Báo cáo
" Điều khiển từ xa bằng hồng ngoại"
BÁO CÁO ĐAMH1: ĐIỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI

SVTH: NGUYỄN VĂN ANH VŨ 7

Phần B: Nội Dung Chính Của Đồ Án
Chương 1: Mở Đầu
Chương này trình bày vắn tắt quá trình thực hiện đề tài và toàn bộ nội dung của đề tài.
Nội dung chương bao gồm những phần chính như sau : lý do chọn đề tài; mục tiêu của đồ án;
nội dung thực hiện; giới hạn đồ án và phương pháp nghiên cứu.
1.1 – Khái Quát Vấn Đề
Ngày nay, con người cùng với những ứng dụng của khoa học kỹ thuật tiên tiến của thế
giới, chúng ta đang ngày một thay đổi, văn minh vàh hiện đại hơn. Sự phát triển của kỹ thuật
điện tử đã tạo ra hàng loạt những thiết bị với các đặc điểm nổi bậc như độ chính xác cao, tốc
độ nhanh, gọn nhẹ,… là những yếu tố rất cần thiết góp phần cho hoạt động của con người đạt
hiệu quả ngày càng cao hơn.
Điện tử đang trở thành một ngành khoa học đa nhiệm vụ. Điện tử đã đáp ứng được
những đòi hỏi không ngừng của các ngành, lĩnh vực khác nhau cho đến nhu cầu thiết yếu cảu
con người trong cuộc sống hằng ngày. Một trong những ứng dụng quan trọng của ngành công
nghệ điện tử là kỹ thuật điều khiển từ xa bằng hồng ngoại. Sử dụng hồng ngoại được ứng
dụng rất nhiều trong công nghiệp và các lĩnh vực khác trong cuộc sống với những thiết bị điều
khiển từ xa rất tinh vi và đạt được năng suất, kinh tế thật cao.
Xuất phát từ những ứng dụng đó, em đã thiết kế và thi công một mạch ứng dụng nhỏ
trong thu phát hồng ngoại: “Bộ điều khiển từ xa bằng hồng ngoại”. Đề tài này giúp em hiểu rõ
hơn về nguyên lý thu phát và ứng dụng những lý thuyết được học vào thực tế. Đồng thời tìm
hiểu thêm những điều chưa được học và nâng cao kỹ năng thực hành cũng như là những ứng
dụng của mạch trong thực tế.


SVTH: NGUYỄN VĂN ANH VŨ 9

Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết Liên Quan
2.1 Khái Niệm Về Ánh Ánh Sáng Hồng Ngoại (Tia Hồng Ngoại)
Ánh sáng hồng ngoại (tia hồng ngoại) là ánh sáng không thể nhìn thấy được bằng mắt
thường, có bước sóng từ 0.86µm đến 0.98µm. Tia hồng ngoại có vận tốc truyền bằng vận tốc
ánh sáng.
Tia hồng ngoại có thể truyền đi được nhiều kênh tín hiệu. Nó được ứng dụng rộng rãi
trong công nghiệp. Lượng thông tin có thể đạt 3 mega bit/s. Lượng thông tin được truyền đi
với ánh sáng hồng ngoại lớn gấp nhiều lần so với sóng điện từ mà người ta vẫn dùng.
Tia hồng ngoại dễ bị hấp thụ, khả năng xuyên thấu kém. Trong điều khiển từ xa bằng tia
hồng ngoại, chùm tia hồng ngoại phát đi hẹp, có hướng, do đó phải thu đúng hướng.
Sóng hồng ngoại có những đặc tính quan trọng giống như ánh sáng (sự hội tụ qua thấu
kính, tiêu cự…). Ánh sáng thường và ánh sáng hồng ngoại khác nhau rất rõ trong sự xuyên
suốt qua vật chất. Ánh sáng hồng ngoại không bị yếu đi khi vượt qua các lớp bán dẫn để đi ra
ngoài.
2.2 Nguyên Lý Thu Phát Hồng Ngoại
Tia hồng ngoại được sử dụng rất phổ biến và không bị ảnh hưởng bởi từ trường, vì thế
nó được sử dụng tốt trong truyền thông và điều khiển. Nhưng nó vẫn có một số khuyết điểm,
một số vật phát hồng ngoại mạnh làm ảnh hưởng đến truyền thông và điều khiển như quang
phổ mặt trời.
Khó khăn khi sử dụng hồng ngoại là, REMOTE điều khiển TV/VCR hoặc những ứng
dụng khác và linh kiện rất tốn kém.
Việc thu hoặc phát bức xạ hồng ngoại bằng nhiều phương tiện khác nhau, có thể nhận tia
hồng ngoại từ ánh sáng mặt trời. Nhiều thứ có thể phát tia hồng ngoại như: lò bức xạ, lò điện,
đèn, cơ thể người,…
Để truyền tia hồng ngoại tốt phải tránh xung nhiễu, bắt buộc phải dùng mã phát và nhận
ổn định để xác định xem đó là xung truyền hay nhiễu. Tần số làm việc tốt nhất là từ 30KHz
đến 60KHz, nhưng thường sử dụng khoảng 36KHz.

BÁO CÁO ĐAMH1: ĐIỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI

SVTH: NGUYỄN VĂN ANH VŨ 11 Khối thiết bị thu: Tia hồng ngoại từ phần phát được tiếp nhận bởi LED thu hồng ngoại
hay các linh kiện thu quang khác.
Khối khuếch đại và tách sóng: trước tiên khuếch đại tín hiệu nhận rồi đưa qua mạch tách
sóng nhằm triệt tiêu sóng mang và tách lấy dữ liệu cần thiết là mã lệnh.
Khối chuyển đổi nối tiếp sang song song và khối giải mã: mã lệnh được đưa vào mạch
chuyển đổi nối tiếp sang song song và đưa tiếp qua khối giải mã ra thành số thập phân tương
ứng dưới dạng một xung kích tại ngõ ra tương ứng để kích mở mạch điều khiển.
Tần số sóng mang còn được dùng để so pha với tần số dao động bên phần thu giúp cho
mạch thu phát hoạt động đồng bộ, đảm bảo cho mạch tách sóng và mạch chuyển đổi nối tiếp
sang song song được hoạt động chính xác.
2.3 Tổng Quan Về Linh Kiện Chính Sử Dụng Trong Mạch
2.3.1 IC Phát Tín Hiệu Hồng Ngoại PT2248
Đây là một bộ truyền phát tia hồng ngoại ứng dụng bởi công nghệ CMOS. PT2249 kết
hợp với PT2248 tạo ra 10 phím chức năng. Với cách tổ hợp phím như vậy, có thể dùng cho
nhiều loại thiết bị từ xa.
Đặc tính:
 Được sản xuất theo công nghệ CMOS.
 Tiêu thụ công suất thấp.
 Vùng điện áp hoạt động: 2.2V – 5V.
 Sử dụng được nhiều phím.
Ứng dụng:
 Bộ phát hồng ngoại dùng trong các thiết bị điện tử như: Television, Video Cassette
Recode,…
BÁO CÁO ĐAMH1: ĐIỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI


mã không liên tục và 6 bit mã ngõ vào. Vậy, nó có 12 bit mã. Trong đó, 3 bit mã người
dùng được tạo như sau:
Dữ liệu của 3 bit mã T1, T2, T3 sẽ là “1” nếu một diode được nối giữa chân CODE
và chân Tn (n=1,2,3); và là “0” khi không nối diode.
Vì IC thu PT2249, chỉ có 2 bit mã (CODE 2, CODE 3), nên chân T1 của PT2248 sẽ
luôn ở mức “1”.

 C1, C2, C3: mã người dùng.
 H: mã tín hiệu liên tục.
 S1, S2: mã tín hiệu không liên tục.
 D1 – D6: mã tín hiệu ngõ vào.
Dạng sóng truyền:
BÁO CÁO ĐAMH1: ĐIỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI

SVTH: NGUYỄN VĂN ANH VŨ 14 Thời gian của bit “a” phụ thuộc vào tần số dao động và được tính bởi công thức: 



 
 Tín hiệu không liên tục:

Khi ấn bất kì 1 phím không liên tục, tín hiệu không liên tục chỉ truyền hai từ lệnh đến ngõ ra.
 Tín hiệu liên tục:

Khi nhấn bất kì một phím liên tục, tín hiệu liên tục sẽ lặp lại chu kì s khi truyền 2 từ lệnh và
thời gian dừng cho đến khi phím không được nhấn nữa.
2.3.2 IC Thu Và Mã Hóa Tín Hiệu Hồng Ngoại PT2249


SVTH: NGUYỄN VĂN ANH VŨ 16 Giải thích sơ đồ khối: sau khi IC phát PT 2248 phát tín hiệu (2 chu kì) đi, tín hiệu sẽ
được mắt thu(IC thu) tiếp nhận rồi đưa nó đến chân Rxin. Chân Rxin có nhiệm vụ sẽ chỉnh lại
dạng sóng của tín hiệu cho chuẩn. Sau đó, tín hiệu được đưa đến bộ lọc số. Bộ lọc có nhiệm vụ
lọc lấy các dữ liệu rồi đưa đến thanh ghi. Dữ liệu đầu tiên được đưa vào thanh ghi 12 bit. Tiếp
đến, dữ liệu thứ hai sẽ được nạp vào thanh ghi. Dữ liệu đầu tiên sẽ được đưa qua bộ đệm ngõ
ra nếu mã của nó khớp với mã của phần phát. Trường hợp, mã của dữ liệu không khớp với mã
của phần phát thì quá trình sẽ được lặp lại.
2.3.3 Module Hay LED Thu Tín Hiệu Hồng Ngoại PIC – 1018SCL
PIC – 1018SCL là IC thu tín hiệu hồng ngoại với những đặc điểm sau:
 Là IC có kích thước nhỏ.
 Phạm vi thu nhận tín hiệu xa (± 45
o
).
 Khả năng chống nhiễu tốt.
Sơ đồ khối của PIC – 1018SCL:

BÁO CÁO ĐAMH1: ĐIỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI

SVTH: NGUYỄN VĂN ANH VŨ 17
Giải thích sơ đồ khối: Tín hiệu hồng ngoại từ nguồn phát qua bộ truyền đến mạch thu
được led hồng ngoại nhận rồi đưa qua ba tầng khuếch đại. Sau đó tín hiệu này được qua mạch
lọc băng thông để chọn dãy băng thông thích hợp. Ở ngõ ra tín hiệu này được qua mạch
khuếch đại (AGC) để tăng độ khuếch đại nếu cần thiết. Xung này được qua mạch so sánh và

vượt qua V
H
thì giá trị V
out
là 0V và khi V
in
thấp hơn V
L
thì V
out
sẽ ở mức
+Vcc (nghĩa là có sự đảo pha).
Nhiệm vụ chủ yếu của mạch Schmitt Trigger là đổi tín hiệu liên tục thành tín hiệu vuông
với khả năng chống nhiễm cao.
Tín hiệu ngõ ra của mạch Schmitt Trigger qua mạch đảo sẽ cho tín hiệu ở ngõ ra của PIC
– 1018SCL là tín hiệu đảo.
2.3.4 Led Quang – LED Phát Tín Hiệu Hồng Ngoại
Ở quang trở, diode quang, transistor quang, năng lượng của ánh sáng chiếu vào chất bán
dẫn và cấp năng lượng cho các điện tử vượt dải cấm. Ngược lại, khi một điện tử từ dải dẫn
điện rớt xuống dãi hóa trị thì sẽ phát ra một năng lượng: E=h.f
Dải dẫn điện Dải hóa trị Dải cấm hf. Khi phân cực thuận một mối nối P-N, điện tử tự do
từ vùng N xuyên qua vùng P và tái hợp với lỗ trống (về phương diện năng lượng ta nói các
điện tử trong dải dẫn điện - có năng lượng cao - rơi xuống dãi hóa trị - có năng lượng thấp - và
kết hợp với lỗ trống), khi tái hợp thì chúng sinh ra năng lượng.
Đối với diode Ge, Si thì năng lượng phát ra dưới dạng nhiệt. Nhưng đối với diode cấu
tạo bằng GaAs (Gallium Arsenide) năng lượng phát ra là ánh sáng hồng ngoại (không thấy
bằng mắt thường được) dùng trong các mạch báo động, điều khiển từ xa,… Với GaAsP
(Gallium Arsenide phosphor) năng lượng phát ra là ánh sáng vàng hay đỏ. Với GaP (Gallium
phosphor), năng lượng phát ra là màu vàng hoặc xanh lá cây. Các LED phát ra ánh sáng thấy
được dùng để làm đèn báo, trang trí… Phần ngoài của LED có một thấu kính để tập trung ánh

 64 KB vùng nhớ mã ngoài.
BÁO CÁO ĐAMH1: ĐIỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI

SVTH: NGUYỄN VĂN ANH VŨ 20

 64KB vùng nhớ dữ liệu ngoài.
 4µs cho hoạt động nhân hoặc chia.
Sơ đồ khối: BÁO CÁO ĐAMH1: ĐIỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI

SVTH: NGUYỄN VĂN ANH VŨ 21

- Sơ đồ chân 89S52:
Mặc dù các thành viên của họ 8051
(ví dụ 7851, 89S52, 89C51,DS5000) đều
có các kiểu đóng vỏ khác nhau, chẳng hạn
như hai hàng chân DIP (Dual In-Line
Pakage), dạng vỏ dẹt vuông QPF (Quad
Flat Pakage) và dạng chip không có chân
đỡ LLC ( Leadless Chip Carrier) thì chúng
đều có 40 chân cho các chức năng khác
nhau như vào ra I/O, đọc 




, ghi 


Bit
Tên
Chức năng chuyển đổi
P3.0
P3.1
P3.2
P3.3
P3.4
P3.5
P3.6
P3.7
RXD
TXD
INT0
INT1
T0
T1
WR
RD
Ngõ vào dữ liệu nối tiếp.
Ngõ xuất dữ liệu nối tiêp.
Ngắt ngoài Timer0.
Ngắt ngoài T1.
Ngõ vào TIMER/COUNTER thứ 0.
Ngõ vào TIMER/COUNTER thứ 1.
Tín hiệu ghi dữ liệu lên bộ nhớ ngoài.
Tín hiệu đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài.
PSEN (Program store enable):
PSEN là tín hiệu ngõ ra có tác dụng cho phép đọc bộ nhớ chương trình mở rộng và
thường được nối đến chân OE của EPROM cho phép đọc các byte mã lệnh.

biệt cho chương trình và dữ liệu. Chương trình và dữ liệu có thể chứa bên trong 89S52 nhưng
vẫn có thể kết nối với 64KByte bộ nhớ chương trình và 64Kbyte dữ liệu bên ngoài.
Bản đồ bộ nhớ DATA bên trong Chip 89S52 được tổ chức như sau:

RAM bên trong 89S52 được phân chia như sau:
 Các bank thanh ghi có địa chỉ từ 00H đến 1FH.
 RAM truy xuất từng bit 20H đến 2FH.
 RAM đa dụng từ 30H đến 7FH.
BÁO CÁO ĐAMH1: ĐIỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI

SVTH: NGUYỄN VĂN ANH VŨ 24

 Các thanh ghi có chức năng đặc biệt từ 80H đến FFH.
 RAM đa dụng
RAM đa dụng có địa chỉ từ 30H – 7FH có thể truy xuất mỗi lần 8 bit bằng cách dùng chế
độ định địa chỉ trực tiếp hay gián tiếp.
Các vùng địa chỉ thấp từ 00H đến 2FH cũng có thể sử dụng cho mục đích như trên, ngoài
các ra còn có những chức năng đặc biệt được đề cập ở phần sau.
 RAM có thể định địa chỉ bit
Vùng địa chỉ từ 20H – 2FH gồm 16 byte có thể thực hiện như vùng RAM đa dụng (truy
xuất mỗi lần 8 bit) hay thực hiện truy xuất mỗi lần 1 bit bằng các lệnh xử lý bit.
 Các bank thanh ghi
Vùng địa chỉ 00H – 1FH được chia thành 4 bank thanh ghi: bank 0 từ 00H – 07H, bank 1
từ 08h – 0FH, bank 2 từ 10H – 17H và bank 3 từ 18H – 1FH. Các bank thanh ghi này được đại
diện bằng các thanh ghi từ R0 đến R7. Sau khi khởi động thì hệ thống bank 0 được chọn sử
dụng.
Do có 4 bank thanh ghi nên tồn tại một thời điểm chỉ có một bank thanh ghi được truy
xuất bởi các thank ghi R0 – R7. Việc thay đổi bank thanh ghi được thực hiện thông qua thanh
ghi từ trạng thái chương trình (PSW).
 Các thank ghi có chức năng đặc biệt

Register Bank select 0: bit lựa chọn bank thanh ghi
00=Bank 0; address 00H÷07H gán cho R0-R7
01=Bank 1; address 08H÷0FH gán cho R0-R7
10=Bank 2; address 10H÷17H gán cho R0-R7
11=Bank 3; address 18H÷1FH gán cho R0-R7
PSW.2
OV
D2H
Over Flag: cờ tràn số nhị phân có dấu.
PSW.1
-
D1H
Reserved: chưa thiết kế nên chưa được sử dụng.
BÁO CÁO ĐAMH1: ĐIỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI

SVTH: NGUYỄN VĂN ANH VŨ 25

PSW.0
P
D0H
Eevn Parity Flag: cờ chẵn lẻ.
 Cờ Cary:
Cờ nhớ thường được sử dụng trong các lệnh toán học: C=1 nếu phép toán cộng có tràn
hoặc phép trừ có mượn và ngược lại C= 0 nếu phép cộng không tràn và phép trừ không
mượn.
 Cờ AC (Auxiliary Cary Flag):
Khi công những giá trị BCD, cờ AC=1 nếu kết quả 4 bit thấp lớn hơn 09H, ngược lại

 Thanh ghi ngắt (INTERRUPT)
Một ngắt là sự xảy ra một điều kiện, một sự kiện mà nó gây ra treo tạm thời chương trình
chính trong khi điều kiện đó đang được phục vụ bởi một chương trình khác.
Các ngắt đón một vai trò quan trọng trong thiết kế và cài đặt các ứng dụng vi điều khiển.
chúng cho phép hệ thống đáp ứng bất đồng bộ với một sự kiện và giải quyết sự kiện đó
trong khi một chương trình khác đang thực thi.
- Tổ chức ngắt của 89S52:
Có 5 nguồn ngắt ở 89S52: 2 ngắt ngoài, 2 ngắt từ timer và 1 ngắt port nối tiếp. Tất cả
các ngắt theo mặc nhiên đều bị cấm sau khi reset hệ thống và được cho phép từng cái
một bằng phần mềm. Mức độ ưu tiên của các ngắt được lưu trong thanh ghi IP
(Interrupt Priority) hay nói cách khác thanh ghi IP cho phép chọn mức ưu tiên cho các
ngắt (giá trị thanh ghi khi reset là 00h)

Bit
Ký hiệu
Địa chỉ bit
Mô tả
IP.7
_
_
Không được mô tả
IP.6
_
_
Không được mô tả
IP.5
ET2
BDH
Chọn mức ưu tiên cao (mức 1) hay thấp (mức 0)
tại timer 2

1- ngắt timer 1 – cổng nối tiếp – timer 2.
 Nếu chương trình của một ngắt có mức ưu tiên thấp đang chạy mà có một ngắt
xảy ra với cùng mức ưu tiên cao hơn thì chương trình đang chạy này tạm dừng
để chạy một chương trình khác có mức ưu tiên cao hơn.
BÁO CÁO ĐAMH1: ĐIỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI

SVTH: NGUYỄN VĂN ANH VŨ 27

- Cho phép và cấm ngắt:
Mỗi nguồn ngắt được cho phép hoặc cấm ngắt qua một thanh ghi chức năng đặc biệt
có định địa chỉ IE (Interrupt Enable) ở địac chỉ A8H.
Bit
Ký hiệu
Địa chỉ bit
Mô tả
IE.7
EA
AFH
Cho phép/cấm toàn bộ
IE.6
_
AEH
Không được mô tả
IE.5
ET2
ADH
Cho phép/cấm ngắt timer 2
IE.4
ES
ACH

Timer 1
TF1
TCON 7
Timer 0
TF0
TCON 5
Port nối tiếp
TI
SCON 1
Port nối tiếp
RI
SCON 0
Timer 2
TF2
T2CON 7 (8052)
Timer 2
EXF2
T2CON 6 (8052)
Các loại cờ ngắt
- Các vector ngắt:
Khi chấp nhận ngắt, giá trị được nạp vào PC gọi là vector ngắt. Nó là địa chỉ bắt đầu
của ISR có nguồn tạo ngắt, các vector ngắt được cho ở bảng sau:

Ngắt
Cờ
Địa chỉ vector
Reset hệ thống
RST
0000H
Bên ngoài timer 0

darlington bù, cặp transistor này sẽ kích dẫn relay mỗi khi nó được vi điều khiển kích dẫn
(mức 0), và ngắt khi vi điều khiển ngưng kích dẫn cặp transistor này (mức 1). Relay này có 2
ngõ ra: một ngõ ra thường mở và một ngõ ra thường đóng, nhưng ta chỉ dùng ngõ ra thường
mở để điều khiển thiết bị.
2.4 Sơ Đồ Khối Của Mạch Và Giải Thích Sơ Đồ Khối
2.4.1 Sơ Đồ Khối Của Phần Thu Và Phần Phát

BÁO CÁO ĐAMH1: ĐIỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG HỒNG NGOẠI

SVTH: NGUYỄN VĂN ANH VŨ 29 2.4.2 Giải Thích Sơ Đồ Khối Trên
Khối bàn phím: có nhiệm vụ tạo lệnh cho khối điều khiển phát tín hiệu tương ứng với
một thiết bị cần điều khiển thông qua khối phát tín hiệu.
Khối điều khiển: sẽ xử lý những thông tin từ khối bàn phím gởi đến để đưa ra lệnh điều
khiển thích hợp cho khối phát, phát chuỗi tín hiệu theo dạng xung nhị phân.
Khối tạo dao động: có nhiệm vụ tạo ra tần số xung nhịp cho các khối điều khiển làm
việc.
Khối phát: có nhiệm vụ nhận chuỗi tín hiệu từ khối điều khiển dưới dạng điện áp, sau đó
chuyển chuổi tín hiệu điện này thành ánh sáng hồng ngoại và phát đi qua môi trường không
gian đến khối thu (trên máy thu).
Khối nhận: có nhiệm vụ nhận tín hiệu (chuỗi ánh sáng hồng ngoại từ khối phát gửi đến,
chuyển chuỗi tín hiệu này thành tín hiệu điện trở lại như ban đầu, rồi khuếch đại lên sau đó gửi
đến khối giải mã.
Khối giãi mã: sau khi đã nhận được chuỗi tín hiệu điện từ khối nhận gửi đến, khối này sẽ
giải mã ra bằng cách so sánh với những chuỗi tín hiệu đã được quy định sẵn trong khối, và đưa
ra lệnh để điều khiển khối chấp hành (thông qua bộ đệm).
Bộ đệm: có nhiệm vụ là giữ mức điện ổn định cho khối chấp hành thực thi lệnh, khi có
phím nào được nhấn thì tín hiệu ở ngõ ra chỉ được duy trì trong một khoảng thời gian nhất