Đang tải... (xem toàn văn)
có sơ đồ nguyên lý, sơ đồ khối và lưu đồ giải thuật, mạch in và code đầy đủ cho MẠCH HIỆN THỊ ĐỒNG hồ và NHIỆT độ lên LCD dùng AT89C52 ...............................................................................................................................................................
Đề Tài: Đồng Hồ Nhiệt Độ xuất LCD MỤC LỤC Đề Tài: Đồng Hồ Nhiệt Độ xuất LCD DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Đề Tài: Đồng Hồ Nhiệt Độ xuất LCD DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Đề Tài: Đồng Hồ Nhiệt Độ xuất LCD CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI 1.1 KHẢO SÁT VÀ PHÂN TÍCH BÀI TOÁN 1.1.1 Đặt vấn đề Thời gian vấn đề quan trọng sống sản xuất, thời gian thước đo cho vật việc chẳng hạn đo vận tốc xe, nhanh hay chậm,… thời gian cần thiết Ngoài việc biết thời gian thực biết nhiệt độ thực nhờ cảm biến nhiệt độ nghiên cứu thông minh người thời kỳ đại 1.1.2 Giải vấn đề Do yêu cầu thời gian nhiệt độ thực nên xét tới việc sử dụng IC thời gian thực, vi điều khiển, cảm biến, cách thức hiển thị thời gian nhiệt độ thực 1.2 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP 1.2.1 Giải pháp thiết kế Đầu vào hệ thống lấy liệu từ DS1307, IC thời gian thực nhằm cung cấp cho hệ thống, để cập nhật thời gian Cảm biến nhiệt độ IC 18B20 cung cấp nhiệt độ thực cho hệ thống Xử lý, điều khiển dùng vi điều khiển AT89C52 Lập trình vi điều khiển để xử lý đọc ghi giờ, tính toán hiển thị thời gian Để hiển thị: Lấy giá trị thời gian thực lưu tạm RAM vi điều khiển xuất lên LCD Điều chỉnh thời gian cài đặt báo thức thông qua nút bấm: lựa chọn cài đặt giờ, tăng giảm thời gian 1.2.2 Xác định toán giới hạn đề tài Hệ thống đồng hồ thời gian thực hiển thị: Đề Tài: Đồng Hồ Nhiệt Độ xuất LCD Đầu vào hệ thống lấy liệu từ DS1307, IC thời gian thực nhằm cung cấp cho hệ thống Đầu hiển thị LCD Cảm biến nhiệt độ IC 18B20 cung cấp nhiệt độ thực cho hệ thống Đầu hiển thị LCD Hiển thị xác thời gian thực nhiệt độ Làm việc với điện áp cấp từ nguồn V nguồn pin V Đảm bảo thời gian sau điện Điều chỉnh thay đổi thời gian Làm việc lâu dài ổn định CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 2.1 SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG Đề Tài: Đồng Hồ Nhiệt Độ xuất LCD KHỐI NGUỒN HỐI HIỆU CHỈNH KHỐI THỜI GIA KHỐI VI ĐIỀU KHIỂN KHỐI HIỂN THỊ KHỐI CẢM BIẾN Hình 2-1: Sơ đồ khối chức hệ thống Khối nguồn: Nguồn V cung cấp cho toàn hệ thống Khối hiển thị: Là LCD Khối điều khiển: Sử dụng vi điều khiển AT89C52 điều khiển toàn hoạt động mạch, nhận tín hiệu điều khiển từ khối hiệu chỉnh giá trị từ khối thời gian nhiệt độ thực xuất khối hiển thị Khối cảm biến: IC 18B20 