thiết kế mạch chuông báo tiết học tự động cho trường học

thiết kế mạch chuông báo tiết học tự động cho trường học

BÁO CÁO MÔN HỌC CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: HỒ VĂN LÂM LỜI CÁM ƠN − Nhóm chúng em xin chân thành cám ơn thầy Hồ Văn Lâm hướng dẫn đề tài tiểu luận chúng em để chúng em hoàn thành học phần Qua chúng em gửi lời cảm ơn chân thành đến anh Ngô Thanh Đông bạn lớp DF10DT44 giúp đỡ chia số tài liệu tham khảo để nhóm chúng em hoàn thành tốt báo cáo tiểu luận − Tuy nhiên trình viết tiểu luận trình độ hiểu biết chúng em hạn chế, nên xảy nhiều sai sót mong thầy bạn góp ý bổ sung để nhóm chúng em hoàn thiện kiến thức rút kinh nghiệm cho đề tài sau Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn! Bình Dương, Ngày 28 tháng năm 2012 VÕ QUANG LỘC – LÊ HOÀI THANH Trang BÁO CÁO MÔN HỌC CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: HỒ VĂN LÂM MỤC LỤC VÕ QUANG LỘC – LÊ HOÀI THANH Trang BÁO CÁO MÔN HỌC CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: HỒ VĂN LÂM A PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài − Hiện với phát triển không ngừng mặt, điện tử, tự động hóa đóng vài trò không nhỏ Điện tử góp phần vào trình tự động hóa thứ giúp người đại hóa sống hệ thống tự động hóa điều khiển dần thay cho sức người công việc gia đình quan, trường học,xí nghiệp hệ thống tự động đơn giản số hệ thống “Chuông Báo Tiết Học” trường học − Vấn đề chuông báo tiết học vấn đề cần thiết trường học nào, giúp thầy cô canh thời gian để nhấn chuông vào học, chơi Chính chúng em thiết kế mạch chuông báo tiết học tự động cho trường học Các phương pháp nghiên cứu − Nghiên cứu tài liệu − Thí nghiệm mô Proteus Professional Cấu trúc Chương 1: Cơ sở lý thyết 1.1 Tổng quan PIC 16F887 1.2 Giới thiệu sơ lược giao tiếp I2C 1.3 Tổng quan IC thời gian thực RTC DS 1307 1.4 Thuật toán giao tiếp I2C với Vi điều khiển PIC 16F887 Chương 2: Thiết kế mạch chuông báo tiết học 2.1 Thiết kế phần cứng 2.2 Thiết kế phần mềm VÕ QUANG LỘC – LÊ HOÀI THANH Trang BÁO CÁO MÔN HỌC CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: HỒ VĂN LÂM B PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 TỔNG QUAN VỀ PIC 16F887 − PIC16F887 vi điều khiển 8-bit có kiến trúc Harvard Microchip có thông số kỹ thuật sau: • Clock hoạt động tối đa 20MHz • Chu kỳ máy bốn lần chu kỳ xung clock • Chip có nhiều dạng vỏ khác nhau, loại chip sử dụng đề tài loại 40 VÕ QUANG LỘC – LÊ HOÀI THANH Trang BÁO CÁO MÔN HỌC CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: HỒ VĂN LÂM chân PDIP • Điện áp hoạt động rộng từ 2V đến 5.5V • Bộ nhớ liệu nhớ chương trình tách biệt nhau, bus địa bus liệu riêng biệt Bộ nhớ chương trình Flash 8K ô nhớ cho phép ghi 100,000 lần Mỗi ô nhớ có 14 bit Bộ nhớ liệu RAM có 512 Byte gồm ghi chức đặc biệt ghi đa mục đích Ngoài PIC16F887 tích hợp 256 Byte EEPROM cho phép ghi đến 1,000,000 lần • 35 chân