Đề tài Thiết kế mạch đo nhịp tim hr sử dụng cảm biến hồng ngoại đặt tại đầu ngón tay

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG BÁO CÁO ĐỒ ÁN 2 Đề tài: THIẾT KẾ MẠCH ĐO NHỊP TIM HR SỬ DỤNG CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI ĐẶT TẠI ĐẦU NGÓN TAY Giảng viên hướng dẫn: TS. Vũ Duy Hải Sinh viên thực hiện: Hoàng Anh Tuấn ĐTVT 07-K55 20102418 Phương Văn Tưởng ĐTVT 03-K55 20102536 Lê Thế Tuấn ĐTVT 01-K55 20104840 Mobile: 0167 902 6585 Email: hoanganhtuanbkhn@gmail.com Hà Nội, 1/2014 Mục Lục Lời mở đầu ........................................................................................................................... 3 Chương 1. Giới thiệu đề tài ................................................................................................... 4 1. Tên đề tài ...................................................................................................................... 4 2. Khái quát chung............................................................................................................. 4 1.2.1Giới thiệu về dòng vi xử lý MSP430 ....................................................................... 4 1.2.2 Các sản phẩm đã có trên thị trường ...................................................................... 5 1.2.3 Các chỉ tiêu kỹ thuật của sản phẩm ....................................................................... 6 Chương II. Phân tích yêu cầu và lập kế hoạch...................................................................... 7 2.1 Phân tích thiết kế mạch ............................................................................................... 7 2.1.1 Sơ đồ phân cấp chức năng của hệ thống.............................................................. 7 2.1.2 Sơ đồ khối của mạch ............................................................................................ 8 2.1.3 Pha hoạt động của mạch ...................................................................................... 9 2.2 Lập kế hoạch ............................................................................................................. 11 2.3 Nhiệm vụ và công việc của các thành viên ................................................................ 13 2.2.1 Hoàng Anh Tuấn ................................................................................................. 13 2.2.2 Phương Văn Tưởng ............................................................................................ 13 2.2.3 Lê Thế Tuấn........................................................................................................ 13 Chương III. Thiết kế từng khối ............................................................................................ 14 3.1 Khối cảm biến ............................................................................................................ 14 3.2 Khối lọc nhiễu tín hiệu. .............................................................................................. 15 3.3 Khối khuyếch đại ....................................................................................................... 16 3.4 Khối vi xử lý ............................................................................................................... 16 3.5 Khối hiển thị ............................................................................................................... 17 3.6 Khối nguồn ................................................................................................................ 18 Chương IV. Triển khai và các kết quả đạt được .................................................................. 19 4.1 Đo và hiệu chỉnh giá trị tín hiệu trên oscilloscope cho khối cảm biến ......................... 19 4.2 Mạch hoàn chỉnh sau khi thực hiện ghép các khối ..................................................... 21 Chương V. Kết luận và hướng phát triển đề tài ................................................................... 22 Tài liệu tham khảo ............................................................................................................... 23 Phụ lục ................................................................................................................................ 24 Lời mở đầu Tim là bộ phận quan trọng trong hệ tuần hoàn của động vật, với chức vụ bơm đều đặn để đẩy máu theo các động mạch và đem dưỡng khí và các chất dinh dưỡng đến toàn bộ cơ thể. Chính vì vậy đo nhịp tim là một trong những điều rất quan trọng của hệ thống tim mạch con người. Nhịp tim nhanh hay chậm là phụ thuộc vào thể trạng, trạng thái của cơ thể. Ví dụ như nhịp tim của một người trưởng thành khi đang ở trạng thái nghỉ bình thường là 72 nhịp mỗi phút (bpm). Vận động viên thường có nhịp đập thấp hơn những người bình thường, những người ít hoạt động hơn. Trẻ em thì lại có nhịp tim nhanh hơn, khoảng 120 bpm, trong khi trẻ em lớn tuổi, hay là trẻ vị thành niên lại có nhịp tim vào khoảng 90 bpm. Khi chúng ta tập thể dục, làm việc nặng nhọc thì nhịp tim sẽ tăng và sẽ trở về mức bình thường khi chúng ta nghỉ ngơi. Nếu như nhịp tim của bạn mà thấp hơn người bình thường thì đó là dấu hiệu của tình trạng được gọi là nhịp tim chậm và ngược lại. Từ thời xa xưa, việc đo nhịp tim đã trở nên vô cùng quan trọng nhưng có điều nó rất kém chính xác và thủ công bằng cách là bắt mạch ở cổ tay Cách này chỉ mang tính ước lượng, theo kinh nghiệm là chủ yếu và dễ có sai sót. Nhưng ngày nay, với sự phát triển của công nghệ thì các máy đo nhịp tim ra đời, rất gọn nhẹ và tiện dụng. Ví dụ: máy đo điện tim (ECG) là một thiết bị hết sức thông dụng tại các cơ sở y tế, cho kết quả rất chính xác, và còn rất nhiều máy đo thông dụng trên thị trường như: Máy đo nồng độ Oxy trong máu và nhịp tim Maxcare, máy đo đeo tay Nymi của công ty Byonim Nhưng với giá thành không hề rẻ chút nào, vào khoảng 2 triệu đồng cho 1 sản phẩm, thì đây không phải ai cũng có thể sở hữu nó được, nhất là đối với những bạn sinh viên và những người có thu nhập thấp. Chính vì vậy nhóm em đã lựa chọn đề tài: với hi vọng sẽ thiết kế được một thiết bị có khả năng đưa ra kết quả chính xác, gọn nhẹ, dễ dàng sử dụng, chi phí thấp nhất có thể để hướng tới tất cả người dùng. Chương 1. Giới thiệu đề tài 1. Tên đề tài Đề tài: Thiết kế mạch đo nhịp tim sử dụng cảm biến hồng ngoại đặt tại đầu ngón tay hiển thị trên màn hình LCD. Yêu cầu sử dụng dòng vi điều khiển MSP430 