89s52 mạch khóa số điện tử at89s52 Với mỗi gia đình, cơ quan, xí nghiệp, trường học hay bất cứ nơi đâu, để bảo vệ tài sản trong phòng. Trên mỗi cánh cửa ra vào được trang bị thêm chiếc khoa. Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại khoa cửa nhưng hầu như đều là khoa cơ khí, các khóa cơ khí này gặp vấn đề lớn đó là tinh bảo mật của các khóa này không cao, nên dễ dàng bị phá khóa bới các chia khóa đa năng.
TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
Đặt vấn đề
Để bảo vệ tài sản trong các gia đình, cơ quan, xí nghiệp và trường học, việc trang bị khóa cho mỗi cánh cửa ra vào là rất cần thiết Trên thị trường hiện nay có nhiều loại khóa cửa, chủ yếu là khóa cơ khí Tuy nhiên, các khóa cơ khí này thường có vấn đề về bảo mật, vì chúng dễ dàng bị mở bằng các chìa khóa đa năng.
Khóa số là thiết bị bảo vệ tài sản, yêu cầu nhập mã đã cài đặt để mở Hiện nay, có hai loại khóa số phổ biến: khóa số cơ khí và khóa số điện tử.
Khóa số cơ khí hoạt động bằng cách xoay các vòng số trên khóa để tạo ra một dãy số nhất định Khi các số này được sắp xếp đúng cách, khóa sẽ mở hoặc khóa lại một cách an toàn.
Khóa số điện tử yêu cầu người dùng nhập đúng mật khẩu, là một chuỗi các số liên tiếp Khi nhập chính xác các số này, khóa sẽ được mở.
Khóa số điện tử có nhiều ký tự và mã số dài hơn, mang lại tính bảo mật cao hơn so với khóa cơ khí Thao tác sử dụng khóa số điện tử cũng dễ dàng hơn nhờ vào các phím bấm, thay vì phải xoay vòng như ở khóa cơ khí Việc đổi mật khẩu cũng trở nên thuận tiện hơn với thiết kế phím bấm.
Khóa số điện tử không chỉ nổi bật với tính năng bảo mật cao mà còn mang đến sự tiện lợi với thao tác đơn giản Đặc biệt, sản phẩm còn có chức năng cảnh báo khi người dùng nhập sai mật mã quá số lần quy định Giao diện người dùng thân thiện, hiển thị thông báo về việc nhập mật khẩu, cảnh báo và thay đổi mật khẩu, giúp người dùng dễ dàng sử dụng hơn.
Bố cục đề tài
Đề tài do nhóm em thực hiện dưới sự hướng dẫn của thầy giao được trinh bày trong 3 phần:
Phần 1: Tổng quan về đề tài
Phần 2: Tìm hiểu đề tài
Phần 3: Thiết kế và thi công
TÌM HIỂU ĐỀ TÀI
NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ VÀ SƠ ĐỒ KHỐI
Hệ thống mở cửa bằng mật khẩu sử dụng vi điều khiển AT89S52 làm trung tâm, cho phép người dùng tương tác qua bàn phím 4x4 và hiển thị thông tin trên màn hình LCD.
Khối vi điều khiển: có chức năng điều khiển hoạt động của mạch và tương tác với LCD.
Khối hiển thị: hiển thị thông tin cho người dùng biết.
Khối nguồn: dùng để cấp nguồn cho mạch hoạt động.
Khối bàn phím: người dùng thao tác với mạch.
CẤU TẠO TỪNG KHỐI
Linh kiện chính cho từng khối
Khối nguồn: Cầu diode, LM 7805.
Khối điều khiển: vi điều khiển AT89S52, eeprom 24C02C.
Khối bàn phím: nút nhấn.
Khối hiển thị Khối bàn phím
Hình 1 Sơ đồ khối của mạch
Mạch sử dụng chip AT89S52 làm trung tâm xử lý và eeprom 24C02B để lưu trữ mật khẩu AT89S52 là phiên bản của 8051 với ROM trên chip là bộ nhớ Flash, rất phù hợp cho các ứng dụng nhanh nhờ khả năng xóa bộ nhớ flash chỉ trong vài giây.
