Đồ án thiết kế mạch chống trộm xe máy dùng Pic16f887,Sim800l,RF

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN TỬ

----o0o---ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠCH CHỐNG TRỘM VÀ KHÓA
ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG PIC
GVHD:

ThS.DươngThị Hằng

Sinh viên thực hiện:

Cao Bá Nguyên

Mã sinh viên:

2017603804

Hà Nội - 2021


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên em xin cám ơn khoa Điện tử-Viễn thơng và các thầy cơ đã dìu dắt
chúng em trong suốt 4 năm qua để chúng em có chun mơn sâu để ra ngồi
làm việc và có thể giúp ích cho xã hội.
Để thực hiện thành cơng đồ án tốt nghiệp em xin trân thành cảm ơn cô
Th.S Dương Thị Hằng đã hướng dẫn tận tình, giúp đỡ em trong định hướng,
góp ý và cung cấp tài liệu. Nhờ sự tận tình của cơ mà góp phần lớn cho chúng
em sớm hoàn thành đồ án tốt nghiệp.
Hà Nội, ngày 13 tháng 5 năm 2021.
Người thực hiện đề tài

Cao Bá Nguyên


MỤC LỤC

DANH MỤC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT ...........................................I
DANH MỤC HÌNH ẢNH .......................................................................... III
DANH MỤC BẢNG BIỂU .......................................................................... V
MỞ ĐẦU ................................................................................................... VI
TỔNG QUAN ĐỀ TÀI ........................................................ 1
1.1

Lý do chọn đề tài .......................................................................................................1

1.2

Tìm hiểu về các thiết bị cảnh báo chống trộm xe ngày nay.......................................1

1.2.1

Sự phát triển của thiết bị chống trộm ..................................................................1

1.2.2

Các loại thiết bị đang được lắp đạt ngày nay .....................................................2

1.3

Đối tượng nghiên cứu ................................................................................................3

1.4

Phương pháp nghiên cứu ...........................................................................................3

1.5

Mục tiêu đồ án ...........................................................................................................4

1.6

Kết luận chương .........................................................................................................4

CƠ SỞ LÝ THUYẾT .......................................................... 5
2.1

Giới thiệu chương ......................................................................................................5

2.2

Giới thiệu vi điều khiển PIC16F887 ..........................................................................5

2.2.1

Lịch sử phát triển của PIC ...................................................................................5

2.2.2

Tổng quan về vi điều khiển PIC16F887 .............................................................8

2.2.3

USART của PIC16F887 ....................................................................................11

2.3

Module sim800l .......................................................................................................13

2.3.1

Sơ lược về GSM ................................................................................................13

2.3.2

Giới thiệu sim800l.............................................................................................14

2.3.3

Lệnh AT của sim ...............................................................................................15

2.3.4

Thông số kỹ thuật sim800l ................................................................................16

2.3.5

Sơ đồ chân sim800l ...........................................................................................17

2.4

Module RF. ..............................................................................................................18

2.5

Điện trở, tụ điện .......................................................................................................20

2.6

Relay ........................................................................................................................21

2.7

Nút thấn....................................................................................................................23


2.8

Thạch anh điện tử.....................................................................................................23

2.9

Ic ổn áp.....................................................................................................................24

2.10 Phầm mềm lập trình cho hệ thống ............................................................................24
2.11 Kết luận chương .......................................................................................................25

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG ....................... 26
3.1

Yêu cầu hệ thống .....................................................................................................26

3.2

Sơ đồ khối hệ thống .................................................................................................26

3.3

Yêu cầu kỹ thuật ......................................................................................................27

3.4

Nguyên lý hoạt động hệ thống .................................................................................28

3.5

Chức năng các khối ..................................................................................................28

3.5.1

Khối nguồn ........................................................................................................28

3.5.2

Khối sim 800l ....................................................................................................29

3.5.3

Khối thu RF .......................................................................................................29

3.5.4

Khối phát RF .....................................................................................................30

3.5.5

Khối khóa ..........................................................................................................30

3.5.6

Khối vận hành ...................................................................................................31

3.5.7

Khối xử lý trung tâm .........................................................................................31

3.5.8

Tồn bộ hệ thống...............................................................................................32

3.6

Thiết kế mạch in ......................................................................................................33

3.7

Lưu đồ thuật toán .....................................................................................................35

3.8

Thực nghiệm ............................................................................................................36

3.8.1

Mơ hình hệ thống chống trộm và khóa động cơ ...............................................36

3.8.2

Khi chủ xe tắt xe và có kẻ trộm đột nhập ổ khóa xe .........................................37

3.8.3

Khi chủ mở khóa xe ..........................................................................................39

3.8.4

Khi chủ xe tìm xe ..............................................................................................40

3.9

Kết luận chương .......................................................................................................40

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ....................... 41
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 43
PHỤ LỤC ................................................................................................... 44


I

DANH MỤC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT
Thuật ngữ

Tiếng anh

Tiếng việt

TDMA

Time Division Multipe Access

Đa truy cập phân chia
theo thời gian

CDMA

Code Division Multiple Access

Đa truy cập (đa người
dùng) phân chia theo
mã

ICSP

In-Circuit Serial Programming

Lập trình nối tiếp
trong mạch

FDMA

Frequency Division Multiple Access

Đa truy cập phân chia
theo tần số

FDD

Frequency Division Duplex

Song công phân chia
tần số

Digital Enhanced Cordless

Viễn thông không dây

Telecommunications

nâng cao kỹ thuật số

UMTS-

Universal

Hệ thống di động tồn

TDD

MobileTelecommunications Systems

cầu- Song cơng phân

- Time Division Duplex

chia thời gian

TD-

Time Division - Synchronous Code

Phân chia thời gian-

SCDMA

Division Multiple Access

Phân chia mã đồng bộ

DECT

đa truy cập
ADC

Analog Digital Converter

Bộ chuyển đổi kỹ
thuật số tương tự

ALU

Arithmetic Logic Unit

Bộ số học và logic

I/O

Input/ Output

Đầu vào/đầu ra

GPIO

General-purpose input/output

Cổng kết nối vào/ra

LCD

Liquid crystal display

Màn hình tinh thể lỏng


II

PIC
SIM

Programmable Intelligent

Lập trình máy tính

Computer

thơng minh

SubScriber Identity Module

Module nhận dạng chủ
thuê bao


III

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Khóa chống trộm Smart ..................................................................... 2
Hình 1.2 Khóa chống trộm bằng thẻ từ............................................................. 3
Hình 2.1 : Hình ảnh thực tế của PIC16F887 ................................................... 11
Hình 2.2: Module Sim 800 .............................................................................. 15
Hình 2.3 Sơ đồ chân sim800l .......................................................................... 17
Hình 2.4: Module phát RF .............................................................................. 19
Hình 2.5: Module thu RF ................................................................................ 20
Hình 2.6: Điện trở .......................................................................................... 20
Hình 2.7: Tụ điện ............................................................................................ 21
Hình 2.8: Relay ............................................................................................... 21
Hình 2.9: Nút nhấn .......................................................................................... 23
Hình 2.10: Thạch anh điện tử.......................................................................... 23
Hình 2.11: IC LM7805.................................................................................... 24
Hình 2.12: Chân IC ổn AP 7805 ..................................................................... 24
Hình 3.1 Sơ đồ khối ........................................................................................ 26
Hình 3.2: Khối nguồn...................................................................................... 28
Hình 3.3: Khối sim800l ................................................................................... 29

Hình 3.4: khối RF ............................................................................................ 29
Hình 3.5: Khối phát RF ................................................................................... 30
Hình 3.6: Khối ổ khóa ..................................................................................... 30
Hình 3.7: khối vận hành .................................................................................. 31
Hình 3.8: Khối vi điều khiển ........................................................................... 32
Hình 3.9: Tồn bộ hệ thống............................................................................. 32
Hình 3.10 Mạch in 2D và 3D của tồn hệ thống ............................................ 34
Hình 3.11 Mạch RF phát ................................................................................. 36
Hình 3.12 Khi nhấn mở khóa chưa cho phép chủ xe ...................................... 37
Hình 3.13 Sau khi mở trộm khóa .................................................................... 38
Hình 3.14 Sau khi mở trộm khóa .................................................................... 38


IV

Hình 3.15 Sau khi chủ xe mở khóa ................................................................. 39
Hình 3.16 Chủ xe tìm xe ................................................................................. 40


V

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 3.1 Bảng lựu chọn thiết bị...................................................................... 27


VI

MỞ ĐẦU
Kinh tế ngày càng phát triển kèm theo Khoa học - Công nghệ phát triển,
những sự phát triển gắn liền với các mốc thời gian vào công nghệ phát triển.

