Thiết kế phần mềm bảng Led chạy chữ điều khiển xa qua Bluetooth

Thiết kế phần mềm bảng Led chạy chữ điều khiển xa qua Bluetooth MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i LỜI NÓI ĐẦU ii MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH v DANH MỤC BẢNG viii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ix CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÁC HÌNH THỨC QUẢNG CÁO HIỆN NAY 1 1.1. KHẢO SÁT CÁC HÌNH THỨC QUẢNG CÁO HIỆN NAY 1 1.1.1. Bản tin quảng cáo trên ti vi 1 1.1.2. Biển quảng cáo chuyển hình Rolling 1 1.1.3. Biển quảng cáo ngoài trời tấm lớn 2 1.1.4. Biển quảng cáo động Trivision 3 1.1.5. Biển quảng cáo Inox 4 1.1.6. Biển quảng cáo Mica 5 1.1.7. Biển quảng cáo Neon sign 5 1.1.8. Biển quảng cáo Led đơn 6 1.1.9. Biển quảng cáo Led ma trận 7 1.2. Ý TƯỞNG THIẾT KẾ BẢNG LED CHẠY CHỮ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA QUA BLUETOOTH 8 CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ PHẦN MỀM BẢNG LED ĐIỀU KHIỂN TỪ XA QUA BLUETOOTH 9 2.1. YÊU CẦU KỸ THUẬT 9 2.2. SƠ ĐỒ KHỐI CHỨC NĂNG 10 2.3. CÁC LINH KIỆN ĐƯỢC SỬ DỤNG 10 2.3.1. Vi điều khiển PIC18F4520 10 2.3.2. Module bluetooth HC06 17 2.3.3. Led ma trận 8×8 20 2.3.4. IC 74HC595 21 2.3.5. IC 74HC245 24 2.4. GIAO TIẾP NỐI TIẾP 26 2.4.1. Tổng quan về khối MSSP (Master Synchronous Serial Port) 26 2.4.2. Truyền thông nối tiếp USART (Universal Aynchronous Asynchronous Receiver Transmitter) 30 2.5. XÂY DỰNG PHẦN MỀM ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN BẢNG LED CHẠY CHỮ TỪ XA QUA BLUETOOTH 35 2.5.1. Giới thiệu phần mềm 35 2.5.2. Các bước cụ thể 36 2.6. LẬP TRÌNH PHẦN MỀM BẢNG LED MA TRẬN 41 2.7. CÁC KHỐI MÔ PHỎNG 44 CHƯƠNG 3. THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 46 3.1. SẢN PHẨM PHẦN CỨNG 46 3.2. ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN 48 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 PHỤ LỤC 1

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn đến các thầy cô giáo trường Đại học Côngnghiệp Hà Nội, các thầy cô trong khoa Điện tử trường Đại học Công nghiệp

Hà Nội đã tận tình dậy dỗ em suốt 4 năm qua

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Thị Diệu Linh đã tậntình hướng dẫn em hoàn thành đồ án đúng hạn quy định và tích lũy được chomình một lượng nền tảng kiến thức quý báu

Tuy đã rất cố gắng để hoàn thành đề tài của mình, nhưng trong quá trìnhthực hiện chắc chắn không tránh khỏi những sai sót, vì vậy em rất mong nhậnđược đóng góp, ý kiến của các thầy cô để báo cáo của em được hoàn thiệnhơn

Em xin trân trọng cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2019

Sinh viên thực hiện

Hoàng Thị Dung

LỜI NÓI ĐẦU

Trong nền kinh tế cạnh tranh hiện nay, các cửa hàng, doanh nghiệpkhông ngừng phát triển, đầu tư thiết bị để nâng cao chất lượng sản phẩm Bêncạnh đó, việc quảng cáo sản phẩm để thu hút khách hàng đang giành sự quantâm đặc biệt của các cửa hàng, doanh nghiệp Điều này không chỉ khiến sảnphẩm của các cửa hàng, doanh nghiệp đến gần với khách hàng hơn mà còn lànền tảng để xây dựng lòng tin đối với khách hàng Do đó, ngành công nghiệpquảng cáo cũng phát triển rất mạnh mẽ

Với mong muốn có thể tự tạo ra một sản phẩm quảng cáo, ứng dụngtrong các cửa hàng với mức phí hợp lý và có thể thay đổi nội dung hiển thị dễdàng thông qua điện thoại thông minh, em đã lựa chọn đề tài “Thiết kế phầnmềm bảng Led chạy chữ điều khiển xa qua Bluetooth”

Nội dung báo cáo gồm 3 chương:

- Chương 1: Tổng quan về các hình thức quảng cáo hiện nay.

- Chương 2: Thiết kế phần mềm bảng Led điều khiển từ xa qua

Bluetooth

- Chương 3: Thử nghiệm và đánh giá kết quả.

