Thiết kế và chế tạo máy tính chuyên dụng trên cơ sở vi điều khiển atmega16

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN Error! Bookmark not defined LỜI CAM ĐOAN Error! Bookmark not defined MỞ ĐẦU CHƯƠNG GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI .4 1.1 TÊN ĐỀ TÀI 1.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA CÔNG TY NATSTEELVINA .4 1.3 DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ CÁN THÉP CỦA NATSTEELVINA 1.4 YÊU CẦU THỰC TẾ 1.5 GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 GIỚI THIỆU VI ĐIỀU KHIỂN AVR 2.2 KIẾN TRÚC CỦA VI ĐIỀU KHIỂN AVR 2.2.1 Đặc điểm AVR 2.2.2 Kiến trúc họ vi điều khiển AVR 2.2.3 Tệp ghi 11 2.2.4 Khối số học logic 12 2.2.5 Truy nhập nhớ việc thực thi lệnh 12 2.6 Bộ nhớ vào/ra 13 2.2.7 Bộ nhớ EEPROM 16 2.2.8 Cổng vào/ra 19 2.2.9 Bộ nhớ SRAM 19 2.2.10 Bộ định thời 20 2.2.11 Bộ truyền nhận UART 20 2.2.12 Cấu trúc ngắt 22 2.2.13 Bộ so sánh analog 24 2.2.14 Bộ định thời watchdog bên 27 2.3 TẬP LỆNH DÙNG CHO AVR 28 2.4 CÁC CHẾ ĐỘ TRUY NHẬP ĐỊA CHỈ CỦA AVR 32 2.4.1 Địa ghi đơn trực tiếp .32 2.4.2 Địa hai ghi trực tiếp 32 2.4.3 Địa trực tiếp cổng vào 32 4.4 Địa trực tiếp liệu 32 2.4.5 Địa liệu dán tiếp với dịch chuyển: 32 2.4.6 Địa gián tiếp liệu: 32 2.4.7 Địa liệu dán tiếp với tăng giảm trỏ 33 2.4.8 Địa số nhớ chương trình 33 2.4.9 Địa nhớ chương trình gián tiếp 33 2.5 GIAO DIỆN NỐI TIẾP THIẾT BỊ NGOẠI VI 33 CHƯƠNG THIẾT KẾ MÁY TÍNH CHUYÊN DỤNG 39 3.1 MỤC ĐÍCH .39 3.2 YÊU CẦU 39 3.3 THIẾT KẾ 39 3.3.1 Thiết kế phần cứng 39 3.3.1.1 Khối trung tâm 40 3.3.1.2 Khối hiển thị 48 3.3.1.3 Khối bàn phím 52 3.3.1.4 Khối giao tiếp máy tính 55 3.3.2 Thuật toán chương trình 59 3.4 TẠO MẠCH SẢN PHẨM 63 3.4.1 Vẽ mạch phần mềm Orcad 63 3.4.2 Hàn linh kiện 64 3.4.4 Sản phẩm 65 KẾT LUẬN 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO .67 MỞ ĐẦU Vi điều khiển ngày ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực đời sống người Theo nhận xét công ty Sun Microsystems công bố gần với gia đình có mức sống trung bình cuối thập niên chứa khoảng 50 đến 100 vi điều khiển thực công việc như: điều khiển điện thoại số lò vi sóng, máy video cassete, máy thu hình điều khiển từ xa cho máy thu hình, máy rửa bát đĩa, hệ thống bảo vệ dùng cho gia đình…Thậm chí xem số dùng để phản ánh thu nhập gia đình nước phát triển Ta phủ nhận có số lượng khổng lồ vi điều khiển vi xử lý sử dụng đồ điện tử gia dụng Chính vây mà em chọn đề tài : “Thiết kế chế tạo máy tính chuyên dụng sở vi điều khiển ATMEGA16” để làm đồ án tốt nghiệp Em mong sau hoàn thành đồ án em có số kiến thức vi điều khiển thiết kế mạch ứng dụng dùng vi điều khiển Điều giúp ích nhiều cho công việc học tập, nghiên cứu sau em trường Được hướng dẫn tận tình thầy Phạm Đức Long cộng với cố gắng nghiên