đồ án kiến trúc xây dựng mô hình thiết kế nhà thông minh do Quỹ tài trợ Joseph Rowntree của Mỹ thực hiện

PHẦN I.
GIỚI THIỆU
1. Đặt vấn đề
Trong nhiều năm chúng ta đã nghe đến cụm từ " nhà thông minh" - nơi mọi
thứ trong nhà, văn phòng hoặc căn hộ được kiểm soát thông qua phím số, máy tính,
điện thoại di động hoặc gióng nói. Có rất nhiều câu hỏi mà một kỹ sư phải đặt ra
khi nghiên cứu về chúng: Các thông số nào trong căn nàh mà ta cần quan tâm
( nhiệt độ, độ Èm, nồng độ khói vvv ); lắp các bộ cảm biến ở đâu, sử dụng cáp
riêng, chung với đường điện hay không dây; cách thức báo động khi xảy ra sự cố;
cách thức giao tiếp giữa người với các thiết bị ( thông qua bảng điều khiển hay thiết
bị cầm tay). Nói chung, việc thiết kế một ngôi nhà thông minh sẽ khác nhau đối với
từng căn nhà, vì điều này phục thuộc vào cơ sở hạ tầng của mỗi căn nhà, phụ thuộc
vào yêu cầu của những người sống trong căn nhà đó. Tuy nhiên việc tham khảo
một mẫu nhà thông minh cụ thể cũng là một cơ hội tốt để làm quen và học hỏi, đặc
biệt là đối với ai chưa quen với khái niệm này. Do đó, trong phần dưới đây , em xin
trình bày về mô hình thiết kế nhà thông minh do Quỹ tài trợ Joseph Rowntree của
Mỹ thực hiện. Trong căn nhà này, nh chóng ta sẽ thấy, hầu hết các đồ vật đều trở
nên " thông minh" hơn nhà được trang bị các thiết bị điều khiển.
1.1. Nhà thông minh
Căn nhà thông minh được thiết kế để đảm bảo hoạt động theo cùng một
cách nh đối với các căn nhà thông thường khác. Vì thế nếu bạn đẩy, cửa sẽ mở
ra và nếu bấm vào công tác thì đèn sẽ sáng hoặc tắt. Tuy nhiên căn nhà cũng có
thể được vận hành theo nhiều cách khác mà sẽ rất hữu Ých hoặc thích hợp cho
những người sống ở đó.
Một lĩnh vực mà trong đó nhà thông minh thật sự khác với các căn nhà
khác đó là cơ sở hạ tầng truyền thống được cài đặt để cho phép nhiều hệ thống
và thiết bị trong nhà có thể giao tiếp với nhau. Nhà hiện đại bao gồm nhiều hệ
1
thống và thiết bị nh là hệ thống sưởi trung tâm, hệ thống báo cháy và an ninh, và
các thiết bị nh là vô tuyến và đèn chiếu sáng. Các hệ thống và thiết bị này
thường tồn tại tách rời nhau trong một căn nhà thông thường. Trong một căn nhà

thông minh, các hệ thống và thiết bị này có khả năng để truyền thông tin và các
mệnh lệnh cho nhau sao cho, ví dụ, hệ thống báo động an ninh có thể bật hoặc
tắt đèn tahy cho con người.
Trong một căn nhà thông minh đang phát triển, Joseph Rowntree Foundation
xem xét mọi người sử dụng căn nhà của họ như thế nào và vạch ra các công nghệ khác
nhau để làm cho các công việc hàng ngày trở nên đơn giản và dễ dầng hơn.
Các thiết bị hiện có trong nhà có thể được điều chỉnh để cung cấp nhiều chức
năng hơn; Ví dụ các bộ dò thường được sử dụng cho hệ thống báo động an ninh có thể
được sử dụng để nhận biết xem xét có người ở trong một căn phòng nào đó hay không.
Thiết bị mới cũng có thể được cài đặt để tự động hoá các tác vô nh là mở cửa ra vào
hoặc các cửa sổ.
 Nó làm việc nh thế nào?
Trong khoàng 15 năm trở lại đây, các thiết bị được điều khiển bởi máy tính đã trở
nên ngày càng phổ biến trong các căn hộ của chúng ta. Các máy tính điều khiển các
máy giặt và các lò vi sóng của chúng ta, chúng bật và tắt hệ thống sưởi của chúng ta, và
chúng cung cấp nhiều cách để giám sát độ an toàn và an ninh cho căn nhà của ta. Nhà
thông minh xem xét việc mở rộng việc sử dụng của các máy tính vào trong các phần
khác của căn nhà, tạo ra một mạng duy nhất mà các thể được điều khiển dễ dàng và
thuận tiện. Việc điều khiển bằng máy tính đã giúp loại bỏ những công việc nhàm chán
như là nhấn vào một công tắc hoặc quay một núm điều chỉnh để làm cho cái gì đó hoạt
động và cho phép các phần tử của căn nhà được điều khiển từ xa hoặc trả lời một cách
tự động với con người sống trong đó.
Nhà thông minh dựa vào một số các máy tính nhỏ được phân phối xung quanh
nàh để bật tắt các thiết bị, các ứng dụng hoặc để gửi và nhận thông tin. Các máy tính
2
này được liên kết với nhau thông quan một cáp dành riêng hoặc bằng cách gửi một tín
hiệu đặc biệt thông qua đường dây điện.
 Các thiết bị
Phần sau đây đề cập chi tiết các thiết bị chính trong nhà và cách thức chúng được
vận hành.

