Đồ án Thiết kế, chế tạo đồng hồ số vạn niên

LỜI CẢM ƠN Đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám Hiệu trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên đã cho em một môi trường học tập tốt, cũng như tạo điều kiện thuận lợi để chúng em có thể phát huy được khả năng của mình. Qua thời gian nghiên cứu và thực hiện, đến nay đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Thiết kế, chế tạo đồng hồ số vạn niên ” do giảng viên Nguyễn Thị Nhung hướng dẫn đã được hoàn thiện. Trong suốt thời gian nghiên cứu, chúng em đã gặp không ít khó khăn và đã nhận được nhiều sự giúp đỡ nhiệt thành và quý báu của cô, chúng em bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Giảng Viên Nguyễn Thị Nhung đã tin tưởng giao đồ án, chỉ đạo và tận tình hướng dẫn chúng em trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp này. Chúng em xin được bày tỏ lòng cảm ơn chân thành tới các quý ThầyCô giáo trong khoa Điện Điện tử trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên đã tận tình chỉ dạy và truyền đạt những kiến thức quý báu để chúng em có thể hoàn thành đồ án này, đồng thời đó cũng là một hành trang đáng quý đề chúng em có thể tiếp bước trên con đường sự Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này cũng có sự đóng góp không nhỏ của các bạn sinh viên lớp ĐTK7, chúng tôi xin cảm ơn các bạn rất nhiều.

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… Gio viên hưng dẫn Nguyn Thị Nhung Hưng yên, ngày …. tháng……. năm 201 1 NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Chữ ký của giáo viên phản biện Hưng yên, ngày …. tháng……. năm 201 2 LỜI CẢM ƠN Đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám Hiệu trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên đã cho em một môi trường học tập tốt, cũng như tạo điều kiện thuận lợi để chúng em có thể phát huy được khả năng của mình. Qua thời gian nghiên cứu và thực hiện, đến nay đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Thiết kế, chế tạo đồng hồ số vạn niên ” do giảng viên Nguyễn Thị Nhung hướng dẫn đã được hoàn thiện. Trong suốt thời gian nghiên cứu, chúng em đã gặp không ít khó khăn và đã nhận được nhiều sự giúp đỡ nhiệt thành và quý báu của cô, chúng em bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Giảng Viên Nguyễn Thị Nhung đã tin tưởng giao đồ án, chỉ đạo và tận tình hướng dẫn chúng em trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp này. Chúng em xin được bày tỏ lòng cảm ơn chân thành tới các quý Thầy/Cô giáo trong khoa Điện - Điện tử trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên đã tận tình chỉ dạy và truyền đạt những kiến thức quý báu để chúng em có thể hoàn thành đồ án này, đồng thời đó cũng là một hành trang đáng quý đề chúng em có thể tiếp bước trên con đường sự nghiệp sau này. Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này cũng có sự đóng góp không nhỏ của các bạn sinh viên lớp ĐTK7, chúng tôi xin cảm ơn các bạn rất nhiều. Chúng em xin chân hành cảm ơn! 3 LỜI NÓI ĐẦU Trong thời đại hiện nay, với tốc độ phát triển nhanh chóng của các ngành công nghiệp hiện đại như : cơ khí, động lực….Thì ngành điện - điện tử cũng đóng một vai trò rất quan trọng. Ngành điện tử đã xâm nhập vào cuộc sống con người khá sớm, từ những thiết bị đơn giản như: đèn chiếu sáng, radio,…. Đến những máy móc phức tạp và ứng dụng công nghệ cao như: hệ thống rada, hệ thống camera, robot,…. Tất cả đều được ứng dụng rộng rãi và góp phần hiệu quả giải phóng sức lao động chân tay của con người, đưa con người hướng tới một thế giới công nghệ ngày càng hiện đại và tinh vi hơn. Ngành điện tử đã ảnh hưởng không nhỏ đến cuộc sống của con người. Vì thế con người không ngừng nổ lực, phát huy, nghiên cứu cho ra đời những thiết bị không những phục vụ cho cuộc sống hằng ngày mà còn hỗ trợ cho nhiều lĩnh vực khác. Đặc biệt hiện nay trong lĩnh vực vi xử lý, những ứng dụng của nó đã mang lại hiệu quả rất thiết thực trong cuộc sống như : quang báo điện tử, lịch vạn niên, điều khiển tốc độ động cơ, hệ thống đếm sản phẩm….Là sinh viên chuyên nghành điện tử công nghiệp, để vận dụng những kiến thức chuyên ngành đã học tăng cường vốn hiểu biết của bản thân về lĩnh vực mình quan tâm chúng em đã quyết định chọn đề tài “Thiết kế, chế tạo đồng hồ số vạn niên” để làm đồ án tốt nghiệp của mình. Để qua đó thể hiện được một phần mô hình ứng dụng kiến thức đã học vào phục vụ cuộc sống, gia đình, xã hội… Bằng những kiến thức đã đạt được trong quá trình học tập tại nhà trường và những tìm hiểu nghiên cứu bên ngoài cùng với sự nỗ lực của bản thân, mỗi sinh viên trong nhóm của chúng em đã cố gắng hết sức mình để hoàn thành những ý tưởng thiết kế cũng như yêu cầu đặt ra của đề tài tốt nghiệp. So với thời gian học tập tại trường thì đó là thành quả của quá trình học tập cùng với những thành công ban đầu trước khi tốt nghiệp ra trường. Nhóm chúng em đã cố gắng nỗ lực hết mình trong suốt thời gian thực hiện đề tài này nhưng với lượng kiến thức và thời gian cho phép nên đồ án còn nhiều thiếu sót. Nhóm chúng em mong nhận được nhiều sự đóng góp ý 4 kiến của quý thầy cô và các bạn về đề tài này cũng như hướng mở rộng, phát triển để đề tài hoàn thiện hơn . MỤC LỤC 5 DANH MỤC HÌNH VẼ 6 DANH MỤC BẢNG BIỂU 7 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT IC : Integrated Circuit RAM : Random Access Memory ROM : Read Only Memory EPROM : Erasable Programmable read Only Memory PSEN : Program Store Enable ALE : Address Latch Enable EA : External Access RST : Reset I/O port : Input/Output port SFR : Secial Function Regiter PSW : Proram Status Word BCD : Binary Code Decimal IP : Interrup Priority Bit P : Bit Parity IE : Interrupt Enable OE : Output Enable PC : Personal Computer RTC : Real Time Clock CH : Clock Halt SQWE : Square Wave Enable RS : Rate Select I2C : Inter – Integrated Cỉcuit SDA : Serial Data SCL : Serial Clock SLA : Slave Address 8 CHƯƠNG I : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1 .1. GIỚI THIỆU VỀ VI ĐIỀU KHIỂN 89S52 1.1.1. Tổng quan về 89S52 AT89xxx là họ IC vi điều khiển do hãng Atmel sản xuất. Các sản phẩm AT89xxx rất thích hợp cho những ứng dụng điều khiển, thực tế. Việc xử lý trên byte và các phép toán số học ở cấu trúc dữ liệu nhỏ được thực hiện bằng nhiều chế độ truy xuất dữ liệu nhanh trên RAM nội. Tập lệnh cung cấp một bảng tiện dụng của những lệnh số học 8 bit gồm cả lệnh nhân và lệnh chia. Nó cung cấp những hỗ trợ mở rộng trên chip dùng cho những biến một bit như là kiểu dữ liệu riêng biệt cho phép quản lý và kiểm tra bit trực tiếp trong hệ thống điều khiển. AT89S52 cung cấp những đặc tính chuẩn như: 8 KByte bộ nhớ chỉ đọc có thể xóa và lập trình nhanh (EPROM), 128 byte RAM, 32 đường I/O, 3 TIMER/COUNTER 16 Bit, 5 vectơ ngắt có cấu trúc 2 mức ngắt, một Port nối tiếp bán song công, 1 mạch dao động tạo xung Clock và bộ dao động ON-CHIP. Các đặc điểm của chip AT89S52 được tóm tắt như sau: • 8 KByte bộ nhớ có thể lập trình nhanh, có khả năng tới 1000 chu kỳ ghi/xoá • Tần số hoạt động từ: 0Hz đến 24 MHz • 3 mức khóa bộ nhớ lập trình • 3 bộ Timer/counter 16 Bit • 128 Byte RAM nội. • 4 Port xuất /nhập I/O 8 bit. • Giao tiếp nối tiếp. • 64 KB vùng nhớ mã ngoài • 64 KB vùng nhớ dữ liệu ngoại. • 4µs cho hoạt động nhân hoặc chia 9 Sơ đồ khối của AT89S52 Hình 1.1: Sơ đồ khối AT89S52 10 [...]... xung đồng hồ chỉ truyền theo một hướng (từ master đến slave)  Hình 1.6: Đường truyền dữ liệu của I2C Trong một giao diện I2C thì có một thiết bị là chủ (master) và một thiết bị là tớ (slave) Tại sao lại có sự phân biệt này? Đó là vì trên một giao diện I2C thì quyền điều khiển thuộc về thiết bị chủ Thiết bị chủ nắm vai trò tạo xung đồng bộ cho toàn hệ thống, khi giữa 2 thiết bị chủ/tớ giao tiếp thì thiết. .. thấp của thanh ghi này chứa mã BCD 4bit của chữ số hàng đơn vị của giá trị giây Do giá trị cao nhất của chữ số hàng chục là 5 nên chỉ cần 3 là đủ Bit cao nhất (bit thứ 7) trong thanh ghi này là 1 bit điều khiển có tên CH (Clock halt – treo đồng hồ) , nếu bit này được set bằng 1 bộ dao động trong chip bị vô hiệu hóa, đồng hồ không hoạt động Vì vậy, nhất thiết phải reset bit này xuống 0 ngay từ đầu Thanh... các thiết bị có trên bus cho phép vi điều khiển biết được số thiết bị và loại của thiết bị trên bus Nếu trên bus chỉ có 1 thiết bị thì có thể sử dụng lệnh Read_ROM thay cho lệnh Search_ROM Sau mỗi quá trình Search_ROM thì cần phải quay lại quá trình khởi tạo để reset hệ thống  READ ROM [33h]: Lệnh này được sử dụng khi chỉ có 1 thiết bị trên bus Lệnh này cho phép vi điều khiển đọc 64bit ROM code của thiết. .. Nếu trên bus có nhiều thiết bị thì lệnh này sẽ gây ra sự xung đột bus dữ liệu giữa các thiết bị  MATCH ROM [55h]: Lệnh này theo sau bởi 64 bit ROM code cho phép vi điều khiển định địa chỉ thiết bị cần giao tiếp Chỉ thiết bị có ROM code phù hợp sẽ trả lời, các thiết bị còn lại sẽ đợi xung reset tiếp theo  SKIP ROM [CCh]: Lệnh này cho phép vi điều khiển gửi đồng thời đến tất cả các thiết bị trên bus mà... đồng bộ cho toàn hệ thống, khi giữa 2 thiết bị chủ/tớ giao