Đồ Án Thiết kế mạch điều khiển thiết bị thông qua điện thoại

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, việc ứng dụng cho các hệ thống nhúng ngày càng trở nên phổ biến: từ những ứng dụng đơn giản như điều khiển một chốt đèn giao thông định thời, đếm sản phẩm trong một dây chuyền sản xuất, điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều, thiết kế một biển quảng cáo dùng Led ma trận, một đồng hồ thời gian thực .đến các ứng dụng phức tạp như hệ thống điều khiển robot, bộ kiểm soát trong nhà máy hoặc hệ thống kiểm soát các máy năng lượng hạt nhân. Các hệ thống tự động trước đây sử dụng nhiều công nghệ khác nhau như các hệ thống tự động hoạt động bằng nguyên lý khí nén, thủy lực, rơle cơ điện, mạch điện tử số, các thiết bị máy móc tự động bằng các cam chốt cơ khí . các thiết bị, hệ thống này có chức năng xử lý và mức độ tự động thấp so với các hệ thống tự động hiện đại được xây dựng trên nền tảng của các hệ thống nhúng.
Ngành viễn thông đang đóng một vai trò rất quan trọng đối với nền kinh tế của mỗi quốc gia, nó giúp con người tiến gần hơn với nền khoa học kỹ thuật đang phát triển như vũ bão của nhân loại hiện nay. Hệ thống viễn thông không ngừng phát triển từ cố định sang di động. Con người có thể liên lạc với nhau dù ở bất kỳ nơi đâu.
Dựa vào đặc tính truyền tin xa và vận dụng đặc tính này, nhóm đã chọn đề tài “Thiết kế mạch điều khiển thiết bị thông qua điện thoại” nhằm cải tiến khoảng cách điều khiển trong công nghệ ngôi nhà thông minh hiện nay. Với đề tài này, nhóm muốn sử dụng điện thoại di động để điều khiển thiết bị điện dân dụng, điện thoại được hoạt động trên nền mạng GSM để thu thông tin điều khiển. Đề tài tuy còn đơn giản, thiết bị điều khiển không nhiều nhưng nhóm mong đây sẽ là tài liệu bổ ích cho nhưng ai quan tâm và mong muốn phát triển theo công nghệ điều khiển này.
Trong quá trình thực hiện đồ án, chúng em chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn và đặc biệt là thầy giáo Nguyễn Tuấn Linh đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo chúng em thực hiện đồ án này với kết quả tốt nhất.
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 2
MỤC LỤC 3
CHƯƠNG I : PHÂN TÍCH HỆ THỐNG 5
1. GIỚI THIỆU TÀI. 5
2. CÁC YÊU CẦU VÀ RÀNG BUỘC ĐỐI VỚI HỆ THỐNG 5
2.1 Các yêu cầu đối vối hệ thống. 5
2.2 Các điều kiện ràng buộc. 6
2.3 Chức năng của hệ thống điều khiển thiết bị thông qua điện thoại 6
2.4 Phương pháp nghiên cứu. 6
3. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 6
CH ƯƠNG II : THIẾT KẾ HỆ THỐNG 7
1. THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ 7
1.1. Sơ đồ tổng quát hệ thống. 7
1.2 . Sơ đồ callgraph của hệ thống. 9
1.3 Tổng quan về các linh kiện được dùng. 9
2. THIẾT KẾ KỸ THUẬT 9
2.1 Giới thiệu modul GSM/GPRS M590 và tập lệnh AT command. 10
2.1.1 Giới thiệu modul GSM/GPRS M590. 10
2.1.1.1. Ứng dụng. 10
2.1.1.2. Các chi tiết kỹ thuật 10
2.1.1.3. Hình dạng chi tiết về sản phẩm 11
2.1.1.4. Trạng thái của Led. 13
2.1.1.5 Hình ảnh đầy đủ của modul và antenna. 13
2.1.2 Tập lệnh AT command. 13
2.1.2.1 Giới thiệu tập lệnh AT. 14
2.1.2.2 Các lệnh của MODULE GSM/GPRS M590:. 14
2.2 Khảo sát vi điều khiển PIC16F877A 21
2.2.1 Sơ đồ chân của vi điều khiền PIC16F877A 21
2.2.2 Một số thông số về vi điều khiển PIC16F877A 22
2.2.3 Sơ đồ khối của vi điều khiển PIC16F877A 23
2.2.4 Tổ chức bộ nhớ. 24
2.2.4.1 Bộ nhớ chương trình ( program memory). 24
2.2.4.2 Bộ nhớ dữ liệu. 25
2.2.5 Stack. 28
2.2.6 Các cổng xuất nhập của PIC16F877A 29
2.2.6.1 PORTA 29
2.2.6.2 PORTB 30
2.2.6.3 PORTC 31
2.2.6.4 PORTD 32
2.2.6.5 PORTE 33
2.2.7 Timer. 34
2.2.7.1 Timer0. 34
2.2.7.2 Timer1. 36
2.2.7.3 Timer2. 37
2.2.8 ADC 38
2.2.9 Truyền thông nối tiếp. 41
2.2.9.1 USART. 41
2.2.9.2 MSSP 50
2.2.9 Cổng giao tiếp song song PSP ( PARALLEL SLAVE PORT). 53
2.2.10 Ngắt (INTERRUPT). 54
2.2.11 Các đặc tính của Oscillator. 55
2.2.12 Các chế độ RESET. 56
2.3 Các loại linh kiện khác. 57
2.3.1 Relay 12V 57
2.3.2 Opto Isolator. 58
2.3.4 IC 7805. 60
2.3.5 Diot 1N4007. 60
2.3.6 Các linh kiện khác trên mạch. 60
CHƯƠNG III: XÂY DỰNG HỆ THỐNG 61
1.THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 61
1.1 Sơ đồ nguyên lý phần cứng. 61
1.1.1 Sơ đồ nguyên lý. 61
1.1.2 Sơ đồ mạch nguồn. 62
1.1.3 Sơ đồ mạch động lực. 62
1.1.4 Sơ đồ mạch điều khiển ( kết nối với PIC16F877A). 63
1.2 Sơ đồ mạch in. 63
1.2.1 Sơ đồ mạch in nguồn và mạch điều khiển. 63
1.2.2 Sơ đồ mạch in của mạch động lực. 64
2. THIẾT KẾ PHẦN MỀM . 64
2.1 Lưu đồ thuật toán. 64
2.1.1 Lưu đồ thuật toán tổng quát chương trình chính. 64
2.1.2 Lưu đồ thuật toán chương trình con ngắt Timer0. 65
2.1.3 Lưu đồ thuật toán chương trình con cấu hình GSM . 66
2.1.4 Lưu đồ thuật toán chương trình nhận và thực hiện lệnh điều khiển. 66
2.2 Mã nguồn chương trình điều khiển. 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO 68
CHƯƠNG I : PHÂN TÍCH HỆ THỐNG