Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn điện tử và các bạn sinh viên trong lớp đã đóng góp ý kiến, kinh nghiệm trong quá trình thực hiện luận văn này.
HỆ THỐNG THỜI GIAN THỰC
Hệ thống thời gian thực
- Giới thiệu về hệ thống thời gian thực
- Khái niệm hệ thống thời gian thực
- Các loại hệ thống thời gian thực
- Hệ điều hành cho hệ thống thời gian thực
Các hệ thống thời gian thực được thiết kế để cho phép phản hồi các kích thích bắt nguồn từ các thiết bị phần cứng trong một giới hạn thời gian xác định. Ở đây chúng ta có thể hiểu RTS là gì bằng cách hiểu thế nào là một quy trình, một công việc thời gian thực. Một số yếu tố khác cần xem xét trong RTS là chu kỳ của các công việc thời gian thực này tốt như thế nào.
Công việc theo chu kỳ thực thi một giới hạn thời gian cố định trên mỗi chu kỳ được chỉ định. Hệ điều hành này phải là hệ điều hành hỗ trợ xử lý thời gian thực - Real-time Operating System (RTOS. Hệ thống thông tin thời gian thực ngày nay được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như: trong công nghiệp sản xuất, điều khiển quá trình (trong nhà máy hay trong hạt nhân). viện) trong hệ thống hàng không thông qua hệ thống định vị tích hợp trên máy bay và vệ tinh).
Có nhiều dịch vụ và thuật toán khác nhau có thể được xử lý trong thời gian giới hạn.
GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN DÙNG TRONG HỆ
VI ĐIỀU KHIỂN
- Giới thiệu họ vi điều khiển
- Sơ đồ và chức năng các chân
- Tổ chức bộ nhớ
- Phầm mềm lập trình vi điều khiển
Chân /PSEN (29) là tín hiệu đầu ra thấp hoạt động được sử dụng để đọc lệnh từ bộ nhớ chương trình bên ngoài khi /EA được nối đất, khi /EA được nối với +5v, /PSEN luôn không hoạt động. cấp độ cao. Họ MCS-51 có các không gian bộ nhớ riêng biệt cho các chương trình và dữ liệu cả bên trong và bên ngoài. Khi /EA được nối đất +5v, bộ nhớ ngoài không được sử dụng, MCS-51 chỉ truy cập EPROM bên trong để đọc mã chương trình và lưu dữ liệu vào RAM bên trong.
Khi /EA được nối đất và bộ nhớ chương trình ROM bên trong không được sử dụng, MCS-51 đọc mã chương trình từ bộ nhớ chương trình bên ngoài bằng tín hiệu /PSEN và bộ nhớ dữ liệu bên ngoài được truy cập bởi . Các lệnh bit là sức mạnh chính của họ MCS-51, vì chúng làm cho các chương trình ngắn hơn và chạy nhanh hơn. Lập trình mã máy vào bộ nhớ thành chương trình EEPROM (hoặc EPROM) bên trong hoặc bên ngoài MCS-51.
Để viết và tải lên phần mềm cho MCS-51, bạn phải có các công cụ là máy tính, bộ dịch ngôn ngữ sử dụng mã phần cứng của họ MCS-51 và bộ tải mã phần cứng từ máy tính vào bộ nhớ chương trình EEPROM. trong Mcs -51 hoặc bộ nhớ ngoài EPROM.
LEDMATRIX
- Hình dạng và cấu tạo của LEDMATRIX
- Nguyên lý hoạt động
- LED Matrix – Module P10
Các tín hiệu điều khiển cột được kết nối với cực dương của tất cả các đèn led trên cùng một cột. Khi có tín hiệu điều khiển trong cột và hàng, chân cực dương của đèn LED trên cột tương ứng được cung cấp điện áp cao, đồng thời chân cực âm của đèn LED trên hàng tương ứng được cung cấp điện áp thấp. Vì vậy, khi có tín hiệu điều khiển hàng, cột thì tại một thời điểm chỉ có một đèn led tại vị trí gặp nhau của hàng, cột được thắp sáng.
Do đó trong điều khiển led ma trận ta không thể dùng phương pháp hiển thị tĩnh mà phải dùng phương pháp quét (hiển thị động) nghĩa là phải tiếp tục cung cấp tín hiệu điều khiển dưới dạng xung quét trên các hàng. và cột có đèn led sẽ được hiển thị. Trong lập trình điều khiển led ma trận bằng vi xử lý chúng ta cũng cần sử dụng phương pháp quét tương tự. Địa chỉ của mỗi pixel này được xác định đồng thời bởi bộ giải mã hàng và bộ giải mã cột, được xác định bởi đầu ra dữ liệu từ mạch điều khiển.
Khi đó công việc điều khiển sẽ là chuyển dữ liệu đến các cột và cấp điện cho hàng. Như vậy, tại một thời điểm nhất định sẽ có 1 hàng được kiểm tra theo dữ liệu đã cho.
IC 74HC595
- Chức năng
- Sơ đồ chân
- Bảng thông số chip
- Tần số đáp ứng
Xuất dữ liệu khi chân 13 hoạt động ở mức thấp và có xung dương ở phía âm ở chân 12. Nếu nhiều 74595 được sử dụng nối tiếp, chân này sẽ được đưa đến đầu vào tiếp theo khi tất cả 8 bit đã được dịch chuyển. . Khi có đồng hồ hoạt động ở cực dương, đầu ra dữ liệu được kích hoạt trên các chân đầu ra.
