Thiết kế, thi công mạch điều khiển thiết bị trong gia đình

MỘT SỐ IC SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN 3.1 MỘT SỐ IC SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN AT89C51 : Vi điều khiển 74HC573 : Chốt 74LS123 : Đơn ổn 74LS04 : Cổng đảo 74LS86 : Cổng EXOR MAX232 : Đệm đường truyền chuẩn RS232. SN75176 : Đệm đường truyền chuẩn RS485 LC7461 : IC phát của remote hồng ngoại. 3.2 VI ĐIỀU KHIỂN AT89C51 3.2.1 Giới thiệu chung MSC51 là họ vi điều khiển của Intel và 8051 là vi điều khiển đầu tiên của họ này, được sản xuất vào năm 1980. Cho đến nay, dòng MSC51 vẫn không ngừng cải tiến và phát triển. Cho đến nay, với công nghệ không mất nội dung và độ tích hợp cao, thì ATMEL đã sản xuất ra chip AT98C51. Chip AT98C51 hoàn toàn tương thích với tập lệnh và các chân ra của chuẩn công nghiệp MSC51, được chế tạo theo công nghệ CMOS có hiệu suất cao và công suất nguồn tiêu thụ thấp. Bộ nhớ Flash trên chip cho phép bộ nhớ chương trình được sửa lỗi và lập trình lại nhiều lần.

Bộ Giáo Dục và Đào Tạo

Trường Đại học SPKT Tp.HCM

Khoa Điện tử

Bộ môn: Điện tử công nghiệp

Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập - Tự do - Hạnh Phúc

NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Hữu Thông

MSSV : 00101296

Dương Anh Tài

MSSV : 00101270 Lớp: 001011

Khoa: Điện tử

Tên đề tài:

Họ và tên giáo viên hướng dẫn: Thầy Lê Thanh Đạo

Nhiệm vụ (yêu cầu và nội dung):

Ngày giao nhiệm vụ luận văn:

Ngày hoàn thành nhiệm vụ:

Nội dung và yêu cầu luận văn tốt nghiệp đã được thông qua bộ môn

Giáo viên hướng dẫn Thông qua bộ môn

Ngày tháng năm 2005

Chủ nhiệm bộ môn

BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Hữu Thông

MSSV : 00101296

Dương Anh Tài

MSSV : 00101270 Lớp: 001011

Khoa: Điện tử

Tên đề tài:

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn

Giáo viên hướng dẫn

Lê Thanh Đạo

BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Hữu Thông

MSSV : 00101296

Dương Anh Tài

MSSV : 00101270 Lớp: 001011

Khoa: Điện tử

Tên đề tài:

Nhận xét của giáo viên phản biện

Giáo viên phản biện

BẢNG NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG PHẢN BIỆN

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Hữu Thông

MSSV : 00101296

Dương Anh Tài

MSSV : 00101270 Lớp: 001011

Khoa: Điện tử

Tên đề tài:

Nhận xét của hội đồng phản biện

Hội đồng phản biện

Hiện nay, các nhà sản xuất đang đưa ra các thiết bị điện tử hầu hết là phục

vụ cho nhu cầu giải trí của con người Vấn đề điều khiển đang được chú ý nhiều ví

dụ như một người có thể ngồi ở bất cứ đâu cũng có thể làm việc, học hỏi, tìm kiếm thông tin, điều khiển mọi thứ chỉ bằng cách nhấn nút Ý tưởng ngồI một chỗ có thể điều khiển các thiết bị ở các phòng trong một căn nhà hay trong những công sở xí nghiệp… đã được nghiên cứu ứng dưng từ rất sớm như: các thiết bị để quản lý các thiết bị trong các nhà cao tầng, các khách sạn sang trọng…Trong phạm vi hiểu

biết của mình, nhóm thực hiện đã tìm hiểu, thực hiện đề tài :”Thiết kế, thi công

mạch điều khiển thiết bị trong gia đình ”

Trong quá trình thực hiện luận văn này, với kiến thức và thời gian còn hạn chế nên đề tài còn nhiều sai sót không tránh khỏi nên kính mong các thầy cô và các bạn sinh viên thông cảm và đóng góp ý kiến quí báu để đề tài này được hoàn thiện hơn

Nhóm thực hiện đề tài

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành được đề tài này, ngoài sự cố gắng nổ lực của bản thân, nhóm thực hiện đề tài chúng em đã có được sự giúp đỡ vô cùng quí báu của gia đình, nhà trường, thầy cô và bạn bè Với lòng biết ơn sâu sắc chúng em kính xin được gởi lời cảm ơn chân thành nhất đến:

- Thầy Lê Thanh Đạo, thầy trực tiếp hướng dẫn đề tài, đã tận tình chỉ dẫn

chúng em trong suốt quá trình thực hiện đề tài để từ đó chúng em đã đúc kết cho mình những kiến thức bổ ích

- Quý thầy cô khoa Điện tử

- Quý thầy cô trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật

MỤC LỤC

Phần A : GIỚI THIỆU

Trang tựa i

Nhiệm vụ đề tài ii

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn iii

Nhận xét của giáo viên phản biện iv

Nhận xét của hội đồng phản biện v

Lời mở đầu vi

Lời cảm ơn vii

Mục lục viii

Liệt kê bảng x

Liệt kê hình xi

Phần B : NỘI DUNG Chương 1 : DẪN NHẬP 2

1.1 Đặt vấn đề 2

1.2 Tầm quan trọng của đề tài 2

1.3 Giới hạn đề tài 2

1.4 Mục đích nghiên cứu 3

Chương 2 : CƠ SỞ LÍ LUẬN 4

2.1 Đối tượng nghiên cứu 4

2.2 Dàn ý nghiên cứu 4

2.3 Phương pháp và phương tiện nghiên cứu 4

2.4 Lập kế hoạch nghiên cứu 4

Chương 3 : MỘT SỐ IC SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN 5

3.1 Một số IC sử dụng trong đồ án 5

3.2 Vi điều khiển AT89C51 5

3.3 IC phát remote hồng ngoại (LC7461) 8

3.4 IC đệm đường truyền vi sai (SN75176) 11

Chương 4 : THIẾT BỊ HIỂN THỊ LCD 12

4.1 Giới thiệu chung 12

4.2 Sơ đồ chân và kích thước của LCD 12

4.3 Sơ đồ khối của LCD 13

4.4 Các chân của LCD 13

4.5 Một số đặt tính của LCD sử dụng trong đề tài 14

4.6 Sơ đồ giải thuật lập trình LCD 18

Chương 5 : ĐƯỜNG TRUYỀN, XUNG ĐỘT VÀ CHỐNG XUNG ĐỘT TRÊN ĐƯỜNG TRUYỀN 21

5.1 Mạch giao tiếp đường truyền 21

5.2 Chuẩn giao tiếp RS485 23

5.3 Xung đột và một số giải pháp chống xung đột 23

Chương 6 : ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT 26

6.1 Triac 26

6.2 Một số đặt tính của MOC3020 29

Chương 7 : THIẾT KẾ - THI CÔNG 30

7.1 Thiết kế 30

7.2 Thi công 34

Chương 8: PHẦN MỀM MBE 40

8.1 Giới thiệu phần mềm điều khiển MBE 40

8.2 Giới thiệu những phần mềm vẽ sơ đồ phòng 42

Chương 9 :TÓM TẮT- KẾT LUẬN - ĐỀ NGHỊ 45

9.1 Tóm tắt 45

9.2 Kết luận 45

9.3 Đề nghị 45

Tài liệu tham khảo 46

Phần C : PHỤ LỤC Chương trình phần mềm MBE viết bằng Delphi 5 48

Chương trình cho vi điều khiển AT89C51 72

LIỆT KÊ CÁC BẢNG

Bảng 3.1: Chức năng các bit trong thanh ghi SCON 7

Bảng 3.2: Mã phím của LC7461 9

Bảng 3.3: Mã phím đa hợp của LC7461 9

Bảng 3.4: Bảng trạng thái phát của SN75176 11

Bảng 3.5: Bảng trạng thái nhận của SN75176 11

Bảng 4.1 : Kí hiệu, chức năng các chân của LCD 13

