Đang tải... (xem toàn văn)
BÁO CÁO ĐỒ ÁN, THIẾT BỊ HỖ TRỢ, THỰC THI LỆNH, ĐA NĂNG HÓA DÙNG RFID
Thiết bị hỗ trợ thực thi lệnh đa hóa dùng RFID MỤC LỤC Kết luận hướng phát triển 18 Nguyễn Hữu Hùng Page Thiết bị hỗ trợ thực thi lệnh đa hóa dùng RFID MỞ ĐẦU Ngày nay, các bợ vi điều khiển có những ứng dụng rợng rãi và thâm nhập ngày càng nhiều các lĩnh vực đời sống và xã hội Hầu hết, các thiết bị kỹ thuật từ phức tạp đơn giản thiết bị điều khiển tự động, thiết bị văn phòng các thiết bị gia đình đều có dùng các bợ vi điều khiển X́t phát từ thực tế đó, mơn học kỹ tḥt vi điều khiển là môn học không thể thiếu đối với bất kỳ sinh viên trường kỹ thuật nào nhất là các sinh viên các khoa Điện tử viễn thông, Công nghệ thông tin… Không chi cung cấp cho sinh viên kiến thức về vi điều khiển để xây dựng nên những hệ thớng thiết bị kỹ tḥt đại Mà còn là môn học bản để chúng ta hiểu rõ bản chất của việc xử lý các số liệu tính toán tồn tại từng giây, từng phút hàng triệu triệu vi xử lý, vi điều khiển khắp giới này Đem đên cái nhìn sâu sắc và hiểu biết sâu rộng về giới tin học, góp phần tạo nên say mê sáng tạo cho sinh viên yêu thích bộ môn khoa học kỹ thuật này Đồ án môn học Kỹ thuật vi xử lý dựa việc sử dụng vi điều khiển 8051 cũng không nằm ngoài mục đích nâng cao hiểu biết, củng cố lý thuyết cho sinh viên Tạo cho sinh viên tinh thần làm việc nhóm để đạt một mục đích chung: Làm một đồ án hiệu quả, chất lượng! Nguyễn Hữu Hùng Page Thiết bị hỗ trợ thực thi lệnh đa hóa dùng RFID CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT GIỚI THIỆU VỀ VĐK MSP430: Các dòng vi điều khiển msp430 này hãng TI ( Texas Instruments) sản xuất, ngoài thì TI còn sản xuất và cung cấp nhiều linh kiện điện tử và các module khác Vi điều khiển( Micro controller unit – MCU ) là đơn vị xử lý nhỏ, tích hợp toàn bợ các bợ nhớ ROM , RAM , các port truy xuất , giao tiếp ngoại vi trực tiếp chip hết sức nhỏ gọn - Đây là dòng vi điều khiển 16bit có nhiều ưu điểm trợi : + Cấu trúc sử dụng nguồn thấp giúp kéo dài tuổi thọ của Pin - Điện áp sử dụng 3,3v - Duy trì 0.1µA dòng ni RAM - Chi 0.8µA real-time clock - 250 µA/ MIPS + Bợ AD/DA hiệu śt cao cho các phép đo chính xác - 12 bit 10 bit ADC-200 kskp, cảm biến nhiệt độ, Vref , - 12 bit DAC - Bộ giám sát điện áp nguồn + 16 bit RISC CPU cho phép nhiều ứng dụng, thể một phần kích thước Code lập trình -Thanh ghi lớn nên loại trừ trường hợp tắt nghẽn tập tin làm việc -Thiết kế nhỏ gọn làm giảm lượng tiêu thụ điện và giảm giá thành -Tới ưu hóa cho những chương trình ngơn ngữ bậc cao C, C++ -Có chế độ định địa chi Nguyễn Hữu Hùng Page Thiết bị hỗ trợ thực thi lệnh đa hóa dùng RFID -Khả ngắt theo véc tơ lớn + Trong lập trình cho bộ nhớ Flash cho phép thay đổi Code một cách linh hoạt, phạm vi rộng, bộ nhớ Flash còn có thể lưu lại nhật ký của dữ liệu + Tần số nội (Internal Frequencies lên đến 16MHZ với mức tần số 1Mhz, 8Mhz, 12Mhz, 16Mhz chương trình chúng ta mún sử dụng tần sớ nào thì chi cần khai báo tần sớ +Hai timer 16 bit ( có khả đếm lên