Luận Văn Thiết kế lịch vạn niên điện tử

TÓM TẮT ĐỀ TÀI
Lịch Vạn Niên Điện Tử thiết kế dựa trên sự kết hợp giữa IC thời gian thực (DS1307) và vi điều khiển 89S52 với bộ điều khiển sử dụng remote hồng ngoại. Ngoài ra mạch còn sử dụng cảm biến nhiệt độ (LM35) cùng với bộ biến đổi từ tương tự sang số (ADC0804) để đo nhiệt độ xung quanh và hiển thị ra led 7 đoạn. Với bộ điều khiển dùng remote hồng ngoại, chúng ta có thể chọn thời gian báo thức hoặc điều chỉnh giờ, ngày, tháng . rất dễ dàng và thuận tiện (giống như sử dụng Romote để điều khiển một chiếc TV vậy!). Mạch đã thiết kế thành công, hoạt động ổn định với độ chính xác cao.
ABSTRACT
Electronic perpetual calendar designed based on a combination of real-time IC (DS1307) and 89S52 microcontroller with controller using infrared remote. In addition, it uses a temperature sensor circuit ( LM35) with the transformation from analog to digital (ADC0804) to measure ambient temperature and the LED 7 segment display. With the controller using infrared remote, we can select the alarm time or adjust hours, days, months very easy and convenient (like Romote used to control a TV too!). The circuit was successfully designed, stable operation with high accuracy.

Key word: Infrared remote, measure temperature and calendar
Title: Electronic perpetual calendar

MỤC LỤC
LỜI CẢM TẠ III
TÓM TẮT ĐỀ TÀI IV
ABSTRACT IV
MỤC LỤC V
CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU 1
I. KHÁI QUÁT VẤN ĐỀ 1
II. LỊCH SỬ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 1
III. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI 2
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3
A. ĐO NHIỆT ĐỘ 3
I.GIỚI THIỆU VỀ VI ĐIỀU KHIỂN 89S52 3
1. Tổng quan về 89S52 3
2. Mô tả chân 89S52 5
2.1. Sơ đồ chân 89S52 5
2.2. Chức năng của các chân 89S52 5
3. Tổ chức bộ nhớ bên trong 89S52 7
3.1. RAM đa dụng 9
3.2. RAM có thể định địa chỉ bit 9
3.3. Các bank thanh ghi 9
3.4. Các thanh ghi có chức năng đặc biệt 9
3.4.1. Thanh ghi trạng thái chương trình (PSW: Program Status Word) 10
3.4.2. Thanh ghi TIMER 12
3.4.3. Thanh ghi ngắt (INTERRUPT) 12
II. SƠ LƯỢC VỀ CẢM BIẾN NHIỆT LM35D 16
III. KHÁI QUÁT VỀ ADC0804 16
1. Mô tả chân ADC0804 16
2. Tổ chức bên trong ADC0804 19
2.1. Quá trình chuyển đổi của chip ADC0804 19
2.1. Quá trình chuyển đổi của chip ADC0804 20
2.2. Quá trình đọc dữ liệu từ chip ADC0804 20
IV. GIỚI THIỆU IC CHỐT 74HC374 21
1. Mô tả chân IC 74HC374 21
2. Tổ chức bên trong IC74HC374 21
B. ĐỒNG HỒ THỜI GIAN THỰC VÀ BỘ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA DÙNG REMOTE HỒNG NGOẠI. 22
I. ĐIỀU KHIỂN TỪ XA DÙNG REMOTE HỒNG NGOẠI. 22
1. Hồng ngoại là gì? 22
2. Cách tạo ra hồng ngoại 22
3. Cách thu tín hiệu hồng ngoại 22
4. Khảo sát tín hiệu hồng ngoại phát ra từ Remote SONY 24
II. ĐỒNG HỒ THỜI GIAN THỰC. 26
1. Tổng quan về DS1307 26
1.1. Sơ đồ chân DS1307 26
1.2. Cấu tạo bên trong DS1307 27
2. Khái quát giao diện I2C 31
3. Mode (chế độ) truyền dữ liệu giữa DS1307 và AT89S52 34
3.1. Mode Data Write (chế độ ghi dữ liệu) 34
3.2. Mode Data Read (chế độ dọc dữ liệu) 36
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 38
A. ĐO NHIỆT ĐỘ 38
I. SƠ ĐỒ VÀ CHỨC NĂNG TỪNG KHỐI 38
1. Sơ đồ khối 38
2. Chức năng của từng khối 38
2.1. Cảm biến nhiệt và khuếch đại 38
2.2. Biến đổi ADC và khối xử lý trung tâm (CPU_1) 38
2.3. Khối hiển thị thứ 1 sử dụng LED 7 đoạn 39
2.4. Hiệu ứng dùng LED đơn 39
II. SƠ ĐỒ CHI TIẾT VÀ NGUYÊN TẮT HOẠT ĐỘNG 39
1. Sơ đồ chi tiết 39
1.1.Cảm biến nhiệt và bộ khuếch đại 39
1.2. Biến đổi ADC và khối xử lý trung tâm (CPU_1) 40
1.3. Khối hiển thị thứ 1 sử dụng LED 7 đoạn 42
1.4. Hiệu ứng dùng LED đơn 43
2. Nguyên tắt hoạt động 44
B. ĐỒNG HỒ THỜI GIAN THỰC VÀ BỘ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA DÙNG REMOTE HỒNG NGOẠI 45
I. SƠ ĐỒ VÀ CHỨC NĂNG TỪNG KHỐI 45
1. Sơ đồ khối 45
2. Chức năng của từng khối 45
2.1. Khối thời gian thực 45
2.2. Khối phát hồng ngoại 45
2.3. Khối thu hồng ngoại. 46
2.4. Khối xử lý trung tâm (CPU_2) 46
2.5. Khối âm thanh và hiển thị thứ 2 46
II.SƠ ĐỒ CHI TIẾT VÀ NGUYÊN TẮT HOẠT ĐỘNG 46
1. Sơ đồ chi tiết 46
1.1. Khối thời gian thực (DS1307) 46
1.2. Khối thu hồng ngoại 47
1.3. Khối xử lý trung tâm (CPU_2) 47
1.4. Khối âm thanh 48
1.5. Khối hiển thị thứ 2 48
2. Nguyên tắt hoạt động 50
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ PHẦN MỀM 51
A. ĐO NHIỆT ĐỘ 52
I. LƯU ĐỒ VÀ GIẢI THUẬT CHƯƠNG TRÌNH 52
1. Giải thuật 52
1.1. Giải thuật chương trình chính 52
1.2. Giải thuật chương trình con “ TRUY_CAP_ADC” 52
2. Lưu đồ 52
2.1. Lưu đồ chương trình chính 52
2.2. Lưu đồ chương trình con 53
2.2.1. Lưu đồ chương trình con “ TRUY_CAP_ADC” 53
2.2.2. Lưu đồ chương trình con “HIENTHI_1” 54
II. PHẦN MỀM DO NHIỆT ĐỘ (CODE_1) 55
B. ĐỒNG HỒ THỜI GIAN THỰC VÀ BỘ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA DÙNG REMOTE HỒNG NGOẠI 56
I. LƯU ĐỒ VÀ GIẢI THUẬT CHƯƠNG TRÌNH 56
1. Giải thuật 56
1.1. Giải thuật chương trình chính 56
1.2. Giải thuật chương trình ngắt “GIAI_MA_REMOTE_SONY” 56
1.3. Giải thuật chương trình con “WRITE_CLOCK” 57
1.4. Giải thuật chương trình con “READ_CLOCK” 58
2. Lưu đồ 58
2.1. Lưu đồ chương trình chính 58
2.2. Lưu đồ chương trình ngắt “GIAI_MA_REMOTE_SONY” 59
2.3. Lưu đồ chương trình con 61
2.3. Lưu đồ chương trình con 62
2.3.1. Lưu đồ chương trình con “WRITE_CLOCK” 62
2.3.2. Lưu đồ chương trình con “READ_CLOCK” 62
2.3.2. Lưu đồ chương trình con “READ_CLOCK” 63
2.3.3. Lưu đồ chương trình con ghi 1 byte vào DS1307“SEND_BYTE” 64
2.3.4. Lưu đồ chương trình con đọc 1 byte từ DS1307“READ_BYTE” 65
2.3.5. Lưu đồ chương trình con “ALARM_CLOCK_TEST” 66
2.3.6. Lưu đồ chương trình con “TAT_MO_CHUONG” 67
2.3.7. Lưu đồ chương trình con “HIEU_UNG_CHINH” 68
2.3.8. Lưu đồ chương trình con “HIENTHI_2” 69
II. PHẦN MỀM ĐỒNG HỒ THỜI GIAN THỰC VÀ BỘ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA DÙNG REMOTE HỒNG NGOẠI (CODE_2) 70
CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 71
I. KẾT LUẬN 71
II. ĐỀ NGHỊ 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO 75
PHỤ LỤC 76
1. Phần mềm đo nhiệt độ (CODE_1) 76
2. Phần mềm đồng hồ số và điều khiển dùng remote hồng ngoại (CODE_2) 80
3. Hướng dẫn sử dụng bộ điều khiển dùng Remote SONY 98
4. Code word của remote SONY 99


CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU
I. KHÁI QUÁT VẤN ĐỀ
Trong giai đoạn hiện nay với sự phát triển vượt bật của công nghệ Nano hàng loạt IC mới được chế tạo. Những IC này thông minh hơn rất nhiều so với các IC trước và đặc biệt là chúng ta có thể ghi/xóa dữ liệu vào một cách dể dàng. Vì thế nó được sử dụng trong nhiều thiết bị Điện - Điện Tử và ngày càng thể hiện được bản chất ưu việt của mình. Điển hình là dòng IC 8051/8052.
Với sự ra đời của dòng IC mới đã làm thúc đẩy sự phát triển của nhũng IC thời gian thực như DS1307, DS12887 Song song đó truyền dữ liệu không dây cũng bắt phát triển với nhiều kiểu truyền khác nhau và phức tạp, trong tất cả các kiểu truyền đó thì truyền dữ liệu bằng tia hồng ngoại được xem là đơn giản nhất.
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật đã góp phần nâng cao đời sống của con người. Cũng chính vì thế mà mọi người cần phải biết chính xác ngày, giờ để thu xếp việc làm cho hợp lý.
Xuất phát từ thực tiển này em đã đi đến quyết định “Thiết kế Lịch Vạn Niên Điện Tử”. Nhằm đáp ứng nhu cầu ham muốn học hỏi của bản thân, cũng như là góp phần nâng giá trị của những mạch điện tử trong đời sống của con người.
II. LỊCH SỬ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
Đề tài này trước khi tôi thực hiện đã có một số sinh viên trường đại học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh thực hiện nhưng kết quả chưa được như mong muốn vì mạch chạy không ổn định và thường hay bị “treo”. Hơn nửa họ chỉ “Thiết kế Lịch Vạn Niên Điện Tử” với những công tắt để điều chỉnh, không dùng remote hồng ngoại để điểu chỉnh. Chính vì thế tôi quyết định chọn đề tài này và kết hợp thêm bộ điều khiển từ xa dùng remote hồng ngoại. Vì tôi mong muốn tạo ra một thiết bị với nhiều thuận lợi hơn cho người dùng và độ tin cậy cao.
III. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI
Trong luận án này tôi sử dụng một con IC thời gian thực (DS1307) kết hợp với vi điều khiển 89S52 để tạo thành giao diện I2C, 89S52 có nhiệm vụ đọc/ghi (giờ, phút, giây, thứ, ngày thời gian báo thức) từ chip DS1307. Khi thời gian báo thức trùng với thời gian thực thì loa sẽ phát ra âm thanh trong 1 phút, đồng thời khi có tín hiệu phát ra từ remote hồng ngoại thì 89S52 bắt đầu giãi mã tín hiệu này, sau khi giải mã 89S52 ghi dữ liệu nhận được vào DS1307. Ngoài ra mạch còn sử dụng cảm biến nhiệt (LM35), ngỏ ra của cảm biến này được đưa qua bộ biến đổi tương tự sang số (ADC0804), dữ liệu được 89S52 đọc ra từ ADC0804 và hiển thị kết quả ra led 7 đoạn.
Từ đây có thể suy ra mục đích yêu cầu của đề tài như sau:
ã Mạch hiển thị giờ, phút, giây, thứ, ngày, tháng, năm một cách chính xác
ã Đo nhiệt độ và hiển thị ra led 7 đoạn
ã Bộ cài đặt thời gian được sử dụng bằng remote hồng ngoại, xác xuất lỗi khi ấn remote là thấp nhất
ã Khi thời gian báo thức trùng với thời gian thực thì loa phải phát ra âm thanh báo thức
ã Giá thành sản phẩm không quá đắc.
Dựa vào yêu cầu của đề tài tôi đã phân ra thành 2 khối lớn:
o Khối A: Đo nhiệt độ và hiển thị kết quả ra led 7 đoạn
o Khối B: Đồng hồ thời gian thực và bộ điều khiển từ xa dùng remote hồng ngoại