Đề tài Nghiên cứu sử dụng chip vi điều khiển avr và ứng dụng trong truyền dữ liệu không dây
Đây là một họVi Điều Khiển tuy đã xuất hiện khá lâu ởnước ngoài, nhưng đối với Việt
Nam thì việc tìm hiểu và ứng dụng họVĐK vẫn còn hạn chế. Mặc dù hiện nay họvi điều khiển
8051 được sửdụng khá rộng rãi và rất quen thuộc, tuy nhiên nếu ai đã từng làm quen với AVR sẽ
thấy rằng Chip AVR có rất nhiều đặc tính mới nổi trội hơn so với họ8051 . Lý do đểchọn Chip
AVR cụthểlà AVR AT90S8535 đểthực hiện đềtài là :
Thứnhất, AVR là họVi điều khiển mới có nhiều tính năng, khảnăng xửlí nhanh
so với các họvi điều khiển khác . Chip AT908535 (sửdụng thạch anh 8Mhz) có
tốc nhanh gấp 8 lần so với Chip 89C51 (sửdụng thạch anh 12Mhz), đồng thời
điện năng tiêu thụthấp .
Hai là AT90S8535 được tích bộADC 10 bit 8 kênh , có khảnăng chống nhiễu cao
và đặc biệt có thểlập trình đểchọn xung nhịp cấp cho ADC . Việc tích hợp bộ
ADC sẽgiảm bớt đáng kểthiết kếchi tiết phần cứng đồng thời dễdàng kiểm soát
chế độhoạt động của ADC thông qua thanh ghi trạng thái. Tốc độlấy mẫu có thể
lập trình được và có thể đạt đến 200 kSps ( 200 mẫu một giây ) điều mà các bộ
ADC rời ít đạt đến hoặc giá thành rất mắc.
Ứng dụng chip AVR AT90S8535 trong việc chuyển đổi tín hiệu tương tựsang tín hiệu số
. Tín hiệu tương tự ở đây là tín hiệu điện áp được lấy từcác bộcảm biến hay tín hiệu âm tần vv
Sau khi đã chuyển đổi các tín hiệu từtương tựsang tín hiệu số, sẽtiến hành việc truyền
tín hiệu sốtừbên phát sang bên thu thông qua sóng vô tuyến ởcựly tương đối. Phía bên bộthu
có nhiệm vụphục hồi tín hiệu đã phát và xửlý hoặc truyền vềmáy tính xửlý.
17 trang |
Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 3382 | Lượt tải: 3
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đề tài Nghiên cứu sử dụng chip vi điều khiển avr và ứng dụng trong truyền dữ liệu không dây, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ
TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
µ ¶
BÁO CÁO NGHIÊN CỨU
KHOA HỌC SINH VIÊN
Đề tài:
NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CHIP VI ĐIỀU
KHIỂN
AVR VÀ ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN DỮ
LIỆU KHÔNG DÂY
SVTH : LIN MINH DŨNG
MSSV : 00ĐĐT025
LỚP :00ĐT1
Niên khoá 2000 – 2005
Phần I: Tổng quan về đề tài
I.1 Đặt vấn đề Trang 1
I.2 Mục tiêu đề tài Trang 1
Phần II: Nội dung của đề tài
II.1 Giới thiệu sơ lược vi điều khiển AVR AT908535 Trang 2
I.1.1 Mô tả Trang 2
1.1.2 Đặt tính của AT90S8535 Trang 4
II.2 Thiết kế và thi công Trang 6
II.2.1 Sơ đồ khối và cấu trúc của hệ thống Trang 6
II.2.2 Thiết kế hệ thống phát Trang 7
II.2.2.1 Nguyên lí hoạt động Trang 7
II.2.2.2 Thiết kế phần cứng Trang 7
II.2.3 Thiết kế hệ thống thu dữ liệu Trang 10
II.2.3.1 Nguyên lí hoạt động Trang 10
II.2.3.2 Thiết kế phần cứng Trang 11
Phần III : Kết luận
III.1 Thi công Trang 13
III.2 Ý nghĩa khoa học và ứng dụng thực tiễn Trang 13
III.2.1 Ý nghĩa khoa học Trang 13
III.2.2 Ứng dụng thực tiễn Trang 14
III.3 Kết luận Trang 14
Phần IV : Tài liệu tham khảo
PHẦN I :
TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
I.1 Đặt vấn đề
Ngày nay, những ứng dụng của Vi điều khiển đã đi sâu vào đời sống sinh hoạt và sản xuất
của con người. Thực tế hiện nay là hầu hết các thiết bị điện dân dụng hiện nay đều có sự góp mặt
của Vi Điều Khiển và vi xử lí . Ứng dụng vi điều khiển trong thiết kế hệ thống làm giảm chi phí
thiết kế và hạ giá thành sản phẩm đồng thời nâng cao tính ổn định của thiết bị và hệ thống.
