Thiết kế và lập trình đồng hồ số hiển thị giờ, phút, giây cho atmega16

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN - - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ LẬP TRÌNH ĐỒNG HỒ SỐ HỂN THỊ GIỜ, PHÚT, GIÂY CHO ATMEGA16 CHUYÊN NGHÀNH: ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG SVTH : Lâm Minh Thành MSSV : 14044481 LỚP : ĐHDKTD10C NIÊN KHÓA: 2015- 2018 GVHD: GV.Vũ Đức Vạn TP.Hồ Chí Minh, Tháng năm 2018 Đồ Án Chuyên Nghành SVTH: Lâm Minh Thành LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn đến Thầy VŨ ĐỨC VẠN tận tâm hướng dẫn em trình thực đồ án q thầy Khoa Điện –điện tử– Trường dại học Công Nghiệp TP.HCM với tri thức tâm huyết truyền đạt kiến thức quý báu cho chúng em q trình học tập Nếu khơng có lời hướng dẫn, dạy bảo quý thầy đồ án em khó hồn thiện Sau cùng, em xin kính chúc q thầy thật dồi sức khỏe, niềm tin để tiếp tục thực sứ mệnh cao đẹp truyền đạt kiến thức cho hệ mai sau Em xin chân thành cảm ơn Đồ Án Chuyên Nghành SVTH: Lâm Minh Thành NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TPHCM, ngày … tháng … năm 2017 Giáo viên hướng dẫn Đồ Án Chuyên Nghành SVTH: Lâm Minh Thành NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN TPHCM, ngày … tháng … năm 2017 Đồ Án Chuyên Nghành SVTH: Lâm Minh Thành LỜI CAM ĐOAN Đề tài em tự thực dựa vào số tài liệu, hướng dẫn không chép từ tài liệu hay cơng trình có trước Nếu có chép em hoàn toàn chịu trách nhiệm TPHCM, tháng … năm 2017 Sinh viên thực Đồ Án Chuyên Nghành SVTH: Lâm Minh Thành MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN I NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN II NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN III LỜI CAM ĐOAN IV MỤC LỤC V DANH MỤC HÌNH VI DANH MỤC BẢNG VII LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI CHƯƠNG 2: CƠ SƠ LÝ THUYẾT 2.1 Tổng quan atmega16 .3 2.1.1 Khái niệm 2.1.2 Sơ đồ chân Atmega16 2.1.3 Chức Atmega16 2.1.4 Chức khác PORT atmega A) Chức khác PORTA: B) Chức khác PORTB: C) Chức khác PORTC: D) Chức khác PORTD: 2.2 Giao tiếp thiết bị theo nghi thức I2C 2.2.1 Giới thiệu 2.2.2 Đặc tính Error! Bookmark not defined 2.2.3 Nguyên lý hoạt động giao tiếp I2C Error! Bookmark not defined 2.3 DS1307 11 2.3.1 Khái niệm DS1307 10 2.3.2 Sơ đồ chân DS1307 11 Đồ Án Chuyên Nghành SVTH: Lâm Minh Thành 2.4 LCD 12 CHƯƠNG : MÔ PHỎNG VÀ CHƯƠNG TRÌNH CODE 14 3.1 Chương trình 14 3.2 Mô sơ đồ nguyên lý 48 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO VIII Đồ Án Chuyên Nghành SVTH: Lâm Minh Thành DANH MỤC HÌNH Hình 2.1.1 Hình ảnh Atmega16 thực tế Hình 2.1.2 Sơ đồ chân atmega16 .4 Hình 2.1.1 Hình vẽ giao nghi thức I2C .10 Hình 2.1.3-1 Hình định dạng gói liệu 10 Hình 2.1.3-2 Hình dạng lúc bắt đầu start bit 10 Hình 2.1.3-3 Hình dạng chuyển đổi liệu tai chân SCL .10 Hình 2.3.1 IC DS1307 11 Hình 2.3.2 Sơ đồ chân DS1307 11 Hình 2.4 LCD 16x2 12 Hình 3.1-1 Sơ đồ nguyên lý proteus 49 Hình 3.1-2 Sơ đồ nối mạch mô 3D .50 DANH MỤC BẢNG [Bảng 2.1.4.A] Chức khác PORTA [Bảng 2.1.4.B] Chức khác PORTB .7 [Bảng 2.1.4.C] Chức khác PORTC .8 [Bảng 2.1.4.3] Chức khác PORTD .9 [Bảng 2.4] Sơ đồ chân LCD 16x2 12 Đồ Án