Xây dựng hệ thống phân loại sản phẩm trên cơ sở xử lý ảnh

Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC 621 Trang MỤC LỤC i LỜI MỞ ĐẦU iv TÓM TẮT v ABSRACT v DANH SÁCH HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ vi DANH SÁCH BẢNG BIỂU ix DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT x CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỂ TÀI 1.1.Giới thiệu đề tài .1 1.1.1 Lý chọn đề tài 1.1.2 Mục đích chọn đề tài 1.1.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.1.4 Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn đề tài 1.1.5 Tóm tắt nội dung đồ án 1.2 Tổng quan hệ thống phân loại sản phẩm công nghiệp 1.2.1 Giới thiệu chung máy phân loại sản phẩm 1.2.2 Hệ thống phân loại sản phẩm dùng xử lý ảnh 1.2.3 Giới thiệu chung băng tải 1.2.3.1 Các loại băng tải sử dụng 1.2.3.2 Băng tải dùng mơ hình 1.3 Tổng quan công nghệ xử lý ảnh hệ thống phân loại ảnh 1.3.1 Tổng quan hệ thống xử lý ảnh .11 1.3.1.1 Phần thu nhận ảnh (Image Acquisition) 13 1.3.1.2 Tiền xử lý (Image Processing) .13 1.3.1.3 Phân đoạn (Segmentation) hay phân vùng ảnh 13 1.3.1.4 Biểu diễn ảnh (Image Representation) 13 1.3.1.5 Nhận dạng nội suy ảnh (Image Recognition and Interpretation .13 1.3.1.6 Cơ sở tri thức (Knowledge Base) 14 1.3.1.7 Mô tả (biểu diễn ảnh) 14 SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI MSSV: 1051080554 i Đồ án tốt nghiệp 1.3.2 Giới thiệu đôi nét ảnh phân loại ảnh 16 1.3.2.1 Ảnh số 16 1.3.2.2 Biểu diễn ảnh số 17 1.3.2.3 Ảnh màu .17 1.3.2.4 Pixel vấn đề liên quan .22 1.3.3 Giới thiệu LabView công cụ xử lý ảnh dùng LabView 24 1.3.3.1 Giới thiệu LabView 24 1.3.3.2 Công cụ xử lý ảnh dùng LabView .30 1.4 Giới thiệu camera .36 CHƯƠNG THIẾT KẾ THI CÔNG PHẦN CỨNG, VÀ LẬP TRÌNH PHẦN MỀM CHO HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM 38 2.1 Thiết kế thi cơng hệ thống khí 38 2.2 Thiết kế thi công mạch điều khiển 39 2.2.1 Lựa chọn linh kiện .39 2.2.2 Giới thiệu dòng vi điều khiển Arm Cortex M4 vi điều khiển STM32F407 40 2.2.3 Modul điều khiển động dùng IC L298 44 2.2.4 Khối nguồn 45 2.3 Lập trình phần mềm 46 2.3.1 Hệ điều hành thời gian thực RTOS 46 2.3.2 Yêu cầu, chức .51 2.3.3 Lưu đồ thuật tốn nhúng vi điều khiển máy tính 52 2.4 Thiết kế giao diện người dùng HMI 53 2.5 Xây dựng chương trình cho vi điều khiển 56 CHƯƠNG CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM VÀ PHÁT TRIỂN 58 3.1 Các kết đạt 58 3.1.1 Hệ thống điều khiển 58 3.1.2.Text webcam 59 3.1.3 Phân loại sản phẩm .59 3.2 Đánh giá kết đạt 60 3.3 Định hướng phát triển đề tài .61 SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI MSSV: 1051080554 ii Đồ án tốt nghiệp KẾT LUẬN 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 PHỤ LỤC 64 SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI MSSV: 1051080554 iii Đồ án tốt nghiệp LỜI MỞ ĐẦU Hiện công nghiệp hóa đại hóa đất nước, yêu cầu ứng dụng tự động hóa ngày cao vào đời sống sinh hoạt, sản xuất (yêu cầu điều khiển tự động, linh hoạt, gọn nhẹ, tiện lợi…) Mặt khác nhờ công nghệ thông tin, công nghệ điện tử phát triển nhanh