Mục Lục
Mục Lục
Phần nội dung Trang
Chương dẫn nhập : Giới thiệu tổng quan về mạch. .............................................. 1
1. Đặt vấn đề................................................................................................................... 1
2. Mục đích ,yêu cầu...................................................................................................... 1
3.Phương pháp nghiên cứu............................................................................................ 1
Chương 1 : Thiết kế........................................................................................................ 2
1.1 Giới thiệu linh kiện.................................................................................................. 2
1.1.1.Giới thiệu cấu trúc phần cứng họ MSC_51........................................... 2
1.1.2 Sơ đồ chân 89D55.................................................................................... 2
1.1.3 Chức năng các chân.................................................................................. 2
1.1.4 Caáu truùc beân trong vi ñieàu khieån......................................................... 4
1.1.5 Boä nhôù ngoaøi (External Memory)........................................................ 8
1.2 Giới thiệu câu trúc IC DS1302................................................................................. 11
1.2.1 Sơ đồ khối của DS1302......................................................................... 11
1.2.2Mô tả hoạt động các chân:(DS1302).................................................... 11
1.3 Giới thiệu ULN2803..................................................................................................
1.3.1 Sơ đồ chân của ULN2803..........................................................................
1.3.2 Sơ đồ khối của ULN2803:.........................................................................
1.4 Led 7 đoạn..................................................................................................................
1.5 Điện trở, Tụ điện, Transistor....................................................................................
1.6 Sơ đồ khối...................................................................................................................
1.6.1 Khối tạo xung chuẩn..................................................................................
1.6.2 Khối giải mã.................................................................................................
1.6.3 Bộ nhớ..........................................................................................................
1.6.4 Khối điều chỉnh...........................................................................................
1.6.5 Khối đệm......................................................................................................
1.6.6 Khối hiển thị................................................................................................
1.6.7 Khối nguồn..................................................................................................
1.7 Sơ đồ nguyên lý..........................................................................................................
1.8 Nguyên lý hoạt động..................................................................................................
1.9 Lưu đồ giải thuật........................................................................................................
1.10 Bảng mã chương trình.............................................................................................
Chương 2 : Thi công.........................................................................................................
2.1 Giới hạn thực hiện đề tài...........................................................................................
2.2 Quá trình thi công......................................................................................................
2.3 Kết luận.......................................................................................................................
Tài liệu tham khảo............................................................................................................
PHẦN NỘI DUNG
CHƯƠNG DẪN NHẬP:GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MẠCH
1. Đặt vấn đề:
Cùng với sự phát triển của nền kinh tế và khoa học kỹ thuật trên con đường công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Ngành điện tử nói chung đã có những bước tiến vượt bậc và mang lại những thành quả đáng kể.
Trong đó vi xử lí là lĩnh vực đã thực sự mang lại những hiệu qủa chính xác và gọn nhẹ trong quá trình điều khiển, sản xuất.
Cc ứng dụng của vy xử lý như: mạch đồng hồ,mạch đo nhiệt độ,mạch báo cháy,báo trộm.…..Trong các trường học, công sở, cơ quan, xí nghiệp, đồng hồ dùng để xem giờ và báo giờ.Mục đích chính của tập đồ án này là thiết kế mạch “lịch vạn nin” có chức năng xem giờ, ngày ,tháng….theo yêu cầu của người sử dụng, và cũng để áp dụng kiến thức đ học vo thực tế.
2. Mục đích,yêu cầu:
Sự cần thiết, quan trọng cũng như tính khả thi và lợi ích của mạch điện tử củng chính là lý do để em chọn v thực hiện đề tài tốt nghiệp MẠCH LỊCH VẠN NIN” nhằm ứng dụng các kiến thức đã học vào thực tế.
3. Phương pháp nghiên cứu:
+ Thu thập tài liệu
+ Tham khảo ý kiến giáo viên hướng dẫn
+ Thực hiện đồ án theo hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn
Do kiến thức còn hạn chế, thực tiễn chưa sâu nên tập luận án chắc chắn sẽ không tránh được những sai sót. Vì vậy, người hiện rất mong sự đánh giá, hướng dẫn thêm của quý Thầy Cô cũng như sự góp ý chân thành của các bạn sinh viên để đầ tài được hoàn thiện hơn.
