Đề Tài Đồng Hồ Kim Hiển Thị Bằng Led Đơn (Kèm Source+Sơ Đồ+ Slide)

Thưa đó chính là đồnghồ,đồng hồ giúp chúng ta nhận biết được giờ giấc,thời gian làm việcđược tốt hơn.Đồng hồ là một thiết bị trong xã hội chúng ta mà hầu hết ai cũng cần có và cần phải s

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG



ĐỒ ÁN 2

ĐỀ TÀI:

ĐỒNG HỒ KIM HIỂN THỊ BẰNG LED ĐƠN

GVHD:Th.sTRẦN NGUYÊN BẢO TRÂN SVTH : LÊ VŨ ANH DŨNG

MSSV : 0602957

LỚP : ĐHĐT1_TC

MỤC LỤC

Lời mở đầu trang 1 Nhận xét của giáo viên hướng dẫn trang 2 Nhận xét của giáo viên phản biện trang 3 Mục lục trang 4Tổng quan về đề tài trang 5 Đặt vấn đề trang 5Chọn phương án thiết kế trang 5 – trang 6Mục đích của đề tài trang 6

Sơ đồ khối trang 7

Lý thuyết thiết kế trang 8Khối nguồn trang 8Khối vi xử lý trang 9 – trang 17Nguyên lý hoạt động trang 18- trang 19Thiết kế các khối trong hệ thống trang 20Khối nguồn –khối vi xử lý trang 20Khối sử dụng IC 62783 để sử dụng cho LED đơn trang 21Khối điều khiển Giờ-Phút-Giây trang 22-trang 24

Sơ đồ layout toàn mạch trang 25Lưu đồ hoạt động trang 26Chương trình hoạt động trang 27-trang 28

Mô hình hoạt động trang 29-trang 30

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

tố đó tôi đã tìm hiểu và suy nghĩ rằng giờ giấc là một phần quan trọngtrong cuộc sống của con người và đó là gì ? Thưa đó chính là đồnghồ,đồng hồ giúp chúng ta nhận biết được giờ giấc,thời gian làm việcđược tốt hơn.Đồng hồ là một thiết bị trong xã hội chúng ta mà hầu hết

ai cũng cần có và cần phải sử dụng nó,có rất nhiều loại với nhiều giá

cả khác nhau.Từ ý tưởng đó tôi đã suy nghĩ: “Tại sao mình không làmđồng hồ sử dụng bằng điện thay vì mình sử dụng bằng pin,kim đồng

hồ bằng kim loại mình thay vào đó là bằng Led đơn hiển thị,số hiểnthị thì mình sử dụng bằng led 7 đoạn ? ”.Sau khi trình bày ý tưởng vàđược sự khích lệ của Thầy Trần Nguyên Bảo Trân, tôi đã mạnh dạnbắt tay vào và tìm hiểu về vấn đề nguyên lý hoạt động và tạo một môhình đồng hồ hiển thị kim đồng hồ bằng Led đơn

● Khối điều khiển sử dụng IC số điều khiển kim giờ,phút,giây và xử

lý tín hiệu xuất từ bộ xử lý,sử dụng IC 4017, IC 7408, IC 4072 đượctích bên trong là các cổng opamp

● Khối nâng dòng sử dụng cho LED được sử dụng IC 62783 để hiểnthị

● Khối hiển thị số được sử dụng là Led 7 đoạn được cấp nguồn trựctiếp vào để hiển thị

● Khối nguồn được sử dụng là 2 mức áp: 5vol cấp cho vi xử lý,10 volcấp cho bộ khuếch đại led đơn để hiển thị kim đồng hồ, sử dụngAdaptor 10 vol với dòng 800 mA

● Mô hình thực tế của đồng hồ

- Dễ bị nhiễu khi đóng cắt nguồn liên tục

- Tốn rất nhiều Led đơn

- Chi phí cao hơn

- Vì đồng hồ sử dụng bằng điện nên khi mất điện thì đồng hồ sẽ khônghoạt động và khi có điện lại ta phải chỉnh giờ lại và cập nhật giờ nhưbình thường

c Hướng phát triển đề tài:

Có thể sử dụng thêm khối RTC DS12887 kết nối với VĐK để có thểlưu giờ khi trường hợp mất điện

1.3 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI :

Trong đề tài này tôi thực hiện rất nhiều IC và rất nhiều Led đơn ,sửdụng nút nhấn chỉnh phút, nút chỉnh giờ,và nút reset

