Đồ án môn học: Giao tiếp máy tính với vi điều khiển bằng công nghệ USB điều khiển led ma trận

Đồ án môn học 2 GVHD: NGUYỄN VĂN NGA NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ Giáo viên hướng dẫn MỤC LỤC SVTH : Nguyễn Văn Trung 1 Đồ án môn học 2 GVHD: NGUYỄN VĂN NGA I­Mở bài 1­Vị trí của đề tài............................................................3 2­Tình hình nghiên cứu hiện nay....................................3 3­Cách tiếp cận đề tày...................................................3 II­Lựa chọn phương án ­Lựa chọn phương án……………………………………..3 ­Sơ đồ phần cứng và lưu đồ………………………………6 III­Giới thiệu linh kiện và phần mền A­Vi điều khiển PIC 18F2550…………………………….7 1­Giới thiệu sơ lược về PIC 18F2550…………………… .7 2­ Sơ đồ chân và chức năng các chân…………………… .8 3­ Đặc tính điện…………………………………………....8 4­Các thanh ghi………………………………………...….9 B­Giới thiệu usb…………………………………...……..12 1­Nhận biết tốc độ trên bus……………………………....14 2­ Các trạng thái usb………………………………... ......14 3­Truyền thông qua bus USB……………………………15 C­ LED MA TRẬN 1. Giới thiệu về led ma trân…………………………………21 2.Cấu tạo và phương pháp điều khiển led ma trận…………22 D­ Các linh kiện khác 1­ ULN2803……………………………………………… 22 2­TPIC6B595……………………………………………….22 3­ Transistor D46825……………………………………….25 IV­Tính tóan từng khối 1­Khối giao tiếp usb…………………………………………………… 25 2­Khối điều khiển và hiển thị………………………… 25 3) Tính công suất:…………………………………….. .28 4­Khối nguồn…………………………………………...28 IV­Phần mền………………………………………………. 28 V­Kết quả………………………………………………… ..35 SVTH : Nguyễn Văn Trung 2 Đồ án môn học 2 GVHD: NGUYỄN VĂN NGA VI­Kết luận…………………………………………..…. …36 I­Mở bài: 1) Vị trí của đề tài: Ngày nay với sự phát triển của nền công nghiệp điện tử thì vấn đề giao tiếp đơn giản, tốc độ truyền và xử lý dữ liệu ngày càng được chú trọng. Chuẩn giao tiếp USB ngày càng được sử dụng rộng rãi để đáp ứng những yêu cầu trên để thay thế dần cho giao tiếp cổng com, lpt có tốc độ thấp hơn. 2) Tình hình nghiên cứu hiện nay: ­ Ở Việt Nam: + Tại các trường đại học có nhiều đề tài giao tiếp máy tính với vi điều khiển AVR bằng cổng usb, còn với PIC thì có rất ít đề tài và chủ yếu giao tiếp qua lớp HID. + Trên thị trường có các doanh nghiệp đã giao tiếp thành công và tự viết driver cho thiết bị và truyền với tốc độ cao. ­ Trên thế giới: vấn đề giao tiếp máy tính với vi điều khiển qua cổng usb đã được nghiên cứu rất lâu, và có rất nhiều sản phẩm như các kit thí nghiệm, mạch nạp cổng usb... 3) Tiếp cận đề tài: ­Có các kiến thức cơ bản về kỹ thuật số, vi điều khiển PIC, điện tử cơ bản, kiến thưc cơ bản về chuẩn usb, lập trình C (hoặc ngôn ngữ lập trình khác)... *Hướng giải quyết đề tài: ­ Tìm hiểu các linh kiện liên quan đến đề tài, so sánh tính ưu việt của các linh kiện tương quan nhằm lựa chọn linh kiện thiết kế cho phù hợp. ­ Thiết kế mạch. ­ Chạy mô phỏng. ­ Thi hành mạch. II­ Lựa chọn phương án : Phương án 1: sử dụng vi điều khiển có hổ trợ giao tiếp USB Ưu điểm: giá thành rẽ, có nhiều phần mềm hổ trợ Khuyết điểm: Có một số phần mềm đòi hỏi viết driver. SVTH : Nguyễn Văn Trung 3 Đồ án môn học 2 GVHD: NGUYỄN VĂN NGA Phương án 2: sử dụng sẵn module giao tiếp USB, và xây dựng những ứng dụng mong muốn. Ưu điểm: dễ thiết kế, lập trình đơn giản ( ứng dụng), không mất nhiêù thơì gian để viết driver. Khuyết điểm: giá thành cao Phương án 3: sử dụng cổng com ảo Ưu điểm: lập trình như cổng com Khuyết điểm: tốc độ thấp hơn so với cổng usb. Từ những phân tích trên và từ yêu cầu của đề tài nên em chọn phương án 1. Các lựa chọn trong phương án 1: ­ Vi xử lý: AVR, pic 18F2550, pic 18F4450 ­ Hiển thị: led ma trận,LCD, led 7 đoạn. ­ Phần mền: CCS, Delphi, mikcroC, C#,C+. ­ Tạo giao diện: VB, mikcroC. 1) Lựa chọn vi điều khiển: PIC 18F2250 có 28 chân có cấu trúc như sau: ­Có 3 port xuất nhập A,B,C. ­10 kênh chuyển đổi tương tự sang số 10 bit. ­Có 4 timers: 3 timer 16 bit, 1 timer 1 bit. ­Có hỗ trợ giao tiếp USB. ­Bộ nhớ dữ liệu EEPROM: 256 bytes. ­Bộ nhớ chương trình : 32768 bytes. ­Có giao tiếp nối tiếp MSSP, ENHANCED UART. ­Giao tiếp song song PSP. ­Có 19 nguồn ngắt. ­ Tần số hoạt động: 0­48MHz. PIC 18F4550 có các thông số như 18F2550: ­Có 5 port xuất nhập A,B,C, D,E. ­13 kênh chuyển đổi tương tự sang số 10 bit. ­Có 4 timers: 3 timer 16 bit, 1 timer 1 bit. ­Có hỗ trợ giao tiếp USB. ­Bộ nhớ dữ liệu EEPROM: 256 bytes. ­Bộ nhớ chương trình : 32768 bytes. ­Có giao tiếp nối tiếp MSSP, ENHANCED UART. ­Giao tiếp song song PSP. ­Có 20 nguồn ngắt. ­ Tần số hoạt động: 0­48MHz. SVTH : Nguyễn Văn Trung 4 Đồ án môn học 2 GVHD: NGUYỄN VĂN NGA AVR: có nhiều dòng hỗ trợ giao tiếp usb như tiny2313 * Đề tài chọn PIC 18F2550 vì: ­ Có những kiến thức cơ bản về 16F877A. ­ Do yêu cầu của đề tài và giá thành. 2) Lựa chọn khối hiển thị: ­ Led ma trận hiển thị được nhiều thông tin hơn led 7 đoạn phù hợp với việc điều khiển hiển thị từ máy tính. ­LCD cũng hiển thị đựợc nhiều thông tin nhưng cở chữ nhỏ. Do đó đề tài chọn led ma trận 3) Lựa phần mềm: Trên thị trường có nhiều chương trình biên dịch C cho vi điều khiển PIC18. Các trình bên dịch này có nhiều đặc tính giống nhau, và chúng dùng để phát triển chương trình C cho PIC18. Vài trình biên dịch C thường được dùng: ­MikroC ­PICC18 ­C18 ­CCS MikroC: được xây dựng bởi MikroElektronika. Dễ dàng để học với một số lượng lớn hàm được hỗ trợ để lập trình, và có hỗ trợ các hàm giao tiếp usb, và có sẵn giao diện. PICC18: được xây dựng bởi Hi­Tech Software, với hai phiên bản standard and professional. PICC18 được hỗ trợ bởi phần mềm mô phỏng PROTEUS dùng để mô phỏng vi điều khiển PIC. C18: được xây dựng bởi Microchip Inc, bao gồm việc mô phỏng, hỗ trợ phần cứng. CCS: được xây dựng bởi Custom Computer Systems Inc, cung cấp một số lượng lớn các hàm để lập trình và các mạch debugger , chúng rất hữu ích để phát triển PIC và có hỗ trợ các hàm giao tiếp usb. Người nghiên cứu chọn CCS để viết chương trình, và VB để viết giao diện. 5) Sơ đồ: a) Phần cứng: SVTH : Nguyễn Văn Trung 5 ... - tailieumienphi.vn