Khối thời gian thực: Là IC DS1307 2.2 LỰA CHỌN LINH KIỆN 2.2.1 Vi điều khiển AT89C52 Đề Tài: Đồng Hồ Nhiệt Độ xuất LCD 2.2.1.1 Cấu tạo chức khối AT89C52 • CPU (Central Processing Unit) bao gồm: Thanh ghi tích lũy A Thanh ghi tích lũy phụ B Hình 2-2: Chip AT89C52 Đơn vị logic học (ALU) Thanh ghi từ trạng thái chương trình Bốn băng ghi Con trỏ ngăn xếp • Bộ nhớ chương trình (ROM) gồm Kbyte Flash • Bộ nhớ liệu (RAM) gồm 256 byte • Bộ Timer/Counter 16 bit thực chức định thời đếm kiện • Khối điều khiển ngắt với nguồn ngắt nguồn ngắt • Bộ chia tần số với hệ số chia 12 • Cổng xuất nhập với 32 chân 2.2.1.2 Chức chân AT89C52 • VCC, GND: Cung cấp nguồn cho vi điều khiển, cấp qua chân 20 • Chân EA: Tín hiệu /EA cho phép chọn nhớ chương trình hay • XTAL1, XTAL2: Mạch dao động đưa vào hai chân thông thường kết nối với dao động thạch anh • Chân RESET (RST): Ngõ vào RST chân ngõ vào Reset dùng để thiết lập trạng thái ban đầu cho vi điều khiển Hệ thống thiết lập lại giá trị ban đầu ngõ mức Hình 2-3: Khối reset cho vi điều khiển • Port (P0.0=>P0.7): Port gồm chân, có chức năng, nằm chân 32-39 Trong thiết bị cỡ nhỏ không dùng nhớ mở rộng có chức đường I/O Đối với thiết bị cỡ lớn có bộn nhớ mở rộng, P0 đa hợp địa liệu • Port (P1.0=>P1.7): Port xuất nhập theo bit theo byte, nằm chân 1-8 Đề Tài: Đồng Hồ Nhiệt Độ xuất LCD • Port (P2.0=>P2.7): Port có tác dụng kép chân 21-28 dùng đường xuất nhập byte cao bus địa thiết kế lớn mở rộng nhớ • Port 3: Một số chức riêng Port 3: • • • • • • • • • • • • • • • • Bit P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 • P3.7 Tên RXD TXD INT0 INT1 TO T1 /WR • /RD • • • • • • • • Chức Ngõ vào liệu nối tiếp Ngõ xuất liệu nối tiếp Ngõ vào ngắt cứng thứ Ngõ vào ngắt cứng thứ Ngõ vào Timer/counter Ngõ vào Timer/counter Tín hiệu ghi nhớ liệu • Tín hiệu đọc nhớ liệu Bảng 2.1: Bảng chức chân Port vi điều khiển 2.2.2 LCD 16x2 Sử dụng LCD 16x2, hiển thị thời gian linh hoạt, hiển thị nhiều ký tự, giúp cho việc quan sát thời gian đồng hồ chạy bình thường lúc cài đặt trực quan linh hoạt Hình 2-4: LCD 16x2 Đề Tài: Đồng Hồ Nhiệt Độ xuất LCD Bảng 2.2 Bảng chức chân LCD16X2 2.2.3 IC thời gian thực DS1307 2.2.3.1 Giới thiệu chung Hình 2-5: IC DS1307 DS1307 chip đồng hồ thời gian thực (RTC: Real-Time Clock), sản phẩm hãng Dallas Chip có ghi thời gian thực Ngoài DS1307 có ghi điều khiển ngõ phụ 56 Byte SRAM để người dùng sử dụng Cơ chế hoạt động: DS1307 hoạt động với vai trò slave đường bus nối tiếp.Việc truy cập thi hành với thị start mã thiết bị định cung cấp Đề Tài: Đồng Hồ Nhiệt Độ xuất LCD địa ghi Tiếp theo ghi truy cập liên tục đến thị stop đươc thực thi 2.2.3.2 Thông số kỹ thuật chức DS1307 Hình 2-6: Sơ đồ chân DS1307 Vcc: Nối với nguồn, GND nối đất X1,X2: Nối với thạch anh 32,768 KHz Vbat: Đầu vào pin V SDA (serial data input/out): Là chân vào cho đường dây nối tiếp Chân SDA thiết kế theo kiểu cực máng hở, đòi hỏi phải có điện trở kéo hoạt động SCL (serial clock input): SCL sử dụng để đồng chuyển liệu đường dây nối tiếp SQW/OUT: Xung vuông/đầu driver 2.2.3.3 Sơ đồ địa RAM DS1307 10 Đề Tài: Đồng Hồ Nhiệt Độ xuất LCD MOV 42,A ;CHUC MOV 44,#' ' MOV 45,#' ' CTC DOC DU LIEU TU DS1307 ; ######################################## ################ DOC_RTC: PUSHACC PUSH00H PUSH01H MOV R0,#00H ;DIA CHI DU LIEU CAN DOC BAT DAU LA MOV R1,#20 ;LUU VAO O NHO CUA VDK MOV ADDR_DS,R0 ;DIA CHI CAN DOC GIA TRI TRONG RTC GIAY ;############################# GIAOTIEPDS18B20: LCALL RESETT MOV A,#0CCH ;LENH SKIP ROM LCALL WRITE NOP MOV A,#44H LCALL WRITE NOP ;DELAY 100uS MOV R5,#10 MP22: 23 ;LENH CHUYEN DOI NHIET DO Đề Tài: Đồng Hồ Nhiệt Độ xuất LCD DJNZ R5,MP22 ;LUC NAY NHIET DO DA DUOC CHUYEN DOI XONG ;CAN PHAI DOC RA LCALL RESETT MOV A,#0CCH ;LENH SKIP ROM LCALL WRITE LCALL GET_TEMP LCALL TRANS_TEMP RET RESETT: SETB DQ ;DUA DQ TU CAO NOP NOP CLR DQ ;XUONG THAP ;DLEAY 650uS MOV R7,#3 START_DEL1: MOV R6,#107 DJNZ R6,$ DJNZ R7,START_DEL1;DOI 650uS SETB DQ ;TRA DQ LEN CAO LAI NOP NOP ;DELAY 200uS, DOI DQ XUONG MUC THAP,TUC LA ;DS18B20 TRA LOI,NHAN DUOC MOV R7,#100 ;DS18B20 DA KHOI DONG HAVE1820: SETB FLAG 24 Đề Tài: Đồng Hồ Nhiệt Độ xuất LCD ;DELAY 234uS MOV R6,117 DJNZ R6,$ START_OUT: SETB DQ RET GET_TEMP: JNB FLAG,NO_TEMP ;NEU KO CO NHIET DO THI CHO HT GIA TRI MOV A,#0BEH ;LENH DOC VUNG CHUA DU LIEU TAM THOI LCALL WRITE LCALL READ MOV TMPL,A LCALL READ MOV TMPH,A RET NO_TEMP: MOV TMPH,#0 MOV TMPL,#0 RET TRANS_TEMP: ;LAY BIT THAP CO NGHIA CUA THANH GHI MS BYTE (BYTE CAO) MOV C,28H.3 MOV 27H.7,C MOV C,28H.2 MOV 27H.6,C MOV C,28H.1 25 Đề Tài: Đồng Hồ Nhiệt Độ xuất LCD MOV 27H.5,C MOV C,28H.0 MOV 27H.4,C ;LAY TIEP BIT CAO CO NGHIA CUA THANH GHI LS BYTE (BYTE THAP) MOV C,29H.7 MOV 27H.3,C MOV C,29H.6 MOV 27H.2,C MOV C,29H.5 MOV 27H.1,C MOV C,29H.4 MOV 27H.0,C MOV A,27H MOV 24,27H RET ;CTC HIEU CHINH CAI DAT LAI RTC ; -CHUYENPHUT: LCALL CHONGDOI MOV A,#80H LCALL COMMAND MOV DPTR,#TEXT3 LCALL XUAT_LCD2 LCALL BCDTOASCII LCALL DISP_PHUT CHINHPHUT: JNB 26 P1.0,CHUYENGIO Đề Tài: Đồng Hồ Nhiệt Độ xuất LCD JNB P1.1,THOATCAIDAT1 JNB P1.2,TANGPHUT JNB P1.3,GIAMPHUT SJMP CHINHPHUT THOATCAIDAT1: LJMP THOATCAIDAT TANGPHUT: MOV A,21 INC A CJNE A,#60,GHIPHUT MOV A,#00H SJMP GHIPHUT GIAMPHUT: MOV A,21 DEC A CJNE A,#-1,GHIPHUT MOV A,#59 GHIPHUT: MOV 21,A MOV ADDR_DS,#01H LCALL WRITE_RTC LCALL DELAY10MS SJMP CHUYENPHUT CHUYENGIO: LCALL CHONGDOI MOV A,#80H LCALL COMMAND MOV DPTR,#TEXT4 LCALL 27 XUAT_LCD2 Đề Tài: Đồng Hồ Nhiệt Độ xuất LCD LCALL BCDTOASCII LCALL DISP_GIO CHINHGIO: JNB P1.0,CHUYENOK1 JNB P1.1,THOATCAIDAT2 JNB P1.2,TANGGIO JNB P1.3,GIAMGIO SJMP CHINHGIO THOATCAIDAT2: LJMP THOATCAIDAT TANGGIO: MOV A,22 INC A CJNE A,#24,GHIGIO MOV A,#00H SJMP GHIGIO GIAMGIO: MOV A,22 DEC A CJNE A,#-1,GHIGIO MOV A,#23 GHIGIO: MOV 22,A MOV ADDR_DS,#02H LCALL WRITE_RTC LCALL DELAY10MS SJMP CHUYENGIO CHUYENOK1: ACALL CHONGDOI 28 Đề Tài: Đồng Hồ Nhiệt Độ xuất LCD MOV A,#80H LCALL COMMAND MOV DPTR,#TEXT5 LCALL XUAT_LCD2 CHINHOK1: JNB P1.0,QUAYVE1 JNB P1.1,THOATCAIDAT3 SJMP CHINHOK1 QUAYVE1: LJMP CHUYENPHUT THOATCAIDAT3: LJMP THOATCAIDAT THOATCAIDAT: MOV A,#01H LCALL COMMAND MOV A,#80H LCALL COMMAND MOV DPTR,#TEXT14 LCALL XUAT_LCD2 LCALL CHONGDOI MOV ADDR_DS,#00H LCALL READ_RTC MOV A,RE_DS CLR ACC.7 ;BIT = -> OSC OFF MOV WR_DS,A MOV ADDR_DS,#00H 29 LCALL WRITE_RTC LCALL DELAY10MS Đề Tài: Đồng Hồ Nhiệt Độ xuất LCD RET ;CHUONG TRINH GIAO TIEP THEO CHUAN I2C ;GOM: ;START_BIT ;STOP_BIT ;WRITE : START-GHI/DOC-ACK-DIA CHI CAN GHI-ACK-GIA TRI CAN GHI-ACK-STOP ;READ : START-GHI/DOC-ACK-DIA CHI CAN DOC-ACK-STARTDOC/GHI-ACK-DOC-NO ACK-STOP ; WRITE_RTC: LCALL 30 START_BIT ;START MOV A,#0D0H ; 0A0=GHI MOV R7,#8 ; XOAY LAN LCALL ROTATE ; GUI LCALL SLAVE_ACK ; DA NHAN MOV A,ADDR_DS MOV R7,#8 ;DIA CHI BYTE THAP ; XOAY LAN LCALL ROTATE ; GUI LCALL SLAVE_ACK ; DA NHAN MOV A,WR_DS ; DU LIEU CAN GHI VAO ROM MOV R7,#8 ; XOAY LAN LCALL ROTATE ; GUI LCALL SLAVE_ACK ; DA NHAN LCALL STOP_BIT ; STOP BIT Đề Tài: Đồng Hồ Nhiệt Độ xuất LCD RET READ_RTC: LCALL START_BIT ;START MOV A,#0D0H ;0A0=GHI MOV R7,#8 ;XOAY LAN LCALL ROTATE ;GUI LCALL SLAVE_ACK ;DA NHAN MOV A,ADDR_DS MOV R7,#8 ;DIA CHI BYTE THAP ;XOAY LAN LCALL ROTATE ;GUI LCALL SLAVE_ACK ;DA NHAN ;DOAN CT TREN DA CHO SLAVE BIET LA MASTER CAN DOC DU LIEU O DIA CHI NAO ;DOC DU LIEU TAI DAY ; -LCALL START_BIT ;START MOV A,#0D1H ;0A1=DOC MOV R7,#8 ;XOAY LAN LCALL ROTATE ;GUI LCALL SLAVE_ACK ;DA NHAN ;DOAN CTC BEN DUOI LA NHAN DU LIEU SAU KHI DOC TU ROM 24C64 LUU VAO BYTE_READ ; -MOV READ_DATA: 31 R7,#8 Đề Tài: Đồng Hồ Nhiệt Độ xuất LCD SETB SCL NOP MOV C,SDA CLR SCL MOV A,RE_DS RLC A MOV RE_DS,A ; SAVE ROTATED DATA DJNZ R7,READ_DATA ; ROTATE NEXT BIT LCALL NO_ACK LCALL STOP_BIT RET ;CTC START CHUAN I2C ; START_BIT: NOP NOP SETB SCL NOP NOP SETB SDA NOP NOP CLR SDA NOP NOP RET ;CTC STOP CHUAN I2C ; -STOP_BIT: 32 ; NO ACKNOWLEDGE Đề Tài: Đồng Hồ Nhiệt Độ xuất LCD NOP NOP CLR SDA NOP NOP SETB SCL NOP NOP SETB SDA NOP NOP RET ;CTC GUI DU LIEU SANG RTC DS1307 BANG CACH XOAY TUNG BIT ; -ROTATE: CLR SCL NOP NOP RLC A MOV SDA,C NOP NOP SETB