Bảng 4.2 : Địa chỉ để hiển thị chữ của LCD 14

Bảng 4.3 : Bảng mã địa chỉ các kí tự hiển thị của CGRAM 15

Bảng 4.4 : Bảng mã ghi/đọc dữ liệu trong LCD 16-17

LIỆT KÊ CÁC HÌNH

Hình 3.1 : Sơ đồ chân AT89C51 6

Hình 3.2 : Sơ đồ chân LC7461 8

Hình 3.3 : Các bit được phát đi của LC7461 9

Hình 3.4 : Trạng thái hoạt động khi bấm phím đa hợp của LC7461 9

Hình 3.5 : Dạng sóng truyền đi của IC LC7461 10

Hình 3.6 : Sơ đồ chân SN75176 11

Hình 3.7 : Kí hiệu logic của SN75176 11

Hình 3.8 : Sơ đồ logic của SN75176 11

Hình 3.9 : Sơ đồ kết nối theo dạng bus của SN75176 11

Hình 4.1 : Sơ đồ chân và kích thước của LCD 16x1 12

Hình 4.2 : Sơ đồ khối của LCD 13

Hình 4.3 : Sơ đồ kết nối điều chỉnh độ tương phản cho LCD 14

Hình 5.1 : Ghép nối trực tiếp TTL 21

Hình 5.2 : Ghép nối TTL + đường truyền không cân bằng 22

Hình 5.3: Ghép nối TTL + đường truyền cân bằng 22

Hình 6.1 : Kí hiệu Triac 26

Hình 6.2 : Sơ đồ tương đương của triac 26

Hình 6.3 : Đặc tuyến Triac 27

Hình 6.4 : Mạch tự kích Triac 28

Hình 6.5 : Mạch ngắt Triac 28

Hình 6.6 : Kí hiệu MOC3020 28

Hình 6.7 : Sơ đồ mạch khích triac dùng opto MOC3020 29

Hình 7.1 : Sơ đồ khối hệ thống 30

Hình 7.2 : Sơ đồ nguyên lí khối đệm và kiểm tra trạng thái đường truyền 31

Hình 7.3 : Sơ đồ nguyên lí khối thu hồng ngoại 31

Hình 7.4 : Sơ đồ nguyên lí khối điều khiển 32

Hình 7.5 : Bàn phím ma trận 4x4 32

Hình 7.6 : Sơ đồ nguyên lí khối xuất đọc 33

Hình 7.7 : Sơ đồ nguyên lí khối điều khiển công suất 33

Hình 7.8 : Sơ đồ nguyên lí mạch điều khiển 35

Hình 7.9 : Sơ đồ nguyên lí mạch giao tiếp máy tính với bus 36

Hình 7.10 : Sơ đồ mạch in của board giao tiếp máy tính với bus 37

Hình 7.11 : Sơ đồ bố trí linh kiện của board giao tiếp máy tính với bus 37

Hình 7.12 : Sơ đồ mạch in của board mạch chính 38

Hình 7.13 : Sơ đồ bố trí linh kiện board mạch chính 39

Hình 8.1 : Giao diện chính của chương trình 40

Hình 8.2 : Giao diện chi tiết cho từng phòng 42

Hình 8.3 : Giao diện chính của phần mềm Smartdraw 40

Hình 8.4 : Giao diện chính của Room Arranger 43

Hình 8.5 : Thiết lập thông số cho bản vẽ 44

Phần A

GIỚI THIỆU

CHƯƠNG 1

DẪN NHẬP

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Ngày nay, sự phát triển của khoa học đặc biệt là trong lĩnh vực điện tử và tin

học, đã giúp ích cho con người rất nhiều trong lao động sản xuất, trong cuộc sống,

nghiên cứu khoa học, trong vui chơi giải trí… Sự phát triển này càng làm cho công

việc của mọi người trở nên thoải mái, nhẹ nhàng, hiệu quả hơn Bên cạnh đó, nó

còn được ứng dụng để phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt giải trí của con người Một

thiết bị nghe nhạc nhỏ xíu có thể lưu hàng ngàn bài hát, ti vi có thể truy cập mạng