Thông số cơ bản của Chip
Bộ nhớ chương trình bên trong: 4 KB ( ROM).
Bộ nhớ dữ liệu bên trong: 128 byte ( RAM).
Số chân vào ra( I/O port) : 32.
Hình 2 Sơ đồ khối của 8051
AT89S52 là một vi điều khiển với 40 chân, trong đó 24 chân có chức năng kép Các chân này có thể hoạt động như đường xuất nhập, đường điều khiển hoặc là thành phần của bus dữ liệu và bus địa chỉ.
- Port 0 (P0.0-P0.7) có số chân từ 32-39
Port xuất nhập dữ liệu (P0.0-P0.7) không sử dụng bộ nhớ ngoài
Bus địa chỉ byte thấp và bus dữ liệu đa hợp (AD0-AD7) có sử dụng bộ nhớ ngoài.
-Port 1 (P1.0-P1.7) có số chân từ 1-8
-Port 1 có một chức năng:
Xuất nhập giữ liệu ( P1.0-P1.7) sử dụng hoặc không sử dụng bộ nhớ ngoài Port 2:
-Port 2 (P2.0-P2.7) có số chân từ 21-28
-Port 2 có hai chức năng:
Port xuất nhập dữ liệu (P2.0-P2.7) không sử dụng bộ nhớ ngoài
Bus địa chỉ byte cao (A8-A15) xóa sử dụng bộ nhớ ngoài.
- Port 3 (P3.0-p3.7) có số chân từ 10-17
- Port 3 có hai chức năng :
Port xuất nhập dữ liệu (P3.0-P3.7) không sử dụng bộ nhớ ngoài hoặc các chức năng đặc biệt.
Các tín hiệu điều khiển sử dụng bộ nhớ ngoài hoặc các chức năng đặc biệt.
Bit tên Địa chỉ bit
RxD B0H Chân nhận dữ liệu của port nối tiếp
TxD B1H Chân phát dữ liệu của port nối tiếp
INT0\ B2H Ngõ vào ngắt ngoài 0
INT1\ B3H Ngõ vào ngăt ngoài 1
T0 B4H Ngõ vão của bộ đếm định thời/đếm 0
T1 B5H Ngõ vão của bộ đếm định thời/đếm 1
WR\ B6H Điều khiển ghi vào RAM ngoài
RD\ B7H Điều khiển đọc từ RAM ngoài
Bảng 1 Bảng chức năng chân của Port 3
Nhóm các chân nguồn, dao động và điều khiển
-VCC: chân số 40 nối lên nguồn 5V.
-XTAL1 chân số 19 và XTAL2 chân 18: bộ dao động được tích hợp bên trong
AT89S52 yêu cầu người thiết kế chỉ cần kết nối thêm một thạch anh và các tụ điện vào chân XTAL1 (chân 19) và XTAL2 (chân 18) Tần số thạch anh phổ biến được sử dụng là 12MHz.
Hình 4 Mạch dao động cho vi xử lý Chân EA\:
- EA (External access): chân số 31, truy xuất ngoài.
+ Là tín hiệu cho phép truy xuất bộ nhớ chương trình ROM ngoài.
+ Là biện pháp nhập,tích cực mức thấp
EA\0: chip 8051 sử dụng chương trình của ROM ngoài.
EA\1:chip sử dụng chương trình của ROM trong
-RST (Reset) chân số 9, thiết lập lại.
+ Là tín hiệu cho phép thiết lập lạo trạng thái ban đầu.
+ Là tín hiệu nhập, tích cực mức cao.
RST=0: 8051 hoạt động bình thường.
RST=1: 8051 được thiết lập lại trạng thái ban đầu. tReset ≥ 2ìTmachine trong đú: treset : thời gian reset (às)
Tmachine: chu kỡ mỏy (às)
Eeprom 24C02B là một chip nhớ có 8 chân, hoạt động với điện áp 5V và có khả năng lưu trữ 128 x 8 bit Dòng điện hoạt động bình thường của nó là 1mA Chip này giao tiếp với vi điều khiển thông qua giao thức I2C, trong đó chân SCL đảm nhiệm việc tạo nhịp xung, còn chân SDA được sử dụng để truyền dữ liệu.
Mạch sử dụng LCD 16 x2 để hiển thị thông tin 2
Hình 7 Sơ đồ chân của LCD
Chân Ký hiệu Mô tả
1 Vss Nguồn cấp cho LCD (GND).
2 VDD Nguồn cấp cho LCD (5V).
3 VEE Điều chỉnh độ tương phản của LCD.
4 RS RS=0 chọn thanh ghi lệnh IR
RS=1 chọn thanh ghi dữ liệu
6 E Tín hiệu cho phép Sau khi các tín hiệu được đặt lên bus D0-D7, các lệnh chỉ được chấp nhận khi có 1 xung cho phép của chân E.
7-14 D0 - D7 Các đường bus dữ liệu.
Bảng 2 Chức năng chân LCD
Để điều khiển bàn phím ma trận, ta sử dụng phương pháp quét phím, trong đó cần xuất dữ liệu 4 bit với 1 bit ở mức logic thấp.
Khi 3 bit ở mức logic cao được gửi đến cột thứ nhất của ma trận phím, nếu có phím nào được nhấn, trong 4 bit đọc vào sẽ có 1 bit ở mức thấp Quá trình này tiếp tục bằng cách chuyển mức logic thấp sang các cột kế tiếp để xác định vị trí phím được nhấn.
Khối bàn khím
1.1 Sơ đồ nguyên lý mạch 4
Hình 9 Sơ đồ mô phỏng
Password mặc định là 123456 (gồm 6 số)
Để mở khóa, người dùng cần nhập đúng mật khẩu và nhấn nút Open (=) Nếu mật khẩu chính xác, đèn LED xanh sẽ sáng, cho biết cửa đã được mở Ngược lại, nếu mật khẩu sai, đèn LED đỏ sẽ sáng, cho thấy cửa vẫn đóng.
Để đổi mật khẩu, bạn chỉ cần nhấn nút "Change", nhập mật khẩu cũ và nhấn "OK" Tiếp theo, hãy nhập mật khẩu mới và nhấn "OK" lần nữa Sau khi thực hiện các bước này, mật khẩu của bạn sẽ được đổi thành công và hệ thống sẽ lưu mật khẩu mới.
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG
THIẾT KẾ MẠCH
1.1 Sơ đồ nguyên lý mạch 4
Hình 9 Sơ đồ mô phỏng
Password mặc định là 123456 (gồm 6 số)
Để mở khóa, bạn cần nhập đúng mật khẩu và nhấn nút Open (=) Nếu mật khẩu đúng, đèn xanh sẽ sáng, cho biết cửa đã được mở Ngược lại, nếu mật khẩu sai, đèn đỏ sẽ sáng, báo hiệu cửa vẫn đóng.
Để thay đổi mật khẩu, bạn cần nhấn vào nút "Change", nhập mật khẩu cũ và nhấn "OK" Sau đó, nhập mật khẩu mới và nhấn "OK" lần nữa Khi hoàn tất, bạn sẽ nhận thông báo đổi mật khẩu thành công và hệ thống sẽ lưu mật khẩu mới của bạn.
Nếu bạn nhập sai mật khẩu, chương trình sẽ yêu cầu bạn nhập lại mật khẩu cũ Nếu bạn nhập sai từ 3 lần trở lên, tài khoản sẽ bị khóa trong 1 phút trước khi bạn có thể thử lại.
Nếu đang làm một việc gì đó mà muốn thoát ra ngoài thì nhấn nút Clear(x).
Để khóa cửa thì nhấn nút Close(+).
Hình 10 Lưu đồ giải thuật chương trình chính.
Hình 11 Lưu đồ giải thuật chương trình mở cửa.
Hình 12 Lưu đồ giải thuật chương trình đổi mật khẩu.
Main Nhập ,lưu password mới
1.3 Kết quả mô phỏng.
Hình 13 Kết quả mô phỏng
THI CÔNG MẠCH
Hình 14 Sơ đồ mạch in
Bước 1: In mạch in ra giấy ảnh.
Cắt miếng đồng sao cho phù hợp với kích thước của mạch in, sau đó đặt mặt có lớp đồng lên giấy có sơ đồ mạch in Gấp chặt các cạnh để đảm bảo miếng đồng và giấy không bị lệch trong quá trình ủi.
