VI MẠCH GIAO TIẾP MAX 232

MỤC LỤC MỤC LỤC MỤC LỤC .1 DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT .4 DANH SÁCH HÌNH DANH SÁCH BẢNG BIỂU Chương 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 XU HƯỚNG HIỆN TẠI: 1.2 HƯỚNG GIẢI QUYẾT: 1.2.1 MỘT SỐ ỨNG DỤNG ĐÃ CÓ: 1.2.2 HẠN CHẾ CỦA CÁC ỨNG DỤNG: 10 1.2.3 CÁC HƯỚNG GIẢI QUYẾT KHÁC: 10 1.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU: 13 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: 13 1.5 KẾT LUẬN: 13 Chương 2: TỔNG QUAN VỀ CÁC THIẾT BỊ VÀ LINH KIỆN SỬ DỤNG 14 2.1 MODEM GSM: 14 2.1.1 GIỚI THIỆU: 14 2.1.2 CÁCH SỬ DỤNG: 15 2.2 VI MẠCH GIAO TIẾP MAX 232: 21 2.2.1 GIỚI THIỆU: 21 2.2.2 SƠ ĐỒ CHÂN: 21 2.3 MÀN HÌNH LCD: 22 2.3.1 GIỚI THIỆU: 22 2.3.2 MÀN HÌNH LCD – HD44780: 23 2.3.3 SƠ ĐỒ KHỐI HD44780: 25 2.3.4 CÁC THANH GHI: 25 2.3.5 TẬP LỆNH CỦA LCD: 30 2.3.6 ĐẶC TÍNH ĐIỆN CÁC CHÂN GIAO TIẾP: 31 2.3.7 KHỞI TẠO LCD: 31 2.4 VI ĐIỀU KHIỂN 89V51RD2: 35 2.4.1 KHÁI QUÁT: 35 2.4.2 CÁC TÍNH NĂNG: 35 2.4.3 SƠ ĐỒ KHỐI: 36 GVHD: TS HOÀNG THU HÀ -1- MỤC LỤC 2.4.4 TỔ CHỨC BỘ NHỚ: 37 2.4.5 ĐỊNH NGHĨA CÁC THANH GHI CHỨC NĂNG: 38 2.4.6 TẠO CHƯƠNG TRÌNH GIAO TIẾP PC-MCU: 46 2.5 KẾT LUẬN: 52 Chương 3: TRUYỀN DỮ LIỆU QUA CỔNG COM VỚI MATLAB 54 3.1 GIAO TIẾP NỐI TIẾP CHUẨN RS232 54 3.1.1 GIỚI THIỆU: 54 3.1.2 NGUỒN GỐC: 54 3.1.3 CHUẨN GIAO TIẾP RS232 VÀ CỔNG COM: 55 3.1.4 TRUYỀN DỮ LIỆU QUA CỔNG COM: 58 3.2 MATLAB TRONG TRUYỀN THÔNG NỐI TIẾP: 65 3.2.1 GIỚI THIỆU: 65 3.2.2 GIAO TIẾP NỐI TIẾP: 65 3.3 KẾT LUẬN: 68 Chương 4: HỆ THỐNG XỬ LÝ TIN NHẮN DÙNG MODEM GSM 69 4.1 PHƯƠNG THỨC HOẠT ĐỘNG: 69 4.2 PHÂN TÍCH MÃ LỆNH: 70 4.2.1 LỆNH GỬI ĐẾN TỪ MODEM GSM: 70 4.2.2 LỆNH GỬI ĐI TỪ MODEM GSM: 70 4.3 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH: 71 4.4 CẤU TRÚC CÁC CÂU LỆNH ĐIỀU KHIỂN: 73 4.5 KIỂM TRA VÀ PHẢN HỒI TIN NHẮN: 75 4.6 KẾT LUẬN: 75 Chương 5: GIAO TIẾP GIỮA MODEM GSM VÀ VI XỬ LÝ 76 5.1 GIAO TIẾP VỚI MODEM GSM QUA GIAO DIỆN GUI: 76 5.1.1 GIỚI THIỆU: 76 5.1.2 HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG CHƯƠNG TRÌNH: 77 5.1.3 LƯU Ý: 77 5.2 GIAO TIẾP VỚI MODEM GSM BẰNG 89V51RD2: 79 5.2.1 LƯU ĐỒ CHƯƠNG TRÌNH CHÍNH: 79 5.2.2 LƯU ĐỒ CHƯƠNG TRÌNH LẬP_MAIN: 80 5.2.3 LƯU ĐỒ CHƯƠNG TRÌNH NGẮT PORT NỐI TIẾP: 81 5.2.4 LƯU ĐỒ CHƯƠNG TRÌNH GỬI CHUỖI: 82 5.2.5 LƯU ĐỒ CHƯƠNG TRÌNH PHÂN TÍCH TIN NHẮN: 83 GVHD: TS HỒNG THU HÀ -2- MỤC LỤC 5.2.6 LƯU ĐỒ CHƯƠNG TRÌNH ĐỌC TIN NHẮN: 84 5.2.7 LƯU ĐỒ CHƯƠNG TRÌNH KHỞI TẠO LCD: 84 5.3 SỬ DỤNG CỔNG COM NẠP CHƯƠNG TRÌNH CHO 89V51: 85 Chương 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ 87 6.1 MẠCH TẠO NGUỒN 5V: 87 6.2 MẠCH GIAO TIẾP NỐI TIẾP QUA IC MAX 232: 87 6.3 MẠCH CHÍNH IC 89V51RD2: 88 6.4 MẠCH RESET: 88 6.5 MẠCH BÁO TRẠNG THÁI THIẾT BỊ: 90 6.6 KẾT LUẬN: 91 KẾT LUẬN: 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO .96 PHỤ LỤC .97 GVHD: TS HOÀNG THU HÀ -3- DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT AC ALE ASCII AT BF Bps BSEL CCON CD CGRAM CGROM CMOD CMOS COM CR CTS DCD DDRAM DPTR DR DVD ECOM EIA GND GPRS GPS GSM IR ISP LCD LF MCU MISO Address Counter Address Locked Enable American Standard Code for Information Attention Busy Flag Bits per second Bank Select Counter Control Compact Disc Character Generator RAM Character Generator ROM Counter Mode Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Communications Port Cary Return Clear to Send Data Carrier Detect Display Data RAM Data Pointer Register Data Register Digital Versatile Disc Enable Comparsion The Electronic Industries Association Ground General Packet Radio Service Global Positioning System Global System for Mobile Instructor Register Internet Service Provider Liquid Crystal Display Line Feed Micro Control Unit Master In Slave Out GVHD: TS HOÀNG THU HÀ -4- DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT MMS MODEM MOSI MPU MSB OscFreq PC PWM RAM RI ROM RS RST RTS RXD SIM SMS SPI TTL TXD UART V24 Multimedia Messaging Service Modulator and Demodulator Master Out – Slave In Micro Processor Unit Most Significant Bit Oscillocope Frequency Personal Computer Pulse Width Modulation Random Access Memory Ring Indicator Read Only Memory Recommended Standard Reset Request to Send Receive Data Subscriber Identity Module Short Message Services Serial Peripheral Interface Time To Live Transmit Data Universal Asynchronous Receiver/Transmitter RS-232 GVHD: TS HOÀNG THU HÀ -5- DANH SÁCH HÌNH DANH SÁCH HÌNH Hình 1-1: Hệ thống .11 Hình 1-2: Hệ thống .11 Hình 1-3: Hệ thống .12 Hình 1-4: Phương án lựa chọn .12 Hình 2-1: Đặt tên giao tiếp với Modem GSM qua Hyperterminal 16 Hình 2-2: Chọn cổng COM .17 Hình 2-3: Thiết lập thơng số kết nối 17 Hình 2-4: Một số ví dụ minh họa giao tiếp với Modem GSM qua Hyper Terminal 18 Hình 2-5: Ví dụ minh họa việc gửi tin nhắn 19 Hình 2-6: Sơ ñồ chân Max 232 21 Hình 2-7: Hình dáng hai loại LCD thông dụng 23 Hình 2-8: Sơ đồ chân LCD 23 Hình 2-9: Sơ ñồ khối HD44780 25 Hình 2-10: Giản đồ xung cập nhật AC .27 Hình 2-11: Mối liên hệ địa DDRAM vị trí hiển thị LCD 27 Hình 2-12: Mối liên hệ ñịa ROM liệu tạo mẫu kí tự .28 Hình 2-13: Bảng mã kí tự (ROM code A00) 29 Hình 2-14: Mối liên hệ ñịa CGRAM, liệu CGRAM, mã kí tự 30 Hình 2-15: Đặc tính điện làm việc điển hình 31 Hình 2-16: Khởi tạo lệnh chế ñộ 8bit 33 Hình 2-17: Khởi tạo lệnh chế độ 4bit 34 Hình 2-18: Sơ ñồ khối MCU P89V51RD2 .36 Hình 2-19: Mạch Reset hợp lệ .38 Hình 2-20: Timer chế ñộ sinh tốc ñộ baud 47 Hình 2-21: Hệ thống ngắt chức PCA 48 Hình 2-22: Chế độ capture module PCA 51 Hình 2-23: Chức PWM PCA .52 Hình 3-1: Sơ đồ chân cổng COM 56 Hình 3-2: Hình dạng thực tế cổng nối tiếp chân 25 chân 58 GVHD: TS HỒNG THU HÀ -6- DANH SÁCH HÌNH Hình 3-3: Cáp chuyển từ cổng COM sang USB .58 Hình 3-4: Truyền liệu khơng bắt tay 61 Hình 5-1: Giao diện chương trình Matlab kết nối Modem GSM 76 Hình 