Đang tải... (xem toàn văn)
THIẾT KẾ MẠCH QUANG BÁO VÀ ĐỒNG HỒ SỐ
ĐỒ ÁN GVHD: LÊ THỊ THANH HUYỀN MỤC LỤC Nhận xét giáo viên hướng dẫn -3 Nhận xét giáo viên phản biện Lời nói đầu Lời cảm ơn CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN TRONG MẠCH 1.1 Điện trở -7 1.2 Tụ điện 1.3 Led 10 1.4 Diode -10 1.5 IC 7805 ổn áp 5Vol 11 1.6 Reset -12 1.7 IC xử lý trung tâm 89C51 -12 1.7.1 Sơ đồ chân IC 89C51 12 1.7.2 Cấu trúc bên IC 89C51 -15 1.7.3 Tổ chức bên nhớ 16 1.8 IC giải mã 74LS247 -27 1.9 IC đệm đảo ULN2803 28 2.0 IC thời gian thực DS12C887 29 2.0.1 Sơ đồ chân -29 2.0.2 Chức chân 29 2.0.3 Cấu trúc DS12C887 -32 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VÀ THI CÔNG MẠCH QUANG BÁO 2.1 Sơ đồ nguyên lý mạch quang báo -37 2.2 Chức khối mạch 37 THIẾT KẾ MẠCH QUANG BÁO VÀ ĐỒNG HỒ SỐ ĐỒ ÁN 2.2.1 Khối nguồn GVHD: LÊ THỊ THANH HUYỀN 38 2.2.2 Khối tạo dao động -38 2.2.3 Khối điều khiển trung tâm 38 2.2.4 Khối giải mã 39 2.2.5 Khối hiển thị 39 2.3 Lưu đồ giải thuật mạch quang báo -40 2.4 Chương trình mạch quang báo -44 2.5 Mạch in mạch quang báo 48 CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU VÀ THI CÔNG MẠCH ĐỒNG HỒ SỐ 3.1 Sơ đồ nguyên lý 49 3.2 Sơ đồ khối chức khối -49 3.2.1 Khối giải mã 50 3.2.2 Khối hiển thị 50 3.2.3 Khối công tắc 50 3.2.4 Khối lưu 51 3.2.5 Khối kết led đoạn 52 3.3 Lưu đồ giải thuật 53 3.4 Chương trình mạch đồng hồ số -58 3.5 Mạch in mạch đồng hồ số -73 Tài liệu tham khảo 74 THIẾT KẾ MẠCH QUANG BÁO VÀ ĐỒNG HỒ SỐ ĐỒ ÁN GVHD: LÊ THỊ THANH HUYỀN LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Chữ ký giáo viên hướng dẫn THIẾT KẾ MẠCH QUANG BÁO VÀ ĐỒNG HỒ SỐ ĐỒ ÁN GVHD: LÊ THỊ THANH HUYỀN LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Chữ ký giáo viên phản biện THIẾT KẾ MẠCH QUANG BÁO VÀ ĐỒNG HỒ SỐ ĐỒ ÁN GVHD: LÊ THỊ THANH HUYỀN LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, với phát triển khoa học kỹ thuật, lĩnh vực Điện tử - Tin học - Viễn thông, việc đưa thông tin quảng cáo đến với người tiêu dùng, đến với xã hội trở nên dễ dàng nhanh chóng Thơng qua nhiều hình thức quảng cáo khác mà doanh nghiệp giới thiệu sản phẩm đến người Trong nhiều hình thức đa dạng thơng tin quảng cáo như: Báo, đài, tivi, tờ rơi, áp phích… Thì việc dùng bảng quang báo điện tử cách đơn giản hiệu để quảng cáo Chúng ta bắt gặp nhiều bảng thông tin thực tế Khi đường phố lúc đêm, bạn bắt gặp với