Trên thị trường có rất nhiều họ vi điều khiển: họ 8051 của Intel, 68HC11 của Motorola,
Z80 của hãng Eilog, PIC của hãng Microchip, H8 của Hitachi,vv.. và cuối cùng là AVR của hãng
Atmel.
AVR là họ Vi điều khiển khá mới trên thị trường cũng như đối với người sử dụng. Đây là
họ VĐK 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.
Sự ra đời của AVR bắt nguồn từ yêu cầu thực tế là hầu hết khi cần lập trình cho vi điều
khiển, chúng ta thường dùng những ngôn ngữ bậc cao HLL (Hight Level Language) để lập trình
ngay cả với loại chip xử lí 8 bit trong đó ngôn ngữ C là ngôn ngữ phổ biến nhất. Tuy nhiên khi
biên dịch thì kích thước đoạn mã sẽ tăng nhiều so với dùng ngôn ngữ Assembly. Hãng Atmel
nhận thấy rằng cần phải phát triển một cấu trúc đặc biệt cho ngôn ngữ C để giảm thiểu sự chênh
lệch kích thước mã đã nói trên . Và kết quả là họ vi điều khiển AVR ra đời với việc làm giảm
kích thước đoạn mã khi biên dịch và thêm vào đó là thực hiện lệnh đúng đơn chu kỳ máy với 32
thanh ghi tích lũy và đạt tốc độ nhanh hơn các họ vi điều khiển khác từ 4 đến 12 lần. Vì thế
nghiên cứu AVR là một đề tài khá lý thú và giúp cho sinh viên biết thêm một họ vi điều khiển
vào loại mạnh nhất hiện nay.
Ngày nay công nghệ không dây đang phát triển rất mạnh . Với các thiết bị không dây
ngày càng hiện đại cho phép người sử dụng thỏa mãn những nhu cầu về giải trí cũng như trong
điều khiển sản xuất mà không cần dây nối. Nó thực sự tiện ích và tạo cảm giác thoải mái cho
người sử dụng. Truyền tín hiệu số không dây là một đề tài có nhiều ứng dụng thực tế nhất là
trong lĩnh vực điều khiển từ xa và truyền số liệu.
I.2 Mục tiêu đề tài
- Nghiên cứu về AVR và các vấn đề liên quan như thi công mạch nạp, các chương
trình phần mềm hỗ trợ lập trình.
- Lập trình chip AT90S8535 sử dụng bộ ADC 10 bit để lấy mẫu tín hiệu và truyền
tín hiệu dạng song song 4 bit.
- Khảo sát khả năng truyền dữ và tầm xa của module thu phát vô tuyến của bộ
chuông số bán trên thị trường.
- Ứng dụng bộ thu phát vô tuyến cho việc truyền tín hiệu đã được số hoá để truyền
đi xa.
