BÁO CÁO TIỂU LUẬN CUỐI KÌ MÔN HỌC HỆ THỐNG NHÚNG-ĐIỆN TỬ

Với sự phát triển của công nghệ hiệnnay việc sản xuất mạch đo nhiệt độ, độ ẩm đơn giản mà độ chính xác cao để ápdụng trong thực tế đóng vai trò ảnh hưởng đến cuộc sống con người, sản xuấ

SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net)

BỘ CÔNG THƯƠNGTRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA KHOA HỌC CƠ BẢN

BÁO CÁO TIỂU LUẬN CUỐI KÌ

MÔN HỌC: HỆ THỐNG NHÚNG-ĐIỆN TỬ

Lớp học phần: 420300343301 Nhóm: 6

GVHD: NGUYỄN MINH NGỌC

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2022

BỘ CÔNG THƯƠNGTRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA KHOA HỌC CƠ BẢN

Lớp học phần:420300343301

Nhóm: 6

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2022

SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net)

MỤC LỤC

E THIẾT KẾ CÁC ỨNG DỤNG………

1 ỨNG DỤNG_BÀI TẬP 1………

2 ỨNG DỤNG_BÀI TẬP 2………

F ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ………

A TỔNG QUAN, ĐẶT VẤN ĐỀ

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ:

Cuộc sống ngày nay, công nghệ và đời sống luôn đi đôi với nhau, đóng vaitrò trong nhiều yếu tố tác động đến quá trình sản xuất và con người Trong đónhiệt độ, độ ẩm cũng không phải ngoại lệ, được đề cập rất nhiều nên mạch đonhiệt độ, độ ẩm ra đời là một sự tất yếu Với sự phát triển của công nghệ hiệnnay việc sản xuất mạch đo nhiệt độ, độ ẩm đơn giản mà độ chính xác cao để ápdụng trong thực tế đóng vai trò ảnh hưởng đến cuộc sống con người, sản xuấtmột cách thuận tiện Cho nên hầu hết được các nhà máy sản xuất, hàng hóa,bảo quản sử dụng nhiều Trong y tế được sử dụng rộng rãi trong các phòngđiều trị cho bệnh nhân, cũng như được áp dụng hấu hết trong các giai đoạn dâychuyền sản xuất Đề tài thiết kế hệ thống nhúng dùng trong đo lường về môitrường (nhiệt độ, độ ẩm) có thể phát triển mang tính hiệu quả hơn và thực tếhơn trong cuộc sống hàng ngày

1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI, CHỦ ĐỀ:

Nhiệt độ, độ ẩm là tín hiệu vật lí mà ta thường xuyên gặp trong cuộc sốngsinh hoạt hằng ngày cũng như trong kĩ thuật và công nghiệp Việc đo đạc nhằmxác định chính xác giá trị của nhiệt độ, độ ẩm theo các thang đo từ lâu đã làmột vấn đề mà những nhà khoa học ở nhiều lĩnh vực quan tâm Do đó nhữngphương pháp đo đạc ngày càng một nhiều hơn và chính xác hơn Hiện nay, việc

sử dụng cảm biến nhiệt độ, độ ẩm trong khối ngành công nghiệp và cả dândụng ngày càng phổ biến và mang lại hiệu quả cao

Ngày nay việc sử dụng các thiết bị điện tử phục vụ đời sống hằng ngày rấtphổ biến Trong đó ta có thể kể đến các thiết bị cảm ứng và hiển thị các thông

số môi trường phục vụ nhiều mục đích khác nhau nhằm tạo sự tiện lợi trong

SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net)

sinh hoạt hằng ngày Bắt nguồn từ mục đích đó, nhóm chúng em đã thiết kếmột mạch đo nhiệt độ, độ ẩm từ việc sử dụng LPC 2103 để thực hiện đề tài

1.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:

