bảo vệ đồ án

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS TS Nguyễn Tiến Dũng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

** *

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đề tài :

Điều khiển đèn từ xa sử dụng sóng RF

Giảng viên hướng dẫn : PGS.TS Nguyễn Tiến Dũng

Sinh viên : Hoàng Tuấn Anh

SHSV: C1021001

Lớp: ĐTVT 1 – K55

Hà nội Tháng 6 - 2013

SV Hoàng Tuấn Anh


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Độc lập - Tự do - Hạnh phúc - -------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên : …………………………………… Số hiệu sinh viên : ……………..

Khóa : ………… Khoa : Điện tử - Viễn thông Ngành : …………………………..

1. Đầu đề đồ án :

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

2. Các số liệu và dữ liệu ban đầu :

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán :

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

4. Các bản vẽ , đồ thị :

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

5. Họ tên giảng viên hướng dẫn :

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

6. Ngày giao nhiệm vụ đồ án :

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………



7. Ngày hoàn thành đồ án :

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Ngày tháng năm

Chủ nhiệm bộ môn Giảng viên hướng dẫn

Sinh viên đã hoàn thành và nộp đồ án tốt nghiệp ngày tháng năm

Cán bộ phản biện



BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

---------------------------------------------------------

BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: …………………………………Số hiệu sinh viên……………

Ngành :…………………………………………… Khóa: ………………………..

Giảng viên hướng dẫn : ……………………………………………………………..

Cán bộ phản biện : …………………………………………………………………

1. Nội dung thiết kế tốt nghiệp :

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………



2. Nhận xét của cán bộ phản biện :

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

Ngày tháng năm

Cán bộ phản biện



LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay với những ứng dụng của khoa học kĩ thuật trên tiên tiến,thế giới chúng ta đã và đang ngày một thay đổi,văn minh và hiên đại hơn.Sự phát triển của kĩ thuật điện tử đã tạo ra hàng loạt những thiết bị với các đặc điểm nổi bật như sự chính xác cao,tốc độ nhanh,gọn nhẹ là những yếu tố rất cần thiết cho hoạt động của con người đạt hiệu quả cao.

Điện tử đang trở thành một ngành công nghiệp đa nhiệm vụ.Điện tử đã đáp ứng những đòi hỏi không ngừng từ các lĩnh vực công nông lâm ngư nghiệp cho đến các nhu cầu thiết bị trong đời sống hàng ngày

Một trong những ứng dụng quan trọng trong công nghệ điện tử là kỹ thuật điều khiển từ xa.Nó đã góp phần rất lớn trong việc điều khiển các thiết bị từ xa hay những thiết bị mà con người không thể trực tiếp chạm vào để vận hành điều khiển.

Từ ứng dụng quan trọng trên,em đã thiết kế và thi công mạch điều khiển thiết bị điện trong nhà sử dụng module thu phát sóng vô tuyến. Xuất phát từ nhu cầu thực tế qua những ứng dụng tiện ích và hiệu quả mà công nghệ điều khiển từ xa mang lại, em đã quyết định chọn đề tài “ Điều khiển đèn từ xa sử dụng sóng RF ”.

Tuy đã cố gắng thực hiện đồ án một cách nghiêm túc và cố gắng, nhưng do khả năng nghiên cứu cũng như kiến thức bản thân còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những sai phạm và thiếu sót. Em rất mong có được sự góp ý từ thâỳ cô và các bạn để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn và giúp chúng em hiểu biết hơn trong quá trình học tập tiếp theo.

Em xin chân thành cảm ơn!

Người thực hiện : Hoàng Tuấn Anh



MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU..................................................................................

I. Dẫn nhập.................................................................1. Đặt vấn đề…….....................................................................................

2. Mục tiêu của đề tài.................................................................................

II. Giới thiệu về sóng RF................................................... 1. Khái niệm về sóng RF..……………………………………………….

2. Điều khiển từ xa bằng tần số vô tuyến (RF)………………………… 3 3. Cách tạo ra sóng RF…………………………………………………..

CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỪ XA.......................

1.Sơ đồ tổng thể..........................................................Đặc tả các khối.......................................................................................

a.Khối phát và mã hóa................................... b.Khối thu và giải mã..................................... 2 .Chi tiết các khối .......................................................

a.Khối phát.....................................................................................

b. Khối thu :....................................................................................

c. Cặp IC mã hóa và giải mã......................................................... d. Khối điều khiển………………………………………………..

e. Khối nguồn…………………………………………………..

f. Khối hiển thị ............................................................................

g.Khối chấp hành.........................................................................

CHƯƠNG 3. LỰA CHON TỔNG QUAN VỀ LINH KIỆN.......1. Vi điều khiển AT89S52..........................................................................

a. Giới thiệu chung về AT89S52……………………………………......



b. Chức năng các chân của AT89S52……………………………………………

2. Cặp IC thu phát RF: PT2262 và PT2272…………………………………………

a. IC mã hóa PT2262……………………………………………..............

b. IC giải mã PT2272……………………………….…………………. c. Cách tao lập các xung mã lệnh sư vận hành của cặp ic PT2262/2272………………………………………………………………………….

3. LCD 16x2 (16 hàng và 2 cột)…………………………………………………. 4. IC đệm 74LS254…………………………………………………………………………..

CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ SẢN PHẨM…………………………………….

1. Sơ đồ mạch nguyên lý…………………………………………………………..

2. Sơ đồ mạch in……………………………………………………………............

3. Lưu đồ thuật toán………………………………………………………………..

4.Chương trình Code cho vi điều khiển…………………………………………….

CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU CHUNG

I. Dẫn nhập

1. Đặt vấn đề Đứng trước những thách thức lớn trong việc tiết kiệm năng lượng điện, vấn đề

mang ý nghĩa quốc gia, đồng thời nâng cao sự tiện lợi trong lĩnh vực điều khiển, em thực



hiện đề tài “Điều khiển đèn từ xa sử dụng sóng RF ” với mục đích thực hành một trong những ứng dụng quan trọng của ngành công nghiệp điều khiển thiết bị.

Dựa trên phương pháp nghiên cứu và phân tích các đặc tính chức năng của các linh kiện điện tử cơ bản, các IC và áp dụng những kiến thức đã học cùng với sự hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn để thiết kế nên một mạch điều khiển không dây hoạt động tốt và đúng với yêu cầu đã đề ra.

Đề tài tập trung nghiên cứu và thiết kế mạch với các chức năng bật tắt thiết bị , cụ thể là bật tắt hệ thống đèn, điều chỉnh độ sáng tối của đèn thông qua công nghệ sóng RF, là công nghệ thu phát tín hiệu từ xa.

Ưu điểm của mạch điều khiển không dây là chạy một chính xác,ổn định, nhỏ gọn, dễ lắp đặt sửa chửa, dễ sử dụng, giá thành rẻ có thể sản xuất nhiều và sử dụng rộng rãi phù hợp mọi tầng lớp. Đặc biệt là điều khiển qua được các vật cản như: tường nhà, bàn, ghế … Bán kính điều khiển ổn định khoảng 50 - 100 mét.

2. Mục tiêu của đề tàiMục đích của mạch điều khiển remote là điều khiển thiết bị bật và tắt một cách độc lập với nhau mà không cần phải đi đến bật công tắc chỉ bằng một remote nhỏ gọn tiện lợi cho người sử dụng, sử dụng một cách chính xác, hiệu quả không phải mất nhiều thời gian, sức lực .

Để thực hiện được điều đó, người thực hiện đã đưa ra một số mục tiêu :

- Nghiên cứu nguyên lý hoạt động của module thu phát RF.- Nghiên cứu hoạt động mã hóa và giải mã của cặp IC PT2262/PT2272.- Ứng dụng thực tế chip vi điều khiển AT89S52 và phần mềm Keil C.- Xây dựng thuật toán điều khiển.

- Viết chương trình điều khiển. - Tính toán, thiết kế và thi công mạch điều khiển và giám sát.

II. Giới thiệu về sóng RF ( radio frequency)

1. Khái niệm về sóng RF (sóng vô tuyến)

Những dao động điện từ có tần số hàng chục và hàng trăm Hz bức xạ rất yếu. Sóng điện từ của chúng không có khả năng truyền đi xa. Trong thông tin vô tuyến, người ta sử dụng những sóng có tần số từ hàng nghìn Hz trở lên, gọi là sóng vô tuyến. Sóng RF (tần số vô tuyến) là sóng điện từ có dải tần số nằm trong khoảng 3 KHz tới 300 GHz.



Bảng 2.1 Phân loại tần số

Tần số Bước sóng Tên gọi Tên gọi Công dụng

30 – 300 Hz 10^4 km-10^3 km

Tần số cực kỳ thấp

ELF Chứa tần số điện mạng xoay chiều, các tín hiệu đo lường từ xa tần thấp.

300 – 3000 Hz 10^3 km-100 km

Tần số thoại VF Chứa các tần số kênh thoại tiêu chuẩn.

3 – 30 kHz 100 km-10 km

Tần số rất thấp VLF Chứa phần trên của dải nghe được của tiếng nói. Dùng cho hệ thống an ninh, quân sự,chuyên dụng, thông tin dưới nước (tàu ngầm).

30 – 300 kHz 10 km-1 km Tần số thấp LF Dùng cho dẫn đường hàng hải và hàng không.

300 kHz - 3 MHz 1 km-100m Tần số trung bình MF Dùng cho phát thanh thương mại sóng trung (535 – 1605 kHz). Cũng được dùng cho dẫn đường hàng hải và hàng không.

3 - 30 MHz 100m-10m Tần số cao HF Dùng trong thông tin vô tuyến 2 chiều với mục đích thông tin ở cự ly xa xuyên lục địa, liên lạc hàng hải, hàng không, nghiệp dư, phát thanh quảng bá...

30 - 300 MHz 10m-1m Tần số rất cao VHF Dùng cho vô tuyến di động, thông tin hàng hải và hàng không, phát thanh FM thương mại (88 đến 108 MHz), truyền hình thương mại(kênh 2 đến 12 tần số từ 54 - 216 MHz).

300 MHz - 3 GHz 1m-10 cm Tần số cực cao UHF Dùng cho các kênh truyền hình thương mại từ kênh 14 đến kênh 83, các dịch vụ thông tin di động mặt đất, di động tế bào, một số hệ thống radar và dẫn đường, hệ thống vi ba và vệ tinh.

3 – 30 GHz 10 cm-1 cm Tần số siêu cao SHF Dùng cho các kênh truyền hình thương mại từ kênh 14 đến kênh 83, các dịch vụ thông tin di động



mặt đất, di động tế bào, một số hệ thống radar và dẫn đường, hệ thống vi ba và vệ tinh.

30 – 300 GHz 1 cm-1mm Tần số cực kỳ cao EHF Ít sử dụng trong thông tin vô tuyến.

2. Điều khiển từ xa bằng tần số vô tuyến (RF)

Là loại điều khiển từ xa xuất hiện đầu tiên và đến nay vẫn giữ một vai trò quan trọng và phổ biến trong đời sống. So với điều khiển bằng tia hồng ngoại (IR) chỉ dùng trong nhà thì điều khiển RF lại dùng cho nhiều vật dụng bên ngoài như các thiết bị mở cửa gara xe, hệ thống báo hiệu cho xem các loại đồ chơi điện tử từ xa thậm chí kiểm soát vệ tinh và các hệ thống máy tính xách tay và điện thoại thông minh…

* Ưu điểm

Truyền xa hơn IR với khoảng cách khoảng 30m hoặc có thể lên tới 100m.

-Truyền xuyên tường,kính…

* Khuyết điểm

-Bị nhiễu sóng do bên ngoài có rất nhiều các thiết bị máy móc sử dụng các tần số khác nhau. Có thể khắc phục bằng cách: tránh nhiễu sóng bằng cách truyền ở các tần số đặc biệt và nhúng mã kỹ thuật số địa chỉ của thiết bị nhận trong các tín hiệu vô tuyến. Điều này giúp bộ thu vô tuyến trên thiết bị hồi đáp tín hiệu tương ứng một cách chính xác.

3 .Cách tạo ra sóng RF

Để có sóng RF dùng trong điều khiển vô tuyến, khởi đầu người ta dùng mạch dao động cộng hưởng LC được kết nối bởi một cuộn dây và một tụ điện. Khi mạch LC bị kích thích, trong cuộn dây se xuất hiện từ trường và trong tụ điện se xuất hiện điện trường. Khi vào trạng thái cộng hưởng, từ trường trong cuộn dây L và điện trường trong tụ C se kết hợp tạo ra dạng sóng điện từ trường. Dùng dây anten phù hợp cho phát sóng trong mạch LC vào không gian, đến đây sóng RF dùng cho công việc điều khiển vô tuyến đã được tạo ra.



Hình 2.1 Cách tạo và xác định tần số sóng RF

Dùng mạch cộng hưởng LC tạo sóng mang có tần số lớn, sau đó tạo ra các mã lệnh điều khiển, gắn các mã lệnh điều khiển này vào sóng mang bằng các phương pháp điều chế rồi phát chúng vào không gian.

CHƯƠNG 2.THIẾT KẾ HỆ THỐNG

I. Sơ đồ khối tổng thể



Hệ thống điều khiển từ xa là một hệ thống cho phép ta điều khiển các thiết bị từ một khoảng cách xa.

- Thiết bị phát: biến đổi lệnh điều khiển thành tin tức tín hiệu phát đi.

- Đường truyền: đưa tín hiệu điều khiển từ thiết bị phát đến thiết bị thu.

- Thiết bị thu: nhận tín hiệu điều khiển từ đường truyền, qua quá trình biến đổi,

biên dịch để tái hiện lại lệnh điều khiển rồi đưa đến các thiết bị thi hành

Nhiệm vụ cơ bản của hệ thống điều khiển từ xa:

- Phát tín hiệu điều khiển.

- Sản sinh ra xung hoặc hình thành các xung cần thiết.

- Tổ hợp xung thành mã

- Phát các tổ hợp mã đến các điểm chấp hành.

- Ở điểm chấp hành (thiết bị thu) sau khi nhận được mã phải biến đổi các mã

nhận được thành các lệnh điều khiển và đưa đến các thiết bị, đồng thời kiểm tra

sự chính xác của mã mới nhận.

1. Sơ đồ đặc tả các khối

a. Khối phát



Khối bàn phím: có nhiệm vụ tạo ra lệnh cho khối điều khiển phát tín hiệu

tương ứng với một thiết bị cần điều khiển thông qua khối phát tín hiệu.

Khối điều khiển: se xử lý những thông tin từ khối bàn phím gởi đến để đưa ra

lệnh điều khiển thích hợp cho khối phát, phát chuỗi tín hiệu theo dạng xung nhị

phân.

Khối tạo dao động: có nhiệm vụ tạo ra tần số xung nhịp cho các khối

điều khiển làm việc.

Khối phát: có nhiệm vụ nhận chuỗi tín hiệu từ khối điều khiển dưới dạng điện

áp, sau đó chuyển chuỗi tín hiệu điện này thành ánh sáng hồng ngoại và phát đi

qua môi trường không gian đến khôi thu (trên máy thu).

Khối nguồn: cung cấp điện năng cho các khối trong mạch làm việc.

b. Khối thu



Khối nhận: có nhiệm vụ nhận tín hiệu (sóng từ khối phát gởi đến,

chuyển chuỗi tín hiệu này thành tín hiệu điên trở lại như ban đầu, rồi

khuếch đại lên sau đó gởi đến khối giải mã).

Khối giải mã: sau khi đã nhận được chuỗi tín hiệu điện từ khối nhận

gởi đến, khối này se giải mã ra bằng cách so sánh với những chuỗi

tín hiệu đã được quy định sẵn trong khối, và đưa ra lệnh để điều

khiển khối chấp hành(thông qua bộ đệm).

