LỜI MỞ ĐẦU
Cùng với sự phát triển của các ngành kỹ thuật điện tử, công nghệ thông tin,
ngành kỹ thuật điều khiển, ngành tự động hóa đã và đang đạt được nhiều
tiến bộ mới. Tự động hóa không những làm giảm nhẹ sức lao động cho con
người mà còn góp phần rất lớn trong việc nâng cao năng suất lao động, cải
thiện chất lượng sản phẩm chính vì thế tự động hóa ngày càng khẳng định
được vị trí cũng như vai trò của mình trong các ngành công nghiệp và đang
được phổ biến rộng rãi trong các hệ thống công nghiệp trên thế giới nói
chung và ở Việt Nam nói riêng.
Không chỉ dừng lại ở đó, sự phát triển của tự động hóa còn đem lại nhiều
tiện ích phục vụ đời sống hàng ngày cho con người. Để phục vụ tốt hơn
nữa đời sống con người trong thời điểm xã hội ngày càng hiện đại và phát
triển hiện nay. Thay thế dần con người làm việc ở những nơi nguy hiển,
độc hại, hay những nơi con ngươi không thể tới được.
Trong đó , phổ biến là các bộ vi xử lý có mặt trong rất nhiều thiết bị điện tử
hiện đại: từ đầu đĩa CD, máy thu hình, máy ghi hình, dàn âm thanh HiFi,
bộ điều khiển lò sưởi cho đến các thiết bị điều khiển dùng trong công
nghiệp. Lĩnh vực ứng dụng của các hệ vi xử lý cũng rất rộng lớn: từ nguyên
cứu khoa học, truyền dữ liệu, đến công nghiệp, năng lượng, giao thông và y
tế…
Vấn đề đặt ra trước tiên khi xây dựng một hệ thống tự động hóa không còn
là nên hay không nên, mà là lựa chọn hệ thống điều khiển, mạng truyền
thông nào để điều khiển và giám sát cho phù hợp với yêu cầu và nhiệm vụ
của thực tế. Một trong những ứng dụng được biết đến rộng rãi nhất là thiết
bị điều khiển từ xa.
Điều khiển từ xa ngày càng được ứng dụng rộng rãi không chỉ trong công
nghiệp mà nó còn được ứng dụng cuộc sống hàng ngày của chúng ta, nó đã
thâm nhập vào sinh hoạt hàng ngày từ những trò chơi giải trí cho đến
1
những vật dụng ần gũi với chúng ta như tivi,đầu đĩa,…Các ứng dụng này
đã góp phần giúp cho con người tiện lợi hơn trong việc sử dụng.

-Phần I : AVR.
-Phần II :LCD.
-Phần III : Ăngten.
-Phần IV : Modul thu phát RF.
-Phần V :Mã hóa và giải mã.
Chương III:
Thiết kế mạch .
-Sơ đồ mạch.
-Các thông số tính toán.
Chương IV:
Lập trình.
-Giới thiệu ngôn ngữ lập trình C.
-Tập lệnh.
-Lập trình cho mạch.

3
CHƯƠNG I: NỘI DUNG - Ý TƯỞNG ĐỒ ÁN
Ngày nay, những thiết bị điều khiển từ xa để điều khiển các thiết bị gia
đình như ti vi, máy điều hòa, đầu đĩa, các loại đồ chơi ngày càng phổ biến
Thế nhưng chúng hoạt động ra sao?
Trong thời đại ngày nay, chúng ta không thể thiếu những thiết bị điều khiển
từ xa để điều khiển các thiết bị gia đình như ti vi, máy điều hòa, đầu đĩa,
các loại đồ chơi… vậy điều khiển từ xa có các loại cơ bản nào và chúng
hoạt động ra sao để điều khiển được các vật dụng ở đằng xa một cách chính
xác?
Điều khiển từ xa đã có từ thời Chiến tranh thế giới thứ Hai
Ít người biết rằng những chiếc điều khiển từ xa đầu tiên trên thế giới được
ra đời nhằm mục đích phụ vụ cho chiến tranh. Các loại điều khiển từ xa
bằng tần số vô tuyến xuất hiện vào Thế chiến I nhằm hướng dẫn các tàu hải
quân Đức đâm vào thuyền của quân Đồng Minh.

Siêu âm là những âm có tần số lớn hơn 20.000 Hz. Tai ta không nghe được
siêu âm. Một số sinh vật nhận biết được siêu âm như chó , dơi… Về
phương diện vật lý, âm nghe được hay không nghe được (hạ âm , sêu âm)
không có gì khác nhau về bản chất, chúng chỉ khác nhau về phương diện
sinh lý: thích hợp hoặc không thích hợp với tai ta.
Tốc độ lan truyền của siêu âm phụ thuộc vào bản chất và nhiệt độ môi
trường truyền âm, không phụ thuộc vào tần số. Tốc độ truyền âm trong
không khí là rất thấp khoảng 342m/s, trong cơ thể khoảng 1540m/s.
Năng lượng siêu âm: là động năng dao động và thế năng đàn hồi của các
phần tử trong môi trường.
Nguồn phát siêu âm:
Nguồn siêu âm là một nguồn đặc biệt , thông dụng nhất là dùng hiệu ứng
áp điện và hiện tượng từ giảo.
1/ Chuyển đổi áp điện bên ngoài 2 trục:trục kéo và trục nén( X, Y) , còn 1
trục nữa là trục Z (trục ngang) . 3 trục này vuông góc với nhau trong
không gian 3 chiều.Nếu cắt tinh thể thạch anh theo chiều vuông góc với
trục Z và đặt miếng thạch anh vào 2 cực tụ điện phẳng. Sau đó nối 2 cực
6
với nguồn điện áp xoay chiều có tần số lớn thì bản thạch anh sẽ bị co dãn
liên tục và phát ra siêu âm có tần số tới 50MHz.
2/ Nguồn siêu âm được tạo ra từ hiện tượng từ giảo:
Một thanh sắt non đặt trong từ trường biến thiên của cuộn dây điện cao tần.
Thanh sắt bị co dãn và phát ra siêu âm có tần số khoảng 20.000 Hz.
Kỹ thuật hiện nay đã tạo ra được nguồn siêu âm có tần số tới 10^9 Hz.
Bước sóng của chúng trong không khí khoảng từ 2 cm đến 5. 10^-3 cm.
3/ Trong lĩnh vực y học, siêu âm là một kĩ thuật sử dụng sóng âm thanh có
tần số cao ( vài MHz ) và khả năng dội ngược của nó. Kĩ thuật này thì
tương tự như khả năng phản ứng dội âm của dơi, cũng như thiết bị phát
hiện tàu ngầm SONAR (sound navigation ranging ) sử dụng dưới
biển. Người ta phát và thu sóng siêu âm thông qua tinh thể áp điện.

Tín hiệu tương tự : Biến thiên 40- 700 trong 16 bước
Đầu nối : Bus tiêu chuẩn I2C.
Định thời : Tín hiệu về trong toàn thời gian làm việc, quản lí chức năng tự
do
Đơn vị- : uS, mm hoặc inches
Kích thước :32mm x 15mm x 10mm
9

SRF235
SRF235 – Cảm biến “đầu bút chì”.
Điện áp:5 v
Dòng:25 mA
Dải tần: 235 Khz
Vùng làm việc: 10cm - 1,2m
Đường kính tia siêu âm: 15°
Đầu nối: Bus tiêu chuẩn I2C.
Định thời: Tín hiệu liên tục trong toàn thời gian làm việc, quản lí các chức
năng tự do.
Đơn vị: uS, mm , inches
Kích thước: 34mm x 20mm x 19mm
ỨNG DỤNG CỦA SÓNG SIÊU ÂM
1.Siêu âm trong y học:
Trong ngành y tế, rada siêu âm giúp các bác sĩ có thể nhìn rõ cấu trúc nội
tại của cơ thể, chẩn đoán chính xác khối u, thai nhi- Siêu âm còn được ứng
dụng rộng rãi trong kỹ thuật gia công kim loại. Sóng siêu âm là sóng cơ
10
đàn hồi mang năng lượng, có thể làm sạch bề mặt các chi tiết trước khi gia
công như mạ, hàn.
Ứng dụng trong siêu âm tim:
Siêu âm trong lòng động mạch vành :

tiên, sử dụng nguyên lý thu từ sóng siêu âm, được giới thiệu vào cuối năm
1940. Thiết bị nhỏ, sách tay tiện lợi cho nhiều ứng dụng khác nhau trở nên
rộng rãi vào năm 1970. Sau đó chúng được cải tiến ngày càng nhỏ gọn và
dễ sử dụng, được dùng phổ biến.
Máy đo chiều dày bằng siêu âm.
C,Phương pháp đo độ sâu của đáy sông ,đáy biển , xác định chướng ngại
vật:
Vì siêu âm ít bị hấp thụ trong chất lỏng nên ta sử dụng siêu âm đo độ sâu
mức nước. Để xác định độ sâu của luồng đi , dưới các con tầu lớn , người ta
thường lắp máy phát và máy thu siêu âm. Luồng siêu âm được phát ra gặp
đáy sông , đáy biển hoặc chượng ngại phản xạ vào máy thu, nếu biết vận
tốc truyền siêu âm trong nước ta có thể tính toán được chiều sâu của đáy
sông , đáy biển hoặc độ sâu chướng ngại.
Tính theo công thức: h=vt/2.
Trong đó: h là độ sâu nguồn phát tới đáy.
14
v: tốc độ truyền siêu âm.
t: thời gian từ thời điểm phát siêu âm đến thời điểm thu được
siêu âm phản xạ.
Máy đo lưu lượng chất lỏng bằng siêu âm
Ứng dụng: Dùng để đo chính xác lưu lượng chất lỏng bên trong đường ống.
Ứng dụng trong các ngành xử lý nước, thực phẩm, hoá chất, hoá dầu, dược
phẩm,phát điện,…
Kết luận : Từ những tìm hiểu trên , chúng em kết luận sóng siêu âm chỉ
dùng trong môi trường nước , hoặc truyền qua 2 môi trường khác nhau (chủ
yếu là trong chất lỏng ).
Siêu âm chỉ truyền trong môi trường giãn nở (trừ chân không) do sóng siêu
âm là sóng dọc: tức là giao động cùng chiều với chiều lan truyền sóng
Sóng âm tạo nên một sức ép làm thay đổi áp lực môi trường.
Tốc độ lan truyền của siêu âm phụ thuộc vào bản chất và nhiệt độ môi

nhà như tivi, máy stereo, điều hòa nhiệt độ…. Chúng rất bền, tuy nhiên lại
có hạn chế liên quan đến bản chất chỉ truyền theo đường thẳng của ánh
sáng. Do đó, loại điều khiển IR có tầm hoạt động chỉ có khoảng 10 mét và
cũng không thể truyền qua các bức tường hoặc vòng qua các góc. Chúng
chỉ hoạt động tốt khi ta trỏ thẳng hay gần vị trí bộ thu của vật dụng cần
điều khiển.
Ngoài ra, nguồn ánh sáng hồng ngoại có ở khắp nơi như ánh sáng mặt trời,
bóng đèn huỳnh quang, từ cơ thể con người… nên có thể làm cho điều
khiển IR bị nhiễu sóng. Để tránh hiện tượng này, người ta phải cài đặt cho
bộ lọc của các bộ phận thu chỉ thu nhận những bước sóng đặc biệt hoặc tần
số riêng biệt của ánh sáng hồng ngoại phù hợp với nó và chặn ánh sáng ở
bước sóng khác để hạn chế sự nhiễu sóng một cách tối đa.
Điều khiển từ xa bằng tần số vô tuyến (RF)
RF ( Radio frequence ): tần số sóng radio ( sóng vô tuyến) .Radio thực
chất là sóng điện từ ( bức xạ điện từ ). Sóng điện từ có tần số từ 3Hz -
3GHz, sinh ra do một điện tích điểm dao động. Sóng điện từ có đầy đủ các
tính chất như sóng cơ học, nhưng sóng cơ học truyền đi trong những môi
trường đàn hồi, còn sóng điện từ thì tự nó truyền đi mà không cần nhờ đến
17
sự biến dạng của một môi trường đàn hồi nào cả, vì vậy nó truyền được cả
trong chân không. Sóng điện từ bản chất là sóng nên nó thừa hưởng các đặc
tính như giao thoa, cộng hưởng, triệt tiêu, nhiễu, và có thể lan truyền đi
xa trong môi trường nước, chân không, không khí.
Điều khiển từ xa bằng tần số vô tuyến (RF) là loại điều khiển từ xa xuất
hiện đầu tiên và đến nay vẫn giữ một vai trò quan trọng và phổ biến trong
đời sống. Nếu điều khiển IR chỉ dùng trong nhà thì điều khiển RF lại dùng
cho nhiều vật dụng bên ngoài như các thiết bị mở cửa gara xe, hệ thống báo
hiệu cho xem các loại đồ chơi điện tử từ xa thậm chí kiểm soát vệ tinh và
các hệ thống máy tính xách tay và điện thoại thông minh…
Một số điều khiển từ xa.

các nhóm đèn chiếu sáng của cảnh “Sinh hoạt” sẽ tắt đi hoặc giảm độ sáng
và chuyển sang cảnh “Xem phim”…Ngoài ra còn có các hệ thống :
Hệ thống điều khiển và giám sát qua màn hình LCD.
Hệ thống tự động điều khiển theo thời gian.
Hệ thống tự động điều khiển theo độ sáng và chuyển động.
Hệ thống báo cháy, khói.
Hệ thống an ninh, báo động
2,Bộ điều khiển từ xa:
20
Từ tầng 7 trong nhà, có thể điều khiển tivi, đầu dvd hoặc bất cứ thiết bị gì
có điều khiển hồng ngoại
Nguyên tắc hoạt động: Bộ phát chuyển tín hiệu hồng ngoại từ điều khiển
thành tín hiệu radio RF phát đi, bộ thu nhận tín hiệu RF và chuyển lại thành
tín hiệu hồng ngoại phát tới Tivi, dvd,
3,Tìm vật thất lạc , xác định vị trí vật :
Bộ phát RF được gắn vào móc chìa khóa , khi bấm nút 1 nút trên bảng điều
khiển , tín hiệu RF lan truyền đến vật cần tìm , vật thất lạc sẽ phát còi báo.
4.Điều khiển xe ở mọi khoảng cách thông qua sóng điện thoại.
21
Có thể khóa cửa xe phòng mất cắp dù đang ở văn phòng còn xe thì đang ở
nhà, hoặc theo dõi hoạt động và lộ trình của xe nếu như cho ai đó
mượn.Bên cạnh khả năng điều khiển xe, công nghệ của GM còn cho phép
liên tục theo dõi tình trạng của xe trên chiếc điện thoại nhỏ bé của mình,
chẳng hạn theo dõi mức xăng, độ mới của dầu, áp suất lốp, mức tiêu hao
nhiên liệu trung bình của xe
Đấy là 1 trong những ứng dụng giữa dụng công nghệ cao hiện tại đang
được sử dụng rất nhiều trên thế giới.
22
SƠ ĐỒ KHỐI VÀ NGUYÊN LÝ :
Thiết bị gồm 2 phần là phần phát và phần thu.

các
thiết bị
23
Phần phát : nút bấm nối với vi điều khiển. Khi ấn nút , vi điều khiển gửi tín
hiệu đến modul phát , truyền qua anten phát tín hiệu ra xung quanh .Đồng
thời LCD được nối với vi điều khiển sẽ hiển thị tên của vật cần tìm (ví
tiền , chìa khóa , điện thoại …).
Phần thu: anten ở bộ thu sau khi nhận tín hiệu sẽ gửi qua modul thu sóng ,
đến vi điều khiển , vi điều khiển sẽ kích còi phát tiếng và đèn phát sáng.
24
CHƯƠNG II : CÁC THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG
PHẦN I : VI ĐIỀU KHIỂN AVR ATMEGA16
1,Giới thiệu AVR
Vi điều khiển là một máy tính được tích hợp trên một chíp, nó thường được
sử dụng để điều khiển các thiết bị điện tử.Vi điều khiển, thực chất, là một
hệ thống bao gồm một vi xử lý có hiệu suất đủ dùng và giá thành thấp
(khác với các bộ vi xử lý đa năng dùng trong máy tính) kết hợp với các
khối ngoại vi như bộ nhớ, các mô đun vào/ra, các mô đun biến đổi số sang
tương tự và tương tự sang số, Ở máy tính thì các mô đun thường được
xây dựng bởi các chíp và mạch ngoài.
Vi điều khiển thường được dùng để xây dựng các hệ thống nhúng. Nó xuất
hiện khá nhiều trong các dụng cụ điện tử, thiết bị điện, máy giặt, lò vi sóng,
điện thoại, đầu đọc DVD, thiết bị đa phương tiện, dây chuyền tự động…
VI ĐIỀU KHIỂN AVR
Vi điều khiển AVR (Atmel Norway design) thuộc họ vi điều khiển Atmel,
nó là họ Vi điều khiển khá mới trên thị trường.
Đây là họ Vi Điều Khiển được chế tạo theo kiến trúc RISC (Reduced
Intruction Set Computer) có cấu trúc khá phức tạp. Ngoài các tính năng
như các họ VĐK khác, nó còn tích hợp nhiều tính năng mới rất tiện lợi cho
người thiết kế và lập trình.