Thiết kế Kit thực hành vi điều khiển ARM – Cortex M0

Khoa: CNKT Điện tử - Viễn thông Lớp: ĐH Điện tử - K3 LỜI CẢM ƠN Trong trình nghiên cứu thực đồ án em xin gửi lời cảm ơn tới hội đồng quản trị nhà trường, ban giám hiệu nhà trường toàn thể thầy cô giáo khoa Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử Viễn Thông tạo điều kiện đóng góp ý kiến cho đồ án Em xin chân thành cảm ơn thầy Th.S Đặng Văn Hiếu hướng dẫn tận tình giúp đỡ em thực hoàn thành đồ án thời gian qua Đồng thời em xin gửi lời cám ơn tới công ty TULA anh chị công ty giúp đỡ cung cấp tài liệu thời gian hoàn thành đồ án Qua em mong nhận ý kiến đóng góp thầy cô hội đồng bảo vệ đồ án tốt nghiệp để giúp em hoàn thiện đồ án Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, Ngày … tháng … năm … Sinh viên thực Đồ án tốt nghiệp SV: Nguyễn Tâm Phúc Khoa: CNKT Điện tử - Viễn thông Lớp: ĐH Điện tử - K3 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng anh Tiếng việt ARM Advanced RISC Machine Cấu trúc vi xử lí theo kiểu RISC ADC Analog Digital Converter Bộ chuyển đổi tương tự sang số AHB Advanced High-performance Bus Hiệu Bus cao CISC Complex Instruction Set Computer Tập lệnh máy tính phức tạp Cortex Microcontroller Software Chuẩn giao diện phần Interface Standard mềm vi điều khiển Cortex CLK Serial Clock Xung nhịp CAN Controller Area Network Điều khiển mạng liên CMSIS kết khu vực CPU Central Processing Unit Bộ xử lý trung tâm DRAM Dynamic Random Access Memory Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên động EEPROM Electrically Erasable Programmable Bộ nhớ đọc xóa Read-Only Memory điện EPROM Erasable Programmable Read-Only Memory Bộ nhớ đọc có khả lập trình lại FIFO First In First Out Vào trước trước GPIO General Purpose Input/Output Đầu vào/ra đa mục đích GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu IC Integrated Circuit Mạch tích hợp I2C Inter-Integrated Circuit Liên kết vi mạch I2S Integrated Interchip Sound Tích hợp liên chíp âm LCD Liquid Crystal Display Màn hình tinh thể lỏng LIN Local Interconnect Network Mạng kết nối khu vực MCU MicroController Unit Bộ vi điều khiển NVIC Nested Vectored Interrupt Controller Vector điều khiển ngắt lồng OS Operating System Hệ thống vận hành PDA Personal Digital Assistant Thiết bị cầm tay Đồ án tốt nghiệp SV: Nguyễn Tâm Phúc Khoa: CNKT Điện tử - Viễn thông Lớp: ĐH Điện tử - K3 PC Personal Computer Máy tính cá nhân PDMA Peripheral Direct Memory Access Bộ nhớ truy cập ngoại vi trực tiếp PLL Phase Lock Loop Vòng khóa pha RISC Reduced Instructions Set Computer Tập lệnh máy tính đơn giản hóa ROM Read-Only Memory Bộ nhớ đọc RAM Random Access Memory Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên RTC Real Time Clock Đồng hồ thời gian thực Rx Receiver Bộ nhận liệu SPI Serial Peripheral Interface Giao tiếp ngoại vi nối tiếp SD Card Secure Digital Card Thẻ nhớ liệu số SRAM Static Random Access