cứu em thu kết khả quan, đáp ứng phần nhiệm vụ đặt Mặc dù cố gắng, song thời gian có hạn kiến thức non yếu nên đề tài chắn em nhiều thiếu sót Chính em mong góp ý thầy cô bạn khoa để đề tài mở rộng phát triển thành ứng dụng thực tế Em xin chân thành cảm ơn! Thái nguyên tháng 05 năm 2008 CHƯƠNG GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 TÊN ĐỀ TÀI “THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY TÍNH CHUYÊN DỤNG TRÊN CƠ SỞ VI ĐIỀU KHIỂN ATMEGA16” 1.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA CÔNG TY NATSTEELVINA + Công ty NatSteelVina Công ty Liên doanh tập đoàn NatSteel tập đoàn hàng đầu Singapore Tổng công ty Thép Việt Nam (VSC) + Công ty thành lập sở giấy phép đầu tư số 711/GP ngày 2/11/1993 Nhà máy đặt Thành phố Thái Nguyên - Tỉnh Thái Nguyên Với công nghệ cán nóng liên tục hàng dọc có công suất cán 150.000tấn/năm, cung cấp sản phẩm thép xây dựng bao gồm thép kích thước từ 9 - 32 mm, thép dây có kích thước từ 5 - 8mm Sản phẩm công ty đạt tiêu chuẩn thép cán nóng Việt Nam quốc tế Chất lượng sản phẩm công ty quản lý chặt chẽ theo tiêu chuẩn ISO 9001-2000 + Công ty NatSteelVina thừa kế mạnh cạnh tranh sản lượng, kinh nghiệm công nghệ từ hai bên đối tác Liên doanh, tâm điểm tập trung chức hỗ trợ nghiên cứu ứng dụng phát triển hệ thống thông tin, khâu mua nguyên vật liệu, khâu phục vụ tiếp thị + Lãnh đạo NatSteelVina đội ngũ giàu kinh nghiệm, có chuyên môn bổ nhiệm từ phía tập đoàn NatSteel cán công nhân viên nhiệt tình, tận tụy chuyển sang từ VSC Đã đưa công ty phát triển đánh giá công ty có mức lợi nhuận vốn đầu tư cao VSC + Với mối quan tâm hàng đầu tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm công ty không ngừng nâng cấp cải tiến nâng cao suất, chất lượng sản phẩm, tăng cường chất lượng phục vụ tạo cạnh tranh thị trường 1.3 DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ CÁN THÉP CỦA NATSTEELVINA + Phôi nhập với tiêu chuẩn tương đương với tiêu chuẩn thép xây dựng cán nóng từ nước : Malaysia, Brazin, Thổ Nhĩ Kỳ, Trung Quốc, Nga… Qua trình kiểm tra theo tiêu chuẩn kỹ thuật mặt chất lượng kích thước hình học đưa vào dây chuyền cán Phôi đưa vào cán phải đạt kích thước từ 100 X 100 mm đến 125 X 125mm (thường 120 X120mm) có chiều dài từ 3000 đến 3750mm + Phôi cầu trục 15Tấn/3 No3 tập hợp lên sàn nạp phôi (Billet Charging pusher ) Máy nạp phôi dùng hệ thống thuỷ lực điều khiển tay chuyển phôi đến dàn lăn chuyển phôi Phôi chuyển dàn lăn đến vị trí máy đẩy sau ( Back Pusher) Máy đẩy sau dùng xi lanh thuỷ lực  250mm áp lực đẩy trung bình 50tấn Phôi sau so đầu có tín hiệu yêu cầu đẩy phôi, vận hành thao tác điều khiển việc đẩy phôi vào lò Phôi đạt yêu cầu cho trình cán đẩy khỏi lò máy đẩy hông (Side pusher) qua cửa hông lò Máy đẩy hông dùng động điện