THIẾT KẾ CHẾ TẠO BẢNG MẠCH VI ĐIỀU KHIỂN AVR THỰC HIỆN CHỨC NĂNG HỆ THỐNG THỜI GIAN, THỰC HIỆN CÀI ĐẶT HẸN GIỜ TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN BẬT TẮT THIẾT BỊ ĐIỆN

MỤC LỤ

LỜI MỞ ĐẦU.....................................................................................................................
Chương 1:

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI........................................................................1

1.1. Đặt vấn đề.............................................................................................................1
1.2. Phân tích yêu cầu thiết kế......................................................................................1
1.2.1.

Yêu cầu tính năng........................................................................................1

1.2.2.

Yêu cầu phi tính năng..................................................................................2

1.2.3.

Yêu cầu về hoạt động của mạch điện..........................................................2

1.3. Bảng phân công công việc....................................................................................2
1.4. Cơ sở lý thuyết......................................................................................................3
1.4.1.

IC thời gian thực DS1307............................................................................3

1.4.2.

IC Vi điều khiển Atmega 16........................................................................4

1.4.3.

LCD 16X2...................................................................................................6

Chương 2:

THIẾT HỆ THỐNG..................................................................................7

2.1. Sơ đồ khối tổng thể của mạch điện........................................................................7
2.2. Nguyên lý và cấu tạo của các khối chức năng.......................................................8
2.2.1.

Khối nguồn..................................................................................................8

2.2.2.

Khối thời gian thực......................................................................................9

2.2.3.

Khối hiển thị - LCD 16x2..........................................................................11

2.2.4.

Khối Relay.................................................................................................12

2.2.5.

Cổng nạp chip............................................................................................12

Chương 3:

KẾT QUẢ THỰC HIỆN SẢN PHẨM...................................................14

3.1. Sơ đồ nguyên lý, layout và danh mục linh kiện...................................................14
3.1.1.

Sơ đồ nguyên lý.........................................................................................14

3.1.2.

Sơ đồ mạch in............................................................................................15

3.1.3.

Danh mục linh kiện...................................................................................15

3.2. Kết quả đạt được trên mạch mô phỏng................................................................16
3.3. Hướng ứng dụng và ưu nhược điểm của mạch....................................................18


3.3.1.

Hướng ứng dụng........................................................................................18

3.3.2.

Ưu điểm, nhược điểm của đề tài................................................................18

TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................................19

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1. Đặt vấn đề
Yêu cầu đề tài đặt ra là thiết kế chế tạo bảng mạch vi điều khiển thực hiện chức
năng điều khiển thời gian, cài đặt hẹn giờ tự động điều khiển bật tắt thiết bị điện sử
dụng Vi điều khiển AVR Atemega 16. Đề tài sử dụng IC thời gian thực DS1307, có tác
dụng đếm thời gian, Vi điều khiển AVR Atemega 16 chỉ thực hiện đặt thời gian để đưa
vào DS1307, sau đó đọc giá trị thời gian từ DS1307 ra. Vi điều khiển còn có chức
năng nhận các tín hiệu đặt thời gian từ các nút bấm, sau đó xử lí để đưa ra thời gian
phù hợp từ đó bật tắt thiết bị điện mong muốn. Đề tài đã chọn LED và LCD để thực
hiện chức năng hiển thị các thông tin và các trạng thái có liên quan trong đề tài.
Từ việc phân tích và khảo sát trên, nhóm đã đưa ra các vấn đề chính cần giải
quyết của yêu cầu đề tài đặt ra là:
-

Tìm hiểu kiến thức cơ bản Vi điều khiển AVR Atemega 16, đặc biệt là giao tiếp
giữa Vi điều khiển và DS1307.
Xây dựng sơ đồ khối, từ đó xây dựng nguyên lí và mô phỏng mạch trên phần
mềm Orcard (Orcard Capture).
Thiết kế mạch in trên phần mềm Orcard (Orcard Layout).
Thực hiện lắp ráp linh kiện trên mạch in.
Tìm hiểu mạch nạp USPISP và phần mềm nạp Progisp để thực hiện nạp code
cho Vi điều khiển AVR Atemega 16.
Viết báo cáo tổng hợp về quy trình thực hiện đề tài.

1.2. Phân tích yêu cầu thiết kế
1.1.1. Yêu cầu tính năng
Mạch có các yêu cầu tính năng sau:
-

Vi điều khiển: Vi điều khiển AVR Atemega 16.
Kết nối dữ liệu thông tin thời gian với đồng hồ thời gian thực.
Cấu hình cài đặt được thời gian bằng bàn phím.
Nguồn cấp: Input 9..12 VDC. Có mạch nguồn ổn áp 5VDC trên bảng mạch.
Màn hình LCD hiển thị thông số thời gian.
LED trạng thái và relay để thực hiện điều khiển khi đến mốc thời gian đặt
trước.
Thiết kế đầy đủ các mạch của vi điều khiển: mạch reset, dao động thạch anh,
cổng nạp chip,…

1.1.2. Yêu cầu phi tính năng
- Kích thước giới hạn: 9x15 cm. Sắp xếp linh kiện và đi dây khoa học.
- Thiết kế các đầu kết nối hợp lý.
1


-

Đảm bảo an toàn về liên động điện.

1.1.3. Yêu cầu về hoạt động của mạch điện
- Cài đặt được thời gian cho mạch điện và chạy được thời gian thực.
- Cài đặt hẹn giờ và thực hiện điều khiển relay bật/tắt theo thời gian hẹn trước.
1.3. Bảng phân công công việc

Nội dung
Tìm hiểu đề
tài

Công việc
Xác định các yêu cầu thiết kế của đề tài.
Tìm hiểu kiến thức về Vi điều khiển AVR
chip Atemega 16.
Lập kế hoạch chi tiết, phân công công việc
cho quá trình thiết kế sản phẩm.
Thiết kế sơ đồ khối.

Thiết kế hệ
thống

Hoàn thành
sản phẩm

Thiết kế chi tiết từng khối.
Vẽ mạch nguyên lý và mô phỏng trên
Orcard Capture.
Lập trình cho Vi điều khiển Atemega 16.
Thiết kế mạch in trên Orcard Layout.
Mua linh kiện, kiểm tra mạch in.
Hàn linh kiện.
Đo đạc, kiểm tra, đánh giá sản phẩm

Báo cáo bài
tập lớn

Hoàn thành nội dung báo cáo Word
Thuyết trình báo cáo trước giáo viên

1.4. Cơ sở lý thuyết

1.1.4. IC thời gian thực DS1307

Hình 1: IC thời gian thực DS1307
2

Thành viên
Nguyễn Thành Đông
Nguyễn Tuấn Thành
Lê Thế Anh
Lê Thế Anh
Nguyễn Thành Đông
Nguyễn Tuấn Thành
Lê Thế Anh
Nguyễn Tuấn Thành
Lê Thế Anh
Nguyễn Tuấn Thành
Nguyễn Tuấn Thành
Nguyễn Thành Đông
Nguyễn Thành Đông
Nguyễn Thành Đông
Lê Thế Anh
Nguyễn Thành Đông
Nguyễn Tuấn Thành
Lê Thế Anh
Lê Thế Anh


DS1307 là chip thời gian thực hay RTC (Read time clock), thời gian thực ở đây
là tính chính xác về thời gian tuyệt đối cho thời gian mà con người đang sử dụng: Thứ,
ngày, tháng, năm, giờ, phút, giây. Thời gian được lưu trữ trong DS1307 cho đến năm

2100. DS1307 được chế tạo bởi Dallas Semiconductor, chip có cấu tạo bên ngoài khá
đơn giản. Chip DS1307 có 8 chân và chúng ta hay dùng là dạng Dip và thứ tự các chân
nó được mô tả như hình. Chip DS1307 có 7 thanh ghi 8 bit mỗi thanh ghi này chứa:
Thứ, ngày, tháng, năm, giờ, phút, giây. DS1307 được đọc thông qua chuẩn truyền
thông I2C nên do đó để đọc được và ghi từ DS1307 thông qua chuẩn truyền thông này.
Bảng chức năng các chân IC DS1307
Chân
1
2
3
4
5
6
7
8

Tên
X1

Chức năng

Kết nối đến thạch anh 32.768Khz làm nguồn dao động cho
chip
Kết nối đến cực dương của Pin dự phòng, có điện áp tiêu
Vbat
chuẩn khoảng 3V
GND
Kết nối đến mass
SDA
Chân dữ liệu khi kết nối đến bus I2C

SCL
Chân nhận xung clock đồng bộ khi kết nối bus I2C
Ngõ xuất xung vuông, tần số có thể lập trình để thay đổi từ
SQW/OUT 1Hz, 4Khz, 8 Khz, 32 Khz
VCC
Nguồn cấp chính, khoảng 5VDC
X2

1.1.5. IC Vi điều khiển Atmega 16
1.1.1.1. Giới thiệu
Atmega 16 là một họ vi điều khiển do hãng Atmel sản xuất (Atmel cũng là nhà
sản xuất dòng vi điều khiển 89C51). AVR là chip vi điều khiển 8 bits với cấu trúc tập
lệnh đơn giản hóa - RISC(Reduced Instruction Set Computer), một kiểu cấu trúc đang
thể hiện ưu thế trong các bộ xử lí.
Vi điều khiển Atmega 16 hiệu suất cao, công suất thấp Atmel 8-bit AVR RISC
dựa trên kết hợp 16KB bộ nhớ flash có thể lập trình, 1KB SRAM, 512B EEPROM,
một 10-bit A/D chuyển đổi 8-kênh, và một giao diện JTAG cho on-chip gỡ lỗi. Thiết bị
hỗ trợ thông lượng của 16 MIPS ở 16 MHz và hoạt động giữa 4,5 - 5,5 volt.
Vi điều khiển Atmega 16 thực hiện hướng dẫn trong một chu kỳ đồng hồ duy
nhất, các thiết bị đạt được thông lượng gần 1 MIPS mỗi MHz, cân bằng điện năng tiêu
thụ và tốc độ xử lý. AVR Atmega 16 so với các chip vi điều khiển 8 bits khác, AVR có
nhiều đặc tính hơn hẳn. Gần như chúng ta không cần mắc thêm bất kỳ linh kiện phụ
3


nào khi sử dụng AVR, thậm chí không cần nguồn tạo xung clock cho chip (thường là
các khối thạch anh).
Thiết bị lập trình (mạch nạp) cho AVR rất đơn giản, có loại mạch nạp chỉ cần
vài điện trở là có thể làm được. một số AVR còn hỗ trợ lập trình on – chip bằng
bootloader không cần mạch nạp,… Bên cạnh lập trình bằng ASM, cấu trúc AVR được

thiết kế tương thích ngôn ngữ lập trình C. Nguồn tài nguyên về source code, tài liệu,
application note…rất lớn trên internet.

Hình 2. IC Vi điều khiển Atmega 16
1.1.1.2. Sơ đồ chân của Atmega16

Hình 3. Sơ đồ chân Atmega16
ATmega 16 gồm có 40 chân:
-

Chân 1 đến 8 : Cổng nhập xuất dữ liệu song song B (PORTB) nó có thể đc sử
dụng các chức năng đặc biệt thay vì nhập xuất dữ liệu.
4


-

Chân 9 : RESET để đưa chip về trạng thái ban đầu.
Chân 10 : VCC cấp nguồn nuôi cho vi điều khiển.
Chân 11,31 : GND 2 chân này đc nối với nhau và nối đất.
Chân 12,13 : 2 chân XTAL2 và XTAL1 dùng để đưa xung nhịp từ bên ngoài
vào chip.
Chân 14 đến 21 : Cổng nhập xuất dữ liệu song song D (PORTD) nó có thể đc
sử dụng các chức năng đặc biệt thay vì nhập xuất dữ liệu.
Chân 22 đến 29 : Cổng nhập xuất dữ liệu song song C (PORTC) nó có thể đc sử
dụng các chức năng đặc biệt thay vì nhập xuất dữ liệu.
Chân 30 : AVCC cấp điện áp so sánh cho bộ ADC.
Chân 32 : AREF điện áp tham chiếu tín hiệu vào ADC.
Chân 33 đến 40 : Cổng vào ra dữ liệu song song A (PORTA) ngoài ra nó còn
được tích hợp bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số ADC (analog to

digital converter ).
Các PORT của Vi điều khiển:

-

-

-

-

PORTA (PA7 … PA0) : là các chân số 33 đến 40. Là cổng vào ra song song 8
bít khi không dùng ở chế độ ADC. Bên trong có sẵn các điện trở kéo, khi
PORTA là output thì các điện trở kéo không hoạt động, khi PORTA là input thì
các điện trở kéo được kích hoạt.
PORTB (PB7 ... PB0) : là các chân số 1 đến 8. Nó tương tự như PORTA khi sử
dụng vào ra song song. Ngoài ra các chân của PORTB còn có các chức năng
đặc biệt tùy mục đích sử dụng.
PORTC (PC7 ... PC0) : là các chân 22 đến 30. Cũng giống PORTA và PORTB
khi là cổng vào ra song song. Nếu giao tiếp JTAG được bật, các trở treo ở các
chân PC5(TDI), PC3(TMS), PC2(TCK) sẽ hoạt động khi sự kiện reset xảy ra.
PORTD (PD7 ... PD0) : là các chân 13 đến 21. Cũng là 1 cổng vào ra song song
giống các PORT khác, ngoài ra nó còn có 1 số tính năng đặc biệt tùy thuộc vào
mụ đích sử dụng.

1.1.6. LCD 16X2
LCD16x2 là một màn hình hiển thị bao gồm nhiều ma trận nhỏ, khi hoạt động
thì LCD16x2 sẽ hiển thị các kí tự trong bảng mã ASCII .Vi điều khiển gửi các tín hiệu
khởi tạo cho LCD16X2, sau đó hiển thị các được kí tự lên màn hình hiển thị.
Ngày nay, thiết bị hiển thị LCD (Liquid Crystal Display) được sử dụng trong rất

nhiều các ứng dụng của Vi điều khiển. LCD có rất nhiều ưu điểm so với các dạng hiển
thị khác: Nó có khả năng hiển thị kí tự đa dạng, trực quan (chữ, số và kí tự đồ họa), dễ
dàng đưa vào mạch ứng dụng theo nhiều giao thức giao tiếp khác nhau, tốn rất ít tài
nguyên hệ thống và giá thành rẻ.
5


.

Hình 4. LCD 16x2 trên thực tế
Hình 5. LCD 16x2 dưới dạng sơ đồ chân

Chương 2: THIẾT HỆ THỐNG
1.5. Sơ đồ khối tổng thể của mạch điện

Hình 6. Sơ đồ khối tổng tổng quan

6


Hình 7. Sơ đồ chi tiết các thành phần của mạch
Hình 6 biểu diễn sơ đồ khối tổng quan của toàn bộ đề tài “Mạch vi điều khiển
AVR thực hiện chức năng cài đặt hẹn giờ tự động bật tắt thiết bị điện”. Có 6 khối
chính như trong hình vẽ:
-

-

Khối nguồn sẽ cung cấp nguồn cho toàn bộ mạch: Khối thời gian thực, Khối
điều khiển thiết bị điện, Khối hiển thị và Khối điều khiển chính.

Khối điều chỉnh ngày giờ và hẹn giờ là 4 nút bấm MODE, UP, DOWN và OK.
Khối điều khiển chính là vi điều khiển Atmega16 sẽ nhận tín hiệu từ Khối điều
chỉnh hẹn giờ, sau đó thực hiện xử lý rồi giao tiếp với Khối thời gian thực
DS1307 và gọi thời gian. Đồng thời với quá trình đó, Khối điều khiển chính
cũng gửi dữ liệu đến các Khối điều khiển thiết bị điện và Khối hiển thị.
Khối hiển thị là LCD 16x2 nhận tín hiệu từ khối điều khiển để hiển thị các
thông tin về thời gian và thứ - ngày – tháng – năm theo yêu cầu đặt ra.
Khối điều khiển thiết bị điện bao gồm 1 đèn LED báo hiệu và 1 Relay 5V-220V.
Khi nhận được tín hiệu từ vi điều khiển, đèn LED và Relay sẽ thực hiện chức
năng tự động bật/tắt.

7


1.6. Nguyên lý và cấu tạo của các khối chức năng.
1.1.7. Khối nguồn

Hình 8. Sơ đồ khối nguồn
Khối nguồn là mạch ổn áp 5V khá đơn giản sử dụng 7805 . Công suất đầu ra
khá thấp (5W). Mạch có thể được ứng dụng nhiều trong các mạch điều khiển, mạch
cấp nguồn cho các mạch tín hiệu...
2.1.1.1. Linh kiện IC LM7805
Trên thực tế thì linh kiện ổn áp 7805 được dùng rất nhiều trong các mạch điện
điều khiển dùng để cấp nguồn ổn định cho mạch. Với ưu điểm là dễ ghép nối , dễ thiết
kế với chi phí thấp, nguồn đầu ra ổn định. Nhược điểm của nó là công suất đầu ra khá
thấp (1A) và hoạt động không ổn định khi có nhiễu bên ngoài. Hoạt động được ở giải
nhiệt độ khá cao là 0 -125 độ C
IC 7805 có 3 chân cho ta kết nối với nó : Chân 1 là chân nguồn đầu vào, chân 2
là chân GND , chân 3 là chân lấy điện áp ra.
-

Chân 1 - 2 (Chân điện áp đầu vào) : Đây là chân cấp nguồn đầu vào cho
7805 hoạt động. Giải điện áp cho phép đầu vào lớn nhất là 40V.
Chân 3 ( Chân điện áp đầu ra) : Đây là chân cho lấy điện áp đầu ra ổn định
5V. Đảm bảo đầu ra ổn định luôn nằm trong giải từ (4.75V đến 5.25V).

Để đảm bảo tản nhiệt tốt cho 7805 khi chạy với tải. Khi công suất tăng lên thì
do 7805 là linh kiện bán dẫn công suất nên rất nóng khi tải lớn. Để tráng hỏng linh
kiện và cho linh kiện hoạt động trong nhiệt độ bình thường thì cần phải tản nhiệt tốt.
2.1.1.2. Thành phần lọc nguồn và lọc nhiễu
Các tụ C1 và C3 là các tụ hóa dùng để lọc điện áp. Vì đây là điện áp 1 chiều
nhưng chưa được phằng vẫn còn các gợn nhấp nhô nên các tụ này có tác dụng lọc
nguồn cho thành điện áp một chiều phẳng
8


-

-

Tụ C1 là lọc nguồn đầu vào cho 7805. Tụ này là tụ hóa phải có điện dung đủ
lớn để lọc phẳng điện áp đầu vào và điện áp tụ chịu đựng phải lớn hơn điện
áp đầu vào
Tụ C3 là lọc nguồn đầu ra cho 7805. Tụ này cũng là tụ hóa dùng để lọc
nguồn đầu ra cho băng phẳng

Trong thành phần một chiều còn có các sóng điều hòa bậc 2, 3..., sóng nhấp nhô
có tần số cao, nhiễu bên ngoài. Các sóng này ảnh hưởng đến hoạt động của 7805. Nếu
trong mạch tồn tại những thành phần sóng này sẽ làm sai sót khó phát hiện trong mạch
làm cho mạch hoạt động không ổn định

-

Hai tụ lọc nhiễu tần số cao C2 và C4 là tụ không phân cực. Hai tụ này lọc
các thành phần trên cho đầu vào và đầu ra đảm bảo cho mạch hoạt động
bình thường.

1.1.8. Khối thời gian thực
Khối thời gian thực sử dụng IC DS1307. DS1307 là một IC thời gian thực với
nguồn cung cấp nhỏ, dùng để cập nhật thời gian và ngày tháng với 56 bytes SRAM.
Địa chỉ và dữ liệu được truyền nối tiếp qua 2 đường bus 2 chiều. Nó cung cấp thông
tin về giờ,phút,giây ,thứ,ngày ,tháng, năm. Ta cấp nguồn 5V cho DS1307 qua hai chân
số 4 và số 8 của IC. Ngoài ra nguồn pin 3V được nối vào chân số 3 của IC là nguồn
pin dự trữ khi ngắt nguồn cấp chính, đảm bảo IC vẫn hoạt động bình thường (trong
trường hợp mất nguồn nuôi bất chợt, khi khởi động lại mạch không bị sai giờ). Chân
1(X1) và 2(X2) của IC được kết nối với thạch anh có giá trị 32,768KHz để tạo dao
động. ngoài ra, Để tăng độ ổn định tần số của thạch anh, ta dùng thêm 2 tụ nhỏ C10,
C11 (22pF x2), tụ bù nhiệt ổn tần. Hai chân 5 và 6 của IC là chân SCL (Serial Clock)
và SDA (Serial Data) nối với 2 cổng SDA, SCL tương ứng của vi điều khiển
Atmega16, chúng có chức năng gửi clock và gửi/nhận dữ liệu cho vi điều khiển. Chân
SDA và SCL thiết kế theo kiểu cực máng hở , đòi hỏi phải có một điện trở kéo trong
khi hoạt động.

9


V C C
V C C
1

X1

2

C 1 0
2 2 p F

C 1 1
2 2 p F

8

X2

3

V B A T

S C L
S D A
O U T

6
5
7

S C L
S D A

D S 1 3 0 7

4

- - -

B T 1

0

R 7
1 0 K

G N D

3 2 .7 6 8 K H z

V C C

U 1 1
Y 1

R 8
1 0 K

0

Hình 9: Sơ đồ nguyên lý khối thời gian thực

Hình 10: IC DS1307

Hình 11: Thạch anh 32,768KHz

1.1.9. Khối hiển thị - LCD 16x2

10


L C D
U 2

0
1
2
3
4
5
6
7
P
P
P
P

2

R 1 0

P A 0
P A 1
P A 2

1

V C C

A 4
A 5
A 6
A 7
V C C

1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
1
1
1
1
1
1

0
1
2

3
4
5
6

V
V
V
R
R
E
D
D
D
D
D
D
D
D
A
K

S S
D D
E E
S
W

L C D

1 0 K

3

0

Hình 12:

0

Sơ đồ nguyên lý khối hiển thị - LCD 16x2

Khối hiển thị sử dụng LCD 16x2, có tác dụng hiển thị thời gian thực và các
thông số cài đặt để thực hiện bật tắt thiết bị. LCD 16x2 gồm 16 chân. Trong đó ta cấp
nguồn cho LCD thông qua chân số 1(VSS) và số 2(VDD). Chân số 3 được nối với
nguồn thông qua biến trở 10KΩ để điều chỉnh độ tương phản cho LCD. Chân số 15
(Backlight Anode) và chân số 16 (Backlight Cathode) lần lượt được nối với dương
nguồn và âm nguồn để tắt/bật đèn màn hình LCD.
Các chân còn lại của LCD ta kết nối vào port A của Atmega16 như sau: Chân 4
(RS) để lựa chọn thanh ghi lệnh/dử liệu, chân 5 (RW) để quyết định việc đọc/ghi dữ
liệu, chân 6 (E) cho phép ghi vào LCD ta lần lượt nối với PA0, PA1, PA2. Các chân từ
D0 đến D7 của LCD là các chân trao đổ dữ liệu với vi điều khiển, với đề tài này ta sử
dụng chế độ 4 bit ứng với các chân D4 đến D7, được kết nối lần lượt với PA4 đến PA7
của vi điều khiển.

11


1.1.10.Khối Relay

Hình 13: Sơ đồ nguyên lý khối Relay
Khối Relay sử dụng Transistor NPN để kích dòng cho Role đóng tiếp điểm
thường mở, nguyên lý hoạt động như sau:
-

-

Khi tín hiệu đưa vào là mức 0 (Tức =0V) thì Q1 không dẫn do không có dòng
IBE nên Rơle không làm việc.
Khi tín hiệu đưa vào là mức 1 (Tức =5V) thì sẽ qua R9 hạn dòng làm cho Q1
dẫn thông lúc này ta có dòng I CE là dòng điện chạy qua cuộn dây >> Q1 >>
Mass nên Rơle đóng tiếp điểm thường mở bật một thiết bị điện nào đó.
Diot D1 trong mạch có tác dụng chống lại dòng điện cảm ứng do cuộn đây sinh
ra làm hỏng tranzitor.

Mục đích của R1 là tạo dòng vào cực B của trans tới ngưỡng bão hòa để trans
hoạt động như 1 chiếc khóa có điều kiện.
1.1.11.Cổng nạp chip

Hình 14: Sơ đồ nguyên lý cổng nạp chip
Để thuận tiện trong quá trình nạp chương trình cho vi điều khiển, ta sử dụng
phương pháp nạp on-board. Trong đề tài này, chúng tôi sử dụng kiểu nạp In-system
(ISP - In System Programming), nó được Atmel hỗ trợ. Kiểu nạp này sẽ nạp dữ liệu
12


cho chip khi chip đang được gắn trên bo mạch đích thông qua giao diện nạp trình nối
tiếp giữa mạch nạp và chip.
SPI là kiểu giao tiếp của AVR theo các chân : SCK (SPI bus seria clock - xung
nhịp); MISO (SPI bus master Input/slave Ouput ); MOSI (SPI bus Master

Output/Slave Input). Ngoài ra ta sử dụng thêm chân RESET, một chân nối nguồn và
một chân nối đất. Các chân được xếp theo thứ tự như sau: MOSI, MISO, SCK,
RESET, VCC, GND.

13


Chương 3: KẾT QUẢ THỰC HIỆN SẢN PHẨM
1.7. Sơ đồ nguyên lý, layout và danh mục linh kiện
1.1.12.Sơ đồ nguyên lý

Hình 15: Sơ đồ nguyên lý

14


1.1.13.Sơ đồ mạch in

Hình 16: Sơ đồ mạch in

1.1.14.Danh mục linh kiện

15


1.8. Kết quả đạt được trên mạch mô phỏng

Hình 17: Màn hình khởi động của mạch

Hình 18: Mạch hoạt động ở chế độ bình thường

*Các mode hoạt động của menu

16


Hình 19: Màn hình cài đặt thời gian

Hình 20: Màn hình cài đặt ngày, tháng, năm

Hình 21: Màn hình cài đặt hẹn giờ bật thiết bị

Hình 22: Màn hình cài đặt hẹn giờ tắt thiết bị

1.9. Hướng ứng dụng và ưu nhược điểm của mạch
1.1.15.Hướng ứng dụng
- Đèn chiếu sáng ở những khu vực công cộng tự bật đèn lúc 18h tối và tắt lúc 6h
sáng mỗi ngày.

17


-

-

-

Thiết bị điện trang trí, quảng cáo tự bật 17h và tự động tắt lúc 24h tối (đi ngủ
không cần dùng tới đèn trang trí, tránh rủi ro xảy ra sự cố điện, và tiết kiệm

điện).
Máy lạnh trong văn phòng làm việc tự bật lúc 7h sáng và tắt lúc 11h30 trưa
(nghỉ trưa), rồi đến 13h bật lại cho đến 17h chiều tự động tắt, tránh lãng phí
điện ngoài giờ làm việc.
Hẹn giờ bật máy bơm nước tưới cây, máy sục khí các trại nuôi thủy sản, máy
bơm vệ sinh hồ cá... rồi tắt tự động mỗi ngày.
Hẹn giờ bật tắt loa gọi chim yến về nhà.
Bật hệ thống báo động hay hệ thống giám sát, camera giám sát, đầu ghi hình
giám sát .v.v.
Hẹn giờ bật tắt chuông báo giờ trong, cơ quan, đơn vị.

1.1.16.Ưu điểm, nhược điểm của đề tài.
Nhìn chung, thiết bị đã đạt được các yêu cầu đề ra và có một số ưu điểm sau:
-

Mạch nhỏ gọn, sạch đẹp.
Sắp xếp linh kiện và đi dây khoa học.
Thiết bị đếm thời gian một cách chính xác và dễ dàng sử dụng.
Tuy nhiên, ngoài các tính năng đạt được, đề tài còn có một số tồn tại sau:
Mạch còn thô, tính thẩm mỹ chưa cao.
Các nút nhấn đôi lúc còn chưa nhạy.
Mạch chạy còn tỏa nhiều nhiệt, ảnh hưởng đến độ bền của linh kiện.

18