Nghiên cứu modun truyền và nhận tín hiệu qua đường dây truyền tải điện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI -*** - NGUYỄN HUY TĨNH NGHIÊN CỨU MODUN TRUYỀN VÀ NHẬN TÍN HIỆU QUA ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUN NGÀNH: ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Người hướng dẫn khoa học: GS.TS PHẠM THỊ NGỌC YẾN Hà Nội – 2012 LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, khơng chép Nội dung luận văn có tham khảo sử dụng tài liệu, thơng tin đăng tác phẩm, tạp chí trang web theo danh mục tài liệu luận văn Hà Nội, ngày…… thỏng… năm 2012 Nguyễn Huy Tĩnh Mục lục LỜI CAM ĐOAN Mục lục Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ Mở đầu Chương I: Tổng quan PLC (POWERLINE COMUNICATION) 1.1 Tổng quan PLC 1.1.1 Định nghĩa 1.1.2 Tại phải nghiên cứu PLC Tính kinh tế 2 Tốc độ truyền nhận 1.1.3 Phạm vi ứng dụng .4 1.1.4 Phân loại 1.1.5 Các phương thức mã hóa tín hiệu Điều chế biên độ Điều chế tần số .7 Điều chế pha Kĩ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM) .9 1.1.6 Kĩ thuật trải phổ (SS) .11 1.1.7 Một số vấn đề cần ý truyền thơng PLC 13 1.2 Cấu trúc hệ thống PLC 15 1.2.1 Cấu trúc hệ thống 15 1.2.2 Các phần tử mạng PLC 17 Các phần tử mạng 17 Trạm lặp .17 Cổng kết nối PLC .18 1.2.3 Kết nối đến mạng lõi quản lý mạng truy nhập PLC .19 Các mơ hình kết nối 19 Quản lý mạng truy nhập PLC 22 1.3 Các yếu tố ảnh hưởng truyền thơng PLC 23 1.3.1 Đặc tính kênh truyền đường cáp điện 23 1.3.2 Sự giới hạn băng thơng 24 1.3.3 Nhiễu đường cáp điện 25 Nhiễu tần số 50Hz 25 Nhiễu xung đột biến 25 Nhiễu xung tuần hồn 26 Nhiễu xung kéo dài 26 Nhiễu chu kỳ khơng đồng 27 Nhiễu sóng radio 27 Nhiễu 27 1.3.4 Trở kháng đường truyền phối hợp trở kháng .27 1.3.5 Suy hao lưới điện .28 1.3.6 Hiện tượng sóng dừng .29 1.3.7 Sự phát xạ sóng điện từ khả gây nhiễu 30 1.3.8 Tổng trở suy giảm 30 1.4 ứng Dụng 31 1.5 Các Chuẩn PLC .32 Chương II: Thử nghiệm phương pháp điều chế ghép nối plc 31 2.1 Kết nối với lưới điện 31 2.1.1 Mạch ghép tín hiệu 31 2.1.2 Mạch ghép dung kháng C .31 2.1.3 Mạch phối ghép R-L-C phức tạp 34 2.1.4 Các lọc tương tự 34 2.1.5 Mạch lọc RC 35 2.1.6 Mạch lọc LC .35 2.1.7 Các mạch lọc bậc cao khác .36 2.2 Các Phương Pháp Điều Chế 37 2.2.1 Kỹ thuật tương tự .38 2.2.2 Kỹ thuật điều chế số 39 Khố dịch biên (ASK) 39 Khố dịch tần FSK .43 Khố dịch pha (PSK) 46 Cơng nghệ trải phổ 49 Trải phổ d·y trực tiếp kiểu BPSK .50 Trải phổ nhảy tần FH-SS (Frequency Hopping Spread Spectrum) 54 2.3 Thử nghiệm phương thức điều chế 55 2.3.1 Điều chế giải điều chế ASK 55 Điều chế ASK .55 Giải điều chế ASK 56 Kết thử nghiệm 57 2.3.2 Điều chế giải điều chế FSK 59 1.Vòng khố pha (Phase locked loop - PLL) 59 Điều chế FSK dùng vi mạch CD4046 60 Giải điều chế FSK 61 Kết thử nghiệm 62 2.3.3 Điều chế giải điều chế BPSK 63 Điều chế BPSK 63 Giải điều chế BPSK dùng CD4046 63 Kết thử nghiệm 64 2.3.4 Điều chế giải điều chế FM 65 Điều chế FM .66 Giải điều chế FM .67 Kết thử nghiệm 67 2.4 Lựa chọn phương thức điều chế 67 2.5 Kết Luận Phương Pháp Điều Chế .68 Chương III: Thiết kế mạch thu – phát plc 67 3.1 u cầu thiết kế, lựa chọn phương án thực 67 3.1.1 Các u cầu thiết kế 67 3.1.2 Lựa chọn phương án thực 67 3.2 Xây dựng sơ đồ khối cho hệ thống .68 3.2.1 Thiết kế modul phát 70 Mạch điều khiển hoạt động cho máy phát 70 Điều chế FSK .72 Mạch khuếch đại âm tần 72 Mạch khuếch đại phát 73 Mạch phối ghép với lưới điện 74 3.2.2 Thiết kế modul thu 75 Mạch khuếch đại lọc thơng dải .76 Mạch giải điều chế FSK .77 Mạch điều khiển thu 79 3.3 Sơ đồ ngun lý lưu đồ thuật tốn 81 3.3.1 Lưu đồ thuật tốn modul phát 81 3.3.2 Sơ đồ ngun lý modul phát 82 3.3.3 Lưu đồ thuật tốn modul thu 84 3.3.4 Sơ đồ ngun lý modul thu 85 3.4 Chương trình điều khiển Modul 86 Tài liệu tham khảo .101 Phụ lục Error! Bookmark not defined Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt AM Amplitude Modulation Điều biên ASK Amplitude Shift Keying Khố dịch biên BPSK Binary Phase Shift Keying Khố dịch pha nhị phân Delta Modulation Điều chế Delta DSSS Direct Sequence Spread Spectrum Trair phổ dãy trực tiếp DPSK Differential Phase Shift Keing Khố dịch pha vi phân FM Frequency Modulation tần số Điều chế FSK Frequency Shift Keing Khố dịch tần FDM Frequency Division Multiplexing Đa truy nhập theo tần số FPGA Field programmable gate array Phạm vi lập trình cổng mạng Inter Symbol Interference Nhiễu ISI Local Area Network Mạng khu vực Orthogonal Frequency Division Điều chế đa sóng mang DM ISI LAN OFDM Multiplexing PCM Pulse Code Modulation Điều chế xung mã PLC Power Line Communication Truyền thơng đường cáp điện PLL Phase Locked Loop Vòng khố pha PSK Phase Shift Keying Khố dịch pha QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ cầu phương Selective Fading Pha định lựa chọn SF Danh mục bảng Bảng 1.1 So sánh tốc độ PLC network Bảng 1.2: Một số linh kiện Lowspeed PLC 14 Bảng 1.3 Tải đường dây trở kháng thấp 21 Bảng 2.1: So sánh phương thức điều chế 66 Danh mục hình vẽ Hỡnh 1.1: Nguyờn lý PLC .2 Hình 1.2: Phân loại tiêu chuẩn PLC Hình 1.3: Sơ đồ phương pháp điều chế tín hiệu Hình 1.4: Mẫu mã hóa tín hiệu ASK Hình 1.5: Mẫu điều chế tần số FSK Hình 1.6: Mẫu điều chế BPSK Hình 1.7: Mẫu điều chế QPSK Hình 1.8: Kĩ thuật điều chế OFDM 10 Hình 1.9: Cấu trúc Symbol OFDM, ISI khoảng bảo vệ .11 Hình 1.10: Trực giao sub-carrier OFDM miền tần số .11 Hình 1.11: So sánh truyền thơng băng hẹp truyền thơng trải phổ .12 Hình 1.12: Cấu trúc mạng truy nhập PLC 15 Hình 1.13: Cấu trúc mạng PLC nhà 16 Hình 1.14: Mạng PLC sử dụng trạm lặp 17 Hình 1.15: Th bao PLC kết nối trực tiếp .18 Hình 1.16: Kêt nối thơng qua cổng PLC 19 Hình 1.17: Cổng kết nối mạng truy nhập PLC 19 Hình 1.18: Mơ hình kết nối mạng truy nhập mạng lõi 22 Hình 1.19: Quản lý mạng PLC 22 Hình 1.20: Phổ tần PLC thơng tin nội 24 Hình 1.21: Ví dụ méo tín hiệu lưới điện 24 Hình 1.22: Các băng tần tiêu chuẩn CENELEC 25 Hình 1.23: Xung nhiễu xuất bật đèn 26 Hình 1.24: Nhiễu xung tuần hồn .26 Hình 1.25: Nhiễu phát chạy máy hút bụi phổ tần 27 Hình 1.26: Suy hao gia đình tần số 130 kHz 29 Hình 2.1: Mạch ghép dung kháng .32 Hình 2.2: Mạch ghép kết hợp LC 33 Hình 2.4: Các mạch lọc LC đơn giản 36 Hình 2.5: Mạch lọc thơng dải dùng vi mạch HA17741 37 Hình 2.6: Sơ đồ điều chế giải điều chế ASK 42 Hình 2.7: Điều chế khố dịch biên ASK 42 Hình 2.9: Sơ đồ ngun lý FSK 44 Hình 2.10: Điều chế khố dịch tần FSK 45 Hình 2.11: Điều chế tín hiệu PSK .47 Hình 2.13: Sơ đồ điều chế trải phổ trực tiếp 52 Hình 2.15: Sơ đồ giải điều chế trải phổ dạng đơn giản 53 Hình 2.16: Sơ đồ mơ hình hệ thống trải phổ nhảy tần .55 Hình 2.17: Sơ đồ điều chế ASK 56 Hình 2.18: Mạch giải điều chế ASK 56 Hình 2.19: Dạng tín hiệu đo máy phát thu .59 Hình 2.20: Mạch vòng khố pha PLL 59 Hình 2.21: Sơ đồ điều chế FSK dùng CD4046 60 Hình 2.22: Sơ đồ giải điều chế FSK dùng CD4046 61 Hình 2.23: Dải tần sử dụng cho thử nghiệm FSK .62 Hình 2.24: Sơ đồ điều chế BPSK 63 Hình 2.26: Dạng sóng tín hiệu BPSK máy thu 65 Hình 2.27: Điều chế FM với PLL4046 66 Hình 2.28: Sơ đồ giải điều chế FM 67 Hình 3.1: Sơ đồ khối hoạt động hệ thống 69 Hình 3.2: Mạch điều khiển Modul phát 70 Hình 3.3: Mạch điều chế FSK 72 Hình 3.4: Mạch khuếch đại âm tần 73 Hình 3.5: Mạch khuếch đại phát .73 Hình 3.6: Mạch phối ghép Modul phát với lưới điện .74 Hình 3.7: Mạch phối ghép Modul thu với lưới điện 75 Hình 3.8: Mạch khuếch đại thu 76 Hình 3.9: Mạch giải điều chế FSK 77 Hình 3.10: Mạch giải điều chế FM 78 Hình 3.11: Mạch điều khiển Modul thu 79 Hình 3.12: Sơ đồ ngun lý modul phát 83Hình 5.13: Sơ đồ ngun lý modul thu 86 Phụ lục Ngun lý hoạt động vaứ sụ ủồ chaừn AT89C51 2.1 Baỷng toựm taột caực vuứng nhụự 8951 Baỷn ủồ boọ nhụự Data treừn Chip nhử sau : ẹũa chổ byte ẹũa chổ byte ổ 7F ẹũa chổ bit No FF F0 F7 F6 F5 F4 F3 F2 F1 F0 B E0 E7 E6 E5 E4 E3 E2 E1 E0 ACC RAM duựng D0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 PSW 30 2F 2E 2D 2C 2B 2A 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 1F 18 17 10 0F 08 07 00 B8 7F 7E 77 76 6F 6E 67 66 5F 5E 57 56 4F 4E 47 46 3F 3E 37 36 2F 2E 27 26 1F 1E 17 16 0F 0E 07 06 Bank 7D 75 6D 65 5D 55 4D 45 3D 35 2D 25 1D 15 0D 05 7C 74 6C 64 5C 54 4C 44 3C 34 2C 24 1C 14 0C 04 7B 73 6B 63 5B 53 4B 43 3B 33 2B 23 1B 13 0B 03 7A 72 6A 62 5A 52 4A 42 3A 32 2A 22 1A 12 0A 02 79 71 69 61 59 51 49 41 39 31 29 21 19 11 09 01 78 70 68 60 58 50 48 40 38 30 28 20 18 10 08 00 - - BC BB BA B9 B8 IP B0 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 P.3 A8 AF AC AB AA A9 A8 IE A0 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 P2 Bank Bank Bank ghi (maởc ủũnh cho R0 -R7) 99 khoừng ủửụực ủũa chổ hoaự bit 98 9F 9E 9D 9C 9B 9A 99 98 SBUF SCON 90 97 96 95 94 93 92 91 90 P1 8D 8C 8B 8A 89 TH1 TH0 TL1 TL0 TMOD khoừng ủửụực ủũa chổ hoaự bit khoừng ủửụực ủũa chổ hoaự bit khoừng ủửụực ủũa chổ hoaự bit khoừng ủửụực ủũa chổ hoaự bit khoừng ủửụực ủũa chổ hoaự bit 88 8F 8E 8D 8C 8B 8A 89 88 87 khoừng ủửụực ủũa chổ hoaự bit TCON PCON 83 82 81 80 DPH DPL SP P0 khoừng ủửụực ủũa chổ hoaự bit khoừng ủửụực ủũa chổ hoaự bit khoừng ủửụực ủũa chổ hoaự bit 87 86 85 84 83 82 81 80 40 30p 19 XTAL1 12MHz 30p Vcc 18 XTAL2 106 29 30 PSEN\ ALE Po.7 Po.6 Po.5 Po.4 Po.3 Po.2 Po.1 Po.0 P2.7 32 33 34 35 36 37 38 39 AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0 Phụ lục Hỡnh 2.1 Sụ ủồ chaừn 8951 2.2 Chửực naờng cuỷa caực chaừn cuỷa 8951 Port0 : laứ port coự chửực naờng ụỷ treừn chaừn tửứ 32 ủeỏn 39 caực thieỏt keỏ cụừ nhoỷ ( khoừng duứng boọ nhụự mụỷ roọng ) coự hai chửực naờng nhử caực ủửụứng IO ẹoỏi vụựi caực thieỏt keỏ cụừ lụựn ( vụựi boọ nhụự mụỷ roọng ) noự ủửụực keỏt hụựp keừnh giửừ a caực bus ) Port1 : port1 laứ moọt port I/O treừn caực chaừn 1-8 Caực chaừn ủửụực kyự hieọu P1.0, P1.1, P1.2 … coự theồ duứng cho caực thieỏt bũ ngoaứi neỏu cần Port1 khoừng coự chửực naờng khaực, vỡ vaọy chuựng ta chổ ủửụực duứng giao tieỏp vụựi caực thieỏt bũ ngoaứi Port2 : port2 laứ moọt port coừng duựng keựp treừn caực chaừn 21 – 28 ủửụực duứng nhử caực ủửụứng xuaỏt nhaọp hoaởc laứ byte cao cuỷa bus ủũa chổ ủoỏi vụựi caực thieỏt keỏ duứng boọ nhụự mụỷ roọng Port3 : port3 laứ moọt port coừng duựng keựp treừn caực chaừn 10 – 17 Caực chaừn cuỷa port naứy coự nhiều chửực