tiếp thì thiết bị chủ có nhiệm vụ tạo ra xung đồng bộ và quản lý đến thiết bị tớ trong suốt quá trình giao tiếp Thiết bị chủ giữ vai trò chủ động, còn thiết bị tớ giữ vai trò bị động trong quá trình giao tiếp  Một giao diện I2C có thể hoạt động ở nhiều chế độ khác nhau:  Một chủ một tớ (one master – one slave)  Một chủ nhiều tớ (one master... - SQW/OUT: Đây là chân tạo ngõ ra xung vuông của DS1307 có 4 chế độ 1Hz, 4.096 HZ, 8.192 Hz, 32.768 Hz các chế độ này đuợc quy định bởi các bit của thanh ghi Control Register (địa chỉ 0x07) - SCL và SDA là đường giữ xung nhịp và đường dữ liệu của giao diện I2C 19 20 1.2.2 Cấu tạo bên trong DS1307 Hình 1.4: Sơ đồ khối bên trong của DS1307 Cấu tạo bên trong DS1307 bao gồm một số thành phần như mạch... 0x00h đến 0x3Fh) Tuy nhiên, thực chất chỉ có 8 thanh ghi đầu là dùng cho chức năng đồng hồ , còn lại 56 thanh ghi bỏ trống có thể được dùng chứa biến tạm như RAM nếu muốn Bảy thanh ghi đầu tiên chứa thông tin về thời gian của đồng hồ bao gồm: giây (SECONDS), phút (MINUETS), giờ (HOURS), thứ (DAY), 21 ngày (DATE), tháng (MONTH) và năm (YEAR) Việc ghi giá trị vào 7 thanh ghi này tương đương với việc... bus I2C theo từng bit, bit dữ liệu được truyền đi tại mỗi sườn lên của xung đồng hồ trên đường dây SCL, quá trình thay đổi bit dữ liệu xảy ra khi SCL đang ở mức thấp Mỗi byte dữ liệu được truyền có độ dài là 8 bit Số byte có thể truyền trong một lần là không hạn chế Mỗi byte được truyền đi theo sau là một bit ACK, bit có tr ọng số lớn nhất (MSB) sẽ được truyền đi đầu tiên, các bit kế tiếp sẽ được truyền... địa chỉ Word Address để phục vụ cho quá trình đọc b Chế độ đọc dữ liệu Chế độ đọc dữ liệu được sử dụng khi đọc thời gian thực từ DS1307 về AT89S52.Cấu trúc truyền dữ liệu trong mode Data Write được mô tả như hình sau: Hình 1.11: Chế độ đọc dữ liệu Nguyên tắc truyền trong chế độ đọc dữ liệu cơ bản cũng giống như trong truyền chế độ Data Write Trong chế độ đọc dữ kiệu bit R = 1 sẽ được gởi kèm sau 7 bit... DS1307 vào AT8952) 27 a Chế độ ghi dữ liệu Chế độ ghi dữ liệu được dùng khi xác lập giá trị ban đầu cho các thanh ghi thời gian hoặc dùng để canh chỉnh thời gian cho chip DS1307 Cấu trúc truyền dữ liệu trong chế độ ghi dữ liệu được mô tả như hình sau: Hình 1.10 : Chế độ ghi dữ liệu  Trước hết hãy nói về địa chỉ SLA (Slave Address) của chip DS1307 trong mạng I2C, trên mạng I2C mỗi thiết bị sẽ có một địa . chia 9 Sơ đồ khối của AT89S 52 Hình 1.1: Sơ đồ khối AT89S 52 10 1.1 .2. Mô tả chân 89S 52 Hình 1 .2: Sơ đồ chân 89S 52 Chức năng của cc chân 89S 52 : Port 0 : từ chân 39 đến chân 32 (P0.0 - P0.7) báu để chúng em có thể hoàn thành đồ án này, đồng thời đó cũng là một hành trang đáng quý đề chúng em có thể tiếp bước trên con đường sự nghiệp sau này. Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này cũng. chuẩn SPI đồng thời có chức năng kết nối với mạch nạp chương trình. Port 2 : từ chân 21 đến chân 28 (P2.0-P2.7). Port 2 là một port có tác dụng kép dùng như các đường xuất/nhập hoặc là byte