Đang tải... (xem toàn văn)
Đề Tài : Thiết kế đồng hồ điện tử hiển thị bằng 8 led 7 thanh Hệ thống có hiển thị thời gian thực ở 2 chế độ tùy theo lựa chọn của người sử dụng . Chế độ 1 hiển thị giờ ,phút ,giây Chế độ 2 hiển thị ngày , tháng ,năm . Sai số tối đa 5 giâyngày . Trên hệ thống có nguồn dự phòng để đảm bảo khi mất điện vẫn hoạt động được . Trên hệ thống có phím chỉnh thời gian.
Trường : ĐHCN HÀ NỘI Khoa : ĐIỆN TỬ GVHD: Nguyễn Anh Dũng BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ********** ĐỒ ÁN Môn: VI ĐIỀU KHIỂN Đề Tài : Thiết kế đồng hồ điện tử hiển thị led Giáo viên hướng dẫn : NGUYỄN ANH DŨNG Sinh Viên Thực NGUYỄN VĂN QUÂN LƯU VĂN QUÂN TRẦN DUY HIỂN Lớp : : ĐT2_K4 Đề tài: Thiết kế đồng hồ hiển thị LED Page Trường : ĐHCN HÀ NỘI Khoa : ĐIỆN TỬ GVHD: Nguyễn Anh Dũng Nhận xét giáo viên: ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… Đề tài: Thiết kế đồng hồ hiển thị LED Page Trường : ĐHCN HÀ NỘI Khoa : ĐIỆN TỬ GVHD: Nguyễn Anh Dũng Đề Tài : Thiết kế đồng hồ điện tử hiển thị led Hệ thống có hiển thị thời gian thực chế độ tùy theo lựa chọn người sử dụng Chế độ hiển thị ,phút ,giây Chế độ hiển thị ngày , tháng ,năm Sai số tối đa giây/ngày Trên hệ thống có nguồn dự phòng để đảm bảo điện hoạt động Trên hệ thống có phím chỉnh thời gian Giáo viên hướng dẫn : Sinh Viên Thực : Lớp : NGUYỄN ANH DŨNG NGUYỄN VĂN QUÂN LƯU VĂN QUÂN TRẦN DUY HIỂN ĐT2_K4 Đề tài: Thiết kế đồng hồ hiển thị LED Page Trường : ĐHCN HÀ NỘI Khoa : ĐIỆN TỬ GVHD: Nguyễn Anh Dũng LỜI MỞ ĐẦU Cùng với phát triển công nghệ đại thiết thực để phục vụ cho đời sống người chuyên nghành công nghệ kỹ thuật có thành tích đem lại phục vụ người nhằm nâng cao sống Thời gian mốc đánh dấu lịch sử quan trọng loài người Khi chưa có công nghệ đại ngày người cổ hi lap phát minh lịch vạn niện dựa tính toán thiên văn học Nhưng tới ngày công nghệ điện tử phát triển, đồng hồ số thay cho lịch vạn niện nhiều ưu điểm Sử dụng đồng hồ điện tử điều chỉnh thời gian tùy theo ý muốn người Tiện lợi mang theo Sau thời gian học tập trường, học tập môn vi điều khiển với giúp đỡ thầy giáo Nguyễn Anh Dũng bạn bè Chúng em cố gắng áp dụng nắm qua môn học vào thực hành mạch thực tế làm mạch đồng hồ số hiển thị LED Để điều khiển thời gian mạch đồng hồ điện tử có nhiều phương pháp Trong đồ án em xin trình bày thiết kế đồng hồ điện tử dùng họ vi điều khiển 8051 cụ thể vi mạch 89S52 giao tiếp với IC thời gian thực DS1307 IC DS1307 hoạt động tần số 32768kHZ nuôi nguồn dự phòng 3V hoạt động thời gian dài khoảng vài năm nguồn điện Đề tài: Thiết kế đồng hồ hiển thị LED Page Trường : ĐHCN HÀ NỘI Khoa : ĐIỆN TỬ GVHD: Nguyễn Anh Dũng PHẦN I I, HỌ 8051 89S52 1, Sơ lược 8051 8051 đời năm 1981 hang Intel sản xuất Họ điều khiển có 128 byte RA M , kbyte ROM , hai định thời , cổng nối