Chuyên Nghành SVTH: Lâm Minh Thành LỜI NĨI ĐẦU -Là sinh viên cịn ngồi ghế nhà trường, em trao dồi kiến thức chuyên môn ngành học.Tuy học thực hành nhiều lớp phần nhỏ bé so với kiến thức ngồi thực tế ngày sau trường chúng em gặp phải thế, em muốn vận dụng nhũng kiến thức học vào thực tiễn học hỏi cịn thiếu Trong năm học tập, thực nghiên cứu đồ án vừa qua, giúp đỡ thầy cô giáo môn, em học hỏi nhiều điều thực tế , tìm hiểu vấn đề, tài liệu liên quan giúp ích cho việc hồn thành báo cáo đồ án Vì sau cân nhắc góp ý thầy cô em chọn đề tài “đồng hồ thực” -Với đời chip Vi Điều Khiển nên việc thiết kế nhỏ gọn ứng dụng nhiều sản phẩm, cơng trình khác Còn thời gian thứ người ta mong muốn Vì vậy, em muốn dùng kiến thức nhỏ bé để nghiên cứu đồng hồ thực vi xủ lí Mục đích chủ yếu để nhận biết thời gian cách xác -Kết đạt được: Hiển thị thời gian thực lên LCD kèm chỉnh thời gian, cảm biến nhiệt độ hẹn Khơng dừng lại em cịn học hỏi nhiều hơn, có thêm nhiều kiến thức, có khả phân tích, thiết kế, thi cơng sản phẩm hồn chỉnh, tính cẩn thận đặc biệt kiên nhẫn sau nhiều lần thất bại -Đồ án hồn thành xong khơng tránh nhiều thiếu sót xin thầy giáo thơng cảm bảo thêm để ứng dụng rộng rãi thực tế -Tuy nhiên em chưa khắc phục số hạn chế bổ sung thêm nhiều ý tưởng như:Tăng kích thước chữ cho hình LCD Hướng phát triển đề tài: Có thể thiết kế thêm đo nhịp tim,định vị GPS,bộ điều khiển từ xa Bluetooth, Tia hồng ngoại,… Em xin chân thành cảm ơn Đồ Án Chuyên Nghành SVTH: Lâm Minh Thành CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI  Hướng thực đề tài: Thiết kế mạch đồng hồ số thời gian thực hiệu chỉnh thời gian, đo nhiệt độ xung quanh có báo thức  Trong cơng nghệ điện tử vi xử lý, vi điều khiển thành phần quan trọng khơng thể thiếu mang nhiều tính ưu việt, thay mạch điện phức tạp vi mạch nhỏ gọn với chi phí thấp hơn, ứng dụng lại đa dạng linh hoạt hơn, tiết kiệm lượng hơn, tốc độ xử lý nhanh hơn,… Để học tập tốt hiểu sâu mơn học vi xử lý ngồi kiến thức sách cần có ứng dụng vào thực tế  Trên sở chúng em tìm hiểu thiết kế sản phẩm mạch đồng hồ thời gian thực dùng vi điều khiển AVR ATmega16 Có khả điều chỉnh thay đổi thời gian AVR có ưu điểm ngơn ngữ lập trình viết C chương trình ngắn gọn tốc độ xử lý tín hiệu nhanh hơn, ngồi có nhiều vi điều khiển khác như: IC 16F887,AT 89C51,ATMEGA8,…  Có thể hiển thị nhiều cách: Led đoạn, led ma trận, LCD, led đơn,….Nhưng em chọn LCD để tiết kiệm chân, đơn giản linh kiện hơn, chương trình ngắn gọn hơn, mạch nhỏ gọn đẹp nhiều  Chọn cảm biến nhiệt độ LM35, IC thời gian thực DS1307 thạch anh 4Mhz thơng dụng phù hợp với tính tốn sơ lượt ban đầu đề tài đồng hồ em tìm hiểu  Đồng hồ thời gian thực điều khiển thiết bị sử dụng nhiều thực tế Có nhiều phương pháp thiết kế thực mạch đồng hồ khác đồ án em trình bày phương pháp Đồ Án Chuyên Nghành SVTH: Lâm Minh Thành //itoa(temp,t); lcd_gotoxy(x,y); sprintf(Buff,"%2.1f", temp); lcd_puts(Buff); //lcd_puts(t); } void main(void) { // Declare your local variables here // Input/Output Ports initialization // Port A initialization // Function: Bit7=In Bit6=In Bit5=In Bit4=In Bit3=In Bit2=In Bit1=In Bit0=In DDRA=(0