PHẦN A: GIỚI THIỆU Thiết kế và thi công mạch đo và cảnh báo nhiệt độ dùng sóng vô tuyến Trang ii

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay, kỹ thuật điều khiển từ xa đang ngày càng phát triển và được ứng dụng
nhằm phục vụ cho cuộc sống. Trong các lĩnh vực về kỹ thuật như sản xuất công
nghiệp, tự động hoá và còn nhiều lĩnh vực khác nữa. So với các kỹ thuật thông thường
thì kỹ thuật điều khiển từ xa giúp chúng ta có thể điều khiển các thiết bị mà không cần
phải tiếp xúc trực tiếp, điều này rất có ý nghĩa trong những khu vực, những vùng sản
xuất độc hại mà con người không thể tiếp xúc trực tiếp.
Kỹ thuật điều khiển từ xa có nhiều loại, chúng ta có thể sử dụng led hồng ngoại,
hoặc chúng ta có thể sử dụng kỹ thuật thu phát RF. So với các kỹ thuật khác thì kỹ
thuật thu phát RF có khả năng phát xa hơn, đồng thời cũng có khả năng phát và nhận
nhiều kênh hơn. Hiện nay kỹ thuật thu phát RF đang được nghiên cứu và ứng dụng
nhiều trong thực tế.
Với tính ưu việt của kỹ thuật thu phát RF thì trong phạm vi đồ án này em chỉ tiến
hành sử dụng kỹ thuật thu phát RF để đo và điều khiển nhiệt độ từ xa, đây chỉ là một
ứng dụng nhỏ của kỹ thuật thu phát RF.
Với những kiến thức học được cộng thêm hiểu biết từ các tài liệu tham khảo, tuy
em đã hoàn thành cuốn đồ án này nhưng không thể tránh được những thiếu sót mong
được các ý kiến đóng góp của các thầy cô và các bạn.

Thiết kế và thi công mạch đo và cảnh báo nhiệt độ dùng sóng vô tuyến Trang iv
3.4 Sơ đồ chân IC PT 2262 18
3.5 Nguyên lý phát của PT2262 20
3.6 Sơ đồ nguyên lý mạch phát. 21
3.7 Kỹ thuật điều chế ASK 21
3.7.1 Nguyên lí hoạt động của phương pháp điều chế ASK: 21
3.7.2 Dạng sóng của phương pháp điều chế ASK 22
3.7.3 Phương trình toán học của phương pháp điều chế ASK: 23
CHƯƠNG 4 TỔNG QUAN VỀ MODULE THU PT2272 19
4.1 Giới thiệu 26
4.2 Sơ đồ và chức năng của các chân IC PT2272 27
4.3 Nguyên lý thu sóng của IC PT2272 28
4.4 Sơ đồ nguyên lý mạch thu thực tế dùng IC PT2272 29
4.4.1 Sơ đồ mạch 29
4.4.2 Nguyên lý hoạt động 29
CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ 19
5.1 Các linh kiện sử dụng trong mạch 31
5.1.1 IC đo nhiệt độ LM35 31
5.1.2 Bộ chuyển đổi ADC 0809 32
5.2 Phân tích và tính toán các mạch 35
5.2.1 Mạch thu 35
Thiết kế và thi công mạch đo và cảnh báo nhiệt độ dùng sóng vô tuyến Trang vi CHƯƠNG 6 LƯU ĐỒ VÀ CHƯƠNG TRÌNH 30
6.1 Lưu đồ chương trình phát 40
6.2 Lưu đồ chương trình thu 41
6.3 Lưu đồ chương trình cài đặt 42
6.4 Lưu đồ chương trình giải mã hiển thị 43
6.5 Chương trình phát 43
6.6 chương trình thu 45

Hình 3.3 Sơ đồ khối phát của PT2262 Error! Bookmark not defined.
Hình 3.4 Sơ đồ nguyên lý phát của PT2262 21
Hình3.5 Sơ đồ khối của phương pháp điều chế ASK. 22
Hình 3.6 Dạng sóng của phương pháp điều chế ASK 22
Hình 3.7 Phổ tần tín hiệu của phương pháp điều chế ASKError! Bookmark not
defined.
Hình 4.1 Sơ đồ khối của IC PT2272 Error! Bookmark not defined.
Hình 4.2 Sơ đồ chân của IC PT2272 Error! Bookmark not defined.
Hình 4.3 Sơ đồ khối của mạch thu dùng PT2272 28
Hình 5.1 sơ đồ thực tế của LM35 31
Hình 5.2 Sơ đồ LM35 thang đo thông thường 32
Hình 5.3 Sơ đồ LM35 cho toàn thang đo 32
Hình 5.4 Sơ đồ chân chip ADC0809 33
Hình 5.5 Chọn kênh đầu vào 34
Hình 5.6 Giản đồ thời gian của ADC 0809 35
Hình 5.7 Sơ đồ mạch vào 36
Thiết kế và thi công mạch đo và cảnh báo nhiệt độ dùng sóng vô tuyến Trang viii Hình 5.8 Sơ đồ mạch khuếch đại thu 36
Hình 5.9 Sơ đồ mạch tách sóng 37
Hình 5.10 Mạch hiệu chỉnh xung 37
Hình 5.11 Mạch hiển thị led 38
Hình 5.12 Mạch tạo dao động cho ADC 0809 38
Hình 6.1 Lưu đồ chương trình phát 40
Hình 6.2 Lưu đồ chương trình thu Error! Bookmark not defined.
Hình 6.3 Lưu đồ chương trình cài đặt 42
Hình 6.4 Lưu đồ chương trình giải mã hiển thị Error! Bookmark not defined. PHẦN B : NỘI DUNG

dụng để tạo ra mạch hoàn chỉnh ứng dụng. Hiện nay xu hướng sử dụng sóng RF để
điều khiển thiết bị từ xa rất được ưa chuộng được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống
như hệ thống báo động chống trộm , hệ thống điều khiển các thiết bị điện từ xa bằng
sóng RF ….
1.2 Lý do chọn đề tài
Do ưu điểm của việc điều khiển bằng RF là khả năng điều khiển ở khoảng cách
xa, khắc phục được vật cản. Ngày nay, sóng RF đang được ứng dụng rộng rãi trong
cuộc sống.
Nhằm nâng cao sự hiểu biết và phát huy những ưu điểm của hệ thống thu phát RF
nên em xin chọn đề tài: “THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH ĐO VÀ CẢNH BÁO
NHIỆT ĐỘ SỬ DỤNG SÓNG RF.” Để tìm hiểu và thi công mạch.
Đề tài xây dựng một hệ thống đơn giản gồm một board phát dữ liệu và một board
thu dữ liệu. Dữ liệu bên phát được thiết lập từ quá trình cảm biến nhiệt độ của LM35.
Module phát sẽ được nối vào vi điều khiển thực hiện điều chế ASK và phát dữ liệu đi.
Module thu nhận dữ liệu từ sóng RF giải mã và tái tạo lại dữ liệu ban đầu.
1.3 Mục đích nghiên cứu

Sinh viên thực hiện đề tài này nhằm mục đích:
• Kết hợp giữa lý thuyết và thực hành, kiểm tra lại những kiến thức đã
học.So sánh và tìm hiểu sữ khác biệt giữa lý thuyết và thực hành, và tìm
cách giải quyết những vấn đề khác biệt đó.Từ đó nhằm nâng cao kiến thức.
Thiết kế và thi công mạch đo và cảnh báo nhiệt độ dùng sóng vô tuyến Trang 4

Chương 1: Dẫn nhập
• Để thực hiện được đề tài trên sinh viên thực hiện phài nắm được kiến thức
chuyên môn nghành điện tử. Sau đó cần tìm hiểu sách vở, tài liệu các khóa
trước va các dạng mạch thực tế để thi công sản phẩm.
• Rèn luyện khả năng nghiên cứu, tìm hiểu và thu thập tài liệu.
• Củng cố và nâng cao kiến thức.
1.4 Giới thiệu đề tài

Thiết kế và thi công mạch đo và cảnh báo nhiệt độ dùng sóng vô tuyến Trang 6

Chương 2: Tổng quan về vi điều khiển 89C51
2.1 Sơ đồ khối của 89C51

Hình 2.1 Sơ đồ các chân của 89C51
Chip 89C51 có các đặc trưng cơ bản sau:
- 4 Kbyte ROM
- 128 Byte RAM
- 4 I/O port 8bit
- 1 bộ điều khiển ngắt ( Interrupt Control)
- 1 Mạch dao động nội (Oscillatior)
- 1 bộ điều khiển bus (Bus Control)
- 2 Timer 16bit
- Mạch giao tiếp nối tiếp
- Không gian nhớ chương trình (mã) ngoài 64Kbyte
- Không gian nhớ dữ liệu ngoài 64Kbyte
- Bộ xử lý bit


Chương 2: Tổng quan về vi điều khiển 89C51
P3.3
1INT
B3H Ngõ vào ngắt ngoài 1
P3.4 T0 B4H Ngõ vào của Timer/Counter 0
P3.5 T1 B5H Ngõ vào của Timer/Counter 0
P3.6

B6H Điều khiển ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài
P3.7
RD

B7H Điều khiển đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài

2.2.1.5 Các chân có chức năng riêng
• Chân
PSEN
(Program Store Enable) : (chân 29) đây là tín hiệu điều khiển cho
phép truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài. Chân này thường được nối với chân
cho phép xuất OE (Output Enable) của EPROM (hoặc ROM) để cho phép đọc
các byte lệnh. Tín hiệu
PSEN

ở mức logic 0 trong suốt thời gian tìm và nạp
lệnh. Khi thực thi chương trình ở ROM nội ,

PSEN
được duy trì ở mức logic 1
(logic không tích cực).

được ghép với thạch anh bên ngoài ở hai chân XTAL1 và XTAL2. Tần số mặc
định của thạch anh là 12 MHz cho hầu hết các chip của họ MCS-51. XTAL1 :
Ngõ vào đến mạch khuếch đại đảo của mạch dao động. XTAL2 : Ngõ ra từ
mạch khuếch đại đảo của mạch dao động.
• Chân Vcc (chân 40): đây chân cấp nguồn nuôi +5V để cấp cho 89C51.
• Chân Vss ( chân 20) chân nối đất.
2.3 Tổ chức bộ nhớ 89C51
Vi điều khiển 89C51 có không gian bộ nhớ riêng cho chương trình và dữ liệu: cả 2
bộ nhớ chương trình và dữ liệu đều đặt bên trong chip, tuy nhiên vẫn có thể mở rộng
bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu bằng cách sử dụng chip nhớ bên ngoài với dung
lượng tối đa 64Kbyte cho bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu.

Hình 2.3: Vùng địa chỉ của bộ nhớ

Bộ nhớ nội trong chip bao gồm cả RAM và ROM. RAM trên chip bao gồm vùng
RAM đa chức năng, vùng RAM với từng bit được định địa chỉ, dãy thanh ghi (bank
register) và các thanh ghi chức năng đặc biệt SFR (special function register). Hai đặc
tính đáng lưu ý là :
• Các thanh ghi và các port xuất/nhập được định địa chỉ theo kiểu ánh xạ bộ
nhớ (memory mapped) và được truy xuất như một vị trí nhớ trong bộ nhớ.
• Vùng stack thường trú trong RAM trên chip (RAM nội) thay vì ở trong
RAM ngoài như các bộ vi xử lý.
Thiết kế và thi công mạch đo và cảnh báo nhiệt độ dùng sóng vô tuyến Trang 10

Chương 2: Tổng quan về vi điều khiển 89C51
2.4 Các tập lệnh cần sử dụng trong đề tài này
2.4.1 Nhóm lệnh di chuyển dữ liệu
Bảng 2.1 Nhóm lệnh di chuyển
MOV
MOV A, #data

(Direct)
←
(Direct)
Direct, @Ri
(Direct)
←
((Ri))
Direct, Rn
(Direct) ← (Rn)
MOV @Ri, A
((Ri))
←
(A)
@Ri, Direct
((Ri))
←
(Direct)
@Ri, #data
((Ri))
←
#data
MOV C, bit
(C)
←
(bit)
Bit, C
(bit) ← (C)
MOV DPTR, #data16
(DPTR)
←

(A)

XCH
XCH A, Rn
(A)
←

→
(Rn)
A, Direct
(A) ← → (Direct)
A, @Ri
(A)
←

→
((Ri))

XCHD A, @Ri
(A3 - A0) ← → (Ri3 - Ri0)

2.4.2 Nhóm lệnh xử lý bit
Bảng 2.2 Nhóm lệnh xử lý bit
CLR Xóa bit
CLR C
(C)
←
0
Bit
bit

JBC Bit, label Nhảy nếu bit được set bằng 1 và xóa bit

JNB Bit, label Nhảy nếu bit không được set bằng 1

2.4.3 Nhóm lệnh rẽ nhánh
Bảng 2.3 nhóm lệnh nhảy

JMP @A + DPTR Nhảy gián tiếp

(PC)
←
(PC) + (A) + (DPTR)

JNZ Label Nhảy nếu nội dung thanh chứa khác 0.

(PC)
←
(PC) + 2

IF (A)<>0 THEN (PC)
←
(PC) +byte_2

JZ Label Nhảy nếu nội dung thanh chứa bằng 0.

(PC)
←
(PC) + 2

IF (A) = 0 THEN (PC)


Bảng 2.6 Lệnh điều khiển chương trình con

ACALL Addr11 Gọi đến địa chỉ tuyệt đối (absolute call -
11bit).
LCALL Addr16 Gọi chương trình con (Long call - 16bits)
RET Trở về từ chương trình con (Return from
subroutine ).
RETI Trở về từ trình phục vụ ngắt (Return from
ISR).

2.5 Hoạt động Reset
Vi điều khiển 89C51 được reset bằng cách giữ chân RST ở mức cao tối thiểu 2
chu kỳ máy và sau đó chuyển về mức thấp. RST có thể tác động bằng tay hoặc được
tác động khi cấp nguồn bằng cách dùng một mạch RC. Quan trọng nhất trong các thanh
ghi này là thanh ghi PC được nạp địa chỉ 0000H. Khi RST trở lại mức thấp, việc thực
hiện chương trình luôn luôn bắt đầu ở vị trí đầu tiên trong bộ nhớ chương trình: địa chỉ
0000H. Nội dung của RAM trên chip không bị ảnh hưởng bởi hoạt động reset.

Thiết kế và thi công mạch đo và cảnh báo nhiệt độ dùng sóng vô tuyến Trang 14

Chương 2: Tổng quan về vi điều khiển 89C51
Hai mạch dùng reset hệ thống :
a)Reset bằng tay b) Reset khi cấp nguồn Hình 2.4: Mạch Reset bằng tay và tự động

công nghệ CMOS. PT2262 mã hóa địa chỉ và dữ liệu từ các chân địa chỉ và dữ liệu
thành một chuỗi dạng sóng nối tiếp điều chế các sóng mang ở tần số sóng vô tuyến hay
sóng hồng ngoại. IC này có 12 bit địa chỉ, mỗi bit có 3 trạng thái (mức cao, mức thấp
và mức thả nổi) tức là có 3
12
(531.441) trạng thái dưới dạng mã hóa địa chỉ. Do đó có
nhiều sự lựa chọn mã và không bị trùng nhau về mã hóa trong lập trình quét.
3.2 Các điểm đặc trưng

§ PT2262 sử dụng công nghệ CMOS
§ Công suất tiêu thụ thấp
§ Khả năng miễn nhiễu cao
§ Các chân mã hóa địa chỉ có thể lên đến 12 và ở dạng 3 trạng thái
§ Các chân dữ liệu có thể lên đến 6
§ Tầm điện áp hoạt động rộng: Vcc = 4 ~15 volts
§ Mạch dao động chỉ sử dụng 1 điện trở
§ Loại ngõ ra có thể là chốt hoặc nhất thời.
v Các ứng dụng:
§ Điều khiển quạt, bóng đèn.
§ Điều khiển từ xa các thiêt bị công nghiệp.
§ Điều khiển từ xa các đồ chơi.

Trích đoạn Giới thiệu

---