Nghiên cứu, ứng dụng vi điều khiển 89s52 vào điều khiển LED 3d (5x5x5)

Nghiên cứu, ứng dụng vi điều khiển 89s52 vào điều khiển LED 3d (5x5x5)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI

KHOA VẬT LÝ

BÁO CÁO SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM 2012

NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN 89S52

VÀO ĐIỀU KHIỂN LED 3D (5X5X5)

Sinh viên : Đới Việt Dũng

Người hướng dẫn : ThS Nguyễn Trọng Dũng

Hà Nội 2012

Lời mở đầu

Ngày nay với sự phát triển như vũ bão về khoa học công nghệ thông tin Việc sử dụng ngôn ngữ lập trình C và vi điều khiển 89S52 là điều cấp thiết, quan trọng trong sự phát triển công nghiệp hóa và hiện đại đất nước hiện nay Chính điều đó chúng tôi quyết định chọn đề tài “Nghiên cứu, ứng dụng vi điều khiển 89S52 vào điều khiển led 3D với mong muốn đóng góp một phần vào việc đưa ứng dụng vào thực tiễn

-Mục đích của nghiên cứu khoa học là:

+ Nghiên cứu cấu trúc, nguyên lý hoạt động của vi điều khiển 89S52

+ Nắm vững quy trình thiết kế mạch nguyên lý, mạch in, lắp ráp led3d, ngôn ngữ lập trình C

-Đối tượng nghiên cứu: Vi điều khiển 89S52, ngôn ngữ lập trình C và phương pháp lắp ráp led 3d

-Phương pháp nghiên cứu: Bằng phương pháp thực nghiệm

-Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài: Là đề tài nghiên cứu khoa học cơ bản, đóng góp vào việc tìm hiểu cách thiết kế bảng quảng cáo đèn led 3d

Phần 1 Tổng quan

1.1 LED đơn

1.1.1 Khái niệm.

- Led đơn (Light Emitting Diode): Là các diốt có khả năng phát ra ánh sáng hay tia hồng ngoại, tử ngoại Cũng giống như điốt, Led được cấu tạo từ một khối bán dẫn loại p ghép với một khối bán dẫn loại n

- Led 3d là hệ thống led đơn được mắc theo cấu trúc ma trận 5x5x5

1.1.2 Hình ảnh.

Led đơn Led 3d (5x5x5)

1.2 Phần cứng của 89S52

Vi điều khiển 8051 được Intel cho ra đời vào năm 1980 thuộc vi điều khiển đầu tiên của họ MCS-51 Hiện tại rất nhiều nhà sản xuất như Siemens, Advanced Micro Devices, Fusisu và Philips tập trung phát triển các sản phẩm trên cơ sở 8051

Atmel là hãng đã cho ra đời các chip 89C51, 52, 55 và sau đó cải tiến thêm, hãng cho ra đời 89S51, 52, 89S8252…

Cấu hình 89S52:

+ 8KB bộ nhớ chương trình

+ Dao động bên ngoài với thạch anh <24MHz Thông thường, VĐK 89S52 chạy với thạch anh 12MHz

+ 256 Byte Ram nội

+ 4 Port xuất nhập

+ 3 Timer/ Counter 16 bit Timer 0,1,2 Timer 2 có các chức năng Capture/Compare

+ 8 nguồn ngắt

+ Nạp chương trình song song hoặc nạp nối tiếp qua đường SPI

1.2.1 Sơ đồ chân, cấu trúc cơ bản

Cấu trúc 89S52 Sơ đồ chân 89S52

1.2.2.Tác dụng các cổng 89S52

+ P0,1,2,3 có chức năng cơ bản xuất/nhập.

