Đang tải... (xem toàn văn)
Ngày nay kĩ thuật vi điều khiển đã trở nên quen thuộc trong các ngành kỹ thuật và trong dân dụng.Vi điều khiển ngày càng được ứng dụng rộng rãi, từ các dây chuyền sản xuất lớn đến các thiết bị gia dụng chúng ta đều thấy sự hiện diện của vi điều khiển. Vi diều khiển không những góp phần vào kỹ thuật điều khiển mà còn góp phần to lớn vào phát triển thông tin. Đó là sự ra đời của hàng loạt thiết bị viễn thông và truyền hình hiện đại, đạc biệt nó góp phần đưa con người lên đỉnh cao của nhân loại.
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện- Điện Tử LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI .5 TỔNG QUAN .5 1.1.Yêu cầu mục đích đề tài .5 1.2 Phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .6 1.VI ĐIỀU KHIỂN AT89C51 1.1 Tóm tắt lịch sử AT89C51 .6 1.2 Sơ đồ chân AT89C51 .8 1.3 Các ghi chức đặc biệt 10 CÁC TIÊU CHUẨN LỰA CHỌN BỘ VI ĐIỀU KHIỂN .18 LED ĐOẠN VÀ LED ĐƠN 20 3.1.Các khái niệm .20 3.2 Kết nối với vi điều khiển .22 GIAO TIẾP VI ĐIỀU KHIỂN VỚI LED ĐOẠN .24 4.1 KHỐI GIẢI MÃ 25 4.1.1 Giải mã thập phân sang mã BCD .25 LINH KIỆN ĐIỆN TỬ 28 5.1 Điện trở 28 5.2 Tụ điện 29 5.3 Button .31 5.4 IC ổn áp (7805,7812,7912) 32 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 33 Sơ đồ kết nối khối: .33 1.2 Mạch nguồn 34 1.3 Mạch dao động mạch Reset: 34 GVHD:Vũ Trọng Trường [1] SVTH: Hàn Ngọc Hào Nguyễn Phúc Quý Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện- Điện Tử 1.4 Mạch dao động 34 1.5 Mạch Reset .35 1.6 Mạch hiển thị led đoạn 36 1.7 Mạch hiển thị LED đơn 37 Mạch điều khiển .38 2.1.Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển 38 2.2 Mạch in mạch bố trí linh kiện 39 2.3 Lưu đồ thuật toán: 42 Chương trình điều khiển 45 KẾT LUẬN 53 GVHD:Vũ Trọng Trường [2] SVTH: Hàn Ngọc Hào Nguyễn Phúc Quý Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện- Điện Tử NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Ngày tháng năm 2020 Giảng viên hướng dẫn GVHD:Vũ Trọng Trường [3] SVTH: Hàn Ngọc Hào Nguyễn Phúc Quý Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện- Điện Tử LỜI NÓI ĐẦU Ngày kĩ thuật vi điều khiển trở nên quen thuộc ngành kỹ thuật dân dụng.Vi điều khiển ngày ứng dụng rộng rãi, từ dây chuyền sản xuất lớn đến thiết bị gia dụng thấy diện vi điều khiển Vi diều khiển khơng góp phần vào kỹ thuật điều khiển mà cịn góp phần to lớn vào phát triển thơng tin Đó đời hàng loạt thiết bị viễn thông truyền hình đại, đạc biệt góp phần đưa người lên đỉnh cao nhân loại Do việc tìm hiểu vi điều khiển 8051 ứng dụng nhiều người quan tâm Vì em lựa chọn đề tài: “thiết kế chế mạch đồng hồ số sử dụng vi điều khiển AT89C51” Với hướng dẫn thầy Vũ Trọng Trường Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ hướng dẫn tận tình thầy Vũ Trọng Trường thầy giáo mơn giúp đỡ em hồn thành đề tài Chúng em xin chân thành cám ơn! GVHD:Vũ Trọng Trường [4] SVTH: Hàn Ngọc Hào Nguyễn Phúc Quý Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện- Điện Tử CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI TỔNG QUAN 1.1.Yêu