I/O port điều khiển PortA, PortB, PortC, PortD, PortE • Bộ chuyển đổi ADC 10-bit với 14 kênh • timer Bộ timer0 8-bit, timer1 16-bit timer2 8-bit • Module Capture, Compare PWM • Module Enhanced USART hỗ trợ RS-485, RS-232 VÕ QUANG LỘC – LÊ HOÀI THANH Trang BÁO CÁO MÔN HỌC CƠ ĐIỆN TỬ Block Diagram VÕ QUANG LỘC – LÊ HOÀI THANH GVHD: HỒ VĂN LÂM Trang BÁO CÁO MÔN HỌC CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: HỒ VĂN LÂM 1.1.1 Mô tả ngõ (I/O Port) Hầu hết chân vi điều khiển PIC 16F887 có nhiều chức hình bên dưới, ví dụ chân số PIC 16F887 định RA3/AN3/Vref+/C1IN+ VÕ QUANG LỘC – LÊ HOÀI THANH Trang BÁO CÁO MÔN HỌC CƠ ĐIỆN TỬ VÕ QUANG LỘC – LÊ HOÀI THANH GVHD: HỒ VĂN LÂM Trang BÁO CÁO MÔN HỌC CƠ ĐIỆN TỬ VÕ QUANG LỘC – LÊ HOÀI THANH GVHD: HỒ VĂN LÂM Trang BÁO CÁO MÔN HỌC CƠ ĐIỆN TỬ VÕ QUANG LỘC – LÊ HOÀI THANH GVHD: HỒ VĂN LÂM Trang 10 BÁO CÁO MÔN HỌC CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: HỒ VĂN LÂM − Ban đầu chưa thực trình giao tiếp, hai đường SDA SCL mức cao (SDA = SCL = HIGH) Lúc bus I2C coi “rỗi” (“bus free”), sẵn sàng cho giao tiếp Hai điều kiện START STOP thiếu việc giao tiếp thiết bị I2C, tất nhiên giao tiếp không ngoại lệ − Điều kiện START: chuyển đổi trạng thái từ cao xuống thấp đường SDA đường SCL mức cao (cao = 1; thấp = 0) báo hiệu điều kiện START − Điều kiện STOP: Một chuyển đổi trạng thái từ mức thấp lên cao đường SDA đường SCL mức cao − Cả hai điều kiện START STOP tạo thiết bị chủ Sau tín hiệu START, bus I2C coi trạng thái làm việc (busy) Bus I2C rỗi, sẵn sàng cho giao tiếp sau tín hiệu STOP từ phía thiết bị chủ − Sau có điều kiện START, qua trình giao tiếp, có tín hiệu START lặp lại thay tín hiệu STOP bus I2C tiếp tục trạng thái bận Tín hiệu START lặp lại START có chức giống khởi tạo giao tiếp 1.4.2 Chế độ hoạt động Hình: Chế độ hoạt động I2C DS1307 hoạt động chế độ sau: − Ở chế độ slave nhận (chế độ DS1307 ghi ): chuỗi liệu chuỗi xung clock nhận thông qua SDA SCL Sau byte nhận bit ACKnowledge VÕ QUANG LỘC – LÊ HOÀI THANH Trang 23 BÁO CÁO MÔN HỌC CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: HỒ VĂN LÂM truyền Các điều kiện START STOP nhận dạng bắt đầu kết thúc truyền chuỗi, nhận dạng địa thực phần cứng sau chấp nhận địa slave bit chiều − Chế độ slave phát ( chế độ DS1307 đọc ): byte slave nhận tương tự chế độ slave ghi Tuy nhiên chế độ bit chiều lại chiều chuyền ngược lại Chuỗi liệu phat SDA DS1307 chuỗi xung clock vào chân SCL VÕ QUANG LỘC – LÊ HOÀI THANH Trang 24 BÁO CÁO MÔN HỌC CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: HỒ VĂN LÂM CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠCH CHUÔNG BÁO TIẾT HỌC 2.1 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 2.2 THIẾT KẾ PHẦN MỀM 2.2.1 Lưu đồ VÕ QUANG LỘC – LÊ HOÀI THANH Trang 25 BÁO CÁO MÔN HỌC CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: HỒ VĂN LÂM BẮT ĐẦU A KHỞI TẠO PORT XUẤT