Khoa Điện ĐIỆN TỬ Ngành Tự Động

LỜI CẢM ƠN Lời em xin chân thành cám ơn Đồng Sĩ Thiên Châu tận tình hướng dẫn, góp ý động viên em suốt trình thực luận văn Em xin chân thành cám ơn quý thầy cô Khoa Điện – Điện Tử Ngành Tự Động Điều Khiển tận tình dạy bảo giúp đỡ em suốt thời gian em học đại học trình em thực luận văn Con xin chân thành cảm ơn ba mẹ, người thân gia đình ni dạy, tạo điều kiện thuận lợi cho học tập Và cuối xin cám ơn tất bạn bè tôi, người sát cánh vui niềm vui, chia sẻ khó khăn Các bạn động viên tinh thần nhiệt tình hỗ trợ cho tơi cơng cụ q trình tơi thực luận văn TP.HCM tháng 12 năm 2010 SV Nguyễn Phú Hải GVHD: Ths ĐỒNG SĨ THIÊN CHÂU SV: NGUYỄN PHÚ HẢI -1- NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TP.HCM, Ngày….tháng….năm 2011 Ký tên GVHD: Ths ĐỒNG SĨ THIÊN CHÂU SV: NGUYỄN PHÚ HẢI -2- NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN TP.HCM, Ngày….tháng….năm 2011 Ký tên GVHD: Ths ĐỒNG SĨ THIÊN CHÂU SV: NGUYỄN PHÚ HẢI -3- MỤC LỤC  Lời Cảm Ơn  Nhận xét Giảng Viên Hướng Dẫn  Nhận xét Giảng Viên Phản Biện  Mục Lục  Danh mục kí hiệu, chữ viết tắt  Danh mục hình vẽ  Lời mở đầu  Chương GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BẢNG QUANG BÁO  Chương 10 THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ 2.1 Giải thuật thiết kế 10 2.2 Chức khối 11 2.3 Lựa chọn thiết bị 11  Chương 13 GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH 3.1 AVR ATmega32 13 3.2 IC thời gian thực DS1307 20 3.3 IC nhiệt độ số DS18B20 28 3.4 IC đệm 74HC595 37 3.5 IC ghi dịch 74LS245 38 3.6 IC giải mã 74LS138 39  Chương 41 THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BẢNG QUANG BÁO GIAO TIẾP MÁY TÍNH 4.1 Thiết kế mạch nguyên lý 41 4.2 Lưu đồ giải thuật 44 4.3 Nguyên lý hoạt động 46 4.4 Nguyên lý quét led 48 4.5 Giới thiệu thuộc tính MSCom 49 4.6 Cơ chế giao tiếp máy tính vi điều khiển 51 4.7 Giới thiệu mạch PL2303 52 4.8 Chương trình Vi Điều Khiển 53 4.9 Chương trình VB giao tiếp máy tính 62 GVHD: Ths ĐỒNG SĨ THIÊN CHÂU SV: NGUYỄN PHÚ HẢI -4- DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT IC: EEPROM: VĐK: ADC: VCC: GND: XTAL: SCK: SDA: SCL: I2C: RXD: TXD: USART: PWM: MCU: UDR: FIFO: UDRE: UBRR: RAM: RTC: SQW: BCD: SRAM: LSB: MSB: TTL: USB: PC: Intergrated circuit Electrically erasable programm Vi điều khiển Analog-to digital Converter Voltage Ground Crystal Serial Clock Serial Data Serial Clock Iter-Intergrated Circuit Receive Data Tranmit Data Universal Synchronous and Asynchronous serial Receiver and Transmitter Pulse Width Modulation Micro Control Unit USART Data Register First In Fist Out USART Data Register Empty USART Baud Rate Register Random Access Memory Reak Time Clock Square wave Binary Code Decimal Static Random Access Memory Least Significant Bit 20 Most Significant Bit 20 Transistor-Transistor Togic 30 Universal Serial Bus Personal Computer GVHD: Ths ĐỒNG SĨ THIÊN CHÂU SV: NGUYỄN PHÚ HẢI -5- DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Danh mục hình vẽ Trang H1 Lưu Đồ Giải Thuật Thiết Kế 10 H2 Sơ đồ chân ATmega32 13 H3 Sơ đồ USART 16 H4 Sơ đồ ghi liệu I/O 18 H5 Sơ đồ ghi điều khiển trạng thái A 18 H6 Sơ đồ ghi điều khiển trạng thái B 19 H7 Sơ đồ ghi điều khiển trạng thái C 19 H8 Sơ đồ ghi điều khiển tốc độ Baud 20 H9 Sơ đồ chân DS1307 20 H10 Sơ đồ khối cấu trúc bên DS1307 22 H11 Bảng đồ địa RAM RTC2 23 H12 Thanh ghi timekeeping 24 H13 Kết nối bus liệu nối tiếp dây 25 H14 Sơ đồ truyền liệu bus nối tiếp dây 26 H15 Ghi liệu DS1307 27 H16 Đọc liệu DS1307 28 H17 Sơ đồ chân DS18b20 28 H18 Sơ đồ sử dụng nguồn kí sinh DS18b20 29 H19 Sơ đồ sử dụng nguồn DS18b20 29 H20 Sơ đồ khối DS18b20 29 H21 Bản đồ nhớ DS18b20 30 H22 Thanh ghi cấu hình DS18b20 31 H23 Cấu hình độ phân giải DS18b20 31 H24 Hình thức ghi nhiệt độ DS18b20 32 H25 Mối quan hệ liệu nhiệt độ DS18b20 32 H26 Hình thức ghi TH TL 33 H27 Sơ đồ nhớ ROM DS18B20 33 H28 Biểu đồ tính trình thiết lập lệnh rom .35 H29 Biểu đồ tiến trình thực lệnh chức 36 H30 Sơ đồ cấu tạo 74HC595 38 H31 Sơ đồ cấu tạo 74LS245 39 H32 Sơ đồ cấu tạo chân 74LS138 39 H33 Bảng trạng thái hoạt động 74LS138 40 H34 Sơ đồ nguyên lý bảng quang báo 42 H35 Lưu đồ chương trình 44 GVHD: Ths ĐỒNG SĨ THIÊN CHÂU SV: NGUYỄN PHÚ HẢI -6- Danh mục Trang H36 Lưu đồ hàm quét led 45 H37 Thứ tự chân kích cho hàng VĐK 46 H38 Quá trình ghi liệu 47 H39 Quá trình đọc liệu 47 H40 Điều kiện thiết lập START STOP 48 H41 Giao diện VB giao tiếp máy tính 51 H42 Sơ đồ nguyên lý mạch PL 52 GVHD: Ths ĐỒNG SĨ THIÊN CHÂU SV: NGUYỄN PHÚ HẢI -7- LỜI MỞ ĐẦU Trong thời đại khoa học kỹ thuật phát triển vũ bảo nay, nhu cầu thông tin yếu tố quan trọng hàng đầu giúp tất lĩnh vực xã hội tồn phát triển Việc nắm bắt thơng tin sớm xác giúp cho hội thành công công việc cao Nhu cầu thiết yếu đưa thông tin đến với người sớm có nhiều lợi ích Tại hệ thống siêu thị, ngân hàng, chốt đèn giao thơng, sân bay, sân bóng…chúng ta thường thấy thông tin động hiển thị với nhiều hiệu ứng khác nhau, với màu sắc khác đẹp như: chạy từ trái qua phải, từ xuống ngược lại Câu hỏi đặt dòng chữ, số lại chạy vậy? Để biết điều này, ta tìm hiểu xem quang báo cấu tạo nào, nguyên lý hoạt động qua đề tài “Thiết kế thi công bảng quang báo có giao tiếp máy tính” GVHD: Ths ĐỒNG SĨ THIÊN CHÂU SV: NGUYỄN PHÚ HẢI -8- CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BẢNG QUANG BÁO Quang báo hình thức thơng báo bảng đèn Bảng đèn quang báo gồm nhiều Ma Trận LED ghép lại, Ma Trận biểu diễn kí tự Tùy chiều dài bảng đèn mà hiển thị tin có độ dài khác Các từ văn xuất chạy dần từ phải sang trái Khi văn hiển thị đến từ cuối từ lại bắt đầu xuất trở lại Q trình tiếp tục lại Bên cạnh đó, với đời máy tính điện tử đặc biệt máy vi tính, chúng có tính ưu việt khả xử lý liệu nhanh chóng, độ tin cậy cao, lưu trữ lượng thông tin lớn quan trọng máy tính kết hợp với nhiều thiết bị ngoại vi tùy theo mục đích ứng dụng cụ thể, mà việc trao đổi điều khiển trở nên đơn giản, chúng phụ thuộc vào phần mềm điều khiển Dựa vào tính đa dạng mềm dẻo máy tính người ta tìm cách ứng dụng vào mục đích quảng cáo, chẳng hạn dùng quang báo Nhờ vậy, việc thiết kế phần cứng cho quang báo trở thành phức tạp hơn, độ tin cậy cao Ở dùng VĐK Atmega32 với ưu điểm: chi phí rẻ, bán nhiều thị trường, dễ lập trình với phần mềm ứng dụng, nhỏ gọn… Và giao tiếp với máy tính thơng qua cổng truyền nối tiếp RS232 với phần mềm giao tiếp Visual Basic 6.0 GVHD: Ths ĐỒNG SĨ THIÊN CHÂU SV: NGUYỄN PHÚ HẢI -9- CHƯƠNG THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ 2.1 Giải thuật thiết kế: H1 Lưu Đồ Giải Thuật Thiết Kế GVHD: Ths ĐỒNG SĨ THIÊN CHÂU SV: NGUYỄN PHÚ HẢI - 10 - 4.8 CHƯƠNG TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN: Chip type : ATmega16 Program type : Application Clock frequency : 12.000000 MHz Memory model : Small External RAM size : Data Stack size : 256 #include #include #include #include #include #define red PORTA.7 #define green PORTC.7 #define clk PORTA.6 #define sclk PORTA.5 #define ena PORTA.4 flash unsigned char font[]={ 0x00,0x00,0x00,0x10,0x38,0x7C,0xFE,0xC6,0xC6,0xFE,0xFE,0xC6,0xC6,0x00,0x00 ,0x00 //A ,0x00,0x00,0x00,0xF8,0xFE,0xC6,0xC6,0xFC,0xFC,0xC6,0xC6,0xFE,0xFC,0x00,0x0 0,0x00 //B ,0x00,0x00,0x00,0x7C,0xFE,0xC0,0xC0,0xC0,0xC0,0xC0,0xC0,0xFE,0x7C,0x00,0x0 0,0x00 //C …}; eeprom unsigned char tdrom=8; unsigned char tdram; eeprom unsigned char mangrom[200]={201,0,1, … 232}; unsigned char mangram[200]={ 201,0,1, … 232}; unsigned char gio=0,phut=0,giay=0; unsigned char ngay=0,thang=0,nam=0; unsigned char dulieu_chu[8]; unsigned char dulieu_mau[8]; unsigned char maucu=0,maumoi =0; unsigned int count=0,sn=0, temp_count=0; unsigned char string_date[3]={0,0,0}, interrupt [USART_RXC] GVHD: Ths ĐỒNG SĨ THIÊN CHÂU SV: NGUYỄN PHÚ HẢI - 53 - void nhan_vb() { unsigned char t; t = getc(); if(t==230) { sn = 10; goto exit_usart; } if(t==232) { mangrom[count] = 232; sn=30; count=0; goto exit_usart; } if(t==233) { if(tdram>0) { tdram = tdram-1; tdrom = tdram; } goto exit_usart; } if(t==234) { tdram = tdram+1; tdrom = tdram; goto exit_usart; } if(t==235) { tdrom=8; tdram =8; goto exit_usart; } if(t