Một số thanh ghi th
• USCI_A0 Control Register
Hình 2.6: Sơđồ khối module USCI_A0
ộ ố thanh ghi thường được sử dụng trong USCI_A0:
Bảng 2.4: Chức năng các bit trong thanh ghi UCA0CTL0
Tên Bit Chức năng
UCPEN
Cho phép kiểm tra chẳn lẽ 0 Không cho phép kiểm tra 1 Cho phép kiểm tra
UCPAR
Chọn chế độ kiểm tra. Không sử dụng khi UCPEN=0 0 Kiểm tra chẵn
1 Kiểm tra lẽ
UCMSB
Chọn bit truyền đầu tiên là MSB 0 Bit truyền đầu tiên là LSB 1 Bit truyền đầu tiên là MSB
UC7BIT
Độ dài chuỗi dữ liệu truyền/nhận 0 8-bit dữ liệu 1 7-bit dữ liệu UCSPB Chọn số bit stop 0 1 bit stop 1 2 bit stop UCMODEx Chọn chế độ USCI 00 UART mode
01 Idle-Line Multiprocessor Mode 10 Address-Bit Multiprocessor Mode
11 UART Mode with automatic baud rate detection
UCSYNC
Synchronous mode enable 0 Asynchronous mode 1 Synchronous Mode SWRST Cho phép phần mềm reset 0 Không cho phép 1 Cho phép
Bảng 2.5: ChTên Bit Tên Bit UCSSELx Chọn nguồ 00 UCLK 01 ACLK UCRXEIE Cho phép ng 0 Nh 1 Nh UCBRKIE Cho phép ng 0 Nh 1 Nh UCDORM 0 Không cho đ nh 1 Đặ ở ế độ ủ ỉ đ khi kí t UCTXADDR 0 Xác đ 1 Khung truy
UCTXBRK 0 Khung truy 1 Khung truy
UCSWRST
Cho phép reset USCI thông qua ph 0 Cho phép
1 Không
• USCI_A0 Modulation Control Register (UCA0MCTL)
Chức năng các bit trong thanh ghi UCA0CTL1
Chức năng
ọn nguồn cho xung clock cho BRCLK 00 UCLK 10 SMCLK 01 ACLK 11 SMCLK Cho phép ngắt khi ký tự nhận được không đúng 0 Nhận ký tự sai và không set bit UCA0RXIFG 1 Nhận ký tự sai và set bit UCA0RXIFG Cho phép ngắt khi ký tự nhận bị gián đoạn
0 Nhận ký tự bị gián đoạn và không set bit UCA0RXIFG 1 Nhận ký tự bị gián đoạn và set bit UCA0RXIFG
0 Không cho đặt USCI ở chếđộ ngủ, tất cả các ký tự đ
nhận sẽ set bit UCA0RXIFG
ặt USCI ở chếđộ ngủ, bit UCA0RXIFG chỉđ
khi kí tự nhận được là một địa chỉ
0 Xác định khung truyền kế tiếp là dữ liệu 1 Khung truyền kế tiếp là địa chỉ
0 Khung truyền kế tiếp không bị gián đoạn
1 Khung truyền kế tiếp gián đoạn hoặc gián đoạn/synch Cho phép reset USCI thông qua phần mềm
0 Cho phép 1 Không cho phép
USCI_A0 Modulation Control Register (UCA0MCTL)
ác bit trong thanh ghi UCA0CTL1
à không set bit UCA0RXIFG UCA0RXIFG
ặ ở ế độ ủ ấ ả các ký tự được
ặ ở ế độ ủ, bit UCA0RXIFG chỉđược set lên
– UCBRFx: Các bit này dùng đ
này xác định mô h
– UCBRSx: Các bit này dùng đ
này xác định mô h – UCOS16: Khi bit này đư
Định dạng chuỗi dữ ệ ủ ế độ
Hình 2.7: Định dạng chuỗ ữ ệ ủ ế độ
Trong định dạng chuỗ ữ
dữ liệu, một hoặc không bit kiể ẵ ẻ ộ đị ỉ
address-bit), và một hoặc hai bits stop. Bit UCMSB d trên đường truyền cho phép lự ọ ứ ự
truyền thông UART thì bit truy
Thiết lập tốc độ baud:
USCI có khả năng tạ ố độ
chuẩn. Bao gồm hai chếđộ ạ độ
BITCLK Baud Rate Timing with UCOS16 = 0:
UCBRFx: Các bit này dùng để chọn giai đoạn điều chế thứ ấ ịnh mô hình điều chế cho BITCLK16 khi bit UCOS16=1. UCBRSx: Các bit này dùng để chọn giai đoạn điều chế thứ
ịnh mô hình điều chế cho BITCLK.