và x́ng ) +Các kiểu chân đóng gói : TSSOP : 20pin,28pin PDIP : 20 pin QFP : 32pin a Sơ đồ chân: +Ở dòng MSP430G2553 ta thấy có port : Port và Port2 Mỗi port có chân Port 1: có chân từ P1.0 đến P1.7 tương ứng với các chân từ 2-7 và 14 , 15 Port : cũng gờm có chân P2.0 – P2.7 ứng với các chân – 13, 18,19 +Ngoài chức I/O bình thường thì pin của các port đều là những chân đa chức năng, ta thể thấy rõ bảng sau: Nguyễn Hữu Hùng Page Thiết bị hỗ trợ thực thi lệnh đa hóa dùng RFID Nguyễn Hữu Hùng Page Thiết bị hỗ trợ thực thi lệnh đa hóa dùng RFID Ví dụ chân P1.0 ta thấ ngoài chức I/O bình thường thì còn có các chức đặc biệt : Timer0_A, clock signal TACLK : input tính hiệu xung clock đầu vào của TACLK ADC10 analog input A0: Ngõ vào A0 của kênh ADC10 bit Chú ý : Vi điều khiển của chúng ta là vi điều khiển sử dụng nguồn không giống đa số các nguồn của những vi điều khiển 8051 ,pic ,avr Nó là vi điều khiển tiết kiệm lượng (Low Supply-Voltage Range) sử dụng dãi điện áp từ 1,6-3,3v Các bạn nên chú ý điểm không gây hỏng chíp Nguyễn Hữu Hùng Page Thiết bị hỗ trợ thực thi lệnh đa hóa dùng RFID b.Mạch nguồn : Trên mạch có sử dụng 7805 để tạo điện áp volt để sử dụng cho các ngoại vi khác ds 1307 ,ds18b20… LM 1117 là ic tạo nguồn 3,3 volt để cấp cho vi điều khiển MSP430G2553 SW2 dùng để ngắt nguồn của vi điều khiển trường hợp cần thiết c.Chân Reset: Chính là chân số 16 RST chân reset có ký hiệu là MCLR , các bạn để ý thấy dấu gạch ngang có nghĩa là chân này tích cực mức thấp Mục đích của việc reset là nhằm cho chương trình chạy lại từ đầu d.Mạch dao động : Cũng giống những dòng vi điều khiển khác thì Msp430 cũng hỗ trợ người dùng thạch anh ngoài ( external crystal ), thạch anh ngoại vi cho phép chi có thể lên tới 32,768 kHz mà thôi, và tín hiệu này mắc chân 18 và 19 Nhưng msp430 lại hỗ trợ thạch anh nợi có thể lên đến 16Mhz, tùy vào cách khai báo lập trình e Port I/O : Port : có chân từ P1.0 đến P1.7 tương ứng với các chân từ 2-7 và 14 , 15 Port : cũng gờm có chân P2.0 – P2.7 ứng với các chân – 13 , 18,19 Trong chế độ nhập (input) thì cả port đều có mạch điều khiển điện trở kéo dương – gọi là PULL UP giá trị của điện trở này rất lớn khoảng 47K nên gọi là WEAK PULL UP RESISTAN Việc điều khiển PULL UP tiến hành thông qua lập trình tác động lên ghi PxREN đề cập chương sau Nguyễn Hữu Hùng Page Thiết bị hỗ trợ thực thi lệnh đa hóa dùng RFID 2.Giới thiệu LCD 16x2 a Hình dáng kích thước: Có nhiều loại LCD với nhiều hình dáng kích thước khác nhau, hình loại LCD 16x2 Khi sản xuất LCD, nhà sản xuất đã tích hợp chíp điều khiển (HD44780) bên lớp vỏ và chi đưa các chân giao tiếp cần thiết Các chân này đánh số thứ tự và đặt tên hình : Hình : Sơ đồ chân LCD Nguyễn Hữu Hùng Page Thiết bị hỗ trợ thực thi lệnh đa hóa dùng RFID b Chức chân : Châ n 714 15 16 Ký hiệu Vss Mô tả Chân nối đất cho LCD, thiết kế mạch ta nối chân này với GND của mạch điều khiển VDD Chân cấp nguồn cho LCD, thiết kế mạch ta nối chân này với VCC=5V của mạch điều khiển VEE Điều chinh độ tương phản của LCD RS Chân chọn ghi (Register select) Nối chân RS với logic “0” (GND) logic “1” (VCC) để chọn ghi + Logic “0”: Bus DB0-DB7 nối với ghi lệnh IR của LCD (ở chế độ “ghi” - write) nối với bộ đếm địa chi của LCD (ở chế độ “đọc” - read) + Logic “1”: Bus DB0-DB7 nối với ghi dữ liệu DR bên LCD R/W Chân chọn chế độ đọc/ghi (Read/Write) Nối chân R/W với logic “0” để LCD hoạt động chế độ ghi, nối với logic “1” để LCD chế độ đọc E Chân cho phép (Enable) Sau các tín hiệu đặt lên bus DB0-DB7, các lệnh chi chấp nhận có xung cho phép của chân E + Ở chế độ ghi: Dữ liệu bus LCD chuyển vào(chấp nhận) ghi bên phát mợt xung (high-to-low transition) của tín hiệu chân E + Ở chế độ đọc: Dữ liệu LCD xuất DB0-DB7 phát cạnh lên (low-to-high transition) chân E và LCD giữ bus đến nào chân E xuống mức thấp DB0 - Tám đường của bus dữ liệu dùng để trao đổi thơng tin với MPU DB7 Có chế độ sử dụng đường bus này : + Chế độ bit : Dữ liệu truyền cả đường, với bit MSB là bit DB7 + Chế độ bit : Dữ liệu truyền đường từ DB4 tới DB7, bit MSB là DB7 Nguồn dương cho đèn nền - GND cho đèn nền Bảng : Chức chân LCD Nguyễn Hữu Hùng Page Thiết bị hỗ trợ thực thi lệnh đa hóa dùng RFID 2.CƠNG NGHỆ RFID: Đó là mợt kỹ tḥt nhận dạng sóng vơ tuyến từ xa, cho phép dữ liệu một chíp đọc mợt cách "khơng tiếp xúc" qua đường dẫn sóng vô tuyến khoảng cách từ 50 cm tới 10 mét, tùy theo kiểu của thẻ nhãn RFID Hệ thống RFID gồm hai thành phần: thứ nhất là những thẻ nhãn nhỏ (cỡ vài cm) có gắn chip silicon ăng ten radio và thành phần thứ hai là bộ đọc cho phép giao tiếp với thẻ nhãn và truyền dữ liệu tới hệ thống máy tính trung tâm Bợ nhớ của chip có thể chứa từ 96 đến 512 bit dữ liệu, nhiều gấp 64 lần so với một mã vạch Ưu việt hơn, thông tin lưu giữ chíp có thể sửa đổi tương tác của bộ đọc Dung lượng lưu trữ cao của những thẻ nhãn RFID thông minh này cho phép chúng cung cấp nhiều thông tin đa dạng thời gian lưu trữ, ngày bày bán, giá và thậm chí cả nhiệt độ sản phẩm "Bằng việc gắn thẻ RFID lên các vật dụng và mở bộ đầu đọc máy tính, các cơng ty có thể tự động biết rất nhiều thông tin", Kevin Ashton, Phó chủ tịch hãng Thing Magic, mợt nhà cung cấp lớn giải pháp RFID, cho biết Với công nghệ RFID, các sản phẩm lập tức nhận dạng tự động Chip thẻ nhãn RFID gắn kèm với một ăngten chuyển tín hiệu đến một máy cầm tay máy đọc cố định Các máy này chủn đổi sóng radio từ thẻ RFID sang mợt mã liên quan đến việc xác định các thông tin một sở dữ liệu máy tính quan quản lý kiểm soát Thẻ RFID, có thể đính lên bất cứ sản phẩm nào, từ vỏ hộp đồ uống, đế giày, quần bò trục ôtô Các công ty chi việc sử dụng máy tính để quản lý các sản phẩm từ xa RFID có thể thay kỹ thuật mã vạch RFID không chi có khả xác định ng̀n gớc sản phẩm mà còn cho phép nhà cung cấp và đại lý bán lẻ biết chính xác thông tin những mặt hàng quầy và kho của họ Các công ty bán lẻ không còn phải lo kiểm kho, không sợ giao nhầm hàng và thống kê số lượng, mặt hàng sản phẩm kinh doanh của các cửa hàng Hơn nữa họ còn có thể biết chính xác