Mạch hiển thị và lưu trữ chỉ số điện nước

Luận văn này trình bày về việc thiết kế, thi công và lập trình một thiết bị giúp hiển thị chỉ số điện kế và chỉ số nước tiêu thụ cho các hộ gia đình. Thiết bị bao gồm: - Khối điều khiển và lưu trữ sử dụng PIC16F877A. - Khối hiển thị gồm 12 LED 7 đoạn để hiển thị chỉ số điện kế và nước. - Khối thời gian thực sử dụng IC DS1307 để hẹn giờ thông báo nhập chỉ số điện kế, nước và hẹn giờ hiển thị. - Khối nút nhấn để nhập chỉ số điện kế và nước. - Khối giao tiếp với máy tính sử dụng cổng com chuẩn RS232. - Giao diện quản lý trên máy tính viết bằng Visual basic 6

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ -o0o - LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC MẠCH HIỂN THỊ VÀ LƯU TRỮ CHỈ SỐ ĐIỆN - NƯỚC GVHD: KS Nguyễn Ngọc Quyền SVTH: Lê Thanh Vũ MSSV: 40903344 TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12 NĂM 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự – Hạnh phúc -✩ Số: /BKĐT Khoa: Điện – Điện tử Bộ Môn: Điện Tử -✩ - NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP HỌ VÀ TÊN: LÊ THANH VŨ MSSV: 40903344 NGÀNH: ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG LỚP : DD09DV4 Đề tài: Mạch hiển thị lưu trữ số điện - nước Nhiệm vụ (Yêu cầu nội dung số liệu ban đầu): Ngày giao nhiệm vụ luận văn: Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Họ tên người hướng dẫn: Phần hướng dẫn Nội dung yêu cầu LVTN thông qua Bộ Môn Tp.HCM, ngày… tháng… năm 20 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN: Người duyệt (chấm sơ bộ): Đơn vị: Ngày bảo vệ : Điểm tổng kết: Nơi lưu trữ luận văn: NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH Lời cảm ơn GVHD: Thầy Nguyễn Ngọc Quyền LỜI CẢM ƠN Sau khoảng thời gian học tập rèn luyện trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM, dạy dỗ tận tình thầy phịng khoa, em gần hồn tất khố học, giai đoạn hồn thành luận văn tốt nghiệp sửa trở thành người kỹ sư điện tử góp sức xây dựng cho phát triển xã hội, đất nước Để ngày hôm em vô biết ơn tất thầy cô Điện – Điện Tử tận tình giảng dạy, hướng dẫn, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm quý báu cho em khoảng thời gian học tập, rèn luyện trường Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy Nguyễn Ngọc Quyền, người thầy bảo, định hướng, giúp đỡ hướng dẫn em nhiều suốt trình thực luận văn tốt nghiệp Em quên gừi lời cám ơn đến anh chị em sinh viên khoá em học tập chia sẻ kiến thức tiếp thu trình theo học trường Đồng thời em xin gửi lời cảm ơn đến cha mẹ, anh chị, bạn bè người đứng bên cạnh em để động viên, an ủi, ủng hộ vật chất lẫn tinh thần suốt khoảng thời gian qua Với lòng biết ơn chân thành, em xin gởi lời chúc sức khoẻ tốt đẹp đến thầy cô khoa, nhà trường, bậc cha mẹ, anh chị đáng kính tồn thể bạn bè cịn học khơng cịn học trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM Tp Hồ Chí Minh, ngày 16 tháng 12 năm 2014 Sinh viên Lê Thanh Vũ i Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Nguyễn Ngọc Quyền TĨM TẮT LUẬN VĂN Luận văn trình bày việc thiết kế, thi cơng lập trình thiết bị giúp hiển thị số điện kế số nước tiêu thụ cho hộ gia đình Thiết bị bao gồm: - Khối điều khiển lưu trữ sử dụng PIC16F877A - Khối hiển thị gồm 12 LED đoạn để hiển thị số điện kế nước - Khối thời gian thực sử dụng IC DS1307 để hẹn thông báo nhập số điện kế, nước hẹn hiển thị - Khối nút nhấn để nhập số điện kế nước - Khối giao tiếp với máy tính sử dụng cổng com chuẩn RS232 - Giao diện quản lý máy tính viết Visual basic ii Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Nguyễn Ngọc Quyền MỤC LỤC GIỚI THIỆU 1.1 Tổng quan .1 1.2 Nhiệm vụ luận văn 2 LÝ THUYẾT 3 THIẾT KẾ VÀ THỰC HIỆN PHẦN CỨNG 21 THIẾT KẾ VÀ THỰC HIỆN PHẦN MỀM (NẾU CÓ) 32 KẾT QUẢ THỰC HIỆN 58 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 60 6.1 Kết luận 60 6.2 Hướng phát triển 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 iii Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Nguyễn Ngọc Quyền DANH SÁCH HÌNH MINH HỌA Hình – Vi điều khiển PIC16F877A/PIC16F874A