Dong Ho So Dung Vi Xu Li

Đồ án môn học 1 MẠCH ĐỒNG HỒ SỐ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

------00O ** ** O00------

ĐỒ ÁN MÔN HỌC I

TÊN ĐỀ TÀI:

TP HCM, Tháng 5 năm 2010

SVTH: Võ Ngọc Hiệp Trang 1

GVHD: LÊ ANH UYÊN VŨ

SVTH: VÕ NGỌC HIỆP

LỚP: DV07

MSSV : 0751040025



LỚP: DV07

MSSV : 0751040025


TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

------00O ** ** O00------

ĐỒ ÁN MÔN HỌC I

TÊN ĐỀ TÀI

TP HCM, Tháng 5 năm 2010




LỚP: DV07

MSSV : 0751040025


MỤC LỤC

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn..................................................................4

Lời cảm ơn ...................................................................................................5

Phần I: Dẫn Nhập .......................................................................................6

Đặt vấn đề.

Mục đích và yêu cầu.

Giới hạn đề tài

Phần II. Cơ sở lý thuyết ...............................................................................8

Giới thiệu IC AT 89C51

Giới thiệu Led 7 đoạn

Giới thiệu về transistor C1815, Tụ , Điện trở.

Phần III: Thiết kế và thi công ....................................................................19

Chương I: Thiết kế mạch ....................................................................19

Sơ đồ khối.

Các khối chức năng

Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ mạch in

Mô phỏng mạch và hình ảnh thực tế

Giải thuật main

Nguyên lý hoạt động của các khối.

Chương II: Thi công mạch .................................................................38

Dụng cụ sử dụng.

Quá trình thi công.

Phần IV: Kết luận ........................................................................................39

Ưu điểm

Nhược điểm

Hướng phát triển

Lời kết

Tài liệu tham khảo



NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN.

...........................................................................................................................

...........................................................................................................................

...........................................................................................................................

...........................................................................................................................

...........................................................................................................................

...........................................................................................................................

...........................................................................................................................

...........................................................................................................................

...........................................................................................................................

...........................................................................................................................

...........................................................................................................................

...........................................................................................................................

...........................................................................................................................

...........................................................................................................................

...........................................................................................................................

...........................................................................................................................

...........................................................................................................................

...........................................................................................................................

...........................................................................................................................

...........................................................................................................................

...........................................................................................................................

...........................................................................................................................

...........................................................................................................................

Chữ ký của giáo viên hướng dẫn




- Lời đầu tiên chúng em xin chân thành cảm ơn cô Lê Anh Uyên Vũ cùng quý thầy cô bộ môn khoa Điện-Điện Tử Viễn Thông Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Thành Phố Hồ Chí Minh.

- Trong quá trình thực hiện đồ án gặp những khó khăn và thiếu sót khi thực hiện đồ án, trong thực hiện và thi công mạch về phần cứng cũng như về phần mềm. Nhưng được sự hướng dẫn và chí dạy nhiệt tình của quý thầy cô đã giúp chúng em khắc phục được những thiếu sót đó và có thể hoàn thành được đề tài.

- Kế đó xin gửi lời cảm ơn tới các bạn trong lớp giúp đỡ hoàn thành đồ án nhanh nhất!.

TP HCM, tháng 4 năm 2010 SV thực hiện:

Võ Ngọc Hiệp

- Lời đầu tiên chúng em xin chân thành cảm ơn cô Lê Anh Uyên Vũ cùng quý thầy cô bộ môn khoa Điện-Điện Tử Viễn Thông Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Thành Phố Hồ Chí Minh.

- Trong quá trình thực hiện đồ án gặp những khó khăn và thiếu sót khi thực hiện đồ án, trong thực hiện và thi công mạch về phần cứng cũng như về phần mềm. Nhưng được sự hướng dẫn và chí dạy nhiệt tình của quý thầy cô đã giúp chúng em khắc phục được những thiếu sót đó và có thể hoàn thành được đề tài.

- Kế đó xin gửi lời cảm ơn tới các bạn trong lớp giúp đỡ hoàn thành đồ án nhanh nhất!.

TP HCM, tháng 4 năm 2010 SV thực hiện:

Võ Ngọc Hiệp

LỜI CẢM ƠNLỜI CẢM ƠN


PHẦN I

Dẫn Nhập1.1/ Đặt vấn đề :

Cùng với sự phát triển của khoa học và công nghệ, các thiết bị điện

tử đã, đang và sẽ tiếp tục được ứng dụng ngày càng rộng rãi và mang lại hiệu

quả trong hầu hết các lĩnh vực khoa học kỹ thuật cũng như trong đời sống xã

hội.

Việc gia công, xử lý các tín hiệu điện tử hiện đại đều dựa trên cơ sở

nguyên lý số. Vì các thiết bị làm việc dựa trên cơ sở nguyên lý số có ưu điểm

hơn hẳn so với các thiết bị làm việc dưạ trên cơ sở nguyên lý tương tự, đặc biệt

là trong kỹ thuật tính toán.

Sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ điện tử đã cho ra đời nhiều vi

mạch số cỡ lớn với giá thành rẻ và khả năng lập trình cao đã mang lại những

thay đổi lớn trong ngành điện tử. Mạch số ở những mức độ khác nhau đã đang

thâm nhập trong các lĩnh vực điện tử thông dụng và chuyên nghiệp một cách

nhanh chóng. Các trường kỹ thuật là nơi mạch số thâm nhập mạnh mẽ và được

học sinh, sinh viên ưa chuộng do lợi ích và tính khả thi của nó. Vì thế sự hiểu

biết sâu sắc về kỹ thuật số là không thể thiếu đối với sinh viên ngành điện tử

hiện nay. Nhu cầu hiểu biết về kỹ thuật số không chỉ riêng đối với những người

theo chuyên ngành điện tử mà còn đối với những cán bộ kỹ thuật khác có sử

dụng thiết bị điện tử.