- Chỉnh nhiệt độ bàn ủi ở nhiệt độ vừa phải Đặt bàn ủi lên và ủi trong khoảng thời gian từ 7-10 phút.
Bước 3: Rửa mạch: Sau khi ủi xong, ta lấy miếng giấy ra khỏi miếng đồng Pha
Ngâm mạch vào nước có chứa bột sắt để loại bỏ đồng, sau khi đồng đã được tách ra, lấy mạch ra và rửa sạch bằng nước Cuối cùng, sử dụng giấy nhám để chà bỏ lớp mực in còn lại.
Bước 4: Khoan mạch, gắn linh kiện và hàn mạch.
- Khoan mạch: lựa chọn mũi khoan phù hợp với mạch và tiến hành khoan.
- Gắn linh kiện: Phải gắn linh kiện ở mặt nhựa, mặt không đi dây đồng, gắn đúng vị trí, cực tính của từng linh kiện.
Mỏ hàn cần đạt đủ nhiệt độ và thao tác nhanh, khéo léo để tránh làm hư hỏng linh kiện Việc để mỏ hàn quá lâu có thể gây hại cho một số linh kiện Ngoài ra, cần chú ý không để chì dính vào các đường đồng khác để ngăn ngừa tình trạng ngắn mạch.
CODE ĐỀ TÀI
BIEN_CHONGOPEN EQU 15 BIEN_LUUPASS EQU 14
LCALL KHOITAO_LCD_8BIT MOV DPTR,#TEXT1
LCALL HIENTHI LJMP QUET_PHIM MP3:
LCALL COMMAND mov r0,#21 lcall XUAT_LCD2
LCALL COMMAND mov r0,#41 lcall XUAT_LCD2
LCALL KT_NHAP_PASS LJMP THOAT_QUETPHIM
LJMP THOAT_QUETPHIM TT_NUT_OPEN:
CJNE A,#1,SOLAN_SAIPASS CLR LEDCORRECT
CJNE A,#2,THOAT_NUTOPEN CLR LEDWRONG
JNB P1.4,NUT_SO_1 JNB P1.5,NUT_SO_2 JNB P1.6,NUT_SO_3 SJMP QUET_H3
LCALL KT_NHAP_PASS LJMP THOAT_QUETPHIM NUT_SO_2:
LCALL KT_NHAP_PASS LJMP THOAT_QUETPHIM NUT_SO_3:
LCALL KT_NHAP_PASS LJMP THOAT_QUETPHIM
LCALL KT_NHAP_PASS LJMP THOAT_QUETPHIM NUT_SO_5:
LCALL KT_NHAP_PASS LJMP THOAT_QUETPHIM NUT_SO_6:
LCALL KT_NHAP_PASS LJMP THOAT_QUETPHIM NUT_XOA:
LCALL KT_NHAP_PASS LJMP THOAT_QUETPHIM NUT_SO_8:
LCALL KT_NHAP_PASS LJMP THOAT_QUETPHIM NUT_SO_9:
LCALL KT_NHAP_PASS LJMP THOAT_QUETPHIM NUT_DOIPASS:
MOV ADDR_ROM,#2 MOV WR_ROM,62
MOV ADDR_ROM,#3 MOV WR_ROM,63
MOV ADDR_ROM,#5 MOV WR_ROM,65
MOV ADDR_ROM,#6 MOV WR_ROM,66
MOV ADDR_ROM,#10 MOV WR_ROM,#1
JZ THOAT_XUAT_LCD1 LCALL DATA_DISPLAY INC DPTR
CJNE R1,#16,LAP_XUAT_LCD2 THOAT_XUAT_LCD2:
READY: mov r7,#250 djnz r7,$ mov r7,#250 djnz r7,$
LCALL STOP_BIT_ROM RET
LCALL START_BIT_ROM MOV A,#0A1H
LCALL SLAVE_ACK_ROM MOV R7,#8
DJNZ R7,READ_DATA_ROM LCALL NO_ACK_ROM LCALL STOP_BIT_ROM
NOP; READ STATE OF SDA NOP
DB ' PHUNG QUY BAN',0 TEXT2:
DB 'khoa so dien tu' ,0