Bộ đệm: có nhiệm vụ là giữ mức điện ổn định cho khối chấp hành

thực thi lệnh, khi có phím nào được nhấn thì tín hiệu ở ngõ ra chi

được duy trì trong một khung thời gian nhất định (170 ms đối với

phím đơn), cho nên muốn tín hiệu được duy trì khi không còn tác

động từ bàn phím thì cần phải có khối đệm.

Khối chấp hành: chỉ có nhiệm vụ là nhận lệnh từ khối giải mã rồi thi

hành lệnh đó (đóng hoặc ngắt một thiết bị nào đó).



2. Chi tiết các khối

a. Khối phát



Sóng từ Module phát sóng RF trước khi được truyền đi se được mã hóa dữ liệu từ IC chuyên dụng PT2262 .

Module thu phát RF: Dùng bộ module thu phát RF 4 nút nhấn với tần số 315 MHz. Đây là bộ module khá thông dụng, dễ mua, đồng thời phạm vi hoạt động khá tốt, phù hợp với quy mô và yêu cầu đề tài.



b. Khối thu



Sau khi truyền tín hiệu , bên thu se nhận được tín hiệu và giải mã thông qua IC chuyên dụng PT2272, rồi tín hiệu tương ứng mới đến khối điều khiển.

c. Cặp IC mã hóa và giải mã

Dùng cặp IC PT2262/PT2272. Đây là linh kiện được nhiều người dùng bởi tính chuyên dụng, giá thành rẻ, đồng thời dễ dàng sử dụng bởi nó đã được đề cập đến trong nhiều nguồn tài liệu.

d. Khối điều khiển

Là thành phần chính trong hệ thống, nhận tín hiệu từ khối thu RF.

+ Xuất tín hiệu hiển thị trạng thái thiết bị đến khối hiển thị.

+ Xuất tín hiệu điều khiển đến khối chấp hành

Các loại vi điều khiển PIC hay AVR có nhiều ưu điểm hơn so với 8051 như hỗ trợ kết nối ngoại vi tốt hơn, tốc độ xử lý nhanh hơn, lập trình đơn giản hơn. Tuy nhiên người thực hiện đồ án đã sử dụng vi điều khiển AT89S52-chíp lập trình chuyên dụng, phổ thông, phù hợp với yêu cầu đề tài. Đồng thời giúp người thực hiện đề tài ứng dụng một cách thiết thực kiến thức được học vào thực tế.



e. Khối nguồn

Cấp điện áp phù hợp cho các khối trong mạch để hệ thống hoạt động ổn định và liên tục. sử dụng họ IC ổn áp 78xx tạo điện áp 5VDC ổn định cấp cho vi điều khiển AT89S52, LCD, … hoạt động.

Đây là mạch dùng để tạo ra nguồn điện áp chuẩn +5V cấp cho khối điều khiển trung tâm

sử dụng IC7805.



Đầu vào là điện áp xoay chiều sau khi được biến đổi qua máy biến thế, đưa vào bộ Diode

cầu để cho ra dòng điện một chiều( lúc này điện áp nằm trong khoảng từ 7-10V). Sau khi đi qua

IC ổn áp 7805 se tạo ra nguồn điện áp chuẩn +5V cung cấp cho mạch.

IC ổn áp 7805: đầu vào > 7V đầu ra 5V, 500 mA. Mạch ổn áp: cần cho vi điều khiển vì

nếu nguồn cho vi điều khiển không ổn định thì se treo VĐK, không chạy đúng hoặc reset liên

tục thậm chí là chết chíp.

f. Khối hiển thị

Nhận tín hiệu từ khối điều khiển và hiển thị các thông tin trạng thái thiết bị. Em chọn LCD để hiển thị được nhiều thông tin, dễ kết nối với vi điều khiển. Trong hệ thống này sử dụng LCD 16x2.

g. Khối chấp hành

Sau khi nhận được mã phải biến đổi các mã nhận được thành các lệnh điều khiển và đưa đến các thiết bị, đồng thời kiểm tra sự chính xác của mã mới nhận.



CHƯƠNG 3

LỰA CHỌN TỔNG QUAN VỀ LINH KIỆN

1. Vi điều khiển AT89S52a. Giới thiệu chung về AT89S52

AT89S52 là họ IC vi điều khiển do hãng Atmel sản xuất. Các sản phẩm AT89S52 thích hợp cho những ứng dụng điều khiển. Việc xử lý trên byte và các toán số học ở cấu trúc dữ liệu nhỏ được thực hiện bằng nhiều chế độ truy xuất dữ liệu nhanh trên RAM nội. Tập lệnh cung cấp một bảng tiện dụng của những lệnh số học 8 bit gồm cả lệnh nhân và lệnh chia. Nó cung cấp những hổ trợ mở rộng trên chip dùng cho những biến một bit như là kiểu dữ liệu riêng biệt cho phép quản lý và kiểm tra bit trực tiếp trong hệ thống điều khiển.

AT89S52 cung cấp những đặc tính chuẩn như: 8 KByte bộ nhớ chỉ đọc có thể xóa và lập trình nhanh (EPROM), 128 Byte RAM, 32 đường I/O, 3TIMER/COUNTER 16 Bit, 5 vectơ ngắt có cấu trúc 2 mức ngắt, một Port nối tiếp bán song công, 1 mạch dao động tạo xung Clock và bộ dao động ON-CHIP.

