Đồ án Đồng hồ hiển thị thời gian thực và nhiệt độ phòng

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG Đồ án điện tử Đề tài: Đồng hồ hiển thị thời gian thực nhiệt độ phòng Giảng viên: Ts Nguyễn Lê Cường Nhóm : Lớp: Đ6 ĐTVT2 Khoá: 2011-2016 Lê Xuân Quyền Nguyễn Đức Anh Lê Viết Tùng Phạm Thị Mừng Phan Xuân Trường Hà Nội, tháng 12 năm 2014 NHÓM _ ĐTVT2 Mục Lục NHÓM _ ĐTVT2 Danh mục hình ảnh Hình 1: Sơ đồ khối AT89S52………………………………………………… Hình - Sơ đồ chân hình dạng thực tế 8051 (89S52) ………………………7 Hình 3: Ảnh minh hoạ sơ đồ chân hình dạng thực tế LCD 16x2……… Hình 4: Sơ đồ chân DS1307……………………………………………… 15 Hình 5: Sơ đồ khối bên DS1307……………………………………… 15 Hình 6: Tổ chức nhớ DS1307………………………………………… 16 Hình 7: Sơ đồ chân hình dạng thực tế IC ADC0804………………… 19 Hình 8: Sơ đồ chân LM35 dạng TO-92……………………………………… 23 Hình 9: Sơ đồ nguyên lý……………………………………………………… 24 Hình 10: Sơ đồ chân linh kiện………………………………………………….25 Hình 11: Sơ đồ mạch in……………………………………………………… 26 Hình 11: Hình ảnh mạch thực tế……………………………………………… 26 Hình 12: Hình ảnh mặt sau mạch hàn……………………………….27 Danh mục bảng biểu Bảng 1: Chức P3………………………………………………………… Bảng 2: Mô tả chân LCD………………………………………………10 Bảng 3: Một số mã lệnh thường gặp LCD…………………………………12 Bảng 4: Tổ chức ghi thời gian……………………………………….17 Bảng 5: Quan hệ điện áp Vref/2 với Vin……………………………………….22 Lời mở đầu Bộ vi điều khiển (Micro-controller) mạch tích hợp chip lập trình được, dùng để điều khiển hoạt động hệ thống Bộ vi điều khiển tiến hành đọc, lưu trữ thông tin, xử lý thông tin, đo lường thời gian tiến hành đọc mở cấu Người lập trình sử dụng nhiều ngơn ngữ lập trình cho vi điều khiển lập trình cho vi điều khiển theo ý định mục đích Do ứng dụng vi điều khiển đa dạng Hiện kỹ thuật vi điều khiển phát triển, ứng dụng vào nhiều lĩnh vực như: sản xuất công nghiệp, tự động hoá, đời sống nhiều lĩnh vực khác Cùng với phát triển nhanh chóng khoa học kỹ thuật, cơng nghệ chế tạo vi mạch tích hợp thay đổi ngày nhằm đáp ứng u cầu sản xuất cơng nghiệp tính chun dụng hố, tối ưu (thời gian, khơng gian, giá thành), bảo mật tính chủ động cơng việc… ngày địi hỏi khắt khe Việc đưa cơng nghệ lĩnh vực chế tạo mạch điện tử để đáp ứng yêu cầu hoàn toàn cấp thiết mang tính thực tế cao Mặc dù ứng dụng vi điều khiển đa dạng phức tạp chúng em đề cập tới ứng dụng đơn giản vi điều khiển là: “Đồng hồ đo thời gian thực có hiển thị nhiệt độ LCD” Mục đích mà đề tài hướng đến thử nghiệm tìm hiểu thực tế vấn đề vi điều khiển học lớp Trong trình thiết kế ứng dụng có nhiều vấn đề chưa mong muốn Vì vậy, chúng em mong góp ý thầy bạn để đề tài chúng em ngày hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn! Phần Cơ sở lý thuyết I Tổng quan họ vi điều khiển 8051 ( 89S52) Giới thiệu chung 89S52 họ vi điều khiển bit (8051 xử lý bit có nghĩa CPU làm việc với bit liệu thời điểm Dữ liệu lớn bit chia thành liệu bit xử lý) 8051 chế tạo theo công nghệ CMOS chất lượng cao, công suất thấp với KB PEROM (Flash Programeable and erasable read only memory) Các đặc điểm 8951 đời đầu tóm tắt sau: 4KB nhớ, lập trình lại nhanh, có khả ghi xóa tới 1000 chu kỳ - Tần số hoat động từ Hz đến 24 MHz mức khóa nhớ lập trình - Timer/Counter 16 bit - 128 Byte RAM nội Port xuất/nhập (I/O) bit Giao tiếp nối tiếp 64 KB vùng nhớ mã - 64 KB vùng nhớ liệu - Xử lý Boolean (hoạt động bit đơn) - 210 vị trí nhớ định vị bit - 4µs cho hoạt động nhân chia Sơ đồ khối sơ đồ chân AT89C51 Hình 1: Sơ đồ khối AT89S52 Hình - Sơ đồ chân hình dạng thực tế 8051 (89S52) Port (P0.0 - P0.7 hay chân 32 - 39): Ngoài chức xuất nhập ra, port bus đa hợp liệu địa (AD0- AD7), chức sử dụng AT89C51 giao tiếp với thiết bị ngồi có kiến trúc bus Port (P1.0 - P1.7 hay chân - 8): Có chức xuất nhập theo bit byte Ngoài ra, chân P1.5, P1.6, P1.7 dùng để nạp ROM theo chuẩn ISP, chân P1.0 P1.1 dùng cho Timer2 - Port (P2.0 - P2.7 hay chân 21 - 28): Là port có cơng dụng kép Là đường xuất nhập byte cao bus địa thiết kế dùng nhớ mở rộng - Port (P3.0 - P3.7 hay chân 10 - 17): Mỗi chân port ngồi chức xuất nhập cịn có số chức đặc biệt sau: - Bảng 1: Chức P3 RST (Reset - chân 9): Mức tích cực chân mức 1, để reset ta phải đưa mức (5V) đến chân với thời gian tối thiểu chu kỳ máy (tương đương 2µs thạch anh 12MHz) - XTAL 1, XTAL (Chân 18,19): AT89S52 có dao động chip, thường nối với dao động thạch anh có tần số lớn 33MHz, thông thường 12MHz - EA (External Access - chân 31): EA thường mắc lên mức cao (+5V) mức thấp (GND) Nếu mức cao, vi điều khiển thi hành chương trình từ ROM nội Nếu mức thấp, chương trình thi hành từ nhớ mở rộng - ALE (Address Latch Enable - chân 30): ALE tín hiệu để chốt địa vào ghi bên nửa đầu chu kỳ nhớ Sau đường port dùng để xuất nhập liệu nửa chu kỳ sau nhớ - PSEN (Program Store Enable - chân 29): PSEN chân điều khiển phép nhớ chương trình mở rộng thường nối với đến chân /OE (Output Enable) EPROM phép đọc bytes mã lệnh PSEN mức thấp thời gian đọc lệnh Các mã nhị phân chương trình đọc từ EPROM qua Bus chốt vào ghi lệnh vi điều khiển để giải mã lệnh Khi thi hành chương trình ROM nội, PSEN mức thụ động (mức cao) - Vcc, GND: AT89S52 dùng nguồn chiều có dải điện áp từ 4V - 5.5V cấp qua chân 40 (Vcc) chân 20 (GND) II Màn hình LCD 16x2 - Hiện thị trường có nhiều loại LCD với mẫu mã hình dạng khác Dựa vào kích cỡ hiển thị ta chia LCD làm thành loại hiển thị kí tự hiển thị đồ hoạ Loại hiển thị ký tự (character LCD) có kích cỡ: 16x1, 16x2, 16x4…mỗi ký tự tạo thành ma trận điểm sáng kích thước 5x7 5x10 điểm ảnh Cấu tạo LCD Hình 3: Ảnh minh hoạ sơ đồ chân hình dạng thực tế LCD 16x2 LCD chúng em sử dụng loại có 16 chân, chức chân cho bảng Bảng 2: Mô tả chân LCD Chân Ký hiệu I/O Mô tả Vss - Đất Vcc - Dương nguồn 5V Vee - Cấp nguồn cho vi điều khiển RS I R/W I E I/O RS= chọn ghi lệnh RS= chon ghi liệu R /W = đọc liệu R/W = ghi liệu Cho phép DB0 I/O Các bit liệu DB1 I/O Các bit liệu BD2 I/O Các bit liệu 10 DB3 I/O Các bit liệu 11 DB4 I/O Các bit liệu 12 DB5 I/O Các bit liệu 13 DB6 I/O Các bit liệu 14 DB7 I/O Các bit liệu Chức chân LCD Chân Vcc, Vss Vee Cấp dương nguồn 5V đất tương ứng Vee dùng để điều khiển độ tương phản LCD - Các chân chọn ghi RS (Register select) Có hai ghi quan trọng bên LCD, chân RS dùng để chọn ghi sau: RS = ghi mã lệnh chọn phép người dùng gửi đến lệnh xố hình, trỏ đầu dòng… Nếu - sbit up=P3^5; sbit down=P3^6; sbit mode=P3^7; unsigned int temp; unsigned char i = ,j = 6; unsigned char hour, minute, second,date,month,year,hour1 = 21,minute1 = 53,kt=0,a=0,b=0; bit set0=1,set1=1,up1=1,up0=1,down0=1,down1=1,mode0=1,mode1=1; /* void delay1(int ms) { int j; for(j=0;j8)kt=0; } switch(kt) //hiệu chỉnh biến thời gian { case 0:break; //chế độ bình thường case 1: //ở chế độ chỉnh { up0=up1;//nếu phím up ấn up1=up; a=1; if((up0==1)&&(up1==0)) { hour++; //tăng if(hour>23)hour=0; } down0=down1; down1=down; if((down0==1)&&(down1==0)) { hour ; //giảm if(hour==-1) hour=23; } break; } case 2: //chỉnh phút { up0=up1; up1=up; a=1; if((up0==1)&&(up1==0)) { minute++; if(minute>59) minute=0; } down0=down1; down1=down; if((down0==1)&&(down1==0)) { minute ; if(minute==-1) minute=59; } break; } case 3: //chỉnh giây { up0=up1; up1=up; a=1; if((up0==1)&&(up1==0)) { second++; if(second>59) second=0; } down0=down1; down1=down; if((down0==1)&&(down1==0)) //ấn phím down cho giây { second=0; } break; } case 4: //chỉnh ngày { up0=up1; up1=up; a=1; if((up0==1)&&(up1==0)) { date++; if(date>30)date=1; } down0=down1; down1=down; if((down0==1)&&(down1==0)) { date ; if(date==0) date=30; } break; } case 5: //chỉnh tháng { up0=up1; up1=up; a=1; if((up0==1)&&(up1==0)) { month++; if(month>12)month=1; } down0=down1; down1=down; if((down0==1)&&(down1==0)) { month ; if(month==0) month=12; } break; } case 6: //chỉnh năm { up0=up1; up1=up; a=1; if((up0==1)&&(up1==0)) { year++; if(year>99)year=0; } down0=down1; down1=down; if((down0==1)&&(down1==0)) { year ; if(year==-1) year=99; } break; } case 7: //ở chế độ chỉnh hẹn { up0=up1;//nếu phím up ấn up1=up; a=1; if((up0==1)&&(up1==0)) { hour1++; //tăng if(hour1>24)hour1=0; } down0=down1; down1=down; if((down0==1)&&(down1==0)) { hour1 ; //giảm if(hour1==-1) hour1=24; } break; } case 8: //chỉnh phút hẹn { up0=up1; up1=up; a=1; if((up0==1)&&(up1==0)) { minute1++; if(minute1>59) minute1=0; } down0=down1; down1=down; if((down0==1)&&(down1==0)) { minute1 ; if(minute1==-1) minute1=59; } break; } } mode0=mode1; mode1=mode; if((mode0==1)&&(mode1==0)) //nếu mode ấn b++; //b =0,1 tương ứng 24h và12h if(b>1)b=0; } } void hien_thi() { if(kt==0) //ở chế độ bình thường { if(b==0) //ở chế độ 24 h { //ghi gio ghi_lenh(0x80); //về đầu dòng thứ ghi_nhanh_chuoi("TIME "); ghi_lenh(0x80+5); // dòng thứ cột thứ ghi_so_nguyen(hour); ghi_lenh(0x80+7); ghi_nhanh_chuoi(":"); ghi_lenh(0x80+8); ghi_so_nguyen(minute); ghi_lenh(0x80+10); ghi_nhanh_chuoi(":"); ghi_lenh(0x80+11); ghi_so_nguyen(second); ghi_lenh(0x80+13); ghi_nhanh_chuoi("-"); ghi_lenh(0x80+14); ghi_nhanh_chuoi("24"); //ghi ghi_lenh(0xc0); // đầu dòng thứ ghi_so_nguyen(temp); ghi_lenh(0xc0+2); //dòng thứ cột thứ ghi_nhanh_chuoi("oC"); ghi_lenh(0xc0+4); ghi_nhanh_chuoi(" "); ghi_lenh(0xc0+5); ghi_so_nguyen(date); ghi_lenh(0xc0+7); ghi_nhanh_chuoi("/"); ghi_lenh(0xc0+8); ghi_so_nguyen(month); ghi_lenh(0xc0+10); ghi_nhanh_chuoi("/"); ghi_lenh(0xc0+11); ghi_nhanh_chuoi("20"); ghi_lenh(0xc0+13); ghi_so_nguyen(year); } if(b==1) //o che 12h { //ghi gio ghi_lenh(0x80); ghi_nhanh_chuoi("TIME "); // hien thi gio o che 12h if(hour12) { ghi_lenh(0x80+5); ghi_so_nguyen(hour-12); ghi_lenh(0x80+13); ghi_nhanh_chuoi("-"); ghi_lenh(0x80+14); ghi_nhanh_chuoi("PM"); } //////////////////////// ghi_lenh(0x80+7); ghi_nhanh_chuoi(":"); ghi_lenh(0x80+8); ghi_so_nguyen(minute); ghi_lenh(0x80+10); ghi_nhanh_chuoi(":"); ghi_lenh(0x80+11); ghi_so_nguyen(second); //ghi ngay,nhiet o che 12h ghi_lenh(0xc0); ghi_so_nguyen(temp); ghi_lenh(0xc0+2); ghi_nhanh_chuoi("oC"); ghi_lenh(0xc0+5); ghi_so_nguyen(date); ghi_lenh(0xc0+7); ghi_nhanh_chuoi("/"); ghi_lenh(0xc0+8); ghi_so_nguyen(month); ghi_lenh(0xc0+10); ghi_nhanh_chuoi("/"); ghi_lenh(0xc0+11); ghi_nhanh_chuoi("20"); ghi_lenh(0xc0+13); ghi_so_nguyen(year); } } if(kt==1) //o che chinh gio { ghi_lenh(0x80); ghi_nhanh_chuoi("SET TIME ghi_lenh(0xc0); ghi_nhanh_chuoi("HOUR: "); ghi_lenh(0xc0+9); ghi_so_nguyen(hour); ghi_lenh(0xc0+11); ghi_nhanh_chuoi(" "); } if(kt==2) //che chinh phut { ghi_lenh(0x80); ghi_nhanh_chuoi("SET TIME ghi_lenh(0xc0); ghi_nhanh_chuoi("MINUTE: "); "); "); ghi_lenh(0xc0+9); ghi_so_nguyen(minute); } if(kt==3) //che chinh phut { ghi_lenh(0x80); ghi_nhanh_chuoi("SET TIME ghi_lenh(0xc0); ghi_nhanh_chuoi("SECOND: "); ghi_lenh(0xc0+9); ghi_so_nguyen(second); } if(kt==4) //che chinh { ghi_lenh(0x80); ghi_nhanh_chuoi("SET TIME ghi_lenh(0xc0); ghi_nhanh_chuoi("DATE: "); ghi_lenh(0xc0+9); ghi_so_nguyen(date); } if(kt==5) //cd chinh thang { ghi_lenh(0x80); ghi_nhanh_chuoi("SET TIME ghi_lenh(0xc0); ghi_nhanh_chuoi("MONTH: "); ghi_lenh(0xc0+9); ghi_so_nguyen(month); } if(kt==6) //cd chinh nam { ghi_lenh(0x80); ghi_nhanh_chuoi("SET TIME "); ghi_lenh(0xc0); ghi_nhanh_chuoi("YEAR: "); ghi_lenh(0xc0+9); "); "); "); ghi_nhanh_chuoi("20");//them 20 vao dau ghi_lenh(0xc0+11); ghi_so_nguyen(year); } if(kt==7) //o che chinh gio hen { ghi_lenh(0x80); ghi_nhanh_chuoi("ALARM "); ghi_lenh(0xc0); ghi_nhanh_chuoi("HOUR: "); ghi_lenh(0xc0+9); ghi_so_nguyen(hour1); ghi_lenh(0xc0+11); ghi_nhanh_chuoi(" "); } if(kt==8) //che chinh phut hen { ghi_lenh(0x80); ghi_nhanh_chuoi("ALARM "); ghi_lenh(0xc0); ghi_nhanh_chuoi("MINUTE: "); ghi_lenh(0xc0+9); ghi_so_nguyen(minute1); } } void khong_che() //khong che de canh bao nhiet { if(temp>40) speak=1; if(temp 58)) { minute1 = 0; i = 0; hour1 = hour1 + 1; if (hour1 >23) hour1 = 0; j ; } else if (second == 59) {i++; j ;} if (j == 0) { j = 6; i = 0; } if(mode == 0) // nhan giu mode de tat chuong bao thuc { while(up == 0); hour1 ; } } } void main() { //unsigned char al=0; speak = 0; //tat loa lcd_init(); //khoi tao LCD RD_ADC = 0; //cho phep dua du lieu chuyen doi toi dau cua ADC WR_ADC = 0; // bat dau qua trinh ADC INTR_ADC = 1; // dat ban dau o trang thai cao,khi chuyen doi xong thi no xuong muc thap delay_ms(10); ghi_lenh(0x0c); //bat hien thi,tat tro while(1) { chuyendoi();//chuyen doi ADC readds(); //doc gia tri tu DS1307 ktphim(); hien_thi(); khong_che(); hen_gio(); } } Kết luận Sau thời gian tìm hiểu, hướng dẫn thầy TS Nguyễn Lê Cường, nhóm em hồn thành đồ án điện tử với đề tài: “Đồng hồ hiển thị thời gian thực nhiệt độ phòng” Đồng hồ hiển thị thứ, ngày, tháng, năm, giờ, phút, giây, hẹn cài đặt thơng qua phím ấn Đồng thời cịn hiển thị nhiệt độ Qua chúng em củng cố kiến thức học rút kinh nghiệm làm mạch thực tế để phục vụ cho cơng việc tương lai Sau hồn thành, nhóm em rút kết luận mạch sau: • Ưu điểm : - Mạch dễ làm - Linh kiện thông dụng - Chạy ổn định đo nhiệt đơ, thời giaṇ xác • Nhược điểm: Không thu hút ý Led Giá thành cao Tính ứng dụng thực tế: - Các mạch đo thời gian chế nhiệt độ sử dụng rộng rãi sống ngày đồng hồ số… - • Tài liệu tham khảo Vi điều khiển – Cấu trúc – lập trình ứng dụng (NXB GD) Vi điều khiển (Nguyễn Tăng Cường) Họ vi điều khiển 8051; NXB Lao động – Xã hội Tống Văn On, Hoàng Đức Hải, 2005; Cấu trúc lập trình vi điều khiển Nguyễn Tăng Cường, Phan Quốc Thắng, 2004; NXB Khoa học Kỹ thuật Website www.dientuvietnam.net ... luận Sau thời gian tìm hiểu, hướng dẫn thầy TS Nguyễn Lê Cường, nhóm em hồn thành đồ án điện tử với đề tài: ? ?Đồng hồ hiển thị thời gian thực nhiệt độ phòng? ?? Đồng hồ hiển thị thứ, ngày, tháng, năm,... đổi hồn tất chân INTR - ADC hạ xuống thấp CLK IN CLK R: CLK IN (chân số 4), chân vào nối tới đồng hồ sử dụng để tạo thời gian Tuy nhiên ADC0804 c ũng có tạo xung đồng hồ riêng Để dùng đồng hồ. .. điều khiển đa dạng phức tạp chúng em đề cập tới ứng dụng đơn giản vi điều khiển là: ? ?Đồng hồ đo thời gian thực có hiển thị nhiệt độ LCD” Mục đích mà đề tài hướng đến thử nghiệm tìm hiểu thực tế