2.6.1 .Khái niệm vi điều khiển
2.6.2. Họ vi điều khiển AVR
2.6.2.1. Tổng quan AVR và sơ lƣợc về bộ KIT AVR V4
AVR là họ vi điều khiển 8 bit theo công nghệ mới, với những tính năng rấtmạnhđƣợc tích hợp trong chip của hãng Atmel theo công nghệ RISC, vi điều khiển này mạnhngang hàng với các họ vi điều khiển 8 bit khác nhƣ PIC, PSoC. Họ vi điều khiển AVR có nhiều tính năng mới đáp ứng tối đa nhu cầu củangƣời sử dụng [18].
Các tính năng mới của họ AVR: [18] + Giao diện SPI đồng bộ.
+ Các đƣờng dẫn vào/ra (I/O) lập trình đƣợc. + Giao tiếp I2C.
+ Bộ biến đổi ADC 10 bit. + Các kênh băm xung PWM.
+ Các chế độ tiết kiệm năng lƣợng nhƣ sleep, stand by..vv. + Một bộ định thời Watchdog.
+ 3 bộ Timer/Counter 8 bit. + 1 bộ Timer/Counter 16 bit. + 1 bộ so sánh analog.
+ Giao tiếp USART..vv.
Vi điều khiển AVR có rất nhiều dịng khác nhau nhƣ: Dòng Tiny AVR (nhƣ AT tiny 13, AT tiny 22…), dòng AVR (chẳng hạn AT90S8535, AT90S8515,…), dòng Mega (nhƣ ATmega32, ATmega128, Atmega 16,…),
Sơ lƣợc về KIT AVR V4
KIT AVR V4 là phiên bản nâng cấp của KIT AVR V3. Phiên bản V4 nâng cấp và hỗtrợ thêm nhiều tính năng nhƣ: LED MATRIX, PL2303, MAX485, NRF24L01, SI4431…
Phiên bản phù hợp cho trƣờng dậy nghề và trung tâm dậy học. - KIT sử dụng Vi Điều Khiển ATMEGA16 DIP40
- KIT sử dụng điện áp: + 5V: Qua dây USB-Mini + 9V: Adapter DC9V
- Kích thƣớc KIT: 150x105MM
Hình 31: Hình ảnh thực tế của bộ KIT AVR V4
2.6.2.2. Vi điều khiển ATmega 16
ATmega 16 là bộ vi điều khiển CMOS 8 bit tiêu thụ điện năng thấp dựa trên kiến trúc RSIC (Reduced Intruction Set Computer). Vào ra Analog – Digital và ngƣợc lại. Với công nghệ này cho phép các lệnh thực thi chỉ trong một chu kì xung nhịp, vì thế tốc độ xử lý dữ liệu có thể đạt đến 1 triệu lệnh trên dây ở tần số 1MHz [37].
Atmega 16 có tập lệnh phong phú về số lƣợng với 32 thanh ghi làm việc đa năng. Toàn bộ 32 thanh ghi đều đƣợc nối trực tiếp với ALU (Arithmetic Logic
đạt đƣợc có tốc độ xử lý nhanh gấp 10 lần vi điều khiển dạng CISC (Complex Intruction Set Computer) thơng thƣờng [37].
Có rất nhiều phần mềm đƣợc dùng để lập trình khi sử dụng vi điều khiển Atmega 16: Trình dịch Assembly nhƣ AVR studio của Atmel, Trình dịch C nhƣ win AVR, Code VisionAVR C,…
Trong luận văn này, để lập trình cho vi điều khiển Atmega 16, tơi sử dụng trình dịch C và phần mềm AVR Studio GCC.
Các đặc trƣng của Atmega 16: [37]
- Đƣợc chế tạo theo kiến trúc RISC hiệu suất cao mà điện năng tiêu thụ thấp. - Tập lệnh gồm 131 lệnh, hầu hết đều chỉ thực thi trong 1 chu kỳ xung nhịp. - Bộ nhân 2 chu kì.
- 32x8 thanh ghi làm việc đa dụng. - Hoạt động tĩnh.
- 16MIPS với thông lƣợng 16 MHz
- 8KB Flash ROM lập trình đƣợc ngay trên hệ thống - Giao diện nối tiếp SPI có thể lập trình ngay trên hệ thống - Cho phép 1000 lần ghi/xóa
- Bộ EEPROM 512 byte, cho phép 100.000 ghi/xóa
- 16 Kbyte bộ nhớ chƣơng trình in-System Self-programmable Flash - Chu kì ghi/xóa (Write/Erase): 10.000 Flash/100.000 EEPROM - Độ bền dữ liệu 20 năm ở 85℃ và 100 năm ở 25℃
- Bộ nhớ SRAM 512 byte.
- Bộ biến đổi ADC 8 kênh, 10 bit - 32 ngõ I/O lập trình đƣợc
- Bộ truyền nối tiếp bất đồng bộ vạn năng UART - Vcc=2.7V đến 5.5V
- Tốc độ làm việc: 8MHz đối với Atmega 16L, 16MHz đối với Atmega 16 tối đa.
- Tốc độ xử lý lệnh đến 8MIPS ở 8 MHz nghĩa là 8 triệu lệnh trên dây. - Bộ định thời gian thực (RTC) với bộ dao động và chế độ đếm tách biệt. - 2 bộ Timer 8 bit và bộ Timer 16 bit với chế độ so sánh và chia tần số tách
biệt và chế độ bắt mẫu.
- 4 kênh điều chế độ xung PWM - Có đến 13 interrupt ngồi và trong - Bộ so sánh Analog
- Bộ lập trình Watch dog timer
- Giao tiếp nối tiếp Master/slave SP
2.7. Module Sim800C
Module Sim800C là module GSM/GPRS hoạt động ở 4 băng tần 850/900/1800/1900 MHz, đƣợc xây dựng dựa trên Sim800C của hãng SIMCOM, có thể truyền nhận SMS, Data với mức tiêu thụ năng lƣợng thấp.
Đây là một phiên bản nâng cấp module Sim900A. Với kích thƣớc nhỏ17,6× 15,7 ×2,3mm, SIM800c có thể đáp ứng hầu nhƣ tất cả các yêu cầu về không gian trong các ứng dụng khác nhau.
Hình 32: Hình ảnh thực tế Module Sim800c
Thông số kỹ thuật:
- Nguồn cung cấp: 3.8 – 4.2VDC.
- Dòng cung cấp: 1A trở lên để đảm bảo trong quá trình khởi động cũng nhƣ thực hiện gọi điện hay gửi SMS.
- Dòng ở chế độ chờ: 10mA – rất tiết kiệm.
- Hỗ trợ 4 băng tần phổ biến ở Việt Nam, sim mạng nào dùng cũng đƣợc. - Khe cắm sim: chuẩn Micro sim ( sim IP4)
Chức năng các chân:
- Chân NET: lắp anten, có thể dùng anten đi kèm hoặc anten mở rộng. - Chân VCC- GND: cấp nguồn dƣơng- âm.
- RST: chân reset: sử dụng khi cần khởi động lại module sim. - RXD – TXD: giao tiếp chuẩn serial đặc trƣng của module sim. - RING: đổ chng khi có cuộc gọi đến
- DTR: Chân UART DTR
- SPKP, SPKN: ngõ ra âm thanh, nối với loa để phát âm thanh.