BÀI TẬP LỚN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ ĐỀ TÀI: HIỂN THỊ THỜI GIAN THỰC DS1307 LÊN LCD SỬ DỤNG 16F877A

Với đà tăng trưởng mạnh mẽ, Việt Nam đang bước vào giai đoạn quan trọng của quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước. Yêu cầu về mặt nhân lực chất lượng cao là hết sức cấp thiết. Chính vì thế việt làm bài tập lớn, cho phép sinh viên rằng luyện được các kỹ năng cần thiết để chuẩn bị cho tương lai sau này.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI PHÂN HIỆU TẠI TP HỒ CHÍ MINH BỘ MƠN ĐIỆN – ĐIỆN TỬ o0o BÀI TẬP LỚN KỸ THUẬT VI XỬ LÝ ĐỀ TÀI: HIỂN THỊ THỜI GIAN THỰC DS1307 LÊN LCD SỬ DỤNG 16F877A GVHD : Th.S VÕ THIỆN LĨNH LỚP : ĐIỆN TỬ VÀ TIN HỌC CÔNG NGHIỆP K60 ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG K60 SVTH : TRƯƠNG VIỆT DŨNG - 6051020012 TRƯƠNG QUỐC ĐẠT - 6051020017 TRẦN MINH CÔNG - 6051020007 NGUYỄN KHANG ĐIỀN - 6051020018 LÊ CÔNG HUY – 6051020035 BÙI VĂN QUANG ANH - 605102003 TP Hồ Chí Minh - 2021 LỜI NÓI ĐẦU Với đà tăng trưởng mạnh mẽ, Việt Nam bước vào giai đoạn quan trọng q trình cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước Yêu cầu mặt nhân lực chất lượng cao cấp thiết Chính việt làm tập lớn, cho phép sinh viên luyện kỹ cần thiết để chuẩn bị cho tương lai sau Trong sống đại thời gian phần tử vô quan trọng Để cập nhật thời gian cách xác, người ta sử dụng DS1307 với khả lưu trữ giúp thời gian hiển thị thời điểm Vì nhóm em chọn đề tài xem đề vô hay cần thiết Với độ khó khơng q cao, giúp nhóm em dễ dàng tiếp thu kiến thức Xây dựng tư nghề DS1307 sử dụng hầu hết mạch yêu cầu thời gian chuẩn xác Ví dụ thiết bị máy tính hay đồng hồ điện tử … Quá trình thiết kế diễn theo phương án Sơ đồ mạch sau đến lập trình cho vi sử lý 16f877a Việc gây chút khó khăn q trình lập trình với thực tế làm việc bên ngồi Về nhiệm vụ, nhóm em đưa yêu cầu cho mạch phải đảm bảo mặt thẩm mỹ, quan trọng mạch phải hoạt động ổn định thời gian dài Tránh nhiễu yêu tất yếu Nhóm em xin gửi lời cảm ơn đến giảng viên môn tận tâm hướng dẫn, Nhóm tụi em Tuy nhiên lần bắt tay vào làm đồ án thời gian kiến thức em có hạn nên khơng tránh khỏi sai sót đồ án mình, ý kiến phê bình, nhận xét thầy, em xin ghi nhận tiếp thu để báo cáo hoàn thiện Nhóm em xin chân thành cảm ơn ! MỤC LỤC Phần I: Tổng quan về Proteus, Pic16F877A, DS1307 Proteus: 1.1 Khái niệm: • Phần mềm Proteus cho phép mô hoạt động mạch điện tử bao gồm phần thiết kế mạch viết chương trình điều khiển cho họ vi điều khiển MCS51, PIC, AVR, … Proteus phần mềm mô mạch điện tử Labcenter Electronics, mô cho hầu hết linh kiện điện tử thông dụng, đặc biệt hỗ trợ cho MCU PIC, 8051, AVR, Motorola • Phần mềm bao gồm chương trình: ISIS (Intelligent Schematic Input System) cho phép mô mạch ARES (Advanced Routing and Editing Software) dùng để vẽ mạch in 1.2 Giao diện 1.3 Ưu nhược điểm Proteus • Ưu điểm: Dễ dạng tạo sơ đồ nguyên lý từ đơn giản đến phức tạp Dễ dàng chỉnh sữa đặc tính linh kiện sơ đồ nguyên lý Hỗ trợ kiểm tra lỗi thiết kế sơ đồ nguyên lý Có thể xem lưu lại phần báo lỗi Phần mềm chạy mô phân tích tính chất mạch điện cách xác Proteus cung cấp cho người sử dụng công cụ biên dịch cho họ vi xử lý MSC51, AVR, HC11, …qua tạo tập tin hex dùng để nạp cho vi xử lý tạp tin dsi dùng để xem chạy kiểm tra bước q trình mơ Phần mềm cung cấp nhiều mơ hình linh kiện có chức mô phỏng, từ vi điều khiển thông dụng đến link kiện ngoại