Thiết kế mô hình mở cửa bằng mật khẩu sử dụng STM32

Đồ án chuyên ngành điện tử viễn thông về đề tài: Thiết kế mô hình mở cửa bằng mật khẩu sử dụng STM32. Báo cáo gồm những nội dung sau: Phần 1: Mở đầu; Phần 2: Lý thuyết; Phần 3: Thiết kế, mô phỏng và thực hiện phần cứng; Phần 4: Thiết kế và thực hiện phần mềm; Phần 5: Kết quả thực hiện; Phần 6: Kết luận và hướng phát triển

KHOA ĐIỆN TỬ BỘ MÔN: ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CHUYÊN NGÀNH BÁO CÁO NỘI DUNG ĐỒ ÁN MÔN CHUYÊN NGÀNH ĐIỆN TỬ-VIỄN THƠNG Đề tài: Thiết kế mơ hình mở cửa mật sử dụng STM32 Hà Nội, 2022 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Hà Nội, Ngày … Tháng … Năm… Người nhận xét LỜI CẢM ƠN Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô khoa Điện tử- Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội giảng dạy truyền đạt kiến thức chuyên ngành để chúng em hoàn thành đồ án chuyên ngành cách tốt thời gian vừa qua Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS Trần Đình Thơng, người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để chúng em thực hồn thành đề tài đồ án chuyên ngành thời hạn Mặc dù trình thực có nhiều cố gắng nỗ lực, xong kiến thức khả chúng em cịn nhiều hạn chế nên q trình làm đồ án tránh khỏi điều thiếu sót Chúng em mong nhận góp ý, dẫn quý thầy cô bạn sinh viên Hà Nội, ngày 07 tháng 09 năm 2021 Nhóm sinh viên TÓM TẮT ĐỀ TÀI Là sinh viên ngành điện tử viễn thơng, để nâng cao tính thực hành khả vận dụng kiến thức học vào thực tế việc tìm tịi, tự nghiên cứu thiết kế điều tất yếu với sinh viên Để giúp cho việc tự tìm hiểu, nghiên cứu nâng cao kiến thức chuyên ngành, môn đồ án chuyên ngành điện tử viễn thông giúp chúng em nâng cao nhiều kiến thức kĩ Với vốn kiến thức học từ môn chuyên ngành hướng dẫn tận tình thầy TS Trần Đình Thơng, cộng thêm tìm hiểu kiến thức qua mạng, chúng em xin đưa đề tài: “Thiết kế mơ hình mở cửa mật sử dụng STM32” Đồ án trình bày về: Thiết kế mơ hình mở cửa mật sử dụng STM32 gồm nội dung sau: Phần 1: Mở đầu Phần 2: Lý thuyết Phần 3: Thiết kế, mô thực phần cứng Phần 4: Thiết kế thực phần mềm PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Tổng quan Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ cơng nghệ 4.0, theo phát triển ngành điện tử tin học, hệ thống thơng minh an tồn đời giúp đỡ người nhiều công việc bảo mật Điển hình thiết lập hệ thống bảo vệ cửa nhà trước xâm nhập kẻ lạ vấn đề trộm cắp Hệ thống bảo vệ ổ khóa thơng minh người dùng cài đặt mật dãy số, hay hệ thống tạo nên dựa sở công nghệ sinh trắc học nhận diện khuôn mặt hay cảm biến vân tay… Như nêu trên, nơi nhà máy xí nghiệp, quan, nhà cửa hay nơi có bảo mật hàng đầu hệ thống lối vào phát xâm nhập kẻ lạ, khả nghi giả mạo… vô cần thiết Trong đề tài này, chúng em thiết kế mơ hình đóng mở cửa mật sử dụng STM32 1.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước Dưới phát triển vượt trội cơng nghệ thời điểm giới sử dụng mật sử dụng cách rộng rãi Nhưng Việt Nam nhiều hạn chế sử dụng cơng cụ số lý chi phí lắp đặt cao người dân thường sử dụng khóa cửa chìa khóa truyền thống 1.3 Nhiệm vụ đề tài - Tìm hiểu, xây dựng mơ hình mở cửa mật - Nghiên cứu, tìm hiểu ứng dụng vi điều khiển STM32 - Góp phần phát triển cơng nghệ khóa cửa thơng minh 1.4 Phân chia cơng việc nhóm STT Nội dung thực Người thực Tìm hiểu lý thuyết Nhóm Thiết kế sơ đồ khối Nguyễn Thị Thắm Mô mạch Trần Thị Thùy Minh Thiết kế mạch nguyên lý Nguyễn Minh Tân Lập trình code Nguyễn Xuân Trường Vẽ mạch in Mua linh kiện Làm mạch in Thiết kế thi cơng mơ hình Hồn thiện thử nghiệm sản phẩm Hoàn thiện báo cáo đồ án slide thuyết trình Nhóm Nhóm Nguyễn Thị Thắm Trần Thị Thùy Minh Nhóm PHẦN LÝ THUYẾT 2.1 STM32F103C6 2.1.1 Cấu hình chi tiết STM32F103C8T6: ARM 32-bit Cortex M3 với clock max 72Mhz    Bộ nhớ: - 64 kbytes nhớ Flash(bộ nhớ lập trình) - 20kbytes SRAM Clock, reset quản lý nguồn - Điện áp hoạt động 2.0V -> 3.6V - Power on reset(POR), Power down reset(PDR) programmable voltage detector (PVD) - Sử dụng thạch anh từ 4Mhz -> 20Mhz - Thạch anh nội dùng dao động RC mode 8Mhz 40khz - Sử dụng thạch anh 32.768khz sử dụng cho RTC  Trong trường hợp điện áp thấp: - Có mode: ngủ, ngừng hoạt động hoạt động chế độ chờ - Cấp nguồn chân Vbat pin để hoạt động RTC sử dụng lưu trữ data nguồn cấp  ADC 12 bit với kênh cho - Khoảng giá trị chuyển đổi từ – 3.6V - Lấy mẫu nhiều kênh kênh - Có cảm biến nhiệt độ nội  DMA: chuyển đổi giúp tăng tốc độ xử lý khơng có can thiệp q sâu CPU - kênh DMA - Hỗ trợ DMA cho ADC, I2C, SPI, UART  timer - timer 16 bit hỗ trợ mode IC/OC/PWM - timer 16 bit hỗ trợ để điều khiển động với mode bảo vệ ngắt input, dead-time - watdog timer dùng để bảo vệ kiểm tra lỗi - sysTick timer 24 bit đếm xuống dùng cho ứng dụng hàm Delay…  - Hỗ trợ kênh giao tiếp bao gồm: I2C(SMBus/PMBus) USART(ISO 7816 interface, LIN, IrDA capability, modem control) SPIs (18 Mbit/s) CAN interface (2.0B Active) - USB 2.0 full-speed interface  Kiểm tra lỗi CRC 96-bit ID 2.1.2 Thông số kỹ thuật Kit Phát Triển STM32F103C8T6 Blue Pill - Vi điều khiển: STM32F103C8T6 - Điện áp hoạt động: 3.3VDC - Điện áp cấp 5VDC qua cổng Micro USB chuyển đổi thành 3v3 qua IC nguồn cấp cho Vi điều khiển - Có tích hợp sẵn thạch anh 8Mhz - Ra chân đầy đủ tất GPIO giao tiếp: CAN, I2C, SPI, UART / USART, USB - Có Led trạng thái nguồn - Có led PC13 - Có nút Reset - Kích thước: 5.3cm x 2.2cm 2.2 Keypad 4x4 KeyPad thiết bị nhập chứa nút bấm cho phép người dùng nhập chữ số, chữ ký tự điều khiển KeyPad không chứa tất bảng mã ASCII keyboard thường sử dụng ứng dụng chuyên dụng tương đối đơn giản, đó, số lượng nút nhấn thay đổi phụ thuộc vào ứng dụng KeyPad 4×4 bàn phím gồm 16 nút nhấn, xếp thành hàng, hàng gồm phím bấm hình Hình 1: KeyPad 4×4 KeyPad 4×4 coi thiết bị đơn giản cho phép người dùng thực thao tác nhập số Do đó, KeyPad 4×4 sử dụng phổ biến, hình ảnh nguyên lý KeyPad phần mềm mơ Proteus: Hình 2: KeyPad 4×4 Proteus Cấu tạo nguyên lý hoạt động 2.2.1 Cấu tạo KeyPad 4×4 gồm: đầu vào/ra 16 phím nhấn kết nối theo sơ đồ đây: Hình 3: Cấu tạo KeyPad 4×4 Các phím bấm chia thành hàng cột, đầu nút bấm nối với đầu vào cột(C), đầu nối với đầu vào hàng(R) 2.2.2 Nguyên lý hoạt động Để làm việc với KeyPad 4×4, người lập trình thường sử dụng giải thuật “qt phím” Giải thuật yêu cầu VĐK liên tục đưa tín hiệu đầu hàng (hoặc cột) thu lại đầu vào cột (hoặc hàng), phím bấm, đầu phát tín hiệu kết nối với đầu thu, từ xác định phím bấm