Điều khiển thiết bị điện qua môi trường không dây sử dụng KIT MSP EXP430G2

Việc điều khiển các thiết bị điện trong nhà từ xa bằng tin nhắn điện thoại di động là một ứng dụng mới của điện thoại.. Từ những yêu cầu thực tế, những đòi hỏi ngày càng cao của cuộc sốn

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: Giới Thiệu Về KIT MSP-EXP430G2 9

1.1 Tổng quan về MSP430 9

1.1.1 Đặc điểm tổng quan dòng MSP430 10

1.1.2 Không gian địa chỉ và bộ nhớ 11

1.2 Tổng quan về Kit MSP430G2 14

1.2.1 Tổng quan về vi điều khiển MSP430G2553 15

1.2.2 Không gian địa chỉ và bộ nhớ 17

1.2.3 Sơ đồ chân của vi điều khiển MSP430G2553 19

1.2.4 Chức năng từng chân của vi điều khiển MSP430G2553 20

1.2.5 Sơ đồ khối module Basic Clock 22

1.2.6 Các cổng vào/ra 24

1.3 Giới thiệu phần mềm CCS5 27

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ MODULE SIM900 31

2.1 Tổng quan về module sim900 31

2.1.2 Sơ đồ chân module sim900 32

2.1.3 Tập lệnh AT của module sim900 35

2.2 Tổng quan về tin nhắn SMS 40

2.2.1 Giới thiệu về tin nhắn SMS 40

2.2.2 Cấu trúc của một tin nhắn SMS 42

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 44

3.1 Ý tưởng thiết kế 44

3.2 Phương án thiết kế 44

3.3 Sơ đồ khối tổng quát toàn hệ thống 45

3.3.1 Khối giao tiếp SMS 45

3.3.2 Khối vi điều khiển MSP430G2553 46

3.3.3 Khối công suất 47

3.4 Sơ đồ nguyên lý 48

3.4.1 Khối nguồn cung cấp 49

3.4.3 Khối vi điều khiển MSP430G2553 50

3.4.5 Khối LCD 51

3.5 Sơ đồ mạch in 52

3.6 Thuật toán chương trình 53

CHƯƠNG 4: TEST HỆ THỐNG 56

4.1 Chuẩn bị 56

4.2 Kết quả đạt được 56

4.3 Hạn chế của đề tài 57

4.4 Hướng phát triển của đề tài 57

4.5.Một số hình ảnh thực tế của mạch 59

PHỤ LỤC 65

KẾT LUẬN 72

TÀI LIỆU THAM KHẢO 73

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Một số phiên bản họ vi điều khiển MSP430 10

Hình 1.2 Kiến trúc vi điều khiển MSP430 11

Hình 1.3 Sơ đồ tổ chức bộ nhớ của họ vi điều khiển MSP 430 12

Hình 1.4 Trật tự sắp xếp 1 byte, bits, bytes, và words bộ nhớ 13

Hình 1.5 KIT MSP-EXP430G2 14

Hình 1.6 Kiến trúc vi điều khiển MSP430G2 16

Hình 1.7 Sơ đồ tổ chức bộ nhớ của họ vi điều khiển MSP430G2 17

Hình 1.8 Trật tự sắp xếp 1 byte, bits, bytes, và words bộ nhớ 19

Hình 1.9 Sơ đồ chân của MSP430G2553 19

Hình 1.10 Sơ đồ khối chức năng của MSP430G2x53 20

Bảng 1.1 Sơ đồ chức năng các chân 21

Bảng 1.2 Sơ đồ chức năng các chân 22

Hình 1.11 Sơ đồ khối module basic clock 23

Hình 1.12 Địa chỉ các thanh ghi 27

Hình 2.1 Hình ảnh thực tế module sim900 32

Hình 2.2 Sơ đồ chân của module sim900 33

Hình 3.1 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển từ xa qua tin nhắn SMS 45

Hình 3.2 Module sim900 45

Hình 3.3 KIT MSP-EXP430G2 46

Hình 3.4 Khối công suất 47

Hình 3.4 Sơ đồ nguyên lý 48

Hình 3.5 Sơ đồ nguyên lý khối nguồn 49

Hình 3.6 Sơ đồ nguyên lý kết nối Module Sim900 50

Hình 3.7 Khối vi điều khiển MSP430G2553 50

Hình 3.8 Sơ đồ nguyên lý khối công suất 51

Hình 3.9 Khối LCD 51

Hình 3.10 Sơ đồ mạch in khối module sim900 52

Hình 3.11 Sơ đồ mạch in khối công suất 52

Hình 3.12 Lưu đồ thuật toán 53

Hình 4.2 Mặt sau của KIT MSP-EXP430G2 60

Hình 4.3 Module sim900 60

Hình 4.4 Mặt sau của mạch chính 61

Hình 4.5 Mặt trước của mạch chính 61

Hình 4.6 Mạch khi bật đèn 1 62

Hình 4.7 Mạch khi bật đèn 1 và đèn 2 62

Hình 4.8 Mạch khi bật đèn 1, đèn 2 và đèn 3 63

Hình 4.9 Mạch khi bật đèn 1, đèn 3 và tắt đèn 2 63

Hình 4.10 Màn hình điện thoại điều khiển 64

LỜI MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển mạnh mẽ về kinh tế, công nghệ di động đã được ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực đời sống xã hội Nghiên cứu ứng dụng công nghệ di động sử dụng cho mục đích ngoài thông tin liên lạc đang thu hút nhiều nhà khoa học trên thế giới cũng như trong nước

Điều khiển các thiết bị điện trong nhà giữ vai trò quan trọng trong việc xây dựng một ngôi nhà thông minh nhằm khai thác an toàn hiệu quả và kinh tế Đây

là một vấn đề đang được thế giới quan tâm và phát triển Việc điều khiển các thiết bị điện trong nhà từ xa bằng tin nhắn điện thoại di động là một ứng dụng mới của điện thoại

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

bị này được điều khiển thông qua một đầu não trung tâm Đầu não 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 tin nhắn của chủ nhà Chẳng hạn như việc tắt quạt, đèn điện, … khi người chủ nhà quên 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 một khoảng thời gian nhất định Bên cạnh đó nó cũng gửi thông báo cho người điều khiển biết khi có người lạ đột nhập vào nhà thông qua hệ thống báo động dùng led thu phát hồng ngoại hay các

bộ cảm biến khác bằng một tin nhắn cảnh báo

Từ những yêu cầu thực tế, những đòi hỏi ngày càng cao của cuộc sống,

cộng với sự phát triển mạnh mẽ của mạng di động nên em đã chọn đề tài " Điều

khiển thiết bị điện qua môi trường không dây sử dụng vi điều khiển MSP430G2553" để đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của con người và góp

CHƯƠNG 1: Giới Thiệu Về KIT MSP-EXP430G2

1.1 Tổng quan về MSP430

MSP430 (MSP - MIXED SIGNAL MICROCONTROLLER) là họ vi điều khiển được sản xuất bởi công ty Texas Instruments Đây là dòng vi điều khiển siêu tiết kiệm năng lượng, sử dụng nguồn thấp, khoảng điện áp nguồn cấp từ 1.8V – 3.6V

MSP430 kết hợp các đặc tính của một CPU hiện đại và tích hợp sẵn các module ngoại vi Đặc biệt Chip MSP430 là giải pháp thích hợp cho những ứng dụng yêu cầu trộn tín hiệu

MSP430 là một sự kết hợp chặt chẽ của một CPU cấu trúc RISC 16 bit, những khối ngoại vi, và hệ thống xung linh hoạt MSP430 đã đưa ra được những giải pháp tốt cho những nhu cầu ứng dụng với nhiều phiên bản khác nhau MSP430 có một số phiên bản như: MSP430x1xx, MSP430x2xx, MSP430x3xx, MSP430x4xx, MSP430x5xx

Hình 1.1 Một số phiên bản họ vi điều khiển MSP430

 Xử lý tín hiệu tương tự với hiệu xuất cao

 Cấu trúc RISC-16 bit CPU cho phép người sử dụng thiết kế được nhiều ứng dụng

 Tối ưu hóa cho những chương trình ngôn ngữ bậc cao như C, C++

 Giao diện truyền thông nối tiếp:

♦ Hỗ trợ truyền thông nối tiếp nâng cao UART, tự động dò tìm tốc độ Baud

♦ Bộ mã hóa và giải mã IrDA (Infrared Data Associatio)

♦ Chuẩn giao tiếp động bộ SPI

♦ Chuẩn giao tiếp I2C

 Bộ chuyển đổi ADC 10 bit, 200 ksps với điện áp tham chiếu nội, Lấy mẫu và chốt Tự động quét kênh, điều khiển chuyển đổi dữ liệu

 MSP430 được sử dụng và biết đến đặc biệt trong những ứng dụng

về thiết bị đo có sử dụng hoặc không sử dụng LCD với chế độ nguồn nuôi rất thấp Với chế độ nguồn nuôi từ khoảng 1,8 đến 3,6v và 5 chế độ bảo vệ nguồn

 Với sự tiêu thụ dòng rất thấp trong chế độ active thì dòng tiêu thụ

là 200uA, 1Mhz, 2.2v; chế độ standby thì dòng tiêu thụ là 0.7uA

và chế độ tắt chỉ duy trì bộ nhớ Ram thì dòng tiêu thụ rất nhỏ 0.1uA

 MSP430 có ưu thế về chế độ nguồn nuôi Thời gian chuyển chế độ từ chế độ standby sang chế độ active là rất nhỏ (< 6us) Và có tích hợp