cầu mục đích đề tài - Con người ghi nhận đặt tên cho khoảng thời gian buổi, ngày, tháng, năm khoảng thời gian ngày trước có đồng hồ, việc đo đạc thiếu xác Dễ ước tính vị trí mặt trời bầu trời mà cho sáng, trưa, chiều, tối Ngắn buổi thuở trước người ta đốt nhang hay đèn cầy, mà tính lâu hay mau Một loại bình đựng dùng cát hay nước cho chảy cách đo thời gian từ thời cổ đại văn minh Ai Cập Trung Hoa - Loại đồng hồ biết đến ngày hình thành vào khoảng kỷ 17, xuất phát từ châu Âu Đến kỷ 18 đồng hồ treo tường phổ biến hàng gia dụng giai cấp Âu châu Kế tiếp đồng hồ đeo tay nhiều người dùng làm trang sức cá nhân, tầm quan trọng đồng hồ nên chúng em định chọn mạch đồng hồ để thực đồ án - Mạch đồng hồ yêu cầu: - Đảm bảo q trình hoạt động cách xác liên tục - Độ tin cậy cao - Đảm bảo làm việc ổn định, lâu dài 1.2 Phương pháp nghiên cứu - Với giúp đỡ Thầy VŨ TRỌNG TRƯỜNG giáo viên hướng dẫn bạn lớp, ngồi lớp, nhóm tiến hành thực đề tài theo phương pháp: - Thu thập tài liệu liên quan - Tìm hiểu lý giải vấn đề khuất mắc - Tiếp thu nhiều ý kiến quý báu thầy cô người bạn - Tiến hành thiết kế, thi công viết đồ án theo hướng dẫn Thầy GVHD:Vũ Trọng Trường [5] SVTH: Hàn Ngọc Hào Nguyễn Phúc Quý Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện- Điện Tử CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.VI ĐIỀU KHIỂN AT89C51 Trong mục xem xét số thành viên khác họ vi điều khiển 8051 đặc điểm bên chúng Đồng thời ta điểm qua số nhà sản xuất khác sản phẩm họ có thị trường 1.1 Tóm tắt lịch sử AT89C51 Vào năm 1981 Hãng Intel giới thiệu số vi điều khiển gọi AT89C51 Bộ vi điều khiển có 128 byte RAM, 4K byte ROM chip, hai định thời, cổng nối tiếp cổng (đều rộng bit) vào tất đặt trênmột chip Lúc coi “hệ thống chip” AT89C51 xử lý bit có nghĩa CPU làm việc với bit liệu thời điểm Dữ liệu lớn bit chia thành liệu bit xử lý AT89C51 có tất cổng vào - I/O cổng rộng bit (xem hình 1.2) Mạc dù 8051 có ROM chip cực đại 64 K byte, nhà sản xuất lúc cho xuất xưởng với 4K byte ROM chip Điều bàn chi tiết sau AT89C51 trở nên phổ biến sau Intel cho phép nhà sản xuất khác sản xuất bán dạng biến AT89C51 mà họ thích với điều kiện họ phải để mã lại tương thích với AT89C51 Điều dẫn đến đời nhiều phiên AT89C51 với tốc độ khác dung lượng ROM chip khác bán nửa nhà sản xuất Điều quan trọng có nhiều biến thể khác AT89C51 tốc độ dung lương nhớ ROM chip, tất chúng tương thích với AT89C51 ban đầu lệnh Điều có nghĩa ta viết chương trình cho phiên chạy với phiên khác mà không phân biệt từ hãng sản xuất GVHD:Vũ Trọng Trường [6] SVTH: Hàn Ngọc Hào Nguyễn Phúc Quý Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện- Điện Tử Bảng 1: Các đặc tính AT89C51 Đặc tính Số lượng ROM chíp 4K byte RAM 128 byte Bộ định thời Các chân vào - 32 Cổng nối tiếp Ngắt Nguồn Bộ vi điều khiển 8051: Bộ vi điều khiển 8051 thành viên họ AT89C51 Hãng Intel ký hiệu MCS51 Bảng 3.2 trình bày đặc tính AT89C51 GVHD:Vũ Trọng Trường [7] SVTH: Hàn Ngọc Hào Nguyễn Phúc Quý Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện- Điện Tử 1.2 Sơ đồ chân AT89C51 