Xây dựng ngân hàng câu hỏi trắc nghiệm môn máy điện cho hệ cao đẳng tại trường đại học công nghiệp việt hung

Trong các các hệ thống đo đạc, phổ biến nhất và cũng được ng dụng nhiều nhất là đo đạc các tham số liên quan đến th i tiết, cụ thể như đo nhiệt độ, đo độ ẩm, đo tốc độ gió, đo điểm đọng

****************

BÙI V ĂN THÊM

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MẠNG DI Đ NG CHO VIỆC

M Đ U

Trong th i đại hiện nay, bảo vệ và phát triển môi trư ng là một vấn đề vô

cùng cấp thiết, đang được sự quan tâm hàng đầu c a nhiều quốc gia trên thế giới

cũng như c a nước ta nhằm đối phó với tình trạng môi trư ng sống trên trái đất

đang ngày càng xuống cấp, ảnh hư ng lớn đến cuộc sống hàng ngày Để con ngư i

trên trái đất tồn tại và phát triển một cách bền vững, thì môi trư ng sống c a con

ngư i cần phải được bảo vệ Nếu chất lượng c a môi trư ng sống bị giảm sút thì

con ngư i sẽ bị ảnh hư ng ngay và nếu chất lượng c a môi trư ng sống giảm đến

một m c độ nguy hiểm thì có thể dẫn đến các hiểm hoạ không thể lư ng được Vì

thế, việc bảo vệ môi trư ng sống luôn là vấn đề quan trọng và cấp thiết c a nhân

loại trong quá trình sống và phát triển c a mình

Để bảo vệ và phát triển môi trư ng sống thì việc giám sát và đánh giá các

tham số môi trư ng là vấn đề vô cùng quan trọng Môi trư ng sống bao gồm nhiều

yếu tố như đất, nước, không khí, áp suất, ánh sáng… Đã có có nhiều hệ thống đo

đạc được xây dựng để giám sát, đo đạc và đánh giá các tham số môi trư ng Trong

các các hệ thống đo đạc, phổ biến nhất và cũng được ng dụng nhiều nhất là đo đạc

các tham số liên quan đến th i tiết, cụ thể như đo nhiệt độ, đo độ ẩm, đo tốc độ gió,

đo điểm đọng sương… Trong các tham số này thì nhiệt độ là một tham số khá quan

trọng, hơn nữa các loại cảm biến đo nhiệt độ thư ng có kết cấu đơn giản, gọn nhẹ,

có độ chính xác cao và giá thành thấp hơn so với các loại cảm biến đo độ ẩm hay

cảm biến đo tốc độ gió Ngoài ra, trong cuốc sống hiện đại, thông tin liên lạc là vấn

đề được quan tâm và được chú trọng phát triển Các ng dụng c a kỹ thuật thông tin

liên lạc vào kinh tế, sản xuất ngày càng nhiều Trong th i gian gần đây, dưới sự

phát triển không ngừng c a khoa học kỹ thuật, mạng điện thoại di động không

ngừng lớn mạnh và phổ biến hầu hết các quốc gia trên thế giới đặc biệt là mạng di

động GSM Mạng GSM có các ưu điểm nổi bật như là chất lượng tốt, giá thành rẻ,

kết nối tốt… do đó mạng GSM ngày càng giữ vị trí quan trọng và được sử dụng rất

nhiều trong cuộc sống Mạng GSM có nhiều tiện ích như kết nối các thiết bị di

động, hỗ trợ gửi tin nhắn, truy cập Internet qua dịch vụ GPRS… Việc ng dụng

mạng GSM vào các hệ thống đo đạc, điều khiển là một vấn đề đang được quan tâm

và được phát triển nhiều nơi Dựa trên các nhận xét này, em đã tìm hiểu thiết bị

GSM và cảm biến đo nhiệt độ và xây dựng đề tài: “Ứng d ng công ngh m ng di

đ ng cho vi c giám sát các tham s môi tr ng” Trong đề tài này, tham số nhiệt

độ sẽ đại diện cho các tham số khác c a môi trư ng (tốc độ gió, không khí, hơi

nước, điểm đọng sương…) Hệ thống này có thể ng dụng nhiều trong thực tế như

giám sát nhiệt độ trong các phòng thí nghiệm, giám sát nhiệt độ trong nhà kho,

trong phòng bảo quản thực phẩm, phòng bảo quản thuốc, phòng máy… Ngoài ra, hệ

thống còn có thể được m rộng hơn bằng cách tích hợp các cảm biến, thiết bị khác,

do đó hệ thống có thể m rộng được phạm vi ng dụng Hệ thống được xây dựng

dựa trên công nghệ mạng GSM, do đó ngoài các tính năng đo đạc, hệ thống cũng có

một số ch c năng giống như các thiết bị mobile thông thư ng t c là có thể gửi tin

nhắn, xem tin nhắn…

Để xây dựng được đề tài này, em đã nhận được sử quan tâm, ng hộ, giúp đỡ

c a rất nhiều ngư i Trước hết, em xin gửi l i cảm ơn chân thành tới thầy giáo

hướng dẫn PGS.TS Nguy n Vĕn Đ c, thầy đã hướng dẫn em rất nhiêt tình, rất đầy

đ về mặt kiến th c, kỹ thuật chuyên môn, chỉ dạy các bài học kinh nghiệm quý báu

đồng th i chỉ ra cho em nhiều định hướng, ý tư ng, các phương pháp tiếp cận và

thực hiện đề tài, thầy cũng tạo mọi điều kiện tốt nhất về mặt thiết bị, địa điểm làm

việc để em có thể hoàn thành tốt đề tài Em xin chân thành cám ơn các thầy cô giáo

trong khoa, các thầy cô đã truyền dạy cho chúng em những kiến th c vô cùng quý

báu, từ các kiến th c nền tảng đó mà em có thể giải quyết được các vấn đề Cũng

chân thành cảm ơn các anh em, các bạn những ngư i đã khuyến khích, ng hộ,

động viện, giúp đỡ để em có thể thực hiện tốt đề tài

Hà Nội, tháng 5 năm 2012

Bùi Văn Thêm

TÓM T T LU ẬN VĂN

Luận văn nghiên c u các vấn đề liên quan đến việc ng dụng công nghệ

mạng di động cho việc giám sát các tham số môi trư ng, giới thiệu các thiết bị

GSM, các thiết bị đo đạc, giao tiếp với các thiết bị ngoại vi, các thiết bị lưu trữ, thiết

bị cảnh báo, tìm hiểu cơ chế hoạt động c a thiết bị, các ý tư ng thiết kế, các thuật

giải, cách tổ ch c, cách xây dựng các hệ thống đo đạc

Chương 1:

Trong chương này sẽ giới thiệu về hệ thống, cấu trúc c a hệ thống, sơ đồ

khối, các thành phần c a hệ thống, nguyên tắc hoạt động, ch c năng c a hê thống

Chương 2

Khối xử lý dữ liệu, giới thiệu vi điều khiển PSoC, thiết bị hiển thị, cảnh báo

và lưu trữ dữ liệu, sơ đồ khối, sơ đồ kết nối

Chương 3:

