Thiết bị báo cháy tự động

Lôøi caûm taï Xin chaân thaønh caûm ôn taát caû Caùc Thaày Coâ Giaùo trong nhaø tröôøng, Nhaát laø quyù thaày coâ trong Khoa Ñieän Ñieän Töû Tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm kyõ Thuaät ñaõ taän tình daïy doã em trong suoát 4 naêm qua. Xin baøy toû loøng bieát ôn saâu saéc Thaày Nguyeãn Ñình Phuù, Ngöôøi ñaõ nhieät tình höôùng daãn, taïo moïi ñieàu kieän thuaän lôïi ñeå em hoaøn thaønh quyeån luaän aùn naøy. Xin caûm ôn taát caû caùc baïn ñaõ goùp yù Giuùp ñôõ toâi trong luùc thöïc hieän luaän aùn naøy. LÔØI NOÙI ÑAÀU Trong cuoäc soáng cuûa chuùng ta luoân toàn taïi nhöõng khu vöïc deã chaùy, neân vieäc laép ñaët heä thoáng baùo chaùy coù taàm quan troïng heát söùc lôùn lao. Noù giuùp chuùng ta phaùt hieän nhanh choùng, chöõa chaùy kòp thôøi kyø ñaàu cuûa vuï chaùy ñem laïi söï bình yeân cho moïi ngöôøi, baûo veä taøi saûn cho nhaân daân, nhaø maùy xöôûng saûn xuaát… Ngaøy nay, vieäc phoøng chaùy chöaõ chaùy trôû thaønh moái quan taâm haøng ñaàu cuûa nöôùc ta cuõng nhö nhieàu nöôùc treân theá giôùi. Noù trôû thaønh nghiaõ vuï cuûa moãi ngöôøi daân. Treân caùc phöông tieän thoâng tin ñaïi chuùng luoân tuyeân truyeàn giaùo duïc cho moãi ngöôøi daân yù thöùc phoøng chaùy chöûa chaùy, nhaèm muïc ñích haïn cheá nhöõng vuï chaùy ñaùng tieác xaûy ra. Cuøng vôùi söï phaùt trieån nhanh choùng cuûa heä thoáng thoâng tin ñieän thoaïi thì vieäc baùo chaùy qua ñieän thoaïi ngaøy caøng trôû neân phoå bieán, noù giuùp ta baùo kòp thôøi nhöõng thoâng tin veà vuï chaùy ñeán caùc cô quan chöùc naêng. Xuaát phaùt töø nhöõng yù töôûng treân, em choïn ñeà taøi “Thieát bò baùo chaùy töï ñoäng” cho luaän aùn toát nghieäp. Do thôøi gian vaø söï hieåu bieát coù haïn, chaéùc chaén trong quaù trình laøm em cuõng coù nhieàu thieáu soùt, mong caùc thaày coâ vaø caùc baïn chaân thaønh goùp yù. MUÏC LUÏC PHAÀN 1:GIÔÙI THIEÄU CHUNG CHÖÔNG I: SÔ LÖÔÏC VEÀ HEÄ THOÁNG BAÙO CHAÙY VAØ ÑIEÀU KHIEÅN HEÄ THOÁNG BAÙO CHAÙY Caùch nhaän bieát vaø baùo chaùy Caùc boä phaän chính SÔ LÖÔÏC VEÀ HEÄ THOÁNG ÑIEÀU KHIEÅN CHÖÔNG II: GIÔÙI THIEÄU VI ÑIEÀU KHIEÅN 8031 TOÙM TAÉT PHAÀN CÖÙNG Giôùi thieäu Sô löôïc caùc chaân 8031 Khaûo saùt caùc khoái beân trong 8031, toå chöùc boä nhôù HOAÏT ÑOÄNG CUÛA BOÄ ÑÒNH THÌ TIMER Giôùi thieäu Thanh ghi cheá ñoä timer Thanh ghi ñieàu khieån timer Cheá ñoä timer HOAÏT ÑOÄNG CUÛA BOÄ NGAÉT Giôùi thieäu Toå chöùc ngaét cuûa 8031/8051 Xöû lyù ngaét Thieát keá chöông trình duøng caùc ngaét CHÖÔNG III: KHAÛO SAÙT IC THU PHAÙT TONE MT8880 Moâ taû chöùc naêng Caáu hình ngoõ vaøo YÙ nghiaõ caùc chaân cuûa IC MT8880 CHÖÔNG IV:GIÔÙI THIEÄU PHÖÔNG THÖÙC LAØM VIEÄC CUÛA TOÅNG ÑAØI VAØ CAÙC THUEÂ BAO PHAÀN2: THIEÁT KEÁ PHAÀN CÖÙNG CHÖÔNG I: SÔ ÑOÀ KHOÁI CHÖÔNG II:KHOÁI BAÙO CHAÙY A . THIEÁT KEÁ MAÏCH CAÛM BIEÁN Boä Caûm Bieán Nhieät Boä Caûm Bieán Khoùi Xöû Lyù Tín Hieäu Vaøo B.MAÏCH BAÙO ÑOÄNG TAÏI CHOÃ C.MAÏCH PHAÙT TIEÁNG NOÙI D.KHOÁI GIAO TIEÁP PHAÀN3: THIEÁT KEÁ CHÖÔNG TRÌNH CHÖÔNG 1: NGUYEÂN LYÙ HOAÏT ÑOÄNG VAØ GIAÛI THUAÄT Chöông trình chính Chöông trình naïp soá ñieän thoaïi Chöông trình queùt phím Chöông trình hieån thò Chöông trình baùo ñoäng Chöông trình xeùt diatone Chöông trình xeùt bò goïi nhaác maùy Chöông trình quay soá CHÖÔNGII: CHÖÔNG TRÌNH CHÖÔNG DAÃN NHAÄP Ñaët Vaán Ñeà: Ngaønh coâng ngheä thoâng tin lieân laïc ñaõ phaùt trieån nhanh choùng cuøng vôùi caùc ngaønh coâng ngheä khaùc, nhaèm ñaùp öùng nhu caàu ngaøy caøng cao cuûa xaõ hoäi. Coâng ngheä thoâng tin ñoùng vai troø coát loõi trong vieäc caäp nhaät thoâng tin cho moïi ngöôøi. Vôùi nhöõng nhu caàu veà thoâng tin lieân laïc qua maùy ñieän thoaïi ngaøy caøng cao ngöôøi ta coøn söû duïng ñieän thoïai trong vieäc ñieàu khieån tö ïñoäng chaúng haïn nhö: töï ñoäng baùo chaùy qua ñieän thoaïi, ñieàu khieån thieát bò qua ñieän thoaïi vv… Vôùi suy nghó laø öùng duïng kieán thöùc ñaõ hoïc ôû tröôøng vaø tìm hieåu theâm ôû saùch vôû, em quyeát ñònh choïn ñeà taøi “Thieát bò baùo chaùy töï ñoäng qua ñieän thoaïi” vôùi mong muoán sau khi thöïc hieän xong ñeà taøi coù theå ñem ra öùng duïng trong thöïc teá. II. Muïc Ñích Yeâu Caàu Cuaû Ñeà Taøi: Nhaèm phuïc vuï cho vieäc baùo chaùy töï ñoäng qua ñieän thoaïi ñaët taïi caùc nhaø cao taàng, caùc coâng ty xí nghieäp, nhöõng nôi caàn thieát khaùc vv… Töø muïc ñích treân neân thieát bò baùo chaùy phaûi ñaûm baûo caùc yeâu caàu: Söû duïng tieän lôïi vaø söû duïng treân khaép caû nöôùc maø khoâng caàn thay ñoåi phaàn cöùng. Baùo ñoäng kòp thôøi caùc vuï chaùy nhaèm giaûm nheï thieät haïi do chaùy gaây ra. Coù theå baùo ñoäng ñeán nhieàu soá ñieän thoaïi khaùc nhau. III. Giôùi Haïn Ñeà Taøi: Ñieän thoaïi noùi chung thuoäc phaïm vi chuyeân moân vieãn thoâng hieän ñaïi, cho neân ñoøi hoûi phaûi coù moät khoaûng thôøi gian daøi tìm hieåu. Coù raát nhieàu khoù khaên trong luùc thöïc hieän ñeà taøi. Vôùi thôøi gian ngaén (7 tuaàn) nhöng laïi coù nhieàu vaán ñeà caàn giaûi quyeát, hôn nöõa kieán thöùc ngöôøi tìm hieåu ñeà taøi coù haïn, sinh vieân thöïc hieän ñeà taøi chæ taäp trung giaûi quyeát vaán ñeà sau: -Baùo ñoäng taïi choã baèng tieáng coøi -Baùo ñoäâng ñeán 2 soá ñieän thoaïi khaùc nhau baèng tieáng noùi. IV. Choïn Phöông Aùn Thöïc Hieän Ñeà Taøi: Vôùi nhöõng yeâu caàu ñaët ra ôû treân, em ñaõ xem xeùt vaø ñöa ra 3 phöông aùn nhö sau: Söû duïng kyõ thuaät soá. Söû duïng kyõ thuaät vi xöû lyù. Söû duïng kyõ thuaät vi ñieàu khieån. Vôùi nhöõng ñoøi hoûi cuûa maùy ta coù theå ñôn giaûn nhöõng hoaït ñoäng baèng kyõ thuaät soá. Nhöng toán keùm linh kieän vaø kích thöôùc coàng keành, hôn nöõa khoù thay ñoåi phaàn meàm vaø khoâng coù khaû naêng môû roäng cho caùc hoaït ñoäng khaùc. Vôùi kyõ thuaät vi xöû lyù, coù theå khaéc phuïc nhöõng yeáu ñieåm cuûa maïch soá nhöng laïi phöùc taïp trong vieäc thieát keá phaàn cöùng. Neáu söû duïng kyõ thuaät vi ñieàu khieån, coù theå khaéc phuïc nhöõng yeáu ñieåm cuûa kyõ thuaät soá vaø vi xöû lyù vì boä nhôù coù theå ñöôïc môû roäng vaø phaàn meàm linh hoaït hôn. Hôn nöõa laïi raát phoå bieán treân thò tröôøng hieän nay, giaù caû chaáp nhaän ñöôïc thieát keá phaàn cöùng ñôn giaûn coäng vôùi toác ñoä xöû lyù cao. Coù raát nhieàu hoï vi ñieàu khieån, nhöng ñeå ñaùp öùng ñöôïc veà giaù caû hôïp lyù vaø tính phoå bieán, em quyeát ñònh choïn vi maïch vi ñieàu khieån 8031 cuûa haõng Intel cuøng vôùi caùc IC chuyeân duøng ñeå thöïc hieän nhaèm ñaùp öùng ñaày ñuû caùc yeâu caàu cuûa ñeà taøi ñaët ra. PHAÀN I: GIÔÙI THIEÄU CHUNG CHÖÔNG I: SÔ LÖÔÏC VEÀ HEÄ THOÁNG BAÙO CHAÙY VAØ ÑIEÀU KHIEÅN A. HEÄ THOÁNG BAÙO CHAÙY: I. Caùch nhaän bieát vaø baùo chaùy: Khi moät ñaùm chaùy xaûy ra, ôû nhöõng vuøng chaùy thöôøng coù nhöõng daáu hieäu sau: Löûa, khoùi, vaät lieäu choã chaùy bò phaù huûy. Nhieät ñoä vuøng chaùy taêng leân cao. Khoâng khí bò Oxy hoùa maïnh. Coù muøi chaùy, muøi kheùt. Ñeå ñeà phoøng chaùy chuùng ta coù theå döïa vaøo nhöõng daáu hieäu treân ñeå ñaët caùc heä thoáng caûm bieán laøm caùc thieát bò baùo chaùy. Kòp thôøi khoáng cheá ñaùm chaùy ôû giai ñoaïn ñaàu. Thieát bò baùo chaùy ñieän töû giuùp chuùng ta lieân tuïc theo doõi ñeå haïn cheá caùc vuï chaùy tai haïi, taêng cöôøng ñoä an toaøn, bình yeân cho moïi ngöôøi. II. Caùc boä phaän chính: 1. Caûm bieán: Caûm bieán laø boä phaän heát söùc quan troïng, noù quyeát ñònh ñoä nhaïy vaø söï chính xaùc cuûa heä thoáng. Caûm bieán hoaït ñoäng döïa vaøo caùc ñaët tính vaät lyù cuûa vaät lieäu caáu taïo neân chuùng. Caûm bieán ñöôïc duøng ñeå chuyeån ñoåi caùc tín hieäu vaät lyù sang tín hieäu ñieän. Caùc ñaëc tính cuûa caûm bieán: ñoä nhaïy, ñoä oån ñònh, ñoä tuyeán tính. a. Caûm bieán nhieät: Laø loaïi caûm bieán duøng ñeå chuyeån tín hieäu vaät lyù (nhieät ñoä) thaønh tín hieäu ñieän, ñaây laø loaïi caûm bieán coù ñoä nhaïy töông ñoái cao vaø tuyeán tính. Nguyeân taéc laøm vieäc cuûa noù laø doøng ñieän hay ñieän aùp thay ñoåi khi nhieät ñoä taïi nôi ñaët noù thay ñoåi. Tuy nhieân noù cuõng deã baùo ñoäng nhaàm khi nguoàn ñieän beân ngoaøi taùc ñoäng khoâng theo yù muoán. Caùc loaïi caûm bieán nhieät: IC caûm bieán: Laø loaïi caûm bieán baùn daãn ñöôïc cheá taïo thaønh caùc IC chuyeân duïng vôùi ñoä nhaïy cao, ñieän aùp ra thay ñoåi tæ leä thuaän vôùi nhieät ñoä, moät soá loaïi IC ñöôïc baùn beân ngoaøi thò tröôøng laø: LM355, LM334, … Thermistor: Thermistor laø loaïi ñieän trôû coù ñoä nhaïy nhieät raát cao nhöng khoâng tuyeán tính vaø vôùi heä soá nhieät aâm. Ñieän trôû giaûm phi tuyeán vôùi söï taêng cuûa nhieät ñoä. Vì baûn thaân laø ñieän trôû neân trong quaù trình hoaït ñoäng Thermistor taïo ra nhieät ñoä vì vaäy gaây sai soá lôùn. Thermo Couples: Thermo Couple bieán ñoåi ñaïi löôïng nhieät ñoä thaønh doøng ñieän hay ñieän aùp DC nhoû. Noù goàm hai daây kim loaïi khaùc nhau noái vôùi nhau taïi hai moái noái. Khi caùc daây noái ñaëc ôû caùc vò trí khaùc nhau, trong daây xuaát hieän suaát ñieän ñoäng. Suaát ñieän ñoäng tæ leä thuaän vôùi söï cheânh leäch nhieät ñoä giöõa hai moái noái. Thermo couple coù heä soá nhieät döông. b. Caûm bieán löûa: Khi löûa chaùy thì phaùt ra aùnh saùng hoàng ngoaïi, do ñoù ta söû duïng caùc linh kieän phaùt hieän tia hoàng ngoaïi ñeå phaùt hieän löûa. Nguyeân lyù hoaït ñoäng laø ñieän trôû cuûa caùc linh kieän thu soùng hoàng ngoaïi taêng, noù chuyeån tín hieäu aùnh saùng thu ñöôïc thaønh tín hieäu ñieän ñeå baùo ñoäng. Loaïi naøy raát nhaïy ñoái vôùi löûa. Tuy nhieân cuõng deã baùo ñoäng nhaàm neáu ta ñeå caûm bieán ngoaøi trôøi hoaëc gaàn aùnh saùng boùng ñeøn troøn. c. Caûm bieán khoùi: Thöôøng caûm bieán khoùi laø boä phaân rieâng bieät chaïy baèng PIN ñöôïc thieát keá ñeå laép ñaët treân traàn nhaø, treân töôøng. Ngoaøi yeâu caàu kyõ thuaät (chính xaùc, an toaøn) coøn ñoøi hoûi phaûi ñaûm baûo veà maët thaåm myõ. Coù hai caùch cô baûn ñeå thieát keá boä caûm bieán khoùi. Caùch thöù nhaát söû duïng nguyeân taéc Ion hoùa. Ngöôøi ta söû duïng moät löôïng nhoû chaát phoùng xaï ñeå Ion hoùa trong boä caûm bieán. Khoâng khí bò Ion hoùa seõ daãn ñieän vaø taïo thaønh moät doøng ñieän chaïy giöõa chaïy giöõa hai cöïc ñaõ ñôïc naïp ñieään. Khi caùc phaàn töû khoùi loït vaøo khu vöïc caûm nhaän ñöôïc Ion hoùa seõ laøm taêng ñieän trôû trong buoàng caûm nhaän vaø laøm giaûm luoàng ñieän giöõa hai cöïc. Khi luoàng ñieän giaûm xuoáng tôùi moät giaù trò naøo ñoù thì boä caûm bieán seõ phaùt hieän vaø phaùt tín hieäu baùo ñoäng. Caùch thöù hai söû duïng caùc linh kieän thu phaùt quang. Ngöôøi ta duøng linh kieän phaùt quang (Led, Led hoàng ngoaïi…) chieáu moät tia aùnh saùng qua vuøng baûo veä vaøo moät linh kieän thu quang (photo diode, photo transistor, quang trôû…). Khi coù chaùy, khoùi ñi ngang qua vuøng baûo veä seõ che chaén hoaëc laøm giaûm cöôøng ñoä aùnh saùng chieáu vaøo linh kieän thu. Khi cöôøng ñoä giaûm xuoáng tôùi moät giaù trò naøo ñoù thì boä caûm bieán seõ phaùt hieän vaø phaùt tín hieäu baùo ñoäng. Trong hai caùch naøy thì phöông phaùp thöù nhaát nhaïy hôn vaø hieäu quaû hôn phöông phaùp thöù hai, nhöng khoù thöïc thi, khoù laép ñaët. Coøn caùch thöù hai tuy ít nhaïy hôn nhöng linh kieän deã kieám vaø deã thöïc thi cuõng nhö deã laép ñaët. Moät nhöôïc ñieåm cuûa caùc loaïi caûm bieán naøy laø: maïch baùo ñoäng coù theå sai neáu vuøng baûo veä bò xaâm nhaäp bôûi caùc lôùp buïi… 2.Thieát bò baùo ñoäng: Thieát bò baùo ñoäng goàm coù hai loaïi: Baùo ñoäng taïi choã. Baùo ñoäng qua ñieän thoaïi. Baùo ñoäng taïi choã ta coù theå söû duïng caùc chuoâng ñieän, maïch taïo coøi huï hay phaùt ra tieáng noùi ñeå caûnh baùo. Trong caùc heä thoáng baùo chaùy, boä caûm bieán thöôøng ñaët ôû nhöõng nôi deã chaùy vaø noái vôùi caùc thieát bò baùo ñoäng baèng daây daãn ñieän, do ñoù trong moät soá tröôøng hôïp coù theå laøm daây bò ñöùt. Vì vaäy moät heä thoáng baùo chaùy seõ trôû neân hieäu quaû khi söû duïng caùc boä phaùt voâ tuyeán. Trong ñoù boä phaän thu gaén vôùi maïch baùo ñoäng, coøn maïch phaùt gaén vôùi boä caûm bieán. Tuy nhieân vieäc laép ñaët gaëp nhieàu khoù khaên vaø giaù thaønh cao. Baùo ñoäng qua ñieän thoaïi giuùp ta ñaùp öùng nhanh caùc thoâng tin veà söï coá ñeán caùc cô quan chöùc naêng. Khi coù tín hieäu baùo ñoäng seõ töï ñoäng quay soá ñeán caùc cô quan nhö: nhaø rieâng, coâng an, phoøng chaùy chöõa chaùy… CHÖÔNG II: GIÔÙI THIEÄU VI ÑIEÀU KHIEÅN 8031 A. TOÙM TAÉT PHAÀN CÖÙNG: I. GIÔÙI THIEÄU MCS-51: (MCS-51: Family Overview) MCS-51 laø moät hoï IC ñieàu khieån (micro controller), ñöôïc cheá taïo vaø baùn treân thò tröôøng bôûi haõng Intel cuûa Myõ. Hoï IC naøy ñöôïc cung caáp caùc thieát bò bôûi nhieàu haõng saûn xuaát IC khaùc treân theá giôùi chaúng haïn: nhaø saûn xuaát IC SIEMENS cuûa Ñöùc, FUJITSU cuûa Nhaät vaø PHILIPS cuûa Haø Lan. Moãi IC trong hoï ñeàu coù söï hoaøn thieän rieâng vaø coù söï haõnh dieän rieâng cuûa noù, phuø hôïp vôùi nhu caàu cuûa ngöôøi söû duïng vaø yeâu caàu ñaët ra cuûa nhaø saûn xuaát. IC 8031 laø IC tieâu bieåu trong hoï MCS-51 ñöôïc baùn treân thò tröôøng. Taát caû caùc IC trong hoï ñeàu coù söï töông thích vôùi nhau vaø coù söï khaùc bieät laø saûn xuaát sau coù caùi môùi maø caùi saûn xuaát tröôùc khoâng coù, ñeå taêng theâm khaû naêng öùng duïng cuûa IC ñoù. Chuùng coù ñaëc ñieåm nhö sau: OTHER REGISTER 128 byte RAM 128 byte RAM 8032\8052 ROM 0K: 8031\8032 4K: 8031 8K:8052 INTERRUPT CONTROL INT1\ INT0\ SERIAL PORT TEMER0 TEMER1 TEMER2 8032\8052 CPU OSCILATOR BUS CONTROL I/O PORT SERIAL PORT EA\ RST ALE\ PSEN\ P0 P1 P2 P3 Address\Data TXD RXD TEMER2 8032\8052 TEMER1 TEMER1 4k byte ROM (ñöôïc laäp trình bôûi nhaø saûn xuaát, chæ coù trong 8051). 128 byte RAM. 4 Port I/O 8 bit. 2 boä ñònh thôøi 16 bit. Giao tieáp noái tieáp. 64k khoâng gian boä nhôù chöông trình môû roäng. 64k khoâng gian boä nhôù döõ lieäu môû roäng. Moät boä xöû lyù luaän ly ù(thao taùc treân caùc bit ñôn). 210 bit ñöôïc ñòa chæ hoùa. Boä nhaân /chia 4 bit. II. SÔ LÖÔÏC VEÀ CAÙC CHAÂN CUÛA mC 8031: 8031 laø IC vi ñieàu khieån (Microcontroller) do haõng intel saûn xuaát. mC 8031 coù taát caû 40 chaân coù chöùc naêng nhö caùc ñöôøng xuaát nhaäp. Trong ñoù coù 24 chaân coù taùc duïng keùp, moãi ñöôøng coù theå hoaït ñoäng nhö caùc ñöôøng xuaát nhaäp hoaëc nhö caùc ñöôøng ñieàu khieån hoaëc laø thaønh phaàn cuûa bus döõ lieäu. P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RST P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 XTAL1 XTAL2 GDN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 40 3938 37 36 35 34 33 3231 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 VCC P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 EA\ ALE PSEN\ P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 8 0 5 1 Sô Ñoà Chaân Cuûa 8031 P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 P2.0 P2.1 P2.2 P2.3 P2.4 P2.5 P2.6 P2.7 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 PSEN\ ALE EA\ RST RXD TXD INT0\ INT1\ T0 T1 WR\ RD\ Sô ñoà logic cuûa 8031 1. Chöùc naêng caùc chaân cuûa 8031: Port 0: Port 0 laø port coù hai chöùc naêng ôû caùc chaân töø 32¸39 cuûa 8031. Trong caùc thieát keá côõ nhoû khoâng duøng boä nhôù môû roäng noù coù chöùc naêng nhö caùc ñöôøng vaøo ra. Port 1: Port 1 laø port I\O ôû caùc chaân töø 1-8. Caùc chaân ñöôïc kyù hieäu laø P0.0, P0.1, P0.2,…P1.7, coù theå duøng cho giao tieáp vôùi caùc thieát bò beân ngoaøi neáu caàn. Port 1 khoâng coù chöùc naêng khaùc vì vaäy noù chæ duøng cho giao tieáp vôùi caùc thieát bò beân ngoaøi (chaúng haïn ROM, RAM, 8255, 8279, …). Port 2: Port2 laø moät port coù taùc duïng keùp ôû caùc chaân töø 21-28 ñöôïc duøng nhö caùc ñöôøng xuaát nhaäp hoaëc laø caùc byte cao cuûa Bus ñòa chæ ñoái vôùi caùc thieát keá côõ lôùn. Port3: Port3 laø moät port coù taùc duïng keùp töø chaân 10 –17. Caùc chaân cuûa port naøy coù nhieàu chöùc naêng, caùc coâng duïng chuyeån ñoåi coù lieân heä vôùi ñaëc tính ñaëc bieät cuûa 8031 nhö baûng sau: Bit Teân Chöùc naêng chuyeån ñoåi P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 RXD TXD INT0\ INT1\ T0 T1 WR\ RD\ Ngoõ vaøo döõ lieäu noái tieáp Ngoõ ra döõ lieäu noái tieáp Ngoõ vaøo ngaét cöùng thöù 0 Ngoõ vaøo ngaét cöùng thöù 1 Ngoõ vaøo cuûa temer\counter thöù 0 Ngoõ vaøo cuûa temer\counter thöù 1 Tín hieäu ghi döõ lieäu leân boä nhôù ngoaøi Tín hieäu ñoïc boä nhôù döõ lieäu ngoaøi Baûng: Chöùc naêng cuûa caùc chaân port 3 Ngoõ tín hieäu PSEN\ (Progam store enable): PSEN\ laø tín hieäu ngoõ ra ôû chaân 29 coù taùc duïng cho pheùp ñoïc boä nhôù chöông trình môû roäng vaø thöôøng ñöôïc noái vôùi chaân OE\ (output enable) cuûa EPROM cho pheùp ñoïc caùc byte maõ leänh. PSEN ôû möùc thaáp trong thôøi gian laáy leänh. Caùc maõ nhò phaân cuûa chöông trình ñöôïc ñoïc töø EPROM qua bus döõ lieäu vaø ñöôïc choát vaøo thanh ghi beân trong 8031 ñeå giaûi maõ leänh. Khi thi haønh chöông trình trong ROM noäi (mC 8051) thì PSEN\ seõ ôû möùc 1. Ngoõ tín hieäu ñieàu khieån ALE (Address latch enable): Khi 8031 truy xuaát boä nhôù beân ngoaøi, port0 coù chöùc naêng laø ñòa chæ vaø döõ lieäu do ñoù phaûi taùch ñöôøng ñòa chæ vaø döõ lieäu. Tín hieäu ra ALE ôû chaân thöù 30 duøng laøm tín hieäu ñieàu khieån ñeå giaûi ña hôïp caùc ñöôøng ñòa chæ vaø döõ lieäu khi keát noái vôùi IC choát. Tín hieäu ra ôû ALE laø moät xung trong khoaûng thôøi gian port 0 ñoùng vai troø laø ñòa chæ thaáp neân neân choát ñòa chæ hoaøn toaøn töï ñoäng. Caùc xung tín hieäu ALE coù toác ñoä baèng 1/6 taàn soá dao ñoäng treân vi ñieàu kkieån vaø coù theå ñöôïc duøng laøm tín hieäu clock cho caùc phaàn khaùc cuûa heä thoáng. Chaân ALE ñöôïc duøng laøm ngoõ vaøo xung laäp trình cho EPROM trong 8051. Ngoõ tín hieäu EA\ (External Access: truy xuaát döõ lieäu beân ngoaøi): Tín hieäu vaøo EA\ ôû chaân 31 thöôøng ñöôïc maéc leân möùc 1 hoaëc möùc 0. Neáu ôû möùc 1 thì mC8051 thi haønh chöông trình trong ROM noäi trong khoaûng ñòa chæ thaáp 4k. Neáu ôû möùc 0 thì 8031 thi haønh chöông trình töø boä nhôù môû roäng (vì mC8031 khoâng coù boä nhôù chöông trình treân chip). Chaân EA\ ñöôïc laáy laøm chaân caáp nguoàn 21v laäp trình cho EPROM trong 8051. Ngoõ tín hieäu RST (Reset): Ngoõ tín hieäu RST ôû chaân 9 vaø ngoõ vaøo Reset cuûa 8031. Khi ngoõ vaøo tín hieäu ñöa leân möùc cao ít nhaát laø 2 chu kyø maùy, caùc thanh ghi beân trong ñöôïc naïp nhöõng giaù trò thích hôïp ñeå khôûi ñoäng heä thoáng. Khi caáp ñieän maïch töï ñoäng Reset. Ngoõ vaøo boä dao ñoäng X1, X2: Boä taïo dao ñoäng ñöôïc tích hôïp beân trong 8031, khi söû duïng 8031 ngöôøi thieát keá caàn gheùp noái theâm tuï, thaïch anh. Taàn soá thaïch anh ñöôïc söû duïng cho 8031 laø 12MHz. Nguoàn cho 8031: Nguoàn cho 8031 ñöôïc cung caáp ôû 2 chaân laø 20 vaø 40 caáp GND vaø Vcc. Nguoàn cung caáp ôû ñaây laø +5v. Khaû naêng cuûa taûi port 0 laø LS –TTL cuûa port 1,2,3 laø 4LS –TTL. Caáu truùc cuûa port ñöôïc xaây döïng töø FET laøm cho port coù theå xuaát nhaäp deã daøng. Khi FET taét thì port deã daøng duøng chöùc naêng xuaát. Khi FET hoaït ñoäng thì port laøm chöùc naêng nhaäp thì khi ñoù ngoõ nhaäp möùc cao seõ laøm hoûng port. III. KHAÛO SAÙT CAÙC KHOÁI BEÂN TRONG 8031 - TOÅ CHÖÙC BOÄ NHÔÙ: Boä nhôù trong 8031 ba goàm ROM vaø RAM. RAM trong 8031 bao goàm nhieàu thaønh phaàn: phaàn löu tröõ ña duïng, phaàn löu tröõ ñòa chæ hoùa töøng bit, caùc bank thanh ghi vaø caùc thanh ghi chöùc naêng ñaëc bieät. 8031 coù caáu truùc boä nhôù theo kieåu Harvard: coù nhöõng vuøng nhôù rieâng bieät cho chöông trình vaø döõ lieäu. Chöông trình vaø döõ lieäu coù theå chöùa beân trong 8051, nhöng 8051 vaãn coù theå keát noái vôùi 64k byte chöông trình vaø 64k byte döõ lieäu. Hai ñaëc tính caàn chuù yù khi duøng mC8031/8051 laø: Caùc thanh ghi vaø caùc port xuaát nhaäp ñaõ ñöôïc ñònh vò (ñöôïc ñònh vò coù nghóa laø xaùc ñònh) trong boä nhôù vaø coù theå truy xuaát tröïc tieáp gioáng nhö caùc boä nhôù ñòa chæ khaùc. Ngaên xeáp beân trong RAM noäi nhoû hôn so vôùi ROM ngoaïi nhö caùc boä vi xöû lyù khaùc. RAM beân trong 8031 ñöôïc phaân chia nhö sau: Caùc Bank thanh ghi coù ñòa chæ 00H ¸ 1FH. RAM ñòa chæ hoùa töøng bit coù ñòa chæ 20H ¸ 2FH. RAM ña duïng coù ñòa chæ 30H ¸ 7FH. Bit address Byte address Caùc thanh ghi coù chöùc naêng ñaëc bieät 80H ¸ FFH. GENERAL PURPOSE RAM 7F 7E 7D 7C 7B 7A 79 78 77 76 75 74 73 72 71 70 6F 6E 6D 6C 6B 6A 69 68 67 66 65 64 63 62 61 60 5F 5E 5D 5C 5B 5A 59 58 57 56 55 54 53 52 51 50 4F 4E 4D 4C 4B 4A 49 48 47 46 45 44 43 42 41 40 3F 3E 3D 3C 3B 3A 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 2F 2E 2D 2C 2B 2A 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 1F 1E 1D 1C 1B 1A 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 0F 0E 0D 0C 0B 0A 09 08 07 06 05 04 03 02 01 00 Bank 3 Bank 2 Bank 1 Bank 0 (Cho R0 ¸ R7) 7F 30 2F 3E 2D 2C 2B 2A 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 1F 18 17 10 0F 08 07 00 F7 F6 F5 F4 F3 F2 F1 F0 E7 E6 E5 E4 E3 E2 E1 E0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 - - - BC BB BA B9 B8 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 AF - - AC AB AA A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 Not bit addressable 9f 9e 9d 9c 9b 9a 99 98 97 96 95 94 93 92 91 90 Not bit addressable Not bit addressable Not bit addressable Not bit addressable Not bit addressable 8F 8E 8D 8C 8B 8A 89 88 Not bit addressable Not bit addressable Not bit addressable Not bit addressable 87 86 85 84 83 82 81 80 Byte address Bit address FF F0 E0 D0 B8 B0 A8 A0 99 98 90 8D 8C 8B 8A 89 88 87 83 82 81 80 FF B ACC PSW IP P3 IE P2 SBUF SCON P1 TH1 TH0 TL1 TL0 TMOD TCON PCON DPH DPL SP P0 Hình II.2.1: Sô ñoà toå chöùc boä nhôù a.RAM ña duïng: Maëc duø treân hình veõ cho thaáy 80 byte ña duïng chieám caùc ñòa chæ töø 30H¸7FH, 32 ñòa chæ döôùi töø 00H¸1FH cuõng coù theå ñöôïc duøng vôùi muïc ñích töông töï (maëc duø caùc ñòa chæ naøy cuõng ñaõ ñònh vôùi muïc ñích khaùc). Moïi ñòa chæ trong vuøng RAM ña duïng ñeàu coù theå truy xuaát töï do duøng kieåu ñòa chæ giaùn tieáp hoaëc tröïc tieáp. Ví duï: ñeå ñoïc noäi dung ôû ñòc chæ 5FH cuûa RAM noäi vaøo thanh ghi tích luõy A, coù theå duøng moät trong hai caùch sau: - Caùch 1: MOV A, #5FH - Caùch 2: Ngoaøi caùch treân RAM beân trong cuõng coù theå ñöôïc truy xuaát baèng caùch duøng ñòa chæ giaùn tieáp hoaëc tröïc tieáp qua R0 hay R1: MOV R0, #5FH MOV A, @R0 Leänh ñaàu tieân duøng ñeå naïp ñòa chæ töùc thôøi #5FH vaøo thanh ghi R0, leänh thöù 2 duøng ñeå chuyeån noäi dung cuûa oâ nhôù coù ñòa chæ maø R0 ñang chæ tôùi vaøo thanh ghi tích luõy A. b. RAM ñòa chæ hoùa töøng bit: 8031 chöùa 210 bit ñöôïc ñòa chæ hoùa, trong ñoù coù 128bit chöùa caùc byte coù ñòa chæ töø 20H¸2FH vaø caùc bit coøn laïi chöùc trong nhoùm thanh ghi coù chöùa naêng ñaëc bieät. YÙ töôûng truy xuaát töøng bit baèng phaàn meàm laø moät ñaëc tính maïnh cuûa vi ñieàu khieån noùi chung. Caùc bit coù theå ñöôïc ñaët, xoùa, And, OR…, vôùi moät leänh ñôn. Maø ñieàu naøy ñoái vôùi vi xöû lyù ñoøi hoûi phaûi coù moät chuoãi leänh ñoïc – söûa - ghi ñeå ñaït ñöôïc muïc ñích töông töï nhö vi ñieàu khieån. Ngoaøi ra caùc port cuõng coù theå truy xuaát ñöôïc töøng bit laøm ñôn giaûn ñi phaàn meàm xuaát nhaäp töøng bit. 128 bit truy xuaát töøng bit naøy cuõng coù theå truy xuaát nhö caùc byte hoaëc caùc bit phuï thuoäc vaøo leänh ñöôïc duøng. Ví duï: ñeå ñaët bit thöù 57 ta duøng leänh sau: SETB 67H c.Caùc Bank thanh ghi: 32 byte thaáp cuûa boä nhôù RAM noäi ñöôïc duøng cho caùc bank thanh ghi. Boä leänh 8031 hoã trôï 8 thanh ghi noùi treân coù teân laø R0 ¸ R7 vaaø theo maëc ñònh khi reset heä thoáng, caùc thanh ghi naøy coù ñòa chæ töø 00H ¸ 07H. Ví duï: leänh sau ñaây seõ ñoïc noäi dung cuûa oâ nhôù coù ñòa chæ 05H vaøo thanh ghi A. MOV A, R5 Ñaây laø leänh 1 byte duøng ñòa chæ thanh ghi. Tuy nhieân yeâu caàu treân coù theå thi haønh baèng leänh 2 byte duøng ñòa chæ tröïc tieáp naèm trong byte thöù hai: MOV A,05H Caùc leänh duøng caùc thanh ghi R0 ¸ R7 seõ ngaén hôn vaø nhanh hôn so vôùi caùc leänh coù chöùc naêng töông töï duøng kieåu ñòa chæ tröïc tieáp. Caùc döõ lieäu ñöôïc duøng thöôøng xuyeân neân duøng moät trong caùc thanh ghi naøy. Do coù 4 bank thanh ghi neân taïi moät thôøi ñieåm chæ coù moät bank thanh ghi ñöôïc truy xuaát bôûi caùc thanh ghi R0 ¸ R7. Ñeå chuyeån ñoåi vieäc truy xuaát caùc bank thanh ghi ta phaûi thay ñoåi caùc bit choïn bank trong thanh ghi trong thanh ghi traïng thaùi. Giaû söû bank thanh ghi thöù 3 ñang ñöôïc truy xuaát leänh sau ñaây seõ chuyeån noäi dung cuûa thanh ghi A vaøo oâ nhôù RAM coù ñòa chæ 18H: MOV R0, A Toùm laïi yù töôûng duøng caùc bank thanh ghi cho pheùp ta chuyeån höôùng chöông trình nhanh vaø hieäu quaû hôn. B. HOAÏT ÑOÄNG CUÛA BOÄ ÑÒNH THÌ TIMER: I. GIÔÙI THIEÄU: Moät ñònh nghóa ñôn giaûn cuûa timer laø moät chuoãi caùc flip-flop chia ñoâi taàn soà noái tieáp vôùi nhau, chuùng nhaän tín hieäu vaøo laøm nguoàn xung nhòp. Ngoõ ra cuûa taàng cuoái laøm xung nhòp cho flip - flop baùo traøn cuûa timer (flip - flop côø). Giaù trò nhò phaân trong caùc flip - flop cuûa timer coù teå xem nhö ñeám soá xung nhòp (hoaëc caùc söï kieän) töø khôûi ñoäng timer. Ví duï timer 16 bit seõ ñeám töø 0000H ñeán FFFFH. Côø baùo traøn seõ leân 1 khi soá ñeám traøn töø FFFFH ñeán 0000H. mC8031/8051 coù hai timer 16 bit, moãi timer coù 4 caùch laøm vieäc. Ngöôøi ta söû duïng caùc timer ñeå: Ñònh khoaûng thôøi gian. Ñeám söï kieän. Taïo toác ñoä baud cho port noái tieáp trong mC8051/8031. Trong caùc öùng duïng ñònh nghóa khoaûng thôøi gian, ngöôøi ta söû duïng laäp trình timer ôû moät khoaûng ñeàu ñaën vaø ñaët côø traøn timer. Côø ñöôïc söû duïng ñeå ñoàng boä hoùa chöông trình ñeå thöïc hieän moät taùc ñoäng nhö kieåm tra traïng thaùi cuûa caùc ngoõ vaøo hoaëc gôûi söï kieän ra caùc ngoõ ra. Caùc öùng duïng khaùc coù theå söû duïng vieäc taïo xung nhòp ñeàu ñaën cuûa timer ñeå ño thôøi gian troâi qua giöõa hai söï kieän (Ví duï: ño ñoä roäng xung). Ñeám söï kieän duøng ñeå xaùc ñònh soá laàn xaûy ra cuûa moät soá söï kieän. Moät “söï kieän” laø baát cöù taùc ñoäng ngoaøi naøo coù theå cung caáp moät chuyeån traïng thaùi treân moät chaân cuûa 8051/8031. II. THANH GHI CHEÁ ÑOÄ TIMER (TMOD): Thanh ghi TMOD chöùa hai nhoùm 4 bit duøng ñeå ñaët cheá ñoä laøm vieäc cho timer0 vaø timer1. Bit Teân Timer Moâ taû 7 GATE 1 Bit (môû coång), khi leân, timer chæ chaïy khi INT1 ôû möùc cao 6 C/ 1 Bit choïn cheá ñoä counter/ timer 1 = Boä ñeám söï kieän 0 = Boä ñònh khoaûng thôøi gian 5 M1 1 Bit1 cuûa cheá ñoä ( mode) 4 M0 1 Bit 0 cuûa cheá ñoä 00: Cheá ñoä 0: timer 13 bit 01: Cheá ñoä 1: timer 16 bit 10: Cheá ñoä 2: töï ñoäng naïp laïi 8 bit 11: Cheá ñoä 3: taùch timer 3 GATE 0 Bit (môû) coång 2 C/ 0 Bit choïn counter/ timer 1 M1 0 Bit 1 cuûa cheá ñoä 0 M0 0 Bit 0 cuûa cheá ñoä Toùm taét thanh ghi TMOD. III. THANH GHI ÑIEÀU KHIEÅN TIMER (TCON) Thanh ghi TCON chöùa caùc bit traïng thaùi vaø caùc bit ñieàu khieån cho timer0 vaø timer1. Bit Kyù hieäu Ñòa chæ Moâ taû TCON.7 TF1 8FH Côø baùo traøn timer. Ñaët bôûi phaàn cöùng khi traøn, ñöôïc xoùa bôûi phaàn meàm hoaëc phaàn cöùng khi boä xöû lí chæ ñeán chöông trình phuïc vuï ngaét. TCON.6 TR1 8EH Bit ñieàu khieån timer1 chaïy. Ñaët/ xoùa baèng timer ñeå cho phaàn meàm chaïy/ ngöng TCON.5 TF0 8DH Côø baùo traøn timer 0. TCON.4 TR0 8CH Bit ñieàu khieån timer chaïy. TCON.3 IE1 8BH Côø caïnh ngaét caïnh beân ngoaøi. Ñaët bôûi phaàn cöùng khi phaùt hieän moät caïnh xuoáng ôû INT1:xoùa baèng phaàn meàm hoaëc phaàn cöùng khi CPU chæ ñeán chöông trình phuïc vuï ngaét. TCON.2 IT1 8AH Côø kieåu ngaét moät beân ngoaøi. Ñaët/xoùa baèng phaàn meàm ñeå ngaét ngoaøi tích cöïc caïnh xuoáng/möùc thaáp. TCON.1 IE0 89H Côø caïnh ngaét 0 beân ngoaøi TCON.0 ITO 88H Côø kieåu ngaét 0 beân ngoaøi Toùm taét thanh ghi TCON. IV. CHEÁ ÑOÄ TIMER: 1. Cheá ñoä 1 – Cheá ñoä TIMER 16 BIT: Hoaït ñoäng nhö timer 16 bit ñaày ñuû. Côø baùo traøn laø bit TFx trong TCON coù theå ñoïc hoaëc ghi baèng phaàn meàm. MSB cuûa giaù trò trong thanh ghi timer laø bit 7 cuûa THx vaø LSB laø bit 0 cuûa TLx. Caùc thanh ghi timer (TLx/THx) coù theå ñoïc hoaëc ghi baát cöù luùc naøo baèng phaàn meàm. TLx (8 bit) THx (8 bit) TFx Xung nhòp timer Côø baùo traøn 2. Nguoàn taïo xung nhòp: Coù hai nguoàn taïo xung nhòp coù theå coù, ñöôïc choïn baèng caùch ghi vaøo C/T (counter/timer) trong TMOD khi khôûi ñoäng timer. Moät nguoàn taïo xung nhòp duøng cho ñònh khoaûng thôøi gian, caùi khaùc cho ñeám söï kieän. ¸ 12 Boä dao ñoäng trong C/T Thaïch anh Chaân T0 hoaëc T1 Xung nhòp timer 0: (leân) ñònh khoaûng thôøi gian Ñònh khoaûng thôøi gian (interval timing): Neáu C/T=0 hoaït ñoäng timer lieân tuïc ñöôïc choïn vaøo timer ñöôïc duøng cho vieäc ñònh khoaûng thôøi gian. Luùc ñoù, timer laáy xung nhòp töø boä dao ñoäng treân chip. Boä chia 12 ñöôïc theâm vaøo ñeå giaûm taàn soá xung nhòp ñeán giaù trò thích hôïp cho caùc öùng duïng. Nhö vaäy, thaïch anh 12 MHz seõ cho toác ñoä xung nhòp timer 1 MHz. Baùo traøn timer xaûy ra sau moät soá (coá ñònh) xung nhòp, phuï thuoäc vaøo giaù trò ban ñaàu ñöôïc naïp vaøo caùc thanh ghi timer TLx/THx. Ñeám söï kieän (Event Counting): Neáu C/T=1, timer laáy nguoàn xung nhòp töø beân ngoaøi. Trong haàu heát caùc öùng duïng, nguoàn beân ngoaøi naøy cung caáp cho timer moät xung khi xaûy ra moät söï kieän – timer duøng ñeám söï kieän. Soá söï kieän ñöôïc xaùc ñònh baèng phaàn meàm baèng caùch ñoïc caùc thanh ghi TLx/THx vì giaù trò 16 bit trong thanh ghi naøy taêng theâm moät cho moãi söï kieän. Nguoàn xung nhòp ngoaøi coù töø thay ñoåi chöùc naêng cuûa caùc port 3, bit 4 cuûa port 3 (P3.4) duøng laøm ngoõ vaøo taïo xung nhòp beân ngoaøi cho timer 0 vaø ñöôïc goïi laø “T0”. Vaø P3.5 hay “T1” laø ngoõ vaøo taïo xung nhòp cho timer 1. Trong caùc öùng duïng boä ñeám, caùc thanh ghi Timer ñöôïc taêng theâm 1 töông öùng vôùi chuyeån töø 1 xuoáng 0 ôû ngoõ vaøo beân ngoaøi: Tx, ngoõ vaøo beân ngoaøi ñöôïc laáy maãu trong S5P2 cuûa moïi chu kyø maùy. Nhö vaäy, khi ngoõ vaøo cao trong moät chu kyø vaø thaáp trong moät chu kyø keá thì soá ñeám ñöôïc taêng theâm moät. Gía trò môùi ñöôïc xuaát hieän trong caùc thanh ghi trong S3P1 cuûa chu kyø theo sau chu kyø trong ñoù phaùt heän söï chuyeån tieáp. Do ñoù, maát 2 chu kyø maùy (2ms) ñeå ghi nhaän söï chuyeån 1 sang 0, taàn soá ngoaøi toái ña laø 500KHz (giaû söû hoaït ñoäng ôû 12 MHz). 3. Baét ñaàu, döøng vaø ñieàu khieån caùc Timer: Phöông phaùp ñôn giaûn nhaát ñeå baét ñaàu (cho chaïy) vaø döøng caùc timer laø duøng caùc bit ñieàu khi._.eån chaïy: TRx trong TCON. TRx bò xoùa sau khi Reset heä thoáng. Nhö vaäy, caùc timer theo maëc nhieân laø bò caám (bò döøng). TRx ñöôïc ñaët leân 1 baèng phaàn meàm ñeå cho caùc timer chaïy. TRx Xung nhòp timer 0 = leân: timer döøng 1 = xuoáng: timer chaïy Caùc thanh ghi timer Vì TRx ôû trong thanh ghi TCON coù ñòa chæ bit, neân deã daøng cho vieäc ñieàu khieån caùc timer trong chöông trình. Ví duï, cho timer 0 chaïy baèng leänh: SETB TR0 Vaø döøng baèng leänh: CLR TRO Trình bieân dòch seõ thöïc hieän vieäc chuyeån ñoåi kyù hieäu caàn thieát töø “TR0” sang ñòa chæ bit ñuùng. SETB TR0 chính xaùc gioáng nhö SETB 8CH. Moät phöông phaùp khaùc ñeå ñieàu khieån caùc timer laø duøng bit GATE trong TMOD vaø ngoõ vaøo beân ngoaøi INTx. Ñaët GATE =1 cho pheùp timer seõ ñöôïc ñieàu khieån baèng INTx. Vieäc naøy raát hieäu duïng cho vieäc ño ñoä roäng xung nhö sau: Giaû söû INT0 ôû möùc thaáp nhöng caùc xung ôû möùc cao trong khoaûng thôøi gian ño. Khôûi ñoäng timer 0 ôû cheá ñoä 2 (cheá ñoä timer 16 bit), vôùi TL0/TH0=0000H, Gate = 1 vaø TR0 = 1. Khi INT0 ôû möùc cao, timer ñöôïc môû coång vaø ñöôïc caáp xung nhòp 1 MHz (neáu mC8031/8051 hoaït ñoäng ôû taàn soá 12 MHz). Khi INT0 xuoáng thaáp, timer bò ‘ñoùng coång’ vaø thôøi khoaûng cuûa xung tính baèng ms laø soá ñeám trong TL0/TH0. (Coù theå laäp trình INT0 ñeå taïo ra moät ngaét khi noù xuoáng thaáp). Hình sau minh hoïa Timer 1 hoaït ñoäng ôû cheá ñoä 1 nhö moät timer 16 bit. Caùc thanh ghi timer TL1/TH1 vaø côø baùo traøn TF1 trong sô ñoà chæ caùc khaû naêng coù theå coù cuûa nguoàn taïo xung nhòp vaø deã cho chaïy, döøng vaø ñieàu khieån timer. ¸ 12 Boä dao ñoäng trong 0: leân 1: xuoáng TL1 TH1 TF1 T1 TR1 GAT INT1 0: leân 1: xuoáng C/T 4. Khôûi ñoäng vaø truy xuaát caùc thanh ghi: Thoâng thöôøng caùc thanh ghi ñöôïc khôûi ñoäng moät laàn ôû ñaàu chöông trình ñeå ñaët cheá ñoä laøm vieäc ñuùng. Sau ñoù, trong thaân chöông trình, caùc timer ñöôïc cho chaïy, döøng, caùc bit côø ñöôïc kieåm tra vaø xoùa, caùc thanh ghi timer ñöôïc ñoïc vaø caäp nhaät v,v… theo ñoøi hoûi cuûa caùc öùng duïng. TMOD laø thanh ghi thöù nhaát ñöôïc khôûi ñoäng vì noù ñaët cheá ñoâï hoaït ñoäng. Ví duï caùc leänh sau khôûi ñoäng timer1 nhö timer 16 bit (cheá ñoä 1) coù xung nhòp töø boä dao ñoäng treân chip cho vieäc ñònh khoaûng thôøi gian: MOV TMOD = 00010000B Neáu caàn soá ñeám ban ñaàu, caùc thanh ghi timer TL1/TH1 cuõng phaûi ñöôïc khôûi ñoäng. Nhôù laïi caùc timer ñeám leân vaø ñaët côø baùo traøn khi coù söï chuyeån tieáp FFFFH sang 0000H. moät khoaûng 100ms coù theå ñöôïc ñònh thôøi baèng caùch khôûi ñoäng trò cho TL1/TH1 laøFF9C: MOV TL1, # 9CH MOV TH1, # OFFH Roài timer ñöôïc cho chaïy baèng caùch ñieàu khieån bit nhö sau: SETB TR1 Côø baùo traøn ñöôïc töï ñoäng ñaït leân sau 100m s. Phaàn meàm coù theå ñôïi trong 100m s baèng caùch duøng leänh reõ nhaùnh coù ñieàu kieän nhaûy ñeán chính noù trong khi côø baùo traøn chöa ñöôïc ñaët leân 1: WAIT: JMB TF1, WAIT Khi timer traøn, caàn döøng timer vaø xoùa côø baùo traøn trong phaàn meàm: CLR TR1 CLR TF1 * Ñoïc timer ñang chaïy: Trong moät soá öùng duïng caàn ñoïc giaù trò trong caùc thanh ghi timer ñang chaïy. Vì phaûi ñoïc 2 thanh ghi timer, “sai pha” neáu byte thaáp traøn vaøo byte cao giöõa hai laàn ñoïc. Giaù trò coù theå ñoïc ñöôïc khoâng ñuùng. Giaûi phaùp laø ñoïc byte cao tröôùc, keá ñoù ñoïc byte thaáp roài ñoïc byte cao moät laàn nöõa. Neáu byte cao ñaõ thay ñoåi thì laëp laïi caùc hoaït ñoäng ñoïc. Caùc leänh döôùi ñaây ñoïc caùc leänh thanh ghi timer TL1/TH1 vaøo caùc thanh ghi R6/R7: AGAIN: MOV A,TH1 MOV R6, TL1 CJNE R7, A C. HOAÏT ÑOÄNG CUÛA BOÄ NGAÉT (INTERRUPT): I. GIÔÙI THIEÄU: Moät interrupt (ngaét) laø söï xaûy ra moät ñieàu kieän – moät söï kieän, maø noù gaây treo taïm thôøi chöông trình trong ñieàu kieän coù ñöôïc phuïc vuï bôûi moät chöông trình khaùc. Caùc interrupt ñoùng vai troø quan troïng trong vieäc thieát keá vaø caøi ñaët caùc öùng duïng vi ñieàu khieån. Chuùng cho pheùp heä thoáng baát ñoàng boä vôùi moät söï kieän vaø giaûi quyeát moät söï kieän trong khi ñoù moät chöông trình khaùc ñang thöïc thi. Moät heä thoáng ñöôïc ñieàu khieån baèng interrupt cho ta aûo giaùc laø laøm nhieàu vieäc ñoàng thôøi. Dó nhieân laø CPU ñoàng thôøi khoâng theå thöïc thi hôn moät leänh. Nhöng noù coù theå taïm treo vieäc thöïc thi moät chöông trình ñeå thöïc thi moät chöông trình khaùc, roài quay veà chöông trình thöù nhaát. Theo caùch naøy, interrupt gioáng nhö moät chöông trình con, nhöng coù moät khaùc bieät trong heä thoáng ñöôïc ñieàu khieån laø söï ngaét quaõng khoâng xaûy ra nhö keát quaû cuûa moät leänh, maø ñaùp öùng moät söï kieän xaûy ra baát ñoàng boä vôùi chöông trình chính. Ngöôøi ta khoâng bieát luùc naøo vaø ôû ñaâu chöông trình chính bò ngaét quaõng. Chöông trình giaûi quyeát ngaét goïi laø chöông trình phuïc vuï ngaét (ISR: Interrupt Service Routine) hoaëc boä xöû lyù ngaét. ISR thöïc thi ñaùp öùng ngaét vaø thoâng thöôøng thöïc hieän taùc vuï nhaäp hay xuaát vôùi moät thieát bò. Khi ngaét xaûy ra, chöông trình chính taïm thôøi bò treo vaø reõ nhaùnh ñeán ISR: ISR thi haønh vaø keát thuùc baèng leänh trôû veà ngaét. Chöông trình tieáp tuïc thöïc thi taïi choã maø noù taïm döøng. Thöôøng ngöôøi ta xem chöông trình chính thöïc thi ôû möùc neàn (cô sôû) vaø caùc ISR thöïc thi ngaét (Interrupt Level). Ngöôøi ta duøng thuaät ngöõ Foreground (phía tröôùc) (Base – Level) chæ möùc neàn vaø Background (phía sau) (Interrupt – level) chæ möùc ngaét. Hình aûnh caùc ngaét ñöôïc moâ taû trong hình sau: CHÖÔNG TRÌNH CHÍNH Thöïc thi chöông trình khoâng coù ngaét C/tr chính C/tr chính C/tr chính C/tr chính ISR ISR ISR * * * * * * * * * Thöïc thi chöông trình coù ngaét * : goïi ngaét ** : quay veà töø ngaét II. TOÅ CHÖÙC NGAÉT CUÛA mC8031/8051: Thaät söï taát caû caùc nguoàn ngaét ôû mC8031/8051: 2 ngaét ngoaøi, 2 töø timer vaø moät ngaét Port noái tieáp. Taát caû caùc ngaét theo maëc nhieân ñeàu bò caám sau khi Reset heä thoáng vaø ñöôïc cho pheùp baèng phaàn meàm. Khi coù 2 hoaëc nhieàu ngaét ñoàng thôøi, 1 ngaét xaûy ra trong khi 1 ngaét khaùc ñang ñöôïc phuïc vuï, coù caû 2 söï tuaàn töï hoûi voøng vaø sô ñoà öu tieân 2 möùc duøng ñeå xaùc ñònh thöïc hieän ngaét. Vieäc hoûi voøng tuaàn töï thì coá ñònh nhöng öu tieân ngaét thì coù theå laäp trình ñöôïc. *. Cho pheùp vaø caám caùc ngaét: (Enabling and Disnabling Interrupt) Moãi nguoàn Interrupt ñöôïc cho pheùp hoaëc caám töøng ngaét qua moät thanh ghi chöùc naêng ñaëc bieät coù ñòa chæ bit IE (Interrupt Enable) ôû ñòa chæ A8H. Cuõng nhö xaùc ñònh bit cho pheùp rieâng bieät cho moãi nguoàn ngaét, coù moät bit cho pheùp/caám toaøn boä ñöôïc xoùa ñeå caám hoaøn toaøn caùc ngaét ñöôïc xeùt (ñaët leân 1) ñeå cho pheùp taát caû caùc ngaét. Bit Kyù hieäu Ñòa chæ bit Moâ taû (1 = cho pheùp, 0=caám) IE.7 EA AFH Cho pheùp / caám toaøn boä IE.6 _ AEH Khoâng ñöôïc ñònh nghóa IE.5 ET2 ADH Cho pheùp ngaét töø timer 2(8052) IE.4 ES ACH Cho pheùp ngaét Port noái tieáp IE.3 ET1 ABH Cho pheùp ngaét töø timer 1 IE.2 EX1 AAH Cho pheùp ngaét ngoaøi IE.1 ET0 A8H Cho pheùp ngaét töø timer 0 IE.0 EX0 A8H Cho pheùp ngaét ngoaøi 0 Baûng 1.10: Toùm taét thanh ghi IE Hai bit phaûi ñöôïc ñaët leân moät ñeå cho pheùp baát kyø ngaét naøo: bit cho pheùp rieâng vaø bit cho pheùp toaøn boä.Ví duï caùc ngaét töø timer ñöôïc cho pheùp nhö sau: SETB ET1 ; Cho pheùp ngaét töø timer 1. SETB EA ; Ñaët bit cho pheùp toaøn boä. Hoaëc : MOV IE, #10001000B. Maëc duø hai caùch naøy coù cuøng moät hieäu quaû sau khi reset heä thoáng nhöng hieäu quaû seõ khaùc neáu IE ñöôïc ghi giöõa chöông trình. Caùch thöù nhaát khoâng aûnh höôûng tôùi 5 bit trong thanh ghi IE, traùi laïi caùch thöù hai seõ xoùa caùc bit khaùc. Neân khôûi trò IE theo caùch thöù hai ôû ñaàu chöông trình (nghóa laø sau khi môû maùy hoaëc reset heä thoáng), nhöng cho pheùp vaø caám caùc ngaét ngay trong chöông trình neân duøng caùch thöù nhaát ñeå traùnh aûnh höôûng ñeán caùc bit khaùc trong thanh ghi IE. Ngaét Port noái tieáp coù töø Logic OR cuûa ngaét thu (RI) vaø phaùt (TI). Caùc bit côø taïo caùc ngaét ñöôïc toùm taéc trong baûng sau: Ngaét Côø Thanh ghi SER vaø vò trí bit Beân ngoaøi 0 IE0 TCON.1 Beân ngoaøi 1 IE1 TCON.3 Timer 0 TF0 TCON.5 Timer 1 TF1 TCON.7 Port noái tieáp TI SCON.1 Port noái tieáp RI SCON.0 III. Xöû lyù ngaét (Processing Interrupt): Khi ngaét xaûy ra vaø CPU chaáp thuaän, chöông trình chính ngaét quaõng nhöõng hoaït ñoäng sau ñaây xaûy ra: + Leänh hieän haønh hoaøn taát vieäc thöïc thi. + Caát PC vaøo ngaên xeáp. + Traïng thaùi ngaét hieän haønh ñöôïc caát vaøo beân trong. + Caùc ngaét bò chaën ôû möùc ngaét. + Naïp vaøo PC ñòa chæ vector cuûa ISR. + ISR thöïc thi. ISR thöïc thi vaø ñaùp öùng ngaét. ISR hoaøn taát baèng leänh RETI (quay veà töø ngaét). Ñieàu naøy laøm laáy laïi giaù trò cuõ PC töø ngaên xeáp vaø laáp laïi traïng thaùi ngaét cuõ. Thöïc thi chöông trình chính ôû choã maø noù bò döøng. Caùc vector ngaét (Interrupt Vectors): Khi chaáp nhaän ngaét, giaù trò ñöôïc naïp vaøo PC ñöôïc goïi laø vector ngaét. Noù laø ñòa chæ baét ñaàu cuûa ISR cho nguoàn taïo ngaét. Caùc vector ngaét ñöôïc cho baûng sau: Ngaét Côø Ñòa chæ vector Reset heä thoáng RST 0000H Beân ngoaøi 0 IE0 0003H Timer 0 TF 0 000BH Beân ngoaøi 1 IE 1 0013H Timer 1 TF 1 001BH Port noái tieáp T1 hoaëc R1 0023H Baûng : Caùc vector ngaét Vector Reset heä thoáng (RST ôû ñòa chæ 0000H) ñöôïc ñeå trong baûng naøy vì theo nghóa naøy noù gioáng Interrupt: noù ngaét chöông trình chính vaø naïp giaù trò môùi cho PC. Khi “chæ ñeán moät ngaét”, côø gaây ra ngaét töï ñoäng bò xoùa bôûi phaàn cöùng. Caùc ngoaïi leä laø RI vaø TI vôùi caùc ngaét port noái tieáp vaø TF2, EXF2 vôùi caùc Interrupt Timer. Vì coù hai nguoàn coù theå cho moãi ngaét naøy, khoâng thöïc teá ñeå CPU xoùa côø ngaét. Caùc bit naøy phaûi ñöôïc kieåm tra trong ISR ñeå xaùc ñònh nguoàn ngaét vaø côø taïo ngaét seõ ñöôïc xoùa baèng phaàn meàm. Thoâng thöôøng moät reõ nhaùnh xaûy ra vôùi moät phaûn öùng thích hôïp, phuï thuoäc vaøo nguoàn ngaét. Vì caùc vector ngaét ôû phaàn ñaàu cuûa boä nhôù chöông trình, neân leänh thöù nhaát cuûa chöông trình chính thöôøng laø leänh nhaûy qua chöông trình chính naøy. Ví duï nhö leänh LJMP 0030H. IV. THIEÁT KEÁ CHÖÔNG TRÌNH DUØNG CAÙC NGAÉT: Caùc ví duï trong caùc muïc tröoùc ñaõ khoâng söû duïng caùc ngaét nhöng ñaõ coù voøng laëp ñôïi ñeå kieåm tra caùc côø baùo traøn (TF0 hoaëc TF1) hoaëc caùc côø thu vaø côø phaùt Port noái tieáp (TI vaø RI). Vaán ñeà trong phöông phaùp naøy laø thôøi gian thöïc thi coù gía trò cuûa CPU hoaøn toaøn khoâng bò tieâu toán trong vieäc ñôïi caùc côø. Ñieàu naøy hoaøn toaøn khoâng thích hôïp vôùi caùc öùng duïng cuûa vi ñieàu khieån, trong ñoù boä vi ñieàu khieån phaûi töông taùc vôùi nhieàu thieát bò xuaát nhaäp ñoàng thôøi. Trong phaàn naøy ta seõ khaûo saùt caùch phaùt trieån chöông trình duøng vi ñieàu khieån. Khung ñeà nghò cho moät chöông trình phuïc vuï ngaét nhö sau: ORS 0000H ; ñieåm vaøo Reset. Ljmp main; caùc ñieåm vaøo ISR. Org 0030H; ñieåm vaøo chöông trình chính. Main: chöông trình chính baét ñaàu. Leänh thöù nhaát nhaûy tôùi ñòa chæ 0030H, vöøa treân caùc vò trí maø caùc ISR baét ñaàu. Nhö ñöôïc veõ hình sau, chöông trình chính baét ñaàu ôû ñòa chæ 0030H. Chöông trình chính Caùc ñieåm vaøo Reset vaø ngaét LJMP main FFFFH 0030H 002fH 0000H Hình : Toå chöùc boä nhôù khi duøng caùc ngaét 1.Chöông trình phuïc vuï ngaét coù kích thöôùc nhoû: Caùc chöông trình phuïc vuï ngaét phaûi baét ñaàu ôû gaàn phaàn ñaàu cuûa boä nhôù chöông trình ôû caùc ñòa chæ trong baûng caùc vectôr ngaét. Maët duø coù 8 byte ôû caùc ñieåm vaøo ngaét, thöôøng ñuû boä nhôù ñeå thöïc hieän caùc hoaït ñoäng mong muoán vaø quay veà chöông trình chính töø IRS. Neáu chæ coù moät nguoàn ngaét ñöôïc söû duïng, ví duï timer 0, thì coù theå söû duïng khung sau: ORS 000H; Reset LJMP MAIN ORG 000BH; ñieåm vaøo time 0 TOIRS: ; ISR cho time 0 baét ñaàu. RETI; quay veà chöông trình chính. MAIN: Chöông trình chính. Neáu söû duïng nhieàu ngaét phaûi ñaûm baûo laø chuùng phaûi baét ñaàu töø vò trí ñuùng vaø khoâng chaïy qua ISR keá. Vì chæ coù moät ngaét ñöôïc söû duïng trong ví duï treân, chöông trình chính coù theå baét ngay sau leänh RETI. 2. Caùc chöông trình phuïc vuï ngaét coù kích thöôùc lôùn: Neáu ISR daøi hôn 8 byte, coù theå caàn chuyeån noù tôùi moät nôi naøo ñoù trong boä nhôù chöông trình hoaëc coù theå ñeå noù ñi loá qua ñieåm vaøo cuûa ngaét keá. Tieâu bieåu laø ISR baét ñaàu vôùi leänh nhaûy ñeán vuøng nhôù khaùc ôû ñoù coù theå môû roäng chieàu daøi caùc ISR. Ví duï luùc naøy chæ xeùt timer 0, coù theå söû duïng khung sau: ORS 000H; Reset LJMP MAIN ORG 000BH; caùc vector ngaét tieáp theo. MAIN: TOISR: ; ISR cho time 0. RETI: ; quay veà chöông trình chính. Ñeå ñôn giaûn chöông trình chæ laøm vieäc moät luùc ban ñaàu. Chöông trình khôûi ñoäng Timer, Port noái tieáp vaø caùc thanh ghi ngaét cho thích hôïp vaø roài khoâng laøm gì caû. Coâng vieäc ñöôïc hoaøn toaøn laøm trong ISR. Sau caùc khôûi ñoäng, chöông trình chöùa caùc leänh sau: HERE: SJMP HERE Hay daïng vieát gaén goïn: SJMP Khi ngaét xaûy ra, chöông trình chính bò ngaét quaõng taïm thôøi trong khi ISR thöïc thi. Leänh RETI ôû cuoái ISR traû ñieàu khieån veà chöông trình chính vaø noù tieáp tuïc khoâng laøm gì caû. Trong nhieàu öùng duïng ñieàu khieån, nhieàu coâng vieäc thaät ra ñöôïc thöïc hieän hoaøn toaøn trong ISR. Vì söû duïng ngaét, neân leänh SJMP (HERE:SJMP HERE) coù theå ñöôïc thay theá baèng caùc leänh thöïc hieän coâng vieäc khaùc trong öùng duïng. CHÖÔNG III: KHAÛO SAÙT IC THU PHAÙT TONE MT8880: MT8880 laø moät IC thu phaùt DTMF troïn boä keøm theo moät boä loïc thoaïi (Call Progress Filter). Boä thu DTMF döïa treân kyõ thuaät chuaån cuûa IC MT8870, coøn goïi laø boä phaùt DTMF söû duïng phöông phaùp bieán ñoåi D/A bieán dung (Switched Capacitor) cho ra tín heäu DTMF chính xaùc, ít nhieãu. Caùc boä ñeám beân trong giuùp hình thaønh cheá ñoä Brust Mode nhôø vaäy caùc caëp tone xuaát ra vôùi thôøi haèng chính xaùc. Boä loïc Call Progress cho pheùp boä vi xöû lyù phaân tích caùc tone traïng thaùi ñöôøng daây. Bus chuaån cuûa noù keát hôïp MPU vaø ñaëc bieät thích hôïp hoï 6800 cuûa Motorola. MT8880 coù 5 thanh ghi beân trong eå giao tieáp vôùi mP, coù theå chia laøm 3 loaïi: Nhaän phaùt data: 2 thanh ghi. Thanh ghi traïng thaùi. Nhaän töø ñieàu khieån: 2 thanh ghi. I. MOÂ TAÛ CHÖÙC NAÊNG: IC phaùt tone MT8880 bao goàm boä thu DTMF chaát löôïng cao (keøm boä khueách ñaïi) vaø moät boä taïo DTMF söû duïng BUST COUNTER giuùp cho vieäc toång hôïp ñoùng ngaét tone ñöôïc chính xaùc. Ngoaøi ra ta coù theå choïn cheá ñoä CALL PROGRESS ñeå giuùp phaùt hieän caùc taàn soá naèm trong giaûi thoâng thoaïi. Ñoù laø caùc tín hieäu traïng thaùi ñöôøng daây. II. CAÁU HÌNH NGOÕ VAØO: Thieát keá ñaàu vaøo cuûa MT8880 cung caáp moät boä khueách ñaïi OP-AMP ngoõ vaøo vi sai cuõng nhö moät ngoõ vaøo VREF ñeå ñieàu chænh thieân aùp cho ñaàu vaøo taïi VDD/2. Chaân GS giuùp noái ngoõ ra boä khueách ñaïi vôùi ngoõ vaøo qua moät ñieän trôû ngoaøi ñeå ñieàu chænh ñoä lôïi. Boä thu: Hai boä loïc baêng thoâng baäc 6 giuùp taùch caùc tone trong caùc nhoùm tone LOW vaø HIGH. Ñaàu ra moãi boä loïc ñieän dung giuùp naén daïng tín hieäu tröôùc khi qua boä haïn bieân. Vieäc haïn bieân ñöôïc ñaûm nhieäm bôûi boä so saùnh (Comparator) coù keøm theo boä treã ñeå traùnh choïn laàm tín hieäu möùc thaáp khoâng mong muoán. Ñaàu ra cuûa boä so saùnh cho ta caùc dao ñoäng coù möùc logic taïi taàn soá DTMF thu ñöôïc. Tieáp theo phaàn loïc laø boä giaûi maõ söû duïng kyõ thuaät ñeám soá ñeå kieåm tra taàn soá cuûa caùc tone thu ñöôïc vaø baûo ñaûm chuùng töông öùng vôùi caùc taàn soá DTMF chuaån. Moät kyõ thuaät laáy trung bình phöùc giuùp loaïi tröø caùc tone giaû taïo thaønh do tieáng noùi trong khi vaãn ñaûm baûo moät khoaûng bieán ñoäng cho tone thu do bò leäch. Khi boä kieåm tra nhaän daïng ñöôïc hai tone ñuùng thì ñaàu ra “early steering” (Est) seõ leân möùc Active. Luùc khoâng nhaän ñöôïc tín hieäu tone thì Est seõ leân möùc Inactive. 1. Maïch STEERING: VDD St/GT Est MT8880 R1 C1 VDD Hình 5.2: Maïch steering vc Tröôùc khi thu nhaän moät caëp tone ñaõ giaûi maõ, boä thu phaûi kieåm tra xem thôøi haèng cuûa tín hieäu coù ñuùng khoâng. Vieäc kieåm tra naøy ñöôïc thöïc hieän bôûi moät boä RC maéc ngoaøi. Khi Est leân HIGH laøm cho Vc taêng leân khi tuï xaû. Khi maø Est vaãn coøn HIGH trong moät thôøi ñoaïn hôïp leä (tone) thì Vc tieán tôùi möùc ngöôõng Vtst cuûa logic Steering ñeå nhaän moät caëp tone vaø choát 4 bit maõ töông öùng vôùi noù vaøo thanh ghi Receive Data Register. Luùc naøy, ñaàu ra GT ñöôïc kích hoaït vaø ñaåy Vc leân tôùi VDD. Cuoái cuøng sau moät thôøi gian delay ngaén cho pheùp vieäc choát Data thöïc hieän xong thì côø cuûa maïch Steering leân HIGH baùo hieäu raèng caëp tone thu ñöôïc ñaõ ñöôïc löu vaøo thanh ghi. Ta coù theå kieåm tra bit töông öùng trong thanh ghi traïng thaùi. Neáu ta cho Mode Interrupt thì chaân IRQ/CP seõ xuoáng LOW khi côø naøy ñöôïc kích hoaït. Döõ lieäu thu ñöôïc seõ ñi ra Databus (2 chieàu) khi thanh ghi Receive Data ñöôïc ñoïc. Maïch steering laïi hoaït ñoäng nhöng theo chieàu ngöôïc laïi ñeå kieåm tra khoaûng döøng giöõa hai soá ñöôïc quay. Vì vaäy boä thu vöøa boû qua tín hieäu quaù ngaén khoâng hôïp leä vöøa khoâng chaáp nhaän caùc khoaûng ngaét quaù nhoû khoâng theå coi laø khoaûng döøng giöõa caùc soá. Chöùc naêng naøy, cuõng nhö khaû naêng choïn thôøi haèng Steering baèng maïch ngoaøi cho pheùp ngöôøi thieát keá ñieàu chænh hoaït ñoäng cho phuø hôïp vôùi caùc ñoøi hoûi khaùc nhau cuûa töøng öùng duïng. 2. BOÄ LOÏC THOAÏI: Mode CALL PROGRESS khi ñöôïc choïn thì cho pheùp kieåm tra caùc tone khaùc nhau theå hieän traïng thaùi ñöôøng daây. Ñaàu vaøo cuûa Call Progress vaø mode tone DTMF laø chung nhöng tone Call Progress chæ coù theå kieåm tra neáu ta choïn mode CP. DTMF tone laïi khoâng theå nhaän daïng ñöôïc neáu ta choïn mode CP. Caùc taàn soá ñöa ñeán ñaàu vaøo (+IN vaø –IN) naèm trong giôùi haïn baêng thoâng chaáp nhaän cuûa boä loïc (280-550 Hz) seõ ñöa qua boä so saùnh coù ñoä lôïi cao vaø ñeán chaân IRQ/CP. Daïng soùng ôû ñaàu ra taïo bôûi maïch trigger coù theå phaân tích bôûi vi xöû lyù ñeå xaùc ñònh tính chaát cuûa caùc tone traïng thaùi ñöôøng daây. Caùc taàn soá trong vuøng loaïi boû seõ khoâng ñöôïc kieåm tra vaø nhö vaäy seõ khoâng coù tín hieäu naøo ôû chaân IRQ/CP khi gaëp caùc taàn soá naøy. Boä phaùt DTMF trong MT8880 coù khaû naêng taïo taát caû 16 caëp tone DTMF chuaån vôùi nhieãu toái thieåu vaø ñoä chính xaùc cao. Taát caû taàn soá naøy ñeàu laáy töø dao ñoäng thaïch anh 3.579545 Mhz maéc ngoaøi. Daïng soùng sin cuûa töøng tone ñöôïc toång hôïp soá baèng caùch söû duïng boä phaän chia haøng vaø coät toång hôïp ñöôïc, vaø boä bieán ñoåi D/A bieán dung. Caùc tone haøng vaø coät ñöôïc troän laïi vaø loïc ñeå cho ra tín hieäu DTMF vôùi ít haøi vaø ñoä chính xaùc cao. Ñeå phaùt moät tín hieäu DTMF thì döõ lieäu töông öùng vôùi daïng maõ ôû baûng (.1) seõ phaûi ñöôïc vieát vaøo thanh ghi Transmit Data. Chuù yù raèng maõ phaùt naøy töông öùng vôùi maõ nhaän. Caùc tone rieâng leû ñöôïc phaân thaønh hai nhoùm laø: nhoùm thaáp vaø nhoùm cao (flow vaø high). Nhö baûng sau, caùc soá trong nhoùm thaáp laø 697, 770, 852 vaø 941 Hz. Theo tieâu chuaån thì tyû soá bieân ñoä cuûa nhoùm cao vôùi nhoùm thaáp laø 2dB ñeå traùnh suy hao taàn soá cao treân ñöôøng truyeàn. Baûng maõ hoùa caùc tín hieäu quay soá DTMF: flow fhigh Digit D0 D1 D2 D3 697 1209 1 0 0 0 1 697 1336 2 0 0 1 0 697 1477 3 0 0 1 1 770 1209 4 0 1 0 0 770 1336 5 0 1 0 1 770 1477 6 0 1 1 0 852 1209 7 0 1 1 1 852 1336 8 1 0 0 0 852 1477 9 1 0 0 1 941 1029 0 1 0 1 0 941 1336 * 1 0 1 1 941 1477 # 1 1 0 0 697 1663 A 1 1 0 1 770 1663 B 1 1 1 0 852 1663 C 1 1 1 1 941 1663 D 0 0 0 0 Thôøi haèng cuûa moãi tone bao goàm 32 thôøi ñoïan gioáng nhau. Thôøi haèng cuûa moät tone ñöôïc ñieàu khieån baèng caùch thay ñoåi ñoä daøi cuûa caùc thôøi ñoaïn treân. Trong hoaït ñoäng ghi vaøo thanh ghi Transmith Data thì 4 bit data treân bus ñöôïc choát vaø bieán ñoåi thaønh 2 trong 8 maõ ñeå söû duïng cho maïch chia haøng coät. Maõ naøy ñöôïc söû duïng ñeå quyeát ñònh thôøi ñoaïn taàn soá cuûa moät tone. 3. BURST MODE: Moät öùng duïng ñieän thoaïi baát kyø ñeàu ñoøi hoûi tín hieäu DTMF ñöôïc taïo ra vôùi moät thôøi haèng hoaëc ñöôïc quy ñònh bôûi öùng duïng ñoù hoaëc bôûi heä thoáng chuyeån maïch hieän coù. Thôøi haèng DTMF chuaån coù theå ñöôïc taïo ra baèng caùch söû duïng Burst Mode. Boä phaùt coù khaû naêng toång hôïp caùc tone coù khoaûng taét/môû trong thôøi gian ñònh tröôùc. Thôøi gian naøy laø 51 ms ± 1ms vaø laø chuaån cho boä quay soá töï ñoäng vaø toång ñaøi. Sau khi khoaûng taét/môû tone ñaõ ñöôïc phaùt ñi, 1 bit töông öùng seõ ñöôïc laäp trong thanh ghi traïng thaùi ñeå bieåu thò raèng boä phaùt ñaõ saün saøng cho data keá. Thôøi haèng 51 ms ± 1ms ñoùng /môû tone coù ñöôïc khi ta choïn mode DTMF. Tuy nhieân khi CP mode (Call Progress Mode) ñöôïc choïn thì moät thôøi haèng ñoùng ngaét thöù hai laø 102ms ± 2ms seõ ñöôïc söû duïng. Khoaûng thôøi haèng daøi hôn naøy seõ höõu ích khi thôøi gian xuaát hieän tone laø 51 ms. Chuù yù raèng khi CP mode vaø burst mode cuøng ñöôïc choïn thì MT8880 chæ hoaït ñoäng ôû cheá ñoä phaùt maø thoâi. Trong moät öùng duïng naøo ñoù khi ta caàn moät khoaûng thôøi gian ñoùng ngaét khaùc (khoâng theo chuaån) thì phaûi duøng voøng laëp phaàn meàm hay moät boä ñònh beân ngoaøi vaø taét cheá ñoä Busrt Mode ñi. IC MT8880 khi ñöôïc khôûi ñoäng seõ maëc nhieân choïn cheá ñoä DTMF mode vaø Burst mode ñoàng thôøi. 4. Taïo Tone Ñôn: (Single Tone) Cheá ñoä taïo tone ñôn ñöôïc duøng khi ta chæ muoán taïo moät tone naøo ñoù trong nhoùm thaáp hoaëc cao. Cheá ñoä naøy duøng ñeå kieåm tra thieát bò DTMF vaø ñeå tính toaùn nhieãu, vaø ñöôïc choïn thanh ghi Control Register B. 5. Maïch Clock DTMF: Maïch clock ñöoïc söû duïng keát hôïp vôùi taàn soá maøu chuaån tivi coù taàn soá coäng höôûng laø 3.579545 Mhz. Moät nhoùm IC MT 8880 coù theå noái vôùi nhau duøng chung moät dao ñoäng thaïch anh. 6. Boä giao tieáp vôùi vi xöû lyù: MT8880 söû duïng moät boä giao tieáp vi xöû lyù cho pheùp ñieàu khieån moät caùch chính xaùc vôùi chöùc naêng thu vaø phaùt. Coù toång coäng 5 thanh ghi chia laøm ba loaïi: Thanh ghi döõ lieäu thu /phaùt, thanh ghi ñieàu khieån thu /phaùt vaø thanh ghi traïng thaùi. Coù hai thanh ghi döõ lieäu: thanh ghi Receive data chöùa maõ xuaát ra cuûa caëp tone DTMF hôïp leä gaàn nhaát vaø laø thanh ghi chæ ñoïc. Data ñöa vaøo thanh ghi Transmith Data seõ qui ñònh caëp tone naøo ñöôïc phaùt ñi, Data chæ coù theå ñöôïc vaøo thanh ghi naøy. Ñieàu khieån thu phaùt tone ñöôïc ñaûm nhaän bôûi 2 thanh ghi Control Register A vaø Control Register B (CRA vaø CRB) coù cuøng moät ñòa chæ. Muoán ghi vaøo thanh ghi CRB thì tröôùc ñoù phaûi coù set moät bit töông öùng ôû CRA. Chu kyø ghi keá tieáp vaøo cuøng ñòa chæ vôùi CRA seõ cho pheùp truy caäp tôùi CRB. Vaø chu kyø ghi keá tieáp nöõa seõ trôû laïi CRA. Khi caáp ñieän maïch ñieän reset noäi seõ xoùa caùc thanh ghi ñieàu khieån. Tuy vaäy, ñeå ngaên ngöøa thì chöông trình phaàn meàm neân coù moät doøng leänh ñeå kích khôûi caùc thanh ghi naøy. Giaû söû raèng thanh ghi phaùt roãng sau khi reset, ta xem qua caùc baûng (3, 4, 5 vaø 6) ñeå thaáy roõ chi tieát veà caùc thanh ghi ñieàu khieån. Chaân IRQ/CP coù theå ñöôïc laäp trình sao cho noù coù theå cung caáp tín hieäu yeâu caàu ngaét sau khi nhaän xung DTMF hôïp leä hay khi boä phaùt ñaõ saün saøng cho data keá tieáp (chæ trong Burst mode). Chaân IRQ/CP laø ngoõ ra cöïc maùng hôû vaø vì theá caàn coù moät ñieän trôû keùo leân. Thanh ghi nhaän data chöùa maõ leänh xuaát cuûa giaù trò cuoái cuøng caëp tone DTMF ñöôïc giaûi maõ vaø chæ laø thanh ghi ñoïc data vaøo. Tín hieäu data vaøo trong thanh ghi phaùt seõ ñöôïc ñònh roõ vôùi caëp tone naøo maø ñöôïc phaùt sinh ra. Data chæ coù theå ñöôïc vieát vôùi thanh ghi phaùt. Hai thanh ghi ñieàu khieån CRA vaø CRB chæ chieám choã trong moät khoaûng ñòa chæ töông öùng gheùp ghi vôùi CRB coù theå ñöôïc thöïc hieän baèng caùch ñaët daønh rieâng bit trong CRA pheùp ghi tieáp theo tôùi ñòa chæ töông töï seõ ñöôïc tröïc tieáp ñöa tôùi CRB vaø tieáp theo sau cho chu kyø ghi seõ ñöôïc tröïc tieáp trôû laïi CRA. Caùch truy caäp thanh ghi: RSO R/W CHÖÙC NAÊNG 0 0 Ghi vaøo thanh ghi Data phaùt 0 1 Ñoïc töø thanh ghi data thu 1 0 Ghi vaøo thanh ghi ñieàu khieàn 1 1 Ñoïc töø thanh ghi traïng thaùi Traïng thaùi thanh ghi CRA: b3 b2 b1 b0 REGISTER SELECT INTERRUPT ENABLE CP/ DTMF MODE TONE OUT CRA (Control Register A): BIT TEÂN CAÙCH SÖÛ DUÏNG B0 TONE OUTPUT Möùc logic 1 cho pheùp tone ñöôïc phaùt ra. Chöùc naêng naøy coù theå ñöôïc thöïc hieän trong Busrt mode hoaëc None- Busrt mode B1 CP/ DTMF MODE CONTROL Choïn mode DTMF (möùc 0) cho pheùp thu vaø phaùt tone ñoàng thôøi. Khi choïn mode CP (möùc1 boä loïc daõi baäc 6) ñöôïc kích hoaït cho pheùp kieåm tra caùc tone traïng thaùi ñöôøng daây (call progress tone). Caùc tone naøy neáu naèm trong daõi thoâng qui ñònh thì ñöôïc theå hieän ôû chaân IRQ/CP ôû daïng soùng hình chöõ nhaät neáu bit IRQ ñöôïc choïn (B=1). Ngoaøi ra khi caû hai CP mode vaø busrt mode ñöôïc choïn, boä phaùt seõ phaùt tín hieäu DTMF vôùi khoaûng taét môû laø 102 ms, gaáp ñoâi khi ta choïn mode DTMF. Chuù yù raèng tone DTMF seõ ñöôïc thu khi mode CP ñöôïc choïn. B2 INTERRUP ENABLE Logic 1 cho pheùp mode Interrup. Khi mode naøy möùc tích cöïc vaø mode DTMF ñöôïc (B1=0), chaân IRQ/CP seõ bò keùo xuoáng möùc 0 khi: + Moät tín hieäu DTMF hôïp leä ñöôïc nhaän vaø ñaõ hieän höõu ñöôïc trong khoaûng thôøi gian an toaøn. + Boä phaùt saün saøng cho data keá tieáp ( chæ trong Busrt mode). B3 REGISTERE SELECT Logic 1 cho pheùp CRB trong chu kyø ghi keá tieáp treân cuøng ñòa chæ naøy. Chu kyø ghi keá sau nöõa seõ trôû laïi ghi vaøo CRA. Traïng thaùi thanh ghi CRB: b3 b2 b1 b0 COLUMN /ROW TONE SINGLE /DUAL TONE TEST MODE BUSRT MODE CRB (control register B): BIT TEÂN CAÙCH SÖÛ DUÏNG B0 BUSRT MODE Möùc 0 cho pheùp choïn Busrt mode khi mode naøy ñöôïc choïn. Data töông öùng vôùi caëp tone DTMF coù theå ñöôïc vieát vaøo thanh ghi phaùt ñeå taïo ra khoaûng môû tone vôùi thôøi haèng chuaån (51ms hay 102ms). Keá tieáp sau laø khoaûng ngaét tone vôùi thôøi haèng töông töï. Ngay sau khoaûng ngaét tone thì thanh ghi traïng thaùi seõ ñöôïc caäp nhaät bieåu thò raèng thanh ghi phaùt ñaõ saün saøng cho caùc leäng môùi vaø moät ngaét ñöôïc taïo ra caùc mode Interrupt ñaõ ñöôïc choïn tröôùc ñoù. Khi Burst Mode khoâng ñöôïc choïn tröôùc ñoùthì tone phaùt ra seõ ñöôïc taét môû theo baát kyø thôøi haèng naøo do ngöôøi duøng laäp trình. B1 TEST MODE Cho pheùp choïn Test Mode (logic 1). Khi ñoù chaân IRQ/CB seõ xuaát hieän tín hieäu Steering ñöôïc laøm treã töø boä thu DTMF. DTMF Mode phaûi ñöôïc choïn (CRA B1=0) tröôùc khi Test Mode ñöôïc kích hoaït. B2 SINGLE/ DUAL TONE GENERATION Möùc logic 0 cho phaùp tín hieäu Dual Tone Multi Frequency. Logic 1 choïn cheá ñoä tone ñôn (single tone) cho pheùp taïo ra moät tone nhoùm thaáp hoaêïc nhoùm cao döïa vaøo traïng thaùi cuûa bit B3 trong thanh ghi CRB. B3 Söû duïng vôùi bit B2 ôû treân. Boä phaùt coù theå ñöôïc choïn ñeå phaùt taàn soá naèm treân haøng hay coät vaø möùc logic 1 seõ choïn taàn soá haøng. Thanh ghi traïng thaùi: BIT TEÂN CÔØ TRAÏNG THAÙI LAÄP CÔØ TRAÏNG THAÙI XOAÙ B0 IQR Ngaét xuaát hieän. B1 hoaëc B2 ñaõ ñöôïc laäp. Ngaét chöa kích hoaït. Bò xoùa sau khi thanh ghi traïng thaùi ñaõ ñöôïc ñoïc. B1 THANH GHI DÖÕ LIEÄU PHAÙT ROÃNG (CHÆ TRONG BURST MODE) Thôøi haèng ngaét tone ñaõ keát thuùc vaø boä phaùt ñang chôø döõ lieäu keá tieáp. Bò xoùa sau khi thanh ghi traïng thaùi ñöôïc ñoïc hay khi choïn None_Burst Mode. B2 THANH GHI DÖÕ LIEÄU THU ÑAÀY Döõ lieäu hôïp leä ñang naèm trong thanh ghi döõ lieäu thu. Bò xoùa sau khi thanh traïng thaùi ñöôïc ñoïc. B3 DELAY STEERING Ñöôïc laäp khi phaùt hieän thaáy söï khoâng xuaát hieän khoâng hôïp leä cuûa tín hieäu DTMF. Bò xoùa sau khi phaùt hieän moät tín hieäu DTMF hôïp leä. III. YÙ NGHÓA CAÙC CHAÂN: Sô ñoà chaân IC MT8880 PIN TEÂN MOÂ TAÛ 1 IN+ Chaân vaøo khoâng ñaûo cuûa OP.AMP 2 IN- Chaân vaøo ñaûo cuûa OP.AMP. 3 GS Choïn ñoä lôïi cho boä khueách ñaïi OP.AMP. 4 VREF Ñaàu ra ñieän aùp tónh VDD/2 ñöôïc duøng ñeå caân baèng tónh ôû ñaàu vaøo. 5 VSS Ñieän aùp aâm cung caáp. 6 OSC1 Ñaàu vaøo boä dao ñoäng thaïch anh. 7 OSC2 Dao ñoäng thaïch anh 3.579545 MHz ñöôïc noái giöõa OSC1 vaø OSC2 taïo thaønh dao ñoäng doøng ñieän ôû beân trong vi maïch. 8 TONE Ngoõ ra tone DTMF. 9 R/W Chaân ñeå CPU ñieàu khieån tröïc tieáp ñoïc vieát data. 10 CS Chip Select. 11 RSO Chaân choïn Register. 12 2 Xung ñoàng hoà heä thoáng. 13 IRQ /CP Yeâu caàu ngaét gôûi tôùi MPU (Chaân cöïc maùng hôû). Khi Mode Call Progress (CP) cheá ñoä ngaét interrupt cuøng ñöôïc choïn, chaân IRQ/CP seõ ñöa ra daïng soùng hình chöõ nhaät ñaëc tröng cho tín hieäu ñaàu vaøo OP.AMP vôùi ñieàu kieän tín hieäu ñaàu vaøo naøy phaûi naèm trong daûi thoâng cuûa boä loïc thoâng daûi. 14 ¸ 17 D0-D3 Data Bus 18 Est (Early Steering Output). Cho ra möùc logic 1 khi phaùt hieän ñöôïc moät caët tone hôïp leä. Baát kì traïng thaùi naøo khoâng coù tín hieäu hôïp leä ñeàu cho ra logic 0. 19 St/GT (Sreering Output/ Guard Time Output 2 chieàu). Moät caëp ñieän aùp lôùn hôn VESt khi xuaát hieän taïi ST laøm cho thieát bò ghi nhaän caëp tone vaø caäp nhaát boä choát ngoõ ra. Moät ñieän aùp nhoû hôn VESt giaûi phoùng thieát bò ñeå thu nhaän caëp tone môùi. Ngoõ ra GT laøm nhieäm vuï reset maïch ñònh thì beân ngoaøi. Traïng thaùi cuõa noù laø moät haøm cuûa Est vaø ñieän aùp taïi chaân St. 20 VDD Nguoàn cung caáp döông. CHÖÔNG IV: GIÔÙI THIEÄU._.