Tìm tài liệu trên các diễn đàn tiếng anh

Search youtube các phần về external Interrupt để hỗ trợ cho việc mục lụctìm kiếm dễ dàng, proteus

Tìm tòi qua mạng facebook các trang web có liên quan đến bài học vềInterrupt

● Đo được các thông số từ môi trường ( nhiệt độ, độ ẩm )

● Nhận thông số thông qua các thiết bị cảm biến

● Cảnh báo khi các thông số vượt quá mức cho phép

● Ứng dụng đa dạng như trong nhà thông minh, trồng trọt,…

2 Engineering

Specification

● Input : Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm

● Output : Hiển thị nhiệt độ, độ ẩm

● Interface user : Màn hình LCD, Oscilloscope

- Vi điều khiển LPC 2103 16bit/32bit ARM7TDMI-S,cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11, LCD

- Vi điều khiển đọc các giá trị cảm biến hiển thị sóng lênOscilloscope và hiển thị số ra LCD

C CHỦ ĐỀ:

Cảm biến đo các thông (nhiệt độ, độ ẩm) truyền về LPC2103 sau đó từ các chânP0.0 đến P0.5 xuất tín hiệu số ra LCD, và từ chân P0.8 và P0.9 xuất ra 2 kênh củaOscilloscope

3 Hardware

Specification

4 Software

Specification

● Giao tiếp bằng vi điều khiển LPC2103

● Hệ thống tự động đo và xuất dữ liệu ra LCD vàOscilloscope

● Đọc giao diện bàn phím

● Đọc cảm biến nhiệt độ, độ ẩm,…

SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net)

5 Test

Specification

● Cảm biến đo nhiệt độ, độ ẩm,…

● Qua quá trình thử nghiệm:

+ Đo được thông số nhiệt độ, độ ẩm

+ Xuất tín hiệu chuẩn ra Oscilloscope

Bộ vi điều khiển 16 bit / 32bit ARM7TDMI-S

2 kB / 4 kB / 8kB RAM tĩnh trên chip và 8 kB / 16kB / 32kB của bộ nhớ flash

trên chip Xung nhịp tối đa 70 MHz

ISP/IAP sử dụng chế độ bootloader Có thể xóa 1 sector hoặc toàn bộ chip

trong thời gian 1ms, lập trình 256 bytes trong thời gian 1ms

EmbeddedICE RT cung cấp tính năng gỡ lỗi thời gian thực với phần mềm RealMonitortrên chip

Bộ chuyển đổi A/D với 8 đầu vào Analog

2 Bộ timer 32 bit/ bộ đếm sự kiện ngoài với 7 Capture và 7 bộ so sánh kênh

2 Bộ timer 16 bit/bộ đếm sự kiện ngoài với 3 Capture và 7 bộ so sánh kênh

Đồng hồ thời gian thực (Real Time Clock) nguồn độc lập và clock vào 32kHz.

Đa giao tiếp kết nối bao gồm 2 UARTs (16C550), 2 I2C bus (400kbit/s), SPI

và SSP với khả năng đệm và độ dài dữ liệu thay đổi

Vector ngắt có địa chỉ truy cập và các mức ưu tiên

Đến 32 chân xuất nhập ở mức điện áp 5V

Có 13 chân ngắt ngoài theo mức hoặc cạnh

Bộ dao động tích hợp trên chip hoạt động với dao động thạch anh bên ngoàitần số từ 1 MHz đến 25 MHz

Các chế độ tiết kiệm năng lượng bao gồm chế độ chờ, chế độ ngắt nguồn vớiRTC đang hoạt động và chế độ tắt nguồn

Đánh thức bộ xử lý chế độ tắt nguồn thông qua ngắt bên ngoài hoặc RTC.Bật/ tắt các chức năng ngoại vi cũng như việc tính toán clock ngoại bi choviệc tối ưu hóa nguồn điện

