luận văn tốt nghiệp điều khiển thiết bị từ xa qua điện thoại và giao tiếp máy tính

Phương pháp này giúp người điều khiển hệ thông mình sử dụng có thể điều khiển các thiết bị theo ý mình một cách chính xác từ một khoảng cách không giới hạn tuỳ thuộc vào khả năng phủ kín

M TRƯỜNG Ì>ẠI HỌC KỸ THUẬT CONG NGHỆ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆPĐề tài:

TH IẾT K Ế VÀ THI CÔNG H Ệ

TỪ XA QUA ĐIỆN THOẠI VÀ

GIAO TIẾP MÁ Y TÍNH

GVHD ỉNGUYỄN VĂN MÙI

*rsũơWGDMOL-KTCNTHƠ VIỆN

MỤC LỤC

Trang bìa 2

Nhiệm vụ luận v ă n 3

Lời cảm ơn 4

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn 5

Nhận xét của giáo viên phản biện 6

Nhận xét của hội động phản biện 7

Giới thiệu đề tà i 8

Chương 2: LÝ TH U YẾT đ i ê uk h i ê n TỪ XA ĐIÊU KHIÊN t ừx a 12

2.1 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ĐIÊU KHIÊN t ừx a 12

2.1.1 Một số vấn đề cơ bản trong điều khiển từ x a 12

2.1.2 Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển từ x a 13

2.1.3 Các phương pháp mã hoá trong điều khiển từ x a 13

2.1.4 Các phương pháp điều chế tín hiệu bong điều khiển từ x a 14

2.2 HỆ THỐNG ĐIÊU KHIÊN t ừx ad ù n gs ó n gv ô TUYÊN 19

2.2.1 Sơ lược về hệ thống thu phát vô tuyến 19

2.2.2 Sơ đồ khối máy phát 20

2.2.3 Sơ đồ khối máy thu 21

2.3 HỆ THỐNG ĐIÊU KHIÊN t ừx a HỮU TUYÊN(QUA ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN THOẠI) 22

2.3.1 Giới thiệu về phương pháp điều khiển từ xa hữu tuyến 22

2.3.2 Kỹ thuật điều khiển từ xa qua đường dây điện thoại 22

2.4 SO SÁNH VÀ LựA CHỌN PHƯƠNG ÁN THI CÔNG 25

2.4.1 Ưu và khuyết điểm của từng phương pháp 25

2.4.2 Phân tích ưu khuyết điểm và lựa chon phương án thi cô n g 27

Chương 3: GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN sử DỤNG TRONG MẠCH 29

3.1 GIỚI THIỆU VI ĐIỀU KHIỂN AT 89C 51 29

3.2 GIỚI THIỆU IC M T8870 52

3.2 1.Sơ đồ chân của IC M T8870 52

3.2.2 Chức năng của các chân IC M T8870 52

3.3 GIỚI THIỆU OPTO 4N35 55

4.1 GIỚI THIỆU VỀ CHUẨN GIAO TlẾP N ố i TlẾP RS232 .63

4.1.1 Giới thiệu chung 63

4.1.2 Các đường dữ liệu và điều khiển của RS232 64

4.1.3 Giới thiệu vi mạch ghép nối M ax232 66

4.2 NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH VISUAL BASIC 6 0 67

4.2.1 Thiết kế giao diện của hệ thống 67

4.2.2 Chương trình giao diện của hệ thống 68

Phần B: THIẾT k ếv àt h i CÔNG MẠCH 71

Chương 1 Sơ ĐỒ KHỐI VÀ PHÂN TÍCH NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ THIẾT KẾ MẠCH 71

1.1 HỆ THỐNG S ơ ĐỒ KHOI TOÀN MẠCH 71

1.2 NHIỆM VỤ CỦA TỪNG KHỐI 72

1.3 THIET KẾ CÁC KHỐl CHỨC NĂNG CỦA M ẠCH 76

1.3.1 KHỐI CẢM BIẾN CHUÔNG 76

1.3.1.1.Sơ đồ mạch 76

1.3.1.2.Nguyên lý hoạt động 76

1.3.1.3 Chức năng từng linh kiện 77

1.3.1.4 Tính toán các giá trị linh kiện 77

1.3.2 KHỐI ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG TẢI GỈA VÀ MẠCH TẠO TẢI G IẢ 78

1.3.2.1.Sơ đồ mạch 78

1.3.2.2 Nguyên lý hoạt động 78

1.3.2.3 Chức năng từng linh kiện 80

1.3.2.4 Tính toán các giá trị linh kiện 80

1.3.4.3 Thiết kế và tính toán các phần phụ trên chip 85

1.3.5 KHỐI ĐIỀU KHIỂN THIẾT b ịv à H ồ i T lẾ P 86

1.3.5.1.Sơ đồ nguyên lý 86

1.3.5.2 Nguyên lý hoạt động 86

1.3.5.3 Chức năng từng linh kiện 87

1.3.5.4 Tính toán các giá trị linh kiện 87

1.3.6 KHỐI THU PHÁT TIÊNG n ó i 89

2.1 LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT CỦA CHƯƠNG TRÌN H 90

2.2 CHƯƠNG TRÌNH ĐIÊU KH IÊN 100

Phần C: HƯỚNG PHÁT TRIEN c ủ ađ et à i 115

PHẦN A: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: DẪN NHẬP

1.1 BĂT VẤN ĐỀ

Như chúng ta đã thấy, trong thực tế hiện nay kỹ thuật Điện tử đang trở thành một ngành khoa học đa nhiệm vụ Điện tử đã đáp ứng được những đòi hỏi không ngừng từ các lĩnh vực công-nông-lâm-ngư nghiệp cho đên các nhu cầu cần thiết trong họat động đời sống hằng ngày Một trong những ứng dụng rất quan trọng của công nghệ điện tử là kỹ thuật điều khiển từ xa Nó đã góp phần rất lớn trong việc điều khiển các thiết bị mà ko cần phải tiếp xúc trực tiêp ,từ đó người sử dụng có thể linh hoạt hơn trong thao tác cũng như khoảng cách điều khiển theo ý muốn của mình

Trong sinh họat hằng ngày của con người, những trò chơi giải trí như: robot, xe điều khiển từ xa 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 lĩnh một này do đó cho ra những loại tivi điều khiển từ xa, đầu video, VCD, CD, đến quạt bàn, máy điều hoà - tât cả đều được điều khiển từ xa Nhưng một khuyết điểm nỗi bật trong các phương pháp điều khiển từ xa nói trên là vân đề khoảng cách và sự đa năng của nó

Với thực tế hiện nay, xuất phát từ những nhu cầu trong cuộc sống đi cùng với cơ sở vật chất hiện có, một phương pháp điều khiển từ xa mới ra đời có thể khắc phục được khuyết điểm về khoảng cách điều khiển và thể hiện được vai trò đa năng của nó chính là phương pháp điều khiển từ xa qua mạng điện thoại Phương pháp này giúp người điều khiển hệ thông mình sử dụng có thể điều khiển các thiết bị theo ý mình một cách chính xác từ một khoảng cách không giới hạn tuỳ thuộc vào khả năng phủ kín của mạng lưới điện thoại có sẵn Ngoài ra phương pháp điều khiển từ xa qua mạng điện thoại dễ dàng kêt nôi giao tiếp với máy tính cá nhân để công việc điều khiển trực quan hơn

Xuât phát từ những ý tưởng trên và nhìn thây được nhu cầu thực tế trên, người thực hiện đề tài đã mạnh dạn thực thi ý tưởng thiết k ế và thi công “hệ thống điều khiển thiết bị từ xa qua mạng điện thoại và giao tiêp máy tính”

1.2 TẨM QUAN TRONG CỦA ĐE TẢI:

Hình thành ý tưởng từ nhu cầu thực tế xã hội, nhưng để tạo ra được một sản phẩm có giá trị ứng dụng cao thì đây chính là một điều kiện tốt nhât để người thực hiện đề tài có thể tự kiểm chứng lại năng lực của mình trong suốt 9 học kì tích luỹ từ sự tự lực của bản thân và từ trường lớp Đòi hỏi người thực hiện đề

Chương 1: Dần nhậptài phải nỗ lực trong vân đề hệ thông hoá lại toàn bộ các kiên thức liên quan và ứng dụng nó một cách hiệu quả trong khi thực hiện đề tài.

Đề tài “ Hệ thống điều khiển thiết bị từ xa qua mạng điện thoại và giao tiếp với máy tính” hoàn thành sẽ hoà mình vào công cuộc Công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước, góp một phần lớn vào việc nâng cao năng suất lao động của con người, giảm thiểu hao phí về thời gian, công sức từ việc tận dụng cơ sở vật chất đã có sấn để khai thác thêm chức năng hoạt động của nó Đồng thời đây là một phương thức làm việc phù hợp với sự phát triển của khoa học công nghệ hiện đại ngày nay, khi mà một người từ một vị trí cố định có thể điều khiển được các thiết bị điện đặt ở nhiều nơi khác nhau mà không bị giới hạn về khoảng cách

1.3 GĨỚỊ HAN ĐỀ TẰĨ:

Trong giới hạn thời gian cho phép để hoàn thành đề tài này kêt hợp với những kiến thức tích luỹ được trong suốt khoá học không cho phép người thực hiện đề tài thực hiện được hoàn chỉnh toàn bộ các yêu cầu tạo ra một sản phẩm ưu việt Do đó người thực hiện đề tài chỉ tập trung đi sâu nghiên cứu về :

Sử dụng ngôn ngữ lập trình Visual Basic 6.0 để thiết kê giao diện.Dùng họ vi điều khiển 89S51 để giao tiếp với máy tính theo chuẩn RS232 và giao tiếp với Line điện thoại bằng IC chuyên dụng thu phát DTMF 8870

Do điều kiện về vật c h ấ t, trình độ và thời gian còn thiếu nhiều nên đề tài vẫn còn tồn tại một sô vân đề chưa giải quyết được, đó là:

Trong quá trình thi công khó khăn trong việc thuê Line điện thoại của bưu điện để thử nghiệm nên người thực hiện đề tài đã sử dụng tổng đài nội bộ' có sấn để thực hiện đề tài này Do có vài sự khác biệt giữa tổng đài nội bộ với tổng đài bưu điện, nên nếu ứng dụng hệ thống này sử dụng ở tổng đài bưu điện sẽ phải thay đổi một sô' thông sô' về linh kiện cũng như phần mềm điều khiển.ô5