1.2/ Mục đích yêu cấu :

Söï caàn thieát , quan troïng cuõng nhö tính khaû thi

vaø lôïi ích cuûa maïch soá cuõng chính laø lyù do ñeå choïn

vaø thöïc hieän ñeà aùn “thieát keá maïch ñoàng hoà soá”

nhaèm öùng duïng kieán thöùc ñaõ hoïc veà kó thuaät soá

vaøo thöïc teá.

Yeâu caàu cuûa ñoà aùn naøy laø thieát keá Ñoàng

Hoà Soá söû duïng vi xöû lí 89C51. Coù theå hieån thò giôø ,

chænh giôø ,vaø heïn giôø.

1.3/ Giôùi haïn ñeà taøi:

Trong phaïm vi taäp ñeà aùn naøy, ngöôøi thöïc hieän chæ

thieát keá vaø thi coâng maïch ñoàng hoà số goïn, ñôn giaûn.

Đề tài “ñoàng hoà soá” rất đa dạng và phong phú, có nhiều loại hình

khác nhau dựa vào công dụng và độ phức tạp. Do tài liệu tham khảo bằng

Tiếng Việt còn hạn chế, trình độ có hạn và kinh nghiệm trong thực tế còn non

kém, nên đề tài chắc chắn còn nhiều thiếu sót. Vì vậy rất mong nhận được

những ý kiến đóng góp, giúp đỡ chân thành của các thầy cô cũng như của các

bạn sinh viên.



PHẦN II

Cơ SởLý Thuyết

2.1 / Giới thiệu các thông số AT89C51 :2.1.1/ Giới thiệu:

Ñaëc ñieåm vaø chöùc naêng hoaït ñoäng cuûa caùc IC hoï MSC-51 hoaøn toaøn töông töï nhau, ôû ñaây ta giôùi thieäu AT89C51.

AT89C51 là phiên bản 8051 có ROM trên chip là bộ nhớ Flash.Phiên bản này rất thích hợp cho các ứng dụng nhanh vi bộ nhớ Flash có thể xóa được trong vài giây.

- 4 KB EPROM bên trong- 128 Bytes RAM nội- 4 Port xuất nhập I/O 8 bgit- Giao tiếp nối tiếp- Cho phép xử lý bit. - 210 vị trí nhớ có thể định vị bit.

- 4 chu kỳ máy (4 µs đối với thạch anh 12MHz) cho hoạt động nhân hoặc chia.

- Có các chế độ nghỉ (Low-power Idle) và chế độ nguồn giảm (Power-down). Ngoải ra, một số IC khác của họ MCS-51 có thêm bộ định thời thứ 3 và 256 byte RAM nội.

AT89C51 có thể giao tiếp với bộ nhớ ngoài dung lượng lên đến 64KB, 89C51 có 2 ngắt ngoài và 2 ngắt timer mức độ ưu tiên được quy định cụ thể,8951 cũng có 2 bộ đếm 16 bit,kênh giao tiếp nối 2 chiều.Với bộ xử lí đại số Boole cho phép xử lí từng bit của RAM va thiết bị ngoại vi,mỗi lệnh của kéo dài 1 đến 2 micro giây.



2.1.2/ caáu truùc beân trong cuûa IC 89C51.

+ Thaønh phaàn chính cuûa vi ñieàu khieån 89C51 la boä xöû lyù trung taâm hay con goïi laø CPU. CPU bao goàm:

- Thanh ghi tích luyõ A- Thanh ghi tích luyõ B, duøng cho pheùp nhaân vaø

chia- Ñôn vò logic hoïc ALU- Töø traïng thaùi chöông trình PSW- 4 bank thanh ghi- Con troû ngaên xeáp- Ngoaøi ra coøn coù boä nhôù chöông trình, boä giaûi

ma leänh, boä ñieàu khieån thôøi gian vaø logic+ Ñôn vò xöû lyù trung taâm nhaän tröïc tieáp xung töø boä dao ñoäng

+ Chöông trình ñang chaïy coù theå cho döøng laïi nhôø moät khoái ñieàu khieån ôû beân trong. Caùc nguoàn ngaét coù theå laø caùc bieán coá ôû beân ngoaøi, söï traøn boä ñeám ñònh thôøi hoaëc cuõng coù theå laø giao dieän noái tieáp.

+ 2 boä ñònh thôøi 16 bit hoaït ñoäng nhö moät boä ñeám.

+ Caùc coång port 0, port 1, port 2, port 3 ñöôïc söû duïng vaøo muïc ñích ñieàu khieån, ôû coång port 3 coù theâm caùc ñöôøng daãn ñieàu khieån duøng ñeå trao ñoåi vôùi moät boä nhôù beân ngoaøi, hoaëc ñeå ñaàu noái giao dieän noái tieáp cuõng nhö caùc ñöôøng daãn ngaét beân ngoaøi.



+ Giao dieän noái tieáp coù chöùa moät boä truyeàn vaø moät boä nhaän khoâng ñoàng boä laøm vieäc ñoäc laäp vôùi nhau. Toác ñoä truyeàn qua coång noái tieáp coù theå ñaët trong daûi roäng vaø ñöôïc aán ñònh baèng moät boä ñònh thôøi.

+ Trong vi dieàu khieån 8051 coøn coù hai thaønh phaàn quan troïng khaùc laø boä nhôù vaø caùc thanh ghi

+ Boä nhôù coøn coù Ram vaø Rom duøng ñeå löu döõ lieäu vaø maõ leänh.

+ Caùc thanh ghi söû duïng ñeå löu döõ thoâng tin trong quaù trình xöû lyù. Khi CPU laøm vieäc, noù laøm thay ñoâæ noäi dung cuûa caùc thanh ghi

2.1.3/ Sô ñoà chaân 89C51: AT89C51 có tất cả 40 chân có chức năng

như các đường xuất nhập. Trong đó có 24 chân có tác dụng kép (có nghĩa 1 chân có 2 chức năng), mỗi đường có thể hoạt động như đường xuất nhập hoặc như đường điều khiển hoặc là thành phần của các bus dữ liệu và bus địa chỉ.