tiếp cổng vào song song vi xử lí bit Sau Intel cho nhà sản xuất khác sản xuất bán dạng biến thể họ 8051 họ 8051 ngày phổ biến có nhiều phiên khác họ 8051 tất tương thích với họ 8051 ban đầu Sau bảng so sánh họ khác : Số hiệ sản xuất Bộ nhớ chương trình Bộ nhớ liệu Số định thời (bộ đệm) 8031 0K 128 byte 8051 4K ROM 128 byte 8571 4k EPROM 128 byte 8951 4K FLASH 128 byte 8032 0K 256 byte 8052 8K ROM 256 byte 8752 8K EPROM 256 byte 8952 8K FLASH 256 byte Đề tài: Thiết kế đồng hồ hiển thị LED Page Trường : ĐHCN HÀ NỘI Khoa : ĐIỆN TỬ GVHD: Nguyễn Anh Dũng 1.1 Chức chân họ 8051 1.1.1 Port 0(P0.0_P0.7) Port gồm chân với chức xuất nhập liệu Port bus đa hợp liệu địa (AD0- AD7) Port cũng nhận byte mã lập trình FLASH xuất byte mã kiểm tra chương trình Chú ý trường hợp cần có them điện trở trước nối vào chân Port 1.1.2 Port 1( P1.0_P1.7) Cũng Port ,Port cũng có chân Chức Port xuất nhập liệu Port cũng nhập xuất theo bit theo byte 1.1.3 Port (P2.0_P2.7) Port port bit có chức xuất nhập liệu port Khi làm nhiệm vụ port nhập chân Port kéo xuống mức thấp tác động bên cấp dòng cho điện trở kéo lên từ bên Port tạo byte cao bus địa thời gian tìm nạp lệnh từ nhớ chương trình thời gian truy xuất nhớ liệu sử dụng địa 16bit Port cũng nhận bit địa cao tín hiệu điều khiển thời gian lập trình Flash kiểm tra chương trình 1.1.4 Port (P3.0_P3.7) Cũng Port xuất nhập liệu bit ,ngoài Port có chức khác cụ thể sau : Bit P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 Tên RXD TXD INTO INT1 T0 T1 /WR /RD Chức Năng Dữ liệu nhận cho Port nối tiếp Dữ liệu truyền cho Port nối tiếp Ngắt bên Ngắt bên Ngõ vào timer/counter Ngõ vào timer /counter Xung ghi nhớ liệu Xung đọc nhớ liệu Đề tài: Thiết kế đồng hồ hiển thị LED Page Trường : ĐHCN HÀ NỘI Khoa : ĐIỆN TỬ GVHD: Nguyễn Anh Dũng 1.2 RST Khi tín hiệu vào chân đưa đến mức cao (trong chu kì ) ghi vi điều khiển tải lên với gia trị thích hợp để khởi động hệ thống 1.3 Chân /PSEN /PSEN (program store enable ) chân đọc chương trình nhớ /PSEN mức thấp thời gian đọc mã lệnh Khi thực chương trình ROM nội /PSEN mức cao Chân kích hoạt lần chu kì máy hoạt động bỏ qua truy nhập nhớ 1.4 Chân ALE ALE (Addrees latch enable ) xung ngõ để chốt byte thấp địa truy nhập nhở Đây cũng chân truy nhập xung lập trình lập trình Flash Bình thường hoạt động chân ALE phát với tỷ lệ không đổi 1/6 lần số dao động vi điều khiển Tuy nhiên chân cũng bỏ qua truy nhập nhớ 1.5 XTAL1 XTAL2 Đây ngõ vào khếch đại dao động ngịch cấu hình để dùng dao động chip Nó thường nối với dao động thạch anh có dải tần thường 12MHZ ÷33MHZ 1.6 VCC GND Đây chân dùng để cấp nguồn cho IC Dải điện áp thích hợp 4-5V Với VCC nối với dương nguồn, GND nối với âm nguồn 1.7 Chân EA EA (external access ) chân cho phép chọn nhớ hay vi điều khiển Khi EA mức cao vi