ĐỒ ÁN TN - XÂY DỰNG HỆ THỐNG THU THẬP DỮ LIỆU QUA GIAO DIỆN RS485 VÀ GSM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG




ĐỒ ÁN
TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC



Đề tài:
XÂY DỰNG HỆ THỐNG THU THẬP DỮ LIỆU
QUA GIAO DIỆN RS485 VÀ GSM





Sinh viên thực hiện : xxxxxxxxxxxxxxxxx

Giảng viên hướng dẫn: xxxxxxxxxxxxxxxxx

Cán bộ phản biện :

Hà Nội, 5-2012
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

CỘNG HÒA XÃ HÔI 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: ………………
Khoá:…………………….Viện: 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 ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):
……………………………………………………………………………………………………………………… ….……
…………………………………………………………………………………………………………………… ……….…
……………………………………………………………………………………………………….
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:

Khoá:

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
( Ký, ghi rõ họ và tên )

Lời nói đầu
Ngày nay, với sự phát triển như vũ bão của khoa học công nghệ, đặc biệt là
sự bùng nổ trong lĩnh vực Công nghệ thông tin và Viễn thông đã tạo ra bước ngoặc
quan trọng đáp ứng nhu cầu của con người, biến những đòi hỏi tưởng chừng như
không tưởng trước đây thành hiện thực.
Với nhu cầu thông tin ngày càng tăng của con người, mạng viễn thông đã ra
đời để đáp ứng nhu cầu đó. Hiện nay, mạng viễn thông đã trở nên phổ biến trên toàn
cầu và gần gũi với con người, không chỉ đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin đơn
thuần (nghe gọi, nhắn tin) mà chúng càng ngày càng được ứng dụng rộng rãi vào
nhiều lĩnh vực. Với sự phát triển nhanh chóng các dịch vụ và ứng dụng việc thông
tin qua mạng viễn thông ngày tiện lợi, tiết kiệm thời gian, đảm bảo an toàn và tiết
kiệm được chi phí sử dụng. Với chất lượng mạng viễn thông như hiện nay đã tạo
điều kiện cho các ứng dụng về điều khiển từ xa ra đời và càng ngày càng được ứng
dụng rộng rãi.
Với sự phát triển của mạng Internet và công nghệ robot, ngành y khoa đã
thực hiện được một việc không tưởng đó là “phẫu thuật tim từ xa qua mạng
Internet”. Bác sĩ chuyên gia tim mạch người Mỹ Andre Ng đã thực hiện thành công
ca phẫu thuật tim từ xa đầu tiên của thế giới tại Bệnh viện Glenfield ở Leicester
thuộc Vương quốc Anh. Bằng cách sử dụng thao tác trên bộ điều khiển Remote
Catheter được chế tạo bởi công ty Catheter Robotics ở New Jersey, United States.
Với điều kiện cơ sở vật chất hiện có ở nước ta và nhu cầu thực tế. Thì ứng
dụng gửi tin nhắn để quản lý các hệ thống bơm xăng dầu là rất khả thi. Ứng dụng
này sẽ giúp chúng ta có thể quản lý và điều khiển từ xa một cách nhanh chóng,

chính xác, hiệu quả mà không bị giới hạn về khoảng cách, thời gian chỉ cần nơi đó
có mạng Internet hoặc mạng di động phủ sóng.
Thực tế nữa là các doanh nghiệp phân phối xăng dầu ở Việt Nam chỉ chú
trọng vào kênh phân phối cuối cùng mà ít khi quan tâm đến công tác quản lý. Đa số
công việc vẫn mang nặng tính thủ công, điều này làm mất nhiều thời gian và gây
nhiều khó khăn trong quá trình quản lý.
Xuất phát từ thực tiễn đó, em đã quyết định nghiên cứu và thực hiện đề tài
“Xây dựng hệ thống thu thập dữ liệu qua giao diện RS485 và GSM”.
Để có thể hoàn thành tốt đề tài này em xin chân thành cảm ơn cô Chi và thầy
Minh đã hướng dẫn nhiệt tình và định hướng cụ thể các công việc cần làm trong đồ
án. Em cũng xin cảm ơn anh Biên và các bạn đã động viên, giúp đỡ để em hoàn
thành đồ án này.



Tóm tắt đồ án
Đồ án được nghiên cứu và thực hiện với mục đích áp dụng những kiến thức
đã được học trong nhà trường để thiết kế, tạo ra một hệ thống thu thập dữ liệu từ
RS485 và gửi tín hiệu bằng sóng điện thoại GSM-SMS.
Tìm hiều về hệ thống điện thoại di động GSM hiện nay. Nghiên cứu và sử
dụng các module GSM/GPRS phổ biến hiện nay. Module em thực hiện nghiên cứu
và sử dụng là module SIM900 của hãng SIMCom.
Nghiên cứu và sử dụng chip vi điều khiển ARM Cortex M3. Chip mà em
nghiên cứu sử dụng là STM32F103RCT6 của hãng STMicroelectronics.
Nội dung của đồ án bao gồm 5 chương:
Chương 1:Đặt vấn đề
Chương 2: Phân tích chức năng và thiết kế sơ đồ khối
Chương 3: Thiết kế phần cứng Mạch nguyên lý-Mạch layout
Chương 4: Thiết kế phần mềm
Chương 5: Chế tạo thử nghiệm

Nội dung các chương 1 và 2 nêu ra các vấn đề cần đặt ra và hướng phát triển
của đề tài. Phần này tập chung vào việc tìm hiểu chức năng hoạt động và lựa chọn
công nghệ để phát triển sản phẩm.
Các chương còn lại đi sâu tìm hiểu vấn đề cốt lõi mà đề tài yêu cầu đặt ra.Cụ
thể: Chương 3 nghiên cứu tìm hiểu sơ đồ nguyên lý các khối chức năng và lựa chọn
linh kiện sao cho phù hợp. Chương 4 tìm hiểu phần mềm lập trình để nạp chương
trình,gỡ lỗi và test thử kết hợp với phần cứng. Chương 5 đưa ra các kết quả đạt
được trong quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài.
Tuy nhiên vì đề tài phải hoàn thành trong thời gian ngắn nên trong quá trình
biên soạn không tránh khỏi thiếu sót. Xin chân thành cảm ơn những ý kiến đóng
góp phê bình từ thầy cô và bạn đọc những thiếu xót để quyển đồ án ngày càng hoàn
thiện hơn. Mọi ý kiến đóng góp, phê bình và thắc mắc xin liên hệ qua e-mail:
Xin chân thành cảm ơn!







Abstract
In this paper, I aim to design a data accumulator with RS485 sending signal
by GSM-SMS.
Study present GSM and widely used GSM/GPRS module. In this paper, I use
module SIM900 of SIMCOM.
Study and use microprocessor ARM Cortex M3, specifically
STM32F103RCT6 of STMcroelectronics.
Content:
Chapter 1:Introduction
Chapter 2:Function and Diagram design analysis

Chapter 3:Principle circuit-circuit layout hardware design
Chapter 4: Software design
Chapter 5: Experiment
The first two chapters introduce the subject and how to develop it in the
future; what is its function and what is the technology to develop it.
The remaining chapters an insight into the core issues that the subject.
Specific: Chapter 3 studies explore the principle diagram and function block
selection of components that corresponds. Chapter 4 search understand
programming software to load the program, debug and test combined with
hardware. Chapter 5 provides the results obtained during the research and
implementation topics.
The rest will dig deeply to the core of the problem. Specifically, chapter 3
studies the principle diagram and proper devices. Chapter 4 is about the software to
run, debug and test the hardware. Chapter 5 reveals the results of the work.
Even though I have tried my best, mistake and incompletion are unavoidable.
I would be very grateful to have feedbacks from teachers, students or any reader to
help me improve this paper. All the feedbacks can be sent via email
Thank you so much.






Trang 4

MỤC LỤC

Lời nói đầu 1

Tóm tắt đồ án 2

Abstract 3

MỤC LỤC 4

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ 6

DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU 7

Chương 1:Đặt vấn đề 8

1.1 Giới thiệu các hệ thống thu thập dữ liệu 8

1.1.1 Hệ thống thu thập dữ liệu thời tiết 8

1.1.2 Hệ thống giám sát và thu thập dữ liệu mạng cấp nước qua mạng
GPRS/EDGE 8

1.1.3 Hệ thống bán lẻ xăng dầu 9

1.2 Yêu cầu hệ thống 10

1.2.1 Yêu cầu chức năng 10

1.2.2 Yêu cầu phi chức năng 11

Chương 2: Phân tích chức năng và thiết kế

sơ đồ khối 13

2.1 Phân tích sơ đồ chức năng 13

2.2.1 Vi điều khiển 14

2.2.2 Giao tiếp nối tiếp 19

2.2.3 Giao tiếp GSM-SMS 23

2.2.4 Giao tiếp thẻ nhớ 25

2.2.5 Khối nguồn 28

Chương 3: Thiết kế phần cứng

Mạch nguyên lý-Mạch layout 30

3.1 Công cụ thiết kế mạch nguyên lý và layout Altium 30

3.2 Kết nối VĐK 31

3.2.1 Nguồn cho STM32 31

3.1.2 Tín hiệu vào ra STM32 31

3.3 Kết nối giao tiếp RS485 33

3.4 Kết nối module sim 34

Trang 5

3.5 Kết nối giao tiếp thẻ nhớ 40

3.6 Sơ đồ nguyên lý 42

Chương 4: Thiết kế phần mềm 43

4.1 Tổng quan lập trình cho STM32 43

4.1.1 Các thiết bị ngoại vi của VĐK 43

4.1.2 Công cụ phần mềm biên dịch, gỡ lỗi nạp chương trình của STM32 45

4.2 Thiết kế cấu trúc chung chương trình 47

4.2.1 Khai báo các hàm giao tiếp RS232, RS485 48

4.2.2 Khai báo các hàm điều khiển module sim 48

4.2.3 Khai báo các hàm đọc ghi thẻ nhớ 48

4.3 Triển khai các hàm chương trình 48

4.3.1 Giao tiếp RS232, RS485 48

4.3.2 Câu lệnh AT điều khiển Module Sim900 53

4.3.3 Câu lệnh đọc ghi thẻ nhớ và hàm định dạng FATFS 60

Chương 5: Chế tạo thử nghiệm 65

5.1 Mạch sau khi chế tạo 65

5.2 Đo kiểm 68

5.3 Chạy thử chương trình 69

5.4 Kết luận 70

Tài liệu tham khảo 72

Phụ lục 73

Phụ lục 1: Mã nguồn chương trình 73

Phụ lục 2: Danh sách linh kiện và số lượng sử dụng 81









Trang 6

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Mô hình hoạt động của Cello [1] 9

Hình 1.2 Mô hình chung hệ thống quản lý trạm xăng [2] 10

Hình 1.3 Giao tiếp thông qua RS485 [3] 11

Hình 2. 1 Sơ đồ chức năng hệ thống 13
Hình 2. 2 Sơ đồ khối hệ thống 14

Hình 2. 3 So sánh bộ nhớ ARM thường và ARM Cortex [4] 15

Hình 2. 4 Sơ đồ chân chip STM32F103 [5] 16

Hình 2. 5 Sơ đồ chân IC Atmega2560 [6] 18

Hình 2. 6 Sơ đồ chân Pic24FJ256GB106 [7] 19

Hình 2. 7 Sơ đồ chân và hình dạng cổng com 9 chân [8] 21

Hình 2. 8 Sơ đồ chân IC Max485 [9] 22

Hình 2. 9 Module Sim548C [10] 23

Hình 2. 10 Module Sim900 [11] 24

Hình 2. 11 Sơ đồ chân thẻ nhớ SD Card [12] 26

Hình 2. 12 Kiến trúc thẻ nhớ SD Card [12] 26

Hình 2.13 Sơ đồ khối thẻ nhớ SD Card [12] 26

Hình 2.14 Cấu trúc bộ nhớ SD Card [12] 27

Hình 2. 15 Cấu trúc liên kết các thẻ nhớ SD Card [12] 27

Hình 2. 16 IC LM1117 3.3V [13] 28

Hình 2. 17 IC LM2576 [13] 28

Hình 3. 1 Phần mềm thiết kế mạch Altium Designer 30
Hình 3. 2 Khối nguồn cho vi điều khiển STM32F103 31

Hình 3. 3 Khối giao tiếp UART 31

Hình 3. 4 Giao diện cơ bản giao tiếp SPI [14] 33

Hình 3. 5 Khối giao tiếp Flash memory 33

Hình 3. 6 Khối nguồn nuôi IC Max485 34

Hình 3. 7 Khối giao tiếp vi điều khiển với IC Max485 34

Hình 3. 8 Khối nguồn nuôi Module Sim900 34

Hình 3. 9 Nối chân VBAT cho module Sim900 [15] 35

Hình 3. 10 Điện áp VBAT trong quá trình truyền [15] 35

Hình 3. 11 Giao tiếp nâng cấp phần mềm và giao tiếp [15] 40

Hình 3. 12 Khối giao tiếp Module Sim900 với vi điều khiển 40

Hình 3. 13 Giao tiếp giữa SD Card và SPI [4] 41

Hình 3. 14 Khối giao tiếp thẻ nhớ với vi điều khiển 41

Hình 3. 15 Sơ đồ nguyên lý mạch thiết kế 42

Hình 4. 1 Sơ đồ khối vi điều khiển STM32F103RC [5] 43
Hình 4. 2 Sơ đồ bộ nhớ [5] 44

Hình 4. 3 Phần mềm lập trình keil ARM 46

Hình 4. 4 Phần mềm Source Insight 46


Trang 7

Hình 4. 5 Độ dài Word lập trình[17] 49

Hình 4. 6 Cấu hình các bit Stop [17] 50

Hình 4. 7 Phát hiện bit Start [17] 51

Hình 4. 8 Thiết lập cấu hình mặc định [17] 55

Hình 4. 9 Khởi tạo vùng nhớ [17] 57

Hình 4. 10 Nhận và đọc tin nhắn [17] 58

Hình 4. 11 Gửi tin nhắn [17] 59

Hình 4. 12 Đọc dữ liệu từ thẻ nhớ [5] 61

Hình 4. 13 Ghi dữ liệu xuống thẻ nhớ [5] 61

Hình 4. 14 Đọc một multi block [18] 62

Hình 4. 15 Viết một multi block [18] 63

Hình 4. 16 Định dạng một command [18] 63

Hình 4. 17 Định dạng response [18] 63

Hình 4. 18 Tổ chức FATFS [4] 64

Hình 5. 1 Mạch layout mặt trên 65

Hình 5. 2 Sơ đồ layout mặt dưới 66

Hình 5. 3 Mặt trên của sản phẩm 67

Hình 5. 4 Mặt dưới của sản phẩm 68

DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 3. 1 Chức năng chân của module SIM300CZ 35

Bảng 3. 2 Mô tả chân kết nối DIP 36

Bảng 4. 1 Khung lệnh của SD Card 60

Bảng 4. 2 Một số lệnh thường gặp của SD Card 60

Bảng 5. 1 Điện áp chân IC Max3232 68
Bảng 5. 2 Điện áp một số chân IC STM32F103 69

Bảng 5. 3 Điện áp một số chân Module sim900 69



Đồ Án Tốt Nghiệp


Trang 8

Chương 1: Đặt vấn đề
1.1 Giới thiệu các hệ thống thu thập dữ liệu
Ngày nay với sự phát triển của lý thuyết về công nghệ thông tin thì các hệ
thống thu thập dữ liệu ngày càng được cải thiện và có những tính năng mới. Trong
cuộc sống hàng ngày chúng ta bắt gặp rất nhiều hệ thống thu thập dữ liệu phục vụ
cho lợi ích cho các cá nhân,tổ chức,mỗi quốc gia.
1.1.1 Hệ thống thu thập dữ liệu thời tiết
Hầu hết các nước đang phát triển hiện vẫn còn dựa vào các hệ thống lỗi thời
trong việc thu thập các dữ liệu thủy văn và chúng ta đưa ra các thông tin hơi khó tin
và rất đáng ngờ.Việc theo dõi lượng nước trong các đám mây và việc có được thông
tin chính xác và liên tục về gió sẽ giúp ta quản lý tốt hơn việc dự báo lượng mưa.
Trong mọi trường hợp việc thu thập dữ liệu bằng tay đã quá lỗi thời cần được thay
thế bằng việc theo dõi liên tục và tự động. Gần đây nhất CNR và IRD(Cơ quan
nghiên cứu và phát triển của Pháp) đã cùng phát triển HYDROMET, một phần mềm
chuyên dung cho việc đo từ xa và xử lý các dữ liệu khí tượng-thủy văn theo thời
gian thực và lưu giữ các thông tin trong các cơ sở dữ liệu. Việc thu thập dữ liệu liên

tục trên một vùng lưu vực sông rộng và các khu vực khí hậu liền kề.Tần số của các
hiện tượng quá mức giới hạn thông thường không thể xử lý được trong khoảng thời
gian ngắn.
Việc so sánh giữa các lưu vực giống nhau với một quá trình thu thập dữ liệu
dài hơn có thể giúp loại bỏ những rủi ro có thể xảy ra,với điều kiện các thông số khí
hậu thay đổi không quá nhiều. Một khi có được các dữ liệu khí tượng-thủy văn, địa
mạo và đất chính xác việc lập mô hình thời tiết sẽ có ý nghĩa và có thể đưa ra quyết
định nhanh chóng và đúng đắn thông qua các mô phỏng.
1.1.2 Hệ thống giám sát và thu thập dữ liệu mạng cấp nước qua mạng
GPRS/EDGE
Hệ thống cấp nước là cơ sở hạ tầng đặc biệt quan trọng ở các thành thị. Hiện
nay tại các đô thị lớn của Việt Nam có khá nhiều khu vực dân cư không đủ nước
sạch để dùng, nhưng trên thực tế lượng thất thoát nước sạch lại rất lớn, trung bình
trong cả nước là vào khoảng 33%, trong đó Tp.HCM, Hà Nội và Tiền Giang là các
địa phương có mức độ thất thoát lớn nhất khoảng trên 40%. Với các công ty cấp
nước, việc giảm thất thoát là một vấn đề trọng yếu, nhất là đối với khu vực các nước
đang phát triển đang có hệ số thất thoát cao. Hàng triệu USD có thể tiết kiệm nếu có
thể giảm tỷ lệ thất thoát vài phần trăm.
Để trị căn bệnh thất thoát nước như hiện nay là một nhiệm vụ không hề đơn
giản cho các công ty cấp nước. Tuy nhiên, đó là nhiệm vụ bắt buộc phải thực hiện
trong thời kỳ mới này, thời kỳ của hội nhập và cạnh tranh.
Một trong các công việc đầu tiên để có thể đưa ra được các giải pháp giảm
thất thoát nước hữu hiệu và mang tính lâu dài là xây dựng trung tâm thu thập và
quản lý dữ liệu mạng cấp nước, sau đó từ nguồn dữ liệu này chúng ta mới bắt đầu
Đồ Án Tốt Nghiệp


Trang 9

tiến hành phân tích và đưa ra các biện pháp nhằm giảm thất thoát như phân vùng,

tách mạng, lắp đặt van giảm áp, thay đường ống …
Cello là dãy sản phẩm của hãng Technolog (UK), dùng để thu thập dữ liệu
trong nghành cấp nước. Nguyên lý hoạt động của Cello như mô tả trong hình sau :

Hình 1.1 Mô hình hoạt động của Cello [1]
Cello ghi nhận dữ liệu từ các ngõ vào theo thời gian cài đặt (interval), và gởi
dữ liệu về máy tính chủ (host computer) qua mạng GSM/GPRS theo thời gian cài
đặt trước. Các ngõ vào ghi nhận dữ liệu có thể cấu hình, cài đặt riêng, nếu không sử
dụng thì chúng ta không khai báo cấu hình cho ngõ vào đó để tiết kiệm vùng nhớ và
tiết kiệm chi phí gởi dữ liệu qua mạng GSM/GPRS (trong mỗi Cello chúng ta lắp
đặt 1 simcard).
Các ngõ vào có thể cài đặt các mức cảnh báo cao/thấp, khi có cảnh báo Cello
sẽ ngay lập tức gởi cảnh báo về máy tính host, sau đó cảnh báo có thể cài đặt để gởi
đến e-mail hoặc điện thoại cầm tay của những người được khai báo trước.
Các thông số cài đặt, cấu hình của cello củng được gởi về máy tính chủ, từ
trên phần mềm trên máy tính chủ chúng ta có thể thay đổi các thông số cài đặt này
và sau đó truyền tải xuống Cello qua mạng GSM/GPRS.Ngoài ra, từ máy chủ chúng
ta có thể ra lệnh yêu cầu Cello gởi dữ liệu về khi cần thiết.
1.1.3 Hệ thống bán lẻ xăng dầu
Việc áp dụng công nghệ tự động hóa vào lĩnh vực kinh doanh xăng dầu đã
được ứng dụng tại rất nhiều quốc gia trên thế giới và mang lại rất nhiều hiệu quả.
Tại Việt Nam, việc hiện đại công tác quản lý cũng là nhu cầu bức thiết hiện nay của
các doanh nghiệp phân phối xăng dầu, để phát triển theo xu hướng chung của hội
nhập.Việc ứng dụng công nghệ thông tin vào công tác quản lý phục vụ cho ngành
xăng dầu, các bài toán đặt ra gồm có: quản lý tồn nhiên liệu, quản lý bán hàng, tích
hợp số liệu cho công tác quản lý của doanh nghiệp xăng dầu,quản lý số lượng
bơm,số lít và tiền tại các cột bơm.
Đây là những bài toán cơ bản cần phải giải quyết để hướng đến chuyên
nghiệp hóa trong công tác quản lý xăng dầu. Phía các doanh nghiệp cần phải đầu tư
hạ tầng cơ bản ban đầu về thiết bị cũng như các phần mềm làm nền tảng cho việc

cải tiến và phát triển theo mô hình quản lý hiện đại và chuyên nghiệp hơn.
Mô hình bán xăng dầu tự động đã được ứng dụng tại nhiều quốc gia trên thế
giới vì nó mang lại hiệu quả cao trong quản lý. Tại Việt Nam, việc nghiên cứu, ứng
dụng mô hình này cũng là nhu cầu bức thiết của các nhà phân phối xăng dầu.Tình
hình kinh doanh xăng dầu ở Việt Nam hiện nay còn nhiều điều bất cập. Điển hình là
Đồ Án Tốt Nghiệp


Trang 10

một số đơn vị kinh doanh không bán đúng chất lượng và số lượng như báo chí đưa
tin. Chính điều này đã gây thiệt thòi lớn cho người tiêu dùng và nhất là các cơ quan
chức năng không có công cụ để giám sát và quản lý.
Trước thực tế đó, đã có rất nhiều đơn vị, công ty nghiên cứu và ứng dụng
thành công “Hệ thống quản lý xăng dầu”. Hệ thống này có khả năng phát hiện nước
trong bồn, cảnh báo nhiệt độ cao, cảnh báo nạp nhiên liệu, cảnh báo rò rỉ bồn Tất
cả đều được kiểm soát bằng các thiết bị tự động hiện đại. Hệ thống Quản lý đo bồn
tự động giúp giảm thời gian đo bồn, thao tác ghi chép số liệu ở từng thời điểm, cho
phép quản lý biết tức thời số lượng xăng dầu hiện có tại các bồn nhiên liệu mà
không cần qua các thao tác thủ công nào.

Hình 1.2 Mô hình chung hệ thống quản lý trạm xăng [2]
Hệ thống quản lý trạm xăng được thiết kế và cung cấp phục vụ công tác quản
lý số liệu tồn và số liệu bán hàng tại các trạm xăng. Tất cả các số liệu được cập nhật
theo thời gian thực và được tích hợp lên một cổng thông tin hỗ trợ ra quyết định.
Hệ thống tổng thể bao gồm 3 thành phần chính :
 Hệ thống quản lý đo bồn tự động
 Hệ thống quản lý bán hàng(trụ bơm)
 Cổng thông tin tích hợp số liệu
1.2 Yêu cầu hệ thống

1.2.1 Yêu cầu chức năng
a)Giao tiếp với hệ thống đo, hệ thống bán hàng qua chuẩn giao tiếp RS232
hoặc RS485
Vấn đề giao tiếp giữa PC và vi điều khiển rất quan trọng trong các ứng dụng
điều khiển, giao tiếp giữa PC với các thiết bị đo lường khác. Ghép nối qua cổng nối
tiếp RS232 là một trong những kỹ thuật được sử dụng rộng rãi để ghép nối các thiết
bị ngoại vi với máy tính. Nó là một chuẩn giao tiếp nối tiếp dùng định dạng không
đồng bộ, kết nối nhiều nhất là 2 thiết bị , chiều dài kết nối lớn nhất cho phép để đảm
Đồ Án Tốt Nghiệp


Trang 11

bảo dữ liệu là 12.5 đến 25.4m, tốc độ 20kbit/s đôi khi là tốc độ 115kbit/s với một số
thiết bị đặc biệt. Ý nghĩa của chuẩn truyền thông nối tiếp nghĩa là trong một thời
điểm chỉ có một bit được gửi đi dọc theo đường truyền.
Trong công nghiệp ngày nay, chuẩn truyền thông RS232 không thể đáp ứng
được nhu cầu truyền thông nữa vì đường truyền không cân bằng (các tín hiệu đều
lấy điểm chuẩn là đường mass chung, bị ảnh hưởng của nhiễu tác động) do đó tốc
độ truyền và khoảng cách truyền bị giới hạn (khoảng cách truyền thông tối đa
100m). Vì vậy để đáp ứng nhu cầu truyền thông công nghiệp, người ta sử dụng
chuẩn truyền thông RS485 khi cần tăng khoảng cách và tốc độ truyền thông
(khoảng cách truyền thông tối đa 1200m và vận tốc truyền lên đến 10 Mbits/s).
Nguyên nhân mà RS485 có thể tăng tốc độ và khoảng cách truyền thông là do RS -
485 sử dụng phương pháp truyền 2 dây vi sai (vì 2 dây có đặc tính giống nhau, tín
hiệu truyền đi là hiệu số điện áp giữa 2 dây do đó loại trừ được nhiễu chung). Mặt
khác do chuẩn truyền thông RS 232 không cho phép có hơn 2 thiết bị truyền nhận
tin trên đường dây trong khi đó với chuẩn RS 485 ta có thể nối 32 thiết bị thu phát
trên 2 dây.

Hình 1.3 Giao tiếp thông qua RS485 [3]
b)Lưu trữ số liệu
Ngày nay việc lưu trữ dữ liệu đặc biệt quan trọng trong tất cả các lĩnh vực
đặc biệt trong lĩnh vực lưu trữ số liệu.Các số liệu được thay đổi, cập nhật liên tục
trong quá trình trao đổi, truyền tải dữ liệu.
c)Truyền dữ liệu về trung tâm qua SMS
Các dòng sản phẩm không dây mang đến những ưu điểm cho người sử dụng
và khắc phục những nhược điểm về khoảng cách địa lý dùng dây dẫn, cáp nối. Chỉ
cần một chiếc SIM điện thoại và ở đâu có sóng điện thoại di động là chúng ta có thể
truyền thông được.
1.2.2 Yêu cầu phi chức năng
a) Giá thành
Khi làm mạch yêu cầu giá thành phải thấp nhất có thể để có thể cạnh tranh
được trên thị trường.Với yêu cầu đó thì chi phí để làm mạch đồ án là trong khoảng
từ 1-1,5 triệu đồng.
Đồ Án Tốt Nghiệp


Trang 12

b)Độ ổn định
Yêu cầu mạch phải chạy ổn định,không xuất hiện lỗi khi tung ra thị trường.
Ngoài ra còn đòi hỏi độ ổn định cao khi có nhiễu hoặc va đập.
c)Khả năng cấu hình
Có thể tự cấu hình thông qua câu lệnh hoặc một số điện thoại admin nào
đó.Yêu cầu câu lệnh cấu hình phải đơn giản có tính gợi nhớ đồng thời cũng phải có
tính bảo mật cao.
d) Khả năng mở rộng
Tính năng có thể mở rộng và phát triển chức năng cũng là một phần rất quan
trọng không thể thiếu.Khi khách hàng muốn yêu cầu thêm chức năng hoặc cải thiện

các chức năng thì có thể mở rộng và kết nối được.
















Đồ Án Tốt Nghiệp


Trang 13

Chương 2: Phân tích chức năng và thiết kế
sơ đồ khối
2.1 Phân tích sơ đồ chức năng
Sơ đồ chức năng:

Hình 2. 1 Sơ đồ chức năng hệ thống
Chức năng thu thập dữ liệu: lấy các thông số từ cột xăng gửi xuống và truyền
vào vi điều khiển qua RS485. Dữ liệu còn được cấu hình từ số điện thoại admin qua

SMS gửi về sim gắn trong thiết bị.
Chức năng gửi câu lệnh AT: câu lệnh được gửi từ vi điều khiển đến module
Sim900.Cấu hình mặc định cho Sim900 và gửi câu lệnh để module sim gửi tin nhắn
SMS tới số điện thoại nhận.
Chức năng hiển thị: dùng để hiển thị các trạng thái hoạt động của vi điều
khiển.Có thể dùng LCD để hiện thị hoặc dùng phần mềm hyper terminal có trong
Windown XP, Win 7.
Chức năng lưu trữ: việc lưu trữ dữ liệu khỏi bị thất thoát là rất quan trọng vì
nhiều khi ta cần đọc lại dữ liệu khi cần. Dữ liệu có thể được lưu trữ trong flash hoặc
được lưu trữ trong thẻ nhớ SD Card.
2.2 Thiết kế sơ đồ khối và lựa chọn linh kiện cho các khối
Sơ đồ khối:
Quản lý cột bơm xăng
Chức năng
Thu thập dữ liệu
Chức năng
gửi câu lệnh
Chức năng
Hiển thị
Chức năng
Lưu trữ
Đồ Án Tốt Nghiệp


Trang 14


Hình 2. 2 Sơ đồ khối hệ thống
2.2.1 Vi điều khiển
Ngày nay có rất nhiều loại vi điều khiển được sử dụng trên thị trường như

8051,Pic,atmega và đặc biệt là arm. Sau đây sẽ giới thiệu một vài vi điều khiển có
thể được lựa chọn cho dự án.
a)STM32F103RC
Ngày nay các nhà sản xuất IC đưa ra thị trường hơn 240 dong chip vi điều
khiển sử dụng lõi ARM. Thì tập đoàn ST Microelectronic thì cho ra mắt dòng chip
STM32, vi điều khiển đầu tiên dựa trên nền lõi ARM Cortex M3 thế hệ mới do
hãng ARM thiết kế, được cải tiến từ lõi ARM7 truyền thống, từng mang lại thành
công vang dội cho công ty ARM. Dòng STM32 thiết lập các tiêu chuẩn mới về hiệu
suất, chi phí, cũng như khả năng đáp ứng các ứng dụng tiêu thụ năng lượng thấp và
tính điều khiển thời gian thực khắc khe.
Không gian địa chỉ 4Gbyte của Cortex M3 được chia là các vùng cho bộ nhớ
chương trình, SRAM, ngoại vi và ngoại vi hệ thống. Cortex M3 được thiết kế dựa
theo cấu trúc Harvard (bộ nhớ chương trình và bọ nhớ dữ liệu tách biệt nhau). Có
nhiều bus để có thể thực hiện nhiều công việc song song với nhau, do đó là tăng
hiệu suất chip. Không giống như các dòng ARM trước đây, dòng Cortex cho phép
truy cập bộ nhớ không xếp hàng (vì dòng ARM có kiến trúc 32 bit, do đó tất cả dữ
liệu và mã chương trình sắp xếp theo bội số của 4byte) nên đặc điểm này cho phép
sử dụng hiệu quả SRAM nội. Dòng Cortex còn hỗ trợ việc đặt và xóa các bit bên
trong hai vùng 1Mbyte của bộ nhớ bằng phương pháp gọi là bit banding. Đặc điểm
này cho phép truy cập hiệu quả đến các thanh ghi ngoại vi và các cờ được dùng trên
bộ nhớ SRAM mà không cần một bộ xử lí luận lí.
Một trong những thành phần chính của lỗi Cortex M3 là NVIC (Nested
Vector Interrupt Controller). NVIC cung cấp một cấu trúc ngắt chuẩn cho tấc cả các


Khối
Vi điều khiển
Khối dữ liệu đầu
vào từ cột xăng
Tin nhắn gửi từ

SĐT Admin
Khối hiển thị
Hyper Terminal
Khối lưu trữ
Thẻ nhớ SDCard
Khối câu lệnh
gửi tin nhắn SMS
Đồ Án Tốt Nghiệp


Trang 15

vi điều khiển được thiết kế trên lõi Cortex và cách xử lí ngắt đặc biệt (exceptional
interrupt). NVIC cung cấp các vector ngắt chuyên dụng lên đến 240 nguồn ngắt từ
ngoại vi, mỗi nguồn ngắt đó có thể được ưu tiên với các mức khác nhau. NVIC
được thiết kế để xử lý các ngắt đòi hỏi thời gian đáp ứng cực kỳ nhanh. Thời gian từ
lúc nhận tín hiệu ngắt cho tới khi thực hiện dòng lệnh đầu tiên trong trình phục ngắt
chỉ khoảng 12 chu kỳ xung nhịp. Công việc này được thực hiện tự động bởi một vi
chương trình cài sẵn trong CPU. Trường hợp các ngắt lồng nhau NVIC sử dụng
phương thức gọi là “tail chain” cho phép ngắt liên tiếp được phục vụ với độ trễ chỉ
có 6 chu kỳ xung nhịp. Trong quá trình thực thi chương trình phục vụ ngắt, một
ngắt có mức ưu tiên cao hơn ngắt hiện tại có thể cạnh tranh với ngắt hiện tại mà
không chịu bất kỳ sự trì hoãn nào.
Đặc điểm nổi bật của STM32 so với các dòng ARM khác chính là khả năng
truy cập bộ nhớ không xếp hàng (Unaligned Memory Accesses). Tập lệnh ARM7
và ARM9 có khả năng truy cập các biến có dấu và không dấu có kích thước byte,
half word (thường là 2 byte) và word (4byte) . Điều này cho phép CPU hỗ trợ các
biến số nguyên mà không cần đến thư viện phần mềm hỗ trợ, thường được yêu cầu
với vi điều khiển 8bit và 16bit. Tuy nhiên, các phiên bản CPU ARM trước đó gặp
bất lợi ở chỗ, nó chỉ có thể truy cập dữ liệu có kích thước là word hay half word.

Điều này hạn chế khả năng của liên kết của trình biên dịch (compiler linker) trong
việc đóng gói dữ liệu vào SRAM, như vậy một số SRAM sẽ bị lãng phí. Việc lãng
phí này có thể lên đến 25% tùy thuộc vào sự kết hợp của các biến được sử dụng. Bộ
xử lý Cortex M3 có thể truy cập bộ nhớ không xếp hàng việc đó đảm bảo rằng
SRAM được sử dụng một cách hiệu quả.


Hình 2. 3 So sánh bộ nhớ ARM thường và ARM Cortex [4]
Tính năng chính của Chip STM32F103:
Lõi ARM 32-bit Cortex-M3 CPU
 Tần số hoạt động tối đa 72MHz, hiệu suất là mức 0 ở trạng thái chờ
truy cập bộ nhớ.
 Có bộ nhân và chia tần số bằng phần cứng.
Bộ nhớ :
 256 đến 512 Kbyte bộ nhớ Flash ROM
Đồ Án Tốt Nghiệp


Trang 16

 64 Kbyte SRAM
 Bộ điều khiển bộ nhớ tĩnh linh hoạt với 4 chip Select. Hỗ trợ được các
loại bộ nhớ Compact Flash, SRAM, PSRAM, NOR, NAND.
 Giao tiếp song song LCD
Clock, Reset và quản lý nguồn :
 2 đến 3.6V cho guồn cung cấp và các cổng xuất nhập I/O.
 Dao động thạch anh 4 đến 16 MHz.
 Dao động nội chuẩn 8 MHz.
 Dao động RTC chuẩn 32 KHz.
Tiêu thụ năng lượng thấp:

 3 chế độ hoạt động : SLEEP, STOP và STANDBY.
 VBAT cung cấp cho RTC và thanh ghi dự phòng.
3 x Bộ chuyển đổi A/D 12bit 1us (21 kênh chuyển đổi)
 Phạm vi chuyển đổi: 0 - 3.6V
 Bộ giữ mẫu
 Cảm biến nhiệt độ
2 x Bộ chuyển đổi D/A 12bit, 1us
12 kênh điều khiển DMA
 Hỗ trợ các giao tiếp ngoại vi: Timer, ADC, DAC, SDIO, I2S, I2C, SPI
và USART.
Với 13 giao tiếp truyền dữ liệu
 2 Giao tiếp I2C
 5 Giao tiếp USART
 3 Giao tiếp SPI (18Mbit/s), 2 giao tiếp đa năng I2S
 Giao tiếp CAN
 Giao tiếp USB 2.0 full-speed
 Giao tiếp SDIO

Hình 2. 4 Sơ đồ chân chip STM32F103 [5]
Đồ Án Tốt Nghiệp


Trang 17

b)ATMEGA 256
Các tính năng chính:
 Hiệu suất cao, điện năng thấp Atmel AVR vi điều khiển 8-Bit.
 Kiến trúc nâng cao RISC
 Độ bền cao ,bộ nhớ phân đoạn
 64K/128K/256KBytes hệ thống tự lập trình Flash

 4Kbytes EEPROM
 8Kbytes SRAM
 Viết / Xoá bỏ với chu kỳ: 10.000 Flash/100, 000 EEPROM
 Dữ liệu duy trì: 20 năm ở 85 ° C / 100 năm ở 25 ° C
 Trong hệ thống lập trình bởi Chương trình khởi động On-chip
 Lập trình khóa mã phần mềm
 64Kbytes tùy chọn bộ nhớ ngoài
 Nút cảm ứng điện dung, thanh trượt
 JTAG (IEEE tiêu chuẩn 1.149)
 Hỗ trợ gỡ lỗi On-chip mở rộng
 Lập trình Flash, EEPROM, bảo vệ và khóa Bits thông qua giao diện
JTAG
Thiết bị ngoại vi :
 8-bit Timer / Counters với Prescaler riêng biệt và so sánh chế độ
 4*16-bit Timer / Counter với Prescaler riêng biệt, so sánh và chế độ
Capture
 Thời gian truy cập với dao động riêng biệt
 4* 8-bit PWM kênh
 6/12 PWM với lập trình 2-16 Bits
 8/16-channel,10-bitADC(ATmega1281/2561,ATmega640/1280/2560)
 4 cổng lập trình nối tiếp USART
 Master / Slave SPI Giao diện nối tiếp
 Lập trình Watchdog Timer với Oscillator On-chip riêng biệt
Các tính năng vi điều khiển đặc biệt:
 Power-on Reset và lập trình phát hiện Brown-out
 Các nguồn bên ngoài và nội bộ ngắt
 6 chế độ: Idle, ADC giảm nhiễu, Power-save, Power-down, chờ,và
mở rộng chế độ chờ
 54/86 lập trình I / O Lines (ATmega1281/2561,
ATmega640/1280/2560)

Đồ Án Tốt Nghiệp


Trang 18


Hình 2. 5 Sơ đồ chân IC Atmega2560 [6]
Thiết bị này được sản xuất bằng cách sử dụng công nghệ cao, mật độ Atmel
của bộ nhớ non-volatile. On-chip ISP Flash cho phép bộ nhớ chương trình được lập
trình lại trong hệ thống thông qua một nối tiếp giao diện SPI, bởi một lập trình bộ
nhớ không thông thường, hoặc bởi một chương trình khởi động On-chip chạy trên
lõi AVR. Các chương trình khởi động có thể sử dụng bất kỳ giao diện để tải về các
ứng dụng chương trình trong bộ nhớ Flash của ứng dụng. Phần mềm trong phần
Flash Boot sẽ tiếp tục chạy trong khi phần ứng dụng Flash được cập nhật, cung cấp
thực sự hoạt động nghi thức đọc.
AVR ATmega640/1280/1281/2560/2561 được hỗ trợ với một bộ đầy đủ các
chương trình và các công cụ phát triển hệ thống bao gồm: trình biên dịch C, chương
trình debugger / mô phỏng, giả lập trong mạch.
c)PIC24FJ256GB106-I/PT
Lý tưởng cho điện năng thấp (<100nA dòng chờ) và các ứng dụng kết nối từ
sự sẵn có của nhiều cổng nối tiếp (3xI2C, 3xSPI), 4xUARTS, và 23 bộ định thời
độc lập. Với lượng lớn bộ nhớ RAM (16KB) bộ nhớ để đệm và bộ nhớ flash (lên
đến 256 KB). Tăng cường bộ nhớ chương trình flash là rất lý tưởng cho các điều
khiển nhúng và các ứng dụng giám sát. Hỗ trợ việc cấu hình chân vào ra hiệu quả
nhất và CTMU cung cấp hỗ trợ cảm ứng lên đến 64 nút riêng biệt. Hỗ trợ USB 2.0
Host, thiết bị, và phần mềm đầy đủ, miễn phí bao gồm một loạt các ứng dụng.
Các tính năng chính:
 Hoạt động lên đến 16 MIPS
 16 x 16 nhân phần cứng với một chu kỳ thực hiện lệnh
 Tối ưu hóa trình biên dịch

Chế độ nguồn quản lý:
 Chạy chế độ Run, Idle và Sleep
 Chế độ chạy : 1 mA / MIPS, chủ yếu 2.0V
Tính năng hệ thống:
Đồ Án Tốt Nghiệp


Trang 19

 Dao động nội hỗ trợ từ 31kHz đến 8MHz và có thể lên đến 32MHz
với 4*PLL
 Watchdog timer với bộ dao động riêng biệt
Thiết bị ngoại vi:
 10-bit ADC ,16 kênh
 Giao tiếp USB v2.0
 4xUART giao tiếp nối tiếp
 3xSPI, 3xI2C
 5* 16-bit Timer …

Hình 2. 6 Sơ đồ chân Pic24FJ256GB106 [7]
Qua việc tìm hiểu các dòng vi điều khiển có trên thị trường của 3 loại trên thì
nhận thấy các dòng vi điều khiển kể trên đều có cấu hình rất mạnh. Nhưng trong
khuôn khổ của đề tài và giới hạn kinh phí nên em đã chọn IC STM32F103RC làm
chức năng chính điều khiển các module và các giao tiếp ngoại vi.Bởi vì với tính
năng vượt trội cộng giá thành nhỏ hơn nhiều so với các dòng vi điều khiển khác
cùng tính năng.
2.2.2 Giao tiếp nối tiếp
a) Giao tiếp RS232
Ưu điểm của giao diện nối tiếp RS232 :
 Khả năng chống nhiễu của các cổng nối tiếp cao

 Thiết bị ngoại vi có thể tháo lắp ngay cả khi máy tính đang được cấp
điện
 Các mạch điện đơn giản có thể nhận được điện áp nguồn nuôi qua
công nối tiếp
Những đặc điểm cần lưu ý trong chuẩn RS232 :
Đồ Án Tốt Nghiệp


Trang 20

 Trong chuẩn RS232 có mức giới hạn trên và dưới (logic 0 và 1) là +-
12V. Hiện nay đang được cố định trở kháng tải trong phạm vi từ 3000
ôm - 7000 ôm
 Mức logic 1 có điện áp nằm trong khoảng -3V đến -12V, mức logic 0
từ +3V đến +12V
 Tốc độ truyền nhận dữ liệu cực đại là 100kbps ( ngày nay có thể lớn
hơn)
 Các lối vào phải có điện dung nhỏ hơn 2500pF
 Trở kháng tải phải lớn hơn 3000 ôm nhưng phải nhỏ hơn 7000 ôm
 Độ dài của cáp nối giữa máy tính và thiết bị ngoại vi ghép nối qua
cổng nối tiếp RS232 không vượt qua 15m nếu chúng ta không sử
model
 Các giá trị tốc độ truyền dữ liệu chuẩn :
50,75,110,750,300,600,1200,2400,4800,9600,19200,28800,38400
57600,115200 bps
Các mức điện áp đường truyền :
 RS 232 sử dụng phương thức truyền thông không đối xứng, tức là sử
dụng tín hiệu điện áp chênh lệch giữa một dây dẫn và đất. Do đó ngay
từ đầu tiên ra đời nó đã mang vẻ lỗi thời của chuẩn TTL, nó vấn sử
dụng các mức điện áp tương thích TTL để mô tả các mức logic 0 và 1.

Ngoài mức điện áp tiêu chuẩn cũng cố định các giá trị trở kháng tải
được đấu vào bus của bộ phận và các trở kháng ra của bộ phát.
 Mức điện áp của tiêu chuẩn RS232C ( chuẩn thường dùng bây giờ)
được mô tả như sau:
 Mức logic 0 : +3V , +12V
 Mức logic 1 : -12V, -3V
 Các mức điện áp trong phạm vi từ -3V đến 3V là trạng thái chuyển
tuyến. Chính vì từ - 3V tới 3V là phạm vi không được định nghĩa,
trong trường hợp thay đổi giá trị logic từ thấp lên cao hoặc từ cao
xuống thấp, một tín hiệu phải vượt qua quãng quá độ trong một thơì
gian ngắn hợp lý. Điều này dẫn đến việc phải hạn chế về điện dung
của các thiết bị tham gia và của cả đường truyền. Tốc độ truyền dẫn
tối đa phụ thuộc vào chiều dài của dây dẫn. Đa số các hệ thống hiện
nay chỉ hỗ trợ với tốc độ 19,2 kBs .
Cổng RS232 trên PC : Hầu hết các máy tính cá nhân hiện nay đều được trang
bị ít nhất là 1 cổng Com hay cổng nối tiếp RS232. Số lượng cổng Com có thể lên
tới 4 tùy từng loại main máy tính. Khi đó các cổng Com đó được đánh dấu là Com
1, Com 2, Com 3 Trên đó có 2 loại đầu nối được sử dụng cho cổng nối tiếp RS232
loại 9 chân (DB9) hoặc 25 chân (DB25). Tuy hai loại đầu nối này có cùng song
song nhưng hai loại đầu nối này được phân biệt bởi cổng đực (DB9) và cổng cái
(DB25)
Ta xét sơ đồ chân cổng Com 9 chân:
Đồ Án Tốt Nghiệp


Trang 21


Hình 2. 7 Sơ đồ chân và hình dạng cổng com 9 chân [8]
Chức năng của các chân như sau:

 Chân 1 : Data Carrier Detect (DCD) : Phát tín hiệu mang dữ liệu
 Chân 2: Receive Data (RxD) : Nhận dữ liệu
 Chân 3 : Transmit Data (TxD) : Truyền dữ liệu
 Chân 4 : Data Termial Ready (DTR) : Đầu cuối dữ liệu sẵn sàng được
kích hoạt bởi bộ phận khi muốn truyền dữ liệu
 Chân 5 : Singal Ground ( SG) : Mass của tín hiệu
 Chân 6 : Data Set Ready (DSR) : Dữ liệu sẵn sàng, được kích hoạt
bởi bộ truyền khi nó sẵn sàng nhận dữ liệu
 Chân 7 : Request to Send : yêu cầu gửi, bô truyền đặt đường này lên
mức hoạt động khi sẵn sàng truyền dữ liệu
 Chân 8 : Clear To Send (CTS) : Xóa để gửi ,bô nhận đặt đường này
lên mức kích hoạt động để thông báo cho bộ truyền là nó sẵn sàng
nhận tín hiệu
 Chân 9 : Ring Indicate (RI) : Báo chuông cho biết là bộ nhận đang
nhận tín hiệu rung chuông
Quá trình dữ liệu truyền nhận dữ liệu:
 Truyền dữ liệu qua cổng nối tiếp RS232 được thực hiện không đồng
bộ. Do vậy nên tại một thời điểm chỉ có một bit được truyền (1 kí tự).
Bộ truyền gửi một bit bắt đầu (bit start) để thông báo cho bộ nhận biết
một kí tự sẽ được gửi đến trong lần truyền bit tiếp the . Bit này luôn
bắt đầu bằng mức 0 Tiếp theo đó là các bit dữ liệu (bits data) được
gửi dưới dạng mã ASCII( có thể là 5,6,7 hay 8 bit dữ liệu) Sau đó là
một Parity bit ( Kiểm tra bit chẵn, lẻ hay không) và cuối cùng là bit
dừng - bit stop có thể là 1, 1,5 hay 2 bit dừng.
 Tốc độ Baud : đây là một tham số đặc trưng của RS232. Tham số này
chính là đặc trưng cho quá trình truyền dữ liệu qua cổng nối tiếp
RS232 là tốc độ truyền nhận dữ liệu hay còn gọi là tốc độ bit. Tốc độ
bit được định nghĩa là số bit truyền được trong thời gian 1 giây hay số
bit truyền được trong thời gian 1 giây. Tốc độ bit này phải được thiết
lập ở bên phát và bên nhận đều phải có tốc độ như nhau ( Tốc độ giữa

vi điều khiển và máy tính phải chung nhau 1 tốc độ truyền bit)
 Ngoài tốc độ bit còn một tham số để mô tả tốc độ truyền là tốc độ
Baud. Tốc độ Baud liên quan đến tốc độ mà phần tử mã hóa dữ liệu
Đồ Án Tốt Nghiệp


Trang 22

được sử dụng để diễn tả bit được truyền còn tôc độ bit thì phản ánh
tốc độ thực tế mà các bit được truyền.Vì một phần tử báo hiệu sự mã
hóa một bit nên khi đó hai tốc độ bit và tốc độ baud là phải đồng nhất
 Một số tốc độ Baud thường dùng: 50, 75, 110, 150, 300, 600, 1200,
2400, 4800, 9600, 19200, 28800, 38400, 56000, 115200 … Trong
thiết bị họ thường dùng tốc độ là 19200
Khi sử dụng chuẩn nối tiếp RS232 thì yêu cầu khi sử dụng chuẩn là thời gian
chuyển mức logic không vượt quá 4% thời gian truyền 1 bit. Do vậy, nếu tốc độ bit
càng cao thì thời gian truyền 1 bit càng nhỏ thì thời gian chuyển mức logic càng
phải nhỏ. Điều này làm giới hạn tốc Baud và khoảng cách truyền.
Bit chẵn lẻ hay Parity bit :
 Đây là bit kiểm tra lỗi trên đường truyền. Thực chất của quá trình
kiểm tra lỗi khi truyền dữ liệu là bổ xung thêm dữ liệu được truyền để
tìm ra hoặc sửa một số lỗi trong quá trình truyền . Do đó trong chuẩn
RS232 sử dụng một kỹ thuật kiểm tra chẵn lẻ.
 Một bit chẵn lẻ được bổ sung vào dữ liệu được truyền để ch thấy số
lượng các bit "1" được gửi trong một khung truyền là chẵn hay lẻ.
 Một Parity bit chỉ có thể tìm ra một số lẻ các lỗi chả hạn như
1,3,,5,7,9 Nếu như một bit chẵn được mắc lỗi thì Parity bit sẽ trùng
giá trị với trường hợp không mắc lỗi vì thế không phát hiện ra lỗi. Do
đó trong kỹ thuật mã hóa lỗi này không được sử dụng trong trường
hợp có khả năng một vài bit bị mắc lỗi

b)Giao tiếp RS485
Thật ra đây đơn thuần chỉ là 1 bộ chuyển đổi từ tín hiệu của chuẩn giao tiếp
RS 232 sang tín hiệu của chuẩn giao tiếp RS 485 để có thể truyền tín hiệu đi trên
đường dây RS 485 và từ đó có thể truyền tín hiệu đi xa và nhanh được.
Đây là sơ đồ chân của Max 485:

Hình 2. 8 Sơ đồ chân IC Max485 [9]
Max 485 gồm bộ lái và bộ thu, tín hiệu vào bộ lái D logic TTL đổi thành 2
tín hiệu A và A\ , khi tín hiệu điều khiển DE mức thấp thì 2 chân AA\ cách ly với vi
mạch. Tín hiệu vào bộ thu là A và A\ , tín hiệu ra R logic TTL tùy thuộc hiệu điện
áp giữa A và A\ , khi RE\ logic 1 thì R cách ly với vi mạch.