Đồ án máy tính bỏ túi đơn giản(caculator)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 NGÀNH: KỸ THUẬT MÁY TÍNH Ñeà taøi: MÁY TÍNH ĐIỆN TỬ TP. HỒ CHÍ MINH – 6/2011 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC GVHD : Ths.TRƯƠNG NGỌC SƠN SVTH : HỒNG VŨ ĐĂNG KHOA MSSV : 08119027 SVTH : LƯƠNG GIA ĐỊNH Máy tính điện tử Trang 2 PHIẾU CHẤM ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 (Dành cho người hướng dẫn ) 1. Họ tên Sinh viên : MSSV: MSSV: 2. Tên đề tài : 3. Người hướng dẫn : 4. Những ưu điểm của đồ án : 5. Những thiếu sót của đồ án : 6. Đề nghị : Được bảo vệ  Bổ sung để được bảo vệ  Không được bảo vệ  7. Các câu hỏi sinh viên phải trả lời trước tổ chấm đồ án môn học: a) b) c) 8. Đánh giá điểm (Số và chữ) Ngày ….Tháng….Năm 201… CHỮ KÝ VÀ HỌ TÊN Máy tính điện tử Trang 3 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC PHIẾU CHẤM ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 (Dành cho người hướng dẫn ) 1. Họ tên Sinh viên : MSSV: MSSV: 2. Tên đề tài : 3. Người hướng dẫn : 4. Những ưu điểm của đồ án : 5. Những thiếu sót của đồ án : 6. Đề nghị : Được bảo vệ  Bổ sung để được bảo vệ  Không được bảo vệ  7. Các câu hỏi sinh viên phải trả lời trước tổ chấm đồ án môn học: a) b) c) 8. Đánh giá điểm (Số và chữ) Máy tính điện tử Trang 4 Ngày ….Tháng….Năm 201… CHỮ KÝ VÀ HỌ TÊN Máy tính điện tử Trang 5 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên nhóm thực hiện đề tài xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy hướng dẫn, Ths. Trương Ngọc Sơn, người đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ về mặt chuyên môn và động viên nhóm thực hiện đề tài trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Nhóm thực hiện đề tài cũng xin gửi lời cảm ơn đến tất cả quý thầy cô, những người đã giảng dạy từ những buổi đầu, cảm ơn quý thầy cô Khoa Điện-Điện Tử Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện để nhóm hoàn thành đề tài này. Cảm ơn các bạn, những người đã góp ý, giúp đỡ và động viên nhóm hoàn thành đề tài. Cuối cùng, nhóm thực hiện đề tài xin gửi lời biết ơn đến bố mẹ và những người thân trong gia đình đã luôn luôn bên cạnh và ủng hộ tôi trong cuộc sống. TP.Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 06 năm 2011 Nhóm thực hiện đề tài Hồng Vũ Đăng Khoa – Lương Gia Định Máy tính điện tử Trang 6 LỜI NÓI ĐẦU Là một nước đang phát triển, và trong những năm gần đây, dưới sự lãnh đạo của Đảng và Nhà Nước đã đưa đất nước hội nhập ngày càng sâu rộng với thế giới, mở ra cơ hội phát triển nhanh chóng cho đất nước. Các ngành công nghê cao, đặc biệt là lĩnh vực tự động hóa, vi xử lý, vi điều khiển ngày càng được chú trọng hơn. Ngày càng có nhiều ngành nghề ứng dụng vi xử lý, vi điều khiển vào quá trình sản xuất, vận hành, tự động hóa. Dự án xây dựng nhà máy sản xuất chip