teletext hay internet…có thể ngồi bất cứ đâu để làm việc hay mua hàng… Xu

hướng điều khiển nhiều thứ mà chỉ cần ở một chỗ, giúp con người đỡ mất công đi

lại nhiều đang trở thành mục tiêu của nhiều công ty doanh nghiệp ở mọi nơi

Điều khiển, quản lí các thiết bị cho nhiều phòng từ lâu đã được ứng dụng để

phục vụ trong các tòa nhà cao tầng, khách sạn…Tuy nhiên nếu áp dụng cho

những toà nhà thấp hơn, hay cho các căn hộ trong gia đình thì rất tốn kém và

không phù hợp… Do đó, để đáp ứng xu hướng trên nhóm thực hiện đề tài đã

quyết định chọn ý tưởng cho đề tài :” Thiết kế - thi công mạch điều khiển thiết

bị điện trong gia đình “

1.2 TẦM QUAN TRỌNG CỦA ĐỀ TÀI

Việc kiểm tra, điều khiển trạng thái các thiết bị trong những căn phòng, đặt

biệt là trong những nhà nhiều tầng hoặc nhiều phòng gặp khá nhiều phiền toái khi

phải đến từng phòng để khiểm tra, điều khiển các thiết bị điện trong phòng Nếu

công việc này được thực hiện ở bất cứ phòng nào trong nhà mà không phải đi đến

từng phòng thì sẽ giảm thời gian, công sức cho người sử dụng

Xuất phát từ nhu cầu ấy, nhóm thực hiện đề tài :”Thiết kế - thi công mạch

điều thiết bị điện trong gia đình” một mô hình những board mạch có khả năng

kết nối với nhau để điều khiển qua lại giữa các phòng với nhau Các board này

còn có thể kết nối với máy tính, có thể điều khiển từ xa bằng remote hồng ngoại

1.3 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI

Do những hạn chế về kiến thức, thời gian thực hiện cũng như kinh nghiệm

thực tế, nhóm thực hiện đề tài chỉ thực hiện được những việc sau :

• Thiết kế và thi công mô hình chỉ gồm 3 board cho 3 phòng

• Mỗi board có thể điều khiển 8 thiết bị

• Kết nối với máy tính bằng cổng nối tiếp (cổng COM)

• Có khả năng mở rộng tối đa là 32 board

• Khoảng cách truyền tín hiệu giữa các board trong phạm vi 1Km

• Thiết bị trong từng phòng có thể được điều khiển bằng tay hay điều khiển từ

xa bằng remote hồng ngoại

• Có thể hẹn giờ tắt cho từng thiết bị

• Chỉ có thể điều khiển các thiết bị công suất nhỏ, đơn giản…

1.4 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Trong quá trình thực hiện đề tài, người thực hiện có thể nắm được các vấn

đề sau :

• Thông qua việc thực hiện đề tài, giúp cho người thực hiện ôn lại những kiến

thức đã học, đồng thời lĩnh hội được nhiều kiến thức mới từ tài liệu, giáo viên

hướng dẫn, bạn bè Ngoài ra còn có thể nâng cao tay nghề, biết cách lập trình

bằng Delphi, giao tiếp máy tính, lập trình cho vi điều khiển họ MSC51

• Qua đó, phát sinh những vấn đề cần mới giúp đề tài càng được hoàn chỉnh

• Có thể áp dụng trong thực tế

CHƯƠNG 2

CƠ SỞ LÝ LUẬN

2.1 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU CẦN ĐẠT ĐƯỢC

Mục đích : Thiết kế và thi công hoàn chỉnh mạch có khả năng :

• Giao tiếp, điều khiển, kiểm tra thiết bị giữa các phòng với nhau

• Có khả năng giao tiếp với máy tính

• Thiết bị mỗi phòng đều có thể điều khiển bằng tay hoặc bằng remote hồng

• Giao diện phải thân thiện, dễ sử dụng

2.4 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN

Phương pháp:

• Tìm kiếm và tham khảo tài liệu

• Thực nghiệm: thiết kế và thi công bo mạch, viết chương trình, chạy thử từng

chương trình con, chỉnh sửa, tổng hợp thành chương trình hoàn chỉnh

Phương tiện:

• Mạng internet

• Máy tính

• Tài liệu tham khảo

2.5 THỜI GIAN THỰC HIỆN

Thực hiện đề tài trong thời gian 6 tuần bao gồm:

• Tuần 1: Tham khảo các tài liệu liên quan, tài liệu tham khảo

• Tuần 2: Tìm kiếm phương hướng giải quyết những yêu cầu cơ bản của đề tài

• Tuần 3: Vẽ sơ đồ nguyên lí, thi công mạch in

• Tuần 4: Viết các chương trình con cho vi điều khiển

• Tuần 5: Tổng hợp, hoàn thiện các chương trình con thành chương trình hoàn

chỉnh

• Tuần 6: Đánh máy, hoàn tất đề tài

MAX232 : Đệm đường truyền chuẩn RS232

SN75176 : Đệm đường truyền chuẩn RS485

LC7461 : IC phát của remote hồng ngoại

3.2 VI ĐIỀU KHIỂN AT89C51

3.2.1 Giới thiệu chung

MSC-51 là họ vi điều khiển của Intel và 8051 là vi điều khiển đầu tiên của họ

này, được sản xuất vào năm 1980 Cho đến nay, dòng MSC-51 vẫn không ngừng

cải tiến và phát triển Cho đến nay, với công nghệ không mất nội dung và độ tích

hợp cao, thì ATMEL đã sản xuất ra chip AT98C51

Chip AT98C51 hoàn toàn tương thích với tập lệnh và các chân ra của chuẩn

công nghiệp MSC-51, được chế tạo theo công nghệ CMOS có hiệu suất cao và

công suất nguồn tiêu thụ thấp Bộ nhớ Flash trên chip cho phép bộ nhớ chương

trình được sửa lỗi và lập trình lại nhiều lần

3.2.2 Đặc tính kỹ thuật của vi điều khiển AT89C51

• 4kbyte bộ nhớ ROM Flash ( bộ nhớ chương trình)

• Bộ xử lý có khả năng thao tác, xử lí với từng bit

• 210 vị trí được định địa chỉ bit

• 5 ngắt và có khả năng ưu tiên ngắt

• Cấu trúc ngắt 2 mức ưu tiên

• Mạch dao động và mạch tạo xung lock trên chip

• Có lệnh nhân, chia, cộng 8bit

Ngoài ra, AT89c51 có hỗ trợ 2 chế độ tiết kiệm năng lượng được chọn bằng

phần mềm

Chế độ nghỉ dừng CPU trong khi vẫn cho phép Ram, các bộ định thời /đếm,

port nối tiếp và các ngắt hoạt động

Chế độ nguồn giảm duy trì nội dung của Ram nhưng không cho mạch dao

động cung cấp xung clock nhằm vô hiệu hóa các hoạt động khác của chip cho đến

khi có reset cứng tiếp theo

Có thể nạp xóa khoảng 10000 lần

3.2.3 Sơ đồ chân

3.2.4 Chức năng các chân

• Vi điều khiển AT89C51 có 40 chân, trong đó có 32 chân được chia làm 4 port,

từ port0 đến port3, mỗi port 8 chân có chức năng xuất nhập dữ liệu

• Ngoài ra: * Port0 có thêm chức năng thứ hai là byte thấp của bus địa chỉ 16 bit

và bus dữ liệu đa hợp khi có giao tiếp với bộ nhớ ngoài

* Port2 có thêm chức năng thứ hai là byte cao của bus địa chỉ 16 bit khi có giao tiếp với bộ nhớ ngoài

* Port3 còn có nhiều chức năng riêng như sau:

Bit Tên Địa chỉ bit Chức năng

P3.0 RxD B0H Chân nhận dữ liệu của port nối tiếp

P3.1 TxD B1H Chân phát dữ liệu của port nối tiếp

P3.2 INT0 B2H Ngõ vào ngắt ngoài 0

P3.3 INT1 B3H Ngõ vào ngắt ngoài 1

P3.4 T0 B4H Ngõ vào của bộ định thời/đếm 0

P3.5 T1 B5H Ngõ vào của bộ định thời/đếm 1

P3.6 WR B6H Điều khiển ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài

P3.7 RD B7H Điều khiển đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài

3.2.5 Hoạt động của port nối tiếp

Bên trong AT89C51 có port nối tiếp hoạt động ở một vài chế độ trên một

tầm tần số rộng Đặc trưng của port nối tiếp này là có thể hoạt động song công

Ngoài ra, port nối tiếp còn đệm dữ liệu khi thu nghĩa là port nối tiếp sau khi nhận

một ký tự sẽ lưu nó vào bộ đệm trong khi port tiếp tục nhận ký tự kế tiếp Nếu CPU