Các đặc điểm của chip AT89S52 được tóm tắt như sau:

8 KByte bộ nhớ có thể lập trình nhanh, có khả năng tới 1000 chu kỳ ghi/xoá

Tần số hoạt động từ: 0Hz đến 24 MHz

3 mức khóa bộ nhớ lập trình



3 bộ Timer/counter 16 Bit thực hiện chức năng định thời và đếm sự kiện

128 Byte RAM nội.

4 Port xuất /nhập I/O 8 bit.

Giao tiếp nối tiếp.

64 KB vùng nhớ mã ngoài

64 KB vùng nhớ dữ liệu ngoại.

4µs cho hoạt động nhân hoặc chia



b.Chức năng của các chân AT89S52

Sơ đồ các chân AT89S52

Port 0:

Từ chân 32 đến chân 39 (P0.0_P0.7). Port 0 có 2 chức năng: trong các thiết kế cỡ nhỏ không dùng bộ nhớ mở rộng nó có chức năng như các đường IO, đối với thiết kế lớn có bộ nhớ mở rộng nó được kết hợp giữa bus địa chỉ và bus dữ liệu.

Port 1:

Từ chân 1 đến chân 9 (P1.0 _ P1.7). Port 1 là port IO dùng cho giao tiếp với thiết bị bên ngoài nếu cần.

Port 2:

Từ chân 21 đến chân 28 (P2.0 _P2.7). Port 2 là một port có tác dụng kép dùng như các đường xuất/nhập hoặc là byte cao của bus địa chỉ đối với các thiết bị dùng bộ nhớ mở rộng.



Port 3:

Từ chân 10 đến chân 17 (P3.0 _ P3.7). Port 3 là port có tác dụng kép.Các chân của port này có nhiều chức năng, có công dụng chuyển đổi có liên hệ đến các đặc tính đặc biệt của 89S52 như ở bảng sau:

Chân Tên Chức năng

P3.0 RxD Ngõ vào Port nối tiếp

P3.1 TxD Ngõ ra Port nối tiếp

P3.2 INT0 Ngõ vào ngắt ngoài 0

P3.3 INT1 Ngõ vào ngắt ngoài 1

P3.4 T0 Ngõ vào bên ngoài của bộ định thời 1

P3.5 T1 Ngõ vào bên ngoài của bộ định thời 0

P3.6 WR Điều khiển ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài

P3.7 RD Điều khiển đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài

Chức năng các chân của Port 3

PSEN (Program store enable)

PSEN là tín hiệu ngõ ra có tác dụng cho phép đọc bộ nhớ chương trình mở rộng và thường được nối đến chân OE của Eprom cho phép đọc các byte mã lệnh.PSEN ở mức thấp trong thời gian 89S52 lấy lệnh. Các mã lệnh của chương trình được đọc từ Eprom qua bus dữ liệu, được chốt vào thanh ghi lệnh bên trong 89S52 để giải mã lệnh. Khi 89S52 thi hành chương trình trong ROM nội, PSEN ở mức cao.

ALE (Address Latch Enable):

Khi 89S52 truy xuất bộ nhớ bên ngoài, Port 0 có chức năng là bus địa chỉ vàdữ liệu do đó phải tách các đường dữ liệu và địa chỉ. Tín hiệu ra ALE ở chân thứ 30 dùng làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp các đường địa chỉ và dữ liệu khi kết nối chúng với IC chốt.



Tín hiệu ở chân ALE là một xung trong khoảng thời gian port 0 đóng vai trò là địa chỉ thấp nên chốt địa chỉ hoàn toàn tự động.

EA (External Access):

Tín hiệu vào EA (chân 31) thường được mắc lên mức 1 hoặc mức 0. Nếu ở mức 1, 89S52 thi hành chương trình từ ROM nội. Nếu ở mức 0, 89S52 thi hành chương trình từ bộ nhớ mở rộng. Chân EA được lấy làm chân cấp nguồn 21V khi lập trình cho Eprom trong 89S52.

RST (Reset):

Khi ngõ vào tín hiệu này đưa lênmức cao ít nhất 2 chu kỳ máy, các thanh ghi bên trong được nạp những giá trị thích hợp để khởi động hệ thống. Khi cấp điện mạch phải tự động reset.

Mạch Reset vi điều khiển

Các ngõ vào bộ dao động X1, X2:

Bộ tạo dao động được tích hợp bên trong 89S52. Khi sử dụng 89S52, người ta chỉ cần nối thêm thạch anh và các tụ. Tần số thạch anh tùy thuộc vào mục đích của người sử dụng, giá trị tụ thường được chọn là 33p.

Mạch kết nối thạch anh cho vi điều khiển



2. Cặp IC thu phát RF: PT2262 và PT2272

PT2262 và PT2272 là sản phẩm của Princeton Technology được phát triển và ra đời sau dòng mã hóa 12E/D của hãng Holtek.

a. IC mã hóa PT2262

PT2262 là một IC mã hóa sử dụng trong điều khiển từ xa kết hợp với IC giải mã PT2272. Hai IC này được sản xuất trên công nghệ CMOS. Nó mã hóa dữ liệu và địa chỉ dạng song song thành tín hiệu nối tiếp phù hợp cho điều khiển từ xa dùng tia hồng ngoại hoặc sóng vô tuyến dựa trên các phương pháp điều chế.

PT2262 có 2 loại chính : loại có 8 địa chỉ mã hóa , 4 địa chỉ dữ liệu và loại có 6 địa chỉ mã hóa và 6 địa chỉ dữ liệu. Mã hóa 12 bit 1khung A0-->A7,D0-->D3 (các linh kiện PT2262 đưa vào việt Nam chỉ có loại PT2262 với 8 địa chỉ mã hóa và 4 địa chỉ dữ liệu). IC PT2262 có tối đa 12 chân địa chỉ nên se có 531441 (3^12) mã địa chỉ, do đó giảm đáng kể khả năng trùng lặp mã và giải mã trái phép.

Sơ đồ chân IC PT2262



Chức năng các chân IC PT2262

IC PT2262 có nhiều nhóm, nhiều phiên bản, phân nhóm theo cách chữ viết tiếp theo ở bên sau chữ PT2262, hình ve cho thấy có nhóm 18 chân và có nhóm 20 chân, theo tên ghi trên các chân của IC chúng ta hiểu công dụng của từng chân như sau:

* Chân cuối của hàng dưới cho nối masse và chân cuối của hàng trên cho nối với nguồn Vcc, từ 4V đến 15V.

* Trên chân OSC1 và OSC2 dùng gắn điện trở R để định tần cho xung nhịp, dùng tạo ra các dãy xung mã lệnh. Tần số xung nhịp phải lấy tương thích giữa bên phát và bên nhận.

* Các chân A0 - A5 dùng nhập mã địa chỉ, trên mỗi chân có thể có 3 trạng thái, cho nối masse là bit 0, cho nối vào nguồn dương là bit 1 và bỏ trống là bit F.

* Chân A6/D0 - A11/D5 có thể dùng như các chân địa chỉ từ A6 đến A11, nhưng khi dùng như chân nhập dữ liệu Data thì chỉ xác lập theo mức 0 và mức 1, chỉ có 2 trạng thái.

* Chân TE dùng cho xuất nhóm xung mã lệnh, nó có tác dụng ở mức áp thấp. Nghĩa là khi chân này ở mức áp thấp, nó se cho xuất ra xung mã lệnh trên chân Dout.



* Chân Dout, là chân ngã ra của nhóm tín hiệu mã lệnh, các tín hiệu mã lệnh đều ở dạng xung, nghĩa là lúc ở mức áp thấp, lúc ở mức áp cao.PT2262 có 8 địa chỉ mã hóa và 4 địa chỉ dữ liệu.

- PT2262 dùng dao động ngoài. Chân 15 và 16 dùng để gắn điện trở tạo thành tần số truyền như mong muốn.

Trên chân OSC1(15) và OSC2(16) dùng gắn điện trở R để định tần cho xung nhịp, dùng tạo ra các dãy xung mã lệnh. Tần số xung nhịp phải lấy tương thích giữa bên phát và bên nhận. Tần số sóng mang dao động được quyết định bởi R ,chân 15 và 16 và được tính bằng : f = R/12 . Ví dụ : mắc điện trở 500k vào chân 15 và 16 đầu ra chân 17 se có 500/12 = khoảng 42Khz

- Các chân A0 - A5(1-6) dùng nhập mã địa chỉ, trên mỗi chân có thể có 3 trạng thái, cho nối masse là bit ‘0’, cho nối vào nguồn dương là bit ‘1’ và bỏ trống là bit ‘F’.

Tức là bằng cách nối ngắn mạch các chân " mã hóa địa chỉ " lên dương nguồn ( mã hóa + ) và xuống âm nguồn ( mã hóa - ) hoặc có thể bỏ trống ( mã hóa 0 ).

- Chân A6/D5 - A11/D0 có thể dùng như các chân địa chỉ từ A6 đến A11, nhưng khi dùng như chân nhập dữ liệu thì chỉ xác lập theo mức 0 và mức 1, chỉ có 2 trạng thái ‘0’ hoặc ‘1’.

- Chân TE\(14) dùng cho xuất nhóm xung mã lệnh, nó có tác dụng ở mức áp thấp. Nghĩa là khi chân này ở mức áp thấp, nó se cho xuất ra xung mã lệnh trên chân Dout.

- Chân Dout(17), là chân ngõ ra của nhóm tín hiệu mã lệnh (encoder), các tín hiệu mã lệnh đều ở dạng xung, nghĩa là lúc ở mức áp thấp (tín hiệu hoạt động ở mức 0), lúc ở mức áp cao (tín hiệu nghỉ ở mức 1) .

- Chân VCC(18) nối với nguồn.

- Chân Vss(9) nối mass.

- Thường thì các chân từ A0 đến A7 được sử dụng như là các chân mã hóa (mã hóa được truyền trên một khung 12 bit gồm 8 bit đầu là mã hóa). Nếu các chân này ở mạch PT2262 được dùng như thế nào thì ở mạch PT2272 cũng được dùng như vậy. Khi đó thì các mạch phát và mạch thu se hiểu nhau, còn các mạch phát khác se không nhận ra.



