THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH TRUYỀN NHẬN DỮ LIỆU GIỮA MÁY TÍNH VÀ VI ĐIỀU KHIỂN QUA CỔNG USB

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ & CƠNG NGHỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Đề tài: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH TRUYỀN NHẬN DỮ LIỆU GIỮA MÁY TÍNH VÀ VI ĐIỀU KHIỂN QUA CỔNG USB Chuyên ngành: Điều Khiển Tự Động Tp Hồ Chí Minh Tháng 08 năm 2008 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ & CƠNG NGHỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Đề tài: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MƠ HÌNH TRUYỀN NHẬN DỮ LIỆU GIỮA MÁY TÍNH VÀ VI ĐIỀU KHIỂN QUA CỔNG USB Chuyên ngành: Điều khiển Tự Động Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: KS Nguyễn Đức Khuyến Trần Đình Cường MSSV: 04138002 Khóa: 2004 – 2008 Tp Hồ Chí Minh Tháng 08 năm 2008 MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING NONG LAM UNIVERSITY FACULTY OF ENGINEERING & TECHNOLOGY Thesis: DESIGNING – MANUFACTURING THE DATA ACQUISITION MODEL BETWEEN COMPUTER AND MICROPROCESSING BY USB PORT Major: Automatic Control Supervisor: Student: ME Duc Khuyen, Nguyen Dinh Cuong, Tran Course: 2004 - 2008 Student ID: 04138002 Ho Chi Minh City August, 2008 LỜI CẢM ƠN Trước tiên xin gửi đến ba - mẹ lòng biết ơn vơ hạn tảo tần nuôi dưỡng ăn học Em xin chân thành cảm ơn đến Ban Giám Hiệu, cảm ơn Quý thầy cô trường Đại Học Nông Lâm, đặc biệt Q thầy, khoa Cơ Khí Cơng - Nghệ dạy truyền đạt kiến thức cho em suốt thời gian em học trường Em trân trọng gửi lời cảm ơn đến thầy, cô môn Điều Khiển Tự Động giúp em trình làm đề tài Em cảm ơn thầy KS NGUYỄN ĐỨC KHUYẾN giúp em thực đề tài Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy: ThS NGUYẾN BÁ VƯƠNG người nhiệt tình giúp em việc hướng dẫn thực đề tài Cuối cảm ơn bạn lớp giúp đỡ động viên tơi qua trình thực đề tài Tp.HCM tháng 08 năm 2008 Sinh viên thực hiện: Trần Đình Cường i TĨM TẮT Đề tài: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MƠ HÌNH TRUYỀN NHẬN DỮ LIỆU GIỮA MÁY TÍNH VÀ VI ĐIỀU KHIỂN QUA CỔNG USB Hiện với phát triển vượt bậc công nghệ kỹ thuật đẩy người lên tầm cao Công nghệ kỹ thuật phát triển thiết bị cổng giao tiếp trở nên đại gần gũi với Đó cổng giao tiếp USB Cổng giúp cho truyền nhận liệu máy tính vi điều khiển trở nên dễ dàng Trong khuôn khổ đề tài này, thiết bị giao tiếp cổng USB truyền nhận giao tiếp máy tính vi điều khiển hiển thị LCD Đề tài ứng dụng để đo lực sử dụng cảm biến lực train gages hiển thị LCD hiển thị lên máy tính  Các kết đạt được:  Bộ truyền nhận liệu từ máy tính tới vi điều khiển ổn định  Bộ truyền nhận liệu từ vi điều khiển tới máy tính ổn định  Hiển thị LCD ổn định  Đo lực sử dụng cảm biến lực train