BẢN KẾ HOẠCH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN Tên đề tài : “Thiết kế và chế tạo mạch đồng hồ hiển thị thời gian thực” Họ và tên sinh viên : 1. Nguyễn Văn Thưởng 2.Nguyễn Hữu Đức Tiến Giảng viên hướng dẫn : Th.S Nguyễn Văn Diên STT Thời gian Nội dung công việc Kết quả đạt được Ghi chú 1 Tuần 6 - Gặp GVHD và thảo luận 2 Tuần 7 - Nhận đề đề tài. 3 Tuàn 8 - Đề ra các mục tiêu nghiên cứu, lập kế hoạch thực hiện. 4 Tuần 9 -Nghiên cứu lĩnh vực ứng dụng sản phẩm. - Tìm hiểu lý thuyết về họ vi điều khiển AT89C51, LCD, DS1307,cách lập trình và cách kết nối VĐK. . 5 Tuần 10 -Nghiên cứu, tìm hiểu để đưa ra được sơ đồ nguyên lý của mạch 6 Tuần 11 - Tính toán, lựa chọn linh kiện, chuẩn bị các thiết bị cần dùng trong mạch. - Lắp mạch chạy thử trên panel. - Kiểm tra các thông số kỹ thuật 7 Tuần 12 - Vẽ mạch in. - Hàn linh kiện trên board mạch 8 Tuần 13 Viết chương trình điều khiển 9 Tuần 14 - Kiểm tra. - Đóng gói sản phẩm. 11 10 Tuần 15 -Viết báo cáo. GVHD: Th.S Nguyễn Văn Diên Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa : Điện – Điện Tử Đồ án chuyên ngành 2 Lớp: Đ-ĐTK6.1 N HẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Hưng Yên, Ngày….tháng….năm 2011 Giáo viên hướng dẫn Th.S Nguyễn Văn Diên GVHD: Th.S Nguyễn Văn Diên Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa : Điện – Điện Tử Đồ án chuyên ngành 2 Lớp: Đ-ĐTK6.1 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… …………………………… Hưng Yên, Ngày….tháng….năm 2011 Giáo viên phản biện Mục lục GVHD: Th.S Nguyễn Văn Diên Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa : Điện – Điện Tử Đồ án chuyên ngành 2 Lớp: Đ-ĐTK6.1 Lời nói đầu 6 PHẦN 1 : NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT LIÊN QUAN 1.1 Giới thiệu về vi điều khiển AT 89c51 8 1.1.1 Sơ đồ khối AT89c51 8 1.1.2 Sơ đồ chân của AT89C51 9 1.2 Tìm hiểu về IC thời gian thực DS1307 12 1.2.1 Giới thiệu chung về DS1307 12 1.2.1 Cơ chế hoạt động của DS1307 17 1.3 Tìm hiểu về khối LCD ( hiển thị ) 19 PHẦN 2 : THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 2.1 Nhiệm vụ thiết kế 22 2 2 Sơ đồ khối và chức năng hoạt động của từng khối 22 2.3 Sơ đồ mạch của từng khối 2.3.1: Sơ đồ nguyên lý khối nguồn + Ds1307 25 2.3.2 Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển và hiển thị 26 2.3.3 Sơ đồ bord khối nguồn + Ds1307 27 2.3.4 Sơ đồ bord khối điều khiển và hiển thị 27 2.3.5 Mạch tổng hợp đồng hồ hiển thị thời gian thực …….8 2.4 Lưu đồ thuật toán và chương trình điều khiển 2.4.1. Lưu đồ thuật toán 29 2.4.2. Chương trình điều khiển 29 2.5. Hình ảnh mô hình thực tế 30 PHẦN 3 : KẾT LUẬN Danh sách tài liệu tham khảo 32 LỜI NÓI ĐẦU GVHD: Th.S Nguyễn Văn Diên Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa : Điện – Điện Tử Đồ án chuyên ngành 2 Lớp: Đ-ĐTK6.1 Ngày nay cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật. Đời sống xã hội ngày càng phát triển cao dựa trên những ứng dụng cao của khoa học vào đời sống. Vì vậy mà những công nghệ điện tử mang tính tự động ngày càng được ứng dụng rộng rãi. Trong đó có sự đóng góp không nhỏ của kỹ thuật vi điều khiển. Đặc biệt là ngày nay, các bộ vi điều khiển đang đựơc ứng dụng rộng rãi và thâm nhập ngày càng nhiều trong các lĩnh vực kỹ thuật và đời sống xã hội. Hầu hết là các thiết bị được điều khiển tự động từ các thiết bị văn phòng cho đến các thiết bị trong gia đình đều dùng các bộ vi điều khiển nhằm đem