Download miễn phí Đồ án Môn học: Hệ thống nhúng
1. Chương 1 : Phân tích bài toán 4
1.1 Khảo sát và phân tích bài toán 4
1.1.1 Khảo sát 4
1.1.2 Phân tích bài toán 5
1.2 Giải pháp 5
2. Chương 2: Thiết kế hệ thống 6
2.1 Thiết kế nguyên lý 6
2.1.1 Mô hình tổng quát 6
2.1.2 Nguyên lý hoạt động sơ của mô hình tổng quát 6
2.2 Thiết kế kỹ thuật 7
2.2.1 Lựa chọn thiết bị 7
2.2.2 Các thiết bị đã chọn trong hệ thống 8
2.2.3 Các modul trong hệ thống 19
2.2.4 Sơ đồ callgrap 23
2.2.5 Sơ đồ đặc tả hệ thống 23
2.3 Sơ đồ nguyên lý mạch 23
2.4 Nguyên lý hoạt động mạch 24
3. Chương 3 : Xây dựng hệ thống 25
3.1 Thiết kế phần cứng. 25
3.2 Thiết kế phần mềm . 26
3.2.1 Sơ đồ thuật toán 26
3.2.2 Cấu trúc dữ liệu 26
3.2.3 Ý tưởng thực hiện phần mềm 27
3.3 Phần mã lập trình thực tế 28
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
mềm dẻo cao. Có thể lắp đặt ở mọi nơi. Tuy nhiên, với chức năng như vậy. Giá thành của bộ sản phẩm cũng không rẻ. Do đó, chúng em phát triển bộ chuông báo giảng đường với những yêu cầu và ràng buộc sau :Yêu cầu :
- Báo chuông cho trường học với lịch báo chuông cố định cho buổi sáng và chiểu trong mùa đông và mùa hè.
- Chính xác về thời gian.
- Hiển thị đang là tiết mấy, thời gian ra chơi còn bao nhiêu phút.
- Cài đặt và chỉnh sửa được thời gian.
- Chạy chính xác sau khi mất điện mà được cung cấp điện trở lại
b. Ràng buộc :
- Sử dụng nguồn điện 220v/50hz.
- Báo chuông cho 4 tòa nhà 5 tâng.
- Hiển thị và cài đặt thời gian đặt trong phòng chờ giảng đường.
Giải pháp
- Sử dụng thời gian thực để được thời gian chính xác.
- Cài đặt thời gian biểu đặt cứng không thay đổi.
- Chuông đặt trên tầng 4.
- Hiển thị dùng led 7 thanh. Dùng 2 led đơn để báo buổi sáng buổi chiều.
Chương 2: Thiết kế hệ thống
Thiết kế nguyên lý
Mô hình tổng quát
Khối
điều
khiển
Khối
hiển thị
Khối
điều
chỉnh
Khối
Thời gian
thực
Khối nguồn
Khối
Báo
Chuông
Hình 2.1 Mô hình tổng quát hệ thống
Khối nguồn : Cung cấp nguồn cho các thiết bị trong hệ thống.
Khối thời gian thực : Cung cấp và nhận giờ phút giây.
Khối báo chuông : Báo chuông khi có tín hiệu.
Khối hiển thị : Hiển thị số tiết, buổi sáng hay chiều, số phút ra chơi.
Khối điều chỉnh : Cài đặt giờ cho hệ thống chạy chính xác.
Khối điều khiển : Nhận và gửi các tín hiệu điện cho các khối của hệ thống.
Nguyên lý hoạt động sơ của mô hình tổng quát
Khối điều khiển nhận tín hiệu thời gian và so sánh với thời gian cần báo chuông, gửi tín hiệu hiển thị số tiết và thời gian ra chơi ra khối hiển thị. Nếu đúng thời gian báo chuông, khối điều khiển sẽ gửi tín hiệu báo chuông cho khối báo chuông. Khối điều chỉnh nhận tín hiệu chỉnh thời gian cho chính xác nếu có sai lệch.
Thiết kế kỹ thuật
Lựa chọn thiết bị
a. Khối điều khiển
Sử dụng vi điều khiển cho khối điều khiển với các dòng thông dụng trong vi điều khiển như sau :
-Vi điều khiển họ 8051 : Là một trong những họ vi điều khiển 8bit thông dụng nhất hiên nay. Bus dữ liệu của họ vi điều khiển 8051 8 bit nên gọi là vi điều khiển 8 bit. Họ này, thay mặt với AT89C51 là một vi điều khiển mạnh (có công suât lớn) cung cấp một sự linh động cao và giải pháp về giá cả với nhiều ứng dụng vi điều khiển.
-ARM : ARM (viết tắt từ tên gốc là Acorn RISC Machine) là một loại cấu trúc vi xử lý 32-bit kiểu RISC được sử dụng rộng rãi trong các thiết kế nhúng. Do có đặc điểm tiết kiệm năng lượng, các bộ CPU ARM chiếm ưu thế trong các sản phẩm điện tử di động, mà với các sản phẩm này việc tiêu tán công suất thấp là một mục tiêu thiết kế quan trọng hàng đầu.
-AVR: AVR là một họ vi điều khiển do hãng Atmel sản xuất. AVR là chip vi điều khiển 8 bits với cấu trúc tập lệnh đơn giản hóa theo kiến trúc RISC(Reduced Instruction Set Computer), một kiểu cấu trúc đang thể hiện ưu thế trong các bộ xử lí. So với các chip vi điều khiển 8 bits khác, AVR có nhiều đặc tính hơn hẳn, hơn cả trong tính ứng dụng (dễ sử dụng) và đặc biệt là về chức năng:
-PIC: PIC là một họ vi điều khiển RISC được sản xuất bởi công ty Microchip Technology. Dòng PIC đầu tiên là PIC1650 được phát triển bởi Microelectronics Division thuộc General Instrument . PIC với hàng loạt các module ngoại vi tích hợp sẵn (như USART, PWM, ADC...), với bộ nhớ chương trình từ 512 Word đến 32K Word.
Với các dòng vi điều khiển trên, trong hệ thống chọn PIC. Với kiến thức đầy đủ đã học ở môn học “ Hệ thống nhúng” so với 8051 nên PIC được chọn trong hệ thống này. Cụ thể là PIC16F877A.
b. Khối hiển thị
Các thiết bị thông dụng trong hiển thị bao gồm : LCD, LED 7 thanh, LED đơn, ma trận LED. Trong hệ thống báo chuông, dùng LED 7 thanh để báo số tiết, thời gian ra chơi. LED đơn báo buổi sáng chiều.
c. Khối báo chuông :
Với tín hiệu ra có điện áp nhỏ (5v), không thể dùng trực tiếp điện áp này. Vì vậy, thông qua tranzitor và rơ le để khuyếch đại tín hiệu ra chuông.
d. Khối điều chỉnh :
Với tín hiệu hiệu chỉnh đơn giàn dùng các nút bấm để thực hiện công việc này.
e. Khối thời gian thực :
Hiện tại trên thị trường có rất nhiều IC thời gian thực với các giao tiếp khác nhau. Trong hệ thông này chọn IC DS1307 với giao tiếp i2c.
Các thiết bị đã chọn trong hệ thống
a. Thiết bị điều khiển
PIC18F77A .
►Sơ đồ chân PIC 16F877A
Hình 2.2 Sơ đồ chân PIC16F877A
► Tóm tắt thông tin về PIC16F877A
Đây là vi điều khiển thuộc họ PIC16Fxxx với tập lệnh gồm 35 lệnh có độ dài 14 bit. Mỗi lệnh đều được thực thi trong một chu kì xung clock. Tốc độ hoạt động tối đa cho phép là 20 MHz với một chu kì lệnh là 200ns. Bộ nhớ chương trình 8Kx14 bit, bộ nhớ dữ liệu 368x8 byte RAM và bộ nhớ dữ liệu EEPROM với dung lượng 256x8 byte. Số PORT I/O là 5 với 33 pin I/O. Các đặc tính ngoại vi bao gồm các khối chức năng sau:
Timer0: bộ đếm 8 bit với bộ chia tần số 8 bit.
Timer1: bộ đếm 16 bit với bộ chia tần số, có thể thực hiện chức năng đếm dựa vào xung clock ngoại vi ngay khi vi điều khiển hoạt động ở chế độ sleep.
Timer2: bộ đếm 8 bit với bộ chia tần số, bộ postcaler. Hai bộ Capture/so sánh/điều chế độ rộng xung.
Các chuẩn giao tiếp nối tiếp SSP (Synchronous Serial Port), SPI và I2C. Chuẩn giao tiếp nối tiếp USART với 9 bit địa chỉ.
Cổng giao tiếp song song PSP (Parallel Slave Port) với các chân điều khiển RD, WR, CS bên ngoài.
Các đặc tính Analog: 8 kênh chuyển đổi ADC 10 bit. Hai bộ so sánh.
Bộ nhớ flash với khả năng ghi xóa được 100.000 lần. Bộ nhớ EEPROM với khả năng ghi xóa được 1.000.000 lần. Dữ liệu bộ nhớ EEPROM có thể lưu trữ trên 40 năm. Khả năng tự nạp chương trình với sự điều khiển của phần mềm. Nạp được chương trình ngay trên mạch điện ICSP (In Circuit Serial Programming) thông qua 2 chân. Watchdog Timer với bộ dao động trong. Chức năng bảo mật mã chương trình. Chế độ Sleep. Có thể hoạt động với nhiều dạng Oscillator khác nhau.
►Sơ đồ khối PIC16F877A
Hình 2.3 Sơ đồ khối PIC16F877A
►Cấu trúc bộ nhớ
Cấu trúc bộ nhớ của vi điều khiển PIC16F877A bao gồm bộ nhớ chương trình (program memory) và bộ nhớ dữ liệu (data memory) .
Bộ nhớ chương trình của vi điều khiển PIC16F877A là bộ nhớ flash , dung lượng bộ nhớ 8k word (1 word= 14bit) và được phân thành nhiều trang (từ page 0 đến page 3) .Như vậy bộ nhớ chương trinh có khả năng chứa được 8*1024 =8192 lệnh (vì một lệnh sau khi mã hóa sẽ có dung lượng 1 word (14 bit). Để mã hóa được địa chỉ của 8k word bộ nhớ chương trình , bộ đếm chương trình có dung lượng 13 bit (PC) . Khi vi điều khiển reset , bộ đếm chương trình sẽ chỉ đến địa chỉ 0000h (reset vector). Khi có ngắt xảy ra , bộ đếm chương trình sẽ chỉ đến địa chỉ 0004h (interrupt vector). Bộ nhớ chương trình không bao gồm bộ nhớ stack sẽ được đề cập cụ thể trong phần sau.
Bộ nhớ dữ liệu của PIC là bộ nhớ EEPROM được chia ra làm nhiều bank. Đối với PIC16F877A bộ nhớ dữ liệu được chia ra làm 4 bank. Mỗi bank có dung lượng 128 byte, bao gồm cá...