gages ổn định  Phần mềm hoạt động ổn định Đây đề tài mẻ Việt Nam Đề tài có nhiều ứng dụng hữu ích, thời gian có hạn nên ứng dụng để đo lực sử dụng train gages… SVTH: GVHD: TRẦN ĐÌNH CƯỜNG KS NGUYỄN ĐỨC KHUYẾN KHÓA: 2004 - 2008 ii SUMMARY Theme: DESIGNING – MANUFACTURING THE DATA ACQUISITION MODEL BETWEEN COMPUTER AND MICROPROCESSING FOR USB PORT Nowadays, the advance of technology, which leads human to a new world of technology The more development of technology, the more modern equipments we have and they are more commonly them become One of them is USB port interface, which simplifys the data transmiting and receiving between computer and microcontroller In this thesis, we desingned and equipment to transfer the data between the computer and the ATMEGA8535 microcontronler and display the result on LCD… Still many applications we have, like who be: room thermometry, dryer thermometry, measure engine speed  Reaching results:  Data transceiver from the computer and the the ATMEGA8535 microcontroller stabilize  Displayed on LCD stabilize  The Software is in good operating This is a very new topic in Vietnam This thesis still have more and more applicated… However, in a limit time, we just apply it for measuring the force or the load by train gages DONE BY: ADVISOR: DINH CUONG, TRAN DUC KHUYEN, NGUYEN iii MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT ii SUMMARY .iii MỤC LỤC .iv DANH SÁCH HÌNH ẢNH .vii DANH SÁCH CÁC BẢNG viii MỞ ĐẦU 1.1 Dẫn nhập 1.2 Mục đích 1.3 Giới hạn đề tài 2 TRA CỨU TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu phương pháp truyền thông USB .3 2.1.1 Khái niệm USB 2.1.2 Các thiết bị phương thức giao tiếp USB 2.1.3 Một số đặc trưng USB 2.2 Tra cứu linh kiện điện tử 2.2.1 Tra cứu vi điều khiển 2.2.2 Tra cứu chip FT232BL .8 2.2.3 Tra cứu hiển thị LCD 12 2.3 Tra cứu phương pháp giao tiếp máy tính vi xử lý 13 2.3.1 Giao tiếp máy tính qua cổng USB .13 2.3.2 Giao tiếp máy tính qua cổng COM 14 2.3.3 Giao tiếp máy tính qua cổng song song (cổng máy in LPT) 16 2.3.4 Giao tiếp máy tính qua card mở rộng (slot) 16 2.4 Tra cứu ngôn ngữ viết phần mềm 17 2.4.1 Ngôn ngữ Bascom 17 iv 2.4.2 Ngôn ngữ Visual Basic .17 2.4.3 Ngôn ngữ Assemply 17 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN .19 3.1 Phương pháp thực đề tài .19 3.1.1 Chọn phương pháp thiết kế giao tiếp cổng USB .19 3.1.2 Chọn phương pháp thiết kế mạch khuếch đại cho train gages 19 3.1.3 Phương pháp thực phần điện tử 19 3.1.4 Phương pháp thực phần khí 20 3.2 Phương tiện thực đề tài 20 THỰC HIỆN ĐỀ TÀI – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 21 4.1 Thực phần cứng điện tử .21 4.1.1 Chế tạo phần mạch nguồn 21 4.1.2 Chế tạo phần mạch giao tiếp máy tính vi điều khiển qua cổng USB 21 4.1.3 Chế tạo phần mạch khuếch đại cho train gages 23 4.1.4 Chế tạo phần mạch nạp cổng COM cho AVR 26 4.1.5 Kết hợp thành mạch tổng hợp USB, mạch khuếch đại .27 4.2 Thực phần mềm 29 4.2.1 Lưu đồ khối chung cho phần mềm 29 4.2.2 Lưu đồ khối lập trình hiển thị lên LCD .30 4.2.3 Lưu đồ khối phần đo lực train gages hiển thị LCD .31 4.2.4 Giới thiệu giao diện phần mềm 32 4.2.5 Viết chương trình kiểm tra truyền liệu từ vi xử lý lên máy tính 35 4.2.6 Viết chương trình kiểm tra truyền liệu từ máy tính xuống vi xử lý 36 4.2.7 Viết chương trình đo lực train gages hiển thị lên LCD 37 4.3 Kiểm tra liên kết, chạy thử nghiệm hoàn thiện hệ thống 39 4.4 Kết thảo luận 39 4.4.1 Khảo nghiệm mẫu 40 4.4.2 Khảo nghiệm mẫu 41 v KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 42 5.1 Kết luận 42 5.2 Đề nghị 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 PHỤ LỤC vi DANH SÁCH HÌNH ẢNH Trang Hình 2.1: Một số cổng USB .5 Hình 2.2: Sơ đồ chân ATMEGA8535 Hình 2.3: Sơ đồ chân FT232BL 10 Hình 2.4: Màn hình LCD với dòng, 16 ký tự .12 Hình 2.5: Cổng COM chân 14 Hình 2.6: Sơ đồ mạch nạp cổng song song AVR 16 Hình 4.1: Cấu tạo nguyên lý phần mạch nguồn cung cấp điện áp cho train gages 21 Hình 4.2: Mạch giao tiếp máy tính vi điều khiển qua cổng USB 22 Hình 4.3: Sơ đồ mạch in mạch USB .23 Hình 4.4: Mạch khuếch đại dụng cụ 24 Hình 4.5: Sơ đồ nguyên lý mạch khuếch đại train gages 25 Hình 4.6: Sơ đồ mạch in mạch khuếch đại train gages 26 Hình 4.7: Mạch nạp cho AVR 27 Hình 4.8: Mạch tổng hợp giao tiếp cổng USB đo lực train gages 28-29 Hình 4.9: Sơ đồ giao diện Bascom 33 Hình 4.10: Sơ đồ giao diện Bascom viết chương trình 33 Hình 4.11: Giao diện mạch nạp cho vi điều khiển 34 Hình 4.12: Giao diện dịch file hex mạch nạp Ponyprog 2000 34 Hình 4.13:Giao diện Visual Basic chưa viết chương trình 35 Hình 4.14: Giao diện Visual Basic hiển thị giá trị lực .35 Hình 4.15: Giá trị thu LCD khảo nghiệm 40 Hình 4.16: Giá trị thu máy tính khảo nghiệm 41 vii PHỤ LỤC  Sơ đồ khối ATMEGA8535: Hình: Sơ đồ khối chức ATMEGAS8535  Lịch sử phát triển AVR:  Đặc điểm khái quát: Đầu tiên, đề cập đến loạt vi điều khiển loại AVR RISC công ty Atmel Cụ thể kiến trúc, thiết kế sử dụng họ vi điều khiển ứng dụng khác Công ty Atmel nhà sản xuất hàng đầu vi mạch (IC) AVR tên loạt vi điều khiển công ty Atmel sản xuất đối tượng để tìm hiểu RISC (reduced intruction set computer) kiến trúc phổ biến xử lý đại Trước xem xét họ vi điều khiển cách chi tiết, ta thử trả lời cho câu hỏi: việc tìm hiểu vi điều khiển nói chung họ AVR RISC nói riêng lại nhiều người quan tâm đến Một sách trắng công ty Sun Microsystems công bố gần giới thiệu kiến trúc nhân (core) vi xử lý picoJava có đưa số dự đốn: gia đình có mức sống trung bình, cuối thập