Các ứng dụng đi kèm chưa được khai thác như : sử dụng báo cháy, chống trộm

1.4 MUC ĐÍCH NGHIÊN CỨU;

Mục đích của đề tài Người thực hiện đề tài đã tiến hành nghiên cứu là :Trước tiên với bản thân Người thực hiện đề tài, đây chính là một cơ hội tốt để có thể tự kiểm tra lại kiến thức của mình, đồng thời có cơ hội để nỗ lực vận động tìm hiểu, tiếp cận nghiên cứu được với những vân đề mình chưa biết, chưa hiểu rõ nhằm trang bị cho bản thân nhiều kiến thức bô ích sau này có the ứng dụng vào thực tê' cuộc sống

Trong cuộc sông hằng ngày có một scí công việc đòi hỏi con người phải tiêt kiệm thời gian, hoặc làm việc trong môi trường nguy hiểm có ảnh hưởng đến sức khỏe thì việc điều khiển từ xa là phương pháp tốt nhất giúp cho con người cách ly khỏi môi trường đó mà vẫn bảo đảm hoàn thành tốt công việc Vân đê không gian và thời gian được nói đến ở đây khi con người phải làm những công việc giông nhau ở những nơi không gần nhau, hoặc không thể trực tiếp điều khiển tại nơi đặt thiết bị Do đó đề tài này được ra đời không ngoài mục đích góp phần giải quyết được vân đề vừa nêu trên một cách hiệu quả và năng suât hơn.

Thiết k ế và thi công toàn bộ hệ thống điều khiển thiết bị qua mang điện thoại và giao tiếp máy tính;bao gồm thiết k ế các mạch giao tiếp và nhận tin hiệu điều khiển từ điện thoại, thiết k ế giao tiếp với máytính qua cổng Com,cùng với phần mềm điều khiểnỉtực quan kèm theo đê cài đặt sử dụng cho máy tính được lập trình bằng ngôn ngữ lập trình Visual Basic 6.0

Tạo ra được một sản phẩm có giá trị ứng dụng cao trong thực tế, với các chức năng: điều khiển được 4 thiết bị điện ứng với một thuê bao điện thoại, người sử dụng có thể ứng dụng để điều khiển được nhiều thuê bao ( số thuê bao không giới hạn), bên cạnh đó người sử dụng còn có thê tự tạo một danh sách các số' thuê bao sử dụng đến trong quá trình điều khiển dưới dạng danh bạ điện thoại, nên có thể dễ dàng tìm số điện thoại nơi cần điều khiển chỉ bằng vài thao tác click chuột mà người điều khiển không cần phải nhớ bất cứ sô điện thoại nào Mỗi khi khởi động chương trình điều khiển và nhân số điện thoại đến nơi cần điều khiển, sau khi tổng đài cho phép thông thoại (nhờ mạch kết nối thuê bao giả trong hệ thống) thì hệ thông sẽ tự cập nhật trạng thái hiện tại của các thiết bị về hiển thị trên giao diện máy tính Ngoài ra hệ thống còn cho phép tắt nhanh đồng loạt cùng một lúc 4 thiêt bị, hoặc mở cùng lúc 4 thiêt bị điện Trường hợp có sự cố không thể sử dụng máy tính người sử dụng cũng có thể dùng điện thoại bàn để điều khiển các thiết bị của mình Tại nơi lắp đặt các thiết bị vẫn có thể điều khiển bằng công tắc mắc song song với hệ thông

Sau khi tạo ra được sản phẩm của đề tài có thể ứng dụng điều khiển cho những nơi như: hệ thống các phòng ban trong cơ quan xí nghiệp, các khách sạn, nhà nghỉ, hoặc các hộ gia đình có nhu cầu sử dụng

Chương 2: Lý thuyết điều khiển từ xa

CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT ĐlỀU KHIỂN t ừx a

2.1 GIỚI THIỀU HỀ THỐNG Đ ĩỀU KHIỂN t ừ XA: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 thông điều khiên băng vô tuyên, hệ thông điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại, hệ thống điều khiển từ xa hữu tuyên bằng cáp quang dây dẫn

ũ Sơ đồ kết cấu của hệ thống điều khiển từ xa bao gồm:

Hình 2.1: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển từ xa

- Thiết bị phát: biến đổi lệnh điều khiển thành tin tức tín hiệu và phát đi.- Đường truyền: đưa tín hiệu điều khiển từ thiết bị phát đến thiêt bị thu.- Thiết bị thu: nhận tín hiệu điều khiển từ đường truyền, qua quá trìnhbiến đổi, biến dịch để tái hiện lại lệnh điều khiển rồi đưa đên các thiêt bịthi hành

ũ Nhiệm vụ cơ bản của hệ thống điều khiển từ xa:

- Phát tín hiệu điều khiển.- Sản sinh ra xung hoặc hình thành các xung cần thiêt.- Tổ hợp xung thành mã

- Phát các tổ hợp mã đến điểm chấp hành.- ở điểm chấp hành (thiết bị thu) sau khi nhận được mã phải biến đổi các mã nhận được thành các lệnh điều khiển và đưa đến các thiết bị, đồng thời kiểm tra sự chính xác của mã mới nhận

2.1.1 Môt số vấn đề cơ bản trong hê thống điều khiển từ xa:Do hệ thống điều khiển từ xa có những đường truyền dẫn xa nên ta cần phải nghiên cứu về kết cấu hệ thống để đảm bảo tín hiệu được truyền đi chính xác và nhanh chóng theo những yêu cầu sau:

2.1.1.1 Kết cấu tin tứcTrong hệ thống điều khiển từ xa độ tin cậy truyền dẫn tin tức có quan hệ rất nhiều đến kết câu tin tức Nội dung về kết câu tin tức có hai phân: vê lượng và về chất, về lượng có cách biên lượng điều khiển và lượng điêu khiên thành từng loại xung gì cho phù hợp, và những xung đó cần áp dụng những phương pháp nào để hợp thành tin tức, để có dung lượng lớn nhât và tôc độ truyền dẫn nhanh n h ấ t.

2.1.1.2 v ề kết cấu hệ thôngĐ ể đảm bảo các yêu cầu về kết câu tin tức, hệ thống điều khiển từ xa có các yêu cầu sau:

- Tốc độ làm việc nhanh.- Thiết bị phải an tòan tin cậy.- Kết câu phải đơn giản

Hệ thông điều khiển từ xa có hiệu quả cao là hệ thông đạt tốc độ điêu khiển cực đại đồng thời đảm bảo độ chính xác trong phạm vi cho phép

2.1.2 Sơ đồ khôi của mốt hê thống điều khiển từ xa

Hình 2.2: Sơ đồ khối máy phát

Hình 2.3 : Sơ đồ khối máy thu2.1.3 Các phương pháp mã hóa trong điều khiển từ xa

Trong hệ thông 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 sô (thường là sô" nhị phân) rồi mã hóa và được phát đi từ

Chương 2: Lý thuyết điều khiển từ xamáy 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 thống 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 chât 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 nhâm 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 kê cận nhau

Sự lựa chọn của cấu trúc mã chông nhiễu phải dựa trên tính chất phân bố xác suất sai nhầm trong kênh truyền

Hiện nay lý thuyết mã hóa phát triển rất nhanh, nhiều loại mã phát hiện và sửa sai được nghiên cứu như: mã Hamming, mã chu kỳ, mã nhiều câp.2.1.4 Các phương pháp điều chế tín hiệu trong hệ thông điều khiển từ xa

Trong kỹ thuật điều khiển từ xa, tín hiệu gốc không thể truyền đi xa được, đồng thời dễ bị tín hiệu ngoài môi trường gây nhiễu làm sai lệch nội dung của tín hiệu gốc Do đó, để thực hiện việc truyên tín hiệu điêu khien từ máy phát đến máy thu ta cần phải điều chế (mã hóa) tín hiệu

Có nhiều phương pháp điều chế tín hiệu Tuy nhiên điều chế tín hiệu dạng xung có nhiều ưu điểm hơn Vì ở đây chúng ta sử dụng linh kiện kỹ thuật sô" nên linh kiện gọn nhẹ, công suâ"t tiêu tán nhỏ, và có tính chông nhiêu cao

tí Các phương pháp điều chê tín hiệu ở dạng xung như:- Điều chế biên độ xung (PAM)

- Điều chế độ rộng xung (PWM).- Điều chế vị trí xung (PPM).- Điều chế mã xung (PCM)

- Kỹ thuật điều chế tín hiệu bằng xung lưỡng âm đa tần DTM F ( Multi dual tone Frequency).

Hình 2.4: Các kiểu điều chế xung

Chương 2: Lý thuyết điều khiển từ xa

2.1.4.1 Điều chế biên độ xung (PAM)

Sơ đồ khôi:

Hình 2.5: Hệ thông điều ch ế PAMĐiều chế biên độ xung là dạng điều chế đơn giản nhât trong các dạng điều chê xung Biên độ của mỗi xung được tạo ra tỉ lệ với biên độ tức thời của tín hiệu điều chế

Xung lớn nhất biểu thị cho biên độ dương của tín hiệu lây mẫu lớn nhất.Giải thích sơ đồ k h ố i:

ũ Khôi tín hiệu điều chế: Tạo ra tín hiệu điều chế đưa vào khôi dao

động đa h à i

Dao động đa hài một trạng thái bền: Trộn xung với tín hiệu điều chê.ô Bộ phát xung: Phát xung với tần số không đổi để thực hiện việc điều chê tín hiệu đã điều chê có biên độ tăng giảm thay đổi theo tín hiệu điều chế.2.1.4.2 Điều chế độ rộng xung

Phương pháp điều chế này sẽ tạo ra các xung có biên độ không đổi, nhưng bề rộng của mỗi xung sẽ thay đổi tương ứng với biên độ tức thời của tín hiệu điều chế, trong cách điều chê này, xung có độ rộng lớn nhât biểu thị phần biên độ dương lớn nhất của tín hiệu điều chế Xung có độ rộng hẹp nhất biểu thị phần biên độ âm nhất của tín hiệu điều chế

Trong điều chế độ rộng xung ,tín hiệu cần được lây mẫu phải được chuyển đổi thành dạng xung có độ rộng xung tỷ lệ với biên độ tín hiệu lấy mẫu Đ ể thực hiện điều chế độ rộng xung,ta có thể thực hiện theo sơ đồ khối sau:

Hình 2.6: Sơ đồ khôi hệ thống PW MTrong sơ đồ khối, tín hiệu điều chế được đưa đến khối so sánh điện áp cùng với tín hiệu phát ra từ bộ phát hàm RAMP.

