Đồng hồ điện tử hiển thị led 7 thanh

BÁO CÁO ĐỒ ÁN GHÉP NỐI MÁY TÍNH 1 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC CHƯƠNG 1 – CƠ SỞ LÝ THYẾT CỦA ĐỒ ÁN 1. Yêu cầu cần thực hiện 2. Tổng quan về ATMEGA8 3. Tổng quan về IC 74HC47 4. Tổng quan về cổng nối tiếp CHƯƠNG 2 – NỘI DUNG ĐỒ ÁN 1. Phần cứng 2. Phần mềm 3. Sơ đồ mạch 4. Nguyên lý hoạt động 5. Thực nghiệm CHƯƠNG 3 – KẾT LUẬN 1. Đánh giá chung a. Các kết quả đã đạt được b. Hạn chế, thiếu sót 2. Ứng dụng thực tế và hướng phát triển của đồ án a. Ứng dụng thực tế b. Hướng phát triển của đồ án PHỤ LỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO GVHD: Thầy Vũ Trung Kiên SVTH: Lê Quang Khánh Hồ Bá Linh Phạm Văn Biên BÁO CÁO ĐỒ ÁN GHÉP NỐI MÁY TÍNH 2 LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, máy tính là công cụ hữu ích và thiết yếu trong mọi lĩnh vực, đặc biệt là khoa học kỹ thuật. Tùy theo yêu cầu sử dụng, người dùng có thể nâng cấp, mở rộng cấu hình máy bằng cách ghép nối thêm các card mở rộng hoặc các thiết bị ngoại vi. Các nhà sản xuất máy tính đã dự trữ sẵn các rãnh cắm mở rộng trên bản mạch chính, các cổng ghép nối: song song(LPT), nối tiếp(COM). Đây chính là những vị trí mà kỹ thuật ghép nối máy tính có thể tác động vào. Nhờ có kỹ thuật ghép nối máy tính mà khả năng của máy tính được mở rộng thêm rất nhiều: ví dụ có thể xây dựng được các hệ thống đo lường hoàn toàn tự động có thể thực hiện được việc giao tiếp giữa hai máy tính từ Châu lục này sang Châu lục khác, … Để ghép nối máy tính với các thiết bị ngoại vi có bốn khả năng để lựa chọn: Ghép nối qua cổng máy in hay còn gọi là cổng song song; ghép nối qua cổng RS 232 hay còn gọi là cổng nối tiếp; ghép nối qua rãnh cắm mở rộng trên bản mạch chính; ghép nối qua cổng USB. Mỗi khả năng đều có những ưu và nhược điểm riêng và đến nay vẫn cùng tồn tại. Tùy theo điều kiện, hoàn cảnh cụ thể của bài toán ứng dụng mà trước khi tiến hành ghép nối máy tính ta luôn phải cân nhắc xem nên sử dụng khả năng nào cho thích hợp. Theo yêu cầu của đề tài, nhóm sử dụng cổng COM để ghép nối mạch với máy tính. Nhóm ghép nối máy tính gồm 3 thành viên: Lê Quang Khánh, Hồ Bá Linh, Phạm Văn Biên được sự giúp đỡ tận tình của thầy Vũ Trung Kiên đã nhận và thực hiện đề tài “Thiết kế mô hình đồng hồ điện tử sử dụng cổng nối tiếp, hiển thị bằng led 7 đoạn”. Tuy đã đạt được yêu cầu của đề tài nhưng nhóm vẫn còn một số hạn chế thiếu sót, nhóm xin chân thành cảm ơn và ghi nhận những ý kiến đóng góp của thầy cô và các bạn. Hà Nội, tháng 5 năm 2010. GVHD: Thầy Vũ Trung Kiên SVTH: Lê Quang Khánh Hồ Bá Linh Phạm Văn Biên BÁO CÁO ĐỒ ÁN GHÉP NỐI MÁY TÍNH 3 CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ THYẾT CỦA ĐỒ ÁN 1. Yêu cầu cần thực hiện Thiết kế mô hình đồng hồ điện tử sử dụng cổng nối tiếp, hiển thị bằng led 7 đoạn. Yêu cầu: - Mạch điện tử được thiết kế trên máy tính bằng phần mềm chuyên dụng. - Sử dụng 4 LED 7 đoạn hiển thị thời gian thực của đồng hồ ở máy tính. - Thiết kế giao diện trên máy tính, trên giao diện cho phép thay đổi các chế độ hiển thị trên 4 LED 7 đoạn: chế độ phút/giây, chế độ giờ/phút. 2. Tổng quan về ATMEGA8 Hình 1: Hình dạng thực tế và sơ đồ chân của ATMEGA8. ATMEGA8 là một con chíp thuộc dòng chíp AVR. AVR là một họ vi điều khiển do hãng Atmel sản xuất (Atmel cũng là nhà sản xuất dòng vi điều khiển 89C51). AVR là chip vi điều khiển 8 bits với cấu trúc tập lệnh đơn giản hóa-RISC(Reduced Instruction Set Computer), một kiểu cấu trúc đang thể hiện ưu thế trong các bộ xử lí. Tại sao lại chọn AVR: so với các chip vi điều khiển 8 bits khác, AVR có nhiều đặc tính hơn hẳn, hơn cả trong tính ứng dụng (dễ sử dụng) và đặc biệt là về chức năng: - Gần như chúng ta không cần mắc thêm bất kỳ linh kiện phụ nào khi sử dụng AVR, thậm chí không cần nguồn tạo xung clock cho chip (thường là các khối thạch anh). - Thiết bị lập trình (mạch nạp) cho AVR rất đơn giản. Một số AVR còn hỗ trợ lập trình on – chip bằng bootloader không cần mạch nạp… - Bên cạnh lập trình bằng ASM, cấu trúc AVR được thiết kế tương thích C. - Nguồn tài nguyên về source code, tài liệu, application note…rất lớn trên internet. GVHD: Thầy Vũ Trung Kiên SVTH: Lê Quang Khánh Hồ Bá Linh Phạm Văn Biên BÁO CÁO ĐỒ ÁN GHÉP NỐI MÁY TÍNH 4 ATMEGA8 có tất cả 28 chân, gồm có: 3 port I/O (PORTB, PORTC, PORTD),1 bộ USART (chân số 2: PORTD.0 <-> RXD, chân số 3: PORTD.1 <-> TXD)… 3. Tổng quan về IC 74HC47 Hình 2: Hình dạng thực tế và sơ đồ chân của IC 74HC47. IC 74HC47 là IC giải mã led 7 thanh, các chân ký hiệu A0, A1, A2, A3 là các chân đầu vào mã nhị phân 4 bit, các chân ký hiệu a, b, c, d, e, f, g các chân ra điều khiển led 7 thanh. 4. Tổng quan về cổng nối tiếp Hình 3: Hình dạng thực tế và sơ đồ chân của cổng COM. RS-232 là một trong các chuẩn cho các cổng vào/ra tín hiệu của các thiết bị. Chuẩn này ra đời năm 1962 (EIA). GVHD: Thầy Vũ Trung Kiên SVTH: Lê Quang Khánh Hồ Bá Linh Phạm Văn Biên BÁO CÁO ĐỒ ÁN GHÉP NỐI MÁY TÍNH 5 Chuẩn RS232 được nối ra một giắc cắm (gọi là cổng COM). Khi sử dụng có thể sử dụng 2 hay tòan bộ chân (pin) của cổng này (có nhiều loại cổng COM phục vụ các chức năng khác nhau gồm loại 4, 9, 15, 37 chân). Nếu mục đích chỉ truyền hoặc nhận tín hiệu giữa hai thiết bị thì ta chỉ cần sử dụng 2 dây (một dây truyền hoặc nhận) và một dây nối đất (GND – ground, hay mass). RS 232 sử dụng phương thức truyền thông không đối xứng, tức là sử dụng tín hiệu điện áp chênh lệch giữa một dây dẫn và đất. Các cổng của RS 232 có ngưỡng điện áp qui ước là -15V tới -3V (mức 1), và 3V tới 15V (mức 0), điện áp từ -3V tới +3V không có ý nghĩa. Chính vì từ -3V tới 3V là phạm vi không được định nghĩa, trong trường hợp thay đổi giá trị logic từ thấp lên cao hoặc từ cao xuống thấp, một tín hiệu phải vượt qua quãng quá độ trong một thời gian ngắn hợp lý. Điều này dẫn đến việc phải hạn chế về điện dung của các thiết bị tham gia và của cả đường truyền. Tốc độ truyền dẫn tối đa phụ thuộc vào chiều dài của dây dẫn. Đa số các hệ thống hiện nay chỉ hỗ trợ với tốc độ 19,2 kBd (chiều dài cho phép 30 – 50 m). GVHD: Thầy Vũ Trung Kiên SVTH: Lê Quang Khánh Hồ Bá Linh Phạm Văn Biên BÁO CÁO ĐỒ ÁN GHÉP NỐI MÁY TÍNH 6 CHƯƠNG 2 NỘI DUNG ĐỒ ÁN 1. Phần cứng * Bảng các linh kiện dùng trong mạch: STT Tên linh kiện Số lượng Thông số kỹ thuật Ghi chú 1 ATMEGA8L 1 Power 2,5-5,5V 2 IC 74HC47 1 3 Cổng com cái 1 4 7SEG dual 2 Anot chung 5 Transitor C828 2 6 Thạch anh 1 F = 12MHz 7 Điện trở 2 1k 3 10k 9 Công tắc 1 10 Led đơn 1 red 11 Tụ hóa 2 10uF 12 Tụ gốm 2 33pF * Cáp nối cổng COM Hình 4: Cáp và giắc cắm cổng COM. 2. Phần mềm GVHD: Thầy Vũ Trung Kiên SVTH: Lê Quang Khánh Hồ Bá Linh Phạm Văn Biên BÁO CÁO ĐỒ ÁN GHÉP NỐI MÁY TÍNH 7 * CodeVision AVR Ứng dụng: Lập trình ATMEGA8 Hình 5: Giao diện chương trình CodeVision AVR. * Microsoft Visual Basic 6 GVHD: Thầy Vũ Trung Kiên SVTH: Lê Quang Khánh Hồ Bá Linh Phạm Văn Biên BÁO CÁO ĐỒ ÁN GHÉP NỐI MÁY TÍNH 8 Ứng dụng: Thiết kế giao diện chương trình Hình 6: Giao diện chương trình VB6. Giao diện chương trình: GVHD: Thầy Vũ Trung Kiên SVTH: Lê Quang Khánh Hồ Bá Linh Phạm Văn Biên BÁO CÁO ĐỒ ÁN GHÉP NỐI MÁY TÍNH 9 Hình 7: Giao diện chương trình. 3. Sơ đồ mạch GVHD: Thầy Vũ Trung Kiên SVTH: Lê Quang Khánh Hồ Bá Linh Phạm Văn Biên BÁO CÁO ĐỒ ÁN GHÉP NỐI MÁY TÍNH 10 Hình 8: Sơ đồ nguyên lý mạch. 4. Hoạt động - Cắm cắp cổng COM từ máy tính vào mạch. - Cắm giắc USB để cấp nguồn cho mạch. - Bật phần mềm giao diện trên máy tính lên -> ghep noi.exe Ban đầu chương trình mặc định hiển thị phút-giây, để thay đổi cách hiển thị chỉ cần nhấn chuột vào button giờ-phút, để tắt chương trình nhấn chuột vào nút exit. 5. Thực nghiệm CHƯƠNG 3 – KẾT LUẬN GVHD: Thầy Vũ Trung Kiên SVTH: Lê Quang Khánh Hồ Bá Linh Phạm Văn Biên [...]... hien_thi _led_ 1(char so) { char a,b; a=so/10; b=so-a*10; led_ 1=1; led_ 2 =led_ 3 =led_ 4=0; GVHD: Thầy Vũ Trung Kiên SVTH: Lê Quang Khánh Hồ Bá Linh Phạm Văn Biên BÁO CÁO ĐỒ ÁN GHÉP NỐI MÁY TÍNH 13 fonts=M[a]; delay_ms(5); led_ 1 =led_ 3 =led_ 4=0; led_ 2=1; fonts=M[b]; delay_ms(5); } void hien_thi _led_ 2(char so) { char a,b; a=so/10; b=so-a*10; led_ 3=1; led_ 1 =led_ 2 =led_ 4=0; fonts=M[a]; delay_ms(5); led_ 1 =led_ 2 =led_ 3=0;... nhan du lieu UCSRA.6 #define data_emty UCSRA.5 #define loa //bit bao trong bo dem PORTC.4 #define led_ 1 PORTB.1 #define led_ 2 PORTB.2 #define led_ 3 PORTB.3 #define led_ 4 PORTB.4 #define fonts PORTC //fonts led #define sw //nut nhan chuyen che do PIND.2 char M[11]={0x10,0x11,0x12,0x13,0x14,0x15,0x16,0x 17, 0x18,0x19}; //mang fonst unsigned char data,dem=0; char gps[5]; //mang giu lieu //gps[0] ki tu kiem... lý của đồ án này để tạo ra lịch vạn niên có thể cài đặt hiển thị được ngày giờ, tháng năm,… PHỤ LỤC GVHD: Thầy Vũ Trung Kiên SVTH: Lê Quang Khánh Hồ Bá Linh Phạm Văn Biên BÁO CÁO ĐỒ ÁN GHÉP NỐI MÁY TÍNH 12 1 Code AVR #include #include #include #define I SREG .7 //bit cho phep ngat toan cuc #define kt_truyen UCSRA .7 //bit bao truyen du lieu #define kt_nhan //bit bao nhan... trong mach nay while(1) { do { hien_thi _led_ 1(gps[1]); // hien_thi _led_ 2(gps[2]); //hien thi data trong mang giu lieu UDR='s'; //yeu cau may tinh gui data xuong }while(gps[0]=='g'); //lam trong khi chon che do gio phut do GVHD: Thầy Vũ Trung Kiên SVTH: Lê Quang Khánh Hồ Bá Linh Phạm Văn Biên BÁO CÁO ĐỒ ÁN GHÉP NỐI MÁY TÍNH 15 { hien_thi _led_ 1(gps[2]); // hien_thi _led_ 2(gps[3]); //hien thi data trong mang... hiện kết nối thành công với máy tính bằng cổng COM, thiết kế được giao diện ghép nối và sử dụng hiệu quả - Nghiên cứu và tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của cổng COM, các linh kiện điện tử như: ATMEGA 8, IC 74 HC 47, … b Hạn chế, thiếu sót - Chưa có các đầu cắm để ghép nối với các modul khác - Tính ứng dụng thực tế của mạch vẫn chưa cao 2 Ứng dụng thực tế và hướng phát triển của đồ án a Ứng dụng... delay_ms(5); led_ 1 =led_ 2 =led_ 3=0; led_ 4=1; fonts=M[b]; delay_ms(5); } //******************NGAT NHAN USART******************* interrupt [USART_RXC] void nhan_data(void) { data=UDR; //doc giu lieu tu thanh ghi dem gps[dem]=data; //luu giu lieu vao mang dem++; if(dem>3)dem=0; } //****************************************************** GVHD: Thầy Vũ Trung Kiên SVTH: Lê Quang Khánh Hồ Bá Linh Phạm Văn Biên BÁO... "p" ‘chon hien thi che do phut-giay End Sub Private Sub giophut_Click() ‘khi nut gio-phut dc nhan Timer3.Enabled = False ‘tat timer3 Timer2.Enabled = True ‘bat timer2 Timer2.Interval = 200 ‘thoi gian ngat chg = "g" ‘chon hien thi gio-phut End Sub GVHD: Thầy Vũ Trung Kiên SVTH: Lê Quang Khánh Hồ Bá Linh Phạm Văn Biên BÁO CÁO ĐỒ ÁN GHÉP NỐI MÁY TÍNH 16 Private Sub MSComm1_OnComm() ‘ngat cong com Dim data... Sub GVHD: Thầy Vũ Trung Kiên SVTH: Lê Quang Khánh Hồ Bá Linh Phạm Văn Biên BÁO CÁO ĐỒ ÁN GHÉP NỐI MÁY TÍNH 17 Private Sub Timer3_Timer() 'hien thi phut giay ‘ngat timer3 Text1.Text = Minute(Now) ‘hien thi phut tren textbox 1 Text3.Text = Second(Now) ‘hien thi giay tren textbox 1 End Sub TÀI LIỆU THAM KHẢO GVHD: Thầy Vũ Trung Kiên SVTH: Lê Quang Khánh Hồ Bá Linh Phạm Văn Biên BÁO CÁO ĐỒ ÁN GHÉP NỐI MÁY... Chr(Hour(Now)) 'gui gio MSComm1.Output = Chr(Minute(Now)) 'gui phut MSComm1.Output = Chr(Second(Now)) 'gui giay End If End Sub Private Sub phutgiay_Click() ‘khi nut phut giay duoc nhan Timer2.Enabled = False ‘tat timer2 Timer3.Enabled = True ‘bat timer3 Timer3.Interval = 100 ‘thoi gian ngat 100mms chg = "p" ‘chon che do phut-giay End Sub Private Sub Timer1_Timer() ‘ngat timer 1 Dim x As String ‘ Dim y As String... TÍNH 18 1 Giáo trình Ghép nối máy tính (Thầy Vũ Trung Kiên ĐH Công nghiệp Hà Nội) 2 Website: http://www.dientuvietnam.net/forums/, http://www.hocavr.com/ GVHD: Thầy Vũ Trung Kiên SVTH: Lê Quang Khánh Hồ Bá Linh Phạm Văn Biên . delay_ms(5); led_ 1 =led_ 3 =led_ 4=0; led_ 2=1; fonts=M[b]; delay_ms(5); } void hien_ thi_ led_ 2(char so) { char a,b; a=so/10; b=so-a*10; led_ 3=1; led_ 1 =led_ 2 =led_ 4=0; fonts=M[a]; delay_ms(5); led_ 1 =led_ 2 =led_ 3=0; . ‘ End Sub Private Sub Timer2_Timer() &apos ;hien thi gio phut ‘ngat timer2 Text1.Text = Hour(Now) hien thi gio tren textbox 1 Text3.Text = Minute(Now) hien thi phut tren textbox 3 End Sub GVHD:. cuc //****************************************************** MCUCSR=0x0F; //chong reset chip ko can lam trong mach nay while(1) { do { hien_ thi_ led_ 1(gps[1]); // hien_ thi_ led_ 2(gps[2]); / /hien thi data trong mang giu lieu UDR='s';