chóng làm xuất loại thiết bị điều khiển giám sát có camera Nhận thức xu hướng chung, với ưu điểm mà camera mang lại, việc đầu tư vào lĩnh vực cần thiết, quan trọng nhà khoa học, doanh nghiệp, sách định hướng, quan tâm nhà nước Lĩnh vực vậy, để phát triển bền vững, vươn lên tầm cao mới, điều kiện tiên cần phải đôi xây dựng sở khoa học làm tảng, cập nhật, ứng dụng công nghệ đại, triển khai thành sản phẩm ứng dụng phù hợp nhu cầu thực tế Theo tinh thần tiêu chí trên, đề tài lựa chọn bước đáp ứng: xây dựng hệ thống phương trình động học, động lực học, thiết kế hệ thống chuyển động băng chuyền, nghiên cứu công nghệ xử lý ảnh, thiết kế, thi cơng hệ thống khí, mạch điều khiển, lập trình phần mềm cho hệ thông phân loại sản phẩm, chạy thử nghiệm, đánh giá định hướng để tốt hơn, đáp ứng thực tế tiêu chí khoa học Đề tài thực hiện: “Xây dựng hệ thống phân loại sản phẩm sở xử lý ảnh” Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo K.S Đinh Văn Nam hướng dẫn tận tình, quan tâm, tạo điều kiện thuận lợi mặt tinh thần, định hướng, kiến thức cho em thời gian qua, giúp đề tài hoàn thành tốt Em nhận thấy, hạn chế mặt kinh nghiệm thực tiễn, khả thân, thời gian thực hiện, chắn khơng tránh khỏi thiếu sót, phương án chưa tốt, cần tranh luận góp ý để phát triển Vì vậy, em hy vọng nhận nhiều lời khuyên, định hướng, góp ý từ Thầy Cô Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Tài SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI MSSV: 1051080554 iv Đồ án tốt nghiệp TÓM TẮT Phân loại sản phẩm toán ứng dụng nhiều thực tế Tùy vào mức độ phức tạp yêu cầu phân loại, hệ thống phân loại tự động có quy mơ lớn, nhỏ khác Tuy nhiên có đặc điểm chung chi phí cho hệ thống lớn, đặc biệt điều kiện Việt Nam Vì đa số hệ thống phân loại tự động áp dụng hệ thống có u cầu phân loại phức tạp, cịn lượng lớn doanh nghiệp Việt Nam sử dụng trực tiếp sức lực người để làm việc Do đồ án em nghiên cứu, tìm hiểu phân loại sản phẩm cơng nghiệp sử dụng công nghệ xử lý ảnh, giúp làm giảm sức lao động người làm tăng độ xác việc phân loại sản phẩm Đồ án mơ hình phân loại sản phẩm công nghiệp sở xử lý ảnh, áp dụng ngơn ngữ lập trình ngơn ngữ lập trình đồ họa labview để thu nhận xử lý ảnh thiết lập giao diện người dùng giao diện người dùng ABSRACT The product classification is a problem that has a great application in practice today Depending on the complexity of classification requirements, the system can automatically classify the large-scale and small However, there is one common characteristic that is the cost of this system that quite large, especially for Vietnam conditions For this reason, the most of the automatic classification system has only been applied in systems with complex classification requirements, and a large number of Vietnam’s business has a direct use their strength to work Therefore, in this project researched about the classification of products that used in an industrial image processing technology, which helps reduce work performance and increases the accuracy of the classification The project is a model