Chức chân tín hiệu sau: - P0.0 đến P0.7 chân cổng - P1.0 đến P1.7 chân cổng - P2.0 đến P2.7 chân cổng - P3.0 đến P3.7 chân cổng - RxD: Nhận tín hiệu kiểu nối tiếp - TxD: Truyền tín hiệu kiểu nối tiếp GVHD:Vũ Trọng Trường [8] SVTH: Hàn Ngọc Hào Nguyễn Phúc Quý Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện- Điện Tử - /INT0: Ngắt - /INT1: Ngắt - T0: Chân vào Timer/Counter - T1: Chân vào Timer/Counter - /Wr: Ghi liệu vào nhớ - /Rd: Đọc liệu từ nhớ ngồi - RST: Chân vào Reset, tích cực mức logic cao khoảng chu kỳ máy - XTAL1: Chân vào mạch khuyếch đaị dao động - XTAL2: Chân từ mạch khuyếch đaị dao động - /PSEN : Chân cho phép đọc nhớ chương trình ngồi (ROM ngồi) - ALE (/PROG): Chân tín hiệu cho phép chốt địa để truy cập nhớ ngoài, On-chip xuất byte thấp địa Tín hiệu chốt kích hoạt mức cao, tần số xung chốt = 1/6 tần số dao động VĐK Nó dùng cho Timer ngồi cho mục đích tạo xung Clock Đây chân nhận xung vào để nạp chương trình cho Flash (hoặc EEPROM) bên On-chip mức thấp - /EA/Vpp: Cho phép On-chip truy cập nhớ chương trình ngồi /EA=0, - /EA=Ĩ On-chip làm việc với nhớ chương trình nội trú Khi chân cấp nguồn điện áp 12V (Vpp) On-chip đảm nhận chức nạp chương trình cho Flash bên - Vcc: Cung cấp dương nguồn cho On-chip (+ 5V) - GND: nối mass GVHD:Vũ Trọng Trường [9] SVTH: Hàn Ngọc Hào Nguyễn Phúc Quý Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện- Điện Tử 1.3 Các ghi chức đặc biệt Bảng Địa chỉ, ý nghĩa giá trị SFR sau Reset Symbol Address Reset Values Thanh ghi tích lũy 0E0h 00000000b Thanh ghi B 0F0h 00000000b Từ trạng thái chương trình 0D0h 00000000b Con trỏ ngăn xếp 81h 00000111b DP0L Byte cao trỏ liệu 82h 00000000b DP0H Byte thấp trỏ liệu 83h 00000000b * P0 Cổng 80h 11111111b * P1 Cổng 90h 11111111b * P2 Cổng 0A0h 11111111b * P3 Cổng 0B0h 11111111b * IP TG điều khiển ngắt ưu tiên 0B8h xxx00000b * IE TG điều khiển cho phép ngắt 0A8h 0xx00000b * ACC *B * PSW SP Name TMOD Điều khiển khiểu Timer/Counter 89h 00000000b * TCON TG điều khiển Timer/Counter 88h 00000000b TH0 Byte cao Timer/Counter 8Ch 00000000b TL0 Byte thấp Timer/Counter 8Ah 00000000b TH1 Byte cao Timer/Counter 8Dh 00000000b TL1 Byte thấp Timer/Counter 8Bh 00000000b Serial Control 98h 00000000b SBUF Serial Data Buffer 99h indeterminate PCON Power Control 87h 0xxx0000b * SCON GVHD:Vũ Trọng Trường [10] SVTH: Hàn Ngọc Hào Nguyễn Phúc Quý Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện- Điện Tử GVHD:Vũ Trọng Trường [40] SVTH: Hàn Ngọc Hào Nguyễn Phúc Quý Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện- Điện Tử Hình ảnh thực tế board mạch điều khiển : GVHD:Vũ Trọng Trường [41] SVTH: Hàn Ngọc Hào Nguyễn Phúc Quý Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện- Điện Tử 2.3 Lưu đồ thuật toán: GVHD:Vũ Trọng Trường [42] SVTH: Hàn Ngọc Hào Nguyễn Phúc Quý Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện- Điện Tử GVHD:Vũ Trọng Trường [43] SVTH: Hàn Ngọc Hào Nguyễn Phúc Quý Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện- Điện Tử GVHD:Vũ Trọng Trường [44] SVTH: Hàn Ngọc Hào Nguyễn