của hãng IT. Phân tích đề tài: Mục đích của project là thiết kế máy đo nhịp tim nhỏ gọn với mức tiêu hao năng lượng thấp nhưng có độ chính xác cao. Hơn nữa, phải dễ dàng sử dụng, mang theo người và có chi phí sản xuất thấp nhất. Máy đo sử dụng Led và photo- sensor để phát hiện sự thay đổi lượng máu tại đầu ngón tay. 2. Khái quát chung 1.2.1Giới thiệu về dòng vi xử lý MSP430 MSP430 là một sự kết hợp chặt chẽ của một CPU RISC 16 bit, những khối ngoại vi, và hệ thống xung linh hoạt. MSP430 đã đưa ra được những giải pháp tốt cho những nhu cầu ứng dụng với nhiều phiên bản khác nhau. MSP430 có một số phiên bản như: MSP430x1xx, MSP430x2xx, MSP430x3xx, MSP430x4xx, MSP430x5xx. Dưới đây là một số đặc tính của họ vi xử lý MSP430:  Kiến trúc nguồn điện cực thấp để mở rộng tuổi thọ của Pin. - 1uA duy trì RAM - 0.8 uA chế độ xung thời gian thực - 250 uA/MIPS tích cực  Xử lý tín hiệu tương tự với hiệu xuất cao - 12-bit hoặc 10-bit ADC – 200Kbps, cảm biến nhiệt, V(Ref). - 12-bit kép ADC.  16 bit RISC CPU cho phép được nhiều ứng dụng, thể hiện một phần ở khích thước code lập trình. - Thanh ghi lớn nên loại trừ được những trường hợp tắc nghẽn tập tin khi đang làm việc. - Thiết kế nhỏ gọn làm giảm lượng tiêu thụ điện và giảm giá thành. - Tối ưu hóa cho những chương trình ngôn ngữ bậc cao như C, C++ - Có 7 chế độ địa chỉ thanh ghi - Khả năng ngắt theo véc tơ lớn  Trong lập trình cho bộ nhớ Flash cho phép thay đổi code một cách linh hoạt, phạm vi rộng, bộ nhớ flash còn có thể lưu lại được nhật ký dữ liệu. 1.2.2 Các sản phẩm đã có trên thị trường Hiện nay trong khuôn khổ các project nhỏ được sử dụng trong các môn học về Vi xử lý, đã có rất nhiều các sản phẩm tương tự dùng các dòng vi xử lý khác như PIC, 8051, Tất cả đều thành công với các độ chính xác trong giới hạn cho phép của thiết bị. Tuy nhiên với việc sử dụng Vi điều khiển MSP430, chúng em hy vọng sẽ tạo ra một mạch đo nhịp tim có độ chính các vượt trội. 1.2.3 Các chỉ tiêu kỹ thuật của sản phẩm  Yêu cầu chức năng của mạch  Đo nhịp tim.  Hiển thị ra kết quả trên LCD và từ đó đưa ra lời kết luận cho người sử dụng.  Yêu cầu phi chức năng của mạch  Kết quả đo khá chính xác, với độ lệch + - 1 nhịp.  Gọn nhẹ, thân thiện với người dùng, dễ dàng sử dụng.  Tiêu thụ ít điện năng nhờ sử dụng chip MSP430 của TI.  Có thể sử dụng được 2 nguồn điện: Nguồn pin. Nguồn từ bên ngoài.  Có nhiều chế độ đo cho người dùng lựa chọn.  Giá thành thấp (khoảng 350.000 đồng ).  Có thể đo được với tất cả các ngón tay.  Các tiêu chí, thông số kỹ thuật của mach cần đạt được - Đối tượng sử dụng: Tất cả mọi người đều có thể sử dụng. - Tiêu thụ điện năng, công suất: Sử dụng nguồn pin hoặc nguồn bên ngoài 5V. - Môi trường hoạt động. Thiết bị sẽ hoạt động được trong môi trường có dải nhiệt từ -30º C to 80º C. - Độ chính xác: Sai lệch tối đa 1 nhịp trên một lần đo. - Chi phí cho sản phẩm: Tiền linh kiện: 200.000 -300.000 vnd Thời gian: 8 tuần. - Tính lâu bền của sản phẩm: Từ 2-3 năm. - Đóng gói sản phẩm: Gọn, nhẹ, đóng gói hoàn toàn, có hướng dẫn sử dụng. Chương II. Phân tích yêu cầu và lập kế hoạch 2.1 Phân tích thiết kế mạch 2.1.1 Sơ đồ phân cấp chức năng của hệ thống Chức năng chính của mạch là đo nhịp tim, nhưng ở đây người dùng có thể chọn 1 trong 2 chế độ đo:  Chế độ 1 là đo nhanh: Ở chế độ này, người dùng đặt ngón tay bất kỳ lên sensor sau một khoảng thời gian lấy mẫu xác định thì máy sẽ đếm nhịp tim và hiện thị trên khối hiển thị.  