KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐÔ ÁN MỨC NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Hưng Yên, ngày tháng năm 2012 Giáo Viên GVHD : Vũ Văn Chiến SVTH: Đào Thị An Nguyễn Văn Linh Nguyễn Thị Loát Trang KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐÔ ÁN MỨC NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Hưng Yên, ngày tháng năm 2012 Giáo Viên GVHD : Vũ Văn Chiến SVTH: Đào Thị An Nguyễn Văn Linh Nguyễn Thị Loát Trang KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐÔ ÁN MỨC MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU PHẦN I: MỞ ĐẦU I KHÁI QUÁT VẤN ĐỀ II MỤC ĐÍCH YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI PHẦN II : NỘI DUNG CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT I.GIỚI THIỆU VỀ 89C51 1.1.Giới thiệu chung 1.2.Cấu trúc bên 8951 10 1.3.Chức chân vi điều khiển 12 II.TỔNG QUAN VỀ IC DS1307( IC ĐỊNH THỜI GIAN THỰC) 15 2.1 Tổng quan DS1307 15 2.1.1 Sơ đồ chân DS1307 .15 2.1.2 Cấu tạo bên DS1307 18 2.2 Khái quát giao diện I2C 22 2.3 Mode (chế độ) truyền liệu DS1307 AT8951 27 2.3.1 Mode Data Write (chế độ ghi liệu) 27 2.3.2 Mode Data Read (chế độ dọc liệu) 29 III.GIỚI THIỆU VỀ IC ADC 08043(IC CHUYỂN ĐỔI TƯƠNG TỰ - SỐ) 30 3.1.Giới thiệu chung .30 3.2.Chức chân 31 IV.GIỚI THIỆU VỀ IC CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ LM35 33 4.1 Một số tính chất LM35 34 4.2 Dải nhiệt độ thay đổi trở kháng theo nhiệt độ LM35 .35 V.TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG HỒNG NGOẠI 35 5.1 Khái niệm tia hồng ngoại .35 5.3 Mạch phát tín hiệu hồng ngoại Sơ đồ mạch nguyên lý 38 thạch anh 455Khz Tần số sóng mang = Tấn số dao động / 12 = 455/12 = 38KHZ GVHD : Vũ Văn Chiến SVTH: Đào Thị An Nguyễn Văn Linh Nguyễn Thị Loát Trang KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐÔ ÁN MỨC + Do đầu IC có dịng bé nên ta phải dùng thêm khuyếch đại tín hiệu lên nên dùng A1013 Hay ta khuếch đại tín hiệu dùng mạch Dalington (hệ số khuếch đại lớn) + Mã hóa phìm lắp theo kiểu ma trận Cái lắp theo sơ đồ datasheet! 39 5.4 Mạch thu hồng ngoại Sơ đồ mạch nguyên lý 39 I THIẾT KẾ MẠCH NHIỆT ĐỘ 40 1.1.Sơ đồ khối 40 1.2.Sơ đồ nguyên lý nguyên lý hoạt động 41 1.3.Nguyên lý hoạt động 41 1.4.Lưu đồ thuật toán 42 II THIẾT KẾ MẠCH ĐỒNG HỒ THỜI GIAN THỰC 43 2.1.Sơ đồ khối 43 2.1.2 Khối CPU 44 2.1.3 Khối hiển thị 44 45 2.1.4 Khối hiệu chỉnh ( Điều khiển từ xa) 45 Khối thu 46 2.2.Sơ đồ nguyên lý nguyên lý hoạt động 47 2.3.Nguyên lý hoạt động 48 2.4 Lưu đồ giải thuật chương trình 48 2.4.1 Giải thuật 48 2.3.Nguyên lý hoạt động 49 2.4 Lưu đồ giải thuật chương trình 49 2.4.1 Giải thuật 49 2.4.2 Giải thuật chương trình “WRITE_CLOCK” .49 2.4.3 Giải thuật chương trình “READ_CLOCK” 50 2.4.4 Lưu đồ 51 PHẦN III : KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 58 I KẾT LUẬN 58 II ĐỀ NGHỊ 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 63 PHẦN IV : PHỤ LỤC 63 1.6.Chương trình nhiệt độ .63 GVHD : Vũ Văn Chiến SVTH: Đào Thị An Nguyễn Văn Linh Nguyễn Thị Loát Trang KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐÔ ÁN MỨC 2.6.Chương trình đồng hồ thời gian thực 64 LỜI NÓI ĐẦU Trong thời đại ngày nhân loại trải qua bước tiến vượt bậc khoa học cơng nghệ ,thì nghành điện tử có bước tiến đặc biệt quan trọng đặc biệt lĩnh vực vi điều khiển Các vi xử lí ngày hồn thiện phát triển sử dụng hầu hết hệ thống điều khiển tử động công nghiệp, khoa học kỹ thuật, thiết bị dân dụng Chính nhờ vai trị chức vai trị vi xử lí đem lại ưu điểm, nhiều tính đặc biệt cho hệ thống điều khiển thay người công việc yêu cầu phức tạp đòi hỏi kỹ thuật cao Ngày nhà nghiên cứu không ngừng nghiên cứu hệ thống điều khiển sử dụng vi xử lí để thay thúc đảy vi xử lí phát triển ngày hoàn thiện với yêu cầu điều khiển Qua trình học tập rèn luyện chúng em làm quen với số IC vi xử lí với chức năng, ứng dụng rộng rãi thực tế.Để áp dụng tính đặc biệt vi xử lí vào thực tiễn nhóm chúng em nghiên cứu thực đồ án với đề tài: “ THIẾT KẾ CHẾ TẠO LỊCH VẠN NIÊN ĐIỀU KHIỂN TỪ XA” Với mơ hình giúp điều khiển hệ thống hiển thị thời gian & ngày tháng LED 7đoạn Trong hệ thống GVHD : Vũ Văn Chiến SVTH: Đào Thị An Nguyễn Văn Linh Nguyễn Thị Loát Trang KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐÔ ÁN MỨC chúng em sử dụng IC 8051 IC điều khiển chính, 8051 có nhiều tính đặc biệt so với họ vi xử lí khác nên sử dụng rơng rãi kỹ thuật Để hồn thành đồ án ngồi tìm tịi thành viên nhóm cịn có hướng dẫn tận tình thầy giáo: Vũ Văn Chiến , bạn Chúng em xin chân thành cám ơn thầy bạn Tuy cố gắng nhiều vốn kiến thức kinh nghiệm hạn chế nên đề tài cịn thiếu sót Rất mong đóng góp ý kiến thầy bạn để đề tài chúng em hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn ! PHẦN I: MỞ ĐẦU I KHÁI QUÁT VẤN ĐỀ Trong giai đoạn với phát triển vượt bật công nghệ Nano hàng loạt IC chế tạo Những IC thông minh nhiều so với IC trước đặc biệt ghi/xóa liệu vào cách dể dàng Vì sử dụng nhiều thiết bị Điện - Điện Tử ngày thể chất ưu việt Điển hình dịng IC 8051/8052 Với đời dòng IC làm thúc đẩy phát triển IC thời gian thực DS1307, DS12887… Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật góp phần nâng cao đời sống người Cũng mà người cần phải biết xác ngày, để thu xếp việc làm cho hợp lý Xuất phát từ thực tiễn chúng em đến định “Thiết kế Chế tạo Lịch vạn niên điều khiển từ xa” Nhằm đáp ứng nhu cầu ham muốn học hỏi GVHD : Vũ Văn Chiến SVTH: Đào Thị An Nguyễn Văn Linh Nguyễn Thị Loát Trang KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐÔ ÁN MỨC thân, góp phần nâng cao giá trị mạch điện tử đời sống người II MỤC ĐÍCH YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI Trong đồ án chúng em sử dụng IC thời gian thực (DS1307) kết hợp với vi điều khiển 80C51 để tạo thành giao diện I2C, 80C51 có nhiệm vụ đọc/ghi (giờ, phút, giây, thứ, ngày… thời gian báo thức) từ chip DS1307 Khi thời gian báo thức trùng với thời gian thực loa phát âm phút, đồng thời có tác động vào nút điều chỉnh 89C51bắt đầu