- Chí phí giá thành cao

- Tạo mô hình khi sử dụng hiển thị kim bằng led đơn thấy rất đẹp

- Có thể treo đồng hồ sử dụng như đồng hồ bình thường nếu đượccấp điện liên tục

1.4 SƠ ĐỒ KHỐI :

KHỐI VI XỬ LÝ TẠO XUNG 1HZ

KHỐI NÂNG DÒNG CHO LED (IC 2981 =

IC 62783)

KHỐI HIỂN THỊ SỐ DÙNG LED 7 ĐOẠN

KHỐI NGUỒN

CHƯƠNG II

LÝ THUYẾT THIẾT KẾ

2.1 GIỚI THIỆU CÁC KHỐI TRONG HỆ THỐNG : 2.1.1 KHỐI NGUỒN:

Khối nguồn có nhiệm vụ cấp nguồn cho các khối trong mạch ,nguồn

có ảnh hưởng quan trọng cho toàn mạch,phải cấp đủ áp và đủ dòng để

sử dụng cho toàn bộ Led đơn và Led 7 đoạn

Nguồn sử dụng là Adaptor 10 vol AC – 800 mA cấp cho mạch vàchỉnh lưu áp

- 5 vol DC cấp cho vi xử lý

- 10 vol DC cấp cho toàn bộ Led hiển thị

a Giới thiệu các chân linh kiện trong khối nguồn:

Hình dạng Adaptor 10 vol AC :

Hình dạng IC 7805:

chân 1 : điện áp vào

chân 2 : chân mass

chân 3 : chân ngỏ ra

Lưu ý: chân 2 rất quan trọng ,vì trong việc hàn mạch nếu hàn không

kỹ sẽ làm ảnh hưởng đến toàn mạch áp sẽ tăng vọt lên làm ảnh hưởng

- 4KB EEPROM

- 128 Bye RAM

- 4 port I/O (input/output)

- 2 bộ định thời (timer) 16 bit

- Giao tiếp nối tiếp

- 64 KB không gian bộ nhớ chương trình mở rộng

- Một bộ xử lý luận lý ( thao tác trên các bít đơn )

- 210 bit được địa chỉ hóa

- Bộ nhân chia 4 µs

● Cấu trúc hệ thống của 89C51:

● Hệ thống giao tiếp port:

TXD * RXD *

TIMER2 TIMER1 PORT nối tiếp

Các thanh ghi khác

128 byte Ram

Rom 4K-8051 OK-8031

Timer1 Timer2

Điều khiển ngắt

Điều khiển bus

CPU

Port nối tiếp

Các port I\

O Tạo dao

động

- Port 0: là một port có 2 chức năng trên các chân 32-39( hãy nhớ rằngtrên các chân này chưa có điện trở kéo dương ,do đó khi cần chúng taphải nhớ đến đặc điểm này )

- Port 1: là một port I/O trên các chân 1-8

- Port 2: là một port công dụng kép trên các chân 10-17,các chân củaport này có nhiều chức năng,các công dụng chuyển đổi

- Có liên hệ với các đặt tính đặt biệt của 8951 như bảng sau:

● Các tín hiệu điều khiển :

Chíp AT 8951 có các tín hiệu điều khiển cần phải lưu ý :

- Chân EA\ (External Acess): Tín hiệu vào EA\ trên chân 31 thườngđược mắc lên mức cao (+5v) hoặc mức thấp (gnd).Nếu ở mứccao,8951 thi hành chương trình từ ROM nội trong khoảng địa chỉ thấp(4KB hoặc 8KB đối với 89C52).Nếu ở mức thấp,chương trình đượcthi hành từ bộ nhớ ngoài mở rộng (tối đa 64kB)

- Chân PSEN\ (progam store enable): là tín hiệu trên chân 29,nó làtín hiệu điều khiển cho phép bộ nhớ chương trình mở rộng.PSEN\thường được nối đến chân OE( out put enable) của một EPROM hoặcROM cho phép đọc các bye mã lệnh

- Các chân nguồn: AT 8951 hoạt động với nguồn đơn 5v Vcc đượcnối vào chân 40,Vss(gnd) được nối vào chân 20

- Trong mạch sử dụng: Port 0 (xung giây), Port 3.0 (xung phut),Port 3.1 (xung giờ), Port 3.2( chỉnh phút), Port 3.3( chỉnh giờ)

b.Giới thiệu các IC số :

● IC 4017:

Cấu trúc bên trong IC 4017:

Giản đồ xung của IC 4017:

● IC 7408:

Bảng trạng thái :

● IC TD62783 thay thế cho IC 2981:

c.Cấu tạo của Led Đơn:

Led được viết tắt là (Light emitting diode) là diode có khả năng phátánh sáng hồng ngoại tia tử ngoại.Cũng giống như diode,Led được cấutạo một khối bán dẫn loại p ghép nối với một loại bán dẫn loại n

Hoạt động của Led giống với nhiều loại diode bán dẫn ,tùy theo mứcnăng lượng giải phóng cao hay thấp mà bước sóng ánh sáng phát rakhác nhau Led thường có điện thế phân cực thuận cao hơn diodethông thường khoảng 1,5-3vol ,nhưng điện thế phân cực nghịch ở Ledkhông cao do đó Led dễ hỏng do điện thế ngược gây ra,dòng chịu trênLed là 20-30 mA.

Kim giờ được sử dụng gồm 11 Led đơn ta có dòng cấp cho Led :LED = 20 mA * 11 led đơn = 220mA

LED = 30 mA * 11 led đơn = 330mA

Kim phút được sử dụng gồm 16 Led đơn,ta có dòng cấp cho Led:LED = 20mA * 16 led đơn = 320mA

LED = 30mA * 16 led đơn = 480mA

Kim giây được sử dụng 1 led đơn ta có dòng cấp cho Led:

LED = 20mA*1 led đơn = 20mA

Vậy khi hoạt động dòng chịu trên toàn led đơn là khoảng: 800mA

540mA-Sơ đồ đấu dây của Led đơn:

Led 7 đoạn hiện số được đấu trực tiếp nguồn vào

2.1.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG:

Vi xử lý 8951 được sử dụng tạo ra dao động với tần số 1Hz, trong đócác chân port được sử dụng để chỉnh giờ và phút.Port P3.2 –Port P3.3được sử dụng để chỉnh phút,chỉnh giờ Cứ chỉnh đúng 60 phút thì kimgiờ sẽ dịch một kim ,ta có thể chỉnh kim giờ theo tùy ý nhưng sẽkhông chính xác và cập nhật đúng giờ vì thế để chính xác nhất ta nênchỉnh kim phút là tốt nhất Và xung giây thì nó hoạt động cứ 60 giâythì nó lên 1 phút và cứ 60 phút sẽ lên 1 giờ

Khi vi xử lý tao dao động 1 Hz là tương ứng với xung giây được cấpvào IC 4017 tại chân 14 (xung clock), và vào chân số 10 của IC7408,tại chân số 9 của 7408 được kết nối với chân 13 ( chân cho phéptrạng thái ở mức 1 )của IC 4017 Khi xung giây ở mức 1 hoặc mức 0thì ngỏ ra ở chân số 8 của IC 7408 được kết nối với chân xung clockcủa IC tiếp theo sẽ tác động và cứ thế cho đến IC cuối cùng và đủ 60giây ứng với 60 ngỏ ra của IC 4017.Ngỏ ra cuối cùng của IC 4017được kết nối với xung phút khi xung giây đã đủ 60 giây thì được kíchxung phút dịch lên một kim.Từ xung phút ta lấy ngỏ ra ,cứ 12 chânngỏ ra tương ứng với 12 giờ ta lấy 1 chân out kết nối với IC 4072 và

ta sẽ lấy ra được 5 chân out kết nối vào IC 4072 và chân ra cuối cùng

là chân 13 sẽ được cấp vào xung giờ Tại ngỏ ra cấp cho Led đơn hoạtđộng và hiển thị chính là tại các chân ngỏ ra của IC 4017 và được cấpvào IC TD 62783 dùng để khuếch đại dòng cấp cho Led sáng và hoạtđộng Và chu trình cứ hoạt động chỉ khi mất điện thì đồng sẽ khônghoạt động ,khi có điện lại ta lại bắt đầu chỉnh phút lại và đồng hồ tiếptục cập nhật và hoạt động lại bình thường

CHƯƠNG III THIẾT KẾ CÁC KHỐI TRONG

3.2 KHỐI SỬ DỤNG IC 62783 CHO LED ĐƠN:

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2 3 4 5 6 7 8

3.3 KHỐI ĐIỀU KHIỂN GIỜ -PHÚT –GIÂY:

1 0 1 5 6 9

1 0 1 5 6 9

1 0 1 5 6 9

1 0 1 5 6 9

1 0 1 5 6 9

1 0 1 5 6 9

1 0 1 5 6 9

1 0 1 5 6 9

1 0 1 5 6 9

3.4 SƠ ĐỒ LAYOUT TOÀN MẠCH:

CHỈNH PHÚT

CẬP NHẬT GIỜ

VXL TAO XUNG 1 HZ

ĐẾM 60 GIÂY(4017)

ĐẾM 60 PHÚT(4017)

ĐẾM 12 GIỜ(4017)

3.5 CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN :

NGOAI HOAT DONG