GiỜ = 14 PHÚT = 50 GIÂY = 00 DELAY 100ms KHỞI TẠO LCD CHO PHÉP LCD HIỆN THỊ DÒNG CHUÔNG REO 15s GiỜ = 15 PHÚT = 10 GIÂY = 00 ĐỌC THỜI GIAN TỪ DS 1307 CHUÔNG REO 15s CHO PHÉP CON TRỎ HIỆN THỊ LÊN ĐÂU DÒNG LCD GiỜ = 07 PHÚT = 00 GIÂY = 00 GiỜ = 17 PHÚT = 00 GIÂY = 00 CHUÔNG REO 15s CHUÔNG REO 15s GiỜ = 08 PHÚT = 45 GIÂY = 00 GiỜ = 18 PHÚT = 00 GIÂY = 00 CHUÔNG REO 15s CHUÔNG REO 15s GiỜ = 09 PHÚT = 00 GIÂY = 00 GiỜ = 19 PHÚT = 45 GIÂY = 00 CHUÔNG REO 15s CHUÔNG REO 15s GiỜ = 11 PHÚT = 00 GIÂY = 00 GiỜ = 20 PHÚT = 00 GIÂY = 00 CHUÔNG REO 15s CHUÔNG REO 15s GiỜ = 13 PHÚT = 00 GIÂY = 00 GiỜ = 21 PHÚT = 00 GIÂY = 00 CHUÔNG REO 15s CHUÔNG REO 15s VÕ QUANG LỘC – LÊ HOÀI THANH KẾT THÚC A Trang 26 BÁO CÁO MÔN HỌC CƠ ĐIỆN TỬ VÕ QUANG LỘC – LÊ HOÀI THANH GVHD: HỒ VĂN LÂM Trang 27 BÁO CÁO MÔN HỌC CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: HỒ VĂN LÂM 2.2.2 Chương trình điều khiển #include "E:\DATA dang hoc\bao cao co dien tu\chuong bao tiet hoc\chuong bao tiet hoc.h" /******************************************************* *** * tieu luan mon co dien tu * de tai: mach tu dong bao chuong tiet hoc ******************************************************** **/ /******************************************************* *** * ten : chuong bao tiet hoc * dien ta: mach tu dong bao chuong tiet hoc - 7h00 : báo chuông 15 giây - 8h45 : báo chuông 15 giây - 9h00 : báo chuông 15 giây - 11h00 : báo chuông 15 giây - 13h00 : báo chuông 15 giây - 14h50 : báo chuông 15 giây - 15h10 : báo chuông 15 giây - 17h00 : báo chuông 15 giây - 18h00 : báo chuông 15 giây - 19h45 : báo chuông 15 giây - 20h00 : báo chuông 15 giây - 21h00 : báo chuông 15 giây * cong cu: HI-TECH PIC * chip: ic 16f887 ******************************************************** **/ #define LCD_TYPE #include #byte port_A = 0x05 #byte tris_A = 0x85 #byte lcd_port = 0x06 VÕ QUANG LỘC – LÊ HOÀI THANH Trang 28 BÁO CÁO MÔN HỌC CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: HỒ VĂN LÂM #byte tris_B = 0x86 #byte tris_D = 0x88 #byte port_D = 0x08 #bit lcd_rs = 0x05.0 #bit lcd_rw = 0x05.1 #bit lcd_e = 0x05.2 #bit bel = 0x08.0 char time[6]; /******************************************************* *** * chuong trinh ******************************************************** **/ void read_ds1307() { int i; for (i=0;i0;i ) { lcd_char((time[i]>>4)+ 0x30); lcd_char((time[i]&0x0f)+0x30); if(i!=1) { lcd_char(":"); } } } /******************************************************* *** * chuong trinh chinh ******************************************************** **/ VÕ QUANG LỘC – LÊ HOÀI THANH Trang 30 BÁO CÁO MÔN HỌC CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: HỒ VĂN LÂM void main() { lcd_init(); setup_adc_ports(NO_ANALOGS|VSS_VDD); setup_adc(ADC_CLOCK_DIV_2); setup_timer_0(RTCC_INTERNAL|RTCC_DIV_1); setup_timer_1(T1_DISABLED); setup_timer_2(T2_DISABLED,0,1); setup_ccp1(CCP_OFF); setup_comparator(NC_NC_NC_NC);// This