2.1.4.3 Điều chế vị trí xung (PPM)Với phương pháp điều chế vị trí xung thì các xung được điều chê có biên độ và độ rộng xung không thay đổi theo biên độ của tín hệu điều chế

Hình thức đơn giản của điều chế vị trí xung là qúa trình điều chế độ rộng xung Điều chê vị trí xung có ưu điểm là sử dụng ít năng lượng hơn điều chế độ rộng xung nhưng có nhược điểm là quá trình giải điều biến ở máy thu phức tạp hơn các dạng điều chế khác

2.1.4.4 Điều chế mã xungPhương pháp điều chê mã xung được xem là phương pháp chính xác và hiệu quả nhất trong các phương pháp điều chế xung

Trong điều chê mã xung mỗi mẫu biên độ của tín hiệu điều chê được biến đổi bằng số nhị phân - s ố nhị phân này được biểu thị bằng nhóm xung, sự hiện diện của một xung biểu thị bằng [1] và sự thiêu đi một xung biểu thị bằng mức [0], Chỉ có thể biểu thị trên 16 biên độ khác nhau của biên độ tín hiệu (mã 4 bit), vì vậy nó không được chính xác Độ chính xác có thê được cải thiện băng cách tăng số bit Mỗi mã n bit có thể biểu thị được 2n mức riêng biệt của tín hiệu

Trong phương pháp điều chê mã xung, tần sô" thử được quyêt định bởi tín hiệu cao nhất trong quá trình xử lý, điều này cho thấy rằng nếu những mẫu thử được lấy ở mức lớn hơn 2 lần tần số tín hiệu thì tần số tín hiệu mẫu được phục hôì

Tuy nhiên, trong thực tế thông thường mẫu thử ở mức độ nhỏ nhất khoảng 10 lần so với tín hiệu lớn nhất Vì vậy, tần số càng cao thì thời gian lấy mẫu càng nhỏ (mức lấy mẫu càng nhiều) dẫn đến linh kiện chuyển mạch có tốc độ xử lý cao Ngược lại, nếu sử dụng tần sô" lấy mẫu thâp thời gian lấy mẫu

Chương 2: Lý thuyết điều khiển từ xa

càng rộng, nhưng độ chính xác không cao Thông thường người ta chỉ sử dụng khoảng 10 lần tín hiệu nhỏ nhất

2.1.4.5Kỹ thuật điều chế tín hiệu bằng xung DTMFĐây là phương pháp điều chế tín hiệu đặc trưng cho đường truyền tín hiệu thoại, dựa trên dẵy tần số của tín hiệu âm thanh

Qua quá trình nghiên cứu, người ta thây rằng năng lượng tiếng nói con người chỉ tập trung lớn nhất trong khoảng tần số từ 500 - 2000 Hz và nguời ta hoàn toàn nghe rõ, còn trong khoảng tần sô khác năng lượng không đáng ke Song băng tần càng mở rộng thì tiếng nói càng trung thực, chât lượng âm thanh càng cao Đối với điện thoại chủ yêu là yêu cầu nghe rõ, còn mức độ trung thực của tiếng nói chỉ cần đạt đến một mức độ nhất định M ặt khác trong thông tin điện thoại nếu truyền cả băng tần tiếng nói thì yêu cầu chất lượng của các linh kiện, thiết bị như ống nói, ống nghe, biến áp phải cao hơn Đặc biệt với thông tin nhiều kênh, nếu truyền cả băng tần tiếng nói thì sẽ ghép được ít kênh, và thiết bị đầu cuối, các trạm lập phải có yêu cầu kỹ thuật cao hơn Cho nên băng tần truền dẫn của điện thoại hiện nay được chọn từ 300 đên 3400Hz, gọi là băng tần truyền dẫn hiệu dụng của điện thoại

Hệ thống DTM F đang phát triển và đã trở thành phổ biến trong hệ thông điện thọai hiện đại hiện nay Hệ thống này còn gọi là hệ thông Touch- Tone, hệ thống được hình thành vào năm 1960 nhưng mãi đến năm 1970 mới được phát triển rộng rãi Hệ thông DTMF giờ đây trở thành chuẩn thay thê cho hệ thông xung kiểu cũ

DTMF (dual tone multiírequency) là tổng hợp của hai âm thanh Nhưng điểm đặt biệt của hai âm này là không cùng âm nghĩa là: tần số của hai âm thanh này không có cùng ước sô" chung với âm thanh kia Ví dụ như 750 và 500 thì có cùng ước số chung là 250 (750=250 X 3, 500= 250 X 2) vì vậy 750 và 500 là hai thanh cùng âm không thể kết hợp thành tín hiệu DTMF

Lợi điểm của việc sử dụng tín hiệu DTM F trong điện thoại là chông được nhiễu tín hiệu do đó tổng đài có thể biết chính xác được phím nào đã được nhân Ngoài ra nó còn giúp cho người ta sử dụng điện thoại thuận tiện hơn Ngày nay hầu hết các hệ thông điện thoại đều sử dụng tín hiệu DTMF Bàn phím chuẩn của loại điện thoại này có dạng ma trận chữ nhật gồm có 3 cột và 4 hàng tạo nên tổng cộng là 12 phím nhân: 10 phím cho chữ sô (0-9), hai phím đặc biệt là ’ và ‘# ’ Mỗi một hàng trên bàn phím được gán cho một tần số tone thấp, mỗi cột được gán cho tần sô" tone cao (hình 2) Mỗi một phím sẽ có một tín hiệu DTM F riêng mà được tổng hợp bởi hai tần số tương ứng với hàng và cột mà phím đó đang đứng Những tần sô này đã được chọn lựa rất cân thận

1209Hz 1336Hz 1477Hz

697Hz770Hz

852Hz941Hz

Hình 2.7 : B àn phím chuẩn 12 phím D TM FNgày nay để tăng khả năng sử dụng của điện thoại người ta phát trien thêm một cột nữa cho bàn phím điện thoại chuẩn tạo nên bàn phím ma trận 4x4 Tần số DTM F được chọn kỹ để ở tổng đài có lẫn với những âm hiệu khác có thể xuất hiện trên đường dây Bộ thu có những mạch lọc rất tốt chỉ đê tiếp nhận các tần sô" DTM F và có những mạch đo thời gian để đảm bảo âm hiệu xuất hiện trong thời gian ít nhất là 50ms trườc khi nhận lại âm hiệu DTMF.2.2.HỀ THỐNG Đ ĩỀU KHIÊN t ừx ad ừ n gs ó n gv ố TUYỂN:

2.2.1 Sơ lược về hệ thống thu phát vô tuyênHệ thống vô tuyến là hệ thống truyền tín hiệu từ nơi này sang nơi khác bằng sóng điện từ Tín hiệu thông tin được truyền đi từ nơi phát được chuyển thành tín hiệu điện Sau đó được mã hóa để truyền đi; tại nơi thu, tín hiệu điện sẽ được giãi mã, tái tạo lại thông tin ban đầu

V iệc điều chế tín hiệu điện trong hệ thống vô tuyến, truyền tín hiệu là quá trình đặt tín hiệu thông tin vào sóng mang có tần sô' cao hơn để truyền đi, tại máy thu tín hiệu sẽ loại bỏ thành phần sóng mang, chỉ nhận và xử lý tái tạo lại tín hiệu thông tin, đây là quá trình giãi mã điều chế

s Khái niệm về hệ thống điều khiển từ xa dùng sóng vô tuyến:Hệ thống điều khiển từ xa dùng sóng vô tuyến bao gồm máy phát và máy thu

Máy phát có nhiệm vụ phát ra lệnh điều khiển truyền ra môi trường dưới dạng sóng điện từ mang theo tin tức điều khiển Máy thu thu tin tức từ môi trường, xử lý tin tức và đưa ra lệnh điều khiển đến mạch châp hành Đặc diêm của hệ thống này là phải dùng Antena để bức xạ tín hiệu đôi với máy phát, dùng Antena để thu tín hiệu đối với máy thu

Chương 2: Lý thuyết điều khiển từ xa

2.2.2 Sơ đồ khôi máy phát

Antenna

Hình 2.8: Sơ đồ khối máy phát vô tuyến

ỵ Giải thích sơ đồ khối:

ử Khối phát lệnh điều khiển: Dùng các phím để phát lệnh điều khiển theo phương thức ma trận phím hay từng phím ấn riêng lẻ

ỡ Khối mã hóa: Biến đổi sóng dao động điện được tạo ra từ bàn phím lệnh thành sóng điện có tần số đặc trưng cho lệnh điều khiển tương ứng

ở Khôi dao động cao tần: Tạo dao động bên trong máy phát, có nhiệm vụ làm sóng mang để chuyên chở tín hiệu điều khiển trong không gian

ỡ Khối điều chế: Phối hợp 2 tín hiệu dao động lại với nhau theo các phương pháp khác nhau, tùy theo đặc điểm của hệ thống thu - phát như điều chê biên độ (AM), điều chế tần số (FM), điều chế pha (PM)

•& Khối khuếch đại cao tần: Khuêch đại biên độ tín hiệu nhằm tăng cường

công suất bức xạ sóng điện từ

2.2.3 Sơ đồ khôi máy thu

Hình 2.9: Sơ đồ khối máy thu vô tuyến £ Giải thích sơ đồ khô'i máy thu:

ũ Khối khuếch đại cao tần: khuếch đại biên độ tín hiệu cao tần thu được từ

Antena để bù lại năng lượng của sóng điện từ tiêu hao khi lan truyền trong môi trường

ử Khôidao động nội: là dao động cao tần hình sin biến đổi năng lượng dao động một chiều thành xoay chiều có tần sô yêu cầu Khôi dao động nội là dao động tự kích có tần số ổn định cao

ũ Khối trộn tần: biến đổi tín hiệu cao tần thành tín hiệu trung tần chung, với

tần sô này việc thiết k ế mạch cũng như độ ổn định trở nên dễ dàng hơn Khôi trộn tần cón có nhiệm vụ khuếch đại biên độ tín hiệu trung tần chung

