bao cao vi xu ly

Đồ án Vi Xử Lý Trường Đại học Cần Thơ

KHẢO SÁT UART CỦA MSP430ỨNG DỤNG GIAO TIẾP MODULE SIM

Nhóm 11, Trần Hữu Danh2

1 GIỚI THIỆU

Ngày nay, với sự phát triển của mạng di động GSM, việc điều khiển các thiết bị từ xa thông qua điện thoại di động ngày càng trở nên phổ biến hơn. Các hệ thống thông minh như: cảnh báo chống trộm, điều khiển tắt/mở thiết bị,…Ứng dụng công nghệ GSM đã trở thành công cụ mạnh mẽ được ứng dụng trong cuộc sống hiện đại.

Đề tài ứng dụng vi điều khiển MSP430 giao tiếp với Module Sim. Được thực hiện dựa vào việc truyền và nhận dữ liệu giữa MSP430 và Module Sim thông qua ứng dụng Uart của MSP430. Với đề tài này nhóm hy vọng sẽ khai thác được các tính năng của dòng vi điều khiển MSP430 và đưa ra được sản phẩm theo yêu cầu.

2 HƯỚNG GIẢI QUYẾT

Khảo sát truyền và nhận dữ liệu bằng Uart của MSP430. Thực hiện giao tiếp giữa Uart của MSP430 với Module Sim908 và hiển thị dữ liệu mà MSP430 nhận được bằng LCD.Sơ đồ khối hệ thống như hình 1:

Hình 1: Sơ đồ khối hệ thống giao tiếp MSP430 và Module Sim.

Chức năng các khối:

- Khối PC: Giao tiếp Uart với MSP430.

- Khối vi điều khiển: sử dụng MSP430G2553, truyền và nhận dữ liệu.

- Khối điều khiển: điều khiển kích hoạt Module Sim, điều khiển nhắn tin và gọi.

1 Phạm Văn Đạt (1101099), Nguyễn Ngọc Hoàng Thạch (1101165), Phan Nhựt Nam (1101139)2 Giảng viên hướng dẫn Trần Hữu Danh, Bộ môn Điện Tử Viễn Thông, Khoa Công Nghệ, ĐH Cần Thơ

1

Mobile Unit

Vi điều khiển

Hiển thị

PCModule Sim

Nguồn kích

Điều khiển


- Khối hiển thị: sử dụng LCD16x2, hiển thị dữ liệu nhận được.

- Khối Module Sim: sử dụng Module Sim908.

- Khối nguồn kích: sử dụng nguồn 2A LM2576 STEP DOWN.

- Khối Mobile Unit:

3 NỘI DUNG ĐỀ TÀI

3.1 Giới thiệu Kit launchpad và MSP430G2553

3.1.1 Giới thiệu MSP430G2553

Kit launchpad đã được tích hợp sẵn bộ giao tiếp Uart nhờ MCU MSP430F1612IPMR và các IC giao tiếp TPD2E001 và TUSB3410VF.

3.1.2 Giới thiệu về vi điều khiển MSP430G2553

MSP430G2553 là vi điều khiển do Texas Instruments sản xuất có kiến trúc kiểu RISC 16 bit, có một số đặc điểm sau:

- Điện thế nguồn từ 1.8V – 3.6V

- Có 5 chế độ tiết kiệm năng lượng

- Có 2 bộ Timer_A 16bit với 3 chế độ Capture/Compare Register

- Tần số dao động lên đến 16MHz

- Có 1 bộ biến đổi AD 10bit

- Tích hợp sẵn bộ so sánh

- Bộ nhớ: 16K flash, 512 Byte RAM

Hình 2: Sơ đồ chân MSP430G2553

2


Hình 3: Sơ đồ cấu tạo của MSP430G2553

3.2 Truyền thông UART:

UART là viết tắt của Universal Asynchronous Receiver/Transmitter, tức là Bộ truyền / nhận dữ liệu không đồng bộ. Giao tiếp Uart kết hợp với chuẩn giao tiếp RS232 để truyền nhận dữ liệu nối tiếp giữa vi điều khiển và máy tính. Phần cứng cơ bản của bộ truyền nhận dữ liệu nối tiếp là cổng COM. Hiện nay cổng COM trên máy tính dần được thay thế bởi cổng USB vì thế việc truyền dữ liệu nối tiếp hiện nay hầu hết là dùng cổng USB. Kit launchpad MSP430G đã tích hợp sẵn cổng giao tiếp USB nên đề án không đi sâu vào việc thiết lập giao tiếp qua cổng COM cổ điển.

3.2.1 Truyền nối tiếp bất đồng bộ:

Truyền nối tiếp bất đồng bộ là phương thức truyền phổ biến hiện nay. Truyền thông nối tiếp bất đồng bộ là phương thức truyền dữ liệu phổ biến hiện nay. Tuy nhiên việc truyền dữ liệu nối tiếp dễ bị mất hoặc sai lệch dữ liệu, vì vậy dữ liệu phải được xử lý trước khi được truyền đi. Việc đóng gói dữ liệu thành các khung truyền đảm bảo việc truyền nhận được đảm bảo sai sót đến mức tối thiểu.

Một khung truyền được mô tả như sau:

Hình 4: Truyền nối tiếp bất đồng bộ

Ở trạng thái chờ thì đường truyền có thường trực mức cao.

3


- Start bit (=0) là bít đầu tiên trong khung truyền, có chức năng báo cho thiết bị nhận chuẩn bị có dữ liệu chuyển đến.

- Data là dữ liệu được gửi đi ngay sau Start bit. Ta có thể quy định số lượng bit của data.

- Parity bit: là bit được thêm vào để kiểm tra dữ liệu sau khi truyền.

- Stop bit : thường là 1 bit hoặc 2 bit, dùng để báo kết thúc một khung truyền.

3.2.2 Tốc độ baud:

Được định nghĩa là số bit truyền trong 1 giây. Tốc độ Baud rất quan trọng, hai bên thiết bị truyền nhận cần phải giống nhau về tốc độ Baud thì việc truyền nhận mới chính xác. Việc tính toán tốc độ Baud sẽ nói rõ ở phần sau.

3.3 Mode UART trong MSP430G2553

Họ MSP430 thường chứa một hoặc nhiều module truyền thông nối tiếp USCI (universal serial communication interface). USCI thường có 2 kênh A và B:

-Asynchronous channel, USCI_A: Truyền nhận dữ liệu nối tiếp bất đồng bộ (UART- universal asynchronous receiver/transmitter)

-Synchronous channel, USCI_B: Truyền dữ liệu đồng bộ SPI và I2C giữa Slave và Mater.

3.3.1 USCI - UART Mode

Ở chế độ UART, modules USCI_Ax kết nối MSP430 với thiết bị bên ngoài qua chân UCAxRXD và UCAxTXD. Chế độ UART được chọn khi bit UCSYNC được xóa.

Mode UART bao gồm:

- 7 hoặc 8 bit data với bit kiểm tra chẵn lẽ hoặc không.

- Thanh ghi truyền và nhận độc lập.

- Bộ đêm truyền và nhận riêng biệt.

- Có thể truyền LSB hoặc MSB đầu tiên.

- Tự động phát hiện tín hiệu bắt đầu khi đang ở chế độ LPMx

- Có thề thiết lập và thay đổi tốc độ Baud.

- Cờ trạng thái phát hiện lỗi

- Cờ trạng thái địa chỉ.

- Sử dụng ngắt trong truyền nhận.

4


Hình 5: module USCI_A0

3.3.2 Thiết lập tốc độ baud

Module USCI_A bao gồm 3 nguồn xung clocks:

- BRCLK là cấp cho module (SMCLK, ACLK, UCA0CLK )

- BITCLK điều khiển tốc độ bit truyền, nhận. BITCLK= fbaud. -BITCLK16: sampling clock ở chế độ oversanpling với tần số

fBITCLK16 =16.fBITCLK.

Thiết lập tốc độ baud:

N = fBRCLK / fBaud

5


3.3.3 Chương trình phục vụ ngắt

- Ngắt truyền:

Cờ ngắt UCAxTXIFG được set khi dữ liệu được nạp vào UCAxTXBUF sẵn sàng truyền. Để xảy ra ngắt thì cờ UCAxTXIE và GIE cần được set. UCAxTXIFG tự động reset nếu ký tự được viết lên UCAxTXBUF.

- Ngắt nhận:

Cờ ngắt UCAxRXIFG được set nếu dữ liệu nhận được nạp vào UCAxRXBUF. Để xảy ra ngắt thì cờ UCAxTXIE và GIE cần được set. UCAxRXIFG tự động reset nếu UCAxRXBUF được đọc.

Hình 6: Môt số thanh ghi thường dùng trong mode UART

3.4 Giới thiệu về sim 908 và tập lệnh AT

3.4.1 Giới thiệu về Sim 908

Module SIM 908 là một mô-đun Quad-Band GSM / GPRS hoàn chỉnh kết hợp công nghệ GPS để dẫn đường vệ tinh.

Module SIM 908 có 2 port nối tiếp: 1 cho module GSM, 1 cho module GPS.

Có bộ tool kit ứng dụng SIM.

Hỗ trợ 4 băng tần: 850, 900,1800, 1900 MHz.

Điều khiển thông qua lệnh AT.

Phạm vi điện áp:

+ GPRS: 3,2 ~ 4,8 V

+ GPS: 3,0 ~ 4.5V

Tích hợp 2 connector anten cho bộ GSM và bộ GPS.

Gửi và nhận SMS thông qua GSM / GPRS.

Tiêu thụ công suất thấp.

Breakout Sim908 hoạt động với mức điện áp từ 3.2V – 4.8V, dòng cung cấp 2A.

6


Hình 7: Sơ đồ chân Sim 908

7


Hình 8: Breakout Sim908

3.4.2 Giới thiệu về tập lệnh AT

Tập lệnh AT (AT – ATtention) còn gọi là tập lệnh Hayes, được phát triển lúc đầu bởi Hayes Communications cho modem Hayes Smartmodem 300 vào năm 1997.

Một cách để gửi lệnh AT đến GSM/GPRS modem là sử dụng một chương trình đầu cuối. Có thể dùng các chương trình như Hyper Terminal, TeraTerm…

Chức năng tập lệnh AT có thể thực hiện với một GSM/GPRS modem hoặc máy điện thoại di động:

- Lấy các thông tin cơ bản về máy điện thoại di động hoặc về GMS/GPRS modem .

- Lấy các thông tin cơ bản về thuê bao.

- Lấy thông tin hiện tại về tình trạng của máy điện thoại hoặc GSM/GPRS modem.

- Thiết lập một kết nối dữ liệu hoặc cuộc gọi tới một modem khác (ATD, ATA).

- Gửi (AT+CMGS, AT+CMSS), đọc (AT+CMGR, AT+CMGL), ghi (AT+CMGW) hoặc xóa (AT+CMGD) tin nhắn SMS và lấy thông báo nếu có tin nhắn SMS vừa nhận (AT+CNMI).

Cú pháp tổng quát của các lệnh AT:

- Quy tắc 1: Tất cả các lệnh phải bắt đầu với “AT” và kết thúc với ký tự về đầu dòng (CR – carriage return)

- Quy tắc 2: Một dòng lệnh có thể bao gồm nhiều hơn một lệnh AT. Chỉ có lệnh đầu tiên bắt đầu với “AT”. Các lệnh còn lại trên dòng sẽ cách nhau bằng dấu chấm phẩy “;”.

- Quy tắc 3: Chuỗi ký tự được để trong dấu nháy kép “”.

- Quy tắc 4: Thông tin phản hồi và mã kết quả (bao gồm mã kết quả cuối cùng và mã kết quả không mong muốn) luôn bắt đầu với một ký tự về đầu dòng và một ký tự xuống dòng.

3.5 Giới thiệu LCD

Dùng LCD 16x2 để hiển thị dữ liệu nhận được.

Hình 9: Màn hình LCD 16x2

* Kết nối chân của LCD 16x2:

8


Chân 1 : VSS là chân nối mass cho LCD

Chân 2 : VDD là chân cấp nguồn cho LCD

Chân 3 : VEE điều chỉnh độ tương phản LCD.

Chân 4 : RS là chân chọn thanh ghi. RS = 0: chọn thanh ghi lệnh, RS = 1: chọn thanh ghi dữ liệu.

Chân 5 : R/W là chân chọn chế độ đọc/ghi.

Chân 6 : E là chân cho phép.

Chân 7 – 14 : D0 – D7 là 8 đường của bus dữ liệu dùng để trao đổi thông tin với MCU.

Chân 15 : Nguồn dương cho đèn nền.

Chân 16 : GND cho đèn nền.

3.6 Thiết kế phần mềm

Lưu đồ giải thuật:

Hình 10: Lưu đồ giải thuật chương trình chính

9

T

F

T

F

Begin

Set DCO 1MHz

Thiết lập USCIA0 chế độ UART

P1IN & BIT7 = 0

P1IN & BIT3 = 0

Call ( )

Sendsms ( )


Hình 11: Lưu đồ giải thuật chương trình ngắt

10

T

F

TF

T

F

CT phục vụ ngắt

Data[dem]=UCARXBUF

dem ++

dem > 1

Data[dem] = “+CMT:”

Clear LCD Clear LCD

Xuất ra LCD “Nội dung tin nhắn”

Xuất ra LCD“RING”

END

Data[dem] = “RING”


4 KẾT QUẢ:

Mạch chạy ổn định, đạt yêu cầu đề tài đề ra:

- Thực hiện nhắn tin và gọi cho một số điện thoại cố định.

- Báo cuộc gọi đến và hiện thị nội dung tin nhắn qua LCD.

CÁM ƠN

Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của thầy Trần Hữu Danh và Bộ môn đã tận tình hướng dẫn và hỗ trợ Kit launchpad để nhóm thực hiện đồ án. Cảm ơn các thành viên trong nhóm đã nhiệt tình tìm hiểu và thực hiện đồ án.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Bài giảng Kỹ Thuật Vi Điều Khiển MSP430F4618, biên soạn Trần Hữu Danh năm 2012

[2] www.alldatasheet.com[3] Data sheet MSP430G2553 www.ti.com[4] Data sheet Module Sim908 http://www.at-sky.com.vn

[5] Và một số tài liệu liên quan

11

http://www.at-sky.com.vn/

http://www.ti.com/

http://www.alldatasheet.com/

Documents

bao cao vi xu ly