PHẦN II :
NỘI DUNG ĐỀ TÀI
II.1 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VI ĐIỀU KHIỂN AVR AT90S8535
II.1.1 Mô tả
AT 90S8535 là bộ vi điều khiển CMOS 8 bit tiêu thụ điện năng thấp dựa trên kiến trúc
RISC. Với công nghệ này cho phép các lệnh thực thi chỉ trong một chu kì nhịp xung, vì thế tốc
độ xử lý dữ liệu có thể đạt đến 1 triệu lệnh trên giây ở tần số 1 Mhz. Vi điều khiển này cho phép
người thiết kế có thể tối ưu hoá mức độ tiêu thụ năng lượng mà vẫn đảm bảo tốc độ xử lí.
Phần cốt lõi của AVR kết hợp tập lệnh phong phú về số lượng với 32 thanh ghi làm việc
đa năng. Toàn bộ 32 thanh ghi đều được nối trực tiếp với ALU (Arithmetic Logic Unit), cho phép
truy cập 2 thanh ghi độc lập bằng một chu kì xung nhịp. Kiến trúc đạt được có tốc độ xử lý nhanh
gấp 10 lần vi điều khiển dạng CISC thông thường.
Hình II.1 dưới đây thể hiện sơ đồ cấu trúc bên trong của AT90S8535.
Hình II.1 Sơ đồ cấu trúc của AVR AT 90S8535
II.1.2 Đặc tính của AT90S8535
Được chế tạo theo kiến trúc RISC, hiệu cao và điện năng tiêu thụ thấp
Bộ lệnh gồm 118 lệnh, hầu hết đều thực thi chỉ trong một chu kì xung nhịp
32x8 thanh ghi làm việc đa dụng.
8KB Flash ROM lập trình được ngay trên hệ thống
o Giao diện nối tiếp SPI cho phép lập trình ngay trên hệ thống
o Cho phép 1000 lần ghi/xoá
Bộ EEPROM 512 byte .
o Cho phép 100.000 ghi/xoá.
Bộ nhớ SRAM 512 byte.
Bộ biến đổi ADC 8 kênh, 10 bit .
32 ngõ I/O lập trình được
Bộ truyền nối tiếp bất đồng bộ vạn năng UART
Vcc=2.7V đến 6V
Tốc độ làm việc: 0 đến 8 Mhz
Tốc độ xử lí lệnh đến 8 MIPS ở 8 MHz nghĩa là 8 triệu lệnh trên giây
Bộ đếm thời gian thực (RTC) với bộ dao động và chế độ đếm tách biệt
2 bộ Timer 8 bit và 1 bộ Timer 16 bit với chế độ so sánh và chia tần số tách biệt và chế độ
bắt mẫu.
Ba kênh điều chế độ rộng xung PWM
Có đến 13 interrupt ngoài và trong
Bộ định thời Watchdog lập trình được. tự động reset khi treo máy
Bộ so sánh tương tự
Ba chế độ ngủ : chế độ rỗi (Idle), tiết kiệm điện ( Power save) và chế độ Power Down
Sau đây là bảng so sánh những đặc tính giữa AT90S8535 với họ AT89C51.
Bảng 1:
Đặc tính AT90S8535 AT89C51
Flash ROM - 8K Byte có thể lập trình trên
hệ thống
-4 KB
EEPROM - 512 byte - Không
RAM nội - 512 byte SRAM - 128 byte RAM
Bộ Timer -2 bộ timer 8 bit
- 1 bộ timer 16 bit
- 1 bộ watchdog timer
- 2 bộ timer 16 bit
Bộ ADC - 1 bộ ADC 8 kênh 10 bit - Không
Giao thức truyền nối tiếp
chủ/tớ
- Có - Không
Bộ PWM - Bộ điều chế PWN 8-,9-và 10-
bit
- Không
Bộ truyền nối tiếp UART - Có 2 chế độ - Có 4 chế độ
Bộ so sánh tương tự -Có - Không
Nguồn ngắt (Interrupt) - Có 17 nguồn ngắt - Có 6 nguồn ngắt
Tần số hoạt động - 0 ÷8 Mhz - (0 ÷24 Mhz)/12
Điện áp tiêu thụ Thạch anh 4 Mhz , VCC=3V:
- Trạng thái tích cực : 6.4mA
- Trạng thái rỗi : 1.9mA
- Trạng Power Down : < 1 uA
Thạch anh 12Mhz,
VCC=3V:
-Trạng thái tích cực : 20 mA
-Trạng thái rỗi : 5 mA
-Trạng Power Down : < 40
uA
Giá thành ( tại thị trường
Việt Nam)
- 110.000đ - 17.000đ
Qua bảng so sánh có thể thấy rằng AT908535 không những thừa kế những ưu điểm của
AT89C51 mà còn có những đặc tính mới khá hoàn thiện, hiệu suất cao hơn hẳn và tốc độ xử lí
cao gấp nhiều. Tuy nhiên một trở ngại lớn đó là giá thành còn khá cao (có thể một phần do chưa
được sử dụng rộng rãi).
