Bài tập lớn vi xử lý đề tài thiết kế mạch đồng hồ thời gian thực sử dụng ds1307 và pic16f877a và hiển thị lên lcd

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG BÀI TẬP LỚN VI XỬ LÝ Đề tài : Thiết kế mạch đồng hồ thời gian thực sử dụng DS1307 PIC16F877A hiển thị lên LCD Giáo viên hướng dẫn : Vũ Song Tùng Sinh viên thực : Nguyễn Văn Trường 20082842 (A) Nguyễn Văn Trường 20083543 (B) Đỗ Đức Cường 20083278 Nguyễn Ngọc Vinh 20083169 Lớp :Điện tử 3-K53 Mục Lục 1.Lời nói đầu :…………………………………………………………………………………1 2.Giới thiệu nhóm timeline cơng việc : Mô tả hệ thống : .5 Sơ đồ mô PROTEUS Tổng quan khối : a Tổng quan PIC16F877A : b Khối thời gian thực DS1307: c Khối hình LCD1602 .11 Sơ đồ chân LCD 1602a 12 d Code chương trình mơ : 14 Kết mô : .22 Mức độ hồn thành cơng việc : 24 Các phần mềm sử dụng trình mô : 23 Tài liệu tham khảo : 25 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, hệ thống nhúng trở nên phổ biến đóng vai trị quan trọng đời sống người Ví dụ quanh ta có nhiều sản phẩm nhúng lị vi sóng, nồi cơm điện, điều hịa, điện thoại di động, ô tô, máy bay, tàu thủy, đầu đo, cấu chấp hành thông minh, robot v.v… ta thấy hệ thống nhúng có mặt lúc nơi sống Qua môn học Kỹ thuật Vi xử lý, chúng em hiểu thêm hệ thống nhúng thực tế, đặc điểm, tính ưu việt tính ứng dụng chúng người Với mong muốn làm rõ kiến thức học giới thiệu ứng dụng hệ thống nhúng, nhóm chúng em đưa mơ hình thiết kế đồng hồ thời gian thực – sản phẩm quen thuộc cần thiết đời sống Do thời gian thực kiến thức hạn chế nên cịn nhiều sai sót q trình thực đề tài, mong bổ sung đóng góp thầy cô bạn Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy cô Viện Điện tử Viễn thông, cảm ơn thầy Vũ Song Tùng tận tình hướng dẫn giúp đỡ chúng em thực hồn thành đề tài 2.Giới thiệu nhóm timeline cơng việc: Nhóm chúng em gồm thành viên sau : Nguyễn Văn Trường SHSV:20082842 (A) ( trưởng nhóm) Nguyễn Văn Trường 20083543 (B) Đỗ Đức Cường 20083278 Nguyễn Ngọc Vinh 20083169 3.Timeline cơng việc nhóm: Cơng việc Phân cơng Nghiên cứu đề tài,tìm hiểu tài liệu Cả nhóm Vẽ mạch Orcad, Mô Proteus Cường + Vinh Thiết kế mạch tay Trường A Giao tiếp với máy tính Trường B Viết báo cáo Cường 4.Mô tả hệ thống : Đề tài nhằm thiết kế đồng hồ thời gian thực đảm bảo tự cập nhật thời gian hệ thống hiển thị giá trị lên LCD Với thiết kế sử dụng nguồn PIN VBat làm cho hệ thống hoạt động điện hệ thống thời gian thực hoạt động Ngồi đề tài cịn có tương tác với phím bấm nhằm Reset hệ thống 5.Sơ đồ mơ PROTEUS RB0/AN12/INT RD RB1/AN10/C12IN3- RD RB2/AN8 RD 34 35 36 RB3/AN9/PGM/C12IN2- RD5/P1 RB4/AN11 RD6/P1 RB5/AN13/T1G RD7/P1 37 38 39 RB6/ICSPCLK 40 R1 RB7/ICSPDAT 4.7k U1 RE1/AN RE2/AN RE3/MCLR/VPP RC0/T1OSO/T1CKI RC1/T1OSI/CCP2 RA0/AN0/ULPW U/C12IN0- RC2/P1A/CCP1 RA1/AN1/C12IN14 RA3/AN3/VREF+/C1IN+ RA4/T0CKI/C1OUT 4.7k RA5/AN4/SS/C2OUT 14 13 33 RC3/SCK/SCL RA2/AN2/VREF-/CVREF/C2IN+ RC4/SDI/SDA R2 RE0/AN RA6/OSC2/CLKOUT RA7/OSC1/CLKIN PIC16F887 SCL SDA SOUT VBAT X1 X1 LED-YELLOW D1 CRYSTAL X2 DS1307 LM016L 14 10 11 12 13 D0D1D2D3D4D5D6D7 RSRWE U2 1k VSSVDDVEE R5 4.7k R4 4.7k R3 LCD1 a Tổng quan khối : Tổng quan PIC16F877A : Sơ đồ chân Pic16f877a : Pic16f877a có cổng vào ra: PortA(RA0-RA5), PortB(RB0-RB7), PortC(RC0RC7), PortD(RD0-RD7), PortE(RE0-RE2) Có định thời: Timer0, Timer1, Timer2 8K nhớ chương trình flash Tổ chức nhớ : Có khối nhớ pic16F877A: nhớ chương trình ,bộ nhớ liệu khối nhớ EEPROM Bộ nhớ chương trình nhớ liệu có đường bus riêng truy cập vào nhớ cách riêng rẽ Bộ đếm chương trình có 13 bit khơng gian địa 8k word x 8bit Truy cập vùng không gian gây lỗi Bộ nhớ liệu chia thành bank (Bank0÷Bank3) ,trong bank chứa ghi thường ghi chức đặc biệt Bank chọn phụ thuộc vào bit RP1 RP0 (bit thứ bit thứ 5) ghi trạng thái status RP1:RP0 Bank 00 01 10 11 Các ghi chức đặc biệt CPU ngoại vi sử dụng để điều khiển thiết bị Các ghi hoạt động RAM tĩnh Thanh ghi trạng thái chứa trạng thái số học ALU,trạng thái Reset bit chọn bank nhớ liệu Các cổng vào pic: + Port A: có bit (tương ứng với chân RA0÷RA5) chân cổng A có tích hợp số chức ngoại vi, thiết bị ngoại vi enable cổng khơng hoạt động cổng vào Bình thường Port A cổng vào chiều Thanh ghi xác đinh chiều tương ứng chân port A ghi TrisA Các bit ghi TrisA xác định chân port A đầu vào ngược lại đầu + Port B: rộng bit(tương ứng với chân RB0÷RB7), cổng vào chiều Thanh ghi qui đinh chiều cổng B ghi Tris B Thiết lập bit ghi TrisB làm cho cổng B cổng vào ngược lại cổng + Port C: rộng bit(tương ứng với chân RC0÷RC7), bình thường cổng vào chiều, ghi qui định chiều cổng ghi TrisC Các chân RC3,RC4 dùng để kết nối truyền nhân thông tin với thiết bị ngoại vi + Port D: rộng bit (RD0÷RD7),nó cổng vào cổng Port D cấu cổng vi xử lý rộng bit (cổng slave song song) cách thiêt lập bit điều khiển PSPSTATUS (TrisE.4) Ở chế độ đầu vào la tín hiệu TTL + Port E: rộng bit(RE0÷RE2), cấu hình đầu đầu vào Port E đầu vào điều khiển I/O bit PSPSTATUS (TrisE.4) thiết lập Từ hình vẽ ta thấy, pic16F877A có chân Vcc chân GND, để pic hoạt động ta phải cấp nguồn cho tất chân Ngoài cấp nguồn cung cấp ta phải cấp nguồn xung dao động vi điều khiển hoạt động ta dùng thạch anh 20MHz để cấp xung dao động nguồn dao động cấp thông qua chân 13 14 pic Mạch reset cho vi điều khiển công tắc để hở thông qua chân MCLR vi điều khiển mạch thực reset chân từ mức logic xuống logic cơng tắc để hở chân mang mức logic nối với nguồn thơng qua điện trở hạn dịng R1, điện trở phải có giá trị nhỏ 10k để đảm bảo điện áp cung cấp cho vi điều khiển b Khối thời gian thực DS1307: DS1307 chip thời gian thực hay RTC (Read time clock) Ðây IC tích hợp cho thời gian tính xác thời gian tuyệt đối cho thời gian : Thứ, ngày,tháng, nãm, giờ, phút, giây Chip có ghi bit ghi chứa : Thứ , ngày, tháng, nãm, , phút, giây Ngồi DS1307 cịn chứa ghi điều khiển ngõ phụ 56 ghi trống ghi dùng RAM DS1307 đọc thông qua chuẩn truyền thông I2C nên để đọc ghi từ DS1307 thơng qua chuẩn truyền thơng Do giao tiếp chuẩn I2C nên cấu tạo bên ngồi đơn giản R3 R4 4.7k 4.7k U2 X1 CRYSTAL SCL SDA SOUT VBAT D1 DS1307 LED-YELLOW - DS1307 IC thời gian thực với nguồn cung cấp nhỏ, dùng để cập nhật thời #bit tris d7 =0x8 8.7 #bit #bit #bit #bit #bit #bit #bit trisd6 trisd5 trisd4 trisd3 trisd2 trisd1 trisd0 =0x88.6 =0x88.5 =0x88.4 =0x88.3 =0x88.2 =0x88.1 =0x88.0 16 116 135 117 137 118 139 119 136 138 140 141 120 142 121 144 122 146 143 145 123 147 124 149 125 151 126 127 128 129 130 131 132 133 134 148 150 152 153 154 ... tính Trường B Vi? ??t báo cáo Cường 4.Mô tả hệ thống : Đề tài nhằm thiết kế đồng hồ thời gian thực đảm bảo tự cập nhật thời gian hệ thống hiển thị giá trị lên LCD Với thiết kế sử dụng nguồn PIN... cung cấp cho vi điều khiển b Khối thời gian thực DS1307: DS1307 chip thời gian thực hay RTC (Read time clock) Ðây IC tích hợp cho thời gian tính xác thời gian tuyệt đối cho thời gian : Thứ, ngày,tháng,... chúng em đưa mơ hình thiết kế đồng hồ thời gian thực – sản phẩm quen thuộc cần thiết đời sống Do thời gian thực kiến thức cịn hạn chế nên cịn nhiều sai sót trình thực đề tài, mong bổ sung đóng