1.2 SƠ ĐỒ CHÂN CỦA LPC2103:

Hình 1 Sơ đồ chân của LPC2103 48 chân

1.3 CHỨC NĂNG CỦA CÁC CHÂN LIÊN QUAN:

SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net)

P0.0/TXD0/ 13 I/O P0.0 chân kỹ thuật số đầu vào / đầu ra

O TXD0 đầu ra phát cho UART0

O MAT3.1 PWM 1 cho Timer 3

P0.1/RXD0/ 14 I/O P0.1 chân kỹ thuật số đầu vào / đầu ra

I RXD0 Đầu vào nhận cho UART0

O MAT3.2 PWM 2 cho TIMER 3

P0.2/SCL0/

CAP0.0

18 I/O

I/OI

P0.2 Chân số đầu vào / đầu ra mụcđích chung Đầu ra là cổng mở

SCL0 Đồng hồ IC Đầu vào / đầu ra.Ngõ ra hở (để tuân thủ I2C-bus)CAP0.0 Capture đầu vào hoặc Timer

Chân số đầu vào / đầu ra mục đíchchung P0.3 Đầu ra là cổng mở

SDA0 Nhập / xuất dữ liệu I2C0 Ngõ

ra hở (đối với I2C - tuân thủ bus).Ngõ ra MAT0.0 PWM cho đầu raTIMER 0, kênh 0 Là ngõ hở

P0.4/SCK0/ 22 I/O P0.4 chân kỹ thuật số đầu vào / đầu ra

I/O Đồng hồ nối tiếp SCK0 cho SPI0

Đồng hồ SPI đầu ra từ chủ hoặc đầuvào phụ

I Đầu vào CApture CAP0.1 cho kênh

TIMER 0 1.

P0.5/MISO0/ 23 I/O P0.5 chân kỹ thuật số đầu vào / đầu ra

I/O MISO0 Chủ đầu ra cho SPI0 Đầu ra

dữ liệu từ SPI hoặc dữ liệu đầu vàoSPI phụ

O Đầu ra MAT0.1 PWM cho TIMER 0kênh 1

P0.8/TXD1/ 29 I/O P0.8 chân kỹ thuật số đầu vào / đầu ra

O Đầu ra máy phát TXD1 cho UART1

O Đầu ra MAT2.1 PWM cho TIMER 2kênh 1

P0.9/RXD1/ 30 I/O P0.9 chân kỹ thuật số đầu vào / đầu ra

mục đích chung

Đầu vào bộ thu RXD1 cho UART1.Đầu ra MAT2.2 PWM cho TIMER 2kênh 2

MAT2.1

IO

RTCX1 20 I Đầu vào cho mạch dao động RTCRTCX2 25 O Đầu ra từ mạch dao động RTC

XTAL1 11 I Đầu vào cho mạch dao động và mạch

tạo xung nhịp bên trong

XTAL2 12 O Đầu ra từ bộ khuếch đại dao độngDBGSEL 27 I Debug select: khi LOW, bộ phận hoạt

động bình thường Khi HIGH, chế độ

gỡ lỗi được nhập Nhập bằng kéoxuống bên trong

RST 6 I Đầu vào đặt lại bên ngoài: A LOW

SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net)

chúng và quá trình thực thi của bộ xử

lý bắt đầu ở địa chỉ 0 / TTL với độtrễ, dung sai 5V

Vss 7,19,43 I Ground: tham chiếu 0V

VssA 31 I Analog Ground: tham chiếu 0V Đây

phải là điện áp danh định giống nhưVss nhưng phải được cách ly để giảmthiểu tiếng ồn và lỗi

VDDA 42 I Analog power 3.3V supply: về danh

nghĩa, nguồn này phải có cùng điện

áp với Vdd (3v3) nhưng nên đượccách ly để giảm thiểu nhiễu và lỗi.Mức trên chân này cũng cung cấpmức tham chiếu điện áp cho ADC.VDD(1V8) 5I Nguồn cấp lõi 1.8V: đây là điện áp

cấp nguồn cho mạch bên trong vàPLL trên chip

VDD(3V3) 17,40 I Nguồn điện đệm 3.3V: đây là điện áp

SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net)

