Lập trình nhúng led trái tim

LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay các vi xử lí, hay điều khiển đang được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như: điều khiển, tự động hóa, đo đạc, truyền thông,… So với các phương pháp điều khiển đo

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾCÔNG NGHIỆP LONG AN

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay các vi xử lí, hay điều khiển đang được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như: điều khiển, tự động hóa, đo đạc, truyền thông,… So với các phương pháp điều khiển đo đạc truyền thống (cơ khí, điện tử tương tự) thì việc sử dụng vi

xữ lí có những ưu điểm như: nhỏ gọn, ít tốn năng lượng, thời gian đáp ứng nhanh,

có thể lập trình được,…

Ý thức được tầm quan trọng của lập trình nhúng trong ứng dụng cho lập trình vi điều khiển là cơ sở để chúng em chọn đề tài lập trình nhúng “Lập trình hiệu ứng LED chạy hình trái tim sử dụng vi điều khiển 8051”

Với sự hướng dẫn tận tình của Thầy TS Nguyễn Thanh Bình mà chúng em đã

hoàn thành đề tài này.Mặc dù vậy, do trình độ còn hạn chế và thời gian có hạn nên chúng em chắc chắn rằng đề tài này không thể tránh khỏi những thiếu sót Chúng

em rất mong nhận được sự thông cảm và góp ý của quí Thầy cô trong khoa Chúng

em xin chân thành cảm ơn

SV thực hiện: Trương Thanh Tùng Phan Văn Lắm

Lớp : 13TH

Long An, Ngày 21 tháng 11 năm 2016

LỜI CẢM ƠN

Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự hỗ trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác Trong suốt thời gian từ khi bắt đầu học tập ở giảng đường đại học đến nay, chúng em

đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của quý Thầy Cô, gia đình và bạn

bè Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý Thầy Cô ở Khoa Khoa Học Máy Tính – Trường Đại Học Kinh Tế Công Nghiệp Long An đã cùng với tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường

Và đặc biệt, trong học kỳ này, chúng em xin chân thành cảm ơn thầy

Nguyễn Thanh Bình đã tận tâm hướng dẫn chúng em qua từng buổi nói

chuyện, thảo luận về Đề tài Lập trình hiệu ứng LED chạy hình trái tim sử dụng

vi điều khiển 8051 Nếu không có những lời hướng dẫn, dạy bảo của thầy thì chúng em nghĩ bài báo cáo này của chúng em sẽ rất khó có thể hoàn thiện được Một lần nữa, nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn thầy

Tuy đã cố gắng hết sức tìm hiểu, phân tích thiết kế và cài đặt hệ thống, nhưng kiến thức của em còn hạn chế và còn nhiều bỡ ngỡ nên chắc chắn rằng báo cáo này không thể tránh khỏi những thiếu sót Chúng em rất mong nhận được sự thông cảm và góp ý của quý Thầy cô trong khoa Chúng em xin chân thành cảm ơn

Nhận xét của GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

chọn đề tài “Thiết kế Mạch Led điều khiển AT89C51 nhấp nháy hình trái tim”

để làm đề tài báo cáo kết thúc môn học

3. Nội dung của đề tài

• Giúp sinh viên bước đầu tìm hiểu về lập trính nhúng trên vi điều khiển

• Hiểu được cách thức hoạt động của một chương trình nhúng

• Nắm được kiến thức cho tương lai làm việc trên môi trường lập trình nhúng

• Phân tích được ưu nhược điểm của hệ thống nhúng

CHƯƠNG II

CƠ SỞ LÍ THUYẾT

1. Lí thuyết nhúng

Hệ thống nhúng (tiếng Anh: embedded system) là một thuật ngữ để chỉ một

hệ thống có khả năng tự trị được nhúng vào trong một môi trường hay một hệ thống mẹ Đó là các hệ thống tích hợp cả phần cứng và phần mềm phục vụ các bài toán chuyên dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, tự động hoá điều khiển, quan trắc và truyền tin Đặc điểm của các hệ thống nhúng là hoạt động ổn định

