Đề tài Đồng hồ hiển thị giờ phút giây

ĐỒNG HỒ HIỂN THỊ GIỜ PHÚT GIÂY NHÓM 15 KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN TRANG 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BÀI TẬP KẾT THÚC MÔN HỌC KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN (CN292) ĐỀ TÀI: ĐỒNG HỒ HIỂN THỊ GIỜ PHÚT GIÂY GVHD: SINH VIÊN THỰC HIỆN: NGUYỄN KHẮC NGUYÊN NHÓM 15 MSSV ĐẶNG HOÀNG PHÚ 1081222 HUỲNH HÒA AN 1081164 PHẠM HOÀNG HIẾU 1081182 PHAN MINH ĐẠT 1081177 NGUYỄN DUY PHONG 1081221 HK1, 2010 ĐỒNG HỒ HIỂN THỊ GIỜ PHÚT GIÂY NHÓM 15 KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN TRANG 2 ĐỒNG HỒ HIỂN THỊ GIỜ PHÚT GIÂY ĐỒNG HỒ HIỂN THỊ GIỜ PHÚT GIÂY NHÓM 15 KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN TRANG 3 I.MỤC TIÊU ĐỀ TÀI: Ngày nay với sự phát truyển của khoa học kỹ thuật hiện đại kéo theo sự phát truyển của hàng loạt các ngành khoa học trong đĩ cĩ ngành khoa học điều khiển tự động, mà nền tảng của nĩ là các vi mạch tích hợp cĩ khả năng lập trình được hay cịn gọi là vi điều khiển, trên thị trường tồn tại nhiều dịng vi điều khiển khác nhau như: PIC, AVR, ARM, PSoc, 89xx... Trong mơn học Kỉ Thuật Vi Điều Kiển chủ yếu tìm hiểu Họ Vi Điều Khiển 8051 của Intel ra đời năm 1980, dần về sau với sự xuất hiện của các biến thể của họ MCS-51 như: AT89C51, AT89C52 , AT89S51, AT89S52, P89V51xx... đã thay thế đần các chíp 8051, các chíp thế hệ sau ra đời trên nền tảng các tính năng ưu việc của địng MCS-51 và bổ sung nhiều tính năm mới cho phù hợp với nhu cầu thực tế. Trong đề tài Đồng Hồ Hiển Thị Giờ Phút Giây được thiêt kế để sử dụng cho dịng vi điều khiển AT89X52 hoặc AT89X51. Đựa vào kiến thức đã học vận đụng vào thực tế thiết kế phần cứng tưng thích với vi điều khiển AT89S52 của Almel, lập trình trên trình biên dịch Keil uVision3. Vì thời gian cĩ hạn nên đề tài chỉ đừng lại ở hiển thị giời phút giây và hẹn giờ II.GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ: 1.PHẦN CỨNG -Sơ đồ khối của hệ thống: Sau khi cấp nguồn, bộ Vi điều khiển thực hiện đếm và hiển thị thời gian ra led 7 đoạn, trong khi hiển thị nếu cĩ tín hiệu từ các phím điều chỉnh thì bộ Vi đều khiển sẻ xử lí theo tín hiệu điều khiển và hiển thị ra led. -Sơ đồ chân của AT89S52: BỘ XỦ LÍ TRUNG TÂM HIỂN THỊ GIỜ PHÚT GIÂY PHÍM ĐIỀU KHIỂN ĐỒNG HỒ HIỂN THỊ GIỜ PHÚT GIÂY NHÓM 15 KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN TRANG 4 -Khối xử lí trung tâm: o Khối cấp nguồn: -Các tụ điện đĩng vai trị là tụ lọc cho nguồn. -IC LM7805 tạo ra nguồn 5V cấp cho tồn mạch. -Led D1: led báo nguồn 5V. - Điện trở 470 giúp hạn dịng qua led. -SW2 là cơng tắc chính. o Khối dao động thạch anh: ĐỒNG HỒ HIỂN THỊ GIỜ PHÚT GIÂY NHÓM 15 KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN TRANG 5 T ụ C5,C6 và thạch anh 12MHz t ạo xung cho Vi điều khiển hoạt động , sở dĩ dùng thạch anh 12MHz là đ ể thuận tiện trong việc tính tốn. o Khối reset: Khối này cĩ t ác dụng reset lại Vi điều khiển o Khối port vào ra: Các port làm nhiệm vụ xuất nhập dữ liệu. ĐỒNG HỒ HIỂN THỊ GIỜ PHÚT GIÂY NHÓM 15 KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN TRANG 6 -Khối hiển thị: -Sáu led 7 đoạn (anod chung): Hiển thị thời gian Các chân a,b,c,d,e,f,g,dp được nối vào port 0 của Vi điều khiển, nhận dữ kiệu hiển thị từ Vi điều khiển. ĐỒNG HỒ HIỂN THỊ GIỜ PHÚT GIÂY NHÓM 15 KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN TRANG 7 -Chân 8 của led 7 đoạn được nối và chân C của transistor Q -Sáu transistor A564 (pnp): cấp nguồn cho led 7 đoạn thơng qua sự điều khiển của VĐK, ở chân B cĩ gắn thêm điện trở 330 để bảo vệ Transistor, bình thường khi chân B của Transistor ở mức cao thì khơng cĩ dịng điện đổ xuống led, khi lập trình ta cần ghi mức thấp vào chân B để điều khiển Transistor từ đĩ cấp nguồn led 7 đoạn. -Bốn led đơn: Sử dụng làm dấu phân cách -Các điện trở : Hạn dịng cho phù hợp với dịng định mức của linh kiện -Giắc cắm: kết nối với MCU điều khiển và xuất dữ liệu ra led 7 đoạn. *Nguyên lý hoạt động: Nguồn được vi điều khiển cấp vào giắc cắm nguồn. Sáu chân được nối với transistor thơng qua sáu điện trở. Khi cĩ dịng kích vào transistor, dịng đổ vào chân nguồn của led 7 đoạn. Các chân cịn lại được nối với các led đơn. Các điện trở để hạn dịng vào led 7 đoạn. Tính hiệu điều khiển từ vi xử lý qua giắc cắm điều khiển vào các chân cịn lại của led 7 đoạn để điều khiển led 7 đoạn hiển thị giờ phút giây. o Phím điều khiển: Phím điều khiển được kết nối vào port 2 và port 3 của Vi điều khiển Phím SW1: phím hẹn giờ. Phím SW2: phím mode. Phím SW3: phím tăng giờ. Phím SW4: phím tăng phút. Phím SW5: phím tăng giây. Phím SW6: phím thốt mode. ĐỒNG HỒ HIỂN THỊ GIỜ PHÚT GIÂY NHÓM 15 KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN TRANG 8 2.PHẦN MỀM: -Lưu đồ chương trình chính: ĐỒNG HỒ HIỂN THỊ GIỜ PHÚT GIÂY NHÓM 15 KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN TRANG 9 -Lưu đồ chương trình con: +Chương trinh con ngắt ngồi: Bắt đầu ngắt Giải mã hiển thị Nút giây Nút giờ Nút thốt Nút phút Tăng giây Tăng phút Tăng giờ Thốt Ngắt Đ Đ Đ S S S S S S Đ ĐỒNG HỒ HIỂN THỊ GIỜ PHÚT GIÂY NHÓM 15 KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN TRANG 10 -Chương trình: ;30/11/2010 ----------------------------- ; DO AN: KI THUAT VI DIEU KHIEN ; ----------------------------- ; ;CBHD: NGUYEN KHAC NGUYEN ;SVTH: HUYNH HOA AN 1081164 ; PHAN MINH DAT 1081177 ; PHAM HOANG HIEU 1081182 ; NGUYEN DUY PHONG 1081221 ; DANG HOANG PHU 1081222 ;============================================== ;port 0: data led ;port 1: dieu khien led ;p2.0: nut tang gio ;p2.1: nut tang phut ;p2.2: nut tang giay ;p2.3: nut thoat mode ;p3.0: nut dat gio hen ;p3.2: INT0_vao mode ;p3.7: loa giay equ R1 ; thay ten thanh ghi R4 la giay phut equ R2 ; thay ten thanh ghi R3 la phut gio equ R3 ; thay ten thanh ghi R2 la gio ngat equ R4 ; thay ten thanh ghi R1 la ngat ( so lan ngat) ĐỒNG HỒ HIỂN THỊ GIỜ PHÚT GIÂY NHÓM 15 KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN TRANG 11 ;===========Bang vector ngat========================== org 0000h ;reset, Chan 9 jmp main org 0003h ;Ngat phan cung ngoai INT0 (0003h->000Bh, Chan 12 P3.2 jmp ngat_ngoai org 000Bh ;Ngat bo Timer 0 TF0 (000Bh->0013h) jmp ngat_timer0 ;===========Chuong trinh