BÁO CÁO TỐT NGHIỆP
TÊN ĐỀ TÀI
ĐỒNG HỒ HIỂN THỊ THỜI GIAN
THỰC TRÊN LCD
CÓ HẸN GIỜ
Trang: 1
Mục Lục
TÊN ĐỀ TÀI: ĐỒNG HỒ HIỂN THỊ THỜI GIAN THỰC TRÊN LCD
CÓ HẸN GIỜ
1.Yêu cầu đề tài:
- Sử dụng vi điều khiển 89C51
- Chương trình điều khiển có thể thay đổi được.
2. Nội dung cần hoàn thành:
- Tính toán, lựa chọn các thông số kỹ thuật cho mạch
- Chế tạo mô hình
- Sản phẩm đáp ứng được yêu cầu mỹ thuật ,kỹ thuật
- Quyển thuyết minh đề tài ,các bản vẽ, sơ đồ ,…mô tả đầy đủ nội dung
đề tài.
3. Sản phẩm:
- 01 cuốn thuyết minh.
- Mô hình phần cứng.
Trang: 2
Giáo viên hướng dẫn :Đặng Văn Khanh.
-Ngày giao đề tài:
-Ngày hoàn thành:
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
Trang: 4
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
Hưng Yên, Ngày….tháng….năm 2011
Giáo viên phản biệnTrang: 5
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay với sự phát triển không ngừng công nghệ khoa học kỹ thuật, việc
ứng dụng các thành tựu khoa học vào cuộc sống ngày càng mạnh mẽ dần giải
thoát lao động chân tay cho con người. Ngàng công nghệ kỹ thuật điện tử là
một trong những ngành phát triển với tốc độ chóng mặt với rất nhiều ứng
dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày. Từ hệ thống internet toàn cầu đến
những dây chuyền sản xuất tự động hóa hiện đại và những thiết bị điện tử dân
dụng rất tiện ích và đa dạng.
Sau một thời gian học tập trên giảng đường của trường Đại Học Sư
Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên,chúng em đã được tiếp cận với những kiến thức
khoa học và công nghệ hiện đại. Cùng với kinh nghiệm thực tế, chúng em đã
có cơ hội chuyển những kiến thức lý thuyết đã học được thành sản phẩm thực
tế qua đề tài đồ án môn học tích hợp mức một ,với nội dung là “Hiển thị thời
gian thực trên LCD có hẹn giờ”,dùng vi điều khiển.
Trong quá trình thực hiện đề tài nêu trên ,chúng em đã nhận được sự

KHỐI HIỂN THỊ
KHỐI VI ĐIỀU KHIỂN
CHUÔNG BÁO
KHỐI THỜI GIAN THỰC
KHỐI HIỆU CHỈNH
1.3. Chức năng các khối
+ Khối điều chỉnh gồm 4 nút nhấn để đặt, hiệu chỉnh và hẹn thời
gian.
+ Khối hiển thị là
LCD.
+ Khối điều khiển sử dụng vi điều khiển AT89C51 điều khiển toàn bộ
các hoạt
động
chính của mạch : nhận tín hiệu điều khiển của khối điều
chỉnh và tìn hiệu của từ con
thời
gian thực xuất ra khối hiển thị và chuông
Trang: 7
báo.
+ Khối chuông báo là một chuông hoặc còi điện để báo hẹn
giờ.
+ Khối thời gian thực là
DS1307.
CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG
2.1. Sơ đồ mạch
• Mạch
nguồn
Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn
• Mạch điều khiển
Trang: 8


công
nghệ

CMOS

có

các

đặc

tính

như

sau:
-4 KB PEROM (Flash Progarammable and Erasable Read Only Memory), có
khả năng tới 1000 chu kỳ ghi xóa.
-Tần số hoạt động từ :0Hz đến 24 MHZ
- 3 mức khóa bộ nhớ lập trình
-128 Byte RAM nội
-4 Port xuất /nhập I/O 8 bit
-2 bộ Timer /counter 16 bit
-6 nguồn ngắt
-Giao tiếp nối tiếp với điều khiển bằng phần cứng
Trang: 10
-64 KB vùng nhớ mã ngoài
-64 vùng nhớ dữ liệu ngoài
- Cho pháp xử lý bit.


