Với đà tăng trưởng mạnh mẽ, Việt Nam đang bước vào giai đoạn quan trọng của quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước. Yêu cầu về mặt nhân lực chất lượng cao là hết sức cấp thiết. Chính vì thế việt làm bài tập lớn, cho phép sinh viên rằng luyện được các kỹ năng cần thiết để chuẩn bị cho tương lai sau này.
Trang 1GVHD : Th.S VÕ THIỆN LĨNH
LỚP : ĐIỆN TỬ VÀ TIN HỌC CÔNG NGHIỆP K60
ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG K60
SVTH : TRƯƠNG VIỆT DŨNG - 6051020012
TRƯƠNG QUỐC ĐẠT - 6051020017 TRẦN MINH CÔNG - 6051020007 NGUYỄN KHANG ĐIỀN - 6051020018
LÊ CÔNG HUY – 6051020035 BÙI VĂN QUANG ANH - 605102003
BÀI TẬP LỚN
KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
ĐỀ TÀI: HIỂN THỊ THỜI GIAN THỰC DS1307 LÊN LCD
SỬ DỤNG 16F877A
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI PHÂN HIỆU TẠI TP HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
Trang 2-o0o -LỜI NÓI ĐẦU
Với đà tăng trưởng mạnh mẽ, Việt Nam đang bước vào giai đoạn quan trọng của quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước Yêu cầu về mặt nhân lực chất lượng cao là hết sức cấp thiết Chính vì thế việt làm bài tập lớn, cho phép sinh viên rằng luyện được các kỹ năng cần thiết để chuẩn bị cho tương lai sau này
Trong cuộc sống hiện đại thời gian là một phần tử vô cùng quan trọng Để có thể cập nhật thời gian một cách chính xác, người ta sử dụng DS1307 với khả năng lưu trữ và giúp thời gian hiển thị luôn đúng ở mọi thời điểm Vì thế nhóm em chọn đề tài này và xem đây
là một đề vô cùng hay và cần thiết Với độ khó không quá cao, giúp nhóm em có thể dễ dàng tiếp thu kiến thức mới Xây dựng tư duy trong nghề
DS1307 có thể sử dụng trong hầu hết các mạch yêu cầu thời gian chuẩn xác Ví dụ các thiết bị máy tính hay đồng hồ điện tử … Quá trình thiết kế diễn ra theo phương án Sơ đồ mạch sau đó mới đến lập trình cho vi sử lý 16f877a Việc nay gây một chút khó khăn trong quá trình lập trình nhưng nó đúng với thực tế làm việc bên ngoài
Về nhiệm vụ, nhóm em đưa ra các yêu cầu cho mạch phải đảm bảo về mặt thẩm mỹ, quan trọng nhất là mạch phải hoạt động ổn định trong thời gian dài Tránh được nhiễu là một yêu tất yếu
Nhóm em xin gửi lời cảm ơn đến các giảng viên trong bộ môn đã tận tâm hướng dẫn, Nhóm tụi em Tuy nhiên lần đầu tiên bắt tay vào làm đồ án cũng như thời gian và kiến thức của em có hạn nên không tránh khỏi những sai sót trong đồ án của mình, mọi ý kiến phê bình, nhận xét của thầy, cô em xin ghi nhận và tiếp thu để bài báo cáo được hoàn thiện hơn
Nhóm em xin chân thành cảm ơn !
Trang 3MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 2
Phần I: Tổng quan về Proteus, Pic16F877A, DS1307 4
1 Proteus: 4
1.1 Khái niệm: 4
1.2 Giao diện chính 4
1.3 Ưu và nhược điểm Proteus 4
2 Pic 16F877A 5
2.1 Khái niệm: 5
2.2 Sơ đồ chân: 5
3 DS1307: 5
3.1 Khái niệm: 5
3.2 Sơ đồ chân: 6
Phần II: Sơ đồ mạch thí nghiệm trong Proteus 7
1 Tổng quan: 7
2 PIC 16F877A: 7
3 DS1307 và LCD16x2: 8
Phần III: Code chương trình 9
1 Hàm ds1307.c 9
2 Hàm LCD_4BIT.c 14
3 Hàm main 17
4 Chạy chương trình: 17
KẾT LUẬN 19
PHỤ LỤC: 20
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO: 20
Trang 4Phần I: Tổng quan về Proteus, Pic16F877A, DS1307
1 Proteus:
1.1 Khái niệm:
Phần mềm Proteus cho phép mô phỏng hoạt động của mạch điện tử bao gồm phần thiết kế mạch và viết chương trình điều khiển cho các họ vi điều khiển như
MCS-51, PIC, AVR, … Proteus là phần mềm mô phỏng mạch điện tử của Labcenter Electronics, mô phỏng cho hầu hết các linh kiện điện tử thông dụng, đặc biệt hỗ trợ cho cả các MCU như PIC, 8051, AVR, Motorola.
