Mục lục
Lời nói đầu 2
Chương 1: Tổng quan về đo tần số, chuẩn giao tiếp máy tính RS232 3
1.1.Giới thiệu về đo tần số 3
1.2.Chuẩn giao tiếp máy tính RS232 5
Chương 2:Cơ sở thiết kế phần cứng 12
2.1.Sơ đồ khối, chức năng 12
2.2.Các thiết bị 12
2.3.Sơ đồ nguyên lý 20
Chương 3:Thiết kế phần mềm 23
3.1.Thuật toán điều khiển 23
3.2.Chương trình điều khiển 24
Kết luận 29
Tài liệu tham khảo 30
1
LỜI NÓI ĐẦU
Trong mấy chục năm qua , khoa học máy tính và xử lý thông tin có những bước
tiến vược bậc và ngày càng có những đóng góp to lớn vào cuộc cách mạng khoa
học kỹ thuật hiện đại. Đặc biệt sự ra đời và phát triển nhanh chóng của kỹ thuật
số làm cho ngành điện tử trở nên phong phú và đa dạng hơn. Nó góp phần rất
lớn trong việc đưa kỹ thuật hiện đại thâm nhập rộng rãi vào mọi lĩnh vực của
hoạt động sản xuất ,kinh tế và đời sống xã hội. Từ những hệ thống máy tính lớn
đến nhứng hệ thống máy tính cá nhân , từ những việc điều khiển các máy công
nghiệp đến các thiết bị phục vụ đời sống hằng ngày của con người. Với mong
muốn tìm hiểu , ứng dụng những tiến bộ của khoa học kỹ thuật hiện đại vào
phục vụ sản xuất và phục vụ đời sống con người , hơn nữa được sự hướng dẫn
và gíúp đỡ của thầy Phạm Tuấn Anh. Em đã thực hiện đề tài : “Điều khiển thiết
bị gia dụng bằng máy tính sử dụng tia hồng ngoại” .Do trình độ hiểu biết còn
hạn chế , nên dù cố gắng hết sức trong việc thực hiện đề tài cũng không tránh
khỏi thiếu sót . Mong thầy và các bạn có thể bổ sung thêm để em hiểu vấn đề
được sâu sắc hơn.

d
f
dt
ω
π π
=
Ψ
=
Khoảng tần số được sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau như: vô tuyến điện tử,
tự động hoá, vật lý thí nghiệm, thông tin liên lạc với dải tần từ một phần Hz
đến hàng nghìn GHz.
- Tần số kế: là dụng cụ để đo tần số. Ngoài ra còn có thể đo tỉ số giữa hai tần số,
tổng của hai tần số, khoảng thời gian, độ dài các xung
- Các phương pháp đo tần số: việc lựa chọn phương pháp đo tần số được xác
định theo khoảng đo, theo độ chính xác yêu cầu, theo dạng đường cong và công
suất nguồn tín hiệu có tần số cần đo và một số yếu tố khác.
Để đo tần số của tín hiệu điện có hai phương pháp: phương pháp biến đổi thẳng
và phương pháp so sánh:
a) Đo tần số bằng phương pháp biến đổi thẳng: được tiến hành bằng các loại
tần số kế cộng hưởng, tần số kế cơ điện, tần số kế tụ điện, tần số kế chỉ thị số:
3
| Các tần số kế cơ điện tương tự (tần số kế điện từ, điện động, sắt điệnđộng):
được sử dụng để đo tần số trong khoảng từ 20Hz ÷ 2,5kHz trong các mạch
nguồn với cấp chính xác không cao (cấp chính xác 0,2; 0,5; 1,5; 2,5).
Các loại tần số kế này nói chung hạn chế sử dụng vì tiêu thụ công suất khá lớn
và bị rung.
| Các tần số kế điện dung tương tự: để đo tần số trong dải tần từ 10Hz ÷
500kHz, được sử dụng khi hiệu chỉnh, lắp ráp các thiết bị ghi âm và rađiô v.v
| Tần số kế chỉ thị số : được sử dụng để đo chính xác tần số của tín hiệu
xung và tín hiệu đa hài trong dải tần từ 10Hz ÷ 50GHz. Còn sử dụng để đo tỉ số

điều khiển, đo lường Ghép nối qua cổng nối tiếp RS232 là một trong những kỹ
thuật được sử dụng rộng rãi để ghép nối các thiết bị ngoại vi với máy tính.Nó là
một chuẩn giao tiếp nối tiếp dùng định dạng không đồng bộ, kết nối nhiều nhất
là 2 thiết bị , chiều dài kết nối lớn nhất cho phép để đảm bảo dữ liệu là 12.5 đến
25.4m, tốc độ 20kbit/s đôi khi là tốc độ 115kbit/s với một số thiết bị đặc biệt. Ý
nghĩa của chuẩn truyền thông nối tiếp nghĩa là trong một thời điểm chỉ có một
bit được gửi đi dọc theo đường truyền.
Có hia phiên bản RS232 được lưu hành trong thời gian tương đối dài là RS232B
và RS232C. Nhưng cho đến nay thì phiên bản RS232B cũ thì ít được dùng còn
RS232C hiện vẫn được dùng và tồn tại thường được gọi là tên ngẵn gọn là
chuẩn RS232
Các máy tính thường có 1 hoặc 2 cổng nối tiếp theo chuẩn RS232C được gọi là
cổng Com. Chúng được dùng ghép nối cho chuột, modem, thiết bị đo
lường Trên main máy tính có loại 9 chân hoặc lại 25 chân tùy vào đời máy và
main của máy tính. Việc thiết kế giao tiếp với cổng RS232 cũng tương đối dễ
dàng, đặc biệt khi chọn chế độ hoạt động là không đồng bộ và tốc độ truyền dữ
liệu thấp.
1.2.2 Ưu điểm của giao diện nối tiếp RS232
+ Khả năng chống nhiễu của các cổng nối tiếp cao
+ Thiết bị ngoại vi có thể tháo lắp ngay cả khi máy tính đang được cấp điện
5
+ Các mạch điện đơn giản có thể nhận được điện áp nguồn nuôi qua công nối
tiếp
1.2.3 Những đặc điểm cần lưu ý trong chuẩn RS232
+ Trong chuẩn RS232 có mức giới hạn trên và dưới (logic 0 và 1) là +-12V.
Hiện nay đang được cố định trở kháng tải trong phạm vi từ 3000 ôm - 7000 ôm
+ Mức logic 1 có điện áp nằm trong khoảng -3V đến -12V, mức logic 0 từ +-3V
đến 12V
+ Tốc độ truyền nhận dữ liệu cực đại là 100kbps ( ngày nay có thể lớn hơn)
+ Các lối vào phải có điện dung nhỏ hơn 2500pF

(DB9) hoặc 25 chân (DB25). Tuy hai loại đầu nối này có cùng song song nhưng
hai loại đầu nối này được phân biệt bởi cổng đực (DB9) và cổng cái (DB25)
Ta xét sơ đồ chân cổng Com 9 chân:

Trên là các kí hiệu chân và hình dạng của cổng DB9
Chức năng của các chân như sau:
+ chân 1 : Data Carrier Detect (DCD) : Phát tín hiệu mang dữ liệu
+ chân 2: Receive Data (RxD) : Nhận dữ liệu
+ chân 3 : Transmit Data (TxD) : Truyền dữ liệu
+ chân 4 : Data Termial Ready (DTR) : Đầu cuối dữ liệu sẵn sàng được kích
hoạt bởi bộ phận khi muốn truyền dữ liệu
+ chân 5 : Singal Ground ( SG) : Mass của tín hiệu
+ chân 6 : Data Set Ready (DSR) : Dữ liệu sẵn sàng, được kích hoạt bởi bộ
7
truyền khi nó sẵn sàng nhận dữ liệu
+ chân 7 : Request to Send : yêu cầu gửi,bô truyền đặt đường này lên mức hoạt
động khi sẵn sàng truyền dữ liệu
+ chân 8 : Clear To Send (CTS) : Xóa để gửi ,bô nhận đặt đường này lên mức
kích hoạt động để thông báo cho bộ truyền là nó sẵn sàng nhận tín hiệu
+ chân 9 : Ring Indicate (RI) : Báo chuông cho biết là bộ nhận đang nhận tín
hiệu rung chuông
Còn DB28 bây giờ hầu hết các main mới ra đều không có cổng này nữa. Nên tôi
không đề cập đến ở đây.
1.2.6 Quá trình dữ liệu
a) Quá trình truyền dữ liệu
Truyền dữ liệu qua cổng nối tiếp RS232 được thực hiện không đồng bộ. Do vậy
nên tại một thời điểm chỉ có một bit được truyền (1 kí tự). Bộ truyền gửi một bit
bắt đầu (bit start) để thông báo cho bộ nhận biết một kí tự sẽ được gửi đến trong
lần truyền bit tiếp the . Bit này luôn bắt đầu bằng mức 0 Tiếp theo đó là các bit
dữ liệu (bits data) được gửi dưới dạng mã ASCII( có thể là 5,6,7 hay 8 bit dữ

như một bit chẵn được mắc lỗi thì Parity bit sẽ trùng giá trị với trường hợp
không mắc lỗi vì thế không phát hiện ra lỗi. Do đó trong kỹ thuật mã hóa lỗi này
không được sử dụng trong trường hợp có khả năng một vài bit bị mắc lỗi.
Còn cách thức truyền dẫn. Phần này tôi không đề cập các bạn vui lòng xem
trong giáo trình.
1.2.7 Sơ đồ ghép nối RS232
Có rất nhiều mạch giao tiếp của RS232 giữa vi điều khiển hay các thiết bị khác.
Dưới đây là những mạch giao tiếp thường được dùng.
a) Mạch chuẩn giao RS232 dùng IC Max232
Max232 là IC chuyên dùng cho giao tiếp giữa RS232 và thiết bị ngoại vi.
Max232 là IC của hãng Maxim. Đây là IC chay ổn định và được sử dụng phổ
biến trong các mạch giao tiếp chuẩn RS232. Giá thành của Max232 phù hợp
(12K hay 10K) và tích hợp trong đó hai kênh truyền cho chuẩn RS232. Dòng
tín hiệu được thiết kế cho chuẩn RS232 . Mỗi đầu truyền ra và cổng nhận tín
hiệu đều được bảo vệ chống lại sự phóng tĩnh điện ( hình như là 15KV). Ngoài
9
ra Max232 còn được thiết kế với nguồn +5V cung cấp nguồn công suất nhỏ.
Mạch giao tiếp như sau :
Đây là mạch giao tiếp 1 kênh dùng Max232. Còn giao tiếp 2 kênh thì tương tự.
Mạch này được sử dụng khá nhiều trong chuẩn giao tiếp RS232.
b) Mạch chuẩn giao tiếp RS232 dùng DS275
Đây cũng là IC của hãng Maxim. DS275 được dùng trong các mạch giao tiếp
của chuẩn RS232 nhưng do nó chỉ là bán song công và dùng trong các thiết kế
công suất nhỏ.
10
Mạch giao tiếp khá đơn giản. Do bán song công nên trong các ứng dụng ít được
dùng.
c) Mạch chuẩn giao tiếp RS232 dùng transitor
Mạch sử dụng 2 transior để giao tiếp RS232.
1.2.8 Phần mềm giao tiếp

Khối Xử
lý
Khối giao tiếp
nút ấn
Khối hiển
thị
Khối
tạo
xung
dao
động
Khối nguồn
12
không bay hơi mật độ cao của hãng Atmel, và tương thích với họ MCS-51
TM
về
chân ra và tập lệnh.
AT89C51 có các đặc trưng cơ bản như sau: 4 K byte Flash, 128 byte RAM, 32
đường xuất nhập, hai bộ định thời/đếm 16-bit, một cấu trúc ngắt hai mức ưu tiên
và 5 nguyên nhân ngắt, một port nối tiếp song công, mạch dao động và tạo xung
clock trên chip. AT89C51 được thiết kế với logic tĩnh cho hoạt động có tần số
giảm xuống 0 và hỗ trợ hai chế độ tiết kiệm năng lượng được lựa chọn bằng
phần mềm. Chế độ nghỉ dừng CPU trong khi vẫn cho phép RAM, các bộ định
thời/đếm, port nối tiếp và hệ thống ngắt tiếp tục hoạt động. Chế độ nguồn giảm
duy trì nội dung của RAM nhưng không cho mạch dao động cung cấp xung
clock nhằm vô hiệu hoá các hoạt động khác của chip cho đến khi có reset cứng
tiếp theo.

Sơ đồ khối của AT89C51
13

P3.1 TxD Ngõ ra Port nối tiếp
P3.2
INT0
Ngõ vào ngắt ngoài 0
P3.3
INT1
Ngõ vào ngắt ngoài 1
P3.4 T0 Ngõ vào bên ngoài của bộ định thời 1
P3.5 T1 Ngõ vào bên ngoài của bộ định thời 0
P3.6
WR
Điều khiển ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài
P3.7
RD
Điều khiển đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài
Port 3 cũng nhận một vài tín hiệu điều khiển cho việc lập trình Flash và
kiểm tra chương trình.
- RST (9)
Ngõ vào reset. Mức cao trên chân này trong 2 chu kỳ máy trong khi bộ
dao động đang hoat động sẽ reset AT89C51.
Mạch reset tác động bằng tay và tự động reset khi khởi động máy
15
RST
- ALE/
PROG
(30)
ALE là một xung ngõ ra để chốt byte thấp của địa chỉ trong khi truy xuất
bộ nhớ ngoài. Chân này cũng làm ngõ vào xung lập trình (
PROG
) trong thời

= 0 cho phép truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài, ngược lại
EA
=1
sẽ thực thi chương trình bên trong chip
Tuy nhiên, lưu ý rằng nếu bit khoá 1 (lock-bit 1) được lập trình,
EA
sẽ
được chốt bên trong khi reset.
16
Chân này cũng nhận điện áp cho phép lập trình Vpp=12V khi lập trình
Flash
- XTAL1 và XTAL2
XTAL1 và XTAL2 là hai ngõ vào và ra của một bộ khuếch đại đảo của
mạch dao động, được cấu hình để dùng như một bộ dao động trên chip.

Không có yêu cầu nào về chu kỳ nhiệm vụ của tín hiệu xung clock bên
ngoài do tín hiệu này phải qua một flip-flop chia hai trước khi đến mạch tạo
xung clock bên trong, tuy nhiên các chi tiết kỹ thuật về thời gian mức thấp và
mức cao, điện áp cực tiểu và cực đại cần phải được xem xét.
2.2.3 IC 555
555 là một loại linh kiện khá là phổ biến bây giờ với việc dễ dàng tạo được xung
vuông và có thể thay đổi tần số tùy thích, với sơ đồ mạch đơn giản,điều chế
được độ rộng xung. Nó được ứng dụng hầu hết vào các mạch tạo xung đóng cắt
hay là những mạch dao động khác.Đây là linh kiện của hãng CMOS sản xuất
.Sau đây là bảng thông số của 555 có trên thị trường :
+ Điện áp đầu vào : 2 - 18V ( Tùy từng loại của 555 : LM555, NE555,
NE7555 )
+ Dòng điện cung cấp : 6mA - 15mA
+ Điện áp logic ở mức cao : 0.5 - 15V
+ Điện áp logic ở mức thấp : 0.03 - 0.06V

5 CV Điện áp điều khiển
6 THR Thềm – ngưỡng
7 DSCHG Xả điện
8 VCC Nguồn dương
2.2.4 Max232
Chuyển đổi mức điện áp giữa cổng COM và vi điều khiển.
2.2.5 Thạch anh 12 MHz
18
Trong mạch ta sẽ sử dụng hai thạch anh, một loại 12Mhz để tạo dao động cho
AT89C51
2.2.6 Tụ điện
Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động được sử dụng rất rộng rãi trong các mạch
điện tử, chúng được sử dụng trong các mạch lọc nguồn, lọc nhiễu, mạch truyền
tín hiệu xoay chiều, mạch tạo dao động.Trong mạch này ta sẽ sử dụng một tụ
hóa cho khối reset, và hai tụ gốm cho khối dao động.
Tụ gốm Tụ hóa
2.2.7 Điện trở
Trong thiết bị điện tử điện trở là một linh kiện quan trọng, chúng được làm từ
hợp chất cacbon và kim loại tuỳ theo tỷ lệ pha trộn mà người ta tạo ra được các
loại điện trở có trị số khác nhau.
Hình dạng của điện trở trong thiết bị điện tử.
2.2.8 Nút bấm button
Trong mạch này ta sử dụng 3 nút bấm để điều khiển menu, tăng , giảm cho
việc cài đặt giờ , ngày, tháng, năm.
19
Nút bấm
2.3 Sơ đồ nguyên lý:
Trong đó có:
-Phần tạo xung dao động: cấp tín hiệu vào cho Vi điều khiển, gồm 1
IC555, 1 biến trở để điều chỉnh tần số cần đo.

E
Truyền dữ liệu qua cổng COM
Đếm số xung của có trong 1s
24
org 1BH ;TMR1 ISR
ajmp TMR1_ISR
main:
mov SP,#50H; Khoi tao ngan xep
mov R6, #20; nap so lan lap la 20 lan
mov tmod, #51H; khoi dong timer 1, che do 16-bit
mov R7, #00; tan so ban dau la 0
setb ET0; bat ngatTimer 0
setb ET1; Bat ngat Timer 1
setb EA; Bat tat ca cac ngat
clr TF0
mov a,#'T'; truyen chu T ra man hinh
Acall TRANS; goi ham truyen du lieu ra man hinh
mov a,#'A';truyen chu A ra man hinh
Acall TRANS
mov a,#'N'
Acall TRANS
mov a,#'S'
Acall TRANS
mov a,#'O'
Acall TRANS
mov a,#':'
Acall TRANS
mov a,#' '
again:
mov TH0, #3CH