độ

nghỉ

(Low-power

Idle)

và

chế

độ

nguồn

giảm

(Power-down).
•
Sơ đồ khối:
Hình 2.4: Sơ đồ khối VĐK 89C51
•
Sơ đồ chân tín hiệu của 80C51 và 89C51:
1 40
2 39
Trang: 11
3 38
4 37

(T1) P3.5
(/Wr) P3.6
(/Rd) P3.7
XTAL2
XTAL1
GND
Vcc
P0.0 (AD0)
P0.1 (AD1)
P0.2 (AD2)
P0.3 (AD3)
P0.4 (AD4)
P0.5 (AD5)
P0.6 (AD6)
P0.7 (AD7)
/EA/Vpp
Trang: 12
ALE/(/PROG)
/PSEN
P2.7 (A15)
P2.6 (A14)
P2.5 (A13)
P2.4 (A12)
P2.3 (A11)
P2.2 (A10)
P2.1 (A9)
P2.0 (A8)Hình 2.5: Sơ đồ chân của vi điều khiển


TTL.

Khi

dùng

làm

ngõ
vào,

Port

0

phải

được

set

mức

logic

1

trước


lớn,

đòi

hỏi
phải

sử dụng

bộ

nhớ

ngoài

thì

Port

0

vừa

là

bus

dữ

liệu


còn

dùng

để

nhận

mã

khi
lập

trình

và

xuất

mà

khi

kiểm

tra

(quá


chỉ

có

một

chức

năng

là

IO,

không

dùng

cho

mục
đích

khác (chỉ

trong

8032/8052/8952

thì

điện

trở

kéo

lên

nên

không

cần

thêm
điện

trở

ngoài.
Port

1

có

khả

năng



trình

hay

kiểm

tra.
Khi

dùng

làm

ngõ

vào,

Port

1

phải

được

set

mức


Chức

năng

IO

(xuất

/

nhập):

có

khả

năng

kéo

được

4

ngõ

TTL.
Chức

năng


địa
chỉ16

bit.

Khi

đó,

Port

2

không

được

dùng

cho

mục

đích

IO.
Khi

dùng

trình,

Port

2

dùng

làm

8

bit

địa

chỉ

cao

hay

một

số

tín

hiệu



có

khả

năng

kéo

được

4

ngõ

TTL.
Khi

dùng

làm

ngõ

vào,

Port

3


Trang: 14
Bảng 2.1: Chức năng chân Port 3
Nguồn: Chân 40: VCC = 5V± 20%
Chân 20: GND
PSEN (Program

Store

Enable)

(chân

29):
C
ho

phép

đọc

bộ

nhớ

chương
trình

mở

rộng

lệnh.

PSEN

sẽ
ở

mức

logic

0

trong

thời

gian

AT89C51

lấylệnh.Trong

quá

trình

này,

PSEN


đọc

từ

ROM

thông

qua

bus

dữ

liệu

(Port0)
và bus

địa

chỉ

(Port0

+

Port2).
Khi

(Address

Latch

Enable

/

Program)

(chân

30):
C
ho

phép

tách
các

đường

địa

chỉ

và

dữ

của

IC

chốt

(74373,74573).
Các

xung

tín

hiệu

ALE

có

tốc

độ

bằng

1/6

lần

tần

phần

khác

của

hệ

thống.
Trang: 15
Xung

này

có

thể cấm

bằng

cách

set

bit

0

của



ngõ

vào xung

lập

trình

cho
ROM

nội

(

PR
OG

).
EA/VPP (External A
ccess)
(chân

31):
D
ùng

để



sẽ

thực

thi

chương
trình

từ

ROM

nội

(tối

đa

8KB),ngượclại

thì

thực

thi

từ



tín

hiệu

đưa

lên
mức
“
1”

trong

ít

nhất

là

2

chu

kỳ

máy.
X1,X2(Chân 18.19):

Ngõ

nối

thêm

thạch anh

và

các

tụ

như

hình

vẽ

trong

sơ

đồ.