bên túi khách hàng vào, có những gì Khi một RFID gắn vào một sản phẩm, tức khắc phát các tín hiệu vơ tuyến cho biết sản phẩm ấy nằm chỗ nào, xe đẩy vào kho, kho lạnh hay xe đẩy của khách hàng Do thiết bị này nối kết mạng vi Nguyễn Hữu Hùng Page 10 Thiết bị hỗ trợ thực thi lệnh đa hóa dùng RFID tính của cửa hàng nên nhờ vậy các nhân viên bán hàng có thể biết rõ sản phẩm ấy sản xuất nào, tại nhà máy nào, màu sắc và kích cỡ của sản phẩm; để bảo quản sản phẩm tớt thì phải lưu trữ nhiệt độ nào Nhờ RFID giảm rất nhiều thời gian và chi phí quản lý, lợi nhuận cao Bởi: RFID là một công nghệ Bạn hãy nói chuyện với những cơng ty ứng dụng RFID và thấy rõ ràng chúng ta chưa hiểu nhiều về công nghệ mới này Những gì chúng ta biết đã và thay đổi từng ngày Về lâu dài, nhiều chuyên gia RFID tin tưởng rằng RFID phổ biến việc sử dụng các máy tính cá nhân kinh doanh ngày Có thể thấy, định ứng dụng RFID các công ty chi còn phụ thuộc vào vấn đề thời gian Tuy nhiên, dù nào nữa, RFID là một khoản đầu tư về thời gian và tiền bạc rất mới mẻ cũng là một công nghệ hết sức tiềm Hãy kiên nhẫn bạn có thể Nếu các đối tác kinh doanh của bạn không đề nghị RFID, "bạn có thể dành thêm thời gian để tìm hiểu và quan sát thêm về công nghệ RFID Chắc chắn thời gian tới có rất nhiều thay đổi" Nguyễn Hữu Hùng Page 11 Thiết bị hỗ trợ thực thi lệnh đa hóa dùng RFID CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠCH 1.THIẾT KẾ MẠCH VÀ THUẬT TOÁN: a.Thiết kế mạch - Msp430 LCD 16x2 - Msp430 RFID Nguyễn Hữu Hùng Page 12 Thiết bị hỗ trợ thực thi lệnh đa hóa dùng RFID CHƯƠNG 3: CODE HỒN CHỈNH File lcd16.h #ifndef LCD16_H_ #define LCD16_H_ #include #define EN BIT4 #define RS BIT5 void lcdinit(void); // = hàm khởi tạo cấu hình lcd với chế độ bít void lcdData(unsigned char l); //= hàm gửi liệu qua lcd void prints(char *s); //= hàm gửi xâu ký tự qua lcd void gotoXy(unsigned char x,unsigned char y); //= hàm di chuyển trỏ lcd #endif File lcd16.c #include "lcd16.h" void lcdcmd(unsigned char Data) { P2OUT &= ~RS; P2OUT &=~EN; Nguyễn Hữu Hùng Page 13 Thiết bị hỗ trợ thực thi lệnh đa hóa dùng RFID P2OUT &= 0xF0; P2OUT |= ((Data >> 4) & 0x0F); P2OUT |=EN; waitlcd(2); P2OUT &=~EN; P2OUT &= 0xF0; P2OUT |= (Data & 0x0F); P2OUT |=EN; waitlcd(2); P2OUT &=~EN; } void lcdData(unsigned char l) { P2OUT |=RS; P2OUT &=~EN; P2OUT &= 0xF0; P2OUT |=((l >> 4) & 0x0F); P2OUT |=EN; waitlcd(2); P2OUT &=~EN; P2OUT &= 0xF0; P2OUT |= (l & 0x0F); P2OUT |=EN; waitlcd(2); P2OUT &=~EN; } void lcdinit(void) { P2OUT &=~RS; P2OUT &=~EN; P2OUT |= 0x3; waitlcd(40); P2OUT |=EN; P2OUT &=~EN; waitlcd(5); P2OUT |=EN; P2OUT &=~EN; Nguyễn Hữu Hùng Page 14 Thiết bị hỗ trợ thực thi lệnh đa hóa dùng RFID waitlcd(5); P2OUT |=EN; P2OUT &=~EN; waitlcd(2); P2OUT &= 0xF2; P2OUT |=EN; P2OUT &=~EN; lcdcmd(0x28); waitlcd(250); lcdcmd(0x0E); lcdcmd(0x01); waitlcd(250); lcdcmd(0x06); waitlcd(250); lcdcmd(0x80); waitlcd(250); } void prints(char *s) { while (*s) { lcdData(*s); s++; } } void gotoXy(unsigned char x,unsigned char y) { if(x