niên này, chứa khoảng 50 đến 100 vi điều khiển thực công việc: điều khiển điện thoại số lò vi sóng, máy video cassete, máy thu hình điều khiển từ xa cho máy thu hình, máy rửa bát đĩa, hệ thống bảo vệ dùng gia đình, thiết bị số hỗ trợ cá nhân PDA (personal digital assistant), v v … Thậm chí xem số phản ánh mức độ thu thập gia đình nước phát triển Khơng thể phủ nhận thực tế có số khổng lồ vi điều khiển vi xử lý sử dụng đồ điện tử gia dụng Bên cạnh ứng dụng gia đình, lĩnh vực khác kích động tăng trưởng vi điều khiển thương mại điện tử Với việc tốn qua thẻ tín dụng (smart card), loại thẻ có dung lượng nhớ nhiều so với thẻ từ thông thường tỏ tin cậy Với đặc tính mà nhiều người chấp nhận thẻ thơng minh, loại thẻ thể khả thay tiền mặt Điều nói người sử dụng thẻ “smart card” số vơ lớn Còn kể nhiều khác nhau: xe ơtơ loại trung bình có khoảng 15 vi xử lý, xe ôtô Mercedes S-class (CHLB Đức) thời 1999 có tới 63 vi xử lý, BMW (cũng CHLB Đức) thời 1999 có tới 65 vi xử lý! Trên thực tế, trừ thể người, vi xử lý vi điều khiển có mặt xung quanh chúng ta, điều loại trừ kể khơng nên tin ta không ngạc nhiên máy trợ tim (heart pacemaker) vi xử lý điều khiển Theo cách nhìn để đánh giá điều khiển vi điều khiển (hoặc vi xử lý) tỏ dễ dàng sử dụng thiết bị điện tử hệ thống điện tử số, chẳng hạn máy giặt sử dụng gia đình Bằng việc sử dụng vi điều khiển, sản phẩm cần chi phí nâng cấp, linh kiện dự trữ cho bảo hành bảo dưỡng Nói khác vi điều khiển mang lại nhiều thuận lợi, lại thêm có sức cạnh tranh lớn chất lượng cao nên nhiều người (cả người dùng nhà sản xuất) đổ xô đến vi điều khiển Càng sử dụng rộng rãi, đặc biệt đồ điện gia dụng, vi điều khiển tăng thêm tính hấp dẫn phía người dùng, mang lại nhiều lợi nhuận cho nhà sản xuất cung ứng đồng thời tăng thêm động lực để tăng trưởng số lượng Cũng mà nhiều người muốn tìm hiều vi điều khiển vi xử lý Tuy nhiên, ta nhận thấy khơng mà nhiều tài liệu khác (trong nước nước) thuật ngữ sử dụng theo cách đổi lẫn cho (interchangeably) phần thể lỏng lẻo Vì nhân ta khảo sát vi điều khiển liệu có khác với vi xử lý Ta thường thấy không tài liệu tác giả khác mà bục giảng thuật ngữ thường pha trộn với Tuy nhiên, mặt nguồn gốc thuật ngữ có phân biệt hồn tồn với thuật ngữ khác, quan trọng trước hết phải hiểu thuật ngữ khác Một vi xử lý đơn vị xử lý trung tâm (CPU) chip đơn lẻ Trong thời gian trước đây, đơn vị CPU thiết kế cách sử dụng nhiều chip với mức độ tích hợp cỡ trung bình đến cỡ lớn (MSI, LSI) Công ty Intel, với xử lý 4004 xử lý bit (nghĩa xử lý liệu theo loạt bit thời điểm) thiết kế để sử dụng máy tính bỏ túi (calculator) Khi vi xử lý mạch điện hỗ trợ kèm, thành phần I/O ngoại vi nhớ (chương trình liệu) kết nối với mạch để tạo thành máy tính nhỏ chuyên dùng cho việc thu thập liệu ứng dụng điều khiển, gọi máy vi tính Nếu quan sát thiết kế mạch với vi xử lý thông dụng 8088 chí 8085, ta thấy nhớ EPROM sử dụng để lưu trữ liệu, nhớ RAM để cất giữ biến kết với vài chip giao tiếp IO để giao tiếp với giới bên Các phận xếp mạch tạo thành máy vi tính (đơi từ máy gây cho ta ấn tượng khác biệt) Suy luận theo logic, phận tạo nên máy tính (microcomputer) xếp với chip silic đơn lẻ vi điều khiển Công ty Texas Instruments trở nên tiếng với việc cho đời vi điều khiển đầu tiên, dãy TMS 1000 Dãy vi điều khiển TMS 1000 có đủ RAM, ROM, phận I/O sử dụng làm điều khiển lò vi sóng, định thời dùng cơng nghiệp máy tính bỏ túi Hiện thị trường có nhiều họ vi điều khiển: họ 8048 8051 Intel, 68HC11 motorola, Z8 Zilog, PIC Microchip, H8 Hitachi, v v… cuối phải kể đến AVR Atmel Một họ vi điều khiển cho thấy có mặt nhiều loại vi điều khiển khác nhau, với nhân (core) trung tâm sở khác thiết bị ngoại vi, cách đóng vỏ, tùy chọn tốc độ hoạt động, v v… Ngay phân định vi xử ký, máy tính vi điều khiển rõ ràng khơng khó hiểu (unambiguous), thống với thuật ngữ sử dụng cách lỏng lẻo thay đổi lẫn lộn cho Sự mờ nhạt rãnh giới thuật ngữ tồn ta phải hòa nhập với tình trạng Bộ điều khiển AVR công ty Atmel, với chương trình nhớ chip, cổng vào cổng nối tiếp chip, vi điều khiển, thỏa mãn tiêu chuẩn nêu Cuối thấy là: đời, thuật ngữ vi xử lý, vi tính vi điều khiển có nét riêng để phân biệt với Nhưng trình phát triển, nhiều đặc tính đan xen vào đến mức khó mà định ranh giới rõ ràng, máy tính chip ví dụ minh họa Vì tình trạng sử dụng pha trộn thuật ngữ tránh khỏi số trường hợp lại có phần hợp lý Liệu thiết bị cụ thể cần thiết kế cách sử dụng vi mạch riêng rẽ hay PLD, hay vi xử vấn đề cần người thiết kế định Tuy nhiên, nhiều ứng dụng thiết kế cách hợp lý cách sử dụng vi điều khiển, phần lớn số thể hiệu việc sử dụng vi điều khiển AVR thao tác ngắn gọn đây: Kiến trúc RISC với hầu hết lệnh có chiều dài cố định, truy nhập nhớ nạp-lưu trữ (load-store), 32 ghi đa  Kiến trúc đường ống lệnh kiểu tầng (two-stage instruction pipeline) cho phép làm tăng tốc độ thực thi lệnh  Có chứa nhiều phận ngoại vi chip, bao gồm cổng I/O số, chuyển đổi ADC, nhớ EEPROM, định thời, UART, định thời RTC, điều chế độ rộng xung (PWM), v v… Đặc điểm xem bật so với nhiều vi điều khiển khác nhiều xử lý khác phải tạo truyền nhận UART giao diện SPI phần mềm hay “máy ảo” vi điều khiển AVR lại thực phần cứng Trên vi điều khiển AVR tích hợp sẵn:  Đến 48 đường dẫn vào/ra (I/ O) lập trình  Đến truyền nhận UART lập trình  Một giao diện SPI đồng  Một giao diện TWI đồng tương thích I2C  Đến timer/counter bit  Một timer/counter 16 bit với chức so sánh bắt mẫu (capture)  Đến lối điều biến độ rộng xung (PWM)  Một đồng hồ thời gian thực (RTC-timer)  Một biến đổi ADC 10 bit có đến kênh lối vào  Một phát trạng thái sụt điện áp nguồn nuôi  Một so sánh analog  Một định thời watchdog Tất nhiên số lượng cụ thể phận ngoại vi khác vi điều khiển AVR cụ thể Điểm đáng lưu ý thiết bị ngoại vi là: phận thiết kế mô-đun đa với thông số kỷ thuật giới thiệu rõ tài liệu kỹ thuật không thay đổi vi điều khiển khác Thí dụ timer/ counter0 loại AT90S1200 giống hệt AT90S8515 so sánh analog Attiny12 trao đổi sử dụng giống hệt Atmega161 Nên lần làm quen với mơ-đun phần cứng có kinh nghiệm gặp lại modun vi điều khiển AVR khác Hầu hết lệnh, trừ lệnh nhảy nạp/lưu trữ, thực kỳ xung nhịp Hoạt động với tốc độ đồng hồ đến 12MHz So với vi điều khiển khác vi điều khiển họ ATMEL có tần số xung nhịp cho phép tương đối cao, cụ thể khoảng đến 12 MHz tùy theo loại cụ thể Xung nhịp dao động tạo xung nhịp hệ thống, cho qua chia tần trường hợp vi điều khiển cho đời trước đây, nên kéo theo tốc độ xử lý lệnh tương đối cao, xem hình 1.4, kết hợp với khả thực lệnh kỳ xung nhịp, vi điều khiển AVR có khả đạt đến tốc độ xử lý 12 MPIS (triệu lệnh giây) Các vi điều khiển thuộc họ SX (sản phẩm công ty Scenix) có tần số xung nhịp cao, chí cao AVR, lại có dòng tiêu thụ tương đối lớn, ngồi lại khơng có phận ngoại vi chip tiện dụng cho người dùng vi điều khiển AVR Chính phận ngoại vi tích hợp chip lại góp phần làm tăng tốc độ xử lý lệnh tính chung hệ thống  Bộ nhớ chương trình liệu tích hợp chip Trên chip AVR có tới cơng nghệ nhớ khác nhau:  Bộ nhớ EPROM xóa kiểu flash (ln ln lập trình được) dùng cho mã chương trình mà người dùng lập trình  Bộ nhớ EEPROM hay PROM xóa điện, nội dung nhớ giữ nguyên sau tắt điện áp nguồn Chương trình người dùng lập trình thời gian thực, hệ thống hoạt động  Bộ nhớ RAM tĩnh (SRAM) dùng cho biến, nội dung nhớ tắt điện áp nguồn Ngồi ra, vi điều khiển AVR có tới 32 ghi làm việc, tất nối trực tiếp với khối ALU (đơn vị số học logic) trao đổi trực tiếp vùng địa nhớ, cụ thể 32 ô nhớ (0x00 đến 0xFF) tương ứng với ghi làm việc R0 đến R31  Khả lập trình hệ thống Do thiết kế công nghệ nhớ sử dụng mà vi điều khiển lập trình cấp nguồn mạch, không cần phải nhấc khỏi mạch nhiều vi điều khiển họ khác Các cổng giao tiếp RS232 SPI cho phép dễ dàng thực thao tác lập trình hệ thống  Được đóng vỏ với chân đến 64 chân để thích ứng với nhiều loại ứng dụng khác Từ ứng dụng có chi phí thấp với vi điều khiển TINY chân (loại DIP loại SOIC) đến loại thông dụng với 20 44 chân cuối loại MEGA-AVR với 40 chân hàng (DIP) kiểu 64 chân kiểu vỏ vng (TQFP) Loại có vỏ 64 chân bước đột phá chưa có đối thủ cạnh tranh khả xử lý (với 16 bit) giá thành  Có tốc độ xử lý lớn đến 12 lần so với vi điều khiển CISC thông thường  Hỗ trợ cho việc lập trình ngơn ngữ bậc cao, chẳng hạn C  Có tốc độ xử lý lớn đến 12 lần so với vi điều khiển CISC thông thường Tất vi điều khiển AVR lưu hành thị trường chế tạo công nghệ CMOS 0.6 um Công ty ATMEL lập kế hoạch chuyển sang công nghệ 0.35 um, nhằm đạt tốc độ xung nhịp cao 50% so với nay, dòng điện tiêu thụ giảm 1/3 Đây biện pháp để hòa nhập với xu hướng phát triển chung kỹ thuật vi điều khiển Phương pháp EMV áp dụng để thiết kế lại hoàn thiện vi điều khiển lưu hành Cần lưu ý việc giảm kích thước linh kiện tích hợp có nghĩa tăng mức độ tích hợp hệ thống làm giảm giá thành vi mạch Điện áp phép thay đổi khoảng rộng, từ 2.7V đến 6.0V, nên cho phép thể ưu điểm rõ rệt thiết bị xách tay, sử dụng pin Với thiết bị sử dụng pin tiêu quan trọng thiết kế giảm dòng điện tiêu thụ Thường tần số xung giữ nhịp hệ thống lớn dòng điện tiêu thụ lớn, muốn giảm dòng điện tiêu thụ nên lựa chọn tần số xung giữ nhịp thấp Ngồi việc hạ thấp điện áp nguồn ni cho phép làm giảm dòng điện tiêu thụ hay kéo dài thời gian làm việc pin Một thiết kế đơn giản hợp lý giúp cho người dùng giảm thiểu thời gian cần thiết để làm quen tiến tới làm chủ vi điều khiển AVR Tập lệnh AVR có đến 133 lệnh cho phép lập trình cách dễ dàng đơn giản hợp ngữ, cấu trúc xử lý Atmel cho phép lập trình ngôn ngữ C  Sơ đồ khối FT232BL:  Một số đặc điểm FT232BL: FT232BL cung cấp có 32 chân hướng dẫn miến phí gói LQFP Gói hình dạng 7mm x 7mm (9mm x 9mm bao gồm chân) với khoảng cách chân 0.8 mm Ở hình vẽ cho thấy LQFT – 32 chân – kích thước mm Chý ý: có khn dạng mã ngày tháng dùng – XXYY = ghi mã ngày tháng XX = ghi số năm – YY = ghi số tuần hay XXY – X = số năm – YY = ghi số tuần FT232BL hồn tồn tương thích với chuẩn Liên Hiệp Châu Âu Hệ cực đại tuyệt đối thiết bị FT232BL với hệ thống hệ cực đại tuyệt đối (ICE60134) Bảng: Hệ cực đại tuyệt đối Thông số Giá trị Đơn vị Nhiệt độ bảo quản -650C => 1500C C Hoạt động mức thấp nhà máy xung 192 (phù hợp quanh (300C/60% độ ẩm tương đối ) với mức 3)***chú ý Nhiệt độ môi trường 00C => +700C C M.T.B.F (tại 350C) 247484 = 28 năm Điện áp nguồn -0.5 => +600 V Điện áp vào D.C – USBDP USBDM -0.5 => +3.8 V Điện áp vào D.C – Trở kháng cao -0.5 => +(Vcc + 0.5) V Điện áp vào D.C – tất ngõ vào khác -0.5 => +(Vcc + 0.5) V Dòng DC – ngõ 24 mA Dòng DC – trở kháng thấp 24 mA Nguồn hao phí (VCC = 5.25v) 500 mW Điện áp tĩnh phóng điện +/- 3000 V Dòng đóng lại (max Vi = +/- 10V +/- 200 mA 10ms) Chú ý 2: Nếu thiết bị cất giữ khỏi đóng gói bên ngồi, thiết bị hạn phải nung nóng trước sử dụng Thiết bị phải lên tới nhiệt độ 1100C nung nóng → 10  Đặc tính D.C: Đặc tính D.C (nhiệt độ mơi trường = → 700C) Bảng: Điện áp dòng hoạt động Thơng Mô tả Min Kiểu Max Đơn vị Hoạt động điện áp 4.35 5.0 5.25 V 3.0 - 5.25 V 25 - Trạng thái số Vcc1 