II.2 THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH
II.2.1 Sơ đồ khối và cấu trúc của hệ thống
I
ADC ( Analog to Digital Convert ) : bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số
UART (Universal Asynchronous Receiver and Transmitter):bộ thu phát tín hiệu bất đồng
bộ vạn năng
RF (Radio Frequency) : sóng vô tuyến
VREF
DATA IN
AT 90S8535
Bộ cảm
biến nhiệt
độ..
ADC
Module mã
hoá tín hiệu
và phát RF
Hình II.2 Sơ đồ khối bên phát
VĐK
AT 89C2051 Module thu RF
Giải mã tín
hiệu nối tiếp
ra song song
H II.3 Sơ đồ khối bên thu
Khối
hiển thị
II.2.2 Thiết kế phần hệ thống phát
II.2.2.1. Nguyên lý hoạt động
Tín hiệu tương tự cụ thể trong đề tài này là tín hiệu nhiệt độ lấy từ IC cảm biến LM35 sẽ
được chuyển đổi sang tín hiệu số nhờ bộ ADC tích hợp sẵn trong AVR . Ta có thể lấy tín hiệu
nhiệt độ khác nhau thông qua 8 bộ cảm biến LM35. Tín hiệu mỗi nơi được xem như một kênh và
lần lược được chuyển đổi ADC theo qui tắc hỏi vòng. Sau khi chuyển đổi xong tín hiệu của một
kênh, dữ liệu lúc này là 10 bit, để dễ dàng trong xử lý ta chỉ xét 8 bit (tức bỏ 2 bit cao). AVR sẽ
chia 8 bit thành 2 nữa 4 bit và gởi đến bộ mã hoá. Bộ mã hoá mỗi lần thực hiện mã hoá 4 bit dữ
liệu kèm theo 8 bit địa chỉ để xác định module thu nào được quyền nhận . Tín hiệu ngõ ra bộ mã
hoá lúc này là tín hiệu số dạng nối tiếp sẽ được đưa vào module phát. Tại đây tín hiệu số được
điều chế ASK và được bức xạ ra Anten phát đi. Module phát chính là mạch phát tín hiệu của bộ
chuông cửa số có bán trên thị trường. Mạch phát này có thể phát ở khoảng cách 80 m đến 100 m
tuỳ điều kiện địa hình.
II.2.2.2. Thiết kế phần cứng hệ thống phát
Như đã nói ở trên việc tích hợp sẵn bộ ADC trong chip đã giảm đi rất nhiều khối lượng công
việc thiết kế cả về phần cứng và phần mềm. Thay vì phải thiết kế thêm bộ ADC ngoài thì với bộ
ADC tích hợp sẵn, ta chỉ cần đưa tín hiệu tương tự cần chuyển đổi vào . Việc định cấu hình hoạt
động bao gồm cấp xung clock, chế độ hoạt động, tốc độ chuyển đổi có thể thực hiện dễ dàng
bằng cách định giá trị cho các thanh ghi chức năng của bộ ADC.
II.2.2.2.1 Định cấu hình cho bộ ADC :
Chế độ hoạt động : đơn chuyển đổi (Single Conversion Mode : chuyển đổi không liên
tục).
Xung nhịp : 7,3728(Mhz)/128 (dùng thạch anh 7.3728 Mhz).
