Luận văn Nghiên cứu kit vi điều khiển multipurpose training và biên soạn tài liệu hướng dẫn thực hành kỹ năng nghề cho sinh viên ngành sư phạm kỹ thuật điện-Điện tử (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Nghiên cứu kit vi điều khiển multipurpose training và biên soạn tài liệu hướng dẫn thực hành kỹ năng nghề cho sinh viên ngành sư phạm kỹ thuật điện-Điện tử (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 CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ NGHIÊN CỨU KIT VI ĐIỀU KHIỂN MULTIPURPOSE TRAINING VÀ BIÊN SOẠN TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH KỸ NĂNG NGHỀ CHO SINH VIÊN NGÀNH SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ GVHD: TS. NGUYỄN THỊ LƯỠNG SVTH: TRẦN HỮU NHÂN MSSV: 10901015 SVTH: TRẦN DƯƠNG LONG MSSV: 10901050 S K L 0 0 4 2 8 7 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 2/2016
2. PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1. Thông tin sinh viên Họ và tên: TRẦN HỮU NHÂN MSSV: 10901015 Tel: 0937188221 Email: huunhan.spkt@gmail.com Họ và tên: TRẦN DƢƠNG LONG MSSV: 10901050 Tel: 0938923132 Email: tranduonglong@gmail.com 2. Thông tin đề tài Tên của đề tài: NGHIÊN CỨU KIT VI ĐIỀU KHIỂN MULTIPURPOSE TRAINING VÀ BIÊN SOẠN TÀI LIỆU HƢỚNG DẪN THỰC HÀNH KỸ NĂNG NGHỀ CHO SINH VIÊN NGÀNH SƢ PHẠM KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ. Mục đích của đề tài: Khai thác bộ kit thực tập MULTIPURPOSE TRAINING. Đồ án tốt nghiệp đƣợc thực hiện tại: Bộ môn Điện Tử Công Nghiệp, Khoa Điện - Điện Tử, Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh. Thời gian thực hiện: Từ ngày 1/10/2015 đến 22/01/2016 3. Các nhiệm vụ cụ thể của đề tài - Khảo sát sơ đồ nguyên lí, đặc tính kỹ thuật của các module trên Kit thực hành. - Tìm hiểu phần mềm CCS lập trình cho PIC, CodeVision lập trình cho AVR. - Biên soạn tài liệu hƣớng dẫn thực hành kỹ năng nghề gồm: Bài giảng tích hợp thực hành bao gồm đề cƣơng chi tiết và giáo án cho vi xử lí PIC ( 16F877A ) trên Kit MULTIPURPOSE TRAINING. Bài giảng tích hợp thực hành bao gồm đề cƣơng chi tiết và giáo án cho vi xử lí AVR ( ATMEGA32 ) trên Kit MULTIPURPOSE TRAINING. 4. Lời cam đoan của sinh viên Chúng tôi – Trần Hữu Nhân và Trần Dƣơng Long cam đoan ĐATN là công trình nghiên cứu của bản thân chúng tôi dƣới sự hƣớng dẫn của tiến sĩ Nguyễn Thị Lƣỡng. Các kết quả công bố trong ĐATN là trung thực và không sao chép từ bất kỳ công trình nào khác. Tp.HCM, ngày tháng năm 2016 SV thực hiện đồ án Tp.HCM, ngày tháng năm 2016 Xác nhận của Bộ Môn Giáo viên hƣớng dẫn i
3. 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 Công Nghiệp Tp. Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 1 năm 2016 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Trần Hữu Nhân Lớp:10901A MSSV: 10901015 Họ tên sinh viên 2: Trần Dƣơng Long Lớp:10901DMSSV: 10901050 Tên đề tài: Nghiên cứu Kit Vi điều khiển MULTIPURPOSE TRAINING và biên soạn tài liệu hƣớng dẫn thực hành kỹ năng nghề cho sinh viên ngành sƣ phạm Kỹ thuật Điện- Điện tử. Xác nhận Tuần/ngày Nội dung GVHD 7-10-2015 Xác định hƣớng đề tài. Tìm hiểu đặc tính cấu tạo các module vi xử lí đi kèm 14-10-2015 theo Kit (PIC, AVR) 21-10-2015 Nghiên cứu phần mềm lập trình CCS, CodeVision. 28-10-2015 Khảo sát và vẽ lại sơ đồ nguyên lí các module trên Kit Viết code bài tập mẫu cho vi xử lí PIC 16F877A và 12-10-2015 ATMEGA32 trên các Module Led đơn, Button & Switch, Led 7 đoạn, ma trận phím, ma trận led. Viết code bài tập mẫu cho vi xử lí PIC 16F877A và 22-10-2015 ATMEGA32 trên các Module LCD 16x2, ADC0809, REALTIME DS1307. Viết code bài tập mẫu cho vi xử lí PIC 16F877A và 2-11-2015 ATMEGA32 trên các Module DC Motor, Steep Motor, Relay. Viết code bài tập mẫu cho vi xử lí PIC 16F877A và 14-11-2015 ATMEGA32 trên các Module RS232, Graphic LCD. Biên soạn tài liệu thực hƣớng dẫn hành kỹ năng nghề 1-12-2015 gồm giáo án và đề cƣơng chi tiết cho PIC16F877A trên Kit MULTIPURPOSE TRAINING. Biên soạn tài liệu thực hƣớng dẫn hành kỹ năng nghề 14-12-2015 gồm giáo án và đề cƣơng chi tiết cho ATMEGA32 trên Kit MULTIPURPOSE TRAINING. 2-1-2016 Viết báo cáo GV HƢỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ và tên) ii
4. LỜI CẢM TẠ Nhóm thực hiện đề tài xin chân thành gửi lời cảm ơn đến TS. Nguyễn Thị Lƣỡng giảng viên trƣờng ĐH. Sƣ phạm Kỹ thuật Tp.HCM, đã chỉ ra một hƣớng nghiên cứu, học tập mới cho sinh viên và truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Nhóm thực hiện đề tài cũng xin gửi lời cảm ơn đặc biệt sâu sắc đến quý thầy cô Khoa Điện – Điện tử nói riêng và tất cả quý thầy cô của trƣờng ĐH. Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP.Hồ Chí Minh nói chung những ngƣời đã tạo dựng nền tảng kiến thức chuyên ngành vững chắc cho nhóm thực hiện đề tài trong quá trình học tập và nghiên cứu tại trƣờng. Cuối cùng nhóm thực hiện đề tài cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình và bạn bè đã luôn khích lệ tinh thần tạo động lực mạnh mẽ để dành thời gian nghiên cứu và làm việc tích cực hoàn thành đề tài kịp tiến độ. Xin chân thành cảm ơn! iii
5. MỤC LỤC PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii LỜI CẢM TẠ iii MỤC LỤC iv LIỆT KÊ HÌNH VẼ vi TÓM TẮT viii Chƣơng 1. DẪN NHẬP 1 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ. 1 1.2. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI. 1 1.3. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU 2 1.4. MỤC TIÊU VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI 3 1.4.1. MỤC TIÊU 3 1.4.2. GIỚI HẠN ĐỀ TÀI 3 1.5. DÀN Ý NGHIÊN CỨU. 3 1.5.1. MULTIPURPOSE TRAINING KIT. 3 1.5.2. CÁC CHUẨN GIAO TIẾP VỚI KIT. 3 1.6. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU. 4 1.7. Ý NGHĨA THỰC TIỄN. 4 Chƣơng 2. KIT MULTIPURPOSE TRAINING 5 2.1. TỔNG QUAN VỀ KIT MULTIPURPOSE TRAINING. 5 2.2. CẤU TẠO KIT MULTIPURPOSE TRAINING. 5 2.3. MẠCH NẠP BURN-E CHO CÁC VI ĐIỀU KHIỂN 23 2.3.1. GIỚI THIỆU. 23 2.3.2. NẠP CHƢƠNG TRÌNH CHO VI ĐIỀU KHIỂN SỬ DỤNG MẠCH NẠP BURN-E 24 Chƣơng 3. CÁC CHUẨN GIAO TIẾP MỞ RỘNG 27 3.1. CHUẨN GIAO TIẾP I2C 27 3.1.1. GIỚI THIỆU. 27 3.1.2. ĐẶC ĐIỂM TRUYỀN THÔNG. 27 3.1.3. GIAO THỨC TRUYỀN THÔNG. 29 3.2. CHUẨN GIAO TIẾP UART (truyền dữ liệu nối tiếp) 31 3.2.1. GIỚI THIỆU 31 iv
6. 3.2.2. ĐẶC ĐIỂM TRUYỀN THÔNG 31 3.2.3. GIAO THỨC TRUYỀN THÔNG 31 Chƣơng 4. XÂY DỰNG TÀI LIỆU THỰC HÀNH KỸ NĂNG NGHỀ 33 4.1. THIẾT KẾ BÀI GIẢNG TÍCH HỢP THỰC HÀNH CHO PIC 16F877A TRÊN KIT MULTIPURPOSE TRAINING. 33 4.1.1. GIỚI THIỆU. 33 4.1.2. ĐỀ CƢƠNG CHI TIẾT BÀI DẠY TÍCH HỢP VÀ GIÁO ÁN 34 4.2. THIẾT KẾ BÀI GIẢNG TÍCH HỢP THỰC HÀNH CHO ATMEGA32 TRÊN KIT MULTIPURPOSE TRAINING. 56 4.2.1. GIỚI THIỆU. 56 4.2.2. ĐỀ CƢƠNG CHI TIẾT BÀI DẠY TÍCH HỢP VÀ GIÁO ÁN. 56 Chƣơng 5. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 74 5.1. KẾT QUẢ 1 74 5.2. KẾT QUẢ 2 75 5.3. KẾT QUẢ 3 75 Chƣơng 6. KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 76 6.1. KẾT LUẬN 76 6.2. HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 PHỤ LỤC 79 v
7. LIỆT KÊ HÌNH VẼ Hình 2-1: Bộ thí nghiệm Vi điều khiển MULTIPURPOSE TRAINING 5 Hình 2-2: Sơ đồ khối bố trí các module trên bộ thí nghiệm Vi điều khiển MULTIPURPOSE TRAINING 6 Hình 2-3 : Module vi điều khiển PIC ( PIC16F877A, PIC16F628A,PIC18F2550). 7 Hình 2-4 : Module vi điều khiển họ AT (AT89S52, AT89C2051). 7 Hình 2-5 : Module vi điều khiển AVR ( ATMEGA32,ATMEGA8, ATTINY2313V). . 7 Hình 2-6 : Module led đơn. 8 Hình 2-7: Sơ đồ nguyên lý Module led đơn. 8 Hình 2-8: Module button và switch. 9 Hình 2-9 : Sơ đồ nguyên lý Module button và switch 9 Hình 2-10 : Sơ đồ nguyên lý Module led 7 đoạn 10 Hình 2-11 : Sơ đồ nguyên lý Module led 7 đoạn. 10 Hình 2-12 : Module led ma trận 8x8 2 màu đỏ và vàng. 11 Hình 2-13 : Sơ đồ nguyên lý kết nối ma trận led 8x8 2 màu đỏ và vàng 11 Hình 2-14 : Module LCD 16x2. 12 Hình 2-15: Sơ đồ kết nối module LCD 12 Hình 2-16: Module ADC0809 13 Hình 2-17 : Sơ đồ nguyên lý module ADC0809 13 Hình 2-18: Module giao tiếp DS1307. 14 Hình 2-19: Sơ đồ nguyên lý kết nối của DS1307 14 Hình 2-20: Module Relay. 15 Hình 2-21: Sơ dồ nguyên lý của Module Relay 15 Hình 2-22: Module DC Motor. 16 Hình 2-23: Sơ đồ nguyên lý module DC motor. 16 Hình 2-24: Module Step Motor. 17 Hình 2-25: Sơ đồ nguyên lý kết nối của Module Step Motor. 17 Hình 2-26: Module DAC0808. 18 Hình 2-27: Sơ đồ nguyên lý Module DAC0808. 18 vi
8. Hình 2-28: Module giao tiếp RS232. 19 Hình 2-29 : Sơ đồ nguyên lý mạch giao tiếp RS232 19 Hình 2-30: Module giao tiếp LPT. 20 Hình 2-31 : Sơ đồ nguyên lý mạch giao tiếp LPT. 20 Hình 2-32 : Module LCD Graphic. 21 Hình 2-33 : Sơ đồ nguyên lý kết nối của module GLCD 21 Hình 2-34: Module Analog. 22 Hình 2-35: Module Pulse Power. 22 Hình 2-36: Mạch nạp BURN-E 23 Hình 2-37: Kết các chân vi điều khiển với mạch nạp BURN-E 24 Hình 2-38: Chọn chip vi điều khiển cần nạp. 24 Hình 2-39 : Kiểm tra kết nối với giữa mạch nạp với vi điều khiển 25 Hình 2-40: Chọn file Hex cần nạp cho vi điều khiển 25 Hình 2-41: Tiến hành nạp file Hex cho vi điều khiển. 26 Hình 3.1 Bus I2C và các thiết bị ngoại vi 27 Hình 3.2 Kết nối thiết bị vào bus I2C ở chế độ chuẩn (Standard mode) và chế độ nhanh (Fast mode) 28 Hình 3.3 Truyền và nhận giữa thiết bị chủ/tớ. 29 Hình 3.4 Giao thức I2C 30 Hình 3.5 Mô tả kết nối UART 31 Hình 3.6 định dạng khung truyền dữ liệu UART 32 vii
9. TÓM TẮT Ngày nay, kỹ thuật vi điều khiển đã trở nên quen thuộc trong các ngành kỹ thuật và trong dân dụng. Từ các dây chuyền sản xuất lớn trong công nghiệp dến các dây chuyền sản xuất nhỏ lẻ hay đến một số thiết bị trong gia đình đều thấy sự hiện diện của vi điều khiển. Các ứng dụng phức tạp có thể đƣợc sử dụng tối ƣu hóa bởi các bo mạch vi diều khiển nhỏ gọn, dễ sự dụng. Vì vậy, để nƣớc ta có đuổi kịp trình độ về kỹ thuật, công nghệ, xa hơn là nền kinh tế thì việc trang bị kiến thức môn vi điều khiển đến sinh viên là một vấn đề cấp thiết. Hiện nay Trƣờng Trung Học Kỹ Thuật Thực Hành TPC-HCMUTE có nhiều bộ kit thực hành vi xử lí MULTIPURPOSE TRAINING có thể giúp rất nhiều cho sinh viên nghề tiếp cận, thực hành các kiến thức vi xử lí trên mô hình. Tuy nhiên các bộ Kit còn khá mới mẻ nên chƣa đƣợc nghiên cứu để đƣa vào khai thác và sử dụng. Nhận thấy những vấn đề cấp thiết trên, nhóm sinh viên quyết định tiến hành khảo sát Kit MULTIPURPOSE TRAINING và xây dựng tài liệu hƣớng dẫn thực hành kỹ năng nghề cho những sinh viên trung cấp nghề và sinh viên ngành sƣ phạm kỹ thuật điện- điện tử. Vận dụng những kiến thức và kinh nghiệm đã đƣợc học, nhóm sinh viên đã khảo sát đƣợc sơ đồ nguyên lí, đặc tính kỹ thuật của từng module trên bộ Kit thực hành, xây dựng các chƣơng trình ứng dụng, bài tập mẫu cho vi xử lí trên từng module, đồng thời biên soạn tài liệu thực hành kỹ năng nghề cho sinh viên gồm bài giảng tích hợp thực hành cho vi xử lí PIC (16F877A) và bài giảng tích hợp thực hành cho AVR (ATMEGA32) trên bộ Kit MULTIPURPOSE TRAINING này. Với hy vọng những kết quả ban đầu thu đƣợc của mình có thể giúp sinh viên tiếp cận đƣợc với một mô hình thực hành vi điều khiển hoàn toàn mới, xa hơn là góp phần trang bị kiến thức môn vi điều khiển cho những sinh viên kỹ thuật đƣợc chắc chắn hơn, góp phần giải quyết nhu cầu thiết bị thực hành vi điều khiển cho các trƣờng kỹ thuật viii
10. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chƣơng 1. DẪN NHẬP 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ. Ngày nay, kỹ thuật vi điều khiển đã trở nên quen thuộc trong các ngành kỹ thuật và trong dân dụng. Từ các dây chuyền sản xuất lớn trong công nghiệp đến các dây chuyền sản xuất nhỏ lẻ hay đến một số thiết bị trong gia đình đều thấy sự hiện diện của vi điều khiển. Các ứng dụng phức tạp có thể đƣợc sử dụng tối ƣu hóa bởi các bo mạch vi điều khiển nhỏ gọn, dễ sử dụng. Vì vậy, để nƣớc ta có thể đuổi kịp trình độ về kỹ thuật, công nghệ, xa hơn là nền kinh tế thì việc trang bị kiến thức môn vi điều khiển đến sinh viên là một vấn đề cấp thiết. Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, những nền tảng thiết bị phần cứng hỗ trợ cho nghiên cứu, học tập cũng luôn luôn biến đổi cho phù hợp nhu cầu công nghệ hiện nay. Trong quá khứ, các nhà giáo dục gặp nhiều khó khăn trong việc tiếp cận với các công cụ và công nghệ với giá thành phải chăng để cung cấp cho sinh viên những kinh nghiệm thực hành. Trong khi đó, nhu cầu của ngƣời học cần đƣợc vận dụng những lí thuyết một cách trực quan lên những mô hình thực hành, thí nghiệm là rất lớn. Vì vậy, với sự phát triển của công nghệ kỹ thuật hiện nay, những thiết bị mô hình hiện đại phục vụ cho việc học tập không còn khan hiếm nhƣ trƣớc nên nhu cầu khai thác những mô hình này đƣa vào giảng dạy thực là vấn đề cần thiết và cấp bách. Trên thế giới cũng có rất nhiều mô hình thực hành vi điều khiển, nƣớc ta cũng đã có thể sản xuất đƣợc nhiều bộ rất hiện đại nhƣng số lƣợng vẫn còn hạn chế. MULTIPURPOSE TRAINING KIT là một mô hình mới mẻ sẽ góp phần giúp cho sinh viên kĩ thuật có thể đa dạng hơn trong tiếp cận môn học vi xử lý thông qua các buổi thực hành, thí nghiệm trực quan, từ đó tích lũy đƣợc kinh nghiệm để ứng dụng vào thực tiễn sau này. 1.2. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI. Ngày nay khoa học kỹ thuật phát triển rất mạnh mẽ, những phát minh công nghệ mới ra đời nhằm phục vụ cho con ngƣời, giảm bớt sức lao động, cải thiện năng xuất Chƣơng 1. Dẫn nhập Page 1
11. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP lao động. Đối với sinh viên cũng không nằm ngoài quy luật đó, do vậy sinh viên luôn phải trao dồi, tìm hiểu và nghiên cứu kiến thức mới để làm chủ công nghệ, những kiến thức mới đƣợc phát triển dựa trên những kiến thức cơ bản. Mà ở đây việc tìm hiểu và nghiên cứu một bộ Kit mới, một phƣơng pháp lập trình mới là ƣu tiên hàng đầu, đây cũng là một thách thức lớn. Qua những tiếp cận tìm hiểu nghiên cứu sinh viên sẽ kiểm tra lại những kiến thức cơ bản đã học kết hợp với những kiến thức mới để tạo ra một ứng dụng thực tế. Để dễ dàng nắm bắt tốt tính năng, đặc điểm của Kit MULTIPURPOSE TRAINING và các phần mềm lập trình cho từng vi điều khiểntrên Kit, đồng thời xây dựng tài liệu giảng dạy xoay quanh mô hình, ngƣời nghiên cứu cần phải phát huy tối đa khả năng tìm hiểu cấu tạo, ngôn ngữ lập trình, vận dụng những kiến thức đã đƣợc học để xây dựng cơ sở lí thuyết xoay quanh vi điều khiển (PIC, AVR) và bộ Kit, phát triển những ví dụ minh họa để ngƣời học dễ dàng tiếp cận với mô hình MULTIPURPOSE TRAINING này. Nhận thấy đƣợc tính cần thiết của nhiệm vụ và những yêu cầu về năng lực khi thực hiện đề tài là phù hợp với khả năng của nhóm, cho nên nhóm thực hiện đồ án quyết định thực hiện đề tài: “Nghiên cứu Kit Vi điều khiển MULTIPURPOSE TRAINING và biên soạn tài liệu hƣớng dẫn thực hành kỹ năng nghề cho sinh viên ngành sƣ phạm Kỹ thuật Điện- Điện tử.” 1.3. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU Trong giới hạn của đề tài, ngƣời thực hiện đề tài chỉ tập trung nghiên cứu đặc tính kỹ thuật của kit MULTIPURPOSE TRAINING,dựa vào đó có thể trực quan hóa đặc tính của kit MULTIPURPOSE TRAININGthông qua các phần mềm lập trình cho vi điều khiển nhƣ CCS cho PIC, CODEVISION cho AVR, từ đó đi xây dựng tài liệu giảng dạy thực hành trên kit MULTIPURPOSE TRAINING cho sinh viên nghề và sinh viên ngành sƣ phạm kỹ thuật điện-điện tử. Với sự hạn chế về thời gian cũng nhƣ kiến thức chuyên môn, tuy chƣa nắm vững hoàn toàn công nghệ kỹ thuật về MULTIPURPOSE TRAINING để có thể khai thác triệt để các đặc tính song ngƣời thực hiện đề tài đã cố gắng hoàn thiện đƣợc một số ứng dụng trên KIT MULTIPURPOSE TRAINING. Chƣơng 1. Dẫn nhập Page 2
12. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.4. MỤC TIÊU VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI 1.4.1. MỤC TIÊU Nhóm sinh viên sẽ tiến hành khảo sát mô hình MULTIPURPOSE TRAINING, biểu diễn mối liên hệ thông qua sơ đồ khối, vẽ lại sơ đồ nguyên lý của từng Module có trên mô hình MULTIPURPOSE TRAINING. Viết chƣơng trình mẫu cho các Mudule ứng với các vi điều khiển AVR (ATMEGA32), PIC (16F877A). Xây dựng bài giảng tích hợp thực hành trênmô hình MULTIPURPOSE TRAINING cho đối tƣợng sinh viên trung cấp nghề và sinh viên sƣ phạm kỹ thuật điên-điện tử. 1.4.2. GIỚI HẠN ĐỀ TÀI - Khảo sát tìm hiểu sơ đồ nguyên lí các module trên Kit MULTIPURPOSE TRAINING. - Biên soạn tài liệu hƣớng dẫn thực hành kỹ năng nghề cho sinh viên trung cấp nghề và sinh viên ngành sƣ phạm kỹ thuật điện-điện tử. Bao gồm: Bài giảng tích hợp thực hành bao gồm đề cƣơng chi tiết, nội dung và giáo án cho vi xử lí PIC16F877A trên Kit MULTIPURPOSE TRAINING. Bài giảng tích hợp thực hành bao gồm đề cƣơng chi tiết, nội dung và giáo án cho vi xử lí ATEMEGA32 trênKit MULTIPURPOSE TRAINING. 1.5. DÀN Ý NGHIÊN CỨU. 1.5.1. MULTIPURPOSETRAINING KIT. - Tổng quan về MULTIPURPOSE TRAINING Kit. - Sơ đồ nguyên lí các Module. - Ngôn ngữ lập trình CCS. - Ngôn ngữ lập trình CodeVision. 1.5.2.CÁC CHUẨN GIAO TIẾP VỚI KIT. - Chuẩn giao tiếp I2C. - Chuẩn giao tiếp UART. 1.5.3. TRIỂN KHAI ỨNG DỤNG. - Biên soạn bài giảng tích hợp thực hànhbao gồm đề cƣơng chi tiết và giáo án cho vi xử lí PIC (16F877A) trên kit MULTIPURPOSE TRAINING. Chƣơng 1. Dẫn nhập Page 3
13. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Biên soạn bài giảng tích hợp thực hành bao gồm đề cƣơng chi tiết và giáo án cho vi xử lí AVR (ATMEGA32) trên kit MULTIPURPOSE TRAINING. 1.6. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU. MULTIPURPOSE TRAINING là một bộ kit thực hành vi điều khiển còn mới lạ và ít đƣợc biết đến tại các trƣờng Đại học, Cao đẳng Có rất ít thông tin về mô hình cũng nhƣ tài liệu về bộ kit này. Hiện tại trƣờng Trung học Kỹ Thuật Thực Hành TPC-HCMUTE đã trang bị 10 bộ kit MULTIPURPOSE TRAINING song các bộ kit vẫn chƣa đƣợc tìm hiểu, nghiên cứu sâu. Do đó nghiên cứu kit MULTIPURPOSE TRAINING là công việc cần thiết cho việc học tập và tiếp cận dễ dàng đối với mô hình thực tập mới. 1.7. Ý NGHĨA THỰC TIỄN. Khảo sát và biên soạn tài liệu thực hành cho kit sẽ là tiền đề cho những nghiên cứu tiếp theo, giúp bộ kit đƣợc đƣa vào khai thác, vận dụng nguồn tài nguyên có sẵn, phục vụ cho nhu cầu học tập của sinh viên. Kit lập trình cùng với các bài tập mẫu giúp ngƣời nghiên cứu có cái nhìn trực quan hơn với những kiến thức đã tiếp nhận, từ đó nâng cao thêm hiệu quả học tập, rút ngắn khoảng cách giữa lý thuyết và thực tiễn. Chƣơng 1. Dẫn nhập Page 4
14. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chƣơng 2. KIT MULTIPURPOSE TRAINING 2.1. TỔNG QUAN VỀ KIT MULTIPURPOSE TRAINING. MULTIPURPOSE TRAINING kit là một mô hình thực hành vi điều khiển đƣợc tích hợp rất nhiều Module khác nhau với mục đích phục vụ thực hành, áp dụng những kiến thức lý thuyết đƣợc học kiểm chứng trực quan lên mô hình. Thông qua những buổi thực tập, sinh viên nắm vững, hiểu sâu hơn những kiến thức lý thuyết, vận dụng đƣợc vào thực tế. Bộ kit có trang bị sẵn 3 Module vi điều khiển là Module vi điều khiển PIC, Module vi điều khiển AVR và Module vi điều khiển họ AT89. Vì vậy bộ kit có thể thực hành đƣợc với nhiều loại vi điều khiển khác nhau. 2.2. CẤU TẠO KIT MULTIPURPOSE TRAINING. Hình 2-1: Bộ thí nghiệm Vi điều khiển MULTIPURPOSE TRAINING Chƣơng 2.KIT MULTIPURPOSE TRAINING Page 5
15. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 2-2: Sơ đồ khối bố trí các module trên bộ thí nghiệm Vi điều khiển MULTIPURPOSE TRAINING Bộ kit vi điều khiển MULTIPURPOSE TRAINING đƣợc tích hợp rất nhiều Module phục vụ cho việc thực hành. Các Module trên kit thực hành vi điều khiển bao gồm:  Các module vi điều khiển. Các vi điều khiển đƣợc đặt trên những module riêng, và đƣợc kết nối với các pin header ra bên ngoài, kết nối sẵn với mạch reset và dao động. Khi muốn sử dụng vi điều khiển mình cần thì chỉ cần chọn module vi điều khiển đó, cắm vào bộ thí nghiệm, kết nối nguồn cho module vi điều khiển thì có thể sử dụng. Chƣơng 2.KIT MULTIPURPOSE TRAINING Page 6
16. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 2-3 : Module vi điều khiển PIC ( PIC16F877A, PIC16F628A,PIC18F2550). Hình 2-4 : Module vi điều khiển họ AT (AT89S52, AT89C2051). Hình 2-5 : Module vi điều khiển AVR ( ATMEGA32,ATMEGA8, ATTINY2313V). Chƣơng 2.KIT MULTIPURPOSE TRAINING Page 7
17. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Các module chức năng: Module led đơn. Hình 2-6 : Module led đơn. Hình 2-7: Sơ đồ nguyên lý Module led đơn. Led sẽ đƣợc sáng khi đƣợc cấp điện áp mức cao ( mức 1) và tắt khi đƣợc cấp điện áp mức thấp ( mức 0 ). Đây là một trong những ứng dụng đơn giản giúp chúng ta dễ dàng tiếp cận với lập trình cho các vi điều khiển. Chƣơng 2.KIT MULTIPURPOSE TRAINING Page 8
18. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Module button switch Hình 2-8: Module button và switch. Hình 2-9 : Sơ đồ nguyên lý Module button và switch Module bao gồm 8 button và 8 switch. Button và switch đƣợc kết nối với GND, tức là khi nhấn (button) hoặc gạc qua vị trí ON (switch) thì tín hiệu điện áp sẽ đƣợc đƣa xuống mức thấp ( mức 0 ) và ngƣợc lại, khi ở trạng thái bình thƣờng sẽ là điện áp mức cao ( mức 1). Chƣơng 2.KIT MULTIPURPOSE TRAINING Page 9
19. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Module led 7 đoạn. Hình 2-10 : Sơ đồ nguyên lý Module led 7 đoạn Hình 2-11 : Sơ đồ nguyên lý Module led 7 đoạn. Module led 7 đoạn giúp ngƣời điều khiển hiển thị thông tin ra bên ngoài để dễ dàng cho việc theo dõi. Module này đƣợc thiết kế theo phƣơng pháp quét led để giao tiếp với 4 led 7 đoạn anode chung. Mục đích chính của việc sử dụng phƣơng pháp quét led là để tiết kiệm đƣợc số chân điều khiển từ các vi xử lý. Chƣơng 2.KIT MULTIPURPOSE TRAINING Page 10
20. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Module led ma trận 8x8. Hình 2-12 : Module led ma trận 8x8 2 màu đỏ và vàng. Hình 2-13 : Sơ đồ nguyên lý kết nối ma trận led 8x8 2 màu đỏ và vàng Chƣơng 2.KIT MULTIPURPOSE TRAINING Page 11
21. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Module LCD 16x2. Hình 2-14 : Module LCD 16x2. Hình 2-15: Sơ đồ kết nối module LCD LCD có 11 đƣờng giao tiếp để điều khiển: 8 đƣờng dùng để truyền dữ liệu và 3 đƣờng điều khiển. Có 2 loại truyền dữ liệu là truyền 8 bit và truyền 4 bit. Với loại truyền 4 bit thì t chỉ cần kết 4 đƣờng ( D4,D5,D6 và D7), 4 đƣờng còn lại thì t sẽ kết nối với GND. Nhƣ vậy, với kết nối theo kiểu truyền dữ liệu 4 bit thì ta chỉ cần 1 Port để điều khiển. Chƣơng 2.KIT MULTIPURPOSE TRAINING Page 12
22. S K L 0 0 2 1 5 4