U1

AT89C51

9

1819

202930

31

40

12345678

2122232425262728

1011121314151617

3938373635343332

RST

XTAL2XTAL1

GNDPSEN

ALE/PROGEA/VPP

VCC

P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7

P2.0/A8P2.1/A9

P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15

P3.0/RXDP3.1/TXD

P3.2/INT0P3.3/INT1

P3.4/T0P3.5/T1

P3.6/WRP3.7/RD

P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7


a. Các Port :- Port 0: Có hai chức năng từ chân 31 đến chân 39 trong các thiết kế nhỏ. ( không dùng bộ nhớ mở rộng ) .Có hai chức năng như các đường I/O . Đối với các thiết kế cỡ lớn ( với bộ nhớ mở rộng ) nó được kế hợp kênh giữa các Bus.

- Port 1: laø port I/O treân caùc chaân töø chaân soá 1 ñeán chaân soá 8. coù theå duøng caùc thieát bò ngoaøi neáu caàn. Port 1 khoâng coù chöùc naêng khaùc vì theá chuùng ta chæ ñöôïc duøng trong caùc thieát bò ngoaøi.

- Port 2: laø port coâng duïng keùp treân caùc chaân 22 ñeán 28 ñöôïc duøng nhö caùc ñöôøng xuaát nhaäp hoaëc byte cao cuûa bus ñòa chæ ñoái vôùi caùc thieát keá môû roäng.

- Port 3: laø port coâng duïng keùp treân caùc chaân 10 ñeán chaân 17. Caùc chaân cûa port naøy coù nhieàu chöùc naêng, caùc coâng duïng chuyeån ñoåi coù lieân heä vôùi caùc ñaëc tín ñaëc bieät cuûa 8051/8031 nhö ôû baûng sau:

Bit Teân Chöùc naêng chuyeån ñoåi

P3.0 RXD Döõ lieäu nhaän cho port noái tieáp

P3.1 TXD Döõ lieäu phaùt cho port noái tieáp

P3.2 INTO Ngaét 0 beân ngoaøi

P3.3 INT1 Ngaét 1 beân ngoaøi

P3.4 T0 Ngoõ vaøo cuûa timer/courter 0

P3.5 T1 Ngoõ vaøo cuûa timer/courter 1

P3.6 WR Xung ghi boä nhôù döõ lieäu ngoaøi

P3.7 RD Xung ñoïc boä nhôù döõ lieäu ngoaøi

b .Nhóm chân nguồn,dao động và điều khiển

- VCC - Chân 40 được nối lên nguồn 5V.- GND - Chân 20 nối đất- XTAL1-chân 19 và XTAL2-chân 18 : Bộ dao động được tích

hợp bên trong 8951, khi sử dụng 8951 người thiết kế chỉ cần kết nối thêm thạch anh và các tụ như hình vẽ trong sơ đồ XTAL1-chân 19 và



XTAL2-chân 18. Tần số thạch anh thường sử dụng cho AT89C51 là 12Mhz.



+ Chaân PSEN: laø chaân 29, coù 4 tín hieäu ñieàu khieån, laø tín hieäu ñeå cho pheùp boä nhôù chöông trình môû roäng vaø thöôøng ñöôïc noái leân chaân OE cuûa moät Eprom ñeå cho pheùp ñoïc caùc byte maõ leänh.

PSEN ôû möùc thaáp trong thôøi gian laáy leänh. Caùc maõ nhò phaân cuûa chöông trình ñöôïc ñoïc töø Eprom qua bus vaø ñöôïc choát vaøo thanh ghi leänh cuûa 8051 ñeå giaûi maõ leänh. Khi thi haønh chöông trình trong Rom noäi PSEN seõ thuï ñoäng (möùc cao).

+ Chaân ALE: (choát) Tín hieäu ra ALE treân chaân 30 töông hôïp vôùi caùc thieát bò laøm vieäc vôùi caùc xöû lyù 8585,8088,8051 duøng ALE moät caùch töông töï cho laøm vieäc giaûi caùc keânh caùc Bus ñòa chæ vaø döõ lieäu khi port 0 ñöôïc duøng trong cheá ñoï chuyeån ñoåi cuûa noù: vöøa laø Bus döõ lieäu vöøa laø byte thaáp cuûa ñòa chæ, ALE laø tín hieäu ñeå choát ñòa chæ vaøo vaøo moät thanh ghi beân ngoaøi trong nöûa ñaàu cuûa chu kyø boä nhôù. Sau ñoù caùc ñöông port 0 duøng ñeå xuaát hoaëc nhaäp döõ lieäu trong nöûa sau cuûa chu kyø boä nhôù.

Caùc xung tín hieäu ALE coù toác ñoä baèng 1/6 laàn taàn soá dao ñoäng treân chíp vaø coù theå ñöôïc laøm xung nhòp cho caùc heä thoáng. Neáu xung treân 8051 laø 12MHZ thì ALE coù taàn soá 2MHZ. Chæ ngoaïi tröø khi thi haønh leänh Movx, moät xung ALE bò maát. Chaân naøy cuõng ñöôïc laøm ngoõ vaøo cho xung laäp trình cho Eprom trong 8051.

+ Chaân EA: (truy xuaát ngoaøi):Tín hieäu vaøo EA treân chaân 31 thöôøng ñöôïc maéc leân möùc cao(+5V) hoaëc möùc thaáp(GND). Neáu ôû möùc cao, 8051 thi haønh chöông trình töø Rom noäi trong khoaûng ñòa chæ thaáp(4K). Neáu ôû möùc thaáp chöông trình chi ñöôïc thi haønh töø boä nhôù môû roäng. Khi duøng 8031, EA luoân ñöôïc noái ôû möùc thaáp vì khoâng coù boä nhôù chöông trình treân chíp. Neáu EA ñöôïc noái ôû möùc thaáp boä nhôù beân trong chöông trình 8051 seõ bò caám vaø thi haønh chöông trình Eprom môû roäng. Ngöôøi ta coøn duøng chaân EA laøm chaân caáp ñieän aùp 21V khi laäp trình cho Eprom trong 8051.



