Nội dung

Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 ỨNG DỤNG 8051 THIẾT KẾ HỆ THỐNG XẾP HÀNG ĐIỆN TỬ DESIGN ELECTRONIC QUEUEING SYSTEM USING 8051 MICROCONTROLER SVTH: Trần Văn Dũng, Trương Văn Tiển, Đặng Văn Quân Khoa Điện, Trường Cao Đẳng Công Nghệ GVHD: Cao Nguyễn Khoa Nam Khoa Điện, Trường Cao Đẳng Công Nghệ TÓM TẮT Đề tài nghiên cứu thiết kế ứng dụng 8051 vào thiết kế hệ thống xếp hàng điện tử. Đề tài tập trung nghiên cứu họ vi điều khiển 8051(điển hình là AT89C51) mạng RS485, cách tổ chức truyền dữ liệu trong mạng truyền thông nối tiếp RS485. Sau đó xây dựng lên mô hình hệ thống xếp hàng điện tử. Và từ mô hình hiện có sẻ thiết kế ứng dụng thực tế tại trường Cao Đẳng Công Nghệ. ABSTRACT Design electronic queueing system using 8051 microcontroler. This subject focuses on sesearching 8051 microsocontroler ( typically 8051 ) RS485 network, data transmitting organization in RS485 successive communicating network. Then we will continue to build electronic queueing system model. And from this models, we will design pratical using program at College of Technology, 1. Giới thiệu đề tài: Trong thực tế, việc xếp hàng chờ giải quyết công việc ở các công sở hoặc bệnh viện, trường học... luôn gây khó chịu và mất thời gian cho người cần giải quyết công việc lẫn người giải quyết công việc. Để cải thiện vấn đề này, hiện nay trên thế giới và trong nước đã có những hệ thống xếp hàng tự động, được điều khiển bằng máy tính hoặc các hệ thống tích hợp. Ở những nơi có lắp đặt hệ thống này việc xếp hàng đã trở nên có trật tự, đơn giản và nhanh chóng hơn, cải thiện môi trường làm việc và tiết kiệm được thời gian. Trường Cao đẳng Công nghệ Đà Nẵng, nơi chúng em đang học tập, cũng không phải là một ngoại lệ, việc xếp hàng nộp hồ sơ nhập học hoặc nộp học phí cũng gây ra nhiều phiền toái và tốn thời gian. Với mục đích cải thiện điều này, nhóm quyết định chọn đề tài “Ứng dụng 8051 thiết kế hệ thống xếp hàng điện tử” nhằm ứng dụng vào phòng tài vụ và phòng đào tạo của nhà trường. 2. Các tính năng của hệ thống xếp hàng điện tử được thiết kế: Hệ thống được tổ chức theo master- slave(chính-phụ) kết nối với nhau bằng mạng RS485. Hệ thống có thể mở rộng tối đa được 256 slave (đó là các bàn giải quyết công việc) một cách linh hoạt, khi có yêu cầu mở rộng chỉ cần thêm các bàn mới và cắm song song vào hệ thống. Hệ thống còn bao gồm một máy lấy số tự động, được điều kiển bởi master. Việc lấy phiếu xếp hàng được quản lý tự động bởi master bằng cơ chế hàng đợi, số người xếp hàng đợi tối đa không giới hạn. 557 Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 Số thứ tự phiếu của hệ thống được đánh số từ 0 đến 999999 và sẽ được tự động quay vòng về 0 bởi phần cơ khí của máy. Hệ thống còn xử lý các trường hợp ngoại lệ như: + Tự động nhớ số thứ tự được in trên phiếu của người cuối cùng khi mất điện (do sự cố hoặc kết thúc một ngày làm việc) + Khi có người lấy phiếu mà không có mặt để giải quyết công việc thì hệ thống sẽ tự động bỏ qua bằng cơ chế time-out. Hệ thống có thể gọi số thứ tự và báo chuông bằng máy tính khi có lượt làm việc mới. Ngoài ra hệ thống còn có chức năng quản lý số lượt người đã xử lý công việc của toàn hệ thống cũng như số lượt làm việc của mỗi điểm giải quyết công việc (slave) trên máy tính nhằm phục vụ cho việc thống kê và đánh giá nhân viên khi cần thiết. 3. Thiết kế hệ thống 3.1. Mô hình của hệ thống RS485 bus Bàn giải quyết công việc 1 Bàn giải quyết công việc 2 Bàn giải quyết công việc 3 Bàn giải quyết công việc n 3.2. Thiết kế hệ thống  Master: Chủ động trong quá trình điều khiển hệ thống: Điều khiển máy lấy số tự động Hỏi vòng tất cả các SLAVE theo gói tin có định dạng *Địa chỉ của slave*gói dữ liệu# chờ slave trả lời để nhận thông tin về trạng thái của các bàn làm việc (rỗi/không rỗi). Nếu gói dữ liệu truyền đi có địa chỉ trùng với địa chỉ ID của một slave nào đó thì nó sẽ nhận lại một gói dữ liệu có dạng: *Địa chỉ của slave*Y# hoặc *Địa chỉ của slave*N#. Khi nhận được “Yes” thì xử lý hàng đợi (bỏ số thứ tự đầu tiên trong hàng đợi và dịch hàng đợi lên một bước). 558 Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 VCC J24 U9 SW4 IN RXD RST OUT TXD 1 2 3 4 5 6 7 8 R17 10K 9 P_COM1 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 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 8051 HEADER 8 C3.5 10 1 3 4 5 2 6 10uF C3.6 T1IN T2OUT T2IN RXD 11 7 TXD X1 12 9 HEADER 4 VCC J26 HEADER 8 28 27 26 25 24 23 22 21 8 7 6 5 4 3 2 1 HEADER 8 C1+ C1- MAX232 C2+ C2V+ V- C3.7 31 30 29 VCC GND TXD RXD 1 2 3 4 X2 16 R1OUT R2OUT P2.7/A15 P2.6/A14 P2.5/A13 P2.4/A12 P2.3/A11 P2.2/A10 P2.1/A9 P2.0/A8 J23 8 7 6 5 4 3 2 1 Y4 12Mhz C18 30P C17 30P 15 C3.8 104 R1IN R2IN T1OUT P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD XLAL1 19 OUT TXD 10 11 12 13 14 15 16 17 GND 13 8 14 VCC U8 IN RXD RXD TXD C9 VCC EA ALE PSEN 39 38 37 36 35 34 33 32 XLAL2 18 + C26 10uF RESET 5 9 4 8 3 7 2 6 1 1 2 3 4 5 6 7 8 J25 VCC VCC 40 MACH MASTER 10uF 10uF 10uF VCC Sơ đồ nguyên lý mạch master  Slave: Hiển thị số thứ tự lên led 7 đoạn Trả lời master khi đúng ID (địa chỉ của thiết bị) của mình bằng gói tin có định dạng *ID* Y# hoặc *ID* N# tương ứng khi có yêu cầu gọi lượt làm việc mới của nhân viên. MACH SLAVE RN10 10K RN9 10K 9 8 7 6 5 4 3 2 9 8 7 6 5 4 3 2 VCC 40 SW DIP-8 - ADDR. SEL. U4 RST J3 9 VCC VCC GND RXD TXD RXD TXD VCC + RESET RST R16 10K J4 1 2 3 4 5 6 7 8 NUT3 EA ALE PSEN P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD VCC 8051 NUT1 NUT2 P2.7/A15 P2.6/A14 P2.5/A13 P2.4/A12 P2.3/A11 P2.2/A10 P2.1/A9 P2.0/A8 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 Y3 11.0592Mhz HEADER 8 C16 30P 1 2 3 4 5 6 7 8 VCC J2 VCC BJT6 BJT5 BJT4 BJT3 BJT2 BJT1 1 2 3 4 5 6 7 NUT1 NUT2 QUET LED 18 C25 10uF HEADER 4 RST X1 SW2 10 11 12 13 14 15 16 17 P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 19 1 2 3 4 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 X2 1 2 3 4 5 6 7 8 J1 VCC SW3 GIAI MA LED 7 DOAN VCC=5V 1 VCC 1 VCC C15 30P 559 Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 MACH HIEN THI VCC R35 R33 330 R34 330 330 R36 330 Q13 2N1070 Q16 2N1070 Q15 2N1070 Q14 2N1070 J18 BJT1 1 2 3 4 BJT1 BJT2 BJT3 BJT4 BJT4 LED4 BJT3 LED3 BJT2 LED1 LED2 LED1 LED2 LED3 LED4 a b c d e f g pt 7 Segs LED 7 6 4 2 1 9 10 5 a b c d e f g pt 7 Segs LED 3 8 8 3 U44 A B C D E F G DP U45 A B C D E F G DP 7 6 4 2 1 9 10 5 a b c d e f g pt A1 A 7 6 4 2 1 9 10 5 8 3 8 7 Segs LED U43 A B C D E F G DP A a b c d e f g pt A1 7 6 4 2 1 9 10 5 A A B C D E F G DP A1 A B C D E F G DP A1 U42 1 2 3 4 5 6 7 8 A 3 HEADER 4 J15 7 Segs LED HEADER 8 Sơ đồ nguyên lý mạch Slave 4. Kết quả thực nghiệm: Hệ thống chạy thử ổn định với số lượt thử nghiệm khoảng 3000. Hoạt động đúng yêu cầu đặt ra ban đầu và có xử lý được các ngoại lệ như đã nêu. Do phần thiết kế cơ khí của máy lấy số tự động chưa được tốt nên đề tài có khuynh hướng thay bằng máy in kim khi áp dụng thực tế nhằm tăng tính ổn định của hệ thống. Hình ảnh của mô hình khi hoạt động thử nghiệm 560 Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tống Văn On Hoàng Đức Hải Tin học thực hành Thiết kế hệ thống với họ 8051 NXB Phương Đông, 2006 [2] Tống Văn On Họ vi điều khiển 8051 NXB Phương Đông , 2006 [3] Nguyễn Đình Phú Vi điều khiển lý thuyết và thực hành AT89C51 [4] Nguyễn Tăng Cường Phan Quốc Thắng Cấu trúc và lập trình họ vi điều khiển 8051 [5] TAC Học nhanh Delphi 561