và có tính năng tự động hoá cao

Hệ thống nhúng thường được thiết kế để thực hiện một chức năng chuyên biệt nào đó Khác với các máy tính đa chức năng, chẳng hạn như máy tính cá nhân, một hệ thống nhúng chỉ thực hiện một hoặc một vài chức năng nhất định, thường đi kèm với những yêu cầu cụ thể và bao gồm một số thiết bị máy móc

và phần cứng chuyên dụng mà ta không tìm thấy trong một máy tính đa năng nói chung Vì hệ thống chỉ được xây dựng cho một số nhiệm vụ nhất định nên các nhà thiết kế có thể tối ưu hóa nó nhằm giảm thiểu kích thước và chi phí sản xuất Các hệ thống nhúng thường được sản xuất hàng loạt với số lượng lớn Hệ thống nhúng rất đa dạng, phong phú về chủng loại Đó có thể là những thiết bị cầm tay nhỏ gọn như đồng hồ kĩ thuật số và máy chơi nhạc MP3, hoặc những sản phẩm lớn như đèn giao thông, bộ kiểm soát trong nhà máy hoặc hệ thống kiểm soát các máy năng lượng hạt nhân Xét về độ phức tạp, hệ thống nhúng có thể rất đơn giản với một vi điều khiển hoặc rất phức tạp với nhiều đơn vị, các thiết bị ngoại vi và mạng lưới được nằm gọn trong một lớp vỏ máy lớn

Hệ thống nhúng thường có một số đặc điểm chung như sau:

• Các hệ thống nhúng được thiết kế để thực hiện một số nhiệm vụ chuyên dụng chứ không phải đóng vai trò là các hệ thống máy tính đa chức năng Một

số hệ thống đòi hỏi ràng buộc về tính hoạt động thời gian thực để đảm bảo độ an toàn và tính ứng dụng; một số hệ thống không đòi hỏi hoặc ràng buộc chặt chẽ, cho phép đơn giản hóa hệ thống phần cứng để giảm thiểu chi phí sản xuất

• Một hệ thống nhúng thường không phải là một khối riêng biệt mà là một hệ thống phức tạp nằm trong thiết bị mà nó điều khiển

• Phần mềm được viết cho các hệ thống nhúng được gọi là firmware và được lưu trữ trong các chip bộ nhớ ROM hoặc bộ nhớ flash chứ không phải là trong một ổ đĩa Phần mềm thường chạy với số tài nguyên phần cứng hạn chế: không

có bàn phím, màn hình hoặc có nhưng với kích thước nhỏ, dung lượng bộ nhớ thấp

Các bộ xử lý trong hệ thống nhúng có thể được chia thành hai loại: vi xử lý

và vi điều khiển Các vi điều khiển thường có các thiết bị ngoại vi được tích hợp trên chip nhằm giảm kích thước của hệ thống Có rất nhiều loại kiến trúc CPU được sử dụng trong thiết kế hệ nhúng như ARM, MIPS, Coldfire/68k, PowerPC, x86, PIC, 8051, Atmel AVR, Renesas H8, SH, V850, FR-V, M32R, Z80, Z8 … Điều này trái ngược với các loại máy tính để bàn, thường bị hạn chế với một vài kiến trúc máy tính nhất định Các hệ thống nhúng có kích thước nhỏ và được thiết kế để hoạt động trong môi trường công nghiệp thường lựa chọn PC/104 và PC/104++ làm nền tảng Những hệ thống này thường sử dụng DOS, Linux, NetBSD hoặc các hệ điều hành nhúng thời gian thực như QNX hay VxWorks Còn các hệ thống nhúng có kích thước rất lớn thường sử dụng một cấu hình thông dụng là hệ thống on chip (System on a chip – SoC), một bảng mạch tích hợp cho một ứng dụng cụ thể (an application-specific integrated circuit – ASIC) Sau đó nhân CPU được mua và thêm vào như một phần của thiết kế chip Một chiến lược tương tự là sử dụng FPGA (field-programmable gate array) và lập trình cho nó với những thành phần nguyên lý thiết kế bao gồm cả CPU

