Thiết Kế, Lắp Đặt Mô Hình Mạch Điện Đo Nhiệt Độ Và Độ Ẩm Hiển Thị Lcd Sử Dụng Kit Test Xử Lý Stm32F103C8T6.Pdf

Trên thị trưOng hiện nay, có nhi7u loMi máy đo nhiệt độ và độ ẩm điện tử, sử dụng các c=m bi;n khác nhau đ] đo các thông s/ này... STM32F103C8T6 cung c[p nhi7u kênh UART đ] k;t n/i v6icá

Đồ án t/t nghiê 1p chuyên ngành điê 1n công nghiê 1p v6i đ7 tài “Thiết kế, lắp đặt

mô hình mạch điện đo nhiệt độ và độ ẩm hiển thị lcd sử dụng kit test xử lý

STM32F103C8T6” là k;t qu= c>a quá tr@nh c/ gắng không ngAng nghB c>a b=n

thân và đưFc sH giIp đJ tân t@nh, đô 11 ng viên khKch lê 1 c>a thLy cô, bMn bN và ngưOithân

Qua đây, chIng em xin gửi lOi c=m ơn chân thành đ;n nhUng ngưOi đV giIp

đJ chIng em trong quá tr@nh hWc tâ 1p, rNn luyê 1n và nâng cao tay ngh7 trong thOigian qua

ChIng em xin trân trWng gửi đ;n thLy giáo Th.S Đỗ Xuân Trung ngưOi đV

trHc ti;p tâ 1n t@nh hư6ng dYn cZng như cung c[p tài liê 1u, thông tin cLn thi;t cho đồ

án t/t nghiê 1p này ChIng em r[t bi;t ơn và xin đưFc gửi đ;n cô lOi c=m ơn chân

thành và sâu sắc nh[t

ChIng em xin chân thành c=m ơn Ban giám hiê 1u nhà trưOng c\ng toàn th]

các thLy giáo, cô giáo trong khoa Điê e n - Điê e n tử đV tMo đi7u kiê 1n giIp chIng em

hoàn thành t/t công viê 1c hWc tâ 1p, rNn luyê 1n tay ngh7 b=n thân và hoàn thành đồ án

Trong nhUng năm gLn đây v6i việc b\ng nổ v7 công nghệ s/, công nghệ pháttri]n mMnh mẽ nên công nghiệp hóa và hiện đMi hóa đưFc đẩy mMnh hơn Các máymóc tH động liên tục đưFc ra đOi nhằm đáp ứng nhu cLu c>a con ngưOi Một trong

nhUng máy móc có công năng nh[t, hUu Kch nh[t chKnh là “Máy đo nhiệt độ, độ

ẩm tự động’’ vAa có nhi7u ứng dụng trong thHc t; vAa dễ dàng đ] sinh viên vận

dụng nhUng ki;n thức ti;p thu đưFc trên gi=ng đưOng vào nó

ChKnh v@ th[y đưFc ti7m năng và sH cLn thi;t c>a loMi c=m bi;n này nên nhómchIng em quy;t định sẽ thHc hiện đồ án: “Thi;t k;, lắp đặt mô h@nh mMch điện đonhiệt độ và độ ẩm hi]n thị LCD sử dụng kit test vi xử lý STM32F103C8T6”

1 Mục đích

ThHc hiện đ7 tài: “Thi;t k;, lắp đặt mô h@nh mMch điện đo nhiệt độ và độ ẩm hi]nthị LCD sử dụng kit test vi xử lý STM32F103C8T6” Là một công việc đ] ngưOithHc hiện đ7 tài nghiên cứu khái niệm v7 c=m bi;n, nguyên lý hoMt động S=nphẩm c>a đ7 tài trư6c h;t có th] đưFc ứng dụng vào trong thHc tiễn trong đOis/ng

em chB tập trung lắp ráp và hoàn thành một s=n phẩm máy c=m bi;n tH động cơb=n có th] hoMt động đưFc, còn r[t nhi7u v[n đ7 khác cLn ph=i hoàn thiện thêm

• Ki;n thức còn hMn ch; nên chIng em gặp r[t nhi7u khó khăn trong việc ti;p cận

và lĩnh hội thông tin v7 đ7 tài

• Phương pháp nghiên cứu:

+ Tham kh=o trên internet

+ Thu thập, phân tKch các tài liệu và thông tin liên quan đ;n đ7 tài + T@m hi]u các đồ án có đ] tài liên quan

+ Lắp ráp và chMy thử nghiệm

+ Hỏi giáo viên hư6ng dYn

+ Sử dụng phLn m7m chuyên dụng đ] thHc hiện vi;t code và nMp code

4 Nội dung của đồ án tốt nghiệp

Nội dung báo cáo gồm 4 chương đưFc gi6i thiệu sơ lưFc sau đây:

Chương 1: Gi6i thiệu đ7 tài và tổng quan ý tưởng

Chương 2: Cơ sở lý thuy;t

Chương 3: Thi;t k; lắp ráp và lập tr@nh đi7u khi]n

Chương 4: K;t luận và hư6ng phát tri]n

TÓM TẮT ĐỒ ÁN 2

MỤC LỤC Error: Reference source not found DANH MỤC HÌNH ẢNH v

LỜI NÓI ĐẦU Error: Reference source not found CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI TỔNG QUAN LÝ TƯỞNG 1

1.1.Lý do mục đKch chWn đ7 tài đ/i tưFng nghiên cứu 1

1.2.Đ/i tưFng phMm vi nghiên cứu 1

1.3.Hư6ng nghiên cứu, thHc hiện 3

1.4.Ý tưởng thi;t k; 3

1.5 K;t luận chương 3

CHƯƠNG II:CƠ SỞ LÝ THUYẾT 4

2.1.Gi6i thiệu v7 vi đi7u khi]n STM32F103C8T6 4

2.2.Gi6i thiệu v7 kit STM32F103C8T6………… 5

2.3 Ưu và nhưFc đi]m c>a kit STM32F103C8T6 10

2.4.Module ADC trong vi đi7u khi]n STM32F103C8T6…… 31

2.5.C=m bi;n DHT11………

2.6.Màn h@nh LCD 16x2………

2.7.Một s/ linh kiện khác 2.8.K;t luận chương CHƯƠNG III THIẾT KẾ LẮP RÁP VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 32

