Đồ án hệ thống nhúng Trang 2 TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Nguyễn Đình Thuần MSSV 41900683 KHÓA ĐIỆN TỬ SỬ DỤNG RFID ĐỒ ÁN TỐT HỆ THỐNG NHÚNG KỸ THU.
TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TƠN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Nguyễn Đình Thuần MSSV: 41900683 KHÓA ĐIỆN TỬ SỬ DỤNG RFID ĐỒ ÁN TỐT HỆ THỐNG NHÚNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG Người hướng dẫn ThS Trần Thành Nam THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2022 TỔNG LIÊN ĐỒN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Nguyễn Đình Thuần MSSC: 41900683 KHĨA ĐIỆN TỬ SỬ DỤNG RFID ĐỒ ÁN TỐT HỆ THỐNG NHÚNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG Người hướng dẫn ThS Trần Thành Nam THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2022 LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn trường đại học Tôn Đức Thắng khoa Điện – Điện tử tạo điều kiện tốt cho em hoàn thành tốt đồ án Em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Thành Nam hướng dẫn cà dạy em làm đồ án bước để em nắm rõ hoàn thiện đồ án tốt Em chúc thầy quý thầy cô khoa thật nhiều sức khỏe TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2022 Tác giả CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TƠN ĐỨC THẮNG Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng dẩn tận tình thầy Trần Thành Nam Các nội dung nghiên cứu, kết đề tài trung thực chưa cơng bố hình thức trước Những số liệu bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá tác giả thu thập từ nguồn khác có ghi rõ phần tài liệu tham khảo Ngồi ra, Đồ án hệ thống nhúng có sử dụng số nhận xét, đánh số liệu tác giả khác, quan tổ chức khác có trích dẫn thích nguồn gốc Nếu phát có gian lận tơi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm nội dung Đồ án hệ thống nhúng Trường Đại học Tơn Đức Thắng không liên quan đến vi phạm tác quyền, quyền tơi gây q trình thực (nếu có) TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2022 Tác giả TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN –ĐIỆN TỬ Độc lập – Tự – Hạnh phúc - NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN HỆ THỐNG NHÚNG (Bản nhiệm vụ đóng vào trang thứ đồ án) Họ tên sinh viên: Nguyễn Đình Thuần Ngành: Kỹ thuật Điện tử - Viễn thông Lớp: 19040202 MSSV: 41900683 Tên đề tài: Khóa điện tử sử dụng RFID Nhiệm vụ (yêu cầu nội dung số liệu ban đầu): Tìm hiểu vi điều khiển PIC 16f877a Tìm hiểu cơng nghệ RFID Viết code điều khiển Thiết kế khóa điện tử sử dụng RFID Thi cơng phần cứng viết lập trình điều khiển Hoàn thiện viết báo cáo Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 25/02/2022 Ngày bảo vệ 50% đồ án: 04-09/04/2022 Ngày hoàn thành nộp: 27-30/04/2022 Giáo viên hướng dẫn: Phần hướng dẫn Ths Trần hành Nam 100% Nội dung yêu cầu ĐA thơng qua Bộ mơn TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2022 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN –ĐIỆN TỬ - CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc LỊCH TRÌNH LÀM ĐỒ ÁN NHÚNG Lớp:19040202 MSSV: 41900683 Ngành học: Kỹ thuật điện tử - viễn thông Họ tên GVHD: ThS Trần Thành Nam Tên đề tài: Khóa điện tử sử dụng module RFID Tuần/Ngày Khối lượng nội dung thực (Đề nghị ghi chi tiết) - Hiểu rõ yêu cầu nội dung đề tài, quy định thực GVHD xác nhận …/03/2022 đồ án (26/2 –5/3 ) - Tìm hiểu PIC 16F877A - Tìm hiểu LCD 1602 - Tìm hiểu module RFID (5/3-9/3) (9/3-19/3) - Tìm hiểu khóa điện KD-03 - Vẽ sơ đồ mạch nguyên lí - Xây dựng sơ đồ khối hệ thống - Viết code dựa vào sơ đồ nguyên lý - Lắp ráp linh kiện PIC với module RFID .