đọc ký tự thứ nhất trước khi ký tự thứ hai được nhận đầy đủ, dữ liệu sẽ không bị

mất

Hình 3.1 : Sơ đồ chân AT89C51

Bảng 3.1: Chức năng các bit trong thanh ghi SCON

Các mạch phần cứng bên ngoài truy xuất port nối tiếp thông qua các chân

TxD và RxD Các chân này đa hợp với hai chân của port3 là : P3.1 (TxD),

P3.0(RxD)

Phần mềm sẽ sử dụng hai thanh ghi đặc biệt là SBUF và SCON để truy

xuất port nối tiếp

Tần số hoạt động của port nối tiếp còn gọi là tốc độ Baud (có thể thay đổi

hay cố định)

™ Thanh ghi điều khiển port nối tiếp

Chế độ hoạt động của port nối tiếp được thiết lập bằng cách ghi từ điều

khiển lên thanh ghi điều khiển SCON của port nối tiếp

Bit Ký hiệu Địa chỉ Mô tả

SCON.7 SM0 9FH Bit 0 chọn chế độ của port nối tiếp

SCON.6 SM1 9EH Bit 1 chọn chế độ của port nối tiếp

Bit 2 chọn chế độ của port nối tiếp Bit này cho phép truyền thông đa xử lý ở các chế độ 2 và 3; Bit RI sẽ không được tích cực nếu bit thứ 9 nhận được là 0

SCON.4 REN 9CH Cho phép thu Bit này phải được set để nhận

các ký tự

SCON.3 TB8 9BH Bit phát 8 Bit thứ 9 được phát ở chế độ 2 và

3; được set và xoá bởi phần mềm SCON.2 RB8 9AH Bit thu 8 Bit thứ 9 nhận được

Cờ ngắt phát Cờ này được set ngay khi kết thúc việc phát một ký tự; Được xóa bởi phần mềm

SCON.0 RI 98H Cờ ngắt thu Cờ này được set ngay khi kết thúc việc thu một ký tự; Được xoá bởi phần

mềm

™ Khởi động và truy xuất các thanh ghi

• Cho phép thu

Bit cho phép thu REN trong thanh ghi SCON phải được set bằng 1 bởi phần

mềm để cho phép nhận các ký tự Điều này thường được thực hiện ở đầu chương

trình khi port nối tiếp, các bộ định thời… được khởi động Ta có thể set bit REN

bằng lệnh như sau:

Setb REN

Hay ta co thể set bit REN trong thanh ghi SCON như sau:

• Cờ ngắt

Cờ ngắt thu RI và cờ ngắt phát TI trong thanh ghi SCON, cả hai đều được

set lên 1 bằng phần cứng và được xóa bằng phần mềm Như là RI được set lên 1

khi kết thúc việc nhận 1 ký tự và chỉ ra rằng bộ đệm thu đã đầy Và cờ TI cũng

được set lên 1 khi kết thúc việc phát một ký tự và chỉ ra rằng bộ đệm phát rỗng

Trước khi port nối tiếp thu hoặc phát một dữ liệu thì nó cần được kiểm tra bận

bằng phần mềm

™ Tốc độ Baud của Port nối tiếp

Tần số hoạt động của port nối tiếp còn gọi là tốc độ Baud Ở chế độ 0 và 2 thì

tốc độ Baud được cố định, còn ở chế độ 1 và 3 thì có tốc độ thay đổi Ta có thể

thiết lập tốc độ Baud cho port nối tiếp như sau:

• Sử dụng bộ định thời 1 làm xung clock tốc độ Baud

Kỹ thuật thường dùng để tạo tốc độ xung clock tốc độ Baud là khởi động

thanh ghi TMOD ở chế độ tự động nạp lạI 8-bit và đặt giá trị nạp lại thích hợp vào

thanh ghi TH1 để có tốc độ tràn đúng, từ đó tạo ra tốc độ Baud Có thể khởi động

thanh ghi TMOD như sau :