CHƯƠNG 1:THIẾT KẾ
1.1Giới thiệu linh kiện:
1.1.1.Giới thiệu cấu trc phần cứng họ MSC_51:
Đặc điểm và chức năng hoạt động của các IC họ MSC-51 hoàn toàn tương tự như nhau. Ở đây giới thiệu IC 89D55 là một họ IC vi điều khiển do hãng Intel của Mỹ sản xuất. Chúng có các đặc điểm chung như sau:
+ 20KB Rom
+ 128 byte Ram
+ Giao tiếp nối tiếp.
+ Hai bộ định thời :T0 và T1
+ 4 port xuất / nhập 8 bít.
+ 210 vị trí nhớ có thể định vị bit.
+ Bộ nhn chia.
1.1.2 Sơ đồ chân 89D55:
1.1.3 Chức năng các chân:
89D55 có tất cả 40 chân có chức năng như các đường xuất nhập. Trong đó có 24 chân có tác dụng kép (có nghĩa là 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.
a.Cc Port:
Port 0:
Port 0 là port có 2 chức năng ở các chân 32 - 39 của 89D55. Trong các thiết kế cỡ nhỏ không dùng bộ nhớ mở rộng nó có chức năng như các đường I/O. Đối với các thiết kế cỡ lớn có bộ nhớ mở rộng, nó được kết hợp giữa bus địa chỉ và bus dữ liệu.
Port 1:
Port 1 là port I/O trên các chân 1-8. Các chân được ký hiệu P1.0, P1.1, P1.2, ... P1.7 có thể dùng cho giao tiếp với các thiết bị ngoài nếu cần. Port 1 không có chức năng khác, vì vậy chúng chỉ được dùng cho giao tiếp với các thiết bị bên ngoài.
Port 2:
Port 2 là 1 port có tác dụng kép trên các chân 21- 28 được dùng như các đường xuất nhập hoặc là byte cao của bus địa chỉ đối với các thiết bị dùng bộ nhớ mở rộng.
Port 3:
Port 3 là port có tác dụng kép trên các chân 10-17. Các chân của port này có nhiều chức năng, các công dụng chuyển đổi có liên hệ với các đặc tính đặc biệt của 89D55 như ở bảng sau:
Bit Tên Chức năng chuyển đổi
P3.0 RXT Ngõ vào dữ liệu nối tiếp.
P3.1 TXD Ngõ xuất dữ liệu nối tiếp.
P3.2 INT0\ Ngõ vào ngắt cứng thứ 0
P3.3 INT1\ Ngõ vào ngắt cứng thứ 1
P3.4 T0 Ngõ vào củaTIMER/COUNTER thứ 0.
P3.5 T1 Ngõ vào củaTIMER/COUNTER thứ 1.
P3.6 WR\ Tín hiệu ghi dữ liệu lên bộ nhớ ngoài
P3.7 RD\ Tín hiệu đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài.
b.Các ngõ tín hiệu điều khiển:
Ngõ tín hiệu PSEN (Program store enable):
PSEN là tín hiệu ngõ ra ở chân 29 có tác dụng cho phép đọc bộ nhớ chương trình mở rộng thường được nối đến chân OE\ (output enable) của Eprom cho phép đọc các byte mã lệnh.
PSEN ở mức thấp trong thời gian Microcontroller 89D55 lấy lệnh.Nếu chương trình thực thi trong Rom nội thì PSEN khơng tích cực.
1.2 Giới thiệu cấu trúc IC DS1302:
DS 1302 là một IC thời gian thực với nguồn cung cấp nhỏ , dùng để cập nhật thời gian và ngày tháng với 56 Bytes SRAM.Địa chỉ và dữ liệu được truyền nối tiếp qua 2 đường bus 2 chiều.
Nó cung cấp thông tin về giờ,phút,giây,thứ,ngày,tháng,năm.Ngày cuối tháng sẽ tự động được điều chỉnh với các tháng nhỏ hơn 31 ngày,bao gồm cả việc tự động nhảy năm.Đồng hồ có thể hoạt động ở dạng 24h hoặc 12h với chỉ thị AM/PM.DS1302 có một mạch cảm biến điện áp dùng để dò các điện áp lỗi và tự động đóng ngắt với nguồn pin cung cấp.
1.2.1 Sơ đồ chân DS1302
1.2.2Sơ đồ khối của DS1302:
1.2.3 Mô tả hoạt động các chân:
Vcc,GND:Nguồn một chiều được cung cấp đến các chân này.Vcc là đầu vào 5V.Khi
5v được cung cấp thì thiết bị có thể truy cập hoàn chỉnh và dữ liệu có thể đọc và viết
Khi pin 3V được nối tới thiết bị này và Vcc nhỏ hơn 1.25Vbat thì quá trình đọc và
viết không đươc thực thi.
X1,X2: Được nối với một thach anh tần số 36,768KHZ.Là một mạch tạo dao động
Ngoài để hoạt động ổn định thì phải nối them 2 tụ 33pF.
CE : CE tín hiệu phải được xác định ở mức cao, trong khi đọc hoặc viết. Điều này có một pin nội 40kΩ (Typ) pulldown resistor vào đất.Lưu ý: Trước phiên bản của bảng dữ liệu gọi tắt là CZ RST. .Các chức năng của pin đã không thay đổi.
I/O: Input / Đẩy-Kéo ra. Các I / O pin là bidirectional dữ liệu cho các pin 3-dây
giao diện. Pin này có một nội 40kΩ (Typ) pulldown resistor vào đất.
SCLK: SCLK được sử dụng để đồng bộ hóa dữ liệu chuyển động trên giao diện nối tiếp.Điều này pin . có một nội 40kΩ (Typ) pulldown resistor vào đất.
N.C.:Không có kết nối.
1.3 IC3 ULN2803:
1.3.1 Sơ đồ chân của ULN2803:
1.3.2 Sơ đồ khối của ULN2803:
ULN2803 tích hợp 8 bộ thúc (driver) dòng cao với các đặt tính sau:
- Ngỏ vào tương thích với hầu hết các chuẩn: TTL, DTL, PMOS, CMOS
- Khả năng chịu tải tại mỗi driver tối đa 500mA.
- Điện áp ngỏ ra tối đa 95V.
- Các tải thông dụng: relays, solenoids, stepping motors, magnetic print hammers, multiplexed LED,...
- Ngỏ ra cực thu để hở có tích hợp clamp diode (sử dụng khi giao tiếp với động cơ).
Sơ đồ nguyên lý một driver của ULN2803:
1.4 LED7 ĐOẠN:Đối với dạng Led anode chung, chân COM phải có mức logic 1 và muốn
sáng Led thì tương ứng các chân a – f, dp sẽ ở mức logic 0.
Dùng phương pháp quét:
Khi kết nối chung các đường dữ liệu của Led 7 đoạn (hình vẽ), ta không thể cho các Led này sáng đồng thời (do ảnh hưởng lẫn nhau giữa các Led) mà phải thực hiện phương pháp quét, nghĩa là tại mỗi thời điểm chỉ sáng một Led vàtắt các Led còn lại. Do hiện tượng lưu ảnh của mắt, ta sẽ thấy các Led sáng đồng thời.Dùng phương pháp chốt:
Khi thực hiện tách riêng các đường dữ liệu của Led, ta có thể cho phép
các Led sáng đồng thời mà sẽ không có hiện tượng ảnh hưởng giữa các Led. IC
chốt cho phép lưu trữ dữ liệu cho các Led có thể sử dụng là 74LS373, 74LS374.
1.5 Điện Trở: Là đại lượng vật lý đặc trưng cho tính chất cản trở dòng điện của một vật thể dẫn điện. Nó được định nghĩa là tỉ số của hiệu điện thế giữa hai đầu vật thể đó với cường độ dòng điện đi qua nó:
trong đó:
U : là hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn điện, đo bằng Volt (V).
I : là cường độ dòng điện đi qua vật dẫn điện, đo bằng Ampe (A).
R : là điện trở của vật dẫn điện, đo bằng Ohm (Ω).
Ohm (đọc là ôm) là đơn vị đo điện trở trong hệ SI. Đại lượng nghịch đảo của điện trở là điện dẫn G được đo bằng Siemen. Giá trị điện trở càng lớn thì độ dẫn điện càng kém. Khi vật dẫn cản trở dòng điện, năng lượng dòng điện bị chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác, ví dụ như nhiệt năng nhiệt năng.
Định nghĩa trên chính xác cho dòng điện một chiều. Đối với dòng điện xoay chiều, khái niệm sự cản trở dòng điện được mở rộng ra thành trở kháng, trong đó điện trở là phần trở kháng thuần của trở kháng tổng cộng.
