Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế mạch đồng hồ và đo nhiệt độ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ====o0o==== BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN VI XỬ LÝ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠCH ĐỒNG HỒ VÀ ĐO NHIỆT ĐỘ Nhóm: 03 – TC406 – kỳ 20142 GVHD: PGS.TS PHẠM NGỌC NAM Báo cáo BTL Vi Xử Lý 2015 Hà Nội, 6/2015 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ====o0o==== BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN VI XỬ LÝ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠCH ĐỒNG HỒ VÀ ĐO NHIỆT ĐỘ Nhóm: 03 – TC406 – kỳ 20142 GVHD: PGS.TS PHẠM NGỌC NAM Báo cáo BTL Vi Xử Lý 2015 Hà Nội, 6/2015 NHÓM 03 – TC406 Thành viên (#1 trưởng nhóm): STT Họ Tên MSSV Nguyễn Việt Anh 20121228 Trần Trung Hiếu 20121698 Đào Tuấn Minh 20121072 Trịnh Văn Tiến 20122558 Điểm Nhận xét (phần GVHD ghi): Báo cáo BTL Vi Xử Lý 2015 MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: MÔ TẢ ĐỀ TÀI 1.1 Yêu cầu chức 1.2 Yêu cầu phi chức 1.3 Sơ đồ khối hệ thống 1.4 Kế hoạch thực phân chia công việc CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG Chương2 2.1 Khối nguồn 2.2 Khối điều khiển 2.3 Khối Setup 12 2.4 Khối đo nhiệt độ 13 2.5 Khối thời gian thực 14 2.6 Khối hiển thị 15 2.7 Khối báo thức 17 2.8 Hoàn thiện sản phẩm 19 2.9 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 20 2.10 Sơ đồ Layout mạch 21 2.11 Hình ảnh thật sản phẩm 22 CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO 24 PHỤ LỤC A: ĐÓNG GÓP CÁC THÀNH VIÊN 25 PHỤ LỤC B: SOFTWARE CODE 26 PHỤ LỤC C: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG 36 Báo cáo BTL Vi Xử Lý 2015 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ khối hệ thống .7 Hình 1.2 Phân công nhiệm vụ .8 Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý jack DC .9 Hình 2.2 Sơ đồ chân PIC 16F887 Error! Bookmark not defined.0 Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển 101 Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý thạch anh nút reset 111 Hình 2.5 Sơ đồ nguyên jump nạp code 122 Hình 2.6 Sơ đồ nguyên lý khối cài đặt 122 Hình 2.7 IC LM35 133 Hình 2.8 Sơ đồ nguyên lý khối đo nhiệt độ 144 Hình 2.9 Sơ đồ chân ic DS1307 144 Hình 2.10 Sơ đồ nguyên lý khối thời gian thực 145 Hình 2.11 LED ma trận 8x8 15 Hình 2.12 Sơ dồ chân ic 74HC595 16 Hình 2.13 Sơ đồ nguyên lý khối hiển thị 17 Hình 2.14 Sơ đồ nguyên lý jump mở rộng 18 Hình 2.15 Còi báo thức 5v 18 Hình 2.16 Sơ đồ nguyên khối báo thức .18 Hình 2.17 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 200 Hình 2.18 Sơ đồ layout toàn hệ thống 211 Hình 2.19 Hình ảnh mạch thật 222 Báo cáo BTL Vi Xử Lý 2015 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, ứng dụng vi điều khiển sâu vào đời sống sinh hoạt sản xuất người, phần tất yếu thiếu đời sống đại Thế kỷ 21 xem kỷ khoa học công nghệ, kỷ mà máy móc thiết kế lập trình cách tự động để thay hoạt động conngười sản xuất, để phục vụ công việc sinh hoạt Trong sống mang tính tự động hóa cao vi xử lý công cụ đắc lực hỗ trợ cho người thực nhu cầu ngày cao