Memory Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên tĩnh SSRAM Synchronous Static Random Access Bộ nhớ truy cập ngẫu Memory nhiên đồng tĩnh Tx Transmiter Bộ truyền liệu TPM Trusted Platform Module Mô-đun tảng xác thực USB Universal Serial Bus Bus nối tiếp đa UART Universal Asynchronous Receiver/Transmitter Bộ thu/phát không đồng đa VLSI Very Large Scale Integrated Tích hợp với quy mô lớn Đồ án tốt nghiệp SV: Nguyễn Tâm Phúc Khoa: CNKT Điện tử - Viễn thông Lớp: ĐH Điện tử - K3 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Chíp vi điều khiển ARM Hình 1.2: Cấu trúc vi điều khiển ARM Hình 1.3: Cấu trúc lõi ARM Cortex M0 Hình 1.4: Các phiên ARM Cortex – A .6 Hình 1.5: Các phiên ARM Cortex – R .7 Hình 1.6: Các phiên ARM Cortex – M Hình 1.7: Các hãng sản xuất vi xử lý dựa thiết kế ARM Hình 2.1: Khối điều khiển chức Cortex M0 10 Hình 2.2: Mức độ tiêu thụ điện dòng chíp MCU-32 Bit 12 Hình 2.3: Quá trình phát triển NuMiCro 12 Hình 2.4: Biểu đồ phân loại dòng chip 32-bit lõi ARM Cortex-M0 13 Hình 2.5: Tính bật có dòng ARM Cortex-M0 13 Hình 2.6: Các khối chức dòng NuMicro Mini51 14 Hình 2.7: Tính dòng M051 Base 15 Hình 2.8: Phân chia cấu hình cho dòng NUC100 15 Hình 2.9: Các khối chức dòng NuMicro Nano100 16 Hình 2.10: Các khối chức dòng NuMiCro NUC130/140 17 Hình 2.11: Sự phát triển dòng chip nhạc Nuvoton 18 Hình 2.12: Mô-đun mô tả chức chế độ tiết kiệm lượng .20 Hình 2.13: Nguồn dao động 21 Hình 2.14: Nguồn xung timer 22 Hình 2.15: Sơ đồ khối Timer 23 Hình 2.16: Nguồn xung Watchdog Timer 23 Hình 2.17: Sơ đồ khối Watchdog Timer 23 Hình 2.18: Nguồn xung vào PWM 24 Hình 2.19: Sơ đồ khối chức PWM .25 Hình 2.20: Nguồn xung vào khối UART 25 Hình 2.21: Sơ đồ khối chức UART 26 Hình 2.22: Nguồn xung vào SPI 26 Hình 2.23: Sơ đồ khối chức SPI 27 Hình 2.25: Sơ đồ khối điều khiển USB2.0 29 Hình 2.26: Nguồn xung vào khối ADC 30 Hình 2.27: Sơ đồ khối chức ADC .30 Hình 2.28: Công cụ phát triển hãng 31 Hình 2.29: Công cụ phát triển phần mềm 31 Đồ án tốt nghiệp SV: Nguyễn Tâm Phúc Khoa: CNKT Điện tử - Viễn thông Lớp: ĐH Điện tử - K3 Hình 2.30: Các board dùng cho học tập nghiên cứu .32 Hình 2.31: Các ứng dụng dòng chíp MCU – 32 bit lõi Cotex M0 33 Hình 3.1: Sơ đồ khối chíp NUC140 35 Hình 3.2: Sơ đồ chân NUC140 .35 Hình 3.3: Các khối Kit sử dụng NUC140 .44 Hình 3.4: Khối nguồn 45 Hình 3.5: Khối vi xử lý 46 Hình 3.6: Khối LED đơn 46 Hình 3.7: Khối LED RGB 47 Hình 3.8: Khối BUZZER 47 Hình 3.9: Khối INT Keyboard 48 Hình 3.10: Khối Led 48 Hình 3.11: Khối RESET Circuit 49 Hình 3.12: Khối ADC 49 Hình 3.13: Khối UART 50 Hình 3.14: Khối I2C 51 Hình 3.15: Khối LCD 51 Hình 3.16: Khối SD Inteface 52 Hình 3.17: Khối CAN RS485 53 Hình 3.18: Khối SPI 53 Hình 3.19: Chế độ Push-Pull output 54 Hình 3.20: Chế độ Open-Drain output 54 Hình 3.21: Chế độ Quasi bi-direction 54 Hình 3.22: Khối GPIO 55 Hình 3.23: Khối PS2 55 Hình 3.24: Khối WAU8822 56 Hình 3.25: Khối ICE 56 Hình 3.26: Khối USB Devices 57 Hình 3.27: Mặt trước Kit thực hành vi điều khiển ARM Cortex M0 sử dụng NUC140 .57 Hình 3.28: Mặt sau Kit thực hành vi điều khiển ARM Cortex M0 sử dụng NUC140 58 Hình 3.28: Mô 59 Hình 3.29: Mô 61 Hình 3.30: Mô 63 Hình 3.31: Mô 64 Hình 3.32: Mô 65 Đồ án tốt nghiệp SV: Nguyễn Tâm Phúc Khoa: CNKT Điện tử - Viễn thông Lớp: ĐH Điện tử - K3 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN ARM 1.1 Lịch sử hình thành phát triển ARM 1.2 Cấu trúc ARM 1.3 Các dòng phiên ARM 1.3.1 Dòng A(Application) 1.3.2 Dòng R(Real Time) 1.3.3 Dòng M(Microcontroller) 1.4 Các hãng sản xuất dòng chip ARM .7 1.5 Kết luận chƣơng CHƢƠNG VI ĐIỀU KHIỂN ARM LÕI CORTEX M0 CỦA NUVOTON 2.1 Giới thiệu hãng Nuvoton 2.2 Vi điều khiển ARM Cortex – M0 hãng Nuvoton 2.3 Đặc điểm dòng chíp MCU – 32 bit lõi ARM Cotex M0 10 2.4 Quá trình phát triển dòng chíp 32 bit lõi ARM Cotex M0 Nuvoton 12 2.5 Các tính bật có dòng ARM Cortex-M0 13 2.5.1 Dòng chíp NuMicro Mini51 14 2.5.2 Dòng chíp M051 14 2.5.3 Dòng chíp NUC100 15 2.5.4 Dòng NuMicro Nano100 .16 2.5.5 Dòng NuMiCro NUC130/140 .17 2.5.6 Dòng chip MCU tích hợp sẵn Voice IC chip: ISD9160 18 2.6 Tính ARM Cortex-M0 21 2.7 Công cụ hỗ trợ phát triển ứng dụng chíp ARM Cortex M0 .31 2.8 Các ứng dụng dòng chíp MCU – 32 bit lõi Cotex M0 32 2.9 Kết luận chƣơng 33 CHƢƠNG THIẾT KẾ KIT THỰC HÀNH VI ĐIỀU KHIỂN ARM - CORTEX M0 SỬ DỤNG CHIP NUC140 CỦA NUVOTON 34 3.1 Tìm hiểu chíp vi điều khiển NUC140 34 3.1.1 Sơ đồ khối chức chíp NUC140 34 3.1.2 Sơ đồ chân kết nối chíp NUC140 35 3.2 Thiết kế Kit thực hành vi điều khiển ARM 44 3.2.1 Chức khối 45 3.2.2 Hướng dẫn sử dụng kit 57 3.3 Một số tập kit thực hành 58 Đồ án tốt nghiệp SV: Nguyễn Tâm Phúc Khoa: CNKT Điện tử - Viễn thông Lớp: ĐH Điện tử - K3 3.4 Kết luận chƣơng 65 KẾT LUẬN CHUNG 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 PHỤ LỤC Đồ án tốt nghiệp SV: Nguyễn Tâm Phúc Khoa: CNKT Điện tử - Viễn thông Lớp: ĐH Điện tử - K3 LỜI MỞ ĐẦU Ứng dụng cho hệ thống nhúng ngày trở nên phức tạp, nhân điều khiển cần có cấu hình mạnh hơn, hệ thống cần linh động, tiêu tốn lượng, nhỏ gọn đáp ứng thời gian thực tốt nhân điều khiển bit dùng Chúng ta đa phần sử dụng nhân điều khiển bit cho ứng dụng, thế, vô tình thu hẹp khả điều khiển hệ thống nhúng Chính hạn chế dung lượng nhớ chương trình liệu ảnh hưởng không tới phạm vi ứng dụng Ngày để chọn dòng chip đáp ứng yêu cầu người dùng không khó khăn trước, với cạnh tranh phát triển hãng sản xuất chip điện tử cho đời nhiều dòng chip với nhiều chức ứng dụng đáp ứng nhu cầu người dùng, bật nên dòng chip ARM Cortex M0 hãng Nuvoton sản xuất, dòng chíp có hiệu suất cao, công suất thấp, tốc độ xử lý nhanh gấp nhiều lần so với dòng chíp khác, mà có kích thước nhỏ gọn tiết kiệm chi phí Với lý em lựa chọn đề tài nghiên cứu “Thiết Kế Kit Thực Hành Vi Điều Khiển ARM – Cortex M0” Nội dung đồ án tốt nghiệp em trình bày gồm chương sau: Chƣơng 1: Tổng quan