Tài liệu LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP QUẢN LÝ THIẾT BỊ SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ GSM docx

ÐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ÐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA ÐIỆN – ÐIỆN TỬ
BỘ MÔN VIỄN THÔNG
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
QUẢN LÝ THIẾT BỊ
SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ GSM
GVHD: ThS. Ðinh Quốc Hùng
SVTH: Bùi Mạnh Khánh 40501241
Võ Thành Long 40501532
- i -
- Tp. Hồ Chí Minh, Tháng 1-2010 -
- ii -
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Thành phố Hồ Chí Minh Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
     
Số:______/BKĐT
Khoa: Điện – Điện tử
Bộ Môn: Viễn Thông
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Họ và tên: BÙI MẠNH KHÁNH MSSV: 40501241
Họ và tên: VÕ THÀNH LONG MSSV: 40501532
Ngành: VIỄN THÔNG LỚP: DD05DV2
1. Đầu đề luận văn: “Quản lý thiết bị sử dụng GSM”
2. Nhiệm vụ ( Yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu):




3. Ngày giao nhiệm vụ luận văn:

4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ:
5. Họ và tên người hướng dẫn: Phần hướng dẫn

Nội dung và yêu cầu LVTN đã được thông qua Bộ Môn.
Ngày tháng năm 2009
CHỦ NHIỆM BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH
(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)
PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN:
Người duyệt (chấm sơ bộ):
Đơn vị:
Ngày bảo vệ:
Điểm tổng kết:
Nơi lưu trữ luận văn:
TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
o0o
Ngày tháng năm 2010
PHIẾU CHẤM BẢO VỆ LVTN
(Dành cho người hướng dẫn)
Họ và tên: BÙI MẠNH KHÁNH MSSV: 40501241
Họ và tên: VÕ THÀNH LONG MSSV: 40501532
Ngành: VIỄN THÔNG LỚP: DD05DV2
1. Đề tài: “Quản lý thiết bị sử dụng GSM”
2. Họ tên người hướng dẫn: ThS ĐINH QUỐC HÙNG
3. Tổng quát về bản thuyết minh:
Số trang Số chương
Số bảng số liệu Số hình vẽ
Số tài liệu tham khảo Phần mềm tính toán
4. Tổng quát về các bản vẽ:
- Số bản vẽ: bản A1 bản A2 khổ khác

- Số bản vẽ tay số bản vẽ trên máy tính
5. Những ưu điểm chính của LVTN:
6. Những thiếu sót chính của LVTN:
7. Đề nghị: Được bảo vệ , Bổ sung thêm để bảo vệ ,
Không được bảo vệ .
8. 3 câu hỏi sinh viên trả lời trước Hội Đồng:
a)
b)
c)
9. Đánh giá chung (bằng chữ: giỏi, khá, TB): Điểm …………………….
Ký tên (ghi rõ họ tên)
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, sinh viên muốn gửi lời cảm ơn chân thành đến giáo viên, Thạc sĩ
Đinh Quốc Hùng, trong thời gian vừa qua, đã hướng dẫn và giúp đỡ sinh viên
nghiên cứu từ đồ án 2, thực tập tốt nghiệp đến luận văn tốt nghiệp. Những lời nhận
xét, góp ý và hướng dẫn của giáo viên đã giúp sinh viên có một định hướng đúng
trong quá trình thực hiện đề tài, giúp sinh viên nhìn ra được ưu khuyết điểm của đề
tài và từng bước khắc phục để ngày một tốt hơn.
Đồng thời sinh viên cũng muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình và bạn bè đã
động viên và cổ vũ tinh thần sinh viên trong suốt quãng thời gian học tập, đặc biệt
là bố mẹ sinh viên, người đã chăm lo và hi sinh rất nhiều cho sinh viên để sinh viên
có thể chuyên tâm học tập.
Bên cạnh đó, sinh viên muốn nói lời cảm ơn đến những giáo viên đã đứng trên bục
giảng truyền đạt kinh nghiệm, kiến thức cho sinh viên trong suốt 4 năm đại học vừa
qua.
Một lần nữa, sinh viên xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến bố mẹ, thầy cô
và bạn bè, những người luôn ở cạnh động viên, giúp đỡ và cổ vũ tinh thần cho sinh
viên.
Hồ Chí Minh, ngày 11 tháng 01 năm 2010
BÙI MẠNH KHÁNH