hoàn thiện Đang sinh viên ngồi ghế nhà trường, hội tiếp cận, học tập công nghệ tiên tiến, đại chưa nhiều, nên trình tự học nghiên cứu, chúng em cố gắng tìm hiểu vi xử lý, ứng dụng nó, đặc biệt vi xử lý PIC16F877 Với nghiên cứu nhóm chúng em làm thực hành ứng dụng thông qua việc thiết kế đồng hồ đa thị nhiệt độ Đây hội lớn cho chúng em trau dồi kiến thức thực tế, áp dụng lý thuyết học rèn luyện thân môi trường làm việc nhóm Do thời gian thực kiến thức hạn chế nên nhiều sai sót trình thực đề tài, mong bổ sung đóng góp thầy cô bạn Chúng em xin chân trọng cảm ơn thầy TS Phạm Ngọc Nam anh Hoà nhiệt tình hướng dẫn chúng em suốt trình học tập Báo cáo BTL Vi Xử Lý 2015 CHƯƠNG 1: MÔ TẢ ĐỀ TÀI 1.1 Yêu cầu chức Đồng hồ o Hiển thị ngày, theo chế độ 12h 24h LED ma trận o Chỉnh ngày, mạch o Hẹn báo thức Nhiệt độ: thị nhiệt độ phòng 1.2 Yêu cầu phi chức Sử dụng PIC16F887A Mã nguồn sử dụng C assembly PCB có tên thành viên Mạch nhỏ gọn, dễ sử dụng, giá thành thấp 1.3 Sơ đồ khối hệ thống Khối cài đặt Khối Nguồn Khối thời gian Khối nhiệt độ Khối điều khiển Khối báo thức Khối hiển thị Hình 1.1 Sơ đồ khối hệ thống Báo cáo BTL Vi Xử Lý 2015 1.4 Kế hoạch thực phân chia công việc Hình 1.2 Phân công nhiệm vụ Báo cáo BTL Vi Xử Lý 2015 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 2.1 Khối nguồn Khối nguồn sử dụng để cấp nguồn cho vi điều khiển (trong project PIC) module (nếu cần) Vì nên khối nguồn phải đưa nguồn 5v cho vi điều khiển, đồng thời dùng pin 3V để nuôi khối thời gian thực Để làm điều ta sử dụng adapter 5V Giải pháp có ưu điểm: dễ kết nối, dễ mua nhỏ gọn Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý jack DC 2.2 Khối điều khiển Theo yêu cầu project, ta sử dụng PIC Trong dự án này, nhóm sử dụng PIC 16F877 PIC16F877 có đặc điểm : - PIC 16F877 loại vi điều khiển 8bit tầm trung hãng microchip - PIC 16F877 có kiến trúc Havard, sử dụng tập lệnh kiểu RISC (Reduced Instruction Set Computer) với 35 lệnh - Tất lệnh thực chu kì lệnh ngoại trừ lệnh rẽ nhánh - Sơ đồ chân với chip loại cắm 40 chân: Báo cáo BTL Vi Xử Lý 2015 Hình 2.2 Sơ đồ chân PIC16F887 Các chức PIC16F877 là: - PIC16F877 có tất PORT I/O (RA, RB, RC, RD, RE) với tổng cộng 33 chân I/O - TIMER: có timer/counter Timer (8bit) ; Timer (16bit) ; Timer (8bit) - COMPARE /CAPTURE/PWM: Có COMPARE 16bit ; CAPTURE 16bit; PWM phân giải 10bit - Chuẩn giao tiếp : PIC16F877 hỗ trợ chuẩn giao tiếp UART, SPI, I2C, PSI - ADC: có 14 kênh ADC 10bit - Bộ nhớ: 8K x 14Words Flash; 368x8 Bytes RAM; 256x8Bytes EEPROM - Ngoài có so sánh tương tự Khối điều khiển thiết lập chân vào để giao tiếp với khối khác: 10 Báo cáo BTL Vi Xử Lý 2015 2.11 Hình ảnh thật sản phẩm Hình 2.19 Hình ảnh mạch thật 22 Báo cáo BTL Vi Xử Lý 2015 CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN Trong thời gian làm project vừa qua, chúng em tìm hiểu, nghiên cứu chế tạo thành công số chức đồng hồ đa Tuy nhiên, giới hạn thời gian trình độ nên thực project chúng em tránh khỏi hạn chế Chúng em mong góp ý thầy, anh chị khóa bạn để hoàn thiện tốt project thêm chức cho project thời gian tới