naờng, caực coừng duựng chuyeồn ủoồi coự lieừn heọ vụựi caực ủaởc tớn ủaởc bieọt cuỷa 8951 nhử ụỷ baỷng sau : 107 Phụ lục Bit Teừn Chửực naờng chuyeồn ủoồi P3.0 RXD Dửừ lieọu nhaọn cho port noỏi tieỏp P3.1 TXD Dửừ lieọu phaựt cho port noỏi tieỏp P3.2 INTO Ngaột beừn ngoaứi P3.3 INT1 Ngaột beừn ngoaứi P3.4 TO Ngoừ vaứo cuỷa timer/counter P3.5 T1 Ngoừ vaứo cuỷa timer/counter P3.6 WR Xung ghi boọ nhụự dửừ lieọu ngoaứi P3.7 RD Xung ủoực boọ nhụự dửừ lieọu ngoaứi Baỷng 2.1 : Chửực naờng cuỷa caực chaừn treừn port3 PSEN (Program Store Enable ) : 8951 coự tớn hieọu ủiều khieồn PSEN laứ tớn hieọu treừn chaừn 29 Noự laứ tớn hieọu ủiều khieồn ủeồ cho pheựp boọ nhụự chửụng trỡnh mụỷ roọng vaứ thửụứng ủửụực noỏi ủeỏn chaừn OE (Output Enable) cuỷa moọt EPROM ủeồ cho pheựp ủoực caực bytes maừ leọnh PSEN seừ ụỷ mửực thaỏp thụứi gian laỏy leọnh Caực maừ nhũ phaừn cuỷa chửụng trỡnh ủửụực ủoực tửứ EPROM qua bus vaứ ủửụực choỏt vaứo ghi leọnh cuỷa 8951 ủeồ giaỷi maừ leọnh Khi thi haứnh chửụng trỡnh ROM noọi (8951) PSEN seừ ụỷ mửực thuự ủoọng (mửực cao) ALE (Address Latch Enable ) : Tớn hieọu ALE treừn chaừn 30 tửụng hụựp vụựi caực thieỏt bũ laứm vieọc vụựi caực xửỷ lớ 8585, 8088, 8086, 8951 duứng ALE moọt caựch tửụng tửự cho laứm vieọc giaỷi caực keừnh caực bus ủũa chổ vaứ dửừ lieọu port ủửụực duứng cheỏ ủoọ chuyeồn ủoồi cuỷa noự : vửứa laứ bus dửừ lieọu vửứa laứ buựyt thaỏp cuỷa ủũa chổ, ALE laứ tớn hieọu ủeồ choỏt ủũa chổ vaứo moọt ghi beừn ngoaứi nửừa ủầu cuỷa chu kyứ boọ nhụự Sau ủoự, caực ủửụứng port duứng ủeồ xuaỏt hoaởc nhaọp dửừ lieọu nửừa sau chu kyứ cuỷa boọ nhụự Caực xung tớn hieọu ALE coự toỏc ủoọ baống 1/6 lần tần soỏ dao ủoọng treừn 108 Phụ lục chip vaứ coự theồ ủửụực duứng laứ nguồn xung nhũp cho caực heọ thoỏng Neỏu xung treừn 8951 laứ 12MHz thỡ ALE coự tần soỏ 2MHz Chổ ngoaựi trửứ thi haứnh leọnh MOVX, moọt xung ALE seừ bũ maỏt Chaừn naứy cuừng ủửụực laứm ngoừ vaứo cho xung laọp trỡnh cho EPROM 8951 EA (External Access) : Tớn hieọu vaứo EA treừn chaừn 31 thửụứng ủửụực maộc leừn mửực cao (+5V) hoaởc mửực thaỏp (GND) Neỏu ụỷ mửực cao, 8951 thi haứnh chửụng trỡnh tửứ ROM noọi khoaỷng ủũa chổ thaỏp (4K) Neỏu ụỷ mửực thaỏp, chửụng trỡnh chổ ủửụực thi haứnh tửứ boọ nhụự mụỷ roọng Khi duứng 8031, EA luoừn ủửụực noỏi mửực thaỏp vỡ khoừng coự boọ nhụự chửụng trỡnh treừn chip Neỏu EA ủửụực noỏi mửực thaỏp boọ nhụự beừn chửụng trỡnh 8951 seừ bũ caỏm vaứ chửụng trỡnh thi haứnh tửứ EPROM mụỷ roọng Ngửụứi ta coứn duứng chaừn EA laứm chaừn caỏp ủieọn aựp 21V laọp trỡnh cho EPROM 8951 SRT (Reset) : Ngoừ vaứo RST treừn chaừn laứ ngoừ reset cuỷa 8951 Khi tớn hieọu naứy ủửụực ủửa leừn muực cao (trong ớt nhaỏt chu kyứ maựy ), caực ghi 8951 ủửụực taỷi nhửừng giaự trũ thớch hụựp ủeồ khụỷi ủoọng heọ thoỏng Caực ngoừ vaứo boọ dao ủoọng treừn chip : Nhử ủaừ thaỏy caực hỡnh treừn , 8951 coự moọt boọ dao ủoọng treừn chip Noự thửụứng ủửụực noỏi vụựi thaựch anh giửừa hai chaừn 18 vaứ 19 Caực tuự giửừa cuừng cần thieỏt nhử ủaừ veừ Tần soỏ thaựch anh thoừng thửụứng laứ 12MHz Caực chaừn nguồn : 8951 vaọn haứnh vụựi nguồn ủụn +5V Vcc ủửụực noỏi vaứo chaừn 40 vaứ Vss (GND) ủửụực noỏi vaứo chaừn 20 Caực bank ghi : 109 Phụ lục 32 byte thaỏp nhaỏt cuỷa boọ nhụự noọi laứ daứnh cho caực bank ghi Boọ leọnh cuỷa 8951 hoồ trụự ghi (RO ủeỏn R7) vaứ theo maởc ủũnh (sau Reset heọ thoỏng) caực ghi naứy ụỷ caực ủũa chổ 00H-07H Leọnh sau ủaừy seừ ủoực noọi dung ụỷ ủũa chổ 05H vaứo ghi tớch luừy MOV A,R5 ẹaừy laứ leọnh moọt byte duứng ủũa chổ ghi Taỏt nhieừn, thao taực tửụng tửự coự theồ ủửụực thi haứnh baống leọnh byte duứng ủũa chổ trửực tieỏp naốm byte thửự hai: MOV A,05H Caực leọnh duứng caực ghi R0 ủeỏn R7 thỡ seừ ngaộn hụn vaứ nhanh hụn caực leọnh tửụng ửựng nhửng duứng ủũa chổ trửực tieỏp Caực giaự trũ dửừ lieọu ủửụực duứng thửụứng xuyeừn neừn duứng moọt caực ghi naứy Bank ghi tớch cửực coự theồ chuyeồn ủoồi baống caựch thay ủoồi caực bit choựn bank ghi tửứ traựng thaựi chửụng trỡnh (PSW) Giaỷ sửỷ raống bank ghi ủửụực tớch cửực, leọnh sau seừ ghi noọi dung cuỷa ghi tớch luừy vaứo ủũa chổ 18H: 110 Phụ lục MOV R0,A Ý tửụỷng duứng “caực bank ghi” cho pheựp “chuyeồn hửụựng” chửụng trỡnh nhanh vaứ hieọu quỷa (tửứng phần rieừng reừ cuỷa phần mềm seừ coự moọt boọ ghi rieừng khoừng phuự thuoọc vaứo caực phần khaực) Thanh ghi traựng thaựi Bit PSW.7 PSW.6 PSW.5 PSW.4 PSW.3 PSW.2 PSW.1 PSW.0 Kyự hieọu ẹũa chổ Yự nghỳa CY AC F0 RS1 RS0 D7H D6H D5H D4H D3H OV D2H D1H D0H Cụứ nhụự Cụứ nhụự phuự Cụứ Bit choựn bank ghi Bit choựn bank ghi 00=bank 0; ủũa chổ 00H-07H 01=bank 1: ủũa chổ 08H-0FH 10=bank 2:ủũa chổ 10H-17H 11=bank 3:ủũa chổ 18H-1FH Cụứ traứn Dửự trửừ Cụứ Parity chaỹn P Baỷng 2.2: Thanh ghi traựng thaựi Cụứ nhụự (CY) coự coừng duựng keựp Thoừng thửụứng noự ủửụực duứng cho caực leọnh toaựn hoực: noự seừ ủửụực set neỏu coự moọt soỏ nhụự sinh bụỷi pheựp coọng hoaởc coự moọt soỏ mửụựn pheựp trửứ Vớ duự, neỏu ghi tớch luừy chửựa FFH, thỡ leọnh sau: ADD A,#1 Seừ traỷ ghi tớch luừy keỏt quỷa 00H vaứ set cụứ nhụự PSW Cụứ nhụự cuừng coự theồ xem nhử moọt ghi bit cho caực leọnh luaọn lyự thi haứnh treừn bit Vớ duự, leọnh seừ AND bit 25H vụựi cụứ nhụự vaứ ủaởt keỏt quỷa trụỷ vaứo cụứ nhụự: ANL C,25H Cụứ nhụự phuự: Khi coọng caực soỏ BCD, cụứ nhụự phuự (AC) ủửụực set neỏu keỏt quỷa cuỷa bit thaỏp khoaỷng 0AH ủeỏn 0FH Neỏu caực giaự trũ coọng ủửụực laứ soỏ BCD, thỡ sau leọnh coọng cần coự DA A( hieọu chổnh thaọp phaừn ghi tớch luừy) ủeồ mang keỏt quỷa lụựn hụn trụỷ taừm tửứ 0÷9 Cụứ Cụứ (F0)laứ moọt bit cụứ duựng daứnh caực ửựng duựng cuỷa ngửụứi 111 Phụ lục duứng Caực bit choựn bank ghi Caực bit choựn bank ghi (RSO vaứ RS1) xaực ủũnh bank ghi ủửụực tớch cửực Chuựng ủửụực xoựa sau reset heọ thoỏng vaứ ủửụực thay ủoồi baống phần mềm neỏu cần Vớ duự, ba leọnh sau cho pheựp bank ghi vaứ di chuyeồn noọi dung cuỷa ghi R7 (ủũa chổ byte IFH) ủeỏn ghi tớch luừy: SETB RS1 SETB RSO MOV A,R7 Khi chửụng trỡnh ủửụực hụựp dũch caực ủũa chổ bit ủuựng ủửụực thay theỏ cho caực kyự hieọu “RS1” vaứ “RS0” Vaọy leọnh SETB RS1 seừ gioỏng nhử leọnh SETB 0D4H Cụứ Traứn Cụứ traứn (OV) ủửụực set moọt leọnh coọng hoaởc trửứ neỏu coự moọt pheựp toaựn bũ traứn Khi caực soỏ coự daỏu ủửụực coọng hoaởc trửứ vụựi nhau, phần mềm coự theồ kieồm tra bit naứy ủeồ xaực ủũnh xem keỏt quỷa cuỷa noự coự naốm tầm xaực ủũnh khoừng Khi caực soỏ khoừng daỏu ủửụực coọng, bit OV coự theồ ủửụực boỷ qua Caực keỏt quỷa lụựn hụn +127 hoaởc nhoỷ hụn –128 seừ set bit OV Leọnh reset 8951 ủửụực reset baống caựch giửừ chaừn RST ụỷ mửực cao ớt nhaỏt chu kyứ maựy vaứ traỷ noự muực thaỏp RST coự theồ ủửụực kớch caỏp ủieọn duứng moọt maựch R-C +5V +5V 100 10UF 8,2K Hỡnh 2.2: Maựch reset heọ thoỏng 112 Phụ lục Traựng thaựi cuỷa taỏt caỷ caực ghi cuỷa 8951 sau reset heọ thoỏng ủửụực toựm taột baỷng sau: Thanh ghi Noọi dung 0000H 00H ẹeỏm chửụng trỡnh Tớch luừy B PSW SP DPTR Port 0-3 IP IE Caực ghi ủũnh thụứi SCON SBUF PCON(HMOS) PCON(CMOS) 00H 00H 07H 0000H FFH XXX00000B 0XX00000B 00H 00H 00H 0XXXXXXB 0XXX0000B Baỷng 2.3: Traựng thaựi caực ghi sau reset Quan troựng nhaỏt caực ghi treừn laứ ghi ủeỏm chửụng trỡnh, noự ủửụực ủaởt laựi 0000H Khi RST trụỷ laựi mửực thaỏp, vieọc thi haứnh chửụng trỡnh luoừn baột ủầu ụỷ ủũa chổ ủầu tieừn boọ nhụự chửụng trỡnh: ủũa chổ 0000H Noọi dung cuỷa RAM treừn chip khoừng bũ thay ủoồi bụỷi leọnh reset Hoaựt ủoọng cuỷa boọ ủũnh thụứi (timer) Truy xuaỏt timer cuỷa 8951 duứng ghi chửực naờng ủaởc bieọt cho baỷng sau: SFR MUẽC ẹÍCH TCON TMOD TL0 TL1 TH0 TH1 ẹềA CHặ 88H ẹiều khieồn timer 89H Cheỏ ủoọ timer Byte thaỏp cuỷa 8AH 8BH timer Byte thaỏp cuỷa 8CH 8DH timer ẹũa chổ hoựa tửứng bit Coự Khoừng Khoừng Khoừng Khoừng Khoừng Byte cao cuỷa timer Byte cao cuỷa timer Baỷng 2.4: Thanh ghi chửực naờng ủaởc bieọt duứng timer 113 Phụ lục Thanh ghi cheỏ ủoọ timer (TMOD) Thanh ghi TMOD chửựa hai nhoựm bit duứng ủeồ ủaởt cheỏ ủoọ laứm vieọc cho timer vaứ timer Bit Tẽn entry Timer Mõ taỷ Bit (Mụỷ) coồng, lẽn timer chổ cháy INT1 C/T ụỷ mửực cao Bit chón cheỏ ủoọ counter/timer 1=boọ ủeỏm sửù kieọn 0=boọ ủũnh khoaỷng thụứi gian M1 Bit cuỷa cheỏ ủoọ(mode) M0 Bit cuỷa cheỏ ủoọ 00: cheỏ ủoọ : timer 13 bit 01: cheỏ ủoọ : timer 16 bit 10: cheỏ ủoọ : tửù ủoọng náp lái 8255A bit 11: cheỏ ủoọ : taựch timer GATE Bit (mụỷ) coồng C/T Bit chón counter/timer M1 Bit cuỷa cheỏ ủoọ M0 Bit cuỷa cheỏ ủoọ Baỷng 2.5: Toựm taột ghi TMOD 114 Phụ lục Thanh ghi ủiều khieồn timer (TCON) Thanh ghi TCON chửựa caực bit tráng thaựi vaứ caực bit ủiều khieồn cho timer vaứ timer Bit Kyự hieọu ẹũa chổ Mõ taỷ TCON.7 TF1 8FH Cụứ baựo traứn timer ẹaởt bụỷi phần cửựng traứn, ủửụùc xoựa bụỷi phần mềm hoaởc phần cửựng boọ xửỷ lyự chổ ủeỏn chửụng trỡnh phúc vú ngaột TCON.6 TR1 8EH TCON.5 TCON.4 TCON.3 TCON.2 TF0 TR0 IE1 IT1 8DH 8CH 8BH 8AH TCON.1 TCON.0 IE0 IT0 89H 88H Bit ủiều khieồn timer cháy ẹaởt/xoựa baống phần mềm cho timer cháy/ngửng Cụứ baựo traứn timer Bit ủiều khieồn timer cháy Cụứ cánh ngaột bẽn ngoaứi, ủaởc bụỷi Cụứ kieồu ngaột moọt bẽn ngoaứi phần cửựng phaựt hieọn moọt cánh xuoỏng ụỷ INT1, xoựa baống phần mềm hoaởc phần cửựng CPU chổ ủeỏn chửụng trỡnh phúc vú ngaột ẹaởt/xoựa baống phần mềm ủề ngaột ngoaứi tớch cửùc cánh xuoỏng/mửực thaỏp Cụứ cánh ngaột bẽn ngoaứi Cụứ kieồu ngaột bẽn ngoaứi Baỷng 2.6: Toựm taột ghi TCON Khụỷi ủoọng vaứ truy xuaỏt caực ghi timer Thõng thửụứng caực ghi ủửụùc khụỷi ủoọng moọt lần ụỷ ủầu chửụng trỡnh ủeồ ủaởt cheỏ ủoọ laứm vieọc cho ủuựng Sau ủoự thãn chửụng trỡnh caực timer ủửụùc cho cháy, dửứng , caực bit cụứ ủửụùc kieồm tra vaứ xoựa, caực ghi timer ủửụùc ủóc vaứ cáp nhaọt theo ủoứi hoỷi cuỷa caực ửựng dúng TMOD laứ ghi thửự nhaỏt ủửụùc khụỷi ủoọng vỡ noự ủaởt cheỏ ủoọ hoát ủoọng Vớ dú caực leọnh sau khụỷi ủoọng timer nhử timer 16 bit (cheỏ ủoọ 1) coự xung nhũp tửứ boọ dao ủoọng trẽn chớp cho vieọc ủũng khoaỷng thụứi gian MOV TMOD,#00010000B Leọnh naứy seừ ủaởt M1=0 vaỷ M0=1 cho cheỏ ủoọ 1, C/T=0 vaứ GATE=0 cho xung nhũp noọi vaứ xoựa caực bit cheỏ ủoọ timer Dú nhiẽn timer thaọt sửù 115 Phụ lục khõng baột ủầu ủũnh thụứi cho ủeỏn bit ủiều khieồn cháyy TR1 ủửụùc ủaởt lẽn Neỏu cần soỏ ủeỏm ban ủầu, caực ghi timer TL1/TH1 cuừng phaỷi ủửụùc khụỷi ủoọng Nhụự lái laứ caực timer ủeỏm lẽn vaứ ủaởt cụứ baựo traứn coự sửù truyeồn tieỏp FFFFH sang 0000H ẹóc timer ủang cháy Trong moọt soỏ ửựng dúng cần ủóc giaự trũ caực ghi timer ủang cháy Vỡ phaỷi ủóc ghi timer “sai pha” coự theồ xaồy neỏu byte thaỏp traứn vaứo byte cao giửừa hai lần ủóc Giaự trũ coự theồ ủóc ủửụùc khõng ủuựng Giaỷi phaựp laứ ủóc byte cao trửụực, keỏ ủoự ủóc byte thaỏp ủóc byte cao lái moọt lần nửừa Neỏu byte cao ủaừ thay ủoồi thỡ laọp lái caực hoát ủoọng ủóc Caực khoaỷng ngaộn vaứ caực khoaỷng daứi Daừy caực khoaỷng thụứi gian coự theồ ủũnh thụứi laứ bao nhiẽu ? vaỏn ủề naứy ủửụùc khaỷo saựt vụựi 8951 hoát ủoọng vụựi tần soỏ 12MHz nhử vaọy xung nhũp cuỷa caực timer coự tần soỏ laự MHz Khoaỷng thụứi gian ngaộn nhaỏt coự theồ coự bũ giụựi hán khõng chổ bụỷi tần soỏ xung nhũp cuỷa timer maứ coứn bụỷi phần mềm Do aỷnh hửụỷng cuỷa thụứi khoaỷng thửùc hieọn moọt leọnh Leọng ngaộn nhaỏt 8951 laứ moọt chu kyứ maựy hay 1µs Sau ủãy laứ baỷng toựm taột caực kyừ thuaọt ủeồ táo nhửừng khoaỷng thụứi gian coự chiều daứi khaực (vụựi giaỷ sửỷ xung nhũp cho 8951 coự tần soỏ 12 MHz) Khoaỷng thụứi gian toỏi ≈10 256 65535 Khõng giụựi hán Kyừ thuaọt Baống phần mềm Timer bit vụựi tửù ủoọng náp lái Timer 16 bit Timer 16 bit coọng vụựi caực voứng Baỷng 2.7: Caực khoaỷng ngaộn vaứ khoaỷng daứi Caực kyừ thuaọt ủeồ laọp trỡnh caực khoaỷng thụứi gian (FOSC=12 MHz) 2.3 Hoát ủoọng port noỏi tieỏp Giụựi thieọu 8951 coự moọt port noỏi tieỏp chip coự theồ hoát ủoọng ụỷ nhiều cheỏ ủoọ khaực trẽn moọt daừy tần soỏ roọng Chửực naờng chuỷ yeỏu cuỷa moọt port noỏi tieỏp laứ thửùc hieọn chuyeồn ủoồi song song sang noỏi tieỏp vụựi dửừ lieọu xuaỏt vaứ chuyeồn ủồi noỏi tieỏp sang song song vụựi dửừ lieọu nhaọp Truy xuaỏt phần cửựng ủeỏn port noỏi tieỏp qua caực chãn TXD vaứ RXD Caực chãn naứy coự caực chửực naờng khaực vụựi hai bit cuỷa port P3 ụỷ chãn 11 (TXD) vaứ P3.0 ụỷ chãn 10 (RXD) 116 Phụ lục Port noỏi tieỏp cho hoát ủoọng song cõng (full duplex : thu vaứ phaựt ủồng thụứi) vaứ ủeọm luực thu (receiver buffering) cho pheựp moọt kyự tửù seừ ủửụùc thu vaứ ủửụùc giửừ kyự tửù thửự hai ủửụùc nhaọn Neỏu CPU ủóc kyự tửù thửự nhaỏt trửụực kyự tửù thửự hai ủửụùc thu ủầy ủuỷ thỡ dửừ lieọu seừ khõng bũ maỏt Hai ghi chửực naờng ủaởc bieọt cho pheựp phần mềm truy xuaỏt ủeỏn port noỏi tieỏp laứ : SBUF vaứ SCON Boọ ủeỏm port noỏi tieỏp (SBUF) ụỷ ủái chổ 99H thaọt sửỷ laứ hai boọ ủeỏm Vieỏt vaứo SBUF ủeồ truy xuaỏt dửừ lieọu thu ủửụùc ẹãy laứ hai ghi riẽng bieọt ghi chổ ghi ủeồ phaựt vaứ ghi ủeồ thu TXD (P3.1) RXD (P3.0) Q D SUBF (Chổ ghi) Thanh ghi dũch CLK Xung nhũp toỏc ẹoọ baud (thu) SBUF (chổ ủóc) Xung nhũp toỏc ẹoọ baud (thu) SBUF (chổ ủóc) Hỡnhnoọi 2.3:8951 Sụ ủồ port noỏi tieỏp BUS Thanh ghi ủiều khieồn port noỏi tieỏp (SCON) ụỷ ủũa chổ 98H laứ ghi coự ủũa chổ bit chửựa caực bit tráng thaựi vaứ caực bit ủiều khieồn Caực bit ủiều khieồn ủaởt cheỏ ủoọ hoát ủoọng cho port noỏi tieỏp, vaứ caực bit tráng thaựi baựo caựo keỏt thuực vieọc phaựt hoaởc thu kyự tửù Caực bit tráng thaựi coự theồ ủửụùc kieồm tra baống phần mềm hoaởc coự theồ ủửụùc laọp trỡnh ủeồ táo ngaột Tần soỏ laứm vieọc cuỷa port noỏi tieỏp coứn gói laứ toỏc ủoọ baund coự theồ coỏ ủũnh (laỏy tửứ boọ giao ủoọng cuỷa chip) Neỏu sửỷ dúng toỏc ủoọ baud thay ủoồi, timer seừ cung caỏp xung nhũp toỏc ủoọ baud vaứ phaỷi ủửụùc laọp trỡnh Thanh ghi ủiều khieồn port noỏi tieỏp 117 Phụ lục Cheỏ ủoọ hoát ủoọng cuỷa port noỏi tieỏp ủửụùc ủaởt baống caựch ghi vaứo ghi cheỏ ủoọ port noỏi tieỏp (SCON) ụỷ ủũa chổ 98H Sau ủãy caực baỷng toựm taột ghi SCON vaứ caực cheỏ ủoọ cuỷa port noỏi tieỏp : Bit SCON.7 tieỏp SCON.6 tieỏp SCON.5 tieỏp Kyự hieọu ẹũa chổ Mõ taỷ SM0 9FH Bit cuỷa cheỏ ủoọ port noỏi SM1 9EH Bit cuỷa cheỏ ủoọ port noỏi SM2 9DH Bit cuỷa cheỏ ủoọ noỏi cho pheựp truền thõng ủaừ xửỷ lyự caực cheỏ ủoọ vaứ ;RI seừ khõng bũ taực ủoọng neỏu bit thửự SCON.4 lẽn REN 9CH thu ủửụùc laứ Cho pheựp boọ thu phaỷi ủaởt SCON.3 phaựt TB8 9BH ủeồ thu (nhaọn) caực kyự tửù Bit phaựt, bit thửự ủửụùc caực cheỏ ủoọ vaứ 3; ủửụùc ủaởt SCON.2 SCON.1 RB8 TI vaứ xoựa baống phần mềm Bit thu, bit thửự thu ủửụùc Cụứ ngaột phaựt ẹaởt lẽn 9AH 99H keỏt thuực phaựt kyự tửù; ủửụùc xoựa SCON.0 RI phần mềm Cụứ ngaột thu ẹaởt lẽn Keỏt thuực thu kyự tửù; ủửụùc 98H xoựa Baống phần mềm SM0 0 Baỷng 2.7:Toựm taột ghi cheỏ ủoọ port noỏi tieỏp SCON SM1 Cheỏ ủoọ Mõ taỷ Toỏc ủoọ baud 0 Thanh ghi dũch Coỏ ủũnh (Fosc/12) 1 UART bit Thay ủoồi (ủaởt baống timer) 118 Phụ lục Fosc/64) UART bit Coỏ ủũnh (Fosc/12 hoaởc UART bit Thay ủoồi (ủaởt baống timer) Baỷng 2.8: Caực cheỏ ủoọ port noỏi tieỏp Trửụực sửỷ dúng port noỏi tieỏp, phaỷi khụỷi ủoọng SCON cho ủuựng cheỏ ủoọ Vớ dú, leọnh sau: MOV SCON,#01010010B Khụỷi ủoọng port noỏi tieỏp cho cheỏ ủoọ (SM0/SM1=0/1), cho pheựp boọ thu (REN=1) vaứ ủaởt cụứ ngaột phaựt (TP=1) ủeồ chổ boọ phaựt saỹn saứng hoát ủoọng Khụỷi ủoọng vaứ truy xuaỏt caực ghi coồng noỏi tieỏp Cho pheựp thu: Bit cho pheựp boọ thu (REN = Receiver Enable) SCON phaỷi ủửụùc ủaởt lẽn baống phần mềm ủeồ cho pheựp thu caực kyự tửù Thõng thửụứng thửùc hieọn vieọc naứy ụỷ ủầu chửụng trỡnh khụỷi ủoọng coồng noỏi tieỏp, timer Coự theồ thửùc hieọn vieọc naứy theo hai caựch Leọnh : SETB REN Seừ ủaởt REN lẽn 1, hoaởc leọnh : MOV SCON,#xxx1xxxxB Seừ ủaởt REN vaứ ủaởc hoaởc xoựa ủi caực bit khaực trẽn SCON cần (caực x phaỷi laứ hoaởc ủeồ ủaởc cheỏ ủoọ laứm vieọc) Bit dửừ lieọu thửự 9: Bit dửừ lieọu thửự cần phaựt caực cheỏ ủoọ vaứ 3, phaỷi ủửụùc náp vaứo TB8 baống phần mềm Bit dửừ lieọu thửự thu ủửụùc ủaởt ụỷ RBS Phần mềm coự theồ cần hoaởc khõng cần bit dửừ lieọu thửự 9, phú thuoọc vaứo 119 Phụ lục caực ủaởc tớnh kyừ thuaọt cuỷa thieỏt bũ noỏi tieỏp sửỷ dúng (bit dửừ lieọu thửự cuừng ủoựng vai moọt troứ quan tróng truyền thõng xửỷ lyự) Thẽm bit parity: Thửụứng sửỷ dúng bit dửừ lieọu thửự ủeồ thẽm parity vaứo kyự tửù Nhử ủaừ xeựt ụỷ caực chửụng trửụực, pit P tửứ tráng thaựi chửụng trỡnh (PSW) ủửụùc ủaởt lẽn hoaởc bũ xoựa bụỷi chu kyứ maựy ủeồ thieỏt laọp kieồm tra chaỹn vụựi bit tớch luừy Caực cụứ ngaột: Hai cụứ ngaột thu vaứ phaựt (RI vaứ TI) SCON ủoựng moọt vai troứ quan tróng truyền thõng noỏi tieỏp duứng 8951 Caỷ hai bit ủửụùc ủaởt lẽn baống phần cửựng, nhửng phaỷi ủửụùc xoựa baống phần mềm 120 ... lý tín hiệu Nguyên lý mô hình 1.1: Tín hiệu điện 50Hz Tín hiệu điện 50Hz Tín hiệu tần số cao 50HF Tín hiệu tần số cao từ 1,6Mhz - 30Mhz Hỡnh 1.1 Nguyờn lý PLC 1.1.2 Tại phải nghiên cứu PLC Tính... thạc sỹ kỹ thuật giao với đề tài: “Nghiờn cứu Modun truyền nhận tín hiệu qua đường dây truyền tải điện Nội dung luận văn gồm phần sau: Chương I: Tổng quan PLC (POWER LINE COMUNICATION) CHƯƠNG... truyền tải thông tin dây điện Ngoài ra, tín hiệu thông tin cao tần truyền dây điện, phát xạ sóng điện từ làm ảnh hưởng tới hệ thống truyền thông khác: Phát thanh, truyền hình Suy hao Khi truyền tín