Đang tải... (xem toàn văn)
THIẾT KẾ MẠCH, KHÓA SỐ ĐIỆN TỬ, TRÊN VĐK MSP430, điện tử viễn thông, đh bách khoa hà nội
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG ÷÷÷÷÷÷o0÷÷÷÷÷ BÁO CÁO ĐỒ ÁN II ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠCH KHÓA SỐ ĐIỆN TỬ TRÊN VĐK MSP430 GVHD: Ths TRẦN NGỌC TUẤN Sinh viên thực hiện: Đàm Văn Phượng 20111974 Trần Hồng Quân 20111998 Hà Nội 1/2015 LỜI NĨI ĐẦU Trong thời kỳ cơng nghiệp hóa đại hóa ngày nay, thiết bị điện tử, tự động hóa đóng vai trị quan trọng, đặc biệt trình sả xuất phân xưởng, nhà máy đời sống gia đình.Trong lĩnh vực điều khiển cơng nghệ chế tạo vi mạch lập trình phát triển đem đến kỹ thuật điều khiển đại có nhiều ưu điểm so với việc sử dụng mạch lắp ráp Các linh kiện sử dụng nhỏ, giá thành rẻ, độ làm việc tin cậy, công suất cao Lĩnh vự điều khiển ứng dụng rộng rãi thiết bị, sản phẩm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt hàng ngày người loại máy tự động, đồng hồ báo giờ, loại đèn quang báo, Với kiến thức học thông qua tìm hiểu internet chúng em chúng em chọn đề tài là: Mạch khóa số điện tử sử dụng vi điều khiển MSP430 Bài tập lớn bao gồm chương: Chương 1: Khảo sát & phân tích hệ thống + Tìm hiểu qua linh kiện + Hoạt động linh kiện hệ thống Chương 2: Giới thiệu hệ thống nhúng KIT MSP430 + Giới thiệu hệ thóng nhúng + KIT MSP430 Chương 3: Thiết kế hệ thống: + Sơ đồ mạch, mạch in Do kiến thức nhiều hạn chế nên dễ xảy sai sót, mong thầy góp ý bổ sung để nhóm em hồn thiện kiến thức Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy! MỤC LỤC CHƯƠNG 1: KHẢO SÁT VÀ PHÂN TÍCH HỆ THỐNG .5 1.1 Giới thiệu đề tài: 1.2 Mô tả đề tài: 1.3 Yêu cầu chức năng: .5 1.4 Yêu cầu phi năng: .6 1.5 Các công cụ sử dụng: 1.6 Sơ đồ khối hệ thống: .6 1.7 Phân chia công việc: CHƯƠNG 2: Giới thiệu hệ thống nhúng KIT MSP430 2.1 Hệ thống nhúng gì? 2.2 KIT MSP430 .8 2.2.1 Sơ lược cấu tạo KIT MSP430 2.2.2 Bộ nhớ KIT MSP430 .12 2.3 Phần mềm .13 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 14 3.1 Sơ đồ bàn phím .14 3.2 : Khối hiển thị .15 3.3 Khối nguồn 15 3.4 : Sơ đồ toàn mạch 16 3.4.1 Mạch chạy thử proteus 17 3.4.2 Sơ đồ mạch in .17 3.4.5 Hình chụp toàn mạch: 18 CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN .18 PHỤ LỤC : SOURCE CODE 19 CHƯƠNG 1: KHẢO SÁT VÀ PHÂN TÍCH HỆ THỐNG 1.1 Giới thiệu đề tài: Các thiết bị nhà vật dụng quan trọng khơng thể thiếu đời sống chúng ta, ví dụ như: đồng hồ báo thức, bóng điện, nhiệt kế , khóa Tuy nhiên thiết bị học thường khơng xác dễ sai lệch, lại hoạt động cách tự động Nhưng ngày với sử dụng thiết bị điện tử, thiết bị thay thiết bị nhỏ gọn chạy xác Chính từ nhu cầu điều kiện chúng em định chọn đề tài: thiết kế mạch khóa số điện tử, góp phần nhỏ vào thiết bị thông minh nhà 1.2 Mơ tả đề tài: Đề tài: Khóa số điện tử - Hệ thống kết nối với cửa vào, yêu cầu người sử dụng phải đăng nhập mật vào hệ thống để vào - Dùng LCD để hiển thị mật giao tiếp với người sử dụng - Hệ thống có keypad giúp người dùng nhập mật vào hệ thống - Khi người sử dụng nhập mật vào hệ thống hệ thống tự động mở cửa cho người vào 1.3 Yêu cầu chức năng: - Khóa số giao tiếp qua keypad , hiển thị lên LCD Nhập mật để mở khóa Nhập sai lần hệ thống treo phút Có thể thay đổi mật 1.4 Yêu cầu phi năng: - Sử dụng vi điều khiển MSP430 với công suất nhỏ - Các chức dễ sử dụng - Hiển thị lên LCD dễ theo dõi 1.5 Các công cụ sử dụng: - Code Composer Studio : Soạn thảo code C Proteus 8.0 : Mô mạch Altium 13.4: Thiết kế mạch nguyên lý mạch in Micosoft Visio : Lập sơ đồ khối 1.6 Sơ đồ khối hệ thống: Hình 1: Sơ đồ khối hệ thống 1.7 Phân chia công việc: - Đàm Văn Phượng: Soạn thảo code C, đặt mạch in, viết báo cáo - Trần Hồng Quân: Thiết kế mạch nguyên lý mạch in, hàn mạch CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ CÁC HỆ THỐNG NHÚNG VÀ KIT MSP430 2.1 Hệ thống nhúng gì? Theo Wikipedia.org Hệ thống nhúng (Embedded system) thuật ngữ để hệ thống có khả tự trị nhúng vào môi trường hay hệ thống mẹ Đó hệ thống tích hợp phần cứng phần mềm phục vụ toán chuyên dụng nhiều lĩnh vực cơng nghiệp, tự động hố điều khiển, quan trắc truyền tin Đặc điểm hệ thống nhúng hoạt động ổn định có tính tự động hố cao Khơng giống máy tính, hệ thống nhúng thực một vài chức định khơng có chức xử lý máy tính Các hệ thống nhúng bắt buộc phải có phần cứng thiết kế riêng kèm hoạt động với chức Các hệ thống nhúng thường thiết kế tối ưu kích thước giá thành; hệ thống nhùng thường sản xuất với số lượng lớn Phần mềm hệ thống lưu trữ chip nhớ ROM nhớ flash Phần mềm thường chạy với số tài ngun phần cứng hạn chế: khơng có bàn phím, hình có với kích thước nhỏ, dung lượng nhớ thấp Sau đây, ta sâu, xem xét cụ thể đặc điểm thành phần hệ thống nhúng Các hệ thống nhúng sau sử dụng hoạt động độc lập, không cần điều khiển người Hệ thống hoạt động ổn định thời gian lâu không xảy lỗi, cố Các hệ thống nhúng thường gặp thực tế như: mạch điều khiển máy giặt, tivi, điệ thoại… Hướng phát triển hệ thống nhúng: Hệ thống điều khiển tương tự (trước năm 1970) Hệ thống máy tính số (từ 1970 tới nay) + Mạch số tích hợp thấp: transistor, IC 555… + Mạch số tích hợp trung bình: CMOS 4000 + Mạch số tích hợp cao: vi điều khiển 2.2 KIT MSP430 2.2.1 Sơ lược cấu tạo KIT MSP430 Hình 2: KIT MSP430G2 o KIT MSP-EXP430G2 phát triển Texas Instruments hỗ trợ dòng vi điều khiển MSP430G2xx LaunchPad hỗ trợ cổng kết nối USB, 20 chân DIP socket Nó công cụ hỗ trợ cho nạp code đánh giá gỡ lỗi dễ dàng Một Kit LaunchPad gồm hai thành phần, với GND phủ chung: o Nửa trên: (Embedded Emulation ) phần mạch nạp theo chuẩn spy-bi-wire Jtag (2 dây), kết hợp với chuyển đổi giao tiếp UART với máy tính Trên đầu USBmini để nối với máy tính phía hàng Header để nối đối tượng cần giao tiếp, bao gồm chân: + TXD, RXD: phục vụ giao tiếp UART với máy tính + RST, TEST: phục vụ nạp debug (sửa lỗi) theo chuẩn spy-bi-wire Jtag + VCC: cấp nguồn 3V3 cho đối tượng (thường nửa LaunchPad) 6-pin eZ430 connector (J4): chân kết nối với mạch eZ430 Chức