ánh đèn màu nhiều bảng quang báo lớn với hình ảnh sinh động hay hình ảnh, logo lên với đủ kiểu (từ xuống, từ trái sang ….) Qua ta thấy rằng, bảng quang báo điện tử ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực khác như: giới thiệu sản phẩm, làm biển hiệu… Với ứng dụng rộng rãi vậy, việc tìm hiểu thiết kế bảng thông tin thúc em thực đề tài “Thiết kế mạch quang báo đồng hồ số” vi xử lí sử dụng IC89C51 Tuy nhiên, lần đầu thực nên bảng quảng cáo chúng tơi cịn nhiều sai sót Vì mong nhận ý kiến đóng góp, giúp đỡ chân thành từ phía thầy cô bạn sinh viên THIẾT KẾ MẠCH QUANG BÁO VÀ ĐỒNG HỒ SỐ ĐỒ ÁN GVHD: LÊ THỊ THANH HUYỀN LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực đề tài nhóm chúng em nhận giúp đỡ tận tình kiến thức chuyên ngành lẫn tinh thần giáo viên hướng dẫn thầy cô khoa công nghệ Trước tiên nhóm chúng em muốn dành tình cảm chân thành đến giáo viên hướng dẫn Lê Thị Thanh Huyền thầy cô khoa công nghệ, tận tình hướng dẫn giúp đỡ cho chúng em suốt trình thực đồ án Do kiến thức cịn hạn hẹp nên q trình thực đồ án chúng em tránh khỏi sai sót Kính mong q thầy hội đồng khảo thí dẫn giúp đỡ thêm Nhóm chúng em đồ án không tránh khỏi thiếu sót làm suốt trình chúng em thực đồ án Chúng em cảm ơn nhận ý kiến đóng góp quý báu khoa, giảng viên để chúng em ngày hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn TP.Vinh, Ngày 06 tháng 11 năm 2014 THIẾT KẾ MẠCH QUANG BÁO VÀ ĐỒNG HỒ SỐ ĐỒ ÁN GVHD: LÊ THỊ THANH HUYỀN CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÁC LINH KỆN TRONG MẠCH 1.1 Điện trở Điện trở đại lượng vật lý đặc trưng cho tính chất cản trở dòng điện vật thể dẫn điện Nó định nghĩa tỉ số hiệu điện hai đầu vật thể với cường độ dịng điện qua Hình 1: Ký hiệu điện trở R= Hình 2: Hình ảnh điện trở thực tế U I Trong đó: U : hiệu điện hai đầu vật dẫn điện, đo vôn (V) I : cường độ dòng điện qua vật dẫn điện, đo ampe (A) R : điện trở vật dẫn điện, đo Ohm (Ω) Điện trở cấu tạo từ vật liệu có điện trở suất cao làm than, magie kim loại Ni-O2, oxit kim loại, dây quấn Để biểu thị giá trị điện trở Người ta dùng vòng màu để biểu thị giá trị điện trở Mỗi màu đại diện cho số Có nhiều loại điện trở khác chia làm hai loại dựa cấu trúc nó,đó diện trở đơn điện trở Điện trở gồm nhiều diện trở đơn ghép lại với THIẾT KẾ MẠCH QUANG BÁO VÀ ĐỒNG HỒ SỐ ĐỒ ÁN GVHD: LÊ THỊ THANH HUYỀN Hình 3: Các vịng màu thể giá trị điện