LUẬN VĂN:ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ TRONG NHÀ QUA ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN THOẠI pot

Cuộc sống hiện đại đòi hỏi con người luôn bận rộn với công việc, giả sử một người khi đang làm việc ở một nơi cách xa nhà mà không biết hoạt động của các thiết bị điện trong nhà có an to

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO THẮNG

KHOA ĐIỆN TỬ- TIN HỌC



ĐỀ TÀI : ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ TRONG NHÀ

QUA ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN THOẠI

GVHD: NGUYỄN TRỌNG KHANH SVTH: 1 HUỲNH KHÁNH DUY

2 PHAN ANH TUÂN

LỚP: CĐ ĐTVT 06B

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt ba năm học vừa qua, được sự giúp đỡ và chỉ bảo của quý Thầy

Cô khoa Điện Tử - Tin Học trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng đã giúp chúng em tích lũy được vốn kiến thức vô cùng bổ ích làm nền tảng cho công việc sau này

Sau khoảng thời gian tìm hiểu, thiết kế và thi công đồ án tốt nghiệp, đề tài: “

Điều khiển thiết bị trong nhà qua đường dây điện thoại, cuối cùng, nhóm em cũng đã hoàn thành công việc Những kết quả mà nhóm em có được là nhờ những kiến thức đã tiếp thu được trong ba năm học, bên cạnh đó là sự chỉ dẫn tận tình của Thầy hướng dẫn – Thầy Nguyễn Trọng Khanh, nhờ sự giúp đỡ của thầy cô khoa Điện Tử - Tin Học

Nhóm em xin gửi lời cám ơn chân thành nhất đến Ban Giám Hiệu trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng, ban chủ nhiệm khoa Điện Tử - Tin Học, quý Thầy Cô của khoa, và đặc biệt, nhóm em xin gửi lời cám ơn đến thầy hướng dẫn Nguyễn Trọng Khanh đã hết lòng giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để nhóm em hoàn thành đề tài này

Nhóm thực hiện

LỜI GIỚI THIỆU

Trong thời đại ngày nay, khoa học kỹ thuật phát triển đòi hỏi sinh viên –

học sinh học phải đi đôi với hành, bên cạnh những lý thuyết cơ bản ở trường lớp, phải biết ứng dụng những gì đã học vào thực tiễn, có vậy mới giúp chúng ta nắm vững những kiến thức mình đã có, bổ sung thêm kiến thức mới và góp phần phát huy khả năng năng động, sáng tạo

Sự xuất hiện của các linh kiện bán dẫn đã góp phần quan trọng trong sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghiệp điện tử Các thiết bị điện tử ra đời ngày càng tinh vi hơn, nhỏ gọn hơn và nhiều chức năng hơn, phục vụ tốt hơn cho nhu cầu của con người

Tuy chỉ mới xuất hiện ở nước ta, nhưng công nghệ thông tin đã phát triển rất nhanh và giữ vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực như đời sống, sản xuất công nghiệp… Hệ thống viễn thông, dịch vụ khách hàng, thông tin di động, nhắn tin ngày càng phát triển với tính hiện đại và tự động hóa ngày càng cao

di động, chiếc điện thoại bàn vẫn ở một vị trí không thể thiếu trong cuộc sống Ngoài chức năng chính là thông thoại, các nhà cung cấp dịch vụ vẫn luôn cố gắng phát triển thêm nhiều tính năng mới để phục vụ cho nhu cầu con người, đó cũng là đề tài cho các nhà khoa học, kỹ thuật tập trung nghiên cứu

Cuộc sống hiện đại đòi hỏi con người luôn bận rộn với công việc, giả sử một người khi đang làm việc ở một nơi cách xa nhà mà không biết hoạt động của các thiết bị điện trong nhà có an toàn hay không, những lúc như vậy, người

ấy cần có một thiết bị có thể giúp mình không những kiểm tra được trạng thái của các thiết bị điện trong nhà, mà còn có thể điều khiển chúng tắt hay mở theo

ý muốn, điều này đòi hỏi phải có một thiết bị điều khiển từ xa

Đối với hệ thống điều khiển từ xa bằng hồng ngoại có nhược điểm là bị giới hạn về khoảng cách Tuy nhiên, với mạng điện thoại đã được mở rộng với quy mô trên toàn thế giới thì khoảng cách không còn là vấn đề khó khăn, bên cạnh đó, sự hoạt động ổn định và đáng tin cậy của mạng điện thoại đã mở ra một hướng đi mới cho việc điều khiển từ xa

Điều khiển từ xa qua đường dây điện thoại là một hệ thống mà con người

có thể điều khiển được các thiết bị thông qua bàn phím điện thoại bàn, với thiết

bị này, người điều khiển sẽ có thể tiết kiệm được nhiều thời gian cho công việc, vừa đảm bảo các tính năng an toàn cho các thiết bị điện gia dụng Ngoài ra, ứng dụng của hệ thống điều khiển từ xa bằng điện thoại giúp ta có thể điều khiển các thiết bị, máy móc ở những môi trường nguy hiểm mà con người không thể làm việc hoặc tiếp xúc trực tiếp được

Với những tính năng như điều khiển dễ dàng, độ tin cậy cao, khả năng làm việc ổn định (do sử dụng đường dây điện thoại để truyền dẫn tín hiệu), hệ thống điều khiển từ xa qua điện thoại sẽ góp phần phục vụ tốt hơn cho nhu cầu của con người

Xuất phát từ những ý tưởng và tình hình thực tế như đã nêu, nhóm chúng

em quyết định chọn đề tài “Hệ thống điều khiển thiết bị trong nhà qua đường dây điện thoại” để làm đề tài đồ án tốt nghiệp

II Giới thiệu đề tài:

Điều khiển thiết bị trong nhà qua đường dây điện thoại là sự kết hợp

giữa các ngành Điện – Điện Tử và Viễn Thông, sự phối hợp ứng dụng vi điều khiển hiện đại và hệ thống thông tin liên lạc đã hình thành một hướng nghiên cứu và phát triển cho Khoa Học – Kỹ Thuật

Điều khiển thiết bị trong nhà qua đường dây điện thoại khắc phục được nhiều giới hạn trong hệ thống điều khiển từ xa và báo động thông thường Hệ thống này không phụ thuộc vào khoảng cách, môi trường, đối tượng điều khiển Điểm nổi bật của hệ thống này là tính lưu động của tác nhân điều khiển (có thể

sử dụng ở bất cứ đâu có điện thoại bàn), thao tác điều khiển dễ dàng, nhanh chóng với độ tin cậy cao

 Ý TƯỞNG THIẾT KẾ:

Ý tưởng thiết kế là dựa vào mạng điện thoại có sẵn để thiết kế hệ thống

tự động điều khiển đóng ngắt các thiết bị điện trong nhà với sự trợ giúp của kỹ thuật vi điều khiển Hệ thống này được thiết kế trên mô hình đóng ngắt 4 thiết bị

và phản hồi kết quả cho người điều khiển biết bằng âm thanh được lưu trữ và cài đặt sẵn Ngoài ra, hệ thống này chỉ có thể điều khiển được khi nhấn đúng mã Password nên không thể xảy ra trường hợp người ngoài có thể điều khiển hệ thống do vô tình quay số ngẫu nhiên

