THIẾT BỊ HỖ TRỢ THỰC THI LỆNH ĐA NĂNG HÓA DÙNG RFID

Thiết bị hỗ trợ thực thi lệnh đa hóa dùng RFID MỤC LỤC MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT GIỚI THIỆU VỀ VĐK MSP430: a Sơ đồ chân: .4 b.Mạch nguồn : .7 c.Chân Reset: d.Mạch dao động : e Port I/O : .7 2.Giới thiệu LCD 16x2 a Hình dáng kích thước: b Chức chân : 3.CÔNG NGHỆ RFID: 10 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠCH 12 1.THIẾT KẾ MẠCH VÀ THUẬT TOÁN: 12 a.Thiết kế mạch 12 CHƯƠNG 3: CODE HOÀN CHỈNH 13 CHƯƠNG 4: Kết luận hướng phát triển 18 Nguyễn Hữu Hùng Page Thiết bị hỗ trợ thực thi lệnh đa hóa dùng RFID MỞ ĐẦU Ngày nay, vi điều khiển có những ứng dụng rộng rãi thâm nhập ngày nhiều lĩnh vực đời sống xã hội Hầu hết, thiết bị kỹ thuật từ phức tạp đơn giản thiết bị điều khiển tự động, thiết bị văn phòng thiết bị gia đình đều có dùng vi điều khiển Xuất phát từ thực tế đó, mơn học kỹ tḥt vi điều khiển môn học không thể thiếu đối với bất kỳ sinh viên trường kỹ thuật nhất sinh viên khoa Điện tử viễn thông, Công nghệ thông tin… Không chi cung cấp cho sinh viên kiến thức về vi điều khiển để xây dựng nên những hệ thống thiết bị kỹ thuật đại Mà còn môn học bản để chúng ta hiểu rõ bản chất của việc xử lý sớ liệu tính tốn tồn từng giây, từng phút hàng triệu triệu vi xử lý, vi điều khiển khắp giới Đem đên nhìn sâu sắc hiểu biết sâu rộng về giới tin học, góp phần tạo nên say mê sáng tạo cho sinh viên u thích mơn khoa học kỹ tḥt Đồ án môn học Kỹ thuật vi xử lý dựa việc sử dụng vi điều khiển 8051 cũng khơng nằm ngồi mục đích nâng cao hiểu biết, củng cố lý thuyết cho sinh viên Tạo cho sinh viên tinh thần làm việc nhóm để đạt mục đích chung: Làm đồ án hiệu quả, chất lượng! Nguyễn Hữu Hùng Page Thiết bị hỗ trợ thực thi lệnh đa hóa dùng RFID CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT GIỚI THIỆU VỀ VĐK MSP430: Các dòng vi điều khiển msp430 hãng TI ( Texas Instruments) sản x́t, ngồi TI còn sản xuất cung cấp nhiều linh kiện điện tử module khác Vi điều khiển( Micro controller unit – MCU ) đơn vị xử lý nhỏ, tích hợp tồn nhớ ROM , RAM , port truy xuất , giao tiếp ngoại vi trực tiếp chip nhỏ gọn - Đây dòng vi điều khiển 16bit có nhiều ưu điểm trội : + Cấu trúc sử dụng nguồn thấp giúp kéo dài tuổi thọ của Pin - Điện áp sử dụng 3,3v - Duy trì 0.1µA dòng ni RAM - Chi 0.8µA real-time clock - 250 µA/ MIPS + Bộ AD/DA hiệu suất cao cho phép đo xác - 12 bit 10 bit ADC-200 kskp, cảm biến nhiệt độ, Vref , - 12 bit DAC - Bộ giám sát điện áp nguồn + 16 bit RISC CPU cho phép nhiều ứng dụng, thể phần kích thước Code lập trình -Thanh ghi lớn nên loại trừ trường hợp tắt nghẽn tập tin làm việc -Thiết kế nhỏ gọn làm giảm lượng tiêu thụ điện giảm giá thành -Tới ưu hóa cho những chương trình ngơn ngữ bậc cao C, C++ -Có chế độ định địa chi Nguyễn Hữu Hùng Page Thiết bị hỗ trợ thực thi lệnh đa hóa dùng RFID -Khả ngắt theo véc tơ lớn + Trong lập trình cho nhớ Flash cho phép thay đổi Code cách linh hoạt, phạm vi rộng, nhớ Flash còn có thể lưu lại nhật ký của dữ liệu + Tần số nội (Internal Frequencies lên đến 16MHZ với mức tần số 1Mhz, 8Mhz, 12Mhz, 16Mhz chương trình chúng ta mún sử dụng tần sớ chi cần khai báo tần sớ +Hai timer 16 bit ( có khả đếm lên x́ng ) +Các kiểu chân đóng gói : TSSOP : 20pin,28pin PDIP : 20 pin QFP : 32pin a Sơ đồ chân: +Ở dòng MSP430G2553 ta thấy có port : Port Port2 Mỗi port có chân Port 1: có chân từ P1.0 đến P1.7 tương ứng với chân từ 2-7 14 , 15 Port : cũng gồm có chân P2.0 – P2.7 ứng với chân – 13, 18,19 +Ngồi chức I/O bình thường pin của port đều những chân đa chức năng, ta thể thấy rõ bảng sau: Nguyễn Hữu Hùng Page Thiết bị hỗ trợ thực thi lệnh đa hóa dùng RFID Nguyễn Hữu Hùng Page Thiết bị hỗ trợ thực thi lệnh đa hóa dùng RFID Ví dụ chân P1.0 ta thấ ngồi chức I/O bình thường còn có chức đặc biệt : Timer0_A, clock signal TACLK : input tính hiệu xung clock đầu vào của TACLK ADC10 analog input A0: Ngõ vào A0 của kênh ADC10 bit Chú ý : Vi điều khiển của chúng ta vi điều khiển sử dụng nguồn không giống đa số nguồn của những vi điều khiển 8051 ,pic ,avr Nó vi điều khiển tiết kiệm lượng (Low Supply-Voltage Range) sử dụng dãi điện áp từ 1,6-3,3v Các bạn nên chú ý điểm khơng gây hỏng chíp Nguyễn Hữu Hùng Page Thiết bị hỗ trợ thực thi lệnh đa hóa dùng RFID b.Mạch nguồn : Trên mạch có sử dụng 7805 để tạo điện áp volt để sử dụng cho ngoại vi khác ds 1307 ,ds18b20… LM 1117 ic tạo nguồn 3,3 volt để cấp cho vi điều khiển MSP430G2553 SW2 dùng để ngắt nguồn của vi điều khiển trường hợp cần thiết c.Chân Reset: Chính chân sớ 16 RST chân reset có ký hiệu MCLR , bạn để ý thấy dấu gạch ngang có nghĩa chân tích cực mức thấp Mục đích của việc reset nhằm cho chương trình chạy lại từ đầu d.Mạch dao động : Cũng giống những dòng vi điều khiển khác Msp430 cũng hỗ trợ người dùng thạch anh ( external crystal ), thạch anh ngoại vi cho phép chi có thể lên tới 32,768 kHz mà thơi, tín hiệu mắc chân 18 19 Nhưng msp430 lại hỗ trợ thạch anh nội có thể lên đến 16Mhz, tùy vào cách khai báo lập trình e Port I/O : Port : có chân từ P1.0 đến P1.7 tương ứng với chân từ 2-7 14 , 15 Port : cũng gồm có chân P2.0 – P2.7 ứng với chân – 13 , 18,19 Trong chế độ nhập (input) cả port đều có mạch điều khiển điện trở kéo dương – gọi PULL UP giá trị của điện trở rất lớn khoảng 47K nên gọi WEAK PULL UP RESISTAN Việc điều khiển PULL UP tiến hành thơng qua lập trình tác động lên ghi PxREN đề cập chương sau Nguyễn Hữu Hùng Page Thiết bị hỗ trợ thực thi lệnh đa hóa dùng RFID 2.Giới thiệu LCD 16x2 a Hình dáng kích thước: Có nhiều loại LCD với nhiều hình dáng kích thước khác nhau, hình loại LCD 16x2 Khi sản xuất LCD, nhà sản xuất đã tích hợp chíp điều khiển (HD44780) bên lớp vỏ chi đưa chân giao tiếp cần thiết Các chân đánh sớ thứ tự đặt tên hình : Hình : Sơ đồ chân LCD Nguyễn Hữu Hùng Page Thiết bị hỗ trợ thực thi lệnh đa hóa dùng RFID b Chức chân : Châ n 714 15 16 Ký hiệu Vss Mô tả Chân nối đất cho LCD, thiết kế mạch