chinh================================================================ org 30h main: clr p1.2 ;Cho dau ':' sang clr p1.5 mov dptr,#code7seg mov tmod,#01h ;Khoi tao Timer 0, mode 1 clr TF0 mov IE,#10000011b ;Su dung ngat Timer 0 va ngat ngoai 0; uu tien ngat ngoai 0->Ngat bo dinh thoi 0 setb PX0 ;Bit uu tien ngat ngoai 0 setb IP.0 clr PT0 ;Bit uu tien ngat Timer 0 setb IT0 ;Bit dieu khien kieu ngat (ngat kich phat suon) setb TCON.0 mov th0,#high(-30000) mov tl0,#low(-30000) ;Nap gia tri cho Timer 0 dem: TH0 TL0 = 3CB0h=15536 =>thoi gian = (65536-15536)*1us=50 000us=50ms setb tr0 ;Cho phep Timer 0 hoat dong ĐỒNG HỒ HIỂN THỊ GIỜ PHÚT GIÂY NHÓM 15 KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN TRANG 12 mov b,#00h ;Chuong trinh chay tu tren xuong binh thuong, ; cho toi khi co ngat ngoai thi chuong trinh tu dong nhay vao bang vector ngat va moi cong viec khac ngung lai, ; cho toi khi trinh phuc vu ngat thuc hien xong main1: mov gio,#00h ;Gia tri ban dau cho gio la 00 main2: mov phut,#00h ;Gia tri ban dau cho phut la 00 main3: mov giay,#00h ;Gia tri ban dau cho giay la 00 main4: mov ngat,#00h ;Gia tri ban dau cho ngat la 00 call giai_ma main5: call hien_thi mov R7,b cjne R7,#1,main6 ;O nho 30h = #1 =>Da toi gio hen, khi do se cho loa keu clr P3.7 ;Bao hieu gio hen jb P2.3,main_next ;kiem tra nut thoat mode check1: mov R7,#30 check2: jnb P2.3,check1 djnz R7,check2 setb P3.7 mov b,#00h main_next: ĐỒNG HỒ HIỂN THỊ GIỜ PHÚT GIÂY NHÓM 15 KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN TRANG 13 mov a,giay cjne a,#60,main6 setb P3.7 mov b,#00h main6: mov a,ngat cjne a,#20h,main5 ;khi ngat=20 =>timer 0 da dem 20*50 000us= 1 000 000us= 1s ;Neu ngat chua =20 thi tiep tuc hien thi mov a,giay add a,#01h ;tang giay khi dem du 1 000 000us da a ;Dua ve so BCD nen mov giay,a cjne a,40h,main7 ;So sanh voi giay hen mov a,phut cjne a,41h,main7 ;So sanh voi phut hen mov a,gio cjne a,42h,main7 ;So sanh voi gio hen mov b,#01 ;Tao co de cho biet da toi gio hen main7: mov a,giay cjne a,#60h,main4;Neu chua toi gio hen thi van tiep tuc chay dong ho mov a,phut add a,#01h da a mov phut,a ĐỒNG HỒ HIỂN THỊ GIỜ PHÚT GIÂY NHÓM 15 KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN TRANG 14 cjne a,#60h,main3 mov a,gio add a,#01h mov b,#01 da a mov gio,a cjne a,#24h,main2 jmp main1 ;================chuong trinh con phuc vu ngat timer 0================= ngat_timer0: inc ngat mov TH0,#high(-30000) mov TL0,#low(-30000) clr TF0 setb TR0 reti ;====================chuong trinh con phuc vu ngat ngoai 0==================== ngat_ngoai: setb P3.7 clr P3.2 ;INT0 loop: call giai_ma ĐỒNG HỒ HIỂN THỊ GIỜ PHÚT GIÂY NHÓM 15 KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN TRANG 15 call hien_thi ; kiem tra nut nhan EXIT co duoc nhan hay khong jb P2.3,nh_gio ;Kiem tra nut thoat mode,P2.3 = 0 (SW6) =>Co nhan phim 'thoat che do' check3: mov r7,#30 check4: jnb P2.3,check3 djnz r7,check4 jmp exit ; nhan tang gio va chong doi nh_gio:jb P2.0,nh_phut L1: mov r7,#10 L2: jnb P2.0,L1 djnz r7,L2 jmp tang_gio ;nhan tang phut va chong doi nh_phut:jb P2.1,nh_giay l3: mov r7,#10 l4: jnb P2.1,l3 djnz