PowerPoint Presentation Chào mừng thầy và các bạn đã đến với bài thuyết trình của nhóm Môn Đồ án thiết kế hệ thống nhúng Bài Tập Lớn Đề tài Thiết kế mạch cảnh báo lùi xe cho ô tô Giáo viên hướng dẫn N.
CHÀO MỪNG THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ ĐẾN VỚI BÀI THUYẾT TRÌNH CỦA NHĨM Mơn: Đồ án thiết kế hệ thống nhúng Bài Tập Lớn Đề tài Thiết kế mạch cảnh báo lùi xe cho ô tô Giáo viên hướng dẫn: N N Minh Đồ án thiết kế hệ thống nhúng I Cơ sở lí thuyết III Mạch nguyên lí Ứng dụng II Triển khai hệ thống Tổng quan vi điều khiển STM32 STM32F103C8T6 I Cơ sở lí thuyết STM32 dòng chip phổ biến ST với nhiều họ thông dụng F0, F1, F2, F3, F4… Stm32f103 thuộc họ F1 với lõi ARM COTEX M3 STM32F103 vi điều khiển 32 bit, tốc độ tối đa 72Mhz Giá thành rẻ so với loại vi điều khiển có chức tương tự Mạch nạp cơng cụ lập trình đa dạng dễ sử dụng Hand tracking công nghệ phát triển để theo dõi Mộtchuyển số ứngđộng dụngvà chính: dùng cho để điềubàn khiển dụng, mơ lại driver mơ hình tayứng điềukhơng khiểngian ứng Việc dụngnày thông thường, thiếtbằng bị cầm thuốc, thực cáctay phân tích cácmáy tínhhình thiết bị ngoại vi video chơi game, ứng ảnh thông qua Và sauGPS bànbản, tay mơdụng cơng lập trình PLC, biến tần, máy in, máy quét, hệ lạinghiệp, mơthiết hìnhbị3D thống cảnh báo, thiết bị liên lạc nội bộ… Tổng quan đề tài Cấu hình chi tiết vi điều khiển STM32F103C8T6 M3chỉ vớibàn clocktay, max 72Mhz ARM Đề tài32-bit NhậnCortex dạng cử chúng em xây dựng dựa cơng việc chính: • Bộ nhớ: • Xây dựng ứng dụng nhận diện bàn tay vẽ 21 điểm 3D bàn tay 64dựng kbytes bộnăng nhớđếm Flash • o Xây chức số (bộ ngónnhớ tay lập trình) 20kbytes • o Xây dựng trịSRAM chơi kéo búa bao • Bộ nhớ: o Điện áp hoạt động 2.0V -> 3.6V o Power on reset(POR), Power down reset(PDR), programmable voltage detector (PVD) o Sử dụng thạch anh từ 4Mhz -> 20Mhz o Thạch anh nội dùng dao động RC mode 8Mhz 40khz o Sử dụng thạch anh 32.768khz sử dụng cho RTC 2 HC-SR04 Cảm biến HC-SR04 sử dụng sóng siêu âm đo khoảng cách khoảng từ -> 300cm Cảm biến HC-SR04 có chân là: Vcc, Trig, Echo, GND Vcc Trig Echo 5V Một chân Digital output Một chân Digital input GND GND Để đo khoảng cách, ta phát xung ngắn (10us) từ chân Trig, sau cảm biến tạo xung HIGH chân Echo nhận lại sóng phản xạ chân Chiều rộng xung với thời gian sóng siêu âm phát từ cảm biến quay trở lại Tốc độ âm khơng khí 340m/s, tương đương 29,412 us/cm Khi tính thời gian, ta chia cho số để tính khoảng cách Thông số kỹ thuật cảm biến siêu âm HC-SR04: • • • • • Điện áp 5V DC Dòng hoạt động < 2Ma Mức cao: 5V, mức thấp: 0V Góc quét tối đa: 15 độ Khoảng cách đo: 2cm- 450cm(± 0.3 cm) Tổng quan hệ điều hành thời gian thực RTOS RTOS viết tắt cụm từ Real-time operating system hay hệ điều hành thời gian thực thường nhúng dòng vi điều khiển dùng để điều khiển thiết bị cách nhanh chóng đa nhiệm (multi tasking) Để hiểu rõ ràng trước hết ta làm rõ khái niệm hệ điều hành Hệ điều hành (Operating System – OS) phần mềm dùng để điều hành, quản lý toàn tất thành phần (bao gồm phần cứng phần mềm) thiết bị điện tử Vậy đơn giản hệ điều hành giống hội đồng quản trị Họ có quyền định làm thời gian Các nhân viên ứng dụng, nhận lệnh cấp thực thi công việc theo chức Thực tế hệ điều hành thời gian thực chia thành loại: Soft-realtime: Sử dụng cho ứng dụng cruise control (điều khiển hành trình) tơ ứng dụng viễn thông Hard-realtime: Sử dụng ứng dụng điều khiển máy bay, động điện RTOS sử dụng nhiều lập trình ESP32, ESP8266, STM32 dòng chip khác Ưu điểm sử dụng hệ diều hành thời gian thực RTOS • Chia sẻ tài nguyên cách đơn giản: cung cấp chế để phân chia yêu cầu nhớ ngoại vi MCU • Dễ debug phát triển: Mọi người nhóm làm việc cách độc lập, lập trình viên tránh tương tác với ngắt, timer, với phần cứng • Tăng tính linh động dễ dàng bảo trì: thơng qua API RTOS, … Cách hoạt động RTOS • RTOS phân đoạn phần chương trình, giải việc điều phối task, lập lịch phân mức ưu tiên cho task, nắm bắt thông điệp gửi từ task • RTOS phức tạp, nói cách dễ hiểu thực việc xử lý trạng thái máy (State Machine) Để giải tốn nhiều trạng thái máy, thơng thường sử dụng code sau: Chương trình thực thi từ states tới states sau quay vịng lại Bất kì states thay đổi, chương trình nhảy qua phục vụ task Ví dụ: task có lệnh states = 4, sau Task thực thi xong chương trình nhảy qua Task mà bỏ qua Task Nhược điểm phương pháp tài nguyên sử dụng chung, tốc độ chuyển chậm thay đổi states phải hoàn thành Task trước chuyển sang Task khác, khó kiểm sốt nhiều tác vụ (Task) Vậy nên RTOS đời giải nhược điểm 1 II TRIỂN KHAI ỨNG DỤNG Sơ đồ khối hệ thống Hệ thống chúng em gồm cảm biến HCSR04, vi điều khiển STM32F103C8T6 , hình hiển thị (OLED) Led báo Cách thức hoạt động hệ thống Cảm biến HCSR04 làm nhiệm vụ đo khoảng cách từ vị trí đến vật thể gửi liệu cho vi xử lí STM32 Từ vi xử lí STM32 truyền liệu để thị khoảng cách lên hình OLED Nếu khoảng cách nhỏ giới hạn quy định bật cách báo Led => Led sáng báo hiệu có va chạm với vật thể để chủ xe kịp thời xử lí Đưa vào hệ thống điều hành thời gian thực RTOS STM32 vi xử lí trung tâm Có task xử lí : Sensor, Oled, Led • Task Sensor (đọc cảm biến) o Thực xử lí cho HCSR04, tính khoảng thời gian (biến time) từ ta phát xung ngắn (10us) từ chân Trig, sau cảm biến tạo xung HIGH chân Echo nhận lại sóng phản xạ chân o Tốc độ âm khơng khí 340m/s, tương đương 29,412 us/cm Như ta tính khoảng cách (biến lenght) từ vị trí đến vật thể phạm vi ta có thời gian vận tốc o Code Code task Sensor • Task OLED (hiển thị liệu) o Oled lấy liệu Sensor để hiển thị lên hình, hình oled có 48px nên ta ánh xạ liệu Sensor từ khoảng 0:137 -> 0:47 để hiển thị liệu lên Oled o Vì để tránh mát liệu nên tạo Queue gồm có 200 để chứa liệu Sensor truyền vào ô chứa liệu Queue sau Oled lấy liệu Queue để hiển thị lên hình o Code Code Task OLED Task Task Led (điều khiển bật tắt) o Tạo biến count = 0, đặt chân 13 SetBit, chân ResetBits Sensor check = 1, chân 13 thành ResetBit, chân thành SetBit led bật để cảnh báo khoảng cách 10.Sau Sensor check = khoảng cách 10, chân 13 thành SetBit, chân thành ResetBit led tắt o Code Code Task Led Sơ đồ khối hệ thống III Mạch nguyên lí Ứng dụng Mạch cảnh báo gặp vật cản ...Môn: Đồ án thiết kế hệ thống nhúng Bài Tập Lớn Đề tài Thiết kế mạch cảnh báo lùi xe cho ô tô Giáo viên hướng dẫn: N N Minh Đồ án thiết kế hệ thống nhúng I Cơ sở lí thuyết III Mạch nguyên... để cảnh báo khoảng cách 10.Sau Sensor check = khoảng cách 10, chân 13 thành SetBit, chân thành ResetBit led tắt o Code Code Task Led Sơ đồ khối hệ thống III Mạch nguyên lí Ứng dụng Mạch cảnh báo. .. tínhhình thiết bị ngoại vi video chơi game, ứng ảnh thơng qua Và sauGPS bànbản, tay mơdụng cơng lập trình PLC, biến tần, máy in, máy qt, hệ lạinghiệp, m? ?thiết hìnhbị3D thống cảnh báo, thiết bị