126 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MẠCH HIỂN THỊ NHIỆT ĐỘ, THỜI GIAN THỰC LÊN LCD Vòng Lý Trung Tín, Não Phạm Trung Thành, Nguyễn Danh Mạnh Viện Kỹ thuật HUTECH, Trường Đại học Công nghệ TP Hồ Chí Minh GVHD ThS[.]
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MẠCH HIỂN THỊ NHIỆT ĐỘ, THỜI GIAN THỰC LÊN LCD Vịng Lý Trung Tín, Não Phạm Trung Thành, Nguyễn Danh Mạnh Viện Kỹ thuật HUTECH, Trường Đại học Cơng nghệ TP.Hồ Chí Minh GVHD: ThS Nghiêm Hồng Hải TĨM TẮT Đề tài nghiên cứu chế tạo mạch hiển thị nhiệt độ, thời gian thực lên LCD phục vụ đời sống hàng ngày người Mạch sử dụng IC thời gian thực DS1307 sản phẩm Dallas Semiconductor chip có ghi 8-bit chứa thời gian là: giây, phút, giờ, thứ (trong tuần), ngày, tháng, năm Ngồi cịn sử dụng cảm biến nhiệt độ LM35 pic 16F887A để nạp code hiển thị thời gian, nhiệt độ hình LCD Mạch sau tính tốn số liệu, thiết kế chế tạo thi công hoạt động tốt, dễ dàng phục vụ đáp ứng nhu cầu đời sống người [5,6] GIỚI THIỆU Mạch hiển thị nhiệt độ, thời gian sản xuất nhiều giới giá thành rẻ, độ làm việc tin cậy, công suất tiêu thụ nhỏ Ứng dụng rộng rãi thiết bị, sản phẩm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt hàng ngày người loại máy tự động, đồng hồ báo giờ, loại đèn quang báo, Ưu điểm mạch khả hiển thị xác thời gian thực nhiệt độ môi trường xung quanh gần 100% Mạch sử dụng ba linh kiện là: IC THỜI GIAN THỰC DS1307, CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ LM35 PIC 16F887A[1-4] DS1307: Là 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, tính 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 Ngoài DS1307 cịn có ghi điều khiển ngõ phụ 56 ghi trống dừng RAM[1-4] LM35: LM35 cảm biến nhiệt độ analog, thuộc họ IC cảm biến nhiệt độ sản xuất theo công nghệ bán dẫn dựa chất bán dẫn dễ bị tác động thay đổi nhiệt độ, đầu cảm biến điện áp (V) tỷ lệ với nhiệt độ mà đặt mơi trường cần đo[1-4] PIC 16F877A dịng PIC phổ biến, đầy đủ tính phục vụ cho hầu hết tất ứng dụng thực tế Đây dòng PIC dễ cho người làm quen với PIC học tập tạo tảng họ vi điều khiển PIC mình[1-4] 126 THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH D2 R6 A 330R K LED-BLUE R4 R3 10k 10k SDA SCL C1 SDA 33P X1 RE0 RE1 RE2 10 C3 33pF RD0/PSP0 RD1/PSP1 RD2/PSP2 RD3/PSP3 RD4/PSP4 RD5/PSP5 RD6/PSP6 RD7/PSP7 U3 34.0 15 16 17 18 23 24 25 26 RC0 RC1 RC2 SCL SDA RC5 RC6 RC7 19 20 21 22 27 28 29 30 RD0 RD1 RD2 RD3 RD4 RD5 RD6 RD7 I2C SCL TRIG U2 SCL SDA J1 SCL SDA X1 X2 32.768kHz SOUT VBAT X2 DS1307 CONN-H2 LCD1 LM016L RV1 VEE D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 10k RA0/AN0 RA1/AN1 RA2/AN2/VREF-/CVREF RA3/AN3/VREF+ RA4/T0CKI/C1OUT RA5/AN4/SS/C2OUT RC0/T1OSO/T1CKI RE0/AN5/RD RC1/T1OSI/CCP2 RE1/AN6/WR RC2/CCP1 RE2/AN7/CS RC3/SCK/SCL RC4/SDI/SDA MCLR/Vpp/THV RC5/SDO RC6/TX/CK RC7/RX/DT 33 34 35 36 37 38 39 40 RS RW E R1 RB0/INT RB1 RB2 RB3/PGM RB4 RB5 RB6/PGC RB7/PGD 5V RA0 RA1 RA2 RA3 RA4 RA5 33P OSC1/CLKIN OSC2/CLKOUT 13 14 RB0 RB1 RB2 RB3 RB4 RB5 RB6 RB7 50% C2 SDA SCL U1 VSS VDD VEE 4M LM35 10 11 12 13 14 RD1 RD2 RD3 RD4 RD5 RD6 RD7 10k RA0 0V VOUT 0V 5V VEE PIC16F877A R5 330R C4 1uF Hình Sơ đồ nguyên lý START STOP điều kiện bắt buộc phải có thiết bị chủ muốn thiết lập giao tiếp với thiết bị