Khối đo đạc và lấy dữ liệu, giới thiệu vi điều khiển AVR, giới thiệu cảm biến

đo nhiệt độ, giới thiệu ma trận bàn phím, thuật toán quét tín hiệu, sơ đồ kết nối

Chương 4:

Module GSM, giới thiệu về module GSM, các tập lệnh AT, chuẩn giao tiếp,

cách hoạt động, sơ đồ kết nối

Chương 5:

Giao tiếp với máy tính PC, giới thiệu chuẩn RS232, cách giao tiếp với máy

tính Giới thiệu phần mềm trên máy tính PC

Chương 6:

Kết luận, khả năng ng dụng c a đề tài, những ưu điểm, nhưng hạn chế c a

đề tài, hướng phát triển c a đề tài

M ỤC LỤC

M Đ U 1

TÓM T T LU ẬN VĂN 3

MỤC LỤC 4

DANH SÁCH CÁC HÌNH V 8

DANH SÁCH CÁC B NG BI U 12

DANH SÁCH CÁC T VI T T T 13

CH Ư NG 1 GI I THIỆU V HỆ THỐNG 14

1.1 ng dụng c a hệ thống 15

1.2 Cấu trúc c a hệ thống 16

1.3 Nguyên tắc hoạt động c a hệ thống 16

1.4 Ch c năng c a hệ thống 18

CH Ư NG 2 KHỐI XỬ LÝ D LIỆU 21

2.1 Vi điều khiển PSoC 22

2.1.1 Giới thiệu chung 22

2.1.2 Các thanh ghi 27

2.1.2.1 Thanh ghi c 28

2.1.2.2 Thanh ghi ch a 28

2.1.2.3 Thanh ghi chỉ số 28

2.1.2.4 Thanh ghi con trỏ Stack 28

2.1.2.5 Thanh ghi bộ đếm chương trình 29

2.1.3 Ngắt trong PSoC 29

2.1.4 Các cổng vào ra 31

2.2 LCD 32

2.2.1 Giới thiệu 32

2.2.2 Các thanh ghi 35

2.2.3 C báo bận BF 36

2.2.4 Bộ đếm địa chỉ AC 36

2.2.5 Vùng RAM hiển thị DDRAM 37

2.2.6 Vùng ROM ch a kí tự CGROM 37

2.2.7 Sơ đồ kết nối 39

2.3 Kết nới với Status LED 39

2.3.1 Ch c năng c a các LED 39

2.3.2 Sơ đồ kết nối 41

2.4 Alarm 42

2.4.1 Thiết bị Alarm 42

2.4.2 Sơ đồ kết nối 43

2.5 Nguồn (Power) 43

2.6 Thẻ nhớ SD Card 45

2.6.1 Giới thiệu chung 45

2.6.2 Sơ đồ kết nối 48

CH Ư NG 3 KHỐI ĐO ĐẠC VÀ L Y D LIỆU 49

3.1 Vi điều khiển AVR 50

3.1.1 Giới thiệu chung 50

3.1.2 Kiến trúc c a vi điều khiển AVR 53

3.1.3 Các tệp thanh ghi 56

3.1.4 Khối số học LOGIC 57

3.1.5 Bộ nhớ vào ra 57

3.1.6 Thanh ghi trạng thái 57

3.2 Ma trận bàn phím (key matrix) 58

3.2.1 Bàn phím 58

3.2.2 Sơ đồ kết nối 59

3.3 Keyboard 60

3.3.1 Chuẩn PS/2 60

3.3.2 Sơ đồ kết nối 64

3.4 Cảm biến nhiệt DS18B20 65

3.4.1 Giới thiệu về cảm biến nhiệt DS18B20 65

3.4.2 Một sô tính năng c a cảm biến nhiệt DS18B20 66

3.4.3 Sơ đồ kết nối 67

CH Ư NG 4 MODULE GSM 68

4.1 Giới thiệu chung về mạng GSM 68

4.2 Module Q26 70

4.2.1 Giới thiệu chung… 71

4.2.2 Các chuẩn giao tiếp 72

4.2.3 Tập lệnh AT 77

4.2.3.1 Giới thiệu 77

4.2.3.2 Các câu lệnh AT thông dụng 78

4.2.4 Một số sản phẩm khác 81

CH Ư NG 5 GIAO TI P V I MÁY TÍNH PC 84

5.1 Chuẩn RS232 85

5.1.1 Giới thiệu 85

5.1.2 Vài nét về nguồn gốc 85

5.1.3 Các m c điện áp 86

5.1.3.1 Các m c điện áp đư ng truyền 86

5.1.3.2 Các đặc trưng khác 87

5.1.4 Đầu nối trên máy tính PC 87

5.1.5 Quá trình truyền dữ liệu 89

5.1.5.1 Truyền dữ liệu 89

5.1.5.2 Tốc độ Baud 90

5.1.5.3 Bit chẵn lẻ (parity bit) 90

5.2 Phần mềm trên máy tính PC 91

5.2.1 Giới thiệu về phần mềm 91

5.2.2 Sử dụng phần mềm 92

5.3 Cấu trúc các khung dữ liệu 94

5.3.1 Cấu trúc khung dữ liệu mà hệ thống gửi lên máy tính PC 94

5.3.2 Cấu trúc khung dữ liệu mà máy tính PC gửi tới hệ thống 95

CH Ư NG 6 K T LUẬN 98

6.1 Kết luận 98

6.2 Hướng phát triển đề tài 99

TÀI LI ỆU THAM KH O 100

DANH SÁCH CÁC HÌNH V

Hình 1.1 Sơ đồ khối c a hệ thống 16

Hình 1.2 Sơ đồ kết nối hệ thống 20

Hình 2.1 Khối xử lý dữ liệu 21

Hình 2.2 Chip PSoC 29466 23

Hình 2.3 Kiến trúc c a chip PSoC 25

Hình 2.4 Phần mềm PSoC Designer 26

Hình 2.5 Các thanh ghi c a CPU 27

Hình 2.6 Thanh ghi c 28

Hình 2.7 Thanh ghi ch a 28

Hình 2.8 Thanh ghi chỉ số 28

Hình 2.9 Thanh ghi con trỏ 28

Hình 2.10 Thanh ghi bộ đếm chương trình 29

Hình 2.11 Bảng vector ngắt 30

Hình 2.12 Các thanh ghi vào ra 31

Hình 2.13 LCD 16x2 33

Hình 2.14 LCD 20x4 33

Hình 2.15 LCD 40x4 33

Hình 2.16 LCD Đồ họa 34

Hình 2.17 Bảng mã hóa 38

Hình 2.18 Sơ đồ kết nối 39

Hình 2.19 Status LED 40

Hình 2.20 Kết nối với Status LED 41

Hình 2.21 Kết nối với LED Connector 41

Hình 2.22 Một số thiết bị Alarm 42

Hình 2.23 Sơ đồ kết nối thiết bị Alarm 43

Hình 2.24 Nguồn 5 V 43

Hình 2.25 Nguồn 4.1 V 44

Hình 2.26 Nguồn 3.3 V 44

Hình 2.27 Thẻ nhớ SD Card 45

Hình 2.28 Thẻ nhớ Micro SD Card 46

Hình 2.29 Một số loại thẻ nhớ và Adapter đi kèm 46

Hình 2.30 Th tự chân c a một số loại thẻ nhớ 47

Hình 2.31 Giao tiếp với thẻ nhớ dùng nguồn 3.3 V 47

Hình 2.32 Giao tiếp với thẻ nhớ dùng nguồn 5 V 48

Hình 2.33 Sơ đồ kết nối với thẻ nhớ 48

Hình 3.1 Sơ đồ khối đo đạc và lấy dữ liệu 49

Hình 3.2 Một số loại chip AVR 50

Hình 3.3 Sơ đồ chân chip ATmega16 51