Ngoài ra cũng có thể dùng chế độ 16-bit để làm tốc độ Baud cho port nối tiếp

• Có thể cấp xung clock bên ngoài cho bộ định 1 thông qua ngõ T1

Có thể tính tốc độ Baud bằng cách lấy tốc độ tràn của bộ định thời 1 đem

chia cho 32

Vd : Tốc độ baud là 1200, thì tốc độ tràn của bộ định thời 1 là 38.4Khz Mạch

dao động bên trong chip là 12Mhz, nên tần số xung clock cấp cho bộ định thời 1 là

1Mhz, lấy tần số này chia cho 32 ta sẽ được giá trị cần nạp trước cho thanh ghi

• 13 bit mã quy định (7 mã được nạp

trong ROM của chip, 6 mã có thể đặt

được từ bên ngoài)

• Tầm điện áp hoạt động VDD = 1,8V đến

3,6V

• Dòng nuôi ở chế độ nghỉ IDD = 1μA hoặc

nhỏ hơn

• Bộ dao động bên trong chip với thạch

anh gắn bên ngoài (thường dùng thạch

3.3.2 Mô tả hoạt động

™ Cấu trúc của dữ liệu truyền đi

Dữ liệu gồm 42 bit : 13 bit mã quy định, 8 bit mã của phím, và những bit đảo

của chúng

™ Mã quy định

Mã quy định bao gồm 13 bit tất cả, mã này được dùng để phân biệt giữa

các bộ nhận khác nhau

Trong đó : các bit từ C0 đến C5 là những bit có thể được đặt trước, các bit

từ C6 đến C12 là những bit được nạp trong ROM của chip

™ Mã phím

Bảng 3.2 là toàn bộ mã của 32 phím, ngoài ra các phím 20,21,22,23 còn có

thể dùng làm các phím đa hợp với các mã được trình bày trong bảng 3.3 và trang

5 thái hoạt động khi bấm các phím đa hợp trong hình 3.4

Hình 3.3 : Các bit được phát đi của LC7461

Bảng 3.2 : Mã phím của LC7461 Bảng 3.3 : Mã phím đa hợp của LC7461

Hình 3.4 : Trạng thái hoạt động khi bấm phím đa hợp của LC7461

™ Dạng sóng truyền đi

Khi IC sử dụng Xtal 455KHz thì những thông số thời gian của dạng sóng

truyền đi như hình 3.5

Hình 3.5 : Dạng sóng truyền đi của IC LC7461

3.4 IC ĐỆM ĐƯỜNG TRUYỀN VI SAI SN75176

3.4.1 Đặc điểm

• Tương thích chuẩn RS422

• Có thể truyền đa điểm trên đường bus

dài trong môi trường nhiễu

Hình 3.7 : Kí hiệu logic của SN75176

Hình 3.8 : Sơ đồ logic của SN75176

Bảng 3.1: bảng trạng thái phát Bảng 3.2: bảng trạng thái nhận

Hình 3.9 : Sơ đồ kết nối theo dạng bus của SN75176

CHƯƠNG 4

THIẾT BỊ HIỂN THỊ LCD

4.1 GIỚI THIỆU CHUNG

DMC là những tên để chỉ ma trận điểm làm nên bảng hiển thị LCD, thiết bị

này được phát triển bởi công ty OPTREX Khối hiển thị này bao gồm bảng STN

loại tinh thể lỏng LC, có độ tương phản cao, góc nhìn rộng Mỗi khối bên trong

được điều khiển bởi IC loại CMOS, chúng còn được dùng để điều khiển làm giảm

hao tốn năng lượng

LCD có sử dụng 2 Ram : 1 để hiển thị dữ liệu, 1 dùng để phát ký tự Ngoài ra

nó còn có 1 Eprom dùng để phát ký tự hiển thị lên bảng LC

Cả 2 Ram trên đều có thể đươc đọc bởi 1 thiết bi ngoại vi khi chúng không

được dùng để hiển thị và phát ký tự mà dùng như 1 Ram chung

LCD được ứng dụng rộng rãi, chủ yếu là làm thiết bị hiển thị trong đo lường

và các thiết bị khác

Thông dụng hiện nay là LCD của Mitsubishi nhưng sử dụng chip HD44780

của HITACHI LCD có nhiều loại khác nhau như loại: 16x4, 16x2, 16x1…

Trong đồ án này, nhóm thực hiện đề tài dùng loại LCD 16 kí tự x 1 dòng

(16x1) Chip LCD sử dụng là loại HD44780 của Hitachi Loại LCD sử dụng không

có hổ trợ đèn LED nền, ngoài ra các chân chức năng, tập lệnh cũng như cách

thức giao tiếp hoàn toàn giống các loại khác Các phần sau của chương chủ yếu

giới thiệu về loại LCD này

4.2 SƠ ĐỒ CHÂN VÀ KÍCH THƯỚC CỦA LCD

Hình 4.1 : Sơ đồ chân và kích thước của LCD 16x1

4.3 SƠ ĐỒ KHỐI CỦA LCD

• Trong luận án này chúng em sữ dụng LCD loạI 14 chân và dùng kiểu là 2dòng x 8

4.4 CÁC CHÂN CỦA LCD

Bảng 4.1 : Kí hiệu, chức năng các chân của LCD

• Mức H (1):

Chế độ ghi: nhận dữ liệu Chế độ đọc: xuất dữ liệu

5 R/W H/L

Lựa chọn chế độ ghi hay đọc

• Mức L (0): chọn chế độ ghi

• Mức H (1): chọn chế độ đọc

6 E H/L Chân tín hiệu cho phép khởi động chế độ đọc/ghi

7 14 BD0 BD7 H/L Đường dữ liệu vào, ra

Hình 4.2 : Sơ đồ khối của LCD

Đối với loại LCD có hỗ trợ đèn nền thì có thêm 2 chân 15 và 16 là hai chân cực

dương và cực âm của đèn nền

4.5 MỘT SỐ ĐẶT TÍNH CỦA LCD ĐANG SỬ DỤNG

o Hiển thị 16x1 dòng

o Hỗ trợ đèn chữ

o Hỗ trợ bảng lệnh để lập trình

o Thời gian đáp ứng nhanh

o Bộ điều khiển :KS0066U hoặc tương đương

4.5.1 Sơ đồ cấp nguồn để điều chỉnh độ tương phản

Khi ta thay đổi biến trở nghĩa là ta đã thay đổi điện áp Vee Ta chỉnh biến trở

sao cho chữ xuất hiện trên LCD sao cho dễ nhìn là được

Đối với mạch cấp nguồn cho led nền, ta có thể cấp trực tiếp hoặc dùng 1 biến

trở để có thể điều chỉnh độ sáng tối khi cần.(Tuy nhiên, đối với LCD đề tài sử dụng

không có led nền.)

4.5.2 Địa chỉ DDRam của LCD

DDRAM của LCD có địa chỉ từ 00h đến 4Fh dùng để chứa nội dung cần

hiển thị LCD loại 16x1 mà nhóm thực hiện đề tài sử dụng có địa chỉ hiển thị như

hình 4.4 trình bày Điều này có nghĩa là 8 kí tự đầu sẽ có địa chỉ từ 00h đến 08h,

4.5.2 Địa chỉ CGRAM của LCD

CGRAM chứa mã của kí tự cần hiển thị Nếu muốn hiển thị chữ nào thì chỉ

cần đưa mã chữ đó vào LCD Đối với các kí tự chữ cái thông thường thì đây là mã

ASCII

Bảng 4.3 : Bảng mã địa chỉ các kí tự hiển thị của CGRAM

4.5.3 Bảng mã lập trình trong LCD

Mã lệnh Lệnh

RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0

Mô tả

Thời gian thực hiện tối đa với fcp hay fosc là 250khz Xoá màn

hình 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

Xóa màn hình và đặt biến đếm địa chỉ của DD Ram là

1 1 Đọc dữ liệu Đọc dữ liệu từ DD Ram hay CG Ram 40us

Với : DD Ram : Display Data Ram

CG Ram : Character Generator Ram

ACG : CG Ram Address

ADD : DD Ram Address

F = 1 Kiểu font loại 5x10 dots

F = 0 Kiểu font loại 5x 7 dots

BF = 1 Có xử lý bên trong LCD

BF = 0 Không có xử lý bên trong LCD

DL = 1 Kiểu giao tiếp 8 bit

DL = 0 Kiểu giao tiếp 4 bit