Chúng em xin chân thành cảm ơn! 23 Báo cáo BTL Vi Xử Lý 2015 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] http://codientu.org/ [2] http://www.picvietnam.com/ [3] http://www.dientuvietnam.net/ [4] http://vidieukhien.net/ 24 Báo cáo BTL Vi Xử Lý 2015 PHỤ LỤC A: ĐÓNG GÓP CÁC THÀNH VIÊN A.1 Nguyễn Việt Anh: Phụ trách khối thời gian thực, phím bấm, ghép nối modul, vẽ mạch in A.2 Trần Trung Hiếu: Phụ trách khối khối cảm biến nhiệt độ, viết báo cáo A.3 Đào Tuấn Minh: Phụ trách timer vấn đề quét led, chỉnh sửa báo cáo A.4 Trịnh Văn Tiến: Phụ trách ic 74HC595 Cả nhóm tham gia hàn mạch test mạch 25 Báo cáo BTL Vi Xử Lý 2015 PHỤ LỤC B: SOFTWARE CODE /* NGUYEN VIET ANH MSSV: 20121228 DTTT04-K57 */ #include // CONFIG1 #pragma config FOSC = HS // Oscillator Selection bits (RC oscillator: CLKOUT function on RA6/OSC2/CLKOUT pin, RC on RA7/OSC1/CLKIN) #pragma config WDTE = OFF // Watchdog Timer Enable bit (WDT enabled) #pragma config PWRTE = OFF // Power-up Timer Enable bit (PWRT disabled) #pragma config MCLRE = ON // RE3/MCLR pin function select bit (RE3/MCLR pin function is MCLR) #pragma config CP = OFF // Code Protection bit (Program memory code protection is disabled) #pragma config CPD = OFF // Data Code Protection bit (Data memory code protection is disabled) #pragma config BOREN = OFF // Brown Out Reset Selection bits (BOR enabled) #pragma config IESO = OFF // Internal External Switchover bit (Internal/External Switchover mode is enabled) #pragma config FCMEN = OFF // Fail-Safe Clock Monitor Enabled bit (FailSafe Clock Monitor is enabled) #pragma config LVP = OFF // Low Voltage Programming Enable bit (RB3/PGM pin has PGM function, low voltage programming enabled) // CONFIG2 #pragma config BOR4V = BOR40V Reset set to 4.0V) #pragma config WRT = OFF (Write protection off) // Brown-out Reset Selection bit (Brown-out // Flash Program Memory Self Write Enable bits #define _XTAL_FREQ 20000000L #define #define #define #define #define #define #define SCK DATA STR SCL_PIN SDA_PIN SCL_TRIS SDA_TRIS PORTCbits.RC0 PORTCbits.RC1 PORTCbits.RC2 PORTCbits.RC3 PORTCbits.RC4 TRISC3 TRISC4 unsigned char mang1[8]={0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F}; const unsigned char mang2[31][8]={ 0x00,0x7E,0x81,0x81,0x81,0x81,0x7E,0x00, 0x00,0x00,0x21,0x41,0xff,0x01,0x01,0x00, //0 //1 26 Báo cáo BTL Vi Xử Lý 2015 0x00,0x61,0x83,0x85,0x89,0x91,0x61,0x00, 0x00,0x42,0x81,0x91,0x91,0x91,0x6E,0x00, 0x00,0x0C,0x14,0x24,0x44,0xFF,0x04,0x00, 0x00,0xF2,0x91,0x91,0x91,0x91,0x0E,0x00, 0x00,0x7E,0x91,0x91,0x91,0x91,0x0E,0x00, 0x00,0x80,0x80,0x87,0x88,0x90,0xE0,0x00, 0x00,0x6E,0x91,0x91,0x91,0x91,0x6E,0x00, 0x00,0x72,0x89,0x89,0x89,0x89,0x7E,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, //2 //3 //4 //5 //6 //7 //8 //9 0x00,0x8E,0x9F,0x91,0xFF,0x7F,0x00,0x00, 0x00,0x7e,0xff,0x81,0x89,0x8f,0x8e,0x00, 0x00,0xff,0x08,0x10,0x10,0x10,0x0f,0x00, 0x00,0xfe,0xff,0x03,0x03,0xff,0xfe,0x00, 0x00,0x70,0xf1,0x89,0x89,0x8f,0x06,0x00, 0x00,0x80,0x80,0xff,0xff,0x80,0x80,0x00, 0x00,0xff,0xff,0x91,0x91,0x91,0x00,0x00, 