Hình 3.4 Kiến trúc chip AVR 54

Hình 3.5 Bảng vector ngắt chip AVR 54

Hình 3.6 Bộ nhớ c a chip AVR 55

Hình 3.7 Tệp thanh ghi c a chip AVR 56

Hình 3.8 Thanh ghi trạng thái 57

Hình 3.9 Ma trận bàn phím 4x4 và giá trị các phím 58

Hình 3.10 Một số loại ma trận bàn phím 59

Hình 3.11 Kết nối với ma trận bàn phím 59

Hình 3.12 Cổng PS/2 trên máy tính 60

Hình 3.13 Các chân c a cổng PS/2 61

Hình 3.14 Keyboard truyền dữ liệu 63

Hình 3.15 Mã quét bàn phím (AT Keyboard) 63

Hình 3.16 Một số bàn phím AT (AT Keyboard) sử dụng chuẩn PS/2 64

Hình 3.17 Kết nối vi điều khiển với cổng PS/2 64

Hình 3.18 Kết nối connector 65

Hình 3.19 Cảm biến nhiệt DS18B20 65

Hình 3.20 Cấu trúc cảm biến nhiệt DS18B20 66

Hình 3.21 Kết nối cảm biến nhiệt DS18B20 với nguồn ngoài 66

Hình 3.22 Dữ liệu nhiệt độ được ch a trong 2 byte 67

Hình 3.23 Nhiệt độ được biểu dưới dạng các bit 67

Hình 3.24 Sơ đồ kết nối với cảm biến nhiệt DS18B20 67

Hình 4.1 Module Q26 70

Hình 4.2 Kiến trúc c a module Q26 71

Hình 4.3 Module Q26 giao tiếp VĐK qua cổng UART1 73

Hình 4.4 Module Q26 giao tiếp qua cổng UART2 74

Hình 4.5 Module Q26 giao tiếp với SIM 75

Hình 4.6 Ma trận bàn phím 5x5 76

Hình 4.7 Antenna GSM 76

Hình 4.8 Antenna Cable 77

Hình 4.9 Kết nối antenna với module Q26 77

Hình 4.10 Điều khiển module Q26 qua tập lệnh AT 78

Hình 4.11 Một số loại module GSM 81

Hình 4.12 Modem GSM 82

Hình 4.13 Kit phát triển module GSM 82

Hình 4.14 Module GSM và Kit phát triển c a Simcom 83

Hình 5.1 Giao tiếp với máy tính PC 84

Hình 5.2 Cổng nối tiếp 9 chân (DB9) 87

Hình 5.3 Chân tín hiệu cổng DB9 88

Hình 5.4 Khung dữ liệu RS232 (UART) 89

Hình 5.5 Giao diện phần mềm 91

Hình 5.6 Các tham số 92

Hình 5.7 Thiết lập cổng 92

Hình 5.8 Trạng thái khi cổng được m 92

Hình 5.9 Thiết lập các tham số 93

Hình 5.10 Dữ liệu nhận được 93

Hình 5.11 Sơ đồ kết nối hệ thống với máy tính PC 97

DANH SÁCH CÁC B NG BI U

Bảng 2.1 Một số chân đặc biệt 23

Bảng 2.2 Th tự và ch c năng các chân c a LCD 34

Bảng 3.1 Các chân có ch c năng đặc biệt c a ATmega16 52

Bảng 3.2 Các chân c a cổng PS/2 61

Bảng 4.1 Các chân SPI 72

Bảng 4.2 Các chân I2C 72

Bảng 4.3 Các chân UART1 73

Bảng 4.4 Các chân UART2 74

Bảng 4.5 Các chân giao tiếp SIM 74

Bảng 4.6 Các chân giao tiếp ma trận bàn phím 75

Bảng 4.7 Các chân sử dụng cho bộ ADC 76

Bảng 4.8 Lệnh IPR 78

Bảng 4.9 Lệnh CPIN 79

Bảng 4.10 Lệnh ATD 79

Bảng 4.11 Lệnh CGMM 80

Bảng 4.12 Lệnh CCLK 80

Bảng 4.13 Lệnh CMGD 80

Bảng 4.14 Lệnh CMSS 80

Bảng 5.1 M c điện áp c a chuẩn RS232 86

Bảng 5.2 Khung dữ liệu hệ thống gửi lên PC 94

Bảng 5.3 Khung dữ liệu PC gửi tới hệ thống 95

DANH SÁCH CÁC T VI T T T

A/D Analog to Digital conversion

ADC Analog to Digital Converter

GSM Global System for Mobile Communications

NMEA National Marine Electronics Association

PDA Personal Digital Assistant

RISC Reduced Instructions Set Computer

SIM Subscriber Identification Module

UART Universal Asynchronous Receiver and Transmitter

CH Ư NG 1 GI I THIỆU V HỆ THỐNG

Đối với các hệ thống giám sát và điều khiển trước đây hay gặp phải một số

vấn đề như là khoảng cách, giá thành, khó khăn trong việc lắp đặt, di chuyển… Đối

với các hệ thống giám sát sử dụng mạng di động thì hoàn toàn khác, các mạng di

động được m rộng nhiều nơi do đó hệ thống có thể điều khiển, truyền nhận dữ

liệu từ xa, điều này rất thuận lợi khi tiến hành sửa chữa, nâng cấp hệ thống Hơn

nữa, hệ thống còn có kích thước nhỏ gọn, dễ lắp đặt, vận chuyển và bảo quản

Một số hệ thống giám sát và điều khiển sử dụng mạng điện thoại, nhưng là

mạng điện thoại cố định cũng có xu hướng chuyển dần sang xử dụng mạng điện

thoại di động để hệ thống tr nên tiện dụng và có thể hỗ trợ ngư i dùng nhiều hơn

Hế thống giám sát, điều khiển sử dụng mạng GSM còn giúp điều khiển các

thiết bị hoạt động môi trư ng nguy hiểm, độc hại mà con ngư i không thể làm

việc được, các hệ thống này trợ giúp rất nhiều trong lao động sản xuất

Bên cạnh các hệ thống giám sát, đo đạc, điều khiển sử dụng mạng điện thoại

đã được ng dụng rộng rãi trong thực tế như hệ thống cảnh báo cháy, cảnh báo khí

ga, định vị toàn cầu… hệ thống giám sát nhiệt độ sử dụng mạng điện thoại cũng

được sử dụng khá nhiều và ngày càng được tích hợp nhiều ch c năng

Hệ thống giám sát nhiệt độ cho phép ngư i dùng có thể giám sát nhiệt độ

trong một khu vực nhất định hoặc giám sát nhiệt độ c a một vật thể Việc giám sát

nhiệt độ được thực hiện liên tục, ngư i dùng bất kỳ đâu cũng có thể giám sát được

