Điều khiển xe mô hình bằng sóng RF

Vấn đề đặt ra trước tiên khi xây dựng một hệ thống tự động hóa, điều khiểnkhông còn là nên hay không nên, mà là lựa chọn hệ thống điều khiển, mạng truyềnthông nào để điều khiển và giám s

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên cho em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy, cô giáo Trường Đại HọcGiao Thông Vận Tải Hà Nội, các thầy cô giáo trong bộ môn Kĩ Thuật Điện Tử đãnhiệt tình giảng dạy và truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm quý giá trongsuốt 4 năm học đại học

Trong quá trình thực hiện đồ án chúng em đã nhận được sự chỉ bảo, hướng dẫntận tình của các thầy cô trong khoa Điện – Điện Tử đặc biệt là sự chỉ dẫn và góp ýcủa thầy Hồ Thành Trung đã nhiệt tình cung cấp thông tin hướng dẫn và giúp đỡ

em kiểm tra, khắc phục những thông tin chưa chính xác để em có thể hoàn thành

đồ án này

Cuối cùng em xin chúc các thầy cô giáo trong Trường Đại Học Giao Thông VậnTải Hà Nội và đặc biệt là các thầy cô giáo trong bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử có sứckhỏe tốt, công tác và giảng dạy tốt để tiếp tục truyền đạt những kiến thức quý báucho chúng em

Em xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT.

modulation/Frequencymodulation

Điều chế biên độ/Điềuchế tần số

ASK Amplitude Shift Keying Một dạng của điều chế

biên độFSK Frequency Shift Keying Một dạng của điều chế

tần sốPSK Phase Shift Keying Một dạng của điều chế

pha

modulation Điều chế biên độ xungPPM pulse position modulation Điều chế vị trí xung

PTM Pulse -time Modulation Điều chế xung thời gian

DẪN NHẬP

Đặt vấn đề

Sự phát triển của các ngành kỹ thuật điện tử, công nghệ thông tin,…đã và đangđạt được nhiều tiến bộ mới Không những làm giảm nhẹ sức lao động của conngười mà còn góp phần rất lớn trong việc nâng cao năng suất lao động, cải thiệnchất lượng sản phẩm chính vì thế ngày càng khẳng định được vị trí cũng như vaitrò của mình trong các ngành công nghiệp và đang được phổ biến rộng rãi trongcác hệ thống công nghiệp nói chung và Việt Nam nói riêng

Không chỉ dừng lại ở đó, sự phát triển của kĩ thuật điện tử còn đem lại nhiều tiệních phục vụ đời sống hàng ngày cho con người Để phục vụ tốt hơn nữa đời sốngcon người trong thời điểm xã hội ngày càng hiện đại và phát triển hiện nay Thaythế dần con người làm việc ở những nơi nguy hiểm, độc hại những nơi mà conngười không thể tới được

Vấn đề đặt ra trước tiên khi xây dựng một hệ thống tự động hóa, điều khiểnkhông còn là nên hay không nên, mà là lựa chọn hệ thống điều khiển, mạng truyềnthông nào để điều khiển và giám sát cho phù hợp với yêu cầu và nhiệm vụ thực tế.Truyền dữ liệu không dây là một mảng lớn trong điện tử thông tin, dữ liệu đượctruyền đi có thể là tương tự cũng có thể là số Trong truyền dữ liệu không dây, hiệuquả nhất vẫn là truyền bằng sóng điện từ hay sóng Radio, bởi những ưu điểm làtruyền ở khoảng cách xa, đa hướng, tần số hoạt động cao Truyền dữ liệu số đượcứng dụng rất rộng rãi, nhất là trong lĩnh vực điều khiển, thông tin số Nhiều vimạch hỗ trợ xử lý tín hiệu không dây được sử dụng như PT2248, PT2249, PT9148,PT9149, PT2262, PT2272, HT640, HT648… Vấn đề đặt ra là các vi mạch nàytruyền dữ liệu chỉ dành cho mục đích riêng là điều khiển thiết bị, thông tin đượctruyền đi đã được mã hoá sẵn, số bit dữ liệu truyền đi thấp, không phù hợp với nhucầu truyền dữ liệu hàng loạt và liên tục

Do đó em chọn đề tài “Điều khiển xe mô hình bằng sóng RF ”

Khả năng ứng dụng của đề tài không chỉ dừng lại ở việc điều khiển một ô tô từ xa

mà trong tương lai có thể điều khiển các thiết bị chuyển động từ xa: Robot tự hành,các robot nạo vét cống rãnh, robot thám hiểm, dò phá bom mìn, điều khiển và giámsát các đèn tín hiệu giao thông từ xa…điều khiển các thiết bị ở những nơi mà conngười không thể trực tiếp tới được, các thiết bị chữa cháy từ xa, điều khiển các thiết

bị ở những môi trường hóa chất độc hại, các thiết bị đóng cắt từ xa trong các trạmbiến áp trong nhà máy điện…

Yêu cầu của đề tài – Giới hạn của đề tài

Ta thấy mỗi robot đều thực hiện một công việc riêng ứng với nhà thiết kế tạo ra Ởđây em thiết kế robot với mục tiêu sử dụng sóng RF để điều khiển thay vì dùng dâycáp

Quá trình điều khiển xe tổng quan

Không gian điều khiển xeTuy đề tài không mới với công nghệ hiện nay nhưng đó là đề tài có nhiều ứng dụngtrong đời sống cũng như sản xuất và đó cũng là bước khởi đầu để chúng em tiếpcận với kĩ thuật công nghệ ngày nay Do đó đề tài này chúng em có thể thực hiện

Xe mô hình

Magnetic Fields( Lĩnh vực từ trường) là một môi trường vật chất đặc biệt sinh

ra quanh các điện tích điểm đang chuyển động hoặc là do sự biến thiên của điệntrường

Ví dụ: Khi có một dòng điện xoay chiều đang chạy Chúng ta di chuyển sợi dâycủa dòng điện đang chạy Lập tức nó sinh ra một từ trường

Xét về mặt bản chất, điện trường và từ trường là biểu hiện riêng lẻ của mộttrường thống nhất gọi là điện từ trường

Điện từ trường do một điện tích điểm dao động theo phương thẳng đứng tại Osinh ra sẽ lan truyền trong không gian dưới dạng sóng Sóng đó người ta gọi đó làsóng điện từ