3.1 Sơ đồ kh/i 3.2 Thi;t k; mMch 3.3 Lắp ráp 3.4 Lập tr@nh đi7u khi]n IV KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

DANH MỤC HÌNH ẢNH

H@nh 1.1: STM32F103C8T6 02

H@nh 1.2 C=m bi;n DHT11 02

H@nh 1.3: Ứng dụng v7 mô h@nh mMch điện hi]n thị LCD 03

H@nh 2.1: Gi6i thiệu bộ vi xử lý 06

H@nh 2.2: Sơ đồ chân Kit STM32F103C8T6 12

H@nh 2.3: Sơ đồ kh/i c>a 1 ADC 10

H@nh 2.4:Sơ đồ chân DHT11 25

H@nh 2.5: KKch thư6c DHT11 25

H@nh 2.6: Sơ đồ k;t n/i c>a vi xử lý 26

H@nh 2.7: Gửi tKn hiệu mu/n đo 26

H@nh 2.8: C=m bi;n giU lMi 5byte tKn hiệu đo đưFc 28

H@nh 2.9:Màn h@nh LCD 16x2 29

H@nh 2.10: KKch thư6c màn h@nh LCD 16x2 30

H@nh 3.1:Sơ đồ kh/i . 36

H@nh 3.2: Kh/i nguồn 5v 37

H@nh 3.3: Kh/i xử lý trung tâm 37

H@nh 3.4: Kh/i hi]n thị 38

H@nh 3.5 Kh/i nIt [n 38

H@nh 3.6: Cơ c[u ch[p hành . 39

H@nh 3.10:Hàn các chân linh kiện 37

H@nh 3.4: 38

H@nh 3.5 .38

H@nh 3.6: . 39

lĩnh vHc ứng dụng kỹ thuật công nghệ cao ngày càng phát tri]n và kỹ thuật điện

tử đV và đang khẳng định vai trò to l6n c>a m@nh

Lĩnh vHc ứng dụng điện tử s/ đang ngày càng l6n mMnh và đưFc ưa chuộngv@ tKnh đa dMng, chKnh xác và nhUng ưu đi]m vưFt trội so v6i kỹ thuật tương tH.chKnh v@ vậy mà trong nhUng năm gLn đây, trong chương tr@nh gi=ng dMy tMi cáctrưOng đMi hWc kỹ thuật các môn hWc v7 điện tử s/ luôn đưFc chI trWng chuyênsâu Hòa m@nh c\ng sH phát tri]n mMnh mẽ đó, TrưOng Cao Đẳng Công NghiệpBắc Ninh đV luôn nâng cao trang thi;t bị hWc tập, cập nhật chương tr@nh gi=ng dMyđ] sinh viên có th] luôn nắm bắt đưFc nhUng ki;n thức t/t nh[t đáp ứng cho nhucLu hWc tập và xV hội NhUng môn hWc v7 điện tử đV đưFc ứng dụng r[t nhi7u.Bên cMnh đó nhà trưOng còn tMo mWi đi7u kiện đ] sinh viên có th] làm quen v6icác trang thi;t bị qua các mô h@nh hWc tập

Ngoài ra nhà trưOng còn hư6ng dYn cho các sinh viên làm các đồ án mônhWc như là các bài tập l6n nhằm giIp cho sinh viên phát huy kh= năng sáng tMo, tHnghiên cứu và tr@nh bày khoa hWc Dư6i đây là một trong nhUng ứng dụng c>ađiện tử s/ trong cuộc s/ng hàng ngày đó là Máy đo nhiệt độ, độ ẩm

Em xin chân thành c=m ơn thLy Th.S Đỗ Xuân Trung đV tận t@nh giIp đJ

và hư6ng dYn đ] em hoàn thành đồ án môn hWc này Em cZng xin gửi lOi c=m ơnt6i các thLy cô đV gi=ng dMy và giIp đJ em r[t nhi7u trong quá tr@nh hWc tập

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI TỔNG QUAN LÝ TƯỞNG 1.1 Lý do chọn mục dích đề tài nghiên cứu.

Lý do:

Nhiệt độ và độ ẩm là hai y;u t/ quan trWng =nh hưởng đ;n nhi7u hoMtđộng c>a con ngưOi, đặc biệt là trong các lĩnh vHc như nông nghiệp, y t;, côngnghiệp, v.v… Việc đo và ki]m soát nhiệt độ và độ ẩm một cách chKnh xác và tHđộng là r[t cLn thi;t đ] đ=m b=o ch[t lưFng, an toàn, và hiệu qu= c>a các s=nphẩm, dịch vụ, và môi trưOng s/ng

Trên thị trưOng hiện nay, có nhi7u loMi máy đo nhiệt độ và độ ẩm điện

tử, sử dụng các c=m bi;n khác nhau đ] đo các thông s/ này Tuy nhiên, các máy

đo này thưOng có nhUng v[n đ7, thách thức, và hMn ch; như sau:

- Chi phK cao: Các máy đo nhiệt độ và độ ẩm điện tử thưOng có giá thành cao,không ph\ hFp v6i nhi7u ngưOi d\ng, đặc biệt là ở các v\ng nông thôn, mi7nnIi, v.v…

- Độ chKnh xác th[p: Các máy đo nhiệt độ và độ ẩm điện tử thưOng không đođưFc chKnh xác các thông s/ này, do bị =nh hưởng bởi các y;u t/ ngoMi c=nh nhưnhiệt độ môi trưOng, độ ẩm không khK, ánh sáng, bụi bẩn, v.v…

- Độ b7n th[p: Các máy đo nhiệt độ và độ ẩm điện tử thưOng không b7n bB, dễ bịhỏng hóc, do bị va đập, rơi r6t, cháy nổ, v.v…

- Kh= năng tương thKch th[p: Các máy đo nhiệt độ và độ ẩm điện tử thưOngkhông tương thKch v6i các thi;t bị khác, do sử dụng các giao ti;p, giao thức,định dMng, v.v… khác nhau

V@ nhUng lý do trên, nhóm chIng em đV quy;t định chWn đ7 tài “Thi;tk;, lắp đặt mô h@nh mMch điện đo nhiệt độ và độ ẩm hi]n thị LCD sử dụng kittest vi xử lý STM32F103C8T6” đ] làm đồ án cơ sở Mục tiêu c>a đ7 tài là thi;tk; một mMch điện đo nhiệt độ và độ ẩm một cách tH động, chKnh xác, b7n bB, và

tương thKch, v6i chi phK th[p, bằng cách sử dụng kit test vi xử lýSTM32F103C8T6, c=m bi;n DHT11, và LCD.

