Mạch chống trộm xe máy dùng cảm biến vân tay

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬTTHÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

MẠCH CHỐNG TRỘM XE MÁY DÙNG CẢM BIẾN
VÂN TAY

NGÀNH: ĐIỆN TỬ -TRUYỀN THÔNG
GVHD: TH.S PHAN VÂN HOÀN

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2015

1


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
----***----

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Họ và tên sinh viên:
Ngành: Điện Tử Công Nghiệp
Giảng viên hướng dẫn:Th.s Phan Vân Hoàn
Ngày nhận đề tài:

Lớp:12141CLDT2
ĐT:0978745404
Ngày nộp đề tài:

1. Tên đề tài: MẠCH CHỐNG TRỘM XE MÁY

DÙNG CẢM BIẾN VÂN TAY
2. Các số liệu, tài liệu ban đầu:
3. Nội dung thực hiện đề tài:
Mục tiêu của đề tài là thiết kế và điều khiển tối ưu hệ
thống sử dụng vân tay để mở khóa xe máy. Tìm hiểu về
quy trình hoạt động của hệ thống trong thực tế làm cơ
sở lý thuyết để điều khiển hệ thống, từ đó lựa chọn các
thiết bị phần cứng tương ứng. Viết chương trình điều
khiển cho mô hình hoạt động.
4. Sản phẩm:
Mạch chống trộm xe máy dùng cảm biến vân tay
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

*******
2


PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Họ và tên Sinh viên:
Ngành: Điện Tử Công Nghiệp
Tên đề tài: MẠCH CHỐNG TRỘM XE MÁY DÙNG CẢM BIẾN VÂN TAY
Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: Th.s Phan Vân Hoàn
NHẬN XÉT
1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
2. Ưu điểm:

.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
3. Khuyết điểm:
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
4. Đề nghị cho bảo vệ hay không?
.........................................................................................................................................
5. Đánh giá loại:
.........................................................................................................................................
6. Điểm:……………….(Bằng chữ:.............................................................................)
.........................................................................................................................................
Tp. Hồ Chí Minh, ngày

tháng

năm 2015

Giáo viên hướng dẫn
(Ký & ghi rõ họ tên)

3


CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

*******
PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
Họ và tên Sinh viên:

Ngành: Điện Tử Công Nghiệp
Tên đề tài: MẠCH CHỐNG TRỘM XE MÁY DÙNG CẢM BIẾN VÂN TAY.
Họ và tên Giáo viên phản biện:
NHẬN XÉT
1.

Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:

.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
2.

Ưu điểm:

.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
3.

Khuyết điểm:

.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
4.

Đề nghị cho bảo vệ hay không?

.........................................................................................................................................
5.

Đánh giá loại:

.........................................................................................................................................
6.

Điểm:……………….(Bằng chữ:.........................................................................)
Tp. Hồ Chí Minh, ngày

tháng

năm 20…

Giáo viên phản biện
(Ký & ghi rõ họ tên)
4


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt khoá học (2012-2015) tại Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật
TP.HCM, em đã nhận được sự tận tình dạy dỗ của quý Thầy Cô về kiến thức chuyên
môn cũng như những kiến thức trong cuộc sống. Từ những kiến thức đó đã giúp em
hoàn thành Đồ Án trong thời gian cho phép.
Em xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô trong Khoa Chất Lượng Cao đã giảng
dạy em những kiến thức về chuyên môn và giúp em định hướng theo sự hiểu biết và
khả năng để em thực hiện tốt đề tài “Mạch Chống Trộm Xe Máy Dùng Cảm Biến
Vân Tay” và tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn tất khoá học.
Em xin gửi lời cảm ơn đến Thầy Phan Vân Hoàn, người đã hướng dẫn, giúp đỡ
chúng em tận tình và tạo mọi điều kiện tốt cho em thực hiện Đồ Án này.
Ngoài ra, em cũng hết lòng biết ơn Gia Đình, Bạn Bè đã hết lòng giúp đỡ, động
viên, ủng hộ và đóng góp ý kiến cho em trong suốt thời gian thực hiện Đồ Án này.
Em xin chân thành cảm ơn!

TP. HCM, ngày 19 tháng 12 năm 2015
Sinh viên thực hiện

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
PC: Personal Computer
5


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH

6


LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay khoa học ngày càng phát triển và tiến bộ vượt bậc, nó mang lại cho
chúng ta cuộc sống tiện nghi hơn. Sự đa dạng về phát triển khoa học kĩ thuật làm cho
chúng ta có nhiều sự lựa chọn để giải quyết các vấn đề khác nhau.Việc ứng dụng các
thành tựu khoa học kỹ thuật hiện đại trong tất cả các lĩnh vực đã và đang rất phổ biến
trên toàn thế giới, thay thế dần những phương thức thủ công, lạc hậu và ngày càng
được cải tiến hiện đại hơn.
Đối với nhiều gia đình, xe máy không chỉ là phương tiện để đi lại, mà nó còn là
tài sản có giá trị rất lớn. Mặc dù luôn có khóa xe, nhưng xe máy vẫn là tài sản bị mất
cắp nhiều nhất trong các vụ trộm, cướp. Trên thực tế, tội phạm chỉ mất từ 5 đến 10 giây
là có thể vô hiệu hóa được các loại khóa từ, khóa cơ, khóa cổ, khóa càng, v…v…
Trong khi đó, lực lượng cảnh sát chưa thể kiểm soát được loại trộm cướp này, bởi loại
tội phạm đông, hoạt động riêng lẻ, nhanh và rộng khắp. Trước tình hình đó, “Mạch

Chống Trộm Xe Máy Dùng Cảm Biến Vân Tay” ra đời để phòng chống nạn mất cắp
xe máy.
Sau vài tháng thiết kế và thi công mô hình, đề tài cũng đã hoàn thành và hoạt
động tương đối ổn định. Tuy nhiên do tầm hiểu biết còn hạn chế và thời gian thực hiện
không nhiều nên khó tránh khỏi những sai sót. Rất cảm ơn sự hướng dẫn của thầy Phan
Vân Hoàn và Bạn Bè để đồ án được hoàn chỉnh hơn.
Trong báo cáo này gồm có 5 chương:
-

CHƯƠNG I:TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
CHƯƠNG III: THI CÔNG HỆ THỐNG
CHƯƠNG IV: VẬN HÀNH HỆ THỐNG
CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

7


1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Việt Nam hiện nay đang có hơn 5 triệu xe máy các loại. Các hãng sản xuất
xe máy đã trang bị rất nhiều biện pháp chống trộm trên sản phẩm của họ như, khóa
từ, khóa 3 cạnh, nắp đậy ổ khóa, … Tuy nhiên, nạn trộm cắp vẫn chưa có dấu hiệu
giảm đi, do các biện pháp trên vẫn chưa hiệu quả, các loại khóa trên vẫn có thể bị
vô hiệu hóa rất dễ dàng và nhanh chóng.
Sự ra đời của công nghệ điện tử đã làm thay đổi hoàn toàn phương thức
chống trộm xe máy. Việc ứng dụng vi xử lý trong chống trộm xe máy đem lại rất
nhiều ưu điểm. An toàn hơn, hiện đại hơn, bảo vệ xe máy triệt để hơn. Do đó chống
trộm xe máy thông minh là hết sức cần thiết.
Nắm được tầm quan trọng đó, em đã thực hiện đề tài “Mạch Chống Trộm

Xe Máy Dùng Cảm Biến Vân Tay”. Có thể nói đề tài này có rất hữu dụng trong
xã hội hiện nay, khi mà loại tội phạm trộm cắp xe máy ngày càng tinh vi hơn, mà
các loại khóa bảo vệ xe thì vẫn không thể bảo vệ được chiếc xe và cũng là tài sản
lớn của mọi người.
1.2. TẦM QUAN TRỌNG CỦA ĐỀ TÀI
Với mức sống ngày càng cao của xã hội hiện nay, cộng với việc kinh tế xã
hội phát triển cực nhanh. Việc sở hữu xe máy để làm phương tiện di chuyển là vô
cùng cần thiết. Tuy nhiên, số lượng xe máy ngày càng gia tăng làm cho việc quản
lý, bảo vệ ngày càng khó khan thì loại hình tội phạm trộm cắp xe máy đang trở
thành phổ biến không chỉ ở các thành phố lớn mà còn phát triển ở các vùng quê
nhỏ. Do vậy, với đề tài “Mạch Chống Trộm Xe Máy Dùng Cảm Biến Vân Tay”,
việc bảo vệ xe máy sẽ hiện đại hơn và an toàn hơn bao giờ hết.
1.3. NỘI DUNG ĐỀ TÀI
- Tìm hiểu về module nhận diện vân tay R305.
- Thiết kế phần mềm và phần cứng.
- Thi công hệ thống.
- Vận hành và kiểm tra tính ổn định.

Trang 8


1.4. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
- Tìm hiểu về hệ thống chống trộm xe gắn máy.
- Thiết kế và thi công hệ thống chống trộm xe gắn máy bằng vân tay.
1.5. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
- Chip vi điều khiển 16F887.
- Module nhận diện vân tay R305, màn hình hiển thị LCD.
1.6. PHƯƠNG THỨC THỰC HIỆN
 Quy trình thực hiện gồm 4 bước sau:

Hình 1. 1 Quy trình thực hiện đề tài
1
HÌNH THÀNH Ý TƯỞNG
- Phương thức chống trộm xe gắn máy.
- Sự phát triển khoa học cộng nghệ trong lĩnh vực điện điện tử.
- Áp dụng công nghệ vào các biện pháp chống trộm.
1.6.1. THIẾT KẾ HỆ THỐNG
- Nghiên cứu vận dụng những kiến thức đã học.
- Thiết lập sơ đồ khối.
- Thiết lập sơ đồ nguyên lý.
- thiết kế phần cứng hệ thống.
- Thiết kế phần mềm hệ thống.
- Xây dựng lưu đồ giải thuật hệ thống điều khiển.
- Viết chương trình hệ thống chống trộm xe máy bằng vân tay.
1.6.2. THI CÔNG HỆ THỐNG
- Thi công mạch điều khiển.
- Thi công mạch động lực.
1.6.3. VẬN HÀNH VÀ KIỂM TRA
- Vận hành mô hình chống trộm xe máy bằng vân tay.
- Kiểm tra tính ổn định trong quá trình vận hành.

Trang 9


2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
2.1. CƠ SỞ DỮ LIỆU THIẾT KẾ
2.1.1. VI ĐIỀU KHIỂN PIC
2.1.1.1. TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN
Vi điều khiển là một máy tính được tích hợp trên một chíp, nó thường
được sử dụng để điều khiển các thiết bị điện tử. Vi điều khiển, thực chất, là

một hệ thống bao gồm một vi xử lý có hiệu suất đủ dùng và giá thành thấp
(khác với các bộ vi xử lý đa năng dùng trong máy tính) kết hợp với các khối
ngoại vi như bộ nhớ, các mô đun vào/ra, các mô đun biến đổi số sang tương
tự và tương tự sang số,... Ở máy tính thì các mô đun thường được xây dựng
bởi các chíp và mạch ngoài.
Vi điều khiển thường được dùng để xây dựng các hệ thống nhúng. Nó
xuất hiện khá nhiều trong các dụng cụ điện tử, thiết bị điện, máy giặt, lò vi
sóng, điện thoại, đầu đọc DVD,thiết bị đa phương tiện, dây chuyền tự động,
v.v.
Hầu hết các vi điều khiển ngày nay được xây dựng dựa trên kiến trúc
Harvard, kiến trúc này định nghĩa bốn thành phần cần thiết của một hệ thống
nhúng. Những thành phần này là lõi CPU, bộ nhớ chương trình (thông
thường là ROM hoặc bộ nhớ Flash), bộ nhớ dữ liệu (RAM), một hoặc vài bộ
định thời và các cổng vào/ra để giao tiếp với các thiết bị ngoại vivà các môi
trường bên ngoài - tất cả các khối này được thiết kế trong một vi mạch tích
hợp. Vi điều khiển khác với các bộ vi xử lý đa năng ở chỗ là nó có thể hoạt
động chỉ với vài vi mạch hỗ trợ bên ngoài.
2.1.1.2. VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F887.
PIC16F887 là một chip vi xử lí cơ bản đa chức năng và là một sản
phẩm thuộc họ vi xử lí PIC thông dụng của công ty Microchip.
Vi điều khiển đóng vai trò như là CPU của một hệ thống, nhận các tín
hiệu đầu vào, xử lí và xuất ra các lệnh điều khiển các thiết bị đầu ra. Với bộ
nhớ 32kb Flash lưu trữ chương trình. Và cụ thể ở đồ án này là việc lưu trữ
trang web sẽ được nhúng vào vi điều khiển này.
Trang 10


Hình 2. 1 Vi điều khiển PIC16F887
 Hình ảnh sơ đồ chân PIC

Hình 2. 2 Sơ đồ chân PIC16F887
 Sơ đồ nguyên lý kết nối PIC16F887
- Nguồn hoạt động 5VDC.
- Nút nhấn reset vi điều khiển.
- Dao động thạch anh 20Mhz.
2.1.2. MODULE NHẬN DIỆN VÂN TAY R305.

Hình 2. 3 Module cảm biến vân tay R305

Trang 11


Hình 2. 4 Sơ đồ kết nối vi điều khiển 16F887
 Lí do sử dụng module R305.
Module R305 là module có chức năng thu thập ảnh vân tay từ đó
tạo nên một khuôn mẫu vân tay hoặc so sánh sự trùng khớp của 2 dấu vân
tay. Ngoài ra R305 còn có khả năng lưu trữ khuôn mẫu vân tay vào bộ
nhớ (bộ nhớ có thể lưu trử hơn 100 mẫu vân tay). Nó có thể giao tiếp với
máy tính hoặc vi điều khiển trực tiếp thông qua giao thức UART hoặc
MAX232/USB – Serial.


Nguyên tắc hoat động của module R305.
Quá trình xử lý dấu vân tay gồm hai phần: quét vân tay và so sánh

sự trùng khớp của hai dấu vân tay. Khi quá trình quét vân tay diễn ra,
một đèn LED màu đỏ sẽ phát sáng, sau đó cảm biến hình ảnh sẽ lưu lại
hình ảnh dấu vân tay. Người dùng khi tạo một mẫu vân tay, cần quét
ngón tay hai lần, hệ thống sẽ xử lý hai ảnh vân tay để tạo ra một mẫu và
lưu mẫu đó vào thư viện của module. Khi tìm kiếm hệ thống sẽ so sánh

Trang 12


dấu vân tay cần tìm với toàn bộ thư viện của module, sau đó sẽ trả về kết
quá tìm thấy hoặc không tìm thấy mẫu vân tay đó.
 Cấu trúc lệnh để điều khiển module R305 và dữ liệu nhận về.
o Quét vân tay.
Lệnh gửi đi:
Bảng 2. 1 Lệnh quét vân tay
2 byte
Header
EF01H

4 byte
Module
address
FFFFFFFF
H

1 byte
Package
identifier

2 byte
Package
length

1 byte
Instruction

code

2 byte

01H

0003H

01H

0005H

1 byte
Package
identifier

2 byte
Package
length

1 byte
Confirmatio
n code

2 byte

07H

0003H

xxH

Check sum

Dữ liệu nhận về:
Bảng 2. 2 Dữ liệu trả về sau khi quét
2 byte
Header
EF01H

4 byte
Module
address
FFFFFFFF
H

Check sum
sum

Ghi chú:
confirmation code = 00H: finger collection successs.
confirmation code = 01H: error when receiving package.
confirmation code = 02H: can’t detect finger.
confirmation code = 03H: fail to collect finger.
o Đưa hình ảnh vân tay vào biến tạm
Lệnh gửi đi:
Bảng 2. 3 Lệnh đưa ảnh vào biến tạm
2 byte

4 byte

1 byte
2 byte
1 byte
1 byte
2 byte
Module
Package
Package Instruction Buffer
Check
Header
address
identifier
length
code
number
sum
FFFFFFFF
BuferI
EF01H
01H
0003H
01H
0005H
H
D
Ghi chú: ID của 2 bộ nhớ tạm CharBuffer1 và CharBuffer2 tương ứng là 1h và 2h,
các giá trị khác thì xem như là CharBuffer2.
Dữ liệu nhận về:

Trang 13

Bảng 2. 4 Dữ liệu trả về sau khi đưa ảnh vào biến tạm
2 byte
Header
EF01H

4 byte
Module
address
FFFFFFFF
H

1 byte
Package
identifier

2 byte
Package
length

1 byte
Confirmatio
n code

07H

0003H

xxH

2 byte
Check sum
sum

Ghi chú:
confirmation code = 00H: generate character file complete.
confirmation code = 01H: error when receiving package.
confirmation code = 06H: fail to generate character file due to the overdisorderly fingerprint image.
confirmation code = 07H: fail to generate character file due to lackness of
character point or over-smallness of fingerprint image.
confirmation code = 15H: fail to generate the image for the lackness of valid
primary image.
o Tổng hợp thông tin 2 dấu vân tay trong biến tạm
Lệnh gửi đi:
Bảng 2. 5 Lệnh tổng hợp thông tin 2 dấu vân tay
2 byte
Header
EF01H

4 byte
1 byte
Module
Package
address
identifier
FFFFFFFF
01H
H
Dữ liệu nhận về:

2 byte
Package
length

1 byte
Instruction
code

2 byte

0003H

05H

0009H

1 byte
Package
identifier

2 byte
Package
length

1 byte
Confirmatio
n code

2 byte

07H

0003H

xxH

Check sum

Bảng 2. 6 Dữ liệu nhận về sau khi tổng hợp
2 byte
Header
EF01H

4 byte
Module
address
FFFFFFFF
H

Check sum
sum

Ghi chú:
confirmation code = 00H: operation success.
confirmation code = 01H: error when receiving package.

Trang 14

confirmation code = 0aH: fail to combine the character files. That’s, the
character files don’t belong to one finger.
o Lưu vân tay
Lệnh gửi đi:
Bảng 2. 7 Lệnh lưu vân tay
2 byte
Heade
r

4 byte
Modul
e
address

1 byte
Package
identifie
r

xxxxH

01H

EF01
H

2 byte

1 byte

Packag
e length

Instructio
n code

0006H

06H

1 byte
Buffer
numbe
r

2 byte
Locatio
n
number

xxH

PageID

2 byte
checksu
m
sum

Dữ liệu nhận về:

Bảng 2. 8 Dữ liệu gởi về sau khi lưu.
2 byte
Header
EF01H

4 byte
Module
address
FFFFFFFF
H

1 byte
Package
identifier

2 byte
Package
length

1 byte
Confirmatio
n code

07H

0003H

xxH

2 byte

Check sum
sum

Ghi chú:
confirmation code = 00H: storage success.
confirmation code = 01H: error when receiving package.
confirmation code = 0bH: addressing PageID is beyond the finger library.
confirmation code = 18H: error when writing Flash.
o Xóa toàn bộ vân tay.
Lệnh gửi đi:
Bảng 2. 9 Lệnh xóa toàn bộ dấu vân tay
2 byte
Header
EF01H

4 byte
Module
address
FFFFFFFF
H

1 byte
Package
identifier

2 byte
Package
length

1 byte

Instruction
code

2 byte

01H

0003H

0DH

0011H

2 byte
Package

1 byte
Confirmatio

2 byte
Check sum

Check sum

Dữ liệu nhận về:
Bảng 2. 10 Dữ liệu gởi về sau khi lưu
2 byte
Header

4 byte

Module

1 byte
Package

Trang 15


address
FFFFFFFF
H

EF01H

identifier

length

n code

07H

0003H

xxH

sum

Ghi chú:
confirmation code = 00H: empty success.

confirmation code = 01H: error when receiving package.
confirmation code = 11H: fail to clear finger library.
o Tìm dấu vân tay trong bộ nhớ flash.
Lệnh gửi đi
Bảng 2. 11 Lệnh tìm dấu vân tay
2
byte
Head
er
EF01
H

4 byte

1 byte

2 byte

1 byte

Modu Packag
Packa
le
e
Instructi
ge
addres identifi
on code
length
s

er
xxxx
01H
0008H
04H
H
Dữ liệu nhận về

1 byte

2 byte

2 byte

Bufer
nuber

Paramet
er

Paramet
er

BufferI StartPag
D
e

PageNu
m

2
byte
Chec
k
sum
sum

Bảng 2. 12 Dữ liệu gửi về sau khi tìm
2 byte
Heade
r
EF01
H

4 byte

1 byte

2 byte

1 byte

Module
address

Packag
e
identifi
er

Packag
e
length

Confirmati
on code

FFFFFFFF
07H
0007H
H
o So sánh 2 dấu vân tay.
Lệnh gửi đi:

xxH

2 byte

2 byte

2
byte
Chec
k
sum

PageI
D

MatchSco

re

sum

Bảng 2. 13 Lệnh so sánh 2 dấu vân tay
2 byte
Header
EF01H

4 byte
1 byte
Module
Package
address
identifier
FFFFFFFF
01H
H
Dữ liệu nhận về:

2 byte
Package
length

1 byte
Instruction
code

0003H

03H

2 byte
Check sum
0007H

Trang 16


Bảng 2. 14 Dữ liệu gởi về sau khi so sánh.
2 byte
Header
EF01H

4 byte
Module
address
FFFFFFFF
H

1 byte
Package
identifier

2 byte
Package
length

1 byte
Confirmatio

n code

07H

0003H

xxH

2 byte
Matchin
g score
xxH

2 byte
Check
sum
sum

Ghi chú:
confirmation code = 00H: templates of the two buffers are matching.
confirmation code = 01H: error when receiving package.
confirmation code = 08H: templates of the two buffers aren’t matching.


Kết nối với module R305.
Thứ tự các PIN kết nối của module R305 như sau:

Bảng 2. 15 Bảng danh mục các chân kết nối module R305
Chân số
1

2
3
4

Tên
VCC
TD
RD
GND

Chức năng
Nguồn cung cấp
Truyền dữ liệu
Nhận dữ liệu
Nối đất

Phương thức truyền dữ liệu: truyền dữ liệu nối tiếp. Tốc độ baud
mặc định là 57600bps. Người dùng có thể thiết lập tốc độ baud trong
khoảng 9600 ~ 115200bps. Định dạng khung truyền là 10 bit: bit khởi
đầu là bit thấp, theo sau là 8 bit dữ liệu, cuối cùng là bit kết thúc.

Hình 2. 5 Khung truyền dữ liệu
Thông số điện áp:
Bảng 2. 16 Bảng thông số điện áp
Item
Power Voltage
Maximum Voltage

Parameter
Min

Typ Max
3.6
6.0
-0.3
7.0

Uni
t
V
V

Note
Normal working value
Exceeding the Maximum rating
may cause permant harm to the
Trang 17


Module.
Operation Current
Peak Current

90

100

110
mA
150
mA

TD: output, TTL logic level:

Bảng 2. 17 Bảng thông số điện áp chân TD
Item

Condition

V(OL)
V(OH)

I(OL) = -4 mA
I(OH) = 4 mA

Parameter
Min
Typ
Max
0.4
2.4
3.3

Unit
V
V

Note
Logic 0
Logic 1

RD: input, TTL logic level:

Bảng 2. 18 Bảng thông số điện áp chân RD
Item
V(IL)
V(IH)
I(IL)

Condition

V(IH) = 5V
V(IH) = 3.3V

V(Imax)

Parameter
Min
Typ
Max
0.6
2.4
1
30
-0.3
5.5

Unit
V
V
mA
uA
V

Note
Logic 0
Logic 1
Maximum input
voltage

2.1.3. Relay
Relay là một công tắc điều khiển từ xa đơn giản, nó dùng một dòng
nhỏ để điều khiển một dòng lớn vì vậy nó được dùng để bảo vệ công tắc nên
cũng được xem là một thiết bị bảo vệ. Một relay điển hình điều khiển mạch
và cả điều khiển nguồn.
Kết cấu relay gồm có một lõi sắt, một cuộn từ và một tiếp điểm.

Hình 2. 6 Cấu tạo một Relay đơn giản và hình ảnh Relay 5V
2.1.4. TRÌNH BIÊN DỊCH CCS
 Lí do sử dụng CCS

Trang 18


Sự ra đời của một loại vi điều khiển với việc phát triển phần mềm ứng
dụng cho việc lập trình con vi điều khiển đó. Vi điều khiển chỉ hiểu và làm
việc với hai con số 0 và 1. Sau này khi kiến trúc vi điều khiển ngày càng
phức tạp, số lượng thanh ghi lệnh nhiều lên, việc lập trình với các con số 0
và 1 không còn phù hợp nữa. Thay vào đó, việc dùng ngôn ngữ Assembly để
lập trình. Sau này sự ra đời của ngôn ngữ C, đã thay thế cho ASM bởi tính
ngắn gọn và dễ hiểu hơn trong các câu lệnh. Kèm theo đó là sự xuất hiện của
nhiều chương trình soạn thảo và biên dịch ngôn ngữ C cho vi điều khiển:
Keli C, HT-PIC, MikoC, CCS…

Và CCS là phần mềm lập trình mạnh cho vi điều khiển PIC 16F887.
 Giới thiệu về CCS
CCS là trình biên dịch lập trình ngôn ngữ C cho vi điều khiển PIC của
hãng Microchip. Chương trình là sự tích hợp của 3 trình biên dịch riêng biệt
cho 3 dòng PIC khác nhau.Giống nhiều trình biên dịch C khác, CCS giúp
người dùng nắm bắt nhanh được vi điều khiển PIC và sử dụng PIC trong các
dự án. Các chương trình điều khiển sẽ được thực hiện nhanh chóng và hiệu
quả cao thông qua việc sử dụng ngôn ngữ lập trình cấp cao - ngôn ngữ C.

Trang 19


Hình 2. 7 Giao diện phần mềm lập trình CCS
2.2. THIẾT KẾ PHẦN CỨNG
Sơ đồ khối của hệ thống:

Hình 2. 8 Sơ đồ khối hệ thống

Trang 20


 Giải thích các khối
: Dấu mũi tên một chiều chỉ sự cung cấp tín hiệu (nguồn, tín
hiệu…).
: Dấu mũi tên hai chiều chỉ sự cung cấp tín hiệu (nguồn, tín hiệu…).
: Khối hình chữ nhật này là 1 module hay thiết bị đầu cuối để làm
một chức năng nào đó trong tổng thể cả sơ đồ, và được liên kết với
các khối khác thông qua dấu mũi tên.
 Phân tích các khối
Khối PIC16F887: là khối trung tâm quan trọng nhất trong hệ

thống khóa xe bằng vân tay.
Khối nguồn cung cấp (5V): có chức năng cung cấp nguồn
một 5V cho khối cảm biến, khối xử lý trung tâm và khối chấm hành.
Khối ngõ ra relay: có chức năng đóng mở hệ thống điện của
xe.
 Chức năng và nhiệm vụ của từng khối:
 Khối nguồn: Tạo ra dòng điện và điện áp ổn định cho toàn mạch. Có
thể dùng nguồn 9 ~ 12 VDC đi qua IC ổn áp 7805 tạo ra nguồn 5V
cung cấp cho mạch.

Hình 2. 9 Sơ đồ khối nguồn
Mạch nguồn gồm có một adapter 9 hoặc 12VDC đi qua bộ lọc (các tụ
loc) qua bộ ổn áp một chiều(ổn dòng) qua bộ lọc đưa ra tải.

Trang 21


 Khối vi điều khiển: là trung tâm của hệ thống, nhận và xuất tín hiệu
điều khiển từ các thiết bị khác.
 Khối cảm biến: là khối nhận dạng dấu vân tay, ở đây là module
nhận diện vân tay R305 được kết nối với khối vi điều khiển thông
qua giao thức UART.

Hình 2. 10 Sơ đồ khối chấp hành
 Khôi chấp hành: là khối thự hiện đóng mở relay để cho phép hệ
thống điện của xe khởi động hoặc tắt. Do ở đây, hệ thống điện của xe
không yêu cầu đóng cắt nhanh và sử dụng điện DC nên ta sử dụng
relay.
2.2.1. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ ĐIỀU KHIỂN
Hệ thống sử dụng 3 module chính là PIC16F887, RELAY, module

R305.
Vi điều khiển giao tiếp truyền nhận dữ liệu với module R305 để lấy
thông tin về mẫu vân tay, so sánh trùng khớp và lưu trữ mẫu vân tay. Từ đó
vi điều khiển xuất tín hiệu điều khiển đến relay đóng mở hệ thống điện của
xe.
2.3. THIẾT KẾ PHẦN MỀM
Chương trình có nhiệm vụ khỏi tạo các port, sau đó kiểm tra các nút
nhấn, xét biến TT_OK để chương trình thực hiện một trong các chức năng
sau: hiện menu lựa chọn, đăng nhập vào hệ thống, ghi danh dấu vân tay vào
hệ thống và xóa các dấu vân tay đã lưu.

Trang 22


Trang 23


Hình 2. 11 Lưu đồ chương trình chính.

3: THI CÔNG HỆ THỐNG
3.1. TÍNH TOÁN LỰA CHỌN THIẾT BỊ
Lựa chọn linh kiện
 7805
 Thông số kĩ thuật
- Điện áp vào từ 7 – 25V
- Điện áp ra từ 4.8 – 5.2V
 Chức năng
-Làm IC ổn áp nguồn 5V khối cảm biến, khối chấp hành và
khối xử lý trung tâm.
 Relay

 Thông số kĩ thuật
- Điện áp hoạt động 5 VDC.
- 0 (0V): Bật Relay.
-1 (5V): Tắt Relay.
- Dòng tiêu thụ 80 mA.
-Có đèn báo mỗi Relay.
 Chức năng:
- Đóng ngắt điện áp 12VDC
 PIC16F887
 Thông số kĩ thuật
- Điện áp hoạt động từ 3.3V đến 5V.
- 32kb Flash lưu trữ chương trình.
- 2kb bộ nhớ SRAM (bay hơi).
- 256 byte EEPROM (bộ nhớ không bay hơi).
- 10 kênh analog.
- Tần số thạch anh cho phép đến 48Mhz.
 Chức năng
- Là bộ xử lý trung tâm điều khiển mọi hoạt động của hệ thống.
3.2. CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ
3.2.1. Chương trình chính
#include <16F887.H>
#include <TV_LCD.C>
#include <FINGER.C>
#include <CT_CON.C>
#INT_RDA
VOID RDA_irs(VOID)
{
Trang 24

BACK[GT]=GETC();
IF (GT==11)
GT=0;
ELSE
GT++;
}
VOID MAIN()
{
SET_TRIS_D(0X00);
SET_TRIS_E(0X00);
SET_TRIS_B(0B01111111);
unsigned int16 M;
enable_interrupts(GLOBAL);
enable_interrupts(INT_RDA);
LCD_SETUP();
DELAY_MS(1000); //CHO XUAT HIEN MAN HINH
TRANG 1S
WHILE(TRUE)
{
IF(TT_OK==1)
//HIEN MENU
{
LCD_COMMAND(0X80);
FOR (M=0;M<16;M++)
{
LCD_DATA(MENU1[M]);
}
LCD_COMMAND(0XC0);
FOR (M=0;M<16;M++)
{

LCD_DATA(MENU2[M]);
}
}
ELSE IF(TT_OK==2) //QUET VAN TAY MO KHOA
{
TT_MODE=TT_OK=1;
//HIEN SO DA CHON
LCD_COMMAND(0X80);
FOR (M=0;M<16;M++)
{
LCD_DATA(CHON1[M]);
Trang 25