tiểu luận xe điều khiển từ xa dùng android

CHƯƠNG : GIỚI THIỆU 1.1 Lý chọn đề tài Trong chục năm qua, khoa học máy tính xử lý thơng tin có bước tiến vượt bậc ngày có đóng góp to lớn vào cách mạng khoa học kỹ thuật đại Đặc biệt đời phát triển nhanh chóng kỹ thuật số làm cho ngành điện tử trở nên phong phú đa dạng Nó góp phần lớn việc đưa kỹ thuật đại thâm nhập rộng rãi vào lĩnh vực hoạt động sản xuất, kinh tế đời sống xã hội Từ hệ thống máy tính lớn đến hệ thống máy tính cá nhân, từ việc điều khiển máy công nghiệp đến thiết bị phục vụ đời sống ngày người Với mong muốn tìm hiểu nguyên lý, kỹ thuật hệ thống điều khiển hướng dẫn thầy ThS Tôn Thất Bảo Đạt nhóm chọn đề tài : “ Xe điều khiển từ xa dùng android “ 1.2 Mục đích đề tài Mục đích nghiên cứu đề tài nghiên cứu họ vi điều khiển AVR cụ thể Atmega8 , phương pháp lập trình cho AVR ngơn ngữ C trình biên dịch Codevison AVR, lập trình ứng dụng android dùng SDK, giao tiếp khơng dây Bluetooth… 1.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Vi điều khiển sử dụng AVR Atmega8, để nắm cấu trúc phần cứng, lập trình phần mềm ứng dụng vào thực tế Động DC Phần mềm điều khiển android Modul bluetooth HC-05 1.4 Hướng nghiên cứu phát triển Ứng dụng kiến thức học lớp để thiết kế vào ứng dụng cụ thể mà xe điều khiển từ xa qua sóng bluetooth dùng android Nắm bắt cấu trúc phần cứng, sơ đồ khối, bố trí chân, tập lệnh điều khiển cho AVR ATMega8 Tìm hiểu cách thức điều khiển động DC điều khiển IC L298 Tìm hiểu lập trình phần mềm android giao tiếp Bluetooth Kết cuối xe hoạt động ổn định , điều khiển phần mềm điện thoại Chương Giới Thiệu Về STM32 Giới thiệu sơ lược STM32 dịng chip phở biến ST với nhiều họ thông dụng F0,F1,F2,F3,F4… Stm32f103 thuộc họ F1 với lõi ARM COTEX M3 STM32F103 vi điều khiển 32 bit, tốc độ tối đa 72Mhz Giá thành rẻ so với loại vi điều khiển có chức tương tự Mạch nạp cơng cụ lập trình đa dạng dễ sử dụng Một số ứng dụng chính: dùng cho driver để điều khiển ứng dụng, điều khiển ứng dụng thông thường, thiết bị cầm tay thuốc, máy tính thiết bị ngoại vi chơi game, GPS bản, ứng dụng cơng nghiệp, thiết bị lập trình PLC, biến tần, máy in, máy quét, hệ thống cảnh báo, thiết bị liên lạc nội bộ… Phần mềm lập trình: có nhiều trình biên dịch cho STM32 IAR Embedded Workbench, Keil C… Ở sử dụng Keil C nên viết sau đề cập đến Keil C Thư viện lập trình: có nhiều loại thư viện lập trình cho STM32 như: STM32snippets, STM32Cube LL, STM32Cube HAL, Standard Peripheral Libraries, Mbed core Mỗi thư viện có ưu khuyết điểm riêng, xin phép sử dụng Standard Peripheral Libraries đời lâu thông dụng, hỗ trợ nhiều ngoại vi dễ hiểu rõ chất lập trình Mạch nạp: có nhiều loại mạch nạp : ULINK, J-LINK , CMSIS-DAP, STLINK… sử dụng Stlink giá thành rả debug lỗi tốt Board để lập trình: bạn mua sẵn số kit chân có sẵn thị trường thiết kế board dành riêng cho thân Ở thiết kế board tích hợp sẵn mạch nạp, test chạy ởn, debug Keil C giống với phiên STlink V2 thị trường Nói chung sử dụng đồ tự làm thú vị Đây board mình: Sơ lược Board trên:  cổng Mini USB dùng để cấp nguồn, nạp debug  MCU bao gồm MCU nạp MCU dùng để lập trình  Có chân Output riêng cho chân mạch nạp MCU1  Có chân Output đầy đủ cho chân MCU2  Chân cấp nguồn riêng cho MCU2 không sử dụng nguồn từ USB  Thạch anh 32,768khz dùng cho RTC Backup  Chân nạp dùng cho chế độ nạp boot loader  Nút Reset led