2. Công cụ thực hiện đề tài.

Do yêu cầu nên chúng em thực hiện đề tài trên phần mềm Proteus 8.1

Proteus VSM (Virtual Simulation Machine) của Labcenter Electronics là phần mềm mô phỏng mạch điện rất được ưa thích hiện nay So với các phần mềm mô phỏng mạch điện tử khác, Proteus có nhiều ưu điểm nổi trội như:

mô phỏng được rất nhiều linh kiện điện tử và các thiết bị hiển thị, kết quả

mô phỏng rất trực quan như một mạch điện tử thật Và một tính năng mà chúng ta, những người học vi điều khiển, quan tâm nhất là khả năng mô phỏng các chip vi điều khiển với chương trình do người dùng nạp Proteus

hỗ trợ rất nhiều các chip vi điều khiển như 8051, AVR, PIC, HC11, ARM7/LPC2000

trình hướng đối tượng, và lập trình đa hình Từ thập niên 1990, C++ đã trở thành một trong những ngôn ngữ thương mại phổ biến nhất trong khi đó Trong tiêu chuẩn 1998 của C++ có hai phần chính: phần ngôn ngữ cốt lõi và phần Thư viện chuẩn C++(STL - Standard Template Library) Phần thư viện này lại bao gồm hầu hết thư viện tiêu bản chuẩn và phiên bản có điều chỉnh chút ít của thư viện chuẩn C Nhiều thư viện C++ hiện hữu không thuộc về tiêu chuẩn như là thư viện Boost Thêm vào đó, nhiều thư viện không theo tiêu chuẩn được viết trong C một cách tổng quát đều có thể sử dụng trong các chương trình C++.

4. Giới thiệu tổng quan về họ Vi điều khiển 8051(AT89C51)

MS-51 là họ IC vi điều khiển do hãng intel sản xuất Các IC tiêu biểu cho

họ là 8031,8051,8951… Những đặc điểm và nguyên tắc hoạt động của các

bộ vi điều khiển này không nhiều Khi đã sử dụng thành thạo một loại vi điều khiển thì ta có thể nhanh chóng vận dụng kinh nghiệm để làm quen và làm chủ các ứng dụng của một bộ vi điều khiển khác

Các đặt điểm của 8051 được tóm tắc như sau:

- 4KB rom bên trong

- 128 Byte RAM nội

- 4 port xuất nhập 8 bit

- 2 bộ định thời 16 bit

- Mạch giao tiếp nối tiếp

- Không gian nhớ chương trình ngoài 64k

- Không gian nhớ dữ liệu ngoài 64k

- Bộ xử lí bit

- 210 vị trí được định địa chỉ, mổi vị trí 1 bit

- Nhân/ chia trong 4 micro giây

CHƯƠNG III XÂY DỰNG VÀ THỰC HIỆN ỨNG DỤNG

hieu_ung_14();delay(300);hieu_ung_15();delay(300);hieu_ung_16();delay(300);hieu_ung_17();delay(300);hieu_ung_18();delay(300);hieu_ung_19();delay(300);hieu_ung_20();delay(300);hieu_ung_21();delay(300);hieu_ung_22();delay(300);hieu_ung_23();delay(300);hieu_ung_24();delay(300);hieu_ung_24();delay(300);hieu_ung_25();delay(300);hieu_ung_25();delay(300);hieu_ung_30();delay(300);hieu_ung_31();delay(300);hieu_ung_32();delay(300);hieu_ung_33();delay(300);hieu_ung_34();delay(300);hieu_ung_35();delay(300);

}

2. Mô phỏng qua Proteus 8

CHƯƠNG IV – KẾT LUẬN

1. Những điểm đạt được

hình trái tim.

2. Những điểm chưa được

Nhóm còn làm quá ít hiệu ứng, viết báo cáo chưa được tốt.

3. Hướng phát triển

Ngày nay, internet đã trở thành phương tiện tra cứu thông tin khổng lồ

và tiện dụng cho tất cả mọi người trên thế giới Việc học hành, tìm hiểu thông tin qua mạng cũng đã trở nên hết sức phổ biến Hiểu được tầm quan trọng của tin tức, chúng em luôn muốn hoàn thiện đề tài của nhóm mình tốt hơn, phân tích kỹ hơn các yêu cầu và tìm hiểu thêm những hiệu ứng nhấp nháy mới hoàn thiện hơn, có tính chuyên nghiệp hơn