VÕ THÀNH LONG
- ii -
TÓM TẮT LUẬN VĂN
Mục tiêu chính của đề tài luận văn là thiết kế mạch giao tiếp với GSM modem
nhằm quản lý thiết bị bằng tin nhắn SMS. Khối giao tiếp này phải được thiết kế một
cách linh hoạt nhằm truyền tải thông tin từ người sử dụng tới các thiết bị quản lý.
Lý thuyết về GSM modem đã được tìm hiểu trong đồ án hai, trong phần luận văn
này tập trung xây dựng hệ thống gồm phần giao tiếp với GSM modem (node trung
tâm) và thiết bị giám sát nhiệt độ (node ngoại vi).
Node ngoại vi và node trung tâm sử dụng giao tiếp không dây nhằm đảm bảo tính
thẩm mỹ,tiện lợi cho người dùng.Mạch cảm biến nhiệt độ là một thí dụ điển hình
cho thiết bị giám sát.Với thiết kế, lập trình linh hoạt người dùng có thể thêm nhiều
thiết bị giám sát khác vào hệ thống mà không cần thay đổi gì node trung tâm.
Nhóm sinh viên thực hiện
BÙI MẠNH KHÁNH
VÕ THÀNH LONG
- iii -
MỤC LỤC
Đề mục Trang
Trang bìa i
Nhiệm vụ luận văn
Lời cảm ơn ii
Tóm tắt luận văn iii
Mục lục iv
Danh sách hình vẽ vii
Danh sách bảng biểu xi
Nội dung luận văn
Phần 0 – GIỚI THIỆU CHUNG
Phần I – CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Chương 1: Giới thiệu vi xử lý ATmega16

1.1 Giới thiệu chung 05
1.2 Cấu trúc AVR 06
1.2.1 Cấu trúc tổng quát 06
1.2.2 ALU 07
1.2.3 Thanh ghi trạng thái 07
1.2.4 Các thanh ghi chức năng 08
1.2.5 Con trỏ ngăn xếp (SP) 08
1.2.6 Quản lý ngắt 09
1.3 Cấu trúc bộ nhớ 10
1.4 Các cổng ngoài ra (I/O) 12
1.5 Bộ định thời 14
1.5.1 Các thanh ghi 15
1.5.2 Đơn vị đếm 15
1.5.3 Đơn vị so sánh ngõ ra 16
- iv -
1.5.4 Mô tả các thanh ghi 17
1.6 USART 19
1.6.1 Tạo xung clock 20
1.6.2 Định dạng khung truyền 21
1.6.3 Khởi tạo USART 22
1.6.4 Truyền thông dữ liệu –bộ truyền USART 23
1.6.5 Nhận dữ liệu –bộ phận USART 24
1.7 Bộ biến đổi A/D 26
Chương 2: GIỚI THIỆU CẢM BIẾN DS18B20
2.1 Sơ đồ chân cảm biến nhiệt độ DS18B20 34
2.2 Các đặc tính cơ bản của DS18B20 35
2.3 Lệnh ROM và các lệnh chức năng 37
2.3.1 Lệnh ROM 37
2.3.2 Lệnh chức năng bộ nhớ 38
2.4 Các cách kết nối DS18B20 với vi điều khiển 39

Chương 3: KHÁI QUÁT MODULE RF
3.1 Các đặc tính của RF module 42
3.2 Chức năng các chân module 43
Chương 4: GIỚI THIỆU GSM MODEM VÀ TẬP LỆNH AT
4.1 Giới thiệu về kết nối GSM modem và RS232 46
4.1.1 Sơ đồ nhân của GSM modem 46
4.1.2 Kết nối anten 47
4.1.3 Nguồn cung cấp cho kết nối 47
4.1.4 Các chân kết nối của GSM modem 48
4.2 Giới thiệu vế tập lệnh ATcommand 50
Phần II – THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG
Chương 5: CƠ SỞ THIẾT KẾ
5.1 Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ khối 55
5.1.1 Sơ đồ khối 55
- v -
5.1.2 Sơ đồ nguyên lý 60
5.2 Giới thiệu IC max232 62
Chương 6: LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT VÀ CHƯƠNG TRÌNH
6.1 Cách sử dụng codevisionAVR 65
6.2 Lưu đồ giải thuật khối trung tâm 74
6.3 Lưu đồ giải thuật khối ngoại vi 78
6.4 Chương trình chính 80
6.4.1 Chương trình khối trung tâm 80
6.4.2 Chương trình khối ngoại vi 81
Chương 7: KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
7.1 Kết quả thi công 86
7.1.1 Mạch in trung tâm 86
7.1.2 Mạch in ngoại vi 86
7.1.3 Mạch thực tế 87

7.2 Kết luận và hướng phát triển 87
TÀI LIỆU THAM KHẢO
- vi -
DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1.1: Sơ đồ cấu trúc ATmega16
Hình 1.2: Sơ đồ cấu trúc CPU của ATmega16
Hình 1.3: Thanh ghi trạng thái SREG
Hình 1.4: Thanh ghi chức năng chung
Hình 1.5:Thanh ghi con trỏ ngăn xếp
Hình 1.6: Bản đồ bộ nhớ chương trình
Hình 1.7: Bản đồ bộ nhớ dữ liệu SRAM
Hình 1.8: Sơ đồ cấu trúc bộ định thời
Hình 1.9: Đơn vị đếm
Hình 1.10: Sơ đồ đơn vị so sánh ngõ ra
Hình 1.11: Thanh ghi điều khiển bộ định thời
Hình 1.12: Thanh ghi bộ định thời
Hình 1.13: Thanh ghi so sánh ngõ ra
Hình 1.14: Thanh ghi mặt nạ ngắt TIMSK
Hình 1.15: Thanh ghi mặt nạ ngắt TIMSK
Hình 1.16: Sơ đồ khối bộ USART
Hình 1.17: Đơn vị tạo xung clock
Hình 1.18: Định dạng khung truyền
Hình 1.19: Sơ đồ bộ biến đổi A/D
Hình 1.20: Thanh ghi ADMUX
Hình 1.21: Thanh ghi điều khiển và trạng thái ADC
Hình 1.22: Thanh ghi dữ liệu ADC
Hình 2.1 : Sơ đồ chân DS18B20
Hình 2.2 Phương pháp nối dây của DS18B20
Hình 2.3: Nội dung giải mã 64 bit trên bộ nhớ ROM
Hình 2.4 : Kết nối “1 dây”

Hình 2.5: Kết nối dùng nguồn ngoài
- vii -
Hình 3.1: Module giao tiếp RF
Hình 3.2:Cấu trúc chân RF module
Hình 3.3:Kết nối RF
Hình 4.1: Sơ đồ khối bên trong GSM modem.
Hình 4.2: Kết nối SMA cho anten
Hình 4.3 Nguồn cung cấp kết nối
Hình 4.4 15 chân kết nối
Hình 5.1: Sơ đồ khối tổng quát
Hình 5.2: Quá trình truyền tin(1)
Hình 5.3: Quá trình truyền tin(2)
Hình 5.4: Quá trình truyền tin(3)
Hình 5.5: Sơ đồ khối trung tâm
Hình 5.6: Sơ đồ khối ngoại vi
Hình 5.7: Sơ đồ nguyên lý trung tâm
Hình 5.8 : Sơ đồ nguyên lý ngoại vi
Hình 5.9: Sơ đồ chân MAX232.
Hình 5.10: Sơ đồ khối bên trong MAX232.
Hình 6.1: Cách sử dụng codevisionAVR(1)
Hình 6.2: Cách sử dụng codevisionAVR(2)
Hình 6.3: Cách sử dụng codevisionAVR(3)
Hình 6.4: Cách sử dụng codevisionAVR(4)
Hình 6.5: Cách sử dụng codevisionAVR(5)
Hình 6.6: Cách sử dụng codevisionAVR(6)
Hình 6.7: Cách sử dụng codevisionAVR(7)
Hình 6.8: Cách sử dụng codevisionAVR(8)
Hình 6.9: Cách sử dụng codevisionAVR(9)
Hình 6.10: Cách sử dụng codevisionAVR(10)
Hình 6.11: Cách sử dụng codevisionAVR(11)