nhiệt độ chỉ cần khu vực đó có sự ph sóng c a mạng điện thoại di động GSM và

cũng có thể biết được nhiệt độ tại bất kỳ th i điểm nào

Hệ thống còn có thể tiến hành cảnh báo nhiệt độ tới ngư i dùng khi mà nhiệt

độ đo đạc được vượt quá giới hạn cho phép mà ngư i dùng thiết lập Khi tiến hành

cảnh báo, hệ thống sẽ gửi thông tin cảnh báo tới ngư i dùng hoặc phát tín hiệu cảnh

báo tại nơi lắp đặt hệ thống (còi cảnh báo sẽ kêu) Hệ thống cảnh báo nhiệt độ còn

có thể kết nối, tích hợp với nhiều hệ thống, thiết bị khác để đáp ng được các yêu

cầu đề ra

1.1 Ứng d ng c a h th ng

Hệ thống thư ng được lắp trong các khu vực cần giám sát nhiệt độ như trong

các phòng bảo quản hóa chất, các phòng bảo quản thực phẩm, các phòng bảo quản

thuốc… Nếu nhiệt độ phòng vượt quá một ngưỡng nào đó thì sẽ có cảnh báo

Ngoài ra, hệ thống cũng được ng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau khi

kết hợp với một số hệ thống giám sát khác để xây dựng lên các hệ thống lơn hơn

như một số hệ thống

 Hệ thống cảnh báo cháy (được xây dựng dựa trên cảnh báo nhiệt độ và

cảnh báo khói)

 Hệ thống giám sát th i tiết phục vụ trong nông nghiệp (được xây dựng

trên cảnh báo nhiệt độ, cảnh báo độ ẩm, điểm đọng sương, đo tốc độ gió)

 Các hệ thống giám sát phục vụ trong lĩnh vực hàng hải (đo nhiệt độ

n ớc, nhiệt độ dầu trong tàu biển)

 Các hệ thống khác…

Hiệu quả khi sử dụng hệ thống:

 Bảo đảm an toàn cho các thiết bị được cảnh báo (hóa chất, thực phẩm,

thuốc, máy móc, nhà xư ng…)

 Giảm chi phí vận hành (nhân công, máy móc, chi phí điều hành…)

 Nh có hệ thống giám sát nhiệt độ từ xa nên có thể tiết kiệm th i gian,

giảm chi phí đi lại

 Việc sử dụng hệ thống góp phần thúc đẩy quá trình đưa khoa học kỹ

thuật tiên tiến vào phục vụ lao động, sản xuất

 Nh có hệ thống cảnh báo từ xa nên việc báo động cho ngư i sử dụng

hoặc cho các cơ quan, tổ ch c được thực hiện một cách dễ dàng,

nhanh chóng hơn Giúp xử lý kịp th i các tính huống, khắc phục tình

trạng báo động chậm làm quá trình xử lý gặp nhiều khó khăn hơn

 Truyền nhận dữ liệu qua mạng GSM sử dụng module GSM

 Giao tiếp với thiệt bị bên ngoài là máy tính PC

1.3 Nguyên t c ho t đ ng c a h th ng

Hệ thống hoạt động tuân theo quá trình sau đây:

 Cấp nguồn cho hệ thống

 Khi được được cấp nguồn thì đèn LED nguồn phát sáng, tiếp theo một số

đèn LED trạng thái cũng phát sáng, có một số đèn sẽ không sáng Màn

hình LCD sẽ hiển thị trạng thái nạp dữ liệu, sau đó sẽ hiển thị về menu

chính

 Khi khối đo đạc dữ liệu hoạt động tốt thì dữ liệu sẽ được gửi tới hệ thống

đèn LED báo hiệu đo đạc sẽ nhấp nháy, tùy theo thiết lập hệ thống mà

đèn LED sẽ nhấp nháy nhanh hay chậm, thông thư ng khi chưa có thiết

lập thì đèn LED sẽ nhấp nháy khá nhanh, tuy nhiên vẫn quan sát được

Nếu khối đo đạc không hoạt động tốt hoặc dữ liệu không được gửi tới hệ

thống thì đèn LED báo hiệu đo đạc sẽ tắt hoặc sáng hoàn toàn, không

nhấp nháy

 Dữ liệu nhận được từ khối đo đạc và lấy dữ liệu sẽ được hệ thống xử lý,

sau khi xử lý xong thì căn c vào các thiết lập mà hệ thống tiến hành các

thao tác tiếp theo Nếu không có thiết lập thì màn hình LCD vẫn hiển thị

menu chính

 Trong quá trình xử lý dữ liệu đo đạc, hệ thống sẽ không nhận các dữ liệu

đo đạc mới cho đến khi hệ thống xử lý xong dữ liệu đo đạc đã nhận được

 Tiến hành các thiết lập hệ thống, tùy theo mục đích sử dụng mà có các

thiết lập khác nhau

 Dữ liệu chỉ được hiển thị khi có thiết lập yêu cầu hiển thị

 Nếu thiết lập update dữ liệu tới PC thì hệ thống sẽ gửi dữ liệu tới PC Nếu

không thiết lập thì sẽ không gửi dữ liệu

 Trong quá trình gửi dữ liệu tới PC thì hệ thống sẽ không nhận dữ liệu đo

đạc

 Nếu có thiết lập save dữ liệu đo đạc thì hệ thống sẽ lưu dữ liệu vào thẻ

nhớ Khi tiến hành quá trình lưu dữu liệu vào thẻ nhớ thì đèn LED

SDCard sẽ đưa ra các tín hiệu để thông báo Nếu không save dữ liệu thì

đèn LED sẽ tắt

 Tiến hành kiểm tra xem có cảnh báo không nếu có thiết lập cảnh báo thì

tùy vào giá trị đo đạc mà tiến hành cảnh báo

 Để có thể cảnh báo (gửi dữ liệu) tới các thiết bị mobile thì buộc phải vào

số điện thoại c a các thiết bị mobile đó, nếu không sẽ không nhận được

dữ liệu

 Nếu thiết lập update dữ liệu tới các thiết bị mobile thì hệ thống sẽ gửi dữ

liệu tới các thiết bị mobile Ngược lai, sẽ không gửi dữ liệu

 Trong quá trình gửi dữ liệu tới các thiết bị mobile thì hệ thống sẽ không

nhận dữ liệu đo đạc

 Khi đang thực thi một thiết lập nào đó, nếu tín hiệu quét được từ ma trận

bàn phím hoặc từ bàn phím AT là phím “F1” thì mọi thao tác thiết lập

hiện th i bị xóa và quay tr về menu chính

 Khi đang thực thi một thiết lập nào đó, nếu tín hiệu quét được từ ma trận

bàn phím hoặc từ bàn phím AT là phím “ESC” thì mọi thao tác thiết lập

hiện th i bị xóa và quay tr menu trước đó (nếu tiếp tục quét được phím

ESC thì sẽ tiếp tục thoát cho đến khi quay tr về menu chính)

 Khi nhận được dữ liệu điều khiển từ xa thì dữ liệu sẽ được đưa vào xử lý,

nếu dữ liệu nhận được là phù hợp thì hệ thống sẽ tiến hành các thao tác

để thực hiện lệnh Nếu câu lệnh hay dữ liệu nhận được là không phù hợp,

 Điều khiển, thiết lập hệ thống thông qua ma trận bàn phím, và bàn phím AT

 Hiển thị trạng thái c a hệ thống thông qua các LED

 Cảnh báo (còi) khi điều kiện cảnh báo xảy ra

 Hỗ trợ lưu trữ dữ liệu vào thẻ nhớ Tùy theo dung lượng thẻ nhớ và dữ liệu

đo đạc mà hệ thống có thể lưu dữ liệu trong th i gian liên tục đến vài năm

Dữ liệu đo đạc từ hệ thống có thể lưu trữ liên tục, r i rạc hoặc không lưu trữ

 Hỗ trợ giao tiếp với các thiệt bị ngoại vi khác qua đư ng I2C, UART

 Hiển thi dữ liệu trên máy tính PC

 Hỗ trợ điều khiển hệ thống bằng máy tính PC

 Hỗ trợ gửi đọc tin nhắn từ PC

 Hỗ trợ tự động update dữ liệu lên PC, dữ liệu có thể update liên tục, r i rạc

hoặc không update

 Hỗ trợ tự động update dữ liệu tới các thiết bị mobile, dữ liệu có thể update

r i rạc hoặc không update

 Gửi dữ liệu tới các thiết bị mobile khi điều kiện cảnh báo xảy ra

 Hỗ trợ forward dữ liệu tới các thiết bị mobile

 Hỗ trợ kết nối với antenna

 Hỗ trợ gửi tin nhắn (tin SMS)

 Điều khiển hệ thống từ xa, dùng thiết bị mobile để điều khiển hệ thống

 Thiết lập điều kiện cảnh báo, cảnh báo m c cao, cảnh báo m c thấp hoặc

cũng có thể không thiết lập cảnh báo

 Sử dụng mạng GSM các băng tần 900, 1800, 1900 Mhz

 Hỗ trợ đo đạc, điều khiển nhiều tham số

 Cơ chế nhớ đư ng dẫn (nhớ các thao tác thiết lập gần nhất)

 Hỗ trợ tích hợp một số thiết bị vào hệ thống

 Các ch c năng khác…

1.5 S đồ k t n i c a h th ng

Hình 1.2 Sơ đồ kết nối hệ thống

CH Ư NG 2 KHỐI XỬ LÝ D LIỆU

Khối xử lý dữ liệu là thành phần rất quan trọng c a hệ thống, nó điều khiển,

kết nối nhiều module nhỏ có ch c năng khác nhau để tiến hành xử lý dữ liệu Bên

cạnh ch c năng chính là nhận dữ liệu và xử lý dữ liệu, khối xử lý dữ liệu còn thực

hiện ch c năng giao tiếp hệ thống với các thiết bị ngoại vi

Sơ đồ khối:

Hình 2.1 Khối xử lý dữ liệu

2.1 Vi đi u khi n PSoC

2.1.1 Gi i thi u chung

PSoC viết tắt c a cụm từ Programmable System on Chip, có nghĩa là hệ

thống khả trình trên 1 chip Các chíp chế tạo theo công nghệ PsoC cho phép thay

đổi được cấu hình đơn giản bằng cách gán ch c năng cho các khối tài nguyên có

sẵn trên chip Hơn nữa nó còn có thể kết nối tương đối mềm dẻo các khối ch c năng

với nhau hoặc giữa các khối ch c năng với các cổng vào ra Chính vì vậy mà PSoC

có thể tay thế cho rất nhiều ch c năng c a một số hệ thống cơ bản chỉ bằng một đơn

chíp Thành phần c a chíp PSoC bao gồm các khối ngoại vi số và tương tự có thể

cấu hình được, một bộ vi xử lý 8 bit, bộ nhớ chương trình (EEROM) có thể lập trình

được và bộ nhớ RAM khá lớn Để lập trình hệ thống, ngư i sử dụng được cung cấp

một phần mềm lập trình, ví dụ như cho các chíp PSoC c a Cypress ngư i lập trình

phải có phần mềm PsoC Designer Ngoai ra để nạp được chương trình điều khiển

vào chíp thì ngư i lập trình phải có một kit phát triển do hãng chế tạo chip cung cấp

(hoặc một bộ nạp) Phần mềm thiết kế được xây dựng trên cơ s hướng đối tượng

với cấu trúc module hóa Mỗi khối ch c năng là một module mềm Việc lập cấu

hình cho chíp như thế nào là tùy thuộc vào ngư i lập trình thông qua một số thư

viện chuẩn Ngư i lập trình thiết lập cấu hình trên chíp chỉ đơn giản bằng cách

muốn chíp có những ch c năng gì thi kéo ch c năng đó và thả vào khối tài nguyên

số hoặc tương tự, hoặc cả hai tùy theo từng ch c năng (Phương pháp lập trình kéo

thả) Việc thiết lập ngắt trên chân nào, loại ngắt là gì, các chân vào ra được hoạt

động chế độ như thế nào đều tùy thuộc vào việc thiết lập c a ngư i lập trình khi

thiết kế và lập trình cho PSoC Với khả năng đặt cấu hình mạnh mẽ này, một thiết bị

điều khiển, đo lư ng có thể được gói gọn trên một chip duy nhất Chính vì lý do đó,

hãng Cypress MicroSystems đã không gọi sản phẩm c a mình là vi điều khiển (μC)

như truyền thống, mà gọi là “thiết bị PSoC” (PSoC device), và họ hy vọng rằng, với

khả năng đặt cấu hình mạnh mẽ, ngư i sử dụng sẽ có được những thiết bị điều

khiển, những thiết bị đo có giá rẻ, kích thước nhỏ gọn, và sản phẩm PSoC c a họ sẽ

thay thế được các thiết bị dựa trên vi xử lý hoặc vi điều khiển đã có từ trước đến

nay

Hình dáng và các chân c a chip PSoC 29466

Hình 2.2 Chip PSoC 29466

Ch c năng một số chân đặc biệt:

Bảng 2.1 Một số chân đặc biệt Chân

số

Tên Ch c năng

28 Vdd Chân nguồn, nối với nguồn cung cấp cho PSoC Nguồn

cung cấp có thể là 5 V hoặc 3.3 V

19 XRES Chân Reset, có tác dụng thiết lập lại chip PSoC

17 EXTCLK Chân này là chân clock khi nạp chương trình cho PSoC

15 SDA Đưa dữ liệu vào PSoC khi nạp chương trình

14 Vss Chân nối đất, chân này sẽ được nối với GND trong mạch

9 SMP Không kết nối chân này

 Hoạt động tốc độ cao mμ năng lượng tiêu hao ít

 Dải điện áp hoạt động từ 3.0 tới 5.25V

 Điện áp hoạt động có thể giảm xuống 1.0 V sử dụng chế độ kích điện áp

 Hoạt động trong dải nhiệt độ -400C đến 850C

 Các kh i ngo i vi có th đ c s d ng đ c l p hoặc k t h p

 12 khối ngoại vi tương tự có thể được thiết lập để làm các nhiệm vụ:

 Các bộ ADC lên tới 14 bit

 Các bộ DAC lên tới 9 bit

 Các bộ khuếch đại có thể lập trình được hệ số khuếch đại

 Các bộ lọc và các bộ so sánh có thể lập trình được

 8 khối ngoại vi số có thể được thiết lập để làm các nhiệm vụ:

 Các bộ định th i đa ch c năng, đếm sự kiện, đồng hồ th i gian thực,

bộ điều chế độ rộng xung có và không có dải an toàn (deadband)

 Các modun kiểm tra lỗi (CRC module)

 Hai bộ truyền thông nối tiếp không đồng bộ hai chiều

 Các bộ truyền thông SPI Master hoặc Slave có thể cấu hình được

 Có thể kết nối với tất cả các chân vào ra

 B nh linh ho t trên chíp

 Không gian bộ nhớ chương trình Flash từ 4K đến 32K, phụ thuộc vào từng

loại chíp với chu kỳ ghi xóa cho bộ nhớ Flash là 50.000 lần

 Không gian bộ nhớ RAM là 256 byte

 Chíp có thể lập trình thông qua chuẩn nối tiếp (ISSP)

 Bộ nhớ Flash có thể được nâng cấp từng phần

 Chế độ bảo mật đa năng, tin cậy

 Có thể tạo được không gian bộ nhớ Flash trên chíp lên tới 2,304 byte

Hình 2.3 Kiến trúc c a chip PSoC

 Có th l p trình đư c c u hình cho t ng chân c a chíp

 Các chân vào ra ba trạng thái sử dụng Trigger Schmitt

 Đầu ra logic có thể cung cấp dòng 25mA với điện tr treo cao hoặc thấp

bên trong

 Thay đổi được ngắt trên từng chân

 Đư ng ra tương tự có thể cung cấp dòng tới 40mA

 Đư ng ra đa ch c năng có từ 6 đến 44 tùy thuộc vào từng loại chíp

 Xung nh ịp c a chíp có th l p trình đư c

 Bộ tạo dao động 24/48MHz bên trong (độ chính xác là 2,5%, không cần

thiết bị ngoài)

 Có thể lựa chọn bộ dao động ngoài lên tới 24MHz

 Bộ dao động thạch anh 32,768 kHz bên trong

 Bộ tạo dao động tốc độ thấp bên trong sử dụng cho Watchdog và Sleep

 Ngo i vi đư c thi t l p sẵn

 Bộ định th i Watchdog và Sleep phục vụ chế độ an toàn và chế độ nghỉ

 Module truyền thông I2C Master và I2C Slave tốc độ lên tới 400kHz

 Module phát hiện điện áp thấp được cấu hình b i ngư i sử dụng

 Công c phát tri n

 Phần mềm phát triển miễn phí (PSoCTM Designer)

 Bộ lập trình và bộ mô phỏng với đầy đ tính năng

 Mô phỏng tốc độ cao

Hình 2.4 Phần mềm PSoC Designer

2.1.2 Các thanh ghi

Các họ chíp c a PSoC dựa trên bộ vi xử lý mạnh mẽ 8 bit với cấu trúc

Harvard (Cấu trúc Harvard là cấu trúc mà bus dữ liệu, bus địa chỉ và tín hiệu điều

khiển c a bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu độc lập với nhau) Nó có 5 thanh

ghi điều khiển hoạt động chính c a CPU Những thanh ghi này bị tác động b i

những lệnh khác nhau Ngư i sử dụng không thể truy cập trực tiếp vào các thanh

ghi này thông qua không gian bộ nhớ các thanh ghi

Hình 2.5 Các thanh ghi c a CPU

Bộ đếm chương trình là một thanh ghi 16 bit (CPU_PC), nó cho phép ngư i

lập trình truy cập trực tiếp vào toàn bộ không gian bộ nhớ chương trình trên chíp

Đây là một không gian nhớ liên tục và không cần phải tạo thành trang (no paging)

Thanh ghi ch a (Accumulator) là một thanh ghi đa mục đích, nó thư ng

được sử dụng để lưu giữ kết quả c a bất c một lệnh nào sử dụng chế độ địa chỉ

nguồn

Thanh ghi chỉ số được dùng để lưu giữ giá trị Offset (độ lệch) trong chế độ

địa chỉ chỉ số Tiêu biểu là nó được dùng để địa chỉ một khối dữ liệu bên trong

không gian nhớ dữ liệu

Thanh ghi Con trỏ Stack (Stack Pointer) lưu giữ địa chỉ c a đỉnh Stack trong

không gian nhớ dữ liệu Nó bị tác động b i những lệnh như PUSH, POP, LCALL,

RETI và RET Nói chung là tất cả những lệnh có liên quan đến stack c a phần

mềm Nó cũng có thể bị ảnh hư ng b i lệnh SWAP và lệnh ADD

Thanh ghi c (Flags) có các bit trạng thái: bit c không - Zero Flag bit, bit c

nhớ - Carry Flag bit Bit cho phép ngắt toàn cục - Global Interrupt enable bit được

dùng để cho phép hoặc cấm toàn bộ các ngắt Các c trên bị ảnh hư ng b i các lệnh

khi thực hiện chương trình

2.1.2.4 Thanh ghi con tr Stack

Hình 2.9 Thanh ghi con trỏ

2.1.2.5 Thanh ghi b đ m ch ng trình

Hình 2.10 Thanh ghi bộ đếm chương trình

2.1.3 Ng t trong PSoC

Quá trình thực hiện ngắt được tiến hành theo các bước sau:

 Khi một ngắt được kích hoạt, có thể là do một điều kiện ngắt được sinh ra

do các nguồn bên trong hoặc bên ngoài gây ra và trước đó thông báo ngắt

được cho phép b i thanh ghi mặt nạ che ngắt, hoặc có một ngắt đang ch

được xử lý và GIE (global interrupt enable - cho phép ngắt toàn cục)

được đặt từ 0 sang 1 trong thanh ghi c c a CPU

 Lệnh thi hành hiện th i kết thúc biên giới lệnh (biên giới lệnh là th i

điểm CPU chuyển từ lệnh này sang lệnh khác)

 Th tục ngắt bên trong được thực hiện, tiêu tốn khoảng 13 chu kỳ máy

Trong khoảng th i gian này thì CPU thực hiện những công việc sau:

 Lưu byte cao, byte thấp c a bộ đếm chương trình (PCH và PCL) và

thanh ghi c (CPU_F) vào trong Stack theo th tự như trên

 Thanh ghi c được xóa trắng và từ đó bit GIE bị xóa về 0 và những

ngắt mới sinh ra tạm th i bị cấm

 Byte cao c a bộ đếm chương trình (PC[15:8]) được xóa về 0 (zero)

 Vector ngắt được đọc từ bộ điều khiển vector ngắt và giá trị c a nó

được đặt vào trong byte thấp c a bộ đếm chương trình (PC[7:0]) Việc này sẽ đặt bộ đếm chương trình trỏ vào địa chỉ thích hợp trong bảng vector ngắt

 Chương trình sẽ thi hành vector trong bảng vector ngắt Nhìn chung thì

một lệnh LJMP trong bảng vector ngắt sẽ chuyển sự thi hành c a CPU tới

trình phục vụ ngắt c a ngư i dùng để phục vụ cho ngắt này

Hình 2.11 Bảng vector ngắt

 Trình phục vụ ngắt được thi hành Lưu ý rằng tất cả các ngắt đều bị vô

hiệu hóa kể từ khi bit GIE = 0 Các ngắt khác có thể được m lại trong

trình phục vụ ngắt nếu cần thiết bằng cách đặt bit GIE = 1 (chú ý vì nó có

thể làm tràn Stack)

 Khi trình phục vụ ngắt kết thúc với lệnh RETI thì thanh ghi c (CPU_F),

byte thấp và byte cao c a bộ đếm chương trình được lấy ra khỏi Stack

theo đúng trình tự như trên Từ khi thanh ghi c (CPU_F) được khôi phục

lại giá trị thì nó sẽ cho phép các ngắt (GIE =1)

 Chương trình sẽ bắt đầu thi hành lệnh kế tiếp, ngay sau lệnh được thực

hiện trước khi xảy ra ngắt Tuy nhiên, nếu như có ngắt đang ch được

phục vụ thì nó sẽ được thực hiện trước

2.1.4 Các c ổng vào ra

Cổng vào ra đa ch c năng cung cấp cho CPU một giao diện với bên ngoài

Chúng đòi hỏi một số lượng lớn thanh ghi cấu hình để hỗ trợ cho nhiều chế hoạt

động vào / ra bao gồm cả số và tương tự

Hình 2.12 Các thanh ghi vào ra Các cổng vào ra đa ch c năng đều có độ rộng là 8 bit/ 1 cổng Mỗi một cổng

vào/ra bao gồm 8 khối GPIO giống hệt nhau Mỗi một khối GPIO đều được kết nối

với bit có số th tự tương ng trong địa chỉ và thanh ghi B i vậy, những thanh ghi

trong bảng thực sự chỉ dành cho một cổng (bao gồm 8 khối GPIO) Trong đó thì vị

trí c a bit sẽ chỉ rõ là khối GPIO nào trong 8 khối được điều khiển với cổng vào ra

Mỗi một khối GPIO có thể được sử dụng cho những kiểu vào ra sau:

 Vào ra số (Vào ra số điều khiển b i phần mềm)

 Vào ra toàn cục (Vào ra cho các khối PSoC số)

 Vào ra tương tự (Vào ra cho các khối PSoC tương tự)

Mỗi một chân vào ra đều có vài chế độ hoạt động cũng như là khả năng tạo

ngắt Trong khi tất cả các chân đều được nối đư ng vào ra số thì một vài chân lại

không được kết nối với ch c năng vào ra c a khối tương tự hoặc bus toàn cục

 Vào ra s :

Một trong những ch c năng hoạt động cơ bản c a cổng vào ra đa ch c năng

là cho phép CPU gửi thông tin ra ngoài chip và lấy thông tin từ bên ngoài vào Điều

này được thực hiện nh thanh ghi dữ liệu cổng (Port Data Register – PRTxDR)

Việc viết dữ liệu vào thanh ghi PRTxDR sẽ lưu lại trạng thái dữ liệu, mỗi bit cho

một chân GPIO Trong chế độ thư ng thì mỗi chân GPIO sẽ lặp lại bit dữ liệu đó

Nghĩa là khi ta viết một giá trị vào trong thanh ghi dữ liệu PRTxDR thì đầu ra c a

cổng tương ng sẽ có giá trị giống như trong thanh ghi dữ liệu Điện áp thực chân

ra phụ thuộc vào chế độ hoạt động c a chân và tải bên ngoài được nối vào chân đó

CPU có thể đọc giá trị c a một cổng bằng cách đọc giá trị c a thanh ghi

PRTxDR Khi CPU đọc giá trị c a PRTxDR thì giá trị điện áp hiện th i c a chân

vào ra sẽ được chuyển đổi sang giá trị logic và được trả về cho CPU Hoạt động này

sẽ đọc giá trị điện áp c a chân vào ra ch không phải là đọc về giá trị chốt c a thanh

ghi PRTxDR

 Vào ra toàn c c (Global IO):

Các cổng vào ra đa ch c năng cũng được nối liền với các khối số thông qua

các vào ra toàn cục Tính năng vào ra toàn cục c a mỗi cổng được mặc định trạng

thái tắt Để sử dụng tính năng này thì có 2 thông số cần phải được thay đổi Th

nhất để cấu hình cho một chân GPIO hoạt động như là một đầu vào toàn cục thì bit

lựa chọn cổng toàn cục cần phải được set để yêu cầu GPIO sử dụng thanh ghi

PRTxGS Th hai là chế độ hoạt động c a GPIO cần phải được đưa về trạng thái

cao tr Để cấu hình cho một chân GPIO hoạt động như là một đầu ra toàn cục thì

bit lựa chọn cổng toàn cục cần phải được set lần nữa Nhưng trong trư ng hợp này

thì chế độ hoạt động c a GPIO là bất kì trừ chế độ có tr kháng cao

 Vào ra t ng tự:

Tín hiệu tương tự có thể được truyền dẫn giữa CPU và chân c a chíp thông

qua chân AOUT c a khối Chân này được nối với khối thông qua một điện tr

(khoảng 300 ohms) Chân vào ra đa ch c năng cần phải đưa về chế độ có tr kháng

cao

2.2 LCD

2.2.1 Gi i thi u

Ngày nay, thiết bị hiển thị LCD (Liquid Crystal Display ) được sử dụng

trong rất nhiều các ng dụng c a vi điều khiển LCD có rất nhiều ưu điểm so với

các dạng hiển thị khác Nó có khả năng hiển thị kí tự đa dạng, trực quan (chữ, số

và kí tự đồ họa), dễ dàng đưa vào mạch ng dụng theo nhiều giao th c điều khiển

khác nhau, tốn rất ít tài nguyên hệ thống và giá thành rẻ…

Có rất nhiều loại LCD với nhiều hình dáng và kích thước khác nhau, sử

- LCD đồ họa:

Hình 2.16 LCD Đồ họa

LCD có các chân nh sau:

Tùy từng loại LCD, tùy từng hãng sản xuất mà LCD có th tự chân khác

nhau Thông thư ng LCD có các chân như sau:

Bảng 2.2 Th tự và ch c năng các chân c a LCD Chân

số

với GND c a mạch điều khiển

này với nguồn 5V c a mạch

Chân chọn thanh ghi (Register select) Nối chân RS với logic “0” (GND) hoặc logic “1” (VCC) để chọn thanh ghi

 Logic “0” : Bus DB0-DB7 sẽ nối với thanh ghi lệnh IR

c a LCD ( chế độ “ghi” - write) hoặc nối với bộ đếm địa

5 R/W logic “0” để LCD hoạt động chế độ ghi, hoặc nối với logic

“1” để LCD chế độ đọc

Chân cho phép (Enable) Sau khi các tín hiệu được đặt lên bus DB0-DB7, các lệnh chỉ được chấp nhận khi có 1 xung cho phép c a chân E

 chế độ ghi: Dữ liệu bus sẽ được LCD chuyển vào thanh ghi bên trong nó khi phát hiện một xung (high-to-low transition) c a tín hiệu chân E

 chế độ đọc: Dữ liệu sẽ được LCD xuất ra DB0-DB7 khiphát hiện cạnh lên (low- to-high transition) chân E và được LCD giữ bus đến khi nào chân E xuống m c

thấp

7

DB7

DB0-Tám đư ng c a bus dữ liệu dùng để trao đổi thông tin vớiCPU Có 2 chế độ sử dụng 8 đư ng bus này:

 Chế độ 8 bit: Dữ liệu được truyền trên cả 8 đư ng, với bit MSB là bit DB7

 Chế độ 4 bit: Dữ liệu được truyền trên 4 đư ng từ DB4

tới DB7, bit MSB là DB7

2.2.2 Các thanh ghi

LCD có 2 thanh ghi 8 bit quan trọng: Thanh ghi lệnh IR (Instructor

Register) và thanh ghi dữ liệu DR (Data Register)

Thanh ghi IR: Để điều khiển LCD, ngư i dùng phải “ra lệnh” thông qua tám

đư ng bus DB0-DB7 Mỗi lệnh được nhà sản xuất LCD đánh địa chỉ rõ ràng

Ngư i dùng chỉ việc cung cấp địa chỉ lệnh bằng cách nạp vào thanh ghi IR Nghĩa

là, khi ta nạp vào thanh ghi IR một chuỗi 8 bit, LCD sẽ tra bảng mã lệnh tại địa chỉ

mà IR cung cấp và thực hiện lệnh đó

VD: Lệnh “hiển thị màn hình” có địa chỉ lệnh là 00001100 (DB7… DB0)

Lệnh “hiển thị màn hình và con trỏ” có mã lệnh là 00001110

Thanh ghi DR: Thanh ghi DR dùng để ch a dữ liệu 8 bit để ghi vào vùng

RAM DDRAM hoặc CGRAM ( chế độ ghi) hoặc dùng để ch a dữ liệu từ 2 vùng

RAM này g i ra cho MC ( chế độ đọc) Nghĩa là, khi MC ghi thông tin vào DR,

mạch nội bên trong chíp sẽ tự động ghi thông tin này vào DDRAM hoặc CGRAM

Hoặc khi thông tin về địa chỉ được ghi vào IR, dữ liệu địa chỉ này trong vùng

RAM nội c a LCD sẽ được chuyển ra DR để truyền cho MPU

Bằng cách điều khiển chân RS và R/W chúng ta có thể chuyển qua lại giữa 2

thanh ghi này khi giao tiếp với MC Bảng sau đây tóm tắt lại các thiết lập đối với

hai chân RS và R/W theo mục đích giao tiếp

2.2.3 C báo b n BF

Khi thực hiện các hoạt động bên trong chíp, mạch nội bên trong cần một

khoảng th i gian để hoàn tất Khi đang thực thi các hoạt động bên trong chip như

thế, LCD bỏ qua mọi giao tiếp với bên ngoài và bật c BF (thông qua chân DB7

khi có thiết lập RS=0, R/W=1) lên để báo cho MC biết nó đang “bận” Dĩ nhiên,

khi xong việc, nó sẽ đặt c BF lại m c 0

2.2.4 B đ m địa chỉ AC

Thanh ghi IR không trực tiếp kết nối với vùng RAM (DDRAM và

CGRAM) mà thông qua bộ đếm địa chỉ AC Bộ đếm này lại nối với 2 vùng RAM

theo kiểu rẽ nhánh Khi một địa chỉ lệnh được nạp vào thanh ghi IR, thông tin

được nối trực tiếp cho 2 vùng RAM nhưng việc chọn lựa vùng RAM tương tác đã

được bao hàm trong mã lệnh

Sau khi ghi vào (đọc từ) RAM, bộ đếm AC tự động tăng lên (giảm đi) một

đơn vị và nội dung c a AC được xuất ra cho MC thông qua DB0-DB6 khi có thiết

lập RS=0 và R/W=1

2.2.5 Vùng RAM hi n thị DDRAM

Đây là vùng RAM dùng để hiển thị, nghĩa là ng với một địa chỉ c a RAM

là một ô kí tự trên màn hình và khi ngư i dùng ghi vào vùng RAM này một mã 8

bit, LCD sẽ hiển thị tại vị trí tương ng trên màn hình một kí tự có mã 8 bit mà

ngư i dùng đã cung cấp

Vùng RAM này có 80x8 bit nhớ, nghĩa là ch a được 80 kí tự mã 8 bit

Những vùng RAM còn lại không dùng cho hiển thị có thể dùng như vùng RAM đa

mục đích

Lưu ý là để truy cập vào DDRAM, ta phải cung cấp địa chỉ cho AC theo mã

HEX

2.2.6 Vùng ROM ch a kí tự CGROM

Vùng ROM này dùng để ch a các mẫu kí tự loại 5x8 hoặc 5x10 điểm ảnh/kí

tự, và định địa chỉ bằng 8 bit Tuy nhiên, nó chỉ có 208 mẫu kí tự 5x8 và 32

mẫu kí tự kiểu 5x10 (tổng cộng là 240 thay vì 28 = 256 mẫu kí tự) Ngư i

dùng không thể thay đổi vùng ROM này

Như vậy, để có thể ghi vào vị trí th x trên màn hình một kí tự y nào đó,

ngư i dùng phải ghi vào vùng DDRAM tại địa chỉ x một chuỗi mã kí tự 8 bit trên

CGROM

Bảng mã hóa:

Hình 2.17 Bảng mã hóa

2.2.7 S đồ k t n i

Hình 2.18 Sơ đồ kết nối

2.3 K t n i v i Status LED

2.3.1 Ch c n ĕng c a các LED

LED được ng dụng khá nhiều trong thực tế do LED có kích thước nhỏ gọn,

có độ bền cao, giá thành thấp, dễ dàng vận chuyển và lắp đặt LED thư ng được

dùng trong các bộ phẩn hiển thị để chỉ dẫn, báo hiệu hoặc cảnh báo Led có màu sắc

phong phú và có nhiều kích thước khác nhau Trong hệ thống LED được dùng để

báo hiệu trạng thái c a hệ thống Phía dưới là tên, màu sắc, trạng thái và ch c năng

c a các LED khi hoạt động