Nội dung của báo cáo được hướng tới các hình thức quảng các nổi bậttrên thị trường cùng với ưu, nhược điểm của mỗi hình thức Từ đó xác địnhđược hình thức nào được sử dụng hiệu quả và phổ biết nhất để thiết kế sảnphẩm quảng cáo theo hình thức đó nhưng mang lại những tính năng mới vàtiết kiệm được chi phí sản xuất

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Từ viết tắt Ý nghĩa

RISC Reduced Instructions Set Computer

EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-Only MemorySRAM Static Random Access Memory

PWM Pulse Width Modulation

ADC Analog to Digital Converter

USART Universal Synchronous/ Asynchronous

Receiver/Transmitter

MSSP Master Synchronous Serial Port

SPI Serial Peripheral Interface

I2C Inter Integrated Circuit

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÁC HÌNH THỨC QUẢNG CÁO

HIỆN NAY

1.1 KHẢO SÁT CÁC HÌNH THỨC QUẢNG CÁO HIỆN NAY

1.1.1 Bản tin quảng cáo trên ti vi

Các bản tin quảng cáo trên ti vi là hình thức quảng cáo dễ tiếp cận kháchhàng nhất và được nhiều người biết đến nhất Ngoài việc mang lại nhữngthông tin sản phẩm, thông tin cửa hàng đến với khách hàng, các bản tin nàycòn chứa những hình ảnh và âm thanh sinh động để dễ dàng chiếm được sựquan tâm của người xem Tuy nhiên, do chi phí quảng cáo lớn nên hình thứcnày phù hợp cho những doanh nghiệp, cửa hàng có quy mô lớn [1]

Hình 1.1 Bản tin quảng cáo trên ti vi

1.1.2 Biển quảng cáo chuyển hình Rolling

Biển quảng cáo Rolling – là một loại biển quảng cáo hộp đèn chuyểnhình sử dụng công nghệ cuộn ảnh theo kiểu băng truyền, thể hiện được nhiềunội dung hình ảnh một cách sinh động, liên tục, có thể cùng lúc quảng cáođược nhiều hình ảnh sản phẩm và dịch vụ cho khách hàng [2] Hình thứcquảng cáo này phù hợp cho các sản phẩm tại các cửa hàng,siêu thị và trungtâm thương mại

Hình 1.2 Biển quảng cáo chuyển hình Rolling

1.1.3 Biển quảng cáo ngoài trời tấm lớn

Bảng biển quảng cáo tấm lớn (Pano, pa nô, billboard) là một loại hìnhbảng đặc biệt, có kích thước lớn, từ khoảng 50m2 (bảng trong nội thành) đến250m2 (bảng biển trên đường cao tốc, đường quốc lộ, quảng cáo ngoài trời).Bảng biển quảng cáo tấm lớn được lắp dựng bởi hệ thống cột cứng, chân cộtđược chôn sâu, đổ bê tông Khung bảng bằng sắt vuông hoặc tròn, hàn kết cấucứng Mặt bảng thường dùng bạt Hiflex in phun, có thể ốp tole trước khi căngHiflex hoặc sử dụng các vật liệu cao cấp như tấm hợp kim nhôm Ngoài ra,bảng biển quảng cáo tấm lớn (Pano, pa nô, billboard) còn được thuê chỗ đặttrên các bức tường các căn nhà cao tầng có vị trí đẹp, thuận tiện cho việcquảng cáo [2]

Hình 1.3 Biển quảng cáo tấm lớn

Biển hiệu quảng cáo ngoài trời tấm lớn là một trong những hình thứcbiển hiệu được quản lý chặt chẽ và có quy hoạch chính thức của các cơ quanchức năng Do đó hình thức quảng cáo này chỉ phù hợp với các doanh nghiệp,cửa hàng với quy mô lớn

1.1.4 Biển quảng cáo động Trivision

Trivision, Biển quảng cáo ba mặt lật, là loại hình quảng cáo động Vớimột không gian cố định cùng sự vận hành êm ái của động cơ, lần lượt ba hìnhảnh quảng cáo khác nhau xuất hiện thu hút sự chú ý của mọi người mang lạihiệu quả quảng cáo rõ rệt Cấu tạo của biển quảng cáo Trivision gồm cácthanh nhôm hình tam giác đều, hình ảnh quảng cáo được phun lên giấy ảnh đềcan PP Biển quảng cáo Trivision có đặc điểm là lắp đặt đơn giản, thao tác dễdàng, bảo dưỡng thuận tiện [2] Cũng giống như biển quảng cáo ngoài trờitấm lớn biển quảng cáo Trivision chỉ phù hợp với các doanh nghiệp, cửa hàng

có quy mô lớn

Hình 1.4 Biển quảng cáo động Trivision

1.1.5 Biển quảng cáo Inox

Biển quảng cáo inox hiện nay cũng được rất nhiều người ưa chuộng vìloại biển này đặc biệt phù hợp với biển hiệu công ty, số nhà [2] Loại biểnquảng cáo này có ưu điểm chống chịu tốt dưới thời tiết khắc nghiệt và hơn hết