Đối với nhiều chất dẫn điện, trong điều kiện môi trường (ví dụ nhiệt độ) ổn định, điện trở không phụ thuộc vào giá trị của cường độ dòng điện hay hiệu điện thế. Hiệu điện thế luôn tỷ lệ thuận với cường độ dòng điện và hằng số tỷ lệ chính là điện trở. Trường hợp này được miêu tả theo định luật Ohm và các chất dẫn điện như thế gọi là các thiết bị Ohm. Các thiết bị này nhiều khi cũng được gọi là các điện trở, như một linh kiện điện tử thụ động trong mạch điện, được ký hiệu với chữ R (tương đương với từ resistor trong tiếng Anh).
Như đã đề cập,nói một cách nôm na, điện trở đặc trưng cho tính chất cản trở dòng điện. Chính vì thế, khi sử dụng điện trở cho một mạch điện thì một phần năng lượng điện sẽ bị tiêu hao để duy trì mức độ chuyển dời của dòng điện. Nói một cách khác thì khi điện trở càng lớn thì dòng điện đi qua càng nhỏ và ngược lại khi điện trở nhỏ thì dòng điện dễ dàng được truyền qua. Khi dòng điện cường độ I chạy qua một vật có điện trở R, điện năng được chuyển thành nhiệt năng với công suất theo phương trình sau:
trong đó:
P là công suất, đo theo W
I là cường độ dòng điện, đo bằng A
R là điện trở, đo theo Ω
Chính vì lý do này, khi phân loại điện trở, người ta thường dựa vào công suất mà phân loại điện trở. Và theo cách phân loại dựa trên công suất, thì điện trở thường được chia làm 3 loại:
- Điện trở công suất nhỏ
- Điện trở công suất trung bình
- Điện trở công suất lớn.
Tuy nhiên, do ứng dụng thực tế và do cấu tạo riêng của các vật chất tạo nên điện trở nên thông thường, điện trở được chia thành 2 loại:
- Điện trở: là các loại điện trở có công suất trung bình và nhỏ hay là các điện trở chỉ cho phép các dòng điện nhỏ đi qua.
- Điện trở công suất: là các điện trở dùng trong các mạch điện tử có dòng điện lớn đi qua hay nói cách khác, các điện trở này khi mạch hoạt động sẽ tạo ra một lượng nhiệt năng khá lớn. Chính vì thế, chúng được cấu tạo nên từ các vật liệu chịu nhiệt.
Để tiện cho quá trình theo dõi, các khái niệm điện trở và điện trở công suất được sử dụng theo cách phân loại trên.
Tụ Điện: là một linh kiện điện tử thụ động tạo bởi hai bề mặt dẫn điện được ngăn cách bởi điện môi. Khi có chênh lệch điện thế tại hai bề mặt, tại các bề mặt sẽ xuất hiện điện tích cùng cường độ, nhưng trái dấu.
Sự tích tụ của điện tích trên hai bề mặt tạo ra khả năng tích trữ năng lượng điện trường của tụ điện. Khi chênh lệch điện thế trên hai bề mặt là điện thế xoay chiều, sự tích luỹ điện tích bị chậm pha so với điện áp, tạo nên trở kháng của tụ điện trong mạch điện xoay chiều.
Về mặt lưu trữ năng lượng, tụ điện có phần giống với ắc-quy. Mặc dù cách hoạt động của chúng thì hoàn toàn khác nhau, nhưng chúng đều cùng lưu trữ năng lượng điện. Ắc qui có 2 cực, bên trong xảy ra phản ứng hóa học để tạo ra electron ở cực này và chuyển electron sang cực còn lại. Tụ điện thì đơn giản hơn, nó không thể tạo ra electron - nó chỉ lưu trữ chúng. Tụ điện có khả năng nạp và xả rất nhanh. Đây là một ưu thế của nó so với ắc qui.
Transistor: là một linh kiện bán dẫn thường được sử dụng như một thiết bị khuyếch đại hoặc một khóa điện tử. Tranzitor là khối đơn vị cơ bản xây dựng nên cấu trúc mạch ở máy tính điện tử và tất cả các thiết bị điện tử hiện đại khác. Vì đáp ứng nhanh và chính xác nên các tranzitor được sử dụng trong nhiều ứng dụng tương tự và số, như khuyếch đại, đóng cắt, điều chỉnh điện áp, điều khiển tín hiệu, và tạo dao động.Tranzitor cũng thường được kết hợp thành mạch tích hợp (IC),có thể tích hợp tới một tỷ tranzitor trên một diện tích nhỏ.