điều khiển thi hành chương trình ROM nội Ngược lại vi điều khiển thi hành nhớ Sơ lược 89S52 Đề tài: Thiết kế đồng hồ hiển thị LED Page Trường : ĐHCN HÀ NỘI GVHD: Nguyễn Anh Dũng Khoa : ĐIỆN TỬ 89S52 dòng họ 8051, 89s52 kế thừa đầy đủ tính chất IC trước cải tiến chức họ 8051 Sơ đồ chân 89S52 hình ảnh thực tế 89S52 có tấ 40 chân.Trong chân số 20 40 chân nối VCC nằm dải điện áp 3-5,5V chân 20 chân nối với GND Từ chân > chân chân port Từ chân 10 >chân 17 chân port Từ chân 32 > 39 chân port Từ chân 22 >chân 28 chân port Đề tài: Thiết kế đồng hồ hiển thị LED Page Trường : ĐHCN HÀ NỘI GVHD: Nguyễn Anh Dũng Khoa : ĐIỆN TỬ Các chân lại : chân chân RST chân 18 chân 19 lần lượt XTAL2 XTAL1 , chân 29 ,30,31 lần lượt PSEN ,ALE, EA Chức chân chúng có chức nhiệm vụ trình bày Sơ đồ khối chức khối họ 8051 Bộ vi điều khiển AT89S52 gồm có khối chức sau đây: • CPU (Centralprocessing unit ) bao gồm : - Thanh ghi tích lũy A - Thanh ghi tích lũy phụ B ,dùng cho phép nhân phép chia - Đơn vị logic học ALU - Thanh ghi từ trạng thái chương trình PSW - Bốn băng ghi - Con trỏ ngăn sếp • Bộ nhớ chương trình (bộ nhớ ROM ) gồm byte Flash • Bộ nhớ liệu (bộ nhớ RAM ) gồm 256 byte • Bộ UART :có chức truyền nhận nối tiếp, AT89S52 giao tiếp với cổng nối tiếp máy tính thông qua UART • Ba timer/counter 16 bit thực chức định thời đếm kiện Đề tài: Thiết kế đồng hồ hiển thị LED Page Trường : ĐHCN HÀ NỘI GVHD: Nguyễn Anh Dũng Khoa : ĐIỆN TỬ • WDM: Dùng để phục hồi lại hoạt động CPU bị treo nguyên nhân • Khối điều khiển ngắt với nguồn ngắt ngắt • Bộ lập trình : Cho phép người sử dụng nạp chương trình cho chip • Bộ chia tần với hệ số chia 12 • cổng xuất nhập với 32 chân vào cũng cũng II, IC DS1307 DS1307 chip đồng hồ thời gian thực (RTC :Read _time clock ), khái niệm thời gian thực dùng với ý ngĩa thời gian tuyệt đối mà người sử dụng tính giây , phút , …DS1307 sản phẩm Dallas Semiconductor Chip có ghi 8bit chứa thời gian là: giây , phút , , thứ (trong tuần ) , ngày , tháng , năm Ngoài DS1307 có ghi điều khiển ngõ phụ 56 ghi trống dùng RAM Ds1307 xuất gói SOIC DIP có chân Các chân DS1307 mô tả sau : • X1 X2 : ngõ kết nối với thạch anh 32.768KHZ làm nguồn tạo dao động cho chip • VBAT : cực dương nguồn pin 3V nuôi chip • GND : chân mass chung cho pin 3V VCC • VCC : nguồn cho giao diện I2C ,thường 5V dùng chung với vi điều khiển • SQW/OUT: ngõ phụ tạo xung vuông ,tần số xung tạo lập trình • SCL SDA : đường giao xung nhip liệu giao diện I2C Có thể kết nối với DS1307 mạch sau : Đề tài: Thiết kế đồng hồ hiển thị LED Page 10 Trường : ĐHCN HÀ NỘI Khoa : ĐIỆN TỬ GVHD: Nguyễn Anh Dũng Lớp Bottom layer Đề tài: Thiết kế đồng hồ hiển thị LED Page 23 Trường : ĐHCN HÀ NỘI Khoa : ĐIỆN TỬ GVHD: Nguyễn Anh Dũng III, Code lập trình cho vi điều khiển 89S52 1) Lưu đồ thuật