96 kiểu hình cho hiển thị LCD 16 bit thanh ghi, 16 bit RISC CPU

 Một đặc điểm của họ MSP là khi MCU không có tín hiệu dao động ngoại, thì MSP sẽ tự động chuyển sang hoạt động ở chế độ dao động nội

Hình 1.2 Kiến trúc vi điều khiển MSP430

1.1.2 Không gian địa chỉ và bộ nhớ

Cấu trúc vi điều khiển MSP430 có một địa chỉ không gian nhớ được chia

sẻ với các thanh ghi chức năng đặc biệt (SFRs), các bộ ngoại vi, RAM, và bộ nhớ Flash/ROM được biểu diễn trên hình vẽ Dữ liệu có thể được truy cập như là những byte hay những từ Không gian địa chỉ nhớ có thể mở rộng hơn nữa cho những thiết kế khác

Hình 1.3 Sơ đồ tổ chức bộ nhớ của họ vi điều khiển MSP 430

a) Flash/ROM

Địa chỉ bắt đầu của Flash/ROM phụ thuộc vào số lượng Flash/ROM hiện

có và thay đổi tùy theo loại chip Địa chỉ kết thúc cho Flash/ROM là 0FFFFh Flash có thể được sử dụng cho cả mã và chương trình Những bảng từ hay byte

có thể được cất và sử dụng trong Flash/ROM mà không cần bảng sao chép tới RAM trước khi sử dụng chúng

Những module giao tiếp ngoại vi được xắp xếp vào không gian địa chỉ Không gian địa chỉ từ 0100h tới 01FFh được dành riêng cho module ngoại vi 16 bit Những module này có thể được truy cập với những từ chỉ dẫn(lệnh) Không gian địa chỉ từ 010h tới 0FFh được dành riêng cho module ngoại vi 8 bit

d) Những thanh ghi chức năng đặc biệt (SFRs)

Một vài chức năng ngoại vi được cấu hình trong thanh ghi chức năng đặc biệt Những thanh ghi chức năng đặc biệt được nằm trong 16 byte thấp của không gian địa chỉ Những SFR phải được truy cập bằng việc sử dụng câu lệnh byte

e) Truy cập bộ nhớ

Hình 1.4 Trật tự sắp xếp 1 byte, bits, bytes, và words bộ nhớ.

Những byte được nằm tại những địa chỉ chẵn hay lẻ Khi sử dụng từ chỉ dẫn, chỉ những địa chỉ chẵn có thể được sử dụng Những byte thấp của một từ luôn luôn là một địa chỉ chẵn Byte cao ở tại địa chỉ lẻ tiếp theo Ví dụ, nếu một

từ dữ liệu nằm tại địa chỉ xxx4h, kết thúc byte thấp của từ dữ liệu nằm tại địa chỉ

1.2 Tổng quan về Kit MSP430G2

Hình 1.5 KIT MSP-EXP430G2

Kit MSP430G2 bao gồm:

 Lập trình và gỡ rồi chương trình ngay trên board

 2 led và 2 nút nhấn đa chức năng

 J1 và J2 kết nối với 20 chân của vi điều khiển MSP430G2553 để kết nối với ngoại vi/linh kiện ngoài

 1 DIP socket (20 chân) để cắm vi điều khiển MSP430G2xxx

 J3 cho phép sử dụng giao tiếp truyền thông nối tiếp UART

 Mini USB-B cable 0,5m

 Vi điều khiển MSP430G2553

 Thạch anh ngoài có tần số dao động 32,768KHz

1.2.1 Tổng quan về vi điều khiển MSP430G2553

MSP-EXP430G2 là họ vi điều khiển cấu trúc RISC 16-bit được sản xuất bởi công ty Texas Instruments

MSP-EXP430G2 là chữ viết tắt của “ MIXED SIGNAL

MICROCONTROLLER”, là dòng vi điều khiển siêu tiết kiệm năng lượng,

sử dụng nguồn thấp

MSP-EXP430G2 được sử dụng và biết đến đặc biệt trong những ứng dụng

về thiết bị đo có sử dụng hoặc không sử dụng LCD với chế độ nguồn nuôi rất thấp Với chế độ nguồn nuôi từ khoảng 1,8 đến 3,6v và 5 chế độ bảo vệ nguồn Với sự tiêu thụ dòng rất thấp trong chế độ active thì dòng tiêu thụ là 200uA, 1Mhz, 2.2v; chế độ standby thì dòng tiêu thụ là 0.7uA và chế độ tắt chỉ duy trì bộ nhớ Ram thì dòng tiêu thụ rất nhỏ 0.1uA

MSP-EXP430G2 có ưu thế về chế độ nguồn nuôi Thời gian chuyển chế độ

từ chế độ standby sang chế độ active là rất nhỏ (< 6us) Và có tích hợp 96 kiểu hình cho hiển thị LCD 16 bit thanh ghi, 16 bit RISC CPU

Một đặc điểm của họ MSP là khi MCU không có tín hiệu dao động ngoại, thì MSP sẽ tự động chuyển sang hoạt động ở chế độ dao động nội

Những đặc tính của dòng MSP430G2 bao gồm:

Điện áp nguồn: 1.8V – 3.6V

Mức tiêu thụ năng lượng cực thấp:

 Chế độ hoạt động: 230 µA tại 1MHz 2.2V

 Chế độ chờ: 0.5 µA

 Chế độ tắt (RAM vẫn được duy trì): 0.1 µA

Thời gian đánh thức từ chế độ Standby nhỏ hơn 1µs

Cấu trúc RISC- 16bit, thời gian một chu kì lệch là 62.5 ns

 Tần số nội lên tới 16 MHz với 4 hiệu chỉnh tần số ± 1%.

 Thạch anh 32 KHz

 Tần số làm việc lên tới 16 MHz

 Bộ cộng hưởng

 Nguồn tạo xung nhịp bên ngoài

 Điện trở bên ngoài

Time_A 16 bit với 3 thanh ghi capture, 3 thanh ghi so sánh độ rộng 16 bit

Giao diện truyền thông nối tiếp:

 Hỗ trợ truyền thông nối tiếp nâng cao UART, tự động dò tìm tốc độ Baud

 Bộ mã hóa và giải mã IrDA ( Infrared Data Assciation)

Bộ chuyển đổi ADC 10 bit, 200kps với điện áp tham chiếu nội, lấy mẫu

và chốt Tự động quét kênh, điều khiển chuyển đổi dữ liệu

Bảo vệ sụt áp

1.2.2 Không gian địa chỉ và bộ nhớ

Cấu trúc vi điều khiển MSP430 có một địa chỉ không gian nhớ được chia

sẻ với các thanh ghi chức năng đặc biệt (SFRs), các bộ ngoại vi, RAM, và bộ nhớ Flash/ROM được biểu diễn trên hình vẽ Dữ liệu có thể được truy cập như là những byte hay những từ Không gian địa chỉ nhớ có thể mở rộng hơn nữa cho những thiết kế khác

Hình 1.7 Sơ đồ tổ chức bộ nhớ của họ vi điều khiển MSP430G2

Flash/ROM

Địa chỉ bắt đầu của Flash/ROM phụ thuộc vào số lượng Flash/ROM hiện

có và thay đổi tùy theo loại chip Địa chỉ kết thúc cho Flash/ROM là 0FFFFh Flash có thể được sử dụng cho cả mã và chương trình Những bảng từ hay byte

có thể được cất và sử dụng trong Flash/ROM mà không cần bảng sao chép tới RAM trước khi sử dụng chúng

Những thanh ghi chức năng đặc biệt (SFRs)

Một vài chức năng ngoại vi được cấu hình trong thanh ghi chức năng đặc biệt Những thanh ghi chức năng đặc biệt được nằm trong 16 byte thấp của không gian địa chỉ Những SFR phải được truy cập bằng việc sử dụng câu lệnh byte

Truy cập bộ nhớ

Hình 1.8 Trật tự sắp xếp 1 byte, bits, bytes, và words bộ nhớ.

Những byte được nằm tại những địa chỉ chẵn hay lẻ Khi sử dụng từ chỉ dẫn, chỉ những địa chỉ chẵn có thể được sử dụng Những byte thấp của một từ luôn luôn là một địa chỉ chẵn Byte cao ở tại địa chỉ lẻ tiếp theo Ví dụ, nếu một

từ dữ liệu nằm tại địa chỉ xxx4h, kết thúc byte thấp của từ dữ liệu nằm tại địa chỉ xxx4h, và byte cao của từ đó nằm tại địa chỉ xxx5h

1.2.3 Sơ đồ chân của vi điều khiển MSP430G2553

Hình 1.9 Sơ đồ chân của MSP430G2553

Hình 1.10 Sơ đồ khối chức năng của MSP430G2x53

1.2.4 Chức năng từng chân của vi điều khiển MSP430G2553

Vi điều khiển MSP430G2553 có 2 port, mỗi port gồm 8 chân:

Port 1: có 8 chân từ P1.0 đến P1.7 tương ứng với các chân từ 2 - 7 và 14, 15

Port 2: cũng gồm có 8 chân P2.0 - P2.7 ứng với các chân 8 - 13, 18, 19.Ngoài chức năng I/O thì trên mỗi chân của các port đều là những chân đa chức năng, ta thể thấy rõ trong bảng sau:

Bảng 1.1 Sơ đồ chức năng các chân

Bảng 1.2 Sơ đồ chức năng các chân

1.2.5 Sơ đồ khối module Basic Clock

Hình 1.11 Sơ đồ khối module basic clock

Module basic clock hỗ trợ cho hệ thống tiêu thụ năng lượng thấp và cực thấp Sử dụng 3 nguồn tín hiệu clock, người dùng có thể lựa chọn nguồn tốt nhất mang lại hiệu quả cao và tiêu thụ năng lượng thấp Module basic clock có thể được cấu hình hoạt động mà không cần bất kì một thành phần bên ngoài nào như một điện trở ngoài, hoặc một thạch anh ngoài hay các bộ cộng hưởng, dưới sự hỗ trợ đầy đủ bằng kiểm soát phần mềm

Module bao gồm 2, 3 hoặc 4 nguồn xung clock:

- LFXT1CLK (Low-frequency/high-frequency oscillator): sử dụng được tần số thạch anh thấp hoặc nguồn xung ngoài 32768Hz hoặc thạch anh chuẩn, các

bộ cộng hưởng hoặc nguồn xung trong khoảng 400-kHz đến 16 MHz

- XT2CLK (Optional high-frequency oscillator): sử dụng tần số thạch anh chuẩn, bộ cộng hưởng hoặc nguồn xung ngoài trong phạm vi từ 400kHz đến 16MHz

- DCLOCK (DCO): Được điều khiển bởi bộ tạo dao động nội

- VCLOCK: là nguồn nội có công suất rất thấp, tần số thấp đặc trưng với tần số 12kHz

Có 3 tín hiệu Clock có sẵn trong module basic là:

- ACLK (Auxiliary clock): ACLK dùng cho các module ngoại vi Nguồn của

nó là s LFXT1CLK hoặc VLOCLK ACLK có thể được dùng để chia 1/2/4/8 lần

- SMCLK (Sub-main clock): SMCLK dùng cho các module ngoại vi, nó

có nguồn là LFXT1CLK/VLOCKCLK/XT2CLK/DCOCLK SMCLK có thể chia 1/2/4/8 lần

- MCLK (Master clock ): MCLK dùng cho các module ngoại vi, nó có nguồn là LFXT1CLK/VLOCKCLK/XT2CLK/DCOCLK MCLK có thể chia 1,

2, 4, hoặc 8 lần MCLK Dùng cho CPU và hệ thống

1.2.6 Các cổng vào/ra

MSP430G2553 có 2 cổng vào/ra, trong đó mỗi cổng có 8 chân Mỗi chân đều có những chức năng đặc biệt có thể định hướng làm đầu vào hoặc đầu ra, có thể đọc truy xuất hoặc điều khiển

Cổng P1 và P2 có khả năng ngắt Mỗi ngắt được cấu hình riêng theo cạnh lên hoặc cạnh xuống của sườn xung hoặc theo tín hiệu vào tương ứng với các vector ngắt

Đặc tính vào/ra bao gồm:

- Chức năng đặc biệt của các chân không phụ thuộc vào việc lập trình.

- Có thể lựa chọn làm OUTPUT hoặc INPUT.

- P1 và P2 được cấu hình riêng cho tín hiệu ngắt.

- Không phụ thuộc thanh ghi output hay input.

- Cấu hình có điện trở kéo.

Thanh ghi định hướng PxDIR (x:1, 2)

Các chân của mỗi cổng được định hướng làm đầu ra hoặc đầu vào phụ thuộc vào giá trị các bít của thanh ghi PxDIR:

Nếu bit = 0 chân được định hướng làm đầu vào.

Nếu bit = 1 chân được định hướng làm đầu ra.

Ví dụ: P1DIR = 0x01 // chân P1.0 là output

Thanh ghi cho phép điện trở kéo PxREN (x:1, 2)

Thanh ghi cho phép tắt hoặc mở chế độ pullup/pulldown resistor cho các chân

Bit = 1 điện trở kéo lên.

Bit = 0 điện trở kéo xuống.

Thanh ghi lựa chọn chức năng PxSEL (x:1, 2) và PxSEL2 (x: 1, 2)

Các chân của mỗi port đều có nhiều chức năng tương ứng với các module ngoại vi khác nhau Mỗi bit của thanh ghi PxSEL và PxSEL2 được sử dụng để lựa chọn chức năng là các port xuất nhập hoặc chức năng đặc biệt

Ví dụ : Ta muốn port1 là GPIO thì ta thực hiện lệnh như sau:

P1SEL = 0;

P2SEL2 = 0;

C

hú ý: Khi PxSEL =1 các ngắt của P1, P2 bị cấm Khi bất kỳ bit nào của

thanh ghi P1SELx hoặc P2SELx được thiết lập, các ngắt tương ứng với các chân này sẽ bị cấm

Thanh ghi PxIN (x:1, 2)

Khi ta muốn nhập các giá trị cho các chân I/O ta sẽ đặt giá trị vào các thanh ghi PxIN

Bit = 0: Đầu vào là mức thấp.

Bit = 1: Đầu vào là mức cao.

Lưu ý : Ta phải chỉnh PxDIR là input trước khi nhập giá trị.

Thanh ghi PxOUT (x:1, 2)

Khi ta muốn xuất giá trị cho các chân I/O, ta sẽ đặt giá trị vào các thanh ghi PxOUT

Bit = 0: Đầu ra là mức thấp.

Bit = 1: Đầu ra là mức cao.

Khi ta cấu hình cho thanh ghi PxREN ở chế độ pullup/pulldown resistor

Bit = 0: Chân cho phép chức năng pulldown.

Bit = 1: Chân cho phép chức năng pull up.

Lưu ý: Ta phải chỉnh PxDIR là output trước khi xuất giá trị ra ngoài

Các ngắt P1 và P2

Mỗi chân của port P1 và P2 đều có khả năng ngắt Các ngắt được cấu hình bởi các thanh ghi PxIFG, PxIE VÀ PxIES Tất cả các chân của port P1 một nguyên nhân tương ứng với một vector ngắt Tất cả các chân của port 2 có nhiều hơn một nguyên nhân khác nhau tương ứng với 1 vector Có thể sử dụng thanh ghi PxIFG để xác định nguyên nhân các ngắt port P1 và P2.

Thanh ghi cờ ngắt P1IFG và P2IFG

Mỗi bit của thanh ghi PxIFGx là một cờ ngắt tương ứng với chân xuất/nhập

và khi có cạnh xung tín hiệu tại các chân Tất cả các cờ ngắt của thanh ghi PxIFGx đòi hỏi một ngắt tương ứng với các bit PxIE và GIE được set Mỗi cờ ngắt đòi hỏi phải reset bằng phần mềm Phần mềm cũng có thể thiết lập cờ ngắt:

Bit = 0: Không có ngắt nào đang chờ.

Bit = 1: Có 1 ngắt đang chờ được phục vụ.

Chú ý: Khi thay đổi thanh ghi PxOUT và PxDIP có nghĩa là bạn đang set cờ ngắt tương ứng

Thanh ghi lựa chọn ngắt theo sườn xung P1IES, P2IES

Mỗi bit của thanh ghi PxIES lựa chọn ngắt theo cạnh lên hay cạnh xuống tương ứng với mỗi chân xuất / nhập:

Bit = 0: Cờ ngắt được set khi có cạnh lên của xung.

Bit = 1: Cờ ngắt được set khi có cạnh xuống của xung.

Thanh ghi cho phép ngắt P1IE và P2IE

Mỗi bit PxIE cho phép hay cấm ngắt và liên quan đến cờ ngắt tương ứng:

Bit = 0: Cấm ngắt.

Bit = 1: Cho phép ngắt.

Địa chỉ các thanh ghi vào/ra

MSP430 được cấu hình để làm việc với BYTE, điều này sẽ gây khó khăn cho người lập quen làm việc với BIT Để có thể làm việc với BIT ta phải định nghĩa lại địa chỉ của thanh ghi điều khiển PORT.

Hình 1.12 Địa chỉ các thanh ghi.

1.3 Giới thiệu phần mềm CCS5

Code Composer Studio v5 là môi trường phát triển tích hợp được TI xây dựng nhằm hỗ trợ khách hàng trong việc tiếp cận và phát triển ứng dụng với các sản phẩm của TI

Trình biên dịch này có môi trường làm việc khá thân thiện, có kết hợp với Programer và Debugger Với CCS, việc phát triển các ứng dụng với chip MSP430 sẽ được hỗ trợ tối đa do được hỗ trợ từ TI

Sau đây là cách Tạo một Project mới với CCS:

1) Mở phần mềm CCS, CCS sẽ yêu cầu bạn chọn một không gian làm việc, đó là một thư mục nơi chứa tất cả các project của bạn

2) Ấn Ok sau khi đã chọn xong không gian làm việc cho mình.

3) Khi CCS đã được mở bạn có thể tạo ra được một Project mới

bằng cách chọn File > New > CCS Project

4) Một cửa sổ mới sẽ xuất hiện "New CCS Project" Trong cửa sổ này, chúng ta cần phải làm 2 việc Đặt tên cho dự án và lựa chọn chip mà mình cần lập trình Sau đó bấm nút "Finish".

Viết code

Sau khi viết xong, bạn nên kiểm tra xem chương trình có lỗi gì không? bằng

cách chọn Project>Build All

1) Kết nối Kit MSP430 LaunchPad với máy tính để tiến hành nạp chương trình và gỡ lỗi (debug).

2) Nhấn vào nút Debug cửa sổ CCS debug sẽ hiện ra Ở đây, bạn có thể kiểm tra được chương trình của mình chạy như thế nào Để chạy cả chương trình, nhấn vào nút Resume

Vậy là đã hoàn thành việc tạo project

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ MODULE SIM900

2.1 Tổng quan về module sim900

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 Và định nghĩa đặc trưng này cũng giúp ta hình dung được phần nào là thiết bị này sẽ làm cái gì

Một modem GSM là một modem wireless, nó làm việc cùng với một mạng wireless GSM Một modem wireless thì cũng hoạt động giông như một modem 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 một modem wireless thì việc gữi nhận dữ liệu thông qua sóng

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

Module Sim900 là một trong những loại modem GSM Nhưng Module Sim900 được nâng cao hơn có tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn Nó sử dụng công nghệ GSM/GPRS hoạt động ở băng tầng 850/ 900/ 1800/ 1900 MHz.

2.1.1 Đặc điểm của module sim900

a Nguồn cung cấp khoảng 3,1 – 4,8V

b Băng tần

• EGSM 900Mhz, DCS 1800 Mhz và PCS 1900Mhz, Sim900 có thể tự động tìm kiếm các băng tần

• Phù hợp với GSM Pha 2/2+

c Loại GSM là loại MS nhỏ

d Kết nối GPRS

• GPRS có nhiều ránh loại 10 ( tự động ).

e Giới hạn nhiêt độ:

• Nhiệt độ hoạt động: -40°C to +85 °C.

f Dữ liệu GPRS:

• GPRS dữ liệu tải xuống: Max 85.6 kbps

• GPRS dữ liệu up lên: Max 42.8 kbps

Hình 2.2 Sơ đồ chân của module sim900

2.1.3 Tập lệnh AT của module sim900

a Giới thiệu chung về tập lệnh AT

Đầu những năm 1980, công ty Hayes đã bắt đầu sẳn xuất loại thiết bị Smartmodem với tốc độ 1200 baud/bps Sau đó không lâu công ty này đã nhanh chóng phát hành ra thị trường loại Smartmodem với tốc độ 2400baud/bps trong khi loại Smartmodem 1200 lại đang thịnh hành trên thị trường Khi đó Hayes không

có thời gian để thay đổi lại thiết kế giữa hai loại 1200 và 2400 Chính vì thế mà các thiết kế của Hayes đã tạo ra một chuẩn modem tồn tại cho đến ngày nay

Có 2 loại Smartmodem 1200 và 2400 đều được coi là các loại modem thông minh thời đó, nó cho phép con người có thể gọi tới các số điện thoại khác nhau từ điện thoại mà nó được gắn trên đó, người nghe từ modem bên kia có thể nhấn nút

để chấp nhận hoặc từ chối cuộc gọi Quy trình quay số chung giữa các modem được sử dụng như trong mạng điện thoại công cộng POTS/PSTN (Plain Old Telephone Service/Public Switched Telephone Network) được giới thiệu vào những năm 1980

Các Smartmodem 1200 và 2400 đã không nhận biết được tín hiệu bận rộng hoặc phát hiện ra các âm thanh quay số cũng như hàng chực các tính năng khác hiện nay dùng trong modem sản xuất cuối những năm 1980

Những gì đã làm cho Smartmodem 1200 và 2400 là diu nhất tại thời điểm

đó là nhà săn xuất cung cấp hau mô hình tốc độ khác nhau của modem POTS/PSTN mà chúng chấp nhận các lệnh lập trình, được gọi là tập lệnh AT (ATtention) Tuy nhiên không phải bất kì phần mềm nào của Smartmodem 1200 cũng làm việc được trên Smartmodem 2400

Một số nhà sản xuất modem đột nhiên nhận ra lợi thế của mô hình modem mới hỗ trợ các lệnh tương tự như các mô hình trước đây Một số nhà sản xuất thường xuyên phát triển các lệnh hoàn toàn khác nhau phù hợp với thiết kế modem mà họ sản xuất ra

Hãng Hayes đã kịp thời kiện các công tu này bằng cách sử dụng từ “Hayes” trong các tài liệu sản phẩm và bao bì của họ từ đó các nhà sản xuất khác bắt đầu gọi modem của hộ là sử dụng tập lệnh AT trong tương thích và tiếp tục bắt chước các thiết lập của Hayes Tới năm 1986 hầu hết các modem đều hỗ trợ tập lệnh AT.Ngày nay hầu hết các modem chuyên dụng và các điện thoại di động hỗ trợ công nghệ GSM đều sử dụng tập lệnh AT cơ bản hoặc tập lệnh AT mở rộng để truyền thông trong mạng

Tập lệnh AT (ATtention) được sử dụng để điều khiển một modem Mỗi dòng lệnh bắt đầu bằng “AT” hoặc “at” Có nhiều lệnh AT được sử dụng để điều khiển modem có dây như ATD (Dial), ATA (Answer), ATH (Hook control) and

không dây và các điện thoại di động Ngoài ra tập lệnh AT này, các modem GSM/GPRS và các điện thoại di động còn hỗ trợ một tập các lệnh AT phục vụ cho các mục đích của công nghệ GSM.

Nhiệm vụ của tập lệnh AT được sử dụng trên các modem GSM/GPRS và các điện thoại di động là:

• Nhận thông tin cơ bản về điện thoại di động, modem GSM/GPRS Thí

dụ, tên của nhà sản xuất(AT+CGMI), mô hình số (AT+CGMM), số IMEI (International Mobile Equipment Identity) (AT+CGSN) và phiên bản phần mềm (AT+CGMR)

• Nhận thông tin cơ bản về thuê bao Thí dụ, MSISDN (AT+CNUM) và

số IMSI (International Mobile Subscriber Identity) (AT+CIMI)

• Nhận thông tin về trạng thái hiện hành của điện thoại di động, modem GSM/GPRS Thí dụ, tình trạng hoạt động của điện thoại di động (AT+CPA), trạng thái đăng ký mạng di động (AT+CREG), cường độ tín hiệu radio (AT+CSQ), mức độ sạc pin và tình trạng sạc pin (AT + CBC)

• Thiết lập kết nối dữ liệu hoặc kết nối thoại đến một modem từ xa (ATD, ATA, vv.)

• Gửi và nhận fax (ATD, ATA, AT+F *)

• Gửi tin nhắn SMS (AT+CMGS, AT+CMSS), đọc tin nhắn SMS (AT+ CMGR, AT+CMGL), ghi tin nhắn SMS (AT+CMGW) hoặc xóa tin nhắn SMS (AT+CMGD) và nhận về một tin nhắn mới SMS (AT+CNMI)

• Đọc (AT+CPBR), viết (AT+CPBW) hoặc tìm kiếm (AT+CPBF) trong danh bạ

• Thực hiện các nhiệm vụ liên quan đến an ninh, chẳng hạn như mở hoặc đóng khóa (AT+CLCK) và thay đổi mật khẩu (AT+CPWD) Thí

động được bật] và khóa PH-SIM [một thẻ SIM nào đó được kết hợp với điện thoại di động để sử dụng thẻ SIM khác với điện thoại di động

đó phải nhập mật khẩu])

• Điều khiển được việc thể hiện lỗi của lệnh AT dưới mã (code) hoặc thông điệp (error message) của các lệnh AT Thí dụ, người lập trình có thể kiểm soát xem có nên cho phép các thông báo lỗi nào đó (AT+CMEE) và có thông báo lỗi sẽ được hiển thị ở định dạng số hoặc dạng thông báo dài (AT+CMEE = 1 hoặc AT+CMEE = 2)

• Nhận hoặc thay đổi cấu hình của điện thoại di động hoặc các modem GSM/GPRS Thí dụ, thay đổi các mạng GSM (AT+COPS), dịch vụ mang loại (AT+CBST), phát thanh, liên kết các thông số giao thức (AT+CRLP), địa chỉ trung tâm tin nhắn SMS (AT+CSCA) và lưu trữ các tin nhắn SMS (AT + CPM)

• Lưu và phục hồi cấu hình của điện thoại di động hoặc các modem GSM/ GPRS Thí dụ, lưu lại (AT+CSAS) và khôi phục lại (AT+CRES) các thiết lập liên quan đến tin nhắn SMS

Các nhà sản xuất điện thoại di động thường không sử dụng tất cả các lệnh

AT, các tham số và giá trị của lệnh trong điện thoại di động của họ Ngoài ra, cách thực hiện các lệnh AT có thể khác với quy định theo tiêu chuẩn đặt ra Nói chung, các modem GSM/GPRS được thiết kế cho các ứng dụng không dây có hỗ trợ các lênh AT tốt hơn so với điện thoại di động thông thường

Có hai loại AT lệnh: lệnh cơ bản và các lệnh mở rộng:

• Lệnh cơ bản AT lệnh không bắt đầu với kí tự "+" Thí dụ, D (Dial), A (Answer), H (Hook control) and O (Return to online data state) là các lệnh cơ bản

• Lệnh AT mở rộng được bắt đầu với "+" Tất cả lệnh AT của công nghệ GSM là các lệnh được mở rộng Thí dụ, +CMGS (gửi tin nhắn SMS),