for classification of industrial products based on image processing, application in a new programming language that is “labview” Labview graphical programming to receive, process image and user interface settings SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI MSSV: 1051080554 v Đồ án tốt nghiệp DANH SÁCH HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1: Hệ thống đối tượng phân loại sản phẩm Hình 1.2: Sơ đồ khối hệ thống phân loại sản phẩm dùng xử lý ảnh .5 Hình 1.3: Cấu tạo chung băng chuyền Hình 1.4: Băng tải thực tế Hình 1.5: Các giai đoạn xử lý ảnh Hình 1.6: Một số hệ thống tích hợp quang-điện tử, ảnh nhiệt quân chiến đấu Hình 1.7: Robot Talon 10 Hình 1.8: Vệ tinh viễn thám NASA 10 Hình 1.9: Hệ thống kiểm tra chất lượng sản phẩm 11 Hình 1.10: Các bước xử lý ảnh 12 Hình 1.11: Sơ đồ phân tích xử lý ảnh lưu đồ thông tin khối 16 Hình 1.12: Ảnh màu 17 Hình 1.13: Các màu sở 18 Hình 1.14: Mơ hình màu RGB 19 Hình 1.15: Ảnh GIF 20 Hình 1.16: Ảnh dạng JPEG 21 Hình 1.17: Bảng giao diện 25 Hình 1.18: Thanh cơng cụ giao diện 25 Hình 1.19: Sơ đồ khối LabView 27 Hình 1.20: Ví dụ sơ đồ khối 27 Hình 1.21: Các kiểu dây nối sơ đồ khối 28 Hình 1.22: Bảng Tools palette 28 Hình 1.23: Bảng mẫu controls 29 Hình 1.24: Bảng Function 30 Hình 1.25: Video Acquisition sử dụng IMAQ vision toolbox Vision Acquisition Express 31 SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI MSSV: 1051080554 vi Đồ án tốt nghiệp Hình 1.26: RGB and Grayscale Image Acquisition 32 Hình 1.27: biểu đồ ảnh xám 33 Hình 1.28: biểu đồ ảnh màu RGB 33 Hình 1.29: sơ đồ khối lọc smoothing 34 Hình 1.30: lọc trung bình, a) Vision Express, b) Original Image, c) Sơ đồ khối d) Hình ảnh làm mịn 34 Hình 1.31: sơ đồ khối hệ thống nhận dạng mẫu 35 Hình 1.32: web camera 37 Hình 2.1: Hệ thống khí 38 Hình 2.2: ARM STM32F 40 Hình 2.3: Sơ đồ chân chip STM32F407 42 Hình 2.4: Sơ đồ chức co STM32F407 43 Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý L298 44 Hình 2.6: Khối nguồn 3.3V 46 Hình 2.7: Mạch nguồn 46 Hình 2.8: Một hệ RTOS điều khiển 47 Hình 2.9: Sơ đồ chức hệ RTOS 48 Hình 2.10: Trạng thái phục vụ 49 Hình 2.11: Kiến trúc hệ điều hành RTX RTOS 50 Hình 2.12: Mơ hình hệ thống phân loại sản phẩm 51 Hình 2.13: lưu đồ thuật toán nhúng VĐK 52 Hình 2.14: Lưu đồ thuật tốn máy tính 52 Hình 2.15: Giao diện HMI 54 Hình 2.16: Bảng RECOGNIZE 54 Hình 2.17: Bảng thiết lập hoạt động 55 Hình 2.18: Ảnh biểu đồ hoạt động ảnh xám 55 Hình 2.19: Ảnh biểu đồ hoạt động ảnh màu 56 Hình 2.20: Bảng color location 56 SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI MSSV: 1051080554 vii Đồ án tốt nghiệp Hình 3.1: Bo mạch điều khiển trung tâm 58 Hình 3.2: Máy tính chứa phần mềm điều khiển lập trình ngơn ngữ lapVIEW 58 Hình 3.3: Hình ảnh thu nhận đối tượng từ webcam 59 Hình 3.4: cửa sổ thiết lập nhận dạng mẫu 59 Hình 3.5: Sơ đồ VI hệ thống 60 SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI MSSV: 1051080554 viii Đồ án tốt nghiệp DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Danh sách loại băng tải Bảng 1.2: Pixel p pixel lân cận p 22 Bảng 2.1: thông số RXT RTOS 51 SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI MSSV: 1051080554 ix Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT LabView Laboratory virtual instrument engineering workbench Môi trường làm việc với thiết bị ảo IF Graphics interchange format Định dạng trao đổi hình ảnh IMG Image Hình ảnh JPEG Joint photo-graphic experts group ĐTDD Nhóm ảnh-hình ảnh Điện thoại di động sPEL Picture element Điểm ảnh VI Vitual Instrument Thiết bị ảo WC Web camera Máy ảnh mạng VĐK Vi điều khiển RTOS Real time operation system Hệ điều hành thời gian thực BSP Broad support package Bo mạch gói hỗ trợ MCU microcontroller unit Bộ phận vi điều khiển RAM Random-access memory Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên ROM Read only memory Bộ nhớ đọc HMI Human - machine interface Giao diện người – máy SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI MSSV: 1051080554 x Đồ án tốt nghiệp - Hình ảnh biểu độ hoạt động ảnh màu (histogram): hiển thị hình ảnh thực từ webcam biểu đồ hoạt động Hình 2.19: Ảnh biểu đồ hoạt động ảnh màu - Các bảng color location red, green, yellow: bảng hiển thị giá trị gửi từ vi điều khiển: vị trí, angle, scale, score sản phẩm có màu qua Hình 2.20: Bảng color location 2.5 Xây dựng chương trình cho vi điều khiển Được lập trình phần mềm Keil uVision4, Keil có hổ trợ biên dịch chương trình nạp chương trình xuống Vi điều khiển Dự án xây dựng có tên “MainCode”, gồm có phần chính: phần Source, phần Library - Phần Source có chứa file sau:  “MainRun.c”: chứa vòng chạy main hệ thống SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI MSSV: 1051080554 56 Đồ án tốt nghiệp  “General.c”: chứa hàm định nghĩa định nghĩa chân I/O, cấu hình hệ thống ( cài đặt Clock cho toàn hệ thống, cho modun GPIO) “General.h”: phần khai báo biến toàn cục, hàm  “TransCeive.c”: chứa hàm cấu hình UART, hàm phục vụ đóng gói, truyền nhận liệu vi điều khiển máy tính qua chuẩn truyền thơng RS232 “TransCeive.h”: chứa khai báo biến sử dụng, hàm tương ứng định nghĩa phần  “GenPWMs.c”: chứa hàm cấu hình, định nghĩa phục vụ tạo tín hiệu độ rộng xung PWM, cung cấp xuống Drivers điều khiển động “GenPWMs.h”: chứa khai báo biến sử dụng, hàm tương ứng định nghĩa phần - Phần Library: có chứa file thư viện hỗ trợ nhà cung cấp phần mềm, gồm có:  “gpio.c”, “gpio.h”: chứa định nghĩa chân I/O tương ứng với địa vật lý, biến tương ứng giá trị ghi, khai báo định nghĩa hàm xử lý liên quan đến I/O  “interrupt.c”, “interrupt.h”: chứa khai báo, định nghĩa hàm phục vụ xử lý vấn đề liên quan đến ngắt  “sysctl.c”, “sysctl.h”: khai báo, định nghĩa biến, hàm phục vụ xử lý liên quan đến xung Clock  “timer.c”, “timer.h”: khai báo, định nghĩa biến, hàm phục vụ xử lý liên quan đến Timer  “cpu.c”, “cpu.h”: khai báo, định nghĩa biến, hàm phục vụ xử lý liên quan đến CPU  “uart.c”, “uart.h”: khai báo, định nghĩa biến, hàm phục vụ xử lý liên quan đến UART  “pwm.c”, “pwm.h”: khai báo, định nghĩa biến, hàm phục vụ xử lý liên quan đến PWM SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI MSSV: 1051080554 57 Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM VÀ PHÁT TRIỂN 3.1 Các kết đạt 3.1.1 Hệ thống điều khiển Hình 3.1: Bo mạch điều khiển trung tâm Hình 3.2: Máy tính chứa phần mềm điều khiển lập trình ngơn ngữ lapVIEW Ở hình thiết bị chạy thử nghiệm hệ thống gồm: - Apdapter 12V có khản cung cấp dòng lên tới A - Kit phát triển ARM cotex M4 STM32F407 - Modul điều khiển động IC L298 SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI MSSV: 1051080554 58 Đồ án tốt nghiệp - Webcam máy tính chứa phần mềm xử lý ảnh 3.1.2 Text webcam Hình 3.3: Hình ảnh thu nhận đối tượng từ webcam 3.1.3 Phân loại sản phẩm Để phân loại sản phẩm, trước tiên ta cần nhận dạng mẫu sản phẩm cho hệ thống cách giao diện HMI nhấp chon window>>show block diagram Ở đây, sơ đồ khối giao diện HMI ra, ta nhấp vào vision assistant sau có cửa sổ để thiết lập nhận dạng mẫu hình Hình 3.4: cửa sổ thiết lập nhận dạng mẫu Nhấp vào ô color location 1, 2, cửa sổ để thiết lập mẫu cần phân loại cho hệ thống Trong đồ án ta thiết lập mẫu mẫu có màu xanh, đỏ vàng Sau ta quay lại giao diện HMI cho vận hành chương trình, theo cài đặt chương trình sản phẩm có màu giống với màu mẫu cần gạt hệ thống gạt xuống đưa đóng gói cịn sản phẩm khác chạy hết băng chuyền loại khỏi dây chuyền sản xuất SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI MSSV: 1051080554 59 Đồ án tốt nghiệp 3.2 Đánh giá kết đạt Đề tài xây dựng hệ thống phân loại sản phẩm sở xử lý ảnh, từ việc xây dựng sở lý thuyết, việc xây dựng hệ thống xử lý ảnh sử dụng IMAQ vision toolbox LapVIEW, xây dựng hệ thống điều khiển cho đối tượng, đến phần thực nghiệm, thiết kế, thi công khí, bo mạch điều khiển, lẫn chương trình phần mềm giao diện điều khiển HMI, hệ thống điều khiển phân loại sản phẩm đối tượng có màu xanh, đỏ, vàng, hoạt động phân loại tốt, ổn định điều kiện ánh sáng tốt webcam xử lý tốt mục tiêu đề tài hướng tới việc đưa công nghệ xử lý ảnh vào công nghiệp dựa hệ thống camera thông minh, đưa thuật tốn điều khiển thơng minh vào thử nghiệm ứng dụng, làm sở khoa học để phát triển nghiên cứu, đưa vào ứng dụng hệ thống phân loại sản phẩm thực tế, nhằm tiết kiệm sức lao động chi phí sản xuất Hạn chế hệ thống phức tạp, phân loại chậm, chưa ý nhiều đến phần nhận dạng tính tốn khác Tuy nhiều vấn đề cần nâng cấp, hệ thống em thu kết chấp nhận ổn định Các vần đề tồn khắc phục thời gian Hình 3.5: Sơ đồ VI hệ thống SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI MSSV: 1051080554 60 Đồ án tốt nghiệp 3.3 Định hướng phát triển đề tài - Hoàn thiện xử lí ảnh với thuật tốn chất lượng cao : lọc Kalman… - Nghiên cứu giải pháp tăng tốc độ phân loại, cải tiến hệ thống nhận dạng, đo lường: nhận dạng hình dạng màu sắc, thu tổng quan hình ảnh dây chuyền sản xuất … - Nghiên cứu ứng dụng thuật tốn điều khiển - Nghiên cứu, chuyển giao cơng nghệ, phát triển thành phẩm ứng dụng công nghiệp đời sống SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI MSSV: 1051080554 61 Đồ án tốt nghiệp KẾT LUẬN Trong thời gian vừa qua, với định hướng hướng dẫn nhiệt tình, khẩn trương