MICROCONTROLLER APPLICATION IN MEASUREMENT AND CONTROL

Kỹ Thuật - Công Nghệ - Nông - Lâm - Ngư - Xuất nhập khẩu 684 BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ - KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN: VI ĐIỀU KHIỂN ỨNG DỤNG TRONG ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN (Ban hành theo quyết định số 474ĐHKTKTCN ngày 21 9 2020 của Hiệu trưởng Trường Đại học Kinh tế- Kỹ thuật Công nghiệp) 1.THÔNG TIN CHUNG Tên học phần (tiếng Việt): VI ĐIỀU KHIỂN ỨNG DỤNG TRONG ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN Tên học phần (tiếng Anh): MICROCONTROLLER APPLICATION IN MEASUREMENT AND CONTROL Mã môn học: 001185 KhoaBộ môn phụ trách: Điện Điều khiển và Tự động hóa Giảng viên phụ trách chính: Ths. Mai Văn Duy Email: mvduyuneti.edu.vn GV tham gia giảng dạy: Ths. Hà Huy Giáp, Ths. Mai Văn Duy, Ths. Nguyễn Đức Điển, Ths. Thân Thị Thương, Ths. Trần Thú y Quỳ nh, Ths. Nguyễn Thị Hiên. Số tín chỉ: 3 (36, 18, 90) Số tiết Lý thuyết: 36 Số tiết THTL: 18 Số tiết Tự học: 90 Tính chất của học phần: Bắt buộc Học phần học trước: Không Học phần tiên quyết : Vi xử lý Các yêu cầu của học phần: - Sinh viên phải có tài liệu học tập hoặc - Một tài liệu tham khảo, trong mục 10.2 2. MÔ TẢ HỌC PHẦN ( nội dung các chương ) Học phần Vi điều khiển ứng dụng trong đo lường và điều khiển trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản về vi điều khiển DSPIC 30F4011: Hoạt động vào ra IO Port, hoạt 685 động ngắt, bộ biến đổi ADC, bộ đị nh thời(Timer), khối CCP, truyền thông nối tiếp...và các ứng dụng trong lĩnh vực đo lường và tự động hóa. 3. MỤC TIÊU CỦA HỌC PHẦN ĐỐI VỚI NGƯỜI HỌC Kiến thức Ứng dụng các tài nguyên của vi điều khiển DSPIC 30F4011 để thiết kế các ứng dụng như hiển thị LCD, giao tiếp truyền thông I2C, SPI và bộ điều khiển PID số. Mô phỏng, thiết kế các mạch điện tử sử dụng vi điều khiển DSPIC 30F4011 như các mạch giao tiếp với các loại cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, cảm biến dòng điện, điện áp, các bộ biến đổi ADC, bộ điều khiển số. Lập trình các thiết bị đo lường, điều khiển, bộ điều khiển PID số, hiển thị các kết quả đo, thực hiện các giao tiếp truyền thông với các vi điều khiển khác. Kỹ năng Có khả năng sử dụng các công cụ hỗ trợ thiết kế, lập trình và mô phỏng trên máy tính: Altium Designer, MplabIDE, Proteus. Lập trình ưng dụng các tài nguyên của vi điều khiển trong các hệ thống đo lường điều khiển tự động hóa Tích hợp các thiết bị để tạo ra các bộ điều khiển nhúng ứng dụng cho các hệ thống điều khiển đa nhiệm. Năng lực tự chủ và trách nhiệm Nhận thức được tầm quan trọng của việc học tập và sẵn sàng học tiếp các chương trình nhằm nâng cao trình độ chuyên môn. Làm chủ khoa học công nghệ và công cụ lao động tiên tiến trong thực tế; chịu được áp lực công việc, giải quyết hợp lý các vấn đề phát sinh và đề xuất các giải pháp để thực hiện công việc hiệu quả. Có phẩm chất đạo đức tốt; có ý thức kỷ luật và tác phong công nghiệp, tuân thủ nội quy, quy định pháp luật và các nguyên tắc an toàn