Phần mềm bao gồm 2 chương trình: ISIS (Intelligent Schematic Input System) cho phép mô phỏng mạch và ARES (Advanced Routing and Editing Software) dùng
để vẽ mạch in
1.2 Giao diện chính
1.3 Ưu và nhược điểm Proteus
Ưu điểm: Dễ dạng tạo ra một sơ đồ nguyên lý từ đơn giản đến phức tạp
Dễ dàng chỉnh sữa các đặc tính của linh kiện trên sơ đồ nguyên lý
Hỗ trợ kiểm tra lỗi thiết kế trên sơ đồ nguyên lý Có thể xem và lưu lại phần báo lỗi
Phần mềm chạy mô phỏng và phân tích các tính chất của một mạch điện một cách chính xác
Trang 5Proteus cung cấp cho người sử dụng công cụ biên dịch cho các họ vi xử lý như MSC51, AVR, HC11, …qua đó tạo ra các tập tin hex dùng để nạp cho vi xử lý và tạp tin dsi dùng để xem và chạy kiểm tra từng bước trong quá trình mô phỏng Phần mềm cung cấp rất nhiều mô hình linh kiện có chức năng mô phỏng, từ các vi điều khiển thông dụng đến các link kiện ngoại vi như LED, LCD, Keypad, cổng RS232… cho phép người sử dụng mô phỏng từ một hệ vi điều khiển hoàn chỉnh đến việc xây dựng phần mềm cho hệ thống đáp ứng các giao thức vật lý Ngoài ra, Proteus còn cho phép bạn tự tạo link kiện tương tác động do đó bạn có thể thực hiện các mô phỏng có tương tác giống như hoạt động của một mạch thật
Nhược điểm: Phần vẽ mạch có giao diện không được đẹp và hấp dẫn
2 Pic 16F877A
2.1 Khái niệm:
PIC16F877A là một Vi điều khiển PIC 33 chân và được sử dụng hầu hết trong các
dự án và ứng dụng nhúng Nó có năm cổng bắt đầu từ cổng A đến cổng E Nó có
ba bộ định thời trong đó có 2 bộ định thời 8 bit và 1 bộ định thời là 16 Bit Nó hỗ trợ nhiều giao thức giao tiếp như giao thức nối tiếp, giao thức song song, giao thức I2C PIC16F877A hỗ trợ cả ngắt chân phần cứng và ngắt bộ định thời
2.2 Sơ đồ chân:
3 DS1307:
3.1 Khái niệm:
Trang 6DS1307 là chip đồng hồ thời gian thực (RTC : Real-time clock), khái niệm thời gian thực ở đây được dùng với ý nghĩa thời gian tuyệt đối mà con người đang sử dụng, tình bằng giây, phút, giờ…DS1307 là một sản phẩm của Dallas Semiconductor (một công ty thuộc Maxim Integrated Products) Chip này có 7 thanh ghi 8-bit chứa thời gian là: giây, phút, giờ, thứ (trong tuần), ngày, tháng, năm Ngoài ra DS1307 còn có 1 thanh ghi điều khiển ngõ ra phụ và 56 thanh ghi trống có thể dùng như RAM DS1307 được đọc và ghi thông qua giao diện nối tiếp I2C (TWI của AVR) nên cấu tạo bên ngoài rất đơn giản DS1307 xuất hiện ở 2 gói SOIC và DIP có 8 chân
3.2 Sơ đồ chân:
Các chân của DS1307 được mô tả như sau:
- X1 và X2: là 2 ngõ kết nối với 1 thạch anh 32.768KHz làm nguồn tạo dao động cho chip
- VBAT: cực dương của một nguồn pin 3V nuôi chip
- GND: chân mass chung cho cả pin 3V và Vcc
- Vcc: nguồn cho giao diện I2C, thường là 5V và dùng chung với vi điều khiển Chú
ý là nếu Vcc không được cấp nguồn nhưng VBAT được cấp thì DS1307 vẫn đang hoạt động (nhưng không ghi và đọc được)
- SQW/OUT: một ngõ phụ tạo xung vuông (Square Wave / Output Driver), tần số của xung được tạo có thể được lập trình Như vậy chân này hầu như không liên quan đến chức năng của DS1307 là đồng hồ thời gian thực, chúng ta sẽ bỏ trống chân này khi nối mạch
- SCL và SDA là 2 đường giao xung nhịp và dữ liệu của giao diện I2C mà chúng ta
đã tìm hiểu trong bài TWI của AVR
Trang 7Phần II: Sơ đồ mạch thí nghiệm trong Proteus
1 Tổng quan:
2 PIC 16F877A:
Trang 83 DS1307 và LCD16x2:
Trang 9Phần III: Code chương trình
1 Hàm ds1307.c
#ifndef RTC_SDA
#define RTC_SDA PIN_C4
#define RTC_SCL PIN_C3
#endif
#use i2c(master, sda=RTC_SDA, scl=RTC_SCL)
#define DS1307_ALL_DISABLED 0b00000000 // All disabled
#define DS1307_OUT_ON_DISABLED_HIHG 0b10000000 // Out to Hight on Disable Out
#define DS1307_OUT_ENABLED 0b00010000 // Out Enabled
#define DS1307_OUT_1_HZ 0b00000000 // Freq Out to 1 Hz
#define DS1307_OUT_4_KHZ 0b00000001 // Freq Out to 4.096 Khz
#define DS1307_OUT_8_KHZ 0b00000010 // Freq Out to 8.192 Khz
#define DS1307_OUT_32_KHZ 0b00000011 // Freq Out to 32.768 Khz
#define Start_user_address_nvram 0x08
#define End_user_address_nvram 0x3f
Trang 10char days_of_week[7][11]={"Lunes\0","Martes\0","Miércoles\0","Jueves\0","Viernes\ 0","Sábado\0","Domingo\0"};
byte ds1307_bin2bcd(byte binary_value);
byte ds1307_bcd2bin(byte bcd_value);
void ds1307_init(int val){
byte seconds = 0;
#ifndef USE_INTERRUPTS
disable_interrupts(global);
#endif
i2c_start();
i2c_write(0xD0);
i2c_write(0x00);
i2c_start();
i2c_write(0xD1);
seconds = ds1307_bcd2bin(i2c_read(0));
i2c_stop();
seconds &= 0x7F;
delay_us(3);
i2c_start();
i2c_write(0xD0);
i2c_write(0x00);
i2c_write(ds1307_bin2bcd(seconds));
i2c_start();
i2c_write(0xD0);
i2c_write(0x07);
i2c_write(val);
i2c_stop();
#ifndef USE_INTERRUPTS
enable_interrupts(global);
#endif
}
void ds1307_set_date_time(byte day, byte mth, byte year, byte dow, byte hr, byte min, byte sec){
Trang 11#ifndef USE_INTERRUPTS
disable_interrupts(global);
#endif
sec &= 0x7F;
hr &= 0x3F;
i2c_start();
i2c_write(0xD0);
i2c_write(0x00);
i2c_write(ds1307_bin2bcd(sec));
i2c_write(ds1307_bin2bcd(min));
i2c_write(ds1307_bin2bcd(hr));
i2c_write(ds1307_bin2bcd(dow));
i2c_write(ds1307_bin2bcd(day));
i2c_write(ds1307_bin2bcd(mth));
i2c_write(ds1307_bin2bcd(year));
i2c_stop();
#ifndef USE_INTERRUPTS
enable_interrupts(global);
#endif
}
void ds1307_get_date(byte &day, byte &mth, byte &year, byte &dow){
#ifndef USE_INTERRUPTS
disable_interrupts(global);
#endif
i2c_start();
i2c_write(0xD0);
i2c_write(0x03);
i2c_start();
i2c_write(0xD1);
dow = ds1307_bcd2bin(i2c_read() & 0x7f);
day = ds1307_bcd2bin(i2c_read() & 0x3f);
mth = ds1307_bcd2bin(i2c_read() & 0x1f);
year = ds1307_bcd2bin(i2c_read(0));
i2c_stop();
Trang 12#ifndef USE_INTERRUPTS
enable_interrupts(global);
#endif
}
void ds1307_get_time(byte &hr, byte &min, byte &sec){
#ifndef USE_INTERRUPTS
disable_interrupts(global);
#endif
i2c_start();
i2c_write(0xD0);
i2c_write(0x00);
i2c_start();
i2c_write(0xD1);
sec = ds1307_bcd2bin(i2c_read() & 0x7f);
min = ds1307_bcd2bin(i2c_read() & 0x7f);
hr = ds1307_bcd2bin(i2c_read(0) & 0x3f);
i2c_stop();
#ifndef USE_INTERRUPTS
enable_interrupts(global);
#endif
}
char ds1307_read_nvram_byte(char addr){
char retval;
#ifndef USE_INTERRUPTS
disable_interrupts(global);
#endif
i2c_start();
i2c_write(0xD0);
i2c_write(addr);
i2c_start();
i2c_write(0xD1);
Trang 13retval = i2c_read(0);
i2c_stop();
return(retval);
#ifndef USE_INTERRUPTS
enable_interrupts(global);
#endif
}
void ds1307_write_nvram_byte(char addr, char value){
#ifndef USE_INTERRUPTS
disable_interrupts(global);
#endif
i2c_start();
i2c_write(0xD0);
i2c_write(addr);
i2c_write(value);
i2c_stop();
#ifndef USE_INTERRUPTS
enable_interrupts(global);
#endif
}
void ds1307_get_day_of_week(char* ptr){
byte lday;
byte lmonth;
byte lyr;
byte ldow;
ds1307_get_date(lday,lmonth,lyr,ldow);
sprintf(ptr,"%s",days_of_week[ldow]);
}
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// byte ds1307_bin2bcd(byte binary_value){
Trang 14byte temp;
byte retval;
temp = binary_value;
retval = 0;
while(1){
if(temp >= 10){
temp -= 10;
retval += 0x10;
}else{
retval += temp;
break;
}
}
return(retval);
}
byte ds1307_bcd2bin(byte bcd_value){
byte temp;
temp = bcd_value;
temp >>= 1;
temp &= 0x78;
return(temp + (temp >> 2) + (bcd_value & 0x0f));
}
2 Hàm LCD_4BIT.c
#include <stddef.h>
#define LCD_RS PIN_D0
#define LCD_EN PIN_D1
#define LCD_D4 PIN_D4
#define LCD_D5 PIN_D5
#define LCD_D6 PIN_D6
#define LCD_D7 PIN_D7
// misc display
defines-#define Line_1 0x80
#define Line_2 0xC0
//#define Clear_Scr 0x01
// prototype statements
void LCD_Init(void); //Ham khoi tao LCD
void LCD_SetPosition(unsigned int cX);//Thiet lap vi tri con tro //Ham viet 1ky tu hoac 1 chuoi len LCD
void LCD_PutChar(unsigned int cX);
Trang 15void LCD_PutCmd(unsigned int cX) ; //Ham gui lenh len LCD void LCD_PulseEnable(void); //Xung kich hoat
void LCD_SetData(unsigned int cX); //Dat du lieu len chan Data void WriteNum(unsigned char num); // Hien thi so ra LCD
void HTsothapphan(Int32 num); //Hien thi so thap phan
// Dinh nghia Cong
//#use standard_io(B)
//#use standard_io(A)
//Khoi tao LCD
void LCD_Init (void)
{
LCD_SetData (0x00);
Delay_ms(20); // Cho cho LCD khoi tao >> 15ms output_low(LCD_RS); // Che do gui lenh
LCD_SetData(0x03); // Khoi tao che do 4 bit
LCD_PulseEnable();
LCD_SetData(0x02); // Tao giao dien 4 bit
LCD_PulseEnable(); // send dual nibbles hereafter, MSN first LCD_PutCmd(0x2C); // function set (all lines, 5x7 characters) LCD_PutCmd(0x0C); // display ON, cursor off, no blink LCD_PutCmd(0x06); // entry mode set, increment & scroll left LCD_PutCmd(0x01); // clear display
}
void LCD_SetPosition(unsigned int cX)
{
/* this subroutine works specifically for 4-bit Port D*/
LCD_SetData(swap(cX)|0x08);
LCD_PulseEnable();
LCD_SetData(swap(cX));
LCD_PulseEnable();
}
void LCD_PutChar(unsigned int cX)
{
/* this subroutine works specifically for 4-bit Port D */
output_high(LCD_RS);
LCD_PutCmd(cX);
output_low(LCD_RS);
}
void LCD_PutCmd(unsigned int cX)
{
/* this subroutine works specifically for 4-bit Port D */
LCD_SetData(swap(cX)); /* send high nibble */
LCD_PulseEnable();
Trang 16LCD_SetData(swap(cX)); /* send low nibble */
LCD_PulseEnable();
}
void LCD_PulseEnable(void)
{
output_high(LCD_EN);
delay_us(5);
output_low(LCD_EN);
delay_ms(5);
}
void LCD_SetData(unsigned int cX)
{
output_bit(LCD_D4, cX & 0x01);
output_bit(LCD_D5, cX & 0x02);
output_bit(LCD_D6, cX & 0x04);
output_bit(LCD_D7, cX & 0x08);
}
void WriteNum(unsigned char num)
{
unsigned char digit;
digit = num/100;
LCD_PutChar(digit + '0'); //write tram+ma ASCII cua '0' digit = num/10;
digit = digit % 10;
LCD_PutChar(digit + '0'); //write chuc
digit = num % 100;
digit = digit % 10;
LCD_PutChar(digit + '0'); //write dvi
}
void HTsothapphan(Int32 num)
{
Int8 Integer, First, Second, Third;
Integer = num/1000 + 0x30; // Tach phan nguyen
num= num%1000;
First = num/100 + 0x30; // Tach phan le thu 1
num = num%100;
Second = num/10 + 0x30; // Tach phan le thu 2
Third = num%10 + 0x30; // Tach phan le thu 3
Lcd_putcmd(0xCA);
Lcd_putchar(Integer);
Lcd_putchar(".");
Lcd_putchar(First);
Lcd_putchar(Second);
Trang 17Lcd_putchar(Third);
}
3 Hàm main
#include "16f877a.h"
#include "def_877a.h"
#device *=16 ADC=10
#use delay(clock=20000000)
#FUSES NOWDT, HS, NOPUT, NOPROTECT, NODEBUG, NOBROWNOUT, NOLVP, NOCPD, NOWRT
#include "ds1307.c"
#use i2c(Master, sda = PIN_C4, scl=PIN_C3)
#include "LCD_4BIT.c"
#define Slave_add 0x08
#define Read 1
#define Write 0
void send(int8 a);
int8 sec,min,hrs,day,month,yr,dow;
//char* ptr;
void main()
{
LCD_init();
delay_ms(10);
while(1)
{
ds1307_get_date(day,month,yr,dow);
ds1307_get_time(hrs,min,sec);
//Truyen len LCD
LCD_PutCmd(0xC0);
LCD_PutChar(hrs/10+48);
LCD_PutChar(hrs%10+48);
LCD_PutChar(45);
LCD_PutChar(min/10+48);
LCD_PutChar(min%10+48);
LCD_PutChar(45);
LCD_PutChar(sec/10+48);
Trang 18LCD_PutChar(sec%10+48);
delay_ms(5);
Lcd_putcmd(0x80);
switch(dow){
case 1:
LCD_PutChar("CN: ");
break;
case 2:
LCD_PutChar("Thu2: ");
break;
case 3:
LCD_PutChar("Thu3: ");
break;
case 4:
LCD_PutChar("Thu4: ");
break;
case 5:
LCD_PutChar("Thu5: ");
break;
case 6:
LCD_PutChar("Thu6: ");
break;
case 7:
LCD_PutChar("Thu7: ");
break;
}
LCD_PutChar(day/10+48);
LCD_PutChar(day%10+48);
LCD_PutChar(45);
LCD_PutChar(month/10+48); LCD_PutChar(month%10+48); LCD_PutChar(45);
LCD_PutChar(yr/10+48);
LCD_PutChar(yr%10+48);
delay_ms(5);
}
}
4 Chạy chương trình: