KIT 89Cxx ứng dụng trong giảng dạy

TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa Điện - Điện tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC VI ĐIỀU KHIỂN BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN MÔN HỌC CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Tên đề tài: “ Nghiên cứu, chế tạo KIT 89Cxx ứng dụng giảng dạy” Nhận xét giáo viên hướng dẫn: Hưng Yên, ngày tháng 03 năm 2010 Giáo viên hướng dẫn Giáo viên hướng dẫn: Bùi Văn Dân TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa Điện - Điện tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC VI ĐIỀU KHIỂN Lời nói đầu Ngày nay, trước phát triển mạnh mẽ khoa học công nghệ việc ứng dụng thành tựu vào sống người cảng phổ biến Theo sách trắng công ty Sun Mirciystems công bố đưa dự đoán trung bình có khoảng 100 vi điều khiển thực công việc như: điều khiển hệ thống điện thoại số, điều khiển hệ thống điều hoà không khí, lò vi sóng, điều khiển từ xa cho máy thu hình, hệ thống bảo vệ gia đình, hệ thống điều khiển đèn giao thông, thiết bị hỗ trợ cá nhân PAD… Một số khổng lồ vi điều khiển vi xủ lý sử dụng rộng dãi đồ gia dụng Bên cạnh ứng dụng gia đình lĩnh vực khác kích động tăng trưởng vi điều khiển thương mại điện tử lĩnh vực sản xuất Vi xủ lý ngày chiếm ưu so với điều khiển khác Tính ưu việt thể hiện: - Dễ dàng sử dụng thiết bị điện tử hệ thống điện tử số - Chi phí nâng cấp thấp cần linh kiện việc bảo hành bảo dưỡng - Mang lại hiệu kinh tế cao Để góp phần làm sáng tỏ hiệu ứng dụng thực tế môn vi điều khiển nói riêng ngành điện tử nói chung Chúng em trình học tập tim hiểu với dạy bảo thầy cô giáo hướng dẫn giúp đỡ nhiệt tình thầy Bùi Văn Dân chúng em giao cho đề tài :” Nghiên cứu, chế tạo kít 89Cxx ứng dụng giảng dạy “ đề tài đồ án môn học chúng em Với nỗ lực thành viên nhóm chúng em hoàn thành đề tài giao Nhưng phát triển khoa học vô cùng, chúng em mong đóng góp ý kiến thầy cô giáo,các bạn sinh viên yêu thích say mê với khoa học kỹ thuật yêu cầu nhà doanh nghiệp nhằm phát triển làm cho chương trình ngày hoàn thiện Giáo viên hướng dẫn: Bùi Văn Dân TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa Điện - Điện tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC VI ĐIỀU KHIỂN MỤC LỤC BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN MÔN HỌC CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN .1 Lời nói đầu .2 MỤC LỤC .3 Chương1 MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CỦA BỘ THỰ HÀNH (KIT) 11 1.1.MỤC ĐÍCH 11 1.2.YÊU CẦU THIẾT KẾ KIT VI ĐIỀU KHIỂN PHỤC VỤ THỰC HÀNH 12 1.2.1 Phần cứng 12 1.2.2 Các thành phần thực hành 12 1.2.3 Các thí nghiệm thực hành KIT 12 Chương THIẾT KẾ KIT VI ĐIỀU KHIỂN .14 2.1.CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 14 2.2.XÂY DỰNG SƠ ĐỒ KHỐI CỦA KIT 14 Hình 2.2: Sơ đồ khối KIT vi điều khiển .14 2.3.THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN LINH KIỆN TỪNG KHỐI 15 2.3.1 Khối xử lý trung tâm CPU .15 2.3.1.1 Chức 15 2.3.1.2 Phân tích yêu cầu chọn linh kiện tính toán .16 Hình 2.3.1.2: Cấu tạo chân BUS .17 Hình 2.3.1.3: Cấu tạo Switch điều khiển 17 Bảng 2.3.1.4: Cấu tạo Switch điều khiển 17 2.3.2 Khối ma trận bàn phím 4x4 17 2.3.2.1 Chức 17 2.3.2.2 Thiết kế mạch ma trận bàn phím 18 Hình 2.3.2.2: Sơ đồ nguyên lý Ma trận bàn phím 4x4 18 2.3.3 Khối hiển thị LCD 18 2.3.3.1 Chức 18 2.3.3.2 Phân tích yêu cầu lựa chọn linh kiện .18 2.3.3.3 Tính toán thiết kế 19 Hình 2.3.3.3: Sơ đồ nguyên lý mạch hiển thị LCD 20 2.3.4 Khối LED đơn .20 2.3.4.1 Chức 20 2.3.4.2 Thiết kế tính toán 20 Hình 2.3.4.2: Sơ đồ kết nối LED đơn .21 Hình 2.3.4.3: Các cách nối LED đơn 22 2.3.5 Khối LED 22 2.3.5.1 Chức 22 2.3.5.2 Tính toán thiết kế 22 Hình 2.3.5.2: Sơ đồ nguyên lý mạch Led 23 2.3.6 Khối ma trận LED 23 2.3.6.1 Chức 23 2.3.6 Thiết kế tính toán 23 Hình 2.3.6.2: Sơ đồ nguyên lý mạch Led Matrix 24 Giáo viên hướng dẫn: Bùi Văn Dân TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa Điện - Điện tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC VI ĐIỀU KHIỂN 2.3.7 Khối động bước, động chiều Encoder 25 2.3.7.1 Chức 25 2.3.7.2 Phân tích yêu cầu lựa chọn linh kiện .25 2.3.7.3 Tính toán thiết kế 25 Hình 2.3.7.3: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển động DC 26 Bảng 2.3.7.4: Bảng trạng thái đầu vào L298 26 Hình 2.3.7.5: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển động bước .27 Hình 2.3.7.6: Sơ đồ kết nối encoder .27 2.3.8 Khối Giao tiếp máy tính (COM) 28 2.3.8.1 Chức 28 2.3.8.2 Phân tích yêu cầu, lựa chọn linh kiện 28 2.3.8.3 Tính toán thiết kế 28 Hình 2.3.8.3: Sơ đồ nguyên lý mạch RS232 29 2.3.9 Khối chuyển đổi tương tự số ADC .29 2.3.9.1 Chức 29 2.3.9.2 Phân tích yêu cầu, lựa chọn linh kiện 29 2.9.3.3 Tính toán thiết kế 30 Hình 2.3.9.3: Sơ đồ nguyên lý mạch chuyển đổi A/D 31 2.3.10 Khối mạch nạp 31 2.3.11 Khối Nguồn nuôi 31 2.3.11.1 Chức 31 2.3.11.2 Thiết kế tính toán 31 Hình 2.3.11.2: Sơ đồ nguyên lý nguồn 33 Chương HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG KIT VÀ XÂY DỰNG BÀI TẬP THỰC HÀNH CHO BỘ KIT 34 3.1 MODUL mạch nạp 34 Hinh 3.1: Hình ảnh mạch nạp thực tế .34 3.1.1 Mô tả nguyên lý 34 3.1.2 Giao diện phần mềm trình tự thực 35 Hình 3.1.2 Giao diện phần mền nạp IC 35 3.1.3 Hướng dẫn sử dụng .35 3.2 MODUL CPU 36 Hình 3.2: Hình ảnh khối CPU cổng giao tiếp .36 3.2.1 Tính .36 3.2.2 Hướng dẫn sử dụng .37 Bảng 3.2.2: Trạng thái chuyển mạch control dat in/out 37 3.3.MODUL Nút ấn 39 Hình 3.3: Hình ảnh thực tế khối nút ấn 39 3.3.1 Tính .39 3.3.2 Hướng dẫn sử dụng .39 3.4 MODUL LED đơn 39 Hình 3.4: Hình ảnh thực tế khối LED đơn .40 3.4.1 Mô tả nguyên lý 40 3.4.2 Phương pháp lập trình 40 3.4.3 Xây dựng mẫu tập thực hành .40 Hình 3.4.3: Hình ảnh kết nối thực tế khối LED đơn 40 Giáo viên hướng dẫn: Bùi Văn Dân TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa Điện - Điện tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC VI ĐIỀU KHIỂN 3.5 MODUL LED .41 Hình 3.5: Hình ảnh thực tế khối LED 42 3.5.1 Mô tả nguyên lý 42 3.5.2 Phưong pháp lập trình 42 Bảng 3.5.2: Bảng điều khiển LED .42 Hình 3.5.2.1: Lưu đồ điều khiển LED .43 3.5.3 Xây dựng mẫu tập thực hành .43 Hình 3.5.3: Hình ảnh kết nối thực tế khối LED 44 3.6 MODUL ma trận bàn phím 4x4 45 Hình 3.6: Hình ảnh thực tế ma trận bàn phím 45 3.6.1 Mô tả nguyên lý 45 Bảng 3.6.1: Bảng chức điều khiển ma trận bàn phím 4x4 45 3.6.2 Phương pháp lập trình 45 Hình 3.6.2: Lưu đồ điều khiển ma trận bàn phím 46 3.6.3 Xây dựng mẫu tập thực hành 46 Bảng 3.6.3: Bảng quy ước nút ấn .47 Hình 3.6.3: Hình ảnh kết nối thực tế khối ma trận bàn phím 47 3.7 MODUL ma trận LED 16x8 50 Hình 3.7: Hình ảnh thực tế khối ma trận LED 16x8 50 3.7.1 Mô tả nguyên lý 50 Hình 3.7.1: Cấu tạo phần cứng điều khiển ma trận LED .50 3.7.2 Phương pháp lập trình 51 Bảng 3.7.2: Cách lập mã cho ma trận LED 51 3.7.3 Xây dựng mẫu tập thực hành .52 Hình 3.7.3: Hình ảnh kết nối thực tế khối ma trận LED 52 3.8 MODUL LCD 53 Hình 3.8: Hình ảnh thực tế khối LCD 54 3.8.1 Mô tả nguyên lý 54 Bảng 3.8.1.1: Sơ đồ chân chức LCD 54 Bảng 3.8.1.2: Bảng mã lệnh LCD 54 3.8.2 Phương pháp lập trình 54 Hình 3.8.2: Lưu đồ giải thuật gửi lệnh LCD 56 Hình 3.8.2.1: Lưu đồ giải thuật khởi tạo LCD 57 3.8.3 Xây dựng tập mẫu tập thực hành 57 Hình 3.8.3: Hình ảnh kết nối thực tế khối LCD .57 3.9 MODUL động bước 63 Hình 3.9: Hình ảnh thực tế khối động bước 63 3.9.1 Mô tả nguyên lý 63 3.9.2 Phương pháp lập trình 63 Bảng 3.9.2: Bảng mã điều khiển bước 65 Bảng 3.9.3: Bảng mã điều khiển nửa bước .65 3.9.3 Xây dựng mẫu tập thực hành .65 Hình 3.9.3: Hình ảnh kết nối thực tế khối động bước .66 3.10 MODUL động DC Encoder 67 Hình 3.10: Hình ảnh thực tế khối động DC Encoder 67 3.10.1 Mô tả nguyên lý 67 Giáo viên hướng dẫn: Bùi Văn Dân TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa Điện - Điện tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC VI ĐIỀU KHIỂN 3.10.2 Phương pháp lập trình 67 Hình 3.10.2: Lưu đồ thuật toán điều khiển động DC Encoder .68 3.10.3 Xây dựng mẫu tập thực hành .69 Hình 3.10.3: Hình ảnh kết nối thực tế khối đọng DC Encoder 69 3.11 MODUL ADC 0804 70 Hình 3.11: Hình ảnh thực tế khối ADC0804 70 3.11.1 Mô tả nguyên lý 70 Bảng 3.11.1: Bảng chức chân ADC 0804 .71 Bảng 3.11.2: Các mức điện áp chuyển đổi ADC0804 .71 3.11.2 Phương pháp lập trình giải thuật 72 Hình 3.11.2: Lưu đồ chuyển đổi ADC0804 73 3.11.3 Xây dựng mẫu tập thực hành .73 Hình 3.11.3: Hình ảnh kết nối thực tế khối ADC 0804 73 3.12 MODUL giao tiếp COM .78 Hình 3.12: Hình ảnh thực tế khối giao tiếp COM 78 3.12.1 Mô tả nguyên lý 78 Bảng 3.12.1: Bảng chức chân COM .79 3.12.2 Phương pháp lập trình giải thuật: 79 Hình 3.12.3: Giao diện phần mền giao tiếp COM 79 Chương KINH NGHIỆM THIẾT KẾ THI CÔNG MẠCH .81 4.1 Vẽ mạch nguyên lý mạch in .81 4.2 Thi công mạch in .81 4.2.1 Phương án 81 4.2.2 Phương án 81 4.2.3 Phương án 81 4.3 Lắp ráp linh kiện vào mạch kiểm tra 82 4.3.1 Kiểm tra 82 4.3.2 Đo mối nối 82 4.3.3 Kiểm tra phần mềm 82 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ .83 Kết luận .83 Khuyến nghị 83 Tài liệu tham khảo .85 Giáo viên hướng dẫn: Bùi Văn Dân TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa Điện - Điện tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC VI ĐIỀU KHIỂN MỤC LỤC HÌNH VẼ Hình 2.2: Sơ đồ khối KIT vi điều khiển .Error: Reference source not found Hình 2.3.1.2: Cấu tạo chân BUS Error: Reference source not found Hình 2.3.1.3: Cấu tạo Switch điều khiển Error: Reference source not found Hình 2.3.2.2: Sơ đồ nguyên lý Ma trận bàn phím 4x4 Error: Reference source not found Hình 2.3.3.3: Sơ đồ nguyên lý mạch hiển thị LCD Error: Reference source not found Hình 2.3.4.2: Sơ đồ kết nối LED đơn Error: Reference source not found Hình 2.3.4.3: Các cách nối LED đơn Error: Reference source not found Hình 2.3.5.2: Sơ đồ nguyên lý mạch Led Error: Reference source not found Hình 2.3.6.2: Sơ đồ nguyên lý mạch Led MatrixError: Reference source not found Hình 2.3.7.3: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển động DC .Error: Reference source not found Hình 2.3.7.5: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển động bước Error: Reference source not found Hình 2.3.7.6: Sơ đồ kết nối encoder Error: Reference source not found Hình 2.3.8.3: Sơ đồ nguyên lý mạch RS232 Error: Reference source not found Hình 2.3.9.3: Sơ đồ nguyên lý mạch chuyển đổi A/D Error: Reference source not found Hình 2.3.11.2: Sơ đồ nguyên lý nguồn Error: Reference source not found Hinh 3.1: Hình ảnh mạch nạp thực tế Error: Reference source not found Hình 3.1.2 Giao diện phần mền nạp IC .Error: Reference source not found Hình 3.2: Hình ảnh khối CPU cổng giao tiếp Error: Reference source not found Hình 3.3: Hình ảnh thực tế khối nút ấn Error: Reference source not found Hình 3.4: Hình ảnh thực tế khối LED đơn Error: Reference source not found Giáo viên hướng dẫn: Bùi Văn Dân TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa Điện - Điện tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC VI ĐIỀU KHIỂN Hình 3.4.3: Hình ảnh kết nối thực tế khối LED đơn Error: Reference source not found Hình 3.5: Hình ảnh thực tế khối LED Error: Reference