Xây dựng máy tính cá nhân đơn giản sử dụng atemega

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THƠNG LOGO XÂY DỰNG MÁY TÍNH CÁ NHÂN ĐƠN GIẢN SỬ DỤNG ATEMEGA Giảng viên hướng dẫn : TS Ngô Vũ Đức Sinh viên thực : Phạm Văn Thành 8/4/20 NỘI DUNG ĐẶT VẤN ĐỀ PHÂN TÍCH ĐỀ TÀI XÂY DƯNG PHẦN CỨNG 8/4/20 LOGO ĐẶT VẤN ĐỀ LOGO  Chiếc máy tính bỏ túi đồ vật quen thuộc nhiều người.Là thiết bị giúp bạn thực quy tắc toán học cộng trừ, nhân chia, hay cao cấp giải phương trình, tính tốn ma trận  Chiếc máy tính phát minh từ 2000 năm trước công nguyên đến liên tục phát triển, cải tiến Bàn tính Máy tính pascal Lịch sử phát triển máy tính bỏ túi 8/4/20 Máy tính fx-9750 ĐẶT VẤN ĐỀ LOGO Sự đời áp dụng vi điều khiển vào máy tính bỏ túi bước tiến to lớn, làm cho máy tính bỏ túi :  Nhỏ gon  Tính tốn nhanh  Thực nhiều chức  Tiêu tốn lượng 8/4/20 PHÂN TÍCH ĐỀ TÀI  Yêu cầu chức Thực phép tính đơn giản (+, -, * , / , √, ) số hàm toán học ( sin, cos, ) Giá trị thị phạm vi chữ số Thao tác dễ dàng thuận tiện Hiện thị rõ ràng điều kiện ánh sáng bình thường 8/4/20 LOGO PHÂN TÍCH ĐỀ TÀI  Yêu cầu phi chức Làm việc tốt điều kiện nhiệt độ từ tới 60 độ Kích thước nhỏ gọn (giới hạn kích thước mạch 10 x15cm) ; Delay phép tính tối đa 0,1 s Thực phép tính phạm vi tỉ 8/4/20 LOGO XÂY DƯNG PHẦN CỨNG Sơ đồ hệ thống Lựa chọn linh kiện Thiết kế mô mạch 8/4/20 LOGO XÂY DƯNG PHẦN CỨNG  Sơ đồ hệ thống Sơ đồ khối máy tính bỏ túi 8/4/20 LOGO XÂY DƯNG PHẦN CỨNG LOGO  Sơ đồ hệ thống Chức khối: - Khối nguồn: cung cấp điện áp chuẩn 5V cho atmega hoạt động - Khối nhập liệu: nhập số phép tính - Khối tạo xung: tạo xung dao động cho hệ thống - Khối điều khiển: Xử lý thông tin nhập vào từ khối nhập liệu mã hóa đưa khối hiển thị - Khối hiển thị: hiển thị kết đưa từ khối điều khiển 8/4/20 XÂY DƯNG PHẦN CỨNG  Lựa chọn linh kiện Khối điều khiển: Lựa chọn ATMEGA32 do: - Họ vi điều khiển dễ mua - Giá thành hợp lí - Có đầy đủ tính vi điều khiển hoạt động độc lập - Sự hỗ trợ nhà sản xuất trình biên dịch, cơng cụ lập trình - Khơng phức tạp lập trình 8/4/20 10 VĐK Atmega 328P LOGO XÂY DƯNG PHẦN CỨNG  Lựa chọn linh kiện Khối hiển thị: LCD LM016L 8/4/20 13 LOGO XÂY DƯNG PHẦN CỨNG  Lựa chọn linh kiện Khối nhập liệu: KEYPAD 4x4 : • KEYPAD có 16 nút nhấn bố trí dạng ma trận hàng cột • KEYPAD 4x4 có tổng cộng ngõ (4 hàng cột) 8/4/20 14 LOGO XÂY DƯNG PHẦN CỨNG  Lựa chọn linh kiện Khối nhập liệu: Nguyên lý họat động: Giả sử nhút '2' nhấn, đường C nối với Giả sử đường nối với GND (mass, 0V) C GND Sử dụng kỹ thuật "quét" KEYPAD để phân biệt nút '1',= hay nút '2' hay nút '3' hay nút  '-' nhấn 8/4/20 15 LOGO LOGO XÂY DƯNG PHẦN CỨNG  Lựa chọn linh kiện Phân chia chức nút bấm keypad sin cos tan Căn hai : arcsin arcco s Arctan E * exp ln Log10 Pi - A B C D On/of = + Keypad 8/4/20 16 Keypad XÂY DƯNG PHẦN CỨNG  Lựa chọn linh kiện Phân chia chức nút bấm keypad • Các phím số nhập giá trị • Phím on/off dùng để xóa hình • Phím hàm sin, cos,… đêt thực tính hàm • Phím + - * : để thực phép tính • Phím E PI để lấy giá trị số e pi • Phím A B C D để lưu giá trị vào biến tạm thời 8/4/20 17 LOGO XÂY DƯNG PHẦN CỨNG  Thiết kế mô mạch Sơ đồ khối 8/4/20 18 LOGO XÂY DƯNG PHẦN CỨNG  Thiết kế mô mạch Khối nguồn: 8/4/20 19 LOGO XÂY DƯNG PHẦN CỨNG  Thiết kế mô mạch Nguyên lý hoạt động • Sử dụng IC7805 • Input: DC 7-15 V • Output: DC +5V • Đầu vào qua JACK cắm DC điện áp xoay chiều • Qua chỉnh lưu cầu khơng điều khiển dịng điện chiều (7- 10V) • Qua qua IC ổn áp 7805 tạo nguồn điện áp chuẩn +5V cung cấp cho mạch 8/4/20 20 LOGO XÂY DƯNG PHẦN CỨNG  Thiết kế mô mạch Khối điều khiển: Nguyên lý hoạt động • Khối điều khiển nơi thực thi chương trình điều khiển mà ta nạp vào cho Xử lý thơng tin nhập vào từ bàn phím, tính tốn xuất tín hiệu chân RD4 đến RD7 để hiển thị LCD • Sử dụng vi điều khiển Atmega 32 lập trình để thực chức mạch 8/4/20 21 LOGO XÂY DƯNG PHẦN CỨNG  Thiết kế mô mạch Khối reset: Nguyên lý hoạt động • Khối RESET có tác dụng đưa vi điều khiển trạng thái ban đầu • Khi nút Reset ấn điện áp +5V từ nguồn nối vào chân Reset vi điều khiển chạy thẳng xuống đất lúc điện áp chân vi điều khiển thay đổi đột ngột 0, VĐK nhận biết thay đổi khởi động lại trạng thái ban đầu cho hệ thống 8/4/20 22 LOGO XÂY DƯNG PHẦN CỨNG  Thiết kế mô mạch Khối tạo dao động ngồi: Ngun lý hoạt động • Đây dao động thạch anh cấu tạo thạch anh 20MHz có tác dụng tạo xung nhịp với tần số 20MHz cho PIC hoạt động làm cho mạch chạy ổn định Hai đầu O1 O2 nối vào chân OSC1 OSC2 VĐK 8/4/20 23 LOGO XÂY DƯNG PHẦN CỨNG  Thiết kế mô mạch Khối hiển thị: Nguyên lý hoạt động • Khối hiển thị LCD 16x2 dùng để hiển thị kết quả, sử dụng chế độ 4bit mà bit cao nối với PIC để nhận tín hiệu, cịn bit thấp nối đất để chống nhiễu • Chân V0 biến trở nối với chân Vee LCD có tác dụng điều chỉnh độ tương phản 8/4/20 24 LOGO XÂY DƯNG PHẦN CỨNG  Thiết kế mô mạch Khối nhập liệu: Nguyên lý hoạt động • Khối nhập liệu gồm đầu bao gồm đầu hàng bàn phím A B C D tương ứng với chân RB0 đến RB3 VĐK đầu cột bàn phím 01 02 03 04 tương ứng với chân RB4 đến RB7 VĐK 8/4/20 25 LOGO XÂY DỰNG PHẦN CỨNG LOGO  Em chưa thiết kế mạch xong nên chưa lên mong thầy lượng thứ 8/4/20 26 LOGO CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE! 8/4/20 27 ... trình, tính tốn ma trận  Chiếc máy tính phát minh từ 2000 năm trước công nguyên đến liên tục phát triển, cải tiến Bàn tính Máy tính pascal Lịch sử phát triển máy tính bỏ túi 8/4/20 Máy tính fx-9750... 8/4/20 Máy tính fx-9750 ĐẶT VẤN ĐỀ LOGO Sự đời áp dụng vi điều khiển vào máy tính bỏ túi bước tiến to lớn, làm cho máy tính bỏ túi :  Nhỏ gon  Tính tốn nhanh  Thực nhiều chức  Tiêu tốn lượng... phép tính tối đa 0,1 s Thực phép tính phạm vi tỉ 8/4/20 LOGO XÂY DƯNG PHẦN CỨNG Sơ đồ hệ thống Lựa chọn linh kiện Thiết kế mô mạch 8/4/20 LOGO XÂY DƯNG PHẦN CỨNG  Sơ đồ hệ thống Sơ đồ khối máy tính