Phúc Quý Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện- Điện Tử Chương trình điều khiển $include(reg51.inc) org 000 phut equ 7fh gio equ 7eh mov p2,#00;quet led npn ljmp main org 1bh; dia chi ngat ljmp ngat org 30h main: mov dptr,#abc ; cho tro toi vi tri abc mov r0,#7eh;;cho phet cai dat gio dau tien setb ea;cho phet ngat toan cuc setb et1 ;ngat timer mov tmod,#10h ;timer 1,16bit mov th1,#high(-15000) ;thanh ghi tiemr 15ms mov tl1,#low(-15000) clr tr1 plp: jnb 1.0,caigio ;xoa timer doi: GVHD:Vũ Trọng Trường [45] SVTH: Hàn Ngọc Hào Nguyễn Phúc Quý Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện- Điện Tử jnb p1.0,caigio ; doi nut so chon clr tr1 clr p1.7 setb tr1 jmp caigio caigio: jb p1.0,caigio;bằng nhay đên cai gio acall delay50ms; đợi hết nhiễu từ nút ấn jnb p1.0,$;;;;doi nút nhấn dc nhả setb p1.7;sang or tat den mov r3,#9;ngừng chạy thời gian treo led mov r6,#8; cai đăt gio truoc setb tr1;cho timer chạy jmp tang; tang: jb p1.2,giam;bằng nhảy đến giảm acall delay50ms;đợi dội phim jnb p1.2,$;nhả nút ấn chạy tiêp inc @r0;tăng 1giá trị địa r0 chỏ;tại 0eh lần sai cài phút ofh clr tr1;ngắt timer cjne r6,#8,k;cài đặt trước r6 khác nhảy tới k GVHD:Vũ Trọng Trường [46] SVTH: Hàn Ngọc Hào Nguyễn Phúc Quý Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện- Điện Tử cjne @r0,#24,ga;so sánh với địa r0 chỏ cài 0eh 24 24 xóa thực tế 23 00 mov @r0,#00 jmp ga;nhay tới nhẵn ga k: ;cài phút r6 khác lên nhảy tới nhãn k cjne @r0,#60,ga;so sánh phút với 60 60 xóa chưa nhảy tới nhẵn ga mov @r0,#00 ga: setb tr1 jmp giam ;cho timer hoạt động nhảy tới giam giam: jb p1.3,thoat acall delay50ms jnb p1.3,$;dọi phím nhả phím chạy tiếp dec @r0;giảm giá trị mà r0 tới địa clr tr1;ngắt time r acall delay50ms; cjne r6,#8,k1;tương tự tăng giảm cjne @r0,#255, op;0 trừ =255 GVHD:Vũ Trọng Trường [47] SVTH: Hàn Ngọc Hào Nguyễn Phúc Quý Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện- Điện Tử mov @r0,#23; jmp op k1: cjne @r0,#255,op mov @r0,#59 op: setb tr1 jmp thoat thoat: jb p1.4,tang acall delay50ms jnb p1.4,$ clr tr1 inc r0 mov r6,#10; cho phét cài phút cjne r0,#80h,lp;cài xong phút nhảy tới lp để khởi động timer mov r0,#7eh;cho phép đặt lại n lần; mov r3,#10;nhấp nháy k đếm mov r6,#10;cho phép cài trước mov r7,#00;xóa biếm đếm tạo thời gian 1s GVHD:Vũ Trọng Trường [48] SVTH: Hàn Ngọc Hào Nguyễn Phúc Quý Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện- Điện Tử mov r2,#00;xóa biếm đếm số giây(60) setb tr1; timer chạy jmp doi;cài xong cho phép chạy lp:;chưa cài xong setb tr1 jmp tang ngat: ;chương trình ngắt clr tr1;ngừng timer mov th1,#high(-15000) mov tl1,#low(-15000);nạp giá trị timer 65356-15000 setb tr1;cho timer chạy push acc;cất acc vào ngăn xếp inc r7;tăng biến đếm 1s mov b,#10 mov a,7fh ;phép chia a phần nguyên, b chứa số dư vd 56/10,a=5,b=6 div ab GVHD:Vũ Trọng Trường [49] SVTH: Hàn Ngọc Hào Nguyễn Phúc Quý Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện- Điện Tử movc a,@a+dptr;cho tới địa a+dptr a=5,a=(a+dptr) mov p3,a setb p2.0 acall delay clr p2.0 mov