source not found Hình 3.5.2.1: Lưu đồ điều khiển LED Error: Reference source not found Hình 3.5.3: Hình ảnh kết nối thực tế khối LED Error: Reference source not found Hình 3.6: Hình ảnh thực tế ma trận bàn phím Error: Reference source not found Hình 3.6.2: Lưu đồ điều khiển ma trận bàn phím Error: Reference source not found Hình 3.6.3: Hình ảnh kết nối thực tế khối ma trận bàn phím .Error: Reference source not found Hình 3.7: Hình ảnh thực tế khối ma trận LED 16x8 Error: Reference source not found Hình 3.7.1: Cấu tạo phần cứng điều khiển ma trận LED .Error: Reference source not found Hình 3.7.3: Hình ảnh kết nối thực tế khối ma trận LEDError: Reference source not found Hình 3.8: Hình ảnh thực tế khối LCD Error: Reference source not found Hình 3.8.2: Lưu đồ giải thuật gửi lệnh LCD Error: Reference source not found Hình 3.8.2.1: Lưu đồ giải thuật khởi tạo LCD Error: Reference source not found Hình 3.8.3: Hình ảnh kết nối thực tế khối LCD Error: Reference source not found Hình 3.9: Hình ảnh thực tế khối động bước Error: Reference source not found Hình 3.9.3: Hình ảnh kết nối thực tế khối động bướcError: Reference source not found Hình 3.10: Hình ảnh thực tế khối động DC Encoder Error: Reference source not found Hình 3.10.2: Lưu đồ thuật toán điều khiển động DC Encoder .Error: Reference source not found Hình 3.10.3: Hình ảnh kết nối thực tế khối đọng DC Encoder .Error: Reference source not found Hình 3.11: Hình ảnh thực tế khối ADC0804Error: Reference source not found Hình 3.11.2: Lưu đồ chuyển đổi ADC0804 Error: Reference source not found Giáo viên hướng dẫn: Bùi Văn Dân TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa Điện - Điện tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC VI ĐIỀU KHIỂN Hình 3.11.3: Hình ảnh kết nối thực tế khối ADC 0804 Error: Reference source not found Hình 3.12: Hình ảnh thực tế khối giao tiếp COM .Error: Reference source not found Hình 3.12.3: Giao diện phần mền giao tiếp COM .Error: Reference source not found MỤC LỤC DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 2.3.1.4: Cấu tạo Switch điều khiển Error: Reference source not found Bảng 2.3.7.4: Bảng trạng thái đầu vào L298Error: Reference source not found Bảng 3.2.2: Trạng thái chuyển mạch control dat in/outError: Reference source not found Bảng 3.5.2: Bảng điều khiển LED .Error: Reference source not found Bảng 3.6.1: Bảng chức điều khiển ma trận bàn phím 4x4 Error: Reference source not found Bảng 3.6.3: Bảng quy ước nút ấn Error: Reference source not found Bảng 3.7.2: Cách lập mã cho ma trận LED Error: Reference source not found Bảng 3.8.1.1: Sơ đồ chân chức LCD .Error: Reference source not found Bảng 3.8.1.2: Bảng mã lệnh LCD Error: Reference source not found Bảng 3.9.2: Bảng mã điều khiển bước .Error: Reference source not found Bảng 3.9.3: Bảng mã điều khiển nửa bước Error: Reference source not found Bảng 3.11.1: Bảng chức chân ADC 0804 Error: Reference source not found Bảng 3.11.2: Các mức điện áp chuyển đổi ADC0804 Error: Reference source not found Bảng 3.12.1: Bảng chức chân COM Error: Reference source not found MỤC LỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT (TÊN NƯỚC NGOÀI) ALIA S ADC ENGLISH VIETNAMESE Analog-to-digital Converter Bộ chuyển đổi tương tự số Giáo viên hướng dẫn: Bùi Văn Dân TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa Điện - Điện tử DAC KIT IDE MCS Digital –to-analog Converter Intergate Development Environment Micro-Controller System Giáo viên hướng dẫn: Bùi Văn Dân ĐỒ ÁN MÔN HỌC VI ĐIỀU KHIỂN Bộ chuyển đổi số tương tự Bộ dụng cụ (Bộ thí nghiệm) Môi trường phát triển tích hợp Hệ thống vi điều khiển 10 TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa Điện - Điện tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC VI ĐIỀU KHIỂN 1- Chuyển đổi điện áp VR2 - Chuyển đổi điện áp vào từ cảm biến nhiệt độ LM35 Địa (Số chân Port) 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16 Chân VĐK Px.0 ÷ Px.7 P3.0 P3.1 19 20 20 40 Chức Ghi DB0 đến Chân đầu số DB7 Cho phép chuyển WR đổi Báo chuyển đổi INTR xong GND Chân nối Mass 0V Vcc Chân nối +5V Bảng 3.11.1: Bảng chức chân ADC 0804 Nguyên lý Mạch ADC 0804: điện áp chuyển đổi đưa vào +Vin –Vin Giải điện áp khoảng ÷ +5V Đối với dải điện áp đưa vào nhỏ +5V phải đưa vào điện áp mẫu Vref/2 theo bảng sau: Vref/2 (V) Vin(V) Step size (mV) Hở* 0÷5 5/256 = 19.53 2.0 0÷4 4/256 = 15.62 1.5 0÷3 3/256 = 11.71 1.28 ÷ 2.56 2.56/256 = 10 1.0 0÷2 2/256 = 7.81 0.5 0÷1 1/256 = 3.90 Bảng 3.11.2: Các mức điện áp chuyển đổi ADC0804 Sau thiết lập xong cho phần cứng ta đưa WR mức để bắt đầu chuyển đổi Quá trình chuyển đổi thực xong ADC báo tới chân INTR xuống mức Lúc ADC dã chuyển đổi xong ta muốn đọc liệu cổng số Dout chân RD phải xuống mức Tuy nhiên mạch phần cứng thiết lập chân RS chân RD mức để liệu cho phép chuyển đổi đọc chuyển đổi xong *: RS = Giáo viên hướng dẫn: Bùi Văn Dân 71 TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa Điện - Điện tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC VI ĐIỀU KHIỂN Nguyên lý mạch DAC 0808: Đưa mức logic 0,1 vào đầu vào số Din (D1 – D8) DAC chuyển đổi theo dòng so sánh Iref (Vref/R14 = 2mA) đưa đầu chân dòng Iout = Vref  A1 A A3 A A5 A6 A7 A8   + + + + + + +  R14  16 32 64 128 256  Dòng chuyển đổi thành điện áp Vout nhờ khuếch đại thuật toán µA741 với điện trở hồi tiếp 5K Điện áp đầu tính sau:  A1 A A3 A A5 A6 A7 A8  Vout = 10V. + + + + + + +  16 32 64 128 256   3.11.2 Phương pháp lập trình giải thuật Phương pháp lập trình ADC0804 : Chọn cổng Px làm cổng nhận tín hiệu chuyển đổi Đưa tín hiệu điều khiển vào chân WR tác động mức phép chuyển đổi A-D lúc ADC0804 chuyển đổi tín hiệu tương tự nhập vào thành tín hiệu số Quá trình chuyển đổi thực xong báo ngắt INTR ADC0804 tín hiệu chương trình AT89C51 kiểm tra tới xuất ngắt cho phép đọc tín hiệu từ cổng P0 vào ghi A từ kiểm tra trạng thái ghi A đưa chương trình lệnh thích hợp.Ví dụ chuyển mã HEX từ A sang mã ASCII hiển thị LCD Hay đưa điều khiển tốc độ động bước, DC… - Giải thuật Giáo viên hướng dẫn: Bùi Văn Dân 72 TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa Điện - Điện tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC VI ĐIỀU KHIỂN Hình 3.11.2: Lưu đồ chuyển đổi ADC0804 3.11.3 Xây dựng mẫu tập thực hành Ví dụ số1: Kết nối cổng P1, P3 tới ADC 0804, P0, P2 tới LCD P1 kết nối với chân cắm data ADC, P3 kết nối với chân cắm đọc ADC, P2, kết nối với data LCD, P0 kết nối với control LCD Viết chương trình hiển thị điện áp lên hình LCD thay đổi điện áp đầu vào VR2 Chú ý: control data in/out khối CPU - Sơ đồ kết nối thực tế: Hình 3.11.3: Hình ảnh kết nối thực tế khối ADC 0804 Code chưong trình: Code: $include(reg51.inc) donvi chuc equ 40h equ 41h Giáo viên hướng dẫn: Bùi Văn Dân 73 TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa Điện - Điện tử tram nhodonvi nhochuc nhotram nho1 nho2 nho3 port_dataLCD port_dataADC E RS RW WR1 INTR equ equ 43h equ equ equ equ equ equ p2 equ p1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC VI ĐIỀU KHIỂN 42h 44h 45h 46h 47h 48h BIT P0.2 BIT P0.0 BIT P0.1 BIT P3.7 BIT P3.6 ;==================================== org 00h main: mov p2,#0ffh MOV P1,#0FFH mov p3,#0ffh mov donvi,#30h ; khoi tao 000 cho man hinh lcd mov chuc,#30h mov tram,#30h ;============================ lcall khoitaoLCD van2: lcall converBCD lcall hienthiketqua call delay jmp van2 ;xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx khoitaoLCD: MOV A,#38H ; LCD dong kieu matran 5x7 LCALL MALENH LCALL delay MOV A,#0EH ; xoa man hinh hien thi LCALL MALENH LCALL delay MOV A,#01H ; xoa man hinh hien thi LCALL MALENH LCALL delay MOV A,#80H ; Ep tro ve dau dong thu LCALL MALENH LCALL delay ;===xxxxxxx Hien thi chuyen doi ADC xxxxxxxxxxxx======= MOV A,#"C" ACALL DULIEU ACALL delay MOV A,#"h" ACALL DULIEU ACALL delay MOV A,#"u" ACALL DULIEU ACALL delay MOV A,#"y" ACALL DULIEU ACALL delay MOV A,#"e" Giáo viên hướng dẫn: Bùi Văn Dân 74 TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa Điện - Điện tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC VI ĐIỀU KHIỂN ACALL DULIEU ACALL delay MOV A,#"n" ACALL DULIEU ACALL delay MOV A,#" " ACALL DULIEU ACALL delay MOV A,#"d" ACALL DULIEU ACALL delay MOV A,#"o" ACALL DULIEU ACALL delay MOV A,#"i" ACALL DULIEU ACALL delay MOV A,#" " ACALL DULIEU ACALL delay MOV A,#"A" ACALL DULIEU ACALL delay MOV A,#"D" ACALL DULIEU ACALL delay MOV A,#"C" ACALL DULIEU ACALL delay ;======================== MOV A,#0C0H ; Ep tro ve dau dong thu LCALL MALENH LCALL delay MOV A,#"V" ACALL DULIEU ACALL delay MOV A,#"i" ACALL DULIEU ACALL delay MOV A,#"n" ACALL DULIEU ACALL delay MOV A,#":" ACALL DULIEU ACALL delay MOV A,#" " ACALL DULIEU ACALL delay MOV A,tram ACALL DULIEU ACALL delay MOV A,#"." ACALL DULIEU ACALL delay MOV A,chuc ACALL DULIEU ACALL delay MOV A,donvi ACALL DULIEU ACALL delay Giáo viên hướng dẫn: Bùi Văn Dân 75 TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa Điện - Điện tử MALENH: DULIEU: ĐỒ ÁN MÔN HỌC VI ĐIỀU KHIỂN MOV ACALL ACALL MOV ACALL ACALL MOV ACALL ACALL MOV ACALL ACALL MOV ACALL ACALL RET A,#" " DULIEU delay A,#"V" DULIEU delay A,#"D" DULIEU delay A,#"C" DULIEU delay A,#"." DULIEU delay MOV CLR CLR SETB CALL CLR RET port_dataLCD,A ; DUA BYTE MA LENH VAO P2 RS ; RS = : GHI MA LENH RW ; RW = : GHI VAO LCD E ; E = cho xung cao TRE1 E ; E = cho xung cao xuong thap MOV port_dataLCD,A ; DUA DU LIEU RA P2 SETB RS ; RS = :GHI DU LIEU CLR RW ; RW = :GHI VAO LCD SETB E ; E = cho xung cao CALL TRE1 CLR E ; E = cho xung cao xuong thap RET ;============================= TRE1: MOV R3,#20 HERE1: MOV R4,#200 DJNZ R4,$ DJNZ R3,HERE1 RET ;=xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx converBCD: SETB INTR CLR WR1 SETB WR1 ; BAT DAU CHUYEN DOI nop nop nop nop mov a,port_dataADC; lay du lieu dau vao tu ADC cat vao a mov b,#10 div ab ; chia a cho 10 ket qua luu vao a, du luu vao b mov nhodonvi,b ; cat ket qua vao nho mov b,#10 div ab ; a luu byte thap , b luu byte cao mov nhochuc,b ; cat byte cao vao nho mov nhotram,a ;================nhan 2=========== mov a,nhodonvi Giáo viên hướng dẫn: Bùi Văn Dân 76 TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa Điện - Điện tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC VI ĐIỀU KHIỂN mov b,#2 mul ab mov b,#10 div ab mov nho1,a orl b,#30h ; chuyen ma ASCII mov donvi,b ; luu vao donvi ;================== mov a,nhochuc mov b,#2 mul ab mov b,#10 div ab mov nho2,a mov a,b add a,nho1 orl a,#30h ; chuyen ma ASCII mov chuc,a ; luu vao donvi ;================== mov a,nhotram mov b,#2 mul ab mov b,#10 div ab mov a,b add a,nho2 orl a,#30h ; chuyen ma ASCII mov tram,a ; luu vao donvi ret ;========================= hienthiketqua: MOV A,#0C0H ; Ep tro ve dau dong thu LCALL MALENH LCALL TRE1 MOV A,#0CH ; bat hien thi tat tro LCALL MALENH LCALL TRE1 mov r2,#05 van1: MOV A,#14H ; DICH CON TRO SANG PHAI lan LCALL MALENH LCALL TRE1 djnz r2,van1; dich tro den vi tri hien thi MOV A,tram ACALL DULIEU ACALL TRE1 MOV A,#"." ACALL DULIEU ACALL TRE1 MOV A,chuc ACALL DULIEU ACALL TRE1 MOV A,donvi ACALL DULIEU ACALL TRE1 ret ;================ delay: mov r1,#150 K2: mov r2,#200 Giáo viên hướng dẫn: Bùi Văn Dân 77 TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa Điện - Điện tử K3: ĐỒ ÁN MÔN HỌC VI ĐIỀU KHIỂN djnz r2,K3 djnz r1,K2 ret END Bài tập số 1: Kết nối phần cứng tương tự ví dụ viết chương trình hiển thị nhiệt độ phòng lên hình LCD( giữ nguyên kết nối chuyển Switch sang LM35) 3.12 MODUL giao tiếp COM Chuyển mạch nguồn Chân cắm Rxd Txd Cổng COM Hình 3.12: Hình ảnh thực tế khối giao tiếp COM 3.12.1 Mô tả nguyên lý Số chân(PORT SV1) Số chân(COMM PORT) Chân VĐK P3.0 (RxD) P3.1 (RxD) GND Vcc RxD (RS232) TxD (RS232) Giáo viên hướng dẫn: Bùi Văn Dân Chức P3.0 nối với T2IN P3.1 nối với R2out Mass VĐK + 5V Chức Nhận DATA Truyền DATA 78 TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa Điện - Điện tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC VI ĐIỀU KHIỂN GND Chung GND với VĐK Bảng 3.12.1: Bảng chức chân COM 3.12.2 Phương pháp lập trình giải thuật: Phương pháp: Kiểm tra (thăm dò)cờ TI, RI để biết liệu thực truyền nhận xong chưa Phương pháp lúc thăm dò cờ TI RI bật lên không thực công việc khác Dùng ngắt COMM (TI, RI) 0023H VĐK báo nhận byte hay sẵn sàng truyền byte ta thực công việc khác truyền thông nối tiếp phục vụ Kết nối với máy tính thông qua phần mềm Hiện có nhiều phần mềm hỗ trợ việc kết nối thiết bị ngoại vi với máy tính thông qua conge mở rộng như: COM, LPT, ISA, PCI, đặc biệt chuẩn USB thông dụng nay, đồ án thời gian, nên đề cập đến giao tiếp qua cổng COM Các phần mềm Pascal, C, Delphi, Visual Basic Giới thiệu phần mềm giao tiếp máy tính qua RS232 Hình 3.12.3: Giao diện phần mền giao tiếp COM - COM port : Lựa chọn cổng COM kết nối - Open : Mở cổng COM lựa chọn mục COM - Gui: Truyền liệu xuống VĐK - Nhan: Nhận liệu từ VĐK - Exit: Thoát khỏi chương trình - Cài đặt COM : Giáo viên hướng dẫn: Bùi Văn Dân 79 TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Khoa Điện - Điện tử ĐỒ ÁN MÔN HỌC VI ĐIỀU KHIỂN +> Tốc độ baud: 9600 bps +> bit data +> stop +> Kiểm tra chẵn lẻ không Giáo viên hướng dẫn: Bùi Văn Dân 80 Chương KINH NGHIỆM THIẾT KẾ THI CÔNG MẠCH 4.1 Vẽ mạch nguyên lý mạch in Công việc trợ giúp phần mềm Eagle Đây phần mềm chuyên dùng cho người thiết kế mạch điện tử Để mạch chạy tốt sơ đồ nguyên lý mạch phải đúng, đầy đủ Khi cho chậy board mạch cần phải ý đến kích thước đường tín hiệu đường nguồn, đường nguồn có kích thước lớn đường tín hiệu 4.2 Thi công mạch in Sau vẽ xong mạch in việc làm board thực theo phương án sau: 4.2.1 Phương án Tự in mạch thủ công bàn nghĩa vẽ mạch xong Đem in giấy đềcan sau dùng bàn là lên fip đồng sau dùng dung dịch FeCl3 ăn mòn Cách độ xác không cao, dùng cho mạch in đường tín hiệu, lớp Với KIT nhiều đường qua chân linh kiện kích thước nhỏ hai lớp Vì áp dụng cách để làm mạch KIT 4.2.2 Phương án Làm mạch phương pháp in lưới Nghĩa sau vẽ mạch xong, đem in lưới lên mạch in, sau dùng dung dịch ăn mòn Cách độ xác cao hơn, đồng thời thi công board có kích thước lớn số lượng nhiều giảm bớt giá thi công mạch Nhưng không thi công mạch lớp, cách tối ưu 4.2.3 Phương án Phương án phải dùng đến máy chuyên dùng thi công mạch in, cách thi công mạch có độ xác cao nhất, hư hỏng, thi công mạch nhiều lớp với đường mạch với kích thước nhỏ Về thẩm mĩ đẹp chuyên nghiệp Với yêu cầu phức tạp mạch KIT chúng em chọn phương án để thi công mạch, nhiên giá thành cho phương án cao 4.3 Lắp ráp linh kiện vào mạch kiểm tra 4.3.1 Kiểm tra Sau thiết kế gia công mạch in nhiệm vụ kiểm tra toàn mạch trước lắp linh kiện vào Bởi KIT thiết kế tương đối phức tạp nên phần mạch in gia công không tránh khỏi lỗi nhỏ Ngay từ đầu phần thiết kế cuả mạch đặt ra, chúng em liệt kê tất linh kiện mạch chuẩn bị mua