Bài tập kết thúc học phần môn Vi điều khiển: Đồng hồ số

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. Tuy nhiên bên cạnh đó ngày nay những chíp vi xử lý cũng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lãnh vực, các họ 89XXX là một loại IC thích hợp cho các sinh viên mới bắt đầu tìm hiểu về vi xử lý. Các IC họ 89XXX có thể được ứng dụng trong khá nhiều mạch điện tử với khá nhiều chức năng. Một trong những mạch thông dụng có sử dụng IC họ 89XXX đó là mạch đồng hồ. Đề tài về đồng hồ rất đa dạng với nhiều chức năng khác nhau tùy vào khả năng lập trình và kiến thức về mạch số của người chế tạo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài tập kết thúc học phần môn Vi điều khiển: Đồng hồ số Báo Cáo Vi Điều Khiển Mạch Đồng Hồ Bài Tập Kết Thúc Học Phần Môn: VI ĐIỀU KHIỂN Đề tài: Đồng Hồ Số GVHD: Nguyễn Khắc Nguyên 1 Báo Cáo Vi Điều Khiển Mạch Đồng Hồ I-MỤC TIÊU ĐỀ TÀI - Nêu 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-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. Tuy nhiên bên cạnh đó ngày nay những chíp vi xử lý cũng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lãnh vực, các họ 89XXX là một loại IC thích hợp cho các sinh viên mới bắt đầu tìm hiểu về vi xử lý. Các IC họ 89XXX có thể được ứng dụng trong khá nhiều mạch điện tử với khá nhiều chức năng. Một trong những mạch thông dụng có sử dụng IC họ 89XXX đó là mạch đồng hồ. Đề tài về đồng hồ rất đa dạng với nhiều chức năng khác nhau tùy vào khả năng lập trình và kiến thức về mạch số của người chế tạo. Mục tiêu của nhóm như sau : -Phần cứng: thiết kế được mạch điện hoàn chỉnh có thể hiện được giờ- phút trên led 7 đoạn. -Phần mềm: Sử dụng hợp ngữ để lập trình cho đồng hồ hiển thị, ứng dụng ngắt timer, ngắt ngoài. Sau khi lập trình hoàn chỉnh thì thời gian chạy chính xác như mong muốn. Giới hạn của đề tài trong phạm vi hiển thị giờ, phút. Không có hiển thị giây và ngày, tháng, năm. GVHD: Nguyễn Khắc Nguyên 2 Báo Cáo Vi Điều Khiển Mạch Đồng Hồ II-GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 1. Phần cứng - Sơ đồ khối của hệ thống: KHỐI HIỂN THỊ BỘ ĐIỀU KHIỂN VẬT CPU LÝ KHỐI XỬ LÝ VÀ ĐIỀU KHIỂN (NÚT ẤN) TRUNG TÂM - Hoạt động chung của hệ thống Bộ điều khiển vật lý gồm có 2 nút ấn start và stop. Khi ta ấn start thì khối CPU sẽ cho đồng hồ hoạt động và hiển thì ra led 7 đoạn. Khi ta ấn nút Stop thì đồng hồ sẽ ngưng hoạt động, nếu ta ấn Start nữa thì đồng hồ hoạt động lại nhưng bắt đầu từ 0000. - Sơ đồ nguyên lý chi tiết GVHD: Nguyễn Khắc Nguyên 3 Báo Cáo Vi Điều Khiển Mạch Đồng Hồ - Thiết kế chi tiết: * Khối hiển thị Gồm 4 Led 7 đoạn – Anode chung – (LED7SEG) gắn thành cặp hiển thị theo dạng HH:MM (Giờ:Phút), ngăn giữa hai cặp HH và MM là 2 Led đơn (SEC).  Bốn Led 7 đoạn:  Có nhiệm vụ hiển thị phút và giờ.  Kiểu hiển thị được dùng là kiểu quét Led với tần số cố định và đều nhau nên độ sáng giữa các Led trước sau là như nhau. Các chân điều khiển nhận tín hiệu từ Vi điều khiển (4 chân ở Port0 – P0.3, P0.2, P0.1, P0.0 ứng với HH MM) tác động ở mức cao. Các chân a,b,…,g (ở đây không dùng đến dp nên sẽ không đề cập đến đoạn dp) nhận tín hiệu BCD từ Port1 của Vi điều khiển, tác động ở mức thấp.  Khi mới khởi động bốn Led này hiển thị 4 số 0. Khi ấn Start đồng hồ bắt đầu đếm 2 Led đầu hiển thị giờ, 2 Led sau hiển thị phút. Khi ấn Stop đồng hồ ngừng đếm, số giờ và phút được chốt lại và hiển thị trên 4 Led theo thứ tự HH MM (giờ phút). Khi muốn đồng hồ đếm lại chỉ cần ấn Start, số giờ phút sẽ trờ về 0 và bắt đầu đếm như cũ. Nếu sau khi đã ấn Start mà lại ấn Start nữa thì không có tác dụng  nhằm tránh trường hợp lỡ ấn trên hai lần vào nút Start làm đồng hồ bắt đầu không như mong muốn. Sau khi đồng hồ đã được chạy và được dừng bởi ấn nút Stop mà ta ấn Stop nữa thì cũng không có tác dụng, số trên đồng hồ chỉ được reset khi ấn nút Start.  Hai Led đơn (SEC) sẽ có tần số sáng tắt theo Giây (tần số 1Hz). Ngoài chức năng cho biết số Giây, hai Led đơn này còn cho ta biết khi nào đồng hồ đang đếm và khi nào đồng hồ ngừng đếm. Cụ thể là khi ta ấn Start hai Led này sẽ chớp tắt với tần số như trên, khi ấn Stop đồng hồ ngừng đếm và hai Led này cũng tắt không chớp nữa. GVHD: Nguyễn Khắc Nguyên 4 Báo Cáo Vi Điều Khiển Mạch Đồng Hồ * Khối CPU – Khối xử lý và điều khiển trung tâm  Để nhận, xuất, xử lý cũng như hiển thị ta cần một bộ điều khiển trung tâm (CPU).  Nhận tín hiệu điều khiển từ bộ điều khiển vật lý: vi điêu khiển nhận tín hiệu từ nút ấn ở hai chân P3.0 và P3.1 ở Port3 tương ứng với nút Start và nút Stop. Tín hiệu ở hai chân này lúc không ấn nút là ở mức cao, khi ấn là mức thấp.  Xử lý tín hiệu: Sau khi nhận tín hiệu từ nút ấn, vi điều khiển xem xét và đưa ra các kết quả tùy thuộc vào nút được ấn là nút nào mà sẽ cho đồng hồ ...