Khoa: CNKT Điện tử - Viễn thông Lớp: ĐH Điện tử - K3
Đồ án tốt nghiệp SV: Nguyễn Tâm Phúc
LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình nghiên cứu và thực hiện đồ án em xin gửi lời cảm ơn tới hội
đồng quản trị nhà trường, ban giám hiệu nhà trường cùng toàn thể các thầy cô giáo
trong khoa Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử Viễn Thông đã tạo điều kiện cũng như
đóng góp ý kiến cho đồ án.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Th.S Đặng Văn Hiếu đã hướng dẫn tận tình
và giúp đỡ em thực hiện hoàn thành đồ án trong thời gian qua. Đồng thời em xin gửi
lời cám ơn tới công ty TULA và các anh chị trong công ty đã giúp đỡ cũng như
cung cấp tài liệu trong thời gian hoàn thành đồ án.
Qua đây em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy cô
trong hội đồng bảo vệ đồ án tốt nghiệp để giúp em hoàn thiện hơn đồ án của mình.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, Ngày … tháng … năm …
Sinh viên thực hiện
Khoa: CNKT Điện tử - Viễn thông Lớp: ĐH Điện tử - K3
Đồ án tốt nghiệp SV: Nguyễn Tâm Phúc
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt
Tiếng anh
Tiếng việt
ARM
Advanced RISC Machine
Cấu trúc vi xử lí theo kiểu
RISC
ADC
Analog Digital Converter
Bộ chuyển đổi tương tự
sang số
AHB
Advanced High-performance Bus
Hiệu năng Bus cao
CISC
Complex Instruction Set Computer
Tập lệnh máy tính phức
tạp
CMSIS
Cortex Microcontroller Software
Interface Standard
Chuẩn giao diện phần
mềm vi điều khiển Cortex
CLK
Serial Clock
Xung nhịp
CAN
Controller Area Network
Điều khiển mạng liên
kết khu vực
CPU
Central Processing Unit
Bộ xử lý trung tâm
DRAM
Dynamic Random Access Memory
Bộ nhớ truy cập ngẫu
nhiên động
EEPROM
Electrically Erasable Programmable
Read-Only Memory
Bộ nhớ chỉ đọc có thể xóa
được bằng điện
EPROM
Erasable Programmable Read-Only
Memory
Bộ nhớ chỉ đọc có khả
năng lập trình lại được
FIFO
First In First Out
Vào trước ra trước
GPIO
General Purpose Input/Output
Đầu vào/ra đa mục đích
GPS
Global Positioning System
Hệ thống định vị toàn cầu
IC
Integrated Circuit
Mạch tích hợp
I2C
Inter-Integrated Circuit
Liên kết giữa các vi mạch
I2S
Integrated Interchip Sound
Tích hợp liên chíp âm
thanh
LCD
Liquid Crystal Display
Màn hình tinh thể lỏng
LIN
Local Interconnect Network
Mạng kết nối khu vực
MCU
MicroController Unit
Bộ vi điều khiển
NVIC
Nested Vectored Interrupt Controller
Vector điều khiển ngắt
lồng nhau
OS
Operating System
Hệ thống vận hành
PDA
Personal Digital Assistant
Thiết bị cầm tay
Khoa: CNKT Điện tử - Viễn thông Lớp: ĐH Điện tử - K3
Đồ án tốt nghiệp SV: Nguyễn Tâm Phúc
PC
Personal Computer
Máy tính cá nhân
PDMA
Peripheral Direct Memory Access
Bộ nhớ truy cập ngoại vi
trực tiếp
PLL
Phase Lock Loop
Vòng khóa pha
RISC
Reduced Instructions Set Computer
Tập lệnh máy tính đơn
giản hóa
ROM
Read-Only Memory
Bộ nhớ chỉ đọc
RAM
Random Access Memory
Bộ nhớ truy cập ngẫu
nhiên
RTC
Real Time Clock
Đồng hồ thời gian thực
Rx
Receiver
Bộ nhận dữ liệu
SPI
Serial Peripheral Interface
Giao tiếp ngoại vi nối tiếp
SD Card
Secure Digital Card
Thẻ nhớ dữ liệu số
SRAM
Static Random Access Memory
Bộ nhớ truy cập ngẫu
nhiên tĩnh
SSRAM
Synchronous Static Random Access
Memory
Bộ nhớ truy cập ngẫu
nhiên đồng bộ tĩnh
Tx
Transmiter
Bộ truyền dữ liệu
TPM
Trusted Platform Module
Mô-đun nền tảng đã được
xác thực
USB
Universal Serial Bus
Bus nối tiếp đa năng
UART
Universal Asynchronous
Receiver/Transmitter
Bộ thu/phát không đồng
bộ đa năng
VLSI
Very Large Scale Integrated
Tích hợp với quy mô lớn
Khoa: CNKT Điện tử - Viễn thông Lớp: ĐH Điện tử - K3
Đồ án tốt nghiệp SV: Nguyễn Tâm Phúc
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Chíp vi điều khiển ARM ................................................................................. 3
Hình 1.2: Cấu trúc vi điều khiển ARM ........................................................................... 4
Hình 1.3: Cấu trúc lõi ARM Cortex M0.......................................................................... 5
Hình 1.4: Các phiên bản ARM Cortex – A ..................................................................... 6
Hình 1.5: Các phiên bản ARM Cortex – R ..................................................................... 7
Hình 1.6: Các phiên bản ARM Cortex – M .................................................................... 7
Hình 1.7: Các hãng sản xuất bộ vi xử lý dựa trên thiết kế của ARM ............................. 8
Hình 2.1: Khối điều khiển chức năng của Cortex M0 ................................................... 10
Hình 2.2: Mức độ tiêu thụ điện năng của các dòng chíp MCU-32 Bit ......................... 12
Hình 2.3: Quá trình phát triển của NuMiCro ................................................................ 12
Hình 2.4: Biểu đồ phân loại dòng chip 32-bit lõi ARM Cortex-M0 ............................. 13
Hình 2.5: Tính năng nổi bật có trong các dòng ARM Cortex-M0 ................................ 13
Hình 2.6: Các khối chức năng của dòng NuMicro Mini51 ........................................... 14
Hình 2.7: Tính năng các dòng M051 Base .................................................................... 15
Hình 2.8: Phân chia cấu hình cho dòng NUC100 ......................................................... 15
Hình 2.9: Các khối chức năng của dòng NuMicro Nano100 ........................................ 16
Hình 2.10: Các khối chức năng của dòng NuMiCro NUC130/140 .............................. 17
Hình 2.11: Sự phát triển các dòng chip nhạc của Nuvoton ........................................... 18
Hình 2.12: Mô-đun mô tả các chức năng trong chế độ tiết kiệm năng lượng ............... 20
Hình 2.13: Nguồn dao động .......................................................................................... 21
Hình 2.14: Nguồn xung của timer ................................................................................. 22