Trong những cơng nghệ phát triển đó điển hình là nghành công nghệ thông tin
di động được áp dụng và phát triển rộng rãi ở trên thế giới và Việt Nam, ngày
nay Việt Nam đang thử nghiệm mạng 5G rộng rãi và làm cho thế giới phải
ngưỡng mộ với Nghành thông tin di động của chúng ta.
Cùng với công nghệ thơng tin di động thì cơng nghệ sóng RF cũng là
công nghệ không dây đang phát triển mạnh mẽ, được ứng dụng rộng rãi trong
nhiều lĩnh vực đơn giản, khả năng đảm bảo an toàn tốt và đặc biệt là giá thành
rẻ.
Với những công nghệ hiện đại để giúp đất nước phát triển xong cũng
có những mặt tối để giúp tội phạm có nhiều mánh khóe hơn và đa năng hơn.
Trong đó, xe máy là một thứ mà kẻ gian muốn trộm lấy vì giá cả của xe vơ cùng
lớn đối với mọi người.
Với mong muốn áp dụng khoa học công nghệ vào thực tiễn, bảo vệ tài
sản cho người dân thì em đã nghiên cứu đề tài “Thiết kế mạch chống trộm
và khóa động cơ sử dụng PIC”. Đóng góp một phần vào bảo vệ tài sản cho
người khác và cho chính mình. Nội dung trình bày của em gồm 4 phần:
Chương 1: Tổng quan đề tài
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Chương 3: Thiết kế mạch và thi công hệ thống
Chương 4: kết luận và hướng phát triển


1

TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
1.1 Lý do chọn đề tài
- Ngày nay, xã hội ngày càng phát triển nhanh chóng do sự phát triển mạnh
mẽ của các ngành kinh tế, khu cơng nghiệp, các cơng nghệ. Với sự phát
triển đó vẫn còn nhiều điều bất ổn của xã hội như: Trộm cắp, cướp giật.
Cùng với sự phát triển đó, hiện nay tính đến năm 2020 thì Việt Nam

chúng ta có khoảng 37 triệu chiếc xe máy(theo vnexpress.net). Xe máy
là phương tiện đi lại chủ yếu của người dân nên cần có những biện pháp
để phòng tránh mất mát từ những điều xấu của xã hội. Mặc dù với số
lượng lớn như vậy nhưng không hầu hết những chiếc xe nào cũng có
những biện pháp chống trộm vì lý do tài chính của mỗi người khác nhau.
Trên thế giới ra đời nhiều thiết bị chống trộm, ưu tiên những thiết bị vừa
bảo mật tuyệt đối, giá thành phải chăng,thân thiện với mọi người.
- Với sự phát triển của kinh tế tình trạng trộm cắp xe máy ngày càng tăng
nhưng không dễ dàng gì đối với những xe được trang bị những biện pháp
đầy đủ. Các thiết bị phải có khả năng cảnh báo và báo động cho các tình
huống nguy hiểm sắp xảy ra để giúp chủ tài sản có thể xử lý kịp thời
nhằm bảo vệ tài sản, báo động có trộm hoặc có thơng tin về vị trí của tài
sản nếu không may mắn bị mất cắp.
- Từ những thực tế trên em đã tìm hiểu và thực hiện đề tài “Thiết kế mạch
chống trộm và khóa động cơ sử dụng PIC” nhằm góp một phần cơng
sức trong việc giải quyết những vấn đề trên.
- Thiết bị dùng vi điều khiển PIC16F887, Module SIM800L và RF. Có
khả tìm xe trong bãi, khóa xe, mở khóa xe và gửi tin nhắn khi xe bị tác
động từ người lạ.
1.2 Tìm hiểu về các thiết bị cảnh báo chống trộm xe ngày nay
1.2.1 Sự phát triển của thiết bị chống trộm
Bằng sáng chế đã được trao cho Đức Giáo Hoàng Augustus Russell vào năm
1853, các máy chống trộm đầu tiên là một thiết bị điện tử tương đối đơn giản


2

và hoạt động bằng pin. Khi cánh cửa mở sẽ thiết lập một vùng trong chuyển
động, mà sau đó sẽ kích hoạt một cái búa gõ vào chng. Cửa và các cảm biến
cửa sổ sau đó sẽ được tạo ra để kết nối các điểm bị xâm nhập và một báo động

thông qua một số dây nối. Ban đầu đây khơng phải là thiết bị hồn chỉnh, tuy
nhiên, các thiết bị chống trộm cá nhân là cần thiết cho mỗi cửa sổ trong một
ngôi nhà. Vào năm 1857 và 1858 Đức Giáo Hoàng ốm yếu nên Holmes đã mua
bằng sáng chế và ông đã trở thành tên tuổi trong lịch sử đưa hệ thống báo động
đến gần hơn với công chúng ( Nguồn từ An Ninh Ngày Đêm). Ngày nay khơng
chỉ báo động ở nhà mà cịn ở xe máy và ở mọi nơi, thiết bị báo động ngày càng
tiên tiến và đa dạng.
1.2.2 Các loại thiết bị đang được lắp đạt ngày nay
Cần lắp đặt một thiết bị là điều cần thiết cho xe của bạn ngày nay, với
mỗi giá thành khác nhau thì thiết bị cũng khác nhau , ngày nay có rất nhiều
thiết bị chống trộm xe.