Tần
số

thạch

anh

thường chúng ở thể rắn với sự định hướng đặc biệt . Tuy nhiên ở đây các thẻ
lỏng được cấu trúc từ các tinh thể động. Các tinh thể này có thể điều chỉnh bởi
một điện trường đây là một cách để điều khiển chất lỏng thay đổi từ trong
Trang: 16
suốt đến trạng thái mờ đục(Chắn sáng). Sơ đồ cấu trúc cơ bản của LCD như
hình dưới:
Hình 2.7: Sơ đồ cấu trúc của LCD
+ Nguyên Lý:
Tinh thể lỏng thì được chứa giữa hai tấm thủy tinh.Các điện cực chúng
được làm bay hơi và nắng đọng lên bên trong của các tấm thủy tinh,các điện
cực thì được cách li bởi tinh thể lỏng.Các tấm lọc phân cực sáng thì nằm bên
ngoài trên tấm thủy tinh.Có thể phụ thuộc vào vị trí của mặt phẳng phân
cực ,mà ánh sáng tới đi qua các điện cực có thể lọt qua tế bào hoặc
không.Tương ứng với mặt phẳng phân cực, tế bào không được điều khiển
xuất hiện hoàn toàn sáng hoặc tối.Ngày nay,hiển thị LCD được chế tạo chủ
yếu là sáng khi không có điều khiển.Để hiển thị các hệ thống chữ số hoặc ma
trận điểm,thì các điện cực phải được chế tạo theo dạng như vậy. Nếu một điện
áp được cung cấp cho các điện cực và một điện trường sẽ được tạo ra giữa các
Trang: 17
điện cực ,các phân tử của tinh thể lỏng được điều chỉnh .Những ảnh tối tương
ứng với hình dạng của điện cực được tạo ra trong trường hợp màn hình hoàn
toàn trong suốt ,trong lúc đó những ảnh được tạo ra trong trường hợp màn
hình hiển thị ở trạng thái cực mờ(chắn sáng:Ảnh trắng nền đen). Màn hình
hiển thị LCD vì vậy không phát sáng, do đó một nguồn sáng bên ngoài thì
luôn cần phải có. Với vấn đề chiếu sáng của màn hình LCD ,có 3 cách khác
nhau:
-Chế độ phản chiếu(Reflective Mode).
Trong chế độ này ánh sáng được chiếu tới từ phía trước của màn hình qua các
tấm lọc phân cực và điện cực rồi gặp đến gương(Mirror) phản xạ trở lại tạo
nguồn sáng xuyên qua màn hình đến mắt người.Trong trường hợp này ánh

cc
=5V của mạch điều
khiển
3
Vee
Chân này dùng để điều chỉnh độ tương phản của
LCD
4
RS
Chân chọn thanh ghi (Register
select).
+ Logic “0”: Bus DB0-DB7 sẽ nối với thanh ghi
lệnh IR của LCD
(ở
chế độ “ghi” - write) hoặc nối
với bộ đếm địa chỉ của LCD (ở chế
độ
“đọc” -
read)
+ Logic “1”: Bus DB0-DB7 sẽ nối với thanh ghi dữ
Trang: 19
liệu DR bên
trong

LCD.
5
RW
Chân chọn chế độ đọc/ghi (Read/Write). Nối chân
R/W với logic “0”
để

7 14
DB0-
DB7
Tám đường của bus dữ liệu dùng để trao đổi thông tin
với MPU. Có
2
chế độ sử dụng 8 đường bus này
:
+ Chế độ 8 bit : Dữ liệu được truyền trên cả 8 đường,
với bit MSB là
bit
DB7.
+ Chế độ 4 bit : Dữ liệu được truyền trên 4 đường từ
DB4 tới DB7,
bit
MSB là
DB7.
15,16
A,K
Đèn của
LCD
2.2.3. IC thời gian thực DS1307
• Chức năng các chân:
Trang: 20
Hình 2.9: Sơ đồ chân DS1307
X1,X2: nối với thạch anh 32,768 kHz
Vcc,GND: nguồn một chiều được cung cấp tới 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 được thực thi,tuy nhiên chức năng