nó đem lại cho người sử dụng sự sang trọng bởi bề mặt láng bóng

Hình 1.5 Biển quảng cáo Inox

1.1.6 Biển quảng cáo Mica

Biển quảng cáo mica được làm từ nhựa cao cấp với bề mặt láng bóngkhông kém biển quảng cáo inox, bên cạnh đó chất liệu mica lại có nhiều màusắc đa dạng cho khách hàng chọn lựa chọn Biển quảng cáo mica phù hợp chobiển hiệu công ty, biển hiệu cửa hàng, biển chỉ dẫn Giá cả làm biển quảngcáo mica cũng phải chăng [2]

Hình 1.6 Biển quảng cáo Mica

1.1.7 Biển quảng cáo Neon sign

Biển quảng cáo neon sign được làm từ ống thủy tinh, bên trong có chứahai khí chính neon và argon, các khí này có tác dụng tạo ra các màu sắc khácnhau, từ đó biển quảng cáo có rất nhiều màu sắc đa dạng [2] Biển quảng cáoneon sign được sử dụng làm biển hiệu ở những khu vui chơi, giải trí, côngviên giải trí,…

Hình 1.7 Biển quảng cáo Neon sign

1.1.8 Biển quảng cáo Led đơn

Biển led là một trong những loại hình quảng cáo đang được sử dụngnhiều hiện nay Được lập trình với nhiều hiệu ứng sinh động, màu sắc đa dạngnên hình thức này tính thẩm mỹ cao, gây ấn tượng và thu hút với người nhìn,đặc biệt là vào ban đêm thì bảng hiệu quảng cáo sẽ càng nổi bật hơn Ngoài

ra, nhờ hoạt động bởi những đèn led nhỏ nên có thể tiết kiệm điện năng hơnnhiều loại bảng quảng cáo cần chiếu sáng khác rất nhiều [2]

Hình 1.8 Bảng quảng cáo Led đơn

Tuy nhiên, việc sử dụng các bảng quảng cáo led đơn lại có độ bền khôngcao do phải chịu ảnh hưởng của thời tiết, ngoài ra các biển Led đơn nàykhông thể thay đổi nội dung quảng cáo như mong muốn.

1.1.9 Biển quảng cáo Led ma trận

Biển quảng cáo led ma trận là sự tiến bộ tuyệt vời trong ngành quảngcáo, những tấm biển quảng cáo có thiết kế bằng một hệ thống đèn led chiếusáng phụ thuộc vào hàng và cột trên biển quảng cáo Việc bố trí đèn led nhưvậy sẽ giúp biển quảng cáo có hiệu ứng cao hơn, thu hút nhiều khách hàng[2]

Với biển quảng cáo led ma trận này sẽ cho phép người dùng thay đổi bất

cứ nội dụng nào trên biển quảng cáo khi có nhu cầu một cách dễ dàng Khi đóbạn chỉ cần sửa lại nội dung trên biển quảng cáo bằng phần mềm kết nối vớimáy tính là được Nội dung trên biển quảng cáo led ma trận sẽ có sự đa dạng,

sự đa dạng được thể hiện từ dòng chữ cho đến các hình ảnh, ký hiệu hay kíchthước của biển quảng cáo led ma trận cũng rất đa dạng [2]

Hình 1.9 Biển quảng cáo Led ma trận

Tuy nhiên chi phí để thiết kế, làm ra một biển led ma trận khá lớn so vớicác hình thức quảng cáo khác Và mỗi khi muốn thay đổi nội dung hiển thịphải sử dụng dây nối kết nối với máy tính không được thuận tiện

1.2 Ý TƯỞNG THIẾT KẾ BẢNG LED CHẠY CHỮ ĐIỀU KHIỂN TỪ

XA QUA BLUETOOTH

Qua việc khảo sát nhu cầu thị trường quảng cáo hiện nay, em cho rằnghình thức sử dụng bảng led ma trận được sử dụng phổ biến nhất Tuy nhiênbên cạnh những ưu điểm như bắt mắt, dễ dàng thu hút khách hàng thì hìnhthức này còn có những hạn chế như giá thành cao, việc thay đổi thông tin hiểnthị khó khăn do phải kết nối với máy tính Từ đó em đưa ra ý tưởng thiết kếbảng led chạy chữ điều khiển từ xa qua Bluetooth Với khả năng có thể kếtnối, điều khiển bảng led từ xa thông qua kết nối Bluetooth giữa mạch và ứngdụng điều khiển trên điện thoại thông minh, giúp người sử dụng có thể điềukhiển thay đổi thông tin hiển thị trên bảng led một cách dễ dàng

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ PHẦN MỀM BẢNG LED ĐIỀU KHIỂN