device COMP currently not supported by the PICWizard int data,i; set_tris_A(0x00); set_tris_B(0x00); set_tris_D(0x00); port_A=0; lcd_port=0; port_D =0; delay_ms(150); lcd_cmd(0x38); lcd_cmd(0x38); lcd_cmd(0x38); lcd_cmd(0x0c); lcd_char('C'); lcd_char('O'); lcd_char(' '); lcd_char('D'); lcd_char('I'); lcd_char('E'); lcd_char('N'); lcd_char(' '); lcd_char('T'); lcd_char('U'); VÕ QUANG LỘC – LÊ HOÀI THANH Trang 31 BÁO CÁO MÔN HỌC CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: HỒ VĂN LÂM while(true) { read_ds1307(); lcd_cmd(0xc0); lcd_time(); if(time[3]==0x07 && time[2]==0x00 && time[1]==00) { bel = 1; for(i=0;i[...]... mach tu dong bao chuong tiet hoc - 7h00 : báo chuông 15 giây - 8h45 : báo chuông 15 giây - 9h00 : báo chuông 15 giây - 11h00 : báo chuông 15 giây - 13h00 : báo chuông 15 giây - 14h50 : báo chuông 15 giây - 15h10 : báo chuông 15 giây - 17h00 : báo chuông 15 giây - 18h00 : báo chuông 15 giây - 19h45 : báo chuông 15 giây - 20h00 : báo chuông 15 giây - 21h00 : báo chuông 15 giây * cong cu: HI-TECH PIC *... đầu tiên slave nhận được tương tự như chế độ slave ghi Tuy nhiên trong chế độ này thì bit chiều lại chỉ chiều chuyền ngược lại Chuỗi dữ liệu được phat đi trên SDA bởi DS1307 trong khi chuỗi xung clock vào chân SCL VÕ QUANG LỘC – LÊ HOÀI THANH Trang 24 BÁO CÁO MÔN HỌC CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: HỒ VĂN LÂM CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠCH CHUÔNG BÁO TIẾT HỌC 2.1 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 2.2 THIẾT KẾ PHẦN MỀM 2.2.1 Lưu đồ VÕ QUANG... 18 PHÚT = 00 GIÂY = 00 CHUÔNG REO 15s CHUÔNG REO 15s GiỜ = 09 PHÚT = 00 GIÂY = 00 GiỜ = 19 PHÚT = 45 GIÂY = 00 CHUÔNG REO 15s CHUÔNG REO 15s GiỜ = 11 PHÚT = 00 GIÂY = 00 GiỜ = 20 PHÚT = 00 GIÂY = 00 CHUÔNG REO 15s CHUÔNG REO 15s GiỜ = 13 PHÚT = 00 GIÂY = 00 GiỜ = 21 PHÚT = 00 GIÂY = 00 CHUÔNG REO 15s CHUÔNG REO 15s VÕ QUANG LỘC – LÊ HOÀI THANH KẾT THÚC A Trang 26 BÁO CÁO MÔN HỌC CƠ ĐIỆN TỬ VÕ QUANG... cuối tháng sẽ tự động được điều chỉnh với các tháng nhỏ hơn 31 ngày,bao gồm cả việc tự động nhảy năm Đồng hồ có thể hoạt động ở dạng 24h hoặc 12h với chỉ thị AM/PM DS1307 có một mạch cảm biến điện áp dùng để dò các điện áp lỗi và tự động đóng ngắt với nguồn pin cung cấp − DS 1307 hoạt động với vai trò slave trên đường bus nối tiếp Việc truy cập được thi hành với chỉ thị START và một mã thiết bị nhất... được thiết lập 1 chân SQW/OUT phát đi 1 trong 4 tần số (1Hz,4kHz,8kHz,32kHz) Chân này cũng được thiết kế theo kiểu cực máng VÕ QUANG LỘC – LÊ HOÀI THANH Trang 17 BÁO CÁO MÔN HỌC CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: HỒ VĂN LÂM hở vì vậy nó cũng cần có một điện trở kéo trong Chân nàysẽ hoạt động khi cả Vcc và Vbat được cấp • X1,X2: được nối với một thạch anh tần số 32,768kHz Là một mạch tạo dao động ngoài, để hoạt động. .. Đầu