vi điều khiển ARM ARM loại vi điều khiển 32 bit 64 bit kiểu RISC có cấu hình mạnh mẽ, tích hợp nhiều tài nguyên phong phú, sử dụng rộng rãi thiết kế nhúng, đáp ứng nhiều yêu cầu khắt khe đa dạng hệ thống nhúng Chƣơng 2: Tìm hiểu chíp Cortex M0 lõi ARM Nuvoton Nuvoton hãng sản xuất dòng chíp vi điều khiển 32 bit Cortex M0 dựa thiết kế ARM Vi điều khiển Cortex M0 lõi ARM thiết kế nhúng tối ưu cho ứng dụng vi xử lý MCU, dòng chíp có nhiều giao diện ngoại vi đáp ứng tính mạnh mẽ khả kết nối Chƣơng 3: Thiết kế kit thực hành vi điều khiển ARM – Cortex M0 sử dụng NUC140 Nuvoton Kit thực hành vi điều khiển ARM – Cortex M0 sử dụng chíp NUC140 Nuvoton có đầy đủ tính giao tiếp ngoại vi phong phú, dễ dàng sử dụng phát triển ứng dụng Hà Nội, Ngày tháng năm 2015 Sinh viên thực Đồ án tốt nghiệp SV: Nguyễn Tâm Phúc Khoa: CNKT Điện tử - Viễn thông Lớp: ĐH Điện tử - K3 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN ARM ARM loại vi điều khiển 32 bit 64 bit kiểu RISC, ARM lúc đầu đặt tên theo công ty Acorn (ban đầu ARM có nghĩa Acorn RISC Machine, RISC cách thiết kế vi xử lý) sau có thêm nhiều công ty phát triển số lý khác, người ta thống gọi ARM Advance RISC Machine ARM sử dụng rộng rãi thiết kế nhúng Ngày nay, 75% CPU 32 bit thuộc họ ARM, điều khiến ARM trở thành cấu trúc 32 bít sản xuất nhiều giới Bộ xử lý CPU ARM diện 95% smartphone, 90% ổ đĩa cứng, 40% truyền hình kĩ thuật số set top box, 15% vi điều khiển, 20% máy tính di động có mặt nhiều lĩnh vực, từ TV hệ thống tự động hóa máy móc công nghiệp 1.1 Lịch sử hình thành phát triển ARM Kiến trúc ARM phát triển lần vào thập niên 1980 để dùng cho máy tính để bàn, đến kiến trúc sử dụng phổ biến giới, vượt qua kiến trúc x86 Intel, tính theo số lượng chíp sản xuất Do có đặc điểm tiết kiệm lượng nên CPU ARM chiếm ưu sản phẩm điện tử di động, mà với sản phẩm việc tiêu tán công xuất thấp mục tiêu thiết kế quan trọng hàng đầu Việc thiết kế ARM năm 1983 dự án phát triển công ty máy tính Acorn, ngày 26/4/1985 mẫu sản phẩm ARM sản xuất công ty kĩ thuật VLSI, SanJose, bang Califonia chuyển tới trung tâm máy tính Acorn Cambridge, Anh Quốc Nửa thập niên sau đó, ARM phát triển nhanh chóng để làm nhân máy tính để bàn Acorn, tảng cho máy tính hỗ trợ giáo dục Anh Trong thập niên 1990, phát triển Acorn Limited, ARM thành thương hiệu đứng đầu giới ứng dụng sản phẩm nhúng đòi hỏi tính cao, sử dụng lượng giá thành thấp Chính nhờ trội thị phần thúc đẩy ARM liên tục phát triển cho nhiều phiên Những thành công quan trọng việc phát triển ARM thập niên sau này:  Giới thiệu ý tưởng định dạng lệnh nén lại (thumb) cho phép tiết kiệm lượng giá thành hệ thống nhỏ  Giới thiệu họ điều khiển ARM9, ARM10 „Strong ARM‟  Phát triển môi trường làm việc ảo ARM PC Đồ án tốt nghiệp SV: Nguyễn Tâm Phúc Khoa: CNKT Điện tử - Viễn thông Lớp: ĐH Điện tử - K3  Các ứng dụng cho hệ thống nhúng dựa nhân xử lý ARM ngày trở nên rộng rãi Hình 1.1: Chíp vi điều khiển ARM Hầu hết nguyên lý hệ thống chip cách thiết kế xử lý đại sử dụng ARM, ARM đưa số khái niệm mới, Việc sử dụng trạng thái nhận lệnh giải mã thực thi chu kì máy mang tính quy phạm để thiết kế hệ thống xử lý thực Do đó, nhân xử lý ARM sử dụng rộng rãi hệ thống phức tạp 1.2 Cấu trúc ARM Cấu trúc ARM bao gồm đặc tính RISC bật như: Cấu trúc nạp/lưu trữ, không cho phép truy xuất nhớ không thẳng hàng, tập lệnh trực giao, file ghi lớn gồm 16x32-bit, chiều dài mã máy cố định 32 bit để dễ giải mã thực pipeline, để đạt điều phải chấp nhận giảm mật độ mã máy Cấu trúc ARM có số tính chất sau: - Hầu hết tất lệnh cho phép thực thi có điều kiện, điều làm giảm việc phải viết tiêu đề rẽ nhánh bù cho việc dự đoán rẽ nhánh - Trong lệnh số học, để điều kiện thực hiện, người lập trình cần sửa mã điều kiện - Có ghi dịch 32-bit, sử dụng với chức tính toán với hầu hết lệnh số học việc tính toán địa - Có kiểu định địa theo số mạnh - Có hệ thống thực ngắt hai mức ưu tiên đơn giản nhanh, kèm theo cho phép chuyển nhóm ghi Đồ án tốt nghiệp SV: Nguyễn Tâm Phúc Khoa: CNKT Điện tử - Viễn thông Lớp: ĐH Điện tử - K3 Bài 2: Lập trình mạch đếm sản phẩm sử dụng nút nhấn Code mô (chương trình chi tiết phụ lục): // Hiện thị giá trị lên LED void seg_display(int32_t value) { int32_t digit; digit = value / 1000; close_seven_segment(); show_seven_segment(3,digit); DrvSYS_Delay(5000); value = value - digit * 1000; digit = value / 100; close_seven_segment(); show_seven_segment(2,digit); DrvSYS_Delay(5000); value = value - digit * 100; digit = value / 10; close_seven_segment(); show_seven_segment(1,digit); DrvSYS_Delay(5000); value = value - digit * 10; digit = value; close_seven_segment(); show_seven_segment(0,digit); DrvSYS_Delay(5000); } void Init_LED() // Thiết lập chân GPIO { DrvGPIO_Open(E_GPC, 12, E_IO_OUTPUT); // Đặt GPC12 chế độ đầu DrvGPIO_SetBit(E_GPC, 12); // Mức cao tắt LED } uint32_t i=0; void EINT1Callback(void) { //Hàm ngắt i++; if(i==10) {DrvGPIO_ClrBit(E_GPC, 12); // Mức thấp bật LED } Đồ án tốt nghiệp 60 SV: Nguyễn Tâm Phúc Khoa: CNKT Điện tử - Viễn thông Lớp: ĐH Điện tử - K3 else if(i==11) {i=0; DrvGPIO_SetBit(E_GPC, 12); } } int32_t main (void) { UNLOCKREG(); // Mở khóa ghi DrvSYS_Open(48000000); // Đặt nguồn xung từ 25~50MHz LOCKREG(); // Khóa ghi DrvGPIO_SetDebounceTime(5 ,1); DrvGPIO_EnableDebounce(E_GPB , 15); //Cho phép giữ trễ chân GPC15 DrvSYS_Delay(1000); DrvGPIO_Open(E_GPB, 15, E_IO_INPUT); // Cấu hình chân GPB15 ngắt DrvGPIO_EnableEINT1( E_IO_RISING, E_MODE_EDGE, EINT1Callback); while(1) { seg_display(i); // Hàm thị LED } } Hình 3.29: Mô Bài 3: Lập trình bật đèn password thị thông báo lên LCD Code mô (chương trình chi tiết phụ lục): while(1) { key = ScanKey(); Đồ án tốt nghiệp 61 SV: Nguyễn Tâm Phúc Khoa: CNKT Điện tử - Viễn thông Lớp: ĐH Điện tử - K3 if(key !