+ Chaân RST(reset): Khi tín hieäu naøy ñöôïc ñöa leân möùc cao(ít nhaát phaûi 2 chu kyø maùy), caùc thanh ghi trong 8051 ñöôïc taûi nhöõng giaù trò thích hôïp ñeû khôûi ñoäng heä thoáng.



2.1.4/ Các thanh ghi bộ định thời (Timer):- AT89C51 có hai thanh ghi bộ định thời/đếm 16 bit được dung cho

định thời hoặc đếm sự kiên.a. Thanh ghi cheá ñoä ñònh thôøi (TMOD):

- Khoâng ñöôïc ñònh ñòa chæ bit. - Ñöôïc duøng ñeå ñònh cheá ñoä hoaït ñoäng cho caùc

timer. - Chöùc naêng töøng bit: + M1, M0: choïn cheá ñoä hoaït ñoäng.

M1 M0 CHẾ ĐỘ (MODE)0 0 00 1 11 0 21 1 3

+ T/C : bit choïn chöùc naêng ñeám hoaëc ñònh thôøi cho timer.

+ Gate: bit ñieàu khieån coång cho boä ñònh thôøi.

b. Thanh ghi ñieàu khieån ñònh thôøi (TCON):

- Chöùa caùc bit ñieàu khieån vaø traïng thaùi cuûa timer 0 vaø 1 ôû 4 bit cao, 4 bit thaáp ñöôïc duøng cho chöùc naêng ngaét (interrupt).

- Chöùc naêng töøng bit: + TF x: côø traøn cuûa timer x (x laø 0 hay 1) + TRx = 0: khoâng cho pheùp timer chaïy. + TRx = 1: cho pheùp timer chaïy.



2.1.5/ Caùc thanh ghi port noái tieáp (Serial port) :

* Thanh ghi SBUF (Serial Buffer): - ôû ñòa chæ 99H laø boä ñeäm nhaäp/xuaát noái

tieáp. Khi xuaát döõ lieäu thì ghi leân SBUF, khi nhaäp döõ lieäu thì ñoïc töø SBUF.

- Caùc cheá ñoä hoaït ñoäng khaùc nhau cuûa port noäi tieáp ñöôïc laäp trình thoâng qua thanh ghi ñieàu khieån port noái tieáp SCON (Serial Control) ôû ñòa chæ 98H. Ñaây laø thanh ghi ñöôïc ñònh ñòa chæ töøng bit.

* Thanh ghi ñieàu khieån port noái tieáp SCON

- Ñòa chæ 99H. - Ñònh ñòa chæ bit. - Chöùc naêng caùc bit:

+ SM0, SM1: choïn cheá ñoä hoaït ñoäng cuûa port noái tieáp

SM0 SM1 Chế độ (Mode)

Mô tả

0 0 0 Thanh ghi dịch.0 1 1 UART 8 bit tốc độ thay đổi1 0 2 UART 9 bit tốc độ cố định.

1 1 3 UART 9 bit tốc độ thay đổi.

+ SM2: choïn cheá ñoä hoaït ñoäng cuûa port noái tieáp.

SM2 = 1: cho pheùp truyeàn thoâng ña xöû lyù ôû caùc cheá ñoä 2 vaø 3; bit RI seõ

khoâng ñöôïc tích cöïc neáu bit thöù 9 nhaän ñöôïc laø 0.

+ REN: bit cho pheùp thu. REN = 1: cho pheùp thu. REN = 0: khoâng cho pheùp thu.

+ TB8: bit phaùt thöù 9 (ôû cheá ñoä 2 vaø 3), coù theå ñaët vaø xoùa baèng phaàn meàm.



+ RB8: bit thu thöù 9 (ôû cheá ñoä 2 vaø 3), coù theå ñaët vaø xoùa baèng phaàn meàm.

2.4.6/ Caùc thanh ghi ngaét (Interrupt): - 8031/8051 coù 5 nguoàn ngaét: + 2 ngaét ngoaøi: ngaét ngoaøi 0: qua chaân 0INT

(P3.2) Ngaét ngoaøi 1: qua chaân 1INT (P3.3) + 3 ngaét trong: ngaét timer 0 Ngaét timer 1 Ngaét port noái tieáp.

* Caùc thanh ghi lieân quan ñeán ngaét :a. Thanh ghi cho pheùp ngaét IE (Interrupt

Enable)

- Ñöôïc ñònh ñòa chæ bit. - Chöùc naêng töøng bit:

EA: cho pheùp toaøn boä . ET2: cho pheùp ngaét timer 2 (neáu coù) . ES: cho pheùp ngaét port noái tieáp . ET1: cho pheùp ngaét timer 1 . EX1: cho pheùp ngaét ngoaøi 1 ET0: cho pheùp ngaét timer 0 . EX0: cho pheùp ngaét ngoaøi 0 .

- Ñeå cho pheùp 1 nguoàn ngaét, caàn phaûi coù: + EA = 1 + Bit cho pheùp ngaét töông öùng baèng 1.

b/ Thanh ghi öu tieân ngaét IP (Interrupt Priority)

- Ñöôïc ñònh ñòa chæ bit. - Bit = 1: möùc öu tieân cao - Bit = 0: möùc öu tieân thaáp - Maëc nhieân sau khi reset, taát caû caùc ngaét ôû

möùc öu tieân thaáp. - Neáu 2 ngaét vôùi möùc öu tieân khaùc nhau xuaát

hieän ñoàng thôøi, ngaét coù möùc öu tieân cao seõ ñöôïc phuïc vuï tröôùc. Ñoàng thôøi, ngaét coù möùc öu tieân



cao cuõng coù theå taïm döøng chöông trình phuïc vuï ngaét cuûa ngaét coù möùc öu tieân thaáp.

