• Sau khi nút START được nhấn, hệ thống cân trọng lượng đồ giặt, và xác định chế độ thời gian và mức nước thích hợp, đóng van xả và mở van nước vào bồn, khi mức nước đạt yêu cầu, động cơ
Trang 1Đại học Bách khoa TP.HCM
Khoa Điện – Điện tử
Bộ môn Kỹ thuật Điện tử
ĐỀ THI CUỐI HỌC KỲ 2, 2011-2012 Môn thi: THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHÚNG - Thời gian: 90 phút
Ngày thi:19/6/2012
(Sinh viên được phép tham khảo 2 tờ A4 ghi chú, ngoài ra không được phép sử dụng bất cứ tài liệu nào khác)
Bài 1: (1 điểm) Cho một dự án thiết kế hệ thống nhúng sử dụng PIC16F877 cho bộ điều khiển máy giặt với mô tả sau:
• Hệ thống bao gồm: 3 nút nhấn START, PAUSE, STOP (RB0,RB1,RB2), 1 cảm biến trọng lượng đưa vào ngõ AN0,
1 cảm biến mực nước đưa vào ngõ AN1, 1 cảm biến nhiệt động cơ đưa vào AN2, 1 ngõ ra đóng mở van nước RB3, 1 ngõ ra đóng mở van xả RB4, 1 ngõ ra điều khiển động cơ RB5, 1 serial LCD, 1 ngõ ra còi báo hiệu RB6, 1 đèn LED báo hiệu RB7
• Sau khi nút START được nhấn, hệ thống cân trọng lượng đồ giặt, và xác định chế độ thời gian và mức nước thích hợp, đóng van xả và mở van nước vào bồn, khi mức nước đạt yêu cầu, động cơ được khởi động và chạy trong thời gian định trước, sau đó van xả nước mở trong thời gian T Chu kỳ giặt thực hiện 3 lần
• Hệ thống có khả năng cảnh báo: khi đồ giặt quá nặng và động cơ quá nhiệt
• Hệ thống có khả năng hiển thị chế độ hoạt động, và thời gian trên màn hình LCD, còi báo hiệu
Hãy mô tả tóm tắt hệ thống theo đặc tả (specification) của quy trình thiết kế hệ thống nhúng
Bài 2: (1 điểm) Cho timer 16-bit được nạp giá trị đầu là 25 536 PIC hoạt động ở tần số 8MHz với bộ prescaler được cài đặt
chia cho 16 Tính toán khoảng thời gian ngõ ra đạt được bởi timer này (trình bày chi tiết từng bước)
Bài 3: (1 điểm) Cho một hệ thống vi điều khiển gồm 1 master kết nối với 2 slave Vẽ sơ đồ kết nối của hệ thống master/slave
này sử dụng giao tiếp SPI (Serial Peripheral Interface) Trình bày hoạt động truyền nhận dữ liệu
của hệ thống này
Bài 4: (2điểm) Cho bàn phím 4x4 như hình vẽ Vẽ sơ đồ phần cứng kết nối bàn phím với
PIC16F877A và trình bày quy trình quét bàn phím
Bài 5: (2 điểm) Hãy viết chương trình C cho PIC16F877A tạo xung vuông ở 2 ngõ ra RC0 và
RC1, với tần số xung clock lần lượt là 0.5KHz và 1KHz, duty cycle là 50% Hãy sử dụng ngắt
Timer1 với thạch anh 4MHz
Bài 6: (3 điểm) Thiết kế một hệ thống nhúng điều khiển nhiệt độ lò điện đơn giản Hệ thống sử dụng cảm biến nhiệt độ lò
LM35, PIC16F877A, led 7 đoạn và relay bật tắt lò Cho điện áp tham khảo của ADC Vref = 5V, độ phân giải của cảm biến LM35 là tuyến tính với 10mV/oC
• Cảm biến nhiệt độ được nối vào AN0 của PIC
• Relay bật tắt lò được nối vào chân RE2 của port E
• Hai led 7 đoạn anode chung nước nối vào 2 port B, C
• Sau khi RESET, hai led 7 đoạn hiển thị nhiệt độ hiện tại của lò
• Khi nhiệt độ trong lò nhỏ hơn 80oC thì RA1 được cài đặt bằng 1 để bật lò Khi nhiệt độ lớn hơn 120oC thì RA1 được cài đặt bằng 0 để tắt lò
a) (1 điểm) Hãy vẽ sơ đồ mạch chi tiết cho hệ thống trên và trình bày cách thức hiệu chỉnh để đọc được giá trị nhiệt độ từ LM35 sử dụng ADC 8-bit
b) (2 điểm) Hãy viết chương trình C để thực hiện chức năng điều khiển hệ thống trên