hiển thị chân PB9, led báo nguồn cho MCU2 Cấu hình chi tiết STM32F103C8T6:  ARM 32-bit Cortex M3 với clock max 72Mhz  Bộ nhớ:  o 64 kbytes nhớ Flash(bộ nhớ lập trình) o 20kbytes SRAM Clock, reset quản lý nguồn o Điện áp hoạt động 2.0V -> 3.6V o Power on reset(POR), Power down reset(PDR) programmable voltage detector (PVD)  o Sử dụng thạch anh từ 4Mhz -> 20Mhz o Thạch anh nội dùng dao động RC mode 8Mhz 40khz o Sử dụng thạch anh 32.768khz sử dụng cho RTC Trong trường hợp điện áp thấp: o Có mode :ngủ, ngừng hoạt động hoạt động chế độ chờ o Cấp nguồn chân Vbat pin để hoạt động RTC sử dụng lưu trữ data nguồn cấp   ADC 12 bit với kênh cho o Khoảng giá trị chuyển đổi từ – 3.6V o Lấy mẫu nhiều kênh kênh o Có cảm biến nhiệt độ nội DMA: chuyển đổi giúp tăng tốc độ xử lý khơng có can thiệp q sâu CPU  o kênh DMA o Hỗ trợ DMA cho ADC, I2C, SPI, UART timer o timer 16 bit hỗ trợ mode IC/OC/PWM o timer 16 bit hỗ trợ để điều khiển động với mode bảo vệ ngắt input, dead-time o watdog timer dùng để bảo vệ kiểm tra lỗi o sysTick timer 24 bit đếm xuống dùng cho ứng dụng hàm Delay…  Hỗ trợ kênh giao tiếp bao gồm: o I2C(SMBus/PMBus) o USART(ISO 7816 interface, LIN, IrDA capability, modem control) o SPIs (18 Mbit/s) o CAN interface (2.0B Active) o  USB 2.0 full-speed interface Kiểm tra lỗi CRC 96-bit ID Kit Phát Triển STM32F103C8T6 BluePill KIT STM32F103C8T6 Mini thuộc loại kit phát triển Kit phát triển thiết kế với đơn giản, kít đầy đủ chân vi điều khiển, có cổng giao tiếp USB cổng nạp SWD, sử dụng dịng vi điều khiển 32 Bit dịng ST Thích hợp với người tiếp cận dòng STM 32 Bit Thông số kỹ thuật:  Vi điều khiển: STM32F103C8T6 Điện áp cấp 5VDC qua cổng Micro USB chuyển đổi thành 3.3VDC  qua IC nguồn cấp cho Vi điều khiển  Tích hợp sẵn thạch anh 8Mhz  Tích hợp sẵn thạnh anh 32Khz cho ứng dụng RTC  Ra chân đầy đủ tất GPIO giao tiếp: CAN, I2C, SPI, UART, USB, …  Tích hợp Led trạng thái nguồn, Led PC13, Nút Reset  Kích thước: 53.34 x 15.24mm  Sử dụng với mạch nạp: o ST-Link Mini o J-link o USB TO COM  Kết nối chân nạp ST-Link Mini  Nạp theo chuẩn SWD o TCK — SWCLK o TMS — SWDIO o GND — GND o 3.3V — 3.3V Mô-đun Bluetooth HC-05 Mô-đun Bluetooth HC-05 Mô-đun dựa chip Radio BlueTooth Cambridge BC417 2,4 GHz Cambridge Silicon Radio Trên thực tế, chip phức tạp sử dụng nhớ flash Mbit bên ngồi Bạn tìm thêm thơng tin biểu liệu liên quan Tuy nhiên, dễ dàng để thiết lập giao tiếp với hệ thống máy tính vi mơ qua UART nối tiếp HC-05 đặt thành Master Slave Các mô-đun nhỏ chạy nguồn 3,3V với mức tín hiệu nối tiếp 3,3V, Chúng thường hàn vào bảng đột phá lớn Breakout Boards làm cho mô-đun dễ sử dụng Các mô-đun phụ HC-05 hàn bo mạch đột phá để cung cấp kết nối dễ dàng cho người dùng Hầu hết bo mạch hỗ trợ hoạt động nguồn 5V giao diện với mức tín hiệu vi điều khiển 5V với số kỹ thuật chuyển mức Một bảng "đột phá" điển hình hiển thị bên Sơ đồ mô-đun Bluetooth HC-05 Ghim Tên Chức Chân sử dụng để chuyển đổi Chế độ liệu (đặt thấp) Bật / Khóa Chế độ lệnh AT (đặt cao) Trước bật nguồn mơ-đun Theo mặc định, chế độ Dữ liệu Vcc Tăng sức mạnh cho mô-đun Được kết nối với điện áp cung cấp + 5V Chân nối đất mô-đun Được kết nối với mặt đất hệ thống Đất bạn Truyền liệu nối tiếp Mọi thứ nhận qua Bluetooth TX cung cấp chân dạng liệu nối tiếp tới thu UART vi điều khiển bạn Nhận liệu nối tiếp Mọi liệu nối tiếp cấp cho chân RX gửi qua Bluetooth Pin trạng thái kết nối với đèn LED bo mạch, Tiểu bang sử dụng làm phản hồi để kiểm tra xem Bluetooth có hoạt động bình thường hay khơng Mục đích nút & đèn LED bo mạch biểu thị sau : 1- Đèn LED bo mạch Cách mà đèn LED nhấp nháy cho biết trạng thái Mơ-đun hình  Nháy mắt lần sau giây: Mô-đun vào Chế độ Lệnh  Nhấp nháy lặp lại: Đang chờ kết nối Chế độ liệu  Nháy mắt hai lần giây: Kết nối thành công Chế độ liệu 2- Nút On-Board Nó sử dụng để điều khiển chân Bật / Phím để chuyển đổi Chế độ liệu Chế độ lệnh Thông số kỹ thuật mô-đun Bluetooth HC-05 Dưới số tính kỹ thuật cho mơ-đun Bluetooth HC-05:  Điện áp hoạt động: 3.3V đến 6V (Thường + 5V)  Hoạt động tại: 30mA  Phạm vi: ~ 9m (30ft)  Hoạt động với giao tiếp nối tiếp (USART) tương thích TTL  Có thể hoạt động chế độ Master, Slave Master / Slave  Có thể dễ dàng giao tiếp với PC Điện thoại thơng minh có khả Bluetooth Tốc độ truyền hỗ trợ: 9600, 19200, 38400, 57600, 115200, 230400,  460800 Cài đặt mặc định mơ-đun Bluetooth HC-05 Cài đặt gốc mặc định điển hình cho mô-đun Bluetooth HC-05 liệt kê bên  Tên Bluetooth mặc định: “HC-05”  Mật mặc định: 1234 0000  Giao tiếp mặc định: Thiết bị nô lệ  Chế độ mặc định: Chế độ liệu  Tốc độ truyền chế độ liệu mặc định: 9600, 8, N,  Tốc độ truyền chế độ lệnh mặc định: 38400, 8, N, Mơ-đun Bluetooth HC-05 có hai chế độ hoạt động khác nhau:  Chế độ liệu  Chế độ lệnh AT Chế độ mặc định Chế độ liệu với cài đặt mặc định sau cho giao tiếp  Tên thiết bị: HC-05  Mật khẩu: 1234 0000  Tốc độ truyền: 9600 bps, Dữ liệu: bit, Bit dừng: bit, Chẵn lẻ: Khơng có, Bắt tay: Khơng có Chế độ liệu Trong Chế độ Dữ liệu, mơ-đun Bluetooth HC-05 định cấu hình để hoạt động chế độ sau [Chế độ - Nơ lệ] Nơi truyền nhận liệu đến / từ mô-đun / thiết bị Bluetooth khác Chế độ lệnh AT Trong nhiều trường hợp, bạn cần thay đởi số cấu hình mặc định giá trị chúng Đó chúng tơi sử dụng Chế độ lệnh Có số cách để vào Chế độ lệnh: 1- Kết nối chân KEY cao trước cấp nguồn cho mô-đun Điều đặt môđun chế độ lệnh 38400 baud Đây tốc độ truyền mặc định cho chế độ lệnh cần thiết bạn tốc độ truyền mà mô-đun đặt thành Bạn sử dụng hình nối tiếp để hồn thành cơng việc 2- Cấp nguồn cho mơ-đun sau kéo chốt KEY lên cao Thao tác vào chế độ lệnh với tốc độ truyền cấu hình Điều hữu ích bạn muốn gửi lệnh AT từ vi điều khiển chân KEY điều khiển chân vi điều khiển NHƯNG bạn cần biết Tốc độ Baud cấu hình cho chế độ lệnh AT Các lệnh gửi đến mô-đun UPPERCASE kết thúc cặp CR / LF Định dạng Luôn bắt đầu “AT” Sau đó, “+” theo sau Sau đó, hai:  ? (trả giá trị tham số)  = (Đặt giá trị cho tham số) Một vài ví dụ: AT (Lệnh AT Kiểm tra Sẽ phản hồi OK) PHIÊN BẢN AT +? (hiển thị phiên phần sụn) lệnh là: AT + UART = 9600,0,0 (Đặt tốc độ truyền thành 9600, bit dừng, khơng có chẵn lẻ) ... mà xe điều khiển từ xa qua sóng bluetooth dùng android Nắm bắt cấu trúc phần cứng, sơ đồ khối, bố trí chân, tập lệnh điều khiển cho AVR ATMega8 Tìm hiểu cách thức điều khiển động DC điều khiển. .. cao Thao tác vào chế độ lệnh với tốc độ truyền cấu hình Điều hữu ích bạn muốn gửi lệnh AT từ vi điều khiển chân KEY điều khiển chân vi điều khiển NHƯNG bạn cần biết Tốc độ Baud cấu hình cho chế... vi điều khiển 32 bit, tốc độ tối đa 72Mhz Giá thành rẻ so với loại vi điều khiển có chức tương tự Mạch nạp cơng cụ lập trình đa dạng dễ sử dụng Một số ứng dụng chính: dùng cho driver để điều khiển