Trong buổi báo cáo đồ án học kỳ I của lớp C2505E – FPT Jetking, nhóm sinh viên gồm Đào Xuân Đức, Nguyễn Tùng Lâm, Nguyễn Thành Đạt và Nguyễn Văn Bảo đã gây ấn tượng mạnh với dự án “Oscilloscope STM32”, một sản phẩm kết hợp giữa kỹ thuật điện tử và lập trình nhúng, mang đến giải pháp máy hiện sóng kỹ thuật số hai kênh có hiệu năng ổn định, chi phí thấp, phù hợp cho học tập, nghiên cứu và các ứng dụng điện tử cơ bản.
Giải pháp thiết thực từ nhu cầu thực tế
Xuất phát từ thực tế rằng các máy hiện sóng thương mại trên thị trường thường có giá thành cao, gây khó khăn cho sinh viên và người học điện tử khi cần công cụ thực hành đo tín hiệu, nhóm đã quyết định tạo ra một phiên bản “Oscilloscope STM32” – thiết bị thay thế kinh tế, linh hoạt và dễ sử dụng. Dự án tận dụng sức mạnh của vi điều khiển STM32F411CEU6 để xử lý tín hiệu thời gian thực, hiển thị dạng sóng và các thông số đo trực tiếp trên màn hình LCD, giúp người dùng dễ dàng phân tích tín hiệu mà không cần đầu tư vào thiết bị chuyên dụng đắt tiền.
Tư duy kỹ thuật và tinh thần sáng tạo
Trong quá trình thực hiện, nhóm sinh viên đã vận dụng kiến thức chuyên sâu về ADC, DMA, Timer, SPI cùng thư viện STM32 HAL, kết hợp kỹ năng lập trình và thiết kế mạch để xây dựng một hệ thống đo tín hiệu đầy đủ chức năng, trực quan và có tính ứng dụng cao. Hệ thống hỗ trợ hai kênh đo độc lập, hiển thị dạng sóng thời gian thực, đo biên độ, tần số và chu kỳ tín hiệu, đồng thời cho phép trigger theo sườn lên hoặc sườn xuống giúp hình ảnh hiển thị ổn định.
Thiết bị còn cho phép điều chỉnh linh hoạt thang đo thời gian (Time/Div) và điện áp (Volt/Div), tích hợp con trỏ đo điện áp, hiển thị giá trị biên độ, tần số, FPS và thông tin trigger trực tiếp trên màn hình. Với giao diện thân thiện, điều khiển bằng hai encoder và ba nút bấm, sản phẩm mang lại trải nghiệm tương tác trực quan. Màn hình LCD ILI9341 độ phân giải 320×240 pixels hiển thị dạng sóng của hai kênh riêng biệt với mã màu vàng và cyan, giúp người dùng dễ dàng quan sát và phân tích.
Công nghệ và hiệu năng ấn tượng
Về mặt kỹ thuật, hệ thống sử dụng vi điều khiển STM32F411CEU6 (ARM Cortex-M4, 100MHz) làm trung tâm xử lý, dữ liệu được lấy mẫu thông qua ADC 12-bit, truyền bằng DMA để đảm bảo tốc độ cao. Các Timer và DWT Counter hỗ trợ đo chu kỳ và tần số chính xác, trong khi giao tiếp hiển thị sử dụng SPI tốc độ cao cho màn hình LCD. Đặc biệt, nhóm áp dụng thuật toán Dirty Pixel Update giúp chỉ vẽ lại những điểm thay đổi trên màn hình, nhờ đó tăng tốc độ hiển thị và loại bỏ hiện tượng nhấp nháy – yếu tố thường gặp ở các hệ thống đồ họa nhúng.
Phần mềm được xây dựng theo kiến trúc hướng sự kiện (Event-driven), nơi các ngắt DMA, Timer và GPIO phản hồi tức thì khi có dữ liệu mới, còn vòng lặp chính chịu trách nhiệm cập nhật giao diện và hiển thị tín hiệu. Cách tổ chức này giúp hệ thống vừa đảm bảo tính real-time, vừa tối ưu hiệu năng và tăng tính ổn định trong quá trình hoạt động.
Kết quả thử nghiệm cho thấy “Oscilloscope STM32” hoạt động ổn định, đo chính xác tín hiệu thu từ mạch tạo xung XR2206 trong dải tần từ 20Hz đến 1MHz. Các chức năng trigger, điều chỉnh thang đo và hiển thị thông số đều vận hành chính xác, giao diện mượt mà với tốc độ khung hình cao. Mặc dù vẫn còn một số hạn chế như băng thông đo chỉ khoảng 1MHz và chưa hỗ trợ lưu dữ liệu, nhóm đã đề xuất hướng phát triển tương lai gồm phân tích phổ tần số FFT, lưu waveform, và kết nối máy tính qua USB/UART để mở rộng khả năng ứng dụng.
Minh chứng cho năng lực sinh viên FPT Jetking
Dự án “Oscilloscope STM32” là kết quả của tinh thần tự học, tư duy sáng tạo và khả năng làm chủ công nghệ nhúng của sinh viên FPT Jetking. Thông qua việc tự tay thiết kế, lập trình và kiểm thử, nhóm đã chứng minh rằng sinh viên hoàn toàn có thể biến ý tưởng thành sản phẩm hữu ích mang tính ứng dụng cao.
Buổi báo cáo đồ án diễn ra trong không khí chuyên nghiệp và sáng tạo, nơi các thành viên không chỉ trình bày kết quả mà còn chia sẻ hành trình vượt qua thử thách, tìm tòi giải pháp và niềm tự hào khi chứng kiến sản phẩm hoạt động ổn định. Dưới sự hướng dẫn của Giảng viên Nguyễn Xuân Cường (FAI), dự án không chỉ là bài học kỹ thuật mà còn là minh chứng cho triết lý đào tạo “học đi đôi với hành” mà FPT Jetking luôn theo đuổi – nơi sinh viên được rèn luyện để trở thành những kỹ sư thực thụ, sẵn sàng góp phần vào sự phát triển của ngành công nghệ Việt Nam.
Cùng xem demo đồ án qua video bên dưới!
Giảng viên Nguyễn Xuân Cường