SCL NOP NOP DJNZ R7,ROTATE RET ;CTC SLAVE SE BAO CHO VDK LA DA NHAN DUOC ROI ; 33 Đề Tài: Đồng Hồ Nhiệt Độ xuất LCD SLAVE_ACK: CLR SCL NOP NOP SETB SDA NOP NOP SETB SCL MOV C,SDA JC $ NOP; READ STATE OF SDA NOP CLR SCL RET ;CTC BAO MASTER DA DOC XONG ; -NO_ACK: SETB SDA NOP NOP SETB SCL NOP NOP CLR SCL RET ; -;CTC CHONG DOI KHI NHAN NUT ; -CHONGDOI: 34 Đề Tài: Đồng Hồ Nhiệt Độ xuất LCD MOV R4,#3 LAP3: MOV R5,#200 LAP2: MOV R6,#250;0,5MS DJNZ R6,$ DJNZ R5,LAP2 DJNZ R4,LAP3 MOV A,#01H LCALL COMMAND RET ;CTC TAO TRE 10ms DE GHI RTC ; DELAY10MS: MOV R5,#20 ;10ms LAP10MS: MOV R6,#250 ;500us DJNZ R6,$ DJNZ R5,LAP10MS RET ; ;CTC GIAO TIEP VOI LCD CHE DO 8BIT ; KHOITAO_LCD_8BIT: MOV A,#38H ACALL COMMAND MOV A,#0CH ACALL COMMAND MOV A,#01H 35 ;2 line 5x7 ;LCD on cursor on ;clear LCD Đề Tài: Đồng Hồ Nhiệt Độ xuất LCD ACALL COMMAND MOV A,#06H ACALL COMMAND ;shift cursor right RET COMMAND: ACALL CLR READY RS ;is LCD ready? ;RS=0 for command;RS=1 for data reg ;CLR RW ;R/W=0 to write to LCD MOV LCD,A SETB EN ;E=1 for H-to-L pulse CLR EN ;E=0 ,latch in ;issue command code RET DATA_DISPLAY: ACALL READY ;is LCD ready? SETB RS ;RS=1 for data CLR RW ;R/W=0 to write to LCD MOV LCD,A SETB EN ;E=1 for H-to-L pulse CLR EN ;E=0 ,latch in RET READY: MOV 15,#250 DJNZ MOV DJNZ 15,$ 15,#250 15,$ RET TEXT3: DB ' CAI DAT PHUT ',0 TEXT4: 36 ;issue data Đề Tài: Đồng Hồ Nhiệt Độ xuất LCD DB ' CAI DAT GIO ',0 TEXT5: DB ' TIME IS OK !!! ',0 TEXT14: DB 'THOAT CAI DAT !!!',0 END DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ThS Trần Công Thịnh Giáo trình kỹ thuật vi xử lý Tp.HCM, Đại học Tôn Đức Thắng, 2011 [2] Khoa Điện – Điện tử Thí nghiệm vi xử lý Tp.HCM, Đại học Tôn Đức Thắng, 2012 [3] Tống Văn On Họ vi điều khiển 8051 Tp.HCM, NXB Lao Động Xã Hội, 2001 Các website tham khảo [4] http://www.dientuvietnam.net [5] http://www.alldatasheet.com [6] http://www.dientu.club/2015/02/giao-tiep-thoi-gian-thuc-ds1307-voi-vi.html 6.71% 37 ... Tài: Đồng Hồ Nhiệt Độ xuất LCD DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Đề Tài: Đồng Hồ Nhiệt Độ xuất LCD DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Đề Tài: Đồng Hồ Nhiệt Độ xuất LCD CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI 1.1 KHẢO SÁT VÀ PHÂN... Đồng Hồ Nhiệt Độ xuất LCD 3.2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ MẠCH IN Hình 3-1: Sơ đồ nguyên lý hệ thống 16 Đề Tài: Đồng Hồ Nhiệt Độ xuất LCD Hình 3-2: Sơ đồ mạch in 3.3 SƠ ĐỒ MẠCH MÔ PHỎNG Hình 3-3: Mạch. .. RTC, nhiệt độ Đọc RTC DS1307, nhiệt độ lưu vào Ram 89C52 Phân tích tín hiệu liệu Xuất Dữ Liệu RTC nhiệt độ lên LCD Nút Mode có nhấn? Không không END 15 có Cài Đặt Và Ghi RTC vào DS1307 Đề Tài: Đồng