Hình 1.1 Khóa chống trộm Smart
Với thiết bị này người dùng có thể dùng được:
- Thứ nhất: Giúp theo dõi - định vị xem hiện tại xe đang đi đâu, ở đâu.
- Thứ hai: Xem lại hành trình - lịch sử di chuyển của xe, xem xe đã đi
những đâu dừng - đỗ ở đâu .
- Thứ ba: Chống trộm xe - Hú cịi báo động khi có kẻ gian tác động vào
ổ khóa xe, đồng thời nhắn tin hoặc gọi điện báo về điện thoại chủ xe,
kết hợp không thể nổ máy xe chạy được. Ngồi ra có thể tắt máy xe
từ điện thoại di động.
- Giá thị trường giá từ 1.350.000 đến 1.890.000 đồng.


3

Hình 1.2 Khóa chống trộm bằng thẻ từ
Với thiết bị này người dùng có thể:
- Tìm xe.
- Chống trộm xe, chống dắt xe.

- Chế độ rung, chế độ ngủ.
- Gía thị trường 899.000 đồng.
1.3 Đối tượng nghiên cứu
Sau khi tìm hiểu thông tin về đề tài cùng với những hiểu biết sẵn và tìm
kiếm thơng tin liên quan tơi đã xác định các đối tượng nghiên cứu là:
- Vi điều Khiển PIC16F887


Giới thiệu về vi điều khiển PIC16F887.



Sơ đồ chân và chức năng của chân.

- Module Sim800l


Giới thiệu về GMS.



Thông số kỹ thuật và chức năng các chân.

- Module RF
 Giới thiệu về RF.
 Thông số kỹ thuật và chức năng các chân.
1.4 Phương pháp nghiên cứu
- Tham khảo tài liệu: Các đề tài liên quan, tìm kiếm thơng tin trên internet.

4

- Tự thiết kế và viết phần mềm điều khiển theo các yêu cầu đặt ra (dựa vào
tình hình thực tế của hệ thống của xe, hành vi của kẻ trộm).
- Thực nghiệm trực tiếp: Phát triển để kiểm tra phần cứng và phần mềm
sau đó điều chỉnh các thơng số cho phù hợp với điều kiện thực tế.
1.5 Mục tiêu đồ án
- Mục tiêu cá nhân:
 Nắm bắt được cấu trúc phần cứng, sơ đồ khối, nguyên lý làm việc
của mạch điều khiển.
 Tìm hiểu về lập trình phần mềm PIC.
 Biết cách làm một đồ án hoàn chỉnh phục vụ cho việc làm đồ án
tốt nghiệp về sau.
- Mục tiêu sản phẩm:
 Sản phẩm hoạt động ổn định với đầy đủ các tính năng cần thiết
cho việc chống trộm.
 Sản phẩm nhỏ gọn, mang thẩm mỹ cao.
 Giá thành sản phẩm phù hợp với người tiêu dùng hiện nay.
1.6 Kết luận chương
Những chương mang những nội dung khác nhau để chung lại là nội dung
đầy đủ, với chương này giúp em có thêm định hướng để làm các giai đoạn tiếp
theo và để hoàn thành báo cáo.


5

CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 Giới thiệu chương
Với chương này em tìm hiểu về lịch sử phát triển, các khái niệm tổng quan, các
đặc tính vật lý của các linh kiện và phần mềm như là:

- Giới thiệu về PIC16F887.
- Module Sim800l.
- Module RF.
- Các linh kiện cần thiết khác.
- Phần mềm lập trình cho hệ thống.
2.2 Giới thiệu vi điều khiển PIC16F887
2.2.1 Lịch sử phát triển của PIC
PIC (Programmable Interlligent Computer) ban đầu là một sản phẩm của
General Instruments. Dòng sản phẩm đầu tiên của hãng là PIC1650. Năm 1985
General Instrument bán lại bộ phận sản xuất vi điện tử của họ và chủ sở hữu
mới hủy bỏ hầu hết các dự án liên quan (do các dự án lúc đó đã quá lỗi thời).
Năm 1989 Microchip Technology tiếp tục phát triển PIC, bắt đầu bằng
việc thêm bộ nhớ EEPROM để tạo thành 1 bộ điều khiển vào/ra khả trình. Tiếp
đến là tích hợp các tính năng như ngắt, ADC (Analog Digital Convert)… để
tạo thành các bộ vi điều khiển (MC-Micro Controller).
Đến năm 1992 Microchip Technology đã cho ra đời 6 loại chip với 3 dịng
khác nhau:
- Dịng chip có độ dài mã lệnh bằng 12 bit gồm 4 chip PIC16C5x. Các
chip này có từ 12 đến 28 chân vào ra.
- Dòng chip độ dài mã lệnh bằng 14 bit là PIC16C71. Bộ vi điều khiển
này đã dược tích hợp thêm 2 tài nguyên là ngắt và ADC.
- Dòng chip độ dài mã lệnh bằng 16 bit là PIC17C41, tuy nhiên dịng chip
này khơng được chú trọng phát triển vào thời điểm đó.
Đến năm 2000, Microchip Technology tái phát triển dịng chip có độ dài mã
lệnh bằng 16 bit đã có trước đó 8 năm. Đại diện cho dịng chip này là


6

PIC18F452 với tốc độ, dung lượng bộ nhớ được cải thiện và khá nhiều tính

năng được bổ xung như các bộ định thời (Timer), truyền thơng nối tiếp…Dịng
vi điều khiển PIC 8 bit đã dẫn đầu về số lượng bán ra mỗi năm liên tuc từ năm
2002 đến nay.
Ngày nay, những ứng dụng của vi điều khiển đã đi sâu vào đời sống sinh
hoạt và sản xuất của con người. Thực tế hiện nay là hầu hết các thiết bị điện
hiện nay điều có sự góp mặt của vi điều khiển và vi xử lí. Ứng dụng vi điều
khiển trong thiết kế hệ thống làm giảm chi phí thiết kế và hạ giá thành sản phẩm
đồng thời nâng cao tính ổn định của thiết bị và hệ thống.
Trên thị trường hiện nay có nhiều họ vi điều khiển để lựa chọn như: 8051,
Motola68HC, AVR, ARM, Pic…và có lẽ 8051 là dịng mà chúng ta được làm
quen nhiều nhất trong mơi trường đại học nhưng tại sao chúng ta chọn dòng vi
điều khiển Pic để thực hiện ứng dụng và phát triển khơng ngồi những ngun
nhân sau:
- Họ vi điều khiển Pic phát triển và sử dụng phổ biến ở nước ta => việc
tìm mua và trao đổi kinh nghiệm là hết sức thuận lợi.
- Giá thành các dòng Pic là khơng q mắc.
- Các dịng Pic có đầy đủ tính năng để hoạt động độc lập.
- Là sự bổ sung hợp lý về kiến thức cũng như ứng dụng cho họ vi điều
khiển 8051
- Có sự hỗ trợ cao của nhà sản xuất về các cơng cụ lập trình, trình biên
dịch, mạch nạp Pic từ đơn giản tới phức tạp. Khơng những vậy các tính
năng đa dạng của các địng Pic khơng ngừng được phát triển.
- Có nhiều bộ phận ngoại vi ngay trên chip, bao gồm: Cổng và/ra số, bộ
biến đổi ADC, bộ nhớ EEFROM, bộ định thời, bộ điều chế độ rộng xung
(PWM)…
- Bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu được tích hợp ngay trên chip.
Đây là họ vi điều khiển được chế tạo theo kiến trúc RISC (Reduced
Intruction Set Computer) có cấu trúc khá phức tạp. Ngồi các tính năng

7

như các họ vi điều khiển khác, nó cịn tích hợp nhiều tính năng mới rất
tiện lợi cho người thiết kế và lập trình.
Các dịng và cách lựa chọn
Các kí hiệu của vi điều khiển PIC:
- PIC12xxxx: độ dài lệnh 12 bit.
- PIC16xxxx: độ dài lệnh 14 bit.
- PIC18xxxx: độ dài lệnh 16bit.
C: PIC có bộ nhớ EPROM (chỉ có 16C84 là EEPROM).
F: PIC có bộ nhớ flash.
LF: PIC có bộ nhớ flash hoạt động ở điện áp thấp.
LV: tương tự như LF, đây là kí hiệu cũ Bên cạnh đó một số vi điệu PIC khiển
có kí hiệu xxFxxx là EEPROM, nếu có thêm chữ A ở cuối là flash (ví dụ
PIC16F877 là EEPROM, cịn PIC16F877A là flash). Ngồi ra cịn có thêm một
dịng vi điều khiển PIC mới là dsPIC.
Ở Việt Nam phổ biến nhất là các họ vi điều khiển do hãng Microchip sản xuất.
Cách lựa chọn một vi điều khiển PIC phù hợp:
- Trước hết cần chú ý đến số chân của vi điều khiển cần thiết cho ứng
dụng. Có nhiều vi điều khiển PIC với số lượng chân khác nhau, thậm
chí có vi điều khiển chỉ có 8 chân, ngồi ra cịn có các vi điều khiển 28,
40, 44, … chân.
- Cần chọn vi điều khiển PIC có bộ nhớ flash để có thể nạp xóa chương
trình được nhiều lần hơn. Tiếp theo cần chú ý đến các khối chức năng
được tích hợp sẵn trong vi điều khiển, các chuẩn giao tiếp bên trong.
- Sau cùng cần chú ý đến bộ nhớ chương trình mà vi điều khiển cho phép.
- Ngồi ra mọi thơng tin về cách lựa chọn vi điều khiển PIC có thể được
tìm thấy trong cuốn sách “Select PIC guide” do nhà sản xuất Microchip
cung cấp.