Để điều khiển, đầu tiên, người điều khiển phải gọi tới số máy điện thoại nơi lắp đặt thiết bị điều khiển Điện thoại được gọi có mạch điều khiển mắc song song với dây điện thoại (thiết bị muốn điều khiển được mắc vào mạch điều khiển) Sau một thời gian đổ chuông nhất định, nếu không có ai nhấc máy thì mạch sẽ tự động điều khiển đóng mạch Sự đóng mạch này tạo trạng thái tải giả

để kết nối thuê bao Sau đó, người điều khiển sẽ nhấn mã Password để xâm nhập vào hệ thống điều khiển Khi nhấn đúng mã Password, mạch sẽ phát ra lời thông báo như sau: “Mời bạn điều khiển” Lúc này, mạch điều khiển sẵn sàng nhận lệnh Nếu nhấn sai Password thì người điều khiển không thể xâm nhập vào hệ thống điều khiển được

Sau khi nhấn đúng mã Password, người điều khiển có thể bắt đầu kiểm tra trạng thái tất cả các thiết bị trước khi điều khiển (Ví dụ: sau khi nhấn đúng

mã Password 2397, rồi nhấn tiếp số 5, lúc này, nếu tất cả các thiết bị đang ở trạng thái tắt thì người điều khiển sẽ nhận được tín hiệu phản hồi bằng giọng nói với nội dung như sau: “ Thiết bị 1 tắt, thiết bị 2 tắt, thiết bị 3 tắt, thiết bị 4 tắt”)

Để điều khiển hệ thống, ta sẽ quy định các mã điều khiển như sau:

+ Mã Password để điều khiển là 2397

+ Dấu “*” được chọn là mã thoát khỏi hệ thống điều khiển (khi nhấn dấu

“*” trên bàn phím điện thoại, hệ thống sẽ tự ngắt kết nối với người điều khiển)

Ví dụ: nếu muốn tắt thiết bị 1, ta bấm số 91, muốn mở thiết bị 2, ta bấm

số 62

Sau mỗi lần điều khiển, mạch sẽ phát ra tiếng nói để báo kết quả cho

người điều khiển Ví dụ: sau khi bấm số 91, hệ thống sẽ có tín hiệu phản hồi về bằng giọng nói với nội dung như sau: “Thiết bị 1 tắt” Khi người điều khiển bấm

số 8 (mã tắt tất cả thiết bị), sẽ nhận được câu thông báo như sau: “Thiết bị 1 tắt, thiết bị 2 tắt, thiết bị 3 tắt, thiết bị 4 tắt”

 Phương án thiết kế và sơ đồ khối:

Mạch thi công gồm các khối sau:

 Khối cảm biến chuông

 Khối kết nối thuê bao

 Khối giải mã DTMF

 Khối xử lý trung tâm

 Khối âm thanh

 Khối công tắc bên ngoài

Từ các khối trên, ta kết hợp lại với nhau thành một hệ thống hoạt động hoàn chỉnh để thi công mạch và viết chương trình cho vi điều khiển để điều khiển mạch hoạt động đúng theo yêu cầu đề ra

Sơ đồ khối:

KHỐI DTMF

KHỐI CẢM BIẾN TÍN HIỆU

BÊN NGOÀI

KHỐI TẠO ÂM THANH

KHỐI KẾT NỐI THUÊ BAO

KHỐI XỬ LÝ TRUNG TÂM (CPU)

TIP

RING

KHỐI ĐIỀU KHIỂN

Trong hệ thống này, người điều khiển có thể điều khiển tại chỗ các thiết

bị bằng công tắc riêng ở bên ngoài mà không cần thông qua điện thoại

 Giải thích chức năng và mối quan hệ của các khối:

+ Khối xử lý trung tâm: điều khiển hoạt động của toàn hệ thống, nhận tín hiệu chuông và sẽ quyết định kết nối thuê bao nếu không có người nhấc máy, các

mã điều khiển được lưu trữ trong CPU, khi nhận được mã từ người điều khiển, CPU sẽ so sánh với mã lệnh được lưu trong bộ nhớ, từ đó, sẽ cho chạy chương trình điều khiển các thiết bị cũng như điều khiển phát âm thanh

+ Khối cảm biến chuông: cảm biến tín hiệu chuông, khi có một cuộc gọi đến, khối này sẽ cảm biến tín hiệu, chuyển đến CPU để chạy chương trình điều khiển kết nối thuê bao

+ Khối kết nối thuê bao: nhận tín hiệu điều khiển từ CPU, kết nối tạo trạng thái tải giả giống như thuê bao đang nhấc máy

+ Khối DTMF: trên đường dây điện thoại, khi ấn phím điện thoại, các số được truyền dưới dạng mã đa tần (gồm một tín hiệu có tần số cao và một tín hiệu

có tần số thấp), khối này sẽ thu nhận tổ hợp mã đa tần này, sau đó chuyển thành 4bit nhị phân để chuyển đến CPU

+ Khối điều khiển: nhận lệnh điều khiển từ CPU để tắt / mở các thiết bị + Khối công tắc ngoài: giúp người điều khiển có thể tắt / mở thiết bị mà không cần sử dụng qua điện thoại

+ Khối âm thanh: tạo âm thanh phản hồi cho người điều khiển biết trạng thái của các thiết bị

+ Khối nguồn: tạo điện áp 5V ổn định cung cấp cho mạch hoạt động

CHƯƠNG I: LÝ THUYẾT TỔNG QUAN

A GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ TỔNG ĐÀI:

I Khái niệm về tổng đài:

Tổng đài điện thoại là một hệ thống chuyển mạch, nó có nhiệm vụ kết nối các cuộc liên lạc từ thiết bị đầu cuối chủ gọi đến thiết bị đầu cuối bị gọi

Ngày nay, kỹ thuật số và chuyển mạch, truyền dẫn…phân theo thời gian đã trở nên rất phổ biến và là phương thức làm việc chủ yếu trong các hệ tổng đài hiện nay Trong đó, kỹ thuật điều chế xung mã (PCM) được sử dụng rất hiệu quả trong các mạng truyền số liệu, tiếng nói, hình ảnh đang phát triển hiện nay, đó là mạng số liên kết dịch vụ ISDN

II Phân loại tổng đài:

1 Phân loại theo công nghệ: gồm hai loại

- Tổng đài nhân công: việc kết nối thông thoại cho các thuê bao được thực hiện bằng thao tác trực tiếp của con người

- Tổng đài tự động: chia làm hai loại chính

+ Tổng đài cơ điện: chuyển mạch nhờ vào các bộ chuyển mạch cơ khí, được điều khiển bằng các mạch điện tử, bao gồm: chuyển mạch quay tròn, chuyển mạch từng nấc, chuyển mạch ngang dọc

+ Tổng đài điện tử: các bộ chuyển mạch bao gồm các linh kiện bán dẫn, vi mạch cùng với các relay, analog switch được điều khiển bởi các mạch điện tử, vi mạch

2 Phân loại theo cấu trúc mạng:

Hiện nay, mạng viễn thông Việt Nam có 5 loại sau:

 Tổng đài cơ quan PABE (Private Automatc Branch Exchange): được sử dụng trong các cơ quan, khách sạn và chỉ sử dụng trung kế CO-Line

 Tổng đài nông thôn RE (Rural Exchange): được sử dụng ở các xã, khu dân cư đông, chợ…và có thể sử dụng các loại trung kế

 Tổng đài nội hạt LE (Local Exchange): được đặt ở trung tâm huyện tỉnh

 Sơ đồ khối tổng đài điện thoại:

Chức năng từng khối:

a Khối chuyển mạch: thực hiện thiết lập tuyến nối giữa một đầu vào bất kì với một đầu ra bất kì Đối với hệ thống chuyển mạch số, để thiết lập tuyến đàm thoại giữa hai thuê bao, cần phải thiết lập tuyến nối cho cả hai hướng: đi và

về

b Khối báo hiệu: thực hiện việc trao đổi thông tin báo hiệu thuê bao, thông tin báo hiệu đường trung kế liên đài để phục vụ cho quá trình thiết lập, giải phóng các cuộc gọi

c Khối điều khiển: phân tích, xử lý các thông tin từ khối báo hiệu đưa tới để thiết lập hoặc giải phóng cuộc gọi Thực hiện tính cước cho các cuộc gọi… Ngoài ra, khối điều khiển còn có chức năng thuộc về khai thác, bảo dưỡng

hệ thống để đảm bảo cho hệ thống hoạt động tin cậy

d Ngoai vi thuê bao, trung kế: thực hiện chức năng giao tiếp giữa các đường dây thuê bao, các đường trung kế với khối chuyển mạch Thuê bao được trang bị có thể là thuê bao Analog, Digital tùy theo cấu trúc mạng tổng đài Trung kế được trang bị có thể là trung kế Analog, Digital

III Các kỹ thuật chuyển mạch điện tử:

 Chuyển mạch theo phương pháp kết nối không gian (space switch): thường được sử dụng cho chuyển mạch tương tự Ngoài ra còn được sử dụng kết

 Chuyển mạch ghép: có hai loại là phân chia theo thời gian để ghép các

cuộc gọi theo thời gian và phân chia theo tần số để ghép các cuộc gị theo tần số

IV Hệ thống âm hiệu của tổng đài:

Đường dây điện thoại hiện nay gồm có hai dây và thường gọi đó là Tip và

Ring có màu đỏ và xanh Tất cả các điện thoại hiện nay đều được cấp nguồn từ tổng đài thông qua hai dây Tip và Ring Điện áp cung cấp thường là 48 VDC, nhưng nó cũng có thể thấp đến 47 VDC hoặc cao đến 105 VDC tùy thuộc vào tổng đài Ngoài ra, để hoạt động giao tiếp được dễ dàng, tổng đài gửi một số tín hiệu đặc biệt đến điện thoại như tín hiệu chuông, tín hiệu báo bận.v.v

a Tín hiệu chuông (Ring Signal):

Khi một thuê bao bị gọi thì tổng đài sẽ gửi tín hiệu chuông đến để báo cho thuê bao đó biết có người gọi Tín hiệu chuông là tín hiệu xoay chiều AC thường

có tần số 25Hz, tuy nhiên nó có thể cao hơn đến 60Hz hoặc thấp hơn đến 16Hz Biên độ của tín hiệu chuông cũng thay đổi từ 40 VRMS đến 130 VRMS thường là

không Hoặc có thể thay đổi tùy thuộc từng loại tổng đài

b Tín hiệu mời gọi (Dial Signal):

Đây là tín hiệu liên tục, không phải là tín hiệu xung như các tín hiệu khác

sử dụng trong hệ thống điện thoại Tín hiệu này được tao ra bởi hai âm thanh có tần số 350Hz và 440Hz

c Tín hiệu báo bận (Busy Signal):

4s 2s

48V

Khi thuê bao nhấc máy để thực hiện một cuộc gọi thì thuê bao sẽ nghe một trong hai tín hiệu:

thể thực hiện cuộc gọi ngay lúc này

Tín hiệu báo bận là tín hiệu xoay chiều có dạng sin, tần số 425Hz, có chu

kỳ 1s (0.5s có và 0.5s không)

d Tín hiệu chuông hồi tiếp

Tín hiệu hồi âm chuông (Ringback Tone): là tín hiệu sin tần số f =425

e Gọi sai số: nếu bạn gọi nhầm một số mà nó không tồn tại thì bạn sẽ nhận được tín hiệu xung có tần số 200Hz – 400Hz Hoặc đối với các hệ thống điện thoại ngày nay, bạn sẽ nhận được thông báo rằng bạn gọi sai số

f Tín hiệu báo gác máy: Khi thuê bao nhấc ống nghe ra khỏi điện thoại quá lâu mà không gọi cho ai thì thuê bao sẽ nhận được một tín hiệu chuông rất lớn để cảnh báo Tín hiệu này là tổng hợp của bốn tần số 1400Hz + 2050Hz + 2450Hz + 2600Hz được phát ra dạng xung 0.1s có và 0.1s không

4s 2s

10V

0,5s 0,5s

g Tín hiệu đảo cực:

Tín hiệu đảo cực chính là sự đảo cực tính của nguồn tại tổng đài, khi hai thuê bao bắt đầu cuộc đàm thoại, một tín hiệu đảo cực sẽ xuất hiện Khi đó hệ thống tính cước của tổng đài sẽ bắt đầu thực hiện viậc tính cước đàm thoại cho thuê bao gọi

BẢNG TÓM TẮT TẦN SỐ TÍN HIỆU TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

THOẠI Vùng hoạt động (Hz)

Chuẩn (Hz)

Xung 0,1s on 0,1s off

Hz

B KHÁI QUÁT CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN THOẠI:

I Nguyên lý thông tin điện thoại:

Thông tin điện thoại là quá trình truyền đưa tiếng nói từ nơi này đến nơi khác bằng dòng điện qua máy điện thoại Máy điện thoại là thiết bị đầu cuối của mạng thông tin điện thoại Quá trình thông tin đó được minh họa như sau:

- Nguồn điện

- Đường dây

Hình: Nguyên lý thông tin điện thoại

2 Nguyên lý:

Khi ta nói trước ống nói của máy điện thoại, dao động âm thanh của tiếng nói

sẽ tác động vào màng rung của ống nói làm cho ống nói thay đổi, xuất hiện dòng điện biến đổi tương ứng trong mạch Dòng điện biến đổi này được truyền qua đường dây tới ống nghe của máy đối phương làm cho màng rung của ống nghe dao động, lớp không khí trước màn rung dao động theo, phát ra âm thanh tác động đến tai người nghe và quá trình truyền dẫn ngược lại cũng tương tự

II Những yêu cầu cơ bản về máy điện thoại:

1 Khi thu phát tín hiệu chuông thì bộ phận đàm thoại phải được tách rời đường điện, trên đường dây chỉ có dòng tín hiệu chuông

2 Khi đàm thoại, bộ phận phát và nhận tín hiệu chuông phải tách ra khỏi đường điện, trên đường dây chỉ có dòng điện điện thoại