Chu kì chuyển đổi : 13 dến 14 xung nhịp .
Tần số lấy mẫu :4.43KSps ( trên 4,43 nghìn mẫu/giây).
Nguồn ADC : 5V
AREF (điện áp tham chiếu ) : 5V
Riêng đối với module phát, ta ứng dụng mạch remote của bộ phát chuông số có bán trên thị
trường.
II.2.2.2.2 Bộ mã hoá PT2262
Đây là bộ IC tích hợp đi cặp là IC giải mã PT2272. Có chức năng mã hóa dữ liệu và địa chỉ
dạng song song thành mã dạng nối tiếp để phù hợp với các module phát vô tuyến và hồng ngoại .
Nó có tất cả 12 chân địa chỉ 3 trạng thái từ đó cung cấp số mã địa chỉ lên đến 531.441 (312). Vì
thế nó nâng cao tính bảo mật và tránh trường hợp truyền sai địa chỉ hoặc trùng địa chỉ.
Sơ đồ khối của IC PT2262 :
Hoạt động của PT2262 như sau: PT2262 sẽ mã hoá các địa chỉ hay dữ liệu từ các chân
A0~A5 và A6/D5~A1/D0 thành tín hiệu đặc biệt và xuất ra ở ngõ Dout khi chân TE được đặt ở
mức thấp. Tín hiệu này sẽ được cấp vào bộ điều chế của module phát hồng ngoại hay vô tuyến để
phát đi xa.
Một khung truyền bao gồm các tín hiệu thành phần như sau :
Dạng sóng của các bit địa chỉ và dữ liệu :
Dạng sóng của bit Syn (bit đồng bộ):
: chu kỳ của xung clock
8 bit địa chỉ 4 bit dữ liệu Syn.Bit
Sơ đồ nguyên lý khối phát tín hiệu :
J2
PB
1
2
3
4
5
6
7
8
U1
AT90S8535
9
18
19
20
29
30
31
40
21
22
23
24
25
26
27
28
10
11
12
13
14
15
16
17
1
2
3
4
5
6
7
8
39
38
37
36
35
34
33
32RESET
PD4/OC1B
PD5/OC1A
PD6/ICP
PC7
AVCC
AGND
PA0/AD0
PD7/OC2
PC0
PC1
PC2
PC3
PC4
PC5
PC6
VC
C
G
N
D
XTAL2
XTAL1
PD0(RXD)
PD1/TXD
PD2/INT0
PD3/INT1
PB0/T0
PB1/T1
PB2/AIN0
PB3/AIN1
PB4/SS
PB5/MOSI
PB6/MISO
PB7/SCK
PA1/AD1
PA2/AD2
PA3/AD3
PA4/AD4
PA5/AD5
PA6/AD6
PA7/AD7
AREF
CHANEL 2
R1
75
U3
LM35D/TO
1
2
3
G
N
D VOUT
+V
S D2
C5
1u
C2
33p
VCC
C7
104
R5
75
C3
0.1u
CHANEL 1R6100
C6
104
CHANEL 1
U2 LM35D/TO
1
2
3
G
N
D VOUT
+V
S
C1
33p
/TE
VCC
7.3728Mhz
ZTA
J3
CON5
1
2
3
4
5
CHANEL2
C4
1u
J1
CON2
1
2
Maïch chuyeån ñoåi tín hieäu nhieät ñoä
D3
VCC
D0
VCC
VCC
D1
Dữ liệu 4 bit song song từ AVR sẽ được đưa vào các chân dữ liệu từ D0 đến D3 của PT2262 và
chân /TE sẽ được đưa vào chân TE của PT2262 để cho phép PT2262 mã hoá. Tín hiệu từ Dout
của PT2262 sẽ đưa vào ngõ DATA IN của module phát RF để điều chế và bức xạ ra ngoài.