toán Đề tài: Thiết kế đồng hồ hiển thị LED Page 24 Trường : ĐHCN HÀ NỘI Khoa : ĐIỆN TỬ GVHD: Nguyễn Anh Dũng 2) Code lập trình #include"reg52.h" #include"intrins.h" #include"stdio.h" #define duieu P0 sbit led1=P2^0; sbit led2=P2^1; sbit led3=P2^2; sbit led4=P2^3; sbit led5=P2^4; sbit led6=P2^5; sbit led7=P2^6; sbit led8=P2^7; sbit sw1=P3^0; sbit sw2=P3^1; sbit sw3=P3^2; sbit sw4=P3^3; sbit sw5=P3^4; sbit scl=P1^0; sbit sda=P1^1; unsigned char maso[13]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,191,255} ; unsigned char chedo,mode,tang,giam,exit; int gio,phut,giay,thu,ngay,thang,nam; unsigned int dem=0,run; char m[16]; Đề tài: Thiết kế đồng hồ hiển thị LED Page 25 Trường : ĐHCN HÀ NỘI Khoa : ĐIỆN TỬ GVHD: Nguyễn Anh Dũng unsigned char so[8]; ///////////////////////////////////// void delay(unsigned int time) { int i; for(i=0;i[...]... tài: Thiết kế đồng hồ hiển thị 8 LED 7 thanh Page 18 Trường : ĐHCN HÀ NỘI Khoa : ĐIỆN TỬ GVHD: Nguyễn Anh Dũng PHẦN II TRÌNH TỰ VÀ NỘI DUNG THIẾT KẾ I, Sơ đồ nguyên lí Sơ đồ từng khối 1) Khối Nguồn 2) Khối hiển thị Đề tài: Thiết kế đồng hồ hiển thị 8 LED 7 thanh Page 19 Trường : ĐHCN HÀ NỘI Khoa : ĐIỆN TỬ GVHD: Nguyễn Anh Dũng 3) Khối điều khiển Đề tài: Thiết kế đồng hồ hiển thị 8 LED 7 thanh Page... ĐHCN HÀ NỘI Khoa : ĐIỆN TỬ 2) Sơ đồ nguyên lí: GVHD: Nguyễn Anh Dũng 4) Mạch in Đề tài: Thiết kế đồng hồ hiển thị 8 LED 7 thanh Page 21 Trường : ĐHCN HÀ NỘI Khoa : ĐIỆN TỬ GVHD: Nguyễn Anh Dũng Lớp Top layer Đề tài: Thiết kế đồng hồ hiển thị 8 LED 7 thanh Page 22 Trường : ĐHCN HÀ NỘI Khoa : ĐIỆN TỬ GVHD: Nguyễn Anh Dũng Lớp Bottom layer Đề tài: Thiết kế đồng hồ hiển thị 8 LED 7 thanh Page 23 Trường... 8 bit nhưng thực chất dùng cho chức năng đồng hồ chỉ có 8 thanh ghi đầu còn lại có thể bỏ trống Tổ chức thanh ghi trong DS13 07 Đề tài: Thiết kế đồng hồ hiển thị 8 LED 7 thanh Page 11 Trường : ĐHCN HÀ NỘI Khoa : ĐIỆN TỬ GVHD: Nguyễn Anh Dũng Trong 8 thanh ghi đầu thì 7 thanh ghi đầu chứa thông tin về thời gian của đồng hồ bao gồm giây, phút , giờ, thứ , ngày , tháng và năm Việc ghi giá trị vào 7. .. một LED mới hoạt động vì chỉ có LED đó mới được cấp nguồn còn các LED khác không được cấp VCC Ví dụ trong mạch hiển thị 4 LED 7 đoạn để hiển thị được 1 số có 4 chữ số : Đề tài: Thiết kế đồng hồ hiển thị 8 LED 7 thanh Page 16 Trường : ĐHCN HÀ NỘI GVHD: Nguyễn Anh Dũng Khoa : ĐIỆN TỬ +Cấp nguồn cho LED thứ nhất (p1.3=0), đồng thời xuất dữ liệu ra cổng p2 để LED 1 hiển thi hàng đơn vị +Cấp nguồn cho LED. .. xuống 0 ngay từ đầu Đề tài: Thiết kế đồng hồ hiển thị 8 LED 7 thanh Page 12 Trường : ĐHCN HÀ NỘI Khoa : ĐIỆN TỬ GVHD: Nguyễn Anh Dũng • Thanh ghi phút : Có địa chỉ 01H, chứa giá trị phút của đồng hồ Cũng giống như thanh ghi giây, chỉ có 7bit của thanh ghi này được dùng lưu mã BCD của