Hình 6.12: Cách sử dụng codevisionAVR(12)
- viii -
Hình 6.13: Cách sử dụng codevisionAVR(13)
Hình 6.14: Cách sử dụng codevisionAVR(14)
Hình 6.15:Lưu đồ node trung tâm 1
Hình 6.16 : Lưu đồ node trung tâm 2
Hình 6.17: Lưu đồ giải thuật khối ngoại vi
Hình 6.18:Lưu đồ chương trình đọc giá trị nhiệt độ
Hình 7.1: Mạch in trung tâm
Hình 7.2: Mạch in ngoại vi
Hình 7.1: Mạch thực tế
- ix -
DANH SÁCH BẢNG BIỂU
Báng 1.1:Bảng 3 bít chọn xung đồng hồ
Bảng 1.2: Chọn điện áp tham khảo ADC
Bảng 4.1: Chân nguồn và ngoại vi
Bảng 4.2:Các chân kết nối GSM modem
- x -
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
GSM Groupe Special Mobile
SMS Short Message Services
GPS Global Positioning System
GPRS General Packet Radio Service
CPU Central Processing Unit
RF Radio frequency
FSK Frequency Shift Keying
FDMA Frequency Division Multiplexing Access
- xi -

Ngày nay với sự phát triển của hệ thống thông tin di động GSM và hệ thống

định vị GPS, nhu cầu của việc giám sát, quản lý ngày càng tăng. Song song với nhu
cầu định vị, chỉ đường dùng công nghệ GPS, nhu cầu giám sát thiết bị trên xe cũng
GVHD: TH.S ĐINH QUỐC HÙNG
SVTH: BÙI MẠNH KHÁNH
: VÕ THÀNH LONG Trang 1
Phần mở đầu
GIỚI THIỆU CHUNG
ngày càng cấp thiết. Module Wavecom Fastrack Supreme được tích hợp nhiều cổng
giao tiếp mở rộng cho những chức năng khác nhau như GPS, Bluetooth, Wifi,… cùng
các chuẩn giao tiếp chuẩn thông dụng như USB,RS232,…đã đáp ứng được hai nhu cầu
định vị và giám sát trên.
Trong đề tài luận văn này, chúng em thiết kế hệ thống để cụ thể mô hình trên. Thiết bị
gắn trên xe tải sẽ làm nhiệm vụ chính là thu sóng GPS xác định tọa độ của nó và gửi
tọa độ đó cùng các thông số đo được trên xe gửi về trung tâm quản lý. Cụ thể như sau:
- Thiết kế khối trung giao tiếp với GSM modem
- Thiết kế khối ngoại vi kiểm tra nhiệt độ
- Giao tiếp khối ngoại vi và khối trung tâm dùng RF module giao tiếp không dây
- Kết hợp hệ thống GPS để giám sát xe tải
PHẦN 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Chương 1: Giới thiệu vi xử lý ATmega16
Chương 2: Giới thiệu cảm biến DS18B20
Chương 3: Khái quát module RF
Chương 4: Giới thiệu GSM modem và tập lệnh AT
PHẦN 2: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG
Chương 5: Cơ sở thiết kế
Chương 6: Lưu đồ giải thuật và chương trình
Chương 7: Kết quả thi công và hướng phát triển triển
GVHD: TH.S ĐINH QUỐC HÙNG
SVTH: BÙI MẠNH KHÁNH
: VÕ THÀNH LONG Trang 2