3 Máy phải phát được mã số thuê bao bị gọi tới tổng đài và phải nhận được tín hiệu chuông từ tổng đài đưa tới

4 Trạng thái nghỉ, máy thường trực đón nhận tín hiệu chuông của tổng đài Ngoài ra, máy cần phải chế tạo ngắn gọn, nhẹ, đơn giản, bền, đẹp, tiện lợi cho mọi người sử dụng

III Những chức năng cơ bản của máy điện thoại:

1 Chức năng báo hiệu: báo cho người sử dụng điện thoại biết tổng đài điện thoại sẵn sàng tiếp nhận hoặc chưa tiếp nhận cuộc gọi đó bằng các âm hiệu

2 Phát mã số của thuê bao bị gọi vào tổng đài bằng cách thuê bao chủ gọi

ấn phím số trên máy điện thoại

Sóng âm thanh Ống nghe

Ống nói Sóng âm thanh

Nguồn

Đường dây

3 Thông báo cho người sử dụng điện thoại biết tình trạng diễn biến việc kết nối mạch bằng các âm hiệu

4 Báo hiệu bằng chuông cho thuê bao biết là có người đang gọi mình

5 Biến âm thanh thành tín hiệu điện phát sang máy đối phương và chuyển tín hiệu điện từ máy đối phương tới thành âm thanh

6 Báo hiệu cuộc gọi kết thúc

7 Khử trắc âm, chống tiếng dội, tiếng keng, tiếng click khi phát xung số

8 Tự động điều chỉnh âm lượng và phối hợp trở kháng với đường dây

…

C TẦM QUAN TRỌNG VÀ ỨNG DỤNG CỦA ĐIỀU KHIỂN TỪ XA:

Một nền công nghiệp phát triển mạnh luôn đi đôi với các thiết bị, máy móc tinh vi hơn, phức tạp hơn Với nền công nghiệp phát triển như thế, điều khiển từ xa đóng vai trò quan trọng trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước

Trong công nghiệp, tại các lò phản ứng, các nhà máy hay tại những nơi có mức độ nguy hiểm cao mà con người không thể tiếp cận để điều khiển được, ta phải cần đến bộ điều khiển từ xa để điều khiển

Điều khiển từ xa không những phục vụ cho công nghiệp hay nghiên cứu khoa học mà nó còn góp một phần không nhỏ vào phục vụ cho nhu cầu cuộc sống hàng ngày của con người

Tùy thuộc vào mục đích và yêu cầu mà các hệ thống điều khiển từ xa có cấu tạo từ đơn giản đến phức tạp Tuy nhiên, có thể chia chúng làm hai loại chính đó là: Điều khiển từ xa bằng vô tuyến và điều khiển từ xa bằng hữu tuyến

CHƯƠNG II:

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ VI ĐIỀU KHIỂN

I Giới thiệu:

Bộ vi điều khiển viết tắt là Micro-controller, là mạch tích hợp trên một chip

có thể lập trình được, dùng để điều khiển hoạt động của một hệ thống Theo các tập lệnh của người lập trình, bộ vi điều khiển tiến hành đọc, lưu trữ thông tin, xử

lý thông tin, đo thời gian và tiến hành đóng, mở một cơ cấu nào đó

Trong các thiết bị điện và điện tử dân dụng, các bộ vi điều khiển, điều khiển hoạt động của TV, máy giặt, điện thoại, lò viba… Trong hệ thống sản xuất

tự động, bộ vi điều khiển được sử dụng trong Robot, dây chuyền tự động Các

hệ thống càng “thông minh” thì vai trò của hệ thống vi điều khiển càng quan trọng

II Lịch sử phát triển của các bộ vi điều khiển:

Bộ vi điều khiển thực ra, là một loại vi xử lý trong tập hợp các bộ vi xử lý nói chung BỘ vi điều khiển được phát triển từ bộ vi xử lý từ những năm 70 do

sự phát triển và hoàn thiện về công nghệ vi điện tử dựa trên kỹ thuật MOS (Metal-Oxide-Semicoductor), mức độ tích hợp của các linh kiện bán dẫn trong một chip ngày càng cao

Năm 1971 xuất hiện bộ vi xử lý 4 bit loại TMS1000 do công ty texas Instruments vừa là nơi phát minh, vừa là nơi sản xuất Nhìn tổng thể thì bộ vi xử

lý chỉ có chứa trên một chip những chức năng cần thiết để xử lý chương trình theo một trình tự, còn tất cả bộ phận phụ trợ khác cần thiết như: bộ nhớ dữ liệu,

bộ nhớ chương trình, khối điều khiển, khối hiển thị khối đồng hồ… là những linh kiện nằm ở bên ngoài và được nối với bộ vi xử lý

Mãi đến năm 1976 công ty INTEL (Interlligen-Elictronics) mới cho ra đời

bộ vi điều khiển đơn chip đầu tiên trên thế giới với tên gọi 8048 Bên cạnh bộ xử

lý trung tâm, 8048 còn chứa bộ nhớ dữ liệu, bộ nhớ chương trình, bộ đếm và phát thời gian, các cổng và ra Digital trên một chip

Các công ty khác cũng lần lượt cho ra đời các bộ vi điều khiển 8 bit tương

tự như 8048 và hình thành họ vi điểu khiển MCS-48 48)

Đến năm1980 công ty INTEL cho ra đời thế hệ thứ hai của bộ vi điều khiển đơn chip với tên gọi 8051 Và sau đó, hàng loạt các vi điều khiển cùng loại với 8051 ra đời và hình thành họ vi điều khiển MCS-51

Đến nay, họ vi điều khiển 8 bit MCS-51 đã có đến 250 thành viên và hầu hết các công ty hàng đầu thế giới chế tạo Đứng đầu là công ty INTEL và rất

III Khảo sát bộ vi điều khiển 8051:

IC vi điều khiển 8051 thuộc họ MCS-51, được đóng gói theo tiêu chuẩn DIP gồm 40 chân, có các đặc điểm sau:

- 4kbyte ROM

- 128 byte RAM

- 4 port xuất / nhập (I / O put port) 8bit

- Hai bộ định thời (Timer): T0,T1

- 1 port nối tiếp

- 64KB không gian bộ nhớ chương trình mở rộng

- 64KB không gian bộ nhớ dữ liệu mở rộng

- Một bộ xử lý luận lý (thao tác trên các bit đơn)

- 210 ô nhớ được địa chỉ hóa bit

- Thanh ghi tích lũy A

- Thanh ghi tích lũy phụ B, dùng cho phép nhân và phép chia

- Đơn vị logic học (ALU: Arithmetic Logical Unit)

- Từ trạng thái chương trình (PSW: Program Status Word)

- Bốn băng thanh ghi

- Con trỏ ngăn xếp

- Ngoài ra, còn có bộ nhớ chương trình, bộ giải mã lệnh, bộ điều khiển thời gian và logic

Đơn vị xử lý trung tâm nhận trực tiếp xung từ bộ dao động, ngoài ra, còn

có khả năng đưa một tín hiệu giữ nhịp từ bên ngoài

Chương trình đang chạy có thể cho dừng lại nhờ một khối điều khiển ngắt

ở bên trong Các nguồn ngắt có thể là: các biến cố ở bên ngoài, sự tràn bộ đếm định thời hoặc cũng có thể là giao diện nối tiếp

Hai bộ định thời 16 bit hoạt động như một bộ đếm

Các cổng (port0, port1, port2, port3) sử dụng vào mục đích điều khiển

Ở cổng 3 có thêm các đường dẫn điều khiển dùng để trao đổi với một bộ nhớ bên ngoài, hoặc để đầu nối giao diện nối nối tiếp, cũng như các đường ngắt dẫn bên ngoài

Giao diện nối tiếp có chứa một bộ truyền và một bộ nhận không đồng bộ, làm việc độc lập với nhau Tốc độ truyền qua cổng nối tiếp có thể đặt trong dãy rộng và được ấn định bằng một bộ định thời

Trong vi điều khiển 8051 có hai thành phần quan trọng khác đó là bộ nhớ

1 2 3 4 5 6 7 8

21 22 23 24 25 26 27 28

10 11 12 13 14 15 16 17

P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7

P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15

P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD

Hình 2.2: Sơ đồ chân 8051

a Port 0: (chân 32 – 39), có 8bit (P0.0 – P0.7), có hai công dụng:

+ Là các đường xuất / nhập thông thường

+ Khi sử dụng bộ nhớ ngoài thì port 0 không phải là các đường xuất / nhập bình thường nữa mà nó là sự kết hợp giữa bus địa chỉ (A0 – A7) và bus dữ liệu (D0 – D7) để hình thành nên bus đa hợp (AD0 – AD7)

Lưu ý: khi sử dụng port 0 thì ta phải dùng điện trở kéo lên, vì cấu trúc của port 0 là ngõ ra cực D của Mosfet)

b port1: (chân 1 – 8), có 8 bit (P1.0 – P1.7), chỉ có một công dụng duy

nhất là các đường xuất / nhập thông thường dùng để giao tiếp với các thiết bị ngoại vi

c port2: (chân 21 – 28), có 8 bit (P2.0 – P2.7), có hai công dụng:

+ Khi sử dụng bộ nhớ nội thì port 2 là một port xuất / nhập thông thường + Khi sử dụng bộ nhớ ngoài thì port 2 đóng vai trò là byte cao của bus địa chỉ (A8 – A15)

d port3: (chân 10 – 17), có 8 bit (P3.0 – P3.7), có hai công dụng (port nối

tiếp)

+ Là các đường xuất / nhập thông thường

+ Nó thực hiện các chức năng đặc biệt:

P3.7 RD Đọc dữ liệu từ bộ nhớ ngoài

+ Cách 1: Reset tự động( Auto Reset): Reset khi cấp nguồn

+ Cách 2: Reset bằng tay( Manual Reset)

100

5V

10uF

Reset SW1

30pF 30pF

18 (XTAL2)

19 (XTAL1)

12Mhz

0

nhớ ngoài Chân PSEN thường được nối với chân OE của ROM để cho phép đọc dữ liệu từ ROM ngoài

i ALE (Address Latch Enable): (chân 30), cho phép chốt địa chỉ Khi

giao tiếp với bộ nhớ ngoài thì nửa đầu của chu kỳ bộ nhớ, chân ALE tích cực để

chốt byte thấp của bus địa chỉ (A0 – A7) vào một thanh ghi Trong nửa sau của chu kỳ bộ nhớ, thì các bit của port 0 là các bit xuất / nhập dữ liệu (D0 – D7)

Các xung tín hiệu ALE có tốc độ bằng 1/6 lần tần số dao động trên chip

và có thể được dùng là nguồn xung nhịp cho các hệ thống

k EA (External Access): (chân 31), khi chương trình thực thi trong bộ

thi chương trình với bộ nhớ ngoài thì chân EA phải nối xuống mass, khi đó, ROM nội bên trong vô hiệu hóa

3 Tổ chức bộ nhớ:

Bộ nhớ bên trong bao gồm ROM (8051) và RAM trên chip, Ram trên chip 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

a Tổ chức bộ nhớ Ram nội:

 Vùng Bank thanh ghi (dãy thanh ghi): có 4 bank thanh ghi (bank 0 – bank 3), mỗi bank có 8 thanh ghi (R0 – R7), mỗi thanh ghi có 8 bit Bank mặc định

sau khi Reset hệ thống, muốn sử dụng bank khác, ta phải điều chỉnh phần mềm

 Vùng RAM địa chỉ hóa từng bit: có 128 bit được địa chỉ hóa giúp cho

người sử dụng truy cập nhanh và dễ

 Vùng RAM đa mục đích (80 byte): Dùng để truy cập tùy theo yêu cầu của

người sử dụng

b Các thanh ghi chức năng đặc biệt SFR (Special Function Register):

1 Thanh ghi A (Acc: Accumilator): thanh ghi tích trữ, là thanh ghi

chứa 8 bit dùng để lưu trữ kết quả xử lý của các phép toán

2 Thanh ghi B (Base: nền): sử dụng chung với thanh ghi A trong các

phép toán nhân và chia hai số 8 bit

3 Thanh ghi PSW ( Progam Status Word): từ trạng thái chương trình

ghi bit 1

ghi bit 0

PSW.2 OV D2H Over flow flag: cờ báo tràn

 CY (cờ nhớ): cờ CY sẽ được set lên 1 khi có số nhớ từ phép toán cộng hoặc số mượn từ phép toán trừ

Ví dụ: thanh ghi A có nội dung là: FFH

Cộng nội dung thanh ghi A cho 1, khi đó, sẽ trả về thanh ghi A kết quả là: 00H và cờ CY = 1

 AC (cờ nhớ phụ): được set lên 1 khi có số từ bit 3 trong các phép toán cộng trừ số BCD

 F0: set lên 1 nếu kết quả bằng 0

 P (cờ kiểm tra chẵn): cờ P được set lên 1 khi tổng số bit 1 trong kết quả

cộng với bit 1 của cờ P là một số chẵn

4 Thanh ghi SP (Stack Pointer): con trỏ ngăn kéo, là một thanh ghi 8 bit ở địa chỉ 81H, nó chứa địa chỉ của byte dữ liệu hiện hành trên đỉnh của ngăn xếp Nguyên lý truy cập dữ liệu là FILO (First In Last Out: vào trước, ra sau) Muốn ghi dữ liệu vào Stack, ta dùng lệnh PUSH, muốn lấy dữ liệy ra khỏi

MOV A,#55H

MOV DPTR,#1000H

MOVX @DPTR,A

Lệnh đầu tiên dùng địa chỉ tức thời để nạp hằng số dữ liệu 55H vào thanh ghi tích lũy Lệnh thứ hai cũng dùng địa chỉ tức thời, lần này để nạp hằng

số địa chỉ 16 bit 1000H vào con trỏ dữ liệu Lệnh thứ ba dùng địa chỉ gián tiếp

để chuyển dữ liệu trong A (55H) vào RAM ngoài có địa chỉ được chứa trong DPTR (1000H)

6 Các thanh ghi port xuất nhập:

Các port của 8051 gồm có Port 0 ở địa chỉ 80H, Port 1 ở địa chỉ 90H, Port 2 ở địa chỉ A0H và Port 3 ở địa chỉ B0H Tất cả các cổng đều được địa chỉ hóa từng bit Điều đó cung cấp một khả năng giao tiếp thuận lợi

