Quá trình làm khóa luận tôi đã xây dựng được mạch với các modul giao tiếp giao bao gồm: giao tiếp bàn phím PS/2, ghép nối cảm biến nhiệt độ LM35, ghép nối với vi mạch thời gian thực DS1307, ghép nối thẻ nhớ MMC và khối hiển thị LCD với vi điều khiển PIC18F458. Ngoài ra còn các modul nguồn cung cấp ổn áp 5V và 3.3V các mạch chuyển mức điện áp…, để thực hiện những yêu cầu mà đề tài đặt ra. Sơ đồ nguyên lý được chỉ rõ ở phụ lục 1. Còn đây là mạch in sau khi thi công.
Hình 8.1: Bo mạch sau thi công và hàn linh kiện
Đã áp dụng thành công chuẩn nạp ICSP, nạp ngay trên mạch cho vi điều khiển. Sử dụng mạch nạp PICkit2 của Microchip, với chuẩn nạp này cho thời gian nạp chương trình tương đối nhanh, khoảng 30 giây cho chương trình 5 Kbyte. Không mất thời gian tháo chip
ra khỏi đế, tránh được đứt chân vi mạch sau một vài lần tháo gắn, nạp tốc độ cao là một số ưu điểm dễ dàng nhận thấy khi sử dụng chuẩn nạp “on board” này.
Khi thực hiện khóa luận thì quá trình xây dựng và kiểm tra kết quả được đã thực hiện theo từng modul, gồm các modul đầu vào và đầu ra của dữ liệu, thông tin.
Đầu vào gồm có đầu vào dữ liệu từ bàn phím PS/2, đầu vào dữ liệu từ sensor nhiệt độ LM35 và dữ liệu đọc từ vi mạch thời gian thực DS1307.
Với đầu vào dữ liệu từ bàn phím PS/2 đã thực hiện ghép nối trên bo mạch thiết kế, giao tiếp được thể hiện qua việc gõ các ký tự trên bàn phím và các ký tự này được hiển thị trên màn hình LCD các chuỗi ký tự được lưu vào trong thẻ nhớ sau khi bấm “enter”.
Hình 8.2: Kết quả thức hiện giao tiếp với bàn phím PS/2.
Dữ liệu về thời gian: Sau thiết lập thời gian cho vi mạch thời gian thực DS1307, các giá trị được ghi vào NVRAM do vậy sẽ không bị mất bi mất điện và đồng hồ của vi mạch sẽ chạy chừng nào vẫn còn nguồn cung cấp hoặc từ pin hoặc từ nguồn ngoài. Giá trị về thời gian được đọc ra và cũng được hiển thị lên màn hình LCD để có thể biết được thời gian thực mà hệ thống đang chạy. Dữ liệu này sẽ được lưu cùng với thông số nhiệt độ, và là thành phần có ý nghĩa rất lớn khi ta tổng hợp và phân tích kết qủa thu được từ sensor nhiệt độ.
Hình 8.3: Kết quả hiển thị đồng hồ thời gian thực và nhiệt độ
Đầu ra gồm có: khối hiển thị LCD, thẻ nhớ MMC lưu dữ liệu và kết qủa
Khối hiển thị được tận dụng rất triệt để trong việc thể hiện các thông tin từ các đầu vào, nó thể hiện trung thực các kết quả mà vi điều khiển xuất ra, là một thành phần rất quan trọng để biết hệ thống của mình có chay và chạy có chính xác hay không.
Bộ nhớ lưu trữ dữ liệu và kết quả MMC đây là một ứng dụng làm cho đề tài có khả năng triển khai thực tế cao. Với dung lượng nhớ ngày các gia tăng mà giá thành càng giảm, khi được ứng dụng làm tăng thời gian thu thập số liệu, dữ liệu được lưu không bó buộc chỉ
là dữ liệu thu thập như khi dùng các bộ nhớ EEPROM truyền thống, ta có thể lưu thêm nhiều trường thông tin khác như thời gian, địa điểm ở nơi khảo sát. Khóa luận đã thành công trong việc ghi dữ liệu vào trong thẻ nhớ và quan sát được dữ liệu này trên máy tính.
KẾT LUẬN
Sau một khoảng thời gian tìm hiểu và nghiên cứu đề tài, đã giúp em nắm vững thêm các kiến thức đã được học, và cũng bổ sung thêm được một khối lượng kiến thức mới về đo lường cũng như các hệ thống đo lường dựa trên vi điều khiển. Từng bước làm quen, nắm bắt và triển khai thực hiện xây dựng mạch nguyên lý và mạch in trên phần mềm Altium Design. Thành công trong việc sử dụng phần mền CCS v4.068 để viết chương trình trên ngôn ngữ C. Sử dụng thành thạo công cụ mô phỏng Proteus để thực hiện mô phỏng một số phần việc trước khi triển khai lên mạch thật…. Đề tài thể hiện được tính ứng dụng cao, dễ dàng đưa vào triển khai trong thực tế và có thể áp dụng với quy mô lớn trong việc đo lường và lưu trữ các thông số môi trường.
Ứng dụng.
Với hệ thống như trên có thể ứng dụng trên nhiều trong thực tế. Ví dụ có thể dùng lấy số liệu trong một thời gian dài về nhiệt độ của một khu vực để vẽ biểu đồ nhiệt độ phục vụ cho công tác cảnh báo cháy rừng….Hay như với đầu đo không phải là nhiệt độ mà là độ ẩm thì lại dùng cho nghiên cứu khí tượng, còn nều muốn đo sự biến đổi mức nước của một dòng sông ta có thể dùng đầu đo độ sâu…
Đầu đo nhiệt đồ chỉ là một ví dụ cụ thể cho ứng dụng này, nhằm mục đích nhanh cho kết quả để thử nghiệm. Có thể thay thế bằng bất kỳ đầu đo nào tùy vào mục đích và ứng dụng cụ thể.
Hướng phát triển.
Sau khi thực hiện thành công hệ thống với đầu đo nhiệt độ, nếu có điều kiện em sẽ triển khai hệ thống với những đầu đo khác để có thể áp dụng cho nhiều môi trường xung quanh chúng ta.
Một vấn đề khác là vấn đề nguồn nuôi và năng lượng để duy trì hệ thống khi nguôn nuôi không phải là từ điện lưới qua biến đổi AC - DC, có thể đó là pin lithium hay pin năng lượng mặt trời…, khi đó vấn đề tiết kiệm năng lượng cho hệ thống mà vẫn duy trì sự hoạt động ổn định của hệ thống là bài toán khá phức tạp cần phải được tính đến. Một trong những hướng giải quyết là sử dụng các vi mạch có mức tiêu thụ năng lượng thấp, hoặc như
có những cơ chế như “sleep” cho vi điều khiển, vi điều khiển sẽ “ngủ” khi các thành phần khác của hệ thông hoạt động và chỉ được đánh thức khi có nhu cầu xử lý….
Cuối cùng là việc nghiên cứu để có thể áp dụng được định dạng thẻ theo hệ thống tập tin FAT32. Với FAT16 giới hạn thẻ nhớ có dung lượng nhỏ hơn 2 Gbyte, còn với FAT32 thẻ nhớ có thể có dung lượng lên tới 8TByte, với con số nay thì không phải nghi đến việc ghi được trong bao lâu mà là ghi những cái gì!