GVHD: TH.S ĐINH QUỐC HÙNG
SVTH: BÙI MẠNH KHÁNH
: VÕ THÀNH LONG Trang 3
Phần I
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Chương 1: Giới thiệu vi xử lý ATmega16
Chương 2: Giới thiệu cảm biến DS18B20
Chương 3: Khái quát module RF
Chương 4: Giới thiệu GSM modem và tập lệnh AT
Chương 1
GIỚI THIỆU VI XỬ LÝ ATMEGA16
GVHD: TH.S ĐINH QUỐC HÙNG
SVTH: BÙI MẠNH KHÁNH
: VÕ THÀNH LONG Trang 4
1.1 Giới thiệu chung
1.2 Cấu trúc nhân AVR
1.2.1 Cấu trúc tổng quát
1.2.2 ALU
1.2.3 Thanh ghi trạng thái
1.2.4 Các thanh ghi chức năng chung
1.2.5 Con trỏ ngăn xếp (SP)
1.2.6 Quản lý ngắt
1.3 Cấu trúc bộ nhớ
1.4 Các cổng vào ra (I/O)
1.5 Bộ định thời
1.5.1 Các thanh ghi
1.5.2 Đơn vị đếm
1.5.3 Đơn vị so sánh ngõ ra
1.5.4 Mô tả các thanh ghi
1.6 USART

1.6.1 Tạo xung clock
1.6.2 Định dạng khung truyền
1.6.3 Khởi tạo USART
1.6.4 Truyền thông dữ liệu-bộ truyền USART
1.6.5 Nhận dữ liệu-bộ nhận USART
1.7 Bộ biến đổi A/D
Nội dung chính
PHẦN I – CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Chương 1: GIỚI THIỆU VI XỬ LÝ ATMEGA16
1.1Giới thiệu chung
ATmega16 là vi điều khiển 8 bit dựa trên kiến trúc RISC. Với khả năng thực
hiện mỗi lệnh trong vòng một chu kỳ xung clock, ATmega16 có thể đạt được tốc độ
1MIPS trên mỗi MHz (1 triệu lệnh/s/MHz).Dưới đây là sơ đồ khối của ATmega16
GVHD: TH.S ĐINH QUỐC HÙNG
SVTH: BÙI MẠNH KHÁNH
: VÕ THÀNH LONG Trang 5
PHẦN I – CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Chương 1: GIỚI THIỆU VI XỬ LÝ ATMEGA16
Hình 1.1: Sơ đồ cấu trúc ATmega16
ATmega16 có các đặc điểm sau: 16KB bộ nhớ Flash với khả năng đọc trong khi
ghi, 512 byte bộ nhớ EEPROM, 1KB bộ nhớ SRAM, 32 thanh ghi chức năng chung,
32 đường vào ra chung, 3 bộ định thời/bộ đếm, ngắt nội và ngắt ngoại, USART, giao
tiếp nối tiếp 2 dây, 8 kênh ADC 10 bit,
ATmega 16 hỗ trợ đầy đủ các chương trình và công cụ phát triển hệ thống như:
trình dịch C, macro assemblers, chương trình mô phỏng/sửa lỗi, kit thử nghiêm,
1.2Cấu trúc nhân AVR
CPU của AVR có chức năng bảo đảm sự hoạt động chính xác của các chương
trình. Do đó nó phải có khả năng truy cập bộ nhớ, thực hiện các quá trình tính toán,
điều khiển các thiết bị ngoại vi và quản lý ngắt.
1.2.1 Cấu trúc tổng quát

GVHD: TH.S ĐINH QUỐC HÙNG
SVTH: BÙI MẠNH KHÁNH
: VÕ THÀNH LONG Trang 6
PHẦN I – CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Chương 1: GIỚI THIỆU VI XỬ LÝ ATMEGA16
Hình 1.2: Sơ đồ cấu trúc CPU của ATmega16
AVR sử dụng cấu trúc Harvard, tách riêng bộ nhớ và các bus cho chương
trình và dữ liệu. Các lệnh được thực hiện chỉ trong một chu kỳ xung clock. Bộ nhớ
chương trình được lưu trong bộ nhớ Flash.
1.2.2 ALU
ALU làm việc trực tiếp với các thanh ghi chức năng chung. Các phép toán
được thực hiện trong một chu kỳ xung clock. Hoạt động của ALU được chia làm 3
loại: đại số, logic và theo bit.
1.2.3 Thanh ghi trạng thái
Đây là thanh ghi trạng thái có 8 bit lưu trữ trạng thái của ALU sau các phép
tính số học và logic.
Hình 1.3: Thanh ghi trạng thái SREG
C: Carry Flag ;cờ nhớ (Nếu phép toán có nhớ cờ sẽ được thiết lập)
Z: Zero Flag ;Cờ zero (Nếu kết quả phép toán bằng 0)
N: Negative Flag (Nếu kết quả của phép toán là âm)
V: Two’s complement overflow indicator (Cờ này được thiết lập khi tràn số
bù 2)
V, For signed tests (S=N XOR V) S: N
H: Half Carry Flag (Được sử dụng trong một số toán hạng sẽ được chỉ rõ
sau)
T: Transfer bit used by BLD and BST instructions(Được sử dụng làm
nơi trung gian trong các lệnh BLD,BST).
GVHD: TH.S ĐINH QUỐC HÙNG
SVTH: BÙI MẠNH KHÁNH
: VÕ THÀNH LONG Trang 7

PHẦN I – CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Chương 1: GIỚI THIỆU VI XỬ LÝ ATMEGA16
I: Global Interrupt Enable/Disable Flag (Đây là bit cho phép toàn cục
ngắt. Nếu bit này ở trạng thái logic 0 thì không có một ngắt nào được phục vụ.)
1.2.4 Các thanh ghi chức năng chung
Hình 1.4: Thanh ghi chức năng chung
1.2.5 Con trỏ ngăn xếp (SP)
Là một thanh ghi 16 bit nhưng cũng có thể được xem như hai thanh ghi
chức năng đặc biệt 8 bit. Có địa chỉ trong các thanh ghi chức năng đặc biệt là $3E
(Trong bộ nhớ RAM là $5E). Có nhiệm vụ trỏ tới vùng nhớ trong RAM chứa ngăn
xếp.
Hình 1.5:Thanh ghi con trỏ ngăn xếp
GVHD: TH.S ĐINH QUỐC HÙNG
SVTH: BÙI MẠNH KHÁNH
: VÕ THÀNH LONG Trang 8
PHẦN I – CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Chương 1: GIỚI THIỆU VI XỬ LÝ ATMEGA16
Khi chương trình phục vu ngắt hoặc chương trình con thì con trỏ PC được
lưu vào ngăn xếp trong khi con trỏ ngăn xếp giảm hai vị trí. Và con trỏ ngăn xếp sẽ
giảm 1 khi thực hiện lệnh push. Ngược lại khi thực hiện lệnh POP thì con trỏ ngăn xếp
sẽ tăng 1 và khi thực hiện lệnh RET hoặc RETI thì con trỏ ngăn xếp sẽ tăng 2. Như
vậy con trỏ ngăn xếp cần được chương trình đặt trước giá trị khởi tạo ngăn xếp trước
khi một chương trình con được gọi hoặc các ngắt được cho phép phục vụ. Và giá trị
ngăn xếp ít nhất cũng phải lớn hơn hoặc bằng 60H (0x60) vì 5FH trỏ lại là vùng các
thanh ghi.
1.2.6 Quản lý ngắt
Ngắt là một cơ chế cho phép thiết bị ngoại vi báo cho CPU biết về tình trạng
sẵn sàng trao đổi dữ liệu của mình.Ví dụ:Khi bộ truyền nhận UART nhận được một
byte nó sẽ báo cho CPU biết thông qua cờ RXC, hoặc khi nó đã truyền được một byte
thì cờ TX được thiết lập…

Khi có tín hiệu báo ngắt CPU sẽ tạm dừng công việc đạng thực hiện lại và lưu vị trí
đang thực hiên chương trình (con trỏ PC) vào ngăn xếp sau đó trỏ tới vector phuc vụ
ngắt và thức hiện chương trình phục vụ ngắt đó chơ tới khi gặp lệnh RETI (return from
interrup) thì CPU lại lấy PC từ ngăn xếp ra và tiếp tục thực hiện chương trình mà trước
khi có ngăt nó đang thực hiện. Trong trường hợp mà có nhiều ngắt yêu cầu cùng một
lúc thì CPU sẽ lưu các cờ báo ngắt đó lại và thực hiện lần lượt các ngắt theo mức ưu
tiên. Trong khi đang thực hiện ngắt mà xuất hiện ngắt mới thì sẽ xảy ra hai trường
hợp. Trường hợp ngắt này có mức ưu tiên cao hơn thì nó sẽ được phục vụ. Còn nó mà
có mức ưu tiên thấp hơn thì nó sẽ bị bỏ qua.
Bộ nhớ ngăn xếp là vùng bất kì trong SRAM từ địa chỉ 0x60 trở lên. Để truy nhập
vào SRAM thông thường thì ta dùng con trỏ X,Y,Z và để truy nhập vào SRAM theo
kiểu ngăn xếp thì ta dùng con trỏ SP. Con trỏ này là một thanh ghi 16 bit và được truy
nhập như hai thanh ghi 8 bit chung có địa chỉ: SPL:0x3D/0x5D(IO/SRAM) và
SPH:0x3E/0x5E.
Khi chương trình phục vụ ngắt hoặc chương trình con thì con trỏ PC được lưu vào
ngăn xếp trong khi con trỏ ngăn xếp giảm hai vị trí.Và con trỏ ngăn xếp sẽ giảm 1 khi
GVHD: TH.S ĐINH QUỐC HÙNG
SVTH: BÙI MẠNH KHÁNH
: VÕ THÀNH LONG Trang 9
PHẦN I – CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Chương 1: GIỚI THIỆU VI XỬ LÝ ATMEGA16
thực hiện lệnh push. Ngược lại khi thực hiện lệnh POP thì con trỏ ngăn xếp sẽ tăng 1
và khi thực hiện lệnh RET hoặc RETI thì con trỏ ngăn xếp sẽ tăng 2. Như vậy con trỏ
ngăn xếp cần được chương trình đặt trước giá trị khởi tạo ngăn xếp trước khi một
chương trình con được gọi hoặc các ngắt được cho phép phục vụ. Và giá trị ngăn xếp
ít nhất cũng phải lớn hơn 60H (0x60) vì 5FH trỏ lại là vùng các thanh ghi.
Ví dụ:
char cSREG;
cSREG = SREG; /* store SREG value */
/* disable interrupts during timed sequence */

CLI();
EECR |= (1<<EEMWE); /* start EEPROM write */
EECR |= (1<<EEWE);
SREG = cSREG; /* restore SREG value (I-bit) */
1.3Cấu trúc bộ nhớ
AVR có 2 không gian bộ nhớ chính là bộ nhớ dữ liệu và bộ nhớ chương trình.
Ngoài ra ATmega16 còn có thêm bộ nhớ EEPROM để lưu trữ dữ liệu.
 Bộ nhớ chương trình (Bộ nhớ Flash)
Bộ nhớ Flash 16KB của ATmega16 dùng để lưu trữ chương trình. Do các
lệnh của AVR có độ dài 16 hoặc 32 bit nên bộ nhớ Flash được sắp xếp theo kiểu
8KX16. Bộ nhớ Flash được chia làm 2 phần, phần dành cho chương trình boot và
phần dành cho chương trình ứng dụng.
GVHD: TH.S ĐINH QUỐC HÙNG
SVTH: BÙI MẠNH KHÁNH
: VÕ THÀNH LONG Trang 10
PHẦN I – CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Chương 1: GIỚI THIỆU VI XỬ LÝ ATMEGA16
Hình 1.6: Bản đồ bộ nhớ chương trình
 Bộ nhớ dữ liệu SRAM
1120 ô nhớ của bộ nhớ dữ liệu định địa chỉ cho file thanh ghi, bộ nhớ
I/O và bộ nhớ dữ liệu SRAM nội. Trong đó 96 ô nhớ đầu tiên định địa chỉ cho
file thanh ghi và bộ nhớ I/O, và 1024 ô nhớ tiếp theo định địa chỉ cho bộ nhớ
SRAM nội.
GVHD: TH.S ĐINH QUỐC HÙNG
SVTH: BÙI MẠNH KHÁNH
: VÕ THÀNH LONG Trang 11