vi LED, LCD, Keypad, cổng RS232… cho phép người sử dụng mô từ hệ vi điều khiển hoàn chỉnh đến việc xây dựng phần mềm cho hệ thống đáp ứng giao thức vật lý Ngồi ra, Proteus cịn cho phép bạn tự tạo link kiện tương tác động bạn thực mơ có tương tác giống hoạt động mạch thật • Nhược điểm: Phần vẽ mạch có giao diện khơng đẹp hấp dẫn Pic 16F877A 2.1 Khái niệm: PIC16F877A Vi điều khiển PIC 33 chân sử dụng hầu hết dự án ứng dụng nhúng Nó có năm cổng cổng A đến cổng E Nó có ba định thời có định thời bit định thời 16 Bit Nó hỗ trợ nhiều giao thức giao tiếp giao thức nối tiếp, giao thức song song, giao thức I2C PIC16F877A hỗ trợ ngắt chân phần cứng ngắt định thời 2.2 Sơ đồ chân: DS1307: 3.1 Khái niệm: DS1307 chip đồng hồ thời gian thực (RTC : Real-time clock), khái niệm thời gian thực dùng với ý nghĩa thời gian tuyệt đối mà người sử dụng, tình giây, phút, giờ…DS1307 sản phẩm Dallas Semiconductor (một công ty thuộc Maxim Integrated Products) Chip có ghi 8-bit chứa thời gian là: giây, phút, giờ, thứ (trong tuần), ngày, tháng, năm Ngồi DS1307 cịn có ghi điều khiển ngõ phụ 56 ghi trống dùng RAM DS1307 đọc ghi thông qua giao diện nối tiếp I2C (TWI AVR) nên cấu tạo bên đơn giản DS1307 xuất gói SOIC DIP có chân 3.2 Sơ đồ 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 Chú ý Vcc khơng cấp nguồn VBAT cấp DS1307 hoạt động (nhưng không ghi đọc được) - SQW/OUT: ngõ phụ tạo xung vuông (Square Wave / Output Driver), tần số xung tạo lập trình Như chân không liên quan đến chức DS1307 đồng hồ thời gian thực, bỏ trống chân nối mạch - SCL SDA đường giao xung nhịp liệu giao diện I2C mà tìm hiểu TWI AVR Phần II: Sơ đồ mạch thí nghiệm Proteus Tổng quan: PIC 16F877A: DS1307 LCD16x2: Phần III: Code chương trình Hàm ds1307.c #ifndef RTC_SDA #define RTC_SDA PIN_C4 #define RTC_SCL PIN_C3 #endif #use i2c(master, sda=RTC_SDA, scl=RTC_SCL) #define DS1307_ALL_DISABLED 0b00000000 // All disabled #define DS1307_OUT_ON_DISABLED_HIHG 0b10000000 // Out to Hight on Disable Out #define DS1307_OUT_ENABLED 0b00010000 // Out Enabled #define DS1307_OUT_1_HZ 0b00000000 // Freq Out to Hz #define DS1307_OUT_4_KHZ 0b00000001 // Freq Out to 4.096 Khz #define DS1307_OUT_8_KHZ 0b00000010 // Freq Out to 8.192 Khz #define DS1307_OUT_32_KHZ 0b00000011 // Freq Out to 32.768 Khz #define Start_user_address_nvram 0x08 #define End_user_address_nvram 0x3f char days_of_week[7] [11]={"Lunes\0","Martes\0","Miércoles\0","Jueves\0","Viernes\0","Sábado\0","Domingo \0"}; byte ds1307_bin2bcd(byte binary_value); byte ds1307_bcd2bin(byte bcd_value); void ds1307_init(int val){ byte seconds = 0; #ifndef USE_INTERRUPTS disable_interrupts(global); #endif i2c_start(); i2c_write(0xD0); i2c_write(0x00); i2c_start(); i2c_write(0xD1); seconds = ds1307_bcd2bin(i2c_read(0)); i2c_stop(); seconds &= 0x7F; delay_us(3); i2c_start(); i2c_write(0xD0); i2c_write(0x00); i2c_write(ds1307_bin2bcd(seconds)); i2c_start(); i2c_write(0xD0); i2c_write(0x07); i2c_write(val); i2c_stop(); #ifndef USE_INTERRUPTS enable_interrupts(global); #endif } 10 void ds1307_set_date_time(byte day, byte mth, byte year, byte dow, byte hr, byte min, byte sec){ #ifndef USE_INTERRUPTS disable_interrupts(global); #endif sec &= 0x7F; hr &= 0x3F; i2c_start(); i2c_write(0xD0); i2c_write(0x00); i2c_write(ds1307_bin2bcd(sec)); i2c_write(ds1307_bin2bcd(min)); i2c_write(ds1307_bin2bcd(hr)); i2c_write(ds1307_bin2bcd(dow)); i2c_write(ds1307_bin2bcd(day)); i2c_write(ds1307_bin2bcd(mth)); i2c_write(ds1307_bin2bcd(year)); i2c_stop(); #ifndef