nguồn Vcc Vcc2 Hoạt động điện áp nguồn VCCIO Icc1 Hoạt động dòng ni mA Hoạt động bình thường Icc2 Hoạt động dòng ni 180 200 uA Chế độ treo USB (**chú ý 3) Chú ý 3: Nguồn nuôi loại trừ 200uA điện trở kéo lên bên chân USBDP Bảng: Đặc tính chân I/O UART Thơng Mơ tả Min Kiểu Max Đơn vị Điều kiện Điện áp mức cao 3.2 nguồn vào = số Voh 4.1 4.9 V 2mA Vol Điện áp mức cao 0.3 0.4 0.6 V Bộ nhận vào 200mA Vin Ngưỡng chuyển mạch 1.3 1.6 1.9 V 55 60 mV ngõ vào Vhys Hiện tượng chuyển mạch trễ ngõ vào 50 ***Chú ý Bảng: Đặc tính chân IO UART (VCCIO = 3.0 – 3.6) Thơng Mô tả Min Kiểu Max Đơn vị Điều kiện 2.2 2.7 3.2 V Nguồn số Voh vào 1mA Vol 0.3 0.4 0.5 V Bộ nhận vào 2mA Vin 1.0 1.2 1.5 V Vhys 2.2 25 30 mV ***chú ý **chú ý 4: Ngõ vào kéo theo điện trở 200k bên tới chân VCCIO Bảng: Đặc tính chân XTIN/ XTOUT Thông Mô tả Min Kiểu Max Đơn vị Điều kiện Ngõ điện áp mức 4.0 - 5.0 V MHZ 0.1 - 1.0 V MHZ 1.8 2.5 3.2 V số Voh cao Vol Ngõ điện áp mức thấp Vin Ngõ vào ngưỡng chuyển mạch Bảng: Đặc tính chân RESET#, TEST, EESK, EEDATA Thơng Mơ tả Min Kiểu Max Đơn vị Điều kiên Ngõ điện áp cao 3.2 4.1 V Nguồn số Voh 4.9 vào 2mA Vol Ngõ điện áp thấp 0.3 0.4 0.6 V Bộ nhận vào 2mA Vin Ngõ vào ngưỡng 1.3 1.6 1.9 V **chú ý chuyển mạch VHys Ngõ vào tượng 50 55 60 mV chuyển mạch trễ **chú ý 5: Chân EEDATA, EESK, EECS, TEST, RESET# phải kéo theo điện trở bên tới VCC Bảng: Đặc tính chân RSTOUT Thơng Mơ tả Min Kiểu Max Đơn vị số Voh Điều kiện Ngõ điện áp cao 3.0 - 3.6 V Nguồn vào 2mA Vol Ngõ điện áp thấp 0.3 - 0.6 V Bộ nhận vào 2mA Bảng: Đăc tính chân xuất/ nhập USB Thông Mô tả Min Chân xuất 2.8 Kiểu Max Đơn vị Điều kiện V RI = 1.5K→3V3Out số Uvoh 3.6 nhập tĩnh (D+) ngõ RI = 15K→GND (D-) (mức cao) Uvol Chân xuất 0.3 V nhập tĩnh 1.5K→3V3Out(D+) ngõ RI = 15K→GND(D-) (thấp) Uvse Ngưỡng 0.8 2.0 V 0.8 2.5 V đầu đơn RX Ucom Kiểu vi sai chung UVDif RI = Độ nhạy vi sai ngõ vào 0.2 V  Một số hình ảnh chụp làm đề tài: Hình: Mơ hình đề tài Hình: Hình ảnh train gages thật Hình: Hình ảnh mơ hình hồn thành Hình: Hình cổng USB thành cổng COM3 Hình: Hình ảnh thật mạch USB mạch khuếch đại ... tiếp qua cổng USB qua IC FT232BL thành giao tiếp qua cổng COM  Tính tốn, thiết kế, chế tạo mạch nguồn cung cấp  Tính tốn, thiết kế, chế tạo mạch vi điều khiển  Tính tốn, thiết kế, chế tạo mạch... dùng vi điều khiển để lập trình hiển thị lên LCD 1.2 Mục đích: Thiết kế chế tạo mơ hình truyền nhận liệu máy tính vi điều khiển qua cổng USB Mục đích đề tài dùng cổng USB để giao tiếp với thiết. .. GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ & CƠNG NGHỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Đề tài: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH TRUYỀN NHẬN DỮ LIỆU GIỮA MÁY TÍNH VÀ VI ĐIỀU KHIỂN QUA CỔNG USB Chuyên