a,b movc a,@a+dptr ;quét led mov p3,a setb p2.1 acall delay clr p2.1 mov b,#10 mov a,7eh div ab movc a,@a+dptr mov p3,a setb p2.2 acall delay clr p2.2 mov a,b movc a,@a+dptr mov p3,a setb p2.3 GVHD:Vũ Trọng Trường [50] SVTH: Hàn Ngọc Hào Nguyễn Phúc Quý Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện- Điện Tử acall delay clr p2.3 cjne r3,#10,out ;cài đặt nhấp nháy, cjne r7,#43,out;đủ 1s chưa mov r7,#00;xóa inc r2;tăng cpl p1.6;bắt đầu chạy sáng or tắt đèn cjne r2,#60,out;đủ 60s chưa đủ xóa tăng biến nhớ 7fh mov r2,#00 inc 7fh mov a,7fh cjne a,#60,out; so sánh đủ h chưa đủ xóa tăng ô nhớ lên mov 7fh,#00 inc 7eh mov a,7eh cjne a,#24,out;23 đến 00 mov 7eh,#00 out: pop acc; trả giá trị a từ ngăn xếp reti GVHD:Vũ Trọng Trường [51] SVTH: Hàn Ngọc Hào Nguyễn Phúc Quý Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện- Điện Tử delay50ms:;nút nhấn chống dội phím mov tmod,#1;timer 16 mov tl0,#low(-50000);nạp giá trị cho timer 65536 -50000 mov th0,#high(-50000) setb tr0;timer hoạt đông jnb tf0,$;đời cờ tf tràn ,chưa tràn nhảy chỗ clr tf0;xóa cờ tràn ret;thoat abc: db 0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,099h,92h,82h,0f8h,80h,90h delay:;lưu ảnh cho mắt lớn 24 hình giây mov r5,#12 x78: mov r4,#255 djnz r4,$ djnz r5,x78 ret ;timer ngắt, timer delay, xấp xỉ 15x22x60=19.80 phút = 1h End GVHD:Vũ Trọng Trường [52] SVTH: Hàn Ngọc Hào Nguyễn Phúc Quý Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện- Điện Tử KẾT LUẬN Trong thời gian thực đề tài, với bảo giúp đỡ tận tình thầy Vũ Trọng Trường, đến đề tài: “thiết kế chế mạch đồng hồ số sử dụng vi điều khiển AT89C51” hoàn thành Chúng em cố gắng vận dụng kiến thức học để giải yêu cầu đề tài Tuy nhiên thời gian kiến thức hạn chế nhiều vấn đề nên q trình thực cịn thiếu sót hạn chế Chúng em mong nhận ý kiến góp ý thầy cô khoa ý tưởng thiết kế mơ hình sản phẩm cuả chúng em để sản phẩm hoàn thiện Cuối chúng em xin cảm ơn quý thầy cô tạo điều kiện tốt để chúng em hồn thành đề tài thời gian sớm Sinh viên thực hiện:Hàn Ngọc Hào Nguyễn Phúc Quý Hưng yên, ngày… tháng 12 năm 2020 GVHD:Vũ Trọng Trường [53] SVTH: Hàn Ngọc Hào Nguyễn Phúc Quý Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện- Điện Tử Tài liệu tham khảo Cấu trúc lập trình vi điều khiển – Nguyễn Tăng Cường , Phan Quốc Thắng Giáo trình vi điều khiển - Trường ĐHSPKT Hưng Yên Trang web Đientuvienthong.name GVHD:Vũ Trọng Trường [54] SVTH: Hàn Ngọc Hào Nguyễn Phúc Quý ... đeo tay nhiều người dùng làm trang sức cá nhân, tầm quan trọng đồng hồ nên chúng em định chọn mạch đồng hồ để thực đồ án - Mạch đồng hồ yêu cầu: - Đảm bảo q trình hoạt động cách xác liên tục - Độ... Cập Trung Hoa - Loại đồng hồ biết đến ngày hình thành vào khoảng kỷ 17, xuất phát từ châu Âu Đến kỷ 18 đồng hồ treo tường phổ biến hàng gia dụng giai cấp Âu châu Kế tiếp đồng hồ đeo tay nhiều người... tìm hiểu vi điều khiển 8051 ứng dụng nhiều người quan tâm Vì em lựa chọn đề tài: ? ?thiết kế chế mạch đồng hồ số sử dụng vi điều khiển AT89C51” Với hướng dẫn thầy Vũ Trọng Trường Em xin chân thành
