux.
( Word Converter - Unregistered ) SVTH: Lê Hoàng Dũng
Trang 8
S
rel
(λ)=
σ
phot
(λ)
σ
phot
max
Thời gian trễ được xác định là khoảng thời gian cần thiết để một quang
trở thay đổi còn 35% giá trị của nó (so với lúc được chiếu sáng – khoảng 10
lux trong 1 s) khi không còn được chiếu sáng.
Với cường độ ánh sáng mạnh, quang trở làm việc nhanh hơn. Quang
trở có khuynh hướng làm việc chậm đi khi trời lạnh. Quang trở làm việc chậm
hơn nếu được cất giữ trong bóng tối và làm việc nhanh hơn nếu được cất giữ
ngoài ánh sáng.

Có ba loại bình thu bức xạ:
 Bình ion hóa .
 Máy đếm phóng điện trong chất khí.
 Máy đếm nhấp nháy.
Trong hình đặc tính Volt Ampere của bình ion hóa và cấu tạo của một
bình ion hóa bằng tia a. Dòng quang điện thường rất nhỏ( 10
-3
_10
-7
)mA.
Điện áp đặt lên điện cực cao áp ( vỏ bình) cỡ hàng nghìn Volt, dòng điện ion
lấy qua cực lưới được khuếch đại bằng các bộ khuếch đại đo lường.
( Word Converter - Unregistered ) SVTH: Lê Hoàng Dũng
Trang 9
Để tránh dòng điện rò, cách điện giữa các cực lưới và vỏ (cực cao áp)
phải đạt tới (10
8
– 10
13
) MW, vì thế điện cực lưới được bọc bởi cực bảo vệ
nối đất với mạch đo lường để thu dòng điện rò từ cực cao áp.
Người ta sử dụng một lượng nhỏ chất phóng xạ để ion hóa không khí
trong hộp cảm biến. Không khí bị ion hóa sẽ dẫn điện và tạo thành một dòng
điện chạy giữa hai điện cực đã được nạp điện. Khi các phần tử khói lọt vào
trong vùng cảm nhận được ion hóa sẽ làm tăng điện trở trong vùng cảm nhận
và làm giảm luồng điện giữa hai điện cực. Khi luồng điện giảm xuống tới một
giá trị nào đó thì bộ cảm biến sẽ phát điện và phát tín hiệu báo động.
Nói chung thì loại cảm biến phát hiện khói kiểu ion hóa nhạy hơn và
hiệu quả hơn loại dùng các linh kiện quang điện tử, nhưng linh kiện và vật
liệu rất khó kiếm. Loại phát hiện khói dùng quang dù ít nhạy hơn nhưng linh

Trang 10
 Nhẹ và có sức bền cơ học.
 Tuổi thọ cao.
IV. Đo nhiệt độ bằng thạch anh:
Một ứng dụng cổ điển của thạch anh là thực hiện bộ dao động có độ
vững lớn, chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ. Với tinh thể thạch anh có phương tinh
thể xác định trước nó đặc trưng cho sự thay đổi nhiệt độ ảnh hưởng tần số
dao động.
Ngược lại, khi dùng làm cảm biến đo nhiệt độ, thạch anh có phương tinh thể
làm sao cho tần số dao động gần như tuyến tính với nhiệt độ tinh thể của
thạch anh. Cảm biến này rất chính xác và nhạy, mặt khác việc xác định nhiệt
độ dẫn đến việc đếm tần số có hai điều lợi:
_ Việc đo rất chính xác.
_ Việc chuyển đổi ra dạng số rất dễ dàng với thông tin liên quan
đến tần số.
1. Cộng hưởng cơ của thạch anh:
Trong tinh thể thạch anh được cắt theo dạng tiết diện vuông, tam giác
hoặc tròn, các đặc tính phụ thuộc vào dạng hình học, và kích thước của
chúng cũng như phương tinh thể. Thạch anh là một chất áp điện. Trong
trường hợp mặt phẳng thu điện tích thẳng góc với trục điện sẽ xuất hiện các
điện tích trái dấu trên mặt phẳng. Đó là hiệu ứng áp điện trực tiếp.
_ Một sự thay đổi bề dày của bản thạch anh, nén lại hoặc bè ra
tùy thuộc theo dấu của điện áp khi đưa vào các bề mặt, đó là hiệu ứng áp
điện ngược.
_ Một bản thạch anh có thể xảy ra các dao động cơ liên quan
đến các loại biến dạng khác nhau: sự kéo dài ra, uốn cong, cắt. Tần số dao
động được xác định bởi dạng thức hình học, kích thước và phương của tinh
thể và có thể diễn tả bởi công thức sau:
ρ
c

f
1
e
2860
=
va f
2
l
2860
=
; f tính bằng KHz.
e và l : Bề dày và bề rộng của bản tính bằng mm
_ Lực cắt At, hai mặt bản cực quay chung quanh trục X và tạo
thành một góc gần bằng 35
0
so với trục Z, bản dao động có thể dao động
theo lực cắt bề dày và tần số dao động có trị giá:
e
nf
1675
.=
; f:KHz
n: số nguyên ≤ 5
_ Với những lực cắt khác được sử dụng : Tần số dao động cơ
luôn luôn tỉ lệ nghịch vơi1 trong những kích thước của chúng.
Các điện cực cho phép đặt một điện áp vào bản dao động, nó được
cấu tạo bởi thanh kim loại đặt tiếp xúc với bản dao động.
Chung quanh tần số cộng hưởng cơ, về phương diện điện bản thân
thạch anh có thể được biểu thị bằng một lưỡng cực cấu tạo bởi hai nhánh
song song.

s
=
LC
π
2
1
( Word Converter - Unregistered ) SVTH: Lê Hoàng Dũng
Trang 12
_ Cộng hưởng song song, giữa C
0
và nhánh L, C, R tần số f
p
:
f
p
=
)0/1(
1
.2
1
CC
CL
+
π
Các tần số này rất gần nhau: (f
p
-f
s
)/f
s

+cT
3
;với
∆
f=f(T)-f
0
Các hệ số a, b, c tùy thuộc lực cắt bản dao động.
Với lực cắt LC ( tuyến tính ) về nguyên tắc các hệ số b và c bằng 0. Độ nhạy
nhiệt của tần số cộng hưởng là một hằng số:
T
f
S
∆
∆
=
=a.f
0
Với a=35,45.10
-6
/
0
C và f
0
= 28,208 MHz thì: S=1000Hz/
0
C
Lực cắt LC thường dùng đối với bản thạch anh dùng làm cảm biến đo nhiệt
độ.
3. Cách thực hiện nhiệt kế và đo:
Nhiệt kế được thực hiện bằng cách đặt bản thạch anh bên trong hộp

0
C
Với mạch dao động chuẩn bằng thạch anh, tạo nên tín hiệu chuẩn e
r
tần số f
0
độc lập với môi trường.
e
r
=E
r
cosW
0
t(W
0
=2
π
f
0
)
Các tín hiệu e
m
, e
r
được đưa vào mạch thay đổi tần số, mạch nhân chẳng
hạn, sẽ tạo nên tín hiệu V’
0
:
V’
0

f.t
( Word Converter - Unregistered ) SVTH: Lê Hoàng Dũng
Trang 13
Một bộ đệm tần số cho phép xác định tần số
∆
f và với S biết được, sẽ
biết T=
∆
f/S.
Đặc tính đo lường của tinh thể thạch anh :
_ Khoảng đo:-80 đến 250
0
C.
_ Khoảng cách tuyến tính:
±
0,05% khoảng đo.
_ Độ nhạy : 1000Hz/
0
C.
_ Khả năng đo:0,0001
0
C.
_ Độ nhanh: hằng số thời gian nhiệt 2,5 giây trong nước có vận
tốc 2m/giây.
PHẦN II
THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT NHÀ CAO TẦNG
DÙNG VI XỬ LÝ 89C51
A. Thiết kế mạch :
I. Tổng quan về đề tài:
1. Sơ lược về đề tài:

phương pháp hỏi vòng từ PC. Qua đó, PC sẽ lần lượt hỏi vòng tuần tự qua
từng kit vi xử lý. Dữ liệu từ PC gửi về kit vi xử lý gồm có các byte yêu cầu
cộng thêm hai byte thêm vào: một byte đầu tiên xác định địa chỉ nơi đến, byte
tiếp theo sẽ xác định nội dung giao tiếp giữa vi xử lý và PC, chẳng hạn gởi
nhiệt độ, số người trong phòng…Chương trình giao diện và điều khiển truyền
số liệu dùng ngôn ngữ lập trình Visual Basic 6.0
( Word Converter - Unregistered ) SVTH: Lê Hoàng Dũng
Trang 15
P
C
KIT VI XỬ
LÝ
PHÒNG 1
KIT VI XỬ
LÝ
PHÒNG 2
RS-485
RS-485
RS-485
BUS
Sơ đồ khối toàn bộ hệ thống điều khiển và giám sát ngôi nhà
Kit vi xử lý trong phòng 1 và phòng có cùng sơ đồ khối như sau
2.
Chức năng của từng khối:
a. Vi xử lý 89C51:
Đây là bộ xứ lý trung tâm của mạch đặt tại từng phòng trong ngôi nhà.
89C51 là loại IC có khả xử lý và điều khiển theo một chương trình đã lập sẵn
và có khả năng thực hiện các yêu cầu gởi đến từ máy tính. Vi xử lý 89C51
trong mạch thiết kế có thể thực hiện các chức năng như sau:
_ Phát tín hiệu báo động bằng chuông khi phát hiện có trộm xâm nhập.

Cảm biến quang
IC đo nhiệt độ
Mạch nguồn
Sơ đồ khối kit vi xử lý
Dựa vào mức của tín hiệu hồi tiếp về mà vi xử lý sẽ biết đươc thiết bị
nào đang bật, thiết bị nào đang tắt.
II. Thiết kế phần cứng
1. Mạch cảm biến quang:
Sơ đồ mạch như sau:
Bình thường không có gì che chắn giữa LED phát và LED thu thì áp ra
sẽ là 5V. Khi có vật che chắn giữa LED phát và LED thu thì mạch sẽ cho ra
áp là 0V.
Do khi LED thu dẫn thì áp rơi trên R4, chỉ từ 1V – 1,5V nên ta phải đệm
thêm mạch khuếch đại dùng OPAMP. Tùy theo đặc tính của từng con LED
phát và LED thu mà áp đặt trên trở 100 ohm sẽ khác nhau. Bình thường áp
đặt trên điện trở 100 ohm là 1V, dùng mạch khuếch đại OPAMP để áp đủ 5V
đưa vào vi xử lý.
Để đảm bảo rằng áp đưa trở về vi xử lí sẽ không lớn hơn 5V( tránh hư
vi xử lí khi ta đặt áp vào lớn hơn áp hoạt động cuả nó), ta mắc thêm một
Diode Zenner ổn áp 5.1V vào ngõ ra của mạch khuếch đại.
Tính toán mạch khuếch đại:
Dòng qua LED: 10 mA – 20 mA để giúp cho LED hoạt động được lâu
dài. Dòng cực đại mà ta có thể đưa vào chạy qua LED là 20 mA. Thông
( Word Converter - Unregistered ) SVTH: Lê Hoàng Dũng
Trang 17
R6
1k
INT0
+
-

LEDTHU
=
320
25 −
=9mA
Ap đưa vào mạch khuếch đại LM741:
V
in
= I
LED thu
x100 = 1 V

Để áp ra LM 741 đúng 5V khi LED thu dẫn ta chọn hệ số khuếch đại
như sau:

A
V
=1+ R
I
/R
F
=6
⇒
R
I
/R
F
=5
Chọn R
f

Trang 18
Thông thường để phát hiện người đi vào hay đi ra ta dùng một cảm
biến quang.
Cách này thông dụng dễ lắp đặt nhưng nó không phân biệt được
người vào người ra. Nó chỉ có thể nhận biết có người thông qua sự thay đổi
trạng thái đầu vào là mức cao hay mức thấp. Bên cạnh đó, còn có một nhược
điểm nữa là sẽ gây cho chương trình chạy sai khi có người vô hình đứng
chắn ngang cảm biến quang trong khoảng thời gian tương đối lâu. Lúc đó vi
xử lý sẽ hiểu rằng có rất nhiều người ra vào nó sẽ bị đếm lầm . Để khắc phục
tình trạng này ta dùng cùng lúc hai cảm biến quang đặt cách nhau ở một
khoảng cách xác định. Dựa vào sự thay đổi trạng thái của cảm biến quang
nào trước, cảm biến quang nào sau ta sẽ nhận biết được người ra hay vào
phòng. Phương pháp này rất hiệu quả, nhưng cũng có thể không nhận ra số
người một cách chính xác như ta mong muốn. Giả sử khi có hai người cùng
sóng bước thì cảm biến quang chỉ phát hiện ra một người mà thôi. Ta cũng
có thể khắc phục tình trạng này bằng cách thiết kế cửa sao cho chỉ cho một
người qua lọt mà thôi.
Chức năng mạch đếm người được em thiết kế như sau: khi có một
cảm biến quang tác động sẽ làm cho áp trên chân INT1 chuyển từ 1 sang 0.
Vi xử lý sẽ nhảy đến chương trình ngắt kiểm tra giữa hai chân P1.0 và P1.1
xem chân nào xuống mức 0 trước: Nếu P 1.0 tác động trước, P1.1 tác động
sau thì ta sẽ nhận biết có người vào. Nếu P1.1 tác động trước thì ta nhận
biết có người ra.
Bình thường khi không nhấn các SW1 và SW2 thì INT1 ở trạng thái tích
cực. Khi một trong hai nút nhấn SW1 và SW2 được nhấn tức là có một chân
đưa vào IC 7408 xuống mức 0. Cho nên áp sau khi qua 7408 sẽ là mức 0
(do IC 7408 là IC thực hiện chức năng logic AND). Tùy thuộc vào ta nhấn nút
nhấn nào trước, nút nhấn nào sau, vi xử lý sẽ phát hiện người ra hay vào
mà xử lý chương trình điều khiển.
3. Mạch động lực đóng cắt thiết bị:

U2
AD741
3
2
6
Q1
1
23
D1
1 2
P1.3
JP1
DIEU KHIEN DEN
1
2
110 o hm,3W
12
R2
2.2K
R5
22k
Q2 1
23
R1
330
U1
4N26
16
2
5

nguyên tắc kiểm tra áp trên đèn sẽ biết đèn đóng hay mở. Khi đèn được đóng
bằng Relay điện trở công suất RW sẽ chia áp trên đèn, do điện trở công suất
mắc nối tiếp đèn nên đèn sáng thì trên điện trở công suất sẽ có áp. Ap này
sau khi qua cầu Diode chỉnh lưu sẽ được đưa trở về vi xử lý.
Tính toán mạnh như sau:
R1 = 330 W : đảm bảo dòng qua Opto đủ nhỏ để Opto hoạt động
tốt.
R2 = 2.2 k để giảm dòng giúp cho Phototransistor được hoạt
động bình thường, không rơi vào tình trạng quá dòng.
Diode D5 dùng để xả dòng điện cảm ứng trong cuộn dây Relay
khi ta kick ngắt Relay.
Điện trở công suất RW, do đèn dùng để thiết kế cho mạch có các
thông số định mức như sau:
U = 220 V
P = 10 W
Þ I = 0.046 A
Ta cần lấy áp ra trong khoảng 5 V, nên chọn RW như sau:
RW x I = 5 V
Þ RW = 5/0.046 =110 W
Chọn RW = 120 W, 5 W
Sau khi qua cầu chỉnh lưu, áp này sẽ thành áp DC, nếu cần ta
dùng tụ 1000m để cho áp ra được thẳng. Qua bộ đệm LM741 để cho áp ra ổn
định thì tín hiệu nối tiếp về được đưa vào một chân của vi xử lý.
Nguyên nhân tại sao khi thiết kế mạch động lực đóng ngắt nguồn ta
dùng nguồn +12V riêng và dùng Opto để kích. Do khi relay đóng ngắt sẽ gây
ra nhiễu điện từ, nhiễu này sẽ ảnh hưởng trực tiếp lên nguồn cung cấp cho vi
xử lý. Nó sẽ làm cho áp cấp cho vi xử lý có dạng gai áp. Nếu không truyền số
liệu về máy tính thì điều này không quan trọng. Nhưng ta thiết kế mạch có
truyền dữ liệu nên cần phải dùng nguồn riêng và Opto để tránh gây nhiễu sẽ
ảnh hưởng đến việc truyền dữ liệu. Đồng thời Opto cũng thực hiện việc cách