VCC
Q1
A1015
E1
ANTENNA
C7
2.2n
VCC
R4
1k
R2
100
L1
10uH
C4
10p
R3
5K6
J2
CON3
1
2
3
C6
18p
C8
103
Hình II.2.4 Sô ñoà nguyeân lyù module phaùt
C5
15p
DATA IN
II.2.3 Thiết kế phần hệ thống thu
II.2.3.1 Nguyên lý hoạt hộng :
Tín hiệu ASK thu được ở module thu sẽ được giải điều chế để cho ra dạng xung nối tiếp.
Sau đó tín hiệu nối tiếp qua bộ sửa để khôi phục dạng xung vuông . Khi đã đạt được dạng sóng
như bên phát, tín hiệu này sẽ được đưa qua bộ giải mã IC PT227 . PT2272 sau khi kiểm tra đúng
địa chỉ sẽ thực hiện giải mã để xuất ra tín hiệu song song 4 bit. Vi điều khiển 89C2051 sẽ đọc vào
2 lần tín hiệu 4 bit để ghép thành 1 byte sau đó thực hiện xử lí và hiển thị ra LED 7 đoạn.
Hoạt động của IC PT2272
IC PT 2272 sẽ trong trạng thái chờ khi bật nguồn, khi có tín hiệu từ bộ mã hoá thì sẽ xuất
hiện một tín hiệu ở ngõ DIN cho phép nhận tín hiệu. Địa chỉ đưa vào sẽ được so sánh phần địa
chỉ đã được quy định sẵn trên các chân địa chỉ của PT2272 . Sau khi so sánh nếu địa chỉ giống
nhau thì dữ liệu sẽ được lưu vào bộ nhớ đệm. Lúc này nó vẫn tiếp tục so sánh các bit địa chỉ 2 lần
nữa nếu đúng thì chân VT mới được kích để thông báo rằng dữ liệu là hợp lệ. Các chân ngõ ra sẽ
được reset trước khi chốt 4 bit data ở ngõ ra.
Để thay đổi các địa chỉ ta chỉ cần điều chỉnh công tắc ở các chân địa chỉ từ A0~A7 .Có thể
thay thế PT2262 bằng HT12D
II.2.3.2 Thiết kế phần cứng
Sơ đồ nguyên lý của mạch :
A
b3
U12
AT89C2051
1
1213141516171819
2 0
23678911 54
RST/VPP
P1.0/AIN0
P1.1/AIN1
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
V C C
P3.0/RXD
P3.1/TXD
P3.2/INTO
P3.3/INT1
P3.4/T0
P3.5/T1
P3.7
XTAL1
XTAL2
c4
U9led7d2
12345
678910
ed
VCC.cp
baVCC
fg
VCC
R13
R
D
e1
VCC
R17
R
e2
R21
R
C233p
a3
R15
R
VCC
a1b4
g2
U10
led7d3
12345
678910
ed
VCC.cp
baVCC
fg
c2d3
e3
R24
R
e2
U11
led7d4
12345
678910
ed
VCC.cp
baVCC
fg
VCC
C
L3
b1
R18
R
C
a4 e3
B
Y1
ZTA
R32
R R30
R
OUT
C
f3 f2
a1b4
d2
R23
R
f1
g1
g1
d1
B
a2
B
R2100
VCC
DD
L1
d1
U8
led7d1
54321
9 10876
pc
VCC.de
f gVCC
ab
R28
R
g4
L3
R20
R
U64511
7126345
1312111091514
1 68 ABCDLTBILE
ABCDEFG
V D DV S S
g3
L4
g3
R16
R
b2
VCC
g2f4
c3
R7R
L4 B
R19
R
d3
d4
SW
3
SW
DIP-8
12345678
161514131211109
a3
A
U44511
7126345
1312111091514
1 68 ABCDLTBILE
ABCDEFG
V D DV S S
A
b3
A
b1f3
e4
R29
R
d2
R22
RR31
R R9R
C
C5C
R3R
c3 e1
R310K
R10
R
SW
2
ñoåi keânh
c1c4
C8104
d4
C133p
f4
R4R
C
D
f2g4
VCC
J4
CON2 12
VCC
R12
R
a2
R27
R
L2
R11
R
M
aïch nguyeân lyù heä thoáng thu
VCC
f1b2
U14HT12D/SO
1 0
151617
18
1 9
11121314
23456789
V S S
DIN
OSC2
OSC1