không đồng kết hợp với hệ truyền lực điều khiển cần tống qua bánh xích kéo Tốc độ đẩy phôi người vận hành thao tác phù hợp với tốc độ cán Đồng thời với việc đẩy phôi người vận hành cho tín hiệu yêu cầu đẩy vào Cứ tiếp tục phôi nung đủ nhiệt độ đẩy cán lại có phôi khác đẩy vào lò nung thay 1.4 YÊU CẦU THỰC TẾ Để đáp ứng nhu cầu kho xuất nhập thép nhà máy Nasteel Vina Lưu xá – Thái Nguyên Khi nhà máy cân thép để đưa vào lò cán, công nhân phải cân thép đến đạt trọng lượng yêu cầu Việc tốn nhiều thời gian công sức Với máy tính gộp phép tính lại làm giảm bớt công việc không cần thiết kết độ dài tương đương khối lượng thép cần cân 1.5 GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Ta gọi trọng lượng độ dài thép chọn làm phôi PPhôi(Kg) LPhôi(m) ta có đại lượng µ: µ Pphôi ( Kg / m) Lphôi  Đại lượng µ tỉ số Kg/m sắt chọn làm phôi Khi nhà máy cần khối lượng thép P1(Kg) thay vào việc công nhân phải cân thép ta tính độ dài xấp xỉ khối thép có trọng lượng P1 L1 P1: Khối lượng thép cần cân L1: Độ dài tương đương khối thép L1  P1 ( m) µ  Khi công nhân đo tổng độ dài thép Việc làm giảm bớt nhiều thời gian công sức công nhân Từ làm tăng phần suất nhà máy Công nhân phải nhập Pphôi Lphôi lần lần bật máy tính Các công đoạn  tính µ, công đoạn  tính L1 máy tự động tính Sau nhập trọng lượng yêu cầu (P1) máy tự tính độ dài tương đương (L1) CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 GIỚI THIỆU VI ĐIỀU KHIỂN AVR + Vi điều khiển AVR sản phẩm công ty Atmel( Hoa kỳ), xử lý có kiến trúc kiểu Harvard, nghĩa đơn vị xử lý trung tâm có nhớ chương trình nhớ liệu tách biệt Bộ vi điều khiển AVR có nhiều khả để giảm lượng tiêu thụ Đây ưư điểm lớn họ vi điều khiển + Họ vi điều khiển AVR gồm nhiều điều khiển với tài nguyên khác phận ngoại vi, nhớ chương trình kiểu đóng vỏ Sau số vi điều khiển họ AVR đặc điểm chúng: Bộ xử lý Bộ Bộ Bộ Số Us Fmax nhớ nhớ nhớ Cổng A/D chân (V) (MHz) CT liệu liệu (Kbyte flash EE I/O AT90S1200 20 4-6 12 64 32 15 AT90S2313 20 4-6 10 128 128 15 AT90S2323 4-6 10 128 128 AT90S2343 10 4-6 10 128 128 AT90S4433 8 256 128 20 AT90S8515 40 4-6 8 512 512 32 AT90S8535 40 4-6 8 512 512 32 ATTINY15L 2.7-5.5 1.6 64 … ATMega16L 40 4-5.5 16 512 ATMega163 40 4-5.5 16 512 1Kbyt e 1Kbyt e Bảng Một số vi điều khiển họ AVR 32 32 10 bit 6kênh 6kênh 2.2 KIẾN TRÚC CỦA VI ĐIỀU KHIỂN AVR 2.2.1 Đặc điểm AVR + Bộ nhớ flash tích hợp chíp có khả lập trình hệ thống sử dụng làm nhớ chương trình Điều có nghĩa ta không cần phải dùng đến nhớ EPROM ROM bên để chứa mã chương trình Hơn nhớ chương trình nạp chương trình vi xử lý nguyên mạch, không cần nhấc để nạp + Các ghi làm việc đa 32-X-8 Một tập hợp bao gồm nhiều ghi có nghĩa biến lưư trữ bên CPU lưu trữ biến nhớ, việc truy nhập lên nhớ thường tốn nhiều thời gian Như