USE_INTERRUPTS enable_interrupts(global); #endif } void ds1307_get_date(byte &day, byte &mth, byte &year, byte &dow){ #ifndef USE_INTERRUPTS disable_interrupts(global); #endif i2c_start(); i2c_write(0xD0); i2c_write(0x03); i2c_start(); i2c_write(0xD1); dow = ds1307_bcd2bin(i2c_read() & 0x7f); day = ds1307_bcd2bin(i2c_read() & 0x3f); mth = ds1307_bcd2bin(i2c_read() & 0x1f); year = ds1307_bcd2bin(i2c_read(0)); 11 i2c_stop(); #ifndef USE_INTERRUPTS enable_interrupts(global); #endif } void ds1307_get_time(byte &hr, byte &min, byte &sec){ #ifndef USE_INTERRUPTS disable_interrupts(global); #endif i2c_start(); i2c_write(0xD0); i2c_write(0x00); i2c_start(); i2c_write(0xD1); sec = ds1307_bcd2bin(i2c_read() & 0x7f); = ds1307_bcd2bin(i2c_read() & 0x7f); hr = ds1307_bcd2bin(i2c_read(0) & 0x3f); i2c_stop(); #ifndef USE_INTERRUPTS enable_interrupts(global); #endif } char ds1307_read_nvram_byte(char addr){ char retval; #ifndef USE_INTERRUPTS disable_interrupts(global); #endif i2c_start(); i2c_write(0xD0); i2c_write(addr); 12 i2c_start(); i2c_write(0xD1); retval = i2c_read(0); i2c_stop(); return(retval); #ifndef USE_INTERRUPTS enable_interrupts(global); #endif } void ds1307_write_nvram_byte(char addr, char value){ #ifndef USE_INTERRUPTS disable_interrupts(global); #endif i2c_start(); i2c_write(0xD0); i2c_write(addr); i2c_write(value); i2c_stop(); #ifndef USE_INTERRUPTS enable_interrupts(global); #endif } void ds1307_get_day_of_week(char* ptr){ byte lday; byte lmonth; byte lyr; byte ldow; ds1307_get_date(lday,lmonth,lyr,ldow); sprintf(ptr,"%s",days_of_week[ldow]); } /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 13 byte ds1307_bin2bcd(byte binary_value){ byte temp; byte retval; temp = binary_value; retval = 0; while(1){ if(temp >= 10){ temp -= 10; retval += 0x10; }else{ retval += temp; break; } } return(retval); } byte ds1307_bcd2bin(byte bcd_value){ byte temp; temp = bcd_value; temp >>= 1; temp &= 0x78; return(temp + (temp >> 2) + (bcd_value & 0x0f)); } Hàm LCD_4BIT.c #include #define LCD_RS PIN_D0 #define LCD_EN PIN_D1 #define LCD_D4 PIN_D4 #define LCD_D5 PIN_D5 #define LCD_D6 PIN_D6 #define LCD_D7 PIN_D7 // misc display defines#define Line_1 0x80 #define Line_2 0xC0 //#define Clear_Scr 0x01 // prototype statements void LCD_Init(void); //Ham khoi tao LCD void LCD_SetPosition(unsigned int cX);//Thiet lap vi tri tro 14 //Ham viet 1ky tu hoac chuoi len LCD void LCD_PutChar(unsigned int cX); void LCD_PutCmd(unsigned int cX) ; //Ham gui lenh len LCD void LCD_PulseEnable(void); //Xung kich hoat void LCD_SetData(unsigned int cX); //Dat du lieu len chan Data void WriteNum(unsigned char num); // Hien thi so LCD void HTsothapphan(Int32 num); //Hien thi so thap phan // Dinh nghia Cong //#use standard_io(B) //#use standard_io(A) //Khoi tao LCD void LCD_Init (void) { LCD_SetData (0x00); Delay_ms(20); // Cho cho LCD khoi tao >> 15ms output_low(LCD_RS); // Che gui lenh LCD_SetData(0x03); // Khoi tao che bit LCD_PulseEnable(); LCD_SetData(0x02); // Tao giao dien bit LCD_PulseEnable(); // send dual nibbles hereafter, MSN first LCD_PutCmd(0x2C); // function set (all lines, 5x7 characters) LCD_PutCmd(0x0C); // display ON, cursor off, no blink LCD_PutCmd(0x06); // entry mode set, increment & scroll left LCD_PutCmd(0x01); // clear