Chế độ 2 là chế độ đo nâng cao: Về bản chất ở chế độ này cũng vẫn chỉ là đo và hiện thị nhưng nó tiện ích hơn ở chế độ 1 đó là sau khi đo xong nó sẽ đưa ra kết quả và kết luận về nhịp tim của Máy đo nhịp tim Lựa chọn chế độ đo Đo nhanh Đo nâng cao Đo theo độ tuổi người lón trẻ nhỏ người già Đo theo trạng thái người dùng người bình thường sau khi hoạt động mạnh Nhận xét kết quả đo người dùng ra màn hình hiển thị bằng việc so sánh các giá trị chuẩn đối với lứa tuổi và thể trạng mà khoa học đã chứng minh. Ví dụ: như nếu một người trưởng thành, đang ở trạng thái nghỉ khi đo cho kết quả khoảng 50 nhịp đập/ 1 phút, khi so sánh với chuẩn là 72 nhịp đập/ 1 phút đối với người bình thường thì mức chênh lệch so với chuẩn lớn so với mức cho phép nên thiết bị sẽ kết luận là nhịp tim chậm, và đưa lời gợi ý tới bác sĩ cũng như lời khuyên cho người đo. Để tăng tính đa năng của sản phẩm cũng như không lãng phí tài nguyên khi sử dụng chip msp430 của TI, thì chúng em sẽ có thêm một chức năng phụ thêm vào hệ thống đó là phần hiển thị thời gian thực, hẹn giờ, báo thức Sản phẩm không chỉ là một thiết bị đo nhịp tim mà còn là một chiếc đồng hồ gọn nhẹ và tiện dụng, rất phù hợp với các vận động viên. 2.1.2 Sơ đồ khối của mạch Cấu tạo mạch gồm 5 khối chính:  Optical transmitter and receiving circuit. Sử dụng một LED hồng ngoại và một photodiode sensor  Low pass filter and amplifier: Gồm các mạch lọc thông thấp, và các tầng khuếch đại tín hiệu.  Key pad: Bao gồm các phím ấn dùng để giao tiếp với người dùng  MCU: Một con vi điều khiển kết nối với các khối trong mạch có chức năng đếm và xử lý tín hiệu. Đây là khối quan trọng nhất của mạch.  Display: Khối này được thiết kế gồm: một LCD hoặc các led 7 thanh, ngoài ra còn 1 led nháy và 1 còi báo(buzzer). Ngoài ra, nhóm chúng em cũng thiết kế khối nguồn cho mạch, với mục tiêu đảm bảo nguồn ổn định cho mạch hoạt động bình thường. 2.1.3 Pha hoạt động của mạch  Bước 1. Lấy tín hiệu từ Sensor (chi tiết được thiết kế ở khối cảm biến).  Bước 2: Lọc tín hiệu Đây là một trong những bước rất quan trọng vì tín hiệu đầu ra của photodiode bị nhiễu không chỉ bởi có ánh sáng đi từ LED mà còn có các ánh sáng khác từ bên ngoài đi tới sensor, và làm tín hiệu bị biến dạng. Nếu chúng ta không lọc tín hiệu thì kết quả đếm sẽ rất dễ bị sai. Ví dụ như đây là tín hiệu ở đầu ra của sensor: Hình 2.2.3 Tín hiệu đầu ra của photo-sensor Sau khi nó đi qua bộ lọc thông thấp và kết quả của sẽ là: Hình 2.2.4 Tín hiệu đầu ra sau khi đi qua bộ lọc thông thấp  Bước 3: Số hóa tín hiệu Vì sử dụng vi xử lý để đếm tín hiệu nên tín hiệu phải được số hóa. Sau khi tín hiệu được lọc ở bước 2 nó sẽ đi qua mạch so sánh để đưa tín hiệu về dạng xung clock như hình bên dưới: Hình 2.3.5 Tín hiệu đầu ra sau khi đi qua bộ so sánh.  Bước 4: Đếm nhịp đập (Micro – controller) Sau khi tín hiệu được số hóa thì nó đưa vào một chân của Vi Điều Khiển để đếm. Thời gian giữa 2 đỉnh của xung sẽ được đo bởi Vi Điều Khiển vì vậy nhịp tim sẽ được đo trong khoảng thời gian ngắn mà không phải đặt tay đến 1 phút.  