Đồ án hệ thống Nhúng  Bộ môn KTMT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
KHOA ĐIỆN TỬ
Bộ môn: KỸ THUẬT MÁY TÍNH
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
MÔN HỌC
HỆ THỐNG NHÚNG .
Tên đề tài :THIẾT KẾ MẠCH GIẢI MÃ TÍN HIỆU HỒNG NGOẠI IR TỪ
REMOTE

Nhóm sinh viên : 1. Nguyễn Thành Luân
2. Hà Quang Tiến
3. Hoàng Tiến Thêm.
Lớp : 45X
Giáo viên hướng dẫn : Th.S Nguyễn Tuấn Anh
Thái Nguyên - 2012
GVHD: Th.S NGUYỄN TUẤN ANH
.
1
Đồ án hệ thống Nhúng  Bộ môn KTMT
TRƯỜNG ĐHKTCN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA ĐIỆN TỬ
BM Kỹ thuật Máy tính
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
MÔN HỌC: HỆ THỐNG NHÚNG
Nhóm: 7
Nhóm Sinh viên : 1 .Nguyễn Thành Luân.
2. Hà Quang Tiến
3. Bùi Đức Thuận .
Lớp: 44X Ngành : Đo Lường Điều Khiển Tự Động.

………………………………………………………………………………………
…..
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
………………………………………………………………………………………
…..
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
………………………………………………………………………………………
…..
............................................................................................................................................
Thái Nguyên, Ngày Tháng Năm 2012
Giáo Viên hướng dẫn
(Ký ghi rõ họ tên)

Nhận xét của giáo viên chấm
............................................................................................................................................
………………………………………………………………………………………
…..
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
………………………………………………………………………………………
…..
............................................................................................................................................
GVHD: Th.S NGUYỄN TUẤN ANH
.
3
Đồ án hệ thống Nhúng  Bộ môn KTMT
............................................................................................................................................
………………………………………………………………………………………

độ phóng xạ của lò phản ứng hạt nhân thì hết sức khó khăn và phức tạp , nhưng hiện
nay thì con người có thể ở nơi an toàn để đo được đo dược độ phóng xạ của lò phản
ứng hạt nhân nhờ kỹ thuật điều khiển từ xa. Như vậy hệ thống điều khiển từ xa đã
hạn chế mức phức tạp của công việc và đảm bảo an toàn cho con người.
Những trò chơi giải trí (ro bot, xe điều khiển từ xa, máy bay….) cho đến những ứng
dụng gần gũi với con người cũng được cải tiến cho phù hợp với việc sử dụng và đạt
mức tiện lợi nhất. Điều khiển từ xa đã thâm nhập vào vấn đề này do đó cho ra những
loại tivi điều khiển từ xa, đầu video, VCD, CD ….đến quạt bàn tất cả dều được điều
khiển từ xa. Nó giúp nhiều cho cuộc sống của chúng ta ngày càng tiện hơn.
Xuất phát từ những ý tưởng trên nhóm chúng em đã chọn đề tài : Thiết kế hệ
thống điều khiển từ xa thiết bị điện gia đình dùng hồng ngoại. Trong quá trình nghiên
cứu và làm đề tài chúng em sẽ cố gắng tìm hiểu được cấu tạo cũng như nguyên lý
hoạt động của mạch, và cố gắng đưa ra mạch thật, ứng dụng có hiệu quả trong thực
tế.
Nhóm sinh viên thực hiện .
1. Trần Xuân Vịnh
2. Nguyễn Văn Hạnh
3 . Bùi Đức Thuận
GVHD: Th.S NGUYỄN TUẤN ANH
.
6
Đồ án hệ thống Nhúng  Bộ môn KTMT
CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH HỆ THỐNG
1.1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỪ XA DÙNG HỒNG
NGOẠI:
Hệ thống điều khiển từ xa là một hệ thống cho phép ta điều khiển các thiết bị từ
một khoảng cách xa. Ví dụ hệ thống điều khiển bằng vô tuyến, hệ thống điều khiển
từ xa bằng tia hồng ngoại, hệ thống điều khiển từ xa bằng cáp quang dây dẫn.
* Sơ đồ kết cấu của hệ thống điều khiển từ xa bao gồm:
- Thiết bị phát: biến đổi lệnh điều khiển thành tin tức tín hiệu và phát đi.

Đồ án hệ thống Nhúng  Bộ môn KTMT
tức, để có dung lượng lớn nhất và tốc độ truyền dẫn nhanh nhất .
b.Về kết cấu hệ thống:
Để đảm bảo các yêu cầu về kết cấu tin tức, hệ thống DKTX có các yêu cầu sau:
- Tốc độ làm việc nhanh.
- Thiết bị phải an tòan tin cậy.
- Kết cấu phải đơn giản.
Hệ thống điều khiển từ xa có hiệu quả cao là hệ thống đạt tốc độ điều khiển cực đại
đồng thời đảm bảo độ chính xác trong phạm vi cho phép.
1.1.2. Các phương pháp mã hóa trong điều khiển từ xa:
Trong hệ thống truyền thông tin rời rạc hoặc truyền thông tin liên tục nhưng đã
được rời rạc hóa tin tức thường phải được biến đổi thông qua một phép biến đổi
thành số (thường là số nhị phân) rồi mã hóa và được phát đi từ máy phát. Ở máy thu,
tín hiệu phải thông qua các phép biến đổi ngược lại với các phép biến đổi trên: giải
mã, liên tục hóa …
Sự mã hóa tín hiệu điều khiển nhằm tăng tính hữu hiệu và độ tin cậy của hệ thốg
điều khiển từ xa, nghĩa là tăng tốc độ truyền và khả năng chống nhiễu.
Trong điều khiển từ xa ta thường dùng mã nhị phân tương ứng với hệ, gồm có hai
phần tử [0] và [1].
Do yêu cầu về độ chính xác cao trong các tín hiệu điều khiển được truyền đi để
chống nhiễu ta dùng loại mã phát hiện và sửa sai.
Mã phát hiện và sửa sai thuộc loại mã đồng đều bao gồm các loại mã: mã phát hiện
sai, mã sửa sai, mã phát hiện và sửa sai.
Dạng sai nhầm cuả các mã được truyền đi tùy thuộc tính chất của kênh truyền,
chúng có thể phân thành 2 lọai:
- Sai độc lập: Trong quá trình truyền, do nhiều tác động, một hoặc nhiều ký hiệu
trong các tổ hợp mã có thể bị sai nhầm, nhưng những sai nhầm đó không liên quan
nhau.
- Sai tương quan: Được gây ra bởi nhiều nhiễu tương quan, chúng hay xảy ra trong
từng chùm, cụm ký hiệu kế cận nhau .

- Điều khiển tác động đóng , ngắt thiết bị .
- Điều khiển được nhiều thiết bị trong gia đình .
- Điều khiển từ xa khoảng từ 5m -> 10m .
- Làm việc với điện áp lưới 220V/ 50Hz .
- Thời gian mở và đóng dưới 1s .
- Có bộ hẹn giờ thời gian ngắt thiết bị .
- Dùng Rơle từ để đóng ngắt cho các ổ cắm điện 220 V,
- Dùng Remote TiVi Sony để phát sóng hồng ngoại và đưa ra mã lệnh điều khiển.
- Bộ phát sử dụng điều khiển có sẵn (điều khiển TV, đầu VIDEO…) .
- Bộ phát chuẩn có dải tần số từ 35 -> 38 KHZ .
- Chi phí cho bộ điều khiển không quá 200.000 VND .
GVHD: Th.S NGUYỄN TUẤN ANH
.
9
Đồ án hệ thống Nhúng  Bộ môn KTMT
- Kết cấu phải đơn giản .
- Thiết bị phải an toàn, tin cậy .
1.3.2 Ràng buộc:
* Ràng buộc về hiệu năng :
- Hệ thống làm việc 24/24 .
- Làm việc ổn định, an toàn .
- Nơi đặt có thể điều khiển dễ dàng .
- Tránh được nhiễu từ các thiết bị khác .
- Có nhiều bộ điều khiển các thiết bị .
- Sử dụng các linh kiên đơn giản sẵn có .
- Chịu được quá tải, quá điện áp, quá dòng .
- Bộ lọc cho bộ thu tránh nhiễu từ các nguồn khác .
- Hệ thống nhỏ gọn, dễ lắp đặt và dễ sử dụng .
- Điều khiển môi trường : Trong nhà T°C = 18°C --> 36°C .
* Ràng buộc về quá trình phát triển hệ thống :

11

HIỂN THỊ TRẠNG THÁI

ĐIỀU KHIỂN
TRUNG
TÂM

M¹CH §éNG LùC
KHỐI NGUỒN CHUNG

THIẾT BỊ
Đồ án hệ thống Nhúng  Bộ môn KTMT
Sơ đồ khối chức năng của IC chuyên dụng thu sóng hồng ngoại :
* Hình dạng thực tế và sơ đồ chân
2.2.2. Giải mã tín hiệu:
Để led thu được 7 bit mã lệnh ta cần nạp cho thanh ghi A giá trị 00000010B để sau
7 lần quay trái có cờ nhớ C thì thanh ghi giá trị A chính là mã lệnh điều khiển của
phím bấm remote.
Thuật toán giải mã:
1. Nạp thanh ghi A giá trị 02H
2. Chờ tín hiệu đi xuống bit start
3. Chờ tín hiệu đi lên (khởi đầu của 1 bit)
4. Chờ tín hiệu đi xuống
5. Chờ khoảng 700ms<t<1300ms, chọn t=1000ms=1s
6. Đo tín hiệu: + Nếu ở mức cao bit nhận được là bit 0, đặt C=0 quay phải A
có cờ C, quay lại bước 4.
+ Nếu ở múc thấp bit nhận được là bit 1, đặt C=1 quay phải
A có cờ C, quay lại bước 3.
7. Nếu C=1, giá trị trong thanh A= D

12
Đồ án hệ thống Nhúng  Bộ môn KTMT
- Xuất nội dung thanh ghi A ra port 1 hiển thị bằng các led (đây chính là mã lệnh từ
remote mà VDK đã giải mã được).
2.3. GIẢN ĐỒ THỜI GIAN HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐKTX DÙNG
HỒNG NGOẠI.
2.4. CÁC MODULE TRONG HỆ THỐNG.
2.5. SƠ ĐỒ GIẢI MÃ TÍN HIỆU.
GVHD: Th.S NGUYỄN TUẤN ANH
.
13
Đồ án hệ thống Nhúng  Bộ môn KTMT
2.6. SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG.
* Sơ đồ mạch nguyên lý :

* Nguyên lý hoạt động .
Dòng DC khoảng từ 5-7 v đưa qua IC 7805 để ổn định dòng 5 v cung cấp cho vdk
AT89C51. Chân out của mắt nhận hồng ngoại đưa vào chân P3.2, tín hiệu tới chân
P3.2 được lập trình và giải mã. Mã lệnh được hiển thị trên cổng P1, tín hiệ điều khiển
được đưa ra cổng P0. Khi bấm phím 1 đưa tín hiệu điều khiển ra chân P2, phím 2
đưa tín hiệu ra chân P0.1, ….
Trong mạch sử dụng 4 chân là : P2.0, P2.1, P2.2, P2.3 để điều khiển 4 thiết bị thông
qua 4 rơ le (12v) có tác dụng đóng mở cho điện áp xoay chiều 220v đi qua các thiết
bị điện. Khi các chân ở mức cao (+12v) thì không có dòng đi qua rơ le, rơ le đóng.
Khi các chân ở mức thấp (0v) thì có dòng đi qua rơ le, rơ le tác động nên có điện áp
220 v qua các thiết bị, các thiết bị hoạt động. Với các gia đình nhiều thiết bị ta tiếp
tục nối các chân còn lại của Port qua rơ le .
GVHD: Th.S NGUYỄN TUẤN ANH
.
14

- Chân số 20 là GND.
- Chân 19 và 18 là XTAL1 và XTAL2, là đầu vào và ra của bộ dao động OSC
trong chip. Bên trong 89S52 có một bộ dao động nhưng nó cần một khâu tạo tần số
dao động chuẩn như thạch anh 11,0592 MHz .
- Chân số 9 là chân RESET, tích cực ở mức cao .Nếu đặt mức cao tới chân này
thì bộ vi điều khiển sẽ trở về trạng thái mặc định ban đầu..
- Chân 31 là
EA
, họ 8051 như 8751, 98C51 hoặc DS5000 đều có ROM trên chíp
lưu cất chương trình. Trong các trường hợp như vậy thì chân
EA
được nối tới V
CC
.
Đối với các thành viên của họ như 8031 và 8032 mà không có ROM trên chíp thì mã
chương trình được lưu cất ở trên bộ nhớ ROM ngoài và chúng được nạp cho 8031/32.
Do vậy, đối với 8031 thì chân
EA
phải được nối đất để báo rằng mã chương trình
được cất ở ngoài.
EA
có nghĩa là truy cập ngoài (External Access) và nó không được
để hở.
- Chân 29 là
PSEN
(Program Store Enable), Đây là chân đầu ra cho phép cất
chương trình
GVHD: Th.S NGUYỄN TUẤN ANH
.
16

P3.7
Nhận dữ liệu (RXD)
Phát dữ liệu (TXD)
Ngắt 0(INT0)
Ngắt 1(INT1)
Bộ định thời 0 (TO)
Bộ định thời 1(T1)
Ghi (WR)
Đọc (RD)
10
11
12
13
14
15
16
17
Các bit P3.0 và P3.1 được dùng để nhận và phát dữ liệu trong truyền thông nối
tiếp. Các bit P3.2 và P3.3 được dành cho các ngắt ngoài. Bit P3.4 và P3.5 được dùng
GVHD: Th.S NGUYỄN TUẤN ANH
.
17
Đồ án hệ thống Nhúng  Bộ môn KTMT
cho các bộ định thời 0 và 1. Cuối cùng các bit P3.6 và P3.7 được cấp cho các tín hiệu
ghi và đọc các bộ nhớ ngoài được nối tới hệ thống.
2.7.2. Mắt thu hồng ngoại.( Sử dụng PIC – 1018SCL)
- PIC – 1018SCL là IC thu tín hiệu hồng ngoại với những ưu điểm sau:
. Là IC có kích thước nhỏ
. Phạm vi thu nhận tín hiệu xa
. Khả năng chống nhiễu tốt

- Ổn định nguồn cung cấp 12 V cho hệ thống Rơle
- IC ổn áp 7805 ổn định nguồn cung cấp 5 V cho khối điều khiển là VDK 89C51,
mắt thu hồng ngoại, và các IC số .
- Hệ thống rơle đóng ngắt tiếp điểm 220 V xoay chiều cho các tải trong gia đình,
cuộn hút được điều khiển bằng điện áp 12 V DC, do nguồn cung cấp 12 V và cấp
mass bởi các tín hiệu điều khiển của vi mạch chuyên dụng cho rơle ULN 2803.
GVHD: Th.S NGUYỄN TUẤN ANH
.
20
Đồ án hệ thống Nhúng  Bộ môn KTMT
2.7.4 Tranzitor khuếch đại .
a. Khái niệm
Transistor là một loại linh kiện bán dẫn, thường được sử dụng như một thiết bị
khuếch đại hoặc một khóa điện tử. Tranzitor là linh kiện cơ bản xây dựng nên cấu
trúc mạch ở tất cả các thiết bị điện tử. vì đáp ứng nhanh và chính xác nên tranzitor có
nhiều ứng dụng như khuếch đại, đóng cắt, điều chỉnh điện áp tạo dao động …
tranzitor cũng được kết hợp thành mạch tích hợp trong IC.
b. Cấu tạoHình 10 : Cấu tạo của tranzitor
Giống như điot tranzitor được tạo thành từ hai chất bán dẫn. Khi ghép một
chất bán dẫn điện âm nằm giữa hai bán dẫn điện dương ta được một PNP tranzitor.
Khi ghép một bán dẫn điện dương nằm giữa hai bán dẫn điện âm ta được NPN
tranzitor. Miền bazo với nồng độ tạp chất và đọ dày của nó. Điện cực đấu với miên
này được gọi là cực bazo(B). Miền thứ 2 là miền Emitor (E) với đặc điểm là nồng độ
tạp chất lớn, điện cực nối với miền này là cực E (cực phát ). Miền còn lại là colector
vơi nồng độ tạp chất trung bình điện cực nối với nó là C (cực góp).
Mỗi tranzitor có 3 cực :
• Cực nền (base)

điện.
+cấu tạo :gồm một mạch từ. Trên mạch từ người ta cuốn 2 hoặc nhiều cuộn dây là
cuộn dòng điện,phần ứng là một lá thép dẫn từ có độ từ cảm bão hòa thấp được gắn
trên trục quay.Trục quay được gắn trên cần mang tiếp điểm động và lò xo phản
kháng.
* Các bộ phận chính của rơle
• Cơ cấu tiếp thu (khối tiếp thu) : có nhiệm vụ tiếp nhận những tín hiệu đầu vào
và biến đổi nó thành đại lượng cần thiết cung cấp tín hiệu phù hợp cho khối
trung gian.
• Cơ cấu trung gian (khối trung gian) : làm nhiệm vụ tiếp nhận những tín hiệu
đưa đến từ khối tiếp thu và biến đổi nó thành đại lượng cân thiết cho rơle tác
động.
• Cơ cấu chấp hành (khối chấp hành) : làm nhiệm vụ phát tín hiệu trong mạch
điều khiển
GVHD: Th.S NGUYỄN TUẤN ANH
.
23
Đồ án hệ thống Nhúng  Bộ môn KTMT
+nguyên tắc hoạt động: bình thường dòng điện trong cuộn dây nhỏ hơn dòng điện
chỉnh định,F
dt
<F
loxo
nên phần ứng ở trạng thái nhả.Tiếp điểm thường kín vẫn đóng
thường mở vẫn mở,rơle không tác động.
Khi dòng điện trong cuộn dây lớn hơn dòng điện chỉnh định,F
dt
>F
loxo
nên phần ứng

tin học (máy vi tính, các thiết bị nối với máy vi tính), trong các nhạc cụ điện tử như
Piano điện, organ...
Mạch lọc tích cực dùng Thạch anh: sử dụng nhiều trong các mạch khuếch đại trung
tần của các máy thu thông tin liên lạc, TV, Radio...
* Ngoài ra còn các linh kiện như: Điện trở, Tụ điện, Led, Button, Diode,bóng đèn để
hiển thị..
GVHD: Th.S NGUYỄN TUẤN ANH
.
25