nghề nghiệp; có trách nhiệm với công việc, tập thể và xã hội. 4.CHUẨN ĐẦU RA HỌC PHẦN Mã CĐR Mô tả CĐR học phần Sau khi học xong môn học này, người học có thể: CĐR của CTĐT G1 Về kiến thức G1.2.1 Ứng dụng các tài nguyên của vi điều khiển DsPIC30F để thiết kế các ứng dụng như hiển thị LCD, giao tiếp truyền thông I2C, SPI và bộ điều khiển PID số. 1.2.1 G1.3.1 Mô phỏng, thiết kế các mạch điện tử sử dụng vi điều khiển DSPIC30F như các mạch giao tiếp với các loại cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, cảm biến dòng điện, điện áp, các bộ biến đổi ADC, bộ điều 1.3.1 686 khiển số. G1.4.2 Lập trình các thiết bị đo lường, điều khiển, bộ điều khiển PID số, hiển thị các kết quả đo, thực hiện các giao tiếp truyền thông với các vi điều khiển khác. 1.4.2 G2 Về kỹ năng G2.1.1 Có khả năng sử dụng các công cụ hỗ trợ thiết kế, lập trình và mô phỏng trên máy tính: Altium Designer, MplabIDE, Proteus. 2.1.1 G2.1.2 Lập trình ưng dụng các tài nguyên của vi điều khiển trong các hệ thống đo lường điều khiển tự động hóa 2.1.2 G2.1.3 Tích hợp các thiết bị để tạo ra các bộ điều khiển nhúng ứng dụng cho các hệ thống điều khiển đa nhiệm. 2.1.3 G3 Năng lực tự chủ và trách nhiệm G3.1.1 Nhận thức được tầm quan trọng của việc học tập và sẵn sàng học tiếp các chương trình nhằm nâng cao trình độ chuyên môn. 3.1.1 G3.1.2 Làm chủ khoa học công nghệ và công cụ lao động tiên tiến trong thực tế; chịu được áp lực công việc, giải quyết hợp lý các vấn đề phát sinh và đề xuất các giải pháp để thực hiện công việc hiệu quả. 3.1.2 G3.2.1 Có phẩm chất đạo đức tốt; có ý thức kỷ luật và tác phong công nghiệp, tuân thủ nội quy, quy định pháp luật và các nguyên tắc an toàn nghề nghiệp; có trách nhiệm với công việc, tập thể và xã hội. 3.2.1 5. NỘI DUNG MÔN HỌC, KẾ HOẠCH GIẢNG DẠY Tuần thứ Nội dung Số tiết LT Số tiết TH Tài liệu học tập, tham khảo 1 Chương 1: Tổng quan về vi điều khiển PIC 1.1. Cấu trúc của vi điều khiển 1.2. Kiến trúc của vi điều khiển 1.3. Một số họ vi điều khiển thông dụng 1.4. Vi điều khiển DSPIC30F 3 1,2,3, 4,5 2 Chương 2: Các tài nguyên cơ bản của vi điều khiển DSPIC30F 2.1. Các phần mềm lập trình 2.1.1. Phần mềm MPLAB 2.1.2. Phần mềm CCS 2.1.3. Phần mềm MikroC 2.2. Phần mềm MPLAB và XC8 2.3. Hoạt động ngắt 2.4. Hoạt động vào ra (IO) 3 1,2,3, 4,5 687 Tuần thứ Nội dung Số tiết LT Số tiết TH Tài liệu học tập, tham khảo 3 2.5. Bộ đị nh thời 2.6. Khối CCP (Capture – Compare – PWM) 3 1,2,3, 4,5 4 2.7. Bộ biến đổi ADC 3 1,2,3, 4,5 5 Bài tập thí nghiệm môn học số 1 (trên lớp) 3 1,2,3, 4,5 5 Bài tập thí nghiệm môn học số 1 (trực tuyến) 3 1,2,3, 4,5 6 2.8. Truyền thông nối tiếp trong vi điều khiển 3 1,2,3, 4,5 7 Chương 3: Lập trình các ứng dụng với vi điều khiển DSPIC30F 3.1. Lập trình giao tiếp với nút nhấn, cảm biến logic 3 1,2,3, 4,5 8 3.2. Lập trình giao tiếp với LED 7 thanh và LCD 3 1,2,3, 4,5 9 3.3. Lập trình giao tiếp với các tín hiệu tương tự 3.3.1. Lập trình giao tiếp với cảm biến nhiệt độ 3.3.2. Lập trình giao tiếp với cảm biến dòng điện, điện áp 3 1,2,3, 4,5 