dạng sơ đồ chân Hình - Sơ đồ khối vi điều khiển PIC16F877A Hình – Bộ nhớ chương trình PIC16F877A………………………………………… Hình – Bộ nhớ liệu PIC16F877A…………………………………………………………………………………………8 Hình – Giao diện trình biên dịch CCS………………………………………………………………………………………9 Hình – Kết nối thiết bị vào bus I2C……………………………………………………………………………………….11 Hinh – Truyền nhận liệu chủ/tớ …………………………………………………………………………… 12 Hình – Điều kiện START STOP bus I2C……………………………………………………………………….13 Hình – Quá trình truyền bit liệu……………………………………………………………………………………14 Hình – 10 Dữ liệu truyền bus I2C……………………………………………………………………………………….14 Hình – 11 Bit ACK bus I2C………………………………………………………………………………………………….14 Hình – 12 Lưu đồ thuật tốn q trình truyền nhận liệu…………………………………………………….15 Hình – 13 Truyền liệu RS232……………………………………………………………………………………………… 18 Hinh – 14 Giao diện Visual Basic……………………………………………………………………………………………….20 Hình – Sơ đồ khối thiết bị………………………………………………………………………………………… ….21 Hình – Khối vi điều khiển lưu trữ…………………………………………………………………………………… 22 Hình – Sơ đồ chân IC DS1307……………………………………………………………………………………………….23 Hình – Sơ đồ kết nối DS1307……………………………………………………………………………………………… 23 Hình – Các ghi DS1307…………………………………………………………………………………………24 Hình – Tổ chức ghi theo bit……………………………………………………………………………… 25 Hình – Giá trị lưu ghi BCD……………………………………………………………………….25 Hình – Address Register……………………………………………………………………………………………………… 27 Hình – Sơ đồ chân LED đoạn………………………………………………………………………………………………28 Hình – 10 Khối hiển thị………………………………………………………………………………………………………………28 Hình – 11 Linh kiện để ghép nối……………………………………………………………………………………………… 29 iv Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Nguyễn Ngọc Quyền Hình – 12 Sơ đồ chân cổng com chân…………………………………………………………………….…………….29 Hình – 13 Ghép nối cổng com IC MAX232………………………………………………………………………… 30 Hình – 14 Layout…………………………………………………………………………………………………………………… 31 Hình – Sơ đồ giải thuật chương trình chính……………………………………………………………………… 32 Hình – Sơ đồ giải thuật nhập số điện kế - nước…………………………………………………………….33 Hình – Giao diện giao tiếp máy tính……………………………………………………………………………….… 55 Hình – Mạch hồn chỉnh…………………………………………………………………………………………………….58 Hình – Hiển thị số………………………………………………………………………………………………….…… 59 v Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Nguyễn Ngọc Quyền DANH SÁCH BẢNG SỐ LIỆU Bảng Tóm tắt đặc điểm VDK PIC 16F877 vi Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Nguyễn Ngọc Quyền GIỚI THIỆU 1.1 Tổng quan Ngày nay, khoa học kỹ thuật phát triển khơng ngừng có tác động mạnh mẽ, tích cực đến sống người, góp phần làm cho chất lượng sống ngày nâng cao Ở Việt Nam, khoa học kỹ thuật ngày có vai trị quan trọng đời sống, cơng nghiệp nơng nghiệp, thúc đẩy q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước Là sinh viên khối kỹ thuật công nghệ, nhận thấy cần tự giác nghiên cứu, nâng cao kỹ hiểu biết để góp sức tạo sản phẩm cơng có giá trị cho xã hội Từ lâu, hứng thú với việc ứng dụng kiến thức điện tử, kỹ lập trình để tạo sản phẩm ứng dụng vào thực tế, giúp cải thiện hiệu lao động người hay hỗ trợ người công việc lặp lặp lại gây nhàm chán Với tấp nập sống nay, thành viên hộ gia đình khó mà nhớ việc đơn giản ghi số điện kê, số nước cho nhân viên thu tiền hang tháng Một thiết bị để nhắc nhở, thông báo giúp hiển thị số điện kế, nước giúp lưu trữ, quản lý tiền điện – nước điều cần thiết để chuyện linh hoạt Với hướng dẫn tận tình Thầy Nguyễn Ngọc Quyền chọn đề tài để làm luận văn tốt nghiệp cho Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Nguyễn Ngọc Quyền 1.2 Nhiệm vụ luận văn Dựa vào định hướng nội dung đề tài tập trung nghiên cứu lĩnh vực mà tập trung vào ứng dụng kỹ thuật, công nghệ phổ biến vào chế tạo sản phẩm cụ thể, có tính ứng dụng bám sát thực tế Từ đề tài bao gồm nhiệm vụ đặt sau: - Tìm hiểu vi điều khiển PIC16F877A ngơn ngữ lập trình cho PIC - Tìm hiểu giao tiếp với LED đoạn - Tìm hiểu giao tiếp I2C, giao tiếp UART - Tìm hiểu ngơn ngữ lập trình Visual Basic Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Nguyễn Ngọc Quyền for(i=0;i