vi xử lý hơn 1 triệu đô la của Intel vào khu công nghệ cao TP.HCM là một ví dụ điển hình cho sự phát triển, cũng như sự quan tâm của Nhà Nước vào lĩnh vực này. Là sinh viên, trình độ còn hạn chế, nên nhóm thực hiện đề tài chưa thể lĩnh hội hết các kiến thức cũng như các ứng dụng về lĩnh vực này. Do đó, đề tài chắc chắn còn nhiều thiếu sót, rất mong quý thầy cô và các bạn chỉ dẫn và đóng góp ý kiến để đề tài hoàn thiện hơn. Nhóm thực hiện đề tài Hồng Vũ Đăng Khoa – Lương Gia Định Máy tính điện tử Trang 7 PHẦN A : GIỚI THIỆU Máy tính điện tử Trang 8 MỤC LỤC Trang Phần A Giới thiệu Trang bìa Trang chấm ĐAMH của GVHD 2 Lời cảm ơn 4 Lời nói đầu 5 Mục lục 7 Liệt kê hình 9 Liệt kê bảng 10 Phần B Nội dung Chương 1 DẪN NHẬP 1.1 Lời nói đầu 12 1.2 Giới thiệu đề tài 1.2.1 Lý do chọn đề tài 12 1.2.2 Mục tiêu của đề tài 12 1.2.3 Lựa chon phương án làm việc 12 1.2.4 Giới hạn của đề tài 13 Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA HỌ VI ĐIỀU KHIỂN 8051 2.1 Giới thiệu về vi điều khiển 8051 14 2.2 Các thành viên khác của họ 8051 15 2.2.1 Bộ vi điều khiển 8052 15 2.2.2 Bộ vi điều khiển 8031 15 2.3 Vi điều khiển 8051 16 2.3.1 Sơ đồ khối vi điều khiển 8051 16 2.4 Sơ đồ và chức năng của các chân vi điều khiển 89C51 17 2.4.1 Sơ đồ chân 17 2.4.2 Chức năng 17 2.5 Cấu trúc bộ nhớ 18 2.5.1 Bộ nhớ chương trình 19 2.5.2 Bộ nhớ dữ liệu 20 2.6 Mạch vi điều khiển cơ bản 24 2.7 Các nguồn ngắt 24 Chương 3 MÔ TẢ THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 3.1 Sơ đồ khối hệ thống 25 3.1.1 Sơ đồ khối 22 3.1.2 Chức năng từng khối 25 3.1.2.1 Khối nhập dữ liệu 25 3.1.2.2 Khối xử lý dữ liệu 25 3.1.2.3 Khối xuất dữ liệu 25 3.2 Thiết kế mạch nguyên lý 26 3.2.1 Sơ đồ nguyên lý tổng quát 26 Máy tính điện tử Trang 9 3.3 Giới thiệu linh kiện sử dụng trong thiết kế 27 3.3.1 Ma trận phím 27 3.3.2 Vi điều khiển Atmel 89S52 28 3.3.2.1 Sơ đồ chân 28 3.3.2.2 Chức năng trong thiết kế 28 3.3.3 LCD 16x2 28 3.4 Tính toán thi công mạch 31 3.4.1 Mạch nguyên lý 31 3.4.2 Mạch in (PCB) 31 Chương 4 THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH CHO VI ĐIỀU KHIỂN 4.1 Lưu đồ giải thuật 33 4.1.1 Lưu đồ giải thuật cho khối nhập dữ liệu (Ma trận phím) 33 4.1.2 Lưu đồ giải thuật cho khối hiển thị LCD 35 4.1.3 Lưu đồ giải thuật cho khối xử lý 36 4.2 Code chương trình 39 Phần C Phụ lục và Tài liệu tham khảo 131 Phụ lục I : 132 Phụ lục II: 150 Tài liệu tham khảo 171 Máy tính điện tử Trang 10 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1 : Sơ đồ khối cấu trúc bên trong của 8051 10 Hình 2.2 : Sơ đồ khối chi tiết của vi điều khiển 8051 12 Hình 2.3 : Sơ đồ chân của vi điều khiển Atmel 89C51 13 Hình 2.4 : Cấu trúc bộ nhớ và địa chỉ các ngắt trên bộ nhớ chương trình 15 Hình 2.5 : Cấu trúc bộ nhớ dữ liệu trong và bộ nhớ dữ liệu ngoài 16 Hình 2.6 : Cấu trúc bộ nhớ trong 16 Hình 2.7 : Cấu trúc 128 byte thấp của bộ nhớ dữ liệu 17 Hình 2.8 : Mạch vi điều khiển cơ bản 20 Hình 3.1 : Sơ đồ khối của máy tính điện tử 21 Hình 3.2 : Mạch vi điều khiển cơ bản 22 Hình 3.3 : Mô hình ma trận phím 4x4 23 Hình 3.4 : Mạch điện ma trận phím 4x4 23 Hình 3.5 : Sơ đồ chân vi điều khiển Atmel 89S52 24 Hình 3.6 : LCD 16x2 24 Hình 3.7 : Sơ đồ mạch nguyên lý trên Orcad Capture 27 Hình 3.8 : Sơ đồ mạch in trên Orcad Layout 28 Hình 4.1(a) : Lưu đồ giải thuật quét các cột của ma trận phím 29 Hình 4.1(b) : Lưu đồ giải thuật quét các hàng của ma trận phím 30 Hình 4.2 : Lưu đồ giải thuật khối hiển thị LCD 32 Hình 4.3(a) : Lưu đồ giải thuật khối vi xử lý 33 Hình 4.3 (b): Lưu đồ giải thuật khối vi xử lý 34 Hình 4.3(c): Lưu đồ giải thuật khối vi xử lý 35 [...]... 8051 liên quan đến lĩnh vực tính toán là dùng vi điều khiển 8051 thiết kế “MÁY TÍNH ĐIỆN TỬ ” 1.2 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI : 1.2.1 Lý do chọn đề tài: • Máy tính bỏ túi là một công cụ học tập quen thuộc của học sinh, sinh viên, đặt biệt là sinh viên kỹ thuật Trong đời sống hàng ngày, nó là một vật cần thiết cho việc tính tiền trong các vụ mua bán Trong sản xuất, nó được dùng để tính toán số sản phẩm làm ra Và... trong các vụ mua bán Trong sản xuất, nó được dùng để tính toán số sản phẩm làm ra Và còn rất nhiều ứng dụng khác của máy tính bỏ túi, cho thấy sự phổ biến, cần thiết của nó • Từ đó nhóm thực hiện đề tài đã đưa ra đề tài máy tính điện tử cá nhân”, chức năng chính là tính toán các phép tính cộng +,trừ -, nhân x, chia / căn bản với hệ thống số nguyên và hiển thị trên LCD Mục tiêu của đề tài Tạo bước đầu... Lựa chọn phương án làm việc : • Hiện nay trên thị trường có rất nhiều chủng loại máy tính điện tử với các chức năng và ứng dụng khác nhau theo đó mà cách thực hiện, lựa chọn phương án và chọn linh kiện điện tử cũng khác nhau.Với mục tiêu ở trên nhóm thực hiện đề tài quyết định chọn phương án dùng họ vi điều khiển 8051 để nghiên cứu và thực hiện đề tài “Thiết kế máy tính điện tử ” Máy tính điện tử Trang... SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG 3.1.1 Sơ đồ khối: Khối nhập dữ liệu Ma trận phím 4x4 Phím số (1-9) Phím dấu (+,-,x,/) Khối xử lý dữ liệu VDK 89S52 Khối xuất dữ liệu LCD 2x16 Hình 3.1 : Sơ đồ khối của máy tính điện tử 3.1.2 Chức năng từng khối : 3.1.2.1 Khối nhập dữ liệu: Là khối có chức năng nhập dữ liệu là các ký tự số, đưa ra các lệnh điều khiển, các phép toán…đưa đến khối xử lý để thực hiện công việc tính toán... 1(max) 1 0 1 0 0 Dòng 2(min) 1 1 0 0 0 Dòng 2 (max) 1 1 1 0 0 DB2 0 1 0 1 DB1 0 1 0 1 DB0 0 1 0 1 3.4 TÍNH TOÁN THI CÔNG MẠCH : 3.4.1 Mạch nguyên lý : Hình 3.7 : Sơ đồ mạch nguyên lý trên Orcad Capture 3.4.2 Mạch in (PCB) Hình 3.8 : Sơ đồ mạch in trên Orcad Layout ĐIỀU 4.1 Lưu đồ giải thuật 4.1.1 Lưu đồ giải thuật cho khối nhập dữ liệu (ma trận phím) Với giải thuật quét cả hàng và cột để tìm ra phím... lý để thực hiện công việc tính toán và xuất ra màn hình hiển thị kết quả tính toán.Khối này được chia ra làm 3 nhóm phím với chức năng như sau: Nhóm phím số: Nhập dữ liệu dưới dạng các ký tự số để phục vụ các phép tính đại số.Nhóm phím này gồm các phím từ 0-9  Nhóm phím chức năng: Nhập giá trị và đưa ra các phép tính đại số đơn giản như cộng, trừ, nhân, chia, đưa đến khối xử lý để thực hiện  Nhóm... đưa tới, tính toán các phép tính, thực hiện các lệnh và xuất dữ liệu hiển thị trên khối hiển thị 3.1.2.2 3.1.2.3 Khối xuất dữ liệu Khối xuất dữ liệu có nhiệm vụ nhận dữ liệu là các bit nhị phân qua các chân dữ liệu, sau đó kiểm tra nó với bảng mã dữ liệu hay mã lệnh để thực hiện 1 lệnh hay cho hiển thị ra màn hình 3.2 THIẾT KẾ MẠCH NGUYÊN LÝ 3.2.1 Sơ đồ nguyên lý tổng quát : Hình 3.2 : Sơ đồ nguyên... 8031 Ngoài ra còn có các phiên bản khác nhau về tốc độ của 8031 từ các hãng sản xuất khác nhau 2.3 Vi điều khiển 8051 2.3.1 Sơ đồ khối vi điều khiển 89C51 Hình 2.2 : Sơ đồ khối chi tiết của vi điều khiển 8051 2.4 Sơ đồ và chức năng của các chân 2.4.1 Sơ đồ chân Hình 2.3 : Sơ đồ chân của vi điều khiển Atmel 89C51 2.4.2 Chức năng Chân 40 : nối với nguồn nuôi +5V Chân 20 : nối đất (Mass, GND) Chân 29 (PSEN... chỉ dừng lại ở việc lập trình tính toán các phép tính đơn giản và thông dụng Nếu còn thời gian và điều kiện cho phép, nhóm thực hiện đề tài sẽ tìm hiểu và mở rộng những phép tính phức tạp cũng như nghiên cứu các ứng dụng khác của họ vi điểu khiển 8051 • Việc thi công mạch còn nhiều hạn chế, chỉ dừng lại ở mức nghiên cứu nên chưa tối ưu đựơc hết các tính năng của vi điều khiển 8051 để có thể cạnh tranh... quát : Hình 3.2 : Sơ đồ nguyên lý tổng quát máy tính điện tử 3.3 GIỚI THIỆU LINH KIỆN SỬ DUNG TRONG THIẾT KẾ M a trận phím: Ma trận phím là một "thiết bị nhập" chứa cá c nút nhấn cho phép người dùng nhập các chữ số, chữ cái hoặc ký hiệu vào bộ điều khiển Keypad không chứa tất cả bảng mã và vì thế keypad thường được tìm thấy trong các thiết bị chuyên trên các máy tính điện tử cầm tay là một ví dụ về keypad . 8051 liên quan đến lĩnh vực tính toán là dùng vi điều khiển 8051 thiết kế “MÁY TÍNH ĐIỆN TỬ ”. 1.2. GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI : 1.2.1. Lý do chọn đề tài: • Máy tính bỏ túi là một công cụ học tập quen. một vật cần thiết cho việc tính tiền trong các vụ mua bán. Trong sản xuất, nó được dùng để tính toán số sản phẩm làm ra. Và còn rất nhiều ứng dụng khác của máy tính bỏ túi, cho thấy sự phổ biến,. chấm đồ án môn học: a) b) c) 8. Đánh giá điểm (Số và chữ) Máy tính điện tử Trang 4 Ngày ….Tháng….Năm 201… CHỮ KÝ VÀ HỌ TÊN Máy tính điện tử Trang 5 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên nhóm