- Các chân 10 đến 13 là các chân data (dữ liệu) khi truyền. IC này có thể truyền song song 4 bit dữ liệu . Bởi vậy ta có thể truyền được song song 4 bit dữ liệu 0 hoặc 1. Nếu để truyền dữ liệu thì nên để mặc định cho 4 chân dữ liệu này là 0 hoặc là 1 bằng cách nối thêm điện trở " kéo lên " hoặc " đưa xuống GND để tránh nhiễu.

b. IC giải mã PT2272

PT2272 là IC giải mã điều khiển từ xa kết hợp với IC mã hóa PT2262. Tương tự với PT2262 có 2 kiểu thì PT2272 cũng có 2 kiểu : PT2272 có 8 địa chỉ giải mã và 4 dữ liệu đầu ra , thường được kí hiệu : PT2272 - L4 và một loại nữa là PT2272 có 6 địa chỉ giải mã và 6 giữ liệu ra : kí hiệu PT2272 - L6 . ( loại L4 là thông dụng ở việt nam và ít có loại L6 ). Số chân địa chỉ cũng giống như PT2262 là có tới 12 chân địa chỉ và 531411 mã địa chỉ. PT 2272 có sẵn nhiều lựa chọn để phù hợp với nhu cầu ứng dụng: thay đổi số lượng các chân dữ liệu đầu ra, chốt (L) ngõ ra hoặc tạm thời (M) ở đầu ra.



Sơ đồ chân IC PT2272

Các hình ve trên cho thấy có nhiều phiên bản của cặp ic PT2262 và PT2272 dùng trong điều khiển theo mã lệnh. Có loại không có chân Data, có loại có 2 chân Data, 3 chân Data, 4 chân Data, 5 chân Data và 6 chân Data.

Chức năng của các chân:



- Các chân A0 – A7 (1-8) dùng nhập mã địa chỉ, trên mỗi chân có thể có 3 trạng thái, cho nối masse là bit ‘0’, cho nối vào nguồn dương là bit ‘1’ và bỏ trống là bit ‘F’. Các chân mã hóa của PT2262 ( chân 1 đến chân 8 ), nối thế nào thì các chân giải mã của PT2272 cũng phải nối tương tự như vậy. Chân nào nối dương, chân nào nối âm, chân nào bỏ trống ...v.v thì chân ( 1 đến 8 )của PT2272 phải làm như thế.

- Chân Vss (9) nối mass.

- Chân D3 – D0 (10-13) có thể dùng như các chân địa chỉ, nhưng khi dùng như chân nhập dữ liệu thì chỉ xác lập theo mức 0 và mức 1.

- Chân DIN (14): Tín hiệu nhận được sau khi loại bỏ sóng mang thành tín hiệu điều khiển se được đưa vào chân này.

- Chân OSC1 (15) và OSC2 (16) dùng gắn điện trở để định tần cho xung nhịp, xung nhịp

này cần thiết cho hoạt động của IC.( điện trở để làm dao động giải mã). “ Giá trị điện trở chân 15 và 16 ở IC PT 2272 nhỏ hơn 10 lần so với PT2262.”



- Chân VT (17): khi chân này ở mức cao thì tín hiệu nhận được là hợp lệ (chân báo hiệu mã đúng, lúc này se có một điện áp cao được đưa ra).

- Chân VCC (18) nối với nguồn.

Như vậy chân 17 PT 2272 se lên mức 1 khi nhận được dữ liệu đúng. Các chân 10 đến 13 se nhận data và thể hiện mức logic tương ứng khi nhận.

c. Cách tạo lập các xung mã lệnh sự vận hành của cặp ic PT2262/2272

Sử dụng một mạch dao động để tạo ra xung nhịp, tần số xung nhịp tùy thuộc vào trị của điện trở gắn trên chân OSC1 và OSC2. Sau khi có xung nhịp có chu kỳ là α, bây giờ người ta tạo ra các dạng xung khác nhau dùng để chỉ trạng thái các bit: đó là bit 0, bit 1 và bit F.



* Bit 0 là lúc các chân địa chỉ hay các chân dữ liệu cho nối masse.

* Bit 1 là lúc các chân địa chỉ hay các chân dữ liệu cho nối lên nguồn dương

* Bit F là lúc các chân địa chỉ này bỏ trống

Ngoài ra người ta còn tạo ra xung đồng bộ và dung xung này để xác định vị trí chính xác của các bit đặt trong dãy xung các mã lệnh.

Cách đặt mã lệnh cho cặp IC thu phát.



Ta thấy các hàng chân địa chỉ A0... A5 và chân dữ liệu D0... D5 bên IC phát và bên IC thu là giống nhau. Vậy nếu Bạn cho chân nào nối masse thì chân đó được định là bit 0, nếu cho nối lên đường nguồn thì được định là bit 1 và nếu chân đó bỏ trống thì xem như là bit F. Chỉ khi mã lệnh của bên phát và bên thu được đặt giống nhau và tần số xung nhịp phù hợp, lúc đó cặp IC này mới "hiểu nhau", có tác dụng dùng trong điều khiển, nếu có khác nhau thì bên thu se không nhận ra bên phát và se không phát lệnh điều khiển VT theo lệnh của bên phát.



3. LCD 16x2 (16 hàng và 2 cột) LCD là từ viết tắt của Liquid Crystal Display (màn hình tinh thể lỏng). LCD là một thiết bị ngoại vi dung để giao tiếp với người dùng. Có nhiều loại màn hình LCD với các kích cỡ khác nhau, ví dụ như LCD 16x1 (16 cột và 1 hàng), LCD 16x2 (16 cột và 2 hàng), LCD 20x2 (20 cột và 2 hàng)… Trong đồ án này em sử dụng loại LCD 16x2- loại bán phổ biến trên thị trường.

Giống như LED 7 thanh, LCD là một thiết bị ngoại vi dung để giao tiếp với người dung , so với Led 7 thanh thì LCD có ưu điểm là hiển thị được tất cả cá kí tự trong bảng mã ASCII , nhưng Led 7 thanh chỉ hiển thị được một số kí tự. tuy nhiên giá thành của LCD hơi cao.



Hình dạng và sơ đồ chân LCD 16x2 (16 hàng và 2 cột)

Bảng: Chức năng chân LCD 16x2

Chân Kí hiệu I/O Chức năng

1 VSS - Nguồn (GND)

2 VCC - Nguồn (+5V)

3 VEE - Chỉnh độ tương phản

4 RS I 0=nhập lệnh

1= nhập dữ liệu

5 RW I 0=ghi dữ liệu

1= đọc dữ liệu

6 E I/O Tín hiệu cho phép

7 D0 I/O Bus dữ liệu 0










15 A - Nguồn đèn LCD (GND)

16 K - Nguồn đèn LCD (+5V)

Các chân Vcc, Vss và Vee

Chân Vcc cấp dương nguồn 5V, chân Vss nối đất, chân Vee được dung để điều khiển độ tương phản của màn hình LCD.

RS ( Register select)

Khi ở mức thấp, chỉ thị được truyền đến LCD như xoá màn hình, vị trí con trỏ….Khi ở mức cao, kí tự được truyền đến LCD

R/W (Read/Write)

Dùng để xác định hướng của dữ liệu được truyền giữa LCD và vi điều khiển. Khi nó ở mức thấp dữ liệu được ghi đến LCD và khi ở mức cao, dữ liệu được đọc từ LCD. Nếu chúng ta chỉ cần ghi dữ liệu lên LCD thì chúng ta có thể nối chân này xuống GND để tiết kiệm chân.

E (Enable)

Cho phép ta truy cập/xuất đến LCD thông qua chân RS và R/W. Khi chân E ở mức cao (1) LCD se kiểm tra trạng thái của 2 chân RS và R/W vàđáp ứng cho phù hợp .Khi dữ liệu được cấp đến chân dữ liệu thì một xung mức cao xuống thấp phải được áp đến chân này để LCD chốt dữ liệu trên các chân dữ liêu. Xung này phải rộng tối thiểu là 450ns. Còn khi chân E ở mức thấp (0), LCD se bị vô hiệu hoá hoặc bỏ qua tín hiệu của 2 chân RS và R/W.

Các chân D0 - D7 :

Đây là 8 chân dữ liệu 8 bít, được dung để gửi thông tin lên LCD hoặc đọc nội dung của các thanh ghi trong LCD. Các kí tự được truyền theo mã tương ứng trong bảng mã ASCII. Cũng có các mã lệnh mà có thể được gửi đến LCD để xoá màn hình hoặc đưa con trỏ về đầu dòng hoặc nhấp nháy con trỏ.LCD có 2 chế độ giao tiếp, chế độ 4 bit (chỉ dùng 4 chân D4 đến D7 để truyền dữ liệu) và chế độ 8 bit (dung cả 8 chân dữ liệu từ D0 đến D7),ở chế độ 4 bit, khi truyền 1 byte, chúng ta se truyền nửa cao của byte trước, sau đó mới truyền nửa thấp của byte. Trước khi truyền các kí tự ra màn hình LCD ta cần thiết lập cho LCD như chọn chế độ 4 bit hoặc 8bit, 1 dòng hay 2 dòng ,bật/tắt con trỏ.



Bảng Tập lệnh LCD 16x2

Mã (HEX) Lệnh thanh ghi LCD 16x2

1 Xóa màn hình hiển thị

2 Trở về đầu dòng

4 Giảm con trỏ (dịch con trỏ sang trái)

6 Tăng con trỏ (dịch con trỏ sang phải)

5 Dịch hiển thị sang phải

7 Dịch hiển thị sang trái

8 Tắt con trỏ, tắt hiển thị

A Tắt hiển thị, bật con trỏ

C Bật hiển thị, tắt con trỏ

E Bật hiển thị, nhấp nháy con trỏ

F Tắt con trỏ, nhấp nháy con trỏ

10 Dịch vị trí con trỏ sang trái

14 Dịch vị trí con trỏ sang phải

18 Dịch toàn bộ hiển thị sang trái

1C Dịch toàn bộ hiển thị sang phải

80 Ép con trỏ về đầu dòng thứ nhất

C0 Ép con trỏ về đầu dòng thứ hai

38 Hai dòng và ma trận 5x7

Để đọc thanh ghi lệnh,ta phảiđặt RS=0 và R/W=1 và xung cao xuống thấp cho bít

E. Sau khiđọc thanh ghi lệnh,nếu bit D7 (cờ bận ) ở mức cao thì LCD bận,không có

thông tin hay lệnh nào được xuất đến nó. Khi D7=0 mới có thể gửi lệnh hay dữ liệu đến

LCD. Chúng ta nên kiểm tra bit cờ bận trước khi ghi thông tin lên LCD.



Bảng dữ liệu của LCD

Có thể di chuyển con trỏ đến vị trí bất kì trên màn hình LCD bằng cách nạp vào các giá

trị tương ứng như bảng sau và gửi yêu cầu đến LCD

Phân khe thời gian của LCD



Sơ đồ kết nối với vi điều khiển



4. IC đệm 74LS245



CHƯƠNG 4

THIẾT KẾ SẢN PHẨM

1. Sơ đồ mạch tổng quát

Khối thu

Sơ đồ nguyên lý



Khối điều khiển.



Khối hiển thị khối nguồn



Khối mạch công suất

2. Sơ đồ mach in


bảo vệ đồ án

Documents

Transcript of bảo vệ đồ án