display } void LCD_SetPosition(unsigned int cX) { /* this subroutine works specifically for 4-bit Port D*/ LCD_SetData(swap(cX)|0x08); LCD_PulseEnable(); LCD_SetData(swap(cX)); LCD_PulseEnable(); } void LCD_PutChar(unsigned int cX) { /* this subroutine works specifically for 4-bit Port D */ output_high(LCD_RS); LCD_PutCmd(cX); output_low(LCD_RS); } void LCD_PutCmd(unsigned int cX) { /* this subroutine works specifically for 4-bit Port D */ 15 LCD_SetData(swap(cX)); LCD_PulseEnable(); LCD_SetData(swap(cX)); LCD_PulseEnable(); /* send high nibble */ /* send low nibble */ } void LCD_PulseEnable(void) { output_high(LCD_EN); delay_us(5); output_low(LCD_EN); delay_ms(5); } void LCD_SetData(unsigned int cX) { output_bit(LCD_D4, cX & 0x01); output_bit(LCD_D5, cX & 0x02); output_bit(LCD_D6, cX & 0x04); output_bit(LCD_D7, cX & 0x08); } void WriteNum(unsigned char num) { unsigned char digit; digit = num/100; LCD_PutChar(digit + '0'); //write tram+ma ASCII cua '0' digit = num/10; digit = digit % 10; LCD_PutChar(digit + '0'); //write chuc digit = num % 100; digit = digit % 10; LCD_PutChar(digit + '0'); //write dvi } void HTsothapphan(Int32 num) { Int8 Integer, First, Second, Third; Integer = num/1000 + 0x30; // Tach phan nguyen num= num%1000; First = num/100 + 0x30; // Tach phan le thu num = num%100; Second = num/10 + 0x30; // Tach phan le thu Third = num%10 + 0x30; // Tach phan le thu Lcd_putcmd(0xCA); Lcd_putchar(Integer); Lcd_putchar("."); 16 Lcd_putchar(First); Lcd_putchar(Second); Lcd_putchar(Third); } Hàm main #include "16f877a.h" #include "def_877a.h" #device *=16 ADC=10 #use delay(clock=20000000) #FUSES NOWDT, HS, NOPUT, NOPROTECT, NODEBUG, NOBROWNOUT, NOLVP, NOCPD, NOWRT #include "ds1307.c" #use i2c(Master, sda = PIN_C4, scl=PIN_C3) #include "LCD_4BIT.c" #define Slave_add 0x08 #define Read #define Write void send(int8 a); int8 sec,min,hrs,day,month,yr,dow; //char* ptr; void main() { LCD_init(); delay_ms(10); while(1) { ds1307_get_date(day,month,yr,dow); ds1307_get_time(hrs,min,sec); //Truyen len LCD LCD_PutCmd(0xC0); LCD_PutChar(hrs/10+48); LCD_PutChar(hrs%10+48); LCD_PutChar(45); LCD_PutChar(min/10+48); LCD_PutChar(min%10+48); 17 LCD_PutChar(45); LCD_PutChar(sec/10+48); LCD_PutChar(sec%10+48); delay_ms(5); Lcd_putcmd(0x80); switch(dow){ case 1: LCD_PutChar("CN: "); break; case 2: LCD_PutChar("Thu2: "); break; case 3: LCD_PutChar("Thu3: "); break; case 4: LCD_PutChar("Thu4: "); break; case 5: LCD_PutChar("Thu5: "); break; case 6: LCD_PutChar("Thu6: "); break; case 7: LCD_PutChar("Thu7: "); break; } LCD_PutChar(day/10+48); LCD_PutChar(day%10+48); LCD_PutChar(45); LCD_PutChar(month/10+48); LCD_PutChar(month%10+48); LCD_PutChar(45); LCD_PutChar(yr/10+48); LCD_PutChar(yr%10+48); delay_ms(5); } } 18 Chạy chương trình: KẾT LUẬN Thơng qua việc làm tập lớn nhóm em tiếp thu thêm nhiều kiến thức củng cố lại kiến thức học Nhưng nhiều hạn chế trình học online khơng thể thực hành mạch thật Đó thiệt thịi vơ lớn Em xin gửi lời cảm ơn đến giảng viên môn tận tâm hướng dẫn, Nhóm tụi em Tuy nhiên lần bắt tay vào làm đồ án thời gian kiến thức em có hạn nên khơng tránh khỏi sai sót đồ án mình, ý kiến phê bình, nhận xét thầy, cô em xin ghi nhận tiếp thu để báo cáo hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! 19 PHỤ LỤC: DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO: - Bài giảng Vi Xử Lý GV: ThS.Võ Thiện Lĩnh 20 21