Khái niệm
Cũng giống như điốt, tranzito được tạo thành từ hai chất bán dẫn điện. Khi ghép một bán dẫn điện âm nằm giữa hai bán dẫn điện dương ta được một PNP tranzito. Khi ghép một bán dẫn điện dương nằm giữa hai bán dẩn điện âm ta được một NPN tranzito.
Mỗi tranzito đều có ba cực:
- Cực nền (base)
- Cực thu (collector)
- Cực phát (emitter)
Để phân biệt PNP hay NPN tranzito ta căn cứ vào ký hiệu linh kiện dựa vào mũi tên trên đầu phát. Nếu mũi tên hướng ra thì tranzito là NPN, và nếu mũi tên hướng vô thì tranzito đó là PNP.
Thể loại
NPN tranzito và kí hiệu
PNP tranzito và kí hiệu
Phân biệt các loại Transistor PNP và NPN ngoài thực tế. Transistor Nhật bản : thường ký hiệu là A..., B..., C..., D... Ví dụ A564, B733, C828, D1555 trong đó các Transistor ký hiệu là A và B là Transistor thuận PNP còn ký hiệu là C và D là Transistor ngược NPN. các Transistor A và C thường có công xuất nhỏ và tần số làm việc cao còn các Transistor B và D thường có công xuất lớn và tần số làm việc thấp hơn.
Transistor do Mỹ sản xuất. thường ký hiệu là 2N... ví dụ 2N3055, 2N4073 vv...
Transistor do Trung quốc sản xuất : Bắt đầu bằng số 3, tiếp theo là hai chũ cái. Chữ cái thức nhất cho biết loại bóng : Chữ A và B là bóng thuận , chữ C và D là bòng ngược, chữ thứ hai cho biết đặc điểm : X và P là bòng âm tần, A và G là bóng cao tần. Các chữ số ở sau chỉ thứ tự sản phẩm. Thí dụ : 3CP25 , 3AP20 vv..
- xác định bằng cách dùng VOM: đo lần lượt các cặp chân của transistor ( đ thuận ròi ảo chiều lại) tổng cộng là 6 lần đo .trong đó có 2 lần lên kim và trong 2 lần lên kim đó cóa 1 que cố định và chân ở que cố định là chân B .nếu que cố định này là đen thì tran là loại NPN còn nguọc lại là PNP
Chức năng
Tranzito là linh kiện điện tử chủ động, tức là cần nguồn cung cấp năng lượng để hoạt động, cụ thể, cần phải phân cực cho tranzito để nó hoạt động. Tùy theo mục đích mà tranzito được mắc nối với mạch điện các kiểu khác nhau để thực hiện những chức năng sau:
- Khóa điện tử
- Truyền dẫn điện
- Bộ khuếch đại
Vùng hoạt động
- Tranzito hoạt động được nhờ đặt một điện thế một chiều vào vùng biên (juntion). Điện thế này gọi là điện thế kích hoạt (bias voltage)
- Mỗi vùng trong tranzito hoạt động như một điốt. Vì mỗi tranzito có hai vùng và có thể kích hoạt vói một điện thế thuận hoặc nghịch. Có tất cả bốn cách thức (mode) hoạt động cho cả hai PNP hay NPN tranzito.
1.6 Sơ đồ khối:
Nhiệm vụ các khối:
1.6.1 KHỐI TẠO XUNG CHUẨN:
Khối tạo xung chuẩn là khối có nhiệm vụ tạo ra các xung chuẩn cho mạch giải mã,mạch điều chỉnh.
Khối tạo xung chuẩn được xem là khối quan trọng,nếu không có khối này,mạch sẻ không hoạt động đồng bộ được.
1.6.2 KHỐI GIẢI MÃ:
Khối giải mã nhận xung kich từ khối tạo xung chuẩn để giải mã địa chỉ bộ nhớ.Khối này giải mã địa chỉ ROM để mạch hoạt động như một lịch vạn niên.
1.6.3 BỘ NHỚ:
Bộ nhớ dùng để lưu trữ dữ liệu đã được nạp từ trước.Khi được kích thích, bộ nhớ sẽ xuất dữ liệu tại các ô nhớ đã được xác định.Dữ liệu nạp phải được xác định sao cho khi xuất ra khối hiển thị phải được xem như là lịch vạn niên.
