Đồ án Ứng dụng kit STM32F103VET6 vào kỳ thi Toeic (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Ứng dụng kit STM32F103VET6 vào kỳ thi Toeic (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ÐIỆN – ÐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG KIT STM32F103VET6 VÀO KỲ THI TOEIC GVHD: PHAN VÂN HOÀN SVTH: NGUYỄN THANH NHÂM MSSV: 10101087 SVTH: NGUYỄN UY TÍN MSSV: 10101138 SKL003095 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 MÔN ĐIỆN TỬ-CÔNG NGHIỆP LOGO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG KIT STM32F103VET6 VÀO KỲ THI TOEIC GVHD : Phan Vân Hoàn SVTH : Nguyễn Thanh Nhâm MSSV : 10101087 SVTH : Nguyễn Uy Tín MSSV : 10101138 TP. Hồ Chí Minh - 07/2014
3. BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ-CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG KIT STM32F103VET6 VÀO KỲ THI TOEIC GVHD: Phan Vân Hoàn SVTH: Nguyễn Thanh Nhâm Lớp: 101012C, Hệ chính qui MSSV: 10101087 SVTH: Nguyễn Uy Tín Lớp: 101012C, Hệ chính qui MSSV: 10101138 Tp. HồChí Minh - 07/2014
4. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHẦN A GIỚI THIỆU Trang i
5. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐH. SƢ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA 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 Thanh Nhâm MSSV: 10101087 Nguyễn Uy Tín MSSV: 10101138 Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện - Điện tử Mã ngành: 101 Hệ đào tạo: Đại học chính quy Mã hệ: 1 Khóa: 2010 Lớp: 101012C I. TÊN ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG KIT STM32F103VET6 VÀO KỲ THI TOEIC II. NHIỆM VỤ 1. Các yêu cầu ban đầu: 2. Nội dung thực hiện: III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 10/04/2004 IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 12/07/2014 V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƢỚNG DẪN: PHAN VÂN HOÀN CÁN BỘ HƢỚNG DẪN BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP PHAN VÂN HOÀN TS. NGUYỄN THANH HẢI Trang ii
6. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐẠI HỌC SPKT TPHCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Khoa Điện - Điện Tử Độc lập - Tự do - Hạnh Phúc Bộ Môn Điện Tử Viễn Thông Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2014 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Lớp: MSSV: Họ tên sinh viên 2: Lớp: MSSV: Tên đề tài: Xác nhận Tuần/ngày Nội dung GVHD GV HƢỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ và tên) Phan Vân Hoàn Trang iii
7. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, các dòng vi điều khiển ngày càng có vai trò quan trọng trong lĩnh vực điện tử, không khó để nhận ra trong hầu hết các lĩnh vực đời sống đều có sự tham gia của vi điều khiển. Chính vì vậy các dòng chíp liên tục phát triển để đáp ứng các yêu cầu, phục vụ các hệ thống phức tạp, đòi hỏi tốc độ cao và thời gian thực chứ không chỉ đơn giản là điều khiển động cơ, đếm ngƣời ra vào, hiển thị LCD Trong nhiều năm trƣớc, các dòng vi điều khiển đƣợc ứng dụng phổ biến nhất là AVR với tính năng đơn giản dể sử dụng và PIC với ƣu thế tốc độ cao, chi phí thấp Nhƣng những năm trở lại đây có một dòng vi điều khiển mới giữ vai trò quan trọng trong các lĩnh vực ứng dụng cầm tay, thiết bị di động Đó là dòng vi điều khiển ARM, với rất nhiều thế hệ ra đời cùng những tính năng công dụng khác nhau. Dòng chip này đã và đang đƣợc các cá nhân và một số công ty nghiên cứu và ứng dụng. Tuy nhiên một hạn chế lớn là không có hoặc rất ít trƣờng đƣa vào chƣơng trình giảng dạy bởi kiến trúc khá phức tạp, nhiều chuẩn giao tiếp và tài nguyên hiện đại. Với nhiều tính năng vƣợt trội và xu thế lựa chọn dòng chip mới ở Việt Nam, dƣới sự hƣớng dẫn của thầy Phan Vân Hoàn, nhóm chúng em lựa chọn tìm hiểu và ứng dụng kit ARM (STM32F103VET6) demo hệ thống thi và đánh giá trắc nghiệm tiếng anh(theo cấu trúc đề thi TOEIC). Trong giới hạn thời gian hạn chế và nguồn tài liệu đề tài chúng em còn nhiều thiếu sót, lỗi kỹ thuật, nên rất mong đƣợc hội đồng bảo vệ và các thầy cô góp ý để đề chúng em hoàn thiện đề tài. Bƣớc đầu lúc nào cũng có thể vấp ngã, mọi ý kiến của mọi ngƣời là cơ sở quan trọng để giúp chúng em trong việc khắc phục lỗi. Xin chân thành cảm ơn! Ngƣời thực hiện đề tài Nguyễn Thanh Nhâm Nguyễn Uy Tín Trang iv
8. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN Chúng em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy Phan Vân Hoàn đã trực tiếp hƣớng dẫn và tận tình giúp đỡ tạo điều kiện để hoàn thành tốt đề tài. Chúng em xin gởi lời chân thành cảm ơn các thầy cô trong Khoa Điện-Điện Tử đã tạo những điều kiện tốt nhất cho chúng em học tập, bổ sung kiến thức nền tảng trong suốt bốn năm qua làm cơ sở tiếp cận nghiên cứu hoàn thành đề tài thuận lợi. Chúng em cũng gửi lời đồng cảm ơn đến các bạn lớp 101012 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! Nhóm thực hiện đề tài Nguyễn Thanh Nhâm Nguyễn Uy Tín Trang v
9. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC PHẦN A GIỚI THIỆU i Nhiệm vụ đồ án ii Lịch trình thực hiện iii Lời mở đầu . iv Lời cảm ơn . .v Mục lục . vi Phụ lục hình vii Phụ lục bảng . ix PHẦN B NỘI DUNG 1 CHƢƠNG 1 DẪN NHẬP 2 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 3 1.2 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 3 1.3 ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU 3 1.4 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI 3 1.5 Ý NGHĨA THỰC TIỄN 3 CHƢƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 4 2.1 TỔNG QUAN VỀ HỌ VI ĐIỀU KHIỂN STM32F103 5 2.2 SƠ LƢỢC VỀ CÁC NGOẠI VI ĐƢỢC TÍCH HỢP SẴN BÊN TRONG HỌ VI ĐIỀU KHIỂN STM32F103 6 2.3 ILI9325 13 2.4 ADS7843 + MÀN HÌNH CẢM ỨNG THUẦN TRỞ 18 2.5 DATA FLASH AT45DB161D 23 2.6 SD CARD ( SECURE DIGITAL CARD) 24 2.7 GIỚI THIỆU ENC28J60 24 2.8 ĐỊNH DẠNG FILE BMP 26 2.9 CHUẨN TRUYỀN THÔNG NỐI TIẾP SPI ( SERIAL PORT INTERFACE) . 30 Trang vi
10. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.10 TỔNG QUAN VỀ ETHERNET 34 2.11 CƠ SỞ LẬP TRÌNH C# 39 2.12 PHẦN MỀM HỖ TRỢ LẬP TRÌNH 43 CHƢƠNG 3 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 45 3.1 SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG 46 3.2 NHIỆM VỤ TỪNG KHỐI 46 3.3 MỐI LIÊN HỆ GIỮA CÁC KHỐI 49 CHƢƠNG 4 XÂY DỰNG PHẦN MỀM 50 4.1 XÂY DỰNG PHẦN MỀN TRÊN KIT ARM 51 4.2 XÂY DỰNG PHẦN MỀM TRÊN MÁY CHỦ(PC) 59 CHƢƠNG 5 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 67 5.1 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 68 5.2 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 NỘI DUNG ĐÍNH KÈM (DVD) 74 PHỤ LỤC HÌNH Hình 2.1 Sơ đồ khối tổng quát họ vi điều khiển STM32F103 5 Hình 2.2 Sơ đồ khối của ILI9325 14 Hình 2.3 Kết nối giao diện hệ thống với giao diện RGB 16 Hình 2.4 Vùng truy cập GRAM bằng giao tiếp RGB 18 Hình 2.5 Định dạng dữ liệu giao tiếp RGB 16 bit 18 Hình 2.6 Sơ đồ chân của ADS7843 19 Hình 2.7 Sơ đồ khối ADS7843 20 Hình 2.8 Sơ đồ kết nối Touch Screen với ADS7843 20 Hình 2.9 Kiến trúc N-bit SAR đơn giản 21 Hình 2.10 Hoạt động SAR ADC 4 bit 21 Trang vii
11. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 2.11 Màn hình cảm ứng 4 dây 22 Hình 2.12 Mạch tƣơng đƣơng màn hình cảm ứng 4 dây 22 Hình 2.13 Sơ đồ khối hoạt động của Dataflash AT45DB161D 23 Hình 2.14 Sơ đồ chân của SD Card 24 Hình 2.15 Sơ đồ chân ENC28J60 25 Hình 2.16 Sơ đồ khối ENC28J60 25 Hình 2.17 Kết nối phần cứng vi điều khiển với ENC28J60 26 Hình 2.18 Sơ đồ khối kết nối của chuẩn truyền thông SPI 31 Hình 2.19 Sơ đồ khối hoạt động truyền dữ liệu SPI 33 Hình 2.20 Giản đồ thời gian trình bày cực và pha của xung clock 33 Hình 2.21 Khung truyền ethernet 35 Hình 2.22 Thiết bị Ethernet 39 Hình 3.1 Sơ đồ khối hệ thống 46 Hình 3.2 Sơ đồ kết nối VĐK STM32F103VET6 47 Hình 3.3 Sơ đồ kết nối dataflash với VĐK 47 Hình 3.4 Sơ đồ kết nối SD Card với VĐK 47 Hình 3.5 Sơ đồ kết nối ENC28J60 với VĐK 48 Hình 3.6 Sơ đồ kết nối Module LCD với VĐK 48 Hình 4.1 Lƣu đồ tổng quát 51 Hình 4.2 Lƣu đồ giao tiếp Ethernet 52 Hình 4.3 Lƣu đồ đăng nhập hệ thống 53 Hình 4.4 Lƣu đồ show hình ảnh lên LCD 54 Hình 4.5 Lƣu đồ thông tin cá nhân 56 Hình 4.6 Lƣu đồ chọn đáp án 57 Hình 4.7 Lƣu đồ gửi kết quả lên máy tính 58 Hình 4.8 Lƣu đồ tổng quát giao diện quản lý và giám sát 59 Hình 4.9 Lƣu đồ sự kiện Click button “Đăng nhập” 60 Hình 4.10 Lƣu đồ sự kiện click button “Tạo mới” 61 Hình 4.11 Lƣu đồ sự kiện click button “Phát đề” 62 Hình 4.12 Lƣu đồ sự kiện click button “Đặt Ip” 63 Hình 4.13 Lƣu đồ gửi dữ liệu qua mạng ethernet 64 Trang viii
12. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 4.14 Lƣu đồ thao tác với cơ sở dữ liệu 65 Hình 4.15 Lƣu đồ gửi email thông báo 66 Hình 5.1 Giao diện đăng nhập 68 Hình 5.2 Giao diện chính 68 Hình 5.3 Giao diện chờ 69 Hình 5.4 Giao diện set Ip 69 Hình 5.5 Giao diện Đăng ký 70 Hình 5.6 Kết quả gửi mail 70 Hình 5.7 Nhập password để đăng nhập hệ thống 71 Hình 5.8 Giao diện chính của máy thi trắc nghiệm 71 Hình 5.9 Giao diện phần điền thông tin cá nhân 72 Hình 5.10 Câu hỏi văn bản và 4 đáp án lựa chọn 72 Hình 5.11 Hiển thị hình ảnh 73 PHỤ LỤC BẢNG Bảng 2.1 So sánh các đặc điểm của các bộ timer 10 Bảng 2.2 Các chế độ hiển thị 16 Bảng 2.3 Thiết lập chuyển dữ liệu 17 Bảng 2.4 Thiết lập các chế độ giao tiếp 17 Bảng 2.5 Bảng định nghĩa các chân của ADS7843 19 Bảng 2.6 Header của file BMP 27 Bảng 2.7 Thông tin BMP 28 Bảng 2.8 Thuộc tính và diễn giải thuộc tính 39 Trang ix
13. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHẦN B NỘI DUNG CHƢƠNG 1 DẪNNHẬP Trang 1
14. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG 1 DẪN NHẬP CHƢƠNG 1 DẪN NHẬP Trang 2
15. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Trong Nghị quyết của Đảng có ghi: "Giáo dục và đào tạo là quốc sách hàng đầu". Kết quả đào tạo luôn đƣợc quan tâm bởi nó xác định hiệu quả quá trình đào tạo. Để giải quyết vấn đề này thì đã có rất nhiều phƣơng án đƣa ra, cho đến nay thi trắc nghiệm vẫn là phƣơng pháp áp dụng rộng rãi và đã mang lại hiệu quả tốt. Hình thức kiểm tra này giúp kiểm tra khối lƣợng lớn kiến thức phù hợp với yều cầu đánh giá chất lƣợng chính xác. Song trong thực tế, hệ thống này luôn tồn tại nhiều nhƣợc điểm. Với số lƣợng lớn bài thi thì chi phí in ấn, vận chuyển cao hay quá trình chấm điểm khá dài dễ gặp lỗi. Sau một thời gian tìm hiểu nhóm chúng em cùng thầy hƣớng dẫn thực hiện đề tài “ỨNG DỤNG KIT STM32F103VET6 VÀO KỲ THI TOEIC”. 1.2 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trắc nghiệm là hình thức đánh giá khách quan mang lại hiệu quả nhƣng nhận thấy rằng vẫn còn tồn tại một số nhƣợc điểm. Với mong muốn áp dụng kiến thức đã học vào thực tiễn mang lại lợi ích nhất và phần nào giúp giải quyết vần đề nói trên là nhân tố, động lực để nhóm chúng em tìm hiểu thực hiện đề tài này. 1.3 ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU Với các yêu cầu của hệ thống bƣớc đầu xác định nội dung tìm hiểu bao gồm: một phần ứng dụng kit STM32F103VET6, trình biên dịch keil c MDK, phần mềm viết giao diện ngôn ngữ c#(visual studio 2013) 1.4 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI Do sự hạn hẹp về kiến thức, kinh nghiệm, thời gian, môi trƣờng chi phí nghiên cứu nên đề tài chỉ dừng lại ở mức sơ khởi, tạo tiền đề để mọi ngƣời nghiên cứu tìm ra lối đi chung hoàn thiện đề tài. Tính linh hoạt của hệ thống chƣa dạt mức hoàn thiện, đề thi phải đƣợc soạn thảo theo cấu trúc quy định gây khó khăn cho ngƣời biên tập đề, hình ảnh hiễn thị chƣa rõ ràng,tính bảo mật đề thi chƣa đạt và một số lỗi kỹ thuật nhỏ. 1.5 Ý NGHĨA THỰC TIỄN Trắc nghiệm đã xuất hiện trên thế giới từ lâu, áp dụng rộng rãi, kéo theo đó có rất nhiều công trình nghiên cứu nhằm đƣa ra nhiều giải pháp hoàn thiện hình thức đánh giá này. Tuy nhiên ở Việt Nam hình thức đánh giá bằng thi trắc nghiệm cũng chỉ mới định hình, ít công cụ phục vụ Hệ thống thi trắc nghiệm trong đề tài này là tiền đề nghiên cứu áp dụng khoa học vào các kỳ thi quan trọng. CHƢƠNG 1 DẪN NHẬP Trang 3
16. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHƢƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT Trang 4
17. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.1 TỔNG QUAN VỀ HỌ VI ĐIỀU KHIỂN STM32F103 Hình 2.1 Sơ đồ khối tổng quát họ vi điều khiển STM32F103 Họ vi điều khiển STM32F103xC, STM32F103xD và STM32F103xE thuộc nhóm vi điều khiển hiệu năng cao với lõi ARM Cortex-M3 32-bit RISC hoạt động ở tần số 72 MHz, bộ nhớ nhúng tốc độ cao( bộ nhớ Flash lên tới 512 Kbytes và SRAM lên tới 64 Kbytes), và số lƣợng lớn I/O và ngoại vi đƣợc kết nối tới 2 bus APB. Tất cả các thiết bị đều có các ADC 12-bit, 4 timer 16-bit cộng với 2 timer PWM, cũng nhƣ các giao tiếp cơ CHƢƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT Trang 5
18. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP bản và nâng cao: hai I2C, ba SPI, hai I2 S, một SDIO, năm USART, một USB và một CAN. Họ vi điều khiển hiệu năng cao STM32F103xx hoạt động ở nhiệt độ giới hạn từ 40 oC tới +105oC, điện năng cung cấp từ 2.0 tới 3.6V. Có chế độ hoạt động tiết kiệm năng lƣợng dành cho các ứng dụng năng lƣợng thấp. Các đặc điểm trên làm cho họ vi điều khiển hiệu năng cao STM32F103xx phù hợp cho nhiều ứng dụng nhƣ điều khiển motor, ứng dụng điều khiển, thiết bị y tế và cầm tay, ngoại vi của PC hoặc máy chơi game, GPS, ứng dụng công nghiệp, PLC, biến tần, máy in, máy scan, hệ thống liên lạc nội bộ, và HVAC. 2.2 SƠ LƢỢC VỀ CÁC NGOẠI VI ĐƢỢC TÍCH HỢP SẴN BÊN TRONG HỌ VI ĐIỀU KHIỂN STM32F103 2.2.1 Lõi xử lý ARM Cortex –M3 Lõi xử lý ARM Cortex –M3 là thế hệ mới nhất của VĐK ARM dành cho hệ thống nhúng. Nó đƣợc phát triển để cung cấp cho các nền tảng giá rẻ, cùng với việc giảm bớt số lƣợng I/O và mức năng lƣợng thấp.Vi điều khiển 32-bit RISC ARM CortexM3-M3 đƣợc đánh giá cao bởi tốc độ , hiệu năng cao. 2.2.2 Bộ nhớ Flash Dung lƣợng Flash lên tới 512 Kbyte phù hợp cho việc lƣu trữ chƣơng trình và dữ liệu. 2.2.3 CRC( cyclic redundancy check ) CRC đƣợc dùng để lấy một mã CRC từ một từ dữ liệu 32-bit và một generator polynomial cố định. Trong các ứng dụng, kỹ thuật CRC đƣợc dùng để kiểm tra việc truyền dữ liệu và lƣu trữ nguyên vẹn. Theo tiêu chuẩn EN/IEC 60335-1, chúng đƣợc hiểu là kiểm tra tính toàn vẹn của bộ nhớ Flash. Phần tử tính toán CRC giúp tính toán một signature của phần mềm trong suốt quá trình hoạt động, và so sánh với một signature khác đƣợc tạo ra tại link- time và đƣợc lƣu trữ tại vị trí vùng nhớ đƣợc định sẵn. 2.2.4 SRAM ( Static Random-Access Memory) Dung lƣợng của SRAM lên tới 64 Kbytes đƣợc dùng để thực hiện việc đọc/ghi dữ liệu tại tốc độ xung clock của CPU. CHƢƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT Trang 6
19. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.2.5 FSMC (Flexible Static Memory Controller) FSMC đƣợc nhúng trong họ VĐK STM32F103. Nó có 4 ngõ ra Chip Select theo các chế độ hoạt động sau: PC Card/ Compact Flash, SRAM, PSRAM, NOR và NAND. Tổng quan về các chức năng của FSMC: - 3 đƣờng ngắt FSMC là ORed phù hợp để kết nối tới NVIC. - Ghi FIFO. - Thực hiện Code từ bộ nhớ nội trừ NAND Flash và PC Card. - Tần số đƣợc định sẵn fCLK là HCLK/2, vì vậy việc xử lý có tần số là 36 MHz khi HCLK là 72 MHz. 2.2.6 Giao tiếp với LCD FSMC có thể đƣợc khởi tạo để thực hiện các công việc giống nhƣ bộ điều khiển graphic LCD. Nó hỗ trợ các chế độ Intel 8080 và Motorola 6800, và tƣơng ứng với các đặc điểm của giao diện LCD. Khả năng hoạt động nhƣ bộ giao tiếp LCD song song này tạo ra sự dễ dàng khi thực hiện các ứng dụng sử dụng module LCD với bộ điều khiển đƣợc nhúng sẵn hoặc các giải pháp hiệu năng cao sử dụng bộ điều khiển nội với bộ gia tốc. 2.2.7 NVIC( Nested Vectored Interrupt Controller) Họ VĐK STM32F103 có thể xử lý lên tới 60 kênh ngắt( không bao gồm 16 đƣờng ngắt của CortexTM-M3) và 16 mức độ ƣu tiên. 2.2.8 EXTI ( External Interrupt) EXTI bao gồm 19 đƣờng phát hiện cạnh đƣợc dùng để tạo ra các yêu cầu ngắt/sự kiện. Mỗi đƣờng có thể đƣợc khởi tạo độc lập để lựa chọn sự kiện (cạnh lên, cạnh xuống, cả 2) và có thể đƣợc xử lý ngầm một cách độc lập. Một thanh ghi chờ dành để thể hiện các trạng thái của các yêu cầu ngắt. EXTI có thể phát hiện ngắt/sự kiện ngoài với bề rộng xung ngắn hơn so với chu kì của clock APB2. Lên tới 112 GPIO có thể đƣợc kết nối tới 16 đƣờng ngắt ngoài. 2.2.9 Clock và Startup Sự lựa chọn clock cho hệ thống đƣợc thực hiện trên startup, tuy nhiên bộ dao động nội RC 8 MHz đƣợc lựa chon nhƣ lafclock CPU mặc định khi reset. Một bộ tạo clock ngoại 4-16 MHz có thể đƣợc lựa chọn, trong trƣờng hợp xảy ra lỗi. Một bộ ngắt mềm đƣợc tạo CHƢƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT Trang 7
20. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ra nếu đƣợc bật sẵn. Tƣơng tự, việc quản lý các bộ ngắt của PLL clock đƣợc sẵn sàng khi cần thiết( ví dụ khi xảy ra lỗi của bộ dao động ngoại). Một vài bộ chia cho phép việc khởi tạo với tần số AHB, vùng APB tốc độ cao (APB2) và vùn APB tốc độ thấp (APB1). Tần số tối đa của AHB và vùng APB tốc độ cao là 72 MHz. Tốc độ cao nhất đƣợc cho phép của vùng APB tốc độ thấp là 36 MHz. 2.2.10 Chế độ khởi động Boot loader đƣợc lƣu giữ trong bộ nhớ hệ thống. Nó đƣợc dùng để lập trình lại vùng nhớ Flash bằng cách sử dụng USART1.Tại startup, các chân khởi động đƣợc dùng để chọn một trong 3 lựa chon khởi động sau: - Khởi động từ Flash ngƣời dùng: bạn có một lựa chọn để khởi động từ bất kỳ trong 2 vùng nhớ. Ở chế độ mặc định, khởi động từ vùng nhớ Flash 1 đƣợc lựa chọn sẵn. Bạn có thể chọn khởi động từ vùng nhớ 2 bằng cách set một bit trong các byte lựa chọn. - Khởi động từ vùng nhớ hệ thống. - Khởi động từ SRAM. 2.2.11 Hệ thống nguồn cung cấp VDD = 2.0 tới 3.6 V: nguồn ngoài cung cấp cho các I/O và bộ điều chỉnh bên trong. Cung cấp nguồn thông qua chân VDD. VSSA,VDDA=2.0 tới 3.6V : bộ nguồn tƣơng tự ngoài cung cấp cho ADC,DAC, khối Reset, các RC và PLL( điện áp tối thiểu để đƣợc dùng cho VDDA là 2.4V khi ADC hoặc DAC đƣợc sử dụng). VDDA và VSSA phải đƣợc kết nối tới VDD và VSS,theo thứ tự. VBAT = 1.8 tới 3.6V: nguồn cung cấp cho RTC, bộ dao động ngoài 32 KHz và thanh ghi backup( thông qua power switch) khi VDD không tồn tại. 2.2.12 Bộ giám sát nguồn cung cấp Vi điều khiển có một mạch điện power-on reset(POR)/power-down reset đƣợc tích hợp sẵn. Nó luôn luôn hoạt động , và đảm bảo hoạt động khởi động theo đúng cách thức từ/xuống 2V. VĐK trở lại chế độ reset khi VDD ở dƣới ngƣỡng cho phép, VPOR/PDR, mà không cần một mạch reset ngoài. 2.2.13 Bộ điều chỉnh điện áp Bộ điều chỉnh luôn bật sau khi reset. Nó bị tắt trong chế độ Standby.Bộ điều chỉnh có 3 chế độ hoạt động: main(MR), low power (LPR) và power down. CHƢƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT Trang 8
21. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MR đƣợc dùng ở chế độ Run. LPR đƣợc dùng ở chế độ Stop. Power down đƣợc dùng ở chế độ Standby. 2.2.14 Chế độ tiết kiệm năng lƣợng (Low-Power) Họ vi điều khiển STM32F103 hỗ trợ 3 chế độ Low-power: Chế độ Sleep: trong chế độ Sleep, chỉ có CPU bị dừng, Tất cả các ngoại vi vẫn tiếp tục hoạt động và có thể đánh thức CPU khi một ngắt/sự kiện xảy ra. Chế độ Stop: Chế độ Stop đạt đƣợc mức tiêu thụ năng lƣợng thấp nhất trong khi vẫn giữ đƣợc nội dung bên trong SRAM và các thanh ghi. Tất cả các clock trong vùng 1.8V đều bị dừng lại, PLL, HIS RC và các bộ dao động HSE cũng bị tắt. Bộ điều khiển điện áp có thể bị đặt trong chế độ bình thƣờng hoặc chế độ low-power. VĐK có thể đƣợc đánh thức từ chế độ Stop bằng bất kì đƣờng EXTI nào. Nguồn của EXTI có thể là một trong số 16 đƣờng ngắt ngoài, ngõ ra PVD, báo thức RTC hoặc là USB wakeup. Chế độ Standby: Chế độ Standby đạt đƣợc mức tiêu hao năng lƣợng thấp nhất. Bộ điều khiển điện áp nội đƣợc tắt nên toàn bộ vùng 1.8V cũng đƣợc tắt. PLL, HIS RC và bộ tạo dao động HSE cũng đƣợc tắt. Sau khi vào chế độ Standby, nội dụng bên trong SRAM và các thanh ghi cũng bị mất ngoại trừ các thanh ghi trong vùng Backup và mạch Standby. VĐK thoát khỏi chế độ Standby khi một reset ngoài(NRST pin), một IWDR reset, một cạnh lên của chân WKUP, hoặc một bộ báo thức RTC xảy ra. 2.2.15 DMA (Direct Memory Access) 12 kênh DMA tùy biến đa năng(7 kênh cho DMA1 và 5 kênh cho DMA2) có thể đƣợc quản lý theo kiểu memory-to-memory, peripheral-to-memory và memory-to-peripheral. Mỗi kênh đƣợc kết nối tới các yêu cầu phần cứng DMA, cũng hỗ trợ cho sự biến đổi mềm trên mỗi kênh. Sự khởi tạo đƣợc tạo ra bởi phầm mềm và kích thƣớc truyền giữa nguồn và địch thì độc lập. DMA có thể đƣợc dùng cho các ngoại vi chính nhƣ là: SPI, I2 C, USART, đa chức năng, các timer TIMx, DAC, I2S, SDIO và ADC. 2.2.16 RTC(Real Time Clock) và Backup Registers RTC và các thanh ghi dự phòng đƣợc cung cấp thông bộ một switch chọn nguồn cung cấp VDD trực tiếp hoặc thông qua pin VBAT. Các thanh ghi dự phòng là 42 thanh ghi 16- bit đƣợc dùng để lƣu trữ 84 byte của dữ liệu ứng dụng ngƣời dùng khi VDD không đƣợc CHƢƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT Trang 9
22. S K L 0 0 2 1 5 4