Hecxo là người đầu tiên phát được sóng điện từ bằng cách tạo ra những xungđiện biến thiên rất nhanh giữa hai điểm nối với hai bản của một tụ điện cao thế Ông nghiên cứu được tính chất sóng điện từ phát ra nó cũng có những tính chấtgiống như là sóng cơ học Chúng phản xạ được trên những mặt kim loại Chúnggiao thoa được với nhau… Ông cũng đo được vận tốc truyền của sóng điện từ là300.000km/s Trùng với vận tốc truyền đi của ánh sáng Và ánh sáng thì người tacũng gọi nó cũng là một loại sóng điện từ

- Sóng điện từ và thông tin vô tuyến

Sóng điện từ được sử dụng rộng rãi trong thông tin vô tuyến truyền thanh vàtruyền hình, cũng như trong một số lĩnh vực khác như vô tuyến định vị radar , thiênvăn vô tuyến , điều khiển bằng vô tuyến… Sóng điện từ được đặc trưng bằng tấn

số hoặc bằng bước sóng Giữa bước sóng đo bằng mét và tần số hertz của sóng điện

từ có hệ thức:

λ=1/fNhững dao động điện từ có tần số hàng chục và hàng trăm Hz bức xạ rấtyếu Sóng điện từ của chúng không có khả năng truyền đi xa Trong thông tin vô

tuyến, người ta sử dụng những sóng có tần số từ hàng nghìn héc (Hz) trở lên, gọi làsóng vô tuyến Các sóng vô tuyến được phân thành các loại như sau:

Bảng 1.1.Phân loại sóng vô tuyến.

100-1km1000-100m100-10m10-0,01m

Như đã nói ở trên, sóng càng ngắn (tức là tần số càng cao) thì năng lượngsóng càng lớn Các sóng dài ít bị nước hấp thụ Chúng được dùng để thông tin dướinước, và ít được dùng để thông tin trên mặt đất, vì năng lượng của chúng thấp,không truyền được đi xa

Các sóng trung truyền dọc theo bề mặt của trái đất Ban ngày chúng bị tầngđiện li hấp thụ mạnh, nên không truyền được xa (tầng điện li là tầng khí quyển ở độcao từ 50km trở lên, chứa rất nhiều hạt tích điện là các electron và các loại ion).Ban đêm, tầng điện li phản xạ các sóng trung nên chúng truyền được xa Vì vậyban đêm nghe đài bằng sóng trung rõ hơn ban ngày

Các sóng ngắn có năng lượng lớn hơn sóng trung Chúng được tầng điện liphản xạ về mặt đất, mặt đất phản xạ lại lần thứ hai tầng điện li phản xạ lần thứ bav.v… Vì vậy một đài phát sóng ngắn với công suất lớn có thể truyền sóng đi mọiđịa điểm trên mặt đất

Các sóng cực ngắn có năng lượng lớn nhất, không bị tầng điện li hấp thụhoặc phản xạ, có khả năng truyền đi rất xa theo đường thẳng, và được dùng trongthông tin vũ trụ Vô tuyến truyền hình dùng các sóng cực ngắn, không truyền được

xa trên mặt đất Muốn truyền hình đi xa, người ta phải làm các đài tiếp sóng trunggian, hoặc dùng vệ tinh nhân tạo để thu sóng của đài phát

- Sự hoạt động của sóng vô tuyến:

Các sóng vô tuyến được tạo ra từ một máy phát và gửi đến máy nhận ở một vị tríkhác

- Nguyên tắc hoạt động của một máy phát vô tuyến điện:

Hình 1.1.Sơ đồ khối một thiết bị phát sóng điều biên (AM).

Trên hình là sơ đồ nguyên tắc của máy phát vô tuyến điện Sóng âm đập vàomàng rung của micro Màng rung dao động với tần số f’ và làm phát sinh ra mộtdao động điện cũng với tần số f’ trong mạch điện của micro Dao động đó đượcđưa đến bộ khuếch đại âm tần khi ra khỏi bộ khuếch đại và được đưa vào bộ biếnđiệu Đồng thời một máy phát dao động điện cao tần phát ra một dao động điện,dao động đó cũng được đưa đến bộ biến điệu Dao động ra khỏi bộ biến điệu là daođộng đã được biến điệu Dao động đã được biến điệu được đưa qua bộ khuếch đạicao tần rồi đến anten và anten phát ra một loại sóng điện từ có tần số sóng là f và

có biên độ sóng dao động với tần số f Sóng cao tần đó gọi là sóng mang, tần số fcủa nó gọi là tần số mang Nó mang biên độ của tần số f’ do micro gửi vào

Sóng mang được tạo ra là nhờ chúng ta đã thay đổi biên độ hoặc tần số hoặcpha của một tín hiệu điện cần phát ra Tất cả các dạng truyền thông dùng sóng vôtuyến đều dùng vài dạng điều chế để truyền dữ liệu Để mã hóa dữ liệu vào trongmột dữ liệu truyền qua sóng AM/FM , điện thoại di động, truyền hình vệ tinh taphải thực hiện một vài kiểu điều chế trong sóng vô tuyến đang truyền

Phương pháp biến điệu biên độ là phương pháp đơn giản nhất Trong kĩ thuật vôtuyến điện ,ngưởi ta còn sử dụng phương pháp biến điệu tần số và pha nữa

- Các phương thức điều chế :

Trong quá trình lưu trữ và truyền gửi, dữ liệu luôn phải được biến đổi, mã hoá đểsao cho phù hợp với vật mang, có khả năng truyền tải trên đường truyền, có khảnăng bảo vệ, tránh các lỗi có thể xảy ra, khi đó dữ liệu thường mã hoá dướidạng tín hiệu số hoặc tương tự tuỳ thuộc vào yêu cầu, mục đích của con người sửdụng

Tín hiệu tương tự là tín hiệu có biên độ liên tục tức là có thể nhận một giá trị bất kỳtrong một khoảng nào đó.

Tín hiệu số là tín hiệu có biên độ rời rạc, tức là chỉ nhận M giá trị trong đó M làmột số hữu hạn

+ Điều chế ở dữ liệu số:

Để dữ liệu có thể được truyền , tín hiệu phải được xử lý sao cho bên máy nhận cócách để phân biệt bit 0 và 1 Phương pháp xử lý tín hiệu sao cho nó tượng trưngcho nhiều mẫu dữ liệu được gọi là điều chế Phương thức này sẽ biến tín hiệu vàotrong sóng mang Phương thức này mã hóa dữ liệu sao cho có thể truyền Có bakiểu điều chế : điều biên( Amplitude Shift Keying – ASK ), điều tần( FrequencyShift Keying- FSK ) và điều pha( Phase Shift Keying –PSK )

+ Điều chế ở dữ liệu tương tự:

Tín hiệu truyền đi xa, dùng anten để thu, muốn có hiệu quả cao cần có tần số cao,

và cho phép với nhiều tần số khác nhau

- Các phương pháp mã hoá:

+ Điều biên AM (Amplitude Modulation)

+ Điều tần FM (Frequency Modulation)

+ Điều pha PM (Phase Modulation)

Phương tiện truyền thông không dây được hướng dẫn truyền và tiếp nhận bởianten

Bảng 1.2.Dải tần số, ứng dụng trong phương tiện truyền thông vô tuyến.

