1-2010
GVHD: Th.s Lê Tấn Cường
SVTH: Đoàn Minh Huy
MSSV: 05111041
ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: Th.s Lê Tấn Cường
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN:


liệu trong một hệ thống mạng không dây gồm nhiều bộ xử lý tớ.
Đề tài xây dựng một hệ thống đơn giản gồm board phát dữ liệu vàboard
thu dữ liệu. Dữ liệu bên phát được mã hoá bằng vi điều khiển. Một module
phát sẽ được nối vào vi điều khiển thực hiện điều chế ASK và phát dữ liệu
tới
bên thu. Bên thu thu nhận tín hiệu RF bằng một mạch thu siêu tái sinh,
dữ liệu thu được sẽ được vi điều khiển mã hoá và hiển thị qua led đơn.
2. MỤC TIÊU.
Nghiên cứu được cách thức truyền dữ liệu nối tiếp của VĐK.
Ứng dụng được module thu phát RF có sẵn.
→ Từ đó thiết kế và thi công mạch chạy thành công.
II. CƠ SỞ CHUNG.
1. GIỚI THIỆU VỀ TRUYỀN THÔNG NỐI TIẾP.
Khi một bộ vi xử lý truyền thông với thế giới bên ngoài thì nó cấp dữ
liệu dưới dạng từng khúc 8 bít (byte) một. Trong một số trường hợp chẳng
hạn như các máy in
thì thông tin đơn giản được lấy từ đường bus dữ liệu 8
bít và được gửi đi tới bus dữ
liệu 8 bít của máy in. Điều này có thể làm
việc chỉ khi đường cáp bus không quá dài
vì các đường cáp dài làm suy
giảm thậm chí làm méo tín hiệu. Ngoài ra, đường dữ
liệu 8 bít giá thường
đắt. Vì những lý do này, việc truyền thông nối tiếp được dùng để truyền dữ
3
ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: Th.s Lê Tấn Cường
liệu giữa hai hệ thống ở cách xa nhau hàng trăm đến hàng triệu dặm. Hình
dưới là sơ đồ truyền nối tiếp so với sơ đồ truyền song song.

Sơ đồ truyền nối tiếp so với sơ đồ truyền song song.

phần mềm để sử dụng một trong hai phương pháp này, những chương trình
có thể rất dài và buồn tẻ. Vì lý do này mà nhiều nhà sản xuất đã cho ra thị
trường nhiều loại IC chuyên dụng phục vụ cho truyền
thông dữ liệu nối
tiếp. Những IC này phục vụ như các bộ thu - phát dị bộ tổng hợp
UART
(Universal Asynchronous Receiver Transmitter) và các bộ thu - phát đồng -
4
ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: Th.s Lê Tấn Cường
dị
bộ tổng hợp UBART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter).
• Truyền thông nối tiếp dị bộ và đóng khung dữ liệu.
Dữ liệu đi vào ở đầu thu của đường dữ liệu trong truyền dữ liệu nói
tiếp toàn là
các số 0 và 1, nó thật là khó làm cho dữ liệu ấy có nghĩa là nếu
bên phát và bên thu không cùng thống nhất về một tệp các luật, một thủ
tục, về cách dữ liệu được đóng
gói, bao nhiêu bít tạo nên một ký tự và khi
nào dữ liệu bắt đầu và kết thúc.
Truyền thông dữ liệu nối tiếp dị bộ được sử dụng rộng rãi cho các
phép truyền
hướng kỹ tự, còn các bộ truyền dữ liệu theo khối thì sử dụng
phương phát đồng bộ.
Trong phương pháp dị bộ, mỗi ký tự được bố trí giữa
các bít bắt đầu (start) và bít dừn (stop). Công việc này gọi là đóng gói dữ
liệu. Trong đóng gói dữ liệu đối với truyền thông dị bộ thì dữ liệu chẳng
hạn là các ký tự mã ASCII được đóng gói giữa một bít
bắt đầu và một bít
dừng. Bít bắt đầu luôn luôn chỉ là một bít, còn bít dừng có thể là
một hoặc

liệu (ngoài
đường âm của tín hiệu), một để phát và một để thu dữ liệu cùng
một lúc.
2. GIỚI THIỆU VỀ UART TRONG VI ĐIỀU KHIỂN AVR
ATMEGA32.
Vi điều khiển Atmega32 có 1 module truyền thông nối tiếp USART. Có 3
chân chính liên quan đến module này đó là chân xung nhịp - XCK (chân số
1), chân truyền dữ liệu – TxD (Transmitted Data) và chân nhận dữ liệu – RxD
(Reveived Data). Trong đó chân XCK chỉ được sử dụng như là chân phát
hoặc nhận xung giữ nhịp trong chế độ truyền động bộ. Tuy nhiên bài này
chúng ta không khảo sát chế độ truyền thông đồng bộ, vì thế bạn chỉ cần quan
tâm đến 2 chân TxD và RxD. Vì các chân truyền/nhận dữ liệu chỉ đảm nhiệm
1 chức năng độc lập (hoặc là truyền, hoặc là nhận), để kết nối các chip AVR
với nhau (hoặc kết nối AVR với thiết bị hỗ trợ UART khác) bạn phải đấu
“chéo” 2 chân này. TxD của thiết bị thứ nhất kết nối với RxD của thiết bị 2 và
ngược lại. Module USART trên chip Atmega32 hoạt động “song công” (Full
Duplex Operation), nghĩa là quá trình truyền và nhận dữ liệu có thể xảy ra
đồng thời.
Baud rate (tốc độ Baud): như trong ví dụ trên về việc truyền 1 bit trong 1ms, bạn
thấy rằng để việc truyền và nhận không đồng bộ xảy ra thành công thì các thiết bị tham gia
phải “thống nhất” nhau về khoảng thời dành cho 1 bit truyền, hay nói cách khác tốc độ
truyền phải được cài đặt như nhau trước, tốc độ này gọi là tốc độ Baud. Theo định nghĩa,
tốc độ baud là số bit truyền trong 1 giây. Ví dụ nếu tốc độ baud được đặt là 19200 thì thời
gian dành cho 1 bit truyền là 1/19200 ~ 52.083us.
Frame (khung truyền): do truyền thông nối tiếp mà nhất là nối tiếp không đồng
bộ rất dễ mất hoặc sai lệch dữ liệu, quá trình truyền thông theo kiểu này phải tuân theo một
số quy cách nhất định. Bên cạnh tốc độ baud, khung truyền là một yếu tốc quan trọng tạo
nên sự thành công khi truyền và nhận. Khung truyền bao gồm các quy định về số bit trong
mỗi lần truyền, các bit “báo” như bit Start và bit Stop, các bit kiểm tra như Parity, ngoài ra
6

có thể là 2.5 bits). Trong ví dụ ở hình 1, có 2 stop bits được dùng cho khung truyền.Giá trị
của stop bit luôn là giá trị nghỉ (Idle) và là ngược với giá trị của start bit, giá trị stop bit
trong AVR luôn là mức cao (5V).
(Chú ý và gợi ý: khung truyền phổ biến nhất là : start bit+ 8 bit
data+1 stop bit)
Sau khi nắm bắt các khái niệm về truyền thông nối tiếp, phần tiếp theo chúng ta sẽ
khảo sát cách thực hiện phương pháp truyền thông này trên chip AVR (cụ thể là chip
Atmega32).
Thanh ghi:
Cũng như các thiết bị khác trên AVR, tất cả hoạt động và tráng thái của
module USART được điều khiển và quan sát thông qua các thanh ghi trong
vùng nhớ I/O. Có 5 thanh ghi được thiết kế riêng cho hoạt động và điều khiển
của USART, đó là:
7
ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: Th.s Lê Tấn Cường
• UDR: hay thanh ghi dữ liệu, là 1 thanh ghi 8 bit chứa giá trị nhận được
và phát đi của USART. Thực chất thanh ghi này có thể coi như 2 thanh
ghi TXB (Transmit data Buffer) và RXB (Reveive data Buffer) có
chung địa chỉ. Đọc UDR thu được giá trị thanh ghi đệm dữ liệu nhận,
viết giá trị vào UDR tương đương đặt giá trị vào thanh ghi đệm phát,
chuẩn bị để gởi đi. Chú ý trong các khung truyền sử dụng 5, 6 hoặc 7
bit dữ liệu, các bit cao của thanh ghi UDR sẽ không được sử dụng
• UCSRA (USART Control and Status Register A): là 1 trong 3 thanh
ghi điều khiển hoạt động của module USART.
Thanh ghi UCSRA chủ yếu chứa các bit trạng thái như bit báo quá trình
nhận kết thúc (RXC), truyền kết thúc (TXC), báo thanh ghi dữ liệu trống
(UDRE), khung truyền có lỗi (FE), dữ liệu tràn (DOR), kiểm tra parity có lỗi
(PE)…Bạn chú ý một số bit quan trọng của thanh ghi này:
* UDRE (USART Data Register Empty) khi bit bày bằng 1 nghĩa là thanh ghi
dữ liệu UDR đang trống và sẵn sàng cho một nhiệm vụ truyền hay nhận tiếp

RXD8 là bit thứ chín này. Bạn chú ý là các bit được đánh số từ 0, vì thế bit
thứ chín sẽ có chỉ số là 8, vì lẽ đó mà bit này có tên là RXD8 (không phải
RXD9).
* TXB8 (Transmit Data Bit 8), tương tự như bit RXD8, bit TXB8 cũng đóng
vai trò bit thứ 9 truyền thông, nhưng bit này được dung trong lúc truyền dữ
liệu.
• UCSRC (USART Control and Status Register C): thanh ghi này chủ
yếu quy định khung truyền và chế độ truyền. Tuy nhiên, có một rắc rối
nho nhỏ là thanh ghi này lại có cùng địa chỉ với thanh ghi UBRRH
(thanh ghi chứa byte cao dùng để xác lập tốc độ baud), nói một cách
khác 2 thanh ghi này là 1. Vì thế bit 7 trong thanh ghi này, tức bit
URSEL là bit chọn thanh ghi. Khi URSEL=1, thanh ghi này được chip
AVR hiểu là thanh ghi điều khiển UCSRC, nhưng nếu bit URSEL=0
thì thanh ghi UBRRH sẽ được sử dụng.
Các bit còn lại trong thanh ghi UCSRC được mô tả như sau:
* UMSEL (USART Mode Select) là bit lựa chọn giữa 2 chế độ truyền thông
đồng bộ và không đồng bộ. Nếu UMSEL=0, chế độ không đồng bộ được
chọn, ngược lại nếu UMSEL=1, chế độ đồng bộ được kích hoạt.
9
ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: Th.s Lê Tấn Cường
* Hai bit UPM1 và UPM0( Parity Mode) được dùng để quy định kiểm tra
pariry. Nếu UPM1:0=00, parity không được sử dụng (mode này khá thông
dụng), UPM1:0=01 không được sử dụng, UPM1:0=10 thì parity chẵn được
dùng, UPM1:0=11 parity lẻ được sử dụng (xem thêm bảng 1).
Bảng 1: chọn kiểm tra parity.
* USBS (Stop bit Select), bit Stop trong khung truyền bằng AVR USART có
thể là 1 hoặc 2 bit, nếu USBS=0 thì Stop bit chỉ là 1 bit trong khi USBS=1 sẽ
có 2 Stop bit được dùng.
* Hai bit UCSZ1 và UCSZ2 (Character Size) kết hợp với bit UCSZ2 trong
thanh ghi UCSRB tạo thành 3 bit quy định độ dài dữ liệu truyền. Bảng 2 tóm

ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: Th.s Lê Tấn Cường
Thông số kỹ thuật:
Điện áp hoạt động 4.5V đến 5.5V
Dòng điện hoạt động 4mA ứng với 5V
Nhiệt độ hoạt động -10C - 60C
Độ nhạy -105dBm
Tốc độ dòng dữ liệu cực đại 4.8k
Dữ liệu ngõ ra TTL
• Mạch phát:
Thông số kỹ thuật:
Điện áp hoạt động 2.5 V đến 12V
Dòng điện hoạt động 4mA ứng với 5V, 15mA với 9V
Dòng điện tĩnh 10uA
Nhiệt độ hoạt động -10C – 60C
Kiểu mã hóa ASK
Tốc độ dòng dữ liệu cực đại 9.6k
Dữ liệu ngõ vào TTL
Công suất tiêu thụ 20mW ứng với 5V
2.Mạch phát thu co IC giải mã.
Trên thị thường có rất nhiều dòng module thu phát có IC giải mã khác
nhau. Xin lấy ví dụ về cặp IC thu phát giả mã thông dụng là IC
PT2262/PT2272.
a.Tìm hiểu chung.
12
ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: Th.s Lê Tấn Cường
Module thu:
Module phát:
Giới thiệu: PT2262 và PT2272 là sản phẩm của Princeton
Technology được phát triển và ra đời sau dòng mã hóa 12E/D của
hãng Holtek PT2262 có 2 loại chính : loại có 8 địa chỉ mã hóa , 4

rộng : Có thể làm việc được từ 2,5V đến 15 V . PT2272 là con giải
mã của PT2262 nó cũng có 8 địa chỉ giải mã tương ứng + 4 dữ liệu
ra + 1 chân báo hiệu mã đúng VT ( chân 17 ).Cách giải mã như
sau : Chân 15 và 16 cũng cần một điện trở để làm dao động giải
mã . Trong dải hồng ngoại hoặc dưới 100KHz có thể dùng R rất lớn
hoặc không cần. Nhưng từ khoảng 100KHz dao động trở lên thì
bắt buộc phải dùng R để tạo dao động cho PT2272. Giá trị R của
PT2272 sẽ bằng khoảng : ( Giá trị R của PT2262) chia cho 10 >
ví dụ : PT2262 mắc điện trở 4,7 megaom thì PT2272 sẽ mắc 470k
giải mã : các chân mã hóa của PT2262 ( chân 1 đến chân 8 ),nối thế
nào thì các chân giải mã của PT2272 cũng phải nối tương tự như
vậy. Chân nào nối dương, chân nào nối âm, chân nào bỏ trống v.v
thì chân ( 1 đến 8 )của PT2272 hãy làm như thế . Khi truyền một
mã đúng và giải mã đúng thì chân 17 của PT2272 sẽ có điện áp cao
đưa ra , báo hiệu là đã đúng mã hóa. 4 chân dữ liệu có thể truyền
song song, nối tiếp rất độc lập.
14
ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: Th.s Lê Tấn Cường
Sơ đồ mạch phát dung IC PT2262:
Các chân A0 đến A7 là các chân mã hóa. Nếu các chân này ở mạch PT2262 được
dung như thế nào thì PT2272 cũng được dung như vậy. Khi đó thì các mạch phát và
mạch thu sẽ hiểu nhau, còn mấy mạch phát khác sẽ không nhận ra.
Các chân 10 đến 13 là các chân data khi truyền. Như vậy IC này có thể truyền song
song 4 bit. Chân 15 và 16 dùng để gắn điện trở tạo thành tần số truyền như mong
muốn.Giá trị điện trở ở chân 15 và 16 ở IC PT 2272 nhỏ hơn 10 lần so với PT2262.
Chân 17 dùng để truyền dữ liệu và khi truyền sẽ ở mức 0v.
Sơ đồ mạch thu:
15
ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: Th.s Lê Tấn Cường


PORTC.7=~x3;
delay_ms(200);
}
void main(void)
{
18
ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: Th.s Lê Tấn Cường
PORTA=0x00;
DDRA=0x00;
PORTB=0x00;
DDRB=0x00;
PORTC=0x00;
DDRC=0xFF;
PORTD=0x00;
DDRD=0x00;
// External Interrupt(s) initialization
// INT0: On
// INT0 Mode: Low level
GICR|=0x40;
MCUCR=0x03;
MCUCSR=0x00;
GIFR=0x40;
TIMSK=0x00;
ACSR=0x80;
SFIOR=0x00;
// Global enable interrupts
#asm("sei")
while (1)
{
PORTC=0xff;

x2=PINA.2;
x3=PINA.3;
PORTC.4=x0;
PORTC.5=x2;
PORTC.6=x1;
PORTC.7=x3;

};
}
V. KẾT LUẬN.
Qua thời gian thực hiện đồ án, em đã tiếp thu được nhiều kinh
nghiệm qúi báu về truyền dữ liệu cũng như kỹ
thuật cao tần, mặc dù
những tài liệu về những lĩnh vực này rất hiếm. Mặc dầu rất cố gắng
tham
khảo các tài liệu, các mạch mẫu trên mạng internet, song do thời gian thực
hiện đề tài không nhiều cộng với những kinh nghiệm về các mạch cao tần
còn thiếu nên đề tài vẫn chưa đạt hết mục đích đã đề ra. Điều chế ASK vẫn
còn nhiều hạn chế trong truyền thông không dây, nhất là về vấn đề nhiễu.
VI. HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI.
a. Về khả năng ứng dụng: Đề tài truyền dữ liệu không dây là tiền đề cho
các ứng dụng
sâu hơn như: truyền dữ liệu báo động cháy nổ, truyền thông
tin, âm thanh kỹ thuật số…
b. Về đặc tính kỹ thuật: truyền dữ liệu với kỹ thuật điều chế ASK tuy dễ
thực hiện, song tính ổn định không cao do nhiễu ảnh hưởng trực tiếp đến
biên độ tín hiệu. Có nhiều giải pháp thay thế cho kiểu điều chế này. Phổ
biến là kỹ thuật điều chế FSK, PSK, MSK, GMSK… Đây là những phương
pháp điều chế rất phổ biến trong thông tin di động hiện đại hiện nay. Những
phương pháp này đã được tích hợp hoá nhờ những vi mạch chuyên dụng,