Hình 2.15: Sơ đồ khối của Timer .................................................................................. 23
Hình 2.16: Nguồn xung của Watchdog Timer .............................................................. 23
Hình 2.17: Sơ đồ khối của Watchdog Timer ................................................................. 23
Hình 2.18: Nguồn xung vào PWM ................................................................................ 24
Hình 2.19: Sơ đồ khối chức năng PWM ....................................................................... 25
Hình 2.20: Nguồn xung vào khối UART ...................................................................... 25
Hình 2.21: Sơ đồ khối chức năng của UART ................................................................ 26
Hình 2.22: Nguồn xung vào SPI .................................................................................... 26
Hình 2.23: Sơ đồ khối chức năng SPI ........................................................................... 27
Hình 2.25: Sơ đồ khối điều khiển USB2.0 .................................................................... 29
Hình 2.26: Nguồn xung vào khối ADC ......................................................................... 30
Hình 2.27: Sơ đồ khối chức năng ADC ......................................................................... 30
Hình 2.28: Công cụ phát triển của hãng ........................................................................ 31
Hình 2.29: Công cụ phát triển phần mềm...................................................................... 31
Khoa: CNKT Điện tử - Viễn thông Lớp: ĐH Điện tử - K3
Đồ án tốt nghiệp SV: Nguyễn Tâm Phúc
Hình 2.30: Các board dùng cho học tập nghiên cứu ..................................................... 32
Hình 2.31: Các ứng dụng của dòng chíp MCU – 32 bit lõi Cotex M0 ......................... 33
Hình 3.1: Sơ đồ khối của chíp NUC140 ........................................................................ 35
Hình 3.2: Sơ đồ chân của NUC140 ............................................................................... 35
Hình 3.3: Các khối chính của Kit sử dụng NUC140 ..................................................... 44
Hình 3.4: Khối nguồn .................................................................................................... 45
Hình 3.5: Khối vi xử lý .................................................................................................. 46
Hình 3.6: Khối LED đơn ............................................................................................... 46
Hình 3.7: Khối LED RGB ............................................................................................. 47
Hình 3.8: Khối BUZZER .............................................................................................. 47
Hình 3.9: Khối INT và Keyboard .................................................................................. 48
Hình 3.10: Khối Led 7 thanh ......................................................................................... 48
Hình 3.11: Khối RESET Circuit .................................................................................... 49
Hình 3.12: Khối ADC .................................................................................................... 49
Hình 3.13: Khối UART ................................................................................................. 50
Hình 3.14: Khối I2C ...................................................................................................... 51
Hình 3.15: Khối LCD .................................................................................................... 51
Hình 3.16: Khối SD Inteface ......................................................................................... 52
Hình 3.17: Khối CAN và RS485 ................................................................................... 53
Hình 3.18: Khối SPI ...................................................................................................... 53
Hình 3.19: Chế độ Push-Pull output .............................................................................. 54
Hình 3.20: Chế độ Open-Drain output .......................................................................... 54
Hình 3.21: Chế độ Quasi bi-direction............................................................................ 54
Hình 3.22: Khối GPIO ................................................................................................... 55
Hình 3.23: Khối PS2 ...................................................................................................... 55
Hình 3.24: Khối WAU8822 .......................................................................................... 56
Hình 3.25: Khối ICE ...................................................................................................... 56
Hình 3.26: Khối USB Devices ...................................................................................... 57
Hình 3.27: Mặt trước Kit thực hành vi điều khiển ARM Cortex M0 sử dụng NUC140
....................................................................................................................................... 57
Hình 3.28: Mặt sau Kit thực hành vi điều khiển ARM Cortex M0 sử dụng NUC140 . 58
Hình 3.28: Mô phỏng bài 1 ............................................................................................ 59
Hình 3.29: Mô phỏng bài 2 ............................................................................................ 61
Hình 3.30: Mô phỏng bài 3 ............................................................................................ 63
Hình 3.31: Mô phỏng bài 4 ............................................................................................ 64
Hình 3.32: Mô phỏng bài 5 ............................................................................................ 65