Bước 5: Hiển thị kết quả Sau khi vi xử lý thực hiện xong quá trình đếm thì kết quả cuối cùng sẽ được hiển thị trên khối hiển thị, đối với mạch của chúng em sẽ gắn thêm 1 led và 1 còi báo, cứ mỗi lần có tín hiệu vào thì đèn sẽ nháy sáng và còi sẽ báo. 2.2 Lập kế hoạch BẢNG 2.1. KẾ HOẠCH THỰC HIỆN Mục Công việc Mô tả Thời gian Người thực hiện 1 Tìm hiểu đề tài -Tìm hiểu về dòng vi xử lý MSP430 -Tìm hiểu về công cụ phần mềm hỗ trợ: + Code Composer Studio 5.5.0 + Altium + Proteus 2 tuần Mỗi thành viên trong nhóm 2 Phân tích yêu cầu - Phân tích chức năng, yêu cầu của mạch và lựa chọn phương án giải quyết 1 tuần Cả nhóm 3 Tìm hiểu các khối chức năng - Tìm hiểu và xây dững các khối chức năng của mạch. 2 tuần Hoàng Tuấn Tưởng 4 Triển khai mạch Cắm link kiện lên board và kiểm tra chức năng từng khối 2 ngày Thế Tuấn 5 Ghép nối các khối và Ghép nối các khối thành mạch hoàn chỉnh và vẽ mạch in cho 3 ngày Hoàng Tuấn lập trình cho vi điều khiển toàn mạch Tưởng 6 Hàn mạch Hàn chân linh kiện lên mạch in và cấp nguồn để test mạch đồng thời xử lí lỗi nếu có. 2 ngày Thế Tuấn 7 Báo cáo sản phẩm Viết báo cáo và bảo vệ Đồ án trước thầy 1 ngày Cả nhóm 2.3 Nhiệm vụ và công việc của các thành viên 2.2.1 Hoàng Anh Tuấn Tìm hiểu và học dòng vi xử lý MSP430 của hãng IT Ứng dụng mạch tương tự vào xử lí tín hiêu đầu vào chip Tìm hiểu về LCD Tham gia viết code cho Project: Code cho phần xử lý nút bấm 2.2.2 Phương Văn Tưởng Tìm hiểu và học dòng vi xử lý MSP430 của hãng IT Ứng dụng mạch tương tự vào xử lí tín hiêu đầu vào chip Tìm hiểu về LCD Tham gia viết code cho Project: Code cho phần đếm sườn tín hiệu vào sử dụng ADC trong MSP430 2.2.3 Lê Thế Tuấn Học cách sử dụng phần mềm vẽ mạch Altium Thiết kế mạch in cho Project Tìm hiểu cảm biến TRT5000 Chương III. Thiết kế từng khối 3.1 Khối cảm biến Đây là khối vô cùng quan trọng bởi chức năng là thu nhận tín hiệu ánh sáng và chuyển đổi thành tín hiệu điện áp cho các khối xử lý tương tự tiếp theo. Cảm biến chúng em sử dụng ở đây là con RPR-359F.Đây là bộ cảm biến quang phản xạ, cực Emiter của photodiode được làm bằng hợp chất bán dẫn GaAs do vậy đây là bộ cảm biến có độ nhạy rất cao. Hơn nữa nó được được bao kín bằng hợp chấtt nhựa plastic có khả năng lọc ánh sáng nhiễu từ bên ngoài. Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý khối Sensor Trong khối này được kết nối với một chân của vi điều khiển RA3 dùng để điều khiển hoạt động của cảm biến thông qua Transistor QB1. Tín hiệu ra tại chân số 4 của led thu hồng ngoại như hình vẽ.  Chức năng của khối cảm biến : phát hiện nhịp đập của tim.  Nguyên lý hoạt động: Hình 3.2 Vị trí của ngón tay trong mạch phát hiện nhịp đập Đầu tiên Optical Signal Transmitter (LED) sẽ phát ra ánh sáng xuyên qua ngón tay và đi tới Optical Signal Receiver (sensor). Nhịp đập của tim được phát hiện thông qua sự thay đổi của lưu lượng máu ở đầu ngón tay, mỗi nhịp đập thì lưu lượng máu từ tim sẽ được bơm khắp toàn bộ cơ thể khiến cho mật độ máu tại các đầu ngón tay sẽ tăng lên và sẽ gây ra sự sụt giảm mạnh cường độ ánh sáng đi tới sensor từ LED. Sensor sẽ nhận được cường độ tín hiệu ánh sáng thay đổi tuần hoàn theo từng mỗi nhịp đập của tim. Vì sensor có nhiệm vụ chuyển tín hiệu ánh sáng sang tín hiệu điện nên tại đầu ra của photo-sensor, điện áp sẽ bị thay đổi theo cường độ ánh sáng. Giá trị điện áp ở đầu ra sensor sẽ trong khoảng 0-10 mV. Giá trị điện áp này sẽ tiếp tục được xử lý tại khối lọc và khuếch đại. 3.2 Khối lọc nhiễu tín hiệu. Vì tín hiệu bị nhiễu rất nhiều do các ánh sánh bên ngoài tác động vào con cảm biến nên cần lọc nhiễu cho tín hiệu ra ở sensor, như vậy khi đo kết quả sẽ chính xác hơn Vì nhịp tim của con người dao động ở mức 60-12o nên tần số dao động ở mức 1-2hz nên sử dụng mạch lọc thông thấp để lọc nhiễu tín hiệu với tần số cắt là: ܨܿ = ଵ ଶ∗గ √ୖେ 3.3 Khối khuyếch đại Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý khối khuếch đại Đây là khối khuếch đại kèm theo bộ lọc tín hiệu một chiều:  Khối khếch đại gồm hai IC ghép nối tiếp nhau, mỗi IC có hệ số khuếch đại 101 lần. Do vậy tổng hệ số khuếch đại của cả khối là xấp xỉ 10000 lần.  Mạch sử dụng bộ lọc tín hiệu 1 chiều (R4,C2) có tác dụng khử thành phần 1 chiều trước khi đưa vào tầng khuếch đại. IC khuếch đại chúng em sử dụng là con LM358 có một số đặc tính thông số như sau: - Là IC có 8 chân - Hoạt động trong dải tần rộng. - Dải điện áp từ 3V-32V(nguồn đơn) và từ ±5 V to ±1.6 V(nguồn đôi). - Nhiệt độ hoạt động của IC là từ 0°C to 70°C. 3.4 Khối vi xử lý Khối vi xử lí được kết nối với các khối khác và hoạt động theo code lập trình.Sau đây là lưu đồ thuật toán: Hình 3.3 Lưu đồ thuật toán của khối vi xử lí 3.5 Khối hiển thị Khối hiển thị sử dụng màn hình LCD 16x2, với chức năng hiển thị kết quả đo nhịp tim mà vi điều khiển tính toán lên cho người dùng xem. 3.6 Khối nguồn Đây là khối nguồn được thiết kế từ cổng USB chuẩn mức điện áp 5V qua IC LM1117 để tạo ra nguồn Vcc = 3.5V cung cấp cho mạch. Chương IV. Triển khai và các kết quả đạt được Sau khi thiết kế chi tiết từng khối cho mạch, chúng em bắt đầu đo xác định giá trị tín hiệu đồng thời hiệu chỉnh kịp thời để các khối thực hiện đúng chức năng đã đề ra. 4.1 Đo và hiệu chỉnh giá trị tín hiệu trên oscilloscope cho khối cảm biến Tín hiệu điện áp thu được từ sensor được lọc nhiễu và khuếch đại lên ta được điện tâm đồ hiển thị trên oscilloscope: Hình 4.1 Điện tâm đồ được đo bằng sensor Giá trị tín hiệu đo được tại đầu ra của khối sensor: Tín hiệu Giá trị Usensor(max) 0.016V Usensor(min) 0.012V  Độ biến thiên điện áp đầu ra sensor là 4 mV là rất nhỏ do vậy ta phải khuếch đại lên và khử tín hiệu một chiều đồng thời khử nhiễu bằng các bộ lọc thông thấp. 4.2 Mạch hoàn chỉnh sau khi thực hiện ghép các khối Chương V. Kết luận và hướng phát triển đề tài Đây thực sự là một đề tài hay và đầy ý nghĩa. Nó mang lại cho chúng em một trải nghiệm vô cùng lý thú. Qua môn học project 2, giúp chúng em không chỉ vận dụng kiến thức học được từ nhà trường vào thực nghiệm mà còn rèn luyện các kĩ năng cần thiết khác trong học tập và xa hơn là trong công việc sau này. Kết quả đạt được này không chỉ nhờ sự đoàn kết tương trợ giữa các thành viên trong nhóm mà còn phải nhắc đến sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy Vũ Duy Hải. Đây là Project thứ 2 chúng em làm, cũng như project 1 một phần quan trọng sau mỗi môn học thực hành này chúng em phải đúc kết ra những bài học quý báu đồng thời đề ra được hướng phát triển cho đề tài. Trong đề tài này, chúng em muốn xử lý thêm phần âm thanh để đưa ra những lời khuyên về sức khỏe sau mỗi lần đo dựa trên kết quả đo được. Cuối cùng, dù đã cố gắng nhưng không tránh khỏi những sai sót, chúng em mong nhận được những lời đánh giá và nhận xét quý báu từ thầy để chúng em tiến bộ hơn nữa. Tài liệu tham khảo [1] Website: [2] S. Edwards., “Heart rate Monitor Book”, Leisure systems international, Dec. 1993. [3] Web site: [4] Dr. Joseph Picone., “Design of A Heart Monitor”, Department of Electrical and Computer Engineering. Mississippi State University. [5] ECG Library, Phụ lục /* * Code cho hàm main.c * * Created on: Oct 24, 2013 * Author : Nhóm 3-TS.Vũ Duy Hải * university: Hanoi University OF Science And Technology. * Class : Electronic telecommunications. * Course : 55 */ #include "main.h" #include "var.h" void main(void) { WDTCTL = WDTPW | WDTHOLD; // Stop watchdog timer uint8_t str[16],k; LCD_Init(); sprintf(str,"PUT YOUR FINGER"); LCD_Puts(str); //_delay_cycles(150); LCD_Gotoxy(0,1); sprintf(str,"ON THE SENSOR:"); LCD_Puts(str); _delay_cycles(1500001); //ADC ADC10CTL0 = SREF_1 + ADC10SHT_2 + REFON + REF2_5V + ADC10ON + ADC10IE; ADC10CTL1 = INCH_1; // input A1 ADC10AE0 |= 0x02; // PA.1 ADC option select P2DIR |=(BIT3+BIT4+BIT5); P1IE |=(BIT6+BIT7); P1IES |=(BIT6+BIT7);//high -> low is selected with IES.x =1. P1REN |=(BIT6+BIT7); while(1) { _BIS_SR(GIE +LPM0_bits);//turn on the interuff and set up the save power mode LPMO; } } #pragma vector =PORT1_VECTOR __interrupt void P1_interrupt(void) { uint8_t str[16]; uint8_t k=0; if ((P1IN&BIT7)!=BIT7) { P1IES ^=BIT7; //P2OUT ^= BIT3; LCD_Clear(); sprintf (str,"PLEASE WAIT:"); LCD_Puts(str); LCD_Gotoxy(0,1); ADC10CTL0 |= ENC + ADC10SC; // Sampling and conversion start __bis_SR_register(CPUOFF + GIE); // LPM0, ADC10_ISR will force exit if (ADC10MEM > 0x377) // ADC10MEM = A1 > 0.2V? { P2OUT ^= BIT5; // Clear P1.0 LED off k++; } else P2OUT |= BIT5; // Set P1.0 LED on P1IFG &=~BIT7; } else if((P1IN&BIT6) !=BIT6) { LCD_Clear(); P1IES ^=BIT6; sprintf(str,"PUT YOUR FINGER"); LCD_Puts(str); LCD_Gotoxy(0,1); sprintf(str,"ON THE SENSOR:"); LCD_Puts(str); _delay_cycles(1500001); P1IFG &=~BIT6; } return; } // ADC10 interrupt service routine #pragma vector=ADC10_VECTOR __interrupt void ADC10_ISR (void) { __bic_SR_register_on_exit(CPUOFF); // Clear CPUOFF bit from 0(SR) } /* * Code cho thư viện lcd16x2.c * * Created on: Oct 24, 2013 * Author : Nhóm 3-TS.Vũ Duy Hải * university: Ha noi University OF Science And Technology. * Class : Electronic telecommunications. * Course : 55 * * * MSP430F2011 LCD_Module P1_0 D4 P1_1 D5 P1_2 D6 P1_3 D7 P1_4 RS P1_5 RW P1_6 EN **************************************************************/ #include"lcd16x2.h" /*************************************************************** * Noi dung : Gui tin hieu Enable toi LCD * Tham Bien : Khong * Tra ve : Khong **************************************************************/ void LCD_Enable(void) { //LCD_EN=1; P1OUT = (P1OUT | 0x20); //P1OUT = BIT5; //delay_us(3); _delay_cycles(3); //LCD_EN=0; P1OUT = (P1OUT & 0xDF); //delay_us(50); _delay_cycles(50); } /*************************************************************** * Noi dung : Gui 4 bt du lieu toi LCD * Tham Bien : Data: 4 bit thap cua Data chua 4 bit du lieu can gui * Tra ve : Khong **************************************************************/ void LCD_Send4Bit( uint8_t Data) { P1OUT = (( P1OUT | 0x0F) & (0xF0 | Data));//4 BIT THAP } /******************************************************************************* Noi Dung : Gui 1 byte du lieu den LCD. Tham Bien : command: byte du lieu can gui. Tra Ve : Khong. ********************************************************************************/ void LCD_SendCommand (uint8_t command ) { LCD_Send4Bit ( command >>4 ); /* Send 4 high bit */ LCD_Enable () ; LCD_Send4Bit ( command ); /* Send 4 low bit*/ LCD_Enable () ; } /******************************************************************************* Noi Dung : Khoi tao LCD. Tham Bien : Khong. Tra Ve : Khong. ********************************************************************************/ void LCD_Init ( void ) { P1DIR = 0x3F; LCD_Send4Bit(0x00); //delay_ms(20); _delay_cycles(40000); //LCD_RS=0; P1OUT=(P1OUT & 0xEF); //LCD_RW=0; P1OUT=(P1OUT & 0xDF); LCD_Send4Bit(0x03); LCD_Enable(); //delay_ms(5); _delay_cycles(10000); LCD_Enable(); //delay_us(100); _delay_cycles(100); LCD_Enable(); LCD_Send4Bit(0x02); LCD_Enable(); LCD_SendCommand( 0x28 ); // giao thuc 4 bit, hien thi 2 hang, ki tu 5x8 LCD_SendCommand( 0x0c); // cho phep hien thi man hinh LCD_SendCommand( 0x06 ); // tang ID, khong dich khung hinh LCD_Clear(); // xoa toan bo khung hinh } /******************************************************************************* Noi Dung : Thiet lap vi tri con tro LCD. Tham Bien : x: vi tri cot cua con tro. x = 0 - 15. y: vi tri hang cua con tro. y= 0,1. Tra Ve : Khong. ********************************************************************************/ void LCD_Gotoxy(uint8_t x, uint8_t y) { uint8_t address; if(!y) address = (0x80+x); else address = (0xC0+x); //delay_ms(1); _delay_cycles(2000); LCD_SendCommand(address); //delay_ms(5); _delay_cycles(10000); } /******************************************************************************* Noi Dung : Xoa noi dung hien thi tren LCD. Tham Bien : Khong. Tra Ve : Khong. ********************************************************************************/ void LCD_Clear(void) { LCD_SendCommand(0x01); //delay_ms(5); _delay_cycles(10000); } /******************************************************************************* Noi Dung : Viet 1 ki tu len LCD. Tham Bien : Khong. Tra Ve : Khong. ********************************************************************************/ void LCD_PutChar ( uint8_t Data ) { //LCD_RS=1; P1OUT=(P1OUT | 0x10); LCD_SendCommand( Data ); //LCD_RS=0; P1OUT=(P1OUT & 0xEF); } /******************************************************************************* Noi Dung : Viet 1 chuoi ki tu len LCD. Tham Bien : Khong. Tra Ve : Khong. ********************************************************************************/ void LCD_Puts (uint8_t *s) { while (*s) { LCD_PutChar(*s); s++; } } /****************************END FILE********************************************/