Đề thi THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHÚNG

ĐỀ KIỂM TRA GIỮA HỌC KỲ 1, 2017-2018 - ĐÁP ÁN Lớp Chính quy – Ngày 10/10/2017 Mơn thi: THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHÚNG - Thời gian: 60 phút (Sinh viên phép tham khảo tài liệu; Sinh viên không phép sử dụng máy vi tính, laptop) Bài 1: Xét hệ thống nhúng điều khiển hệ thống bơm xăng tự động mơ tả sau Khi cò bơm kích hoạt, hệ thống chạy máy bơm xăng cho người dùng Hệ thống đo lưu lượng xăng cảm biến lưu lượng có độ xác 0,5%, thơng tin khối lượng xăng hiển thị hình led đoạn số Người sử dụng sử dụng bàn phím để cài đặt trước số lit xăng bơm Hãy phân tích vấn đề sau: a) Phân tích constraint: liệt kê constraints, với thông số giả định tự cho Các thông số ràng buộc (giả định):  Giá thành không triệu  Độ xác 0,5%  Tuổi thọ bền năm b) Phân tích functions: cho biết vấn đề phát sinh chức năng, cách khắc phục Hệ thống bơm bị lỗi sinh nhiệt gây cháy nổ, cần có cảm biến nhiệt độ để phát lỗi động Cảm biến lưu lượng xăng bị lỗi gây thiệt hại cho người dùng Cần có chế kiểm tra phát cảm biến bị lỗi c) Phân tích realtime: cho biết hệ thống thuộc none/hard/soft realtime, độ trễ tối đa cho phép ? Hệ thống thuộc loại soft real-time, độ trễ điều khiển ms d) Phân tích concurrent: cho biết tác vụ cần xử lý đồng thời Các tác vụ cần xử lý đồng thời bao gồm:  Đọc cảm biến lưu lượng  Hiển thị LED đoạn  Điều khiển bơm xăng  Đọc trạng thái bàn phím, cò bơm e) Phân tích reactive: cho biết hệ thống thuộc loại phản ứng nào, có chu kỳ hay khơng có chu kỳ, sao? Hệ thống thuộc loại hoạt động không liên tục (power on demand) Các kiện xử lý có khơng có tính chu kỳ bao gồm: cò bơm, trạng thái bàn phím, điều khiển bơm (1.0đ) Hãy viết đặc tả sản phẩm hệ thống Đặc tả sản phẩm: (mơ tả sản phẩm góc độ người dùng) - Chức năng: hệ thống điều khiển bơm xăng có chức bơm xăng cho người dùng đo lưu lượng xăng bơm Người sử dụng sử dụng bàn phím để cài đặt trước số lit xăng bơm - Giao tiếp người dùng: hình LED đoạn số bàn phím - Các thơng số: độ xác 0,5%, máy bơm 900W (1.5đ) Viết đặc tả kỹ thuật hệ thống vẽ sơ đồ khối Đặc tả kỹ thuật: (mô tả sản phẩm góc độ người thiết kế) Nguyên lý hoạt động: Khi người dùng bật cò bơm, hệ thống điều khiển bơm xăng hoạt động, ghi nhận dung lượng xăng bằng cảm biến, đồng thời hiển thị lên LED đoạn số Khi người dùng nhập số lượng lit xăng cho phép bơm, hệ thống điều khiển bơm xăng dung lượng cài đặt bàn phím Yêu cầu phần cứng: hệ thống cần vi xử lý, động bơm 900W, cảm biến lưu lượng xác 0,5%, LED đoạn số Yêu cầu phần mềm: hệ thống cần chương trình sau - Chương trình điều khiển động - Chương trình đọc cảm biến lưu lượng, - Chương trình điều khiển hiển thị LED đoạn số - Chương trình điều khiển hoạt động hệ thống Sơ đồ khối: LED đoạn Cảm biến lưu lượng Vi xử lý Máy bơm Bàn phím Bài 3: (5 điểm) Cho hệ thống quang báo điều khiển LED chào mừng kỷ niệm 60 năm Bách Khoa sau:  Vi điều khiển: PIC16F877, thạch anh 20MHz  Ngoại vi: o Bảng LED ma trận 8x32: giao tiếp qua GPIO 16 bit o nút nhấn: RESET MODE o công tắc switch: CONTROL o Module SIM900 để điều khiển từ xa qua tin nhắn, giao tiếp với vi xử lý qua UART  Hoạt động: Sau hệ thống RESET, hệ thống hiển thị câu chào bảng LED Nếu công tắc CONTROL = 1, hệ thống cho phép cập nhật thông báo qua SIM900, ngược lại CONTROL =1, hệ thống không cho phép cập nhật thông báo qua SIM900 Khi người dùng nhấn nút MODE hệ thống chuyển sang hiệu ứng chạy chữ; nhấn nút lần nữa, chữ đứng yên a) (2đ) Hãy viết đặc tả phần cứng cho hệ thống vẽ sơ đồ khối phần cứng Đặc tả phần cứng hệ thống: Phần cứng hệ thống bao gồm:  Vi điều khiển: PIC16F877, thạch anh 20MHz  Ngoại vi: o Bảng LED ma trận 8x32: giao tiếp qua GPIO 16 bit o nút nhấn: RESET MODE o công tắc switch: CONTROL o Module SIM900 để điều khiển từ xa qua tin nhắn, giao tiếp với vi xử lý qua UART  Nguyên lý hoạt động: Sau hệ thống RESET, hệ thống hiển thị câu chào bảng LED Nếu công tắc CONTROL = 1, hệ thống cho phép cập nhật thông báo qua SIM900, ngược lại CONTROL =0, hệ thống không cho phép cập nhật thông báo qua SIM900 Khi người dùng nhấn nút MODE hệ thống chuyển sang hiệu ứng chạy chữ, nhấn nút lần nữa, chữ đứng yên Sơ đồ khối phần cứng: Bảng LED RESET PIC16F877 SIM900 MODE CONTROL b) (2đ) Vẽ sơ đồ mạch chi tiết cho hệ thống LED MATRIX 8x32 LED15 C1 13 14 X1 20MHz C2 MODE CONTROL 22p R1 RESET MODE 10 10k R2 MODE LED0 U1 22p 10k OSC1/CLKIN OSC2/CLKOUT MCLR/Vpp/THV RA0/AN0 RA1/AN1 RA2/AN2/VREFRA3/AN3/VREF+ RA4/T0CKI RA5/AN4/SS RC0/T1OSO/T1CKI RC1/T1OSI/CCP2 RE0/AN5/RD RC2/CCP1 RE1/AN6/WR RC3/SCK/SCL RE2/AN7/CS RC4/SDI/SDA RC5/SDO RC6/TX/CK RC7/RX/DT RD0/PSP0 RD1/PSP1 RD2/PSP2 RD3/PSP3 RD4/PSP4 RD5/PSP5 RD6/PSP6 RD7/PSP7 R3 CONTROL 10k RB0/INT RB1 RB2 RB3/PGM RB4 RB5 RB6/PGC RB7/PGD 33 34 35 36 37 38 39 40 LED0 LED1 LED2 LED3 LED4 LED5 LED6 LED7 15 16 17 18 23 24 25 26 19 20 21 22 27 28 29 30 TX RX SIM900 LED8 LED9 LED10 LED11 LED12 LED13 LED14 LED15 PIC16F877 CONTROL c) (1đ) Hãy viết đặc tả kiểm tra cho hệ thống (nêu rõ thiết bị dụng cụ cần cho kiểm tra, mơ tả q trình kiểm tra) Thiết bị, dụng cụ cần thiết: máy đo VOM, máy hiển thị sóng Quy trình kiểm tra:  Kiểm tra hoạt động vi xử lý  Kiểm tra hoạt động bảng LED  Kiểm tra module SIM900  Kiểm tra nút nhấn  Kiểm tra chức hoạt động hệ thống Người đề: TS Trương Quang Vinh ... UART  Hoạt động: Sau hệ thống RESET, hệ thống hiển thị câu chào bảng LED Nếu công tắc CONTROL = 1, hệ thống cho phép cập nhật thông báo qua SIM900, ngược lại CONTROL =1, hệ thống không cho phép... MODE hệ thống chuyển sang hiệu ứng chạy chữ; nhấn nút lần nữa, chữ đứng yên a) (2đ) Hãy viết đặc tả phần cứng cho hệ thống vẽ sơ đồ khối phần cứng Đặc tả phần cứng hệ thống: Phần cứng hệ thống. .. Nguyên lý hoạt động: Sau hệ thống RESET, hệ thống hiển thị câu chào bảng LED Nếu công tắc CONTROL = 1, hệ thống cho phép cập nhật thông báo qua SIM900, ngược lại CONTROL =0, hệ thống không cho phép