Sự biên thiên Độ rộng dải tần Sự điều biến Tốc độ dữ

Tần số 1-30GHz ( Tần số sử dụng thường cao hơn dải tầng)

Truyền phát dùng cách anten Parapol với đường kính lớn 3m đặt cố định,truyền tập

trung với chùm tia hẹp, thường được dùng truyền cả tín hiệu nói và hình ảnh

+Ứng dụng :

Hệ thống viba mặt đất trong các dịch vụ viễn thông

Trong các ứng dụng với khoảng cách ngắn

Khắc phục địa hình mà đường truyền hữu tuyến không thực thi được

- Sóng vô tuyến (Radio):

Tần số 3KHz -300GHz Khoảng tần số MF, HF dành cho Radio(Phát thanh) và dảitần UHF, VHF dành cho truyền hình

Truyền phát: Dùng anten không yêu cầu hình dạng cụ thể, sóng vô tuyến ít bị mấtmát tín hiệu do nhạy cảm với môi trường truyền

Khoảng cách cực đại giữa các anten được tính theo công thức :

D=7,14* sqrt(Kh)

Trong đó:

D là khoảng cách giữa các anten(Km)

h là chiều cao của anten(m)

K là hệ số điều chỉnh tính toán khúc xạ xuống mặt đất ,K=4/3

Sóng vô tuyến là một kiểu bức xạ điện từ với bước sóng trong phổ điện

từ dài hơn ánh sáng hồng ngoại Sóng vô tuyến có tần số từ 3 kHz tới 300 GHz,tương ứng bước sóng từ 100 km tới 1 mm Giống như các sóng điện từ khác, chúngtruyền với vận tốc ánh sáng Sóng vô tuyến xuất hiện tự nhiên do sét, hoặc bởi cácđối tượng thiên văn Sóng vô tuyến do con người tạo nên dùng cho radar, phátthanh, liên lạc vô tuyến di động và cố định và các hệ thống dẫn đường khác Thôngtin vệ tinh, các mạng máy tính và vô số các ứng dụng khác Các tần số khác nhaucủa sóng vô tuyến có đặc tính truyền lan khác nhau trong khí quyển Trái Đất; sóngdài truyền theo đường cong của Trái Đất, sóng ngắn nhờ phản xạ từ tầng điện li nên

có thể truyền rất xa, các bước sóng ngắn hơn bị phản xạ yếu hơn và truyền trênđường nhìn thẳng

Sóng vô tuyến lần đầu được dự báo bởi tác phẩm toán học xuất bản năm

1867 do James Clerk Maxwell viết Maxwell nhận thấy các tính chất giống sóngcủa ánh sáng và tương đồng trong các quan sát về từ trường và điện trường Sau đóông đề xuất các phương trình mô tả sóng ánh sáng và sóng vô tuyến như sóng điện

từ truyền trong không gian Năm 1887, Heinrich Hertz đã chứng minh tính chínhxác sóng điện từ của Maxwell bằng cách thử nghiệm tạo ra sóng vô tuyến trongphòng thí nghiệm của mình Ngay sau đó rất nhiều phát minh đã được khám phá, từ

đó sóng vô tuyến đã được sử dụng để truyền thông tin qua không trung

Sóng vô tuyến truyền với vận tốc ánh sáng trong chân không Nếu sóng vôtuyến đập vào vật thể dẫn điện có kích thước bất kỳ, nó sẽ đi chậm lại phụ thuộcvào độ từ thẩm và hằng số điện môi

Bước sóng là khoảng cách từ một đỉnh sóng này tới đỉnh sóng kế tiếp, tỉ lệnghịch với tần số Khoảng cách sóng vô tuyến đi được trong 1 giây ở chân không là299.792.458 mét, đây là bước sóng của tín hiệu vô tuyến 1Hz Một tín hiệu vôtuyến 1Mhz có bước sóng là 299 mét

1.1.2 Ứng dụng

Sóng vô tuyến được ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống như :

- Liên lạc vô tuyến

Để thu được tín hiệu vô tuyến, ví dụ như từ các đài vô tuyến AM/FM, cần mộtanten vô tuyến Tuy nhiên, anten sẽ nhận được hàng ngàn tín hiệu vô tuyến tại mộtthời điểm, một bộ dò sóng vô tuyến là cần thiết để điều chỉnh tới một tần số cụ thể(hay dải tần số).Điều này được thực hiện thông qua một khung cộng hưởng (đây làmột mạch với tụ điện và cuộn cảm) Khung cộng hưởng được thiết kế để cộnghưởng với một tần số cụ thể (hay băng tần), do đó khuếch đại sóng sin ở tần số vôtuyến cần thu, trong khi bỏ qua các sóng sin khác Thông thường, hoặc điện cảmhoặc tụ điện sẽ được điều chỉnh, cho phép người dùng thay đổi tần số muốn thu

- Trong y tế

Năng lượng tần số vô tuyến (RF) đã được dùng trong điều trị y tế hơn 75 nămqua nói chung từ các ca phẫu thuật xâm lấn tối thiểu và động máu, bao gồm cả điềutrị ngưng thở khi ngủ Chụp cộng hưởng từ (MRI) dùng tần số vô tuyến để tạo rahình ảnh về cơ thể con người

- Thiên văn vô tuyến

Thiên văn học vô tuyến là một phân ngành thiên văn trẻ, nghiên cứu các thiênthể thông qua bức xạradio, trong đó ngành thiên văn học vô tuyến thụ động ghinhận bức xạ radio từ các thiên thể, trong khi thiên văn học vô tuyến chủ động phátbức xạ radio và đón nhận bức xạ phản vọng từ các thiên thể gần như Mặt Trời, MặtTrăng, Sao Kim v.v Các quá trình vật lí phát ra sóng radio rất khác biệt so với cácquá trình vật lí phát ra ánh sáng trong những vùng quang phổ điện từ khác Bức xạ

radio của các thiên thể được phát ra trong vùng bước sóng 10−3 - 4.10 m Bức xạnày không chỉ đi qua được tầng khí quyển của Trái Đất mà còn xuyên qua các đámmây khí bụi giữa các vì sao.

Đặc tính mang tính chất lịch sử này đã vén lên bức rèm ngăn cản việc quansát các thiên thể bị che khuất trong vùng ánh sáng Các bước tiến thành công tronglĩnh vực đo giao thoa vô tuyến đã cho phép các nhà thiên văn học thu thập nhữnghình ảnh với độ phân giải cao Các đài thiên văn vô tuyến, các giao thoa kế vôtuyến chân đế dài đã mang lại những khám phá thiên văn học quan trọng, trong đóphải kể đến việc khám phá các thiên hàradio, các pulsar, phương pháp khuếch đạisóng maser và khám phá bức xạ phông vi sóng vũ trụ Các vệ tinh nhân tạo ứngdụng thiên văn vô tuyến chủ động vệ tinh để khảo sát địa hình Trái Đất, Mặt Trăng,quan sát bề mặt Sao Kim trong vùng sóng radio

1.2.1 Giới thiệu về IC AT89S52

IC AT89S52 là phiên bản của 8051 có ROM trên chip ở dạng bộ nhớ Flash Phiênbản này rất lý tưởng vì bộ nhớ Flash có thể xóa trong vài giây Ta gọi IC này là bộVĐK vì chúng chứa ROM, RAM, các cổng nối tiếp và song song AT89S52 được

sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và trong sản phẩm máy móc tiêu dùng

Cùng với họ 89S52 có một số VĐK khác Về cơ bản chúng đều giống nhau,chúng chỉ khác nhau ở vùng nhớ nội bao gồm vùng nhớ mã lệnh, vùng nhớ dữ liệu

và một số Timer

1.2.2 Cấu trúc của IC AT89S52

Trung tâm của 89S52 vẫn là xử lý trung tâm (CPU) Để kích thích cho toàn

bộ hệ thống hoạt động, AT89S52 có bộ dao động nội với thạch anh được ghép từbên ngoài với tần khoảng từ 12Mhz đến 24Mhz liên kết các phần tử với nhau làcác bus nội, gồm có bus dữ liệu, bus địa chỉ và bus điều khiển AT89S52 có 8kROM, 256 bytes RAM và một số thanh ghi bộ nhớ…nó giao tiếp với bên ngoài qua

3 cổng song song và một cổng nối tiếp để thu, phát dữ liệu nối tiếp với chế độ lậptrình được hai bộ định thời 16 bit của 89S52 còn có 2 ngắt ngoài cho phép nó đápứng và xử lý điều kiện bên ngoài theo cách ngắt quãng, rất hiệu quả trong các ứngdụng điều khiển Thông qua các chân điều khiển và các cổng song song 89S52 cóthể mở rộng bộ nhớ ngoài lên đến 64kbs dữ liệu

Sơ đồ khối VĐK

Hình 1.2 Sơ đồ khối họ 8051.

1.2.3 Sơ lược chân AT89S52

Hình 1.3.Sơ đồ chân IC AT98S52.

- Port0: là port có 2 chức năng, ở trên chân từ 32 đến 39 của MC89S52.

Trong các thiết kế cỡ nhỏ không dùng bộ nhớ ngoài, P0 được sử dụng như lànhững cổng I/O Còn trong các thiết kế lớn có yêu cầu một số lượng đáng kể bộnhớ ngoài thì P0 trở thành các đường truyền dữ liệu và 8 bit thấp của bus địa chỉ

- Port1: là một port I/O chuyên dụng, trên các chân 1-8 của

MC89S52 Chúng được sử dụng với một múc đích duy nhất là giao tiếp với cácthiết bị ngoài khi cần thiết

- Port2: là một cổng có công dụng kép trên các chân 21 – 28 của MC 89S52.

Ngoài chức năng I/O, các chân này dùng làm 8 bit cao của bus địa chỉ cho những

mô hình thiết kế có bộ nhớ chương trình ROM ngoài hoặc bộ nhớ dữ liệu RAM códung lượng lớn hơn 256 byte

- Port3: là một cổng có công dụng kép trên các chân 10 – 17 của MC 89S52.

Ngoài chức năng là cổng I/O, những chân này kiêm luôn nhiều chức năng khác nữaliên quan đến nhiều tính năng đặc biệt của MC 89S52, được mô tả trong bảng sau:

Bảng 1.3.Chức năng các chân Port 3.

Bít Tên Chức năng

P3.0 RXD Dữ liệu nhận cho port nối tiếp

P3.1 TXD Dữ liệu truyền cho port nối tiếp

P3.2 INTO Ngắt bên ngoài 0

P3.3 INT1 Ngắt bên ngoài 1

P3.4 T0 Ngõ vào của timer/counter 0

P3.5 T1 Ngõ vào của timer/counter1

P3.6 WR Xung ghi bộ nhớ ngoài

P3.7 RD Xung đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài

- Chân PSEN (Program Store Enable)

PSEN là tín hiêu ngõ ra ở chân 29 có tác dụng cho phép đọc bộ nhớ chươngtrình mở rộng thường được nói đến chân OE của Eprom cho phép đọc các byte mởrộng PSEN ở mức thấp trong thời gian Microcontroller 8951 lấy lệnh Các mã lệnhcủa chương trình được đọc từ Eprom qua bus dữ liệu và được chốt từ thanh ghilệnh bên trong 89S52 để giải mã lệnh Khi 89S52 thi hành chương trình trongROM nội PSEN sẽ ở mức logic 1

- Chân ALE (Address Latch Enable)

Khi AT89S52 truy xuất bộ nhớ bên ngoài, port 0 có chức năng là bus địa chỉ vàbus dữ liệu do đó phải tách các đường dữ liệu và địa chỉ Tín hiệu ra ALE ở chânthứ 30 dùng làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp các đường địa chỉ và dữ liệu khikết nối chúng với IC Tín hiệu ra ở chân ALE là một xung trong khoảng thời gianport 0 đóng vai trò là địa chỉ thấp nên chốt địa chỉ hoàn toàn tự động

- Chân \EA (External Access)

Tín hiệu vào \EA ở chân 31 thường được mất lên mức 1 hoặc mức 0 Nếu ởmức 1, 89S52 thi hành chương trình từ ROM nội trong khoảng địa chỉ thấp 8KB.Nếu ở mức 0, 89S52 sẽ thi hành chương trình từ bộ nhớ mở rộng chân \EA đượclấy làm chân cấp nguồn 21V khi lập trình cho Eprom trong AT89S52

- Chân RST (Reset)

Ngõ vào RST ở chân 9 là ngõ vào reset của 89C51 Khi ngõ vào tín hiệu nàyđưa lên cao ít nhất là 2 chu kỳ máy, các thanh ghi bên trong được nạp những giá trịthích hợp để khởi động hệ thống Khi cấp điện mạch tự động Reset.

Hình 1.4.Chân Reset.

- XTAL1,XTAL2 (ngõ vào dao động nội)

Hình 1.5 Ngõ vào dao động nội.

Ngõ vào dao động được mô tả như trên,có một thạch anh được nối vào chân

số 18(XTAL2), 19(XTAl1) Và mắc thêm hai tụ hóa 33p để ổn định dao động,thạch anh 12Mhz thường dùng cho họ MCS-51, trừ 80C31BH có thể dung thạchanh lên tới 16Mhz Tuy nhiên, không nhất thiết phải dùng thạch anh mà ta có thểdùng mạch dao động TTL tạo xung clock đưa vào chân XTAL1 và lấy đảo của nóđưa vào XTAL2

IC AT89S52 dùng nguồn một chiều có dải điện áp từ 4V đến 5,5V được cấpbởi chân 40 và 20

1.2.4 Bộ nhớ chương trình

AT89S52 có 8kbyte Flash ROM trên chip, khi chân /EA (chân số 31) được đặt ởmức logic cao (+5v), bộ vi điều khiển sẽ thực hiện chương trình trong bộ nhớ nàybắt đầu từ địa chỉ 0000H Số lần lập trình cho bộ nhớ này khoảng 1000 lần Khichân /EA ở mức logic thấp, bộ nhớ chương trình sẽ thực hiện ở bộ nhớ ngoài(EPROM ngoài), tuy nhiên cần có mạch phối ghép AT89S52.

RAM địa chỉ hóa từng bit có địa chỉ từ 20H đến 2FH: AT89S52 có 128 bit chứacác byte định địa chỉ Các bit có thể được đặt xóa bằng phần mềm với 1 lệnh đơn.RAM đa dụng từ 30H đến 7FH

Các thanh ghi chức năng đặc biệt từ 80H đến FFH

AT89S52 có 21 thanh ghi chức năng ở vùng trên của RAM nội từ địa chỉ 80H đếnFFH

Thanh ghi trạng thái chương trình

Bảng 1.4.Tthanh ghi trạng thái chương trình.

Bit Ký hiệu Địa chỉ Ý nghĩa

bộ định thời có thể lấy nguồn xung lấy từ xung nhịp của vi điều khiển hoặc là lấy

từ nguồn xung từ bên ngoài đưa đến Vi điều khiển AT89S52 có ba bộ định thời 16bit trong đó có hai bộ Timer 0 và Timer 1 có bốn chế độ hoạt động, Timer 2 có bachế độ hoạt động Các bộ định thời được dùng để khẳng định thời gian (hẹn giờ),đếm sự kiện xảy ra bên ngoài vi điều khiển hoặc tạo tốc độ Baud cho cổng nối tiếpcủa vi điều khiển

Trong các ứng dụng định khoảng thời gian, Timer được lập trình sao cho sẽ trànsau một khoảng thời gian và thiết lập cờ tràn bằng 1 Cờ tràn được sử dụng bởichương trình để thực hiện một hành động tương ứng như kiểm tra trạng thái củacác ngõ vào hoặc gửi các sự kiện ra các ngõ ra.

Đếm sự kiện dùng để xác định số lần xảy ra của một sự kiện Trong ứng dụng nàyngười ta tìm cách quy các sự kiện thành sự chuyển mức 1 xuống 0 trên các chân T0hoặc T1 hoặc T2 để dùng Timer tương ứng đếm các sự kiện đó

Dựa trên chức năng này, các bộ định thời có thể được thiết lập trình để tạo xungnhịp, đo thời gian trôi qua giữa hai sự kiện (ví dụ đo độ rộng xung…)

b) Các thanh ghi của bộ định thời

Các thanh ghi của timer 0 và timer 1.

Thanh ghi chế độ định thời (TMOD).

Thanh ghi TMOD chứa hai nhóm 4 bit dùng để đặt chế độ làm việc cho Timer 0 vàTimer 1

Thanh ghi chứa giá trị của các bộ định thời của Timer 0 và Timer 1 là THx vàTLx, là thanh ghi 8 bit để chứa giá trị khởi tạo hoặc giá trị hiện thời của Timer.Thanh ghi này không được định địa chỉ bit

Bảng 1.5.Thanh ghi TMOD.

7 6 5 4 3 2 1 0

Bit Tên Timer Mô tả

6 C/#T1 1 Bit chọn chế độ timer/couter của timer 1.1= bộ đếm sự kiện

0= bộ định khoảng thời gian

Bit 0 chọn chế độ của timer 1:

00: chế độ 0 - timer 13 bit01: chế độ 1 - timer 16 bit10: chế độ 2 - timer 8 bit tự nạp lại11: chế độ 3 - tách timer

3 GATE0 0 Bit mở cổng cho timer 0 Khi được đặt bằng 1 thì timer 0 chỉ chạy khi chân INT0

ở mức cao

2 C/#T0 0 Bit chọn chế độ couter/timer của timer 0

Bảng 1.6.Thanh ghi T2CON.

T2CON.7 T2CON.6 T2CON.5 T2CON.4 T2CON.3 T2CON.2 T2CON.1 T2CON.0

TF2: Cờ báo tràn của timer 2 TF2 không được thiết lập khi TCLK hoặc RCLK

được đặt bằng 1

EXF2: Cờ ngắt ngoài của timer 2 EXF2 = 1 khi xảy ra sự nạp lại hoặc thu nhận.

EXF2 = 1 cũng gây ra ngắt do Timer 2 nếu như ngắt này được lập trình cho phép

RCLK: Bit chọn timer cung cấp xung nhịp cho đường nhận của cổng nối tiếp TCLK: Bit chọn timer cung cấp xung nhịp cho đường truyền của cổng nối tiếp EXEN2: Bit điều khiển hoạt động của Timer 2 Khi EXEN2=1 việc nạp lại hoặc

thu nhận (Capture) diễn ra khi có sự chuyển trạng thái từ 1 sang 0 ở chân T2EXnếu Timer 2 không sử dụng để cung cấp tốc độ Baud cho cổng nối tiếp

TR2: Bit điều khiển hoạt động của timer 2 (tương tự như TR0, 1).

C/#T2: Bit chọn chế độ đếm hoặc định thời của Timer 2 (tương tự như C/#T0,1) CP/#RL2: Bit chọn chế độ thu nhận hay nạp lại của Timer 2

Khi CP/#RL2C được thiết lập bằng 1 việc thu nhận được thực hiện khi có sườnxuống ở chân T2EX và bit EXEN1 được đặt là 1

Khi CP/#RL2C được đặt bằng 0, việc nạp lại được thực hiện khi có sườn xuống ởchân T2EX và bit EXEN2 được đặt là 1 Nếu RCLK hoặc TCLK = 1, bit này được

bỏ qua, Timer 2 tự nạp lại khi tràn

Thanh ghi T2MOD

Thanh ghi TMOD có địa chỉ 0C9H, thanh ghi này không định địa chỉ bit

Bảng 1.7.Thanh ghi T2MOD.

T2MOD.7 T2MOD.6 T2MOD.5 T2MOD.4 T2MOD.3 T2MOD.2 T2MOD.1 T2MOD.0

Cho phép đầu ra khi sử dụng Timer 2 để chế tạo

xung (chế tạo xung – clock out)

Bit cho phép Timer 2 hoạt động như bộ đếm

tiến/lùi

Thanh ghi TH2 và TL2, RCAP2H và RCAP2L.

Cũng giống như TH0, TH1 và TL0, TL1 chứa giá trị đếm của Timer 2, tuy nhiênkhác nhau là timer 0, 1 có thể dùng THx để chứa giá trị nạp lại còn Timer 2 dùngRCAP2H và RCAP2L để chứa giá trị cần nạp lại

1.2.7 Cổng nối tiếp

a) Giới thiệu

AT89S52 có một cổng nối tiếp (UART) trên chip có thể hoạt động ở nhiều chế độkhác nhau với các tốc độ khác nhau Chức năng chủ yếu của cổng nối tiếp làchuyển đổi song song sang nối tiếp với dữ liệu xuất và chuyển đổi nối tiếp sangsong song với dữ liệu nhận Dữ liệu đi và về hoàn toàn độc lập với nhau, do đó cóthể truyền nhận đồng thời, và cổng nối tiếp có đặc tính như vậy còn gọi là cổngsong cổng (Full Duplex)

Hình 1.6.Sơ đồ cổng giao tiếp.

b) Các thanh ghi của cổng nối tiếp

Thanh ghi điều khiển cổng nối tiếp (SCON-Serial Controller)

Thanh ghi điều khiển cổng nối tiếp SCON ở địa chỉ 98H chứa bít trạng thái và bitđiều khiển cổng nối tiếp Các bit điều khiển đặt chế độ hoạt động cho cổng nối tiếp,các bít trạng thái có thể được kiểm tra bằng phần mềm hoặc có thể được lập trình

để tạo ngắt

Bảng 1.8.Chức năng thanh ghi điều khiển SCON.

SCON.7 SM0 9FH Bit 0 chọn chế độ cho cổng nối tiếp

SCON.6 SM1 9EH Bit 1 chọn chế độ cho cổng nối tiếp

SCON.5 SM2 9DH Bit 2 chọn chế độ cho cổng nối tiếp

SCON.4 REN 9CH Bit cho phép thu,đặt bằng 1 để nhận kí tựSCON.3 TB8 9BH Bit truyền thứ 9 dùng trong UART 9 bitSCON.2 RB8 9AH Bit nhận thứ 9 dùng trong UART 9 bit

Thanh ghi đệm truyền nhận ở cổng nối tiếp (SBUF-Serial Buffer)

Thanh ghi này có chức năng đệm các kí tự khi chúng được nhận về từ cổng nối tiếphoặc truyền đi từ cổng nối tiếp, việc truyền nhận thực chất là việc truy xuất thanhghi này

c) Trao đổi dữ liệu qua cổng nối tiếp

Gồm 3 thao tác:

- Khởi tạo cổng nối tiếp

- Truy xuất SCON để đặt các thông số như chế độ hoạt động, cho phép thu…

- Thiết lập hoặc xóa bit SMOD của thanh ghi PCON để đặt hệ số chia tốc độbaud.

- Truy xuất các thanh ghi của Timer 1 và Timer 2 để đặt tốc độ baud cho cổngnối tiếp (chỉ với chế độ 1 và chế độ 3)

- Kiểm tra cờ TI (khi truyền) và kiểm tra cờ RI (khi thu)

- Ghi/đọc byte dữ liệu ở SBUF

1.2.8 Tổ chức ngắt

Ngắt là những yêu cầu do ngoại vi (là các phần cứng tích hợp trên IC hoặc các tácđộng từ bên ngoài) gửi tới CPU nhằm đòi hỏi những đáp ứng nhất định Mục đíchcủa việc thiết kế cơ chế ngắt trong vi xử lý nhằm tiết kiệm thời gian cho CPU.Trong hầu hết các trường hợp, vi xử lý cần phải thực hiện nhiều nhiệm vụ trongthời gian rất ngắn và liên tục Để đáp ứng kịp thời các sự kiện cần xử lý, CPU cóthể tiến hành thăm dò (Polling), liên tục các sự kiện để xem khi nào chúng xảy rathì xử lý đáp ứng lại Tuy nhiên làm như vậy lãng phí rất nhiều thời gian của CPUtrong khi còn rất nhiều nhiệm vụ khác đang chờ được thực hiện, ngoài ra CPUkhông thể thăm dò liên tục nhiều sự kiện trong cùng một lúc được Người ta tạo rangắt để CPU không phải thăm dò liên tục nhiều sự kiện cần đáp ứng các cơ chếkhác nhau, khi một sự kiện nào đó xảy ra CPU dừng công việc đang làm lại(nhưng phải thực hiện xong việc đang thực hiện, dù mới chỉ ở giai đoạn tìm nạp mãlệnh), và chuyển sang xử xong sự kiện gây ngắt, CPU sẽ tiếp tục quay lại làm tiếpcông việc đang thực hiện (nhờ hoạt động của ngăn xếp) Trong ngắt có hai loại ưutiên ngắt cơ bản là ưu tiên giữa các ngắt xảy ra đồng thời và ưu tiên giữa các ngắtxảy ra khác thời điểm, chen vào nhau Trong cả hai trường hợp, ngắt có ưu tiên caohơn sẽ luôn được phục vụ ngay lập tức

AT89S52 có 6 nguồn ngắt:

• Ngắt ngoài đến từ chân #INT0

• Ngắt ngoài đến từ chân #INT1

Sáu nguồn ngắt này được xoá khi hết và được đặt riêng bằng phần mềm bởicác bit trong các thanh ghi cho phép ngắt (IE), thanh ghi ưu tiên ngắt (IP).

Bảng 1.9.Thanh ghi cho phép ngắt IE.

Bit Ký hiệu Địa chỉ bit Mô tả (1 cho phép; 0:cấm

IE.5 ET5 ADH Cho phép ngắt từ timer 1 (8052)

IE.4 ES ACD Cho phép ngắt từ portt nối tiếp

IE.3 ET1 ABH Cho phép ngắt từ timer 1

IE.1 ET0 A9H Cho phép ngắt từ timer 0

Bảng 1.10.Thanh ghi ưu tiên ngắt IP.

IP.4 PS BCH Ưu tiên ngắt ngoài Port nối tiếp

IP.3 PT1 BBH Ưu tiên ngắt ngoài từ Timer 1

IP.1 PT0 B9H Ưu tiên cho ngắt ngoài Timer 0

1.2.9 Các thanh ghi có chức năng đặc biệt

Các thanh ghi của IC89S52 chiếm một phần vùng bộ nhớ nội, vì vậy mỗimột thanh ghi có một địa chỉ Các thanh ghi chức năng (FSRs) trong vùng nhớ từ80H đến FFH Lưu ý có một số bytes trong vùng này không được định nghĩa (26địa chỉ đối với 8052/8032)

Các thanh ghi đặc biệt:

• Các thanh ghi trạng thái chương trình (PSW)

• Thanh ghi B

• Con trỏ sắp xếp SP (Stack Pointer)

• Con trỏ dữ liệu DPTR (Data Pointer)

• Thanh ghi của các cổng (Port Register)

• Thanh ghi của các bộ định thời (Timer Register)

• Thanh ghi cổng nối tiếp (Serial Port Register)

• Thanh ghi ngắt (Interrupt Regjster)

• Thanh ghi điều khiển nguồn PCON(Power Control Register)

1.3.1 Khái niệm

Động cơ bước là một loại động cơ điện có nguyên lý và ứng dụng khác biệtvới đa số các động cơ điện thông thường Chúng thực chất là một động cơ đồng bộdùng để biến đổi các tín hiệu điều khiển dưới dạng các xung điện rời rạc kế tiếpnhau thành các chuyển động góc quay hoặc các chuyển động của rotor có khả năng

cố định rotor vào các vị trí cần thiết

Về cấu tạo, động cơ bước có thể được coi là tổng hợp của hai loại động cơ:Động cơ một chiều không tiếp xúc và động cơ đồng bộ giảm tốc công suất nhỏ

Hình 1.7.Cấu tạo động cơ bước.

Như hình minh họa: bên trong động cơ bước có 4 cuộn dây Stator được sắpxếp theo cặp đối xứng qua tâm Rotor là nam châm vĩnh cửu có nhiều răng Động

cơ bước hoạt động trên cơ sở lý thuyết điện - từ trường : các cực cùng dấu đẩynhau và các cực khác dấu hút nhau Chiều quay được xác định bởi từ trường củaStator, mà từ trường này là do dòng điện chạy qua lõi cuộn dây gây nên Khi hướngcủa dòng thay đổi thì cực từ trường cũng thay đổi theo, gây nên chuyển độngngược lại của động cơ (đảo chiều)

Động cơ bước làm việc được là nhờ các bộ chuyển mạch điện tử đưa các tínhiệu điều khiển vào Stator theo một thứ tự nhất định và một tần số nhất định Tổng

số góc quay của Rotor tương ứng với số lần chuyển mạch, cũng như chiều quay vàtốc độ quay của Rotor phụ thuộc vào thứ tự chuyển đổi và tần số chuyển đổi

Nếu xét trên phương diện dòng điện, khi một xung điện áp đặt vào cuộn dâyStator (phần ứng) của động cơ bước, thì Rotor (phần cảm) của động cơ sẽ quay đimột góc nhất định, góc ấy là một bước quay của động cơ Ở đây ta có thể địnhnghĩa về góc bước (Step Angle) là độ quay nhỏ nhất của một bước do nhà sản xuấtquy định

Khi các xung điện áp đặt vào các cuộn dây phần ứng thay đổi liên tục thì Rotor sẽquay liên tục (thực chất chuyển động đó vẫn theo các bước rời rạc)

Hình 1.8.Cấu tạo động cơ bước điển hình.

Theo một phương diện khác, có thể coi động cơ bước là linh kiện (hay thiết bị) số(Digital Device) mà ở đó các thông tin được số hoá đã thiết lập sẽ được chuyểnthành chuyển động quay theo từng bước Động cơ bước sẽ thực hiện trung thànhcác lệnh đã số hoá mà máy tính yêu cầu

Hình 1.9.Một xung tương ứng với một bước của rôto (1 xung – 1 bước).

Hình 1.10.Mô tả tương quan giữa quá trình điện và cơ của động cơ bước.

1.3.2 Hoạt động

Động cơ bước lấy bước góc làm đơn vị tính (các loại động cơ khác lấy sốvòng quay làm đơn vị tính), động cơ bước gồm có 2 phần: Phần tĩnh (Stator) gồmcác cuộn dây quấn trên các trụ từ cực khi các cuộn dây này nhận dòng xung nó sẽtrở thành các cực nam châm điện và tương tác với phần quay (Rotor) là nam châmvĩnh cửu và sẽ tạo ra chuyển động quay Đặc tính là phần quay, quay mỗi nhịp chỉnhích 1 bước, do đó góc của bước là một tham số của động cơ bước

Sự vận hành của động cơ bước: Bạn thấy khi xung cấp cho cuộn dây, cuộndây sẽ có từ tính và tạo ra tương tác với phần quay (vốn là một nam châm vĩnhcửu) để tạo ra chuyển động quay, mỗi lần chỉ quay một bước

Hình 1.11 Stator và Rotor động cơ bước.

Khác với động cơ đồng bộ thông thường, Rotor của động cơ bước không cócuộn dây khởi động mà nó được khởi động bằng phương pháp tần số, Rotor củađộng cơ bước có thể được kích thích (Rotor tích cực) hoặc không được kích thích(Rotor thụ động).

Xung điện áp cấp cho cuộn dây Stator có thể là xung 1 cực hoặc 2 cực:

Hình 1.12 Xung 1 cực và 2 cực cấp cho động cơ bước.

Chuyển mạch điện tử có thể cung cấp điện áp điều khiển cho các cuộn dâyStator theo từng cuộn riêng lẻ, hoặc theo từng nhóm các cuộn dây Trị số cũng nhưchiều của lực điện từ tổng F phụ thuộc vào vị trí của các lực điện từ thành phần Do

đó vị trí Rotor của động cơ bước trong không gian, hoàn toàn phụ thuộc vàophương pháp cung cấp điện cho các cuộn dây

Hình 1.13 a) Rotor có vị trí trùng với trục các cuộn dây;

b,c) Khi rotor lệch với vị trí trục các cuộn dây.

Sơ đồ nguyên lý động cơ bước m pha với Rotor 2 cực và các lực điện từ khi điềukhiển bằng xung 1 cực

Hình trên vẽ sơ đồ nguyên lý động cơ bước m pha với Rotor có 2 cực (2p=2) vàkhông được kích thích Nếu các cuộn dây của động cơ bước được cấp điện chotừng cuộn dây riêng lẻ theo thứ tự 1, 2, 3, … m, bởi xung 1 cực, thì Rotor của động

cơ bước có m vị trí ổn định trùng với trục của các cuộn dây (hình 1.13a)

Để tăng cường lực điện từ tổng của Stator do đó tăng từ thông và momentđồng bộ, ta cấp điện đồng thời cho hai, ba hoặc nhiều cuộn dây Lúc đó Rotor củađộng cơ bước sẽ có vị trí cân bằng (ổn định) trùng với vector lực điện từ tổng F.Đồng thời lực điện từ tổng F cũng có giá trị lớn hơn lực điện từ thành phần của cáccuộn dây Stator (hình 1.13b, c)

Hình b) vẽ lực điện từ tổng F khi cung cấp điện đồng thời cho một số chẵncuộn dây (2 cuộn dây) Lực điện từ tổng F có trị số lớn hơn và nằm ở vị trí chínhgiữa hai trục của hai cuộn dây

Hình c) vẽ lực điện từ tổng F khi cung cấp điện đồng thời cho một số lẻ cuộn dây(3 cuộn dây) Lực điện từ tổng F nằm trùng với trục của một cuộn dây và cũng cótrị số lớn hơn

Tóm lại, trong cả hai trường hợp cấp điện cho một số chẵn cuộn dây và cấpđiện cho một số lẻ cuộn dây, Rotor của động cơ bước sẽ có m vị trí cân bằng Góc

xê dịch giữa hai vị trí liên tiếp của Rotor bằng 2π/m

Nếu cấp điện theo thứ tự một số chẵn cuộn dây, rồi một số lẻ cuộn dây (ví dụ, kếthợp giữa hình b và c), hay nghĩa là số lượng cuộn dây được điều khiển luôn luônthay đổi từ chẵn sang lẻ và ngược lại, thì số vị trí cân bằng của Rotor sẽ tăng lêngấp đôi là 2m, độ lớn của một bước sẽ giảm đi một nửa bằng 2π/m Trường hợpnày được gọi là điều khiển không đối xứng, hay điều khiển nửa bước (half step).Nếu số lượng cuộn dây được điều khiển luôn luôn không đổi (một số chẵn cuộndây hoặc một số lẻ cuộn dây, ví dụ hình b hoặc hình c) thì Rotor có m vị trí cânbằng và được gọi là điều khiển đối xứng, hay điều khiển cả bước (full step).

Cách đấu dây động cơ bước:

Hình 1.14.Cách đấu dây của động cơ bước.

Hình vẽ trên cho thấy cách đấu các cuộn dây của motor bước Bạn có thể cho đấu

ra 8 dây, 6 dây, 5 dây hay 4 dây

1.3.3 Điều khiển động cơ bước

Trong đề tài, chúng em sử dụng motor bước 2 pha (4 cuộn dây) với phần quay làmột từ cực tạo từ nam châm vĩnh cữu và cho xung cấp dòng cho các cuộn dây trênphần tĩnh và tạo ra chuyển động quay, góc bước là 90 độ.

X, , Y, là các cuộn dây

“0” – nối đất

Hình 1.15.Động cơ bước chuyển động thuận/nghịch với góc bước 90 độ.

Dùng hình động để trình bày nguyên lý vận hành của một motor bước có góc bước

là 90 độ

CHƯƠNG II HỆ THỐNG THU – PHÁT

2.1Các phương pháp điều chế sóng

Trong truyền thông, tin tức và dữ liệu là tất cả những gì cần trao đổi, chúng cóthể là tiếng nói, hình ảnh, tập hợp các con số, các ký hiệu, các đại lượng đolường được đưa vào máy phát để phát đi hay nhận được ở máy thu

Tín hiệu chính là tin tức đã được xử lý để có thể truyền đi trên hệ thống thông tin.Việc xử lý bao gồm chuyển đổi, mã hóa và điều chế

Chuyển đổi là biến các tin tức dưới dạng không điện thành ra tín hiệu điện

Mã hóa là gán cho tín hiệu một giá trị nhị phân và đặc trưng bởi các mức điện

áp cụ thể để có thể truyền trên kênh truyền và phục hồi ở máy thu

Điều chế là dùng tín hiệu cần truyền để làm thay đổi một thông số nào đó củamột tín hiệu khác, tín hiệu này thực hiện nhiệm vụ mang tín hiệu cần truyền đếnnơi thu nên được gọi là sóng mang Mục đích của sự điều chế là dời phổ tần của tínhiệu cần truyền đến một vùng phổ tần khác thích hợp với tính chất của đườngtruyền và nhất là có thể truyền đồng thời nhiều kênh cùng một lúc

2.1.1 Phổ tần của tín hiệu

Trong một hệ thống thông tin tồn tại 3 dạng tín hiệu với phổ tần khác nhau:

- Loại thứ nhất là các tín hiệu có tính tuần hoàn có dạng hình sin hoặc không.Một tín hiệu không sin là tổng hợp của nhiều tín hiệu hình sin có tần số khác nhau.Kết quả này có được bằng cách dùng chuỗi Fourier để phân tích tín hiệu

- Loại thứ hai là các tín hiệu không có tính tuần hoàn mà có tính nhất thời (thí

dụ như các xung lực), loại tín hiệu này được khảo sát nhờ biến đổi Fourier

- Loại thứ ba là tín hiệu có tính ngẫu nhiên, không được diễn tả bởi một hàmtoán học nào Thí dụ như các loại nhiễu, được khảo sát nhờ phương tiện xác suấtthống kê

Các loại tín hiệu, nói chung, có thể được xét đến dưới một trong hai lĩnh vực:

- Lĩnh vực thời gian: Trong lĩnh vực này tín hiệu được diễn tả bởi một hàm theothời gian, hàm này cho phép xác định biên độ của tín hiệu tại mỗi thời điểm

- Lĩnh vực tần số : Trong lĩnh vực này người ta quan tâm tới sự phân bố nănglượng của tín hiệu theo các thành phần tần số của chúng và được diễn tả bởi phổtần

a) Phổ tần gián đoạn

Tín hiệu có tính tuần hoàn đơn giản nhất là tín hiệu hình sin