UCOS16: Khi bit này được set thì chếđộ Oversampling đư
ị ạ ỗi dữ liệu của chếđộ UART trong USCI_A0:
ịnh dạng chuỗi dữ liệu của chếđộ UART trong USCI_A0
ị ạng chuỗi dữ liệu này bao gồm: một bit start, bả ặ ữ ệ ộ ặc không bit kiểm tra chẵn lẻ, một địa chỉ bit (dùng trong ch
ộ ặc hai bits stop. Bit UCMSB dùng đểđiều khiể đị
ờ ền cho phép lựa chọn thứ tự truyền đầu tiên là LSB hay MSB. Trong ì bit truyền đầu tiên thường là LSB (UCMSB=0).
ế ậ ố độ baud:
ả ăng tạo ra tốc độ baud theo tiêu chuẩn từ nguồn tầ ố ẩ ồ ếđộ hoạt động và được lựa chọn thông qua bit UCOS16.
Baudrate f
N= BRCLK
BITCLK Baud Rate Timing with UCOS16 = 0:
ể ọ đ ạ đ ề ế thứ nhất. Các bit ề ế cho BITCLK16 khi bit UCOS16=1.
ể ọ đ ạ đ ề ế thứ hai. Các bit
ược chọn. ị ạ ỗ ữ ệ ủ ế độ UART trong USCI_A0:
ị ạ ỗ ữ ệ ủ ế độ UART trong USCI_A0
ồ ột bit start, bảy hoặc tám bit ùng trong chế độ ể đ ều khiển định hướng ên là LSB hay MSB. Trong à LSB (UCMSB=0).
ẩ ừ ồn tần số phi tiêu thông qua bit UCOS16.
• Khi UCOS16=0:
UART hoạt động ở ế độ
thiết lập tốc độ baud ở nguồ ầ ố ấ ụ ố độ
clock từ thạch anh ngoài dao đ
phép sử dụng trong chế độ ằ ầ ầ ố ủ ồ
BRCLK.
Giá trị nạp cho thanh ghi UCA0BR0 v thức: UCA0BRx = INT(N). Giá trị ạ
thức: UCBRSx = round((N − INT(N))× 8).
• Khi UCOS16=1:
UART hoạt động ở ế độ ế độ
thiết lập tốc độ baud ở tầ ố đ ầ ố ủ ị ỏ
hơn hoặc bằng 1/16 lần tầ ố
trong chếđộ UART bằng 1/16 lầ ầ ố ủ ồ
Giá trị nạp cho hai thanh ghi UCA0BR0 v
công thức: UCBRx = INT(N/16). Giá trị ạ đ
công thức: UCBRFx = round(((N/16) − INT(N/16)) × 16).
ạ động ở chế độ Low-Frequency Baud Rate, chế độ ế ậ ố độ ở nguồn tần số thấp (Ví dụ: tốc độ baud là 9600, s
oài dao động ở tần số 32768Hz). Tốc độ baud tố đ đ ử ụng trong chế độ UART bằng 1/3 lần tần số của nguồ
ị ạp cho thanh ghi UCA0BR0 và UCA0BR1 được xác đị ằ
ức: UCA0BRx = INT(N). Giá trị nạp cho các bit UCBRS được tính theo công
ức: UCBRSx = round((N − INT(N))× 8).
ạ động ở chế độ Oversampling Baud Rate, chế độ
ế ậ ố độ ở tần số cao. Khi đó, tần số của BITCLK luôn có giá trị ỏ ặ ằ ần tần số của BRCLK.Tốc độ baud tối đa được phép sử ụ
ế độ ằng 1/16 lần tần số của nguồn xung clock BRCLK.
ị ạp cho hai thanh ghi UCA0BR0 và UCA0BR1 được xác đị ằ ức: UCBRx = INT(N/16). Giá trị nạp cho các bit UCBRS đ
ức: UCBRFx = round(((N/16) − INT(N/16)) × 16).