=0) { number[i]=key; sprintf(TEXT+9+i,"%d",number[i]); // Hiện thị password lên LCD print_Line(0, TEXT); i++; while(ScanKey()); } if(i==4) { i = 0; if((number[0]==2)&(number[1]==1)&(number[2]==9)&(number[3]==3)) vào password //Nhập { GPC_13=0; // Led bật DrvSYS_Delay(5000); print_Line(0, TEXT); print_Line(1,"SUCCEED!"); DrvSYS_Delay(5000); print_Line(2,"WELCOME TO HOME"); //In dòng thông báo lên dòng thứ } else clear_LCD(); // Xóa LCD nhập lại password print_Line(0, "Tryagain"); }}}} Đồ án tốt nghiệp 62 SV: Nguyễn Tâm Phúc Khoa: CNKT Điện tử - Viễn thông Lớp: ĐH Điện tử - K3 Hình 3.30: Mô Bài 4: Lập trình đèn giao thông ngã tƣ Code mô (chương trình chi tiết phụ lục): while(1) //Vòng lặp vô hạn { j++; if(j==100) //Hàm giữ trễ { i ; j=0; } seg_display(i); if (i==50) { GPA_14=GPC_12=0; //Đỏ xanh sáng GPA_12=GPA_13=GPC_13=GPC_14=1; } else if (i==30) { GPA_14=GPC_13=0; //Đỏ vàng sáng GPA_12=GPA_13=GPC_12=GPC_14=1; } else if (i==25) { GPA_13=GPC_14=0;//Đỏ xanh sáng GPA_14=GPA_12=GPC_13=GPC_12=1; } else if (i==5) { GPA_14=GPA_13=GPC_14=0;//Đỏ vàng sáng GPA_12=GPC_13=GPC_12=1; } else if (i==0) i=50; } } Đồ án tốt nghiệp 63 SV: Nguyễn Tâm Phúc Khoa: CNKT Điện tử - Viễn thông Lớp: ĐH Điện tử - K3 Hình 3.31: Mô Bài 5: Lập trình mạch chống trộm sử dụng nút nhấn thay cho cảm biến hiển thị thông báo lên LCD Code mô (chương trình chi tiết phụ lục): while(1) { if (DrvGPIO_GetBit(E_GPB,15)==0) { print_Line(1, "NGUY HIEM!"); DrvGPIO_ClrBit(E_GPB, 11); //Loa kêu DrvGPIO_ClrBit(E_GPC, 12); //Đèn sáng DrvSYS_Delay(5000000); } else { print_Line(1, "AN TOAN! "); DrvGPIO_SetBit(E_GPB, 11); //Loa tắt DrvGPIO_SetBit(E_GPC, 12); //Đèn tắt } } } Đồ án tốt nghiệp 64 SV: Nguyễn Tâm Phúc Khoa: CNKT Điện tử - Viễn thông Lớp: ĐH Điện tử - K3 Hình 3.32: Mô 3.4 Kết luận chƣơng Chương chương quan trọng trình làm đồ án Trong chương bao gồm nội dung vận dụng kiến thức tìm hiểu dòng chíp ARM để thiết kế kit thực hành vi điều khiển ARM Cortex M0 sử dụng chíp NUC140 hãng Nuvoton, chức khối mạch Hướng dẫn sử dụng kit lập trình số kit thực hành Đồ án tốt nghiệp 65 SV: Nguyễn Tâm Phúc Khoa: CNKT Điện tử - Viễn thông Lớp: ĐH Điện tử - K3 KẾT LUẬN CHUNG Vi điều khiển ARM Cortex nói chung ARM Cortex – M0 nói riêng loại vi điều khiển có hiệu suất cao, công suất thấp, tốc độ xử lý nhanh chóng, nhỏ gon, chi phí thấp Hỗ trợ nhiều thiết bị ngoại vi đồng thời hỗ trợ nhiều công cụ lập trình, Kit phát triển thư viện giúp cho việc phát triển ứng dụng tảng ARM Cortex – M0 trở nên dễ dàng Ngày dòng chip ARM dần phát triển trở nên phổ biến thay dòng chip khác tất ứng dụng điện thoại, máy tính, điều khiển công nghiệp, bảo mật… Với tầm quan trọng mình, ARM khẳng định vị ngành công nghiệp sản xuất thiết bị di động Các kiến trúc họ không tảng cho đối tác sản xuất tạo sản phẩm mới, chúng sở để tăng cường sức mạnh thiết bị di động tương lai Với tăng trưởng nhanh smartphone, tablet hay thiết bị cầm tay, ARM hội để phát triển nhà sản xuất lớn ARM tên xuất phát triển Vi xử lý