…/ …./2022 …/ …./2022 - Mạch nhận tín hiệu từ thẻ RFID đẩy lên LCD GVHD đánh giá khối lượng hoàn thành…… % …/ (19/3 – 25/3) Tiếp tục Khơng tiếp tục …./2022 - Tìm hiểu IC thời gian thực DS3231 (25/3-31/3) - Thiết kế khối nguồn cho mạch hoạt động - Chỉnh sửa, kiểm tra hoạt động mạch nguyên lý …./2022 - Vẽ mạch in - Mua linh kiện thiết test linh kiện (31/3-6/4) …/ - Thi công mạch in rắp ráp linh kiện .…/ …./2022 - Nạp code test mạch PCB thực tế, chình sửa lại vài chỗ chưa (6/4-12/4) (12/4– 18/4) - Vẽ lưu đồ thuật tốn chương trình - Viết báo cáo đồ án theo chuẩn khoa học GVHD duyệt báo cáo đồ án, đề nghị: Được bảo vệ Không bảo vệ …/ …./2022 …/ …./2022 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ .x DANH MỤC BẢNG BIỂU .xii DANH MỤC CÁC CHỬ VIẾT TẮT xiii CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu đề tài, tính thực tế ý nghĩa chúng 1.2 Mục đích lựa chọn đề tài 1.3 Sơ lược hệ thống sơ đồ khối hệ thống 1.3.1 Sơ lược hệ thống 1.3.2 Sơ đồ khối hệ thống 1.4 Phạm vi nghiên cứu 1.5 Kết dự kiến CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ 2.1 Danh sách linh kiện dùng đồ án .5 2.2 Chức linh kiện 2.2.1 khối nguồn 2.2.2 Khối sử lý trung tâm 2.2.3 khối hiển thị 12 2.2.4 Khối nhập: .14 2.2.5: Module thời gian thực DS3231 .19 2.2.6 Khóa điện KD-03: 20 2.2.7 Khối cách ly nguồn: 21 2.3: Nguyên lý hoạt động: 23 CHƯƠNG 3: LẬP TRÌNH 25 3.1 Giới thiệu phần mền lập trình: 25 3.1.1 Giới thiệu phần mền CCS: 25 3.1.2 Lý sử dụng phần mền CCS: 26 3.2 Lập trình cho vi điều khiển PIC16F877A: 27 3.2.1 Lưu đồ thuật toán mạch: 27 3.2.2 Các phần code: 28 CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG TRÊN PROTEUS .41 4.1 Phần mềm mô Proteus: 41 4.1.1 Tổng quan phần mền Proteus: 41 4.1.2 Lý chọn phần mền Proteus: .42 4.2 Sử dụng Proteus mơ hệ thống hiển thị màng hình LCD: .42 CHƯƠNG 5: THI CÔNG MẠCH CỨNG 44 5.1: Chuẩn bị kiểm tra linh kiện trước thi công mạch: 44 5.2 Vẽ mạch in: 44 5.3 Thực nghiệm sản phẩm thực tế: 44 5.4 Kết thực nghiệm 45 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN 50 6.1 kết đạt 50 6.2 Những điểm cần cải thiện 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO .51 PHỤ LỤC 52 DANH MỤC HÌNH ẢNH Chương Hình - 1: Sơ đồ khối hệ thống Chương 2Y Hình - 1: Adapter 12V-2A Hình - 2: Module giảm áp LM2596S – 2A .7 Hình - 3: IC ổn áp 3.3V AMS1117 Hình - 4: PIC16F877A Hình - 5: Sơ đồ chân PIC16F877A Hình - 6: Sơ đồ chân cắm LCD .13 Hình - 7: Module RC522 15 Hình - 8: Sơ đồ chân cắm đầu đọc RC522 16 Hình - 9: Thẻ RFID 18 Hình - 10: Cấu tạo thẻ RFID thụ động 18 Hình - 11: Module thời gian thực 19 Hình - 12: Sơ đồ chân cắm DS3231 .20 Hình - 13: Khoá điện KD-03 21 Hình - 14: PC817 21 Hình - 15: Mạch mơ ngun lý 23 Chương Hình - 1: Ứng dụng CCS 25 Hình - 2: Giao diện CCS .26 Hình - 3: Sơ đồ thuật toán .27 Hình - 4: Dịng lệnh khai báo thư viện định nghĩa chân 28 Hình - 5: Dịng lệnh khai báo biến .29 Hình - 6: Dịng lệnh khai báo chương trình .31 Hình - 7: Dịng lệnh khai báo chương trình .32 Hình - 8: Dịng lệnh khai báo chương trình .32 Hình - 9: Dịng lệnh khai báo chương trình .33 Hình - 10: Dịng lệnh khai báo chương trình .33 Hình - 11: Dịng lệnh khai báo chương trình .34 Hình - 12: Dịng lệnh chương trình vịng lặp .35 Hình - 13: Dịng lệnh chương trình vòng lặp .35 Hình - 14: Dịng lệnh chương trình vịng lặp .36 Hình - 15: Dịng lệnh chương trình vịng lặp .36 Hình - 16: Dịng lệnh chương trình vịng lặp .37 Hình - 17: Dịng lệnh chương trình vịng lặp .37 10 Đồ án hệ thống nhúng Trang 54 printf(lcd_putc," %d : %d : %d ",h,min,s); } int QUET_THE(char DATA[],char