2.2 SƠ ĐỒ KẾT NỐI CHÂN:

Chân 1 Vss (chân nối đất cho LCD)

Chân 2 VDD (chân cấp nguồn cho LCD)

Chân 3 VEE (chân điều chỉnh độ tương phản của LCD)

Chân 4 RS (Chân

chọn thanhghi)

Chân RS nối với logic “0” GND: Bus DB0-DB7 sẽnối với thanh ghi IR (Write) hoặc nối với bộ đếmđịa chỉ (Read)

Chân RS nối với logic “1” VCC: Bus DB0-DB7 sẽnối với thanh ghi dữ liệu DR

Chân 5 R/W là

chânchọn đế

độ đọchoặc ghi

0: LCD hoạt động ở chế độ ghi1: LCD hoạt động ở chế độ đọc

Chân 6 E: Chân cho phép hoạt động

Chân 7-14 DB0-DB7:

Tám đườngBus truyền

Proteus là phần mềm cho phép mô phỏng hoạt động của mạch điện tử bao

gồm phần thiết kế mạch và viết chương trình điều khiển cho các họ vi điều khiểnnhư MCS-51, PIC, AVR, … Proteus là phần mềm mô phỏng mạch điện tử củaLabcenter Electronics, mô phỏng cho hầu hết các linh kiện điện tử thông dụng, đặcbiệt hỗ trợ cho cả các MCU như PIC, 8051, AVR, Motorola Phần mềm bao gồm 2chương trình: ISIS (Intelligent Schematic Input System) cho phép mô phỏng mạch

và ARES (Advanced Routing and Editing Software) dùng để vẽ mạch in

SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net)

3.2 KEIL C

Keil C là chương trình hỗ trợ khá đầy đủ trong việc lập trình cho vi điều

khiển họ 8051 ngoài việc biên dịch bằng ngôn ngữ C bạn cũng có thể biên dịchdưới dạng ASM Đây cũng là một cách để tìm hiểu thêm về ngôn ngữ ASM rất tốt

4 TRÌNH BÀY 5 VẤN ĐỀ LIÊN QUAN

1 CONSTRAINTS:

- Độ chính xác cao

- Độ bền tốt, tuổi thọ cao > 5 năm

- Giá thành sản xuất vừa phải, trong phạm vi cho phép

- Chịu được thời tiết, nhiệt độ ngoài trời

- Sử dụng pin, có cổng sạc USB

2 FUNCTION:

- Hệ thống có cảm biến nhiệt độ, độ ẩm

- Lưu trữ thông tin

- Đọc dữ liệu gửi về smartphone

- Có hệ thống đèn cảnh báo khi gần hết pin

SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net)

c) Code

#include <lpc21xx.h>

unsigned char UARTdata1;

unsigned char UARTdata[2] = "OK" ;

U0DLL = 0xC3; // Lower 8bit for bud rate gen

U0DLM = 0x00; // Higher 8bit for baud rate gen

U0LCR = 0x00000003; // Set DLAB=0 to lock MULVAL and DIVADDVAL

//BaudRate is now ~9600 and we are ready for UART communication!

while ((U0LSR & 0x01) == 0);

SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net)

for (i=0; i<3;i++) sendserial(UARTdata[i]); delay_ms (50);

} }

}

d) Kết quả

2 Bài tập 2

a) Sơ đồ nguyên lý

b) Project cho bài tập

SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net)

c) Code

#include <LPC2103.h>

#include "LPC2103_define_pin.h"

//We need Fpwm = 5000 Hz; D%=10% or D%=90%; using MAT1.1 (pin0.13)

void delay_ms(unsigned int dly)

T0TCR = 0x01;

SKKN Tiểu Luận PRO(123docz.net)