chân sau Thứ tự chân từ xuống dưới, chân phần bên Emulation Châ Tín hiệu Chức n TXT VCC TEST/SBTCK Truyền liệu cho giao tiếp UART Chân cấp điện áp cho khối giao tiếp với J4 Chế độ kiểm tra cho JTAG chân Spy-Bi-Wire đầu vào đồng hồ kiểm tra trình lập trình thử RST / nghiệm Thiết lập lại, Spy-Bi-Wire đầu vào liệu thử nghiệm / SBWTDIO GND TXD đầu trình lập trình thử nghiệm Chân nối đất UART nhận liệu đầu vào (giao tiếp UART từ 10 n=0; else n=1; } } else if ((P1IN&COT6) == 0) //Nhap so { LCD_PrintString("6"); nhappass[i] = 6; i++; n=0; while ( n==0 ) { if ((P1IN&COT6) == 0) n=0; else n=1; } } else if ((P1IN&COT7) == 0) //Nhan close { if (*p==1) { if (i==0) { LCD_PrintString("Door Locked"); n=0; while ( n==0 ) { if ((P1IN&COT7) == 0) n=0; } } } 22 } P1OUT = 0x0B; /* .Chon hang thu */ _delay_cycles(5000); if ((P1IN&COT4) == 0) //Nhap so { LCD_PrintString("7"); nhappass[i] = 7; i++; n=0; while ( n==0 ) { if ((P1IN&COT4) == 0) n=0; else n=1; } } else if ((P1IN&COT5) == 0) //Nhap so { LCD_PrintString("8"); nhappass[i] = 8; i++; n=0; while ( n==0 ) { if ((P1IN&COT5) == 0) n=0; else n=1; } } else if ((P1IN&COT6) == 0) //Nhap so { 23 LCD_PrintString("9"); nhappass[i] = 9; i++; n=0; while ( n==0 ) { if ((P1IN&COT6) == 0) n=0; else n=1; } } P1OUT = 0x07; /* .Chon hang thu */ _delay_cycles(5000); if (*p==0) { if ((P1IN&COT4) == 0) //Nhan nut Exit { LCD_Clear(); LCD_PrintString("Door Open"); n=0; while ( n==0 ) { if ((P1IN&COT4) == 0) n=0; else { n=1; i=7; *p = *p+1; } } } 24 } if ((P1IN&COT5) == 0) //Nhap so { LCD_PrintString("0"); nhappass[i] = 0; i++; n=0; while ( n==0 ) { if ((P1IN&COT5) == 0) n=0; else { n=1; } } } else if ((P1IN&COT6) == 0) //Xoa so vua nhap { if ( i >0 ) //Neu bang i = khong xoa { i ; } n=0; while ( n==0 ) { if ((P1IN&COT6) == 0) n=0; else n=1; } 25 } /* Chon nhan ok hay exit hoac clear */ while (i==6) //Xoa so vua nhap i = { P1OUT = 0x07; //chon hang thu if ((P1IN&COT7) == 0) //Nhan ok { i++; n=0; while ( n==0 ) { if ((P1IN&COT7) == 0) n=0; else { n=1; } } } else if ((P1IN&COT6) == 0) //Xoa so vua nhap { if ( i > ) //Neu bang i = khong xoa { i ; } n=0; while ( n==0 ) { if ((P1IN&COT6) == 0) 26 n=0; else n=1; } } else if (*p==0) { if ((P1IN&COT4) == 0) //Nhan nut Exit { LCD_Clear(); LCD_PrintString("Door Open"); n=0; while ( n==0 ) { if ((P1IN&COT4) == 0) n=0; else { n=1; i=7; *p = *p+1; } } } } } /* Ket thuc doan cho nhan ok hay exit hoac clear .*/ } } /* Ket thuc doan quet phim so va nhap pass */ /* Doan so sanh pass */ void sosanh (int nhappass[6],int *i,int a,int b,int c,int d,int e,int h) 27 { if (*i==0) { if(nhappass[*i] == a) { *i = *i+1; if(nhappass[*i] == b) { *i = *i+1; if(nhappass[*i] == c) { *i = *i+1; if(nhappass[*i] == d) { *i = *i+1; if(nhappass[*i] == e) { *i = *i+1; if(nhappass[*i] == h) *i = *i+1; } } } } } } else *i = 7; } /* .Ket thuc doan so sanh pass .*/ /* Doan treo he thong */ void treohethong (void) { 28 int j; LCD_Clear(); LCD_PrintString("System LOCK"); j=0; while (j