UID[]) { FOR (int i = 0; i < 5; i++) { if(UID[i] == DATA[i]) { THE = 1; } else { THE = 0; break; } } return THE; } void vaophong_A(){ lcd_gotoxy(1,1); Khoá điện tử sử dụng RFID Đồ án hệ thống nhúng Trang 55 printf(lcd_putc,"NguyenDinhThuan "); lcd_gotoxy(1,2); printf(lcd_putc,"DI VAO PHONG "); delay_ms(1000); lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc," vao luc "); lcd_gotoxy(1,2); DS3231_display(); delay_ms(2000); lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc," MO CUA "); lcd_gotoxy(1,2); printf(lcd_putc," "); output_high(BJT); delay_ms(3000); output_low(BJT); lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc," DA KHOA CUA lcd_gotoxy(1,2); printf(lcd_putc," Khoá điện tử sử dụng RFID "); "); Đồ án hệ thống nhúng Trang 56 delay_ms(2000);} void vaophong_B(){ lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc,"NguyenAnhDuc "); lcd_gotoxy(1,2); printf(lcd_putc,"DI VAO PHONG "); delay_ms(1000); lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc," vao luc "); lcd_gotoxy(1,2); DS3231_display(); delay_ms(2000); lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc," MO CUA lcd_gotoxy(1,2); printf(lcd_putc," output_high(BJT); delay_ms(3000); output_low(BJT); lcd_gotoxy(1,1); Khoá điện tử sử dụng RFID "); "); Đồ án hệ thống nhúng Trang 57 printf(lcd_putc," DA KHOA CUA "); lcd_gotoxy(1,2); printf(lcd_putc," "); delay_ms(2000);} void raphong_A(){ lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc,"NguyenDinhThuan "); lcd_gotoxy(1,2); printf(lcd_putc,"DI RA NGOAI "); delay_ms(1000); lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc," vao luc "); lcd_gotoxy(1,2); DS3231_display(); delay_ms(2000); lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc," MO CUA lcd_gotoxy(1,2); printf(lcd_putc," output_high(BJT); Khoá điện tử sử dụng RFID "); "); Đồ án hệ thống nhúng Trang 58 delay_ms(3000); output_low(BJT); lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc," DA KHOA CUA lcd_gotoxy(1,2); printf(lcd_putc," "); delay_ms(2000); } void raphong_B(){ lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc,"NguyenAnhDuc "); lcd_gotoxy(1,2); printf(lcd_putc,"DI RA NGOAI delay_ms(1000); lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc," lcd_gotoxy(1,2); DS3231_display(); delay_ms(2000); lcd_gotoxy(1,1); Khoá điện tử sử dụng RFID vao luc "); "); "); Đồ án hệ thống nhúng Trang 59 printf(lcd_putc," MO CUA "); lcd_gotoxy(1,2); printf(lcd_putc," "); output_high(BJT); delay_ms(3000); output_low(BJT); lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc," DA KHOA CUA lcd_gotoxy(1,2); printf(lcd_putc," delay_ms(2000); } void main(){ CHAR UID[5]; UNSIGNED int TagType; set_tris_d(0); set_tris_c(0); set_tris_a(0); MFRC522_Init (); lcd_init(); Khoá điện tử sử dụng RFID "); "); Đồ án hệ thống nhúng Trang 60 output_low(BJT); while(true){ ds3231_read_time(h, min, s); if (kt == 0){ if(solanquet < 3){ if (MFRC522_isCard (&TagType)){ MFRC522_ReadCardSerial (&UID); thongtintheA = QUET_THE(DATA_A,UID); thongtintheB = QUET_THE(DATA_B,UID); tt_quet = 1; MFRC522_Halt(); } if(tt_quet==1){ tt_quet = 0; if(thongtintheA==1 && a==0){ kt = 1; a=1; vaophong_A(); sl=a+b; lcd_gotoxy(1,1); Khoá điện tử sử dụng RFID Đồ án hệ thống nhúng Trang 61 printf(lcd_putc,"trong phong la %d ",sl); lcd_gotoxy(1,2); printf(lcd_putc," nguoi "); delay_ms(1500); } else if(thongtintheB==1 && b==0){ kt = 1; b=1; vaophong_B(); sl=a+b; lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc,"trong phong la %d ",sl); lcd_gotoxy(1,2); printf(lcd_putc," nguoi "); delay_ms(1500); } else if(thongtintheA==1 && a==1){ kt = 0; a=0; raphong_A(); Khoá điện tử sử dụng RFID Đồ án hệ thống nhúng Trang 62 sl=a+b; lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc,"trong phong la %d ",sl); lcd_gotoxy(1,2); printf(lcd_putc," nguoi "); delay_ms(1500); } else if(thongtintheB==1 && b==1){ kt = 0; b=0; raphong_B(); sl=a+b; lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc,"trong phong la %d ",sl); lcd_gotoxy(1,2); printf(lcd_putc," delay_ms(1500); } else{ solanquet++; Khoá điện tử sử dụng RFID nguoi "); Đồ án hệ thống nhúng Trang 63 lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc,"THE KHONG HOP LE "); delay_ms(2000); lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc,"HE THONG MO CUA "); lcd_gotoxy(1,2); printf(lcd_putc," "); } thongtintheA = 0; thongtintheB = 0; } } if(solanquet==0){ lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc,"HE THONG MO CUA"); lcd_gotoxy(1,2); printf(lcd_putc," } if (solanquet>=3){ lcd_gotoxy(1,1); Khoá điện tử sử dụng RFID "); Đồ án hệ thống nhúng Trang 64 printf(lcd_putc," vo hieu hoa 10 "); lcd_gotoxy(1,2); int j =10-dem; if (j=10){ dem = 0; solanquet = 2; lcd_gotoxy(1,2); printf(lcd_putc," } } } if (kt == 1){ Khoá điện tử sử dụng RFID "); Đồ án hệ thống nhúng Trang 65 solanquet=0; if(solanquet < 3){ if (MFRC522_isCard (&TagType)){ MFRC522_ReadCardSerial (&UID); thongtintheA = QUET_THE(DATA_A,UID); thongtintheB = QUET_THE(DATA_B,UID); tt_quet = 1; MFRC522_Halt(); } if(tt_quet==1){ tt_quet = 0; if(thongtintheA==1 && a==1){ kt = 0; a=0; raphong_A(); sl=a+b; lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc,"trong phong la %d ",sl); lcd_gotoxy(1,2); printf(lcd_putc," Khoá điện tử sử dụng RFID nguoi "); Đồ án hệ thống nhúng Trang 66 delay_ms(1500); } else if(thongtintheA==1 && a==0){ kt = 1; a=1; vaophong_A(); sl=a+b; lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc,"trong phong la %d ",sl); lcd_gotoxy(1,2); printf(lcd_putc," nguoi "); delay_ms(1500); } else if(thongtintheB==1 && b==1){ kt = 0; b=0; raphong_B(); sl=a+b; lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc,"trong phong la %d ",sl); Khoá điện tử sử dụng RFID Đồ án hệ thống nhúng Trang 67 lcd_gotoxy(1,2); printf(lcd_putc," nguoi "); delay_ms(1500); } else if(thongtintheB==1 && b==0){ kt = 1; b=1; vaophong_B(); sl=a+b; lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc,"trong phong la %d ",sl); lcd_gotoxy(1,2); printf(lcd_putc," nguoi "); delay_ms(1500); } else{ solanquet++; lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc,"THE KHONG HOP LE "); delay_ms(2000); Khoá điện tử sử dụng RFID Đồ án hệ thống nhúng Trang 68 lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc,"HE THONG MO CUA "); lcd_gotoxy(1,2); printf(lcd_putc," "); } thongtintheA = 0; thongtintheB = 0; } } if(solanquet==0){ lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc,"HE THONG MO CUA "); lcd_gotoxy(1,2); printf(lcd_putc," } } } } Khoá điện tử sử dụng RFID "); ... tử sử dụng RFID Đồ án hệ thống nhúng Trang 19 2.2.5: Module thời gian thực DS3231 2.2.5.1 Sơ lược module thời gian thực DS3231 Là loại IC thời gian thực có giá thành rẻ xác với thạch anh tích hợp... 2: RA0 /AN0 PIN 3: RA1 /AN1 PIN 4: RA2 /AN2 /VrefPIN 5: RA3 /AN3 /Vref+ PIN 6: RA5/T0CK PIN 7: RA5/SS /AN4 có chức xuất nhập chiều, Chân sử dụng chân nhận tín hiệu analog Là chân nhận tín hiệu analog... RC522, IC thời gian thực DS3231 điều khiển tải đầu thông qua thẻ từ( RFID) , Tải đầu chốt khoá điện( KD-03) hiển thị thông tin người dùng, thời gian đếm số lượng người phòng Khi ta đưa thẻ RFID