(Đồ án tốt nghiệp) thiết kế và thi công mạch quạt LED sử dụng vi điều khiển STM32

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH QUẠT LED SỬ DỤNG VI ÐIỀU KHIỂN STM32 GVHD: ThS PHAN VÂN HOÀN SVTH: PHẠM THỊ MINH NGUYỆT MSSV: 14141498 SVTH: ÐỖ ANH HUY MSSV: 14141127 SKL005245 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƢỢNG CAO - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH QUẠT LED SỬ DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN STM32 SVTH : PHẠM THỊ MINH NGUYỆT MSSV : 14141498 SVTH : ĐỖ ANH HUY MSSV : 14141127 Khóa : 2014 Ngành : GVHD: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THƠNG ThS PHAN VÂN HỒN Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2018 i CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2018 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Phạm Thi Minh Nguyệt MSSV: 14141498 Đỗ Anh Huy MSSV: 14141127 Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện tử - Truyền thông Lớp: 14141CL2 Giảng viên hướng dẫn: ThS Phan Vân Hoàn ĐT: 0977.766.557 Ngày nhận ề tài: 22/2/2018 Ngày nộp ề tài: 27/7/2018 Tên ề tài: Thiết kế thi công mạch quạt led ầu: Giáo trình vi xử lý nâng cao: vi iều khiển STM32; iều khiển STM32 Giáo trình thực hành vi Các số liệu, tài liệu ban Nội dung thực ề tài: Thiết kế thi công mạch quạt led sử dụng vi iều khiển STM32F103C8T6 IC dịch 74595 iều khiển Led RGB Sản phẩm: Mơ hình Led xoay RGB hiển thị ảnh màu GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ii CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN Họ tên Sinh viên: Phạm Thị Minh Nguyệt MSSV: 14141498 Đỗ Anh Huy MSSV: 14141127 Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện tử - Truyền thông Tên ề tài: Thiết kế thi công mạch quạt led sử dụng vi iều khiển STM32 Họ tên Giáo viên hướng dẫn: ThS Phan Vân Hoàn NHẬN XÉT Về nội dung ề tài & khối lượng thực hiện: Ưu iểm: Khuyết iểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2018 Giáo viên hướng dẫn iii CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên Sinh viên: Phạm Thị Minh Nguyệt MSSV: 14141498 Đỗ Anh Huy MSSV: 14141127 Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện tử - Truyền thông Tên ề tài: Thiết kế thi công mạch quạt led sử dụng vi iều khiển STM32 Họ tên Giáo viên phản biện: NHẬN XÉT Về nội dung ề tài & khối lượng thực hiện: Ưu iểm: Khuyết iểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày Giáo viên phản biện iv LỜI CẢM ƠN Để hồn thành ề tài này, nhóm sinh viên thực xin gửi lời cảm ơn chân thành ến Thầy C khoa Đào tạo Chất lượng cao, trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh, người ã truyền ạt cho em kiến thức quý báu, dẫn ịnh hướng cho nhóm q trình học tập Đây tiền ề Đặc biệt, nh m x hướng dẫn tạo iều kiện thuận lợi cho nh m suốt thời gian thực tốt nghiệp Nh m xin sâu sắc Kiến thức, kinh nghiệm tâm nghề nghiệp thầy ã giúp noi theo Cuối c thời hạn kiến thức hạn hẹp chắn s thiếu s t, mong Thầy C ý kiến Thầy C Nhóm xin chân thành cảm ơn! v LỜI NÓI ĐẦU Cụm từ Hologram ã xuất vài năm trước ây, sau trở thành “hiện tượng” sân khấu biểu diễn lớn giới Người ta ngạc nhiên ngỡ ngàng trước gọi lại công nghệ Holographic, kỹ thuật sử dụng ể tạo ảnh ảo 3D Hologram Những ứng dụng công nghệ tiếp tục xuất sau kế ơn giản thu hút ý dư luận ặc biệt công nghiệp quảng cáo 3D Nhiều mẫu quảng cáo cho phép tái hình ảnh vật thể ảo khơng gian ba chiều ược thiết kế mức ộ ơn giản thủ công cho ến dàn dựng phức tạp cần hỗ trợ máy móc ại ời với sức sáng tạo tuyệt vời, ơn cử dự án kính thực ảo HoloLens ấn tượng Microsoft sân khấu Ted Talk hồi tháng vừa Chính thế, nhóm lựa chọn ề tài quạt Led, bước ầu tìm hiểu thêm cơng nghệ này, ồng thời nơi rèn luyện lại kiến thức ã học trường vi MỤC LỤC TRANG BÌA TRONG i NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN iii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iv LỜI CẢM ƠN v LỜI NÓI ĐẦU vi MỤC LỤC vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ix DANH MỤC BIỂU ĐỒ VÀ HÌNH ẢNH x Chƣơng 1.TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU HIỆN NAY .1 1.1.1 Đặt vấn ề 1.1.2 Tính c ấp thiết ề tài 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.3 ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU 1.4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.5 NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 1.6 BỐ CỤC ĐỒ ÁN Chƣơng 2.CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Kit ARM STM32F103C8T6 2.1.1 Bộ ịnh thời Timer 2.1.2 Ngắt kiện 2.2 CHUẨN TRUYỀN SPI 2.3 IC 74HC595 2.4 ĐỊNH LUẬT HALL 2.4.1 Khái niệm 2.4.2 Cơ chế ho ạt ộng 2.4.3 Cảm biến A3144 10 2.5 NGUYÊN LÝ TRUYỀN ĐIỆ CHO CƠ CẤU QUAY 10 2.5.1 Cấu tạo ổ bi (Bạc ạn) 10 2.5.2 Truyền iện ổ bi 11 2.6 KHÁI NIỆM MÀU ẢNH 12 2.6.1 Điểm ảnh 12 2.6.2 Màu ảnh 13 2.7 TÍNH TỐN TỌA ĐỘ ĐIỂM TRÊN ĐƢỜNG TRÒN 13 2.8 IC LM2576 14 2.9 DIODE 1N5822 15 2.10 NGUYÊN LÝ QUẠT LED 16 2.10.1 Khái niệm lưu ảnh võng mạc 16 2.10.2 Lý thuyết hiệu ứng POV 16 2.10.3 Kết hợp ứng dụng vào ề tài 16 vii 2.11 LẬP TRÌNH NGƠN NGỮ C CƠ BẢN 17 Chƣơng 3.THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG 21 3.1 CÁC PHƢƠNG ÁN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 21 3.1.1 Led xoay thực tế 21 3.1.2 Các phương án thực ề án 21 3.2 SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG 22 3.3 THIẾT KẾ CÁC KHỐI CỦA HỆ THỐNG 23 3.3.1 Khối hiển thị 23 3.3.2 Khối dịch liệu 23 3.3.3 Khối cảm biến 24 3.3.4 Khối iều khiển trung tâm 25 3.3.5 Khối nguồ n 26 3.3.6 Sơ nguyên lý toàn hệ thống 27 3.3.7 Thiết kế PCB hệ thống: 27 Chƣơng 4.CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 29 4.1 GIỚI THIỆU 29 4.2 CÀI ĐẶT VÀ TẠO MỘT PROJECT B ẰNG KEILC 29 4.2.1 Cài ặt chương tr nh KeilC 29 4.2.2 Tạo project 29 4.2.3 Nạp chương tr nh debug 31 4.3 PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN 33 4.3.1 Xác ịnh màu pixel 33 4.3.2 Viết chương tr nh Visual studio 40 4.3.3 Chương tr nh iều khiể n 42 Chƣơng 5.KẾT QUẢ, THỰC NGHIỆN, PHÂN TÍCH, TỔNG HỢP 44 5.1 KẾT QUẢ 44 5.2 NHẬN XÉT KẾT QUẢ 48 Chƣơng 6.KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 50 6.1 KẾT QUẢ 50 6.2 HẠN CHẾ VÀ PHƢƠNG HƢỚNG PHÁT TRIỂN TRONG TƢƠNG LAI GẦN 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 PHỤ LỤC 52 viii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT RGB: Red-Green-Blue SPI: Serial Peripheral Interface SWD: Serial Wire Debug JTAG: Joint Test Action Group CPU: Central Processing Unit NVIC: Nested Vectored Interrupt Controller POV: Persistence Of Vision MCU: Micro Controller Unit ix col = round(rmax - r * cosx - 1); row = round(rmax - r * sinx - 1); col2 = round(rmax + r * cosx - 1); row2 = round(rmax + r * sinx - 1); buff[m]=anh[row][col]; buff[h]=anh[row2][col2]; m++; h ; } for(i=0; i< n*2; i++) { tempbuff[i] = check_color(buff[i]); //printf_s("0x%x, ",tempbuff[i]); } printf_s("\n"); printf_s("\n"); for(i=0;i=stop1;alpha ) { deg = (alpha * Pi) / 180; sinx = sinf(deg); cosx = cosf(deg); m=0; h = rmax*2-1; if (alpha == 90) { for(r = rmax; r>0; r ) { col = round(rmax - 1); row = rmax - r; col2= col; row2= round(rmax + r - 1); buff[m]=anh[row][col]; buff[h]=anh[row2][col2]; 70 m++; h ; } } else if (alpha == 180) { for(r = rmax; r>0; r ) { col = round(rmax + r - 1); row = round(rmax - r * - 1); col2 = round(rmax - r); row2 = round(rmax + r * - 1); buff[m]=anh[row][col]; buff[h]=anh[row2][col2]; m++; h ; } } else if(alpha==0) { for(r = rmax; r>0; r ) { col = round(rmax - r * 1); row = round(rmax - r * - 1); col2 = round(rmax + r * - 1); row2 = row; buff[m]=anh[row][col]; buff[h]=anh[row2][col2]; m++; h ; } } else for(r = rmax; r>0; r ) { col = round(rmax - r * cosx - 1); row = round(rmax - r * sinx - 1); col2 = round(rmax + r * cosx - 1); row2 = round(rmax + r * sinx - 1); buff[m]=anh[row][col]; buff[h]=anh[row2][col2]; m++; h ; } for(i=0; i< n*2; i++) { tempbuff[i] = check_color(buff[i]); 71 //printf_s("0x%x, ",tempbuff[i]); } printf_s("\n"); printf_s("\n"); for(i=0;i Instance==htim2.Instance) { check++; if(check>3000) {chg=!chg; check=0;} if(col > 362) {col=0;cp=0;} if(cp==0) { for(i=0;i