lại sự tiện ghi cho con người trong thời đại công nghiệp hoá, hiện đại hoá. Nhằm góp phần làm sáng tỏ hiệu quả của những ứng dụng trong thực tế của môn vi điều khiển, sau một thời gian nghiên cứu học tập dưới sự giảng dạy của các thầy cô giáo trong khoa về kiến thức chuyên ngành, đồng thời cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy Nguyễn Văn Diên ,chúng em đã tìm hiểu về họ vi điều khiển AT89c51 nhằm “Thiết kế và chế tạo mạch đồng hồ hiển thị thời gian thực” Với sự lỗ lực của bản thân nhưng do thời gian, kiến thức và kinh nghiệm của chúng em còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những sai xót. Chúng em rất mong nhận được sự giúp đỡ và đóng góp ý kiến của thầy cô cùng các bạn để đồ án của chúng em được hoàn thiện hơn. Chúng em xin chân thành cảm ơn! Nhóm sinh viên thực hiện ! Nguyễn Văn Thưởng Nguyễn Hữu Đức Tiến Phone : 01675629288 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Diên Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa : Điện – Điện Tử Đồ án chuyên ngành 2 Lớp: Đ-ĐTK6.1 PHẦN 1: NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT LIÊN QUAN 1.1 Giới thiệu về vi điều khiển AT 89c51 1.1.1 Sơ đồ khối AT89c51 * Hệ vi xử lý 89c51 bao gồm: + Bộ vi xử lý trung tâm CPU + hoạt động ở tần số 12MHz + 4 Kbyte ROM + Có 128 byte RAM + Có 4 port xuất nhập (I/O) 8 bit + 2 bộ định thời 16 bit(Timer 0 và Timer 1) + Mạch giao tiếp nối tiếp +Bộ xử lý bít ( thao tác trên các bít riêng rẽ ) +Hệ thống điều khiển và xử lý ngắt +Các kênh điều khiển ,dữ liệu ,địa chỉ + Các thanh ghi có chức năng đặc biệt GVHD: Th.S Nguyễn Văn Diên Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa : Điện – Điện Tử Đồ án chuyên ngành 2 Lớp: Đ-ĐTK6.1 1.1.2 Sơ đồ chân của AT89C51 Hình1 : Sơ đồ chân của 89C51 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Diên Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa : Điện – Điện Tử Đồ án chuyên ngành 2 Lớp: Đ-ĐTK6.1 + GND(chân 20): Chân nối với 0v + potr 0: P0.0 đến P0.7 (chân 32 – chân 39) . port 0 là port xuất nhập 8 bit hai chiều. + Port 1 : P1.0 đến P1.7 (chân 1- 8). port 1 là port xuất nhập 8 bit hai chiều. + Port 2 : P2.0 đến P2.7 (chân 21 – 28). Port 2 là port xuất nhập 8 bit hai chiều. + Port 3:P3.0 đến P3.7 ( chân 10- 17): Port 3 là port xuất nhập 8 bit hai chiều, port 3 cũng còn làm các chức năng khác của AT89C51. các chức năng này được nêu như sau: Chân Tên Chức năng P3.0 RxD Ngõ vào port nối tiếp P3.1 TxD Ngõ ra port nối tiếp P3.2 INT0 Ngõ vào ngắt ngoài 0 P3.3 INT1 Ngõ vào ngắt ngoài 1 P3.4 T0 Ngõ vào bên ngoài của bộ định thời 1 P3.5 T1 Ngõ vào bên ngoài của bộ định thời 0 P3.6 WR Điều khiển ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài P3.7 RD Điều khiển đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài + RST ( chân 9) Chân vào reset. Tích cực mức cao trong hai chu kỳ máy + XTAL1: Chân vào mạch khuếch đại dao động + XTAL2: Chân ra từ mạch khuếch đại dao động + PSEN(chân 29): Chân cho phép đọc bộ nhớ chương trình ngoài + ALE/PROG( chân 30) : Chân tín hiệu cho phép chốt địa chỉ để truy cập bộ nhớ ngoài ,khi on chip xuất ra byte thấp của địa chỉ .tín hiệu chốt được kích hoạt ở mức cao ,tần số GVHD: Th.S Nguyễn Văn Diên Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa : Điện – Điện Tử Đồ án chuyên ngành 2 Lớp: Đ-ĐTK6.1 xung chốt =1/6 tần số dao động của bộ vi điều khiển .Nó có thể được dùng cho các bộ timer ngoài hoặc cho mục đích tạo xung clock + EA vpp(chân 31): Cho phép on chíp truy cập bộ nhớ chương trình ngoài khi EA = 0, ngược lại EA = 1 on chip sẽ thực thi chương trình bên trong chip. Khi chân này được cấp nguồn điện áp 12V thì on chip đảm nhận chức năng nạp chương trình bên trong nó 1.2 Tìm hiểu về IC thời gian thực DS 1307 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Diên Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa : Điện – Điện Tử Đồ án chuyên ngành 2 Lớp: Đ-ĐTK6.1 1.2.1 Giới thiệu chung về DS1307 - DS1307 là IC thời gian thực với nguồn cung cấp nhỏ dùng để cập nhật thời gian và ngày tháng - SRAM :56bytes - Địa chỉ và dữ liệu được truyền nối tiệp qua 2 đường bus 2 chiều - DS1307 có môt mạch cảm biến điện áp dùng để dò các điện áp lỗi và tự động đóng ngắt với nguồn pin cung cấp 3v - DS1307 có 7 byte dữ liệu nằm từ địa chỉ 0x00 tới 0x06, 1 byte điểu khiển, và 56 byte lưu trữ ( dành cho người sủ dụng ) - Khi xử lý dữ liệu từ DS1307, họ đã tự chuyển cho ta về dạng số BCD, ví dụ như ta đọc đựoc dữ liệu từ địa chỉ 0x04 ( tưong ứng với Day- ngày trong tháng) và tại 0x05 ( thang ) là 0x15, 0x11 như thế có nghĩa là lúc đó là ngày 15-11 chứ ko phải là ngày 21 tháng 17 - Lưu ý đến vai trò của chân SQW/OUT. Đây là chân cho xung ra của DS1307 có 4 chế độ 1Hz, 4.096HZ, 8.192Hz, 32.768Hz các chế độ này đuợc quy định bởi các bít của thanh ghi Control Register ( địa chỉ 0x07 ) - Địa chỉ của DS1307 là 0xD0 - Cơ chế hoạt động :DS1307 hoạt động với vai trò slave trên đường bus nối tiếp.Việc truy cập được thi hành với chỉ thị start và một mã thiết bị nhất định được cung cấp bởi địa chỉ các thanh ghi.tiếp theo đó các thanh ghi sẽ được truy cập liên tục đến khi chỉ thị stop đươc thực thi. • Cơ chế hoạt động và chức năng của DS1307: GVHD: Th.S Nguyễn Văn Diên Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa : Điện – Điện Tử Đồ án chuyên ngành 2 Lớp: Đ-ĐTK6.1 [...]... thanh - Đồng hồ hoạt động rất chính xác ( hiển thị ngày ,tháng ,năm ,thứ ,giờ ,phút , giâ ) rất ổn định Hạn chế: - Do thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế nên mạch chỉ dừng lại ở mức độ hiển thị thời gian thực và hẹn giờ.Giá thành còn cao hơn so với một số đồng hồ của trung quốc * Hướng phát triển đề tài: Tạo ra chiếc đồng hồ thời gian thực có nhiều tính năng hơn, như hiển thị ngày,tháng âm và nhiệt... và RS = 0 như sau: Nếu R/W = 1, RS = 0 khi D7 = 1 (cờ bận 1) thì LCD bận bởi các công việc bên trong và sẽ không nhận bất kỳ thông tin mới nào Khi D7 = 0 thì LCD sẵn sàng nhận thông tin mới Lưu ý chúng ta nên kiểm tra cờ bận trước khi ghi bất kỳ dữ liệu nào lên LCD PHẦN 2: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 2.1 Nhiệm vụ thiết kế - Thiết kế và chế tạo mạch đồng hồ hiển thị thời gian thực Yêu cầu đặt ra: + Thiết kế. .. hiệu điều khiển của bộ điều khiển và tìn hiệu của từ IC thời gian thực xuất ra khối hiển thị và chuông báo - Khối phím cài đặt : Dùng để thiết lập cho khối thời gian thực (ngày, tháng, năm, giờ phút, thứ ) - Khối LCD (hiển thị) : Khối này cho phép hiển thi các thông số cần thiết (ngày, tháng, năm, giờ phút, thứ ) thông qua mã ASCII - Khối chuông : Báo thời gian khi cài đặt hẹn giờ 2.3 Sơ đồ mạch của... hình hiển thị Trở về đầu dòng Giả con trỏ (dịch con trỏ sang trái) Tăng con trỏ (dịch con trỏ sang phải) Dịch hiển thị sang phải Dịch hiển thị sang trái Tắt con trỏ, tắt hiển thị Tắt hiển thị, bật con trỏ Bật hiển thị, tắt con trỏ Bật hiển thị, nhấp nháy con trỏ Tắt con trỏ, nhấp nháy con trỏ Dịch vị trí con trỏ sang trái Dịch vị trí con trỏ sang phải Dịch toàn bộ hiển thị sang trái Dịch toàn bộ hiển thị. .. khối điều khiển và hiển thị 2.3.3 Sơ đồ bord khối nguồn + Ds1307 2.3.4 Sơ đồ bord khối điều khiển và hiển thị GVHD: Th.S Nguyễn Văn Diên Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa : Điện – Điện Tử Đồ án chuyên ngành 2 Lớp: Đ-ĐTK6.1 2.3.5 Mạch tổng hợp đồng hồ hiển thị thời gian thực GVHD: Th.S Nguyễn Văn Diên Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa : Điện – Điện Tử Đồ án chuyên ngành 2 Lớp: Đ-ĐTK6.1 2.4 Lưu đồ thuật toán và chương... thành Mô hình đồng hồ hiển thị thời gian thực Trong quá trình thực hiện đề tài nhóm chúng em tích cực cùng nhau nghiên cứu ,tìm ra phương án giải quyết tối ưu nhất *Ưu điểm: GVHD: Th.S Nguyễn Văn Diên Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa : Điện – Điện Tử - Đồ án chuyên ngành 2 Lớp: Đ-ĐTK6.1 Sử dụng khối hiển thị LCD làm cho cấu trúc mạch đơn giản Hiển thị trên LCD khả năng hiển thị phong phú và đa dạng hơn... hiển thị thời gian thực Yêu cầu đặt ra: + Thiết kế hiển thị bộ thời gian thực + Thiết kế khối giao tiếp + Viết chương trình điều khiển 2.1 Sơ đồ khối và chức năng hoạt động của từng khối GVHD: Th.S Nguyễn Văn Diên Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa : Điện – Điện Tử Đồ án chuyên ngành 2 Lớp: Đ-ĐTK6.1 Khối Hiển Thị Khối thời gian thực Chuông Khối Vi điều khiển Khối nguồn Nhiệm vụ của từng khối: GVHD: Th.S Nguyễn... chuỗi xung clock và các chỉ thị START và STOP sự truyền sẽ kết thúc với chỉ thị STOP hoặc chỉ thị quay vòng START Khi chỉ thị START quay vòng thì sự truyền chuỗi dữ liệu tiếp theo được thực thi và các bus vẫn chưa được giải phóng Dữ liệu truyền luôn bắt đầu bằng bit MSB 1.2.1 Cơ chế hoạt động của DS1307 DS1307 hoạt động ở 2 chế độ sau: - Chế độ slave nhận( chế độ DS1307 ghi):chuỗi dữ liệu và chuỗi xung... được thiết lập 1 sẽ enable đầu ra của bộ tạo dao động Tần số của đầu ra sóng vuông phụ thuộc vào giá trị của RS1 và RS0 - DS1307 hỗ trợ bus 2 dây 2 chiều và giao thức truyền dữ liệu thiết bị gửi dữ liệu lên bus được gọi là bộ phát và thiết bị nhận gọi là bộ thu thiết bị điều khiển quá trình này gọi là master thiết bị nhận sự điều khiển của master gọi là slave Các bus nhận sự điều khiển của master,là thiết. .. thể chạy ở chế độ 24h cũng như 12h Bit thứ 6 của thanh ghi hours là bit chọn chế độ 24h hoặc 12h khi bit này ở mức cao thì chế độ 12h được chọn ở chế độ 12h thì bit 5 là bit AM/PM với mức cao là là PM ở chế độ 24h thì bit 5 là bit chỉ 20h(từ 20h đến 23h) - Trong quá trình truy cập dữ liệu, khi chỉ thị START được thực thi thì dòng thời gian được truyền tới một thanh ghi thứ 2,thông tin thời gian sẽ được . vi điều khiển AT89c51 nhằm Thiết kế và chế tạo mạch đồng hồ hiển thị thời gian thực Với sự lỗ lực của bản thân nhưng do thời gian, kiến thức và kinh nghiệm của chúng em còn hạn chế nên không. điều khiển và hiển thị 26 2.3.3 Sơ đồ bord khối nguồn + Ds1307 27 2.3.4 Sơ đồ bord khối điều khiển và hiển thị 27 2.3.5 Mạch tổng hợp đồng hồ hiển thị thời gian thực …….8 2.4 Lưu đồ thuật toán và. BẢN KẾ HOẠCH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN Tên đề tài : Thiết kế và chế tạo mạch đồng hồ hiển thị thời gian thực Họ và tên sinh viên : 1. Nguyễn Văn Thưởng 2.Nguyễn