0x00,0xff,0x90,0x90,0x90,0x60,0x00,0x00, 0x00,0xff,0xff,0x60,0x1c,0xff,0xff,0x00, 0x00,0xff,0x40,0x20,0x10,0x08,0xff,0x00, 0x00,0x60,0x90,0x90,0x60,0x00,0x00,0x00, 0x00,0x7E,0xff,0x81,0x81,0x81,0x66,0x00, 0x00,0x80,0x80,0xff,0x80,0x80,0x00,0x00, 0x00,0xe0,0x10,0x0f,0x10,0xe0,0x00,0x00, //a //G //h //U //S //T //E //P //D //N //' //C //t //y //off 0x7e,0x81,0x81,0x81,0xB1,0x89,0x85,0x81, // dong ho bao thuc 0x7e,0x00,0xff,0x91,0x91,0x91,0x6e,0x00, 0x00,0x80,0x80,0xff,0x80,0x80,0x00,0x00, 0xc0,0x38,0xc0,0x00,0xf8,0xa8,0xa8,0x00, // year G3 0xb8,0xa8,0xf8,0x00,0xf8,0x80,0xc0,0x00, 0x1f,0x11,0x13,0x00,0x15,0x15,0x1f,0x00, }; const unsigned char mang3[10][8]= { 0x01,0x00,0x7E,0x81,0x81,0x81,0x81,0x7E, //.0 0x01,0x00,0x00,0x21,0x41,0xff,0x01,0x01, //.1 0x01,0x00,0x61,0x83,0x85,0x89,0x91,0x61, //.2 0x01,0x00,0x42,0x81,0x91,0x91,0x91,0x6E, //.3 0x01,0x00,0x0C,0x14,0x24,0x44,0xFF,0x04, //.4 0x01,0x00,0xF2,0x91,0x91,0x91,0x91,0x0E, //.5 0x01,0x00,0x7E,0x91,0x91,0x91,0x91,0x0E, //.6 0x01,0x00,0x80,0x80,0x87,0x88,0x90,0xE0, //.7 0x01,0x00,0x6E,0x91,0x91,0x91,0x91,0x6E, //.8 0x01,0x00,0x72,0x89,0x89,0x89,0x89,0x7E, 27 Báo cáo BTL Vi Xử Lý 2015 //.9 }; unsigned int sec_1,sec_2,min_1,min_2,hour_1,hour_2,hour_cd=24,hour_cd1,hour_cd2,day_1,day_2, date_1,date_2,month_1,month_2,year_1,year_2,gio_hg1,gio_hg2,phut_hg1,phut_hg2; long long ADC_GTri; float T,T10; int sec,min,hour,day,date,month,year,gio_hg=0,phut_hg=1; /* KHOI TAO I2C */ /****************************************************************************** */ void I2C_Start() { SDA_TRIS = 0; SCL_TRIS = 0; SDA_PIN = 1; SCL_PIN = 1; delay_us(5); SDA_PIN = 0; SCL_PIN = 0; } void I2C_Stop() { SDA_TRIS=0; SCL_TRIS=0; SDA_PIN=0; SCL_PIN=1; SDA_PIN=1; } void I2C_Write(unsigned char data_send) { unsigned char i; SDA_TRIS=0; SCL_TRIS=0; for(i=0;i[...]... tay vào tiến hành thiết kế và chế tạo các module của sán phẩm Trình tự thiết kế bao gồm - Xây dựng sơ đồ nguyên lý, viết code, mô phỏng và test trên board trắng để kiểm tra mạch - Sau khi đã kiểm tra độ chính xác của mạch, nhóm tiến hành vẽ mạch schematic và layout các khối - Tiếp theo đó là thực hiện làm mạch Ở project này, nhóm thống nhất đặt mạch in để mạch có thể nhỏ gọn với 7 LED hiển thị và nhiều... mối quan hệ giữa nhiệt độ và điện áp đầu ra của ADC U= T x K Trong đó, U là điện áp đầu vào T là nhiệt độ môi trường K là hệ số theo nhiệt độ của LM35, 10mV/1C 13 Báo cáo BTL Vi Xử Lý 2015 Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý khối đo nhiệt độ 2.5 Khối thời gian thực Module thời gian sử dụng IC thời gian thực DS1307 Hình 2.5 Sơ đồ chân ic DS1307 Đi kèm với nó là thạch anh để tạo xung nhịp đồng hồ DS1307 là chip... riêng SW1 được nối với chân RB1 giúp ta chuyển giữa các chế độ SW2 cho phép ta tăng các giá trị hiện thị SW3 giảm các giá trị hiện thị 12 Báo cáo BTL Vi Xử Lý 2015 2.4 Khối đo nhiệt độ Để đo được nhiệt độ môi trường, chúng ta sử dụng LM35 làm cảm biến nhiệt độ Cấu trúc của LM35: Hình 2.3 IC LM35 LM35 có 3 chân: 1 chân Ucc, 1 chân đất(ground) và 1 chân đầu ra(output) Cảm biến này giao tiếp