Đ7 tài này mang tKnh thHc tiễn cao, có th] ứng dụng vào cuộc s/ng, đặc biệt là trong các lĩnh vHc như nông nghiệp, y t;, công nghiệp, … Đ7 tài này cZng góp

phLn nâng cao kh= năng nghiên cứu, sáng tMo, và thHc hành c>a nhóm chIng em1.2 1.3 Đối tượng nghiên cứu

Đ/i tưFng nghiên cứu c>a đ7 tài này là các thi;t bị điện tử đưFc sử dụng đ] thi;t k; mMch điện đo nhiệt độ và độ ẩm hi]n thị LCD, bao gồm :

H@nh 1.3: Module ADC

-T@m hi]u v7 màn h@nh LCD

H@nh 1.4: Màn h@nh LCDT@m hi]u phLn m7m Eagle,CubeMX,Keil C

1.3 Hướng nghiên cứu thực hiện

Đ] thHc hiện đ7 tài này, nhóm chIng em đV thHc hiện các bư6c nghiên

cứu sau đây:

- Bư6c 1: Thi;t k; sơ đồ nguyên lý c>a mMch điện đo nhiệt độ và độ ẩm hi]n thịLCD, bằng cách sử dụng phLn m7m Eagle PhLn m7m Eagle là một phLn m7mthi;t k; mMch điện chuyên nghiệp, cho phép vẽ sơ đồ nguyên lý, b/ trK linh kiện,

và tMo ra các file gerber đ] in mMch Sơ đồ nguyên lý c>a mMch điện gồm có cácthành phLn chKnh sau:

- Bư6c 2: Lập tr@nh vi đi7u khi]n STM32F103C8T6, bằng cách sử dụng cácphLn m7m CubeMX và Keil C PhLn m7m CubeMX là một phLn m7m hỗ trF

năng, chân, ngắt, thOi gian, v.v… PhLn m7m Keil C là một phLn m7m lập tr@nh

và biên dịch cho vi đi7u khi]n, cho phép vi;t, biên dịch, gJ lỗi, và nMp chươngtr@nh cho vi đi7u khi]n

- Bư6c 3: Lắp đặt, ki]m tra, và đánh giá mMch điện đo nhiệt độ và độ ẩm hi]n thịLCD, bằng cách sử dụng các thi;t bị như kit test vi xử lý STM32F103C8T6,c=m bi;n DHT11, module ADC, LCD, dây dYn, nguồn c[p, v.v…

1.4 Ý tưởng thiết kế

Ý tưởng thi;t k; c>a đ7 tài này là làm một mMch điện tKch hFp, lập tr@nh viđi7u khi]n STM32F103CT6 đ] đi7u khi]n c=m bi;n nhiệt độ và độ ẩm DHT11,

và thông qua module ADC đ] hi]n thị các thông s/ nhiệt độ và độ ẩm lên LCD

Ý tưởng thi;t k; này có nhUng đặc đi]m sau:

- MMch điện tKch hFp: Đây là một mMch điện gồm nhi7u linh kiện đưFc n/i v6inhau theo một sơ đồ nguyên lý nh[t định, đ] thHc hiện một chức năng cụ th].MMch điện tKch hFp có ưu đi]m là ti;t kiệm không gian, chi phK, và năng lưFng,tăng độ tin cậy, và gi=m nhiễu MMch điện tKch hFp c>a đ7 tài này gồm có cáclinh kiện chKnh là vi đi7u khi]n STM32F103C8T6, c=m bi;n DHT11, moduleADC, và LCD, c\ng v6i các linh kiện phụ trF như dây dYn, bi;n trở, nguồn c[p,v.v…

- Lập tr@nh vi đi7u khi]n STM32F103CT6: Đây là quá tr@nh vi;t, biên dịch, gJlỗi, và nMp chương tr@nh cho vi đi7u khi]n STM32F103CT6, bằng cách sử dụngcác phLn m7m như CubeMX và Keil C Lập tr@nh vi đi7u khi]nSTM32F103CT6 cho phép đi7u khi]n các hoMt động c>a vi đi7u khi]n, như đWc

dU liệu tA c=m bi;n, gửi tKn hiệu đ;n module ADC và LCD, v.v… Lập tr@nh viđi7u khi]n STM32F103CT6 cZng cho phép t\y bi;n các chức năng, chân, ngắt,thOi gian, v.v… c>a vi đi7u khi]n, theo nhu cLu c>a ngưOi d\ng

- Đi7u khi]n c=m bi;n nhiệt độ và độ ẩm DHT11: Đây là quá tr@nh sử dụng viđi7u khi]n STM32F103CT6 đ] đWc dU liệu tA c=m bi;n DHT11, bằng cách sử

phép đo đưFc các thông s/ nhiệt độ và độ ẩm c>a môi trưOng, v6i độ chKnh xáccao, độ nhMy cao