trở Điện trở thường dùng cần nhiều điện trở giống nhau, yêu cầu thiết kế gọn, ví dụ kéo lên port vi điều khiển, hạn dòng cho dãy led, led đoạn, vvv… Có loại điện trở thơng dụng: Loại đóng gói hàng (SIP) Để ý chấm đầu, chân chung, chân lại nối với chân chung qua điện trở, giá trị điện trở thường ghi thân Loại đóng gói hàng (DIP), nhìn giống IC thơng thường Loại chân đối diện nối với qua trở, giá trị ghi thân THIẾT KẾ MẠCH QUANG BÁO VÀ ĐỒNG HỒ SỐ ĐỒ ÁN GVHD: LÊ THỊ THANH HUYỀN 1.2 Tụ điện Tụ điện linh kiện có tính tích trữ lượng điện, tụ điện cấu tạo gồm hai phẳng chất dẫn điện gọi hai cực Hai cực đặt song song với nhau, chất điện môi cách điện Để đặc trưng cho khả tích điện tụ điện, ta dùng đại lượng gọi điện dung C=ε(s/d) Đơn vị : Fara (F) Hình 4: Kí hiệu tụ điện Hình 5: Hình dạng thực tế Phân loại: Tụ chia làm hai loại tụ phân cực tụ khơng phân cực, ngồi tụ cịn gọi theo tên vật liệu cấu tạo nên chúng tụ gốm, tụ giấy, tụ hóa… Cường độ điện trường bên tụ có trị số: E= δ ε 0ε ε0 = 8.86.10-12 ε C2/ N.m2 số điện môi chân không số điện môi tương đối môi trường, chân không ε = 1, giấy tẩm dầu = 3,6; gốm = 5,5; mica = ÷ Đơn vị: Có đơn vị 1µ=10-6F 1n=10-9F 1p=10-12F THIẾT KẾ MẠCH QUANG BÁO VÀ ĐỒNG HỒ SỐ ĐỒ ÁN GVHD: LÊ THỊ THANH HUYỀN Như điện dung tỉ lệ thuận với tiết diện tụ Tỉ lệ nghịch với khoảng cách hai tụ phụ thuộc vào chất điện môi 1.3 Led (Diode phát quang) Diode phát quang Diode phát sáng ta phân cực thuận cho có dịng điện cấp qua Diode phát màu sắc khác Tùy theo mức lượng giải phóng cao hay thấp mà bước sóng ánh sáng phát khác (tức màu sắc LED khác nhau) Mức lượng (và màu sắc LED) hoàn toàn phụ thuộc vào cấu trúc lượng nguyên tử chất bán dẫn Hình 6: Ký hiệu led Hình 7: Hình dạng thực tế led LED thường có điện phân cực thuận cao diode thông thường, khoảng 1,5 đến 3V Nhưng điện phân cực nghịch LED khơng cao Do đó, LED dễ bị hư hỏng điện ngược gây 1.4 Diode Diode bán dẫn dụng cụ bán dẫn có lớp tiếp xúc P-N Bên ngồi có bọc lớp Plastic Hai đầu mẫu bán dẫn có tráng kim loại để nối dây ra.Có hai cách phân cực cho diode Là phân cực thuận, phân cực nghịch Hình 8: Ký hiệu diode Hình 9: Hình dạng thực diode a Phân cực thuận: Cực dương nguồn nối với anot, cực âm nguồn nối với catot THIẾT KẾ MẠCH QUANG BÁO VÀ ĐỒNG HỒ SỐ 10 ĐỒ ÁN GVHD: LÊ THỊ THANH HUYỀN ;CHUYEN TU SO HEX SANG BCD ;********************************************* HEX_BCD: MOV A,20H MOV B,#10 DIV AB MOV 23H,B MOV 24H,A MOV A,21H MOV B,#10 DIV AB MOV 25H,B MOV 26H,A MOV A,22H MOV B,#10 DIV AB MOV 27H,B MOV 28H,A RET ;********************************************* ;DOAN CHUONG TRINH QUET LED ;********************************************* HIEN_THI: MOV A,23H ORL A,#0F0H MOV P2,A CLR LED6 SETB LED5 LCALL DELAY THIẾT KẾ MẠCH QUANG BÁO VÀ ĐỒNG HỒ SỐ 60 ĐỒ ÁN GVHD: LÊ THỊ THANH HUYỀN MOV A,24H ORL A,#0F0H MOV P2,A CLR LED5 SETB LED6 LCALL DELAY MOV A,25H ORL A,#70H MOV P2,A SETB LED6 SETB LED5 LCALL DELAY MOV A,26H ORL A,#0B0H MOV P2,A SETB LED6 SETB LED5 LCALL DELAY MOV A,27H ORL A,#0D0H MOV P2,A SETB LED6 SETB LED5 LCALL DELAY MOV A,28H ORL A,#0E0H MOV P2,A SETB LED6 SETB LED5 THIẾT KẾ MẠCH QUANG BÁO VÀ ĐỒNG HỒ SỐ 61 ĐỒ ÁN GVHD: LÊ THỊ THANH HUYỀN LCALL DELAY RET ;*************************************************** ;DOAN CHUONG TRINH NGAT DE CHINH GIO PHUT ;CO LONG VAO CHUONG TRINH CHON LED DE LED NHAP NHAY ;*************************************************** NGAT: MOV R0,#0BH MOV A,#80H MOVX @R0,A LCALL HIEN_THI1 JNB P3.2,NGAT LOOP1: LCALL HIEN_THI1 JNB P3.2 ,THOAT_NGAT JNB P3.3 ,TANG_GIATRI_PHUT JNB P3.4 ,GIAM_GIATRI_PHUT JNB P3.5 ,CHUYEN1 LJMP LOOP1 THOAT_NGAT: LCALL HIEN_THI JNB P3.2,THOAT_NGAT MOV R0,#0 MOV A,20H MOVX @R0,A LCALL HEX_BCD LCALL HIEN_THI MOV R0,#0AH MOV A,#0AFH THIẾT KẾ MẠCH QUANG BÁO VÀ ĐỒNG HỒ SỐ 62 ĐỒ ÁN GVHD: LÊ THỊ THANH HUYỀN MOVX @R0,A MOV R0,#0BH MOV A,#0EH MOVX @R0,A RETI CHUYEN1: LCALL HIEN_THI JNB P3.5,CHUYEN1 INC R2 MOV A,R2 CJNE A,#2,RETURN MOV R2,#0 RETURN: LJMP LOOP2 TANG_GIATRI_PHUT: LCALL HIEN_THI MOV A,21H INC A CJNE A,#60,CONT_1 MOV A,#0 CONT_1: MOV 21H,A MOV R0,#2 MOVX @R0,A LCALL HEX_BCD LJMP LOOP1 GIAM_GIATRI_PHUT: LCALL HIEN_THI MOV A,21H THIẾT KẾ MẠCH QUANG BÁO VÀ ĐỒNG HỒ SỐ 63 ĐỒ ÁN GVHD: LÊ THỊ THANH HUYỀN CJNE A,#0,CONT_3 MOV A,#60 CONT_3: DEC A MOV 21H,A MOV R0,#2 MOVX @R0,A LCALL HEX_BCD LJMP LOOP1 LOOP2: LCALL HIEN_THI2 JNB P3.2,THOAT_NGAT JNB P3.3,TANG_GIATRI_GIO JNB P3.4,GIAM_GIATRI_GIO JNB P3.5,CHUYEN2 LJMP LOOP2 CHUYEN2: LCALL HIEN_THI2 JNB P3.5,CHUYEN2 INC R2 MOV A,R2 CJNE A,#2,RETURN2 MOV R2,#0 RETURN2: LJMP LOOP1 TANG_GIATRI_GIO: LCALL HIEN_THI MOV A,22H INC A THIẾT KẾ MẠCH QUANG BÁO VÀ ĐỒNG HỒ SỐ 64 ĐỒ ÁN GVHD: LÊ THỊ THANH HUYỀN CJNE A,#24,CONT_22 MOV A,#0 CONT_22: MOV 22H,A MOV R0,#4 MOVX @R0,A LCALL HEX_BCD LJMP LOOP2 GIAM_GIATRI_GIO: LCALL HIEN_THI MOV A,22H CJNE A,#0,CONT_42 MOV A,#24 CONT_42: DEC A MOV 22H,A MOV R0,#4 MOVX @R0,A LCALL HEX_BCD LJMP LOOP2 ;************************************************** ;DOAN CHUONG TRINH LAM CHO PHUT CHOP TAT HIEN_THI1: MOV A,23H ORL A,#0F0H MOV P2,A CLR LED6 SETB LED5 THIẾT KẾ MẠCH QUANG BÁO VÀ ĐỒNG HỒ SỐ 65 ĐỒ ÁN GVHD: LÊ THỊ THANH HUYỀN LCALL DELAY MOV A,24H ORL A,#0F0H MOV P2,A CLR LED5 SETB LED6 LCALL DELAY MOV A,25H ORL A,#0F0H MOV P2,A SETB LED6 SETB LED5 LCALL DELAY LCALL PHUTTAT MOV A,26H ORL A,#0F0H MOV P2,A SETB LED6 SETB LED5 LCALL DELAY LCALL PHUTTAT MOV A,27H ORL A,#0D0H MOV P2,A SETB LED6 SETB LED5 LCALL DELAY MOV A,28H ORL A,#0E0H THIẾT KẾ MẠCH QUANG BÁO VÀ ĐỒNG HỒ SỐ 66 ĐỒ ÁN GVHD: LÊ THỊ THANH HUYỀN MOV P2,A SETB LED6 SETB LED5 LCALL DELAY LCALL DELAY_THOIGIANLEDSANG RET PHUTTAT: MOV A,23H ORL A,#0F0H MOV P2,A CLR LED6 SETB LED5 LCALL DELAY MOV A,24H ORL A,#0F0H MOV P2,A CLR LED5 SETB LED6 LCALL DELAY MOV A,25H ORL A,#0F0H MOV P2,A SETB LED6 SETB LED5 LCALL DELAY MOV A,26H ORL A,#0F0H MOV P2,A SETB LED6 THIẾT KẾ MẠCH QUANG BÁO VÀ ĐỒNG HỒ SỐ 67 ĐỒ ÁN GVHD: LÊ THỊ THANH HUYỀN SETB LED5 LCALL DELAY MOV A,27H ORL A,#0D0H MOV P2,A SETB LED6 SETB LED5 LCALL DELAY MOV A,28H ORL A,#0E0H MOV P2,A SETB LED6 SETB LED5 LCALL DELAY RET ;*********************************************** ;DOAN CHUONG TRINH LAM CHO GIO CHOP TAT ;*********************************************** HIEN_THI2: MOV A,23H ORL A,#0F0H MOV P2,A CLR LED6 SETB LED5 LCALL DELAY MOV A,24H ORL A,#0F0H MOV P2,A CLR LED5 THIẾT KẾ MẠCH QUANG BÁO VÀ ĐỒNG HỒ SỐ 68 ĐỒ ÁN GVHD: LÊ THỊ THANH HUYỀN SETB LED6 LCALL DELAY MOV A,25H ORL A,#70H MOV P2,A SETB LED6 SETB LED5 LCALL DELAY MOV A,26H ORL A,#0B0H MOV P2,A SETB LED6 SETB LED5 LCALL DELAY MOV A,27H ORL A,#0F0H MOV P2,A SETB LED6 SETB LED5 LCALL DELAY LCALL GIOTAT MOV A,28H ORL A,#0F0H MOV P2,A SETB LED6 SETB LED5 LCALL DELAY LCALL GIOTAT LCALL DELAY_THOIGIANLEDSANG THIẾT KẾ MẠCH QUANG BÁO VÀ ĐỒNG HỒ SỐ 69 ĐỒ ÁN GVHD: LÊ THỊ THANH HUYỀN RET GIOTAT: MOV A,23H ORL A,#0F0H MOV P2,A CLR LED6 SETB LED5 LCALL DELAY MOV A,24H ORL A,#0F0H MOV P2,A CLR LED5 SETB LED6 LCALL DELAY MOV A,25H ORL A,#70H MOV P2,A SETB LED6 SETB LED5 LCALL DELAY MOV A,26H ORL A,#0B0H MOV P2,A SETB LED6 SETB LED5 LCALL DELAY MOV A,27H ORL A,#0F0H MOV P2,A THIẾT KẾ MẠCH QUANG BÁO VÀ ĐỒNG HỒ SỐ 70 ĐỒ ÁN GVHD: LÊ THỊ THANH HUYỀN SETB LED6 SETB LED5 LCALL DELAY MOV A,28H ORL A,#0F0H MOV P2,A SETB LED6 SETB LED5 LCALL DELAY RET ;************************************************** ;DOAN CHUONG TRINH DE 2LED DON CHOP TAT ;************************************************** CHOPTAT: CLR P1.2 LCALL DELAY_CHOPTAT SETB P1.2 LCALL DELAY_CHOPTAT RET ;************************************************** ;DOAN CHUONG TRINH DELAY 2.5MS DE QUET LED ;************************************************** DELAY: PUSH 00H PUSH 01H MOV R1,#5 DEL: MOV R0,#250 DJNZ R0,$ THIẾT KẾ MẠCH QUANG BÁO VÀ ĐỒNG HỒ SỐ 71 ĐỒ ÁN GVHD: LÊ THỊ THANH HUYỀN DJNZ R1,DEL POP 01H POP 00H RET ;************************************************** DELAY_THOIGIANLEDSANG: MOV R7,#5 LAP1: MOV R6,#10 LCALL DOC LCALL HEX_BCD LCALL HIEN_THI DJNZ R6,$ DJNZ R7,LAP1 RET ;************************************************** DELAY_CHOPTAT: MOV R7,#36 LAP2: MOV R6,#100 LCALL DOC LCALL HEX_BCD LCALL HIEN_THI DJNZ R6,$ DJNZ R7,LAP2 RET END THIẾT KẾ MẠCH QUANG BÁO VÀ ĐỒNG HỒ SỐ 72 ĐỒ ÁN 3.5 GVHD: LÊ THỊ THANH HUYỀN Mạch in mạch đồng hồ số THIẾT KẾ MẠCH QUANG BÁO VÀ ĐỒNG HỒ SỐ 73 ĐỒ ÁN GVHD: LÊ THỊ THANH HUYỀN Tài liệu tham khảo Giáo trình điện tử số – Khoa cơng Nghệ Điện Tử - Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM Giáo trình Thí Nghiệm Vi Xử Lý – Khoa công Nghệ Điện Tử - Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM Giáo trình Vi Xử Lý – Khoa cơng Nghệ Điện Tử - Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM Hướng Dẫn Thí Nghiệm Vi Xử Lý – Trường Đại Học Bách Khoa TPHCM Họ Vi Điều Khiển 8051 – Tống Văn Ôn http://www.dientuvietnam.net/ http://www.datasheetcatalog.com http://www.ant7.com http://www.google.com/ THIẾT KẾ MẠCH QUANG BÁO VÀ ĐỒNG HỒ SỐ 74 ... song nhánh với để kết nhiều led THIẾT KẾ MẠCH QUANG BÁO VÀ ĐỒNG HỒ SỐ 39 ĐỒ ÁN GVHD: LÊ THỊ THANH HUYỀN 2.3 Lưu đồ giải thuật mạch quang báo THIẾT KẾ MẠCH QUANG BÁO VÀ ĐỒNG HỒ SỐ 40 ĐỒ ÁN GVHD:... R0,LOOP2 POP 00H RET END 2.5 Mạch in mạch quang báo THIẾT KẾ MẠCH QUANG BÁO VÀ ĐỒNG HỒ SỐ 48 ĐỒ ÁN GVHD: LÊ THỊ THANH HUYỀN CHƯƠNG : GIỚI THIỆU VÀ THI CÔNG MẠCH ĐỒNG HỒ SỐ 3.1 Sơ đồ nguyên lý 3.2... THIẾT KẾ MẠCH QUANG BÁO VÀ ĐỒNG HỒ SỐ 36 ĐỒ ÁN GVHD: LÊ THỊ THANH HUYỀN CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VÀ THI CÔNG MẠCH QUANG BÁO 2.1 Sơ đồ nguyên lý mạch quang báo 2.2 Chức khối mạch Hình 18: Sơ đồ khối mạch