GVHD: Th.S Vũ Thị Hồng Nga
Lời nói đầu
***
Với sự phát triển mạnh mẽ của Khoa học kĩ thuật trong những thập niên
gần đây, ngành Bưu chính viễn thông đã tạo ra bước ngoặc quan trọng trong
lĩnh vực thông tin để đáp ứng nhu cầu của con người. Hiện nay, hệ thống
thông tin qua mạng điện thoại đã được toàn cầu hóa, trở nên gần gũi và quen
thuộc với con người. Nhờ hệ thống thông tin này mà con người đã không bị
hạn chế về khoảng cách liên lạc. Trong lĩnh vực thông tin đã đáp ứng được
nhu cầu cần thông tin của con người. Vậy trong lĩnh vực điều khiển tự động
thì sao?
Thật vậy, trong việc điều khiển có nhiều cách như: điều khiển bằng tia
hồng ngoại, điều khiển bằng vô tuyến… nhưng các cách ấy đều phụ thuộc
vào khoảng cách, chỉ có tác dụng trong phạm vi điều khiển gần.
Với sự phát triển của KHKT, với mức độ nhu cầu của con người ngày
càng cao, đòi hỏi con người phải điều khiển được một thiết bị điện nào đó
mà không bị hạn chế về khoảng cách điều khiển. Từ đó, ý tưởng đề tài là
phải thiết kế một hệ thống dùng ngay chính đường truyền có sẵn của mạng
thông tin qua điện thoại để điều khiển.
Với kết quả khả quan trong việc nghiên cứu, thiết kế đề tài của một số tài
liệu tham khảo và thực tế đã chắc chắn rằng việc sử dụng điện thoại di động
để điều khiển thiết bị điện là một vấn đề hoàn toàn có thể được, có tính khả
thi, phù hợp với xu thế mới của con người. Đó cũng chính là vấn đề mà sinh
viên thực hiện đề tài đang quan tâm.
Với lượng kiến thức được truyền đạt trong suốt khóa học, với khả năng
của bản thân và thời gian cho phép để thực hiện đề tài nên cá nhân sinh viên
thực hiện vẫn còn những giới hạn cụ thể trong đề tài.
Sau một thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp, bản thân sinh viên đã
được mở rộng và hiểu biết thêm về các thiết bị chế tạo, cũng như phát hiện
ra nhiều thiếu sót. Ngoài ra, nó còn giúp cho em tìm hiểu thêm một số ứng
dụng thực tế của nhiều thiết bị, linh kiện trong thực tiễn và làm cho kiến

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Tp.HCM, ngày…tháng…năm 2009
Ký tên
2
GVHD: Th.S Vũ Thị Hồng Nga
Nhận xét của giáo viên phản biện
***
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
.
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………

7. Chương trình vi xử lý………………………………………82
CHƯƠNG 3: Đánh giá – Kết luận…… ………… 118

1. Kết quả thực hiện đề tài
2. Đánh giá đề tài đã thực hiện
3. Kết luận - Hướng phát triển của đề tài…………………… 119
4
GVHD: Th.S Vũ Thị Hồng Nga
*Tài liệu tham khảo
CHƯƠNG 1
Lý thuyết liên quan
1. Các phương thức giao tiếp qua máy tính
1.1 Các phương pháp điều khiển vào ra:
a. Vào ra điều khiển bằng chương trình:
Thiết bị ngoại vi được ghép tới Bus của hệ thống vi điều khiển thông qua
các phần thích ứng về công nghệ chế tạo và logic. Thích ứng về công nghệ
chế tạo là điều chỉnh công nghệ sản xuất thiết bị ngoại vi và công nghệ sản
xuất của mạch trong hệ vi điều khiển. Thích ứng về logic là nhiệm vụ tạo tín
hiệu điều khiển ngoại vi từ tín hiệu trên Bus hệ thống.
Trong hệ vi điều khiển một vùng nhớ dùng làm nơi chứa địa chỉ cổng
vào /ra và CPU xuất hoặc nhập dữ liệu từ các cổng vào/ra này bằng các lệnh
xuất/nhập IN/OUT. Lúc này cổng vào ra được xem như một thanh ghi ngoài,
chúng được viết vào hoặc đọc ra như ô nhớ RAM qua hai lệnh trên. Để phân
biệt hướng xuất hoặc nhập dữ liệu từ cổng vào ra CPU phát ra tín hiệu điều
khiển đọc hoặc viết. Để phân biệt vùng nhớ với thiết bị vào ra CPU phát ra
tín hiệu điều khiển IO/M. Khi có các lệnh này thì lệnh IN/OUT mới có tác
dụng.
Ngoài ra các lệnh qui chế độ nhớ, cũng như khả năng trao đổi dữ liệu giữa
thiết bị ngoài và hệ vi điều khiển. Lúc đó cổng vào ra được gán như địa chỉ ô
nhớ của bộ nhớ. Các thanh ghi liên quan đến cổng vào ra được xem như

ngắt, dữ liệu vào và họ vi điều khiển được chuyển sang chương trình phục
vụ ngắt theo mỗi cách khác nhau.
Cất giữ khôi phục trạng thái: tất cả các vi điều khiển khi thực hiện ngắt
phải tự động ngắt cất giữ một trạng thái điều khiển, nó là nội dung thanh ghi
bộ đếm chương trình PC. Phần còn lại của trạng thái được cất giữ tùy theo
yêu cầu cụ thể của phần mềm.
Có hai phương pháp cất giữ trạng thái:
+ Dùng ngăn xếp: địa chỉ ngăn xếp được điều chỉnh và nhớ ở thanh ghi
con trỏ ngăn xếp.
+ Trao đổi giữa hai thanh ghi: chương trình con phục vụ ngắt được gọi đến
bằng một lệnh. Khi đó CPU chuyển sang làm việc ở thanh ghi thứ hai.
Xác định nguồn ngắt:
+ Phương pháp hỏi dòng: thứ tự chính là thứ tự ưu tiên. Bộ vi điều khiển
hỏi vòng khi chắc chắn có một thiết bị yêu cầu ngắt.
+ Phương pháp tạo vectơ hỏi vòng: tất cả các nguồn ngắt được mã hóa để
tạo vectơ ngắt. Vectơ ngắt được hiểu như một phần của địa chỉ, phân nhánh
đến chương trình con phục vụ ngắt hoặc một lệnh mà vi điều khiển phải thực
hiện trong chu kỳ lệnh kế tiếp. Vectơ ngắt được đưa vào Bus dữ liệu bằng
lệnh điều khiển của CPU.
Ưu tiên: vấn đề ưu tiên trong thời điểm có nhiều yêu cầu ngắt, để dữ liệu
vào ra của hệ thống không bị xáo trộn, thường mỗi thiết bị ngọai vi được gán
một mức ưu tiên cố định. CPU phục vụ theo mức ưu tiên giảm dần. Trong
mạch điều khiển ngắt, mức ưu tiên ngắt có tám mức được mã hóa từ ba bit.
Mã đó được so sánh với nội dung được ưu tiên mà người sử dụng nạp vào
chương trình. Nếu mức ưu tiên cao hơn mức qui định thì yêu cầu ngắt được
cho phép CPU ngắt.
6
GVHD: Th.S Vũ Thị Hồng Nga
Cho phép ngắt và cấm ngắt: có thể điều khiển các ngắt vi điều khiển bằng
phần mềm. Nghĩa là ta có thể thực hiện cho phép ngắt hoặc cấm ngắt vi điều

nhằm mục đích mở rộng bộ nhớ, cũng như mở rộng phạm vi ứng dụng của
máy vi tính bằng cách gắn thêm trên các board mở rộng vào các Slot này.
Mỗi Slot đều có các Bus dữ liệu, Bus địa chỉ và các đường tín hiệu điều
khiển như: CLK, IOW, IOR,…Do đó việc thiết kế các SLOT-CARD từ các
đầu cắm Slot sẽ đơn giản số linh kiện ít và tận dụng được các nguồn điện
của máy vi tính(-5v/+5v, -12v/+12v) nên giá thành rẻ, dễ dàng đưa tín hiệu
điều khiển ra ngòai và tốc độ truyền nhanh.
Bên cạnh những ưu điểm nó có một số nhược điểm sau:
7
GVHD: Th.S Vũ Thị Hồng Nga
+ SLOT-CARD phải cắm vào các Slot trên board mạch hệ thống nên phải
gỡ nắp máy ra.
+ Phạm vi truyền tín hiệu gần và các dạng phức tạp. Trong một số trường
hợp không thực hiện được.
Vì vậy khi sử dụng SLOT-CARD để giao tiếp với thiết bị ngọai vi phải
cân nhắc kỹ giữa ưu và khuyết điểm. Tùy theo mục đích sử dụng mà chọn
cách thích hợp.

b. Giao tiếp bằng cổng máy in (Giao tiếp song song):
Port giao tiếp máy in dùng để giao tiếp với máy in. Trong cách giao tiếp
này dữ liệu được truyền song song gồm 8 bit và một số tín hiệu bắt tay. Đầu
nối gồm 25 chân trong đó có 8 chân được nối với 8 đường dữ liệu, một số
chân còn lại được nối với tín hiệu bắt tay (Hand-Shaking). Tất cả các đường
dữ liệu và tín hiệu điều khiển đều ở mức logic tương thích với mức logic
TTL. Hơn nữa người lập trình có thể cho phép hay không cho phép sử dụng
các ngắt ở ngõ vào, nên việc giao tiếp được dễ dàng. Tuy nhiên với mức
logic TTL thì không thể truyền đi xa được mà chỉ truyền được khỏang ngắn,
cáp truyền cũng phức tạp hơn cổng COM. Đây là nhược điểm của cổng máy
in.
c. Giao tiếp bằng cổng COM (Giao tiếp nối tiếp):

truyền và nhận các mức điện áp như vậy được thực hiện rất đơn giản. Chính
vì vậy mà chuẩn RS232-C đã trở thành giao diện rất phổ biến rộng rãi nhất.

Các thuật ngữ có liên quan đến giao thức truyền thông RS232-C:
+ Chu kỳ truyền dữ liệu: tốc độ truyền dữ liệu được tính bằng bit/s, nhưng
để phân biệt với cách truyền đồng bộ, người ta sử dụng đơn vị baud (tương
ứng bit/s trong thời gian có dữ liệu truyền).
+ Trạng thái đánh dấu: là khỏang thời gian không có dữ liệu truyền. Trong
suốt thời gian này, thiết bị phát sẽ giữ đường truyền ở mức cao.
+ Bit bắt đầu: một bit thấp cho biết việc truyền dữ liệu sẽ bắt đầu.
+ Các bit ký tự: là dòng dữ liệu gồm 5,6,7 hay 8 bit mã hóa ký tự được
truyền. Bit có trọng số thấp nhất(LSB) là bit đầu tiên được truyền.
+ Bit chẳn lẻ: là một bit tùy chọn(có thể có hay không), được phát đi sau các
bit ký tự dùng để kiểm tra các lỗi truyền dữ liệu. Trong chế độ kiểm tra tính
chẵn, thiết bị phát sẽ được bật 1 hay xóa về 0 bit chẵn lẻ để tính tổng các bit
1 của ký tự được truyền và bit chẵn lẻ là một số chẵn. Còn trong chế độ
kiểm tra tính lẻ, bit chẵn lẻ thực hiện tính tổng các bit 1 phải là một số lẻ.
+ Các bit kết thúc: một hay nhiều bit cao được chèn trong dòng truyền để
báo việc kết thúc truyền một ký tự, cũng như cho thiết bị nhận có đủ thời
gian chuẩn bị để sẵn sàng cho việc nhận ký tự kế tiếp.
9
GVHD: Th.S Vũ Thị Hồng Nga

Hình 1.1: Ví dụ về một ký tự được truyền theo frame gồm: 1 bit bắt đầu,
8 bit dữ liệu, 1 bit chẵn lẻ và 1 bit kết thúc.
1.3 Giao tiếp qua cổng nối tiếp:
Cổng nối tiếp trên máy tính thường gọi là cổng COM thường được sử
dụng để truyền dữ liệu 2 chiều giữa máy tính và ngoại vi vì các lý do sau:
- Khỏang cách truyền dài hơn so với cổng song song. Cổng nối tiếp truyền
mức 1 từ -3v đến -25v và mức 0 từ +3v đến +25v nên tính chống nhiễu cao

D-25
Chân
D-9 Tên Ý Nghĩa
2 3 TD,TXD Xuất dữ liệu nối tiếp
3 2 RD,RXD Nhập dữ liệu nối tiếp
4 7 RTS DTE sẵn sàng trao đổi dữ liệu
5 8 CTS Modem sẵn sàng trao đổi dữ liệu
6 6 DSR Modem sẵn sàng kết nối
7 5 SG
8 1 CD Phát giác có tín hiệu trên đường dây
20 4 DTR DTE sẵn sàng kết nối
22 9 RI Modem phát giác tín hiệu chuông

Các mạch logic dùng điện áp 5V do đó cần bộ chuyển mạch TTL/CMOS
 RS232 để có điện áp phù hợp cổng COM, có 2 dạng đầu nối đực D-25 và
D-9.
Thường sử dụng các sơ đồ kết nối sau:
11
GVHD: Th.S Vũ Thị Hồng Nga
Hình 1.4: Sơ đồ kết nối. 12
GVHD: Th.S Vũ Thị Hồng Nga
Các đặc tính kỹ thuật của RS232 như sau:
Chiều dài cáp cực đại 15m
Tốc độ dữ liệu cực đại 20Kbps
Điện áp ngõ ra cực đại -25v/+25v
Điện áp ngõ ra có tải -5v/+5v đến -15v/+15v
Trở kháng tải 3K đến 7K

DCE chấp nhận sẽ gởi trở về CTS và máy tính sẽ gởi dữ liệu, nếu máy tính
không nhận được sẽ không gởi dữ liệu. Điều khiển lưu lượng bằng phần
mềm dùng hai ký tự Xon và Xoff. Khi modem muốn máy tính ngừng truyền
sẽ gởi đi ký tự Xoff (ASCII 19) còn khi modem rảnh nó sẽ gởi ký tự Xon
(ASCII 17).
Việc trao đổi số liệu của máy tính được thực hiện thông qua vi mạch
UART (Univeral Asynchronous Receiver /Transmitter) còn với vi điều
khiển hay PLC thì có các vi mạch chuyên dụng hoặc được tích hợp trong vi
xử lý. Các máy tính đời mới dùng công nghệ ASIC sử dụng chip đa năng
làm nhiều nhiệm vụ giao tiếp nối tiếp, song song, cổng trò chơi, điều khiển
đĩa, tuy nhiên phần giao tiếp nối tiếp thiết kế tương hợp với các vi mạch
UART rời.
Các loại vi mạch UART thường gặp là 8250, 8250A, 16450, 16550,
16650, 16750,…6402.
1.4 MAX232 và họ IC dùng biến đổi TTLRS232-C:
Họ IC từ MAX220-MAX249 được sản xuất cho truyền thông EIA/TIA-
232E và V.28/V.24, cụ thể là cho những ứng dụng mà không có sẵn điện áp
-12v đến +12v. Họ IC này đặc biệt thích hợp cho những hệ thống dùng pin
có công suất thấp, do chúng có chế độ hạ nguồn làm giảm công suất tiêu tán
xuống dưới 5uW. MAX225, MAX233, MAX235, MAX245, MAX247
không cần các linh kiện phụ bên ngòai, được dùng cho những nơi tiết kiệm
không gian.
Các đặc điểm chính:
- Nguồn cung cấp +5v (MAX231/MAX239 dùng nguồn +5v và +12v)
- Hạ nguồn công suất thấp nhưng vẫn có thể nhận (MAX223/MAX242)
- Hỗ trợ chuẩn EIA/TIA-232E và V.28
- Nhiều bộ nhận và phát.
- Phát hiện đứt mạch đường truyền (MAX243).
a. Cấu tạo chân:
14

Hình 1.8: Chuẩn giao tiếp RS422.

Các đặc tính kỹ thuật:
Đặc tính RS422 RS485
Số thiết bị truyền 1 32
Số thiết bị nhận 10 32
Chiều dài cáp cực đại 1200m 1200m
Tốc độ truyền cực đại(12m - 1200m) 10Mps-100Kbps 10Mps-100Kbps
Đ/áp cực đại tại ngõ ra thiết bị truyền -0.25v – 6v -7v – 12v
Điện áp ngõ vào thiết bị nhận -10v – 10v -7v – 12v
Đối với chuẩn RS232, khoảng cách truyền không cho phép đi xa nên khi
muốn thực hiện truyền ở khoảng cách xa thì phải chuyển từ RS232 sang
chuẩn RS485 để truyền đi và sau đó chuyển từ RS485 sang RS232 để máy
tính có thể nhận dạng được.
17
GVHD: Th.S Vũ Thị Hồng Nga
2. Module Sim300C
2.1 Giới thiệu:
Hình 1.9: Module Sim300C.
Module Sim300C là một thiết bị có phương tiện GSM (Global Standard
for Mobile Communications)/GPRS (General Packet Radio Service), hoạt
động trên ba tần số EGSM (Enhanced GSM) 900MHz, DCS 1800MHz và
PCS (Personal Communication System) 1900MHz.
+ Để có chức năng như một điện thoại di động, Sim300C được kết nối với
một tấm bo mạch GSM100 thông qua đế cắm 60 chân. Trên thị trường khe
cắm này được bán rộng rãi, ngoại trừ anten.
+ Phần bo mạch GSM100, trên đó có một cái đế dùng để lắp thẻ Simcard
bất kỳ (vina, mobile, viettel…) và một cổng giao tiếp RS232.
Hình 1.10: Đế kết nối, khoảng cách chân 0.5mm.
Module Sim300C có khả năng hỗ trợ GPRS mã hóa chương trình CS-1,

6 GND 16 VRTC I/O
7 VBAT I 17 VDD_EXT O
8 GND 18 SPI_DATA I/O
9 VBAT I 19 SPI_D/C O
10 GND 20 SPI_CLK O
20
GVHD: Th.S Vũ Thị Hồng Nga
Chân Chức năng In/Out put Chân Chức năng I/O
21 SPI_RST O 41 DBGRX I
22 SPI_CS O 42 NC
23 NC 43 DBGTX O
24 NC 44 NC
25 SIM_VDD O 45 RTS I
26 NC 46 NC
27 SIM_RST O 47 CTS O
28 NC 48 NC
29 SIM_I/O I/O 49 RI O
30 NC 50 AGND I/O
31 SIM_CLK O 51 AGND I/O
32 Buzzer/GPIO5 I/O 52 NC
33 SIM_Presence I 53 MIC1P I
34 NC 54 SPK1P O
35 NC 55 MIC1N I
36 GPIO8 56 SPK1N O
37 DCD/GPIO0 O 57 MIC2P I
38 NC 58 SPK2P O
39 DTR I 59 MIC2N I
40 NC 60 SPK2N O
Sim300C có 2 cổng nối tiếp. Module GSM được thiết kế như DCE (Data
Communication Equipment).

115200bps.
- /TXD của DTE (Data Terminal Equipment) gởi dữ liệu đến chân
/DGBRXD của DCE.
- /RXD của DTE nhận dữ liệu từ chân /DGBTXD của DCE.
* Chú ý:

- MIC1P (53): Microphone 1 input +
- MIC1N(55): Microphone 1 input -
- SPK1P(54): Audio 1 output +
- SPK1N(53): Audio 1 output –
- MIC2P (57): Microphone 2 input +
- MIC2N(59): Microphone 2 input -
- SPK2P(58): Audio 2 output +
- SPK2N(60): Audio 2 output –
- SIM_VDD(25): Nguồn SIM Card, ngõ ra có 2 mức điện áp: 3v và 1.8v,
dòng là 10mA.
- SIM_I/O(29): Ngõ vào/ra dữ liệu của SIM Card.
- SIM_CLK(31): Xung Clock SIM Card.
- SIM_RST(27): Reset SIM Card.
- SIM Presence(33): SIM Card Presence.
- SPI_Data(18): Hiển thị ngõ ra dữ liệu. (Display data output)
- SPI_CLK(20): Hiển thị clock của LCD. (Display clock for LCD)
- SPI_CS(22): Cho phép hiển thị. (Display enable)
- SPI_D/C(19): Hiển thị dữ liệu hoặc địa chỉ được chọn. (Data or Address)
- SPI_RST(21): LCD reset.
- GPIO5(32): General Purpose Input/Output Port.
- GPIO8(36): General Purpose Input/Output Port.
- VBAT nguồn cung cấp: 3.4v – 4.5v. Thường 4v, I = 2.5mA.
- VRTC nguồn cung cấp: 1.2v – 2v. Thường 1.8v, I = 20uA.
22

- Kết thúc lệnh bằng ký tự Enter (mã ASCII là 13) ngoại trừ lệnh A/ và ++
+.

23
GVHD: Th.S Vũ Thị Hồng Nga
- Dòng lệnh cuối cùng được lưu trong module. Có thể dùng lệnh A/ để thực
hiện lại lệnh này.
- Thông báo kết quả thực hiện lệnh của module có thể ở dạng từ chữ hay
số (giá trị mặc định là chữ). Có thể sử dụng lệnh V để lựa chọn dạng thông
báo là chữ hay số.
- Để hoạt động đúng, module cần có các thông số xác định. Nếu không có
sự thay đổi cần thiết, module họat động theo giá trị mặc định (default). Nếu
thông số trong lệnh bị bỏ qua, giá trị thông số mặc định là 0.
b. Các thanh ghi thông dụng trên Module:
Thanh ghi S0: xác định số hồi chuông nhận được mà sau đó module sẽ trả
lời một cách tự động. Gía trị trong thanh ghi này có thể thay đổi trong
khỏang từ 0-255. Mặc định giá trị là 0 (không trả lời).
Thanh ghi S1: chỉ có tác dụng khi thanh ghi S0 khác 0, dùng để đếm số hồi
chuông thu được.
Thanh ghi S2: xác định giá trị thập phân của các ký tự (mã ASCII) được
dùng làm ký tự thoát. Gía trị mặc định là 43(+).
Thanh ghi S3: xác định ký tự được dùng để kết thúc một dòng lệnh, mặc
nhiên là 13 (tương ứng là Enter).
Thanh ghi S4: xác định ký tự xuống dòng sau ký tự kết thúc, giá trị mặc
nhiên là 10 (line feed).
Thanh ghi S5: xác định phím xóa lui, giá trị mặc nhiên là 8 (backspace).
Thanh ghi S6: xác định thời gian đợi sau khi truy cập đường điện thọai và
trước khi tiến hành quay số đầu tiên trong một lệnh quay số. Đây là thời gian
trì hoãn cho phép dial tone cung cấp từ đường truyền, gía trị mặc nhiên là 2s.
Thanh ghi S7: xác định thời gian mà module đợi tín hiệu sóng mang trước

210 vị trí nhớ có thể định vị bit.
4us cho hoạt động nhân hoặc chia.
Sơ đồ khối của 8951:
Hình 1.15 : Sơ đồ khối 8951.
25