- Thông qua module ADC đ] hi]n thị các thông s/ lên LCD: Đây là quá tr@nh sửdụng vi đi7u khi]n STM32F103CT6 đ] gửi tKn hiệu đ;n module ADC và gửi tKnhiệu s/ đ;n LCD, đ] hi]n thị các thông s/ nhiệt độ và độ ẩm lên LCD Thôngqua module ADC đ] hi]n thị các thông s/ lên LCD cho phép hi]n thị các thôngs/ này một cách rõ ràng, dễ đWc, và đa dMng, v6i các màu sắc, kKch thư6c, vàđịnh dMng khác nhau

cơ b=n v7 mMch mà nhóm em mu/n xây dHng

Sau quá tr@nh t@m hi]u, chIng em đV quy;t định lHa chWn thHc hiện đ7 tài “Thi;tk;, lắp đặt mô h@nh mMch điện đo nhiệt độ và độ ẩm hi]n thị LCD sử dụng kittest vi xử lý STM32F103C8T6”, v6i các chức năng chKnh là c=m bi;n, c=m bi;n

tH động đo nhiệt độ độ ẩm trong quá tr@nh vận hành V6i ki;n thức chIng em đVđưFc hWc và sH hư6ng dYn c>a thLy cô giáo đây là một đ7 tài kh= thi đ] thHchiện Nội dung c>a đ7 tài mang tKnh thHc tiễn cao, có th] ứng dụng vào cuộcs/ng

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT

Css

2.1 Tổng quan về vi điều khiển STM32F103C8T6

HVng s=n xu[t: STM32F103C8T6 là dòng vi đi7u khi]n (microcontroller)đưFc s=n xu[t và phân ph/i bởi STMicroelectronics, một công ty chuyên v7 s=nxu[t các bộ vi xử lý nhIng

Mô t= nhỏ gWn: Vi xử lý STM32F103C8T6 sử dụng lõi ARM Cortex-M3, t/c độ

xử lý 72 MHz và đưFc tKch hFp đLy đ> các tKnh năng như bộ nh6 flash, bộ nh6RAM, UART, SPI, I2C, GPIO, ADC và nhi7u cổng giao ti;p khác Nó hỗ trFn7n t=ng phát tri]n phLn m7m STM32Cube, giIp dễ dàng phát tri]n và xây dHngứng dụng nhIng

STM32F103C8T6 là vi đi7u khi]n 32bit, thuộc hW F1 c>a dòng chipSTM32 hVng ST

- Lõi ARM COTEX M3

Có các mode: ng>, ngAng hoMt động hoặc hoMt động ở ch; độ chO

C[p nguồn ở chân Vbat bằng pin ngoài đ] d\ng bộ RTC và sử dụng dU liệuđưFc lưu trU khi m[t nguồn c[p chKnh

- 2 bộ ADC 12bit v6i 9 kênh cho mỗi bộ

Kho=ng giá trị chuy]n đổi tA 0 – 3.6 V

Có ch; độ l[y mYu 1 kênh hoặc nhi7u kênh

- DMA:

7 kênh DMA

Có hỗ trF DMA cho ADC, UART, I2C, SPI

- 7 bộ Timer:

3 Timer 16bit hỗ trF các mode Input Capture/ Output Compare/ PWM

1 Timer 16bit hỗ trF đ] đi7u khi]n động cơ v6i các mode b=o vệ ngắt Input,dead-time

2 Watchdog Timer đ] b=o vệ và ki]m tra lỗi

1 Systick Timer 24bit đ;m xu/ng cho hàm Delay, …

- Có hỗ trF 9 kênh giao ti;p:

2 bộ I2C

3 bộ USART

2 SPI

1 CAN

USB 2.0 full-speed interface

- Ki]m tra lỗi CRC và 96-bit ID

H@nh 2.1: Sơ đồ chân vi đi7u khi]n STM32F103C8T6

2.2 Giới thiệu về kit STM32F103C8T6

Kit STM32F103C8T6 là một bo mMch phát tri]n dHa trên vi đi7u khi]nARM Cortex-M3 STM32F103C8T6 c>a STMicroelectronics ĐưFc bi;t đ;n v6itên gWi phổ bi;n là "Blue Pill", kit này cung c[p một n7n t=ng phát tri]n linhhoMt và mMnh mẽ cho việc phát tri]n ứng dụng nhIng và IoT

Dư6i đây là một s/ thông tin chi ti;t v7 kit STM32F103C8T6:

Nguồn c[p c>a kit STM32F103C8T6 cung c[p điện áp ổn định và dòngđiện đ> cho vi xử lý hoMt động một cách ổn định và hiệu qu= Nó có th] cungc[p điện cho các chức năng và các thi;t bị ngoMi vi k;t n/i v6i vi xử lý như c=mbi;n, mMch đNn LED hoặc mMch mở rộng khác

Nguồn c[p này cZng đưFc thi;t k; đ] cung c[p điện cho các ch; độ ng>

và ch; độ ti;t kiệm năng lưFng khác c>a vi xử lý Đi7u này giIp gi=m tiêu thụnăng lưFng và kéo dài thOi gian sử dụng pin

Nguồn c[p c>a kit STM32F103C8T6 đưFc tKch hFp một s/ tKnh năng b=o

vệ như b=o vệ quá áp, quá dòng và ngắn mMch Đi7u này giIp b=o vệ vi xử lý vàcác thi;t bị ngoMi vi khác khỏi nhUng v[n đ7 v7 điện áp và dòng điện khôngmong mu/n

Nguồn c[p c>a kit STM32F103C8T6 cZng có th] đưFc nâng c[p hoặcthay th; bằng nguồn c[p ngoài thông qua các chân đLu vào VIN và GND Đi7unày cho phép ngưOi d\ng t\y chBnh nguồn c[p ph\ hFp v6i yêu cLu c>a hW.Tóm lMi, nguồn c[p c>a kit STM32F103C8T6 là một nguồn c[p có kh=năng cung c[p điện áp và dòng điện ổn định cho vi xử lý và các thi;t bị ngoMi vik;t n/i v6i nó Nó cung c[p các tKnh năng b=o vệ và cho phép t\y chBnh nguồnc[p ph\ hFp v6i yêu cLu c>a ngưOi d\ng

* Giao tiếp:

Bộ phận giao ti;p trong kit STM32F103C8T6 là một phLn c>a chipSTM32F103C8T6, một loMi vi đi7u khi]n ARM Cortex-M3 Bộ phận này baogồm các chức năng giao ti;p như UART, SPI và I2C

UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) là giao diện giaoti;p không đồng bộ thông thưOng đưFc sử dụng đ] truy7n và nhận dU liệu trongcác mMch điện tử STM32F103C8T6 cung c[p nhi7u kênh UART đ] k;t n/i v6icác thi;t bị ngoMi vi khác như c=m bi;n, mMch đi7u khi]n hoặc máy tKnh.SPI (Serial Peripheral Interface) là một giao diện đồng bộ đưFc sử dụngđ] truy7n dU liệu giUa các vi đi7u khi]n và các thi;t bị ngoMi vi KitSTM32F103C8T6 hỗ trF ch; độ Master và Slave đ] giao ti;p v6i các chip đi7ukhi]n khác hoặc các c=m bi;n, mMch điện tử

I2C (Inter-Integrated Circuit) là một giao diện đồng bộ hai dây đưFc sửdụng đ] truy7n dU liệu giUa các vi đi7u khi]n và các thi;t bị ngoMi vi.STM32F103C8T6 cung c[p ch; độ Master và Slave đ] giao ti;p v6i các thi;t bịngoMi vi như EEPROM, c=m bi;n, mMch đi7u khi]n, và nhi7u hơn nUa.

Đi]m mMnh c>a bộ phận giao ti;p trong kit STM32F103C8T6 là kh= nănglinh hoMt và dễ dàng tKch hFp vào các dH án nhIng hoặc ứng dụng IoT (Internet

of Things) Bằng cách sử dụng bộ phận này, ngưOi d\ng có th] truy7n và nhận

dU liệu tA các thi;t bị ngoMi vi khác nhau, tMo ra các ứng dụng phong phI và mởrộng kh= năng c>a vi đi7u khi]n STM32F103C8T6

2 SRAM memory: STM32F103C8T6 cZng đưFc tKch hFp v6i bộ nh6 SRAM cókKch thư6c 20Kbyte, nơi mà các bi;n và dU liệu tMm thOi đưFc lưu trU khi chMychương tr@nh SRAM memory có th] đưFc sử dụng đ] lưu trU các bi;n động,stack và các kh/i dU liệu tMm thOi khác

C= hai loMi bộ nh6 trên kit STM32F103C8T6 đ7u có t/c độ truy cập nhanh vàtiêu thụ năng lưFng th[p Flash memory thưOng đưFc sử dụng đ] lưu trU chươngtr@nh ứng dụng và dU liệu không thay đổi (như b=ng định thOi, b=ng mV, v.v.),

trong khi SRAM memory thưOng đưFc sử dụng đ] lưu trU các bi;n và dU liệutMm thOi.

Tuy nhiên, lưu ý rằng dung lưFng bộ nh6 c>a kit STM32F103C8T6 có th] khácnhau t\y thuộc vào phiên b=n cụ th] c>a kit

* Hỗ trợ nâng cấp:

Có th] nMp chương tr@nh thông qua cổng SWD hoặc USART

PhLn hỗ trF nâng c[p trong kit STM32F103C8T6 là một phLn m7m đưFc cungc[p bởi STMicroelectronics, đưFc sử dụng đ] nâng c[p và cập nhật firmwarecho vi đi7u khi]n STM32F103C8T6

Kit STM32F103C8T6 là một kit phát tri]n phLn cứng cho vi đi7u khi]nSTM32F103C8T6 c>a STMicroelectronics Nó đưFc tKch hFp v6i một bộ xử lýARM Cortex-M3, có t/c độ xung nhịp t/i đa lên t6i 72MHz và bộ nh6 Flash64KB Kit này đV đưFc thi;t k; đ] hỗ trF các ứng dụng IoT, điện tử tiêu thụth[p, đi7u khi]n động cơ và các ứng dụng khác

PhLn hỗ trF nâng c[p trong kit STM32F103C8T6 cung c[p các tKnh năngsau:

1 Cập nhật firmware: PhLn m7m cho phép ngưOi d\ng t=i lên các b=n nâng c[pfirmware và cập nhật chIng lên vi đi7u khi]n STM32F103C8T6 Đi7u này chophép ngưOi d\ng thay đổi, c=i ti;n và cập nhật chức năng c>a hệ th/ng một cách

dễ dàng

2 Qu=n lý phiên b=n: PhLn m7m giIp ngưOi d\ng qu=n lý các phiên b=nfirmware khác nhau và theo dõi các thay đổi đV đưFc thHc hiện trong mỗi phiênb=n Đi7u này giIp ki]m soát và theo dõi quá tr@nh phát tri]n và nâng c[p hệth/ng

3 Ki]m tra sH tương thKch: PhLn m7m giIp ngưOi d\ng ki]m tra tKnh tươngthKch c>a firmware m6i v6i phLn cứng và phLn m7m hiện có Đi7u này đ=m b=orằng việc nâng c[p firmware không gây ra sH c/ hoặc xung đột v6i các thànhphLn khác c>a hệ th/ng

4 Sao lưu và khôi phục: PhLn m7m cung c[p kh= năng sao lưu các b=n nâng c[pfirmware hiện tMi và khôi phục lMi chIng n;u cLn thi;t Đi7u này giIp ngưOid\ng lưu trU và duy tr@ sH ổn định c>a hệ th/ng

5 Theo dõi hiệu su[t: PhLn m7m cung c[p các công cụ và thông s/ đ] theo dõihiệu su[t c>a hệ th/ng sau khi đưFc nâng c[p Đi7u này cho phép ngưOi d\ngđánh giá các c=i ti;n và đ=m b=o rằng hệ th/ng hoMt động ổn định và hiệu qu=.PhLn hỗ trF nâng c[p trong kit STM32F103C8T6 là một công cụ mMnh mẽ vàlinh hoMt đ] qu=n lý và nâng c[p hệ th/ng vi đi7u khi]n STM32F103C8T6 Nócung c[p các tKnh năng quan trWng đ] đ=m b=o tKnh ổn định và hiệu qu= c>a hệth/ng

* Phần mềm hỗ trợ:

Hỗ trF bởi nhi7u IDE như Keil, STM32CubeIDE

Có sẵn thư viện HAL (Hardware Abstraction Layer) tASTMicroelectronics đ] hỗ trF việc lập tr@nh và giao ti;p v6i các phLn cứng.