Trước lắp ráp lần chúng em phải kiểm tra lại linh kiện lần để tránh thiếu xót nhằm lẫn Việc lắp ráp linh kiện khâu quan trọng, mạch in có lỗ khoan gần nên hàn dễ bị chạm mạch Mặt khác, hàn không cẩn thận hạt thiếc nhỏ rơi vãi mạch dễ dẫn đến khả chạm mạch, làm hư hỏng linh kiện Việc khắc phục cách phủ xanh mạch in Để hạn chế việc hàn thiếc dễ dẫn đến linh kiện bị chết sức nóng mỏ hàn, dùng đế cắm IC Đây giải pháp an toàn cho linh kiện, đồng thời có hư hỏng linh kiện việc sửa chữa dễ dàng thực mà không làm hư hỏng mạch in 4.3.2 Đo mối nối Việc làm thời gian, quan trọng nhằm tránh rủi ro chạm mạch Chúng ta dùng đồng hồ vạn để đo điện trở (hoặc đồng hồ số có chuông báo thông mạch) để kiểm tra đường tín hiệu có chạm chập hay không, mối hàn tiếp xúc tốt chưa Đặc biệt ý tới đường nguồn, đường xuyên mạch từ lớp sang lớp 4.3.3 Kiểm tra phần mềm Sau hoàn tất việc hàn mạch viết số chương trình đơn giản để kiểm tra Port, hay tín hiệu dùng máy đo kiểm nghiệm theo thiết kế KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Kết luận Sau trình nghiên cứu thi công, nhóm hoàn thành nội dung đề tài nêu 14 modul thiết kế chế tạo với mục đích sử dụng việc giảng dạy thực hành, thí nghiệm cho môn học vi điều khiển ứng dụng modul trình giảng dạy không trường đại học, cao đảng trung học truyên nghiệp mà trường THPT đem lại nhựng hiệu tích cực Modul thực tập nhóm sinh viên chúng em gồn nhiều khối gói gọn vào bo mạch để gọn vali nên thuận tiện cho việc sử dụng, vận chuyển bảo quản Modul kiểm tra, khắc phục lỗi chạy ứng dụng tương ứng Với cá nhân nhóm, sau thực xong đề tài có thêm nhiều kiến thức cấu trúc phần cứng vi điều khiển, lập trình vi điều khiển ghép nối cho ứng dụng thực tế Đồng thời có thêm kinh nghiệm việc thiết kế, lập trình ứng dụng cho vi điều khiển đặc biệt có thêm kinh nghiệm tự tin trường tiếp xúc làm việc với nhà doanh nghiệp Khuyến nghị Đề tài cho phép làm việc với loại chip họ 89Cxx 89Sxx, chế độ kiểm tra để người dùng quan sát trình hoạt động KIT Với hạn chế ta phát triển đề tài sử dụng loại chip khác PIC, AVR, … Xây dựng phần mềm tương tác KIT máy tính để mô hoạt động KIT máy tính, giúp người dùng trực quan câu lệnh, hoạt động chip Sau hoàn thành đề tài chúng em học hỏi nhiều kiến thức kinh nghiệm bổ ích từ thầy cô bạn bè, phát triển KHKT nhu cầu xã hội trình ứng dụng tiến KHCN vào sản xuất Chúng em mong thầy cô giáo cho chúng em đề tài ngày thiết thực bạn sinh viên tích cực phát huy khả sáng tạo đưa ý tưởng đời sản phẩm mới, có chỗ đứng thị trường Xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo bạn đóng góp ý kiến giúp đỡ chúng em hoàn thành đề tài Nhóm sinh viên thưc hiện: Vũ Đình Văn Phan Văn Thắng Nguyễn Thị Ngần Thiều Thị Thu Nguyễn Thị Hương Tài liệu tham khảo Nguyễn Tăng Cường, Phan Quốc Thắng Cấu trúc lập trình họ vi điều khiển 8051 NXB Khoa học kỹ thuật, 2004 Lâm Tăng Đức, Lê Tiến Dũng Giáo trình kỹ thuật vi điều khiển ĐH Đà Nẵng, 2006 TS Nguyễn Mạnh Giang Cấu trúc – Lập trình – Ghép nối ứng dụng vi điều khiển (2 tập), NXB Giáo dục Tống Văn On, Hoàng Đức Hải Họ vi điều khiển 8051 NXB Lao động – xã hội, 2004 Tống Văn On, Hoàng Đức Hải Thiết kế hệ thống với họ 8051, NXB Phương Đông, 2006 Ngô Diên Tập Đo lường điều khiển máy tính NXB Khoa học kỹ thuật, 1999 Ngô Diên Tập Vi điều khiển với lập trình C NXB Khoa học kỹ thuật, 2006 Bạch Hưng Trường Giáo trình kỹ thuật vi điều khiển ĐH sư phạm kỹ thuật Hưng Yên, 2003 Webside tham khảo: http://www.datasheetcatalog.com http://www.sunrom.com http://www.dientuvietnam.com http://www.google.com.vn http://www.cơđiệntử.info http://www.diendandientu.com.vn http://www.tudonghoa.com.vn http://www.batronix.com http://www.atmel.com http://www.lancos.com