giãi mã tín hiệu này, sau giải mã 8051 ghi liệu nhận vào DS1307 hiển thị kết led đoạn Đồng thời bọn em sử dụng cặp thu phát hồng ngoại PT2248 PT2249 để hiệu chỉnh giờ, phút, giây, thứ, ngày, tháng, năm Từ suy mục đích yêu cầu đề tài sau: ♦ Mạch hiển thị giờ, phút, giây, thứ, ngày, tháng, năm cách xác ♦ Hiển thị led đoạn ♦ Bộ cài đặt thời gian sử dụng nút nhấn có điều khiển từ xa ♦ Khi thời gian báo thức trùng với thời gian thực loa phải phát âm báo thức ♦ Giá thành sản phẩm không đắt Dựa vào yêu cầu đề tài chúng em phân thành khối lớn: o Khối A: Hiển thị kết led đoạn o Khối B: Đồng hồ thời gian thực điều khiển sử dụng nút nhấn GVHD : Vũ Văn Chiến SVTH: Đào Thị An Nguyễn Văn Linh Nguyễn Thị Loát Trang KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐÔ ÁN MỨC PHẦN II : NỘI DUNG CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT I.GIỚI THIỆU VỀ 89C51 • 1.1.Giới thiệu chung IC vi điều khiển 8051(8951) thuộc họ MCS51 có đặc điểm sau: • • • • • • • • • 4Kbyte ROM (được lập trình nhà sản xuất có 8951) 128 byte RAM port I10 bit Hai định thời 16bit Giao tiếp nối tiếp 64KB khơng gian nhớ chương trình mở rộng 64KB không gian nhớ liệu mở rộng xử lý luận lý (thao tác bit đơn) 210bit địa hoá GVHD : Vũ Văn Chiến SVTH: Đào Thị An Nguyễn Văn Linh Nguyễn Thị Loát Trang KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐƠ ÁN MỨC • nhân / chia 4às ã ã ã ã ã GVHD : V Vn Chiến SVTH: Đào Thị An Nguyễn Văn Linh Nguyễn Thị Lốt Trang KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐƠ ÁN MỨC • 1.2.Cấu trúc bên 8951 Hinh1.1 Sơ đồ khối (8951) Phần vi điều khiển 8051(8951) vi xử lý trung tâm (CPU: Central Processing Unit) bao gồm: - Thanh ghi tích luỹ A - Thanh ghi tích luỹ phụ B, dùng cho phép nhân phép chia - Đơn vị logic học (ALU: Arithmetic Logical Unit) GVHD : Vũ Văn Chiến SVTH: Đào Thị An Nguyễn Văn Linh Nguyễn Thị Loát Trang 10 KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐÔ ÁN MỨC PHẦN III : KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ I KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu tìm hiểu đề tài Cùng với dẫn tận tình thầy giáo: VŨ VĂN CHIẾN Đến em thiết kế thành công “Lịch Vạn Niên Điều Khiển Từ Xa” , mạch hoạt động ổn định đáp ứng yêu cầu đề tài đặt Do thời gian lực giới hạn nên sản phẩm thiết kế tránh khỏi số khuyết điểm: sản phẩm thô, không đẹp… kính mong q thầy bạn thơng cảm Sau số hình ảnh sản phẩm : GVHD : Vũ Văn Chiến SVTH: Đào Thị An Nguyễn Văn Linh Nguyễn Thị Loát Trang 58 KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ GVHD : Vũ Văn Chiến SVTH: Đào Thị An Nguyễn Văn Linh Nguyễn Thị Lốt ĐƠ ÁN MỨC Trang 59 KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ GVHD : Vũ Văn Chiến SVTH: Đào Thị An Nguyễn Văn Linh Nguyễn Thị Lốt ĐƠ ÁN MỨC Trang 60 KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐÔ ÁN MỨC II ĐỀ NGHỊ Sau thiết kế thành cơng đề tài này, em có số đề nghị để khắc phục khuyết điểm mà em mắc phải • Ta sử dụng IC ghi dịch chốt 74LS595, IC chốt 74HC374 • Thiết kế thêm chuyển đổi từ ngày dương lịch sang ngày âm lịch • Thay đổi tiếng chng báo thức nhạc mà bạn yêu thích GVHD : Vũ Văn Chiến SVTH: Đào Thị An Nguyễn Văn Linh Nguyễn Thị Lốt Trang 61 KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐƠ ÁN MỨC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Giáo trình Vi Điều Khiển _ Tác giả Th.Phạm Hùng Kim Khánh [2] Tài liệu hướng dẫn Thực Tập Vi Điều Khiển _ Biên soạn Th.Trần Nhật Khải Hoàn, KS.Trần Hữu Danh [3] Giáo trình MẠCH XUNG _ Biên soạn Th.Lương Văn Sơn, KS.Nguyễn Khắc Nguyên [4] Giáo trình MẠCH SỐ _ Tác giả Th.Nguyễn Trung Lập [5] Giáo trình MẠCH TƯƠNG TỰ _ Tác giả KS Trương Văn Tám [6] http://alldatasheet.com/ [7] http://www.dientuvienthong.net/diendan/index.php [8] http://www.dientuvietnam.net/forums/ GVHD : Vũ Văn Chiến SVTH: Đào Thị An Nguyễn Văn Linh Nguyễn Thị Loát Trang 62 KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐÔ ÁN MỨC PHẦN IV : PHỤ LỤC • 1.6.Chương trình nhiệt độ #include #include #include sbit INTR_ADC=P3^6; sbit WR_ADC=P3^7; sbit T=P1^6;//nut bam Tang sbit G=P1^7;//nut bam Giam long int x,k,ch,dv; float v; unsigned long int i; unsigned char M[10]={0XC0,0XF9,0XA4,0XB0,0X99,0X92,0X82,0XF8,0X80,0X90}; void tre (unsigned long int t) { for(i=0;i> 4; dat[5]=month & 0x0F; dat[4]=(month & 0x10) >> 4; dat[7]=(year & 0x0F); dat[6]= (year & 0xF0) >> 4; dat[9]= minutes & 0x0F; dat[8]= (minutes & 0x70) >> 4; if(ampm){ dat[11]= hours & 0x0F; dat[10]= (hours & 0x10) >> 4; pm = hours&0x20; } GVHD : Vũ Văn Chiến SVTH: Đào Thị An Nguyễn Văn Linh Nguyễn Thị Lốt Trang 66 KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐƠ ÁN MỨC if(ampm==0){ dat[11]= hours & 0x0F; dat[10]= (hours & 0x30) >> 4; } //CHUYEN DOI BCD SANG DEC CO CHON LOC seconds = ((seconds & 0x70) >> 4)*10 + (seconds & 0x0F); //LAY BIT CAO 4BIT THAP minutes = ((minutes & 0x70) >> 4)*10 + (minutes & 0x0F); //LAY BIT CAO 4BIT THAP if(ampm){ hours =((hours & 0x10) >> 4)*10+ (hours & 0x0F); //LAY BIT CAO 4BIT THAP } if(ampm==0) { hours = ((hours & 0x30) >> 4)*10 + (hours & 0x0F); //LAY BIT CAO 4BIT THAP if(hours>=12) pm =0x20; } year = ((year & 0xF0) >> 4)*10 + (year & 0x0F); //LAY BIT CAO 4BIT THAP date = ((date & 0x30) >> 4)*10 + (date & 0x0F); //LAY BIT CAO 4BIT THAP month = ((month & 0x10) >> 4)*10 + (month & 0x0F); //LAY BIT CAO 4BIT THAP } //HAM GHI DU LIEU VAO 74595 void Ic74595_Write(int dat, char ic){ signed char func_count; //BIEN DEM if(ic==1){ //CHON GHI VAO IC THU DO RONG BYTE for(func_count=7;func_count>=0;func_count ){ sdo1=(dat>>func_count)&0x01; // L?Y T?NG BIT clk1=1; //TAO XUNG DICH DU LIEU GVHD : Vũ Văn Chiến SVTH: Đào Thị An Nguyễn Văn Linh Nguyễn Thị Loát Trang 67 KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐÔ ÁN MỨC clk1=0; } lat1=1; //TAO XUNG CHOT DU LIEU lat1=0; } if(ic==2){ // CHON GHI VAO IC THU DO RONG BYTE for(func_count=15;func_count>=0;func_count ){ sdo2=(dat>>func_count)&0x01; // LAY TUNG BIT clk2=1; //TAO XUNG DICH DU LIEU clk2=0; } lat2=1; //TAO XUNG CHOT DU LIEU lat2=0; } } //HAM DOC PHIM - TRA VE VI TRI PHIM DUOC AN - MUC TAC DONG PHIM LA THAP char Button_Read(){ if(P0_0_bit==0)return 1; if(P0_1_bit==0)return 2; if(P0_2_bit==0)return 3; return 0; } //HAM DOC PHIM VA CHONG DOI char Button_Read_Debounce(){ char temp; temp=Button_Read(); if(temp==0){ //NEU TEMP =0 THI KO CO PHIM DC NHAN if(pr==1){ //NEU PR =1 THI TRUOC DO CO PHIM NHAN => CO CANH LEN pr=0; //DAT LAI TRANG THAI - LAN XET NAY KHONG CO PHIM NHAN => DANG O TRANG THAI CHO return; } GVHD : Vũ Văn Chiến SVTH: Đào Thị An Nguyễn Văn Linh Nguyễn Thị Loát Trang 68 KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ else { flag=1; ĐÔ ÁN MỨC //BAO HIEU DANG O TRANG THAI CHO => PR TRUOC DO =0 return; } //TRO VE } else{ //CO PHIM DUOC NHAN delay_ms(20); // CHO KHOANG 50MS DE CHONG DOI temp=Button_Read(); //DOC LAI GIA TRI LAN NUA if(temp==0) return; //NEU TEMP = THI XUNG DOC DUOC KHI NAY LA DO RUNG PHIM else{ //NEU TEMP !=0 THI BAT DAU XU LY pr=1; // BAO HIEU LA PHIM DANG DUOC NHAN, YEU CAU XU LY XONG PH return temp; //TRA VE DU LIEU DOC DUOC } } } //TAO THONG TIN CHO BIET DANG O CHE DO DIEU CHINH NGAY GIO VA DOI TUONG DANG DUOC CHON void Mode_Maker(){ if(mode==1){ if(day==1){ out[0]+=2; out[1]+=2; } else{ out[0]+=10; out[1]+=10; } } if(mode==2){ GVHD : Vũ Văn Chiến SVTH: Đào Thị An Nguyễn Văn Linh Nguyễn Thị Loát Trang 69 KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐÔ ÁN MỨC out[2]+=10; out[3]+=10; } if(mode==3){ out[4]+=10; out[5]+=10; } if(mode==4){ out[6]+=10; out[7]+=10; } if(mode==5){ out[10]+=10; out[11]+=10; } if(mode==6) { out[8]+=10; out[9]+=10; } return ; } //HAM KHOI TAO CAC THIET BI void Init(){ Soft_I2C_Init(); P0=0XFF; // CAU HINH TIMER GATE0_bit=0; // HOAT DONG BINH THUONG C_T0_bit=0; // DUNG DAO DONG NOI M00_bit=1; // CHE DO BIT TU DONG NAP LAI M01_bit=0; ET0_bit=1; EA_bit=1; TR0_bit=1; //KIEM TRA DS1307 - CHO PHEP DAO DONG if(Ds1307_Read_Byte(0x00)>>7==1) DS1307_Write_Byte(0x00,0x00); GVHD : Vũ Văn Chiến SVTH: Đào Thị An Nguyễn Văn Linh Nguyễn Thị Loát Trang 70 KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐÔ ÁN MỨC DS1307_Write_Byte(0x07,0x10); mode=0; } //HAM XU LY PHIM NHAN void Button_Process(){ char key; //KHAI BAO BIEN CUC BO LUU TRU THONG TIN PHIM key=Button_Read_Debounce();//DOC PHIM - PHIM NHAN UU TIEN CAC PHIM CO TRI SO THAP if((pr!=0)&&(flag==1)){ flag=0; if(key==1){ //CHON CHE DO HIEU CHINH if(mode==7) mode=0; //TANG MODE XOAY VONG KHI CO PHIM DUOC NHAN mode++; } if(key==2){ //TANG GIA TRI DOI TUONG LEN DON VI, NEU AN DE THI TU DONG TANG VI FLAG =1 RTC_Read(); //DOC GIAI TRI DOI TUONG TRUOC KHI XU LY flag=1; //CHO PHEP DE PHIM delay_ms(20); //DELAY DE KHI DE PHIM, GIA TRI TANG KHONG QUA NHANH switch(mode){ //CHON DOI TUONG XU LY case 1: //XU LY NGAY TRONG TUAN if(day==7) day=0; // NHU TREN ++day; day=dec2bcd(day); DS1307_Write_Byte(0x03,day); break; case 2: //XU LY NGAY if(date==31) date=0; //NGAY 1