ĐỀ tài CALCULATOR WITH KEYPAD LCD

BÁO CÁO TIẾN TRÌNH LÀM BÀI TẬP LỚN
MƠN THIẾT KẾ HỆ THƠNG NHÚNG

ĐỀ TÀI: CALCULATOR
WITH KEYPAD & LCD

Nhóm 4
Tên
Phan Thanh Sơn
Phạm Cơng Thanh
Dương Đình Anh Tú
Đỗ Đình Tứ

MSSV
1712979
1713110
1811318
1713890


I.

Product Requirement.
1. Tên: Calculator with keypad & LCD.
2. Mục đích:
Thiết kế một máy tính sử dụng vi điều khiển PIC tính tốn các số ngun. Bao
gồm 4 chức năng cộng, trừ, nhân, chia (+, -, *, /). Người dùng nhập các phép
tính từ bàn phím và hiển thị kết quả trên LCD.
3. Input and output:
Types of data: Digital.
Thiết bị đầu vào, đầu ra:

- Input: Bàn phím 4x4 (10 phím nhập số từ 0 tới 9, 4 phím tính tồn +, -, *, /, 1
phím clear, 1 phím = để lấy kết quả).

-

Output: Màn hình LCD 16x2 hiển thị kết quả.

4. Use case:
- Người dùng nhập phép tính từ bàn phím và hiển thị kết quả trên LCD.


Nếu nhập đúng sẽ hiển thị kết quả phép tính.
Nếu nhập sai thì sẽ hiển thị lỗi.
Nếu nhập sai mà chưa nhấn nhấn =, để nhập lại nhấn phím C trên bàn phím để
xóa màn hình và nhập lại.
5. Functions:
- Một phím nguồn ON/OFF: khi máy ở chế độ tắt nhấn 1 lần để bật máy, khi ở
chế độ hoạt động nhấn 1 lần để tắt.
- LCD hiển thị các trường hợp:
 Nếu nhập đúng phép tính sẽ hiển thị ra kết quả phép tính.
 Nếu nhập sai phép tính sẽ hiển thị thơng báo ERROR.
 Dùng phím C để xóa màn hình khi nhập sai hoặc khi muốn thực hiện một
phép tính mới.
- Độ chính xác của kết quả phép tính là bốn chữ số sau dấu phẩy.
-


6. Performance:
Kết quả được hiển thị sau 0.5s khi nhấn phím “=”.
Xóa màn hình được thực hiện sau 0.5s khi nhấn phím “C”.

Bật/tắt máy sau 0.5s khi nhấn phím ON/OFF.
7. Giá thành sản xuất:
Chi phí sản xuất một simple calculator thấp.
Giá thành không ảnh hưởng nhiều tới việc thiết kế.
8. Nguồn:
Nguồn sử dụng là pin 9V.
9. Kích thước, trọng lượng:
Kích thước nhỏ gọn.
Trọng lượng khoảng 200g.
10. Lắp đặt:
Thiết bị là một máy tính bỏ túi linh hoạt, có thể mang theo.
11. Chứng nhận:
Thiết bị đảm bảo an toàn khi sử dụng.
Độ chính xác cao khi tính tốn.


II.

Design Specification:
 System description – Miêu tả hệ thống:

-Thiết bị máy tính cầm tay: có khả năng tính tốn các phép tính cơ bản (cộng, trừ, nhân,
chia) từ dữ liệu được nhập tại bàn phím (Keypad) và hiển thị phép tính và kết quả lên
màn hình LCD. Độ trễ của thiết bị đạt mức dưới 1ms.
-System architecture – Kiến trúc hệ thống:

-Sơ đồ khối:

System Connectivity:
• Cung cấp nguồn bằng Pin 9V

 Funtional design:
A. Button interface (KEYPAD 4X4)
Purpose:
-Cung cấp tương tác với 16 nút nhấn trên keypad
Requirement:
-Nút nhấn của keypad ổn định, tuổi thọ cao.
-Kết nối chặt chẽ
-Nút nhấn là loại nhấn thả (push button)
Description:
No.

Hardware

Interface

Component
part number

Note

1

Keypad 4x4

Scan ,GPIO

HS000066

on-board, 2mm
pitch

Software and spec

Note

Keypad Driver

Độ trễ thấp 0.5s.


B. Display: LCD 16x2
Purpose:
-Hiển thị data được nhập vào (phép tính) và kết quả của phép tính
Requirement:
-Hiển thị rõ ràng
No.

Hardware

Interface

Component
part number

Note

2

LCD 1602

I2C

HS000620

/>ducts/lcd-textlcd1602-xanh-lo


C.Power Supply;
Purpose:
-Sạc lại pin trong thiết bị, cấp trực tiếp vào thiết bị.
Requirement:
Input voltage: 5V DC
Output voltage: 9V
Maximum current supply: 3A
Battery: Pin 9V

Hardware Component

Interface

1

Charger IC

2

Regulator to 9V

DC/DC,
LDO

3

Pin 9V

DC

Componet
part number

Note


Hardware considering
Hardware

Description

Importance

Cost (VNĐ)

MCU

PIC 16F877A

Must have

100.000

LCD 1602

LCD 1602

Must have

30.000

Keypad 4x4

Keypad 4x4

Must have

20.000

Buck 9v-5v

Buck 9v-5v

Nice to have

30.000

Battery Monitor

Battery Monitor

Nice to have

30.000

Item

Micro controller selection
Peripheral

Interface

Pincount

1

Keypad

GPIO

8

2

LCD

I2C

8

Requirement

III.

Phần cứng:
Tên
LCD
Vi xử lý PIC
Bàn phím
PIN

Loại
16x2
16f877A
4x4
DC, 9V

Giá
30k
65k
20k
10k

Phần cứng dùng để nhập và hiển thị dữ liệu.
IV.
-

V.

Phần mền:

Sử dụng code C để lập trình.
Phần mền dùng để chạy mơ phỏng “Proteus”
Phần mền nạp code chạy mô phỏng “PIC C Compiler”.
Yêu cầu về code:
 Code qt phím.
 Code tính tốn.
 Code thơng báo lỗi.
 Code hiển thị kết quả ra màn hình.
 Code bật/tắt máy.
Kiểm tra:
Cắm nguồn kiểm tra từng thiết bị phần cứng xem có hoạt động tốt hay khơng.
Chạy mơ phỏng để xem nối dây và kiểm tra code có chạy đúng theo yêu cầu đề ra
không.
Viết một vài code đơn giản rồi nạp vào PIC để kiểm tra xem có hoạt động bình
thường khơng.


Phân tích về 5 vấn đề cơ bản của hệ thống nhúng
1.Constraints:
-

Giá thành thấp (<600.000 VNĐ)
Thời gian sử dụng lâu với 1 lần sạc
Thời gian đáp ứng là dưới 1s

2.Functions Issues:
-

Có thể thực hiện được đúng các phép tính cộng trừ nhân chia và hiển thị phép tính
và kết quả lên màn hình

Có cầu chì để bảo vệ mạch khi có hiện tượng q dịng

3.Real – time
- Hệ thống là Non/Soft realtime: Delay <1s
4.Concurrent
-Đa chức năng:
+Quét bàn phím (keypad) để đọc dữ liệu
+Ghi dữ liệu vào bộ nhớ.
+Xử lý dữ liệu, thực hiện phép tính
+Hiển thị dữ liệu trên LCD.
5.Reactive
-Tương tác không liên tục.
+Bật nguồn theo yêu cầu (không liên tục).
*Bật khi sử dụng
-Phản ứng với bên ngoài theo định kì.
+Các sự kiện là định kì : Hệ thống quét keypad theo định kì liên tục để lấy dữ liệu từ
người dung thơng qua bàn phím


HỢP ĐỒNG NHĨM
Team 4
Team member
Roles
Phan Thanh Sơn
System Design
Phạm Cơng Thanh
Hardware Design
Dương Đình Anh Tú
System Engineer
Đỗ Đình Tứ

Software Design
Task
1. Develop system architecture
2. Design Hardware
3. Develop software
4. Integrate and test
Team meeting
Team rules
1. Participate in all team meetings.
2. Listen carefully to all comments at meetings.
3. Complete all assigned task before deadlines.
4. Focus on results rathe than excuses after.

Signature

Responsible member
Tứ
Thanh
Sơn
Tú
8AM, Sunday, weekly


KẾ HOẠCH TRIỂN KHAI

Project planning
Team name
Product name
Main feature
Estimated time

Estimated cost

Team member

Schedule
1. Design system architecture
2. Design hardware part
2.1. Design central control
board
2.2. Design interface
2.3. Implement hardware board
3. Develop software part
3.1. Develop control algorithm
3.2. Develop driver, user
interface
3.3. Implement software
program
4. Integrate and test
4.1. Simulate operations
4.2. Verify system

Team 4
Calculator with keypad & LCD
Calculate
3 months
Start: 15 Oc, 2020
PIC microcontroller: 100.000 VNĐ
LCD: 30.000 VNĐ
Keypad: 20.000 VNĐ
Others: 200.000 VNĐ

Tools: 100.000 VNĐ
1. Leader
2. Hardware design
3. Software design
4. Integrate and test
Month 1
Month 2

Month 3