vào pin cho bất kỳ một chuẩn pin 3V Điện áp pin phải được giữ trong khoảng từ 2,5 đến 3V để đảm bảo cho sự hoạt động của thiết bị • SCL (serial clock input): SCL được sử dụng để đồng bộ sự chuyển dữ liệu trên đường dây nối tiếp • SDA (serial data input/out): là chân vào ra cho 2 đường dây nối tiếp Chân SDA thiết kế theo kiểu cực máng hở , đòi hỏi phải có một điện trở kéo trong khi hoạt động • SQW/OUT... LÊ HOÀI THANH Trang 25 BÁO CÁO MÔN HỌC CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: HỒ VĂN LÂM BẮT ĐẦU A KHỞI TẠO PORT XUẤT GiỜ = 14 PHÚT = 50 GIÂY = 00 DELAY 100ms KHỞI TẠO LCD CHO PHÉP LCD HIỆN THỊ DÒNG 1 CHUÔNG REO 15s GiỜ = 15 PHÚT = 10 GIÂY = 00 ĐỌC THỜI GIAN TỪ DS 1307 CHUÔNG REO 15s CHO PHÉP CON TRỎ HIỆN THỊ LÊN ĐÂU DÒNG 2 LCD GiỜ = 07 PHÚT = 00 GIÂY = 00 GiỜ = 17 PHÚT = 00 GIÂY = 00 CHUÔNG REO 15s CHUÔNG REO 15s GiỜ = 08... để kết thúc quá trình truyền thông − I2C là một giao diện truyền thông đặc biệt thích hợp cho các ứng dụng truyền thông giữa các đơn vị trên cùng một bo mạch với khoảng cách ngắn và tốc độ thấp Ví dụ như truyền thông giữa CPU với các khối chức năng trên cùng một bo mạch như EEPROM, cảm biến, đồng hồ tạo thời gian thực Hầu hết các thiết bị hỗ trợ I2C hoạt động ở tốc độ 400Kbps, một số cho phép hoạt động. .. bắt buộc phải có khi một thiết bị chủ muốn thiết lập giao tiếp với một thiết bị nào đó trong mạng I2C START là điều kiện khởi đầu, báo hiệu bắt đầu của giao tiếp, còn STOP báo hiệu kết thúc một giao tiếp Hình 11 mô tả điều kiệnSTART và điều kiện STOP khi giao tiếp I2C giữa DS1307 với Vi Điều Khiển Hình: Điều kiện START và STOP VÕ QUANG LỘC – LÊ HOÀI THANH Trang 22 BÁO CÁO MÔN HỌC CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: HỒ... trợ bus 2 dây 2 chiều và giao thức truyền dữ liệu thiết bị gửi dữ liệu lên bus được gọi là bộ phát và thiết bị nhận gọi là bộ thu thiết bị điều khiển quá trình VÕ QUANG LỘC – LÊ HOÀI THANH Trang 19 BÁO CÁO MÔN HỌC CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: HỒ VĂN LÂM này gọi là master thiết bị nhận sự điều khiển của master gọi là slave Các bus nhận sự điều khiển của master, là thiết bị phát ra chuỗi xung clock (SCL), master sẽ ... nghiệp hệ thống tự động đơn giản số hệ thống Chuông Báo Tiết Học trường học − Vấn đề chuông báo tiết học vấn đề cần thiết trường học nào, giúp thầy cô canh thời gian để nhấn chuông vào học, chơi... 7h00 : báo chuông 15 giây - 8h45 : báo chuông 15 giây - 9h00 : báo chuông 15 giây - 11h00 : báo chuông 15 giây - 13h00 : báo chuông 15 giây - 14h50 : báo chuông 15 giây - 15h10 : báo chuông 15... GVHD: HỒ VĂN LÂM CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠCH CHUÔNG BÁO TIẾT HỌC 2.1 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 2.2 THIẾT KẾ PHẦN MỀM 2.2.1 Lưu đồ VÕ QUANG LỘC – LÊ HOÀI THANH Trang 25 BÁO CÁO MÔN HỌC CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: HỒ VĂN