TỪ XA QUA BLUETOOTH

2.1 YÊU CẦU KỸ THUẬT

Nội dung đề tài định hướng thiết kế hai lĩnh vực:

- Bảng led ma trận: thiết kế bởi 8 led ma trận 8x8, được hỗ trợ quét ledtheo cột bởi IC ghi dịch 74HC595 Có chức năng hiện thị nội dungquảng cáo dạng văn bản với hiệu ứng cuộn văn bản

- Ứng dụng điều khiển: thiết kế ứng dụng cho nền tảng Android trênphần mềm App Inventor 2 nhằm mục đích thay đổi tốc độ cuộn vănbản và nội dung hiển thị của bảng led ma trận

Giao tiếp giữa ứng dụng điều khiển và bảng led ma trận:

Giao tiếp giữa ứng dụng điều khiển và bảng led ma trận là giao tiếpkhông dây sử dụng công nghệ Bluetooth với chế độ Master (điện thoại) –Slave (Module Bluetooth HC06) Để đảm bảo thông tin trên đường truyềnBluetooth, thông tin được truyền từ Master đến Slave phải có cấu trúc nhưsau:

có ý nghĩa thay đổi nội dung của chuỗi tương ứng

- <l>: tốc độ cuộn chữ nếu lệnh nhận được là lệnh ‘0’, các trường hợpkhác thì <l> có ý nghĩ là độ dài của chuỗi mới

- <c>: nội dung chuỗi mới, nếu là lệnh ‘0’ hoặc ‘6’, trường này được bỏqua

2.2 SƠ ĐỒ KHỐI CHỨC NĂNG

Hình 2.10 Sơ đồ khối chức năng

Các khối trong sơ đồ có chức năng như sau:

- Khối nguồn: cung cấp nguồn điện cho các khối khác hoạt động

- Khối thu thông tin: hoạt động như một cổng truyền thông không dây,

có chức năng nhận các lệnh điều khiển, rồi đưa các lệnh đó về khối xử

lý Các lệnh điều khiển được gửi từ ứng dụng điều khiển quabluetooth với nội dung lệnh là thay đổi tốc độ cuộn văn bản hoặc thayđổi nội dung hiển thị

- Khối hiển thị: hiển thị nội dung quảng cáo

- Khối xử lý: tiếp nhận và thực thi các lệnh điều khiển từ khối thu thôngtin Ngoài ra, khối này còn có chức năng điều khiển khối hiển thị vàtạo hiệu ứng cuộn văn bản

2.3 CÁC LINH KIỆN ĐƯỢC SỬ DỤNG

2.3.1 Vi điều khiển PIC18F4520

2.3.1.1 Kiến thức tổng quan về vi điều khiển PIC18F4520

Một vài đặc điểm nổi bật

- 8/16 bit CPU, xây dựng theo kiến trúc trên kiến trúc Harvard sửa đổi,với tập lệnh rút gọn (do vậy PIC thuộc loại RISC)

- Flash và Rom có thể tuỳ chọn 256 byte đến 256 kbybe

- Các cổng xuất/nhập (mức logic thường từ 0v đến 5v, ứng với mứclogic 0 và 1)

- 8/16 bit timer

- Các chuẩn giao tiếp ngoại vi nối tiếp đồng bộ/ không đồng bộ

- Bộ chuyển đổi ADC

- Bộ so sánh điện áp

- MSSP Pripheral dùng cho các giao tiếp I2C, SPI

- Bộ nhớ nội EEPROM - có thể ghi/ xoá lên tới hàng triệu lần

- Modul điều khiển động cơ, đọc encoder

- Hỗ trợ giao tiếp USB

- Hỗ trợ điều khiển Ethernet

- Hỗ trợ giao tiếp CAN

- Hỗ trợ giao tiếp LIN

- Hỗ trợ giao tiếp IRDA

- DSP những tính năng xử lý tín hiệu số

Các thông số về vi điều khiển pic18f4520

- CPU tốc độ cao có 75 cấu trúc lệnh, nếu được cho phép có thể kéo dài

đến 83 cấu trúc lệnh

- Hầu hết các cấu trúc lệnh chỉ mất một chu kỳ máy, ngoại trừ lệnh rẽnhánh chương trình mất hai chu kỳ máy

- Tốc độ làm việc: xung clock đến 40MHz, tốc độ thực thi lệnh 125ns

- Bộ nhớ chương trình (flash program memory) là 32kbyte

- Bộ nhớ dữ liệu SRAM là 1536 byte

- Bộ nhớ dữ liệu EEPROM là 256 byte

- 5 port vào hoặc ra

- 4 bộ timer

- 1 capture/compare/PWM modules

- 1 enhanced capture/ compare/PWM modules

- Giao tiếp nối tiếp: MSSP, enhanced USART

- Cổng giao tiếp song song

- 13 bộ Analog to Digital module 10 bit

- POR, BOR

- Bên cạnh đó là một vài đặc tính khác của vi điều khiển như:

+ Bộ nhớ Flash có khả năng ghi xoá được 100.000 lần

+ Bộ nhớ EEPROM với khả năng ghi xoá được 1.000.000 lần.+ Flash/Dữ liệu bộ nhớ EEPROM có thể lưu trữ hàng 100 năm.+ Khả năng tự nạp chương trình với sự điều khiển của phần mềm.+ 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 [3]

Hình 2.11 Sơ đồ chân vi điều khiển PIC18F4520

Hình 2.12 Sơ đồ tổ chức bộ nhớ chương trình và ngăn xếp

Hình 2.13 Sơ đồ khối của vi điều khiển PIC18F4520

Hình 2.14 Phân bổ địa chỉ của các thanh ghi chức năng đặc biệt SFR

- Thanh ghi điều khiển EEPROM 1: EECON1

Bảng 2.1 Thanh ghi điều khiển EECON1

Bit 7 EEPGD: Bit lựa chọn bộ nhớ dữ liệu EEPROM hay bộ nhớ

chương trình Flash

1 = Truy cập bộ nhớ chương trình Flash

0 = Truy cập bộ nhớ dữ liệu EEPROM

Bit 6 CFGS: Bit lựa chọn cấu hình hoặc bộ nhớ chương trình Flash/dữ

liệu EEPROM

1 = Truy cập thanh ghi cấu hình

0 = Truy cập bộ nhớ chương trình Flash hoặc dũ liệu EEPROMBit 5 Không sử dụng, đọc trả về giá trị ‘0’

Bit 4 FREE: Bit cho phép xóa hàng bộ nhớ Flash

1 = Xóa hàng bộ nhớ được thiết lập, địa chỉ chứa trong thanh ghiTBLPTR, được xóa từ lệnh WR kế tiếp

0 = Không cho phép ghi

Bit 1 WR: Bit điều khiển ghi

1 = Khởi tạo quá trình xóa/ghi bộ nhớ dữ liệu EEPROM hoặcxóa bộ nhớ chương trình hoặc ghi bộ nhớ chương trình

0 = Quá trình ghi hoàn thành

Bit 0 RD: Bit điều khiển đọc

1 = Khởi tạo quá trình đọc bộ nhớ EEPROM

0 = Không khởi tạo quá trình đọc EEPROM

- Thanh ghi điều khiển EEPROM 2: EECON2

Thanh ghi EECON2 không phải là thanh vật lý, nó được dành riêng choviệc ghi và xóa bộ nhớ Đọc EECON2 sẽ được ‘0’

- Thanh ghi dữ liệu EEPROM: EEDATA

Thanh ghi EEDATA có 8 bit, là thanh ghi đệm dữ liệu cho bộ nhớ dữ liệuEEPROM, được sử dụng để truy cập vào dữ liệu của bộ nhớ (Cho phép đọcghi bằng phần mềm, mỗi ô nhớ của EEPROM có 8 bit)

- Thanh ghi địa chỉ EEPROM: EEADR

Thanh ghi EEADR có 8 bit, là thanh ghi địa chỉ của bộ nhớ dữ liệuEEPROM, 8 bit của thanh ghi EEADR được sử dụng để địa chỉ hóa 256 ô nhớcủa EEPROM từ 00h đến FFh [3]

2.3.2 Module bluetooth HC-06

Module HC06 hay còn gọi là Module Bluetooth - Slave, vì module nàychỉ có 1 chế độ làm việc SLAVE do nhà sản xuất quyết định mà người dùngkhông thể can thiệp được [4]

2.3.2.1 Sơ đồ chân của HC-06

Hình 2.15 Module Bluetooth HC – 06

- KEY: Chân này dùng để chọn chế độ hoạt động là AT hoặc DataMode.

- VCC: Chân nguồn (3.6V tới 6V), ở bên trong module đã tích hợp sẵn

IC nguồn chuyển về điện áp 3.3V

- GND: Chân mát

- TXD: Chân truyền dữ liệu cho giao tiếp USART

- RDX: Chân nhận dữ liệu cho giao tiếp USART

Cả hai chân TXD và RXD đều hoạt động ở mức logic 3.3V [4]

- Giao tiếp: Cổng Bluetooth

- Nguồn hoạt động: +3.3VDC 30mA

2.3.2.4 Tập lệnh AT

Để sử dụng lệnh AT cho module cần:

B1: Kết nối Module với USB TO COM Set WAKEUP xuống mức thấp(GND)

B2: Cấp nguồn cho Module (lấy nguồn từ USB TO COM).

B3: Chuyển WAKEUP lên 3.3V

- Mô tả chi tiết về các Lệnh:

Bảng 2.2 Các lệch của module HC-06

AT+ADDR?

