ĐỒNG HỒ HIỂN THỊ THỜI GIAN THỰC LÊN LED MATRIX HẸ THỐNG NHÚNG

ĐỒNG HỒ HIỂN THỊ THỜI GIAN THỰC LÊN LED MATRIX HẸ THỐNG NHÚNG. Liên hệ qua zalo 0327697318 để nhận file code và file mô phỏng trên proteus nhé. ĐỒNG HỒ HIỂN THỊ THỜI GIAN THỰC LÊN LED MATRIX HẸ THỐNG NHÚNG. Liên hệ qua zalo 0327697318 để nhận file code và file mô phỏng trên proteus nhé.

ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN KHOA ĐIỆN TỬ - BÀI TIỂU LUẬN ĐỀ TÀI: ĐỒNG HỒ HIỂN THỊ THỜI GIAN THỰC LÊN LED MATRIX GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TH.S TĂNG CẨM NHUNG SINH VIÊN THỰC HIỆN : LÊ ĐỨC HUY MSSV K175520114092 : SINH VIÊN THỰC HIỆN : NGUYỄN ANH TUẤN (TN) MSSV K175520114130 : THÁI NGUYÊN – 06/2021 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KTCN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự - Hạnh phúc TIỂU LUẬN CUỐI KỲ MÔN HỌC: HỆ THỐNG NHÚNG BỘ MÔN: TIN HỌC CÔNG NGHIỆP Sinh viên: Lê Đức Huy Mã số sinh viên: K175520114092 Lớp: K53CĐT.02 Nguyễn Anh Tuấn Mã số sinh viên: K175520114130 Lớp: K53CĐT.02 Chuyên ngành: Cơ điện tử Giáo viên hướng dẫn: Th.S Tăng Cẩm Nhung Tên tiểu luận: Đồng hồ hiển thị thời gian thực lên Led Matrix Nội dung: Chương I: Tổng quan đề tài Chương II: Khảo sát sơ đồ khối Chương III: Thiết kế lập trình Chương IV: Đánh giá, kết luận hướng phát triển tương lai Các hình ảnh, chương trình: - Hình ảnh phần mềm PicC, Proteus, Visio - Hình ảnh minh họa chương Giáo viên hướng dẫn (ký ghi rõ họ tên) Sinh viên thực (ký ghi rõ họ tên) Mục lục CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Tổng quan hệ thống Hiện , đồng hồ thiết bị thông dụng phổ biến Nó gần có mặt nơi sống Và giúp đỡ người quản lý thời gian hiệu , phân chia công việc hợp lý dành thời gian nghỉ ngơi thời điểm Dựa vào cấu tạo , hình dáng cách hoạt động , đồng hồ phân thành loại sau : Đồng hồ , đồng hồ điện tử , đồng hồ thông minh … Trong khuôn khổ tiểu luận , nhóm chúng em tìm hiểu nghiên cứu đồng hồ hiển thị thời gian thực lên Led Matrix Thực tế , đồng hồ kỹ thuật số , hình thành nhờ việc kết nối linh kiện điện tử với hiển thị lên hình Led Matrix Khác với đồng hồ , đồng hồ điện tử có độ xác cao , giá thành rẻ , nhìn rõ từ xa , sử dụng làm đồng hồ cho biển quảng cáo dùng Led Matrix đồng hồ sử dụng gia đình Hình 1.1 Đồng hồ hiển thị thời gian thực lên Led Matrix thực tế Hệ thống chia 04 phần chính: - Vi điều khiển PIC16F877A dùng để lập trình làm điều khiển trung tâm IC DS1307 cung cấp thông tin thời gian thực IC 74HC595 Mở rộng chân vi điều khiển Led Matrix 8x8 dùng để thị thời gian thực 1.2 Mô tả hoạt động hệ thống IC DS1307 chip đồng hồ thời gian thực ( RTC : Real – time clock ) , khái niệm thời gian thực dùng với ý nghĩa thời gian tuyệt đối mà người sử dụng , tính giây , phút , … Chip chứa liệu thời gian : giây , phút , , thứ ( tuần ) , tháng, năm DS1307 kết nối với vi điều khiển PIC16F877A thông qua cổng giao tiếp I2C ổn định tín hiệu thạch anh Khi , DS1307 lấy thời gian , vi điều khiển đọc thời gian từ DS1307 hiển thị lên Led Matrix Vì vi điều khiển có chân để tiết kiệm số chân vi điều khiển tối đa , nên cần sử dụng thêm IC 74HC595 dùng để mở rộng chân vi điều khiển Giúp kết nối tùy thích mà khơng IC làm việc mắc nối tiếp đầu đầu vào liệu IC với 1.3 Yêu cầu hệ thống Để ứng dụng hiệu thực tế, hệ thống cần đảm bảo yêu cầu: - Hiển thị thời gian xác Hoạt động bền bỉ, ổn định, hạn chế nhiễu ảnh hưởng môi trường xung quanh Dễ dàng thay đổi thời gian đồng hồ - Thuật toán phải tối ưu, hạn chế lỗi trình hoạt động Hệ thống sử dụng IC thời gian thực DS1307 vì: - Khả tạo sóng vng lập trình Dịng điện thấp , 500 mA chế độ lưu pin Khả thiết lập ngày đến năm 2100 Sử dụng chuẩn giao tiếp I2C Nó theo dõi xác giây , phút , , ngày , tháng , năm Giá thành rẻ, tính ứng dụng cao Với yêu cầu đặt trên, nhóm chúng em lựa chọn vi điều khiển PIC 16F877A vì: - Vi điều khiển PIC 16F8777A dễ dàng lập trình Tốc độ xử lý cao Hoạt động ổn định Phổ biến, dễ lập trình Tính khả dụng giá thành rẻ CHƯƠNG II: KHẢO SÁT SƠ ĐỒ KHỐI 2.1 Xây dựng sơ đồ khối cho hệ thống Hình 2.1 Sơ đồ khối hệ thống Từ nguyên lý hoạt động nêu trên, dễ dàng xác định sơ đồ khối cho hệ thống, từ sơ đồ khối phân chia nhiệm vụ, chọn linh kiện cho khối chức 2.2 Phân tích chức khối • Khối hiển thị : Led Matrix giúp hiển thị thời gian thực • Khối nguồn: có chức cấp nguồn cho tồn mạch • Thạch anh : giúp ổn định tín hiệu cho khối thời gian thực • Khối thời gian thực : có chức cung cấp thông tin thời gian ( thời gian thực ) : , phút , giây , thứ , ngày , tháng , năm cách xác thiết bị bị ngắt … • Khối mở rộng chân : mở rộng số chân , giúp khối vi xử lý kết nối bao nhiều tùy thích • Phần tử đảo : có tác dụng đảo bit • Khối xử lý : có chức nhận xử lý liệu từ khối thời gian thực , xuất tín hiệu điều khiển khối hiển thị Khi hoạt động thực tế, khối chức phối hợp với theo quy luật định, khối xảy lỗi khiến hệ thống hoạt động sai 2.3 Chọn linh kiện cho khối chức - Khối nguồn: Sử dụng nguồn DC 5V - Khối xử lý tín hiệu : Sử dụng 01 vi điều khiển PIC 16F877A - Khối hiển thị: Dùng Led Matrix để hiển thị thời gian thực - Thạch anh : Sử dụng thạch anh có chức để ổn định tín hiệu - Khối thời gian thực : Sử dụng IC DS 1307 , vi điều khiển lấy liệu thời gian thực từ -Khối mở rộng chân : Sử dụng IC 74HC595 có tác dụng mở rộng chân cho vi điều khiển , cho phép vi điều khiển kết nối nhiều - Phần đảo : sử dụng phần từ đảo có tác dụng đảo bit CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ LẬP TRÌNH 3.1 Thiết kế chương trình mơ phần mềm Proteus Do điều kiện thực tế khơng cho phép nhóm em làm mạch thật, nhóm em sử dụng phần mềm Proteus để vẽ mạch mô hệ thống Đây cơng cụ hữu ích cho bạn sinh viên tiếp cận, làm quen với vi xử lý, vi điều khiển, trước làm sản phẩm thật Hình 3.1 Giao diện phần mềm vẽ mạch Proteus 8.9 Q trình thực vẽ mạch mơ phần mềm Proteus trải qua 04 bước: Bước 1: Lấy linh kiện Bước 2: Đấu nối linh kiện, thành phần với Bước 3: Hiệu chỉnh, bố trí lại mạch Bước 4: Nạp chương trình vào cho VĐK chạy mô 3.1.1 Chọn linh kiện cần dùng hệ thống Hình 3.2 Giao diện Pick devices Proteus Hình 3.3 Danh sách linh kiện chọn Danh sách linh kiện sử dụng hệ thống: - Chip mở rộng chân ( 74HC595 ) Thạch anh ( Crytal ) Chip thời gian thực ( DS1307 ) Led Matrix 8x8(MATRIX 8x8 GREEN) Phần từ đảo ( Not ) Vi điều khiển (PIC 16F877A) Biến trở ( Res ) 3.1.2 Đấu nối hiệu chỉnh linh kiện cho hệ thống Hình 3.4 Hệ thống sau đấu nối bố trí lại mạch Khi đấu nối phần mềm Proteus, đặt tên cho đầu dây để mạch gọn gàng Bố trí phần tử phần mềm cho hợp lý, đẹp mắt 3.2 Lập trình cho hệ thống phần mềm CCS Hình 3.5 Giao diện phần mềm CCS 10 Dùng phần mềm CCS để lập trình biên dịch chương trình cho vi điều khiển Pic 16F877A Các bước để viết hồn chỉnh chương trình cho vi điều khiển Pic Bước 1: Tạo Project sử dụng Pic Wizard Bước 2: Viết chương trình Bước 3: Kiểm tra lỗi, biên dịch (Compile) để tạo file hex Hình 3.6 Tạo Project Wizard 11 Hình 3.7 Chọn vi điều khiển, tốc độ nguồn dao dộng Hình 3.8 Giao diện CCS sau tạo project khai báo vi điều khiển 12 Hình 3.9 Lập trình thư viện DS1307 Hình 3.10 Chương trình trình định dạng phút giây 13 Hình 3.11 Chương trình 3.3 Nạp chương trình vào Pic để chạy mơ Hình 3.12 Nạp chương trình vào cho VĐK Pic 14 Chọn file hex tạo từ trước, Vi điều khiển Pic 16F877A nhận file hex Hình 3.13 Hệ thống hồn thiện chạy mô 15 Chương IV: ĐÁNH GIÁ, KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN TRONG TƯƠNG LAI 4.1 Đánh giá kết luận Sau thời gian nỗ lực không ngừng học tập nhiệt tình bảo cô Tăng Cẩm Nhung thầy, cô mơn, nhóm chúng em hồn thành đề tài: “ĐỒNG HỒ HIỂN THỊ THỜI GIAN THỰC LÊN LED MATRIX” trình thực đề tài chúng em đúc kết nhiều kinh nghiệm quý báu cho thân để phục vụ cho chúng em trình học tập sau Kết nhận : mạch hoạt động tốt , mạch chạy , đủ , đáp ứng yêu cầu đề tài Đề tài chúng em có ưu nhược điểm sau.: - Ưu điểm + Hiển thị thời gian chuẩn xác , bị sai lệch + Hệ thống hoạt động ổn định, bị ảnh hưởng yếu tổ bên + Việc thiết kế mạch đơn giản tốn chi phí - Nhược điểm + Thuật toán chưa tối ưu + Thiết kế mạch chưa thực hợp lý Kết luận : Đề tài áp dụng tốt , cách giúp chúng em bước tiếp cận hệ thống thời gian thực có sử dụng vi điều khiển PIC Với kết đạt trên, hệ thống hữu ích ứng dụng nghiên cứu lẫn sử dụng thực tế 4.2 Hướng phát triển tương lai Ngày với phát triển nhanh chóng khoa học kỹ thuật, toán điều kiển hiển thị thời gian thực sử dụng nhiều Để đáp ứng nhu cầu đó, nhóm bọn em tiếp tục nghiên cứu để hoàn thiện hệ thống Đầu tiên, nhóm em tìm cách tối ưu hóa thuật tốn để chương trình hoạt động ổn định nữa, khơng gặp phải lỗi vặt Thứ hai, sử dụng linh kiện tốt với giá hợp thành sản phẩm sản xuất , giúp hiển thị thời gian chuẩn xác Thứ ba, thêm nút ấn để chỉnh thời gian theo ý muốn 16 Thứ tư , tích hợp thêm cảm biến để đo nhiệt độ phịng , độ ẩm … Thứ năm , thêm hiển thị ngày , tháng , năm , hiển thị âm lịch ngày quan trọng Cuối cùng, giúp cho đồng hồ kết nối wifi , tự động cập nhật thời gian , độ ẩm , nhiệt độ cách thông minh Tài liệu tham khảo: o Giáo trình Hệ thống nhúng – TNUT o Hệ thống nhúng – Wikipedia o Đồng hồ thời gian thực DS1307 – Khotrithucso.com o Giáo trình lập trình C – Codegym.vn o Datasheet Pic 16F877A/ LM35 17