r7,l4 jmp tang_phut ;nhan tang giay va chong doi nh_giay:jb P2.2,hen ĐỒNG HỒ HIỂN THỊ GIỜ PHÚT GIÂY NHÓM 15 KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN TRANG 16 l5: mov r7,#10 l6: jnb P2.2,l5 djnz r7,l6 jmp tang_giay exit:jmp exit1 ;nhan nut hen gio hen:jb P3.0,loop ;Kiem tra nut dat gio l7: mov r7,#10 l8: jnb P3.0,l7 djnz r7,l8 mov 30h,giay ;cat tam cac gia tri hien hanh vao cac ngan nho neu co bam nut dat gio mov 31h,phut mov 32h,gio loop_hen: call giai_ma call hien_thi ;Chi hien thi cua mode, khong phai thoi gian thuc jb P2.3,hen_gio ;Kiem tra nut thoat mode L9: mov r7,#30 L10: jnb P2.3,L9 djnz r7,L10 mov 40h,giay ;Cat tam giay hen mov 41h,phut ;Cat tam phut hen ĐỒNG HỒ HIỂN THỊ GIỜ PHÚT GIÂY NHÓM 15 KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN TRANG 17 mov 42h,gio ;Cat tam gio hen mov giay,30h ;Lay gia tri tro lai neu thoat mode mov phut,31h mov gio,32h jmp loop ;thoat mode hen_gio: jb P2.0,hen_phut L11:mov r7,#30 L12:jnb P2.0,L11;Kiem tra nut nhan djnz r7,L12 ;Da nha nut han? mov a,gio add a,#01 ;tang gio hen len 1 don vi da a mov gio,a cjne a,#24h,hen_gio1 mov gio,#00 hen_gio1:jmp loop_hen hen_phut: jb P2.1,hen_giay L13:mov r7,#30 L14:jnb P2.1,L13 djnz r7,L14 mov a,phut ĐỒNG HỒ HIỂN THỊ GIỜ PHÚT GIÂY NHÓM 15 KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN TRANG 18 add a,#01 da a mov phut,a cjne a,#60h,hen_phut1 mov phut,#00 hen_phut1:jmp loop_hen hen_giay: jb P2.2,loop_hen L15:mov r7,#30 L16:jnb P2.2,L15 djnz r7,L16 mov a,giay add a,#01h da a mov giay,a cjne a,#60h,hen_giay1 mov giay,#00 hen_giay1:jmp loop_hen tang_gio: mov a,gio add a,#01h da a mov gio,a cjne a,#24h,gio1 mov gio,#00 ĐỒNG HỒ HIỂN THỊ GIỜ PHÚT GIÂY NHÓM 15 KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN TRANG 19 gio1:jmp loop tang_phut: mov a,phut add a,#1h da a mov phut,a cjne a,#60h,phut1 mov phut,#00 phut1:jmp loop tang_giay: mov a,giay add a,#1h da a mov giay,a cjne a,#60h,giay1 mov giay,#00 giay1:jmp loop exit1: setb P3.2 ;Truoc khi ket thuc trinh phuc vu ngat thi chan p3.2 phai duoc dua tro lai cao, neu k se tao ra 1 ngat khac reti ;================chuong trinh con giai ma cho led 7 doan================ ĐỒNG HỒ HIỂN THỊ GIỜ PHÚT GIÂY NHÓM 15 KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN TRANG 20 giai_ma:;Co the su dung cach chia cho 10 ;giay mov a,giay anl a,#0Fh ;Lay 4 bit thap movc a,@a+dptr mov 28h,a ;don vi mov a,giay anl a,#0F0h ;Lay 4 bit cao swap a movc a,@a+dptr mov 27h,a ;chuc ;phut mov a,phut anl a,#0Fh movc a,@a+dptr mov 25h,a ;don vi mov a,phut anl a,#0F0h swap a movc a,@a+dptr mov 24h,a ;chuc ;gio ĐỒNG HỒ HIỂN THỊ GIỜ PHÚT GIÂY NHÓM 15 KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN TRANG 21 mov a,gio anl a,#0Fh movc a,@a+dptr mov 22h,a ;don vi mov a,gio anl a,#0F0h swap a movc a,@a+dptr mov 21h,a ;chuc ret ;==================chuong trinh con hien thi==================== hien_thi: mov a,#01111111b ;Led 1 sang mov R0,#28h loop_ht: mov P1,a ;Dieu khien led 1 sang mov P0,@R0 ;Xuat data led 1 ra port 0 ; ------led don------sang----- clr p3.1 call delay clr p3.3 call delay ĐỒNG HỒ HIỂN THỊ GIỜ PHÚT GIÂY NHÓM 15 KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN TRANG 22 clr p3.4 call delay clr p3.5 call delay clr p3.6 call delay clr p2.5 call delay clr p2.4 call delay clr p2.6 call delay ; ------led don------sang xen ke----- mov p0,#0FFh ;Tat Led dec R0 ;Tang dia chi o nho chua gio-phut-giay rr a cjne r0,#20h,loop_ht;Kiem tra dia chi o nho ret ĐỒNG HỒ HIỂN THỊ GIỜ PHÚT GIÂY NHÓM 15 KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN TRANG 23 ;=======Chuong trinh con delay30us========== delay: mov r5,#0Fh djnz r5,$ ret ;=======Ma led 7 doan======================================== code7seg: db 0C0h,0F9h,0A4h,0B0h,99h,92h,82h,0F8h,80h,90h ;=========================================================== end III. Kết luận. 1.Kết quả đạt được: -Về phần cứng: Làm quen và cơ bản sử dụng được Vi điều khiển AT89S52, led 7 đoạn, các linh kiện phụ trợ khác. -Về phần mềm: Từ bài học trên lớp biết được cách xây dựng một chương trình phần mềm, cơ bản sử dụng được hợp ngữ để lập trình cho Vi điều khiển thơng qua trình biên dịch Keil C. 2.Ưu khuyết điểm: a.Ưu điểm: -Hiển thị được thời gian ở mức độ tương đối chính xác. -Cách sử dụng đơn giản. -Giá thành tương đối rẻ. -Cĩ thể điều chỉnh được giờ, phút, giây và chức năng hẹn giờ. bNhược điểm: -Do lập trình bằng vi xử lý nên sẽ dễ dẫn đến sai số trong quá trình đếm thời gian so với thời gian thực (sai số do qua trình tính tốn hoặc sai số của linh kiện) -Phím chỉ cĩ thể tăng thời gian, khơng giảm được thời gian, dẫn tới việc điều chỉnh giờ gặp khĩ khăn. ĐỒNG HỒ HIỂN THỊ GIỜ PHÚT GIÂY NHÓM 15 KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN TRANG 24 -Một nhược điểm chưa thể khắc phục khi dùng Vi điều khiển để tạo thời gian là trong trường hợp mất điện nếu cĩ điện lại thì đồng hồ khơng chạy đúng thời gian thực nữa mà phải điều chỉnh lại dựa vào đồng hồ khác. 3. Hướng mở rộng: -Bằng việc ứng dụng kỹ thuật vi xử lý, chúng ta cĩ thể thiết kế những hệ thống khơng những là đồng hồ số mà cịn cĩ thể phát triển nhiều loại khác như là đồng hồ vạn niên, các ứng dụng về thời gian… -Cĩ thể dùng những IC Real Time Lock để tạo độ chính xác cao về thời gian, chẳng hạn như: MCP 79410… 4.Danh sách phân cơng cơng việc của các thành viện: Các thành viên cùng nhau làm cả về phần cứng lẫn phần mềm. IV.Tài lệu tham khảo: 1.Cấu trúc và lập trình họ Vi điều khiển 8051- Nguyễn Tăng Cường, Phan Quốc Thắng-NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội- 2004. 2.Giáo trình Vi xử lí- Trường Đại học Cơng nghiệp TP.Hồ Chí Minh. 3.Nguồn Internet. 4.Tự học thiết kế hệ thống vi điều khiển với họ 8051 trong 10 tiếng- KS.Ninh Đức Hùng-NXB Văn hĩa thơng tin. V. LỜI KẾT: -Đồng hồ số là một thiết bị cĩ nhiều ứng dụng trong đời sống con người. Cĩ nhiều phương pháp thiết kế và thực hiện các mạch đồng hồ khác nhau. Trong bài báo cáo này chỉ trình bài một dạng trong số đĩ và chỉ trình bày một số chức năng của đồng hồ mà thơi. Do thời gian và kinh nghiệm thực tế cịn kém nên khi thực hiện cịn nhiều thiếu sĩt, rất mong nhận được sự đánh giá của thầy và sự đĩng gĩp ý kiến của các bạn để bài báo cáo được hồn chỉnh hơn.