phút, bit 7 luôn bằng 0 • Thanh ghi giờ : Đây là thanh ghi phức tạp nhất trong DS13 07 Thanh ghi này có địa chỉ 02H... ghi vào thanh ghi • Acknowledge là bit thông báo cho master là đã thực hiện xong ghi 1 byte thành công • Not Acknowledge thông báo là đã đọc hết địa chỉ của DS13 07 II, Hiển thị trên 8 led 7 thanh Để hiển thị bằng LED 7 đoạn thì cần 8 đường điều khiển khi điều khiển trực tiếp hoặc cần 4 đường dây điều khiển khi dùng vi mạch giải mã BCD _7 đoạn Với cả 2 cách nêu trên, nếu cần điều khiển 1 lượng LED lớn... Khoa : ĐIỆN TỬ GVHD: Nguyễn Anh Dũng III, Code lập trình cho vi điều khiển 89 S52 1) Lưu đồ thuật toán Đề tài: Thiết kế đồng hồ hiển thị 8 LED 7 thanh Page 24 Trường : ĐHCN HÀ NỘI Khoa : ĐIỆN TỬ GVHD: Nguyễn Anh Dũng 2) Code lập trình #include"reg52.h" #include"intrins.h" #include"stdio.h" #define duieu P0 sbit led1 =P2^0; sbit led2 =P2^1; sbit led3 =P2^2; sbit led4 =P2^3; sbit led5 =P2^4; sbit led6 =P2^5;... đồng hồ DS13 07 III) Nguồn Đề tài: Thiết kế đồng hồ hiển thị 8 LED 7 thanh Page 17 Trường : ĐHCN HÀ NỘI GVHD: Nguyễn Anh Dũng Khoa : ĐIỆN TỬ Gồm 2 nguồn nuôi cho mạch hoạt động + Nguồn chính là nguồn 5V ổn định qua IC 78 0 5 dùng để nuôi cho mạch hoạt động (cả hiển thị và giao tiếp với IC DS13 07) , + Nguồn Pin 3V dùng để nuôi cho DS13 07 lúc mà nguồn chính mất vì một lý do nào đấy để DS13 07 tiếp tục hoạt... 5 =1 là PM bit 7 luôn bằng 0 • Thanh ghi thứ : Có địa chỉ là 03H Thanh ghi này chỉ mang giá trị từ 1- >7 tương ứng từ chủ nhật đến thứ 7 trong tuần vì thế chỉ có 3bit thấp trong thanh ghi này có nghĩa • Thanh ghi ngày : chứa ngày trong tháng từ 1÷31 • Thanh ghi tháng : chứa các tháng trong năm từ 1÷12 • Thanh ghi năm : chứa các năm từ 00÷99 Đề tài: Thiết kế đồng hồ hiển thị 8 LED 7 thanh Page 13 Trường... (P1.2=0), đồng thời xuất dữ liệu ra cổng P2 để hiển thị hàng trục +Cấp nguồn cho LED thứ 3 (P1.1=0) , đồng thời xuất dữ liệu ra công P2 để hiển thị hàng trăm +Cấp nguồn cho LED thứ 4(P1.0=0) , đồng thời xuất dữ liệu ra cổng P2 để hiển thị hàng nghìn Do dòng điện của IC xuất ra ngoài khá nhỏ lên LED 7 thanh thường sáng rất yếu hay bị mờ lên chúng em đã dùng transistor để kích dòng điện lên cho LED 7 thanh ... Chân EA EA (external access ) chân cho phép chọn nhớ hay vi điều khiển Khi EA mức cao vi điều khiển thi hành chương trình ROM nội Ngược lại vi điều khiển thi hành nhớ Sơ lược 89S52 Đề tài: Thiết... thông tin thời gian đồng hồ bao gồm giây, phút , giờ, thứ , ngày , tháng năm Vi c ghi giá trị vào ghi tương ứng với vi c “ cài đặt” thời gian khởi động cho đồng hồ Vi c đọc giá trị từ ghi đọc... trở kéo lên từ bên Port tạo byte cao bus địa thời gian tìm nạp lệnh từ nhớ chương trình thời gian truy xuất nhớ liệu sử dụng địa 16bit Port cũng nhận bit địa cao tín hiệu điều khiển thời gian