chương trình chạy nhanh + Bộ nhớ liệu chip loại EEPROM RAM có hầu hết thành viên họ AVR Đơn vị CPU có kiến trúc Harvard, nhớ EEPROM RAM nhìn nhận nhớ liệu dùng để cất giữ biến + Hoạt động với xung giữ nhịp có tần số từ đến 10MHz Hầu hết lệnh thực chu kì đồng hồ làm cho tốc độ xử lý lớn khoảng 10 lần so với 8051 tần số đồng hồ giữ nhịp + Có mạch đặt lại trạng thái cấp lại điện nguồn cho hệ thống + Có định thời chíp lập trình với mạch chia tần số tách biệt Bộ định thời sử dụng cho ứng dụng cần có phân định thời gian kiện + Có nguồn ngắt bên bên + Có định thời watchdog chip lập trình với dao động độc lập Bộ phận sử dụng để khôi phục lại trạng thái hoạt động hệ thống trường hợp xảy lỗi treo chạy phần mềm, sử dụng cho vài ứng dụng khác + Có chế độ hoạt động như: SLEEP POWER DOWN( nghỉ hay giảm dòng tiêu thụ khồn cần thiết) Đặc điểm cho phép tiết kiệm lượng xử lý nhàn rỗi + Nhiều chíp có mạch dao động đồng hồ RC chíp Khi sử dụng dao động RC chíp số lượng linh kiện phụ trợ giảm + Hệ thống chíp đa dạng từ cỡ nhỏ đến lớn thuận tiện cho từn ứng dụng riêng biệt 2.2.2 Kiến trúc họ vi điều khiển AVR + Các xử lý AVR có kiến trúc Harvard, nghĩa có nhớ liệu nhớ chương trình tách biệt - Bộ nhớ chương trình loại nhớ flash Dung lượng nhớ thay đổi khác xử lý họ Bộ nhớ truy nhập theo chu kì đồng hồ, lệnh nạp vào ghi lệnh Thanh ghi lệnh nối với tệp ghi cách lựa chọn xem ghi ALU sử dụng để thực thi lệnh Bộ nhớ chương trình 0000 16 bit Bộ nhớ liêụ Tệp ghi 0000 Các Thanh ghi I/O $20 EPROM liệu 0000 $1F bit $5F SRAM $60 Địa cuối bit Địa cuối Địa cuối Hình Bản đồ nhớ vi điều khiển AVR - Lối ghi lệnh giải mã giải mã lệnh để định chọn tín hiệu điều khiển đựơc kích hoạt để hoàn thành lệnh Bộ nhớ chương trình, bên cạnh lệnh lưu trữ chứa vectơ ngắt bắt đầu địa $0000 - Bộ nhớ liệu có tất thành phần khác nhau: Một tệp ghi(register file) với 32 ghi có độ rộng bit 64 ghi vào/ra bit Các ghi thực chất phần nhớ SRAM chip truy nhập nhớ SRAM với địa $20 $5F ghi I/O với địa $00 $3F Số lượng 64 ghi thay đổi tuỳ theo loại chip họ AVR Bộ nhớ SRAM bên trong: nhớ sử dụng cho ngăn xếp để lưu trữ biến Trong thời gian có ngắt gọi đoạn chương trình, giá trị đếm chương trình lưu trữ ngăn xếp Kích thước ngăn xếp bị giới hạn nhớ SRAM chip Vị trí ngăn xếp thị trỏ ngăn xếp Bộ nhớ SRAM bên ngoài: Đặc tính có xử lý cỡ lớn họ vi điều khiển AVR EEPROM: nhớ EEPROM có sẵn hầu hết vi điều khiển AVR truy nhập theo đồ nhớ tách biệt Địa bắt đầu nhớ EEPROM $0000 Các xử lý khác có từ 64 byte đến Kbyte nhớ EEPROM Bộ nhớ EEPROM ghi vào khoảg 100000 lần 10 + Ở mức thấp bàn phím tổ chức dạng ma trận hàng cột CPU truy cập hàng lẫn cột thông qua cổng Do vậy, với hai cổng bít nối tới bàn phím  tới vi xử lý Khi phím ấn hàng cột tiếp xúc, tiếp xúc hàng cột Trong bàn