Thầy giáo K.S Đinh Văn Nam, em hồn thành đề tài Đó khoảng thời gian thật thú vị, em thức bắt tay vào dự án tạo sản phẩm thực tế, tự tay hoàn thiện từ nhỏ mua linh kiện, đến công việc lập trình, xây dựng hệ thống hồn chỉnh Qua đó, thấy rằng, “có làm vấn đề”, từ nhỏ gây cho nhiều khó khăn vào thực tế, địi hỏi cần phải có tính kiên trì cao, làm việc phải có hợp tác, liên kết, ln học hỏi thành công Đã bước đầu áp dụng thuật toán điều khiển đơn giản học lý thuyết vào thực tế, thành cơng bước đầu cho công việc thiết kế hệ thống điều khiển em sau Đề tài đạt vấn đề sau: Thiết kế hệ thống điều khiển chuyển động ứng dụng thuật toán điều khiển mờ, nghiên cứu công nghệ xử lý ảnh, thiết kế, thi cơng hệ thống khí, mạch điều khiển, lập trình phần mềm cho hệ thống phân loại sản phẩm, chạy thử nghiệm, đánh giá định hướng để tốt hơn, đáp ứng thực tế tiêu chí khoa học Tuy nhiên, em phải thừa nhận rằng, có hồn hảo nhất, ln tồn khuyết điểm, hạn chế, thiếu sót xảy ra, phương án lựa chọn chưa tốt Do đó, góp ý tập thể, Thầy Cơ giáo cần thiết Và hội để em có thêm kinh nghiệm, định hướng phát triển sau bảo vệ đề tài Cuối cùng, thêm lần nữa, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy giáo K.S Đinh Văn Nam tạo điều kiện giúp đỡ em thời gian qua Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Tài SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI MSSV: 1051080554 62 Đồ án tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS.TS Đỗ Năng Tồn, TS.Phạm Việt Bình, Giáo trình xử lý ảnh, trường Đại Học Thái Nguyên Khoa CNTT [2] Tập thể tác giả, nhập môn xử lý ảnh số, Đại Học Quốc Gia Hà Nội [3] Bishop, R H LabVIEW Student Edition s.l : National Instruments Inc, 2006 [4] Kring, J.Travis and J.LabView for everyone: Graphical programming made easy and fun 3rd Upper saddle river: Prentice Hall PRT, 2006 [5] The SIVA demonstration gallery for signal, image, and video processing education U Rajashekar, G.C Panayi, F P Baumgartner, and A C Bovik November 2002, IEEE Transactions on Education, Vol 45,pp 323–335 [6] STmicroelectronis, STM32F40x_Reference + manual, 2011 [7] STmicroelectronis, STM32F407-STMicroelectronics-datasheet, 2011 [8] http://www.st.com [9] http://www.arm.vn [10] National Instruments LabVIEW home page [Online]http://www.ni.com/labview [11] Đề tài xử lý ảnh ứng dụng theo dõi chuyển động http://www.timtailieu.vn SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI MSSV: 1051080554 63 Đồ án tốt nghiệp PHỤ LỤC Giao tiếp USART chip STM32 Bộ thu phát nối tiếp đồng không đồng (USART) cung cấp linh hoạt phương thức trao đổi liệu full-duplex với thiết bị bên ngồi theo chuẩn cơng nghiệp, định dạng liệu NRZ nối tiếp không đồng USART cung cấp phạm vi rộng tốc độ Baud sử dụng phát tốc độ Baud Nó hỗ trợ phương thức giao tiếp đồng phương thức giao tiếp half-duplex one-wire Nó hỗ trợ LIN (mạng liên kết nội bộ),SmartCard Protocol IrDA (kết nối liệu hồng ngoại) SIR ENDEC chi tiết kỹ thuật, hoạt động modem (CTS/RTS) Nó cho phép truyền thơng đa xử lý Truyền liệu tốc độ cao cách sử dụng DMA cho cấu hình multibuffer Tính USART  Song công, truyền thông không đồng  Định dạng chuẩn NRZ (Mark / Space)  Hệ thống phận phát tốc độ baud  Thông thường tốc độ Baud lập trình truyền nhận lên đến 4,5 Mbits/s  Chiều dài word liệu lập trình (8 bit)  Cấu hình bit Stop - hỗ trợ cho bit Stop  Phát xung clock ngõ để truyền đồng  IrDA SIR Decoder Encoder  Hỗ trợ cho 3/16 bit thời gian cho chế độ bình thường o  Smartcard Emulation Capability Giao diện thông minh hỗ trợ giao thức Smartcards không đồng quy định tiêu chuẩn ISO 7816-3  0.5, 1.5: Stop Bits cho hoạt động Smartcard o Truyền thông dây Half-Duplex SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI MSSV: 1051080554 64 Đồ án tốt nghiệp o Cấu hình truyền thông multibuffer cách sử dụng DMA (truy cập nhớ trực tiếp)  Buffering nhận / byte truyền SRAM dành riêng cách sử dụng tập trung DMA :   - Riêng bit cho phép phát nhận - Các cờ phát chuyển liệu:  Bộ đệm nhận đầy  Bộ đệm phát trống  Các cờ kết thức việc truyền Điều khiển Parity: - Truyền bit chẵn lẻ - Kiểm tra tính chẵn lẻ byte liệu nhận Bốn cờ phát lỗi: - Lỗi tràn - Lỗi nhiễu - Lỗi khung - Lỗi parity  Mười nguồn ngắt với cờ:  Thay đổi CTS  Phát LIN ngừng  Thanh ghi truyền liệu trống  Truyền tải hoàn thành  Thanh ghi nhận liệu đầy  Rỗi đường nhận  Lỗi tràn  Lỗi khung  Lỗi nhiễu  Lỗi parity  Truyền thông đa xử lý - nhập vào chế độ tắt địa phù hợp không xuất SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI MSSV: 1051080554 65 Đồ án tốt nghiệp  Đánh thức từ chế độ im lặng (phát đường dây rỗi phát địa mask)  Đánh thức hai chế độ thu: bit địa (MSB, bit), đường dây rỗi  Mô tả chức USART Giao tiếp kết nối bên với thiết bị khác ba chân Bất kỳ giao tiếp USART hai chiều địi hỏi phải có tối thiểu hai chân: Nhận liệu vào (RX) Truyền liệu (TX): RX: Tiếp nhận liệu ngõ vào liệu nối tiếp Kỹ thuật lấy mẫu sử dụng cho liệu thu hồi để chọn lọc liệu đến hợp lệ đến nhiễu TX: Truyền liệu ngõ Khi phát bị vô hiệu hóa, chân ngõ trở cấu hình cổng I/O Khi phát kích hoạt khơng có truyền đi, TX pin mức cao Trong chế độ single-wire Smartcard, Các I/O sử dụng để truyền nhận liệu (tại USART, liệu sau nhận SW_RX) Mơ tả ký tự USART Chiều dài Word lựa chọn bit cách lập trình bit M ghi USART_CR1 Các chân TX trạng thái thấp bit Start Nó trạng thái cao bit Stop Một Ký tự rỗi hiểu khung tồn sơ "1" sau bit Start – bit Start khung liệu - (Các số "1" bao gồm bit Stop) Một Ký tự ngừng hiểu việc tiếp nhận số "0 " thời gian khung liệu Vào cuối khung ngừng truyền chèn bit Stop (bit "1") để xác nhận bit Start Truyền nhận điều khiển phát tốc độ baud, xung clock cho tạo bit cho phép thiết lập tương ứng cho truyền phát nhận SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI MSSV: 1051080554 66 Đồ án tốt nghiệp Hình 1: Độ dài Word lập trình Transmitter Bộ phát gửi word liệu hay bit tùy thuộc vào trạng thái bit M Khi truyền tải bit cho phép (TE) thiết lập, liệu ghi dịch.ruyền tải đưa chân TX xung đồng hồ tương ứng đưa chân SCLK Ký tự truyền Trong truyền USART, liệu dịch bit có ý nghĩa chân TX Trong chế độ này, ghi USART_DR bao gồm đệm (TDR) bus nội ghi truyền Mỗi ký tự ưu tiên bit Start có mức logic thấp chu kỳ bit Các ký tự kết thúc cấu hình bit Stop Lưu ý: - Các bit TE khơng nên reset q trình truyền liệu Reset bit TE truyền dẫn bị hỏng liệu chân TX như đếm tốc độ baud Các liệu truyền bị SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI MSSV: 1051080554 67 Đồ án tốt nghiệp - Một khung rỗi gửi sau bit TE kích hoạt Cấu hình bit Stop Số bit stop truyền với ký tự lập trình ghi điều khiển 2, bit 13,12  bit Stop : Đây giá trị mặc định số bit Stop  bit Stop : Hỗ trợ cho USART thông thường, chế độ single-wire modem  0.5 bit Stop : Được sử dụng nhận liệu chế độ SmartCard  1.5 bit Stop : Được sử dụng truyền liệu chế độ SmartCard Hình 2: Cấu hình bit Stop Các thủ tục phát USART: - Bật USART cách ghi bit UE ghi USART_CR1 lên - Lập trình bit M USART_CR1 để xác định độ dài từ - Lập trình số bit Stop ghi USART_CR2 “1” SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI MSSV: 1051080554 68 Đồ án tốt nghiệp - Chọn DMA cho phép (DMAT) USART_CR3 đệm đa truyền thơng cịn trống Cấu hình ghi DMA giải thích giao tiếp multibuffer - Thiết lập bit TE USART_CR1 để gửi khung rỗi với lần truyền - Chọn tốc độ truyền mong muốn cách sử dụng ghi USART_BRR - Ghi liệu để gửi vào ghi USART_DR (điều xóa bit TXE) Lặp lại cho liệu truyền trường hợp có đệm Receiver Các USART nhận word liệu hay bit tùy thuộc vào bit M ghi USART_CR1 Phát bit Start Trong USART, bit Start phát trình tự cụ thể mẫu cơng nhận Trình tự là: 1 X X 0X 0X X 0X Hình Phát bit Start Lưu ý: Nếu trình tự khơng hồn chỉnh, bit Start phát hủy bỏ nhận trả trạng thái rỗi (cờ không set) chờ cạnh xuống SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI MSSV: 1051080554 69 Đồ án tốt nghiệp Nếu có bit mức (lấy mẫu bit thứ 3, lấy mẫu vào bit thứ 8, 10), bit Start xác nhận bit cờ nhiễu NE set Các bit Start xác nhận mẫu cuối mức (lấy mẫu bit thứ 8, 9, 10 bit) Ký tự tiếp nhận Trong nhận USART, liệu dịch bit có nghĩa qua chân RX Trong chế độ này, ghi USART_DR bao gồm đệm (RDR) bus nội ghi dịch nhận Các thủ tục nhận USART: - Bật USART cách ghi bit UE ghi USART_CR1 lên - Lập trình bit M USART_CR1 để xác định độ dài từ - Lập trình số bit Stop USART_CR2 - Chọn DMA cho phép (DMAR) USART_CR3 đệm đa truyền thơng cịn trống Cấu hình ghi DMA giải thích giao tiếp multibuffer - Chọn tốc độ truyền mong muốn cách sử dụng ghi tốc độ baud USART_BRR SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI MSSV: 1051080554 70 ... quan hệ thống phân loại sản phẩm dùng xử lý ảnh Hình 1.2: Sơ đồ khối hệ thống phân loại sản phẩm dùng xử lý ảnh Sản phẩm băng tải qua camera Camera thu hình ảnh sản phẩm chuyển đến phần mềm xử lý. .. công nghệ xử lý ảnh hệ thống phân loại ảnh Một hệ thống xử lý ảnh điển hình cho sau: Hình 1.5: Các giai đoạn xử lý ảnh Xử lý ảnh bao gồm lý thuyết kỹ thuật liên quan nhằm mục đích tạo hệ thống. .. loại máy sử dụng camera quang học đa sắc cho cơng nghệ tách màu, có hệ thống dẫn liệu băng tải, cho tốc độ phân loại nhanh 1.2.2 Hệ thống phân loại sản phẩm dùng xử lý ảnh Các hệ thống phân loại