+ Riêng P0, P2 còn có chức năng kết nối bộ nhớ mở rộng, sẽ được khảo sát trong phần

mở rộng bộ nhớ

+ P1: Chân T2 và T2EX dùng cho timer/ counter 2 Hai chức năng này sẽ khảo sát trong phần Timer Chân SS\, MOSI, MISO, SCK truyền dữ liệu theo chuẫn SPI đồng thời có chức năng kết nối với mạch nạp chương trình

+ P3: Tích hợp các chức năng đặc biệt

+ Chân ALE, PSEN, WR\, RD\ dùng để kết nối bộ nhớ mở rộng

+ Chân EA\ có chức năng chọn bộ nhớ chương trình: EA\=GND: Chọn bộ nhớ ngoại, EA\=VCC chọn bộ nhớ nội

+ Chân Xtal1 và Xtal2 gắn với thạch anh

1.3 Phần mềm lập trình C (lập trình cho vi điều khiển)

-Dùng ngôn ngữ lập trình C: Đây là ngôn ngữ lập trình có giao diện hấp dẫn, ngôn ngữ lập trình đơn giản, mỗi câu lệnh ứng với một chỉ lệnh mà bộ xử lý thực hiện

- Chương trình được soạn thảo trên Notepad hoặc bất cứ trình soạn thảo có sử dụng bộ kí

tự ASC II và lưu đuôi C

- Dùng phần mềm dịch tức là chuyển C thành ngôn ngữ máy dạng đuôi Hex

- Dùng phần mềm dịch tức là chuyển Asembly hoặc KeilC thành ngôn ngữ máy dạng đuôi .Hex

Phần mềm Asembly Phần mềm KeilC

-Nạp chương trình vào chíp

-Một số lệnh cơ bản

//Các chỉ thị tiền định

#include <lcd.h> //Gọi thư viện có sẵn cách viết khác "*.h"

#define led1 PORTA.0 //dùng định nghĩa các biến

char bien1,bien2; //cac bien can dung

int a,b;

void chuongtrinhcon(unsigned int b) // chuong trinh con

{

…

}

int ham(void) // chuong trinh con dang ham

{

…

Return(a);

}

void main(void) //chương trình chính

{

int a; // khai bao bien dang so nguyen

chuongtrinhcon();

a = ham();

}

Phần 2 Thực nghiệm

2.1 Một số thiết bị dùng trong thực nghiệm.

2.1.1 Một số phần mềm sử dụng

2.1.1.1.Thiết kế mạch nguyên lý.

Phần mềm CircuitMaker

Mạch nguyên lý

Mạch in Mạch điều khiển

2.1.1.2.Tạo bảng led 3d

Lắp ráp led 3d Bộ led 3d hoàn chỉnh

2.1.4 Chương trình

2.1.4.1 Code chương trình

#include<regx52.h>

#include<intrins.h>

2.1.2 Các linh kiện điện tử.

Mạch nạp 89S52 Sơ đồ mạch nạp 89S52

Điện

trở

công

suất

Tụ điện Led đơn

Tip 41C

KA7805

THỰC HIỆN BẢNG ĐIỆN TỬ LED 3D

XÂY DỰNG Ý TƯỞNG

TÌM HIỂU, THIẾT KẾ MẠCH NGUYÊN LÝ, MẠCH IN

THIẾT KẾ BẢNG

LED 3D

HOÀN THIỆN SẢN PHẨM

2.1.3 Quy trình thực hiện

LẬP TRÌNH

sbit hang1=P1^0;

sbit hang2=P1^1;

sbit hang3=P1^2;

sbit hang4=P1^3;

sbit hang5=P1^4;

sbit cot25=P1^5;

int k;

char kt=0;

void delay(int x)

{

int i;

for(i=0;i<=x;i++);

}

void bat_tat(void)

{

int i;

unsigned int x=35000;

for(i=0;i<=50;i++)

{

hang1=hang2=hang3=hang4=hang5=0;

P0=P2=P3=0x00; cot25=0;delay(x);

P0=P2=P3=0xff;cot25=1;delay(x);

x=x-1000;

}

}

void quay(void)

{

char i;

hang2=hang3=hang4=0; hang1=hang5=1;

for(i=0;i<=10;i++)

{

P0=0xff; P2=0xC7; P3=0xff; cot25=1; delay(7000);

P0=0xff; P2=0xee; P3=0xfe; delay(7000);

P0=0x7f; P2=0xef; P3=0xfd; delay(7000);

P0=0xbf; P2=0xef; P3=0xfb; delay(7000);

