Thiết kế mạch cảnh báo lùi xe cho ô tô

PowerPoint Presentation Chào mừng thầy và các bạn đã đến với bài thuyết trình của nhóm Môn Đồ án thiết kế hệ thống nhúng Bài Tập Lớn Đề tài Thiết kế mạch cảnh báo lùi xe cho ô tô Giáo viên hướng dẫn N.

CHÀO MỪNG THẦY

VÀ CÁC BẠN ĐÃ

ĐẾN VỚI BÀI THUYẾT TRÌNH

CỦA NHÓM

Môn: Đồ án thiết kế hệ thống nhúng

Bài Tập Lớn

Đề tài Thiết kế mạch cảnh báo lùi xe cho ô tô

Giáo viên hướng dẫn: N N Minh

I Cơ sở lí thuyết II Triển khai hệ thống

Đồ án thiết kế hệ thống nhúng

III Mạch nguyên lí và

Ứng dụng

 Hand tracking là công nghệ được phát triển để theo dõi

chuyển động và mô phỏng lại mô hình của bàn tay trong

không gian Việc này được thực hiện bằng các phân tích các

hình ảnh thông qua video Và sau đó bàn tay được mô phỏng

lại bằng mô hình 3D

Tổng quan về đề tài

2

 Đề tài Nhận dạng cử chỉ bàn tay, chúng em sẽ xây dựng dựa

trên 3 công việc chính:

• Xây dựng ứng dụng nhận diện bàn tay và vẽ ra 21 điểm

3D trên bàn tay

• Xây dựng chức năng đếm số ngón tay

• Xây dựng trò chơi kéo búa bao

 Một số ứng dụng chính: dùng cho driver để điều khiển ứng dụng, điều khiển ứng dụng thông thường, thiết bị cầm tay và thuốc, máy tính và thiết bị ngoại vi chơi game, GPS cơ bản, các ứng dụng trong công nghiệp, thiết bị lập trình PLC, biến tần, máy in, máy quét, hệ thống cảnh báo, thiết bị liên lạc nội bộ…

 Cấu hình chi tiết của vi điều khiển STM32F103C8T6

• Bộ nhớ:

 ARM 32-bit Cortex M3 với clock max là 72Mhz

o 64 kbytes bộ nhớ Flash (bộ nhớ lập trình)

o 20kbytes SRAM

o Thạch anh nội dùng dao động RC ở mode 8Mhz hoặc 40khz.

o Sử dụng thạch anh ngoài 32.768khz được sử dụng cho RTC

GND GND

 Để đo khoảng cách, ta sẽ phát 1 xung rất ngắn (10us) từ chân Trig, sau đó cảm biến sẽ tạo ra 1 xung HIGH ở chân Echo cho đến khi nhận lại được sóng phản xạ ở chân này Chiều rộng của xung

sẽ bằng với thời gian sóng siêu âm được phát ra từ cảm biến và quay trở lại

 Tốc độ của âm thanh trong không khí là 340m/s, tương đương 29,412 us/cm Khi tính được thời gian, ta sẽ chia cho con số này

Tổng quan về hệ điều hành thời gian thực RTOS

2

 RTOS là viết tắt của cụm từ Real-time operating system hay hệ

điều hành thời gian thực thường được nhúng trong các dòng vi điều khiển dùng để điều khiển thiết bị một cách nhanh chóng và

đa nhiệm (multi tasking) Để hiểu rõ ràng nó là gì thì trước hết ta

sẽ làm rõ khái niệm về hệ điều hành

 Hệ điều hành (Operating System – OS) là một phần mềm

dùng để điều hành, quản lý toàn bộ tất cả thành phần (bao gồm cả phần cứng và phần mềm) của thiết bị điện tử.

 Vậy đơn giản hệ điều hành giống như hội đồng quản trị Họ có quyền quyết định ai làm gì và thời gian như thế nào Các nhân viên cũng như các ứng dụng, nhận lệnh của cấp trên và thực thi các công việc theo đúng chức năng của mình.