PhLn m7m hỗ trF trong kit STM32F103C8T6 là một bộ công cụ phát tri]n tKchhFp (integrated development environment - IDE) và phLn m7m qu=n lýfirmware (firmware management software) đưFc cung c[p bởi hVngSTMicroelectronics

PhLn m7m hỗ trF chKnh đưFc sử dụng trong kit này là STM32CubeIDE.Đây là một IDE mMnh mẽ và toàn diện dành cho việc phát tri]n ứng dụng trêncác vi đi7u khi]n STM32 STM32CubeIDE đưFc xây dHng trên n7n t=ng EclipseIDE và đi kNm v6i các công cụ phát tri]n, gJ lỗi và phân tKch mMnh mẽ nhưbuild system, tr@nh gJ lỗi, tr@nh phân tKch hiệu năng, tr@nh qu=n lý thư viện, vànhi7u tKnh năng khác

H@nh STM32 CubeIDEPhLn m7m hỗ trF giIp các nhà phát tri]n tMo, xây dHng và nMp chươngtr@nh vào vi đi7u khi]n STM32F103C8T6 một cách dễ dàng Nó cung c[p môitrưOng phát tri]n tKch hFp hoàn chBnh cho việc vi;t mV, gJ lỗi mV, xây dHng vàqu=n lý firmware c>a bMn Ngoài ra, phLn m7m hỗ trF này cZng có th] hỗ trF

việc phát tri]n ứng dụng đa nhiệm và đa luồng trên vi đi7u khi]nSTM32F103C8T6.

Kit STM32F103C8T6 cZng đi kNm v6i các thư viện phLn m7m cung c[psẵn bởi STMicroelectronics NhUng thư viện này bao gồm các hàm API cho cáctKnh năng phổ bi;n c>a vi đi7u khi]n, như UART, GPIO, ADC, PWM, SPI, I2C

và nhi7u hơn nUa Các thư viện này giIp việc phát tri]n firmware trở nên dễdàng và ti;t kiệm thOi gian

Tóm lMi, phLn m7m hỗ trF trong kit STM32F103C8T6 cung c[p một môitrưOng phát tri]n tKch hFp và các công cụ cLn thi;t đ] phát tri]n ứng dụng trên viđi7u khi]n STM32F103C8T6 Nó giIp đơn gi=n hóa quá tr@nh phát tri]n và nMpchương tr@nh vào vi đi7u khi]n, c\ng v6i cung c[p các thư viện phLn m7m ch[tlưFng cao đ] hỗ trF các tKnh năng phổ bi;n c>a vi đi7u khi]n

H@nh 2.2: Sơ đồ chân Kit STM32F103C8T6

2.3 Ưu và nhược điểm của Kit STM32F103C8T6

Ưu điểm:

Giá thành th[p: Kit STM32F103C8T6 đưFc bán v6i giá r[t ph=i chăng,làm cho nó trở thành một lHa chWn h[p dYn cho sinh viên, hobbysts và các nhàphát tri]n dH án nhIng

Hiệu su[t cao: Vi xử lý STM32F103C8T6 đưFc trang bị vi xử lý ARMCortex-M3, mang lMi hiệu su[t và tKnh linh hoMt cao cho các ứng dụng nhIng

Hỗ trF phLn m7m đa dMng: Kit này đưFc hỗ trF bởi nhi7u IDE như Keil,STM32CubeIDE và Arduino IDE, cung c[p cho ngưOi d\ng nhi7u lHa chWn khilập tr@nh và phát tri]n ứng dụng

Cộng đồng l6n: Có một cộng đồng l6n c>a các nhà phát tri]n và ngưOid\ng thI vị, giIp bMn dễ dàng t@m ki;m thông tin, hư6ng dYn và hỗ trF khi cLn.Tiêu thụ năng lưFng th[p: STM32F103C8T6 tiêu thụ năng lưFng th[p, làmột lFi th; l6n trong các ứng dụng di động và IoT

Nhược điểm:

Thi;u phLn cứng ngoMi vi: Kit này thi;u một s/ phLn cứng ngoMi vi cơ b=nnhư LED, c=m bi;n, hoặc k;t n/i ngoMi vi khác, đi7u này có th] làm gi=m tKnhlinh hoMt c>a nó trong một s/ ứng dụng cụ th]

Thi;u tài liệu chKnh th/ng: Mặc d\ có một cộng đồng l6n, nhưng tài liệuchKnh th/ng tA nhà s=n xu[t không ph=i lIc nào cZng đLy đ> hoặc dễ ti;p cận.Ch[t lưFng không đồng đ7u: Do giá thành rẻ và nguồn g/c tA các nhà s=nxu[t không đưFc ki]m soát chặt chẽ, có th] xu[t hiện sH không đồng đ7u trongch[t lưFng c>a các s=n phẩm

Yêu cLu ki;n thức kỹ thuật: Việc làm việc v6i vi xử lý STM32F103C8T6đòi hỏi một mức độ ki;n thức kỹ thuật v7 vi đi7u khi]n nhIng và lập tr@nh

2.4 Module ADC trong vi điều khiển STM32F103C8T6

2.4.1 Khái niệm:

-ADC (Analog-to-Digital Converter) là 1 mMch điện tử l[y điện áp tương tH làm

đLu vào và chuy]n đổi nó thành dU liệu s/ (1 giá trị đMi diện cho mức điện áptrong mV nhị phân)

2.4.2 Các thông tin cơ bgn về module

-ModuleADC (Analog-to-Digital Converter) trong vi đi7u khi]n module ADC

STM32F103C8T6 là một phLn cơ b=n và quan trWng trong việc xử lý các tKnhiệu analog Dư6i đây là một s/ thông tin cơ b=n v7 module ADC trong vi đi7ukhi]n STM32F103C8T6:

- TKnh năng chKnh c>a ADC:

Chức năng chKnh: Module ADC cho phép chuy]n đổi tKn hiệu analog tA các c=mbi;n hoặc nguồn tKn hiệu analog thành dMng s/ mà vi đi7u khi]n có th] xử lý

Độ phân gi=i: STM32F103C8T6 hỗ trF độ phân gi=i ADC 12-bit, nghĩa là nó cókh= năng chia một phMm vi đLu vào analog thành 4096 mức độ s/ khác nhau.TLn s/ l[y mYu (Sampling rate): ADC có th] đưFc c[u h@nh đ] l[y mYu tKn hiệu

ở các tLn s/ khác nhau t\y thuộc vào yêu cLu c>a ứng dụng

- S/ lưFng kênh ADC:

STM32F103C8T6 cung c[p tA 10 đ;n 16 kênh ADC, t\y thuộc vào phiên b=n cụth] c>a vi đi7u khi]n

Mỗi kênh ADC có th] đưFc sử dụng đ] đo lưOng các tKn hiệu analog khác nhauđồng thOi hoặc tuLn tH

- Ch; độ hoMt động:

Ch; độ chuy]n đổi đơn (Single conversion mode): ADC chuy]n đổi một lLn vàtr= v7 k;t qu=

Ch; độ chuy]n đổi liên tục (Continuous conversion mode): ADC ti;p tục chuy]nđổi liên tục sau khi bắt đLu và cập nhật k;t qu= sau mỗi chu kỳ chuy]n đổi.

- C[u h@nh và đi7u khi]n ADC:

ADC đưFc c[u h@nh bằng cách sử dụng các thanh ghi đặc biệt như ADC_CR1,ADC_CR2 và các thanh ghi khác trong vi đi7u khi]n

Các chức năng bao gồm lHa chWn kênh đLu vào, c[u h@nh ch; độ chuy]n đổi, vàcài đặt ngắt (interrupts) n;u cLn

H@nh 2.3: Sơ đồ kh/i c>a 1 ADC

2.4.3 Các khái niệm về Module ADC

Độ phân gigi (resolution): d\ng đ] chB s/ bit cLn thi;t đ] chứa h;t các

mức giá trị s/ (digital) sau quá tr@nh chuy]n đổi ở ngõ ra Bộ chuy]n đổi ADCc>a STM32F103C8T6 có độ phân gi=i mặc định là 12 bit, tức là có th] chuy]nđổi ra 212= 4096 giá trị ở ngõ ra s/

Thời gian lấy mẫu (sampling time): là khái niệm đưFc d\ng đ] chB thOi

gian giUa 2 lLn s/ hóa c>a bộ chuy]n đổi, thOi gian l[y mYu càng lâu độ chKnhxác càng cao Nh@n vào đồ thị dư6i ta sẽ th[y ADC cLn 1 kho=ng thOi gian ổnđịnh tSTAB trư6c khi bắt đLu chuy]n đổi Sau khi chuy]n đổi xong cO EOC sẽđưFc set, và k;t qu= đưFc lưu vào thanh ghi Trư6c khi bắt đLu quá tr@nh chuy]nđổi ti;p theo th@ cO EOC clear

Các mode hoMt động c>a ADC:

Single conversion mode: Trong ch; độ này, ADC sẽ chB thHc hiện 1

chuy]n đổi cho t6i khi ngưOi d\ng cho phép chuy]n đổi ti;p

Continuous Conversion Mode: ở ch; độ này, ADC sẽ ngay lập tức thHc

hi]n 1 chuy]n đổi khác khi chuy]n đổi trư6c vAa k;t thIc

Scan Mode: Ch; độ này đưFc sử dụng đ] quét 1 nhóm các kênh 1

chuy]n đổi duy nh[t đưFc thHc hiện cho mỗi kênh Sau khi 1 kênh chuy]n đổixong, kênh ti;p theo sẽ tH động chuy]n đổi

Discontinuous Mode: Ch; độ này đưFc sử dụng đ] chuy]n đổi n lLn (n

<= 8) Giá trị c>a n đưFc xác định tMi bit DISCNUM [2:0] trong thanh ghiADC_CR1

2.4.4 Cách lập trình ADC trên STM32:

-Khởi tạo project với CubeMx

Bư6c 1: Bư6c đLu tiên ta sẽ làm tương tH như bài 1 (c[u h@nh thMch anh, debug,

…)

Bư6c 2: C[u h@nh ADC: (đ/i v6i continous mode).

Ở đây ta chB sử dụng ADC1 chennel 0 (PA0)

Enable continous mode (bi;n đổi liên tục)

ChWn Sampling Time = 239.5 (đ] t/i ưu độ chKnh xác)

KKch hoMt ngắt trong NVIC settings ChWn mức ưu tiên = 2

Bư6c 3: Đặt tên project và GENERATE CODE

-Gigi thích 1 số hàm quan trọng

void HAL_ADC_ConvCpltCallback (ADC_HandleTypeDef* hadc)

Sau khi ADC chuy]n đổi xong giá trị th@ chương tr@nh sẽ thHc thi các lệnh trongcâu lệnh này

Tham s/:

hadc: trỏ t6i adc đưFc kKch hoMt ngắt (&hadc1 hoặc &hadc2)

HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_Start_IT(ADC_HandleTypeDef*hadc)

KKch hoMt ADC ở ch; độ ngắt.

Tham s/:

hadc: trỏ t6i adc đưFc start ở ch; độ ngắt

HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_Start (ADC_HandleTypeDef* hadc)KKch hoMt ADC ở ch; độ normal

Tham s/:

hadc: trỏ adc đưFc start ở ch; đW normal

HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_Stop (ADC_HandleTypeDef* hadc)

Stop ADC ở ch; độ normal

Tham s/:

hadc: trỏ t6i adc đưFc stop

uint32_t HAL_ADC_GetValue (ADC_HandleTypeDef* hadc)

ĐWc giá trị ADC, giá trị tr= v7 chKnh là k;t qu= sau khi bi;n đổi xong.Tham s/:

hadc: trỏ t6i adc đưFc l[y giá trị

HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_PollForConversion (ADC_HandleTypeDef*hadc, uint32_t Timeout)

Chuy]n đổi ADC

Tham s/:

hadc: trỏ t6i adc chO chuy]n đổi

Timeout: thOi gian chuy]n đổi t/i đa

-Lập trình trên Keil C

B1: khai báo giá trị ADC tr= v7:

B2: kKch hoMt ADC ta sẽ thHc hành trên c= 2 ch; độ: Normal, ngắt.

Normal: ĐWc giá trị ADC v6i chu kỳ 100ms

}

}

B3: bật ch; độ Debug đ] theo dõi giá trị ADC tr= v7:

Click chWn vào bi]u tưFng Debug session

Add ADC_value vào watch 1 đ] theo dõi:

Sau đó sẽ click chWn Run đ] theo dõi Debug.

SCAN MODE:

- Khởi tạo project với CubeMx

B1: C[u h@nh lMi ADC

Ta d\ng 2 kênh ADC nên là chWn number of Conversion = 2

Enable scan mode và continuous mode, đồng thOi chWn thOi gian chuy]n đổi.B2: Gen code

- Lập trình trên Keil C

B1: Tách phLn init 2 kênh ADC trong hàm MX_ADC1_Init () thành 2 hàm riêngbiệt

B2: ThHc hiện việc đWc giá trị lLn lưFt ở 2 kênh ADC

B3: nMp chương tr@nh và chMy ở ch; độ debug đ] theo dõi giá trị ADC đWc v7

- Chức năng của mạch

Trong các ứng dụng vi đi7u khi]n – hệ th/ng nhIng, bộ chuy]n đổi tương tH-s/(ADC) là 1 thành phLn r[t quan trWng đ] có th] chuy]n đổi các dU liệu dMnganalog tA môi trưOng (nhiệt độ, độ ẩm, độ sáng,…) sang dMng digital đ] viđi7u khi]n có th] xử lý đưFc STM32F103C8 có tKch hFp sẵn các bộ chuy]n đổiADC v6i độ phân gi=i 12bit Có 12 kênh cho phép đo tKn hiệu tA 10 nguồn bênngoài và 2 nguồn nội bên trong

Trong bài này, chIng ta sẽ c\ng t@m hi]u v7 ch; độ đơn kênh v6i STM32, sửdụng Interrupt đ] báo quá tr@nh chuy]n đổi hoàn t[t

Trong bộ chuy]n đổi ADC, có 2 thuật ngU mà chIng ta cLn chI ý đ;n, đó là độphân gi=i (resolution) và thOi gian l[y mYu (sampling time)

– Độ phân gi=i (resolution): d\ng đ] chB s/ bit cLn thi;t đ] chứa h;t các mức giátrị s/ (digital) sau quá tr@nh chuy]n đổi ở ngõ ra Như trên bi]u đồ:

Màu xanh tương ứng th] hiện độ phân gi=i c>a bộ chuy]n đổi này là 3 bit,

bộ chuy]n đổi sẽ thHc hiện một công đoMn lưFng tử hóa đ] đưa các k;t qu=tương ứng tA điện áp tương tH v7 s/ ở ngõ ra

Màu tKm tương ứng v6i độ phân gi=i c>a bộ chuy]n đổi 16 bit Dễ dàng nhậnth[y v6i một bộ chuy]n đổi có độ phân gi=i càng th[p, quá tr@nh chuy]n đổi sẽcho ra k;t qu= là một điện áp càng bi;n dMng ở ngõ ra so v6i ngõ vào và ngưFclMi Bộ chuy]n đổi ADC c>a STM32F103 có độ phân gi=i mặc định là 12 bit,tức là có th] chuy]n đổi ra 2 = 4096 giá trị ở ngõ ra s/.12

– ThOi gian l[y mYu (sampling time) là khái niệm đưFc d\ng đ] chB thOigian giUa 2 lLn s/ hóa c>a bộ chuy]n đổi Như ở h@nh trên, sau khi thHc hiện l[ymYu, các đi]m tròn chKnh là giá trị đưa ra tMi ngõ ra s/ Dễ nhận th[y n;u thOigian l[y mYu quá l6n th@ sẽ làm cho quá tr@nh chuy]n đổi càng bị m[t tKn hiệu ởnhUng kho=ng thOi gian không nằm tMi thOi đi]m l[y mYu ThOi gian l[y mYucàng nhỏ sẽ làm làm cho việc tái thi;t tKn hiệu trở nên tin cậy hơn

2.5 Cgm biến DHT11

- Thông số DHT11

DHT11: là loMi linh kiện điện tử c=m bi;n nhiệt độ độ ẩm

Thông s/ kỹ thuật c>a linh kiện điện tử DHT11:

H@nh 2.4 : Sơ đồ chân DHT11

Chức năng chân c>a linh kiện điện tử DHT11:

Chân 1 - VDD chân n/i nguồn (5V)

Chân 2 - DATA chân dU liệu vào ra

H@nh 2.6: Sơ đồ k;t n/i v6i vi xử lýĐ] có th] giao ti;p v6i DHT11 theo chuẩn 1 chân vi xử lý thHc hiện theo 2bư6c

-Gửi tKn hiệu mu/n đo (Start) t6i DHT11, sau đó xác nhận lMi

-Khi đV giao ti;p đưFc v6i DHT11, c=m bi;n sẽ gửi lMi 5 byte dU liệu đo đưFc

Bước 1: Gửi tKn hiệu start

H@nh 2.7: Gửi tKn hiệu mu/n đo

- MCU thi;t lập chân DATA là output kéo chân DATA xu/ng 0 trong kho=ngthOi gian >=18 ms Khi đó DHT11 sẽ hi]u là MCU mu/n đo nhiệt độ độ ẩm

- MCU đưa chân DATA lên 1 sau đó thi;t lâp lMi là chân đLu vào