5-2: Lưu đồ MAIN 79 Hình 5-3: Lưu đồ LAP_MAIN 80 Hình 5-4: Lưu đồ NGAT_PORT_NT .81 Hình 5-5: Lưu ñồ GUI_CHUOI 82 Hình 5-6: Lưu đồ PHAN_TICH_MESS 83 Hình 5-7: Lưu ñồ READ_MESS 84 Hình 5-8: Lưu đồ KHOI_DONG_LCD 84 Hình 5-9: Màn hình khởi ñộng FlashMagic 85 Hình 5-10: Thiết đặc thơng số cần thiết cho FlashMagic 86 Hình 5-11: Màn hình xuất sau bấm Start FlashMagic 86 Hình 6-1: Mach tạo nguồn 5V .87 Hình 6-2: Mạch giao tiếp nối tiếp qua Max 232 .87 Hình 6-3: Mạch 89V51 88 Hình 6-4: Mạch Reset 88 Hình 6-5: Mạch báo trạng thái thiết bị 90 GVHD: TS HOÀNG THU HÀ -7- DANH SÁCH BẢNG BIỂU DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 2-1: Chế ñộ ñọc tin nhắn 19 Bảng 2-2: Chức chân LCD HD44780 24 Bảng 2-3: Chức chân RS R/W theo mục đích sử dụng 26 Bảng 2-4: Các tốc ñộ baud thường dùng với tần số thạch anh 12MHz 47 Bảng 2-5: Thanh ghi CMOD 48 Bảng 2-6: Các bit ñịnh nghĩa cho ghi CMOD .49 Bảng 2-7: Quy ñịnh cách chọn xung nhịp cho PCA 49 Bảng 2-8: Thanh ghi CCON 49 Bảng 2-9: Các bit ñịnh nghĩa ghi CCON 50 Bảng 2-10: Thanh ghi chức so sánh CCAPMn .50 Bảng 2-11: Các bit ñịnh nghĩa ghi CCAPMn 50 Bảng 2-12: Các chế ñộ hoạt ñộng modul PCA 51 Bảng 3-1: Chức chân cổng COM .57 GVHD: TS HOÀNG THU HÀ -8- Chương 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Chương 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 XU HƯỚNG HIỆN TẠI: Ngày nay, với phát triển khơng ngừng khoa học kỹ thuật nói chung vi điện tử, vi mạch, máy tính nói riêng, có nhiều thành tựu khoa học kỹ thuật ñược ứng dụng thực tiễn vào ñời sống có số thành tựu nghiên cứu phát triển Trong lĩnh vực điện, điện tử ngành viễn thơng điều khiển tự động nói có liên quan mật thiết với phát triển ứng dụng chúng vào ñời sống hàng ngày người Trong sống hàng ngày, tiếp cận với nhiều thiết bị ñiện, bao gồm ñiện dân dụng điện cơng nghiệp Chẳng hạn bóng đèn điện nhà, ti vi, đầu CD – DVD, máy tính, máy giặt, máy điều hịa khơng khí, … Và hẳn có nhiều lúc ta muốn bật (hoặc tắt) chúng mà khơng có mặt nhà Một số ví dụ ñơn giản như: ta muốn bật trước máy ñiều hịa để khơng khí đủ mát mà khơng cần phải chờ đợi Hay làm việc nơi xa nhà nhớ chưa tắt máy điều hịa khơng khí phịng Như vậy, ứng dụng giải pháp ñiều khiển từ xa lúc thật cần thiết Các giải pháp giúp tiết kiệm ñược nhiều thời gian, công sức tiền bạc 1.2 HƯỚNG GIẢI QUYẾT: 1.2.1 MỘT SỐ ỨNG DỤNG ĐÃ CÓ: Thứ ứng dụng “Điều khiển thiết bị ñiện qua mạng ñiện thoại công cộng”: ñây số ứng dụng tiêu biểu ñể giải vấn ñề Ứng dụng dùng mạch ñiện ñể lấy tín hiệu tần số từ ñường dây ñiện thoại thông dụng giải mã chúng thông qua IC giải mã DTMF Từ đó, tín hiệu giải mã thành liệu số ñưa ñến vi ñiều khiển Chuỗi liệu ñược vi ñiều khiển nhận biết ñiều khiển thiết bị ñiện gia dụng thơng qua mạch điều khiển rờ le bên ngồi Ngồi ra, ta biết đến giải pháp “Điều khiển thiết bị điện nhà thơng qua hệ thống máy tính” Giải pháp sử dụng máy tính giao tiếp trực tiếp với cổng COM LPT vi ñiều khiển ñể nhận liệu từ mạng Internet qua giao diện WEB ñể ñiều khiển thiết bị GVHD: TS HOÀNG THU HÀ -9- Chương 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Ứng dụng thứ ba ñược biết ñến “Hệ thống tự ñộng hoá nhà X10”: Trong ứng dụng thiết bị đầu cuối chuẩn X10 ñược gán ñịa hoạt ñộng ñều dựa nguyên tắc tiếp nhận mã lệnh ñiều khiển từ xử lý trung tâm qua đường dây tải điện nhà Ngồi giải pháp, ứng dụng có nhiều ứng dụng, giải pháp khác xoay quanh vấn đề này, góp phần làm tiện nghi sống người 1.2.2 HẠN CHẾ CỦA CÁC ỨNG DỤNG: Với ứng dụng “Điều khiển thiết bị điện qua mạng điện thoại cơng cộng” phương thức hoạt động cịn nhiều khuyết điểm Một số khuyết điểm muốn điều khiển thiết bị, ta phải trực tiếp gọi ñến số ñiện thoại bàn kết nối với thiết bị Điều tốn thời gian phải thao tác việc bấm phím chờ ñợi phản hồi từ hệ thống, chưa kể ñến thao tác khác bấm mật hay điều khiển xem tình trạng thiết bị phải làm lại từ đầu gặp cố tín hiệu đường dây thoại Cịn việc “Điều khiển thiết bị điện nhà thơng qua hệ thống máy tính” cần phải có máy tính lúc phải kết nối 24/24 để thực việc ñiều khiển thiết bị Điều gây lãng phí điện cho máy tính cá nhân Chưa nói đến u cầu cần phải có ñường truyền Internet ñể nối mạng 24/24 Và ứng dụng tác dụng ñường truyền Internet gặp cố máy tính cá nhân hoạt động khơng ổn định Cuối “Hệ thống tự động hố nhà X10”, hệ thống hồn hảo với nhiều lựa chọn cho việc ñiều khiển (có thể điều khiển phạm vi hẹp hay điều khiển từ xa nhiều cách) Tuy nhiên giá thành xử lý trung tâm module ñầu cuối cao, khoảng 350 ngàn ñồng cho việc ñiều khiển thiết bị 1.2.3 CÁC HƯỚNG GIẢI QUYẾT KHÁC: Như ta ñã biết, ứng dụng có ưu, khuyết điểm riêng Để giải vấn đề này, ta có hướng khác “Điều khiển thiết bị tin nhắn SMS” Hướng phát triển giải số khuyết điểm ứng dụng trên, việc khơng cần phải tốn thời gian quay số mà cần gửi mẫu tin GVHD: TS HOÀNG THU HÀ - 10 - Chương 5: GIAO TIẾP GIỮA MODEM GSM VÀ VI XỬ LÝ 5.2.5 LƯU ĐỒ CHƯƠNG TRÌNH PHÂN TÍCH TIN NHẮN: PHÂN _TÍCH_MESS LẤY_SĐT LẤY NỘI DUNG TIN NHẮN TRONG CHUỖI ĐỮ LIỆU LẤY KÝ TỰ ĐẦU CỦA TIN NHẮN Đ KÝ TỰ ĐẦU = H TÍNH TỔNG CỦA HELP_ Đ TỔNG = 73 S KÝ TỰ Đ TIẾP THEO = C GỬI HELP_CONTROL S S GỬI SAI CÚ PHÁP Đ KÝ TỰ ĐẦU = C TÍNH TỔNGPASSWORD KÝ TỰ Đ TIẾP THEO = P Đ MỚI = CŨ GỬI HELP_PASSWORD S S S KÝ TỰ Đ TIẾP THEO = S GỬI SAI PASSWORD GỬI HELP_STATUS ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ S GỬI HELP_CONTROL HELP_PASSWORD HELP_STATUS Đ KÝ TỰ ĐẦU - P TÍNH TỔNG PASSWORD Đ LƯU PASSWORD MỚI MỚI = CŨ S S GỬI SAI PASSWORD CŨ Đ KÝ TỰ ĐẦU = S TÍNH TỔNG PASSWORD Đ BÁO TRẠN G THÁI MỚI = CŨ THIẾT BỊ S S XÓA DỮ LIỆU GỬI SAI PASSWORD CŨ END Hình 5-6: Lưu ñồ PHAN_TICH_MESS GVHD: TS HOÀNG THU HÀ - 83 - Chương 5: GIAO TIẾP GIỮA MODEM GSM VÀ VI XỬ LÝ 5.2.6 LƯU ĐỒ CHƯƠNG TRÌNH ĐỌC TIN NHẮN: READ_MESS Đs ĐỘ DÀI TIN = 17 LẤY VỊ TRÍ GỬI LỆNH ĐỌC TIN NHẮN MỚI (0 -> 9) TIN NHẮN LẤY VỊ TRÍ GỬI LỆNH ĐỌC TIN NHẮN MỚI (10->99) TIN NHẮN s END Hình 5-7: Lưu đồ READ_MESS 5.2.7 LƯU ĐỒ CHƯƠNG TRÌNH KHỞI TẠO LCD: KHỞI _ĐỘNG_LCD DELAY GHI LỆNH ĐIỀU KHIỂN 4BIT (20H) GHI LỆNH ĐIỀU KHIỂN OCH (HIỂN THỊ ĐẦU DÒNG 2) GHI LỆNH ĐIỀU KHIỂN 06H (TỰ TĂNG ĐỊA CHỈ, TẮT DỊCH) GHI LỆNH ĐIỀU KHIỂN 01H (XÓA LCD) END Hình 5-8: Lưu đồ KHOI_DONG_LCD GVHD: TS HOÀNG THU HÀ - 84 - Chương 5: GIAO TIẾP GIỮA MODEM GSM VÀ VI XỬ LÝ 5.3 SỬ DỤNG CỔNG COM NẠP CHƯƠNG TRÌNH CHO 89V51: Để nạp chương trình cho 89V51 trực tiếp từ cổng COM, ta cần phải nối chân TxD, RxD theo trình tự mạch giao tiếp RS232 thơng qua IC Max 232 Các bước tiến hành nạp Code cho 89V51: - Tắt nguồn, gắn mạch cổng COM-RS232 - Mở chương trình nạp (FlashMagic, chọn Device, BaudRate, thiết lập thơng số) - Browse đến File hex cần nạp vào MCU - Bật nguồn - Nhấp Start trình FlashMagic - Bấm Reset ngồi (Có thể đến lúc này, ta bật nguồn, q trình POR) - Kết nối ISP, chờ báo hiệu Complete - Tắt FlashMagic Hình 5-9: Màn hình khởi động FlashMagic GVHD: TS HỒNG THU HÀ - 85 - Chương 5: GIAO TIẾP GIỮA MODEM GSM VÀ VI XỬ LÝ Hình 5-10: Thiết đặc thơng số cần thiết cho FlashMagic Hình 5-11: Màn hình xuất sau bấm Start FlashMagic Đến lúc này, ta bấm nút Reset board mạch Màn hình bảng thơng báo Reset Device vào chương trình ISP nạp code cho vi điều khiển GVHD: TS HOÀNG THU HÀ - 86 - Chương 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ Chương 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ 6.1 MẠCH TẠO NGUỒN 5V: Vac 1 D3 VCC 12V U4 - + R5 GND VIN VOUT 560 LM7805/TO BRIDGE C10 C13 470uF/16V C12 104 1000uF/25V C11 104 D4 LED Hình 6-1: Mach tạo nguồn 5V 6.2 MẠCH GIAO TIẾP NỐI TIẾP QUA IC MAX 232: C1 100uF VCC led2 13 14 16 U1 P1 R2IN T2OUT R1IN T1OUT VCC COM C2 104 R2OUT T2IN R1OUT T1IN C3 10uF C1C2+ C2- MAX232 V+ V- RXD TXD led1 C4 10uF 10uF VCC C6 15 C5 10uF C1+ GND 10 12 11 R11 330 D7 LED_RXD R15 330 D10 LED_TXD led1 led2 Hình 6-2: Mạch giao tiếp nối tiếp qua Max 232 GVHD: TS HOÀNG THU HÀ - 87 - Chương 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ MẠCH CHÍNH IC 89V51RD2: J1 VCC VCC R1 R0 10K 6.3 VCC VCC R4 10K RS_LCD RW_LCD EN_LCD D11 D12 D13 D14 D15 VCC HEADER R20 R21 R22 R23 R24 40 10K VCC P1.0/T2 P1.1/T2-EX P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 AT89V51RD2 P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 39 38 37 36 35 34 33 32 VCC VCC R3 VCC 31 19 18 XTAL1 XTAL2 ALE/PROG PSEN 28 27 26 25 24 23 22 21 30 29 MASTER Y1 11.0592MHz SW1 VCC 10uF C7 C8 33 LCD16x2 VSS VDD VEE RS RW EN D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 A K J2 HEADER VCC RS_LCD RW_LCD EN_LCD 10 11 12 13 14 R10 100 15 16 SW2 P2.7/A15 P2.6/A14 P2.5/A13 P2.4/A12 P2.3/A11 P2.2/A10 P2.1/A9 P2.0/A8 EA/VPP RST VCC 10K P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD 20 J3 10 11 12 13 14 15 16 17 RXD TXD D16 D17 D18 D19 D20 D21 GND R25 R26 R27 R28 R29 R30 U3 VCC SW DIP-8 R2 10K HEADER C9 33 R18 10K Hình 6-3: Mạch 89V51 6.4 MẠCH RESET: VCC SW1 C7 10uF RST R18 10K Hình 6-4: Mạch Reset GVHD: TS HOÀNG THU HÀ - 88 - Chương 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ Tụ C7 R18 có nhiệm vụ để hệ thống reset SW1 dùng ñể kích hoạt chế ñộ reset 6.4.1 Nguyên lý hoạt ñộng: Khi nhấn vào SW1, vi ñiều khiển ñược khởi tạo tình trạng liệu ban đầu nạp vào 6.4.2 Tính tốn: Ta có : V RST = VCC e ⇒τ = − T τ T V ln CC V RST ⇒ R18 C = Trong ñó τ = R18 C T V ln CC VRST VRST > 3,5V mức ñiện áp tối thiểu mà 89V51 xem mức cao Chọn VRST = 4V T = 30 ms C7 = 10 uf R18 = T V C ln CC VRST = 30 × 10 −3 10 × 10 × ln −6 = 13,4( K )Ω Vậy: Chọn R18 = 10KΩ GVHD: TS HOÀNG THU HÀ - 89 - Chương 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ 6.5 MẠCH BÁO TRẠNG THÁI THIẾT BỊ: 6.5.1 Sơ đồ mạch: Hình 6-5: Mạch báo trạng thái thiết bị 6.5.2 Nguyên lý hoạt động mạch: Khi có lệnh điều khiển, vi xử lý xuất lệnh tới cực B transistor làm cho transistor dẫn hay khơng dẫn, relay đóng hay mở tùy theo lệnh điều khiển Relay cơng tắc chỗ phải đóng mở ngược có áp vào thiết bị Khi có áp đặt vào hai đầu C1 diode, diode có tác dụng chỉnh lưu Dòng sau diode làm cho opto dẫn Nếu opto dẫn làm cho ñiện áp cực C xuống thấp, opto khơng dẫn làm cho điện áp cực C lên cao Khi cực tín hiệu từ cực C opto hồi tiếp vi xử lý báo cho vi xử lý biết thiết bị đóng hay mở 6.5.3 Tính tốn giá trị linh kiện: Chọn relay loại 12V, điện trờ nội 300Ω Transistor 2383 có β = 60÷230 Chọn β=100 I CQ1 = VCC 12 − 0.2 = = 0.039 A Rrelay 300 Ta có: β.IBQ1 = K.ICQ1 GVHD: TS HOÀNG THU HÀ - 90 - Chương 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ Để transistor dẫn bão hịa ta có K = ÷ Ta chọn K = 2.5 I BQ1 = 2.5 × I CQ1 β = 2.5 × 0.039 = 0.98 mA 100 Điện áp mức cao vi ñiều khiển 5V ⇒ R1 = VVDK − VBE − 0.7 = = 4387 Ω I BQ 0.98mA Chọn giá trị chuẩn R1=4.7 K Diode loại 1N4007 có diện áp phân cực 12V R2 = VD − VOPTO 12 − 1.2 = = 2700 I OPTO 4mA Chọn giá trị cho R2 =2.7 K Giả sử hệ số truyền ñạt 100% nên IOPTO = ICsat=4 mA R3 = VCC − VBE − 0.2 = = 1200 Ω I Csat 4mA Chọn giá trị chuẩn R3 =1200 Ω Chọn C1 Các giá trị ñược chọn: R1 = 4.7 K R2 = 2.7 K R3 = 1.2 K C1 = 0.68 uF 6.6 KẾT LUẬN: Như ñã giới thiệu phần trên, module ñược giới thiệu chương có mối quan hệ mật thiết với Hệ thống khơng thể hoạt động thiếu module Vì thế, việc phân tích mạch điện liên quan quan trọng q trình thực Từ việc phân tích mạch điện này, ta biết xác cách hoạt ñộng module mạch Từ ta điều chỉnh thơng số phương hướng lập trình để module kết hợp với cách hoàn hảo tạo thành hệ thống hồn chỉnh GVHD: TS HỒNG THU HÀ - 91 - KẾT LUẬN KẾT LUẬN Qua phần ñã tìm hiểu thi cơng q trình thực luận văn Ta thấy ñược ứng dụng ñiều khiển hệ thống từ xa thực tế có khả ứng dụng cao Gói gọn luận văn khơng thể đáp ứng ñược ứng dụng ñầy ñủ xác Luận văn đơn giản điều khiển thiết bị thơng dụng Ta phát triển theo hướng lớn ñiều khiển dây chuyền sản xuất nhà máy hay hệ thống tự động lớn Vì vậy, ta cần phải tiếp thu tiếp tục nghiên cứu sâu để hồn thành ứng dụng cách tối ưu Các tiêu chí tính ñơn giản mặt kinh tế tiêu chí cần trọng quan tâm trình tối ưu hệ thống Qua trình thực luận văn, em ñã tiếp thu ñược khối lượng kiến thức ñáng kể, kiến thức giúp ích nhiều cho cơng việc sau em Hoàn thành luận văn này, em hy vọng số tài liệu phong phú giúp ích cho bạn sinh viên Các bạn có sở để phát triển thêm nhiều ứng dụng sau để đóng góp ứng dụng vào q trình phát triển cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước Luận văn đạt kết sau: 1) Đã thực ñược giao tiếp Modem GSM với Matlab qua giao diện GUI 2) Thực ñược việc bắt tay giao tiếp vi ñiều khiển Modem GSM 3) Vi ñiều khiển nhận biết câu lệnh, phân tích câu lệnh để điều khiển bật, tắt số thiết bị điện thơng qua mạch rờ le giả lập thiết bị ñiện nhà 4) Hiển thị số thông tin cần thiết lên hình LCD Bên cạnh thành cơng ñạt ñược, luận văn có số thiếu sót, cụ thể là: o Khi gặp cố ñiện, liệu hệ thống bị trả tình trạng ban đầu: Mật thay đổi (nếu có) khơng cịn hiệu lực mà thay mật mặc ñịnh hệ thống Các thiết bị trở tình trạng ban đầu khởi tạo (trạng thái tắt) GVHD: TS HOÀNG THU HÀ - 92 - KẾT LUẬN o Hệ thống ñiều khiển ñược thiết bị o Hệ thống chưa lập trình cho việc xử lý tin nhắn theo kiểu chữ thường HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI: Hướng phát triển q trình truyền nhận tin nhắn: Ở đây, sử dụng Modem GSM ñể nhận gửi tin nhắn điện thoại di động thơng thường Như vậy, thay dùng Modem GSM, ta sử dụng điện thoại thơng thường để hạ thấp giá thành hệ thống Trong trình thực đề tài, em tìm thấy số hướng phát triền khác ñể tiết kiệm tối ña mặt tài cho thiết bị hệ thống: a Thay Modem GSM ñiện thoại ñơn giản thơng thường: Trong q trình thực để tài, qua số tài liệu ñọc ñược, em thấy ñược chế nhận tin nhắn số loại ñiện thoại sau: Ở số ñiện thoại ñời cũ (ña phần ñiện thoại hình ñen trắng), tin nhắn ñược nhận, lưu trực tiếp vào sim vị trí sau nhớ Sim Đa phần Sim ñiện thoại ñời trước ñây ñời sau lưu ñược tối thiểu 35 tin nhắn Bên cạnh đó, thị trường có nhiều thiết bị dùng ñể ñọc liệu từ Sim ñiện thoại Như vậy, hệ thống thay hệ thống mới, với ñiện thoại di động thơng thường lúc nhận nhắn tin nhắn Kết hợp với thiết bị lúc sẵn sàng để phân tích tin nhắn vừa ñược lưu trữ Sim Và ñiều cần làm phân tích chuỗi liệu giao tiếp Sim -> dụng cụ ñọc Sim vi ñiều khiển Ưu ñiểm hướng phát triển nằm trực tiếp khía cạnh kinh tế, giá thành hệ thống khoảng 1/3 giá thành hệ thống cũ Nhưng bù lại, hệ thống cịn có nhiều khuyết điểm, nhận phân tích tin nhắn để điều khiển mà nhắn tin phản hồi trạng thái thơng tin khác đến người sử dụng Vì theo số tài liệu thu thập ñể gửi tin nhắn, ta thực trực GVHD: TS HOÀNG THU HÀ - 93 - KẾT LUẬN tiếp Sim mà phải thực máy ñiện thoại Muốn thực ñược ñiều cần phải can thiệp trực tiếp vào phần mềm phần cứng ñiện thoại Vấn ñề không thuộc chuyên ngành viễn thơng nên em chưa có thời gian nghiên cứu b Thay ñiện thoại ñang dùng thị trường: Hiện nay, với nhiều loại ñiện thoại ña dạng ñang xuất thị trường, ta sử dụng chúng để kết hợp với hệ thống Với loại điện thoại nhà sản xuất ñiều cung cấp phần mềm ñể ñiện thoại giao tiếp với máy tính qua sợi cáp Dùng phần mềm này, ta thực nhiều việc như: ñọc liệu từ ñiện thoại (bao gồm danh bạ tin nhắn), nâng cấp phần mềm cho điện thoại, … nhiều tính khác Như vậy, điện thoại giao tiếp với máy tính sợi cáp theo máy cung cấp nhà sản xuất Và thay giao tiếp với máy tính, ta phân tích luồng liệu thực giao tiếp thẳng với vi ñiều khiển Ưu ñiểm hệ thống ta sử dụng điện thoại để tích hợp với hệ thống Khuyết ñiểm chủ yếu giá thành Các điện thoại giao tiếp với máy tính thị trường thường có giá xấp xỉ cao nhiều so với Modem GSM Nên hướng phát triển không khả thi c Sử dụng ñiện thoại cố ñịnh không dây: Các ñiện thoại cố ñịnh không dây ñược cung cấp nhiều nhà cung cấp lớn như: EVN, VNPT, Gphone, Viettel, … có giá thành tương đối rẻ so với Modem GSM Một số loại có sử dụng Chip tương tự với chip WaveCom Modem GSM dùng tập lệnh AT để lập trình cho chúng Hướng phát triển q trình điều khiển thiết bị: Trước hết, ta cần nâng số lượng thiết bị cần ñiều khiển lên cách sử dụng IC mở rộng Port ñiều khiển IC ñịnh ñịa GVHD: TS HOÀNG THU HÀ - 94 - KẾT LUẬN Thêm vào đó, cần phải tối ưu hóa việc giữ trạng thái hệ thống gặp cố ñiện cách dùng thêm nhớ ROM (bộ nhớ cố định thêm ngồi) Như vậy, ñiện, trạng thái thiết bị mật lưu trữ khơng bị Hệ thống ñược thực ñiều khiển thiết bị ñiện thơng qua rờ le các đường dẫn tín hiệu điều khiển đến thiết bị dây dẫn thông thường Điều làm cho hệ thống thêm rườm rà có nhiều thiết bị dây dẫn tín hiệu Và hệ thống bị tê liệt dây dẫn bị đứt lý khách quan ñó Để giải vấn ñề này, ta dùng giải pháp ñiều khiển thiết bị hồng ngoại, sóng vi ba hay cao giải pháp sóng siêu âm Khi đó, hệ thống gồm thiết bị chủ nằm cố ñịnh thiết bị nằm rải rác khoảng cách khác nhà Vì điều khiển tín hiệu hồng ngoại, vi ba sóng siêu âm nên khoảng điều khiển kéo dài thêm đáng kể, góp phần nâng cao hiệu suất sử dụng hệ thống GVHD: TS HOÀNG THU HÀ - 95 - TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO MATLAB ứng dụng viễn thông: Phạm Hồng Liên (Chủ biên) – Đặng Ngọc Khoa – Trần Thanh Phương Họ vi ñiều khiển 8051: Tống Văn On, Hoàng Đức Hải Datasheet P89V51RD2 Philips Semiconductor http://www.Atmel.com http://khongtenmien.com http://www.Atmel.com http://www.Datasheet.com http://www.Dientuvietnam.com.vn http://www.Picvietnam.com.vn 10 http://www.cse.hcmut.edu.vn 11 http://www.scribd.com 12 http://www.tailieu.vn 13 http://www.vi.wikipedia.org 14 http://www.tudiencongnghe.com 15 http://www.tratu.vn GVHD: TS HOÀNG THU HÀ - 96 - PHỤ LỤC GVHD: TS HOÀNG THU HÀ PHỤ LỤC GVHD: TS HOÀNG THU HÀ - 97 -