8

2.2.2 Tổng quan về vi điều khiển PIC16F887
PIC16F887 là một chíp vi điều khiển được sản xuất bời hãng Microchip
thuộc họ của Pic16xx.
- Đặc điểm thực thi tốc độ cao CPU RISC là:


Có 35 lệnh đơn.



Thời gian thực hiện tất cả các lệnh là 1 chu kì máy, ngoại trừ
lệnh rẽ nhánh là 2.



Tốc độ hoạt động:
o

Ngõ vào xung clock có tần số 20MHz.

o

Chu kì lệnh thực hiện lệnh 200ns.



Có nhiều nguồn ngắt.



Có 3 kiểu định địa chỉ trực tiếp, gián tiếp và tức thời.

- Cấu trúc đặc biệt của vi điều khiển


Bộ dao động nội chính xác:
o

Sai số ± 1%

o

Có thể lựa chọn tần số từ 31 kHz đến 8 Mhz bằng phần
mềm.

o

Cộng hưởng bằng phần mềm.

o

Chế độ bắt đầu 2 cấp tốc độ.

o

Mạch phát hiện hỏng dao động thạch anh cho các ứng
dụng quan trọng.

o

Có chuyển mạch nguồn xung clock trong q trình hoạt
động để tiết kiệm cơng suất.



Có chế độ ngủ để tiết kiệm cơng suất.



Dãy điện áp hoạt động rộng từ 2V đến 5,5V.



Tầm nhiệt độ làm việc theo chuẩn cơng nghiệp.



Có mạch reset khi có điện (Power On Reset – POR).



Có bộ định thời chờ ổn định điện áp khi mới có điện (Power
up Timer – PWRT) và bộ định thời chờ dao động hoạt động


9

ổn định khi mới cấp điện (Oscillator Start-up Timer – OST).


Có mạch tự động reset khi phát hiện nguồn điện cấp bị sụt
giảm, cho phép lựa chọn bằng phần mềm (Brown out Reset –
BOR).



Có bộ định thời giám sát (Watchdog Timer – WDT) dùng dao
động trong chip cho phép bằng phần mềm (có thể định thời
lên đến 268 giây).



Đa hợp ngõ vào reset với ngõ vào có điện trở kéo lên.



Có bảo vệ code đã lập trình.



Bộ nhớ Flash cho phép xóa và lập trình 100,000 lần.



Bộ nhớ Eeprom cho phép xóa và lập trình 1,000,000 lần và có
thể tồn tại trên 40 năm.



Cho phép đọc/ghi bộ nhớ chương trình khi mạch hoạt động.



Có tích hợp mạch gỡ rối.

- Cấu trúc nguồn cơng suất thấp


Chế độ chờ: dịng tiêu tán khoảng 50nA, sử dụng nguồn 2V.



Dịng hoạt động:



o

11µA ở tần số hoạt động 32kHz, sử dụng nguồn 2V.

o

220µA ở tần số hoạt động 4MHz, sử dụng nguồn 2V.

Bộ định thời Watchdog Timer khi hoạt động tiêu thụ 1,4µA,
điện áp 2V.

- Cấu trúc ngoại vi


Có 35 chân I/O cho phép lựa chọn hướng độc lập:
o

Mỗi ngõ ra có thể nhận/cấp dịng lớn khoảng 25mA nên
có thể trực tiếp điều khiển led.



o

Có các port báo ngắt khi có thay đổi mức logic.

o

Có các port có điện trở kéo lên bên trong có thể lập trình.

o

Có ngõ vào báo thức khỏi chế độ cơng suất cực thấp.

Có module so sánh tương tự:


10

o

Có 2 bộ so sánh điện áp tương tự

o

Có module nguồn điện áp tham chiếu có thể lập trình.

o

Có nguồn điện áp tham chiếu cố định có giá trị bằng
0,6V.



o

Có các ngõ vào và các ngõ ra của bộ so sánh điện áp.

o

Có chế độ chốt SR.

Có bộ chuyển đổi tương tự sang số: Có 14 bộ chuyển đổi
tương tự với độ phân giải 10 bit.



Có timer0: 8 bit hoạt động định thời/đếm xung ngoại có bộ
chia trước có thể lập trình.



Có timer1:
o

16 bit hoạt động định thời/đếm xung ngoại có bộ chia
trước có thể lập trình.

o

Có ngõ vào cổng của timer1 để có thể điều khiển timer1
đếm từ tín hiệu bên ngồi.

o


Có bộ dao động cơng suất thấp có tần số 32kHz.

Có timer2: 8 bit hoạt động định thời với thanh ghi chu kỳ, có
bộ chia trước và chia sau.



Có module capture, compare và điều chế xung PWM+ nâng
cao
o

Có bộ capture 16 bit có thể đếm được xung với độ phân
giải cao nhất là 12,5ns.

o

Có bộ điều chế xung PWM với số kênh ngõ ra là 1, 2
hoặc 4, có thể lập trình với tần số lớn nhất là 20kHz.

o


Có ngõ ra PWM điều khiển lái.

Có module capture, compare và điều chế xung PWM
o

Có bộ capture 16 bit có thể đếm được xung với chu kỳ
cao nhất là 12,5ns.

o

Có bộ so sánh 16 bit có thể so sánh xung đếm với chu kỳ


11

lớn nhất là 200ns
o

Có bộ điều chế xung PWM có thể lập trình với tần số lớn
nhất là 20kHz.



Có thể lập trình trên bo ISP thơng qua 2 chân.

Hình 2.1 : Hình ảnh thực tế của PIC16F887
2.2.3 USART của PIC16F887
USART (Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter) còn
được gọi là Giao diện Truyền thơng Nối tiếp hoặc SCI. USART có thể được


12

định cấu hình như một hệ thống khơng đồng bộ song cơng đầy đủ có thể giao
tiếp với các thiết bị ngoại vi như thiết bị đầu cuối CRT và máy tính cá nhân
hoặc nó có thể được cấu hình như một hệ thống đồng bộ bán song cơng có thể
giao tiếp với các thiết bị ngoại vi như mạch tích hợp A/D hoặc D/A, EEPROM
nối tiếp…Các dạng giao tiếp USART bao gồm:
- Bất đồ bộ (song công).
- Đồng bộ Master mode (bán song công).
- Đồng bộ slave mode (bán song công).
Bit SPEN (RCSTA <7>) và bit TRISC <7: 6> phải được đặt để định cấu
hình các chân RC6 / TX / CK và RC7 / RX / DT làm Máy phát thu không đồng
bộ đa năng. Mô-đun USART cũng có khả năng giao tiếp đa bộ xử lý bằng cách
sử dụng phát hiện địa chỉ 9-bit.
- USART bất đồng bộ
 Trong chế độ này, USART sử dụng định dạng không trả về (NRZ)
tiêu chuẩn (một bit START, tám hoặc chín bit dữ liệu và một bit
STOP). Định dạng dữ liệu phổ biến nhất là 8-bit. Một bộ tạo tốc
độ truyền 8 bit trên chip, chuyên dụng, có thể được sử dụng để lấy
các tần số tốc độ truyền chuẩn từ bộ dao động. USART truyền và
nhận LSb trước. Bộ phát và bộ thu độc lập về mặt chức năng,
nhưng sử dụng cùng một định dạng dữ liệu và tốc độ truyền. Bộ

tạo tốc độ baud tạo ra một đồng hồ, x16 hoặc x64 của tốc độ dịch
chuyển bit, tùy thuộc vào bit BRGH (TXSTA <2>). Tính chẵn lẻ
khơng được phần cứng hỗ trợ, nhưng có thể được triển khai trong
phần mềm (và được lưu trữ dưới dạng bit dữ liệu thứ chín). Chế
độ khơng đồng bộ bị dừng trong SLEEP.
 Chế độ không đồng bộ được chọn bằng cách xóa bit SYNC
 (TXSTA <4>).
 Mơ-đun khơng đồng bộ USART bao gồm các phần tử quan trọng
sau:


13

o Máy tạo tốc độ Baud
o Mạch lấy mẫu
o Máy phát không đồng bộ
o Bộ thu không đồng bộ
2.3 Module sim800l
2.3.1 Sơ lược về GSM
- GSM là hệ thống thông tin di động toàn cầu và được viết tắt của từ
“The Global System for Mobile Cpommunication”. GSM là công nghệ
dùng cho mạng thông tin di động. Dịch vụ GSM được sử dụng bởi hơn
2 tỷ người trên 212 quốc gia và vùng lãnh thổ.
- GSM là chuẩn phổ biến nhất cho điện thoại di động trên thế giới.
- Các mạng điện thoại GSM sử dụng cơng nghệ TDMA có nghĩa là đa truy
cập phân chia các truy cập theo thời gian. Công nghệ này cho phép 8
máy điện thoại di động có thể sử dụng chung một kênh đàm thoại bằng
cách mỗi máy điện thoại di động sẽ sử dụng 1/8 khe thời gian để truyền
và nhận dữ liệu. Hiện nay, ở nước ta có các nhà mạng sau sử dụng công
nghệ TDMA : Vinaphone, Viettel, Mobiphone.

- Trong các hệ thống vô tuyến, TDMA thường được sử dụng cùng với đa
truy cập phân chia theo tần số (FDMA) và song công phân chia theo tần
số (FDD), sự kết hợp này được gọi là FDMA / TDMA / FDD. Đây là
trường hợp của cả GSM và IS-136 chẳng hạn. Các trường hợp ngoại lệ
bao gồm hệ thống vi di động DECT và Hệ thống điện thoại cầm tay cá
nhân (PHS), biến thể UMTS-TDD UMTS và TD-SCDMA của Trung
Quốc , sử dụng song cơng phân chia thời gian, trong đó các khe thời gian
khác nhau được phân bổ cho trạm gốc và các thiết bị cầm tay trên cùng
một tần số.
- Cấu trúc mạng di động :


14

 Một mạng lưới các trạm gốc vô tuyến tạo thành hệ thống con của
trạm gốc .
 Các mạch lõi chuyển mạch mạng để xử lý các cuộc gọi thoại và
văn bản
 Một mạng chuyển mạch gói để xử lý dữ liệu di động
 Các công mạng điện thoại cho thuê bao kết nối với mạng điện
thoại rộng hơn.
- GSM sử dụng các băng tần sau: 900MHz, 1800MHz và 1900MHz. Các
mạng di động ở nước ta điều đang dùng băng tần 900MHz, các nước trên
thế giới thì dùng bằng tần 1800MHz, riêng nước Mỹ thì dùng băng tần
1900MHz.
2.3.2 Giới thiệu sim800l
- Module Sim800l GSM GPRS(General Packet Radio Service) là một môđun di động thu nhỏ cho phép truyền GPRS, gửi và nhận SMS cũng như
thực hiện và nhận cuộc gọi thoại. Chi phí thấp và diện tích nhỏ và hỗ trợ
tần số 4 băng tần làm cho mô-đun này trở thành giải pháp hoàn hảo cho
bất kỳ dự án nào yêu cầu kết nối phạm vi xa. Sau khi kết nối mơ-đun

nguồn khởi động, tìm kiếm mạng di động và đăng nhập tự động. Đèn
LED trên bo mạch hiển thị trạng thái kết nối (khơng phủ sóng - nhấp
nháy nhanh, đã đăng nhập - nhấp nháy chậm).
- Mơ-đun này có hai ăng-ten đi kèm. Đầu tiên được làm bằng dây (hàn
trực tiếp vào chân NET trên PCB) - rất hữu ích ở những nơi chật hẹp.
Thứ hai - Ăng-ten PCB - với băng dính hai mặt và cáp bím đi kèm với
đầu nối IPX. Cái này có hiệu suất tốt hơn và cho phép đặt mô-đun của
bạn bên trong vỏ kim loại - miễn là ăng-ten ở bên ngoài.


15

Hình 2.2: Module Sim 800
2.3.3 Lệnh AT của sim
- Các lệnh chung
 Lệnh: AT.
 Mô tả: Kiểm tra đáp ứng của Module SIM 900 nếu trả về OK
thì Module SIM hoạt động.
 Lệnh: ATE[x].
 Mô tả: Chế độ echo là chế độ phản hồi dưc liệ truyền đến của
Module SIM 900.
 Lệnh: AT+IPR=[baud rate].
 Mô tả: Cài đặt tốc độ giao tiếp dữ liệu với Module SIM, chỉ cài
được tốc độ baud rate: 0 (auto), 1200, 2400, 4800, 9600, 19200,
38400, 57600, 115200.
 Lệnh: AT&W.
 Mô tả: Lưu lại các lệnh đã cài đặt.
- Các lệnh cuộc gọi:
 Lệnh: AT+CLIP=1.
 Mô tả: Hiển thị thông tin cuộc gọi đến.

 Lệnh: ATD[số_điện_thoại];.
 Mô tả: Lệnh thực hiện cuộc gọi.
 Lệnh: ATH.