Kiểm tra địa chỉ của module

+ADDR:<par am>

OK

Param: Bluetooth address

AT+NAME=

<Param>

Đặt tên cho module OK Param: Bluetooth

device name Default:”HC-06”

AT+NAME? Kiểm tra tên của module 1.+NAME:<P

aram>

Success 2.FAIL - failure

OK -success 2.FAIL - failure

Param1: Remote Bluetooth device address Param2: Remote Bluetooth device address AT+PINxxxx Thay đổi mật khẩu kết nối

Xxxx là mật khẩu

2.3.3 Led ma trận 8×8

Led ma trận được sử dụng trong mạch là Led ma trận 8x8 1088AS

Hình 2.16 Led ma trận 8x8

- Kích thước

Hình 2.17 Kích thước của Led ma trận 8x8

Led ma trận được sử dụng trong đề tài là led có kích thước :

+ Dài x Rộng: 32x32mm

+ Chiều cao: 8mm

+ Khoảng cách giữa hai hàng chân: 24mm

- Sơ đồ chân

Hình 2.18 Sơ đồ chân led matrix 8x8

Các chân led mắc katot chung theo cột và anot chung theo từng hàng[5]

IC 74HC595 là IC dịch và chốt đầu vào nối tiếp, đầu ra song song 8 bit Thường được dùng trong mạch quét led 7 thanh và led ma trận để tiếtkiệm chân vi điều khiển Có thể mở rộng số chân vi điều khiển ra bao nhiêutùy thích bằng việc ghép nối tiếp các chân dữ liệu IC với nhau [5].

2.3.4.1 Sơ đồ chân

Hình 2.20 Sơ đồ chân của IC 74HC595

- Chân 1-7, 15: Chân đầu ra

- Chân 8: Chân nối đất

- Chân 9: Chân dữ liệu nối tiếp Nếu dùng nhiều 74595 mắc nối tiếpnhau thì chân này đưa vào đầu vào của IC tiếp theo khi đã dịch đủ 8bit

- Chân 10: là chân reset, khi chân này tích cực thì toàn bộ bộ nhớ của

IC sẽ bị xoá tất cả bằng 0, tuy nhiên lưu ý là lúc này tín hiệu ở ngõ rakhông bị xoá mà vẫn giữ nguyên giá trị trước đó và chân này tích cựcmức thấp (LOW active) có nghĩa là muốn reset IC thì phải đưa 0V vàochân này

- Chân 11: Chân vào xung clock Khi có 1 xung clock tích cực ở sườndương (từ 0 lên 1) thì 1 bit được dịch vào IC

- Chân 12: Xung clock chốt dữ liệu Khi có 1 xung clock tích cực ởsườn dương thì cho phép xuất dữ liệu trên các chân output.

- Chân 13: Chân cho phép đầu ra, tích cực ở mức thấp (0) Khi ở mứccao, tất cả các đầu ra của 74HC595 trở về trạng thái cao trở, không cóđầu ra nào được cho phép

- Chân 14: Đầu vào dữ liệu nối tiếp Tại 1 thời điểm xung clock chỉ đưavào được 1 bit

- Chân 16: Chân cấp nguồn [5]

Đặc tính điện:

- Dải điện áp hoạt động: 2V ~ 6V

- Dòng điện vào min: 1µA

- Dòng điện max: 6mA với nguồn 5V

- Công suất trung bình 500mW

Sơ đồ chức năng của chân:

Hình 2.21 Sơ đồ chức năng chân

2.3.5 IC 74HC245

Hình 2.22 IC 74HC245

IC 74HC245 là IC dùng để đệm dữ liệu 2 chiều, thường ứng dụng trongcác mạch sử dụng led như quét led ma trận, led 7 hoặc đệm dữ liệu trên busvới các mạch sử dụng nhiều linh kiện mắc song song [5]

2.3.5.1 Sơ đồ chân

Hình 2.23 Sơ đồ chân IC 74HC245

- Chân 1: DIR là chân chọn hướng dữ liệu: Nếu DIR=1 thì dữ liệu vào

A và ra B, ngược lại với DIR=0 thì dữ liệu vào B và ra A

- Chân 2 => 9: A0 => A7 chân dữ liệu vào/ra phụ thuộc vào chân DIR

- Chân 10: GND chân nối mát

- Chân 11 => 18: B7 => B0 chân dữ liệu vào/ra phụ thuộc vào chânDIR

- Chân 19: OE là chân cho phép, hoạt động tích cực ở mức thấp Nếu

OE = 0 thì IC xuất dữ liệu, nếu OE = 1 cấm xuất dữ liệu

- Chân 20: VCC chân cấp nguồn [5]

2.3.5.2 Cấu tạo bên trong

Hình 2.24 Cấu tạo bên trong IC 74HC245

- Điện áp hoạt động: <= 7V

- Dòng vào ra: 20mA ~ 30mA

- Công suất mạch: 500mW ~ 700mW

2.4 GIAO TIẾP NỐI TIẾP

2.4.1 Tổng quan về khối MSSP (Master Synchronous Serial Port)

MSSP là khối giao diện đồng bộ nối tiếp, được sử dụng để giao tiếp vớicác thiết bị ngoại vi khác hoặc các vi điều khiển khác Các thiết bị ngoại vinhư là EEPROM, thanh ghi dịch, điều khiển hiện thị, các khối chuyển đổiA/D,

Các chế độ hoạt động của MSSP:

- Chế độ SPI

- Chế độ I2C

Thanh ghi điều khiển

Khối MSSP có 3 thanh ghi liên quan đến đó là: thanh ghi trạng thái(SSPSTAT) và 2 thanh ghi điều khiển (SSPCON1 và SSPCON2) Thiết lậpcác thanh ghi để xác định chế độ làm việc của khối MSSP là SPI hoặc I2C

2.4.1.1 Giao tiếp SPI

- Giới thiệu về giao tiếp SPI

Chế độ SPI cho phép 8 bit dữ liệu được truyền và nhận đồng thời Tất cả

4 chế độ của khối SPI đều được hỗ trợ Có 3 chân điển hình cho chuẩn giaotiếp này:

+ Ngõ ra dữ liệu dạng nối tiếp RC5/SDO

+ Ngõ vào dữ liệu dạng nối tiếp RC4/SDI/SDA

+ Xung đồng bộ nối tiếp RC3/SCK/SCL

Trong chế độ tớ chân thứ 4 có thể được sử dụng để điều khiển đó là:Chân chọn đối tượng giao tiếp: RA5/AN4/SS/HLVDIN/C2OUT

- Khởi tạo chế độ SPI

Khi khởi tạo chế độ SPI ta cần thiết đặt cho các bit SSPCON<5:0> vàSSPSTAT<7:6> để cho phép các chế độ hoạt động và các đặc tính trong chế

độ SPI, đó là:

+ Chế độ chủ

+ Chế độ tớ

+ Cực tính xung clock

+ Pha lấy mẫu dữ liệu vào

+ Sườn xung clock

+ Xung nhịp (chỉ có trong chế độ chủ)

+ Lựa chọn chế độ tớ (chỉ có trong chế độ tớ)

- Thanh ghi

Khối MSSP có 4 thanh ghi điều khiển khi hoạt động ở chế độ SPI:

+ Thanh ghi điều khiển 1 (SSPCON1)

+ Thanh ghi trạng thái (SSPSTAT)

+ Thanh ghi đệm truyền hoặc nhận (SSPBUF)

+ Thanh ghi dịch dữ liệu (SSPSR)

• Thanh ghi điều khiển 1 (SSPCON1)

Bảng 2.3 Thanh ghi điều khiển khối MSSP SSPCON1 chế độ SPI

Bit 7 WCOL: bit phát hiện xung đột khi ghi

1 = Thanh ghi SSPxBUF được ghi trong khi vẫn có sự truyền từtrước

0 = không có sự tràn xảy ra

Bit 5 SSPEN: bit cho phép truyền thông nối tiếp

1 = cho phép cổng nối tiếp và thiết lập SCK, SDO, SDI, và SSnhư là các chân của cổng nối tiếp

0 = không cho phép cổng nối tiếp và thiết lập các chân như làchân vào hoặc ra

Bit 4 CKP: bit chọn cực tính xung clock.

1 = trạng thái nghỉ khi xung ở mức cao

0 = trạng thái nghỉ khi xung ở mức thấp

0011: SPI chế độ chủ (xung clock = đầu ra TMR2/2)

0010: SPI chế độ chủ (xung clock = Fosc/64)

0001: SPI chế độ chủ (xung clock =Fosc /16)

0000: SPI chế độ chủ (xung clock =Fosc/4)

• Thanh ghi trạng thái (SSPSTAT)

Bảng 2.4 Thanh ghi trạng thái SSPSTAT chế độ SPI

Bit 7 SMP: bit lấy mẫu

SPI chế độ chủ:

1 = lấy mẫu dữ liệu vào thời điểm cuối của dữ liệu ra

0 = lấy mẫu dữ liệu vào thời điểm giữa của dữ liệu ra

SPI chế độ tớ:

SMP phải được xóa khi SPI được sử dụng ở chế độ tớ

Bit 6 CKE: bit chọn xung clock

1 = Truyền khi xuất hiện sự chuyển tiếp từ tích cực đến trạng tháinghỉ

0 = Truyền khi xuất hiện sự chuyển tiếp từ trạng thái nghỉ lêntích cực

Bit 5 D/A : Dữ liệu hoặc địa chỉ

Bit 0 BF: bit trạng thái báo đầy bộ đệm (duy nhất ở chế độ truyền)

1 = Truyền hoàn tất (SSPBUF đầy)

0 = Truyền không hoàn tất (SSPBUF rỗng)

- Cho phép SPI vào hoặc ra

Thiết lập thanh ghi SSPCON và bit SSPEN (SSPCON1<5>) được đặtlên để cho phép cổng nối tiếp Việc thiết lập này cho phép SDI, SDO, SCK,

+ MISO hay SDO – Cổng ra bên Slave (Master IN Slave Out) Đây làchân dành cho việc truyền dữ liệu từ Slave đến Master

+ SCLK hay SCK là tín hiệu clock đồng bộ (Serial Clock) Xung nhịpchỉ được tạo bởi Master.

+ CS hay SS là tín hiệu chọn vi mạch (Chip Select hoặc Slave Select)

SS sẽ ở mức cao khi không làm việc Nếu Master kéo SS xuốngthấp thì sẽ xảy ra quá trình giao tiếp Chỉ có một đường SS trên mỗislave nhưng có thể có nhiều đường điều khiển SS trên master

Sơ đồ kết nối điển hình:

Hình 2.25 Sơ đồ kết nối SPI Master-Slave

2.4.2 Truyền thông nối tiếp USART (Universal Aynchronous Asynchronous Receiver Transmitter)

USART là bộ thu phát bất đồng bộ đa năng cho phép vi điều khiển PICgiao tiếp với các thiết bị khác từ chip nhớ riêng biệt

Chế độ USART có 2 chế độ chính: chế độ đồng bộ và chế độ khôngđồng bộ

2.4.2.1 Các thanh ghi liên quan

- Thanh ghi trạng thái truyền và điều khiển (TXSTA)

Bảng 2.5 Thanh ghi TXSTA

Bit 7 CSRC: bit lựa chọn nguồn xung

Chế độ không đồng bộ:

Không hỗ trợ.

Chế độ đồng bộ:

1 = Chế độ chủ (xung được tạo trên chip từ BRG)

0 = Chế độ tớ (nguồn xung từ bên ngoài)

Bit 6 TX9: Bit cho phép truyền 9 bit

1 = Lựa chọn chế độ truyền 9 bit

0 = Lựa chọn chế độ truyền 8 bit

Bit 5 TXEN: Bit cho phép truyền

1 = Cho phép truyền

0 = Không cho phép truyền

Bit 4 SYNC: Bit lựa chọn chế độ EUSART

Có thể sử dụng để chứa địa chỉ/dữ liệu hoặc bit chẵn lẻ.

- Thanh ghi điều khiển và trạng thái nhận (RCSTA)

Bảng 2.6 Thanh ghi RCSTA

Bit 7 SPEN: Bit cho phép PORT nối tiếp

1 = Cho phép PORT nối tiếp (các chân rX/DT và TX/CK sẽ đượccấu hình là các chân của PORT nối tiếp)

0 = Không cho phép nhận liên tục

Bit 3 ADDEN: Bit cho phép phát hiện địa chỉ

Chế độ đồng bộ 9-Bit (RX9 = 1):

1 = Cho phép phát hiện địa chỉ, cho phép ngắt và tải dữ liệu từ bộ đệm nhận khi RSR<8> được thiết lập (=1)

0 = Không cho phép phát hiện địa chỉ, tất cả các byte được nhận

và bit thứ 9 có thể được sử dụng như là bit kiểm tra chẵn lẻ

Chế độ không đồng bộ 8-Bit (RX9 = 0):

Không được sử dụng

Bit 2 FERR: Bit báo lỗi khung truyền/nhận

1 = Khung bị lỗi (có thể được xóa khi đọc thanh ghi RCREG vànhận byte hợp lệ kế tiếp)

0 = Không xảy ra lỗi khung

Bit 1 OERR: Bit lỗi do tràn

1 = Lỗi tràn (có thể được xóa bằng khi xóa bit CREN)

0 = Không xảy ra lỗi tràn

Bit 0 RX9D: Bit nhận dữ liệu thứ 9

Có thể chứa bit địa chỉ/dữ liệu hoặc bit chẵn lẻ và được tính toán

và xử lý theo chương trình của người sử dụng

- Thanh ghi điều khiển tốc đọ Baud (BAUDCON)

Bảng 2.7 Thanh ghi BAUDCON

Bit 7 ABDOVF: Bit trạng thái tự động điều chỉnh tốc độ baud

1 = Tốc độ baud từ BRG đã được điều chỉnh ở chế độ phát hiệntốc độ baud tự động (bit này phải được xóa bằng phần mềm)

0 = Không phát hiện điều chỉnh tốc độ ở BRG

Bit 6 RCIDL: Bit trạng thái nghỉ (Idle) của hoạt động nhận

1 = Hoạt động nhận ở trạng thái nghỉ (Idle)

0 = Hoạt động nhận ở trạnh thái hoạt động (Active)

Bit 5 RXDTP: Bit lựa chọn phân cực Dữ liệu/Nhận