Thực hiện adc hiện thị lên led 7 thanh và đọc giá trị các kênh

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG
KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ 1
__________***__________

BÁO CÁO BÀI TẬP
HỆ THỐNG NHÚNG
Thực hiện ADC hiện thị lên led 7 thanh và
đọc giá trị các kênh
Giảng viên: Nguyễn Ngọc Minh


Tiểu luận cuối kỳ

Mục lục
LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................................................... 2
LỜI CẢM ƠN...................................................................................................................................15


Báo cáo bài tập cuối kì

LỜI NĨI ĐẦU
Ngày nay, các hệ thống nhúng trở nên phổ biến và đóng vai trị quan trọng
trong đời sống con người. Ví dụ quanh ta có rất nhiều sản phẩm nhúng như lị vi
sóng, nồi cơm điện, điều hịa, điện thoại di động, ơ tô, máy bay, tàu thủy, các đầu
đo, cơ cấu chấp hành thơng minh, robot v.v... ta có thể thấy hiện nay hệ thống
nhúng có mặt ở mọi lúc mọi nơi trong cuộc sống của chúng ta.
Qua môn học hệ thống nhúng, chúng em đã hiểu thêm về các hệ thống
nhúng trong thực tế, về đặc điểm, tính ưu việt cũng như tính ứng dụng của chúng
đối với con người. Với mong muốn làm rõ các kiến thức đã học và giới thiệu các
ứng dụng cơ bản của hệ thống nhúng, nhóm chúng em đưa ra mơ hình thiết kế 2
kênh ADC đọc giá trị của 2 cảm biến hoặc 2 biến trở và hiển thị lên 4 con led 7

thanh và có nút nhấn chọn cảm biến hiển thị – một sản phẩm rất quen thuộc và
cần thiết trong đời sống.
Do thời gian thực hiện và kiến thức còn hạn chế nên cịn nhiều sai sót
trong q trình thực hiện đề tài, rất mong được sự bổ sung đóng góp của các
thầy cô và các bạn. Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa
điện tử, cảm ơn thầy Minh đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ chúng em thực
hoàn thành đề tài này.

2|P a ge


Báo cáo bài tập cuối kì

I.

Giới thiệu đề tài
- Hiểu rõ về cách hoạt động của ADC được ứng dụng rất nhiều như đo
nhiệt độ, đọc giá trị điện áp, cường độ dịng điện, đọc phím nhấn, đọc giá
trị biến trở, bảo vệ động cơ…, ADC có số bit càng cao tức là độ phân giải
của bộ ADC càng lớn.
- Sử dụng ADC của STM32F103R6 để đọc giá trị của biến trở sau đó hiển
thị lên LED7thanh. Thay đổi giá trị của ADC bằng cách thay đổi vị trí của
con trỏ ở biến trở.
- Làm rõ về ADC trên STM32F103R6, lập trình giao tiếp với led 7 thanh.

II.

Sơ đồ nguyên lý
1. Mạch nguyên lý mô phỏng trên proteus
2. Mạch nguyên lý mô phỏng bằng fritzing

H/a: Mạch nguyên lý mô phỏng bằng fritzing
3|P a ge


Báo cáo bài tập cuối kì

III.

Linh kiện sử dụng
1. STM32F103C8T6

STM32 là một trong những dòng chip phổ biến của ST với nhiều họ
thông dụng như F0,F1,F2,F3,F4….. Stm32f103 thuộc họ F1 với lõi là
ARM COTEX M3. STM32F103 là vi điều khiển 32 bit, tốc độ tối đa
là 72Mhz. Giá thành cũng khá rẻ so với các loại vi điều khiển có chức
năng tương tự. Mạch nạp cũng như công cụ lập trình khá đa dạng và dễ
sử dụng.
Sơ lược về Board trên:





1 cổng Mini USB dùng để cấp nguồn, nạp cũng như debug.
2 MCU bao gồm 1 MCU nạp và 1 MCU dùng để lập trình.
Có chân Output riêng cho các chân mạch nạp trên MCU1.
Có chân Output đầy đủ cho các chân MCU2.
4|P a ge

Báo cáo bài tập cuối kì





Chân cấp nguồn ngồi riêng cho MCU2 nếu không sử dụng nguồn từ
USB.
Thạch anh 32,768khz dùng cho RTC và Backup.
Chân nạp dùng cho chế độ nạp boot loader.
Nút Reset ngoài và 1 led hiển thị trên chân PB9, 1 led báo nguồn cho
MCU2.
Datasheet:

 Cấu hình chi tiết :
 ARM 32-bit Cortex M3 với clock max là 72Mhz.
 Bộ nhớ:
o

64 kbytes bộ nhớ Flash(bộ nhớ lập trình).

20kbytes SRAM.
Clock, reset và quản lý nguồn.
o



o

Điện áp hoạt động 2.0V -> 3.6V.

o

Power on reset(POR), Power down reset(PDR) và programmable
voltage detector (PVD).
5|P a ge


Báo cáo bài tập cuối kì
o

Sử dụng thạch anh ngồi từ 4Mhz -> 20Mhz.

o

Thạch anh nội dùng dao động RC ở mode 8Mhz hoặc 40khz.

Sử dụng thạch anh ngoài 32.768khz được sử dụng cho RTC.
Trong trường hợp điện áp thấp:
o



o

Có các mode :ngủ, ngừng hoạt động hoặc hoạt động ở chế độ chờ.

Cấp nguồn ở chân Vbat bằng pin để hoạt động bộ RTC và sử dụng
lưu trữ data khi mất nguồn cấp chính.

2 bộ ADC 12 bit với 9 kênh cho mỗi bộ.
o



o

Khoảng giá trị chuyển đổi từ 0 – 3.6V.

o

Lấy mẫu nhiều kênh hoặc 1 kênh.

Có cảm biến nhiệt độ nội.
DMA: bộ chuyển đổi này giúp tăng tốc độ xử lý do khơng có sự can thiệp
q sâu của CPU.
o



o

7 kênh DMA.

Hỗ trợ DMA cho ADC, I2C, SPI, UART.
7 timer.
o



o

3 timer 16 bit hỗ trợ các mode IC/OC/PWM.

o

1 timer 16 bit hỗ trợ để điều khiển động cơ với các mode bảo vệ như
ngắt input, dead-time..

o

2 watdog timer dùng để bảo vệ và kiểm tra lỗi.

1 sysTick timer 24 bit đếm xuống dùng cho các ứng dụng như hàm
Delay….
Hỗ trợ 9 kênh giao tiếp bao gồm:
o



o

2 bộ I2C(SMBus/PMBus).

o

3 bộ USART(ISO 7816 interface, LIN, IrDA capability, modem
control).

o

2 SPIs (18 Mbit/s).

o

1 bộ CAN interface (2.0B Active)

USB 2.0 full-speed interface
Kiểm tra lỗi CRC và 96-bit ID.
o



2. Module led 7 thanh 4 số TM1637

6|P a ge


Báo cáo bài tập cuối kì

Led 7 thanh 4 số là một trong những led 7 thanh được dùng nhiều
trong các mơ hình điện tử, các thiết bị cần hiển thị thông số: điện áp
vào, điện áp ra
Led 7 đoạn 4 số có 4 chân với kích thước nhỏ gọn, màu hiển thị dễ
dàng cho việc lắp đặt trên các mạch điện tử
 Datasheet.

7|P a ge

Báo cáo bài tập cuối kì

 Thơng số kỹ thuật
- 4 số
- Số chân: 4 chân

 Thứ tự chân và cách kết nối với Arduino:
- VCC : nối với chân 5V.
- GND : nối với chân GND
- CLK và DIO gắn vào chân digital

3. Module cảm biến hồng ngoại LM393:

8|P a ge


Báo cáo bài tập cuối kì

Cảm biến vật cản hồng ngoại có khả năng thích nghi với mơi trường, có
một cặp truyền và nhận tia hồng ngoại. Tia hồng ngoại phát ra một tần
số nhất định, khi phát hiện hướng truyền có vật cản (mặt phản xạ), phản
xạ vào đèn thu hồng ngoại, sau khi so sánh, đèn màu xanh sẽ sáng lên,
đồng thời đầu cho tín hiệu số đầu ra (một tín hiệu bậc thấp). Khoảng
cách làm việc hiệu quả 2 ~ 5cm, điện áp làm việc là 3.3 V đến 5V. Độ
nhạy sáng của cảm biến vật cản hồng ngoại được điều chỉnh bằng chiết
áp, cảm biến dễ lắp ráp, dễ sử dụng,…. Có thể được sử dụng rộng rãi
trong robot tránh chướng ngại vật, xe tránh chướng ngại vậtvà dị
đường….

 Thơng số kỹ thuật LM393:

Bộ so sánh sử dụng LM393, làm việc ổn định -Điện áp làm việc: 3.3V –
5V DC. -Khi bật nguồn, đèn báo nguồn màu đỏ sáng. -Lỗ vít 3 mm, dễ dàng
cố định, lắp đặt. -Kích thước: 3.2cm * 1.4cm -Các mơ-đun đã được so sánh
điện áp ngưỡng thông qua chiết áp, nếu sử dụng ở chế độ thơng thường, xin
vui lịng khơng tự ý điều chỉnh chiết áp Cổng giao tiếp: -VCC: điện áp
chuyển đổi từ 3.3V đến 5V (có thể được kết nối trực tiếp đến vi điều
khiển5V và 3.3V) -GND: GND ngoài -OUT: đầu ra kỹ thuật số (0 và 1).
 Datasheet:
9|P a ge


Báo cáo bài tập cuối kì

4. Biến trở volume

Biến trở là các thiết bị có điện trở thuần có thể biến đổi được theo ý
muốn. Chúng có thể được sử dụng trong các mạch điện để điều chỉnh
hoạt động của mạch điện.
10 | P a g e


Báo cáo bài tập cuối kì

Điện trở của thiết bị có thể được thay đổi bằng cách thay đổi chiều dài
của dây dẫn điện trong thiết bị, hoặc bằng các tác động khác như nhiệt
độ thay đổi, ánh sáng hoặc bức xạ điện từ,...
nguyên lý hoạt động chủ yếu của biến trở là các dây dẫn được tách rời
dài ngắn khác nhau. Trên các thiết bị sẽ có vi mạch điều khiển hay các
núm vặn. Khi thực hiện điều khiển các núm vặn các mạch kín sẽ thay
đổi chiều dài dây dẫn khiến điện trở trong mạch thay đổi.

Thực tế việc thiết kế mạch điện tử ln có một khoảng sai số, nên khi
thực hiện điều chỉnh mạch điện người ta phải dùng biến trở, lúc này
biến trở có vai trò phân áp, phân dòng trong mạch.
 Datasheet:

IV.

Nguyên lý hoạt động
a) Code Keic:

11 | P a g e


Báo cáo bài tập cuối kì

5.Button:
Button này cũng có các kính thước cạnh 6mm hoặc 12m. Loại 6mm hay
được dùng trong các dự án nhỏ và loại còn lại dùng cho các dự án bự hơn
và cần nút to để ngầu hơn. Mình thì cực thích loại 12mm vì nó to, dễ hàn và
bấm sướng tay, không đau tay như loại 6mm. Và giá thành thì khá rẻ, loại
6mm có giá khoảng 1500 dồng và 2500 đồng cho loại 12mm.
12 | P a g e


Báo cáo bài tập cuối kì

Cấu hình chi tiết:

V.
VI.

Ứng dụng và hướng phát triển
Tài liệu tham khảo
- Bài tập được tham khảo từ nhiều nguồn khác nhau:

13 | P a g e


Báo cáo bài tập cuối kì

/>stm32f103c8t6&network=g&targetid=kwd6742264157&matchtype=p&device=c&adposition=&loc_interest_ms=&loc_physical
_ms=9040331&utm_term=stm32f103c8t6&utm_campaign=%E5%85%83%E5%99%
A8%E4%BB%B6&utm_source=adwords&utm_medium=ppc&hsa_acc=5927385594
&hsa_cam=12052073449&hsa_grp=116593610336&hsa_ad=490946972837&hsa_src
=g&hsa_tgt=kwd6742264157&hsa_kw=stm32f103c8t6&hsa_mt=p&hsa_net=adwords&hsa_ver=3&gcl
id=CjwKCAiAzrWOBhBjEiwAq85QZybgFPCB1NeBwSMeQI6mRl7ylvWUcGT8Td
NPxRATM9BKlmhimnGUihoCPnIQAvD_BwE
/>
14 | P a g e


Báo cáo bài tập cuối kì

LỜI CẢM ƠN
Em xin gửi lời cảm ơn tới nhà trường “Học viện Công nghệ Bưu chính
Viễn thơng” khi đã đưa mơn học Phương pháp luận nghiên cứu khoa học vào
chương trình giảng dạy. Đồng thời, em xin chân thành cảm ơn Giảng viên bộ môn
–Thầy Minh đã giảng dạy, hướng dẫn, truyền đạt cho chúng em nhiều kiến thức
bổ ích trong mơn Hệ thống nhúng. Trong thời gian học tập, lắng nghe thầy giảng
dạy, em đã được tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích, học tập được tinh thần làm

việc hiệu quả, nghiêm túc. Đây thực sự là những điều rất cần thiết cho q trình
học tập và cơng việc sau này của em.
Hệ thống nhúng là một mơn học bổ ích và cần thiết, gắn liền với những nhu
cầu thực tiễn của mỗi chúng ta. Mặc dù đã được học tập và tìm hiểu song thời
gian học tập khơng nhiều nên những hiểu biết về mơn Hệ thống nhúng của nhóm
em vẫn cịn hạn chế. Vậy nên, bài tập nhóm cuối kỳ của em vẫn sẽ có những thiếu
sót và chưa chính xác, nhóm em rất mong nhận được sự nhận xét, ý kiến đóng
góp, phê bình từ phía thầy để bài làm của nhóm được hồn thiện hơn.
Lời cuối cùng, em xin kính chúc thầy nhiều sức khỏe, thành cơng và hạnh
phúc trong công việc và cuộc sống!
Hà Nội, ngày 26 tháng 12 năm 2021
Nhóm sinh viên thực hiện

Nguyễn Tiến Việt

15 | P a g e