ũ Khối tách sóng: có nhiệm vụ triệt tiêu sóng mang cao tần, phục hồi lại tín

hiệu điều khiển.ỡ Khối giải mã: nhận biết tín hiệu vừa phát đi để phát ra lệnh tác động đúng thiết bị cần điều khiển

-ô Khối lệnh điều khiển: gồm các mạch động lực, đóng ngắt nguồn cho thiêt bị, hay điều khiển chức năng thiết bị đã đặt trước

Qua thực nghiệm cho thấy, để sóng điện từ có thể bức xạ và lan truyên trong môi trường thì tần số dao động điện thích hợp là lổn hơn 100 kHz Ngoài ra vấn đề phối hợp trở kháng giữa các tần trong máy phát, giữa antena và tần công suất phát là rất quan trọng trong việc nâng cao khoảng cách phát sóng

ị ĨRưữbiG OttOL-K f CN

Chương 2: Lý thuyết điều khiển từ xaVì Antena thu có đặc tính cộng hưởng với tần số phát nên kích thước antena có quan hệ chặt chẽ với bước sóng phát Đối với antena Sut (whip

anten) chiều dài của antena xấp xỉ với V4 X , Vi X, % X, 3/2 X, vơí X là bước sóng

Sau khi máy thu thu được tín hiệu từ dây dẫn sẽ làm nhiệm vụ ngược lại với máy phát, tức là giải điều chế các chuỗi tín hiệu thu được đe tách lây tín hiệu gốc đi điều khiển khối chấp hành

2.3.2.Kỹ thuật điều khiển từ xa qua đường dây điện thoạiứng dụng điều khiển từ xa qua đường dây điện thoại là một phương pháp dựa trên nguyên tắc hoạt động của tổng đài điện thoại Đ ể thực hiện được cuộc gọi đối thoại qua đường dây điện thoại các thuê bao cần phải tuân thủ một số thao tác cần thiết do tổng đài quy định và thống nhất Mỗi thuê bao sẽ được tổng đài quản lý dưới dạng mã địa chỉ là số điện thoại

Đ ể thực hiện một cuộc gọi, thuê bao chủ gọi nhấc máy, động tác này sẽ tạo ra một tín hiệu gửi đến tổng đài (có dòng điện mạch vòng trên đường dây thuê bao khoảng 20 mA) thông báo rằng thuê bao cần thiêt lập cuộc gọi Tổng đài khi nhận ra được tín hiệu này sẽ gởi đến thuê bao chủ một tín hiệu gọi là tín hiệu mời quay số khi thuê bao nghe được âm mời quay sô" (dial tone), thuê bao thực hiện phát thông tin địa chỉ tới tổng đài bằng cách quay sô" hoặc ân phím sô" Các thông tin địa chỉ có thể là xung thập phân hoặc xung đa tần DTMF Tại tổng đài sẽ có thiết bị thu tương ứng để thu các thông tin địa chỉ này.

Trong việc quay sô bằng dĩa quay, mạch vòng được đóng hoặc ngắt bởi một chuyển mạch được nôi với một cơ câu quay sô Các chuỗi xung đông nhât đuỢc tạo ra tương ứng với sô" được quay, như hình 3.14 Thời gian của mỗi chu kỳ thường là lOOms, trong đó 40% chu kỳ làm việc Do điều khiên bằng tay, nên thời gian giữa các sô" liên tiếp có thể thay đổi từ 0,5 đến 1 giây

Hình 2.14: Các xung quay sô" của sô" 3Khi sử dụng DTM F để quay sô", các sô" được chọn bởi các chuyển mạch bằng nút bâ"m và một cặp tần sô" riêng được phát đồng thời với mỗi sô"

Chương 2: Lý thuyết điều khiển từ xa

2.3.2.1 So sánh thời gian gửi sốGửi số bằng lưỡng âm đa tần DTMF nhanh hơn cách quay số rất nhiều về mặt nguyên tắt cũng như trên thực tê Với DTMF thời gian nhận được một chữ là 50ms và thời gian nghỉ giữa hai sô" là 50ms, tổng cộng là lOOms cho mỗi sô" Giả sử gửi đi 10 sô":

Với DTM F mất: 100 ms X 10 = ls.Với đĩa quay sô": 5 x l0 x l0 0 m s + 9x700ms = 11,3 s.Ngoài ưu điểm sử dụng dễ dàng, nhẹ, DTM F giảm thời gian chiếm dụng bộ thu sô" rất nhiều, giảm bởi số lượng bộ thu sô" dẫn tới giản giá thành tổng đài

2.3.2.2 Yêu cầu đôi với bộ phát âm hiệu DTMF Đ ể kết nôi tốt đối với đường dây là:

- Điện áp nguồn nuôi một chiều (DC) và mạch vòng phải được giữ ở mức ổn định dù máy ở xa hay ở gần tổng đài

- Am hiệu phải có mức điện ổn định.- Bộ phát âm hiệu DTM F phải hòa hợp tổng trở tốt đối với đường dây.Vấn đề nguồn nuôi đặt ra cho hai trường hợp đặc biệt: đường dây xa và đường dây gần Đường dây xa làm giảm dòng và điện áp đến máy để nuôi

bộ tạo dao động, do đó máy này cần hoạt động ở điện áp thấp đến 3V Đối với đường dây gần, máy phải có khả năng nuốt bởi điện áp và dòng nêu tổng đài không có khả năng trang bị khả năng này.

2.3.2.3 Tiếp nhận âm hiệu DTMFTần số DTM F được chọn kỹ để ở tổng đài có lẫn với những âm hiệu khác co thể xuất hiện trên đường dây Bộ thu có những mạch lọc rất tôt chỉ đê tiêp nhận các tần sô DTM F và có những mạch đo thời gian đê đảm bao âm hiẹu xuất hiện trong thời gian ít nhất là 50ms trườc khi nhận lại âm hiệu DTMF

Sau khi được nối thông đến người gọi, bộ thu đã được tách ra khỏi đường dây và thuê bao có thể dùng bằng nút ấn để chỉnh tín hiệu DTM F đến người bị gọi như là mạch truyền đưa sô" liệu tốc độ thâp

Trong kỹ thuật điều khiển từ xa qua đường dây điện thoại người ta lợi dụng việc truyền các sô" điên thoại ở hai dạng xung và DTM F đê mã hoá tín hiệu điều khiển một trong hai dạng này đưa lên đường truyền truyền tín hiệu điều khiển đi

2.4.SO SÁNH VÀ LƯA CHON PHƯƠNG ẤN THI CỒNG2 4 l.Ưu và khuvết diểm của từng phương pháp

2.4.1.1.Phương pháp điều khiển từ xa dùng sóng vô tuyên> Ưu điểm:

- Truyền đạt tín hiệu với khoảng cách xa.- Không bị ảnh hưởng nhiều đôi với vật cản

-Tầm phát rộng nhiều hướng khác nhau nên có thể điều khiển cùng một lúc đối với thiết bị nhận kênh đồng thời

> Khuyết điểm:- Khi phát hay thu đều cần có Anten

- Làm cho không gian bị bảo hòa, gây nhiễu vô túyên- Hay bị ảnh hưởng nhiễu gây méo dạng hoặc sai tín hiệu nên không điều khiển được

- Đ ể tránh ảnh hưởng các tần sô" phát sóng chuyên nghiệp nên phải tuân theo qui định của bưu điện (theo tiêu chuẩn FCC phải phát sóng nằm trong dãy tần nghiệp dư) Do đó, vân đề dồn kênh theo phương pháp phân đường thì tần sô" bị giới hạn vì dãy tần này râ"t hẹp, do vậy không thể nào điều khiển được nhiều kênh

- Vô tuyến bị nhiễu nên hệ thống mã hóa phức tạp hơn

- Tính khả thi thấp vì nhiều linh kiện, tài liệu và thiết bị đo trong điều kiện người làm đề tài.

2.4.1.2 Phương pháp điều khiển từ xa dùng tia hồng ngoại> Ưu điểm:

- Không dây dẫn.- Led phát và thu nhỏ, gọn dễ thiết k ế lắp đặt và có độ tin cậy cao.- Áp cung cấp thấp, công suất tiêu tán nhỏ

- Điều khiển được nhiều thiết bị.

- Tính khả thi cao, linh kiện dễ tìm thấy và thi công dễ.> Khuyết điểm:

- Tầm xa bị hạn chế.- Dòng điện cao tức thời

Nhiễu hồng ngại do các nguồn nhiệt xung quanh ta phát ra, nên gây ảnh hưởng và hạn chế tầm phát Do đó chỉ dùng trong phòng, kho hoặc nơi có nhiệt độ môi trường ảnh hưởng thấp

- Hạn chế khi bị vật cản nên không thể phát xa được.

2.4.1.3 Phương pháp điều khiển từ xa hữu tuyến bằng đường dây điện thoại

> Ưu điểm:- Khoảng cách điều khiển không bị giới hạn.- Độ chính xác cao do ít bị ảnh hưởng nhiễu bởi môi trường ngoài

Điều khiển được nhiều thiêt bị ở nhiều trạng thái hoạt động.- Kết cấu phần cứng đơn giản, sử dụng IC mã hoá và giải mã chuyên

dụng có sấn nên chi phí thi công thâp và độ ôn định cao.> Khuyết điểm:

- Chỉ ứng dụng điều khiển được các thiết bị ở những nơi có lắp đặt điện thoại

- Không thể điều khiển được nhiều thiết bị trong cùng một lúc.- Tốc độ truyền bị giới hạn

- lập trình điều khiển pức tạp

Chương 2: Lý thuyết điều khiển từ xa

2.4.2 Phân tích Ưu khuvết điểm và lưa chon phướng án thi công2.4.2.1 Vân đề tần sô' sóng mang

Khi cần phát đi xa cần phải có sóng mang để truyền tin tức cần truyền Với phương pháp vô tuyến sử dụng sóng mang tần số khá cao nên khó thi công M ặc khác, phương pháp dùng sóng vô tuyến phải tuân theo qui định của cục quản lý tần sô' của nhà nước

Phương pháp dùng tia hồng ngoại sử dụng tần sô' thấp dễ thi công, không cần khung cộng hưởng LC như sóng vô tuyến, nhưng dãy tân sô cua sóng hông ngoại ứng với bước sóng gần giống nhiều loại ánh sáng phát ra từ môi trường ngoài nên dễ bị nhiễu và bị hâ'p thu trên đường truyền

Còn đối với phương pháp truyền qua đường dây điện thoại là phương pháp truyền hữu tuyến, dãy tần sô' sử dụng trong dãy âm tần điêu chê theo cặp tần sô' không theo quy luật nên tránh được vấn đề nhiễu trên đường truyền, đồng thời đã có IC điều chê' và giải điều chê' dễ tìm và dễ sử dụng với độ ổn định cao

2.4.2.2 Vân đề thu-phátVới phương pháp dùng sóng vô tuyến không gọn nhẹ, do phải dùng antena phát và thu gây bâ't tiện khi sử dụng và khoảng cách điều khiển lại phụ thuộc nhiều vào chiều dài của antena, điều kiện môi trường và địa hình Ngoài ra còn phải lưu ý đến vấn đề phối hợp thở kháng giữa các antena thu và mạch khuếch đại công suất phát

Với phương pháp điều khiến từ xa dùng tia hồng ngoại thì có nhiều ưu điểm hơn như gọn nhẹ, không cần đến antena thu-phát, kích thước LED hông ngoại nhỏ nhưng khoảng cách điều khiển lại bị giới hạn nhiêu , tín hiệu điêu khiển dễ bị tác động nhầm do ảnh hưởng của môi trường ngoài

Nếu sử dụng phương pháp điều khiển bằng đường dây điện thoại thì lợi dụng đường truyền có sấn và có thể điều khểin nhiều thiết bị ở bât kì một khoang cách nào có liên kết đường truyền Tín hiệu điều khiển có độ ổn định và chính xác cao, thi công mạch thu phát đơn giản

2.4.2.3 Vân đề công suất phátĐ ể nâng cao khoảng cách điều khiển thì phải nâng cao công suâ't phát, độ nhạy của thiết bị Trong trường hợp điều khiển dùng sóng vô tuyến có nhược điểm là khuếch đại cộng hưởng nằm ở tần công suất gây nên cồng kềnh cho phần phát và công suất tiêu tán trên mạch lớn

Với phương pháp điều khiển từ xa dùng tia hồng ngoại thì để tăng cường khoảng cách phát thì ta có thể tăng sô' lượng led phát hay phân cực cho các led

Chương 2: Lý thuyết điều khiển từ xa

chạy mạnh hơn Tuy vậy, công suất phát của phương pháp này chỉ được cải thiện trong giới hạn trong một phạm vi nhỏ, công suất tối đa không lớn Đông thời vân đề tăng độ nhạy không đặt ra vì nó dễ ảnh hưởng từ bên ngoài

Với phương pháp điều khiển qua đường dây điện thoại có the điêu khiên các thiết bị không bị giới hạn khoảng cách do đã có sấn những trạm lặp trên đường truyền do Bưu điện lắp đặt nhằm khôi phục lại tính hiệu điêu khien va tiếp tục phát đi để tránh bị lỗi tín hiệu do suy hao trên đường truyền

2.4.2.4 Phạm vi ứng dụngHồng ngoại được sử dụng nhiều để điều khiển thiêt bị sinh hoạt trong gia đình, phạm vi làm việc hẹp, không sử dụng ngoài nắng Khả năng điều khiển của sóng vô tuyến lổn hơn tia hồng ngoại nhưng vẫn bị giới hạn bởi khoảng cách và kỹ thuật cũng như giá thành sản xuâ't

Đối với điều khiển qua đường dây điện thoại phạm vi ứng dụng rộng rãi hơn, có thể ứng dụng cho như cầu điều khiển thiết bị trong gia đình, cơ quan hoặc trong công nghiệp

2.4.2.5 Khả năng thực thiNhững thiết bị đã có như IC SZ9148, SZ9149 (2248, 2249 tương đương) LED phát, đầu thu hồng ngoại

Những linh kiện của mạch thi công vô tuyến như các cuộn dây làm khung cộng hưởng khó tìm và không có thiết bị đo lường nên khó khăn trong việc thi công

V iệc mã hoá và giải mã DTM F dựa trên các họ IC chuyên dung có sẵnnhư: M T8870, CM 8888, M T8888, M T8889, M T8895 hoặc họ CM8870,

C M 8 8 8 0 , CM8888 V V

2.4.2.6 K ết luận- chọn phương án thi côngSau khi so sánh phân tích những thuận lợi và khó khăn cơ bản, người thực hiện đề tài nhận thấy phương án thi công mạch điều khiển từ xa qua đường dây điện thoại có thể ứng dụng được nhiều vào thực tế trong việc điều khiển các thiết bị theo nhu cầu dân dụng hoặc công nghiệp như: điều khiển các thiết bị điện trong gia đình khi không có điều kiện trực tiếp điêu khiên; điêu khiển các thiết bị điện trong các hệ thống khách sạn, cơ quan xí nghiệp với quy mô lớn Trong phạm vi đề tài này người thực hiện đề tài quyết định dùng kỹ thuật điều khiển từ xa qua đường dây điện thoại vào việc điều khiển các thiết bị điện bằng máy tính, có thể ứng dụng vào việc quản lý việc tăt mơ các thiêt bị điện trong một hệ thống phòng của khách sạn

CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN CHÍNH s ử

Các đặc điểm của 89C51 được tóm tắt như sau :

4 KB ROM bên trong.128 Byte RAM nội.4 Port xuất /nhập I/O 8 bit.Giao tiếp nối tiếp

64 KB vùng nhớ mã ngoài 64 KB vùng nhớ dữ liệu ngoại.Xử lý Boolean (hoạt động trên bit đơn).210 vị trí nhớ có thể định vị bit

4 p,s cho hoạt động nhân hoặc chia.Bảng 3.1mô tả sự khác nhau của các IC trong họ MSC-51 :Loai Bô Nhớ Mã Trên CHIP Bô Nhổ Dữ Liệu Trên CHIP Sô" Timer

Chương 3: Giới thiệu các linh kiện chính sử dụng trong mạch

l cấu Trúc VĐK 89C5L Chức Năne Từne Chân:

U1D-

o

D-oooo

□-

o-o

Q-□-□-□-

□-o

□-o

P0.0/AD0P2.0/A8P0.1/AD1P2.1/A9P0.2/AD2P2.2/A10P0.3/AD3P2.3/A11P0.4/AD4P2.4/A12P0.5/AD5P2.5/A13P0.6/AD6P2.6/A14P0.7/AD7P2.7/A15P1.0P3.0/RXDP1.1P3.1/TXDP1.2P3.2/INT0P1.3P3.3/INT1P1.4P3.4/T0P1.5P3.fi/T1P1.6P3.6/WRP1.7P3.7/RD'XTAL1ALE/PROG'XTAL2PSEN

RST

181920 21

22

232425578910 11 12 132726

-□■a-□-□

-o

■a■a

-□-Q

AT89C51/FP

Hình 3.1: Sơ đồ chân VĐK AT89C51 Chức năng hoạt động của từng chân (pin) được tóm tắt như sau :Từ chân 1+ 8 Port 1 (P 1 0 , P1.7) dùng làm Port xuất nhập I/O để giao tiếpbên ngoài

Chân 9(RST) là chân để R ESET cho 89C51 Bình thường các chân này ở mức thấp Khi ta đưa tín hiệu này lên cao (tối thiểu 2 chu kỳ máy) thì những thanh ghi nội của 89C51 được LOAD những giá trị thích hợp để khởi động lại hệ thống

Từ chân 10-17 là Port 3(P3.0, P 3 1 , ., P3.7) dùng vào hai mục đích : dùng là Port xuất/ nhập I/O hoặc mỗi chân giữ một chức năng cá biệt được tóm tắt sơ bộ như sau :

P3.0 (R X D ): Nhận dữ liệu từ Port nối tiếp.P3.1 (T X D ): Phát dữ liệu từ Port nốì tiếp.P3.2 (IN TO): Ngắt 0 bên ngoài

P3.3 (INT1) : Ngắt 1 từ bên ngoài.P3.4 (T O ): Timer/Counter 0 nhập từ bên ngoài.P3.5 (T l) : Timer/Counter 1 nhập từ bên ngoài.P3.6 (W R ): Tín hiệu Strobe ghi dữ liệu lên bộ nhớ bên ngoài.P3.7 (RD) : Tín hiệu Strobe đọc dữ liệu lên bộ nhổ bên ngoài.Các chân 18,19(XTA L2 và XTA L1) được nối với bộ dao động thạch anh

12MHz để tạo dao động trên CHIP Hai tụ 33 pF được thêm vào để ổn định dao động

Chân 20 (Vss) nôi đất (Vss = 0)

Từ chân 21-5-28 là Port 2 (P2.0, P 2 1 , P2.7) dùng vào hai mục đích: làm Port xuâVnhập I/O hoặc dùng làm byte cao của bus địa chỉ thì nó không còn tác dụng I/O nữa Bởi vì ta muốn dùng EPROM và RAM ngoài nên phải sử dụng Port 2 làm byte cao bus địa chỉ.

PSEN là tín hiệu ra trên chân 29 Nó là tín hiệu điều khiển cho phép bộ nhớ chương trình mở rộng, PSEN thường được nôi đên chân OE (Output Enable) của một EPROM để cho phép đọc các byte mã lệnh

PSEN sẽ ở mức thấp trong thời gian lấy lệnh Các mã nhị phân của chương trình được đọc từ EPROM qua bus dữ liệu và được chốt vào thanh ghi lệnh của 8951 để giải mã lệnh Nếu thi hành chương trình trong ROM nội (8951) thì

PSEN sẽ ở mức thụ động(mức cao).

Chân 30(ALE : Adress Latch Enable) là tín hiệu điều khiển xuất ra của 89C51, nó cho phép phân kênh bus địa chỉ và bus dữ liệu của Port 0

Chân 31(EA : Eternal Acess) được đưa xuông thấp cho phép chọn bộ nhớ mã

ngoài đôi với 8031

Đối với 89C51 th ì:EA = 5V : Chọn ROM nội.EA = o v : Chọn ROM ngoại.EA = 21V : Lập trình EPROM nội.Các chân từ 32-5-39 là Port 0 (P0.0, P 0 1 , , P0.7) dùng cả hai mục đích : Vừa làm byte thâp cho bus địa chỉ, vừa làm bus dữ liệu, nếu vậy Port 0 không còn chức năng xuất nhập I/O nữa

Chân 40 (Vcc) được nối lên nguồn 5V

3.TỔ Chức Bô Nhớ:

bvteFFF0EO

DO

B8F7 F6 F5 F4 F3 F2 F1 F0E7 E6 E5 E4 E

3E2 E1 EO

D7 D6 D5 D4 D

3D2 D I DO

BBA

B9 B8

BACC

PSW

IP

Chương 3: Giới thiệu các linh kiện chính sử dụng trong mạch

BO

A8

AO

9998908D8C8B8A89

88

8783 82 81

88

RAM CÁC THANH GHI CHỨC NĂNG ĐẶC B IỆ T Bảng 3.2: sơ đồ bộ nhớ data trên Chip

3.1.RAM muc đích chung:

Trong bản đồ bộ nhớ trên, 80 byte từ địa chỉ 30H-Ỉ-7FH là RAM mục đích chung K ể cả 32byte phần dưới từ 00H-S-2FH cũng có thể sử dụng giông như 80 byte ở trên, tuy nhiên 32 byte còn có mục đích khác sẽ đề cập sau

B ất kỳ vị trí nào trong RAM mục đích chung cũng có thể được truy xuât tùy ý giông như việc sử dụng các mode để định địa chỉ trực tiêp hay gián tiếp Ví dụ: để đọc nội dung của RAM nội có địa chỉ 5FH vào thanh ghi tích lũy thì ta dùng lệnh :

2E

77 76 75 74 73 72 71 702

D6F 6E 6D 6C 6B 6A 69 682

c

67 66 65 64 63 62 61 602

B5F 5E 5D 5C 5B 5A 59 582

A57 56 55 54 53 52 51 5029 4F 4E 4D 4C 4B 4A 49 4828 47 46 45 44 43 42 41 4027 3F 3E 3D 3C 3B 3A 39 3826 37 36 35 34 33 32 31 3025 2F 2E 2D 2C 2B 2A 29 2824 27 26 25 24 23 22 21 2023 1F 1E 1D 1C 1B 1A 19 1822 17 16 15 14 13 12 11 1021 0F 0E OD oc 0B 0A 09 0820 07 06 05 04 03 02 01 00

IF Bank 318

1710

Bank 2OF

08Bank 107

00Bank thanh ghi 0 (mặc định cho R0 -R7)

|AC A

B

A [A9 |A8 A

IE

A6 A5 A4 A3 A2 AI AO P2

9897 96 95 94 93 92 91 90không được địa chỉ hoá bitkhông được địa chỉ hoá bitkhông được địa chỉ hoá bitkhông được địa chỉ hoá bitkhông được địa chỉ hoá bit8F 8E 8D 8C 8B 8A 89 88không được địa chỉ hoá bitkhông được địa chỉ hoá bitkhông được địa chỉ hoá bit86 85 84 83 |82 81

SBUFSCON

80P1THITHOTL1TL0TMO

D

TCONPCON

DPHDPLSPP0

MOV A, 5FH.RAM nội cũng được truy xuất bởi việc dùng địa chỉ gián tiêp qua RO và R l Hai lệnh sau đây sẽ tương đương lệnh trên:

MOV RO, #5FH MOV A, @ R 0Lệnh thứ nhất dùng sự định vị tức thời để đưa giá trị 5FH vào thanh ghi RO, lệnh thứ hai dùng sự định vị gián tiếp để đưa dữ liệu “đã được trỏ đên bởi RO” vào thanh ghi tích lũy A

3.2 RAM đinh vi:

89C51 chứa 210 vị trí có thể định vị bit, trong đó có 128 bit nằm ở các địa chỉ từ 20H-S-2FH và phần còn lại là các thanh ghi chức năng đặc biệt

3.3 Các băng thanh ghi (Register Banks) :

32 vị trí nhớ cuối cùng của bộ nhớ từ địa chỉ byte OOH-ä-lFH chức các dãy thanh ghi Tập hợp các lệnh của 8051 cung câp 8 thanh ghi từ R0-Ỉ-R7 ở địa chỉ 00H-Ỉ-07H nếu máy tính mặc nhiên chọn để thực thi Những lệnh tương đương dùng sự định vị trực tiếp Những giá trị dữ liệu được dùng thường xuyên chắc chắn sẽ sử dụng một trong các thanh ghi này

3.4 Các thanh ghi chức năng đăc biêt (Special Function Register):

Có 21 thanh ghi chức năng đặc biệt SFR ở đỉnh của RAM nội từ địa chỉcác thanh ghi chức năng đặc biệt được định rõ, phần còn lại không định rõ

M ặc dù thanh ghi A có thể truy xuất trực tiếp, nhưng hầu hết các thanh ghi chức năng đặc biệt được truy xuất bằng cách sử dụng sự định vị địa chỉ trực tiếp Chú ý rằng vài thanh ghi SFR có cả bit định vị và byte định vị Người thiết k ế sẽ phải cẩn thận khi truy xuất bit mà không truy xuât byte

3.4.1 Từ trạng thái chương trình (PSW : Program StatusW ord).

Bảng 3.3 Từ trạng thái chương trình ở địa chỉ DOH được tóm tắt như sau :

00=Bank 0; address OOH-M37H01=Bank 1; address 08H-M3FH10=Bank 2; address 10H-5-17Hll= B a n k 3; address 18H-*TFH

Chương 3: Giới thiệu các linh kiện chính sử dụng trong mạch

Bảng 3.3 Từ trạng thái chương trình ở địa chỉ DOH

•Chức n ăn s từns bỉt trane thái chương trình:

a) Cờ Carry CY (Carry Flag) :

C ờ Carry được set lên 1 nếu có sự tràn ở bit 7 trong phép cộng hoặc có

sự mượn vào bit 7 trong phép trừ

Cờ Carry cũng là 1 “thanh ghi tích lũy luận lý ”, nó được dùng như một thanh ghi 1 bit thực thi trên các bit bởi những lệnh luận lý Ví dụ lệnh : ANL c,

25H sẽ AND bit 25H với cờ Carry và cất kết quả vào cờ Carry

b) Cờ Carry phụ AC (Auxiliary Carry Flag) :

Khi cộng những giá trị BCD (Binary Code Decimal), cờ nhớ phụ AC được set nếu có sự tràn từ bit 3 sang 4 hoặc 4 bit thấp nằm trong phạm vi 0AH+0FH

c) Cờ 0 (Flag 0) :

Cờ 0(F0) là bit cờ có mục đích tổng hợp cho phép người ứng dụng dùng nó

d) Những bit chọn dãy thanh ghi RS1 và RSO:

RS1 và RSO quyết định dãy thanh ghi tích cực Chúng được xóa sau khi reset hệ thống và được thay đổi bởi phần mềm khi cần thiết

e) Cờ tràn ov (Over Flag) :

Cờ tràn được set sau một hoạt động cộng hoặc trừ nếu có sự tràn toán học B it ov được bỏ qua đối với sự cộng trừ không dấu Khi cộng trừ có dâu, kết quả lớn hơn + 1 2 7 hay nhỏ hơn -128 sẽ set bit ov.

f) Bit Parity (P) :

Bit tự động được set hay Clear ở mỗi chu kỳ máy để lập Parity chấn với thanh ghi A Sự đếm các bit 1 trong thanh ghi A cộng với bit Parity luôn luôn chấn Ví du; A chứa 10101101B thì bit p set lên một để tổng số bit 1 trong A và p tạo thành số chẩn

Bit Parity thường được dùng trong sự kết hợp với những thủ tục của Port nối tiếp để tạo ra bit Parity trước khi phát đi hoặc kiểm tra bit Parity sau khi thu

3.4.3 Con trỏ Stack SP(Stack Pointer):

Stack Pointer là một thanh ghi 8 bit ở địa chỉ 81H Nó chứa địa chỉ của dữ liệu đang hiện hành trên đỉnh Stack Các hoạt động của Stack bao gôm việc đẩy dữ liệu vào Stack(PUSH) và lây dữ liệu ra khỏi Stack(POP)

V iệc PUSH vào Stack sẽ tăng SP lên 1 trước khi dữ liệu vào.V iệc POP từ Stack ra sẽ lấy dữ liệu ra trước rồi giảm SP đi 1

3.4.4 Con tro dữ liệu DPTR(Data Pointer):

Data Pointer được để truy xuất bộ nhổ mà ngoài hoặc bộ nhớ dữ liệu ngoài, nó là một thanh ghi 16 bit mà byte thấp là DPL ở địa chỉ 82H còn byte cao là DPH ở địa chỉ 83H Đ ể đưa nội dung 55H vào RAM ngoại có địa chỉ

1000H ta dùng 3 lệnh sau :

MOV A, #55HMOV DPTR, #1000HM OVX @ DPTR, ALệnh thứ nhất dùng sự định vị trực tiếp đưa hằng số dữ liệu 55H vào A Lệnh thứ hai cũng tương tự lệnh thứ nhất đưa hằng số dữ liệu 1000H vào trong DPTR Lệnh cuối cùng dùng sự định vị gián tiếp để dịch chuyển giá trị 55H trong A vào vùng nhớ RAM ngoại 1000H nằm trong DPTR

3.4.5 Các thanh ghi Port(Port Register):

Các Port 0, Port 1, Port 2, Port 3 có địa chỉ tương ứng 80H, 90H, AOH, BOH Các Port 0, Port 1, Port 2, Port 3 không còn tác dụng xuất nhập nữa nếu bộ nhớ ngoài được dùng hoặc một vài cá tính đặc biệt của 89C51 được dùng (như Interrupt, Port nôi tiếp ) Do vậy chỉ còn có Porti có tác dụng xuât nhập I/O

Tất cả các Port đều có bit địa chỉ, do đó nó có khả năng giao tiếp với bên ngoài mạnh mẽ

3.4.6 Các thanh ghi Timer(Timer Register):

89C51 có 2 bộ : Một bộ Timer 16 bit và một bộ Counter 16 bit, hai bộ này dùng để định giờ lúc nghỉ của chương trình hoặc đếm các sự kiện quan trọng Timer 0 có bit thấp TLO ở địa chỉ 8AH và có bit cao THO ở địa chỉ 8CH

Timer 1 có bit thä'p ở địa chỉ 8BH và bit cao TH I ở địa chỉ 8DH.

Hoạt động định thời được cho phép bởi thanh ghi mode định thời TMOD(Timer Mode Register), ở địa chỉ 89H và thanh ghi điều khiển định thời TCON(Timer Control Register) ở địa chỉ 88H Chỉ có TCON có bít định vị

3.4.7 Các thanh ghi Port nối tiếp(Serial Port Register):

8051 chứa một Port nối tiếp trên Chip cho việc truyền thông tinvới những thiết bị nôi tiêp như là những thiết bị đầu cuôi, modem, hoặc đe giao tiếp IC khác với những bộ biến đổi A/D, những thanh ghi di chuyển, RAM ) Thanh ghi đệm dữ liệu nối tiếp SBU F ở địa chỉ 99H giữ cả dữ liệu phát lẫn dữ liệu thu V iệc ghi lên SBU F để LOAD dữ liệu cho việc truyền và đọc SBU F để

Chương 3: Giới thiệu các linh kiện chính sử dụng trong mạchtruy xuất dữ liệu cho việc nhận những mode hoạt động khác nhau được lập trình thông qua thanh ghi điều khiển Port nối tiếp SCON.

3.4.8 Các thanh ghi ngắt(Interrupt Register):

89C51 có hai cấu trúc ngắt ưu tiên, 5 bộ nguồn Những Interrupt bị mất tác dụng sau khi hệ thống reset(bị câm) và sau đó được cho phép bởi việc cho phép ghi lên thanh ghi cho phép ngắt IE(Interrup Enable Register) ở địa chỉ A8H Mức ưu tiên được đặt vào thanh ghi ưu tiên ngắt IP(Interrupt Priority Level) tại địa chỉ B8H c ả 2 thanh ghi trên đều có bit địa chỉ

3.4.9 Thanh ghi điều khiển nguồn PCON (Power ControlRegister):

Thanh ghi PCON không có bit định vị Nó ở địa chỉ 87H bao gồm các bit địa chỉ tổng hợp Các bit PCON được tóm tắt như sau :

Bit 7 (S M O D ): Bit có tốc độ Baud ở mode 1, 2, 3 ở Port nối tiếp khi set.Bit 6, 5, 4 : Không có địa chỉ

Bit 3 (G F 1 ): B it 1 của cờ đa năng.Bit 2 (G F 0 ): Bit 2 của cờ đa năng.Bit 1 * (P D ): Set để khởi động mode Power Down và thoát để reset.Bit 0 * (ID L ): Set để khởi động mode Idle và thoát khi ngắt mạch hoặc reset

Các bit điều khiển Power Down và Idle có tác dụng chính trong tất cả các IC họ MSC-51 nhưng chỉ được thi hành trong sự biên dịch của CMOS

3.1.2 TÓM TẮT TẢP LÊNH CỦA 89C51:

Các chương trình được câu tạo từ nhiều lệnh, chúng được xây dựng logic, sự nôi tiếp của các lệnh được nghĩ ra một cách hiệu quả và nhanh chóng, kết quả của chương trình thì khả quan

Tập lệnh họ MSC-51 được sự kiểm tra của các mode định vị và các lệnh của chúng có các Opcode 8 bit Điều này cung cấp khả năng 28=256 lệnh được thi hành và một lệnh không được định nghĩa Vài lệnh có 1 hoặc 2 byte bởi dữ liệu hoặc địa chỉ thêm vào Opcode Trong toàn bộ các lệnh có 139 lệnh 1 byte, 92 lệnh 2 byte và 24 lệnh 3 byte

1 Các Chế Đô Đinh Vi ỈAddressine Mode) :

Các mode định vị là một bộ phận thống nhất của tập lệnh mỗi máy tính Chúng cho phép định rõ nguồn hoặc nơi gởi tới của dữ liệu ở các đường khác nhau tùy thuộc vào trạng thái của lập trình 89C51 có 8 mode định vị được dùng như sau :

Thanh ghi.Trực tiếp.Gián tiếp

Tức thời.Tương đối.Tuyệt đôi.Dài.Định vị.

1.1 Sư đinh vi thanh ghi (Register Addressing):

Có 4 dãy thanh ghi 32 byte đầu tiên của RAM dữ liệu trên Chip địa chỉ 00H -5- 1FH, nhưng tại một thời điểm chỉ có một dãy hoạt động các bit PSW3, PSW 4 của từ trạng thái chương trình sẽ quyết định dãy nào hoạt động

Các lệnh để định vị thanh ghi được ghi mật mã bằng cách dùng bit trọng số thấp nhất của Opcode lệnh để chỉ một thanh ghi ưong vùng địa chỉ theo logic này Như vậy 1 mã chức năng và địa chỉ hoạt động có thể được kết hợp để tạo thành một lệnh ngắn 1 byte như sau :

-1 -1 -1 -1

1 l _ -1 -1

1.2 -Sư đinh đia chỉ trực tiếp (Direct Addressing):

Sự định địa chỉ trực tiếp có thể truy xuất bất kỳ giá trị nào trên Chip hoặc thanh ghi phần cứng trên Chip Một byte địa chỉ trực tiếp được đưa vào Opcode để định rõ vị trí được dùng như sau :

-1 - 1 - 1 - 1 - 1 - 1 -

1 -ŨDCode

I I _I - 1 - 1 - 1 -

1 -Direct Addressing

Tùy thuộc các bit bậc cao của địa chỉ trực tiếp mà một trong 2 vùng nhớ được

chọn Khi bit 7 = 0, thì địa chỉ trực tiếp ở trong khoảng 0-ỉ-12(00H-ỉ-7FH) và 128 vị trí nhổ thấp của RAM trên Chip được chọn

1.3 sư đinh vi đỉa chỉ gián tiếp(Indirect Addressing):

Sự định địa chỉ gián tiếp được tượng trưng bởi ký hiệu @ được đặt trước RO R I hay DPTR RO và R I có thể hoạt động như một thanh ghi con trỏ mà nội dung của nó cho biết một địa chỉ trong RAM nội ở nơi mà dữ liệu được ghi hoặc được đọc Bit có trọng số nhỏ nhất của Opcode lệnh sẽ xác định RO hay R I được dùng con trỏ Pointer

I 1 I L _ I— I— L _

Chương 3: Giới thiệu các linh kiện chính sử dụng trong mạchVí dụ: để đưa nội dung 60 H vào RAM nội tại địa chỉ 50H ta làm như sau:

MOV R1,#50H MOV @ R 1,60H

Sự định địa chỉ tức thời được tượng trưng bởi ký hiệu # được đứng trước một hằng số, 1 biến ký hiệu hoặc một biểu thức số học được sử dụng bởi các hằng các ký hiệu, các hoạt động do người điều khiển Trình biên dịch tính toán giá trị và thay thê dữ liệu tức thời Byte lệnh thêm vô chứa trị sô dữ liệu tức thời như sau :

MOV A, # 12 <= Đưa trực tiếp số thập phân 12 vào A

MOV A, # 10 <= Đưa trực tiếp số Hex 10H (16D) vào A.MOV A, # 00010001B <= Đưa trực tiếpsố nhị phân này vào A

1.5 Sư đinh vi đỉa chỉ tương đối:

Sự định địa chỉ tương đối chỉ sử dụng với những lệnh nhảy nào đó Một địa chỉ tương đối(hoặc Offset) là một giá trị 8 bit mà nó được cộng vào bộ đếm chương trình PC để tạo thành địa chỉ một lệnh tiếp theo được thực thi Phạm vi của sự nhảy nằm trong khoảng -128 -ỉ-127 Offset tương đối được gắn vào lệnh như một byte thêm vào như sau :

Sự định vị tương đối đem lại thuận lợi cho việc cung câp mã vị ưí độc lập, nhưng bất lợi là chỉ nhảy ngắn trong phạm vi -128-Ỉ-127 byte

Sự định địa chỉ tuyệt đối được dùng với các lệnh ACALL và AJMP Các lệnh 2 byte cho phép phân chia trong trang 2K đang lưu hành của bộ nhớ mã của việc cung cấp 11 bit thấp để xác định địa chỉ trong trang 2K(A0-i-A10 gồm A10-Ỉ-A8 trong Opcode và A 7-A 0 trong byte) và 5 bit cao để chọn trang 2K(5 bit cao đang lưu hành trong bộ đếm chương trình là 5 bit Opcode)

- 1 -1 - - 1 -1 -1 -1Addr 10 + Addr 8

_1 1

O n r n r l e■1—— I -1 -

Sự định vị dài được dùng với lệnh LCALL và LJMP Các lệnh 3 byte này bao gồm một địa chỉ nơi gởi tới 16 bit đầy đủ là 2 byte và 3 byte cua lệnh

Ưu điểm của sự định dài là vùng nhớ mã 64K có thể được dùng hêt, nhược điểm là các lệnh đó dài 3 byte và vị trí lệ thuộc Sự phụ thuộc vào vị trí sẽ bất lợi bởi chương trình không thể thực thi tại địa chỉ khác

Sự định địa chỉ phụ lục dùng một thanh ghi cơ bản(cũng như bộ đếm chương trình hoặc bộ đếm dữ liệu) và Offset(thanh ghiA) trong sự hình thành 1 địa chỉ liên quan bởi lệnh JM P hoặc MOVC

Base Register Offset Effective Address

PC (or PDTR) ACC

Index Addressing.2 Các Kiểu Lênh (Instruction Twes) :

89C 51 chia ra 5 nhóm lệnh chính : Các lệnh sô" học

Lệnh logic.Dịch chuyển dữ liệu.Lý luận

Rẽ nhánh chương trình

Chương 3: Giới thiệu các linh kiện chính sử dụng trong mạchTừng kiểu lệnh được mô tả như sau :

2.1 Các lênh số hoc (Arithmetic ĩnstrustion):

ADD A, <src, byte>

ADD A, Rn : (A) 4— (A) + (Rn)ADD A, direct : (A) < - (A) + (direct)ADD A, @ Ri : (A) 4— (A) + ((Ri))ADD A, # data : (A) 4— (A) + # dataADDCA, Rn : (A) 4 - (A) + (C) + (Rn)ADDCA, direct : (A) 4 - (A) + (C) + (direct)ADDCA, @ Ri : (A) 4— (A) + (C) + ((Ri))ADDCA, # data : (A) 4 - (A) + (C) + # data

