Giao tiếp với GSM

Hiệnnay điện thoại di động đang có những bước tiến vượt bậc về công nghệ, ngàycàng phổ biến rộng rãi trong đời sống con người, do nhu cầu trao đổi thông tinngày càng tăng đồng thời các t

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

HOÀNG THẾ LONG

GIAO TIẾP VỚI GSM

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội – 2010

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

LỜI NÓI ĐẦU

Khoa học kỹ thuật ngày nay đã và đang phát trên đà phát triển rất mạnh

để nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người Công nghệ thông tinđóng vai trò cốt lõi trong việc nắm bắt, cập nhật thông tin của nhân loại Hiệnnay điện thoại di động đang có những bước tiến vượt bậc về công nghệ, ngàycàng phổ biến rộng rãi trong đời sống con người, do nhu cầu trao đổi thông tinngày càng tăng đồng thời các thiết bị điện thoại ngày càng phổ biến rộng rãi,trong đó việc sử dụng mạng điện thoại để truyền tín hiệu điều khiển là phươngthức rất tiện lợi, tiết kiệm nhiều thời gian cho công việc

Một vấn đề đặt ra là chúng ta cần phát triển những ứng dụng liên lạc vàonhu cầu thực tiễn của con người, điều khiển tự động dựa trên hệ thống thông tinsẵn có, mang lại nhiều lợi ích cao cho người sử dụng Ví dụ như giám sát trạngthái, điều khiển thiết bị điện từ xa thông qua mạng điện thoại, tự động cảnh báoqua mạng điện thoại cố định và di động Dựa trên những kiến thức đã được học

và tham khảo qua sách vở, mạng internet em quyết định chọn đề tài:

"Giao tiếp với GSM ".

Do kiến thức còn chưa sâu, ít kinh nghiệm và thời gian có hạn, nên trongbài luận văn này không tránh khỏi thiếu sót, mong quý Thầy, Cô và các bạnđóng góp ý kiến để bài luận văn được hoàn thiện hơn

Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các Thầy, Cô giáo và cácbạn đã quan tâm, ủng hộ, giúp đỡ em để từng bước em hoàn thành đề tài này

Đặc biệt em chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Ngô Diên Tập đã chỉ dẫn cho em

rất nhiều về mặt kiến thức, kỹ thuật, đồng thời đưa ra nhiều định hướng, ýtưởng giúp em hoàn thành luận văn này!

Hà Nội, tháng 10 năm 2010

Sinh viên thực hiện

Hoàng Thế Long

LỜI CAM ĐOAN

Bài Luận văn này do em nghiên cứu, thực hiện dưới sự hướng dẫn của

PGS.TS Ngô Diên Tập Để hoàn thành luận văn này, em chỉ sử dụng những tài

liệu liệt kê trong phần tài liệu tham khảo Em cam đoan không sao chép bất kỳcông trình, thiết kế tốt nghiệp nào khác

Em xin chịu trách nhiệm về lời cam đoan của mình

Hà Nội, tháng 10 năm 2010

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN

MỤC LỤC

DANH SÁCH HÌNH VẼ

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT

PHẦN I: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

PHẦN II: NỘI DUNG ĐỀ TÀI

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU VỀ ĐẶC TÍNH CỦA MÔĐEM GSM VÀ CÁCH GIAO TIẾP VỚI MÔĐUN SIM300CZ

2.1 Tổng quan về hệ thống thông tin di động toàn cầu – GSM

2.2 Các thế hệ phát triển của hệ thống thông tin di động

2.3 Lịch sử hình thành GSM

2.4 Tổng quan về mạng thông tin di động số tế bào

2.5 Giao diện vô tuyến

2.6 Kiến trúc mạng GSM

2.7 Dịch vụ số liệu cải tiến GPRS – General Packet Radio Service

2.8 Giới thiệu về Môđem GSM

2.9 Tổng quan về môđun SIM300CZ

CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU VỀ VI ĐIỀU KHIỂN ATMEGA128

3.1 Tổng quan về vi điều khiển ATMega128

3.2 Cấu trúc bộ nhớ và giao tiếp USART

3.2.1 Cấu trúc bộ nhớ

3.2.2 Giao tiếp USART

CHƯƠNG IV: TRIỂN KHAI THỬ NGHIỆM PHẦN CỨNG

4.1 Khối chỉnh lưu nguồn

4.2 Khối vi điều khiển

4.3 Khối hiển thị LCD

4.4 Khối giao tiếp máy tính qua USB và RS-232

4.5 Khối role đóng ngắt thiết bị

4.6 Môđun thu phát GSM

4.7 Chương trình vi điều khiển

4.8 Một số hình ảnh hoạt động thực tế của hệ thống

Kết luận

Tài liệu tham khảo

Phụ lục 01

Phụ lục 02

DANH SÁCH HÌNH VẼ

Hình 2.1 Kiến trúc mạng GSM

Hình 2.2 Trạm di động MS

Hình 2.3 Các phân hệ của mạng GSM

Hình 2.4 Phân hệ trạm gốc BSS

Hình 2.5 Bộ chuyển đổi mã và phối hợp tốc độ TRAU

Hình 2.6 Hệ chuyển mạch NSS

Hình 2.7 Kiến trúc chung của hệ thống GPRS

Hình 2.8 Cấp phát địa chỉ IP tĩnh trong GPRS

Hình 2.9 Cấp phát địa chỉ IP động trong GPRS

Hình 2.10 Môđun SIM300CZ

Hình 2.11 Sơ đồ nguyên lý mạch SIM300CZ

Hình 3.1 Vi điều khiển ATMEGA128

Hình 3.2 Sơ đồ chân vi điều khiển ATMega128

Hình 3.3 Sơ đồ cấu trúc vi điều khiển ATMega128

Hình 3.4 Bộ nhớ chương trình có và không có sử dụng Boot loader

Hình 3.5 Bản đồ bộ nhớ dữ liệu

Hình 3.6 Thanh ghi dữ liệu UDR0

Hình 3.7 Thanh ghi điều khiển hoạt động UCSRA0

Hình 3.8 Thanh ghi điều khiển hoạt động USART0

Hình 3.9 Thanh ghi UCSRC

Hình 3.10 Cấu trúc hai thanh ghi UBRRL và UBRRH

Hình 4.1 Sơ đồ khối tổng quan hệ thống giám sát, điều khiển

Hình 4.2 Hình ảnh mạch phần cứng

Hình 4.3 Sơ đồ nguyên lý khối nguồn

Hình 4.4 Mạch phần cứng khối nguồn

Hình 4.5 ATMEGA128

Hình 4.6 Sơ đồ nguyên lý ATMEGA128

Hình 4.7 Mạch phần cứng ATMEGA128

Hình 4.8 LCD16x2

Hình 4.9 Sơ đồ nguyên lý giao tiếp ATMEGA128 với LCD

Hình 4.10 Mạch nguyên lý USB

Hình 4.11 Mạch phần cứng USB

Hình 4.12 Mạch nguyên lý RS-232

Hình 4.13 Mạch phần cứng RS-232

Hình 4.14 Phần cứng rơle

Hình 4.15 Mạch phần cứng SIM300CZ

Hình 4.16 Giao tiếp giữa SIM300CZ với ATMEGA128

Hình 4.17 Bàn phím, mic, tai nghe môđun SIM300CZ

Hình 4.18 Sơ đồ giải thuật hệ thống giám sát, điều khiển thiết bị điện từ xa…………55

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT

THUẬT

NGỮ

Access

Communication

Access, High Speed Uplink Packet HSUPA

Identity

Telecommunication System Universal Synchronous/

PHẦN I: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

Trong thời đại hiện nay, hệ thống thông tin liên lạc là một trong những vấn

đề quan trọng của xã hội, đặc biệt là những ứng dụng của nó trong các lĩnh vựckinh tế, khoa học kỹ thuật Con người ngoài nhu cầu liên lạc của mình, còn cónhiều nhu cầu khác như: tự động trả lời điện thoại khi chủ vắng nhà, giám sáttrạng thái, điều khiển các thiết bị điện từ xa qua mạng điện thoại

Hệ thống điều khiển từ xa nắm giữ một vai trò quan trọng trong cuộc sống

xã hội ngày nay Điều khiển từ xa rất đa dạng và phong phú, được ứng dụngrộng rãi trong nhiều lĩnh vực quân và dân sự

Việc sử dụng mạng điện thoại để truyền tín hiệu điều khiển là phương thứckhá thuận tiện và tiết kiệm nhiều thời gian cho công việc, đồng thời tiết kiệmđược nhiều chi phí

Ngoài ra, ứng dụng của hệ thống điều khiển từ xa qua mạng điện thoại giúpcon người tránh được những nguy hiểm trong điều kiện môi trường làm việckhó khăn và nguy hiểm

Mạch giám sát trạng thái, điều khiển các thiết bị điện từ xa thông qua mạngđiện thoại giúp ta giám sát trạng thái, điều khiển các thiết bị gia dụng khi không có

ai ở nhà (có thể ở nhà) hoặc ở những môi trường làm việc nguy hiểm mà conngười khó thể qua lại hoặc trong một dây chuyền sản xuất để thay thế con người.Giả sử khi trong nhà không có người, nếu muốn giám sát, điều khiển các thiết bịđiện, ta gửi tin nhắn theo cấu trúc mã lệnh đã lập trình vào Modem GSM ở nhà,Modem GSM sẽ thực thi câu lệnh đó và gửi trả lại phản hồi cho ta biết kết quả.Nhằm thử nghiệm khả năng giao tiếp với Modem GSM để giám sát trạngthái và điều khiển các thiết bị điện từ xa qua hệ thống mạng GSM, đồ án này đivào thiết kế một mạch giao tiếp với Modem GSM để giám sát trạng thái và điềukhiển từ xa các thiết bị điện trong gia đình

-PHẦN II: NỘI DUNG ĐỀ TÀI

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI

ĐỘNG Sự phát triển của hệ thống thông tin di động [9]

Đầu năm 1960 dịch vụ điện thoại di động mới xuất hiện ở các dạng sửdụng được và khi đó nó chỉ là các sửa đổi thích ứng của các hệ thống điều vận.Các hệ thống điện thoại di động đầu tiên này ít tiện lợi và dung lượng rất thấp sovới các hệ thống hiện nay cuối cùng các hệ thống điện thoại tổ ong điều tần songcông sử dụng kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA) đã xuất hiệnvào những năm 1980 Cuối năm 1980 người ta nhận thấy rằng các hệ thống tổong tương tự không thể đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng vào thế kỷ saunếu như không loại bỏ được các hạn chế cố hữu của các hệ thống này như:

1. Phân bổ tần số rất hạn chế, dung lượng thấp

2. Tiếng ồn khó chịu và nhiễu xảy ra khi máy di động chuyển dịch trong môi trường pha đinh đa tia

3. Không đáp ứng được các dịch vụ mới hấp dẫn đối với khách hàng

4. Không cho phép giảm đáng kể giá thành của thiết bị di động và cơ sở hạtầng

5. Không đảm bảo tính bí mật của các cuộc gọi

6. Không tương thích giữa các hệ thống khác nhau, đặc biệt là ở Châu Âu, làm cho thuê bao không thể sử dụng được máy di động của mình ở nước khác.Giải pháp duy nhất để loại bỏ các hạn chế trên là phải chuyển sang sử dụng

kỹ thuật thông tin số cho thông tin di động cùng với các kỹ thuật đa truy nhậpmới Hệ thống thông tin di động số sử dụng kỹ thuật đa truy nhập phân chia theothời gian (TDMA) đầu tiên trên thế giới được ra đời ở Châu Âu và có tên gọi làGSM GSM được phát triển từ năm 1982 khi các nước Bắc Âu gửi đề nghị đếnCEPT để quy định một dịch vụ viễn thông chung châu Âu ở băng tần 900 MHz.Năm 1985 hệ thống số được quyết định Tháng 5 năm 1986 giải phápTDMA băng hẹp đã được lựa chọn Ở Việt Nam hệ thống thông tin di động sốGSM được đưa vào từ năm 1993

triển khai vào giữa những năm 1980, các vấn đề dung lượng đã phát sinh ở cácthị trường di động chính như: New York, Los Angeles và Chicago Mỹ đã cóchiến lược nâng cấp hệ thống này thành hệ thống số: Chuyển tới hệ thống

TDMA được ký hiệu là IS - 54 Không giống như IS - 54, GSM đã đạt đượccác thành công ở Mỹ.

Các nhà nghiên cứu ở Mỹ tìm ra hệ thống thông tin di động số mới là côngnghệ đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA) Công nghệ này sử dụng kỹ thuậttrải phổ trước đó đã có các ứng dụng chủ yếu trong quân sự Được thành lậpvào năm 1985, Qualcom đã phát phiển công nghệ CDMA cho thông tin di động

và đã nhận được nhiều bằng phát minh trong lĩnh vực này Đến nay công nghệnày đã trở thành công nghệ thống trị ở Bắc Mỹ, Qualcom đã đưa ra phiên bảnCDMA đầu tiên được gọi là IS - 95A

Chúng ta đang chứng kiến sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ viễnthông, đặc biệt là thông tin di động và truyền thông không dây Kỹ thuật đa truynhập đang bùng nổ Số lượng người sử dụng mạng di động tăng vọt Nhu cầudịch vụ ngày càng đa dạng, đặc biệt là các dịch vụ số liệu, kết nối Internet vàmultimedia Hệ thống thông tin đi động tế bào đầu tiên được triển khai vào năm

1971 dùng kỹ thuật điều chế tương tự FM ở dải tần 850 MHz Tương ứng là hệthống AMPS của Mỹ ra đời vào năm 1983 Đến đầu những năm 90, thế hệ đầutiên của thông tin di động tế bào đã bao gồm hàng loạt hệ thống ở nhiều nướckhác nhau: TACS, NMT, NAMPS… Tuy nhiên các hệ thống này đều không thỏamãn được nhu cầu ngày càng tăng, trước hết là nhu cầu về dung lượng Mặtkhác, việc tồn tại nhiều tiêu chuẩn không tương thích với nhau làm cho liên lạcgiữa các mạng cực kỳ khó khăn Những hạn chế trên đã được đặt ra cho mạng diđộng tế bào thế hệ thứ hai phải giải quyết

Mạng di động thế hệ thứ hai ra đời, sử dụng kỹ thuật số thay vì kỹ thuậttương tự như trong thế hệ thứ nhất Việc sử dụng công nghệ số giúp cho mạngthế hệ thứ hai bảo đảm chất lượng cao trong một môi trường nhiễu mạnh, códung lượng lớn hơn, hiệu suất sử dụng phổ tần cao hơn, có nhiều dịch vụ hơn …Mạng thế hệ thứ hai được phát triển mạnh mẽ, trong đó nổi tiếng nhất và được

sử dụng nhiều nhất là mạng GSM với khoảng 600 triệu thuê bao trên toàn thếgiới Hiện tại GSM vẫn đang là tiêu chuẩn được ứng dụng rộng khắp… Nhưngtrong khi nhu cầu của người sử dụng ngày càng cao, thì hệ thống GSM vẫn cònnhiều hạn chế Không hỗ trợ dịch vụ số liệu tốc độ cao, không thể ứng dụngmultimedia, dung lượng của mạng vẫn còn thấp

-CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU VỀ ĐẶC TÍNH CỦA MÔĐEM GSM VÀ

CÁCH GIAO TIẾP VỚI MÔĐUN SIM300CZ 2.1 Tổng quan về hệ thống thông tin di động toàn cầu – GSM

GSM - Global System for Mobile Communications: Hệ thống thông tin diđộng toàn cầu, là một công nghệ dùng cho mạng thông tin di động

Hệ thống thông tin di động toàn cầu là tiêu chuẩn phổ biến nhất trongthông tin di động trên thế giới hiện nay Theo tổ chức sáng lập là hiệp hội GSMước đoán rằng, 80% thị trường di động toàn cầu đang sử dụng công nghệ này,với hơn 3 tỷ người trên hơn 212 quốc gia Sự phổ biến này giúp cho việc chuyểnvùng quốc tế giữa các nhà cung cấp dịch vụ di động trở nên dễ dàng, các thuêbao có thể sử dụng dịch vụ di động ở nhiều nơi trên thế giới

Ngoài cung cấp dịch vụ cuộc gọi thoại, GSM cũng mở rộng các dịch vụtiện lợi khác cho người sử dụng như tin nhắn ngắn SMS, được hỗ trợ tốt bởihầu hết các chuẩn di động khác Các tiêu chuẩn mới sau này ra đời, như GeneralPacket Radio Service – GPRS (năm 1997) và Enhanced Data Rates for GSMEvolution – EDGE (năm 1999), mang lại các dịch vụ giá trị gia tăng phong phú

- TACS: Total Access Communication System triển khai tại Anh năm 1985

- AMPS: Advanced Mobile Phone System triển khai tại Bắc Mỹ vào năm

1978, sử dụng băng tần 800MHz

* Thế hệ thứ hai – 2G

Là các hệ thống thông tin di động số tế bào

Các đặc điểm:

- Dung lượng truyền tải tăng

- Chất lượng thoại tốt hơn

- Hỗ trợ một số dịch vụ số liệu đơn giản

Phương thức truy cập: TDMA, CDMA

Phương thức chuyển mạch: chuyển mạch

Hỗ trợ các dịch vụ truyền số liệu tốc độ cao và dịch vụ truy cập internet:

- Di chuyển trên các phương tiện: 144kbps (ô tế bào marco)

- Đi bộ, di chuyển chậm: 384kbps (ô tế bào mico)

- Văn phòng: 2Mbps (ô tế bào pico)

Hai hướng triển khai cho mạng 3G:

- W-CDMA (UTMS): Phát triển từ nền GSM/GPRS

- CDMA 2000 1xEVDO: Phát triển từ nền CDMA One (IS-95)

* Thế hệ thứ 4 – 4G

Các đặc điểm:

- Tốc độ cao (n*10Mbps)

- Tăng cường khả năng tích hợp theo các phương diện: thiết bị đầu cuối, ứngdụng, và hạ tầng mạng trên nền giao thức IP.

- Xu hướng kết hợp mạng lõi IP và mạng truy nhập di đông 3G, truy nhập vôtuyến Wimax & Wi-fi

2.3 Lịch sử hình thành GSM [10]

Năm 1982, Hội nghị các nhà lãnh đạo châu Âu về bưu chính và viễn thông(CEPT), đã thành lập nhóm mang tên Group Special Mobile (GSM) để pháttriển một tiêu chuẩn cho hệ thống thông tin di động có thể sử dụng trên toànchâu Âu Năm 1987, một hiệp ước ghi nhớ đã được ký bởi 13 quốc gia để pháttriển một hệ thống thông tin di động chung ở châu Âu Cuối cùng, hệ thốngđược thiết kế bởi SINTEF – một tổ chức nghiên cứu độc lập hàng đầu tại Na-uy,

do Torleiv Maseng điều hành đã được lựa chọn

Năm 1989, GSM được chuyển giao cho Viện tiêu chuẩn viễn thông châu

Âu (European Telecommunications Standards Institute – ETSI), và giai đoạn 1của các chỉ tiêu kỹ thuật GSM được công bố năm 1990 Một năm sau đó, mạngthông tin di động GSM đầu tiên trên thế giới được triển khai tại Phần Lan bởinhà cung cấp dịch vụ di động Radiolinja, với sự liên kết về kỹ thuật hạ tầng vớitập đoàn Ericsson Đến cuối năm 1993, trên một triệu thuê bao sử dụng mạngđiện thoại di động GSM, với khoảng 70 nhà cung cấp dịch vụ của 48 quốc giatrên toàn thế giới Hiện nay GSM đang được quản lý và phát triển bởi Dự án đốitác thế hệ thứ 3 - 3rd Generation Partnership Project (3GPP)

2.4 Tổng quan về mạng thông tin di động số tế bào [9]

Hệ thống thông tin di động toàn cầu – GSM là một mạng tế bào, điều đó cónghĩa là các trạm di động (Mobile Station – MS) kết nối tới mạng bằng cách tìmkiếm các trạm thu phát gốc (Base Transceiver Station – BTS) tương ứng trong ô

tế bào (cell) gần nhất

Có 5 kích thước ô tế bào khác nhau trong mạng GSM: macro, micro, pico,femto, và umbrella Phạm vi bao phủ của mỗi loại ô khác nhau, tùy theo môitrường triển khai ứng dụng Các ô macro là các ô tế bào nơi ăng-ten của trạm thuphát gốc được đặt trên các cột hay nóc tòa nhà cao tầng, cao hơn độ cao trung bìnhcủa mái nhà Các ô micro là các ô tế bào tại nơi ăng-ten được đặt thấp hơn độ caotrung bình của mái nhà, thường được sử dụng trong đô thị Các ô Pico là các ô tếbào có đường kính bao phủ khoảng vài chục mét, thường được sử dụng trong nhà.Các ô Femto là các ô tế bào được thiết kế sử dụng cho nhà riêng hay phạm vi kinhdoanh nhỏ, kết nối với mạng di động của nhà cung cấp qua kết nối

internet băng thông rộng Các ô umbrella là các ô tế bào sử dụng để bao phủ cácvùng bóng, che khuất của các ô tế bào nhỏ hơn và lấp đầy các lỗ trống của các ônày.

Bán kính ngang của các ô tế bào phụ thuộc vào chiều cao ăng-ten, độkhuếch đại của ăng-ten và điều kiện lan truyền sóng, từ 1 vài trăm mét cho tớivài chục kilomet Khoảng cách tối đa mà chuẩn GSM hỗ trợ là 35km

2.5 Giao diện vô tuyến [9]

Mạng lưới GSM hoạt động trên một số các dải tần số khác nhau Hầu hếtcác mạng GSM thế hệ thứ 2 (2G) hoạt động trên dải tần 900MHz và 1800MHz.Một số nước ở châu Mỹ bao gồm Canada và Hoa Kỳ sử dụng bằng tần 850MHz

và 1900MHz vì cả hai bằng tần 900MHz và 1800MHz đã được sử dụng Hầuhết các mạng GSM thế hệ thứ 3 (3G) triển khai tại châu Âu hoạt động trên băngtần 2100MHz Ngoài ra, một số quốc gia sử dụng một số băng tần ít sử dụng400MHz và 450MHz khi mà các băng tần trên đã được cấp cho các hệ thốngthông tin di động thế hệ thứ nhất 1G

Băng tần GSM-900 sử dụng dải tần số từ 890MHz – 915MHz để truyềnthông tin từ MS tới BTS (uplink) và 935MHz – 960MHz cho hướng truyền từBTS tới MS (downlink), chia thành 124 kênh tần số (đánh số từ 1-124), mỗikênh cách nhau một khoảng 200KHz Ở một số nơi, GSM-900 được mở rộng để

có thể sử dụng băng tần số lớn hơn Gọi là E-GSM, sử dụng dải tần số 880 –915MHz (uplink) và 925 – 960MHz (downlink), cho phép tăng thêm 50 kênh(từ kênh số 975 – 1023 và 0) so với GSM-900

Băng tần GSM-1800 sử dụng dải tần 1710MHz – 1785MHz để truyềnthông tin từ MS tới BTS (uplink) và 1805MHz – 1880MHz để truyền thông tin

từ BTS tới MS (downlink), chia thành 374 kênh (đánh số từ 512 tới tới 885).Băng tần GSM-850 và GSM-1900 được sử dụng tại Mỹ, Canada, Úc, vàcác nước châu Mỹ khác GSM-850 sử dụng dải tần từ 824MHz – 849MHz đểtruyền thông tin từ MS tới BTS (uplink) và 869MHz – 894MHz cho chiềungược lại (uplink) Có tổng cộng 124 kênh đánh số từ 128 tới 251

GSM-1900 sử dụng dải tần 1850MHz – 1910MHz cho hướng uplink và1930MHz – 1990MHz cho hướng downlink, chia thành 299 kênh, đánh số từ

512 tới 810

Công suất phát lớn nhất của trạm di động MS ở băng tần

GSM-900/GSM-1800 là 1W và GSM-850/GSM-1900 là 2W

2.6 Kiến trúc mạng GSM [9]

Mạng GSM khá lớn và phức tạp để đáp ứng đầy đủ các dịch vụ cho khách hàng, và được chia thành các phần như sau:

- Phân hệ chuyển mạch NSS: Network Switching SubSystem

- Phân hệ vô tuyến RSS = BSS + MS: Radio SubSystem

- Phân hệ vận hành và bảo dưỡng OMS: Operation and Maintenance SubSystem

 Trạm di động MS - Mobile Station

Hình 2.2: Trạm di động MS

Trạm di động MS = ME + SIM

Thiết bị di động Bao gồm phần cứng và phần mềm Mỗi thiết bị di độngđược gắn liền với một số nhận dạng thiết bị di động (IMEI - InternationalMobile Equipment Identity) duy nhất do nhà sản xuất đăng ký

6 chữ số

Type Approval Code

IMEI

 SIM: Subcriber Indentity Module

Môđun nhận dạng thuê bao Lưu giữ các thông tin nhận thực thuê bao, mật mã hóa và giải mật mã hóa Các thông tin lưu trong SIM gồm có:

Số nhận dạng IMSI: International Mobile Subscriber Identity – Số nhận dạng MS bởi hệ thống, phục vụ báo hiệu và điều khiển.

Số nhận dạng TMSI: Temporary Mobile Subscriber Identity – Số nhậndạng thuê bao tạm thời, có cấu trúc tối đa là 32 bit TMSI đƣợc bộ ghi định vịVLR cấp phát cho MS, cho phép nhận dạng duy nhất 1 MS trong vùng điềukhiển của một VLR.

 Các phân hệ của mạng GSM

Hình 2.3: Các phân hệ của mạng SM

BSS MSC

TRAU BSC BTS BTS BTS

BSS TRAU BSC +BTS

Hình 2.4: Phân hệ trạm gốc BSS

a) Phân hệ trạm gốc

BSS = TRAU + BSC + BTS

BTS kết nối với NSS thông qua luồng cơ sở PCM 2Mbps

BSC - Base Station Controller: Bộ điều khiển trạm gốc

- Điều khiển một số trạm BTS, xử lý các tin báo hiệu, vận hành và bảo dƣỡng đi/ đến BTS

- Khởi tạo kết nối

- Điều khiển chuyển giao

- Kết nối đến MSC, BTS và OMC

TRAU: Bộ chuyển đổi mã và phối hợp tốc độ

Hình 2.5: Bộ chuyển đổi mã và phối hợp tốc độ TRAU

-Thu phát vô tuyến

- Ánh xạ kênh logic vào kênh vật lý

- Mã hóa/ Giải mã hóa

- Mật mã hóa/ Giải mật mã hóa

- Điều chế/ Giải điều chế

b) Phân hệ chuyển mạch NSS

Hình 2.6: Hệ chuyển mạch NSS

Tổng đài di động (MSC)

- Xử lý cuộc gọi

- Xử lý tính cước

Bộ định vị thường trú (HLR): là cơ sở dữ liệu tham chiếu, lưu giữ thông tin các thuê bao lâu dài.

- Trạng thái của MS (bận/ rỗi)

Trung tâm nhận thực (AuC): là cơ sở dữ liệu lưu giữ mã khóa cá nhân Ki

của các thuê bao và tạo ra bộ ba tham số nhận thực: RAND, Kc, SRES khi HLRyêu cầu để tiến hành nhận thực thuê bao

Khối nhận dạng thiết bị (EIR): là cơ sở dữ liệu thông tin về tính hợp lệ của thiết

bị di động ME qua số IMEI Có 3 phân loại thiết bị dựa trên số IMEI:

- Danh sách trắng: ME đủ điều kiện

- Danh sách đen: ME bị đánh cắp

- Danh sách xám: ME lỗi hoặc không đáp ứng các tiêu chuẩn GSM hiện tại

c) Phân hệ vận hành và bảo dưỡng OMS

Các thành phần của phân hệ NSS và BSS (BSC, BTS, TRAU) được điềuhành, theo dõi và bảo dưỡng tập trung thông qua phân hệ OMS OMS có thểbao gồm 1 hoặc nhiều trung tâm bảo dưỡng OMC – Operation & MaintenanceCenter

Trung tâm bảo dưỡng OMC có các thiết bị đầu cuối vận hành và bảodưỡng OMT (Operation and Maintenance Terminal) cho phép thao tác các lệnhcan thiệp tới hệ thống và các OMT này kết nối thông qua mạng cục bộ LAN.Chức năng OMC:

Phân loại OMC:

- OMC-S (Switching): quản lý phân hệ NSS

- OMC-R (radio): quản lý phân hệ BSS

 Các chức năng của mạng GSM

Một mạng thông tin di động GSM thực hiện 5 chức năng:

- Truyền dẫn (dữ liệu và báo hiệu, MS, BTS, BSC)

- Quản lý truyền thôn /kết nối (CM)

- Quản lý nguồn tài nguyên vô tuyến (RRM)

- Quản lý sự lưu động (MM)

- Bảo trì, quản trị và vận hành (OAM)

2.7 Dịch vụ số liệu cải tiến GPRS – General Packet Radio Service [9]

* Sơ lược

GPRS là dịch vụ dữ liệu di động, sử dụng phương thức chuyển mạch góiđược phát triển trên nền hệ thống thông tin di động toàn cầu GSM, cho phép cácthiết bị di động gửi và nhận dữ liệu trong mạng GPRS là một bước để phát triểnlên hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 (3G)

- Tốc độ: GPRS sử dụng phương thức chuyển mạch gói Tốc độ kết nốicao hơn, có thể đạt tới khoảng 56-118kbps, so với mạng GSM truyền thống chỉ

là 9,6kbps Bằng việc kết hợp các khe thời gian chuẩn GSM, tốc độ theo lýthuyết có thể đạt tới 171,2kbps Tuy nhiên, tốc độ 20-50kbps là khả thi hơntrong thực tế

- Kết nối liên tục: GPRS là dịch vụ kết nối liên tục, mà không cần phảiquay số Đây không phải là một tính năng duy nhất có ở GPRS, nhưng sẽ không

có trở ngại nào để nó trở thành tính năng then chốt khi chuyển tiếp lên 3G Nógiúp cho các thiết bị tiếp nhận các dịch vụ một cách tức thời

- Các ứng dụng giá trị gia tăng mới và tốt hơn: kết nối truyền dữ liệu tốc độcao và liên tục cho phép các ứng dụng internet và các dịch vụ như hội thoại hình

có thể được thực hiện trên các thiết bị di động hay chuyển tới máy PC

- Chi phí đầu tư và vận hành: các nhà cung cấp dịch vụ mạng di độngkhông cần phải bắt đầu từ vạch xuất phát để có thể triển khai GPRS GPRSđược nâng cấp từ mạng GSM đã có

- Cước phí dịch vụ truyền tải dữ liệu bằng GPRS thường được tính trên lưulượng truyền tải, trong khi đó phương pháp truyền thống sử dụng chuyển mạch

kênh được tính dựa trên thời gian kết nối, không phụ thuộc vào việc người sử dụng đang truyền tải dữ liệu hay ở trạng thái nghỉ.

* Kiến trúc hệ thống GPRS chung

GPRS không phải là một mạng hoàn toàn tách biệt với GSM Nhiều thiết bịnhư trạm thu phát gốc (BTS), bộ điều khiển trạm thu phát gốc (BSC) vẫn được

sử dụng Việc triển khai dịch vụ GPRS thường là nâng cấp về phần mềm, phầncứng hoặc cả hai Việc nâng cấp phần mềm hầu như có thể được thực hiện từxa

Có hay bộ phận chức năng quan trọng trong hoạt động của GPRS: ServingGPRS Support Node – SGSN và Gateway GPRS Support Node – GGSN Haithành phần này là những thay đổi lớn nhất và hoàn toàn mới so với mạng GSM.Dịch vụ dữ liệu GPRS hoạt động song song với dịch vụ thoại trên GSM.Trong mạng GSM thường có nhiều trạm điều khiển trạm thu phát gốc (BSC).Khi triển khai dịch vụ GPRS, tại các trạm BSC được bổ sung các bộ đơn vị điềukhiển gói tin PCU – Packet Control Unit Bộ phận này sẽ phân biệt dữ liệu củamạng GSM chuẩn (hay chuyển mạch kênh) và dữ liệu của dịch vụ GPRS (haychuyển mạch gói) Trong vài trường hợp, PCU có thể là các bộ phận riêng biệt

a) SGSN

Nút hỗ trợ dịch vụ GPRS (SGSN) đảm nhận các tác nhiệm quan trọng, baogồm định tuyến (routing), chuyển giao và cấp phát địa chỉ IP

SGSN có một kết nối logic tới các thiết bị GPRS Khi thiết bị đang sử dụngdịch vụ GPRS di chuyển, từ ô tế bào này sang ô tế bào khác, SGSN có nhiệm vụđảm bảo kết nối của thiết bị di động tới mạng không bị ngắt Khi thiết bị dichuyển vào một vùng mạng được điều khiển bởi một SGSN khác, nó sẽ thựchiện chuyển giao cho SGSN mới Quá trình này được thực hiện rất nhanh Bất

kỳ gói dữ liệu nào bị mất trong quá trình chuyển giao này cũng sẽ được truyềnlại

SGSN chuyển đổi dữ liệu di động thành IP và được kết nối với GGSN quagiao thức đường hầm (tunneling protocol)

IP, hay bên ngoài mạng GPRS

c) Kết nối giữa SGSN và GGSN

Kết nối giữa hai nút hỗ trợ GPRS sử dụng giao thức gọi là GPRSTunneling Protocol (GTP) GTP nằm trên TCP/IP và có trách nhiệm thu thập cácthông tin tính cước và dàn xếp Trong thực tế hai khối GSN có thể nằm cùngtrong một khối đơn

d) HLR – Home Location Register

Bộ đăng ký vị trí trung tâm (HLR) là một cơ sở dữ liệu chứa các thông tinthuê bao, khi một thiết bị di động kết nối tới mạng sử dụng số nhận dạngMSISDN, trạng thái của thuê bao, hay đôi khi là địa chỉ IP

b) Liên lạc giữa SGSN và GGSN

Một thiết bị di động được lập trình với một hay nhiều tên điểm truy cập –Access Point Name (APN) Một APN có chứa một tên máy chủ tên miền DNS.Khi thiết bị di động muốn truy cập một địa chỉ web, SGSN tìm kiếm máy chủtên miền DNS và phân giải tên tới đúng GGSN tương ứng

Các thiết bị này chỉ cho phép thực hiện 1 trong 2 kết nối thoại hoặc dữ liệu.

Thông số chất lượng dịch vụ (QoS) GPRS

a) Kiến trúc mạng:

Các mạng lưới cần được nâng cấp trong GPRS, trong đó có các nút hỗ trợ GSN GPRS đã đáp ứng sự trông đợi của người sử dụng về hiệu suất mạng

b) Giao điện vô tuyến

User Data Rate

1 Timeslot

8 Timeslot

Các mô hình mã hóa trong GPRS

ETSI đã cho ra đời 3 sơ đồ mã hóa mới cho giao diện vô tuyến Khi thiết bịGPRS liên lạc với trạm thu phát gốc, chúng có thể sử dụng 1 trong 4 sơ đồ Các

sơ đồ CS-1 tới CS-3 trong đó CS-1 giống như chuẩn GSM Một cách đơn giản,CS-1 có độ dư thừa lớn, trong khi CS-2 và CS-3 có ít dư thừa hơn Trong khiCS-4 có ít dư thừa nhất, gỡ bỏ tất các điều khiển lỗi, trong khi đạt khả năngtruyền tải lớn nhất Nếu chất lượng sóng vô tuyến thấp, CS-1 được sử dụng, vớicác điều khiển lỗi giúp tăng chất lượng dịch vụ

c) Các lớp dịch vụ GPRS

Các thiết bị di động có thể yêu cầu các loại truyền tải khác nhau được ưu tiên,trong nỗ lực mang đến cho người sử dụng mức độ kết nối mong muốn Có 4 lớptruyền tải khác nhau:

- Lớp ưu tiên: một ứng dụng có thể được gán cho một lớp ưu tiên 1, 2 hay

3. Nếu một ứng dụng có độ ưu tiên cao hơn (1) các ứng dụng khác (3) thì quá trình truyền tải của nó sẽ có thứ tự ưu tiên cao hơn

- Lớp trễ: các ứng dụng có thể yêu cầu các lớp trễ, đảm bảo độ trễ trung bình 95% Có 4 lớp, lớp 1 là nhanh nhất

- Lớp tin cậy: các ứng dụng có thể yêu cầu các mức khác nhau của độ tin cậy cho dữ liệu của nó, phụ thuộc vào mức độ mất mát dữ liệu

- Lớp dung lượng: các ứng dụng có thể chọn các cấu hình khác nhau cholưu lượng Có hai lớp: đỉnh và trung bình Lớp lưu lượng đỉnh được sử dụngchủ yếu cho các truyền dẫn tức thời với số lượng octet biến đổi trong một giây.Lớp trung bình là tốc độ truyền dẫn trung bình trong một khoảng thời gian, tínhbằng số octet trong một giờ

Ngoài ra, các nhân tố khác cũng có thể ảnh hưởng tới QoS, như chấtlượng sóng vô tuyến, nghẽn mạng internet, LAN/ WAN, lỗi trong mạng GSM/GPRS, vv…

* Các dịch vụ hỗ trợ

Dịch vụ GPRS trên nền GSM cung cấp các dịch vụ mới:

- Dịch vụ tin nhắn đa phương tiện (MMS – Multimedia messaging service)

- Dịch vụ đàm thoại Push to Talk (PTT)

- Các ứng dụng internet trên thiết bị thông minh, qua giao thức ứng dụng không giây (WAP – Wireless Application Protocol)

- Dịch vụ Point to Point (PTP): liên mạng với mạng internet (giao thức IP)GPRS cho phép tăng hiệu quả sử dụng đường truyền và tốc độ truyền dữliệu Khi sử dụng dịch vụ nhắn tin ngắn SMS bằng GPRS có thể đạt được tốc độtruyền tin 30 bản tin/ phút, trong khi với dịch vụ SMS truyền thống trên GSM,tốc độ chỉ đạt được từ 6-10 bản tin/ phút

2.8 Những nét cơ bản về môđem GSM

Môđem GSM là một loại môđem đặc biệt, nó giống như một chiếc điệnthoại di động có thể nhận thẻ SIM và hoạt động như một thuê bao di động Theoquan điểm của hệ điều hành di động, Môđem GSM cũng giống như một điệnthoại di động

Một Môđem GSM có thể là một thiết bị Môđem chuyên dụng với cổnggiao tiếp USB hoặc kết nối Bluetooth, hay nó có thể là một điện thoại di động

Thuật ngữ Môđem GSM được sử dụng như một thuật ngữ chung để chỉbất kỳ Môđem nào hỗ trợ một hoặc nhiều các giao thức trong sự tiến triển của hệthống GSM, bao gồm công nghệ 2.5G: GPRS và EDGE, cũng như công nghệ3G: WCDMA, UMTS, HSDPA và HSUPA.

Môđem GSM cho phép các ứng dụng như gửi và nhận tin nhắn Nhà điềuhành tính giá cước trực tiếp trên điện thoại di động cho các tin nhắn gửi vànhận Để thực hiện các nhiệm vụ này, một Môđem GSM phải hỗ trợ “lệnh AT

mở rộng” cho việc gửi/ nhận tin nhắn SMS

Môđem GSM có thể là một phương thức nhanh chóng và hiệu quả để bắtđầu với tin nhắn SMS, vì một thuê bao đặc biệt tới nhà cung cấp dịch vụ SMS làkhông cần thiết Nhà điều hành tính giá cước trực tiếp trên điện thoại di độngcho các tin nhắn gửi và nhận Hầu hết trên thế giới, GSM Môđem là một giảipháp chi phí hiệu quả để gửi và nhận tin nhắn SMS

Trước đây Môđem GSM từ các hãng sản xuất như: Multitech, Falcom,Siemens (nay là Cinterion), iTegno và Wavecom được chế tạo ra tốt, thì trên thịtrường hiện có rất nhiều Môđem GSM/3G USB với chi phí thấp và trong nhiềutrường hợp nó nhanh hơn đáng kể so với Môđem GSM cũ

Một Môđem GSM cũng có thể là một chiếc điện thoại di động tiêu chuẩnvới cáp nối và trình điều khiển phần mềm để kết nối tới cổng nối tiếp hoặc cổngUSB trên máy tính

Do một số vấn đề tương thích có thể tồn tại với điện thoại di động, việc sửdụng một Môđem GSM chuyên dụng thường được ưu tiên dành riêng cho điệnthoại di động GSM

Trong khi việc sử dụng điện thoại như một thiết bị Môđem có thể là mộtphương thức tốt để gửi và nhận tin nhắn thì giải pháp tốt nhất là sử dụng mộtthiết bị Môđem GSM chuyên dụng, chẳng hạn như Môđem GSM/ USB 3G màchúng ta đã đề cập ở trên

2.9 Tổng quan về môđun SIM300CZ [5]

Môđun SIM300CZ được thiết kế với mục đích thương mại, làm việc trên

2 dải băng tần EGSM 900MHz và DCS 19800MHz

Với kích thước nhỏ gọn 50mm x 33mm x 8.8mm, SIM300CZ có thể được

sử dụng trong rất nhiều các ứng dụng ví dụ như: M2M, điện thoại thông minh,điện thoại PDA, thiết bị định vị cầm tay và các thiết bị di động khác hoặc cácứng dụng cho xe hơi, cho server… với mạch sạc tích hợp sẵn bên trong rất phù

- Điều khiển tập lệnh AT thông qua cổng giao tiếp truyền thông nối tiếp.

- Giao tiếp với SIM card holder

- Nguồn tiết kiệm: dòng tiêu thụ trong chế độ SLEEP cỡ 2,5mA

- Pin sạc: Hỗ trợ sạc PIN Li-Ion

- Dải tần sử dụng: EGSM 900/ DCS 1800 and PCS 1900 MHz SIM300CZ

có thể tự động tìm các băng tần trên Các băng tần có thể đƣợc thiết lập bằng tậplệnh AT

 GPRS multi-slot class 8 (tùy chọn).

 GPRS mobile station class B

- Dữ liệu GPRS:

 Tốc độ Downlink lớn nhất: 85,6 kbps

 Tốc độ Uplink lớn nhất: 42,8 kbps

 Sơ đồ mã hóa : CS-1, CS-2, CS-3 và CS-4

 SIM300CZ hỗ trợ giao thức PAP (Password Authentication

Protocol) thường được sử dụng cho kết nối PPP

 SIM300CZ được tích hợp giao thức TCP/IP

- SMS:

 Hỗ trợ các chế độ: MT, MO, CB, Text và PDU

 Lưu trữ SMS: ở SIM card

- FAX: Group 3 class 1

- Giao tiếp SIM: hỗ trợ SIM card: 1,8V; 3V

- Audio: Chế độ Speech codec

 Half Rate (ETS 06.20)

 Full Rate (ETS 06.10)

 Enhanced Full Rate (ETS 06.50/ 06.60/ 06.80)

 Adaptive multi rate (AMR)

nguồn 4,2V) SIM300CZ hỗ trợ các chân cắm SIM,và các đèn báo hiệu trạngthái, báo nguồn SIM300CZ giao tiếp với vi điều khiển qua 2 chân theo chuẩnUSART với tốc độ Baud tự động chọn từ 1,200 bps đến 115,200 bps Giao tiếpgiữa SIM300CZ và vi điều khiển ta dùng USART1 SIM đƣợc giao tiếp vớimôđun thông qua 4 chân: Sim_clk, Sim_reset, Sim_data, Sim_vcc ngoài ra còn

1 chân đất và 1 chân bỏ trống

Tất cả các câu lệnh thao tác trên SIM300CZ đều bắt đầu bằng hai chữ cái

AT, để hiểu đầy đủ tài liệu câu lệnh AT chúng ta có thể tham khảo trong tài liệuPctel.ATCommand.Guide.6.23.00

CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU VỀ VI ĐIỀU KHIỂN ATMEGA128 3.1 Tổng quan về vi điều khiển ATMega128 [1, 6]

Trong luận văn này vi điều khiển ATMega128 được sử dụng như mộttrung tâm điều khiển

Vi điều khiển AVR do hãng Atmel (Hoa Kì) sản xuất được giới thiệu lầnđầu năm 1996 AVR có rất nhiều dòng khác nhau bao gồm dòng Tiny AVR (như

AT tiny 13, ATtiny 22…) có kích thước bộ nhớ nhỏ, ít bộ phận ngoại vi, rồi đếndòng AVR (chẳng hạn AT90S8535, AT90S8515…) có kích thước bộ nhớ vàoloại trung bình và mạnh hơn là dòng Mega (như ATmega32, ATmega128…) với

bộ nhớ có kích thước vài Kbyte đến vài trăm Kbyte cùng với các bộ ngoại vi đadạng được tích hợp trên chip, cũng có dòng tích hợp cả bộ LCD trên chip (dòngLCD AVR) Tốc độ của dòng Mega cũng cao hơn so với các dòng khác Sự khácnhau cơ bản giữa các dòng chình là cấu trúc ngoại vi, còn nhân thì vẫn nhưnhau

Ưu điểm của ATMega128 mà các dòng thấp hơn không có là nó hỗ trợ 2cổng giao tiếp nối tiếp (chân 2, 3: RXD0-TXD0 và chân 27, 28: RXD1-TXD1)

Hình 3.1: Vi điều khiển ATMEGA128

Những tính năng, thông số chính của vi điều khiển ATmega128 có thể kể ra như

- Gồm có 64 thanh ghi vào ra I/O

- 160 thanh ghi vào ra mở rộng

- 32 thanh ghi đa mục đích

- 6 kênh PWM có thể lập trình thay đổi độ phân giải từ 2 tới 16 bit

- Bộ so sánh tương tự có thể lựa chọn ngõ vào

- Hai khối USART lập trình được

- Khối truyền nhận nối tiếp SPI

- Khối giao tiếp nối tiếp 2 dây TWI

Ta chọn vi điều khiển

với phần GSM/GPRS của

thông qua tập lệnh AT, một

hỗ trợ 2 cổng giao tiếp nối tiếp là một cổng kết nốimôđun SIM300CZ để điều khiển SIM300CZ nàycổng giao tiếp USB, COM

Hình 3.3: Sơ đồ cấu trúc vi điều khiển ATMega128

3.2 Cấu trúc bộ nhớ và giao tiếp USART [11]

3.2.1 Cấu trúc bộ nhớ

Bộ nhớ vi điều khiển ATMega128 có cấu trúc Harvard là cấu trúc cóđường Bus riêng cho bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu Bộ nhớATMega128 được chia làm 2 phần chính:

- Bộ nhớ chương trình (program memory)

- Bộ nhớ dữ liệu (data memory)

Bộ nhớ chương trình của ATMega128 là bộ nhớ flash có dung lượng128Kbyte Bộ nhớ chương trình có độ rộng bus là 16 bit Những địa chỉ đầu tiêncủa bộ nhớ chương trình được dùng cho véc tơ ngắt Ở vi điều khiểnATmega128 bộ nhớ chương trình còn có thể được chia làm 2 phần:

-Phần boot loader (Boot loader program section)

-Phần ứng dụng (Application program section)

Phần boot loader chứa chương trình boot loader Chương trình boot loader

là một phần mềm nhỏ nạp trong vi điều khiển và được chạy lúc khởi động Phầnmềm này có thể tải vào trong vi điều khiển chương trình của người sử dụng vàsau đó thực thi chương trình này Mỗi khi reset vi điều khiển CPU sẽ nhảy tớithực thi chương trình boot loader trước, chương trình boot loader sẽ dò xem cóchương trình nào cần nạp vào vi điều khiển hay không, nếu có chương trình cầnnạp, boot loader sẽ nạp chương trình vào vùng nhớ ứng dụng (Applicationprogram section), rồi thực thi chương trình này Ngược lại, boot loader sẽchuyển tới chương trình ứng dụng có sẵn trong vùng nhớ ứng dụng để thực thichương trình này

Phần ứng dụng (Application program section) là vùng nhớ chứa chương trìnhứng dụng của người dùng Kích thước của phần boot loader và phần ứng dụng cóthể tùy chọn Hình 3.4 thể hiện cấu trúc bộ nhớ chương trình có sử dụng và không

sử dụng boot loader, khi sử dụng phần boot loader ta thấy 4 word đầu tiên thay vìchỉ thị cho CPU chuyển tới chương trình ứng dụng của người dùng (là chươngtrình có nhãn start) thì chỉ thị CPU nhảy tới phần chương trình boot loader để thựchiện trước, rồi mới quay trở lại thực hiện chương trình ứng dụng

Hình 3.4: Bộ nhớ chương trình có và không có sử dụng Boot loader

- Bộ nhớ dữ liệu:

Bộ nhớ dữ liệu của ATMega128 chia làm 2 phần chính là bộ nhớ SRAM4Kbyte và bộ nhớ EEPROM 4Kbyte Tuy cùng là bộ nhớ dữ liệu nhưng hai bộnhớ này lại tách biệt nhau và được đánh địa chỉ riêng

- Bộ nhớ SRAM:

Có dụng lượng 4Kbyte, Bộ nhớ SRAM có hai chế độ hoạt động là chế độthông thường và chế độ tương thích với ATmega103, muốn thiết lập bộ nhớSRAM hoạt động theo chế độ nào ta sử dụng bit cầu chì M103C (M103C fusebits)

Ở chế độ bình thường bộ nhớ SRAM được chia thành 5 phần: Phần đầu là

32 thanh ghi chức năng chung (General Purpose Register) R0 đến R31 có địa chỉ

từ $0000 tới $001F Phần thứ 2 là không gian nhớ vào ra với 64 thanh ghi vào ra(I/O Register) có địa chỉ từ $0020 tới $005F Phần thứ 3 dùng cho vùng nhớdành cho các thanh ghi vào ra mở rộng (Extended I/ O Registers) có địa chỉ từ

$0060 tới $00FF Phần thứ 4 là vùng SRAM nội với 4096byte có địa chỉ từ