phím máy tính IBM PC có vi điều khiển (bao gồm vi xử lý, nhớ RAM EPROM số cổng tất đợc bố trí chíp) chịu trách nhiệm phối ghép phần cứng phần mềm bàn phím Trong hệ thống vậy, chức chương trình lưu EPROM vi điều khiển để quét liên tục phím, xác định xem phím kích hoạt gửi đến bo mạch + Quét xác định phím: hàng nối tới đầu cột nối tới cổng vào Nếu phím ấn việc đóng cổng vào hoàn toàn cho tất cột tất nối tới dương nguồn VCC Nếu tất hàng nối đất phím ấn cột có giá trị phím ấn tạo đường xuống đất Chức vi điều khiển quét liên tục để phát xác định phím ấn + Nối đất hàng đọc cột: để phát phím ấn vi điều khiển nối đất tất hàng cách cấp tới chốt đầu ra, sau đọc hàng Nếu liệu đọc từ cột L3 - L0 = 1111 phím đợc ấn trình tiếp tục phát phím ấn Tuy nhiên, bít cột có số điều có nghĩa việc ấn phím xảy Ví dụ, L3 - L0 = 1101 có nghĩa phím cột ấn Sau ấn phím phát hiện, vi điều khiển chạy trình xác định phím Bắt đầu với hàng cùng, vi điều khiển nối đất cách cấp mức thấp tới chân L0, sau đọc hàng Nếu liệu đọc toàn số phím hàng ấn trình chuyển sang hàng Nó nối đất hàng kế tiếp, đọc cột kiểm tra xem có số không? Qúa trình tiếp tục xác định hàng có phím ấn Sau xác định hàng có phím đợc ấn công việc tìm phím ấn 53 thuộc cột Điều thật dễ dàng vi điều khiển biết thời điểm hàng cột truy cập + Phát phím ấn: - Khẳng định phím trớc nhả, số không đầu tới tất hàng lúc cột đọc kiểm tra chừng tất cột cao Khi tất cột phát cao chương trình chờ thời gian ngắn trớc chuyển sang giai đoạn để chờ phím ấn - Để biết có phím ấn cột quét quét lại vòng vô tận có cột có số Hãy nhớ chốt đầu nối tới hàng có số ban đầu (được cấp giai đoạn 1) làm cho chúng nối đất Sau phát ấn phím, đượi 20ms chờ cho phím nhả sau quét lại cột Điều phục vụ hai chức năng: đảm bảo việc phát ấn phím không bị sai nhiễu thời gian giữ chậm 20ms ngăn ngừa việc ấn phím nhiều lần ấn Nếu sau 20ms giữ chậm mà phím ấn chuyển sang giai đoạn để phát phím ấn thuộc hàng nào, không quay trờ vòng lặp để phát có phím ấn thật - Để phát ấn phím thuộc hàng, nối đất hàng thời điểm, đọc cột lần Nếu phát tất cột cao, điều có nghĩa ấn phím không thuộc hàng đó, nối đất hàng tiếp tục phát hàng có phím ấn Khi tìm hàng có phím ấn, thiết lập địa bắt đầu cho bảng trình bày giữ mã quét (hoặc giá trị ASCII) cho hàng chuyển sang giai đoạn để xác định phím - Để xác định phím ấn, quay bít cột, lần bít vào cờ nhớ kiểm tra xem có giá trị thấp không? Khi tìm số 0, kéo mã ASCII dành cho phím từ bảng trình bày Nếu không tìm đợc số tăng trỏ để đến phần tử bảng trình bày 54 3.3.1.4 Khối giao tiếp máy tính + Vi điều khiển ATMega16 có hai chân dùng chuyên cho truyền nhận liệu nối tiếp Hai chân gọi TxD RxD.Vì RS232 không tương thích với vi xử lý vi điều khiển nên ta cần điều khiển đường truyền (bộ chuyển đổi điện áp) để chuyển đổi tín hiệu RS232 mức điện áp TTL chấp nhận chân TxD RxD AVR Một ví dụ chuyển đổi chíp MAX232 từ hãng Maxim Bộ MAX232 chuyển đổi từ mức điện áp RS232 mức điện áp TTL ngược lại Một điểm mạnh chíp MAX232 dùng điện áp nguồn +5v với điện áp nguồn AVR Hay nói cách khác với nguồn điện áp nuôi +5v nuôi AVR MAX232 mà dùng hai nguồn nuôi khác hệ thống trước + Sơ đồ ghép nối sau: Hình 11 Khối giao tiếp máy tính 55 Hình 12 Sơ đồ chân IC MAX232 Hình 13 Biểu đồ chức IC MAX232 Bộ điều khiển MAX232 có hai điều khiển thường để nhận truyền liệu trình bày hình Vi mạch thiết kế cho thiết bị đầu cuối DTE (Data Terminal Equipment) cho thiết bị quay vòng DCE (Data Circuitterminating Equipment), thích hợp với chuẩn TTL chuẩn kết nối CMOS Các điều khiển đường dùng cho TxD gọi T1 T2 Trong nhiều ứng dụng có cặp dùng Ví dụ T1 R1 dùng với TxD RxD 8051, cặp R2 T2 chưa dùng đến Để ý MAX232 điều khiển T1 có gán T1in T1out chân số 11 tương ứng Chân T1in phía TTL nối tới chân RxD vi điều khiển, T1out phía RS232 nối tới chân RxD đầu nối DB 56 RS232 Bộ điều khiển đường R1 có gán R1in R1out chân số 13 12 tương ứng Chân R1in (chân số 13) phía RS232 nối tới chân TxD đầu nối DB RS232 chân R1out (chân số 12) phía TTL mà nối tới chân RxD vi điều khiển Để ý nối ghép modem không nối ghép mà chân TxD bên phát nối với RxD bên thu ngược lại Các máy tính PC cho phép xây dựng tới cổng COM nhiên Main Board thường có cổng COM1 số có thêm cổng COM2, cổng giao diện khí DB9 Cổng COM thiết kế tiêu chuẩn RS232, băng thông cổng COM không cao (112Kbit), bù lại khả truyền xa chống suy giảm tín hiệu cổng COM tốt Khi không dùng modem cổng COM kết nối xa đến 20 mét, thích hợp với thiết bị điều khiển công nghiệp Cổng COM có giao diện khí DB9 DB25, sơ đồ cụ thể sau: Hình 14 Bố trí chân cổng COM DB9 Mỗi cổng COM có ngắt riêng biệt, ví dụ COM1 sử dụng ngắt 3F8H COM2 2F8H Các dịch vụ ngắt nằm mức BIOS 57 + Bảng 12 Chi tiết chức chân cổng COM loại DB9 DB25 Chân DB9 Chức DB25 Protective Ground Đất bảo vệ 2 Transmit Data Phát tín hiệu 3 Received Data Thu tín hiệu Request To Send Yêu cầu gửi Clear To Send Xóa đệm để gửi liệu 6 Data Set Ready Dữ liệu để truyền sẵn sàng Signal Ground Đường đất tín hiệu Received Line Detector (Data Signal Nghe tín hiệu gọi yêu cầu truyền Carrier số liệu từ phía đầu cuối Detect) 20 Thiết bị đầu cuối sẵn sàng để Data Terminal ready nhận liệu 22 Tín hiệu chuông gửi từ Ring Indicator thiết bị đầu cuối 9-19; 21; Không kết nối Not connect 23-25 58 3.3.2 Thuật toán chương trình + Chương trình chính: Bắt đầu Chương trình quét bàn phím Hiển thị + Chương trình quét bàn phím Bắt đầu chương trình quét bàn phím Quét bàn phím Sai Có phím bấm Đúng Chương trình xử lý phím 59 Chương trình + Chương trình xử lý phím bấm Bắt đầu