- Neáu caùc ngaét coù cuøng möùc öu tieân xuaát hieän ñoàng thôøi, vieäc xaùc ñònh ngaét naøo ñöôïc phuïc vuï tröôùc seõ theo thöù töï: ngắt ngoaøi 0, ngắt timer 0, ngắt ngoaøi 1,ngắt timer 1,ngắt port noái tieáp,ngắt timer 2 (ñoái vôùi 8032/8052).

c/ Thanh ghi TCON

- Ñònh ñòa chæ bit. - Chöùc naêng caùc bit lieân quan ñeán ngaét

(interrupt): + IEx: côø ngaét ngoaøi x (IEx = 1 → taïo ngaét ngoaøi

x) + ITx: bit xaùc ñònh loaïi taùc ñoäng ngaét ngoaøi x :

ITx = 0 : taùc ñoäng möùc 0 ITx = 1 : taùc ñoäng caïnh xuoáng (thöôøng duøng)

2.2/LED 7 ĐOẠN

Một trong các chỉ báo hiển thị số thập phân và một dố kí tự khác là Led 7 đoạn.Led có 2 loại Anot chung và Catot chung.Sau đây chúng ta sẽ tìm hiểu loại Anot chung đã sử dụng.

Led Anode chung :

Đối với dạng Led anode chung, chân COM phải có mức logic 1 và muốnsáng Led thì tương ứng các chân a – f, dp sẽ ở mức logic 0.



Bảng mã cho Led Anode chung (a là LSB, dp là MSB):

- Để hiển thị dữ liệu trên Led dùng AT89C51 có 2 phương pháp là chốt dữ liệu dùng một số loại IC chốt như : 74HC573,74LS373,74LS374...và phương pháp quét Led.- Trong đồ án này em đã dùng phương pháp quét led , là một trong những phương pháp được dùng nhiều hiện nay.

2.3 / Transistor điều khiển nâng dòng: C1815:



6/Ñieän trôû6/Ñieän trôû: söû duïng ñieän trôû 4 voøng maøu vaø 5: söû duïng ñieän trôû 4 voøng maøu vaø 5 voøng maøuvoøng maøu

Kyù hieäu:Kyù hieäu:

7/ Tuï ñieän7/ Tuï ñieän: tuï coù phaân cöïc vaø tuï khoâng phaân cöïc: tuï coù phaân cöïc vaø tuï khoâng phaân cöïc

Kyù hieäu: Kyù hieäu: + Tuï phaân cöïc:+ Tuï phaân cöïc:

+ Tuï khoâng phaân cöïc+ Tuï khoâng phaân cöïc::



PHAÀN III

Thiết Kế Và Thi Công

Chương I THIEÁT KEÁ MAÏCH

I.SƠ ĐỒ KHỐI CỦA MẠCH


NÚT NHẤN

KHỐI XỬ LÍ VÀ ĐIỀU

KHIỂN

BỘ DAO ĐỘNG

THẠCH ANH

LED 7 ĐOẠN

LOA


II. Các khối chức năng :1 .Khối giao tiếp nút nhấn : Bao gồm 4 nút nhấn như hình vẽ :

Bình thường các chân này luôn ở trạng thái mức thấp khi nhấn nút trạng thái thay đổi. Đồng thời vi xử lí sẽ được kích thực hiện các chương trình chỉnh giờ,hẹn giờ,chọn led hay tăng giá trị tùy thuộc vào ta kích cho chân nào.

2 . Bộ dao động thạch anh :

Bộ này có tác dụng tạo ra tần số dao động chuẩn cho chip.Thông

thường tần số của thạch anh là 12MHZ,thạch anh được nối tới 2 chân XTAL-chân 18 và XTAL2 -chân 19 và 2 tụ 30pF.



3. Khối xử lí và điều khiển :

Khối này là IC AT89C51 mọi quá trình xử lí dữ liệu dều dược thực hiện ở đây.Trong đồ án này em đã sử dụng port 1 để xuất dữ liệu sau khi 8951 tính toán.Còn port 2 dùng để xuất các tín hiệu điều khiển để quét led. Các nút điều khiển được mắc như hình vẽ.



4. Khối hiển thị Led 7 đoạn :

Khối này có chức năng hiển thị giờ ,phút giây dữ liệu sẽ được lấy từ Port 1 của vi xử lí AT89C51

III.Sô ñoà nguyeân lyù vaø sô ñoà maïch in:

Sơ đồ nguyên lý



Sơ đồ mạch xử lýSơ đồ mạch xử lý

Sơ đồ mạch hiển thịSơ đồ mạch hiển thị



IV. Mô phỏng mạch và hình ảnh thực tế :

GIO

1

GIO

2

PH

UT

1

PH

UT

2

CHON LEDHEN GIO

TANG GIA TRI

CHINH GIO

DU

LIE

U1

DU

LIE

U2

DU

LIE

U3

DU

LIE

U4

DU

LIE

U5

DU

LIE

U6

DU

LIE

U1

DU

LIE

U2

DU

LIE

U3

DU

LIE

U4

DU

LIE

U5

DU

LIE

U6

DU

LIE

U1

DU

LIE

U2

DU

LIE

U4

DU

LIE

U5

DU

LIE

U6

DU

LIE

U3

DU

LIE

U7

DU

LIE

U7

DU

LIE

U7

DULIEU1DULIEU2DULIEU3DULIEU4DULIEU5DULIEU6DULIEU7

GIA

Y1

GIA

Y2

XTAL220

XTAL121

ALE33

EA35

PSEN32

RST10

P0.0/AD043

P0.1/AD142

P0.2/AD241

P0.3/AD340

P0.4/AD439

P0.5/AD538

P0.6/AD637

P0.7/AD736

P1.02

P1.13

P1.24

P1.35

P1.46

P1.57

P1.68

P1.79

P3.0/RXD11

P3.1/TXD13

P3.2/INT014

P3.3/INT115

P3.4/T016

P3.7/RD19

P3.6/WR18

P3.5/T117

P2.7/A1531

P2.0/A824

P2.1/A925

P2.2/A1026

P2.3/A1127

P2.4/A1228

P2.5/A1329

P2.6/A1430

U1

AT89C51

R14k7

R24k7

R34k7

R44k7

R54k7

R64k7

Q1C1815

Q2C1815

Q3C1815

Q4C1815

Q5C1815

Q6C1815

R7100

R8100

R9100

R10100LS1

SPEAKER

X1CRYSTAL

C1

8u

C2

8u



V. GIẢI THUẬT MAIN:


BENGIN

- Khai báo biến- Khởi động timer 0- Khởi động ngắt timer 0

Nạp giá trị cho byte cao(TH0) và byte thấp (TL0) Cho phép timer 0 chạy CLR P3.5

Chương trình Ngắt timer 0

Gọi Chương trình hiển thị led

Gọi chương trình chỉnh giờ

Gọi chương trình hẹn giờ

Gọi chương trình so sánh để báo thức

S

Đ

Đ

Đ

Đ

S

S

S


CHƯƠNG TRÌNH NGẮT TIMER 0


T0_ISR

Tăng phân trăm giây Gán phân trăm giây vào R0

R0 = 100

Gán phần trăm giây bằng 0 Tăng giây Gán giây vào R0

R0 = 60

Gán giây bằng 0 Tăng phút Gán phút vào R0

R0 = 60

Gán phút bằng 0 Tăng giờ Gán phút vào R0

R0 = 24

Gán giờ bằng 0

EXIT

S

Đ

Đ

S

S

Đ

Đ

S

S

Đ


CHƯƠNG TRÌNH CON CHỈNH GIỜ

Lưu đồ giải thuật chương trình con chỉnh phút, giờ cũng tương tự như lưu đồ giải thuật chương trình con chỉnh giây.Và tổng hợp 3 như lưu đồ giải thuật chương trình con chỉnh giờ ,phút ,giây ta được như lưu đồ giải thuật chương trình chỉnh giờ đồng hồ. như lưu đồ giải thuật chương trình hẹn giờ tương tự như như lưu đồ giải thuật chương trình chỉnh giờ đồng hồ.


CHỈNH GIÂY

Chỉnh giờ

EXIT

Cho 2led giay nhap nhay

Chọn led

Chỉnh giờ

Tăng giá trị

Tăng giây lên một đơn vị

Đủ 60 chưa

Cho giây bằng 0

Chỉnh phút

S

S

S

Đ

Đ

Đ

Đ

S


CHƯƠNG TRÌNH CON SO SÁNH


SO SÁNH

Giờ = Giờ hẹn

Phút = Phút hẹn

Giây = Giây hẹn

SETB P3.5Gọi báo thức

Nhấn nút bất kì

EXIT

Tắt báo thức


CHUONG VI : CODE CỦA MẠCH

;----------DONG HO SO CO HEN GIO--------------------;P3.1 : NUT CHINH GIO;P3.2 : NUT HEN GIO;P3.3 : CHON LED;P3.4 : TANG GIA TRI CUA LED;P3.5 : NOI VOI LOA;----------------------------------------------------ORG 0LJMP MAINORG 0BHLJMP T0_ISRORG 30H;------------------------------------MAIN:;*********KHAI BAO BIEN**********

GIO EQU 30HPHUT EQU 31HGIAY EQU 32HPTRAM_GIAY EQU 33H

GIO_HEN EQU 45HPHUT_HEN EQU 46HGIAY_HEN EQU 47HMODE EQU 48H

;***********KHOI DONG BIEN********CLR P3.5MOV R1,#10MOV TMOD,#01MOV IE,#82HMOV TH0,#HIGH(-10000)MOV TL0,#LOW(-10000)SETB TR0MOV GIAY_HEN,#60

CT_CHINH:ACALL DISPLAYACALL CHINH_GIAYACALL HEN_GIO_BAO_THUCACALL SOSANHLJMP CT_CHINH

;------------------------------------T0_ISR: CLR TR0

MOV TH0,#HIGH(-10000)MOV TL0,#LOW(-10000)SETB TR0INC PTRAM_GIAYMOV A,PTRAM_GIAYCJNE A,#100,THOATMOV PTRAM_GIAY,#0INC GIAY



MOV A,GIAYCJNE A,#60,THOATMOV GIAY,#0INC PHUTMOV A,PHUTCJNE A,#60,THOATMOV PHUT,#0INC GIOMOV A,GIOCJNE A,#24,THOATMOV GIO,#0

THOAT: RETI;----------------------------------;----------------------------------------BIN_BCD: ;CHUYEN SANG DANG BCD

MOV B,#10DIV ABMOV 40H,AMOV 41H,BRET

;-------------------------------------DISPLAY:

MOV P1,#00H;ACALL GAN1ACALL LED1ACALL LED2ACALL LED3ACALL LED4ACALL LED5ACALL LED6RET

;----------------------------------DISPLAY1:

MOV P1,#00H;ACALL GAN2ACALL LED1ACALL LED2ACALL LED3ACALL LED4ACALL LED5ACALL LED6RET

;-------------------------------------------GAN1:

MOV DPTR,#BANGSOMOV A,GIAYACALL BIN_BCDMOV 34H,41HMOV 35H,40H

MOV A,PHUTACALL BIN_BCDMOV 36H,41HMOV 37H,40H


Đồ án môn học 1 MẠCH ĐỒNG HỒ SỐMOV A,GIOACALL BIN_BCDMOV 38H,41HMOV 39H,40HRET

;----------------------------------GAN2:

MOV DPTR,#BANGSOMOV A,GIAY_HENACALL BIN_BCDMOV 34H,41HMOV 35H,40H

MOV A,PHUT_HENACALL BIN_BCDMOV 36H,41HMOV 37H,40H

MOV A,GIO_HENACALL BIN_BCDMOV 38H,41HMOV 39H,40HRET

;----------------------------------LED1:

MOV A,34HMOVC A,@A+DPTRMOV P1,ASETB P2.0ACALL DELAYCLR P2.0RET

LED2:MOV A,35HMOVC A,@A+DPTRMOV P1,ASETB P2.1ACALL DELAYCLR P2.1RET




Đồ án môn học 1 MẠCH ĐỒNG HỒ SỐLED5:

MOV A,38HMOVC A,@A+DPTRMOV P1,ASETB P2.4ACALL DELAYCLR P2.4RET


;------------------------------------------------TAT_LED:

MOV P1,#0FFHACALL DELAYACALL DELAYRET

;----------------------------------NN1:

DJNZ R1,TAT_LEDACALL LED1ACALL LED2MOV R1,#10RET

NN2:DJNZ R1,TAT_LEDACALL LED3ACALL LED4MOV R1,#10RET

NN3:DJNZ R1,TAT_LEDACALL LED5ACALL LED6MOV R1,#10RET

;---------------------------------------------------CHINH_GIAY:

JB P3.1,THOAT1A_GIAY:ADJ_GIAY:

MOV R7,#0ACALL GAN1ACALL NN1ACALL LED3ACALL LED4ACALL LED5ACALL LED6


Đồ án môn học 1 MẠCH ĐỒNG HỒ SỐJNB P3.3,A_PHUT ;neu nhan chon led thi chuyen toi chinh phutJNB P3.1,THOAT1 ;neu nhan lai chinh gio dong ho thi thoat

khoi ham chinhJB P3.4,ADJ_GIAY ; neu nhan tang gia tri thi chuyen toi

chinh giayADJ_GIAY1:

MOV B,#70 ; yeu cau phai nhan va giu mot khoang thoi gian thi moi tang gia tri

INC R7MOV A,R7DIV ABMOV A,B CJNE A,#0,ADJ_GIAY2 ; khi r7 tang toi 70 thi mot tang giayINC GIAYMOV A,GIAYCJNE A,#60,ADJ_GIAY2MOV GIAY,#0

ADJ_GIAY2:ACALL DISPLAYJNB P3.4,ADJ_GIAY1ACALL ADJ_GIAYRET

;----------------------------------------------THOAT1: RET;----------------------------------------------A_PHUT:

ACALL DELAY_NUTADJ_PHUT:

MOV R7,#0ACALL GAN1ACALL LED1ACALL LED2ACALL NN2ACALL LED5ACALL LED6JNB P3.3,A_GIO ; neu an chon led thi nhay toi chinh hJNB P3.1,THOAT2 ; neu nhan chinh gio thi thoat khoi chuong

trinh chinh JB P3.4,ADJ_PHUT ; neu ko nhan tang gia tri phut thi quay

tro lai de cho

ADJ_PHUT1: MOV B,#100 INC R7MOV A,R7DIV ABMOV A,BCJNE A,#0,ADJ_PHUT2INC PHUTMOV A,PHUTCJNE A,#60,ADJ_PHUT2MOV PHUT,#0


Đồ án môn học 1 MẠCH ĐỒNG HỒ SỐADJ_PHUT2:

ACALL DISPLAYJNB P3.4,ADJ_PHUT1ACALL ADJ_PHUTRET

;--------------------------------------------------A_GIO:

ACALL DELAY_NUTADJ_GIO:

MOV R7,#0ACALL GAN1ACALL LED1ACALL LED2ACALL LED3ACALL LED4ACALL NN3JNB P3.3,A_GIAYJNB P3.1,THOAT2JB P3.4,ADJ_GIO

ADJ_GIO1:MOV B,#150 INC R7MOV A,R7DIV ABMOV A,BCJNE A,#0,ADJ_GIO2INC GIOMOV A,GIOCJNE A,#24,ADJ_GIO2MOV GIO,#0

ADJ_GIO2:ACALL DISPLAYJNB P3.4,ADJ_GIO1ACALL ADJ_GIORET

;-----------------------THOAT2: RET;-------------------------------------------------HEN_GIO_BAO_THUC:

JB P3.2,THOAT2MOV GIAY_HEN,#0

HEN_GIAY:MOV R7,#0ACALL GAN2ACALL NN1ACALL LED3ACALL LED4ACALL LED5ACALL LED6JNB P3.3,B_PHUT ; neu an chon led thi nhay toi chinh phut henJNB P3.2,THOAT4 ;neu nhan tiep hen h thi thoat

khoi chuong trinh hen gioJB P3.4,HEN_GIAY



HEN_GIAY1:MOV B,#50INC R7MOV A,R7DIV ABMOV A,BCJNE A,#0,HEN_GIAY2INC GIAY_HENMOV A,GIAY_HENCJNE A,#60,HEN_GIAY2MOV GIAY_HEN,#0

HEN_GIAY2:ACALL DISPLAY1JNB P3.4,HEN_GIAY1ACALL HEN_GIAYRET

;----------------------------------------------THOAT4: RET;---------------------------------------------B_PHUT:ACALL DELAY_NUTHEN_PHUT:

MOV R7,#0ACALL GAN2ACALL LED1ACALL LED2ACALL NN2ACALL LED5ACALL LED6JNB P3.3,B_GIOJNB P3.2,THOAT3JB P3.4,HEN_PHUT

HEN_PHUT1:MOV B,#100INC R7MOV A,R7DIV ABMOV A,BCJNE A,#0,HEN_PHUT2INC PHUT_HENMOV A,PHUT_HENCJNE A,#60,HEN_PHUT2MOV PHUT_HEN,#0

HEN_PHUT2:ACALL DISPLAY1JNB P3.4,HEN_PHUT1ACALL HEN_PHUTRET

;----------------------------------------------------


Đồ án môn học 1 MẠCH ĐỒNG HỒ SỐB_GIO:ACALL DELAY_NUTHEN_GIO:

MOV R7,#0ACALL GAN2ACALL LED1ACALL LED2ACALL LED3ACALL LED4ACALL NN3JNB P3.3,HEN_GIAYJNB P3.2,THOAT3JB P3.4,HEN_GIO

HEN_GIO1:MOV B,#150INC R7MOV A,R7DIV ABMOV A,BCJNE A,#0,HEN_GIO2INC GIO_HENMOV A,GIO_HENCJNE A,#24,HEN_GIO2MOV GIO_HEN,#0

HEN_GIO2:ACALL DISPLAY1JNB P3.4,HEN_GIO1ACALL HEN_GIORET

;----------------------------------------------------SOSANH:

MOV A,GIOCJNE A,GIO_HEN,THOAT3

MOV A,PHUT_HENCJNE A,PHUT,THOAT3

MOV A,GIAY_HENCJNE A,GIAY,THOAT3SETB P3.5ACALL BAO_THUCRET

;---------------------------------------------------------THOAT3: RET;------------------------------------------------------BAO_THUC:

JNB P3.3,TAT_BAO_THUCJNB P3.4,TAT_BAO_THUCJNB P3.1,TAT_BAO_THUCJNB P3.2,TAT_BAO_THUCACALL DISPLAY1LJMP BAO_THUCRET

;-----------------------------------------------------------



TAT_BAO_THUC:CLR P3.5ACALL DELAY_NUTRET

;-------------------------------------------------------------BANGSO:

DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90HRET

;----------------------------------DELAY:

MOV R6,#250DJNZ R6,$RET

;----------------------------------DELAY_NUT:

MOV R5,#200MOV R6,#4

AGAIN1:MOV R4,#200DJNZ R4,$DJNZ R5,AGAIN1DJNZ R6,AGAIN1RET ; thoi gian delay (200 +3)*200+ (200+3)*4

;---------------------------------------END



V. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH:

Khi ta cấp nguồn cho mạch thi đồng hồ bắt đầu hiển thị giờ phút giây có giá trị đếm ban đầu là 00 : 00 : 00 đếm lên.Khi ta nhấn nút chỉnh giờ nối vào chân P3.1 để chỉnh giờ thì hai led giây sẽ nhấp nháy.để chọn led chỉnh giờ thì ta nhấn nút chọn led nối với chân P3.3 của vi xử lí.để tăng giá trị cho led thì ta nhấn nút tăng giá trị được nối với chân P3.4.Tương tự để hẹn giờ thì ta nhấn nút hẹn giờ được nối với chân P3.2 của vi xử lí.và chỉnh giống như là chỉnh giờ. Khi đồng hồ chạy tới đúng giờ hẹn thì chân P3.5 của vi xử lí sẽ được tích cực mức cao và đồng hồ sẽ hiển thị thời gian hẹn giờ.khi đó chuông được nối với chân P3.5 sẽ reo lên để báo thức.Và khi ta tác động vào bắt kì nút nhấn nào thì đồng hồ sẽ trở lại bình thường và tiếp tục đếm giờ.

Chương IITHI CÔNG MẠCH

I. Dụng cụ sử dụng. Đồng hồ VOM. Chì hàn. Các linh kiện. Mạch in.

II. Qúa trình thi công. Phân tích sơ đồ nguyên lý. Tiến hành gia công mạch.

Lắp rắp và kiểm tra hoạt động của mạch.



C.KẾT LUẬN

1. Ưu điểm : Với thiết kế như trên đồng hồ số hoạt động tốt và ổn định,phần mềm hoàn toàn tương thích với phần cứng. Qua thực nghiệm đồng hồ đã hoạt động tốt,cách sử dụng đơn giản và các tính năng đề ra đều đạt yêu cầu như : Đếm thời gian :giờ ,phút ,giây Có thể chỉnh giờ Có thể hẹn giờ2.Nhược điểm : Do được lập trình bằng vi xử lí nên sẽ dễ dẫn đến sai số trong quá trình đếm thời gian so với thời gian thực ( sai số do quá trình tính toán hoặc sai số của linh kiện )3. Hướng phát triển : Với việc ứng dụng kĩ thuật vi xử lí ,chúng ta có thể thiết kế không những là đồng hồ số mà có thể thiết kế nhiều loại khác nữa dựa trên những cơ sở của đồ án này như đồng hồ vạn niên,các ứng dụng về thời gian….4. Lời kết:

Đồ án môn học 1 là một bài tập lớn , một thử thách đối với sinh viên ,

tuy nhiên với đồ án môn học 1 giúp cho sinh viên vận dụng một cách cụ thể

kiến thức của mình đã học một cách sáng tạo và làm quen dần với cách học tự

nghiên cứu, học tập và làm việc với nhóm để nghiên cứu và thực hiện đồ án

một cách tốt nhất. Hơn thế nữa,đồ án môn học 1 còn giúp sinh viên quen dần

với cách làm các đồ án tốt nghiệp sau này.

Đồng hồ số là một thiết bị ứng dụng nhiều trong thực tế, có nhiều

phương pháp thiết kế và thực hiện các mạch đồng hồ khác nhau. Trong tập đồ

án này chỉ trình bày một trong các dạng đó và chỉ trình bày một số chức năng

của đồng hồ mà thôi. Do thời gian và kinh nghiệm thực tế còn kém nên khi

thục hiện còn nhiều thiếu sót, rất mong được sự đánh giá của quý thầy cô và sự

góp ý của các bạn sinh viên để đề tài hoàn chỉnh hơn.

Xin chân thành cẩm ơn sự nhận xét đánh giá của các thầy cô và sự

hướng dẫn tận tình của cô Lê Anh Uyên Vũ



TÀI LIỆU THAM KHẢO :1. Giáo trình : CẤU TRÚC VÀ LẬP TRÌNH HỌ VI ĐIỀU KHIỂN-NGUYỄN TĂNG CƯỜNG,PHAN QUỐC THẮNG2. Giáo trình : Bài giảng vi xử lí – trường đại học giao thông vận tải thành phố HCM3. Giáo trình: vi điều khiển của Tống Văn On4. Một số trang Web :

- http://dientuvietnam.net- http://dientuvienthong.net- http://www.ant7.com/forum/forum_post.asp?TID=4964&PN=0&TPN=2- www.vutbay.net


http://www.vutbay.net/

http://www.ant7.com/forum/forum_post.asp?TID=4964&PN=0&TPN=2

http://dientuvienthong.net/

http://dientuvietnam.net/

Dong Ho So Dung Vi Xu Li

Documents

Transcript of Dong Ho So Dung Vi Xu Li