7 Các thanh ghi TIMER:

8051 chứa hai bộ định thời đếm 16 bit được dùng cho việc định thời hoặc đếm sự kiện Timer 0 ở địa chỉ 8AH (TL0 là byte thấp) và 8CH (TH0 là byte cao) Timer 1 ở địa chỉ 8BH (TL1 là byte thấp) và 8DH (TH1 là byte cao) Hoạt động của Timer được đặt bởi thanh ghi 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

8 Các thanh ghi port nối tiếp:

8051 chứa một port nối tiếp trên chip dành cho việc trao đổi thông tin với các thiết bị nối tiếp như máy tính, modem hoặc cho việc giao tiếp với các IC khác có giao tiếp nối tiếp Một thanh ghi gọi là bộ đệm dữ liệu nối tiếp (SBUF: Serial Data Buffer) ở địa chỉ 99H sẽ giữ cả hai dữ liệu truyền và nhận Khi

truyền dữ liệu thì ghi lên SBUF, khi nhận dữ liệu thì đọc SBUF Các cách làm việc khác nhau được lập trình qua thanh ghi điều khiển cổng nối tiếp (SCON: Serial Port Control) được địa chỉ hóa từng bit ở địa chỉ 98H

9 Các thanh ghi ngắt:

8051 có cấu trúc 5 nguồn ngắt, hai mức ưu tiên Các ngắt bị cấm sau khi reset hệ thống và sẽ được cho phép bằng cách ghi vào thanh ghi cho phép ngắt (IE) ở địa chỉ A8H Cả hai thanh ghi được địa chỉ hóa từng bit

c Bộ nhớ ngoài:

8051 có khả năng mở rộng bộ nhớ lên đến 64K bộ nhớ chương trình và 64K bộ nhớ dữ liệu bên ngoài Do đó, có thể dùng thêm ROM và RAM nếu cần

Khi dùng bộ nhớ ngoài, Port 0 không còn là một cổng I/O thuần túy nữa

Nó được dồn kênh giữa bus địa chỉ (A0 – A7) và bus dữ liệu (D0 – D7) với tín hiệu ALE để chốt byte thấp của địa chỉ khi bắt đầu mỗi chu kỳ bộ nhớ Port 2 thông thường được dùng cho byte cao của bus địa chỉ

Trong nửa đầu của mỗi chu kỳ bộ nhớ, byte thấp của địa chỉ được cấp trong Port 0 và được chốt bằng xung ALE Một IC chốt 74HC373 (hoặc tương đương) sẽ giữ byte địa chỉ thấp trong phần còn lại của chu kỳ bộ nhớ Trong nửa sau của chu kỳ bộ nhớ, Port 0 được dùng như bus dữ liệu và được đọc hoặc ghi tùy theo lệnh

 Truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài:

Bộ nhớ chương trình ngoài là một IC ROM được cho phép bởi tín hiệu

trên chip được lái bởi thạch anh 12 Mhz thì chu kì máy dài 1µs

 Truy xuất bộ nhớ dữ liệu ngoài:

Bộ nhớ dữ liệu ngoài là một bộ nhớ RAM được cho phép đọc/ghi bằng các tín hiệu RD và WR (các chân P3.7 và P3.6 với chức năng khác) Chỉ có một

cách truy cập bộ nhớ dữ liệu ngoài là dùng lệnh MOVX với con trỏ dữ liệu (DPTR) 16 bit hoặc R0 và R1 làm thanh ghi địa chỉ

d Hoạt động của bộ định thời (TIMER):

1) Giới thiệu:

Timer là một chuỗi các Flip-Flop chia đôi tần số mắc nối tiếp với nhau,

chúng nhận tín hiệu vào làm nguồn xung nhịp Xung nhịp được đưa vào Flop thứ nhất để chia đôi tần số xung nhịp Ngõ ra của Flip-Flop thứ nhất làm xung nhịp cho Flip-Flop thứ hai…Vì mỗi tầng kế tiếp chia đôi cho nên Timer có

Flip-n tầFlip-ng sẽ cho xuFlip-ng ra có tầFlip-n số là tầFlip-n số xuFlip-ng Flip-nhịp chia cho 2n Ngõ ra của tầng cuối làm xung nhịp cho Flip-Flop báo tràn của Timer Giá trị nhị phân trong các Flip-Flop của Timer có thể xem như số đếm xung nhịp (hoặc các sự kiện) từ khi Timer bắt đầu chạy Ví dụ, Timer 16 bit sẽ đếm lên từ 0000H đến FFFFH Cờ

báo tràn sẽ lên 1 khi số đếm tràn từ FFFFH đến 0000H

8051 có hai Timer 16 bit, mỗi Timer có bốn chế độ hoạt động Người ta

sử dụng Timer để: Định khoảng thời gian, đếm sự kiện, tạo tốc độ Baud cho

cổng nối tiếp có sẵn trong 8051

2) Thanh ghi chế độ Timer (TMOD)

Thanh ghi Tmod gồm hai nhóm 4 bit để đặt chế độ làm việc cho timer 0

Hoặc: MOV TMOD,#01H

Muốn chọn Timer 0, mode 1 và Timer 1, mode 1, ta ra lệnh:

MOV TMOD,#11H

3) Thanh ghi điều khiển timer (TCON)

Thanh ghi TCON chứa các bit điều khiển và trạng thái cho timer 0 và timer 1 Bốn bit cao của TCON (TCON.4 – TCON.7) được dùng để bật timer chạy và tắt timer (TR0, TR1), hoặc để báo hiệu tràn timer (TF0, TF1) Bốn bit thấp trong TCON (TCON.0 – TCON.3) không ảnh hưởng đến các Timer Chúng được dùng để phát hiện và khởi động ngắt ngoài

Tóm tắt thanh ghi TCON

Ví dụ: Muốn cho Timer 1 hoạt động, ta ra lệnh: Setb TR1

Muốn cho Timer 0 dừng, ta ra lệnh: Clr TR0

TF1 và TF0 là hai bit báo tràn timer Khi cho timer hoạt động tức là bộ đếm bắt đầu đếm từ 0000h – FFFFh Tràn xảy ra khi có sự chuyển tiếp từ FFFFh – 0000h trong số đếm và nó đặt cờ báo tràn Timer lên 1

4) Ứng dụng Timer:

Dùng để định các khoảng thời gian dài và ngắn

Nếu muốn định thời <10 µs thì không nên dùng Timer mà ta nên sử dụng phương pháp hiệu chỉnh phần mềm

Nếu muốn định thời <256 µs, thì ta sử dụng Timer hoạt động ở chế độ 2 Nếu muốn định thời <65536 µs, thì ta sử dụng Timer hoạt động ở chế độ

1

Nếu muốn định thời >65536 µs, thì ta sử dụng Timer hoạt động ở chế độ

1 kết hợp với các vòng lặp

e Hoạt động của port nối tiếp:

8051 có một cổng nối tiếp trên chip mà có thể hoạt động theo nhiều chế

độ trên một dãi rộng tần số Chân phát TxD (P3.1) và chân thu RxD (P3.0)

Nhiệm vụ của Port nối tiếp là chuyển dữ liệu từ song song sang nối tiếp khi phát Chuyển từ nối tiếp sang song song khi thu

Tần số hoạt động của Port nối tiếp gọi là tốc độ Baud (Baud rate) Tần số này có thể cố định hoặc thay đổi Nếu tần số này thay đổi thì Timer 1 sẽ được sử dụng để lập trình làm xung clock cấp tốc độ Baud phù hợp Các thanh ghi dùng điều khiển và truy xuất Port nối tiếp là SCON và SBUF 8051 có một SCON, có hai SBUF ( một ở bên phát, một ở bên thu)

1) Thanh ghi điều khiển Port nối tiếp SCON:

Thứ tự

bit

f Hoạt động ngắt (Interrupt):

Ngắt là một sự kiện (biến cố) làm cho chương trình hiện hành bị tạm dừng

do tác động từ bên ngoài hay bên trong để phục vụ một chương trình khác Chương trình khác đó được gọi là trình phục vụ ngắt ISR (Interrupt Service Routine) Sau khi thực thi xong ISR thì chương trình sẽ bắt đầu tại nơi mà nó bị dừng trước đó

Ngắt ngoài 0 (INT0: P3.2)

- Ngắt trong: Ngắt Timer 0, ngắt Timer 1 và ngắt Port nối tiếp

1) Thanh ghi cho phép ngắt IE:

8052)

2) Thanh ghi ưu tiên ngắt IP:

(8052)

Muốn nguồn ngắt nào ưu tiên thì set bit tương ứng Nếu hai nguồn ngắt có mức ưu tiên khác nhau mà xuất hiện đồng thời thì ngắt nào có ưu tiên cao hơn được thực hiện trước Nếu nhiều nguồn ngắt có mức ưu tiên như nhau xuất hiện đồng thời thì trình tự thực hiện sẽ là: Ngắt ngoài 0 – ngắt timer 0 – ngắt ngoài 1 – ngắt timer 1 – ngắt port nối tiếp – ngắt timer 2

Ngắt timer 1 TF1 001BH

lên 1, khi đó, ngắt ngoài sẽ được thực thi Cờ sẽ tự động xóa bằng phần cứng khi

vi điều khiển thực hiện trình phục vụ ngắt

 Ngắt timer: khi cờ TF0, TF1 (TFx) được set lên 1 thì ngắt timer sẽ được tác động, TFx tự động xóa bằng phần cứng khi vi điều khiển thực hiện trình phục vụ ngắt

 Ngắt port nối tiếp: khi cờ TI hoặc RI được set lên 1 tức là tác động ngắt port nối tiếp Cờ RI hoặc TI không tự động xóa bằng phần cứng khi vi điều khiển thực thi trình phục vụ ngắt, do đó, phải xóa bằng phần mềm

4 Tập lệnh của 8051:

ADD A, Rn (1byte, 1 chu kỳ máy): cộng nội dung thanh ghi Rn vào thanh ghi A

ADD A, data (2,1): cộng trực tiếp 1byte vào thanh ghi A

ADD A, @Ri (1,1): cộng gián tiếp nội dung vào RAM chứa tại địa chỉ được khai báo trong Ri vào thanh ghi A

ADD A, #data (2,1): cộng dữ liệu tức thời vào A

ADD A,Rn (1,1): cộng thanh ghi và cờ nhớ vào A

ADD A,data (2,1): cộng trực tiếp byte dữ liệu và cờ nhớ vào A

ADD A, @Ri (1,1): cộng gián tiếp nội dung RAM và cờ nhớ vào A ADD A, #data (2,1): cộng dữ liệu tức thời và cờ nhớ vào A

SUBB A,Rn (1,1): trừ nội dung thanh ghi A cho nội dung thanh ghi Rn

và cờ nhớ

SUBB A,data (2,1): trừ trực tiếp A cho một số và cờ nhớ

SUBB A,@Ri (1,1): trừ gián tiếp A cho một số và cờ nhớ

SUBB A,#data (2,1): trừ nội dung A cho một số tức thời và cờ nhớ

INC DPTR (1,2): tăng nội dung con trỏ dữ liệu lên 1

ANL A,Rn (1,1): AND nội dung thanh ghi A với nội dung thanh ghi Rn ANL A,data (2,1): AND nội dung thanh ghi A với dữ liệu trực tiếp

ANL A,@Ri (1,1): AND nội dung thanh ghi A với dữ liệu gián tiếp trong RAM

ANL data,A (2,1): AND một dữ liệu trực tiếp với A

ANL data,#data (3,2): AND một dữ liệu trực tiếp với một dữ liệu tức thời

ANL C,bit (2,2): AND cờ nhớ với 1 bit trực tiếp

ANL C,/bit (2,2): AND cờ nhớ với bù 1 bit trực tiếp

ORL A,Rn (1,1): OR thanh ghi A với thanh ghi Rn

ORL A,data (2,1): OR thanh ghi A với một dữ liệu trực tiếp

ORL A,@Ri (1,1): OR thanh ghi A với một dữ liệu gián tiếp

ORL data,A (2,1): OR một dữ liệu trực tiếp với thanh ghi A

ORL data,#data (3,1): OR một dữ liệu trực tiếp với một dữ liệu tức thời

ORL C,bit (2,2): OR cờ nhớ với một bit trực tiếp

ORL C,/bit (2,2): OR cờ nhớ với bù của một bit trực tiếp

XRL A,Rn (1,1): XOR thanh ghi A với thanh ghi Rn

XRL A,data (2,1): XOR thanh ghi A với một dữ liệu trực tiếp

XRL A,@Ri (1,1): XOR thanh ghi A với một dữ liệu gián tiếp

XRL data,A (2,1): XOR một dữ liệu trực tiếp với thanh ghi A

XRL data,#data (3,1): XOR một dữ liệu trực tiếp với một dữ liệu tức thời

RRC A (1,1): quay phải nội dung thanh ghi A qua cờ nhớ

(1/2byte)

MOV A,Rn (1,1): chuyển nội dung thanh ghi Rn vào thanh ghi A

MOV C,bit (2,1): chuyển một bit trực tiếp vào cờ nhớ

MOV bit,C (2,2): chuyển cờ nhớ vào một bit trực tiếp

chỉ là: @A+DPTR vào thanh ghi A

MOVC A,@A+PC (1,2): chuyển byte bộ nhớ chương trình cĩ địa chỉ là:

@A+PC vào thanh ghi A

địa chỉ)

PUSH data (2,2): chuyển dữ liệu trực tiếp vào ngăn xếp và tăng SP

SP

XCH A,Rn (1,1): Trao đổi dữ liệu giữa thanh ghi A và thanh ghi Rn XCH A,data (2,1): Trao dổi dữ liệu giữa thanh ghi A và một dữ liệu trực tiếp

gián tiếp

thanh ghi A và LSN của dữ liệu gián tiếp

JMP @A+DPTR (1,2): nhảy gián tiếp từ con trỏ dữ liệu

JNB bit,rel (3,2): nhảy tương đối nếu bit trực tiếp không được đặt

JBC bit,rel (3,2): nhảy tương đối nếu bit trực tiếp được đặt, rồi xóa bit CJNE A,data,rel (3,2): so sánh dữ liệu trực tiếp với A và nhảy nếu không bằng

CJNE A,#data,rel (3,2): so sánh dữ liệu tức thời với A và nhảy nếu không bằng

CJNE Rn,#data,rel (3,2): so sánh dữ liệu tức thời với nội dung thanh ghi

Rn và nhảy nếu không bằng

CJNE @Ri,#data,rel (3,2): so sánh dữ liệu tức thời dữ liệu gián tiếp và nhảy nếu không bằng

DJNZ Rn,rel (2,2): giảm thanh ghi Rn và nhảy nếu không bằng

DJNZ data,rel (3,2): giảm dữ liệu trực tiếp và nhảy nếu không bằng

KHOI CAM BIEN CHUONG

DZ 3V

R1

2.2K

D9 DIODE

TIP

Q1 NPN BCE

0

Q2 C2383

R ING

R3 100 C0 10uF

3 54 1

TAI GIA

D3 D1

0

C1

10uF/250V

Y1 3.58 MHz

C2 30p RING

D0

TIP

D2

C4 33p

C5

33p

KHOI DTMF MT8870

1

15 16 17

11 13

Q1 Q3

GS VREF OSC1

12

14

16

PSEN ALE

X1 X2 RST

P0.0/AD0 P0.2/AD2 P0.4/AD4 P0.6/AD6

P1.0 P1.2 P1.4 P1.6

P2.0/A8 P2.2/A10 P2.4/A12 P2.6/A14 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.4/T0 P3.6/WR P3.7/RD

A1

CT2 PLAY A2

TB4

TAIGIA TB3

D2 A0

+5V

CT3

33p

CT1 A3

STD

12 MHz

1

R5 10K

0

C1 200uF

C6 4.7uF SPEAKER

R4 RESISTOR

LED

R3 10K

12 13

21

14 17 18

19

20 23

24

25 26 27

16

1 3

4 6 10

GND GND

ANAOUT

SP+

SP-MIC MICREF

AGC

ANAIN PLAYL PLAYE

RECLED XCLK REC

+VCC VCC

A0 A2

A3 A5 A7

REC

A1

C2 0.1uF VCC

C7

0.001uF

R2 5.1K

KHOI AM THANH

PLAYE

C3 0.1uF

220VAC

K3

R ELAY 3 5 1 D3 1N4007

D2 1N4007 SW2

1

R 4

2 2K KHOI DONG LUC

U1B

74LS86 4 6

+5V

SW3

+5V TB3

U1A

74LS86 1 3

0

Q2 2SC 1815

+5V

C T2 SW4

D4 1N4007

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG

Hệ thống mạch điện gồm hai phần: mạch điều khiển và mạch âm thanh

A MẠCH ĐIỀU KHIỂN:

Nguyên lý hoạt động của bộ phận điều khiển:

Khi muốn điều khiển, người điều khiển gọi số máy cần điều khiển Tổng đài sẽ xem máy cần điều khiển có bận không, nếu máy này không bận thì tổng đài sẽ cấp chuông cho máy được gọi Tín hiệu chuông được chỉnh lưu thành điện

áp DC cấp cho Opto 4N35 Tín hiệu chuông làm cho Opto dẫn, ngõ ra từ mức logic cao xuống mức logic thấp đưa đến vi điều khiển để chạy chương trình, chương trình này sẽ định thời gian đợi chuông, sau một thời gian nhất định mà không có người nhấc máy thì chương trình của vi mạch sẽ điều khiển relay đóng mạch kết nối thuê bao Khi đóng mạch kết nối thuê bao, điện trở mạch vòng

hiện dòng DC từ 20  100mA Tổng trở giảm xuống tương đương trạng thía nhấc máy của thuê bao, tổng đài nhận biết sự thay đổi này, ngừng cung cấp tín hiệu chuông và cung cấp dòng thông thoại cho thuê bao

Khi người điều khiển nhấn phím nào thì một cặp tone gồm một tần số cao và một tần số thấp tương ứng sẽ truyền trên đường dây thuê bao Tín hiệu

DTMF này sẽ đươc một IC chuyên dùng MT8870 giải mã DTMF ra thành 4 bit tương ứng với số của phím nhấn Đồng thời lúc đó chân STD của MT8870 sẽ chuyển trạng thái từ mức logic cao xuống mức logic thấp tác động vào vi điều khiển để vi điều khiển đón nhận lệnh và thi hành Sau khi nhận biết đầu bên kia

đã đóng tải giả, người điều khiển bấm mã password để xâm nhập vào hệ thống điều khiển Mã password trong hệ thống này được quy định 4 số là 2397

Nếu người điều khiển bấm sai mã password thì sẽ không xâm nhập được vào

hệ thống Nếu người điều khiển bấm một trong bốn mã password thì hệ thống sẽ chờ cho đến khi bấm xong mã đó Sau khi bấm đúng mã password 2397, chương trình con được gọi để phát ra lời giới thiệu

Người điều khiển sau khi được gợi nhớ trạng thái của các thiết bị thì có thể tiếp tục điều khiển các thiết bị khác và vi điều khiển cũng sẽ báo trạng thái của thiết bị sau mỗi lần nhấn lệnh điều khiển

Sau khi nhấn đúng mã password 2397, nếu lúc này người điều khiển muốn kiểm tra trạng thái của tất cả thiết bị trước khi điều khiển thì sẽ bấm mã số 5 (mã

số 5 được quy định là mã kiểm tra trạng thái tất cả các thiết bị trong hệ thống điều khiển) Sau nhấn đúng số 5, người điều khiển sẽ nghe được tín hiệu phản hồi về bằng tiếng nói để báo trạng thái tất cả các thiết bị Sau đó, người điều

khiển muốn tắt hay mở thiết bị nào thì sẽ bấm các mã số tương ứng Nếu muốn tắt thiết bị thì người điều khiển sẽ bấm số 9 (số 9 được quy định là mã tắt thiết bị), còn nếu muốn mở thiết bị thì sẽ bấm số 6 (số 6 được quy định là mã mở thiết bị), nếu muốn điều khiển cho thiết bị nào thì sẽ phụ thuộc vào mã số thứ hai Trong hệ thống này, các mã số được quy định cho các thiết bị như sau:

- Số 1 tương ứng cho thiết bị 1

- Số 2 tương ứng cho thiết bị 2

- Số 3 tương ứng cho thiết bị 3

- Số 4 tương ứng cho thiết bị 4

Ví dụ: muốn tắt thiết bị 1, người điều khiển phải bấm mã 91 (mã số 9 là mã tắt và mã số 1 là thiết bị 1) Sau khi nhấn đúng mã 91, thiết bị 1 sẽ được tắt và vi điều khiển sẽ cho truy xuất EPROM báo trạng thái thiết bị 1 vừa mới điều khiển với nội dung: “thiết bị một tắt” Nếu người điều khiển muốn mở tiếp thiết bị 3 thì sẽ bấm mã 63 ( mã số 6 là mã mở, mã số 3 là thiết bị 3), sau khi thiết bị 3 được mở xong, người điều khiển sẽ nhận được thông báo: “thiết bị ba mở”

II TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG:

1 KHỐI CẢM BIẾN CHUÔNG: