điều khiển từ xa bằng tin nhắn sms

Điển hình của một hệ thống điều khiển thiết bị trong nhà từ xa thôngqua tin nhắn SMS gồm có các thiết bị đơn giản như bóng đèn, quạt máy, lòsưởi đến các thiết bị tinh vi, phức tạp như ti

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1.1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các ngành khoa học kỹthuật, công nghệ kỹ thuật điện tử mà trong đó là kỹ thuật tự động điều khiểnđóng vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lí, côngnghiệp, cung cấp thông tin Do đó là một sinh viên chuyên ngành Điện tử -Viễn thông chúng ta phải biết nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quảnhằm góp phần vào sự phát triển nền khoa học kỹ thuật thế giới nói chung vàtrong sự phát triển kỹ thuật điện tử nói riêng Bên cạnh đó còn là sự thúc đẩy

sự phát triển của nền kinh tế nước nhà

Như chúng ta cũng đã biết, gần như các thiết bị tự động trong nhà máy,trong đời sống của các gia đình ngày nay đều hoạt động độc lập với nhau, mỗithiết bị có một quy trình sử dụng khác nhau tuỳ thuộc vào sự thiết lập, cài đặtcủa người sử dụng Chúng chưa có một sự liên kết nào với nhau về mặt dữliệu Nhưng đối với hệ thống điều khiển thiết bị từ xa thông qua tin nhắn SMSthì lại khác Ở đây, các thiết bị điều khiển tự động được kết nối với nhau thànhmột hệ thống hoàn chỉnh qua một một thiết bị trung tâm và có thể giao tiếp vớinhau về mặt dữ liệu

Điển hình của một hệ thống điều khiển thiết bị trong nhà từ xa thôngqua tin nhắn SMS gồm có các thiết bị đơn giản như bóng đèn, quạt máy, lòsưởi đến các thiết bị tinh vi, phức tạp như tivi, máy giặt, hệ thống báo động …

Nó hoạt động như một ngôi nhà thông minh Nghĩa là tất cả các thiết bị này cóthể giao tiếp với nhau về mặt dữ liệu thông qua một đầu não trung tâm Đầunão trung tâm ở đây có thể là một máy vi tính hoàn chỉnh hoặc có thể là một

bộ xử lí đã được lập trình sẵn tất cả các chương trình điều khiển Bình thường,các thiết bị trong ngồi nhà này có thể được điều khiển từ xa thông qua các tinnhắn của chủ nhà Chẳng hạn như việc tắt quạt, đèn điện … khi người chủ nhàquên chưa tắt trước khi ra khỏi nhà Hay chỉ với một tin nhắn SMS, người chủ

nhà có thể bật máy điều hòa để làm mát phòng trước khi về nhà trong mộtkhoảng thời gian nhất định Bên cạnh đó nó cũng gửi thông báo cho ngườiđiều khiển biết khi có người lạ đột nhập vào nhà thông qua hệ thống báo độngdùng led thu phát hồng ngoại hay các bộ cảm biến khác bằng một tin nhắncảnh báo Ngoài ra, hệ thống còn mang tính bảo mật Nghĩa là chỉ có chủ nhàhay người biết mật khẩu của ngôi nhà thì mới điều khiển được ngôi nhà này.

Từ những yêu cầu thực tế, những đòi hỏi ngày càng cao của cuộc sống,cộng với sự hợp tác, phát triển mạnh mẽ của mạng di động nên chúng em đã

chọn đề tài " Điều khiển thiết bị trong nhà từ xa qua tin nhắn SMS " để

đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của con người và góp phần vào sự tiến

bộ, văn minh, hiện đại của nước nhà

1.1.2 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI

Ngày nay cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, các thiết bị điện tử

ra đời ngày càng nhiều về chủng loại cũng như tính năng sử dụng Bên cạnh

đó nhu cầu sử dụng các thiết bị một cách tự động ngày càng cao, con ngườingày càng muốn có nhiều thiết bị giải trí cũng như các thiết bị sinh hoạt với kỹthuật và công nghệ ngày càng cao Có thể ở Việt nam chưa phát triển mạnh mẽtrong lĩnh này nhưng hiện nay ở trên thế giới, nhất là các quốc gia thuộc Châu

âu hay Mĩ thì mô hình ngôi nhà tự động được điều khiển từ xa đã phát triển rấtmạnh mẽ

Từ những nhu cầu thực tế đó, nhóm em muốn đưa một phần những kỹthuật hiện đại của thế giới áp dụng vào điều kiện thực tế trong nước để có thểtạo ra một hệ thống điều khiển thiết bị trong nhà từ xa thông qua tin nhắn SMSnhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người Đề tài lấy cơ sở là tinnhắn SMS để điều khiển thiết bị Việc sử dụng tin nhắn SMS để điều khiểnthiết bị có thuận lợi là tiết kiệm chi phí, mang tính cạnh tranh và cơ động cao(nghĩa là ở chỗ nào có phủ sóng mạng điện thoại di động ta cũng có thể điềukhiển thiết bị được) Ngoài ra, sản phẩm của đề tài này có tính mở, có thể ápdụng cho nhiều đối tượng khác nhau trong dân dụng cũng như trong côngnghiệp

1.1.3 MỤC ĐÍCH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Đồ án được nghiên cứu, khảo sát và thực hiện với mục đích áp dụngnhững kiến thức đã được học trong nhà trường để thiết kế, tạo ra một hệ thốngĐiều khiển tự động từ xa bằng tin nhắn SMS hoàn chỉnh Hệ thống tích hợpmodule điều khiển giám sát trung tâm, module công suất cho các thiết bị trongnhà và và module báo động (cảnh báo) cùng các module tiện ích khác Vớimodule báo động thì sử dụng hai Led thu phát hồng ngoại sẽ gởi thông tin dữliệu về bộ xử lí trung tâm khi có tác động của đối tượng bên ngoài (người lạđột nhập) Qua xử lí, dữ liệu sẽ được gửi về thiết bị đầu cuối (mobile) củangười điều khiển để báo cho biết có tác động của đối tượng bên ngoài ( người

lạ đột nhập) Module điều khiển giám sát có chức năng điều khiển và giám sát

1.1.4 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI

Để thực thi một hệ thống điều khiển thiết bị từ xa thông qua tin nhắnSMS áp dụng cho một ngôi nhà hoàn chỉnh như nói trên là rất phức tạp và rấttốn kém Để đáp ứng việc điều khiển toàn bộ các thiết bị này đòi hỏi phải cómột lượng thời gian, kiến thức nhất định Bên cạnh đó còn là vấn đề tài chính.Với lượng thời gian và kiến thức có hạn, trong đề tài này nhóm em thực hiệnchỉ thực thi một phần của hệ thống hoàn chỉnh đó Đó là điều khiển đóng mởđèn, ngoài ra còn có chức năng báo động (cảnh báo) khi có người lạ đột nhậpvào nhà

Với những gì đã trình bày trên, nhóm em đã tiến hành nghiên cứu, khảosát và thực hiện và dự kiến đạt được các mục tiêu đặt ra như sau:

bị công suất trung bình) bằng tin nhắn SMS tại ví trí có phủ sóng của mạngđiện thoại di động đang hoạt động trong nước như Viettel, Mobile Phone,Vina Phone …

nội dung tin nhắn chứa thông tin hoạt động của thiết bị (on/off)

cách gửi một tin nhắn SMS tới người điều khiển khi có người lạ đột nhập

1.2 CƠ SỞ LÝ LUẬN

1.2.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VÀ NGOÀI NƯỚC 1.2.1.1 Ngoài nước

Hiện nay trên thế giới, việc sử dụng tin nhắn SMS để điều khiển thiết bị

từ xa không còn vấn đề mới mẻ nữa vì được nghiên cứu và đã áp dụng vàothực tế trong các nhà máy xí nghiệp Kĩ thuật này được ra đời vào cuối tháng8/2000, khi đó có đến 6.3 triệu GSM (Global System for Mobilecommunications) được sử dụng tại South Africa Theo thống kê thì tổng sốngười dùng GSM vào năm 2005 được dự đoán là 11 triệu người chỉ tính riêngSouth Africa Hiện tại có 49 mạng GSM tại Africa với sự phát triển ghê ghớmhơn nữa trong tương lai Kĩ thuật GSM có khả năng truyền tin wireless vớiphạm vi rất rộng lớn và đảm bạo độ tin cậy cao Chính vì vậy, người dùng cóthễ gửi tin nhắn SMS để điều khiển thiết bị từ xa mang lại hiệu quả cao Ngườidùng chỉ cần sử dụng điện thoại di động của mình (bất cứ loại hoặc thươnghiệu) để Theo dõi và kiểm soát những ứng dụng trong công nghiệp và nôngnghiệp Những hệ thống được điều hiển bởi SMS (SMS Control Systems) thìchỉ cần điều khiển thông qua việc gửi nhận tin nhắn SMS Điều này có nghĩa

là việc điều khiển có phạm vi rất xa Hệ thống điều khiển bằng tin nhắn SMSđược thiết kế để điều khiển những thiết bị và ứng dụng :

1.2.1.2 Trong nước

Ở phạm vi trong nước, trước khi thực hiện đề tài này thì cũng đã cónhóm nghiên cứu về đề tài điều khiển thiết bị bằng SMS nhưng nghiên cứu

đầy đủ về một hệ thống điều khiển thiết bị điện bằng tin nhắn SMS dùngModule Sim300CZ thì theo em tìm hiểu trên google và các tài liệu khác thìchưa có Tuy nhiên, vẫn có những nghiên cứu phát triển, ứng dụng làm nền

tảng cho đề tài này được thực hiện Chẳng hạn như đề tài nghiên cứu: “Điều

khiển thiết bị từ xa qua tin nhắn SMS bằng máy tính ” của tác giả Nguyễn

Trọng Kiên và Phạm Văn Nam, sinh viên trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật năm

2008 Trong đề tài này, hai tác giả Nguyễn Trọng Kiên và Phạm Văn Nam đã

sử dụng yếu tố chính là máy tính giao tiếp với điện thoại bằng dây cáp USBModem để điều khiển các thiết bị điện, điện tử ở trong nhà chẳng hạn như điềukhiển, giám sát và cho hiển thị được hình ảnh thông qua camera và các tínhnăng khác Tác giả đã nghiên cứu và cho đi vào các ứng dụng như: tìm hiểucác vấn đề về truyền dữ liệu, các giao thức truyền thông, giao tiếp, phần mềmđiều khiển Hệ thống thiết kế giao diện điều khiển trên máy bằng cách giaotiếp điện thoại với máy tính qua USB Modem

Hệ thống có sơ đồ khối như hình sau:

Với hệ thống như trên, tác giả đã khai thác, ứng dụng rất tốt sự pháttriển của mạng di động vào trong thực tế Song, theo ý kiến chủ quan thì đề tàinày vẫn còn một số thiếu sót cần khắc phục chẳng hạn như: hệ thống trên chỉ

ứng dụng cho những địa điểm, vị trí nào có lắp đặt máy tính hay có dùnglaptop nhưng rất cồng kềnh, phức tạp và trong quá trình thực thi hệ thống thìngoài việc giao diện phần mềm xây dựng hoạt động ổn định thì phải luôn đảmbảo được giao tiếp đồng bộ giữa máy tính với điện thoại Nếu hệ thống khôngduy trì được những yếu tố trên thì sẽ không thực thi được quá trình điều khiểnthiết bị điện trong nhà Bên cạnh đề tài nêu trên còn có một số đề tài khác đềcập đến vấn đề điều khiển thiết bị từ xa khác, nhưng chưa có đề tài nào sửdụng tin nhắn SMS để điều khiển thiết bị dùng Module Sim300CZ Tuy nhiên,các đề tài đi trước đã tạo nền tảng cho việc phát triển ý tưởng điều khiển thiết

bị từ xa qua tin nhắn SMS

Tóm lại, việc nghiên cứu sử dụng tin nhắn SMS để điều khiển thiết bịhiện nay tại Việt Nam đang còn rất mới mẻ và chưa đi vào thực tiễn ứng dụngnhiều Hầu hết các nghiên cứu đều là nghiên cứu tự phát của cá nhân nhữngngười hay nhóm người muốn tìm hiểu về công nghệ này, vẫn chưa phải là mộthoạt động nghiên cứu mang tính chuyên nghiệp để có thể đưa vào ứng dụng.Mặc dù vậy việc nghiên cứu vẫn có những nhen nhóm khi tập đoàn điện lựcEVN đã sử dụng công nghệ nhắn tin SMS để điều khiển máy cắt thông quaModem điện thoại của họ Ước tính 70 triệu thuê bao di động ở Việt Nam năm

2009 khi mà ba “đại gia” di động của Việt Nam là VinaPhone, MobiFone vàViettel đều tăng trưởng rất nóng với số lượng thuê bao mỗi ngày phát triểnđược lên tới hàng trăm ngàn thuê bao Dịch vụ về SMS cũng tăng lên rấtmạnh Điều này là một lợi thế cho việc nghiên cứu và phát triển các ứng dụngtrong điều khiển tự động hóa

1.2.2 Ý TƯỞNG THIẾT KẾ

Dùng mạng điện thoại di động của các nhà cung cấp dịch vụ nhưViettel, Mobiphone, Vinaphone, S-Fone để gửi tin nhắn SMS điều khiển cácthiết bị và có thể nhận dữ liệu đáp ứng lại từ các thiết bị cho biết tình trạnghoạt động ON/OFF của các thiết bị và gửi dữ liệu báo động cho người điềukhiển

1.2.3 ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT NGHIÊN CỨU

Đề tài này được thực hiện gồm 3 phần:

PHẦN A: GIỚI THIỆU, giới thiệu một cách khái quát về đề tài

PHẦN B: NỘI DUNG, gồm 5 chương

Chương 1: Tổng quan về đề tài, nêu lên những vấn đề hiện nay có liênquan đến đề tài, tầm quan trọng của vấn đề và hướng giải quyết vấn đề đó Cơ

sở lý luận, trình bày tổng quát đề cương nghiên cứu, các phương pháp, cáchthức nghiên cứu và kế hoạch để thực hiện đề tài

Chương 2: Giới thiệu tổng quát về Module Sim300CZ, tập lệnh ATCommand, tổng quát về tin nhắn SMS, tổng quát về công nghệ GSM

Chương 3: Giới thiệu tổng quát về Vi điều khiển Pic18f26k20, khảo sát

sơ đồ chân, tổ chức bộ chức, hoạt động Timer, hoạt động port nối tiếp, hoạtđộng ngắt, truyền thông nối tiếp, chuyển đổi ADC

Chương 4: Thiết kế và thi công mạch

Chương 5: Kết luận và hướng phát triển của đề tài

PHẦN C: PHỤ LỤC

1.2.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Trong đề tài này nhóm em đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu:

- Phương pháp tham khảo tài liệu: bằng cách thu thập thông tin từ sách, tạpchí về điện tử và truy cập từ mạng internet

- Phương pháp quan sát: khảo sát một số mạch điện thực tế đang có trên thịtrường và tham khảo thêm một số dạng mạch từ mạng Internet

- Phương pháp thực nghiệm: từ những ý tưởng và kiến thức vốn có của mìnhkết hợp với sự hướng dẫn của giáo viên, nhóm em đã lắp ráp thử nghiệm nhiềudạng mạch khác nhau để từ đó chọn lọc những mạch điện tối ưu

Với đề tài này, nhóm em dựa vào sách giáo khoa và những kiến thứcđược trang bị trong quá trình học tập cùng với sự trợ giúp của máy tính vànhững thông tin trên mạng Internet Ngoài ra, còn có những thiết bị trợ giúptrong quá trình thiết kế mạch do nhóm em tự trang bị

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU MODULE SIM 300CZ, TẬP LỆNH ATCOMMAND, TIN NHẮN SMS, CÔNG NGHỆ GSM2.1 TỔNG QUÁT VỀ TIN NHẮN SMS

2.1.1 GIỚI THIỆU VỀ SMS

SMS là từ viết tắt của Short Message Service Đó là một công nghệ chophép gửi và nhận các tín nhắn giữa các điện thoại với nhau SMS xuất hiệnđầu tiên ở Châu âu vào năm 1992 Ở thời điểm đó, nó bao gồm cả các chuẩn

về GSM (Global System for Mobile Communications) Một thời gian sau đó,

nó phát triển sang công nghệ wireless như CDMA và TDMA Các chuẩn GSM

và SMS có nguồn gốc phát triển bởi ETSI ETSI là chữ viết tắt của EuropeanTelecommunications Standards Institute Ngày nay thì 3GPP (ThirdGeneration Partnership Project) đang giữ vai trò kiểm soát về sự phát triển vàduy trì các chuẩn GSM và SMS

Như đã nói ở trên về tên đầy đủ của SMS là Short Message Service, từcụm từ đó, có thể thấy được là dữ liệu có thể được lưu giữ bởi một tin nhắnSMS là rất giới hạn Một tin nhắn SMS có thể chứa tối đa là 140 byte (1120bit) dữ liệu Vì vậy, một tin nhắn SMS chỉ có thể chứa :

+ 160 kí tự nếu như mã hóa kí tự 7 bit được sử dụng (mã hóa kí tự 7bit thì phù hợp với mã hóa các lí tự latin chẳng hạn như các lí tự alphabet củatiếng Anh)

+ 70 kí tự nếu như mã hóa kí tự 16 bit Unicode UCS2 được sử dụng(các tin nhắn SMS không chứa các kí tự latin như kí tự chữ Trung Quốc phải

sử dụng mã hóa kí tự 16 bit)

Tin nhắn SMS dạng text hỗ trợ nhiều ngôn ngữ khác nhau Nó có thểhoạt động tốt với nhiều ngôn ngữ mà có hỗ trợ mã Unicode , bao gồm cảArabic, Trung Quốc, Nhật bản và Hàn Quốc.Bên cạnh gữi tin nhắn dạng textthì tin nhắn SMS còn có thể mang các dữ liệu dạng binary Nó còn cho phépgửi nhạc chuông, hình ảnh cùng nhiều tiện ích khác … tới một điện thoạikhác

Một trong những ưu điểm nổi trội của SMS đó là nó được hỗ trợ bởicác điện thoại có sử dụng GSM hoàn toàn Hầu hết tất cả các tiện ích cộngthêm gồm cả dịch vụ gửi tin nhắn giá rẻ được cung cấp, sử dụng thông quasóng mang wireless Không giống như SMS, các công nghệ mobile như WAP

và mobile Java thì không được hỗ trợ trên nhiều model điện thoại

Sử dụng tin nhắn SMS ngày càng phát triển và trở lên rộng khắp :

Ngày nay, hầu hết mọi người đều có điện thoại di động của riêng mình

và mang nó theo người hầu như cả ngày Với một điện thoại di động , bạn cóthể gửi và đọc các tin nhắn SMS bất cứ lúc nào bạn muốn, sẽ không gặp khókhăn gì khi bạn đang ở trong văn phòng hay trên xe bus hay ở nhà…

Nếu như không chắc cho một cuộc gọi nào đó thì bạn có thể gửi một tinnhắn SMS đến bạn của bạn thậm chí khi người đó tắt nguồn máy điện thoạitrong lúc bạn gửi tin nhắn đó Hệ thống SMS của mạng điện thoại sẽ lưu trữtin nhắn đó rồi sau đó gửi nó tới người bạn đó khi điện thoại của người bạnnày mở nguồn

liên lạc với người khác

Việc đọc và viết các tin nhắn SMS không gây ra ồn ào Trong khi đó,bạn phải chạy ra ngoài khỏi rạp hát, thự viện hay một nơi nào đó để thực hiệnmột cuộc điện thoại hay trả lời một cuộc gọi Bạn không cần phải làm như vậynếu như tin nhắn SMS được sử dụng

sóng mang Wireless khác nhau

Tin nhắn SMS là một công nghệ rất thành công và trưởng thành Tất cảcác điện thoại mobile ngày nay đều có hỗ trợ nó Bạn không chỉ có thể traođổi các tin nhắn SMS đối với người sử dụng mobile ở cùng một nhà cung cấpdịch vụ mạng sóng mang wireless, mà đồng thời bạn cũng có thể trao đổi nóvới người sử dụng khác ở các nhà cung cấp dịch vụ khác

- SMS là một công nghệ phù hợp với các ứng dụng Wireless sửdụng cùng với nó

Nói như vậy là do:

Thứ nhất, tin nhắn SMS được hỗ trợ 100% bởi các điện thoại có sửdụng công nghệ GSM Xây dựng các ứng dụng wireless trên nền công nghệSMS có thể phát huy tối đa những ứng dụng có thể dành cho người sử dụng

Thứ hai, các tin nhắn SMS còn tương thích với việc mang các dữ liệubinary bên cạnh gửi các text Nó có thể được sử dụng để gửi nhạc chuông,hình ảnh, hoạt họa …

Thứ ba, tin nhắn SMS hỗ trợ việc chi trả các dịch vụ trực tuyến

- Instructions to handset : Chỉ thị dữ liệu kết nối bắt tay

- Instructions to SIM (optional) : Chỉ thị dữ liệu kết nối, nhận biết SIM(Subscriber Identity Modules)

- Message body : Nội dung tin nhắn SMS

2.1.3 TIN NHẮN SMS CHUỖI / TIN NHẮN SMS DÀI

Một trong những trở ngại của công nghệ SMS là tin nhắn SMS chỉ cóthể mang một lượng giới hạn các dữ liệu Để khắc phục trở ngại này, một mở

rộng của nó gọi là SMS chuỗi (hay SMS dài) đã ra đời Một tin nhắn SMSdạng text dài có thể chứa nhiều hơn 160 kí tự theo chuẩn dùng trong tiếngAnh Cơ cấu hoạt động cơ bản SMS chuỗi làm việc như sau: điện thoại diđộng của người gửi sẽ chia tin nhắn dài ra thành nhiều phần nhỏ và sau đó gửicác phần nhỏ này như một tin nhắn SMS đơn Khi các tin nhắn SMS này đãđược gửi tới đích hoàn toàn thì nó sẽ được kết hợp lại với nhau trên máy diđộng của người nhận.

Khó khăn của SMS chuỗi là nó ít được hỗ trợ nhiều so với SMS ở cácthiết bị có sử dụng sóng wireless

2.1.4 SMS CENTER/SMSC

Một SMS Center (SMSC) là nơi chịu trách nhiệm luân chuyển các hoạtđộng liên quan tới SMS của một mạng wireless Khi một tin nhắn SMS đượcgửi đi từ một điện thoại di động thì trước tiên nó sẽ được gửi tới một trung tâmSMS Sau đó, trung tâm SMS này sẽ chuyển tin nhắn này tới đích (ngườinhận) Một tin nhắn SMS có thể phải đi qua nhiều hơn một thực thể mạng(netwok) (chẳng hạn như SMSC và SMS gateway) trước khi đi tới đích thực

sự của nó Nhiệm vụ duy nhất của một SMSC là luân chuyển các tin nhắnSMS và điều chỉnh quá trình này cho đúng với chu trình của nó Nếu như máyđiện thoại của người nhận không ở trạng thái nhận (bật nguồn) trong lúc gửithì SMSC sẽ lưu trữ tin nhắn này Và khi máy điện thoại của người nhận mởnguồn thì nó sẽ gửi tin nhắn này tới người nhận

Thường thì một SMSC sẽ họat động một cách chuyên dụng để chuyểnlưu thông SMS của một mạng wireless Hệ thống vận hành mạng luôn luônquản lí SMSC của riêng nó và ví trí của chúng bên trong hệ thống mạngwireless Tuy nhiên hệ thống vận hành mạng sẽ sử dụng một SMSC thứ ba có

vị trí bên ngoài của hệ thống mạng wireless

Bạn phải biết địa chỉ SMSC của hệ thống vận hành mạng wireless để sửdụng, tinh chỉnh chức năng tin nhắn SMS trên điện thoại của bạn Điển hìnhmột địa chỉ SMSC là một số điện thoại thông thường ở hình thức, khuôn mẫuquốc tế Một điện thoại nên có một thực đơn chọn lựa để cấu hình địa chỉ

SMSC Thông thường thì địa chỉ được điều chỉnh lại trong thẻ SIM bởi hệthống mạng wireless Điều này có nghĩa là bạn không cần phải làm bất cứ thayđổi nào cả.

2.1.5 NHẮN TIN SMS QUỐC TẾ

Các tin nhắn SMS giữa các nhà điều hành được chia ra làm hai hạngmục gồm tin nhắn SMS giữa các nhà điều hành cục bộ và tin nhắn SMS giữacác nhà điều hành quốc tế với nhau Tin nhắn SMS giữa các nhà điều hành cục

bộ là tin nhắn mà được gửi giữa các nhà điều hành trog cùng một quốc gia còntin nhắn SMS giữa các nhà điều hành quốc tế là tin nhắn SMS được gửi giữacác nhà điều hành mạng wireless ở những quốc gia khác nhau

Thường thì chi phí để gửi một tin nhắn SMS quốc tế thì cao hơn so vớigửi trong nước Và chi phí gửi tin nhắn trong nội mạng thì ít hơn so với gửicho mạng khác trong cùng một quốc gia <= chi phí cho việc gửi tin nhắnSMS quốc tế

Khả năng kết hợp của tin nhắn SMS giữa hai mạng wireless cục bộ haythậm chí là quốc tế là một nhân tố chính góp phần tới sự phát triển mạnh mẽcủa hệ thống SMS toàn cầu

2.2 TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM

2.2.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ GSM

GSM (Global System for Mobile communication) là hệ thống thông tin

di động số toàn cầu, là công nghệ không dây thuộc thế hệ 2G(secondgeneration) có cấu trúc mạng tế bào, cung cấp dịch vụ truyền giọng nói vàchuyển giao dữ liệu chất lượng cao với các băng tần khác nhau: 400Mhz,900Mhz, 1800Mhz và 1900Mhz, được tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu (ETSI)quy định

GSM là một hệ thống có cấu trúc mở nên hoàn toàn không phụ thuộcvào phần cứng, người ta có thể mua thiết bị từ nhiều hãng khác nhau

Do nó hầu như có mặt khắp mọi nơi trên thế giới nên khi các nhà cungcấp dịch vụ thực hiện việc ký kết roaming với nhau nhờ đó mà thuê bao GSM

có thể dễ dàng sử dụng máy điện thoại GSM của mình bất cứ nơi đâu

Mặt thuận lợi to lớn của công nghệ GSM là ngoài việc truyền âm thanhvới chất lượng cao còn cho phép thuê bao sử dụng các cách giao tiếp khác rẻtiền hơn đó là tin nhắn SMS Ngoài ra để tạo thuận lợi cho các nhà cung cấpdịch vụ thì công nghệ GSM được xây dựng trên cơ sở hệ thống mở nên nó dễdàng kết nối các thiết bị khác nhau từ các nhà cung cấp thiết bị khác nhau.

Nó cho phép nhà cung cấp dịch vụ đưa ra tính năng roaming cho thuêbao của mình với các mạng khác trên toàn thế giới Và công nghệ GSM cũngphát triển thêm các tính năng truyền dữ liệu như GPRS và sau này truyền vớitốc độ cao hơn sử dụng EDGE

GSM hiện chiếm 85% thị trường di động với 2,5 tỷ thuê bao tại 218quốc gia và vùng lãnh thổ Các mạng thông tin di động GSM cho phép có thểroaming với nhau do đó những máy điện thoại di động GSM của các mạngGSM khác nhau ở có thể sử dụng được nhiều nơi trên thế giới

2.2.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ GSM

- Cho phép gởi và nhận những mẫu tin nhắn văn bản bằng kí tự dài đến

- Sử dụng công nghệ phân chia theo thời gian TDM (Time divisionmultiplexing ) để chia ra 8 kênh full rate hay 16 kênh haft rate

- Công suất phát của máy điện thoại được giới hạn tối đa là 2 watts đốivới băng tần GSM 850/900Mhz và tối đa là 1 watts đối với băng tần GSM1800/1900Mhz

- Mạng GSM sử dụng 2 kiểu mã hoá âm thanh để nén tín hiệu âm thanh3,1khz đó là mã hoá 6 và 13kbps gọi là Full rate (13kbps) và haft rate (6kbps)

2.2.3 CẤU TRÚC CỦA MẠNG GSM

2.2.3.1 Cấu trúc tổng quát

Hình 2.1 Cấu trúc của công nghệ GSM

Hệ thống GSM được chia thành nhiều hệ thống con như sau:

- Phân hệ chuyển mạch NSS (Network Switching Subsystem)

- Phân hệ trạm gốc BSS (Base Station Subsystem)

- Phân hệ bảo dưỡng và khai thác OSS (Operation Subsystem)

- Trạm di động MS (Mobile Station)

2.2.3.2 Các thành phần của công nghệ mạng GSM

Hình 2.2 Các thành phần mạng GSM

2.2.4 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG NGHỆ GSM Ở VIỆT NAM

Công nghệ GSM đã vào Việt Nam từ năm 1993 Hiện, ba nhà cung cấp

di động công nghệ GSM lớn nhất của Việt Nam là VinaPhone, MobiFone vàViettel Mobile, cũng là những nhà cung cấp chiếm thị phần nhiều nhất trên thịtrường với số lượng thuê bao mới tăng chóng mặt trong thời gian vừa qua

Hiện nay có đến hơn 85% người dùng hiện nay đang là khách hàng củacác nhà cung cấp dịch vụ theo công nghệ GSM

Cho tới thời điểm này, thị trường thông tin di động của Việt Nam đã cókhoảng 70 triệu thuê bao di động Khi mà ba “đại gia” di động của Việt Nam

là VinaPhone, MobiFone và Viettel đều tăng trưởng rất nóng với số lượngthuê bao mỗi ngày phát triển được lên tới hàng trăm ngàn thuê bao

2.3 GIỚI THIỆU MODULE SIM300CZ, TẬP LỆNH AT COMMAND.

2.3.1 GIỚI THIỆU MODULE SIM300CZ

Các modem được sử dụng từ những ngày đầu của sự ra đời máy tính

Từ Modem là một từ được hình thành từ hai từ modulator và demodulator Vàđịnh nghĩa đặc trưng này cũng giúp ta hình dung được phần nào là thiết bị này

sẽ làm cái gì Dữ liệu số thì đến từ một DTE, thiết bị dữ liệu đầu cuối đượcđiều chế theo cái cách mà nó có thể được truyền dữ liệu qua các đường dâytruyền dẫn Ở một mặt khác của đường dây, một modem khác thứ hai điều chế

dữ liệu đến và xúc tiến, duy trì nó

Các modem ngày xưa chỉ tương thích cho việc gữi nhận dữ liệu Đễthiết lập một kết nối thì một thiết bị thứ hai như một dialer thì được cần đến.Đôi khi kết nối cũng được thiết lập bằng tay bằng cách quay số điện thoạitương ứng và một khi modem được bật thì kết nối coi như được thực thi Cácmáy tính loại nhỏ ở các năm 70 thâm nhập vào thị trường là các gia đình, cùngvới chi phí thì sự thiếu hụt về kiến thức kỹ thuật trở thành một vấn đề nan giải

Một modem GSM là một modem wireless, nó làm việc cùng với mộtmạng wireless GSM Một modem wireless thì cũng hoạt động giông như mộtmodem quay số Điểm khác nhau chính ở đây là modem quay số thì truyền và

nhận dữ liệu thông qua một đường dây điện thoại cố định trong khi đó mộtmodem wireless thì việc gữi nhận dữ liệu thông qua sóng

Giống như một điện thoại di động GSM , một modem GSM yêu cầu 1thẻ sim với một mạng wireless để hoạt động

Module Sim300CZ là một trong những loại modem GSM NhưngModule Sim300CZ đựoc nâng cao hơn có tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn Nó

sữ dụng công nghệ GSM/GPRS hoạt động ở băng tầng EGSM 900Mhz, DCS

1800 Mhz và PCS 1900Mhz, tính năng GPRS của Sim 300CZ có nhiều lớp

Và hỗ trợ GPRS theo dang đồ thị mã hóa CS-1, CS-2, CS-3 và CS-4

2.3.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA MODULE SIM300CZ.

1 Nguồn cung cấp khoảng 3,4 – 4,5V

 Sim 300 CZ hổ trợ giao thức PAP ,kiểu sử dụng kết nốiPPP

14.Giao tiếp nối tiếp và sự ghép nối:

ATCommand tới mudule điều khiển

15 Quản lý danh sách:

16 Sim Application toolkit:

Hình 2.4 Sơ đồ chân của Module Sim300CZ

+ Chân 1, 3,5,7,9: 5 chân của dip được dành riêng để kết nối tới nguồn cungcấp, nguồn cung cấp của Sim300CZ là nguồn đơn VDAT là 3,4 V – 4,5 V+ Chân 2,4,6,8,10: chân max

+ Chân 11 (VCHG) : Voltage input for the charge circuit; making the systemdetect the charger

+ Chân 12 (ADC) : Chân vào của bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số + Chân 13 (TEMP-BAT):

+ Chân 14 ( VRTC): Current input for RTC when the battery is not supplied for the system.Current output for backup battery when the main battery is present and the backup battery is in low voltage state

+ Chân 15 (VCC-EXT) :Supply 2.93V voltage for external circuit

Bymeasuring this pin, user can judge whether the system is power on or off When the voltage is low, the system is power off Otherwise, the system is power on

+ Chân 16 ( NETLIGHT): đầu ra dùng để chỉ báo mạng kết nối được hệ thống

+ Chân 17 (PWRKEY): chân này dùng để điều khiển hệ thống bật/tắt

+ Chân 18, 20, 22, 24, 26 (KBC): bàn phím

+ Chân 19 (STATUS) : báo trình trạng công việc.

+ Chân 21, 35 (GPIO) :Normal input/output port

+ Chân 23 (BUZZER) : đầu ra chuông

+ Chân 25 ( SIM VCC) : nguồn cung cấp cho thẻ sim

+ Chân 27 ( SIM RST) :chân reset cho mạch sim

+ Chân 28, 30, 32, 34, 36 ( KBR ):chân kết nối với bàn phím

+ Chân 29 ( SIM DATA) : đầu ra dữ liệu chân sim

+ Chân 31 ( SIM CLK ): chân thời gian của sim

+ Chân 33 (SIM PRESENCE ) :chân dò tìm mạng

+ Chân 37 (DCD): Data carrier detection

+ Chân 38 (DISP CS):

+ Chân 40 (DISP CLK) :

+ Chân 42 (DISP DATA ) :

+ Chân 44 (DISP D/C ):

+ Chân 46 ( DISP RST ): chân ra giao tiếp với mạng hình

+ Chân 39 ( DTR ) : chân đầu cuối dữ liệu

+ Chân 41 (RXD ) : chân nhận dữ liệu

+ Chân 43 (TXD ) : chân truyền dữ liệu

+ Chân 45 ( RTS ) : Request to send

+ Chân 47 ( CTS ) : Clear to send

+ Chân 49 ( RI ) : Ring indicator

+ Chân 48 ( DBG RXD ) : đầu ra dùng để điều chỉnh trong nhận dữ liệu

+ Chân 50 ( DBG TXD ) : đầu ra dùng để điều chỉnh trong truyền dữ liệu+ Chân 51, 51 ( AGND ) : chân max

+ Chân 53 ( SPK1P), 55 ( SPK1N ) : chân output

+ Chân 54 ( MIC1P ), 56 ( MIC1N ) : chân input

+ Chân 57 ( SPK2P ), 59 ( SPK2N) : chân output

+ Chân 58 ( MIC2P ), 60 ( MIC2N ) :chân input

2.3.4 KHẢO SÁT TẬP LỆNH AT CỦA MODULE SIM300CZ

Các modem được sử dụng từ những ngày đầu của sự ra đời của máytính Từ Modem là một từ được hình thành từ hai từ modulator vàdemodulator Và định nghĩa đặc trưng này cũng giúp ta hình dung được phầnnào là thiết bị này sẽ làm cái gì Dữ liệu số thì đến từ một DTE, thiết bị dữliệu đầu cuối được điều chế theo cái cách mà nó có thể được truyền dữ liệuqua các đường dây truyền dẫn Ở một mặt khác của đường dây, một modemthứ hai điều chế dữ liệu đến và xúc tiến, duy trì nó.

Khi chúng ta xem trong RS232 port layout thì chuẩn RS232 miêu tảmột kênh tryuền thông với bộ kết nối 25 chân DB25, nó được thiết kế để thựcthi quá trình truyền các lệnh đến modem được kết nối với nó Thao tác này baogồm cả các lệnh quay một số điện thoại nào đó Không máy đó là các quá trìnhdùng RS232 với chi phí thấp này chỉ thể hiện trên các máy tính ở các hộ giađình trong những năm 70, và kênh truyền thông thứ 2 không được thực thi.Thế nên nhất thiết phải có một phương pháp được thiết lập để sử dụng kênh dữliệu hiện tại để không chỉ truyền dữ liệu từ một điểm đầu cuối này tới mộtđiểm đầu cuối khác mà nó còn nhắm tới modem duy nhất Dennis Hayes đãđưa ra giải pháp cho vấn đề này trong năm 1977 Modem thông minh( Smartmodem ) của ông sử dụng chuẩn truyền thông RS232 đơn giản kết nốitới một máy tính để truyền cả câu lệnh và dữ liệu Bởi vì mõi lệnh bắt đầu vớichữ AT trong chữ Attention nên ngôn ngữ điều khiển được định nghĩa bởiHayes nhanh chóng đựoc biết đến với bộ lệnh Hayes AT Chính vị sự đơn giản

và khả năng thực thi với chi phí thấp của nó, bộ lệnh Hayes AT nhanh chóngđược sử dụng phổ biến trong các modem của các nhà sản xuất khác nhau Khichức năng và độ tích hợp của các modem ngày càng tăng cùng thời gian, nênlàm cho ngôn ngữ lệnh Hayes AT càng phức tạp Vì thế nhanh chóng mỗi nhàsản xuất modem đã sử dụng ngôn ngữ riêng của ông ấy Ngày nay bộ lệnh ATbao gồm cả các lệnh về dữ liệu, fax, voice và các truyền thông SMS

Các lệnh AT là các hướng dẫn được sử dụng để điều khiển một modem

AT là một cách viết gọn của chữ Attention Mỗi dòng lệnh của nó bắt đầu với

“AT” hay “at” Đó là lý do tại sao các lệnh modem được gọi là các lệnh AT

Nhiều lệnh của nó được sử dụng để điều khiển các modem quay số sử dụng dây mối (wired dial-up modems), chẳng hạn như ATD (Dial), ATA (Answer), ATH (Hool control) và ATO (return to online data state), cũng được hỗ trợ bởi các modem GSM/GPRS và các điện thoại di động.

Bên cạch bộ lệnh AT thông dụng này, các modem GSM/GPRS và các điện thoại di động còn được hỗ trợ bởi một bộ lệnh AT đặc biệt đối với công nghệ GSM Nó bao gồm các lệnh liên quan tới SMS như AT+ CMGS (gửi tinnhắn SMS), AT+CMSS (gửi tin nhắn SMS từ một vùng lư trữ), AT+CMGL (chuỗi liệt kê các tin nhắn SMS) và AT+CMGR (đọc tin nhắn SMS)

Ngoài ra, các modem GSM còn hỗ trợ một bộ lệnh AT mở rộng Nhữnglệnh AT mở rộng này được định nghĩa trong các chuẩn của GSM Với các lệnh

AT mở rộng này,bạn có thể làm một số thứ như sau:

Số tin nhắn SMS có thể được thực thi bởi một modem SMS trên một phút thì rất thấp, nó chỉ khoảng từ 6 đến 10 tin nhắn SMS trên 1 phút

2.3.4.1 Các lệnh khởi tạo GSM Module Sim300CZ:

Nếu lệnh thực hiện đựợc thì trả về:

Ok

Bắt đầu thực hiện các lệnh tiếp theo

Nếu lệnh không thực hiện được thì trả về dạng:

+CMS ERROR <err>

Nếu lệnh thực hiện đựợc thì trả về:

Ok

<mode> : 0 dạng dữ liệu PDU

1 dạng dữ liệu kiểu textNếu lệnh không thực hiện được thì trả về dạng:

+CMS ERROR <err>

Nếu lệnh thực hiện đựợc thì trả về:

Ok

Lưu cấu hình cho GSM Module Sim300CZ

Nếu lệnh không thực hiện được thì trả về dạng:

<index> : số nguyên, đó là vị trí ngăn nhớ chứa tin nhăn cần đọc

<mode> : 0 dạng dữ liệu PDU

1 dạng dữ liệu kiểu textNếu như lệnh được thực hiện thì kiểu dữ liệu trả về dưới dạng text ( mode=1):

Từ SMS-DELIVER:

+CMGR:<stat>,<oa>,

[<alpha>],<scts>[,<tooa>,<fo>,<pid>,<dcs>,<sca>,<tosca>,<length>]<CR><LF><data>

Từ SMS-SUBMIT:

+CMGR:<stat>,<da>,[<alpha>][,<toda>,<fo>,<pid>,<dcs>,

[<vp>],<sca>,<tosca>,<length>]<CR><LF><data>

Từ SMS-STATUS-REPORTs:

(+CMGF=1):

+CMGS=<da>[,<toda>]<CR> text is entered <ctrl-Z/ESC>

Nếu gửi tin nhắn dạng PDU:

(+CMGF=0):

+CMGS=<length><CR> PDU is given <ctrl-Z/ESC>

Lệnh được thực hiện thành công thi dữ liệu trả về:

Dạng text : +CMGS: <mr>

OK Dạng PDU : +CMGS: <mr>

OK

Lệnh bị lổi : +CMS ERROR: <err>

AT+CMGWNếu viết tin nhắn dưới dạng text :

AT+CMGW=[<oa/da>[,<tooa/toda>[,<stat>]]]<CR>text is entered

<ctrl-Z/ESC> <ESC>

Lệnh được thực hiện đúng thì dữ liệu trả về dạng:

+CMGW: <index>

OK

Lệnh sai:

+CMS ERROR: <err>

Nếu viết tin nhắn dưới dạng PDU:

AT+CMGW=<length>[,<stat>]<CR> PDU is given <ctrl-Z/ESC>

AT+CMSS=<index>[,<da>[,<toda>]]

Nếu lệnh được thực hiện thành công dữ liệu trả về dạng:

OKDạng PDU: +CMGS: <mr> [,<ackpdu>]

OK Nếu lệnh bị lỗi:

2.3.4.5 Các lệnh về TCP/IP

AT+CIPSTART=<mode>,[<IPaddress>,<domain name>],<port> Trong đó:

<mode> : tham số báo kiểu kết nối TCP hay UDP

<IP address> : địa chỉ IP của người điều khiển từ xa

2.3.4.7 Các lệnh kiểm tra ban đầu:

- Lấy thông tin cơ bản về điện thoại di động hay modem GSM/GPRS Ví

dụ như tên của nhà sản xuất (AT+CGMI), số model (AT+CGMM), số IMEI(International Mobile Equipment Identity) (AT+CGSN) và phiên bản phầnmềm (AT+CGMR)

- Lấy các thông tin cơ bản về những người kí tên dưới đây Thí dụ,MSISDN (AT+CNUM) và số IMS (International Mobile Subscriber Identity)(AT+CIMI)

- Lấy thông tin trạng thái hiện tại của điện thoại di động hay modemGSM/GPRS Ví dụ như trạng thái hoạt động của điện thoại (AT+CPAS), trạngthái đăng kí mạng mobile (AT+CREG), chiều dài sóng radio (AT+CSQ), mứcsạc bin và trạng thái sạc bin (AT+CBC)

- Đọc (AT+CPBR), viết (AT+CPBW) hay tìm kiếm (AT+CPBF) cá mục

về danh bạ điện thoại (phonebook)

- Thực thi các nhiệm vụ liên quan tới an toàn, chẳng hạn như mở hayđóng các khóa chức năng (AT+CLCK), kiểm tra xem một chức năng đượckhóa hay chưa (AT+CLCK) và thay đổi password (AT+CPWD)

- Điều khiển hoạt động của các mã kết quả/các thông báo lỗi của các lệnh

AT Ví dụ, bạn có thể điều khiển cho phép hay không cho phép kích hoạt hiểnthị thông báo lỗi (AT+CMEE) và các thông báo lỗi nên được hiển thị theodạng số hay theo dạng dòng chữ (AT+CMEE=1 hay AT+CMEE=2)

- Thiết lập hay thay đổi cấu hình của điện thoại di dộng hay modemGSM/GPRS Ví dụ, thay đổi mạng GSM (AT+COPS), loại dịch vụ của bộtruyền tin (AT+CBST), các thông số protocol liên kết với radio (AT+CRLP),địa chỉ trung tâm SMS (AT+CSCA) và khu vực lưu trữ các tin nhắn SMS(AT+CPMS)

- Lưu và phục hồi các cấu hình của điện thoại di động hay modem GSM/GPRS Ví du, lưu (AT+COPS) và phục hồi (AT+CRES) các thiết lập liên quan tới tin nhắn SMS chẳng hạn như địa chỉ trung tâm tin nhắn SMS

CHƯƠNG 3 KHẢO SÁT VI ĐIỀU KHIỂN PIC18F26K20

3.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ PIC18F26K20.

3.1.1 GIỚI THIỆU VỀ PIC18F26K20

Khối xử lí trung tâm mà đóng vai trò chính là Pic 18F26K20 sẽ làmnhiệm vụ chính là tiếp nhận và xử lí các dữ liệu đến và đi một cách tự động

Đề tài sử dụng PIC 18F26K20 vì những ưu điểm vượt trội của nó so với các viđiều khiển khác.Về mặt tính năng và công năng thì có thề xem PIC vượt trộihơn rất nhiều so với 89 với nhiều module được tích hợp sẵn như ADC 10BIT, PWM 10 BIT, EEPROM 256 BYTE, COMPARATER, VERFCOMPARATER…Về mặt giá cả thì có đôi chút chênh lệch như giá 1 con89S52 khoảng 20.000 thì PIC18F26K20 là 60.000 nhưng khi so sánh như thếthì ta nên xem lại phần linh kiện cho việc thiết kế mạch nếu như xài 89 muốn

có ADC bạn phải mua con ADC chẳng hạn như ADC 0808 hay 0809 với giávài chục ngàn và bộ opamp thì khi sử dung PIC nó đã tích hợp cho ta sẵn cácmodule đó có nghĩa là bạn ko cần mua ADC, Opam, EPPROM vì PIC đã cósẵn trong nó Ngoài chúng ta sẽ gặp nhiều thuận lợi hơn trong thiết kế board,khi đó board mạch sẽ nhỏ gọn và đẹp hơn dễ thi công hơn rất nhiều, vì tính vềgiá cả tổng cộng cho đến lúc thành phẩm thì PIC có thể xem như rẻ hơn 89.Một điều đặc biệt nữa là tất cả các con PIC được sử dụng thì đều có chuẩn PItức chuẩn công nghiệp thay vì chuẩn PC (chuẩn dân dụng)

Ngoài ra, PIC có ngôn ngữ hổ trợ cho việc lập trình ngoài ngôn ngữAsembly còn có ngôn ngữ C thì có thề sử dung CCS, HTPIC, MirkoBasic,…

và còn nhiều chương trình khác nữa để hỗ trợ cho việc lập trình bên cạnh ngônngữ kinh điển là asmbler thì sử dụng MPLAB IDE Bên cạnh đó với bề dàycủa sự phát triển lâu đời PIC đã tạo ra rất nhiều diễn đàn sôi nổi về PIC cảtrong và ngoài nước Chính vì vậy chúng ta sẽ có nhiều thuận lợi trong việc dễdàng tìm kiếm các thông tin lập trình cho các dòng PIC

Dòng PIC 18F26K20 được chọn sử dụng trong đề tài là dòng phổ thôngvới các tính năng cơ bản và dễ cho việc sử dụng với:

- Tập lệnh để lập trình chỉ có 35 lệnh rất dễ nhớ và dễ học, có độ dài 16bit.Mỗi lệnh đều được thực thi trong 1 chu kỳ xung clock Tốc độ hoạt động tối

kích trực tiếp các transirtor mà ko cần wa bộ buffer

- 4 bộ định thời Timer0, Timer1, Timer2, Timer3

- 1 bộ định thời Timer0 8 bit có thể lập trình được

- 3 bộ định thời Timer1, Timer2 và Timer3 16 bit có thể hoạt động trong chế

độ sleep với nguồn xung clock ngoài

- 2 bộ module CCP ( bao gồm Capture bắt giữ, Compare so sánh, PWM điềuchế xung 10 bit) và 1 bộ module ECCP

- 1 bộ ADC với 10 kênh ADC 10 bit

- 2 bộ so sánh tương tự hoạt động độc lập

- Bộ giám sát định thời Watchdog timer

- Cổng giao tiếp song song 8 bit với các tín hiệu điều khiển

- Chuẩn giao tiếp nối tiếp MSSP (SPI/I2C)

- Chuẩn giao tiếp nối tiếp USART (AUSART/EUSART) với 9bit địa chỉ

- Hỗ trợ giao tiếp I2C

- 15 nguồn ngắt

- Chế độ sleep tiết kiệm năng lượng

- Chức năng bảo mật chương trình

- Nạp chương trình bằng cổng nối tiếp ICSP( In Cỉcuit Serial Programming)thông qua 2 chân

- Có thể hoạt động với nhiều dạng Oscillator khác nhau

- Tần số hoạt động tối đa là 64Mhz.

- Bộ nhớ Flash với khả năng ghi xóa được 100.000 lần

- Bộ nhớ EEPROM với khả năng ghi xóa được 1.000.000 lần

- Dữ liệu EEPROM có thể lưu trữ trên 40 năm

- Khả năng tự nạp chương trình với sự điều khiển của phần mềm

3.1.2 SƠ ĐỒ KHỐI CỦA PIC18F26K20

Hình 3.1 Sơ đồ khối Vi điều khiển Pic18F26K20

3.2 KHẢO SÁT SƠ ĐỒ CHÂN, CHỨC NĂNG TỪNG CHÂN

3.2.1 SƠ ĐỒ CHÂN VI ĐIỀU KHIỂN PIC18F26K20

Hình 3.2 Vi điều khiển Pic18F26K20 và các dạng sơ đồ chân

chỉ 0008h (Interrupt vertor) Bộ nhớ chương trình bao gồm bộ nhớ Stack vàđược địa chỉ hóa bởi bộ đếm chương trình.

Hình 3.3 Bộ nhớ chương trình Pic 18F26K20

3.2.2.2 Bộ nhớ dữ liệu

Bộ nhớ dữ liệu của Pic là bộ nhớ EEPROM được chia ra làm nhiềubank Đối với Pic 18F26K20 bộ nhớ dữ liệu được chia ra làm 16 bank

Hình 3.4 Sơ đồ tổ chức bộ nhớ dữ liệu Pic 18F26K20

Hình 3.5 Địa chỉ thanh ghi của Pic 18F26K20

3.2.3 CÁC CỔNG I/O CỦA PIC18F26K20.

Cổng xuất nhập (I/O port) chính là phương tiện mà vi điều khiển dùng

để tương tác với thế giới bên ngoài Sự tương tác này rất đa dạng và thông qua

quá trình tương tác đó, chức năng của vi điều khiển được thể hiện một cách rõràng

Một cổng xuất nhập của vi điều khiển bao gồm nhiều chân (I/O pin),tùy theo cách bố trí và chức năng của vi điều khiển mà số lượng cổng xuấtnhập và số lượng chân trong mỗi cổng có thể khác nhau Bên cạnh đó, do viđiều khiển được tích hợp sẵn bên trong các đặc tính giao tiếp ngoại vi nên bêncạnh chức năng là cổng xuất nhập thông thường, một số chân xuất nhập còn cóthêm các chức năng khác để thể hiện sự tác động của các đặc tính ngoại vi nêutrên đối với thế giới bên ngoài Chức năng của từng chân xuất nhập trong mỗicổng hoàn toàn có thể được xác lập và điều khiển được thông qua các thanhghi SFR liên quan đến chân xuất nhập đó

Vi điều khiển PIC18F26K20 có 4 cổng xuất nhập, bao gồm PORTA,PORTB, PORTC và PORTE

PORTA (RPA) bao gồm 8 I/O pin Đây là các chân “hai chiều”(bidirectional pin), nghĩa là có thể xuất và nhập được Chức năng I/O này đượcđiều khiển bởi thanh ghi TRISA (địa chỉ 92h) Muốn xác lập chức năng củamột chân trong PORTA là input, ta “set” bit điều khiển tương ứng với chân đótrong thanh ghi TRISA và ngược lại, muốn xác lập chức năng của một chântrong PORTA là output, ta “clear” bit điều khiển tương ứng với chân đó trongthanh ghi TRISA Thao tác này hoàn toàn tương tự đối với các PORT và cácthanh ghi điều khiển tương ứng TRIS (đối với PORTA là TRISA, đối vớiPORTB là TRISB, đối với PORTC là TRISC, và đối với PORTE là TRISE).Bên cạnh đó PORTA còn là ngõ ra của bộ ADECLARE, bộ so sánh, ngõ vàoanalog ngõ vào xung clock của Timer0 và ngõ vào của bộ giao tiếp MSSP(Master Synchronous Serial Port) Đặc tính này sẽ được trình bày cụ thể trongphần sau Các thanh ghi SFR liên quan đến PORTA bao gồm:

PORTA (địa chỉ 80h) : chứa giá trị các pin trong PORTA

TRISA (địa chỉ 92h) : điều khiển xuất nhập

CM1CON0 (địa chỉ 7Bh) : thanh ghi điều khiển bộ so sánh 1

CM2CON0 (địa chỉ 7Ah) : thanh ghi điều khiển bộ so sánh 2.

CVRCON (địa chỉ B5h) : thanh ghi điều khiển bộ so sánh điện áp

LATA (địa chỉ 89h) : thanh ghi điều khiển dữ liệu PORTA

ANSEL (địa chỉ 7Eh) : thanh ghi

SLRCON (địa chỉ 78h) :

PORTB (RPB) gồm 8 pin I/O Thanh ghi điều khiển xuất nhập tương ứng

là TRISB (địa chỉ 93h) Bên cạnh đó một số chân của PORTB còn được sửdụng trong quá trình nạp chương trình cho vi điều khiển với các chế độ nạpkhác nhau PORTB còn liên quan đến ngắt ngoại vi và bộ Timer0 PORTBcòn được tích hợp chức năng điện trở kéo lên được điều khiển bởi chươngtrình Cấu trúc bên trong và chức năng cụ thể của từng chân trong PORTB sẽđược trình bày cụ thể trong Phụ lục 1 Các thanh ghi SFR liên quan đếnPORTB bao gồm:

PORTB (địa chỉ 81h) : chứa giá trị các pin trong PORTB

TRISB (địa chỉ 93h) : điều khiển xuất nhập

INTCON (địa chỉ F2h) : chứa các bit điều khiển và các bit cờ hiệu

PORTC (RPC) gồm 8 pin I/O Thanh ghi điều khiển xuất nhập tương ứng

là TRISC Bên cạnh đó PORTC còn chứa các chân chức năng của bộ so sánh,

bộ Timer1, bộ PWM và các chuẩn giao tiếp nối tiếp I2C, SPI, SSP, USART.Các thanh ghi điều khiển liên quan đến PORTC:

PORTC (địa chỉ 82h) : chứa giá trị các pin trong PORTC

TRISC (địa chỉ 94h) : điều khiển xuất nhập.

LATC (địa chỉ 8Bh) : điều khiển dữ liệu PORTC

T1CON (địa chỉ CDh)

T3CON (địa chỉ B1h)

TXSTA (địa chỉ ACh)

RCSTA (địa chỉ ABh)

Các thanh ghi liên quan đến PORTE bao gồm:

+ PORTE (địa chỉ 84h) : chứa giá trị các chân trong PORTE

+ TRISE (địa chỉ 96h) : điều khiển xuất nhập và xác lập các thông số chochuẩn giao tiếp PSP

+ LATE (địa chỉ 8Dh) : thanh ghi điều khiển dữ liệu PORTE

+ SLRCON (địa chỉ 78h)

+ ANSEL (địa chỉ 7Eh)

3.3 BỘ CHUYỂN ĐỔI TƯƠNG TỰ - SỐ (ADC)

ADECLARE (Analog to Digital Converter) là bộ chuyển đổi tín hiệugiữa hai dạng tương tự và số Kết quả chuyển đổi từ tín tiệu tương tự sang tínhiệu số là 10 bit số tương ứng và được lưu trong hai thanh ghi ADRESH vàADRESL Khi không sử dụng bộ chuyển đổi ADECLARE, các thanh ghi này

có thể được sử dụng như các thanh ghi thông thường khác Khi quá trìnhchuyển đổi hoàn tất, kết quả sẽ được lưu vào hai thanh ghiADRESH:ADRESL, bit GO/DONE (ADECLAREON0<2>) được xóa về 0

và cờ ngắt ADIF được set

Hình 3.6 Sơ đồ khối của AD

Hình 3.7 Chu kỳ xung clock và tần số làm việc của ADC

3.3.1 KẾT QUẢ CHUYỂN ĐỔI AD.

Có 2 cách lưu kết quả của chuyển đổi 10bit A/D , bên trái hoặc bênphải Việc lựa chọn các cách lưu được điều khiển bởi bit ADFM và được minhhọa cụ thể trong hình sau: