MỤC LỤC
- Trang nhan đề 1
- Danh sách các cán bộtham gia đềtài 3
- Bài tóm tắt 4
- Mục lục
PHẦN CHÍNH BÁO CÁO
6
8
1. Lời mở đầu 8
2. Nội dung chính của báo cáo 12
2.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu ngoài nước và trong nước 12
2.2. Lựa chọn đối tượng nghiên cứu 17
2.3. Những nội dung đã thực hiện 19
2.3.1. Nghiên cứu lý thuyết 19
2.3.2. Nghiên cứu thiết kếvà chếtạo các sản phẩm mới 20
2.3.2.1. Nghiên cứu thiết kếvà chếtạo hệthống điều khiển
máy lạnh
20
a. Chip DKML-1 20
b. Bo điều khiển máy lạnh 2 cục 12000 BTU và 18000
BTU
22
c. Phần mềm 24
d. Thiết kếchếtạo bộ điều khiển xa hồng ngoại 36
2.3.2.2. Hệthống kiểm sóat xâm thực (Access Control) sử
dụng thẻnhận dạng không dây RFID
42
a. Chip PROX-1 43
b. Bộ điều khiển AC-200-C dùng thẻRFID 45
c. Chương trình Quản lý mã thẻtrên PC AC200_SW
d. Hệthống chấm công sửdụng thẻRFID
e. Hệthống cấp phát thẻRFID
51
58
59
2.3.2.3. Module thu thập dữliệu đa năng PC/104 có khả
năng tái cấu hình
60
7
a. Cơsởlý thuyết và nguyên lý thiết kế, chếtạo 61
b. Các cấu hình có thểlựa chọn 64
2.3.2.4. Module lọc α-βPC/104 có khảnăng tái cấu hình 71
a. Thiết kếModule lọc α-βPC/104 có khảnăng tái cấu
hình
72
b. Các cấu hình có thểlựa chọn 75
2.3.3. Thưviện chương trình mẫu vềthiết kếchip đo và điều
khiển thông minh sửdụng công nghệPSoC
82
2.4. Đánh giá kết quảthu được 94
3. Kết luận và kiến nghị
95
4. Lời cảm ơn
96
105 trang |
Chia sẻ: oanh_nt | Lượt xem: 1584 | Lượt tải: 5
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Nghiên cứu ứng dụng và phát triển công nghệ tự động thiết kế để chế tạo các chip thông minh cho đo lường và điều khiển, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
module cao, nhiều trạng thái cần kiểm soát, nhiều module cùng
có thể can thiệp vào một trạng thái. Chương trình đã được thử nghiệm và sửa
đổi nhiều lần và đã cho kết quả ổn định.
So sánh với các hệ thống điều hoà tương đương khác của
PANASONIC, SANYO, LG etc, thì board điều khiển này có tính năng không
hề thua kém và có phần vượt trội, có độ ổn định và tính năng điều khiển có
phần tốt hơn.
d. Thiết kế chế tạo bộ điều khiển xa hồng ngoại
Hoạt động của bộ điều khiển xa hồng ngoại
Thông thường mỗi thiết bị gia dụng có 1 bộ điều khiển xa. Chúng tôi
nghiên cứu nguyên lý, thiết kế và chế tạo chip RM-1 và bộ điều khiển xa
hồng ngoại cho máy điều hoà nhiệt độ Bình hoà.
Sử dụng các phím độc lập hoặc kết hợp với nhau, bộ điều khiển xa hồng
ngoại phát ra được các lệnh sau:
Nút 1: ON/OFF (0x690): Mở tắt nguồn.
Nút 2: ECONOMY (0x691): Máy hoạt động làm lạnh ở chế độ tiết
kiệm
+ Quạt lồng sóc chạy ở chế độ thấp nhất.
+ Mốt đảo cánh gió hoạt động được ở các chế độ: Tự động - đảo liên
tục - ngừng đảo.
Các phím có trên mặt điều khiển:
Bộ điều khiển xa hồng ngoại sử
dụng để điều khiển máy điều hoà
nhiệt độ
ON/OFF ECONOMY SPEED
OSCILLATOR SLEEP MIGHTINESS
BE4HAND RUN MODE CLK
HOUR MINUTE UP
RESET DOWN
39
+ Máy hoạt động làm lạnh hoạt động theo chu kỳ 15 phút chạy, 05 phút
dừng (quạt lồng sóc, mổt đảo cánh gió và Block ngắt)
Nút 3: SPEED (0x692): Chọn tốc độ quạt lồng sóc (Tự động
(0x692) – Cao (0x693) – Trung bình (0x694) – Thấp (0x695))
Nút 4: OSCILLATION (0x696): điều khiển cánh đảo gió (Tự động
(0x696) - Đảo liên tục (0x697) – Tắt (0x698)
Nút 6: SLEEP: Cài đặt giờ tắt máy (1h (0x699) - 2h (0x69A) -3h
(0x69B) - 5h (0x69C) - 7h (0x69D) - 10h (0x69E) – tắt (0x69F) -
Nút 5: MIGHTINESS (High power – 0x6A0):
+ Quạt lồng sóc hoạt động ở tốc độ nhanh nhất
+ Máy hoạt động trong thời gian 15 phút rồi chuyển sang hoạt động ở
chế độ đã chọn trước đó.
Nút 7: BEFORE HAND (0x6A1): cài đặt giờ mở máy (khi chọn
BEFORE HAND kết hợp với nút H (Giờ) và nút M (Phút) để cài đặt
giờ và phút mở máy theo ý muốn).
Nút 8: RUN MODE (0x6A2): chọn chế độ hoạt động cả máy (Tự
động (0x6A2) - Lạnh (0x6A3) – Làm khô (0x6A4) – Quạt gió
(0x6A5))
Nút ((: Tăng/ Giảm nhiệt độ: Nhiệt độ cài đặt từ 18oC đến 30oC
(0x6A6 – 0x6A7 – 0x6A8 – 0x6A9 – 0x6AA – 0x6AB – 0x6AC –
0x6AD – 0x6AE – 0x6AF – 0x6B0 – 0x6B1 – 0x6B2).
Các thông số kỹ thuật:
• Nguồn nuôi: 2 cục pin điều khiển 1,5V
• Dòng tiêu thụ: 0,04mA khi không có lệnh
0,08mA khi có hiển thị màn hình
• Khoảng cách nhận lệnh trung bình: 5m
Cấu trúc của Bộ điều khiển xa hồng ngoại bao gồm:
Bàn phím: gồm 13 phím bấm để nhận lệnh điều khiển từ người sử dụng
40
Màn hình hiển thị graphic LCD COG: hiển thị menu các lệnh để điều
khiển điều hoà nhiệt độ. Có tất cả 35 lệnh và lệnh được kích hoạt bởi
các phím bấm trên keypad.
Transitor (NPN C2383, độ khuyếch đại 114) và IrLED để truyền tín
hiệu hồng ngoại.
Chíp RM-1 đựơc thiết kế và tạo ra theo công nghệ PSoC để nhận lệnh
từ người sử dụng, điều chế tín hiệu và phát lệnh đến bo điều khiển máy
lạnh.
• Sơ đồ nguyên lý:
• Chip RM-1:
Từ sơ đồ nguyên lý ta thấy chip RM-1 là chip điều khiển toàn bộ hệ
thống cả phần cứng lẫn phần mềm. Chúng tôi sử dụng chip trắng PSoC
CY8C27443 để thiết kế làm chip RM-1. Sơ đồ các khối chức năng như hình
sau.
LCD-COG
Sơ đồ nguyên lý
RM-1
41
* Các thông số hệ thống của Chip RM-1
Chip RM-1
CPU
RAM
FLASH
Va`
PhÇn MÒm
17
LCD-COG
IR LED
1KCounter8-1
PWM8-1
Hình 4: Sơ đồ khối chức năng
42
• Các khối chức năng của chip RM-1
+ Ở bên trong RM-1, ta dùng 2 module số là PWM8 và Counter8 để
điều chế tín hiệu. PWM8 được dùng để tạo ra tín hiệu sóng vuông với tần số
40KHz, còn Counter8 với giá trị của chu kỳ và dộ rộng xung thay đổi được
dùng để tạo ra giá trị của Bít mở đầu, Bít 1 và Bít 0. Các lệnh được phát ra
qua đèn LED IR.
+ Khối bàn phím gắn vào 8 chân của PSoC có cấu tạo như ma trận 4x4.
43
+ Khối hiển thị dùng màn hình LCD-COG để hiển thị lệnh và số liệu.
Các tín hiệu điều khiển và số liệu của màn hình nối vào 12 chân PSoC và sử
dụng phần mềm để điều khiển các lệnh, tạo phông bộ chữ, biểu tượng.
* Sơ đồ chân của Chip RM-1
* Mô tả chi tiết chân của Chip RM-1
44
• Thiết kế mạch điện tử của bộ điều khiển xa hồng ngoại
Trên cơ sở của sơ đồ nguyên lý và sơ đồ chức năng chúng tôi xây dựng
sơ đồ mạch điện tử của bộ điều khiển xa hồng ngoại như mô tả trong hình
sau:
45
Sơ đồ mạch điện của bộ điều khiển từ xa hồng ngoại
46
• Thiết kế phần mềm
Biểu đồ hoạt động của phần mềm truyền dữ liệu hồng ngoại được cho ở
hình dưới.
Lưu đồ hoat động của
chương trình phát
Sleep Timer Interrupt
Flag=1
Update real timer clock
GPIO Interrupt
Read Row value
Read Column value
Keycode=Row OR Column
Call codeout0() if keycode!=0
Mask=0x80; Send_StartBit
Counter8_Period=72
Counter8_CompareValue=72
Wait until Start Bit Finish
Begin
Initialize User Modules
Enable Sleep Timer Interrupt
Enable GPIO Interrupt
Exist Cmd
to be Send
Mask !=0 ?
Y
N
Temp=mask&cmd
Temp =0
?
N Y
Send_Bit0 :
Counter8_Period=48
Counter8_CompareValue=24
Wait until Bit0 Finish
Send_Bit1 :
Counter8_Period=72
Counter8_CompareValue=48
Wait until Bit1 Finish
Mask>>=1
Y
N
47
Như thấy trên hình, chương trình bắt đầu bằng việc khởi động các User
Module sử dụng trong chương trình. Sau đó nó kiểm tra xem có lệnh nào cần
được gửi không, nếu không thì nó loop tại chỗ. Nếu có lệnh cần được gửi đi,
chương trình được chuẩn bị để gửi đi Bít mở đầu. và giá trị của Mask được
gán bằng 0x80. Biến Mask được sử dụng để kiểm tra xem lệnh cmd đã được
gửi đi hết chưa. Vòng lặp gửi lệnh đi được thực hiện theo các bước sau:
• Kiểm tra giá trị của biên Mask: nếu bằng 0 (tức là việc gửi lệnh đã hoàn
thành, ta thoát khỏi vòng lặp). Nếu Mask khác 0, tức là vẫn còn bit lệnh
chưa được gửi, ta sẽ xem xét giá trị của bít lệnh ở vị trí Mask khác
không này
• Nếu bít lệnh bằng 0, gọi hàm gửi lệnh có giá trị 0
• Nếu bít lệnh bằng 1, gọi hàm gửi lệnh có giá trị 1
• Dịch chuyển Mask về bên phải 1 bít.
Các lệnh điều khiển của điều hoà nhiệt độ
Các lệnh của remote được thiết kế và lập trình tương thích với hệ lệnh trong
bo điều khiển máy lạnh nêu ở phần trên.
KẾT LUẬN
Sử dụng chip PSoC với công nghệ hồng ngoại, ta có thể chế tạo thiết bị
thu phát điều khiển từ xa với độ tin cậy cao, gọn nhẹ và giá thành thấp. Ứng
dụng của thiết bị điều khiển từ xa là rất nhiều trong lĩnh vực công nghiệp, dân
dụng và an ninh quốc phòng bởi nó cung cấp cho người sử dụng độ linh động
cao rất phù hợp trong thời điểm hiện nay.
Các chip DKML-1, RM-1 và các bo điều khiển máy lạnh, bộ điều khiển
xa hồng ngoại đã được lắp đặt vào máy lạnh 12000BTU và 18000BTU của
Công ty điện tử Bình Hòa. Các sản phẩm này đã được kiểm tra thử nghiệm
nhiều lần tại nhà máy và khi đã đạt các chỉ tiêu như các bo nhập ngoại nhà
máy đã gửi sang Trung tâm 3 thuộc Cục tiêu chuẩn đo lường chất lượng nhà
nước đánh giá chất lượng và đã được cấp giấy chứng nhận chất lượng của sản
phẩm.
48
2.3.2.2. Hệ thống kiểm soát xâm thực (ACCESS CONTROL) sử dụng thẻ
RFID
Hệ thống thẻ tiếp cận RFID đang là một nhu cầu phổ biến của thế giới
hiện đại. Rất nhiều hệ thống tự động có sử dụng thẻ như các nhà băng, các
trạm thu phí giao thông, hệ thống giao thông công cộng, các công trình văn
hoá, và trong các nhà máy sản xuất…. Các hệ thống tự động dùng thẻ tiếp
cận, RFID (Radio Frequency Identification) hiện đang được nhập vào Việt
nam, tuy nhiên giá thành nhập thiết bị còn đắt và với phần mềm quản lý của
nước ngoài ít phù hợp với Việt nam. Chính vì vậy, việc tìm hiểu nguyên lý để
thiết kế và chế tạo hệ thống mang thương hiệu Việt nam là một hướng đi có
nhiều tiềm năng.
Hệ thống thẻ tiếp cận được thiết kế và chế tạo tại Viện Công nghệ
thông tin thời gian qua đã thu được nhiều kết quả. Sơ đồ nguyên lý của hệ
thống quản lý xâm thực được thiết kế như mô tả ở hình dưới. Hệ thống bao
gồm:
• Hai đầu đọc thẻ kiểm soát Vào/Ra AC200-R theo mã thẻ đăng ký, một
bộ điều khiển AC200-C quản lý đầu đọc được kết nối PC.
• Một bộ điều khiển có khả năng quản lý khoảng 5000 bản ghi.
• Hệ thống kiểm soát có thể chạy độc lập hoặc nối mạng với 31 cửa
ra/vào, khoảng cách tới trung tâm là 1000 m.
Chương
trình quản
lý
nhân sự
AC200_SW
trên PC
Bộ chuyển đổi
RS232/RS485
RS485
Bé ®iÒu
khiÓn
Rơle:
Mở cửa
UART
Mã thẻ đã đăng
kí
ĐC/485
+5V
Đèn báo
đầy bộ
nhớ
Đèn
Ăng
ten đọc
thẻ
(Ra)
Ăng
ten đọc
thẻ
(Vào)
Đèn
Đèn
Sơ đồ hệ thống
RD1
RD2
RX
RX
49
• Chương trình kiểm soát AC200-SW và quản lý nhân sự ra vào cơ quan
chạy trên hệ điều hành Windows 98/2000/XP.
• Phần mềm AC200-SW có cả tiếng Anh, tiếng Việt quản lý hệ thống một
cách linh hoạt có khả năng kết xuất các file dữ liệu cho MS-Access, MS-
Exel hỗ trợ rất tốt cho việc tính lương của công ty.
Thẻ RFID có nhiều ưu điểm như dễ bảo quản độ bảo mật cao, chống thẻ giả,
thời gian đọc thẻ nhanh, chính xác không gây lỗi.
a. Đầu đọc thẻ RFID sử dụng chip PRoX-1.1
Đầu đọc thẻ RFID đã được thiết kế và chế tạo trên công nghệ PSoC.
Chúng tôi sử dụng Chip Module CY8C0105 của hãng SunMicro trên
đó dùng PSoC CY8C27443 (28 pins, 16 Kbytes flash) để tạo chip đặc chủng
cho đầu đọc thẻ tiếp cận theo sơ đồ nguyên lý ở hình trên. Chip module
CY8C0105 có ưu điểm là module cộng hưởng 125KHz được chế tạo theo
công nghệ dán nên bảo đảm độ ổn định tần số và độ tin cậy cao.
Người sử dụng chỉ cần lập trình cho những ứng dụng của riêng mình.
Chúng tôi đã lập trình và nạp vào PSoC để tạo ra chip đọc thẻ PRoX-1.1.
Hệ thống quản lý xâm thực víi ®Çu ®äc thÎ RFID
50
* PHẦN MỀM ỨNG DỤNG CỦA CHIP ĐỌC THẺ TIẾP CẬN PROX 1.1
Phần mềm ứng dụng được viết bằng ASSEMBLER trong chương trình
thiết kế PSoC DESIGNER của hãng Cypress MicroSystems. Theo lưu đồ trên
Phần mềm ứng dụng đầu tiên phải đặt các chế độ:
+ Định nghĩa mốt đọc thẻ: Byte Track Mode
+ Mốt đọc: Full Power Mode
+ Số lần đọc: 1 lần
+ Số Block cần đọc: 2
+ Định nghĩa loại thẻ đọc: Manchester RF/64
+ Định nghĩa chân để đưa đèn hoặc loa: chân 24
+ Định nghĩa PassWord
+ Khởi động cổng UART và tốc độ truyền
Sau đó chờ có thẻ dí thì đọc, nếu là loại thẻ đúng như đã định nghĩa ở
trên thì chuyển sang dạng ASCII, gửi ra cổng UART và báo hiệu ra đèn.
Các định nghĩa
ban đầu
Có thẻ dí ?
Đọc thẻ và
lấy mã thẻ
Y
N
Chuyển sang mã ASCII
và gửi ra rs232
Báo hiệu đèn
hoặc loa
Lưu đồ chương trình
đọc thẻ RFID
51
* CẤU TRÚC PHẦN CỨNG
Sơ đồ sắp xếp linh kiện
Mặt trên
Mặt dưới
1. Chip PSoC
2. Hai dãy chân cắm của tÝn hiÖu:
4 5
1
2
3
Ăng ten và đèn hiệu
52
ADRV 1
GPIO0 2
1OUT 3
R1IN 4
GPIO25 5
TX 6
SMP 7
GPIO2 8
GND 9
GPIO3 10
GPIO1 11
GND 12
NC 13
IND2 14
Pin # Pin Name Dription
1 ADRV Antenna Drive Pin
2 GPIO0 / P0[5] NC
3 T1OUT RS232 TX
4 R1IN RS232 RX (Receive)
5 M_SELECT / P2[5] Mode Select
6 TX / P2[1] UART Transmit, TX
7 SMP Switch Mode Pump
8 GPIO2 / P1[3] NC
9 GND Ground
10 GPIO3 / P1[1] NC
11 GPIO1 / P1[5] NC
12 GND Ground
13 NC No Connect
14 IND2 Inductor Connection
15 IND2 Inductor Connection
16 Vdd Supply Voltage
17 NC No Connect
18 GPIO7 / P1[6] NC
19 GPIO5 / P1[2] NC
20 GPIO4 / P1[0] NC
21 GPIO6 / P1[4] NC
22 XRES External Reset
23 RX / P2[0] UART Receive, RX
24 GPIO8 / P2[6] Ra đèn LED
25 GPIO9 / P0[0] NC
26 GND Ground
27 NC No Connect
28 Vdd Supply Voltage
28 Vdd
27 NC
26 GND
25 GPIO9
24 GPIO8
23 RX
22 XRES
21 GPIO6
20 GPIO4
19 GPIO5
18 GPIO7
17 NC
16 Vdd
15 IND2
RD
PRoX1.1
53
3. Max232
4. Đèn hiệu
5. Cuộn dây ăng ten được chế tạo theo các chỉ tiêu sau:
+ L=870,uH
+ Dây đồng đường kính = 0,27 mm
+ Số vòng = 93 vòng
+ Đường kính cuộn dây = 5 cm
b. Bộ điều khiển AC200-C dùng thẻ RFID
Bộ điều khiển làm nhiệm vụ xử lý thông tin từ hai đầu đọc thẻ Đầu đọc
vào và Đầu đọc ra, kiểm tra mức độ cho phép (số mã thẻ, thời gian) để điều
khiển đóng mở cổng. Bộ điều khiển của hệ thống đóng mở cửa bằng thẻ tiếp
cận sử dụng các khối chức năng của chip PSoC kết hợp với các phần cứng
ngoại vi, được tích hợp trong một mạch điện tử. Bộ điều khiển có hai chế độ
làm việc, chế độ điều khiển quá trình xâm thực và chế độ làm việc với người
quản lý. Dữ liệu đăng ký thẻ được lưu trong Flash của Bộ điều khiển, bao
gồm các thông tin về mã thẻ được xâm thực, thời gian cho phép.
Bộ điều khiển AC200-C hoạt động dựa trên chip PROX 1. Được phát
triển trên nền chip trắng PSoC CY8C27443. Sơ đồ nguyên lý của bộ điều
khiển AC200-C như hình vẽ dưới.
Khi có tín hiệu quẹt thẻ ở cổng đọc thẻ (Vào/Ra). PSoC kiểm tra mã
thẻ, nếu mã thẻ đã được đăng kí thì PSoC đọc tiếp thời gian thực từ bộ
Realtime. So sánh Mã thẻ + Thời gian với thông tin được lưu trong Flash để
quyết định xem có cho phép mở cửa hay không. Nếu được phép mở cửa,
PSoC đưa tín hiệu ra ngoài bật Rơle chốt cửa, đồng thời lưu lại bản ghi thông
tin về quá trình Vào/Ra vào trong EEPROM.
Ở chế độ làm việc với PC thì PSoC có thể nhập đăng kí mới, xoá toàn
bộ đăng kí cũ, đọc các thông tin đăng kí trong Flash, hoặc đọc thông tin từ
trong EEPROM.
54
Sơ đồ nguyên lý của bộ điều khiển AC200-C
Thiết kế chip PROX-1
Chip PRoX-1 được thiết kế từ chip trắng PSoC CY8C27443. Đây là
chip chính để thực hiện các chức năng của bộ điều khiển xâm thực cho cả
phần cứng và phần mềm (xem hình trên).
Các khối được định nghĩa trong chip PRoX-1:
M« t¶ c¸c khèi sö dông trong chip PROX-I:
+ COUNTER8_1: Đặt Clock cho truyền thông UART (9600 Baud)
+ Rx8_1: Nhận mã thẻ từ Đầu đọc vào
+ Rx8_2: Nhận mã thẻ từ Đầu đọc ra
+ E2PROM: Đọc / ghi vào Flash, vùng lưu số liệu
+ I2C: Chuẩn truyền giữa các IC để
- Phát lệnh và đọc số liệu thời gian từ chip DS1307
- Đọc / Ghi số liệu và EEPROM FM24C256
+ UART_1: Gửi và nhận theo chuẩn truyền thông nối tiếp với PC
Chip PRoX-1 của bộ điều khiển AC200 đã được thiết kế và chế tạo có
cấu trúc phần cứng và chương trình phần nhão đảm bảo cho hệ thống kiểm
Từ đầu
đọc Vào
Từ đầu
đọc Ra
UART-1
MAX485
Rx
Tx
A
B
COUNTER
CLK 8-1
E
Rx8-1
H
CPU
FLASH
RAM
PhÇn MÒm
I2C
PRoX_1
2MHz
Rx8-2
MAX232
Tx
MAX232
Tx
FM24C256 DS1307
E2PROM
+5V
Rơle:
Mở cửa
ĐC/485
LED1 LED2
SW1
55
soát xâm thực hoạt động tin cậy. Hình sau mô tả một số dữ liệu của chip
PROX-1 đã được chế tạo.
Các thông số hệ thống của chip PRoX-1:
Bảng các chân của chip PRoX-1
56
Mô tả các chân của chip PRoX-1
Các khối ngoại vi của Bộ điều khiển AC200-C:
Thiết bị nhớ EEPROM FM24C256:
FM24C256 là thiết bị nhớ 256Kbit được thiết kế theo chuẩn IIC mở
rộng cho phép truy cập bộ nhớ nhiều hơn 16Kbit trên một kênh IIC. Chuẩn
truyền thông này sử dụng 1 đường tín hiệu Clock (SCL) và 1 đường dữ liệu
(SDA) để đồng bộ hoá dữ liệu giữa chip xử lí (PSoC) và EEPROM.
Đặc điểm:
− Điện áp hoạt động rộng: 2.7V – 5.5V
− Tần số xung nhịp 400KHz
− Dòng tiêu thụ thấp.
57
− Có chế độ chống ghi cho dữ liệu
− Nhiệt độ hoạt động -400 - +850C
Chip thời gian thực DS1307:
Chip thời gian thực DS1307 là Chip tiêu thụ công suất thấp, bộ nhớ 56
bytes dữ liệu ghi nhớ thông tin về thời gian như giây, phút, giờ, ngày, thứ,
tháng và năm. Địa chỉ và dữ liệu được truyền qua chuẩn IIC. Chip tự động
điều chỉnh theo tháng ít hơn 31 ngày, điều chỉnh theo năm nhuân…
Đặc điểm:
- Đếm thời gian thực đến năm 2100.
- 56 bytes RAM
- 1 chân tín hiệu ra là xung vuông có thể lập trình được.
- Nhiệt độ hoạt động -400 - +850C
Thiết bị truyền thông MAX232:
Max232 là thiết bị truyền nhận dữ liệu được sử dụng trong các giao
diện truyền thông nối tiếp, đặc biệt là các ứng dụng mà chuẩn điện áp ±12V
không có sẵn.
Đặc điểm của Max232:
- Tiêu thụ công suất thấp.
- Nhiệt độ hoạt động -400 - +850C
- Hỗ trợ hai cổng truyền/nhận trên 1 chip.
Hoạt động của các khối chức năng
Khi có yêu cầu xâm thực, đầu đọc thẻ vào/ra sẽ phát ra tín hiệu mang
mã thẻ tới chip giao tiếp MAX232. Mã thẻ được gửi tới modul truyền thông
Rx8_1(Vào) và Rx8_2(Ra) đã được lập trình trong chíp xử lý PSoC dưới
dạng tín hiệu ngắt, và được lưu vào bộ nhớ RAM của chip PSoC. PSoC kiểm
tra mã thẻ vừa nhận được và so sánh với mã thẻ đã được đăng ký và thời gian
cho phép trong bộ nhớ Flash. Nếu mã thẻ và thời gian đã được đăng ký thì
PSoC gửi yêu cầu đọc dữ liệu tới Chip thời gian thực DS1307 qua chuẩn
truyền thông I2C. Dữ liệu đọc về bao gồm thời gian yêu cầu xâm thực, được
so sánh với thời gian tương ứng với mã thẻ đó được lưu trong Flash để quyết
định xem có cho phép mở cửa hay không.
Nếu được phép mở cửa, bộ điều khiển đưa tín hiệu ra ngoài bật Rơle
chốt cửa, đồng thời đưa ra tín hiệu đèn LED1 thông báo yêu cầu xâm thực là
phù hợp. Sau đó, Bộ điều khiển ghi lại bản ghi thông tin về quá trình xâm
thực vào trong EEPROM FM24C256, bao gồm các thông tin: mã thẻ (tương
ứng với người xâm thực), trạng thái xâm thực (vào/ra), và thời gian xâm thực.
Khi số bản ghi tới giới hạn bộ nhớ EEPROM cho phép, Bộ điều khiển tự động
bật đèn LED2 báo cho người quản lý biết để cập nhật bản ghi.
Mỗi Bộ điều khiển có khả năng quản lý tới 1000 thẻ. Địa chỉ của mỗi
Bộ điều khiển được xác định bằng SW1, như vậy số Bộ điều khiển trong một
hệ thống quản lý xâm thực là 30. Toàn bộ hệ thống quản lý xâm thực được kết
nối mạng RS485 thông qua chip giao tiếp MAX485 và được quản lý bởi một
58
máy tính trung tâm duy nhất. Khoảng cách từ máy tính trung tâm tới mỗi bộ
điều khiển tối đa là 1200m.
Cuối ngày hoặc cuối tuần (khi EEPROM đầy), người quản lý cập nhật
bản ghi thông tin quá trình xâm thực thông qua máy tính PC.
Người quản lý có thể truy nhập vào trong Bộ điều khiển để đăng kí mã
thẻ mới, xoá toàn bộ đăng kí cũ, đọc các thông tin đăng kí trong Flash, hoặc
đọc bản ghi từ trong EEPROM qua mạng RS485.
THIẾT KẾ PHẦN CỨNG
Thiết bị điều khiển của hệ thống đóng mở cửa bằng thẻ không tiếp xúc
sử dụng các khối chức năng của chip PSoC kết hợp với các phần cứng ngoại
vi, được tích hợp trong một mạch điện tử.
Sơ đồ sắp xếp linh kiện:
Sơ đồ bố trí linh kiện AC200-C
59
Sơ đồ mạch in:
Mạch in AC200-C
60
Sơ đồ mạch điện của Bộ điều khiển AC200-C:
13
12
11
10
16
17
18
19
9
8
7
6
20
21
22
23
PSOC
5
4
3
2
24
25
26
27
14 15
1 28
1
2
3
4
8
7
6
5
Fm24256
1
2
3
4
8
7
6
5
DS1307
13
12
11
10
16
17
18
19
9
8
7
6
20
21
22
23
RD1
5
4
3
2
24
25
26
27
14 15
1 28
13
12
11
10
16
17
18
19
9
8
7
6
20
21
22
23
RD2
5
4
3
2
24
25
26
27
14 15
1 28
1
3
5
7
2
4
6
8
SWITCH
1
2
3
4
8
7
6
5
MAX485
Rs1
Rs4
RLed
RLed2
R5
R4
R6
R7
Wire2
Wire1
104
104
RS485
104
R3
R2
Ra
Rơ le
Ra lẫy từ
GND
CN4-RL2
Rơle
CN4-RL1
CN4
+12V
Từ chân 24
của PSoC
PRoX-1
PRoX-1.1
PRoX-1.1
61
THIẾT KẾ PHẦN MỀM CỦA BỘ ĐIỀU KHIỂN AC200-C
Trình thiết kế PSoC của Cypress Micro Systems được viết trên môi
trường Windows trở lên. Trình thiết kế PSoC giúp người sử dụng có thể lựa
chọn một cấu hình phần cứng cho PSoC có các chức năng mong muốn, viết mã
ứng dụng để sử dụng PSoC và gỡ rối ứng dụng. Trình thiết kế cho phép quản lý
cơ sở dữ liệu thiết kế bằng các project. Ngoài việc hỗ trợ Assembler, trình thiết
kế còn hỗ trợ ngôn ngữ bậc cao C, điều này giúp cho khả năng lập trình cho
PSoC với những cấu trúc phức tạp mà với Assembler không thể làm được.
Các modul phần cứng của PSoC được lựa chọn và ghép nối theo nguyên
tắc nhất định nhằm tạo ra một cấu trúc hoạt động theo thiết kế. Việc cấu hình
các thiết bị dựa trên trình soạn thảo thiết bị PSoC.
Lưu đồ thuật toán của bộ điều khiển
Begin
Initial Digital
Blocks
Initial Variables
Working with
PC?
Card
detected?
UART
Interruption
Rx
Interruption
Read Card?
Read All Card from
FLASH
Write Card?
Write Card to
FLASH
Read
Record?
Read Record from
EEFROM
Delete
Card?
Delete All Card
from FLASH
Allowed?
Read
Real Time
Compare
Card
Open Door
Write Record
to EEPROM
Reset Variables
Sơ đồ sắp xếp
các linh kiện
Lưu đồ thuật toán của bộ điều khiển
62
Phần mềm này đã được test trong nhiều lần và được nạp vào trong Flash
của chip PROX-1 tạo nên chip chuyên dụng là đầu não của bộ điều khiển
AC200-C
c. Chương trình quản lý mã thẻ trên PC AC200_SW
Chương trình có thẻ quản lý tối đa 16 bộ điều khiển nối trên mạng RS-485.
Với mỗi bộ điều khiển, chương trình này có các chức năng như sau:
- Đăng ký thẻ
- Đăng ký thông tin cá nhân.
- Xoá các mã thẻ có trong bộ nhớ của bộ điều khiển.
- Gửi các mã thẻ có trong danh sách mà người sử dụng đăng nhập cho bộ
điều khiển.
- Đọc các mã thẻ có trong bộ nhớ của bộ điều khiển, hiển thị tới người sử
dụng.
- Đọc các record trong trong bộ nhớ của bộ điều khiển
- Lập báo cáo
- Hiển thị dữ liệu từ đĩa cứng
- Định nghĩa thời gian làm việc, ngày lễ..
- Bảo mật: nhập, thay đổi mã khoá….
- Sử dụng phông tiếng Anh hoặc tiếng Việt
- Thiết lập đồng hồ hệ thống: đặt lại thời gian cho máy tính, cho bộ điều
khiển…
- Tự lựa chọn cổng truyền thông
Lựa chọn cổng truyền thông
Kết nối chương trình chạy trên máy PC và các bộ điều khiển qua cổng
RS-232 hoặc RS-485. Người sử dụng được phép lựa chọn cổng truyền thông
phù hợp với máy tính đang sử dụng.
Thiết lập đồng hồ hệ thống
Cho phép đặt lại đồng hồ trên máy tính, điều chỉnh thời gian cho các bộ
điều khiển
Sử dụng phông tiếng Anh hoặc tiếng Việt
Người sử dụng có thể lựa chọn để thay đổi phông mà chương trình đang
hiển thị
Đăng ký mã thẻ.
Cho phép người sử dụng có thể đăng ký mã thẻ với các thông tin:
+ Mã thẻ: số thẻ in trên mã thẻ
+ Thời gian truy nhập: thời gian được phép vào/ra
+ Truy nhập ngày trong tuần: các ngày trong tuần được phép vào/ra
Chức năng này cho phép thêm mới, thay đổi hoặc xoá các mã thẻ trong danh
sách và in ấn ra máy in.
Đăng ký thông tin cá nhân
Cho phép đăng ký thông tin cá nhân cho người sử dụng thẻ như họ và tên,
chức vụ, nơi công tác…
63
Người sử dụng có thể thêm , bớt, thay đổi thông tin của từng người dùng
thẻ có trong danh sách. Ngoài ra có thể in ra máy in danh sách người sử dụng
thẻ.
Xoá các mã thẻ có trong bộ nhớ của bộ điều khiển.
Với chức năng cho phép từ máy tính PC ta có thể xóa các mã thẻ cũ lưu
trong bộ nhớ của bộ điều khiển.
Gửi các mã thẻ có trong danh sách đã được đăng ký cho bộ điều khiển
Sau khi đã đăng ký các mã thẻ cần sử dụng. Sử dụng chức năng này để
nạp các mã thẻ cho bộ điều khiển và lưu trong bộ nhớ của nó
Đọc toàn bộ mã thẻ lưu trong bộ nhớ của bộ điều khiển và hiển thị trên
máy tính.
Với chức năng này, cho phép đọc lại toàn bộ các mã thẻ có trong bộ nhớ
của bộ điều khiển, hiển thị tới người sử dụng.
Đọc các records lưu trong bộ điều khiển lên PC
Khi 1 thẻ được sử dụng ra hoặc vào, bộ điều khiển sẽ lưu thông tin của thẻ
trên bộ nhớ.
Các record lưu trong bộ điều khiển có dạng:
Mã thẻ+ giờ: phút+ ngày/ tháng/ năm+ trạng thái vào/ra
Chức năng này sẽ lấy toàn bộ record lưu trong bộ nhớ của bộ điều khiển
lưu trên đĩa cứng của máy tính để lập báo cáo hàng tháng cho người sử dụng thẻ.
Có tối đa là 4095 record lưu trong bộ nhớ của bộ điều khiển.
Lập báo cáo
Lập báo cáo để tạo ra 1 bản thông kê về tình hình thống kê về tình hình
làm việc của 1 người trong 1 tháng so với các thông số đã đăng ký.
9 Có thể sử dụng các chức năng để lựa chọn người sử dụng thẻ, thời gian
để lập báo cáo theo tháng/năm
9 Hiển thị các thông số đã định nghĩa cho các nhân, tổng kết lại số ngày giờ
trong tháng, số lần đi muộn, số thời gian làm ngoài giờ
9 In ra máy in
9 Thay đổi số liệu: nếu thay đổi thì hiển thị chữ “có”, ngược lại chữ
“không”.
Ngày: ngày từ ngày 1 đến cuối tháng
Thứ: của tuần
Giờ giờ vào cổng sớm nhất của ngày
Ra: Giờ ra khỏi cổng muộn nhất của ngày
Vào muộn: Khoảng thời gian vào cổng muộn so với giờ vào làm việc đã định
nghĩa trước của ngày. Nếu vào muộn ít hơn “Khoảng thời gian vào muộn
cho phép” đã định nghĩa ở mục “Tùy chọn” thì không bị tính là đi muộn.
Nếu đi làm đúng giờ thì mục này không có số liệu, ngược lại số liệu ở
đây là khoảng thời gian đi làm muộn.
64
Ngày lễ: Phụ thuộc ở mục “Tuỳ chọn” đã định nghĩa cho ngày lễ, để cộng thêm
ngày hoặc giờ hoặc cả 2 cho ngày lễ vào tổng số giờ làm việc của ngày.
Ngoài ra nếu đi làm vào ngày lễ thì được cộng thêm như 1 ngày làm việc
ngoài giờ.
Thời gian làm việc: Tổng số giờ làm việc của ngày. Đây là giờ ra muộn nhất
trừ đi giờ vào sớm nhất . Nếu thiếu số liệu để tính giờ làm việc thì
chương trình thông báo bằng chữ “Lỗi”. Trong trường hợp này, người
quản lý ph
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- Nghiên cứu ứng dụng và phát triển công nghệ tự động thiết kế để chế tạo các chip thông minh cho đo lường và điều khiển.pdf