 Các bộ điều khiển từ xa
Tất cả các thiết bị trong nhà đều có bộ điều khiển bằng tay đặt cạnh chúng. Các
thiết bị này cũng có thể được vận hành bằng cách điều khiển từ xa, sử dụng một bộ điều
khiển hồng ngoài hoặc một điện thoại.
 Các bộ điều khiển hồng ngoại
Có rất nhiều các thiết bị cầm tay có thể được sử dụng để vận hành ngôi nhà. Các
bộ điều khiển này có thể được lập trình để vận hành bất kỳ thiết bị hoặc nhóm thiết bị
nào mà bạn muốn. Chúng có thể được dạy để vận hành ti vi, vi deo và stereo, cung cấp
một điểm điều khiển duy nhất cho căn phòng hoặc cho toàn bộ căn nhà. Người thiết kế
và cài đặt hệ thống, người tích hợp hệ thống sẽ khuyên bạn thiết bị nào là thích hợp nhất
cho nhu cầu của bạn.
 Điều khiển bằng điện thoại
Bất kỳ chiếc điện thoại nào cũng có thể được sử dụng để điều khiển căn nhà. Nếu
bạn thực hiện điều khiển căn nhà từ một điện thoại bên ngoài, bạn phải quay vào số
trong nhà và nhập mã PIN. Những lời nhắc sẽ hướng dẫn bạn thực hiện thông qua các
menu, nơi mà bạn sẽ có thể nhấn nút trên điện thoại để bật và tắt các thiết bị hoặc để
kiểm tra trạng thái hiện tại của chúng.
 Cửa vào/ ra
Tất cả cửa vào/ ra trong nhà đều có một thiết bị mở có gắn động cơ. Điều này cho
phép bạn mở cửa nhờ một chuyển mạch đặt cạnh đó hoặc bằng một thiết bị điều khiển
từ xa. Các bộ điều khiển này có thể được thiết lập để mở cửa và sau đó tự động đóng lại
sau một vài giây, hoặc mở cửa hoặc đóng mỗi lần nhấn nút. Các cửa vào/ ra cũng có
chức năng cảnh báo tắc nghẽn. Nếu một vật gì đó ngăn khi cửa đóng, nó sẽ mở hết cỡ,
3
sau đó đóng lại, một cách chậm chạp cho đến khi được kích hoạt trở lại. Các thiết bị có
gắn động được trạng bị nguồn điện dự phòng sao cho vẫn có thể được mở hoặc đóng
khi mất điện ngoài. Nếu điện ngoài bị trục trặc, các chuyển mạch đặt gần cửa sẽ không
làm việc nhưng nếu bận đẩy cửa hoặc sử dụng bộ điều khiển từ xa thì cửa vẫn sẽ mở.
 Các cửa xoay ngoài và trong
Các cửa xoay ngoài và trong có thể được mở và đóng bằng tay, bằng cách tác

động một lực đẩy hoặc kéo vào tầm tay cầm. Các cửa sau đó tự động mở hoặc đóng
hoàn toàn. Các cửa cũng có thể được mở và đóng sử dụng một nút đẩy được đặt bên
trong cửa cạnh tay cầm, hoặc bởi một thiết bị điều khiển từ xa. Cả hai phương pháp đều
có khả năng mở khoá cửa và sau đó khoá lại sau khi đóng.
 Các cửa kéo trong
Các cửa kéo trong có thể được vận hành bằng cách sử dụng các nút đẩy được đặt
ở một phía của cửa hoặc thông qua một đơn vị điều khiển từ xa. Cửa cũng có thể được
mở hoặc được đóng bằng tay nếu cần thiết.
 Cửa sổ
• Các thiết bị mở cửa sổ
Tất cả các cửa sổ trong nhà được trang bị các động cơ để mở và đóng chúng.
Động cơ này có thể được vận hành bằng cách sử dụng chuyển mạch đặt cạnh cửa sổ
hoặc thông qua một thiết bị điều khiển từ xa. Các cửa sổ có thể được mở một phần hoặc
hoàn toàn. Trong trường hợp nguồn điện ngoài trục trặc, nguồn dự phòng trang bị cho
các động cơ được sẽ cho phép chúng hoạt động bình thường. Ngoài ra còn có một chân
an toàn được nối với cửa sổ để phòng trường hợp trục trặc về cơ.
• Các thiết bị mở màn và rèm
Màn và rèm được trang bị các động cơ để mở và đóng chúng. Động cơ này có
thể được vận hành bằng cách sử dụng chuyển mạch đặt cạnh cửa sổ hoặc thông qua bất
kỳ các thiết bị điều khiển từ xa nào. Màn có thể được mở một phần hoặc toàn bộ. Trong
trường hợp nguồn điện cung cấp gặp trục trặc, các động cơ có trang bị nguồn dự phòng
sẽ cho phép chúng dịch chuyển nếu được yêu cầu.
4
 Tủ và bồn rửa
Tủ và bồn rửa được nối với các cơ cấu nâng. Điều này cho phép chúng được dịch
chuyển tới vị trí thích hợp theo nhu cầu của các thanh viên trong gia đình. Ví dụ, nếu
bạn khó với tới tủ hoặc bồn rửa, bạn có thể hạ chúng xuống thấp xuống một độ cao dễ
dùng hơn. Các bộ nâng tủ và bồn được điều khiển bằng cách sử dụng các chuyển mạch
cân bằng đặt ở một phía của chúng. Bồn hoặc tủ sẽ chỉ di chuyển khi chuyển mạch được
Ên xuống và nếu thả ra thì chúng sẽ ngừng chuyển động. Cả bồn và tủ cũng có thể được

dịch chuyển từ bên ngoài bếp sử dụng một trong các thiết bị điều khiển từ xa. Trong
trường hợp này chũng sẽ dịch chuyển tới các vị trí được xác lập từ trước. Các cơ cấu
nâng cũng có thể phát hiện được bất kỳ sữ tắc nghẽn nào. Nếu có vật gì đó được để dưới
tủ, cơ cấu nâng sẽ ngừng để tránh làm hỏng vật ở bên dưới. Các cơ cấu nâng cũng được
trang bị nguồn dự phòng. Trong trường hợp nguồn điện gặp trục trặc, các chuyển mạch
đặt cạnh chúng hoặc một đơn vị điều khiển từ xa sẽ cho phép chúng dịch chuyển trong
một số Ýt lần.
 Hệ thống nước
Tất cả các van nước trong nhà có thể được mở bằng cách sử dụng các nút hoặc
một bảng điều khiển đặt cạnh đó hoặc một thiết bị điều khiển từ xa.
• Bồn rửa bếp và bồn rửa phòng tắm
Bồn nhà bếp có thể được đổ một phần ba, hai phần ba hoặc đổ đầy nước ở nhiệt
độ được yêu cầu sử dụng các nút trên bảng điều khiển. Nhấn nút " Stop" hệ thống sẽ
đóng van và nếu nhấn và giữ nút " Stop" hệ thống sẽ đổ đầy nước đầy bồn tắm. Để tháo
hết nước, bận nhấn nút " waste open" trên bảng điều khiển.
• Bồn tắm
Bồn tắm có thể được đổ một nửa hạơc đầy nước tại một nhiệt độ xác định trước.
Nhấn nút " Stop" sẽ đóng van và nếu nhân và giữ nút " Stop" hệ thống sẽ đổ nước đầy
bồn tắm. Để tháo hết nước, bạn nhấn nút " waste open" trên bảng điều khiển.
• Vòi tắm
5
Một nút được bố trí trên tường để điều khiển vói tắm. Nhấn nút sẽ cho phép vòi
chảy trong một thời gian xác định trước hoặc cho đến khi nút được nhấn trở lại. Nước
trong vòi tắm được cài đặt ở cùng nhiệt độ với nước trong bồn tắm.
• Bồn vệ sinh
Bồn vệ sinh được vận hành từ bảng điều khiển đặt cạnh đó và có thể giội nước
một phần hoặc tàon bộ. Cả hai tuỳ chọn này sẽ sử dụng Ýt nước hơn một bồn vệ sinh
truyền thống.
 Hệ thống chiếu sáng
Tất cả các đèn trong nhà có thể được bật hoặc tắt sử dụng cac chuyển mạch

truyền thống hoặc bất kỳ thiết bị điều khiển từ xa nào. Sử dụng các chuyển mạch trong
phòng sẽ mang lại đố sáng đầy đủ. Trong khi đó, nếu sử dụng một thiết bị điều khiển từ
xa sẽ cho độ sáng mờ. Các hệ thống khác trong nhà có thể điều khiển cac đèn theo các
cách sau:
• Chuông cửa điện thoại có thể làm loé nếu khó nghe.
• Hệ thống báo cháy có thể bật các đền để dẫn bạn về phía lối ra.
• Hệ thống an nình có thể sử dụng các đèn để giả như có người trong nhà.
• Các bộ dò chuyển động có thể bật hoặc tắt đèn khi bạn vào hoặc ra khỏi
một phòng.
 Hệ thống sưởi
Mỗi phòng có một phần tử cảm biến nhiệt độ giúp duy trì nhiệt độ trong
phòng ở mức đã được thiết lập trên bộ điều khiển chính. Thời gian bật và tắt hệ
thống sưởi trung tâm và hệ thống đun nước được lập trình thông qua bộ điều
khiển này. Hệ thống sưởi trung tâm cũng có thể được bật và tắt từ một thíêt bị
điều khiển từ xa. Điều này có thể sẽ làm thay đổi lịch thực hiện đã được lập trình
trên hệ thống sưởi, tuy nhiên hệ thống sẽ quay trở về trạng thái thông thường
trong lần tiếp theo khi nó được lập trình để bật hoặc tắt.
 Các thiết bị dò
6
Ở bên ngoài các phòng có lắp đặt một phần tử dò để đo tốc độ gió và cường độ
sáng. Còn bên trong mỗi phòng có lắp một đầu dò đa chức năng để đo nồng độ
khói, nhiệt độ, cường độ sáng, chuyển động và nồng độ carbon. Phần tử do này
cũng có một bé thu nhận hồng ngoại, đèn hiệu còi hiệu và microphone. Mét camera
sè 360
0
cũng có thể được lắp đặt. Các phần tử này được sử dụng để cho phép căn
nhà của bạn phản ứng lại một cách thích hợp với các điều kiện tahy đổi và với các
thiết bị điều khiển từ xa.
 An ninh và báo động
 Điện thoại

Khi điện thoại reo, nó có thể truyền một tín hiệu tới mạng để kích hoạt một
thiết bị khác, chăng hạn nh các đèn. Điện thoại cho phép bạn vận hành bằng
cách quay số tắt hoặc các nút thông thường. Điện thoại cũng được trả lời bằng
cách nhấn nút trên một thiết bị phụ trợ - có thể đeo trên người. Nếu điện thoại
đang khống ử dụng, bạn có thể sử dụng thiết bị sử dụng thiết bị phụ này nh một
thiết bị báo động và gửi một cuộc gọi tới một trung tâm điều khiển nếu bạn gặp
phải bất kỳ khó khăn nào.
 Hệ thống vào cửa
Cửa trước được trang bị một hệ thống vào cửa. Thao tác nhấn chuông cửa có thể làm
một số việc nh sau:
• Nếu chức năng báo động được thiết lập, hệ thống vào cửa có thể bật TV
hoặc ngắt kênh TV hiện hành để hiện diện mạo người rung chuông bằng cách sử dụng
một camera ngoài. Một điện thoại điều khiển từ xa có thể sau đó được sử dụng để mở
nếu được yêu cầu.
• Mét trong số hoặc tất cả các điện thoại có thể rung chuông và các đèn có
thể được thiết lập để nháy. Điện thoại sau đó có thể được sử dụng để nói chuyện với
người ngoài cửa vào thao tác nhấn nút thứ 7 trên điện thoại sẽ mở cửa ra.
• Nếu chức năng báo động an ninh được thiết lập, căn nhà có thể gọi tới một
điện thoại khác, chẳng hạn điện thoại di động của bạn. trả lời điện thoại này sẽ cho phép
7
bạn đàm thoại với người gọi và, nếu bạn muốn, cho phép truy nhập bằng cách nhấn nút
thứ 7 trên điện thoại.
• Người gọi có thể để lại một lời nhắn trên điện thoại trả lời nếu không có ai
trả lời chuông cửa.
• Bất kỳ thiết bị điều khiển từ xa nào cũng có thể được cài đặt để mở cửa
trước nếu được yêu cầu.
 Báo cháy
Chức năng báo cháy phát hiện lửa bằng cách cảm nhận sự gia tăng nhiệt độ bất
thường hoặc bằng cách cảm biến khói. Nếu hoả hoạn được phát hiện, hệ thống báo cháy
sẽ phát ra một hồi còi, loé sáng tất cả các đèn trong nhà tám lần và sau đó bật sáng tất cả

các đèn trong nhà để hỗ trợ mọi người thoát ra ngoài. Cùng lúc đó, chức năng báo động
có thể gọi tới trung tâm chăm sóc và thông báo cho họ biết chức năng báo động đã được
kích hoạt. Hệ thống có thể được cấu hình để tự động mở khoá cửa trước nếu có người
nào đó đang ở trong nhà.
 Báo động an ninh
Hệ thống an ninh được điều khiển từ một bảng điều khiển từ một bảng điều khiển
ở hành lang. Bảng này cũng hoạt động nh một máy trả lời của căn nhà. Có một loạt các
lời nhắc trên bảng báo động cho bạn biết hoạt động của nó.
Việc thiết lập báo động sẽ kích hoạt hệ thống khoá trung tâm. Điều này sẽ đống
tất cả các cửa sổ và các cửa vào/ra và có thể tắt tất cả các thiết bị. Ví dụ, bạn có lẽ muốn
nó tắt bất kỳ đèn này còn lại vào ban ngày. hệ thống an ninh cũng có thể được vận hành
thông qua điện thoại bên trong hoặc bằng cách quay số vào trong nhà từ một điện thoại
bên ngoài. Trong các trường hợp này, các lệnh bằng giọng nói làm việc theo cũng một
cách như sử dụng trực tiếp với bảng điều khiển. Một thiết bị điều khiển từ xa cũng có
thể được sử dụng để vận hành hệ thống báo động.
 Các thiết bị hiện có
Một vài sản phẩm điện hiện có cũng có thể được nối vào trong căn nhà thông
minh. Các chốt thay thế đặc biệt có thể được trang bị để cho phép điều khiển thiết bị từ
8
xa. Các chốt này cũng có thể được bật hoặc tắt từ các nút bấm trên chốt, hoặc thông qua
một thiết bị điều khiển từ xa.
1.2. Liên hệ nhà thông minh với đề tài
Đề tài của em có tên là " ứng dụng Vi điều khiển trong gia đình" . Mục tiêu của
đề tài là kết hợp Vi điều khiển, các bộ cảm biến và Rơle để thực hiện việc điều khiển
các thiết bị điện trong gia đình. Công việc nói trên, ở một khía cạnh nào đó, đã biến căn
nhà thành nhà thông minh.
Việc giới thiệu nhà thông minh ở phần trên chỉ mang tính chất tham khảo và là
định hướng để em thực hiện đề tài của mình. Trên thực tế, nh đã được đề cập trong phần
đầu, có rất nhiều việc phải làm để thực hiện một căn nhà thông minh, chăng hạn nh:
Khảo sát cơ sở hạ tầng hiện tại, tìm hiểu yêu cầu, cách bố trí các thiết bị vvv Tuy

nhiên, do thời gian và trình độ của em còn hạn chế nên nội dung của đề tài chỉ giới hạn
ở việc thực hiện một số chức năng đơn giản nhất trong một ngôi nhà thông minh. Tuy
nhiên vẫn đầy đủ các thành phần: Cảm biến, hiện thị và điều khiển.
2. Mục đích của đề tài
- Nghiên cứu hoạt động của 3 loại cảm biến: Nhiết độ, độ Èm và quang.
- Điều khiển đóng/ngắt điện các thiết bị điện.
3. Thực hiện
Trong đề tài của mình, để thực hiện các yêu cầu đặt ra, em đã xây dựng một
mạch điện. Mạch điện thực hiện việc điều khiển 3 loại cảm biến - cảm biến nhiệt độ
DS18B20, cảm biến độ Èm SHT71 và cảm biến quang BS520 - thôngq ua Vi điều
khiển Atmega 16L. Vi điều khiển ATmega16L thực hiện vệic đo các thông số cảm biến
và hiển thị chúng trên một LCD 16x2 được tích hợp trên mạch. Các thống số trên cũng
được Vi điều khiển ATmega16L gửi đến cổng COM của máy tính để hiển thị trên màn
hình. Ngoài ra một Rơle điều khiển cũng được tích trên mạch để thực hiện đóng/ngắt
việc cấp nguồn ra. Điều này cũng tương đương với việc đóng/ ngắt cac thiết bị nếu
chúng nối với nguồn ra của mạch.
9
PHẦN II
LÝ THUYẾT
Phần 2 trình bày về các lý thuyết có liên quan đến đề tài: Cụ thể, em chia phần
này thành ba chương. Chương 1 trình bày về Vi điều khiển 8535L. Chương 2 đề cập
đến các bộ cảm biến. Chương 3 giới thiệu về truyền thông nối tiếp và LCD. Các kiến
thức liên quan đến mỗi thiết bị được sử dụng trong đề tài thường là rất rộng, tuy nhiên
đề tài của em chỉ sử dụng những chức năng cơ bản nhất của chúng. Vì vậy trong mỗi
chương, em sẽ cố gắng chọn lọc và trình bày những phần kiến thức có liên quan trực
tiếp nhất đến việc thực hiện đề tài.
10
CHƯƠNG 1
VI ĐIỀU KHIỂN ATMEGA8535L
1.1 Cấu hình chân và chức năng

1.1.1 Cấu hình chân
Hình 1.1 Cấu hình chân của Atmega8535L
1.1.2 Chức năng các chân
1.1.2.1. Chân nguồn Vcc
Điện áp hoạt động:
2.7 - 5.5V đối với ATmega8535L
1.1.2.2 Cổng A ( PA7 - PA0)
- Các đầu vào tương tự của bộ chuyển đổi A/D.
- Nếu chức năng chuyển đổi A/D không được sử dụng. Các chân này đóng vai
trò là các cổng vào ra song hướng 8 - bit.
1.1.2.3 Cổng B ( PB7 - PB0)
• Là cổng vào ra song hướng 8- bit.
• Ngoài ra các chân cổng B còn có các chức năng nêu trong Bảng 4.2 phụ lục 4.
1.1.2.4 Cổng C ( PC7 - PC0)
11
- Là cổng vào ra song hướng 8 - bit.
- Ngoài ra các chân cổng D còn có các chức năng nêu trong Bảng 4.3 phụ lục 4.
1.1.2.5 Cổng D ( PD7 - PD0)
- Là cổng vào ra song hướng 8 - bit.
- Ngoài ra các chân cổng D còn có các chức năng nêu trong Bảng 4.3 phụ lục 4.
1.1.2.6. RESET
Đầu vào Reset. Nếu duy trì mức thấp ở chân này lâu hơn chiều dài của một xung
cực tiểu thì sẽ tao ra Reset, ngay cả khi đồng hồ không chạy. Với các xung ngắn hơn thì
sẽ không đảm bảo để gây ra Reset.
1.1.2.7 XTAL
XTAL1: Đầu vào tới bộ khuyếch đại dao động đảo và tới mach đồng hồ nội.
XTAL2: Đầu ra từ bộ khuyếch đại dao động đảo.
1.1.2.8 AVCC
AVCC là chân nguồn cho cổng A và bộ chuyển đổi A/d. Nó phải được nối với
Vcc bên ngoài, ngay cả kho ADC không được sử dụng. Nếu ADC được sử dụng, nó

phải được kết nối với Vcc thông qua một bộ lọc thông thấp.
1.1.2.9 AREF
AREF là chân tham chiếu ( tương tự) của bộ chuyển đổi A/D. Điện áp tham
chiéu của ADC (V
REF
) chỉ ra phạm vi chuyển đổi đối với ADC. (V
REF
) có thể được lựa
chọn nh là AVCC, nguồn 2.56V nội, hoặc chân AREF ngoài. Trong trường hợp chân
AREF được nối với nguồn điện áp cố định, người dùng sẽ không thể sử dụng các tuỳ
chọn điện áp tham chiếu khác trong ứng dụng.
1.2 Tổng quan về ATmega8535L
ATmega8535L là một vi điều khiển CMOS 8 - bit dựa trên kiến trúc RISC với
khr năng xử lý lên đến 1MIPS mỗi MH
Z
. Lõi của AVR bao gồm 32thanh ghi được kết
nối trực tiếp với khối xử lý số học và logic (ALU), cho phép 2 thanh ghi độc lập được
truy cập trong một lệnh đơn trong 1 chu kỳ đồng hồ. Kiến trúc này hiệu quả hơn về mã
12
lệnh khi đạt được thông lượng gấp 10 lần các vi điều khiên có cấu trúc CISC truyền
thống.
Hình 1.2 Sơ đồ khối ATmega8535L
ATmega8535L cung cấp các tính năng sau: 8Kbytes bộ nhớ chương trình Flash
với kảh năng đọc ghi đồng thời, 512 bytes EEPROM, 512 byte SRAM, 32 đường I/O
đa năng, 32 thành ghi đa năng, một giao tiếp JTAG, khả năng gỡ lỗi trên chíp, 3 bộ
Định thời/Đếm với các chế độ so sánh, các ngắt ngoài và trong, mét USART có thể lập
trình nối tiếp, một byte giao tiếp nối 2 dây có hướng, 8 kênh ADC 10 - bit với các mức
vào khác nhau , mét Wachdog Timer có thể lập trình với bộ dao động nội, một cổng nối
tiếp SPI và 6 chế độ tiết kiệm điện có thể chọn bằng phần mền. Chế độ nghỉ thcự hiện
dùng CPU trong khi vẫn cho phép USART, giao tiếp 2 - dây, chuyển đổi A/D, SRAM,

các bộ Định thời/Đếm, cổng SPI và hệ thống ngắt tiếp tục hoạt động. Chế độ Power -
down cất nội dung thanh ghi nhưng ngừng bộ dao động, khoá tất cả các chức năng của
chíp cho đến khi có ngắt ngoài hoặc Reset phần cứng. Trong chế độ Power - save, bộ
định thời di bộ tiếp tục chạy, cho phép người dùng duy trì một bộ định thời cơ sở trong
khi phần còn lại của thiết bị đang ngủ. Chế độ giảm nhiễu ADC sẽ ngừng CPU và tất cả
các modules I/O ngoại trừ bộ định thời dị bộ và ADC, để tối thiểu hoá nhiễu chuyển
mạch trong quá trình chuyển đổi ADC. Trong chế độ Dự phòng ( Standby), bé dao
động thạch anh/cộng hưởng vậnc hạy trong khi phần còn lại của thiết bị đang ngủ. Điều
này cho phép thiết bị khởi động rất nhan mà tiêu thụ điện lại thấp.
Bộ nhí On - chip ISP Flash cho phép bộ nhớ chương trình được tái lập trình
htôngq ua mét giao diện nối tiếp SPI, bởi một người lập trình bộ nhớ cố định truyền
thống hoặc bởi một chương trình nạp On - chip chạy trong lõi AVR. Chương trình nạp
(boot) có thể sử dụng bất cứ giao diện nào để tải chương trình ứng dụng trong bộ nhớ
Flash nạp sẽ tiếp tục chạy trong khi vùng Flash ứng dụng được cập nhật, cung cấp thao
tác đọc ghi đồng thời thùc sù.
1.3 Kiến trúc AVR CPU
1.3.1 Tổng quan kiến trúc
13
Để tối đa hoá hiệu năng và khả năng làm việc song song, AVR sử dụng kiến trúc
Harvard với bộ nhớ riêng biệt và các BUS cho chương trình và dữ liệu. Các câu lệnh
trong bộ nhớ chương trình được thực thi với một đường ống mức đơn. Trong khi một
lệnh đang thùc hiện, lệnh tiếp theo sẽ được nạp trước từ bộ nhớ chương trình. Điều này
làm cho các lệnh được thcự hiện trong mọi chu kỳ đồng hồ. Bộ nhớ chương trình là bộ
nhớ In - System Reprogrammable Flash. Tệp thanh ghi truy cập nhan bao gồn 32 thanh
ghi đa năng 8 - bit với thời gian truy cập là 1 chu kỳ đơn. Điều này cho phép thcự hiện
phép toán ALU trong mét chu kỳ đơn. Trong một phép toán ALU điển hình, 2 toán
hạng là đầu ra từ tệp thanh ghi, toán hạng được thi hành, và kết quả được lưu trở lại
trong tệp thanh - trong mét chu kỳ đồng hồ.
Hình 1.3 Sơ đồ khối của kiến trúc AVRMCU
Không gian bộ nhớ I/O chứa 64 địa chỉ cho các chức năng ngoại vi của CPU,

chẳng hạn như các thanh ghi điều khiển, SPI, và các chức năng I/O khác. Bộ nhớ I/O có
thể được truy cập trực tiếp, hoặc như là các vị trí không gian dữ liệu liền sau các vị trí
của tệp thanh ghi, 0x20 - 0x5F.
1.3.2 Đơn vị xử lý số học và logic ALU
ALU hiệu năng cao hoạt động trong mối liên hệ trực tiếp đến với 32 thanh ghi đa
năng. Trong mét chu kỳ đồng hồ, các phép toán số học giữa các thanh ghi đa năng hoặc
giữa một thanh ghi và một toán hạng tức thì được thi hành. Các phép toán ALU được
chia thành 3 loại - Số học, logic, và bit. Một vài sự bổ sung của kiến trúc đã cung cấp
một bộ phận mạnh mẽ hỗ trợ cả phép nhân có dấu/ không dấu và phân số.
1.3.3 Thanh ghi trạng thái
Thanh ghi trạng thái chứa thông tin về kết quả của lệnh số học được thcự hiện
gần đấy nhất. Thông tin này có thể được sử dụng để thay đổi luồng chương trình nhằm
thcự hiện các phép toán điều kiện. Lưu ý rằng, thanh ghi trạng thái được cập nhật sau
khi thực hiện mỗi phép toán ALU. trong nhiều trường hợp, điều này loại bỏ nhu cầu sử
dụng các lệnh so sánh chuyên dụng, làm cho mã chương trình gọn và thực thi nhanh
hơn.
14
Thanh ghi trạng thái không được lưu tự động khi ở trong một chương
trình con ngắt và không được phục hồi khi trở về từ một ngắt. Việc này được
xử lý bằng phần mềm.
Thanh ghi trạng thái - SREG được định nghĩa nh sau:

Bit 7 6 5 4 3 2 1 0
SREG
I T H S V N Z C
Read/write R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W
0 0 0 0 0 0 0 0
• Bit 7 - I: Cho phép ngắt toàn cục
Bit này phải được bật các ngắt khác có thể được kích hoạt. Việc điều khiển kích
hoạt từng ngắt sau đó được thực hiện trong các thanh ghi điều khiển riêng biệt. Nếu

thanh ghi điều khiển ngắt toàn cục bị xoá, thì không ngắt nào có thể được kích hoạt độc
lập dựa trên việc kích hoạt ngắt riêng lẻ. Bit I được xoá bởi phần cứng sau khi một ngắt
xảy ra, và được lập bởi lệnh RETI để bật các ngắt tiếp theo.
Bit I cũng có thể được lập và xoá bởi ứng dụng với các lệnh SEI và CLI
• Bit 6 - T: Lưu bản sao của bit
Các lệnh sao chép bit BLD ( Bit Loa D) và BST ( Bit STore) sử dụng bit T là
nguồn hoặc là đích đối với bit được xử lý. Mét bit từ một thanh ghi trong tệp thanh ghi
có thể được sao chép vào trong bit T bằng lệnh BTS, và một bit trong T có thể được
chép vào trong mét bit trong mét thanh ghi trong tệp thanh ghi bằng lệnh BLD.
• Bit 5 - H: Cờ tràn nửa byte
Trong một số phép toán số học, cờ H chỉ ra phần nửa byte có bị tràn hay không.
Cờ này thường được sử dụng trong phép toán số học BCD.
• Bit 4 - S: Bit dấu, S = N
⊕
V
Trong đó N là cờ âm và V là cờ tràn bù 2.
• Bit 3 - V : Cờ báo tràn bù 2.
Cờ tràn bù 2 hỗ trợ các phép toán số học bù 2.
• Bit 2 - N : Cờ âm
15
Cờ âm chỉ ra kết quả âm của một phép toán số học hoặc logic.
• Bit 1 - Z : Cờ không
Cờ không chỉ ra kết quả bằng không của một phép toán số học hoặc logic.
• Bit 0 - C : Cờ tràn
Cờ tràn chỉ ra một phép toán số học hạơc logic có bị tràn hay không.
1.3.4 Thanh ghi đa năng
Thanh ghi đa năng được tối ưu hoá cho tập lệnh RISC nâng cao của AVR. Để đạt
được độ linh hoạt và hiệu năng mong muốn, các lược đồ vào/ra sau được hỗ trợ bởi tệp
thanh ghi:
 Một toán hạng ra 8 - bit và một toán hạng vào kết quả 8 bit.

 Hai toán hạng ra 8 - bit và một toán hạng vào kết quả 8 - bit.
 Hai toán ra 8 bit và một toán hạng vào kết quả 16 bit.
 Một toán hạng ra 16 - bit và một toán hạng vào kết quả 16 - bit.
7 Địa chỉ
R0 $00
R1 $01
R2 $02

R13 $0D
R14 S0E
R15 S0F
R16 $10
R17 $11

R26 S1A Byte thấp thanh ghi X
R27 S1B Byte cao thanh ghi X
R28 $1C Byte thấp thanh ghi Y
R29 $1D Byte cao thanh ghi Y
R30 S1E Byte thấp thanh ghi Y
16
R31 S1F Byte cao thanh ghi Y
Hình 1.4. Các thanh ghi đa năng
Hình 1.4 minh hoạ cấu trúc của 32 thanh ghi đa năng trong CPU.
Phần lớn các lệnh làm việc trên tệp thanh ghi có khả năng truy nhập đến tất cả
các thanh ghi, và phần lớn trong số chúng là các lệnh thực thi trong mét chu kỳ đồng hồ.
Nh chỉ ra trên Hình 1.4, mỗi thanh ghu cũng được gán vào một địa chỉ bố nhớ dữ
liệu, ánh xạ chúng trực tiếp vào trong 32 vị trí đầu tiên của không gian dữ liệu. Mặc dù
không được thcự hiện một cách vật lý như các vị trí SRAM, tổ chức bộ nhớ kiểu này
cung cấp độ linh hoạt cao trong việc truy nhập các thanh ghi, giống như việc các thanh
ghi con trá X, Y và Z có thể được lập tới chỉ số bất kỳ thanh ghi nào trong tệp.

Các thanh ghi X, Y và Z.
Ngoài việc được sử dụng nh các thanh ghi mục đích chung, các thanh ghi R26
R31 có thêm một số chức năng phụ. Các thanh ghi này là các con trỏ địc chỉ 16 bit để
định địa chỉ gián tiếp không gian dữ liệu. Ba thanh ghi địa chỉ gián tiếp X, Y, Z được
môt tả trên Hình 1.5.
Trong các chế độ định địa chỉ khác nhau, các thanh ghi địa chỉ này đóng vai trò
nh là độ lệch cố định, tăng tự động và giảm tự động.
Thanh ghi X
15 XH XL 0
7 0 0
R27 ($1B) R26 (S1A)
Thanh ghi Y
15 YH YL 0
7 0 0
R29 ($1D) R28 (S1C)
Thanh ghi Z
15 ZH ZL 0
7 0 0
R31 ($1F) R30 (S1E)
Hình 1.5 Các thanh ghi X, Y, và Z
17
1.3.5 Con trỏ ngăn xếp
Stack chủ yếu được sử dụng để lưu dữ liệu tạm thời, để lưu các biến địa phương
và để lưu trữ các địa chỉ trở về sau khi thực hiện ngắt hoặc lời gọi chương trình con.
Thanh ghi con trỏ luôn trỏ tới đỉnh của Stack. Chó ý rằng stack đầy lên theo hướng từ
các vùng nhớ cao hơn đến các vùng nhớ thấp hơn. Điều này có nghĩa là khi thực hiện
lệnh PUSH thì con trỏ sẽ tự động giảm.
Con trỏ trỏ đến vùng ngăn xếp SRAM dữ liệu nơi ngăn xếp ngắt và chương trình
con được bố trí. Không gian ngăn xếp này trong SRAM phải được định nghĩa bằng
chương trình trước khi bất cứ chương trình con hoặc ngắt nào được thực hiện. Con trỏ

ngăn xếp bị giảm đi 1 khi dử liệu được cất vào ngăn xếp bằng lệnh PUSH và bị giảm đi
2 khi địa chỉ trở về được cất vào Stack bằng lời gọi chương trình con hoặc ngắt. SP tăng
lên 1 khi dữ liệu được lấy ra khái Stack bằng lệnh POP và nó được tăng 2 khi dữ liệu
được lấy ra khái Stack với việc từ lệnh RET ( trở về từ chương trình con) hoặc từ lệnh
RETI ( trở về từ ngắt).
1.4 Bộ nhớ của ATMEGA 8535L
Kiến tróc AVR cso 2 không gian bộ nhớ chính: không gian bộ nhsơ chương trình
và không gian bộ nhớ dữ liệu. Thêm vào đó, âTmga8535L có một bộ nhớ EEPROM để
lưu trữ dữ liệu.
Hình 1.6 Bản đồ bộ nhớ chương trình
1.4.1 Bộ nhớ chương trình Flash
ATmega8535L tích hợp 8 K byte bộ nhớ Flash có thể tái lập trình để chứa
chương trình. Vì tất cả các lệnh AVR là 16 bit hoặc 32 bit, nên Flash được tổ chức dưới
dạng 4K x16. Để an toàn, khônggian bộ nhớ Flash được chia thành hai phần, phần
chương trình khởi động và phần chương trình ứng dụng.
1.42. Bộ nhớ dữ liệu SRAM
Hình 1.7 minh hoạ tổ chức bộ nhớ SRAM của ATmega8535L. 608 vị trí bộ nhớ dự liệu
ở phía dưới định địa chỉ cho tệp thanh ghi, bộ nhớ I/O, và bộ nhớ SRAM nội. 96 vị trí
18
đầu tiến đánh đại chỉ cho tệp thanh ghi và bộ nhớ I/O, và 512 vị trí tiếp theo đánh địa
chỉ SRAM nội.
Có 5 chế độ đánh địa chỉ khác nhau cho bộ nhớ dữ liệu bao gồm: Trực
tiếp, gián tiếp dịch chuyển, gián tiếp, gián tiếp giảm trước, và gián tiếp tăng sau.
Trong tệp thanh ghi, các thanh ghi từ R26 đến R31 dùng để làm các thanh ghi
con trỏ định địa chỉ gián tiếp. Định nghĩa chỉ trực tiếp áp dụng cho toàn bộ
không gian dữ liệu Chế độ định địa chỉ gián tiếp dịch chuyển áp dụng cho 63 vị
trí địa chỉ tính từ địa chỉ cơ sở được chỉ ra bởi thanh ghi Y hoặc thanh ghi Z. Khi
sử dụng các chế độ định địa chỉ gián tiếp thanh ghi với lượng tăng sau và giảm
trước tự động, các thanh ghi X, Y và Z bị giảm hoặc tăng lên.
Toàn bé 32 thanh ghi đa năng, 64 thanh ghi I/O, và 512 byte của SRAM

nội bên trong ATmega8535L có thể được truy nhập thông qua tất cả các chế độc
địa chỉ này.
Hình 1.7 bản đồ bộ nhớ dữ liệu
Tệp thanh ghi Không gian địa chỉ dữ liệu
19
R0
R1
R2

R29
R30
R31
Các thanh ghi I/O
$00
$01
$02

$3D
$3E
$3F
$0000
$0001
$0002

$001D
$001E
$001F

$0020
$0021

$0022

$005D
$005E
$005F
SRAM nội
$0060
$0061

$025E
$025F
1.4.3 Bộ nhớ dữ liệu EEPROM
ATmega8535L chứa 512 byte bộ nhớ dữ liệu EEPROM. Nó được tổ chức thành
không gian dữ liệu riêng biệt, trong đó từng byte có thể được đọc và ghi. EEPROM cho
phép ghi/ xoá Ýt nhất 100.000 lần. Việc truy nhập giữa EEPROM và CPU được môt tả
theo trình tự sau: Xác định các thanh ghi địa chỉ EEPROM, thanh ghi dữ liệu EPROM,
và thang ghi điều khiển EEPROM.
1.4 Bộ nhớ I/O
Tất cả các thiết bị ngoại vi kết nối với ATmega8535L được đặt trong
không gian I/O. Các vị trí I/O được truy nhập bởi lệnh IN và lệnh OUT, chuyển
dữ liệu giữa 32 thanh ghi đa năng và không gian I/O. Các thanh ghi I/O trong
vùng địc chỉ 0x00 - 0x1F có thể truy cập trực tiếp đến từng bit bằng cách sử
dụng các lệnh SBI và CBI. Trong các thanh ghi này, giá trị của các bit đơn có
20
thể được thiết lập bằng cách sử dụng các lệnh SBIS và SBIC. Khi sử dụng các
lệnh cụ thể IN và OUT, các địa chỉ I?O trong đoạn 0x00 - 0x3F phải được sử
dụng. Khi định địa chỉ các thanh ghi I/O nh không gian dữ liệu sử dụng lệnh LD
và ST, thì địa chỉ 0x20 phải được thêm vào các địa chỉ này.
1.5 Clock hệ thống
Hình 1.8 Sơ đồ phân phối Clock

Hình 1.8 minh hoạ các hệ thống clock chính trong AVR và phân phối của
chúng. Tất cả các clock không cần phải được kích hoạt tại một thời điểm định sẵn.
Để giảm tiêu thụ điện, các clock tới các modules mà chưa được sử dụng có thể
được treo bằng cách sử dụng các chế độ khác nhau.
Các nguồn Clock
Ta có thể tuỳ chọn nguồn Clock cho vi xử lý bằng cách thiết lập các Fuse
bits nh minh hoạ ở Bảng 1.4 Clock từ nguồn được chọn là đầu vào đối với bộ tạo
clock của AVR, và được đưa đến các module thích hợp. Theo mặc định, thiết bị
được gán với CKSEL = "0001" và SUT = "10". Nghĩa là dùng bộ dao động RC nội
1MH
z
với thời gian khởi động dài nhất.
Tuỳ chọn nguồn clock CKSEL3 0
Cộng hưởng thách anh/ gốm ngoại 1111-1010
Thách anh ngoại tần số thấp 1001
Dao động RC ngoại 1000-0101
Doa động RC nội hiệu chỉnh 01-0001
Clock ngoại 0000
Bảng 1.1 Tuỳ nguồn Clock cho thiết bị
Chó ý: Đối với tất cả fuses "1" nghĩa là không được lập trình, trong khi "0" nghĩa là được lập
trình
1.5.1 Bé dao động thạch anh
XTAL1 và XTAL2 là các đầu vào và ra tương ứng của một bộ khuyếch đại dảo
mà có thể được cấu hình để sử dụng như một bộ dao động On - chip ( Hình 1.9). Có thể
sử dụng một bộ cộng hưởng gốm hoặc thách anh. Khi CKOPT được lập trình, hệ thống
21
có khả năng hoạt động trong môi trường rất nhiễu và có khả năng hoạt động trong môi
trường rất nhiễu và có thể điều khiển một bộ đệm đồng hồ thứ cấp. Chế độ này có một
phạm vi tần số rộng. Khi CKOPT không được lập trình, hệ thống hoạt động ở chế độ
tiêu thụ nguồn thấp. Chế độ này có một phạm vi tần số hạn chế và nó có thể không được

sử dụng để điều khiển các bộ đệm đồng hồ khác.
Hình 1.9 Bé dao động thạch anh
Đối với các bộ cộng hưởng, tần số cực đại là 8MH
z
với CKOPT không được lập
trình và 16MH
z
với CKOPT được lập trình. C1 và C2 phải luôn bằng nhau đối với ả
thạch anh và cộng hưởng. Giá trị tối ưu của các tụ phụ thuộc vào thạch anh hoặc cộng
hưởng đang dùng, lượng điện dung và nhiễu trường điện từ của môi trường. Việc lựa
chọn tụ điện có thể tham khảo Bảng 1.5. Đối với cộng hưởng gốm, các giá trị điện dung
mà nhà sản xuất cho sẵn phải được sủ dụng.
Bé dao động có thể hoạt động ở ba chế độ khác nhau, mỗi chế độ được tối ưu hoá
cho một phạm vi tần số xác định. Chế độ hoạt động được lựa chọn bằng cách sử dụng
các fuses CKSEL3 1 được thể hiện ở Bảng 1.5.
CKOP
T
CKSEL3 1
Khoảng tần
số
(MH
z
)
Điện dùng C1 và C2 khi sử
dụng thạch anh (pF)
1 101
(1)
0.4-0.9 -
1 110 0.9-3.0 12-22
1 111 3.0-8.0 12-22

0 101,110,111 1.0-16.0 12-22
Bảng 1.2 Các chế độ hoạt động của bộ dao động thạch anh
Chó ý: (1) Tuỳ chọn này chỉ dành cho cộng hưởng gốm.
1.5.2 Dao động thạch anh tần số thấp
Để sử dụng thạch anh 32.768 kH
z
nh nguồn clock cho thiết bị, bộ dao động thạch
anh tần số thấp phải được lựa chọn bằng cách thiết lập CKSEL Fuses thành "1001".
Thạch anh phải được kết nối nh trên Hình 1.9. Bằng cách lập trình CKOPT Fuses,
22
người dùng có thể kích hoạt các tụ nội trên XTAL1 và XTAL2, mà không cần dùng các
tụ ngoài. Các tụ nội có giá trị danh định là 36pF.
1.5.3 Dao động RC ngoại
Đối với các ứng dụng không cần nhạy về mặt thời gian, cấu hình RC ngoài được
minh hoạ ở Hình 1.10 có thể được sử dụng. Tần số được ước lượng thô bởi phương
trình f = 1/3 ( RC). C phải Ýt nhất 22pF. Bằng cách lập trình CKOPT fuse, người dùng
có thể kích hoạt một tụ 36pF nội giữa XTAL1 và GND, cho phép loại bỏ tụ ngoài.
Bé dao động có thể hoạt động ở bốn chế độ khác nhau, mỗi chế độ được tối ưu
cho một phạm vi tần số xác định. Chế độ hoạt động được lựa chọn bởi các CKSEL3 0
nh trên Bảng 1.6.
Hình 1.10 Cấu hình RC ngoài
CKSEL3 0 Khoảng tần số ( MHz)
0101 0.1-0.9
0110 0.9-3.0
0111 3.0-8.0
1000 8.0-12.0
Bảng 1.3 Các chế độ hoạt động của bộ dao động RC ngoại
1.5.4 Dao động RC nội hiệu chỉnh
Bé dao động nội RC hiệu chỉnh cung cấp một clock có tần số cố định:
1.0,2.0, 4.0 hoặc 8.0 MHz. Tất cả các tần số có giá trị danh định ở 5v và 25

0
C.
Clock này có thể được lựa chọn nh clock hệ thống bằng cách lập trình CKSEL
fuses nh chỉ ra trên Bảng 1.7. Nếu được lực chọn, nó sẽ hoạt động mà không có
các thành phần bên ngoài. CKOPT Fuses phải luôn được lập trình khi sử dụng
tuỳ chọn clock này. Trong quá trình Reset, phần cứng nạp các byte hiệu chỉnh vào
trong thanh ghi OSCCAL và bằng cách đó hiệu chỉnh bộ dao động RC một cách
tự động. Ở 5v, 25
0
C và tần số 1.0, 2.0, 4.0 hoặc 8.0 MHz được chọn, việc hiệu
chỉnh sẽ cho ra một lần số sai khác
±
3% so với gí trị danh định.
CKSEL3 0 Tần sè danh định ( MHz)
23
0001
(1)
1.0
0010 2.0
0011 4.0
0100 8.0
Bảng 1.4 Các chế độ hoạt động của bộ dao động RC nội hiệu chỉnh
Chó ý: 1. Tuỳ chọn này được chọn theo mặc định cho thiết bị
1.5.5 Clock ngoài
Để điều khiển thiết bị từ một nguồn ngoài, XTAL1 phải được điều khiển nh trên
Hình 1.1.1. Để chạy thiết bị trên một clock ngoài, CKSEL Fuses phải được lập trình
thành "0000". Bằng cách lập trình CKOPT Fuse, người dùng có thể kích hoạt một tụ
nội 36pF giữa XTAL1 và GND.
Hình 1.11 Cấu hình điều khiển clock ngoài.
CHƯƠNG 2

24
CÁC BỘ CẢM BIẾN
2.1 Cảm biến nhiệt độ
2.1.1 Cấu hình chân
DS18B20 là một sản phẩm của công ty Dallas ( Mỹ), đây cũng là công ty đóng
góp nhiều vào việc cho ra đời bus một dây. Hình dạng bên ngoài của cảm biến một dây
DS18B20 được mô tả trên Hình 2.1, trong đó dạng vỏ TO - 92 với 3 chân là dạng
thường gặp và được dùng trong nhiều ứng dụng, còn dạng vỏ SOIC với 8 chân được
dùng để đo nhiệt độ bề mặt, kể cả da người.
Hình 2.1 Cấu hình chân của DS18B20
SO
1,2,6,7,8
Chân SOP
2,3,5,6,7
TO - 92 Tên Chức năng
3 3 N.c Không kết nối
4 2 V
DD
V
DD
phải được nối đất ở chế độ nguồn
ký sinh
5 1 GNN
Chân vào dữ liệu. Đồng thời cung cấp
nguồn khi ở chế độ nguồn ký sinh.
Đất
Bảng 2.1 Mô tả các chân của DS18B20
2.1.2 Tổng quan về DS18B20
Hình 2.2 minh hoạ sơ đồ khối của DS18B20, và chức năng các chân được mô tả
trong Bảng 2.1. Bộ nhớ ROM 64-bit lưu trữ mà số duy nhất của thiết bị. bộ nhớ

Scratchpad chứa thanh ghi nhiệt độ 2 byte trong đó có lưu trữ đầu ra số từ cảm biến
nhiệt độ. Thêm vào đó, bộ nhớ scrat chpad cung cấp khả năng truy nhập đến các thanh
ghi cảnh báo cận trên và dưới 1 - byte ( T
H
và T
L
) và thanh ghi cấu hình 1 - byte. Các
thanh ghi T
H
và T
L, và
thanh ghi cấu hình là bất biến (EEPROM), vì thế chúng vẫn lưu
dữ liệu khi tắt nguồn cấp cho thiết bị.
Hình 2.2 Sơ đồ khối của DS18B20
25