chương trình xử lý Sai Phím bấm phím số? Đúng Xử lý phím điều khiển Xử lý phím số Quay lại chương trình gọi + Chương trình hiển thị Bắt đầu chương trình hiển thị Khởi tạo LCD Sai Có kí tự cần truyền Đúng Truyền kí tự lên LCD Sai Tiếp tục Đúng Dịch kí tự sang trái 60 Chương trình + Chương trình truyền tin nối tiếp Bắt đầu chương trình truyền tin Đẩy liệu vào ghi UDR Truyền bit Start Truyền liệu Truyền bit kiểm tra chẵn lẻ Truyền bit stop Không rỗng Kiểm tra FIFO Rỗng Chương trình 61 + Khai báo biến EEPROM: nhớ EEPROM có dung lượng 512 Kbyte Các toán tử, toán hạng kết lưu vào vùng nhớ EEPROM hình vẽ EEPROM $000 Kbyte*30 Toán tử Kbyte*30 Toán tử Kbyte*30 Kết Kbyte*30 Phép tính $200 Hình 15 Lưu trữ biến EEPROM 62 3.4 TẠO MẠCH SẢN PHẨM 3.4.1 Vẽ mạch phần mềm Orcad + Mạch in hoàn thành có hình dạng lớp “top” “botton” sau: Hình 16 Lớp botton Hình 17 Lớp top 63 3.4.2 Hàn linh kiện + Sau in mạch ta tiến hành hàn linh kiện theo sơ đồ vị trí định Sau bảng thích vị trí linh kiện mạch Hình 18 Chú thích thành phần mạch 64 3.4.4 Sản phẩm + Đây mạch thành phẩm sau hàn linh kiện Hình 19 Mạch sản phẩm + Máy tính hoạt động sau: máy thiết có chế độ tính toán - Chế độ tính toán bình thường - Chế độ tính toán bình thường, cho phép truyền tin lên máy tính - Chế độ tính toán đặc biệt(phục vụ việc tính toán độ dài khối thép) - Chế độ tính toán đặc biệt cho phép truyền tin lên máy tính + Để chọn chế độ làm việc người dùng sử dụng phím M(Mode) bàn phím, lần ấn phím lên thông báo chế độ làm việc chọn chế độ làm việc đặc biệt máy yêu cầu người dụng nhập vào giá trị ban đầu Weight(khối lượng phôi) Length(chiều dài phôi) Một giá trị Mi(µ) máy tự động tính toán từ tỉ số khối lượng độ dài phôi Giá trị Mi lưu vào vùng nhớ EEROM Khi ngườ công nhân cần nhập vào khối lượng thép cần thiết máy tự động tính chiều dài tương ứng khối thép Dữ liệu tính toán lưư vào EEPROM, truyền lên máy tính liệu lưu vào file text Các phép tính phân biệt dấu cách 65 KẾT LUẬN Sau 15 tuần nghiên cứu thiết kế lập trình, máy tính hoàn thành với đầy đủ chức yêu cầu đặt ra: - Tính toán bình thường: + Hiển thị chữ số nguyên số thập phân + Tính toán với chữ số + Có đầy đủ phép tính +, -, *, / Máy tính chuyên dụng: + Tính độ dài khối thép biết trọng lượng + Có thể giao tiếp với máy vi tính để chuyển giao liệu Mạch có thiết kế nhỏ gọn, độ bền cao Tốc độ xử lý tính toán nhanh 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ngô Diên Tập – Kĩ thuật vi điều khiển với AVR Nhà xuất KHKT, Năm 2003 [2] Ngô Diên Tập – Vi xử lý đo lường điều khiển Nhà xuất KHKT Hà Nội 1999, tái 2001 [3] V.Garde Dhananjay – The AVR Microcontroller, Programming and customizing, Mc-Graw Hill, 2002 [4] http://www.avrvietnam.com [5] http://www.atmel.com [6] http://www.dientuvietnam.net 67