VT
V D D
D8D9
D10
D11
A0A1A2A3A4A5A6A7
e4
c2
SW
1
R5R
a4
R25
R
D
VCC
L1
U74511
7126345
1312111091514
1 68 ABCDLTBILE
ABCDEFG
V D DV S S
ROSC
R
U54511
7126345
1312111091514
1 68 ABCDLTBILE
ABCDEFG
V D DV S S
L2B
R8RR14
RR26
R
c1
A
Sơ đồ nguyên lý module thu vô tuyến
L2
10uHC92200pF
U1E
11
10
R10
7k5
C2
100pF
U1F
13
12
C82200pF
Hình II.2.6 Sô ñoà nguyeân lyù module thu RF
C1
1uF
VCC
L110uH
R310k
C4
100pF
J1CON3
123
R947kD24148
Q1
1915
OUT
R7470k
VCC
VCC
R4
220K
VCC
R5470k
OUT
C54p
R8510
VCC
VCC
C6
8pF
R6
47k
U1A
CD4069UB
1
2
1 47
C31uF
C10
680pF
R11M
D14148
C739pF
U1D
9
8
U1B
3
4
R11
4k7
R2
2M
PHẦN III :
KẾT LUẬN
III.1 THI CÔNG
Đã thực hiện thi công mạch phát và mạch thu. Mạch chạy ổn định, mạch thu hiển thị nhiệt độ
chính xác. Ngoài ra còn thi công các mạch hỗ trợ cho việc thực hiện đề tài như : mạch nạp AVR.
III.2 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ ỨNG DỤNG THỰC TIỄN
III.2.1 Ý nghĩa khoa học
Đây là một họ Vi Điều Khiển tuy đã xuất hiện khá lâu ở nước ngoài, nhưng đối với Việt
Nam thì việc tìm hiểu và ứng dụng họ VĐK vẫn còn hạn chế . Mặc dù hiện nay họ vi điều khiển
8051 được sử dụng khá rộng rãi và rất quen thuộc, tuy nhiên nếu ai đã từng làm quen với AVR sẽ
thấy rằng Chip AVR có rất nhiều đặc tính mới nổi trội hơn so với họ 8051 . Lý do để chọn Chip
AVR cụ thể là AVR AT90S8535 để thực hiện đề tài là :
Thứ nhất, AVR là họ Vi điều khiển mới có nhiều tính năng, khả năng xử lí nhanh
so với các họ vi điều khiển khác . Chip AT908535 (sử dụng thạch anh 8Mhz) có
tốc nhanh gấp 8 lần so với Chip 89C51 (sử dụng thạch anh 12Mhz), đồng thời
điện năng tiêu thụ thấp .
Hai là AT90S8535 được tích bộ ADC 10 bit 8 kênh , có khả năng chống nhiễu cao
và đặc biệt có thể lập trình để chọn xung nhịp cấp cho ADC . Việc tích hợp bộ
ADC sẽ giảm bớt đáng kể thiết kế chi tiết phần cứng đồng thời dễ dàng kiểm soát
chế độ hoạt động của ADC thông qua thanh ghi trạng thái. Tốc độ lấy mẫu có thể
lập trình được và có thể đạt đến 200 kSps ( 200 mẫu một giây ) điều mà các bộ
ADC rời ít đạt đến hoặc giá thành rất mắc.
Ứng dụng chip AVR AT90S8535 trong việc chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số
. Tín hiệu tương tự ở đây là tín hiệu điện áp được lấy từ các bộ cảm biến hay tín hiệu âm tần vv…
Sau khi đã chuyển đổi các tín hiệu từ tương tự sang tín hiệu số, sẽ tiến hành việc truyền
tín hiệu số từ bên phát sang bên thu thông qua sóng vô tuyến ở cự ly tương đối. Phía bên bộ thu
có nhiệm vụ phục hồi tín hiệu đã phát và xử lý hoặc truyền về máy tính xử lý.
I.2.2 Ứng dụng thực tiễn :
Việc nghiên cứu họ Chip AVR sẽ chỉ ra một hướng mới trong việc sử dụng vi điều khiển,
với những tính năng mới người thiết kế có thể giảm thời gian cho việc thiết kế phần cứng và dễ
dàng hơn trong việc thiết kế phần mềm. Và vì thế đề tài không chỉ dừng lại trong việc sử dụng
chip AVR mà còn giới thiệu đến sinh viên về một trong các họ Vi điều khiển mạnh nhất hiện nay.
Đề tài trên có thể được ứng dụng trong việc bảo quản hàng hoá . Trong các kho chứa hàng
hoá đặc biệt là các loại hàng hoá cần nhiệt độ ổn định trong bảo quản, thì việc theo dõi nhiệt độ
khắp phòng là cần thiết, bởi nếu có sự chênh lệch nhiệt độ giữa các góc phòng thì có thể dẫn đến
hư hại hàng hoá mà người bảo quản không hề hay biết. Thiết kế một hệ thống theo dõi nhiệt độ ở
các vị trí khác nhau trong một kho hàng sẽ giúp người bảo quản có thể giám sát nhiệt độ trong
kho một cách hiệu quả cũng như đưa những xử lí kịp thời khi xảy ra tình trạng nhiệt độ tăng hay
giảm không đáp ứng tiêu chuẩn bảo quản.
Một trong những ứng dụng thực tế là trong ngành khí tượng thuỷ văn . Thông thường các
trạm khí tượng thuỷ văn thường đặt tại vùng núi cao, hiểm trở. Mỗi trạm có những thiết bị đặt rải
rác xung quanh và cách xa nhau. Do điều kiện địa hình đồi núi nên gây rất khó khăn cho nhân
viên trạm trong việc thu thập các thông tin số liệu như nhiệt độ, tốc độ gió … Vì thế nếu xây
dựng một hệ thống truyền dữ liệu không dây sẽ giúp nhân viên trạm không cần di chuyển cực
nhọc mà vẫn thu thập dữ liệu một cách đầy đủ, thường xuyên và do đó chính xác hơn.
Với hệ thống trên giúp chúng ta có thể thu thập dữ liệu ở nhiều nơi khác nhau, thậm chí
tại những nơi độc hại, nguy hiểm hay những nơi mà việc dùng dây dẫn khó thực hiện được. Với
sóng vô tuyến ta có thể dữ liệu đi xa vàkhắc phục hạn chế về vật cản.
III.3 KẾT LUẬN
Đề tài chỉ dừng ở mức độ nghiên cứu nên chỉ thực hiện ở việc lấy mẫu tín hiệu nhiệt độ
của 2 kênh. Do dùng module thu phát của bộ chuông cửa số do Trung Quốc sản xuất có tính ổn
định không cao. Nếu muốn đưa vào ứng dụng thực tiễn thì cần thay thế một số linh kiện chuyên
dụng, ví dụ dùng bộ cảm biến que đo nhiệt thay cho LM35 để đo nhiệt độ chính xác hơn, hay bộ
thu phát vô tuyến chuyên dụng để truyền dữ liệu..
PHẦN IV :
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Datasheet AT90S4434/LS4434/S8535/LS8535 Preliminary (Complete) của hãng
Atmel Corporation.
2 TỐNG VĂN ON, LÊ TIẾN THƯỜNG _ TRUYỀN DỮ LIỆU Sử dụng vi mạch LSI
_ Đại học Bách Khoa TP. HCM.
3 NGÔ DIÊN TẬP_ Kỹ thuật Vi điều Khiển AVR _ Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ
Thuật.
4 HỘI VÔ TUYẾN ĐIỆN TỬ VIỆT NAM _ TẠP CHÍ ĐIỆN TỬ
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- doko_vn_1794155_nghien_cuu_su_dung_chip_vi_die_5653.pdf