mạng I2C START điều kiện khởi đầu, báo hiệu bắt đầu giao tiếp, STOP báo hiệu kết thúc giao tiếp Ban đầu chưa thực trình giao tiếp, hai đường SDA SCL mức cao (SDA = SCL = HIGH) Lúc bus I2C đuợc coi ‚rỗi‛ (‚bus free‛), sẵn sàng cho giao tiếp Hai điều kiện START STOP thiếu việc giao tiếp thiết bị I2C, tất nhiên giao tiếp không ngoại lệ Điều kiện START: Một chuyển đổi trạng thái từ cao xuống thấp đường SDA đường SCL mức cao (cao =1; thấp = 0) báo hiệu điều kiện START Điều kiện STOP: Một chuyển đổi trạng thái từ mức thấp lên cao đường SDA đường SCL mức cao Cả hai điều kiện START STOP tạo thiết bị chủ Sau tín hiệu START, bus I2C coi trạng thái làm việc (busy) Bus I2C rỗi, sẵn sàng cho giao tiếp sau tín hiệu STOP từ phía thiết bị chủ Sau có điều kiện START, qua trình giao tiếp, có tín hiệu START lặp lại thay tín hiệu STOP bus I2C tiếp tục trạng thái bận Tín hiệu START lặp lại START có chức giống khởi tạo giao tiếp [4-6] Chế độ hoạt động DS1307 hoạt động hai chế độ sau: 127 Ở chế độ slave nhận (chế độ DS1307 ghi): Chuỗi liệu chuỗi xung clock nhận thông qua SDA SCL Sau byte nhận bit ACKnowledge truyền Các điều kiện START STOP nhận dạng bắt đầu kết thúc truyền chuỗi, nhận dạng địa thực phần cứng sau chấp nhận địa slave bit chiều Chế độ slave phát (chế độ DS1307 đọc): Byte slave nhận tương tự chế độ slave ghi Tuy nhiên chế độ bit chiều lại chiều chuyền ngược lại Chuỗi liệu phát SDA DS1307 chuỗi xung clock vào chân SCL[4-6] MÔ PHỎNG SẢN PHẨM MẠCH TRÊN MÁY Sau thiết kế sơ đồ nguyên lý tiến hành vẽ PCB thể Hình 2, hiển thị đầy đủ chân linh kiện cách dây Hình Vẽ PCB Sau dây thành công PCB ta mạch 3D mô linh kiện vị trí mạch Từ mạch mơ ta dễ dàng tiến hành thi công lắp đặt mạch Hình 3[4-6] 128 Hình Mơ 3D KẾT LUẬN Đề tài thực việc tính tốn, thiết kế chế tạo mạch hiển thị nhiệt độ, thời gian thực lên LCD Mạch sau chế tạo thi công hoạt động yêu câu thiết kế, hoạt động ổn định hư hại Nhằm tạo sản phẩm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt hàng ngày người loại máy tự động, đồng hồ báo giờ, loại đèn quang báo, giúp cho đời sống cuả ngày đại tiện nghi Nếu cải tiến thêm ứng dụng rộng rãi cơng nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Vi điều khiển: Cấu trúc - lập trình ứng dụng/Kiều Xuân Thực Giáo dục Việt Nam, 2008 [2] Vi điều khiển: Giáo trình/Phạm Hùng Kim Khánh Hutech, 2008 [3] Vi điều khiển nâng cao/Phạm Quốc Phương Hutech, 2017 [4] Designing embedded systems with PIC microcontrollers : principles and applications/Wilmshurst Tim Elsevier, 2010 [5] https://www.youtube.com/watch?v=GUaA8LlzVy8&t=343s [6] https://www.youtube.com/watch?v=sTSFFvzLdVA&t=434s 129 ... trí mạch Từ mạch mô ta dễ dàng tiến hành thi công lắp đặt mạch Hình 3[4-6] 128 Hình Mơ 3D KẾT LUẬN Đề tài thực việc tính tốn, thiết kế chế tạo mạch hiển thị nhiệt độ, thời gian thực lên LCD Mạch. .. clock vào chân SCL[4-6] MÔ PHỎNG SẢN PHẨM MẠCH TRÊN MÁY Sau thiết kế sơ đồ nguyên lý tiến hành vẽ PCB thể Hình 2, hiển thị đầy đủ chân linh kiện cách dây Hình Vẽ PCB Sau dây thành công PCB ta mạch. .. bắt đầu kết thúc truyền chuỗi, nhận dạng địa thực phần cứng sau chấp nhận địa slave bit chiều Chế độ slave phát (chế độ DS1307 đọc): Byte slave nhận tương tự chế độ slave ghi Tuy nhiên chế độ