Đồ án Thiết kế phòng đọc tích cực (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Thiết kế phòng đọc tích cực (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THƠNG THIẾT KẾ PHỊNG ĐỌC TÍCH CỰC GVHD: THS. NGUYỄN THỚI SVTH: NGUYỄN ĐĂNG HỘI MSSV: 12341043 SVTH: PHẠM VŨ MSSV: 12341128 SKL003134 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2014
2. BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VÀ TRUYỀN THƠNG ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ PHỊNG HỌC TÍCH CỰC GVHD: ThS. NGUYỄN THỚI SVTH: Nguyễn Đăng Hội MSSV: 12341043 SVTH: Phạm Vũ MSSV: 12341128 Tp. Hồ Chí Minh - 07/2014
3. PHẦN I GIỚI THIỆU
4. TRƢỜNG ĐH. SƢ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TP. HỒ CHÍ MINH ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Tp. HCM, ngày tháng năm 2014 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Đăng Hội MSSV: 12341043 Phạm Vũ MSSV: 12341128 Chuyên ngành: CNKT Điện tử, Truyền Thơng Mã ngành: D510302 Hệ đào tạo: Đại học chính quy (CT) Mã hệ: 3 Khĩa: 2012 Lớp: 12341 I. TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ PHỊNG HỌC TÍCH CỰC II. NHIỆM VỤ 1. Các yêu cầu thực hiện, thơng số của đề tài: 2. ĐATN giải quyết được vấn đề gì, tính mới, tính cải tiến, tính tối ưu: ii
5. 3. Kết quả đạt được của ĐATN sau khi thực hiện: III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 15/3/2014 IV. NGÀY HỒN THÀNH NHIỆM VỤ: 15/7/2014 V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƢỚNG DẪN: GV ThS. NGUYỄN THỚI CÁN BỘ HƢỚNG DẪN BM. ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP ThS. NGUYỄN THỚI TS. NGUYỄN THANH HẢI iii
6. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT TPHCM CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Khoa Điện - Điện Tử Độc lập - Tự do - Hạnh phúc Bộ Mơn Điện Tử Viễn Thơng Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2014 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Nguyễn Đăng Hội Lớp: 12341 MSSV: 12341043 Họ tên sinh viên 2: Phạm Vũ Lớp: 12341 MSSV: 12341128 Tên đề tài: THIẾT KẾ PHỊNG HỌC TÍCH CỰC Xác nhận Tuần/ngày Nội dung GVHD Gặp và trao đổi với giáo viên hƣớng dẫn về 15/3 – hƣớng đề tài dự kiến sẽ làm. 17/3/2014 Nhận đề tài. Tìm hiểu các kiến thức cĩ liên quan 18/3 - đến thiết bị hộ trợ dạy học, các đồ án trƣớc đĩ. 30/3/2014 Tìm hiểu về các module cĩ liên quan trong đề tài, 1/4- 15/4/2014 cách sử dụng, khả năng ứng dụng của chúng. Đề xuất các giải pháp thực hiện đề tài, lựa chọn 16/4 - phƣơng án thực hiện 30/4/2014 Thiết kế thi cơng phần cứng. 31/4 - Kết nối các module cĩ liên quan trong mạch 15/5/2014 16/ 5- Kiểm tra, đo đạc, hồn thiện phần cứng. iv
7. 30/5/2014 Tiến hành lập trình phần mền, giao diên. Hịan thiện phần mềm và giao diện. Kết nối tồn bộ hệ thống, kiểm tra chỉnh sửa, 31/5 – hồn thiện hệ thống. 15/6/2014 Viết báo cáo, chỉnh sữa nội dung theo hƣớng dẫn 16/6 – của giáo viên. 25/6/2014 Kiểm tra, chỉnh sữa các sai sĩt. 8/7 – Hồn thành đồ án. 15/7/2014 GV HƢỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ và tên) ThS. NGUYỄN THỚI v
8. Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật PHIẾU CHẤM ÐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa Điện – Điện Tử (Dành cho cán bộ hƣớng dẫn) BM Điện Tử Cơng Nghiệp Ngày tháng năm 2014 1. Tên đề tài tốt nghiệp: THIẾT KẾ PHỊNG HỌC TÍCH CỰC 2. Cán bộ hướng dẫn: ThS. NGUYỄN THỚI 3. Nhận xét: 4. Đề nghị : Được bảo vệ: Bổ sung để được bảo vệ: Khơng được bảo vệ: 5. Các câu hỏi sinh viên phải trả lời trước hội đồng : (dành cho cán bộ phản biện) Câu 1: Câu 2: 6. Đánh giá chung (bằng chữ: giỏi, khá, TB, yếu): Điểm: /10. 7. Xin mời GV hướng dẫn và GV phản biện tham gia hội đồng bảo vệ của thư mời đính kèm. Cán bộ hướng dẫn ThS. NGUYỄN THỚI vi
9. Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật PHIẾU CHẤM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa Điện – Điện Tử (Dành cho cán bộ phản biện) BM Điện Tử Cơng Nghiệp Ngày tháng năm 2014 1. Tên đề tài tốt nghiệp: THIẾT KẾ PHỊNG HỌC TÍCH CỰC 2. Cán bộ phản biện: 3. Nhận xét: 4. Đề nghị : Được bảo vệ: Bổ sung để được bảo vệ: Khơng được bảo vệ: 5. Các câu hỏi sinh viên phải trả lời trước hội đồng : (dành cho cán bộ phản biện) Câu 1: Câu 2: 6. Đánh giá chung (bằng chữ: giỏi, khá, TB, yếu): Điểm: /10. Cán bộ phản biện vii
10. LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, song song với sự phát triển của kinh tế xã hội là sự phát triển mạnh mẽ của của các ngành khoa học kĩ thuật. Việt nam đang tiến dần trở thành một nƣớc cơng nghiệp hĩa hiện đại hĩa. Máy mĩc đang dần thay thế sức lao động của con ngƣời, tự động hĩa, điều khiển, thơng tin liên lạc đĩng vai trị vơ cùng quan trọng trong cơng nghiệp, quản lí, .là chìa khĩa đi vào cơng nghệ hiện đại Trƣớc khi cơng nghệ phát triển việc dạy và học chủ yếu là thầy giảng trị chép, việc này địi hỏi ngƣời thầy phải mất rất nhiều thời gian chuẩn bị. Hiệu quả trong giảng dạy là khơng cao, dễ gây nhàm chán cho ngƣời học. Ngƣời học trở nên thụ động và vì thế tiết học càng thiếu sinh động. Từ khi khoa học kỹ thuật phát triển đã làm thay đổi vấn đề này. Với sự hỗ trợ của máy tính, máy chiếu, cùng các phấn mềm giảng dạy đã làm việc dạy và học trở nên vơ cùng dễ dàng. Các thiết bị hỗ trợ giảng dạy lần lƣợt ra đời, tuy nhiên chúng chỉ hỗ trợ cho giáo viên là chính và giá thành thƣờng rất đắt. Với mong muốn tạo ra một thiết bị phần cứng cũng nhƣ phần mềm hỗ trợ cho ngƣời dạy và ngƣời học nhĩm nghiên cứu quyết định chọn đề tài:” Thiết kế Phịng Học Tích Cực”. Mặc dù nhĩm thực hiện đề tài đã cố gắng hồn thành nhiệm vụ đề tài đặt ra và đúng thời hạn nhƣng do khả năng và kiến thức cịn nhiều hạn chế nên chắc chắn sẽ khơng tránh khỏi những thiếu sĩt, mong quý Thầy/Cơ và các bạn sinh viên thơng cảm. Nhĩm thực hiện đề tài mong nhận đƣợc những ý kiến đĩng gĩp của quý Thầy/Cơ và các bạn sinh viên. Xin chân thành cảm ơn! viii
11. LỜI CẢM ƠN Em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy NGUYỄN THỚI, bộ mơn Điện Tử Cơng Nghiệp, đã trực tiếp hƣớng dẫn và tận tình giúp đỡ tạo điều kiện để hồn thành tốt đề tài. Em xin gởi lời chân thành cảm ơn các thầy cơ trong Khoa Điện-Điện Tử đã trang bị cho em những kiến thức, và tạo điều kiện tốt nhất cho em hồn thành đề tài. Em cũng gửi lời đồng cảm ơn đến các bạn lớp 123412 đã chia sẻ trao đổi kiến thức cũng nhƣ những kinh nghiệm quý báu trong thời gian thực hiện đề tài. Xin chân thành cảm ơn! Tp. Hồ Chí Minh, 12 tháng 7 năm 2014. Nhĩm thực hiện Nguyễn Đăng Hội Phạm Vũ ix
12. MỤC LỤC PHẦN I: GIỚI THIỆU i NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iv PHIẾU CHẤM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP vi LỜI MỞ ĐẦU viii LỜI CẢM ƠN ix MỤC LỤC x LIỆT KÊ HÌNH xiii LIỆT KÊ BẢNG xiv PHẦN II: NỘI DUNG 1 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 2 1.1 Đặt vấn đề: 3 1.2 Lý do chọn đề tài: 3 1.3 Đối tƣợng nghiên cứu: 3 1.4 Nội dung nghiên cứu: 3 1.5 Phƣơng pháp nghiên cứu: 4 1.6 Giới hạn đề tài: 4 1.7 Dàn ý nghiên cứu: 4 1.7.1 Lý thuyết 4 1.7.2 Áp dụng 4 PHẦN I 1 GIỚI THIỆU 1 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii x
13. LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iv PHIẾU CHẤM ÐỒ ÁN TỐT NGHIỆP vi LỜI MỞ ĐẦU viii LỜI CẢM ƠN ix Tp. Hồ Chí Minh, 12 tháng 7 năm 2014. ix Nhĩm thực hiện ix Nguyễn Đăng Hội ix MỤC LỤC x CHƢƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG 26 3.1. Thiết kế hệ thống 27 3.1.1. Phƣơng án thiết kế 27 3.1.2. Sơ đồ khối của thiết bị và chức năng của từng khối 28 3.1.3. Sơ đồ nguyên lý 30 3.2. Sơ đồ nguyên lý tồn mạch 34 3.3. Thi cơng phần cứng 34 3.4 Sản phẩm thực tế phục vụ cho phịng học tích cực 37 CHƢƠNG IV: XÂY DỰNG PHẦN MỀM 38 4.1 Xây dựng phần mềm điều khiển phần cứng. 39 4.2 Xây dựng giao diện phần mềm trên máy tính 40 4.2.1 Yêu cầu phần mềm 40 4.2.2 Giải quyết yêu cầu 40 4.2.3 Giao diện hồn chỉnh và nguyên lý hoạt động của phần mềm 46 CHƢƠNG V: KẾT LUẬN- HƢỚNG PHÁT TRIỂN 49 5.1 Kết luận 50 5.2 Hƣớng phát triển đề tài 52 PHẦN III: PHỤ LỤC 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 xi
14. HƢỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN 55 CODE CHƢƠNG TRÌNH 57 I . Code 89C52 điều khiển 57 II . Code Visual Basic 63 LIỆT KÊ HÌNH Hình 2.1: Kiến trúc USB bus Error! Bookmark not defined. Hình 2.2: Sơ đồ cáp usb 8 Hình 2.3: Module RF 315MHZ PT2262/PT2272 Error! Bookmark not defined. Hình 2.4 : IC PT2262/PT2272 Error! Bookmark not defined. Hình 2.5 : Sơ đồ chân PT2262 Error! Bookmark not defined. Hình 2.6: Sơ đồ chân PT2272 Error! Bookmark not defined. Hình 2.7: Sơ đồ khối của 89C52 Error! Bookmark not defined. Hình 2.8 : Các thanh ghi đặc biệt Error! Bookmark not defined. Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý mạch phát Error! Bookmark not defined. Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý mạch thu Error! Bookmark not defined. Hình 3.3: Sơ đồ nguyên lý khối vi xử lý Error! Bookmark not defined. Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý khối reset và tạo xung. Error! Bookmark not defined. Hình 3.5: Mạch in khối chính. Error! Bookmark not defined. Hình 3.6: Hồn thiện mạch chính. Error! Bookmark not defined. Hình 3.7: Trọn bộ thiết bị xây dựng phịng học tích cực. Error! Bookmark not defined. Hình 4.1: Lƣu đồ giải thuật VXL. Error! Bookmark not defined. Hình 4.2: Giao diện hồn chỉnh và nguyên lý hoạt động của phần mềmError! Bookmark not defined. xii
15. LIỆT KÊ BẢNG Bảng 2.1: chức năng các chân đặc biệt của ic 89c52 Error! Bookmark not defined. Bảng 2.2 : Thanh ghi trạng thái chƣơng trình PSW Error! Bookmark not defined. xiv
16. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHẦN II NỘI DUNG CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 1
17. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG I TỔNG QUAN CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 2
18. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.1 Đặt vấn đề: Ngày nay với sự phát triển vũ bảo của khoa học kỹ thuật đã làm thay đổi mọi mặt của xã hội. Cùng với sự phát triển phần cứng là sự phát triển của phần mềm. Việc ứng dụng cơng nghệ tiên tiến vào dạy và học càng trở nên cấp thiết. Trƣớc khi cơng nghệ phát triển việc dạy và học chủ yếu là thầy giảng trị chép, việc này địi hỏi ngƣời thầy phải mất rất nhiều thời gian chuẩn bị. Hiệu quả trong giảng dạy là khơng cao, dễ gây nhàm chán cho ngƣời học. Ngƣời học trở nên thụ động và vì thế tiết học càng thiếu sinh động. Từ khi khoa học kỹ thuật phát triển đã làm thay đổi vấn đề này. Với sự hỗ trợ của máy tính, máy chiếu, cùng các phần mềm giảng dạy đã làm việc dạy và học trở nên vơ cùng dễ dàng. Các thiết bị hỗ trợ giảng dạy lần lƣợt ra đời, tuy nhiên chúng chỉ hỗ trợ cho giáo viên là chính và giá thành thƣờng rất đắt. Với mong muốn tạo ra một thiết bị phần cứng cũng nhƣ phần mềm hỗ trợ cho ngƣời dạy và ngƣời học nhĩm nghiên cứu quyết định chọn đề tài:”Thiết Kế Phịng Học Tích Cực”. 1.2 Lý do chọn đề tài: Một tiết học hiệu quả là phải cĩ sự tƣơng tác qua lại giữa thầy và trị. Các thiết bị hỗ trợ giảng dạy ngày nay chỉ đáp ứng đƣợc một phần. Với mong muốn tạo ra một thiết bị hỗ trợ cho việc giảng dạy cĩ sự tƣơng tác cao, linh hoạt, giá thành rẻ, dễ sử dụng, nhĩm nghiên cứu quyết định chọn mơ hình phịng học thơng minh với việc tạo ra một sản phẩm phần cứng và phần mềm hỗ trợ cho việc học tập làm đồ án tốt nghiệp của mình. Với mong muốn tạo ra một thiết bị phần cứng cũng nhƣ phần mềm hỗ trợ cho ngƣời dạy và ngƣời học nhĩm nghiên cứu quyết định chọn đề tài:”Thiết Kế Phịng Học Tích Cực”. 1.3 Đối tượng nghiên cứu: Mơ hình phịng học thơng minh bao gồm thiết bị thu , phát bằng sĩng RF , một mạch chuyển đổi tín hiệu RF thành tín hiệu số dùng vi xử lý . Mạch chuyển đổi này sẽ liên kết với giao diện chƣơng trình (viết bằng Visual Basic) thơng qua ngõ USB. 1.4 Nội dung nghiên cứu: Nghiên cứu về module thu phát RF 315MHZ PT2262/PT2272. Vi xử lý 89C52. Chuẩn giao tiếp COM-USB. Phần mềm Visual Basic. CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 3
19. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.5 Phương pháp nghiên cứu: Do hạn chế về thời gian thực hiện cũng nhƣ sự mới mẻ trong bƣớc đầu nghiên cứu khoa học vì thế nhĩm thực hiện đề tài sử dụng hai phƣơng pháp chủ yếu: Phƣơng pháp tham khảo tài liệu. Phƣơng pháp thực hành. 1.6 Giới hạn đề tài: Phần cứng và phần mềm đáp ứng đƣợc cho 4 nhĩm. Bộ thu phát RF hoạt động trong phạm vi 0 đến 50m tùy thuộc vào mơi trƣờng. Mỗi câu hỏi chỉ cĩ tối đa 4 đáp án. Giáo viên chỉ cĩ thể thao tác trên remote hoặc trên giao diện máy tính mới cĩ quyền tắt mở phần mềm, chọn gĩi câu hỏi, thay đổi câu hỏi, thay đổi thời gian trả lời. 1.7 Dàn ý nghiên cứu: Tìm hiểu chuẩn giao tiếp COM- USB. Tìm hiểu vi điều khiển 89C52. Tìm hiểu module RF 315MHZ PT2262/PT2272. Tìm hiểu phần mềm Visual Basic. Xây dựng sơ đồ khối và chức năng của từng khối. Xây dựng phần mềm điều khiển phần cứng. Thiết kế giao diện máy tính. Tổng hợp. CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 4
20. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG II CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHƢƠNG II : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5