10 Bài tập thí nghiệm môn học số 2 (trên lớp) 3 1,2,3, 4,5 10 Bài tập thí nghiệm môn học số 2 (trực tuyến) 3 1,2,3, 4,5 11 3.4. Lập trình ứng dụng sử dụng giao tiếp I2C 3.4.1. Giao tiếp DS1307 3.4.2. Giao tiếp EEPROM 24C256 3 1,2,3, 4,5 12 3.5. Lập trình ứng dụng sử dụng giao thức SPI 3 1,2,3, 4,5 13 3.6. Lập trình bộ điều khiển PID 3 1,2,3, 4,5 14 Chương 4: Thiết kế mạch và mô phỏng vi điều khiển DSPIC30F 4.1. Các phần mềm thiết kế mạch 4.1.1. Phần mềm Proteus 4.1.2. Phần mềm Altium 3 1,2,3, 4,5 688 Tuần thứ Nội dung Số tiết LT Số tiết TH Tài liệu học tập, tham khảo 4.2. Thiết kế mạch cho vi điều khiển DSPIC30F 4.3. Phần mềm mô phỏng DSPIC30F 15 Bài tập thí nghiệm môn học số 3 (trên lớp) 3 1,2,3, 4,5 15 Bài tập thí nghiệm môn học số 3 (trực tuyến) 3 1,2,3, 4,5 6. MA TRẬN MỨC ĐỘ ĐÓNG GÓP CỦA NỘI DUNG GIẢNG DẠY ĐỂ ĐẠT ĐƯỢC CHUẨN ĐẦU RA CỦA HỌC PHẦN Mức độ Tiêu chí đánh giá mức độ đóng góp của nội dung để đạt được CĐR của học phần Kiến thức (G1…) Kỹ năng (G2…) Năng lực tự chủ và trách nhiệm (G3…) Mức 1: Thấp Nhớ, hiểu Bắt chước Tiếp nhận Mức 2: Trung bình Vận dụng, phân tích Vận dụng, chính xác Đáp ứng, đánh giá Mức 3: Cao Đánh giá, sáng tạo Thành thạo, Bản cứng Tổ chức, đặc trưng hóa (Lưu ý: Khi đánh giá mức độ đóng góp từng “nội dung giảng dạy” tới các tiêu chuẩn (Gx.x.x) sẽ ảnh hưởng tới việc phân bổ thời lượng giảng dạy của từng phần nội dung giảng dạy và mức độ ưu tiên kiểm tra đánh giá nội dung đó). Chương Nội dung giảng dạy Chuẩn đầu ra học phần G1.2.1 G1.3.1 G1.4.2 G2.1.1 G2.1.2 G2.1.3 G3.1.1 G3.1.2 G3.2.1 1 Chương 1:Tổng quan về vi điều khiển PIC 1.1. Cấu trúc của vi điều khiển 2 2 3 3 1.2. Kiến trúc của vi điều khiển 2 2 3 3 1.3.Một số họ vi điều khiển thông dụng 2 2 3 3 1.4.Vi điều hiển DSPIC30F 2 2 3 3 2 Chương 2: Các tài nguyên cơ bản của vi điều khiển DSPIC30F 2.1. Các phần mềm lập trình 2 3 3 2 3 3 2.2. Phần mềm MPLAB và XC8 2 3 3 2 3 3 2.3. Hoạt động ngắt 2 3 3 2 3 3 689 7. PHƯƠNG THỨC ĐÁNH GIÁ HỌC PHẦN TT Điểm thành phần Quy định (Theo QĐ Số: 686QĐ- ĐHKTKTCN) Chuẩn đầu ra học phần G1.2.1 G1.3.1 G1.4.2 G2.1.1 G2.1.2 G2.1.3 G3.1.1 G3.1.2 G3.2.1 1 Điểm quá trình (40) 1. Kiểm tra thường xuyên + Hình thức: Tham gia thảo x x x x 2.4. Hoạt động vào ra (IO) 2 3 3 2 3 3 2.5. Bộ đị nh thời 2 3 3 2 3 3 2.6. Khối CCP (Capture – Compare – PWM) 2 3 3 2 3 3 2.7. Bộ biến đổi ADC 2 3 3 2 3 3 2.8. Truyền thông nối tiếp trong vi điều khiển 2 3 3 2 3 3 3 Chương 3: Lập trình các ứng dụng với vi điều khiển DSPIC30F 3.1. Giới thiệu ngôn ngữ lập trình C 2 3 3 3 3 3 2 3 3 3.2. Lập trình giao tiếp với nút nhấn, cảm biến logic 2 3 3 3 3 3 2 3 3 3.3. Lập trình giao tiếp với LED 7 thanh và LCD 2 3 3 3 3 3 2 3 3 3.4. Lập trình giao tiếp với các tín hiệu tương tự 2 3 3 3 3 3 2 3 3 3.5. Thiết kế ứng dụng sử dụng giao tiếp I2C 2 3 3 3 3 3 2 3 3 3.6. Thiết kế ứng dụng sử dụng giao thức SPI 2 3 3 3 3 3 2 3 3 3.7. Lập trình bộ điều khiển PID 2 3 3 3 3 3 2 3 3 4 Chương 4: Thiết kế mạch và mô phỏng vi điều khiển DSPIC30F 4.1. Các phần mềm thiết kế mạch 2 3 3 3 3 3...