ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MẠCH CHỐNG TRỘM DÙNG CẢM BIẾN

I.

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BCVT CS TP.HCM
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ II


ĐỒ ÁN MÔN HỌC
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ MẠCH CHỐNG TRỘM DÙNG CẢM BIẾN
GVHD: NGUYỄN TRỌNG HUÂN
SVTH MSSV
1.Hồ Thanh Huấn N102102017
2.Trịnh Văn Long N102102025
3. Đặng Xuân Hiệu N102102013
TP.HCM THÁNG TƯ 4

ĐỀ CƯƠNG THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN TỬ
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠCH CHỐNG TRỘM DÙNG CẢM BIẾN

I. GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
Ngày nay, con người cùng với những ứng dụng của khoa học kỹ thuật tiên tiến của
thế giới, chúng ta đã và đang ngày một thay đổi, văn minh và hiện đại hơn. Sự phát
triển của kỹ 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 góp phần
cho hoạt động của con người đạt hiệu quả ngày càng cao hơn.
Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 1
Điện tử đang trở thành một ngành khoa học đa nhiệm vụ. Điện tử đã đáp ứng được
những đòi hỏi không ngừng của các ngành, lĩnh vực khác nhau cho đến nhu cầu thiết
yếu của con người trong cuộc sống hàng ngày. Một trong những ứng dụng rất quan
trọng của ngành công nghệ điện tử là kỹ thuật điều khiển từ xa bằng hồng ngoại. Sử
dụng hồng ngoại được ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp và các lĩnh vực khác trong

cuộc sống với những thiết bị điều khiển từ xa rất tinh vi và đạt được năng suất thật cao.
Xuất phát từ những ứng dụng đó, chũng em đã thiết kế và thi công một ứng dụng
nhỏ trong thu phát hồng ngoại “ MẠCH CHỐNG TRỘM DÙNG TIA HỒNG
NGOẠI”. Vì thời gian, tài liệu và trình độ còn hạn chế nên việc thực hiện đồ án còn
nhiều thiếu sót… Kính mong nhận được sự chỉ dẫn và góp ý tận tình của tất cả quý thầy
cô cùng các bạn.
II. TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỀ TÀI

1. Mục tiêu
- Làm quen với thiết kế mạch điện tử
- Ứng dụng kiến thức đã học vào thực tế
- Thiết kế mạch chống trộm dùng cảm biến
2. Nội dung
- Tìm hiểu về vi điều khiển 89S52
- Tìm hiểu về LCD1602
- Tìm hiểu về RS232
- Thiết kế mạch nguyên lý chống trộm dùng cảm biến
- Xây dựng giải thuật điều khiển, lập trình trên CodevisionAVR và thực hiện mô
phỏng mạch trên protues
- Hoàn thiện phần cứng mạch sử dụng phần mềm thiết kế mạch in OrCAD
3. Kết quả
- Mạch mô phỏng hoạt động ổn định, đúng yêu cầu đặt ra
- Phần cứng sản phẩm hoạt động tốt
- Phần mềm điều khiển



NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 2
………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
Ngày… Tháng… Năm

Chữ kí của giáo viên

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
PHẦN 1 : CƠ SỞ LÍ THUYẾT
CHƯƠNG 1 : TÌM HIỂU VỀ VI ĐIỀU KHIỂN 89S52 ……………8
1.1: Tổng quan về vi điều khiển 89S52…………………………… 8
Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 3
1.1.1: Giới thiệu sơ lược………………………………………… 8
1.1.2: Cấu hình của 89S52……………………………………… 8
1.1.3: Sơ đồ khối của 89S52……………………………………….9
1.1.4: Sơ đồ chân 89S52………………………………………… 10
1.1.5: Chức năng các chân 89S52……………………………… 10
1.2 : Tổ chức bộ nhớ bên trong 89S52…………………………….12
CHƯƠNG 2: NGUYÊN TẮC THU PHÁT HỒNG NGOẠI……….18
2.1: Khái niệm về tia hồng ngoại………………………………… 18
2.2 :Nguyên tắc thu phát hồng ngoại………………………………18
2.2.1: Phần phát …………………………………… 18
a. Sơ đồ khối…………………………………………………18
b. Giải thích………………………………………………….19
2.2.2: Phần thu ……………………………………………………20
a. Sơ đồ khối…………………………………………………20
b. Giải thích…………………………………… 20

CHƯƠNG 3: CƠ BẢN VÀ GHÉP NỐI CHUẨN RS232………… 21
3.1: Tổng quan về chuẩn RS232…………………………………….21
3.1.1 : Đặt vấn đề………………………………………………….21
3.1.2 : Ưu điểm của giao tiếp nối tiếp RS232……………………21
3.1.3 : Những đặc điểm lưu ý trong chuẩn RS232…………… 21
3.1.4 : Các mức điện đường truyền…………………………… 21

3.1.5 : Cổng RS232 trên PC………………………………………22
3.1.6 : Quá trình truyền dữ liệu………………………………… 23
3.2 : Sơ đồ ghép chân……………………………………………… 23
3.2.1 : Mạch chuẩn giao tiếp RS232 dùng IC Max232…………23
3.2.2: Mạch chuẩn giao tiếp RS232 dùng DS275……………… 24
3.2.3: Mạch chuẩn giao tiếp dùng Transitor…………………….25
CHƯƠNG 4: KHÁI QUÁT LCD 1602……………………………… 26
4.1: Khái niệm LCD 1602…………………………………………….26
4.2: Sơ đồ chân và cách bố trí chân………………………………….26
4.3: Các thanh ghi…………………………………………………… 27
4.3.1: Thanh ghi IR………………………………………………….27
4.3.2: Cờ báo bận BF ( busy flag )………………………………….27
4.3.3: Bộ đếm địa chỉ AC ( address counter )…………………… 28
4.4: Bộ nhớ LCD……………………………………………………….28
4.4.1: DDRAM……………………………………………………….28
4.4.2: CGROM……………………………………………………….28
4.5: Các tập lệnh……………………………………………………… 29


PHẦN 2: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC HOÀN CHỈNH
1: Khối thu phát hồng ngoại ……………………………… 32
Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 4
2: Mạch nguyên lý mô phỏng trên protues………………………… 32

PHẦN 3: TÀI LIỆU THAM KHẢO

LỜI NÓI ĐẦU
Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 5

Đồ án môn học là đồ án đầu tiên của sinh viên sau 3 học kì học chuyên ngành. Đây là cơ
hội để cho mỗi sinh viên vận dụng những kiến thức đã học, để hiểu sâu sắc hơn về những
kiến thức đó và tìm hiểu thêm nhiều kiến thức mới, đặc biệt kiến thức thực tế bên ngoài
nhà trường…để tạo ra 1 sản phẩm có công dụng thực tế phục vụ cho việc học tập, nghiên
cứu và sử dụng. Từ đó, tạo nên hứng thú, động lực cho việc học tập nhiều hơn nữa và đây
cũng là nền tảng cho việc thực hiện đồ án tốt nghiệp sau này. Tuy nhiên, do đây là đồ án
đầu tiên mà sinh viên thực hiện, vì việc thực hiện đồ án này song song với quá trình học
tập tại lớp, do đó thời gian dành cho đồ án là không nhiều. Cho nên, trong quá trình thực
hiện không tránh khỏi những sai sót,mong thầy cô thông cảm và chỉ dạy thêm để cho nhóm
hoàn thiện hơn trong những đồ án kế tiếp.

Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 6

LỜI CẢM ƠN
Chúng em xin chân thành cảm ơn tới quí thầy cô Trường Học Viện Công Nghệ Bưu
Chính Viễn Thông Cơ Sở TP. HỒ CHÍ MINH đã dạy bảo, truyền đạt kiến thức cho chúng
em trong suốt quá trình học tập tại trường. Đặc biệt là thầy Nguyễn Trọng Huân đã tận
tình chỉ dẫn cho chúng em trong quá trình làm và hoàn thành đồ án này.
Đồng cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường đã tạo điều kiện cho chúng em học tập và trau
dồi kiến thức. Xin cảm ơn các bạn cùng lớp đã có ý kiến đóng góp cho nhóm chúng em
trong quá trình tìm hiểu và làm đồ án.
Do thời gian và trình độ có hạn nên đồ án không tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em
mong nhận được ý kiến đóng góp của quí thầy cô và các bạn để đồ án được hoàn thiện
hơn, và tạo lập cho chúng em có một cơ sở nhìn nhận về khả năng, kiến thức, từ đó có
hướng phấn đấu tốt hơn cho các đồ án tiếp theo.

Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên
Hồ Thanh Huấn
Đặng Xuân Hiệu
Trịnh Văn Long
Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 7
PHẦN 1: CƠ SỞ LÍ THUYẾT
CHƯƠNG 1 : TÌM HIỂU VỀ VI ĐIỀU KHIỂN AT
89S52
1.1: Tổng quan về vi điều khiển AT89S52
1.1.1: Giới thiệu sơ lược
Vi điều khiển 8051 được Intel cho ra đời vào năm 1980 thuộc vi điều khiển đầu
tiên của họ MCS-51. Hiện tại rất nhiều nhà sản xuất như Siemens, Advanced Micro
Devices, Fusisu tập trung phát triển các sản phẩm trên cơ sở
8051.
Atmel là hang đã cho ra đời các chip 89C51, 52, 55 và sau đó cải tiến thêm ,
hãng cho ra đời 89S51, 52, 89S8252…
1.1.2: Cấu hình của AT89S52
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, 3 TIMER/COUNTER
16 Bit, 6 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
-128 Byte RAM nội.
-4 Port xuất /nhập I/O 8 bit.

-Giao tiếp nối tiếp.
-64 KB vùng nhớ mã ngoài
1.1.3: Sơ đồ khối AT89S52
Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 8

Hình 1.1: Sơ đồ khối của bộ vi điều khiển AT89S52

Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 9
1.1.4: Sơ đồ chân AT89S52

Hình 1.2 Sơ đồ chân của AT89S52

I.1.5 : Chức năng các chân của 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.
- P o r

t

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.
-
P o r

t

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.

- P o r

t

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:
Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 10
Bảng 2.1 Các chức năng của Port 3
Bit Tên Chức năng chuyển đổi
P3.0
P3.1
P3.2
P3.3
P3.4
P3.5
P3.6
P3.7
RXD
TXD
INT0
INT1
T0
T1
WR
RD
Ngõ vào dữ liệu nối tiếp.
Ngõ xuất dữ liệu nối tiếp.

Ngõ vào ngắt cứng thứ 0.
Ngõ vào ngắt cứng thứ 1.
Ngõ vào TIMER/ COUNTER thứ 0.
Ngõ vào của TIMER/ COUNTER thứ 1.
Tín
hiệu

ghi
dữ liệu lên bộ nhớ ngoài.
Tín hiệu đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài.
- PSE

N (

Pr

ogr

am

s

tor

e

e

nable

): c

hân

c

ho

p

hé

p b

ộ

nhớ

c

hư

ơ

ng

tr

ình

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.

-

A

LE

(A

ddr

e

s

s Latc

h E

nable

)

:

c

hân

c

ho

phé

p

c

hốt

địa

c

hỉ
Khi 89S52 truy xuất bộ nhớ bên ngoài, Port 0 có chức năng là bus địa chỉ và dữ 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.

- E

A

(E

xte

r

nal A

cce

ss

): c

hân

tr

uy

xuất

ngoài
Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 11

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

cho Eprom trong 89S52.

R

S T

( R

e

s

e

t ) : Khi ngõ vào tín hiệu này
đưa lên mức cao ít nhất 2 chu kỳ máy, các thanh
bên trong được nạp những giá trị thích hợp để
khởi động hệ thống. Khi cấp điện mạch phải tự
động reset. Các giá trị tụ và điện trở được chọn
R
1
=10Ω, R
2
=220Ω, C=10uF.
Hình 1.3: Mạch reset
Các ngõ vào bộ dao động X1,X2

Hình 1.4: mạch dao động

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.
1.2 Tổ chức bộ nhớ bên trong 89S52
Bộ nhớ trong 89S52 bao gồm ROM và RAM. RAM trong 89S52 bao gồm nhiều
thành phần: phần lưu trữ đa dụng, phần lưu trữ địa chỉ hóa từng bit, các bank thanh ghi và
các thanh ghi chức năng đặc biệt.
AT89S52 có bộ nhớ được tổ chức theo cấu trúc Harvard: có những vùng bộ nhớ riêng
cho chương trình và dữ liệu. Chương trình và dữ liệu có thể chứa bên trong 89S52 nhưng
89S52 vẫn có thể kết nối với 64K byte bộ nhớ chương trình và 64K byte dữ liệu bên
ngoài
-RAM đa dụng

RAM đa dụng có địa chỉ từ 30h – 7Fh có thể truy xuất mỗi lần 8 bit bằng cách
Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 12
dùng chế độ định địa chỉ trực tiếp hay gián tiếp.
Các vùng địa chỉ thấp từ 00h – 2Fh
cũng có thể sử dụng cho mục đích
- RAM có thể định địa chỉ bit
Vùng địa chỉ từ 20h -2Fh gồm 16 byte có thể thực hiện như vùng RAM đa dụng
(truy xuất mỗi lần
8

bit)
hay thực hiện truy xuất mỗi lần 1 bit bằng các lệnh xử lý bit.
-Các bank thanh ghi
Vùng địa chỉ 00h – 1Fh được chia thành 4 bank thanh ghi: bank 0 từ 00h –07h,
bank 1 từ 08h – 0Fh, bank 2 từ 10h – 17h và bank 3 từ 18 – 1Fh. Các bank thanh ghi
này được đại diện bằng các thanh ghi từ R0 đến R7. Sau khi khởi động thì hệ thống
bank 0 được chọn sử dụng.
Do có 4 bank thanh ghi nên tại một thời điểm chỉ có một bank thanh ghi được truy

xuất bởi các thanh ghi R0 đến R7. Việc thay đổi bank thanh ghi được thực hiện thông
qua thanh ghi từ trạng thái chương trình (PSW).
-Các thanh ghi có chức năng đặc biệt
Các thanh ghi trong 89S52 được định dạng như một phần của RAM trên chip vì vậy
mỗi thanh ghi
sẽ

có
một địa chỉ (ngoại trừ thanh ghi bộ đếm chương trình và thanh ghi
lệnh vì các thanh ghi này hiếm khi bị tác động trực tiếp). Cũng như R0 đến R7, 89S52
có 21 thanh ghi có chức năng đặc biệt (SFR: Special Function Register) ở vùng trên
của RAM nội từ địa chỉ 80H đến 0FFH.
- Các thanh ghi định thời (Timer)
AT89S52 chứa 2 bộ định thời 2 bộ định thời/đếm 16 bit được dùng cho việc định
thời hoặc đếm sự kiện. Timer 0 ở địa chỉ 8AH (TL0: Byte thấp) và 8DH (TH1: Byte
cao). Việc khởi động Timer được SET bởi TIMER Mode (TMOD) ở địa chỉ 89H và
thanh ghi điều khiển. Timer (TCON) ở địa chỉ 88H, chỉ có TCON được địa chỉ hóa
từng bit.
-Các thanh ghi nối tiếp
AT89S52 chứa một Port nối tiếp dành cho việc trao đổi thông tin với các thiết bị
nối tiếp như máy tính, Modem hoặc giao tiếp nối tiếp với các IC khác. Một thanh ghi
gọi là bộ đệm dữ liệu nối tiếp (SBUF) ở địa chỉ 99H sẽ giữ cả hai dữ liệu truyền và dữ
liệu nhận. Khi truyền dữ liệu thì ghi lên SBUF, khi nhận dữ liệu thì đọc SBUF. Các
mode vận hành khác nhau được lập trình ghi điều khiển port nối tiếp SCON ở địa chỉ
98H
Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 13
-Các thanh ghi ngắt
Thực tế ở 89S52 chỉ có 5 ngắt dành cho người dùng, song nhiều tài liệu kỹ thuật của
các nhà sản xuất vẫn nói rằng có 6 ngắt vì họ tính cả lệnh reset bố trí sáu ngắt của 8051
như sau:

- Reset: khi chân reset được kích hoạt thì 8051 nhảy về địa chỉ 0000.
- Hai ngắt dành cho bộ định thời timer 0 và timer 1, địa chỉ ở bảng vector ngắt
của hai ngắt này tương ứng với timer 0 và timer 1 là 000B4 và 001B4. Hai ngắt
phần cứng dành cho các thiết bị bên ngoài nối tới chân 12 (P3.2) và 13 (P3.3) của
cổng P3 là INT0 và
INT1

tương
ứng. Các ngắt ngoài cũng được gọi là EX1 và EX2.
Vị trí nhớ trong bảng vector ngắt của hai ngắt INT0 và INT1 này là 0003H và 0013H .
Truyền thông nối tiếp có một ngắt cho cả thu lẫn phát, địa chỉ của ngắt này trong
bảng vector ngắt 0023H
Bảng vector ngắt của
8051:


Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 14
-Cho phép ngắt và cấm ngắt:
Khi reset thì tất cả mọi ngắt bị cấm, có nghĩa là không có ngắt nào được bộ vi điều
khiển đáp ứng nếu chúng được kích hoạt, các ngắt phải được cho phép
bằng phần
mềm để bộ vi điều khiển có thể đáp ứng được. Có một thanh ghi được
gọi là cho
phép ngắt IE(Interrup Enable), chịu trách nhiệm về việc cho phép ngắt và cấm các
ngắt IE là
thanh

ghi
có thể định địa chỉ bit.
-Thanh ghi cho phép ngắt IE:

Bảng thanh ghi cho phép ngắt IE
- Các bước thực hiện khi cho phép một ngắt
• Để cho phép 1 ngắt, trình tự thực hiện các bước như sau:
+ Bit D7 của thanh ghi IE là EA phải được bật lên cao cho phép các bit còn lại của
thanh ghi có hiệu lực.
+ Nếu EA=1 thì tất cả mọi ngắt đều được phép và sẽ được đáp ứng nếu các bit
tương ứng của các ngắt này trong IE có mức cao.

+ Nếu EA=0 thì không có ngắt nào được đáp ứng cho dù bít tương ứng trong
IE
có giá trị cao.
- Thanh ghi TIMER.
Vi Điều Khiển 89S52 có 3 timer 16 bit, mỗi timer có bốn cách làm việc.
Người ta sử dụng các timer để:
+ Định khoảng thời gian
Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 15
+ Đếm sự kiện

+
Tạo tốc độ baud cho port nối tiếp trong 89S52.
Trong các ứng dụng định khoảng thời gian, người ta lập trình timer ở những khoảng
đều đặn và đặt cờ tràn timer. Cờ được dùng để đồng bộ hóa chương trình để thực hiện
một tác động như kiểm tra trạng thái của các ngõ vào hoặc gửi sự kiện ra các ngõ ra. Các
ứng dụng khác có thể sử dụng việc tạo xung nhịp đều đặn của timer để đo thời gian trôi
qua giữa hai sự kiện (ví dụ đo độ rộng xung).

- Thanh ghi chế độ Timer Mode (TMOD):

Cả hai bộ định thời timer 0 và timer 1 đều dùng chung một thanh ghi được gọi là
TMOD để thiết lập các chế độ làm việc khác nhau của bộ định thời. Thanh ghi TMOD

là thanh ghi 8 bit gồm có 4 bit dành cho bộ timer 0 và 4 bit dành cho timer 1. Trong
đó hai bit thấp của chúng dùng để thiết lập chế độ của bộ định thời,
còn 2 bit cao dùng
để xác định phép toán.

Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 16
Bảng tóm tắt thanh ghi chức năng TMOD

Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 17
CHƯƠNG 2 : NGUYÊN TẮC THU PHÁT HỒNG NGOẠI
2.1 Khái niệm về tia hồng ngoại
- Ánh sáng hồng ngoại (tia hồng ngoại) là ánh sáng không thể nhìn thấy được
bằng mắt thường , có bước sóng khoảng từ 0.86µm đến 0.98µm . Tia hồng ngoại
có vận tốc truyền bằng vận tốc ánh sáng .
- Tia hồng ngoại có thể truyền đi được nhiều kênh tín hiệu. Nó được ứng dụng
rộng rãi trong công nghiệp.Lượng thông tin có thể đạt 3 mega bit /s .Lượng thông
tin được truyền đi với ánh sáng hồng ngoại lớn gấp nhiều lần so với sóng điện từ mà
người ta vẫn dùng .
- Tia hồng ngoại dễ bị hấp thụ , khả năng xuyên thấu kém . Trong điều khiển từ
xa bằng tia hồng ngoại , chùm tia hồng ngoại phát đi hẹp , có hướng , do đó khi thu
phải đúng hướng .
- Sóng hồng ngoại có những đặc tính quan trọng giống như ánh sáng ( sự hội tụ qua
thấu kính , tiêu cự …) . Ánh sáng thường và ánh sáng hồng ngoại khác nhau rất rõ
trong sự xuyên suốt qua vật chất . Có những
vậ
t
chấ
t ta thấy nó dưới một màu xám
đục nhưng với ánh sáng hồng ngoại nó trở nên xuyên suốt . Vì vật liệu bán dẫn
“trong

suố
t” đối với ánh sáng hồng ngoại , tia hồng ngoại không bị yếu đi khi nó
vượt qua các lớp bán dẫn để đi ra ngoài .
2.2 Nguyên tắc thu phát hồng ngoại :
2.2.1 Phần phát

a) Sơ đồ khối





Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 18
b) Giải thích :
- Khối chọn chức năng và khối mã hóa : Khi người sử dụng bấm vào các phím chức
năng để phát lệnh yêu cầu của mình , mổĩ phím chức năng tương ứng với một số
thập phân . Mạch mã hóa sẽ chuyển đổi thành mã nhị phân tương ứng dưới dạng
mã lệnh tín hiệu số gồm các bít 0 và 1 . Số bit trong mã lệnh nhị phân có thể là
4 bit hay 8 bit … tùy theo số lượng các phím chức năng nhiều hay ít .
- Khối dao động có điều kiện : Khi nhấn 1 phím chức năng thì dồng thời khởi
động mạch dao động tạo xung đồng hồ , tần số xung đồng hồ xác định thời gian
chuẩn của mỗi bit .
- Khối chốt dữ liệu và khối chuyển đổi song song ra nối tiếp : Mã nhị phân tại
mạch mã hóa sẽ được chốt để đưa vào mạch chuyển đổi dữ liệu song song ra
nối tiếp . Mạch chuyển đổi dữ liệu song song ra nối tiếp được điều khiển bởi xung
đồng hồ và mạch định thời nhằm đảm bảo kết thúc đúng lúc việc chuyển đổi đủ số
bit của một mã lệnh .
- Khối điều chế và phát FM : mã lệnh dưới dạng nối tiếp sẽ được đưa qua mạch
điều chế và phát FM để ghép mã lệnh vào sóng mang có tần số 38Khz đến

100Khz , nhờ sóng mang cao tần tín hiệu được truyền đi xa hơn , nghĩa là tăng cự ly
phát .
- Khối thiết bị phát : là một LED hồng ngoại . Khi mã lệnh có giá trị bit =’1’ thì
LED phát hồng ngoại trong khoảng thời gian T của bit đó . Khi mã lệnh có giá trị
bit=’0’ thì LED không sáng . Do đó bên thu không nhận được tín hiệu xem như bit
= ‘0’ .
Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 19
2.2.2 Phần thu
a. sơ đồ khối
b) Giải thích :
- Khối thiết bị thu : Tia hồng ngoại từ phần phát được tiếp nhận bởi LED thu hồng
ngoại hay các linh kiện quang khác .
- Khối khuếch đại và Tách sóng : trước tiên khuếch đại tính hiệu nhận rồi đưa qua
mạch tách sóng nhằm triệt tiêu sóng mang và tách lấy dữ liệu cần thiết là mã lệnh .
- Khối chuyển đổi nối tiếp sang song song và Khối giải mã : mã lệnh được đưa vào
mạch chuyển đổi nối tiếp sang song song và đưa tiếp qua khối giải mã ra thành số
thập phân tương ứng dưới dạng một xung kích tại ngõ ra tương ứng để kích mở mạch
điều khiển .
- Tần số sóng mang còn được dùng để so pha với tần số dao động bên phần thu giúp
cho mạch thu phát hoạt động đồng bộ , đảm bảo cho mạch tách sóng và mạch
chuyển đổi nối tiếp sang song song hoạt động chính xác .
Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 20
CHƯƠNG 3: CƠ BẢN VÀ GHÉP NỐI VỀ CHUẨN GIAO TIẾP RS232
Ngày nay các thiết bị đo lường, điều khiển…đều phải giao tiếp với máy tính để quan
sát thông số và chế độ hoạt động của thiết bị như thế nào? Chuẩn giao tiếp được coi là đơn
giản và dễ dùng đó là RS232. Hầu như các thiết bị đều được giao tiếp với máy tính thông
qua chuẩn này.
3.1 Tổng quan chuẩn RS232
3.1.1.Đặt vấn đề
Vấn đề giao tiếp giữa PC và vi điều khiển rất quan trọng trong các ứng dụng điều khiển,

đo lường… 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 để đảm bảo dữ liệu là 12,5 đến 25,4m, tốc độ 20 kbit/s đôi khi là tốc độ 115
kbit/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.
Có 2 phiên bản RS232 được lưu hành trong thời gian tương đối dài là RS232B và
RS232C . Nhưng cho đến nay thì phiên bản RS232B cũ thì ít được dùng còn RS232C hiện
vẫn được dùng và tồn tại thường được gọi ngắn gọn là chuẩn RS232.
Các máy tính thường có 1 hay 2 cổng nối tiếp theo chuẩn RS232 được gọi là cổng Com.
Chúng được dùng ghép nối cho chuột , modem, thiết bị đo lường… Trên main máy tính có
loại 9 chân hoặc loại 25 chân tùy đời máy và main máy tính. Việc thiết kế giao tiếp với
cổng RS232 cũng tương đối dễ dàng, đặc biệt khi chọn chế độ hoạt động là không đồng bộ
và tốc độ truyền dữ liệu thấp.
3.1.2. 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 cổng nối tiếp
3.1.3.Những đặc điểm cần lưu ý trong chuẩn RS232
+ 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 với thiết bị ngoại vi ghép nối qua cổng nối tiếp
RS232 không vượt qua 15m nếu chúng ta không dùng modem.
+ Các giá trị tốc độ truyền dữ liệu chuẩn
3.1.4.Các mức điện đường truyền
RS232 sử dụng phương thức truyền thông không đối xứng, tức là sử dụng tiến hiệu điện

áp chênh lệch giữa một dây dẫn và đất. Do đó ngay từ đầu tiên ra đời nó đã mang vẻ lỗi
Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 21
thời của chuẩn TTL, nó vẫn sử dụng các 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 đầu vào bus của
bộ phận và các trở kháng ra của bộ phát.
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
thời gian ngắn hợp lí. Điều này dẫn đến việc tải hạn chế về điện dung của các thiết bị tham
gia và của các 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 kBd.
3.1.5. Cổng RS232 trên PC
Hầu hết các máy tính cá nhân hiện nay đều được trang bị ít nhất là 1 cổng Côom 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 2 loại
đầu nối này có cùng song song nhưng 2 loại đầu nối này được phân biệt bởi cổng đực
(DB9) và cổng cái (DB25)
Ta xét sơ đồ chân cổng Com 9 chân:
Trên là các kí hiệu chân và hình dạng của cổng DB9
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
sang nhận dữ liệu
+ chân 7: Request to Send : Yêu cầu gửi bộ truyền đặt đường này lên mức hoạt động khi

sẵn sang truyền dữ liệu
+ chân 8: Clear To Send (CTS): Xóa để gửi, bộ nhận 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 còn DB28 bây giờ hầu hết các main mới ra đều không có cổng này nữa.
Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 22
3.1.6. Quá trình dữ liệu
a. Quá trình truyền 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 1 bit được truyền ( 1 kí tự ). Bộ truyền gửi 1 bit bắt đầu ( bit start) để
thông báo cho bộ nhận biết một kí tự sẽ được gửi đến trong lần truyền bit tiếp theo.
Bit này luôn bắt đầu bằng mức 0… Tiếp theo đó là các bit dữ liệu ( bit 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.
b. Tốc độ Baud
Đây là một tham số đặc trưng của RS232. Tham số này chính là đặc truwg 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 1giây. 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 1 tha số để mô tả tốc độ truyền và tốc độ Baud. Tốc độ Baud lien
quan đến tốc độ mà phần tử mã hóa dữ liệu được sử dụng để diễn tả bit được truyền còn
tốc độ bit thì phản ánh tốc độ thực tế mà các bit được truyền. Vì một phần tử báo hiệu sự
mã hóa một biết nên khi đó hai tốc đọ bit và tốc độ Baud là phải đồng nhất.
Khi sử dụng chuẩn nối tiếp RS232 thì yêu cầu khi sử dụng chuẩn là thời gian chuyển
mức logic vượt quá 4% thời gian truyền 1 bit. Do vậy, nếu tốc độ bit càng cao thì tời gian
truyền 1 bit càng nhỏ thì thời gian chuyển mức logic càng phải nhỏ. Điều này làm giới
hạn tốc độ Baud và khoảng cách truyền.
c. 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 sung 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 cho 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 chẳng hạn 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.
3.2: Sơ đồ ghép nối RS232
3.2.1.Mạch chuẩn giao tiếp RS232 dùng IC Max232
Max232 là IC chuyên dùng cho giao tiếp giữa RS232 và thiết bị ngoại vi. Max232 là IC
của hãng Maxim. Đây là IC chạy ổn và được sử dụng phổ biến trong các mạch giao tiếp
chuẩn RS232. GIá thành của Max232 phù hợp và tích hợp trong đó 2 kênh truyền cho
chuẩn RS232. Dòng tín hiệu được thiết kế cho chuẩn RS232. Mỗi đầu truyền ra và cổng
nhận tín hiệu đều được bảo vệ chống lại sự phóng tĩnh điện. Ngoài ra Max232 còn được
thiết kế với nguồn +5V cung cấp nguồn công suất nhỏ.

Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 23

Mạch giao tiếp như sau:
Đây là mạch giao tiếp 1 kênh dùng Max232, mạch này được sử dụng khá nhiều trong
chuẩn giao tiếp RS232
3.2.2. Mạch chuẩn giao tiếp RS232 dùng DS275
Đây cũng là IC của hãng Maxim. DS275 được dùng trong các mạch giao tiếp của chuẩn
RS232 nhưng dùng trong các thiết kế công suất nhỏ.
Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 24
3.2.3.Mạch chuẩn giao tiếp RS232 dùng transitor
Mạch sử dụng 2 transitor để giao tiếp RS232
Trịnh Văn long- Hồ Thanh Huấn- Đặng Xuân Hiệu Page 25