ARM đánh giá dòng vi xử lý mạnh, đáp ứng yêu cầu hệ thống nhúng ngày nay, sử dụng rộng rãi giới nghiên cứu phát triển Việt Nam Về thân, qua trình tìm hiểu thực đồ án này, em học kỹ tự nghiên cứu lĩnh vực mẻ với sinh viên Điện Tử - Viễn Thông nay, khả tìm hiểu thiết kế kit thực hành vi điều khiển ARM sử dụng chíp NUC140 hãng Nuvoton tảng kiến thức sở học nhà trường, hiểu thêm xu hướng phát triển vi điều khiển Việt Nam giới đặc biệt dòng vi điều khiển ARM Cortex M0 hãng Nuvoton Do dòng chíp ARM mẻ việt nam với lượng kiến thức rộng lớn nên tránh khỏi sai sót trình làm đồ án cộng với kiến thức em nhiều hạn chế nên em mong thầy, cô bạn sinh viên đóng góp ý kiến giúp em bổ xung xây dựng đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Đồ án tốt nghiệp 66 SV: Nguyễn Tâm Phúc Khoa: CNKT Điện tử - Viễn thông Lớp: ĐH Điện tử - K3 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] James A Langbridge, “Professional Embedded ARM Development”, NXB John Wiley & Sons, xuất năm 2014 [2] “Lý thuyết NuMicro”, Công ty TULA [3] Ngô Diên Tập, “Vi Điều Khiển Với Lập Trình C”, NXB Khoa học kỹ thuật, xuất năm 2006 [4] www.nuvoton-m0.com - truy cập lúc 9h30p ngày 7/4/2015 [5] http://tulaso.com/ truy cập lúc 14h ngày 21/4/2015 [6] http://ARM.com – truy cập lúc 15h ngày 2/5/2015 [7] http://www.alldatasheet.com – truy cập lúc 9/5/2015 Đồ án tốt nghiệp 67 SV: Nguyễn Tâm Phúc Khoa: CNKT Điện tử - Viễn thông Lớp: ĐH Điện tử - K3 PHỤ LỤC Bài 1: Lập trình cho Led đơn nháy trạng thái Code mô phỏng: #include "NUC1xx.h" #include "SYS.h" #include "GPIO.h" //Khai báo thư viện chíp //Khai báo thu viện hàm tạo trễ //Khai báo thư viện GPIO int i; void Init_LED() // Thiết lập chân GPIO { for(i=12;i[...]... trung tâm là vi xử lý ARM Đồ án tốt nghiệp 8 SV: Nguyễn Tâm Phúc Khoa: CNKT Điện tử - Vi n thông Lớp: ĐH Điện tử - K3 CHƢƠNG 2 VI ĐIỀU KHIỂN ARM LÕI CORTEX M0 CỦA NUVOTON Nuvoton là hãng sản xuất dòng chíp vi điều khiển 32 bit Cortex M0 dựa trên thiết kế của ARM Vi điều khiển Cortex M0 lõi ARM được thiết kế nhúng tối ưu cho các ứng dụng vi xử lý MCU, dòng chíp này có nhiều giao diện ngoại vi đáp ứng... kết với ARM trong vi c sử dụng Cortex M0, trong đó NXP Semiconductor là hãng sản xuất đã lựa chọn chip ARM Cortex M0 cũng sử dụng điện năng thấp cùng hiệu suất làm vi c cao so với các chip 8/16 bit 2.3 Đặc điểm của dòng chíp MCU – 32 bit lõi ARM Cotex M0 Dòng vi điều khiển ARM Cortex- M được thiết kế nhúng tối ưu hóa cho các ứng dụng vi xử lý MCU Dòng ARM Cortex- M0 là dòng vi điều khiển lõi ARM có kích... lệnh Thumb-2 Các bộ vi xử lý Cortex M gồm có Cortex M0, Cortex M0+ , Cortex M3, Cortex M4, Cortex M7 Hình 1.6: Các phiên bản ARM Cortex – M 1.4 Các hãng sản xuất dòng chip ARM Không giống như các tập đoàn sản xuất vi xử lý khác như AMD, Intel, Motorola hay Hitachi, hãng ARM chỉ thiết kế và bán các bản thiết kế của họ và Đồ án tốt nghiệp 7 SV: Nguyễn Tâm Phúc Khoa: CNKT Điện tử - Vi n thông Lớp: ĐH Điện... cầu vi điều khiển 8bit/16bit của khách hàng toàn cầu với hiệu suất vi điều khiển 32 bit cao hơn Hình 2.4: Biểu đồ phân loại dòng chip 32-bit lõi ARM Cortex- M0 Trong dòng chíp ARM Cortex M0 mỗi chíp sẽ có những tài nguyên và tính năng nổi bật khác nhau để đáp ứng từng ứng dụng và nhu cầu của người dùng Ngoài các chức năng cơ bản của vi điều khiển, ARM Cortex M0 còn tích hợp thêm một số chức năng kết... giờ Hãng đã thiết kế thành công chip MCU lõi ARM 32-bit đầu tiên từ năm 2000 Đến năm 2009 hãng cho ra đời sản phẩm chip lõi ARM Cortex- M0 đầu tiên và nhanh chóng chiếm vị trí số 1 thế giới và châu á về doanh số bán chip MCU Dòng ARM Cortex – M0 khá đa dạng về chủng loại, cấu hình và đáp ứng nhu cầu thị trường về dòng chip 32-bit này Vi điều khiển lõi ARM Cortex- M0 có nhiều giao diện ngoại vi đáp ứng... với vi c sử dụng tools nạp của các hãng khác để phát triển các ứng dụng Hình 2.1: Khối điều khiển chức năng của Cortex M0 Đồ án tốt nghiệp 10 SV: Nguyễn Tâm Phúc Khoa: CNKT Điện tử - Vi n thông Lớp: ĐH Điện tử - K3 Các bộ vi điều khiển ARM Cortex -M0 có cấu hình đa tầng, 32-bit xử lý RISC Nó có một giao diện AHB-Lite bao gồm một thành phần NVIC và chức năng tùy chọn gỡ lỗi phần cứng Các bộ vi điều khiển. .. lượng, Networking và in ấn Bộ xử lý Cortex R dành cho các hệ thống đòi hỏi khắc khe về tính thời gian thực Hỗ trợ các tập lệnh ARM, Thumb và Thumb-2 Các bộ vi xử lý Cortex R gồm có Cortex- R4, Cortex- R5, Cortex- R7 Hình 1.5: Các phiên bản ARM Cortex – R 1.3.3 Dòng M(Microcontroller) Bộ vi xử lý ARM Cortex M tiêu thụ điện năng thấp phù hợp với các ứng dụng vi điều khiển xác định và có khả năng mở rộng,... khả năng điều khiển ngắt ngoại lệ gọi là vector điều khiển ngắt lồng nhau (NVIC), được liên kết chặt chẽ với nhân vi xử lý để cung cấp các tính năng: hỗ trợ vector ngắt gián đoạn lồng nhau; tiết kiệm bộ vi xử lý và có khả năng phục hồi, giảm và xác định độ trễ ngắt, thay đổi mức ưu tiên năng động Đặc điểm lõi vi điều khiển ARM Cortex M0: - ARM Cortex -M0 lõi chạy lên đến 50 MHz - Một hệ thống timer... dụng Bộ vi xử lý ARM Cortex M được thiết kế để giúp các nhà phát triển đáp ứng nhu cầu về các ứng dụng nhúng thông minh và kết nối ARM Cortex M cung cấp nhiều tính năng với chi phí thấp hơn, tăng khả năng kết nối, sử dụng lại mã tốt hơn và cải thiện hiệu quả năng lượng Ứng dụng của dòng M bao gồm: vi điều khiển, thiết bị tín hiệu hỗn hợp, cảm biến thông minh, thiết bị điện tử ô tô Bộ xử lý Cortex M... xác ±1% được tự động điều chỉnh bởi tinh thể thạch anh bên ngoài 32,768K, hỗ trợ khả năng nạp ISP và ICP Dòng Mini51 được ứng dụng rộng dãi trong điều khiển công nghiệp, truyền thông dữ liệu, hệ thống điều khiển tự động, hệ thống vi điều khiển 2.5.2 Dòng chíp M05 1 Các tính năng cơ bản của dòng M05 1 tương đương với vi xử lý 8051 của hãng Atmel nhưng được sử dụng lõi ARM Cortex – M0 cho nên tốc độ xử