DS1307 IC thời gian thực
Cấu tạo bên trong của DS1307 bao gồm một số thành phần như mạch nguồn, mạch dao động, mạch điều khiển logic, mạch giao tiếp I2C, con trỏ địa chỉ và các thanh ghi (hay còn gọi là RAM). Công dụng của DS1307 chủ yếu là ghi và đọc các thanh ghi của con chip này. Như vậy có 2 vấn đề cơ bản là cấu trúc của các thanh ghi và cách truy cập các thanh ghi này thông qua giao diện I2C.
Trên thực tế, chỉ có 8 thanh ghi đầu tiên được sử dụng cho chức năng "đồng hồ" (RTC), 56 thanh ghi trống còn lại có thể được sử dụng để lưu trữ các biến tạm thời như RAM nếu muốn. Việc ghi giá trị vào 7 thanh ghi này tương đương với việc "đặt" thời gian khởi động cho RTC. Việc đọc các giá trị từ 7 thanh ghi là một lần đọc thời gian thực tạo ra chip.
Tuy nhiên, vì chúng ta không sử dụng chân SQW/OUT nên chúng ta có thể loại bỏ thanh ghi thứ 8. Bốn bit dưới của thanh ghi này chứa mã BCD 4 bit của chữ số hàng đơn vị của giá trị giây. Tương tự như thanh ghi SECONDS, chỉ 7 bit của thanh ghi này được dùng để lưu mã BCD của phút, bit 7 luôn là 0.
Thanh ghi giờ (HOURS): Có thể nói đây là thanh ghi phức tạp nhất trong DS1307. Đầu tiên, 4 bit thấp của thanh ghi này được sử dụng cho chữ số hàng đơn vị của giờ. Thanh ghi DAY chỉ có giá trị từ 1 đến 7 tương ứng từ Chủ nhật đến Thứ 7 trong 1 tuần.
Ngoài các thanh ghi trong bộ nhớ, DS1307 còn có một thanh ghi riêng gọi là con trỏ địa chỉ hay thanh ghi địa chỉ (address register). Giá trị của thanh ghi này là địa chỉ của thanh ghi trong bộ nhớ mà người dùng muốn truy cập.
IC HM6264
IC 74HC573
Là một IC chốt dữ liệu (mục đích của nó là lưu trữ các chân của VDK). Chốt dữ liệu là giữ trạng thái cổng đầu ra khi cổng đầu vào thay đổi. Nó được thực hiện khi chân LE của nó ở mức thấp (0), có nghĩa là đầu ra vẫn ở trạng thái trước đó bất kể trạng thái đầu vào.
IC này được sử dụng chủ yếu cho các ứng dụng khóa dữ liệu với các ứng dụng hiển thị led 7 thanh, nhưng tất nhiên nó cũng có thể được sử dụng cho các ứng dụng khác tùy theo người dùng. Các IC còn lại không hoạt động trên chân LE, đầu ra vẫn ở trạng thái trước đó.
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG
SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ
Từ đây dữ liệu được chuyển đến IC dịch 74HC595 (trên ma trận led) và xuất ra màn hình ma trận led để hiển thị. Chân 18, 19 của vi điều khiển được nối với thạch anh để tạo xung điều khiển. Các chân còn lại của vi điều khiển được đưa ra ngoài làm đầu cắm module để kết nối với module LEDMAXTRIX, nút nhấn hoặc kết nối trực tiếp với bộ nạp chương trình cho vi điều khiển.
SƠ ĐỒ MẠCH IN
LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN CHƯƠNG TRÌNH CHÍNH
HÌNH ẢNH SẢN PHẨM
CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN
- Khai báo biến và hàm
- Khởi tạo các tham số
- Chương trình chính
EndByteB=WithB*XB; // Byte cuối cùng của màn hình EndByte=With*Xi; // Byte cuối cùng của chuỗi. Matrix_Colum[s_i]=Matrix_G[s_i*With]; // Copy cot đầu tiên trong file - Dữ liệu cắt ảnh. Giá trị của tro(ay) sau khi hiển thị được hiển thị theo độ dài bit LSB của byte dữ liệu trước nó.
Cuộc sống con người ngày càng phát triển hiện đại nên thời gian đối với mỗi người là vô cùng quý giá. Đồng hồ là thước đo thời gian không thể thiếu nên em chọn đề tài này để nghiên cứu và ứng dụng vào thực tế cuộc sống, qua đó có thể làm ra những chiếc đồng hồ đa dạng và hiện đại hơn. Đề tài em chọn cho đồ án tốt nghiệp này là điều khiển hiển thị trên module LED đơn màu ngoài trời MATRIX P10 sản xuất tại Trung Quốc.
Nhưng do kiến thức còn hạn chế nên trong quá trình làm đề tài không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự góp ý của các thầy cô trên hội đồng. Từ chủ đề này, chúng ta có thể phát triển một chiếc đồng hồ đa chức năng.
Đồng hồ chức năng có thể hiển thị Giờ - Phút - Thứ - Thứ - Tháng là đồng hồ cơ bản, chỉ khác là có lịch dương và lịch âm. Ngoài ra còn có cảm biến nhiệt đo nhiệt độ thời tiết và thêm nhiều chức năng như hẹn giờ, báo thức.