SUBB A, <src, byte>

SU BB A, Rn : (A) 4 - (A) - (C) - (Rn)SU BB A, direct : (A) 4 - (A) - (C) - (direct)SU BB A, @ Ri : (A) 4— (A) - (C) - ((Ri))SU BB A, # data : (A) 4 - (A) - (C) - # data

INC <byte>

INC A : (A) 4— (A) + 1 INC direct : (direct) 4— (direct) + 1 INC Ri : ((Ri)) 4 - ((Ri)) + 1INC Rn : (Rn) 4 - (Rn) + 1INC DPTR : (DPTR) 4 - (DPTR) + 1

DEC <byte>

DEC A : (A) 4 - (A) - 1

DEC direct : (direct) 4— (direct) - 1 DEC @ R i : ((Ri)) 4 - ((Ri)) - 1 DEC Rn : (Rn) 4 - (Rn) - 1

M U LL AB : (A) 4— LOW [(A) X (B )]; có ảnh hưởng cờ o v

: (B ) 4- HIGH [(A) X (B )]; CỜ Cary được xóa.DIV AB : (A) 4— Integer Result of [(A)/(B)]; cờ o v

: (B ) 4 - Remainder of [(A)/(B)]; CỜ Carry xóa DA A : Điều chỉnh thanh ghi A thành số BCD đúng trong phép cộng BCD (thường DA A đi kèm với ADD, ADDC)

Nếu [(A3-A0)>9] và [(AC)=1] (A3+A0) 4 - (A 3-A 0) + 6.

Nếu [(A7-A4)>9] và [(C )=l] 4= (A 7-A 4) 4 - (A 7-A 4) + 6

2.2 Các hoat đông logic (Logic Operation):

Tất cả các lệnh logic sử dụng thanh ghi A như là một trong những toán hạng thực thi một chu kỳ máy, ngoài A ra mất 2 chu kỳ máy Những hoạt động

logic có thể được thực hiện trên bất kỳ byte nào trong vị trí nhớ dữ liệu nội mà không qua thanh ghi A.

Các hoạt động logic được tóm tắt như sau :

ANL <dest - byte> <src - byte>

ANL A Rn : (A) <— (A) AND (Rn).ANL A, direct

ANL A ,@ Ri ANL A, # data ANL direct, A ANL direct, # data

(A) < - (A) AND (direct).(A) f - (A) AND ((Ri)).(A) (A) AND (# data),(direct) <— (direct) AND (A), (direct) < - (direct) AND # data

ORL <dest - byte> <src - byte>

ORL A, Rn : (A) < - (A) OR (Rn).ORL A, direct

ORL A ,@ Ri ORL A, # data ORL direct, A ORL direct, # data

(A) < - (A) OR (direct).(A) < - (A) OR ((Ri)).(A) < - (A) OR # data.(direct) <— (direct) OR (A), (direct) <— (direct) OR # data

XRL <dest - byte> <src - byte>

X R L A, Rn : (A) < - (A )) (Rn) X R L A, direct : (A) <— (A)X R L A ,@ Ri :( A ) < - ( A )X R L A, # data : (A) < - (A)X R L direct, A : (direct)X R L direct, # data : (direct) <—

) (direct).) ((Ri))-) # data.(d irect)) (A), (d irect)) # data

y = a) b = ab + abCLR A : ( A ) < - 0

CLR c : ( C ) < - 0CLR Bit : (Bit) <- 0RL A : Quay vòng thanh ghi A qua trái 1 bít

(An + 1) <— (An); n = 0+6(Ao) <— (A7)

RLC A : Quay vòng thanh ghi A qua trái 1 bit có cờ Carry

(An + 1) < - (An); n = O-i-6(C) < - (A7)

(Ao) <— (C)RR A : Quay vòng thanh ghi A qua phải 1 bit

(An + 1) (An); n = 0+6

(Ao) —> (A7)

Chương 3: Giới thiệu các linh kiện chính sử dụng trong mạchRRC A : Quay vòng thanh ghi A qua phải 1 bit có cờ Carry

(An + 1) —> (An); n = O-i-6 (C) —> (A7)

(Ao) —> (C)SW APA : Đổi chỗ 4 bit thấp và 4 bit cao của A cho nhau (A3-A0)V(A7-S-A4)

Sau đây là sự tóm tắt từng hoạt động của lệnh nhảy.JC rel : Nhảy đến “re l” nếu cờ Carry c = 1.

JNC rel : Nhảy đến “re l” nếu cờ Carry c = 0.JB bit, r e l: Nhảy đến “re l” nếu (bit) = 1

JNB bit, r e l : Nhảy đến “re l” nếu (bit) = 0.JB C bit, r e l : Nhảy đến “re l” nếu bit = 1 và xóa bit.ACALL addrl 1 : Lệnh gọi tuyệt đối trong page 2K

(PC) < - (PC) + 2 (SP) < - (SP) + 1 ((SP)) < - (PC7-Ì-PC0)(SP) < - (SP) + 1 ((SP)) < - (PC15-Ỉ-PC8)(PC10-Ỉ-PC0) <— page Address.LCALL addrló : Lệnh gọi dài chương trình con trong 64K

(PC) < - (PC) + 3 (SP) ^ (SP) + 1 ((SP)) < - (PC7-Ỉ-PC0)(SP) < - (SP) + 1 ((SP)) (PC15-PC8)(PC) < - Addrl5-Addr0.RET : K ết thúc chương trình con trở về chương trình chính

(PC 15-PC 8) < - (SP)(SP) (SP) - 1 (PC 7-PC 0) ^ ((SP))(S P ) < - ( S P ) - 1 RETI : K ết thúc thủ tục phục vụ ngắt quay về chương trình chính hoạt động tương tự như RET.

AJMP Addrl 1 : Nhảy tuyệt đôi không điều kiện trong 2K

(PC) < - (PC) + 2 (PC10-Ỉ-PC0) page Address.LJM P Addrló : Nhảy dài không điều kiện trong 64K

Hoạt động tương tự lệnh LCALL.SJM P r e l : Nhảy ngắn không điều kiện trong (-128-Ỉ-127) byte

(PC) < - (PC) + 2 (PC) < - (PC) + byte 2JM P @ A + DPTR:Nhảy không điều kiện đến địa chỉ (A) + (DPTR)

(PC) < - (A) + (DPTR)JZ r e l : Nhảy đến A = 0 Thực hành lệnh k ế nếu A ^ 0

(PC) < - (PC) + 2(A) = 0 < = (PC) < - (PC) + byte 2JNZ rel : Nhảy đến A ^ 0 Thực hành lệnh kê nêu A = 0

(PC) < - (PC) + 2 < > 0 <^= (PC) < - (PC) + byte 2

CJNE A, direct, r e l : So sánh và nhảy đến A * direct

(PC) < - (PC) + 3(A) < > (direct) <= (PC) < - (PC) + Relative Address.(A) < (direct) <= c = 1

(A) > (direct) $= c = 0 (A) = (direct) Thực hành lệnh k ế tiếp CJNE A, # data, r e l : Tương tự lệnh O N E A, direct, rel.O N E Rn, # data, r e l : Tương tự lệnh O N E A, direct, rel.O N E @ Ri, # data, r e l : Tương tự lệnh O N E A, direct, rel

DJNZ Rn, r e l : Giảm Rn và nhảy nếu Rn * 0.

(PC) < - (PC) + 2(Rn) < - (Rn) -1(Rn) < > 0 <= (PC) < - (PC) + byte 2.DJNZ direct, r e l : Tương tự lệnh DJNZ Rn, rel.

2.4 Các lênh dich chuyến dữ liệu :

Các lệnh dịch chuyển dữ liệu trong những vùng nhớ nội thực thi 1 hoặc 2 chu kỳ máy Mẩu lệnh MOV <destination>, <source> cho phép di chuyển dữ liệu bất kỳ 2 vùng nhớ nào của RAM nội hoặc các vùng nhớ của các thanh ghi chức năng đặc biệt mà không thông qua thanh ghi A

Vùng Stack của 89C51 chỉ chứa 128 byte RAM nội, nếu con trỏ Stack SP được tăng quá địa chỉ 7FH thì các byte được PUSH vào sẽ mất đi và các byte POP ra thì không biết rõ

Các lệnh dịch chuyển bộ nhớ nội và bộ nhớ ngoại dùng sự định vị gián tiếp Địa chỉ gián tiếp có thể dùng địa chỉ 1 byte(@ Ri) hoặc địa chỉ 2 byte(@ DPTR) Tất cả các lệnh dịch chuyển hoạt động trên toàn bộ nhớ ngoài thực thi trong 2 chu kỳ máy và dùng thanh ghi A làm toán hạng DESTINATION

V iệc đọc và ghi RAM ngoài(RD và WR) chỉ tích cực trong suốt quá trình thực thi của lệnh M OVX, còn binh thường RD và W R không tích cực(mức 1)

Tất cả các lệnh dịch chuyển đểu không ảnh hưởng đến cờ Hoạt động của từng lệnh được tóm tắy như sau :

MOV A,Rn : (A) < - (Rn)MOV A, direct : (A) <— (direct)MOV A, @ Ri : (A) < - ((Ri))MOV A, # data : (A) < - # data

MOV Rn, A : (Rn) < - (A)

MOV Rn, direct : (Rn) <— (direct)MOV Rn, # data : (Rn) # data MOV direct, A : (direct) <— (A)MOV direct, Rn : (direct) <— (Rn)MOV direct, direct : (direct) <— (direct)

MOV direct, @ Ri : (direct) <r- ((Ri))MOV direct, # data : (direct) <r- data

MOV @ Ri, A : ((Ri)) < - (A)

MOV @ Ri, direct : ((Ri)) <— (direct)

MOV @ Ri, # data : ((Ri)) < - # dataMOV DPTR, # data 16 : (DPTR) < - # data 16MOV A, @ A + DPTR : (A) < - (A) + (DPTR)MOV @ A + PC : (PC) < - (PC) + 1

(A) <— (A) + (PC)

M OVX A, @ Ri : (A) <— ((Ri))

Chương 3: Giới thiệu các linh kiện chính sử dụng trong mạch