ếđộ này dùng cho à 9600, sử dụng xung ộ ở ầ ố ố độ baud tối đa được ử ụ ế độ ằ ầ ầ ố ủa nguồn xung clock
ợc xác định bằng công ợc tính theo công
ạ độ ở ế độ ế độ này dùng cho
ế ậ ố độ ở ầ ố đ ầ ố ủa BITCLK luôn có giá trị nhỏ ợc phép sử dụng ế độ ằ ầ ầ ố ủ ồn xung clock BRCLK.
ợc xác định bằng ứ ị ạp cho các bit UCBRS được tính theo
2.4 GIỚI THIỆU CAMERA UART JPEG OV0706
2.4.1 Giới thiệu chung về camera UART JPEG OV0706
Camera OV0706 là một loại camera màu có khả năng chụp ảnh và nén ảnh theo chuẩn JPEG, có kiểu truyền thông UART.
Với kết nối 4 dây đơn giản, gồm VCC, TXD, RXD và GND, camera có thể giao tiếp với vi điều khiển 3.3V hoặc 5V một cách dễ dàng.
Hình 2.8: Hình ảnh của camera OV0706
2.4.2 Đặc tính củacamera OV0706
– Nguồn cấp: 3.3V – 5.5V.
– Dòng điện cung cấp: 80mA – 100mA. – Độ phân giải VGA/QVGA/160x120.
– Tốc độ truyền thông UART tối đa: 115200 bps, mặc định là 38400 bps. – Hỗ trợ chân xuất tính hiệu AV, là chân xuất tín hiệu analog.
– Nén ảnh theo chuẩn JPEG.
Hình 2.9: Sơđồ chân camera OV0706
Bảng 2.6: Chức năng các chân của camera OV0706
PIN Chức năng Mô tả
1 +5V Cấp nguồn cho camera, 3.3V hoặc 5V
2 GND Mass
3 TXD Chân truyền dữ liệu UART
4 RXD Chân nhận dữ liệu UART
2.4.4 Khung dữ liệu truyền, nhận của camera UART JPEG OV0706
Hình 2.10: Khung dữ liệu reset của camera OV0706
– Mã lệnh reset gồm chuỗi 4 số dạng mã HEX, sau khi gửi lệnh đến camera, nếu camera nhận được thì sẽ trả về một chuỗi lệnh xác nhận.
Hình 2.11: Khung dữ liệu take picture của camera OV0706
– Master(MSP430F5418A) sẽ gửi lệnh đến camera để yêu cầu chụp một bức ảnh, nếu camera nhận được lệnh sẽ chụp ảnh và lưu vào bộ nhớ đệm bên trong camera sau đó gửi chuỗi xác nhận về cho master.
Hình 2.12: Khung dữ liệu read file size của camera OV0706
– Sau khi đã chụp được một bức ảnh master sẽ cần đọc thông tin của bức ảnh vừa chụp, do đó cần phải biết kích thước file cần đọc. Khi gửi mã lệnh đọc đến camera, đáp ứng sẽ là một chuỗi mã xác nhận kèm theo 2 byte kích thước của tấm ảnh ở vị trí cuối cùng, byte cao(XH) phía trước, byte thấp(XL) phía sau.
Hình 2.13: Khung dữ liệu read file size content của camera OV0706
– Khung dữ liệu gửi đến camera để đọc nội dung file gồm có 16 byte, trong đó MH ML là hai byte tại vị trí bắt đầu đọc, KH KL là hai byte kích thước nội dung file ảnh, XX XX là 2 byte cho phép người dùng tạo một khoảng thời gian trễ trước khi đọc nội dung file ảnh, giá trị này được đề nghị là 00 0A. Sau khi camera nhận được chuỗi mã lệnh, đáp ứng sẽ là 5 byte xác nhận đầu tiên(76 00 32 00 00) tiếp theo là 2 byte cho biết header
của file jpeg(FF D8) sau đó là toàn bộ nội dung file ảnh jpeg, kết thúc là 2 byte end của file jpeg(FF D9) và 5 byte xác nhận cuối(76 00 32 00 00).
Hình 2.14: Khung dữ liệu Enter/Exit power saving của camera OV0706
– Camera UART JPEG OV0706 hỗ trợ chế độ tiết kiệm năng lượng, đó là một lợi thế khi phát triển ứng dụng, rất thích hợp cho các ứng dụng chạy pin.
Hình 2.15: Khung dữ liệu change baud rate của camera OV0706
– Tùy vào những ứng dụng khác nhau, cần tốc độ truyền hình ảnh khác nhau nên camera hỗ trợ việc thay đổi tốc độ baud. Khi sử dụng nguồn thấp thì tốc độ tối đa cũng bị giới hạn, chẳng hạn như khi sử dụng nguồn 3.3V thì chỉ có thể đạt tốc độ tối đa 38400 bps.
2.5 GIỚI THIỆU EEPROM 25LC256
2.5.1 Giới thiệu chung về EEPROM 25LC256
Hình 2.16: Hình ảnh về EEPROM 25LC256
ROM 25LC256 là một loại EEPROM có dung lượng 256Kbit, có thể ghi, xóa bằng điện một cách nhanh chóng, với chuẩn giao tiếp SPI sẽ dễ dàng kết nối với vi điều khiển để phát triển ứng dụng. Do thời gian có hạn nên nhóm thực hiện chỉ trình bày những phần có liên quan đến đề tài thực hiện.
2.5.2 Các đặc điểm của EEPROM 25LC256
– Nguồn cung cấp: 2.5V - 5.5V.
– Dòng điện tiêu thụ khi ghi: 5mA , 5.5V, 20MHz. – Dòng điện tiêu thụ khi đọc: 10mA, 5.5V, 20MHz. – Tổng dung lượng chip là 32KB.
– Chuẩn giao tiếp SPI, hỗ trợ xung clock lên đến 20MHz.
– Có thể ghi dữ liệu từng byte hoặc từng page(1 page 128 bytes). – Hỗ trợ xóa từng page hoặc từng sector.
2.5.3 Sơđồ chân và chức năng của từng chân
Bảng 2.7: Chức năng các chân của EEPROM 25LC256
PIN Chức năng Mô tả
1 CS Chân chọn chip, tác động mức thấp
2 SO Chân truyền dữ liệu
3 WP Chân cho phép bảo vệ dữ liệu, tác động mức thấp.
4 VSS Chân mass
5 SI Chân nhận dữ liệu
6 SCK Chân nhận xung clock từ master 7 HOLD Chân cho phép tạm thời ngưng truyền
nhận dữ liệu, tác động mức thấp
8 VCC Chân cấp nguồn 3.3V
2.5.4 Khung truyền, nhận dữ liệu của EEPROM 25LC256
– Vì bộ nhớ của EEPROM 25LC256 có tới 32KB, nên cần 15 bit địa chỉ mới đủ mã hóa, cụ thể ở đây là 16 bit địa chỉ.
– Tám xung clock đầu tiên master(MSP430F5418A) sẽ gửi lệnh đọc đến EEPROM 25LC256(mã lệnh 0x03) qua chân SI, tiếp sau đó là 16 bit địa chỉ tại vị trí ô nhớ cần đọc, 8 xung cuối cùng là dữ liệu từ EEPROM 25LC256 trả về cho master qua chân SO.
Hình 2.19: Khung dữ liệu khi ghi 1 byte vào EEPROM 25LC256
– Tám xung clock đầu tiên master(MSP430F5418A) sẽ gửi lệnh ghi đến EEPROM 25LC256(mã lệnh 0x02) thông qua chân SI, tiếp sau đó là 16 bit địa chỉ tại vị trí ô nhớ cần ghi, 8 xung cuối cùng là dữ liệu từ master đưa đến EEPROM 25LC256 để ghi vào bộ nhớ cũng qua chân SI.
– Tám xung clock đầu tiên master(MSP430F5418A) sẽ gửi lệnh ghi đến EEPROM 25LC256(mã lệnh 0x02) qua chân SI, tiếp sau đó là 16 bit địa chỉ tại vị trí ô nhớ bắt đầu cần ghi, 8 xung clock tiếp theo là byte đầu tiên cần ghi, sau đó thanh ghi pointer của EEPROM 25LC256 sẽ tự động trỏ đến ô nhớ kế tiếp, master tiếp tục tạo 8 xung clock để ghi 8 byte tiếp theo, quá trình cứ tiếp diễn cho đến khi ghi hết 1 page(128 byte). Khi kết thúc quá trình ghi 1 page thanh ghi pointer của EEPROM 25LC256 sẽ tự động trỏ về vị trí đầu tiên, vị trí 0x00 trong bộ nhớ.
Hình 2.21: Khung dữ liệu WREN EEPROM 25LC256
– Khung dữ liệu này dùng để ghi thuộc tính Write Enable vào EEPROM, mặc định thuộc tính này không được set nên EEPROM không thể ghi dữ liệu vào được, mỗi lần ghi dữ liệu vào EEPROM cần phải set thuộc tính này lại.
Hình 2.23: Khung dữ liệu Chip Erase
2.6 GIỚI THIỆU MODULE CẢM BIẾN CHUYỂN ĐỘNG PIR
2.6.1 Giới thiệu chung về cảm biến chuyển động PIR
Hình 2.24: Hình ảnh cảm biến chuyển động PIR
Module cảm biến PIR hoạt động dựa trên nguyên lí cảm ứng các tia nhiệt của các vật thể sống phát ra, khi cảm biến pyroelectric thứ nhất nhận được tia nhiệt, nó sẽ phát ra tín hiệu và khi nguồn nóng di chuyển ngang, sẽ đến cảm biến pyroelectric thứ hai và cảm biến pyroelectric 2 nhận được tia nhiệt và nó lại phát ra tín hiệu điện.
Sự xuất hiện của 2 tín hiệu này nhận biết rằng đã có một nguồn nhiệt di động ngang và mạch điện tử sẽ phát ra tín hiệu điều khiển.
2.6.2 Các đặc điểm của cảm biến chuyển động PIR
– Nguồn cung cấp: 3.3V – 5V. – Dòng điện cung cấp: 15mA. – Nhiệt độ hoạt động từ -300
C-700C.
– Khoảng cách phát hiện chuyển động: < 7m. – Góc phát hiện chuyển động: 1400
.
– Mức tín hiệu ngõ ra High/Low: 3.3V/0V. – Thời gian trễ(Delay time): 5s – 18 phút.
Hình 2.25: Sơđồ chân của cảm biến chuyển động PIR
Ở trạng thái khi chưa phát hiện vật thể chuyển động, ngõ ra tại chân out của cảm biến có mức tín hiệu là 0V, khi cảm biến phát hiện có chuyển động thì ngõ ra chân out có mức tín hiệu là 3.3V và trì hoãn trong một khoảng thời gian do người dùng cài đặt.
2.7 GIỚI THIỆU MODULE nRF24L01
2.7.1 Giới thiệu chung về module nRF24L01
Hình 2.26: Hình ảnh module nRF24L01
Module nRF24L01 thiết kế cho giải pháp truyền dữ liệu không dây, sử dụng công nghệ mới nhất nRF24L01+ của hãng Nordic's. Băng tần sử dụng là 2.4GHz cùng với giao tiếp SPI, với kích thước siêu nhỏ(12 x 26mm) góp phần cho việc thiết kế một hệ thống nhỏ gọn.
2.7.2 Đặc điểm chung của module nRF24L01
– Nguồn cung cấp: 1.9V – 3.6V. – Giao tiếp theo chuẩn SPI.
– Tốc độ truyền, nhận lên đến 2Mbps. – Hỗ trợ khung truyền, nhận 32 bytes.
– Khoảng cách truyền, nhận: 100m ở tốc độ 250kbps. – Có thể chọn 125 kênh tần số từ 2400MHz đến 2500MHz. – Mức tín hiệu ngõ ra High/Low: 3.3V/0V.
2.7.3 Sơđồ chân và chức năng từng chân của module nRF24L01
Bảng 2.8: Chức năng các chân của module nRF24L01
PIN Chức năng Mô tả
1 GND Chân mass.
2 VCC Chân cấp nguồn(3.3V).
3 CE Chân cho phép chip nhận hoặc truyền dữ liệu.
4 CSN
Chân chọn chế độ SPI, nếu lên mức cao cho phép truyền nhận, xuống mức thấp cho biết kết thúc giao dịch.
5 SCK Chân nhận xung clock SPI.
6 MOSI Chân nhận dữ liệu SPI. 7 MISO Chân truyền dữ liệu SPI.
8 IRQ Chân ngắt cho biết có dữ liệu đến.
2.8 KẾT LUẬN
Qua chương này nhóm thực hiện đã tìm hiểu được các đặc tính cơ bản của MSP430F5418A, những tính năng nổi bật của SIM900 trong các chức năng gửi, nhận tin nhắn SMS, MMS. Bên cạnh đó cũng nghiên cứu và sử dụng thành công camera UART JPEG OV0706. Đó là một thành công lớn.