với PIC theo... làm mạch xong, nhóm tiến hành hàn mạch và hoàn thiện sản phẩm Trong quá trình làm mạch, nếu có sai sót thì kiểm tra và chỉnh sửa thiết kế 19 Báo cáo BTL Vi Xử Lý 2015 2.9 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch Hình 2.17 Sơ đồ nguyên lý khối hiển thị 20 Báo cáo BTL Vi Xử Lý 2015 2.10 Sơ đồ Layout mạch Hình 2.18 Sơ đồ layout toàn hệ thống 21 Báo cáo BTL Vi Xử Lý 2015 2.11 Hình ảnh thật sản phẩm Hình 2.19 Hình ảnh mạch. .. Nguyễn Việt Anh: Phụ trách khối thời gian thực, các phím bấm, ghép nối modul, vẽ mạch in chính A.2 Trần Trung Hiếu: Phụ trách khối khối cảm biến nhiệt độ, viết chính báo cáo A.3 Đào Tuấn Minh: Phụ trách về timer và vấn đề quét led, chỉnh sửa báo cáo A.4 Trịnh Văn Tiến: Phụ trách về ic 74HC595 Cả nhóm tham gia hàn mạch và test mạch 25 Báo cáo BTL Vi Xử Lý 2015 PHỤ LỤC B: SOFTWARE CODE /* NGUYEN VIET ANH... Lý 2015 Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển Ngoài ra, để tạo tần số dao động ngoại cho PIC, chúng ta dùng thạch anh và để reset mạch sẽ sử dụng thêm phím bấm Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý thạch anh ngoài và nút reset 11 Báo cáo BTL Vi Xử Lý 2015 Việc nạp code sẽ được thực hiện thông qua các jump nạp code (dùng để kết nối với mạch nạp PIC sử dụng phần mềm nạp Burn E) Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý jump nạp... Xử Lý 2015 2.11 Hình ảnh thật sản phẩm Hình 2.19 Hình ảnh mạch thật 22 Báo cáo BTL Vi Xử Lý 2015 CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN Trong thời gian làm project vừa qua, chúng em đã tìm hiểu, nghiên cứu và chế tạo thành công một số chức năng của đồng hồ đa năng Tuy nhiên, do giới hạn về thời gian cũng như trình độ nên trong khi thực hiện project này chúng em cũng không thể tránh khỏi những hạn chế Chúng em mong được... HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG Khi nhấn phím RESET, toàn mạch sẽ về trạng thái ban đầu(màn hình chính), hiển thị giờ, phút, giây Phím BT4 đóng vai trò như menu, giúp ta xem được ngày, năm Đồng thời khi tiếp tục nhấn phím ta sẽ đi vào quá trình cài đặt chế độ 24h, đặt giờ, đặt phút, đặt ngày, đặt tháng, đặt năm Phím BT2 đóng vai trò như phím điều chỉnh tăng Ở mỗi chế độ cài đặt, khi muốn tăng giá trị ta sử dụng... IC ghi dịch 8bit kết hợp chốt dữ liệu, đầu vào nối tiếp đầu ra song song được dùng để tiết kiệm số chân VĐK (tối đa 3 chân) Để làm được điều này, chân Q7’ của IC trước được nối với chân 14 (DATA) của IC tiếp theo Bằng các này chúng ta có thể kiểm soát số chân của VĐK theo ý muốn 16 Báo cáo BTL Vi Xử Lý 2015 Hình 2.9 Sơ đồ nguyên lý khối hiển thị 2.7 Khối báo thức Khi bắt tay và làm mạch, để có thể linh... Ngoài ra DS1307 còn chứa 1 thanh ghi điều khiển ngõ ra phụ và 56 thanh ghi trống các thanh ghi này có thể dùng như là RAM DS1307 được đọc thông qua chuẩn truyền thông I2C nên do đó để đọc được và ghi từ DS1307 thông qua chuẩn truyền thông này Do nó được giao tiếp chuẩn Xung nhịp thạch anh sẽ 14 Báo cáo BTL Vi Xử Lý 2015 được đưa vào chân X1 và X2 Vbat là nguồn cung cấp cho DS1307, thường là 2.53V Vì