Địa chỉ Ram và RTC: Thông tin về thời gian và ngày tháng được lấy ra bằng
cách đọc các byte thanh ghi thích hợp. Thời gian và ngày tháng được thiết lập
cũng thông qua các byte thanh ghi này bằng cách viết vào đó những giá trị
thích hợp. nội dung của các thanh ghi dưới dạng mã BCD(binary coded
decreaseimal). Bit 7 của thanh ghi seconds là bit clock halt(CH), khi bit này
Trang: 22
được thiết lập 1 thì dao động disable, khi nó được xoá về 0 thì dao động được
enable.
Bảng 2.2: Bảng địa chỉ RAM
DS1307 có thể chạy ở chế độ 24h cũng như 12h. Bit thứ 6 của thanh ghi
hours là bit chọn chế độ 24h hoặc 12h. khi bit này ở mức cao thì chế độ 12h
được chọn. ở chế độ 12h thì bit 5 là bit AM/PM với mức cao là là PM. ở chế
độ 24h thì bit 5 là bit chỉ 20h(từ 20h đến 23h).
+ OUT(output control): Bit này điều khiển mức ra của chân SQW/OUT khi
đầu raxung vuông bị cấm. Nếu SQWE=0 thì mức logic ở chân SQW/OUT sẽ
là 1 nếu OUT=1,và =0 nếu OUT=0
+ SQWE(square wave enable): Bit này được thiết lập 1 sẽ cho phép đầu ra
của bộ tạo dao động. Tần số của đầu ra sóng vuông phụ thuộc vào giá trị của
RS1 và RS0.
Hoạt động:
DS1307 hỗ trợ truyền dữ liệu bus 2 dây 2 chiều. Một thiết bị gửi dữ
liệu lên đường truyền được định nghĩa như là 1 máy phát và một thiết bị nhận
dữ liệu như là máy nhận. Thiết bị điều khiển thông điệp gọi là Master. Thiết
bị được điều khiển bởi Master được gọi là Slaver. Đường truyền (Bus) phải
được điều khiển bởi thiết bị master mà phát ra xung nối tiếp (Serial
Trang: 23
Clock_SCL) điều khiển sự truy cập đường truyền và phát ra điều kiện bắt
đầu, dừng (Start ,Stop condition). DS1307 hoạt động như là Slave trên bus 2
dây.
Hình 11: Cấc hình bus 2 dây điển hình

DS1307 có thể hoạt động ở 2 chế độ sau:
Chế độ slave nhận( chế độ DS1307 ghi):chuỗi dữ liệu và chuỗi xung clock sẽ
được nhận thông qua SDA và SCL. Sau mỗi byte được nhận thì 1 bit
acknowledge sẽ được truyền. các điều kiện START và STOP sẽ được nhận
dạng khi bắt đầu và kết thúc một truyền 1 chuỗi. nhận dạng địa chỉ được thực
hiện bởi phần cứng sau khi chấp nhận địa chỉ của slave và bit chiều. Byte địa
chỉ là byte đầu tiên nhận được sau khi điều kiện START được phát ra từ
master. Byte địa chỉ có chứa 7 bit địa chỉ của DS1307, là 1101000, tiếp theo
đó là bit chiều (R/ w ) cho phép ghi khi nó bằng 0. sau khi nhận và giải mã
byte địa chỉ thì thiết bị sẽ phát đi 1 tín hiệu acknowledge lên đường SDA. Sau
khi DS1307 nhận dạng được địa chỉ và bit ghi thì master sẽ gửi một địa chỉ
thanh ghi tới DS1307 , tạo ra một con trỏ thanh ghi trên DS1307 và master sẽ
truyền từng byte dữ liệu cho DS1307 sau mỗi bit acknowledge nhận được.
sau đó master sẽ truyền điều kiện STOP khi việc ghi hoàn thành.
Trang: 25