}

hang1=hang5=0;

for(i=0;i<=10;i++)

{

P0=0xbe;P2=0xef;P3=0xfb;cot25=0;delay(7000);

cot25=1;P0=0xff;P2=0x83;P3=0xff;delay(7000);

P0=0xef;P2=0xee;P3=0xee;delay(7000);

P0=0x7b;P2=0xef;P3=0xbd;delay(7000);

}

hang1=hang5=1;

for(i=0;i<=10;i++)

{

P0=0xff; P2=0xC7; P3=0xff; cot25=1; delay(7000);

P0=0xbf; P2=0xef; P3=0xfb; delay(7000);

P0=0x7f; P2=0xef; P3=0xfd; delay(7000);

P0=0xff; P2=0xee; P3=0xfe; delay(7000);

}

hang1=hang5=0;

for(i=0;i<=10;i++)

{

cot25=1;P0=0x7b;P2=0xef;P3=0xbd;delay(7000);

P0=0xef;P2=0xee;P3=0xee;delay(7000);

P0=0xff;P2=0x83;P3=0xff;delay(7000);

P0=0xbe;P2=0xef;P3=0xfb;cot25=0;delay(7000);

}

}

quay2(void)

{ char i,j,k;

unsigned char code

mang[10]={0xfe,0xfd,0xfB,0xf7,0xeF,0xeF,0xf7,0xfB,0xfd,0xfe};

for(k=0;k<=1;k++)

{

for(j=0;j<=4;j++)

{

P1=mang[j];

for(i=0;i<=5;i++)

{

P0=0xbe;P2=0xef;P3=0xfb;cot25=0;delay(7000);

cot25=1;P0=0xff;P2=0x83;P3=0xff;delay(7000);

P0=0xef;P2=0xee;P3=0xee;delay(7000);

P0=0x7b;P2=0xef;P3=0xbd;delay(7000);

}

}

for(j=0;j<=4;j++)

{

P1=mang[j+5];

for(i=0;i<=5;i++)

{

cot25=1;P0=0x7b;P2=0xef;P3=0xbd;delay(7000);

P0=0xef;P2=0xee;P3=0xee;delay(7000);

P0=0xff;P2=0x83;P3=0xff;delay(7000);

P0=0xbe;P2=0xef;P3=0xfb;cot25=0;delay(7000);

}

}

}

}

………

………

2.1.2 Kết quả

Mô hình led 3d Sản phẩm hoàn chỉnh led 3d

Phần 3 Kết luận

Do thời gian làm việc ngắn , cơ sở vật chất còn hạn chế cho nên báo cáo khoa học chỉ dừng lại ở việc nghiên cứu, thiết kế bảng cáo quảng điện tử led 3d (5x5x5)

I Một số kết quả đạt được:

-Thiết kế mạch nguyên lý, mạch in.

-Tạo bảng led 3d

-Nắm vững cấu trúc, nguyên lý hoạt động của vi điều khiển 89S52

-Hoàn thành bảng quảng cáo led 3d (5x5x5)

II Vấn đề cần triển khai tiếp

-Làm mạch quảng cáo điện tử cỡ lớn

-Tạo những hiệu ứng phức tạp hơn

-Khai thác thêm về led 3d (16x16x16)…

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn Ths Nguyễn Trọng Dũng người thầy đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thiện đề tài nghiên cứu khoa học này Xin chân trọng cảm ơn tổ Vật lý chất rắn - Điện tử và Khoa Vật lý đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ em hoàn thiện đề tài nghiên cứu khoa học.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1.Phan Quốc Thắng NXB khoa học và kĩ thuật, 2004 Họ vi điều khiển 8051 - Tống Văn Ôn NXB khoa học kĩ thuật, 2002

2.Giáo trình Vi điều khiển - Phạm Hùng Kim Khánh

3.Cấu trúc và lập trình họ vi điều khiển 8051 - Nguyễn Tăng Cường,

4.Kỹ thuật vi xử lý – Dương Quốc Hưng NXB khoa học kĩ thuật 2004

5.http:// www. alldatasheet.com

6.Ebook.edu.vn