LED Anode chung.Sơ đồ mạch kích như sau:
( Word Converter - Unregistered ) SVTH: Lê Hoàng Dũng
Trang 22
Nắn
dòng
Lọc
áp
IC ổn
áp
Lọc bỏ
Các gợn
Sóng
5 V
-5V
+12 V
-12V
220V
A10 15
3
2
1
R2
1k
7SEG
7
6
4
2
1
9

tra chân P2.7=0 nghĩa là ta đã nhấn nút SW
thì nó sẽ thực hiện một chương trình con có
nhiệm vụ đóng đèn khi đèn đang tắt, và tắt
đèn khi đèn đang đóng. Đây là phần thiết
kế thêm giúp cho mạch phần cứng và ngay
cả chương trình phần mềm điều khiển một
cách linh động không quá cứng. Nếu để cho vi xử lý làm nhiệm vụ đếm người
và đóng mở đèn hay thiết bị khác thì người dùng không thể can thiệp và cũng
không thể thay đổi gì được chương trình điều khiển đã lập trình sẵn trong
ROM vi xử lý.
Mạch phần cứng thiết kế có phần hồi tiếp trạng thái của các thiết bị.
Cho nên chương trình điều khiển cũng không có gì gây ra phức tạm lắm.
Thiết bị đóng, tín hiệu hồi tiếp về mức 1 (+5V), thiết bị ngắt tín hiệu hồi tiếp về
là mức 0(0V). Nếu ta nhấn nút SW3, và tín hiệu hồi tiếp về đang là mức 0 thì
vi xử lý hiểu rằng đó là yêu cầu đóng thiết bị. Nó sẽ xuất tín hiệu đóng Relay
cấp nguồn cho thiết bị. Ngược lại, nếu tín hiệu hồi tiếp về đang là mức 1 thì vi
xử lý sẽ hiểu là yêu cầu ngắt thiết bị và nó sẽ kích ngắt relay.
Ta cũng có thể thiết kế phần cứng để thực hiện phần này để cho vi xử
lý thực hiện ít công việc nó phải làm. Nếu chỉ dùng một nút nhấn để yêu cầu
đóng hay ngắt thiết bị thì vi xử lý sẽ phải xử lý chương trình. Ta thiết kế hai
nút nhấn tương tự như thế và quy định nút nào nhấn là đóng, ngắt thiết bị.
7. Mạch chuông
Chuông dùng để phát tín hiệu báo động khi có sự cố: cảm biến nhiệt
phát hiện xảy ra hỏa hoạn hay có trộm chẳng hạn. Tùy theo từng sự kiện mà
vi xử lý sẽ kích chuông kêu dài ngắn khác nhau:
 Phát hiện trộm: reo liên tục.
 Nếu nhiệt độ lên gần 100
o
C: chuông reo 3 hồi, mỗi hồi 5 giây
và cách nhau giữa 2 lần là 1 giây.

 RS_485 cho phép tốc độ truyền tối đa là 2.5Mbps.

Sơ đồ chân của MAX_485:
( Word Converter - Unregistered ) SVTH: Lê Hoàng Dũng
Trang 24
Chân
DIP/SO mMAX
Tên Chức năng
1 3 RO Ngõ ra bộ thu :
Nếu A > B là200mV, RO là cao.
Nếu A < B là 200mV , RO là thấp.
2 4 /RE Cho phép ngõ ra bộ thu :
RO được cho phéo khi /RE là thấp.
RO là trở kháng cao khi /RE là cao.
3 5 DE Cho phép ngõ ra lái :
Các ngõ ra lái A và B được cho phép khi DE
cao.
Các ngõ ra lái A và B là trở kháng cao khi DE
thấp.
Nếu những ngõ ra lái được cho phép thì từng
ngõ có chức năng như làcác đường lái.
Khi chúng là trở kháng cao , chức năng của
chúng như là các đường thu của bộ thu nếu
/RE là thấp.
4 6 DI Ngõ vào bộ lái :
DI thấp thì A thấp và B cao
DI cao thì Acao và B thấp.
5 7 GND Nối mass.
6 8 A Ngõ vào vộ thu và ngõ ra bộ lái đều không
đảo.