 Thực tế hệ điều hành thời gian thực còn chia thành 2 loại:

 Soft-realtime: Sử dụng cho các ứng dụng cruise control (điều

khiển hành trình) trong ô tô và các ứng dụng viễn thông

 Hard-realtime: Sử dụng trong các ứng dụng điều khiển máy

bay, động cơ điện

 RTOS được sử dụng rất nhiều khi lập trình ESP32, ESP8266, STM32

và các dòng chip khác

 Ưu điểm khi sử dụng hệ diều hành thời gian thực RTOS

• Chia sẻ tài nguyên một cách đơn giản: cung cấp cơ chế để phân chia các yêu cầu về bộ nhớ và ngoại vi của MCU

• Dễ debug và phát triển: Mọi người trong nhóm có thể làm việc một cách độc lập, các lập trình viên thì có thể tránh được các tương tác với ngắt, timer, với phần cứng

• Tăng tính linh động và dễ dàng bảo trì: thông qua API của RTOS,

…

 Cách hoạt động của RTOS

• RTOS là một phân đoạn hoặc một phần của chương trình, trong

đó nó giải quyết việc điều phối các task, lập lịch và phân mức ưu tiên cho task, nắm bắt các thông điệp gửi đi từ task

• RTOS khá phức tạp, nói một cách dễ hiểu hơn là nó thực hiện việc xử lý các trạng thái máy (State Machine)

 Để giải quyết một bài toán nhiều trạng thái máy, thông thường chúng ta sử dụng code sau:

 Chương trình sẽ thực thi từ states 1 tới states 4 sau đó quay vòng lại Bất kì khi nào states thay đổi, chương trình sẽ nhảy qua phục vụ task đó.

 Ví dụ: nếu trong task 1 có lệnh states = 4, thì ngay sau khi Task 1 được thực thi xong chương trình sẽ nhảy qua Task 4 mà bỏ qua Task 2 và 3

 Nhược điểm của phương pháp này đó là tài nguyên sử dụng chung, tốc độ chuyển chậm khi thay đổi states bởi nó phải hoàn thành mỗi Task trước khi chuyển sang Task khác, khó kiểm soát khi nhiều tác vụ (Task)

 Vậy nên RTOS ra đời giải quyết các nhược điểm trên

II TRIỂN KHAI ỨNG DỤNG

Sơ đồ khối của hệ thống

1

 Hệ thống của chúng em gồm cảm biến HCSR04, vi điều khiển STM32F103C8T6 , màn hình hiển thị (OLED) và Led báo.

có va chạm với vật thể để chủ xe kịp thời xử lí

 Đưa vào hệ thống điều hành thời gian thực RTOS

• Task Sensor (đọc cảm biến)

o Thực hiện xử lí cho HCSR04, tính khoảng thời gian (biến time) từ khi ta phát 1 xung rất ngắn (10us) từ chân Trig, sau đó cảm biến

sẽ tạo ra 1 xung HIGH ở chân Echo cho đến khi nhận lại được sóng phản xạ ở chân này

o Tốc độ của âm thanh trong không khí là 340m/s, tương đương 29,412 us/cm Như vậy ta có thể tính khoảng cách (biến lenght)

từ vị trí đến bất kì vật thể nào trong phạm vi khi ta đã có thời gian và vận tốc

o Code

Code task Sensor

• Task OLED (hiển thị dữ liệu)

o Oled sẽ lấy dữ liệu của Sensor để hiển thị lên màn hình, vì màn hình oled chỉ có 48px nên ta sẽ ánh xạ dữ liệu Sensor từ khoảng 0:137 -> 0:47 để có thể hiển thị dữ liệu lên màn Oled

o Vì để tránh mất mát dữ liệu nên sẽ tạo ra một Queue gồm có

200 ô để chứa dữ liệu Sensor sẽ truyền vào trong ô chứa dữ liệu của Queue sau đó Oled lấy dữ liệu trong Queue để hiển thị lên màn hình

o Code

Code Task OLED

 Task Task Led (điều khiển bật tắt)

o Tạo biến count = 0, đặt chân 13 là SetBit, chân 7 là ResetBits khi Sensor check = 1, chân 13 sẽ thành ResetBit, chân 7 sẽ thành SetBit khi đó led sẽ bật để cảnh báo khoảng cách dưới 10.Sau đó khi Sensor check = 0 là khi khoảng cách trên 10, chân 13 sẽ thành SetBit, chân 7 sẽ thành ResetBit khi đó led sẽ tắt

o Code

Code Task Led

III Mạch nguyên lí và Ứng dụng

Sơ đồ khối của hệ thống

1

Mạch cảnh báo khi gặp vật cản