ta nối chân với GND của mạch điều khiển VDD Chân cấp nguồn cho LCD, thiết kế mạch ta nối chân với VCC=5V của mạch điều khiển VEE Điều chinh độ tương phản của LCD RS Chân chọn ghi (Register select) Nối chân RS với logic “0” (GND) logic “1” (VCC) để chọn ghi + Logic “0”: Bus DB0-DB7 nối với ghi lệnh IR của LCD (ở chế độ “ghi” - write) nối với đếm địa chi của LCD (ở chế độ “đọc” - read) + Logic “1”: Bus DB0-DB7 nối với ghi dữ liệu DR bên LCD R/W Chân chọn chế độ đọc/ghi (Read/Write) Nối chân R/W với logic “0” để LCD hoạt động chế độ ghi, nối với logic “1” để LCD chế độ đọc E Chân cho phép (Enable) Sau tín hiệu đặt lên bus DB0-DB7, lệnh chi chấp nhận có xung cho phép của chân E + Ở chế độ ghi: Dữ liệu bus LCD chuyển vào(chấp nhận) ghi bên phát xung (high-to-low transition) của tín hiệu chân E + Ở chế độ đọc: Dữ liệu LCD xuất DB0-DB7 phát cạnh lên (low-to-high transition) chân E LCD giữ bus đến chân E xuống mức thấp DB0 - Tám đường của bus dữ liệu dùng để trao đổi thơng tin với MPU DB7 Có chế độ sử dụng đường bus : + Chế độ bit : Dữ liệu truyền cả đường, với bit MSB bit DB7 + Chế độ bit : Dữ liệu truyền đường từ DB4 tới DB7, bit MSB DB7 Nguồn dương cho đèn nền - GND cho đèn nền Bảng : Chức chân LCD Nguyễn Hữu Hùng Page Thiết bị hỗ trợ thực thi lệnh đa hóa dùng RFID 2.CƠNG NGHỆ RFID: Đó kỹ tḥt nhận dạng sóng vơ tuyến từ xa, cho phép dữ liệu chíp đọc cách "khơng tiếp xúc" qua đường dẫn sóng vơ tuyến khoảng cách từ 50 cm tới 10 mét, tùy theo kiểu của thẻ nhãn RFID Hệ thống RFID gồm hai thành phần: thứ nhất những thẻ nhãn nhỏ (cỡ vài cm) có gắn chip silicon ăng ten radio thành phần thứ hai đọc cho phép giao tiếp với thẻ nhãn truyền dữ liệu tới hệ thớng máy tính trung tâm Bộ nhớ của chip có thể chứa từ 96 đến 512 bit dữ liệu, nhiều gấp 64 lần so với mã vạch Ưu việt hơn, thông tin lưu giữ chíp có thể sửa đổi tương tác của đọc Dung lượng lưu trữ cao của những thẻ nhãn RFID thông minh cho phép chúng cung cấp nhiều thông tin đa dạng thời gian lưu trữ, ngày bày bán, giá thậm chí cả nhiệt độ sản phẩm "Bằng việc gắn thẻ RFID lên vật dụng mở đầu đọc máy tính, cơng ty có thể tự động biết rất nhiều thơng tin", Kevin Ashton, Phó chủ tịch hãng Thing Magic, nhà cung cấp lớn giải pháp RFID, cho biết Với công nghệ RFID, sản phẩm lập tức nhận dạng tự động Chip thẻ nhãn RFID gắn kèm với ăngten chuyển tín hiệu đến máy cầm tay máy đọc cố định Các máy chuyển đổi sóng radio từ thẻ RFID sang mã liên quan đến việc xác định thông tin sở dữ liệu máy tính quan quản lý kiểm sốt Thẻ RFID, có thể đính lên bất sản phẩm nào, từ vỏ hộp đồ uống, đế giày, quần bò trục ôtô Các công ty chi việc sử dụng máy tính để quản lý sản phẩm từ xa RFID có thể thay kỹ tḥt mã vạch RFID khơng chi có khả xác định nguồn gốc sản phẩm mà còn cho phép nhà cung cấp đại lý bán lẻ biết xác thơng tin những mặt hàng quầy kho của họ Các công ty bán lẻ không còn phải lo kiểm kho, không sợ giao nhầm hàng thống kê số lượng, mặt hàng sản phẩm kinh doanh của cửa hàng Hơn nữa họ còn có thể biết xác bên túi khách hàng vào, có những Khi RFID gắn vào sản phẩm, tức khắc phát tín hiệu vơ tuyến cho biết sản phẩm ấy nằm chỗ nào, xe đẩy vào kho, kho lạnh hay xe đẩy của khách hàng Do thiết bị nối kết mạng vi Nguyễn Hữu Hùng Page 10 Thiết bị hỗ trợ thực thi lệnh đa hóa dùng RFID tính của cửa hàng nên nhờ vậy nhân viên bán hàng có thể biết rõ sản phẩm ấy sản xuất nào, nhà máy nào, màu sắc kích cỡ của sản phẩm; để bảo quản sản phẩm tớt phải lưu trữ nhiệt độ Nhờ RFID giảm rất nhiều thời gian chi phí quản lý, lợi nhuận cao Bởi: RFID công nghệ Bạn hãy nói chuyện với những cơng ty ứng dụng RFID thấy rõ ràng chúng ta chưa hiểu nhiều về cơng nghệ Những chúng ta biết đã thay đổi từng ngày Về lâu dài, nhiều chuyên gia RFID tin tưởng rằng RFID phổ biến việc sử dụng máy tính cá nhân kinh doanh ngày Có thể thấy, định ứng dụng RFID công ty chi còn phụ thuộc vào vấn đề thời gian Tuy nhiên, dù nữa, RFID khoản đầu tư về thời gian tiền bạc rất mẻ cũng công nghệ tiềm Hãy kiên nhẫn bạn có thể Nếu đối tác kinh doanh của bạn không đề nghị RFID, "bạn có thể dành thêm thời gian để tìm hiểu quan sát thêm về công nghệ RFID Chắc chắn thời gian tới có rất nhiều thay đổi" Nguyễn Hữu Hùng Page 11 Thiết bị hỗ trợ thực thi lệnh đa hóa dùng RFID CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠCH 1.THIẾT KẾ MẠCH VÀ THUẬT TOÁN: a.Thiết kế mạch - Msp430  LCD 16x2 - Msp430 RFID Nguyễn Hữu Hùng Page 12 Thiết bị hỗ trợ thực thi lệnh đa hóa dùng RFID CHƯƠNG 3: CODE HỒN CHỈNH File lcd16.h #ifndef LCD16_H_ #define LCD16_H_ #include #define EN BIT4 #define RS BIT5 void lcdinit(void); // = hàm khởi tạo cấu hình lcd với chế độ bít void lcdData(unsigned char l); //= hàm gửi liệu qua lcd void prints(char *s); //= hàm gửi xâu ký tự qua lcd void gotoXy(unsigned char x,unsigned char y); //= hàm di chuyển trỏ lcd #endif File lcd16.c #include "lcd16.h" void lcdcmd(unsigned char Data) { P2OUT &= ~RS; P2OUT &=~EN; P2OUT &= 0xF0; P2OUT |= ((Data >> 4) & 0x0F); P2OUT |=EN; waitlcd(2); P2OUT &=~EN; P2OUT &= 0xF0; Nguyễn Hữu Hùng Page 13 Thiết bị hỗ trợ thực thi lệnh đa hóa dùng RFID P2OUT |= (Data & 0x0F); P2OUT |=EN; waitlcd(2); P2OUT &=~EN; } void lcdData(unsigned char l) { P2OUT |=RS; P2OUT &=~EN; P2OUT &= 0xF0; P2OUT |=((l >> 4) & 0x0F); P2OUT |=EN; waitlcd(2); P2OUT &=~EN; P2OUT &= 0xF0; P2OUT |= (l & 0x0F); P2OUT |=EN; waitlcd(2); P2OUT &=~EN; } void lcdinit(void) { P2OUT &=~RS; P2OUT &=~EN; P2OUT |= 0x3; waitlcd(40); P2OUT |=EN; P2OUT &=~EN; waitlcd(5); P2OUT |=EN; P2OUT &=~EN; waitlcd(5); P2OUT |=EN; P2OUT &=~EN; waitlcd(2); P2OUT &= 0xF2; P2OUT |=EN; P2OUT &=~EN; lcdcmd(0x28); waitlcd(250); lcdcmd(0x0E); lcdcmd(0x01); waitlcd(250); lcdcmd(0x06); waitlcd(250); lcdcmd(0x80); waitlcd(250); } void prints(char *s) Nguyễn Hữu Hùng Page 14 Thiết bị hỗ trợ thực thi lệnh đa hóa dùng RFID { while (*s) { lcdData(*s); s++; } } void gotoXy(unsigned char x,unsigned char y) { if(x