BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỀ TÀI NCKH CẤP SINH VIÊN

ĐIỀU KHIỂN TỪ XA THIẾT BỊ ĐIỆN DÂN DỤNG
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ KHÔNG DÂY
S

K

C

0

0

3

9

5

9

S KC 0 0 1 2 9 1

Tp. Hồ Chí Minh, 2006

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHOA ĐIỆN TỬ

TÊN ĐỀ TÀI:

ĐIỀU KHIỂN TỪ XA THIẾT BỊ
ĐIỆN DÂN DỤNG ỨNG DỤNG CÔNG
NGHỆ KHÔNG DÂY

GVHD : TRƯƠNG NGỌC ANH
SVTH : NGUYỄN VĂN NGA
MSSV : 02101078
SVTH : LÊ THỊ KIM NGÂN
MSSV : 02101079

Tp. HCM, ngày 31 tháng 3 năm 2006


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................

..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................

Ngày ……. Tháng……. Năm 2006
Giáo viên hướng dẫn


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................

Ngày ……. Tháng……. Năm 2006
Giáo viên phản biện


PHAÀN A:

GIÔÙI THIEÄU


LỜI NÓI ĐẦU

Z
Sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật và công nghệ đã góp phần thúc
đẩy quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước. Các ngành nghề phát triển nhanh
chóng và hiện đại trong đó Công nghệ thông tin là ngành mũi nhọn và là ngành hiện
đại nhất, bên cạnh đó ngành Điện Tử trong Điều khiển tự động phát triển không kém.
Trong đó có Điều khiển từ xa.
Điều khiển từ xa đã góp phần không nhỏ vào quá trình điều khiển các thiết bò
điện, điện tử nâng cao hiệu quả trong lao động sản xuất. Đặc biệt giúp con người tránh
khỏi những tai nạn không mong muốn trong lao động sản xuất ở những nơi độc hại và
nguy hiểm.
Hơn nữa, con người ngày càng năng động thì nhu cầu về những tiện ích trong sử
dụng các thiết bò dân dụng càng lớn. Vì vậy, nắm bắt những nhu cầu đó nhóm sinh viên
thực hiện nghiên cứu đề tài “Điều khiển từ xa thiết bò điện dân dụng ứng dụng công
nghệ không dây”
Do thời gian và kiến thức có hạn nên chỉ thiết kế mạch, và còn nhiều sai, thiếu
sót.
Rất mong nhận được sự giúp đỡ của Thầy cô và bạn bè.

Nhóm sinh viên thực hiện


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian ngắn thực hiện đề tài “Điều khiển từ xa thiết bò điện dân
dụng bằng sóng vô tuyến” chúng em đã nhận được nhiều ý kiến đóng góp cũng như
những lời động viên khích lệ từ phía Thầy cô và bạn bè. Để có thể hoàn thành đồ án
đúng thời hạn và đạt được một số kết quả nghiên cứu ban đầu trong lónh vực này, chúng
em xin chân thành cảm ơn:
¾ Thầy: Trương Ngọc Anh
¾ Qúi Thầy cô Khoa điện tử Trường ĐHSPKT
¾ Các anh chò và bạn sinh viên lớp 021012, 021011


Nhóm sinh viên thực hiện


MỤC LỤC
Phần A :
GIỚI THIỆU
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn
Nhận xét của giáo viên phản biện
Lời nói đầu
Lời cảm ơn
Phần B :
NỘI DUNG
Chương I:
DẪN NHẬP ................................................................................1
1.1 Đặt vấn đề ..........................................................................................1
1.2 Tầm quan trọng của vấn đề ................................................................1
1.3 Giới hạn đề tài ....................................................................................1
1.4 Mục đích nghiên cứu ..........................................................................1
1.5 Thể thứ nghiên cứu .............................................................................2
Chương II:
CƠ SỞ LÝ LUẬN ......................................................................3
2.1 Giới thiệu tổng quan về truyền dữ liệu bằng sóng RF ........................3
2.2 Lựa chọn phương án thiết kế ..............................................................3
2.2.1 Hệ thống điều khiển từ xa dùng hồng ngoại .................................3
2.2.2 Hệ thống điều khiển từ xa dùng điện thoại ..................................4
2.2.3 Hệ thống điều khiển từ xa dùng sóng vô tuyến ............................4
2.2.4 Lý do chọn đề tài ..........................................................................4
Chương III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG .......................................................5
3.1 Các yếu cầu phần cứng ......................................................................5

3.2 Sơ đồ khối chi tiết ...............................................................................5
3.2.1 Phần phát ......................................................................................6
3.2.2 Phần thu ........................................................................................6
3.3 Thiết kế từng khối ...............................................................................7
3.3.1 Khối phát ......................................................................................7
3.3.2 Khối thu, tách sóng và giải mã tín hiệu ........................................7
3.3.3 Khối điều khiển trung tâm .............................................................8
3.3.4 Khối giải mã và hiển thò ...............................................................8
3.3.5 Khối điều khiển công suất .............................................................9
3.3.6 Khối nguồn ..................................................................................10
3.4 Sơ đồ nguyên lý toàn hệ thống ..........................................................11
3.4.1 Sơ đồ nguyên lý mạch phát .........................................................11
3.4.2 Sơ đồ nguyên lý mạch thu ..........................................................11
3.4.3 Sơ đồ nguyên lý mạch công suất .................................................11
3.4.4 Nguyên lý hoạt động toàn mạch .................................................12
3.5 Thi công .............................................................................................12
3.5.1 Trình tự thi công ............................................................12
3.5.2 Sơ đồ mạch in ................................................................13


™ Khối phát ........................................................................13
™ Khối điều khiển trung tâm ............................................14
™ Khối hiển thò ..................................................................15
™ Khối công suất ..............................................................15
Chương IV: YÊU CẦU VÀ THIẾT KẾ PHẦN MỀM ................................16
4.1 Các yêu cầu phần mềm .....................................................................16
4.2 Các lưu đồ của phần mềm ................................................................16
4.2.1 Lưu đồ phần mềm của phần phát ...............................................17
4.2.2 Lưu đồ phần mềm của phần thu .................................................18
Chương V:

KẾT LUẬN ...............................................................................18
5.1 Tóm tắt đề tài ....................................................................................18
5.2 Kết luận ............................................................................................18
5.3 Hướng phát triển đề tài ....................................................................18
Phần C:
PHỤ LỤC VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC A
GIỚI THIỆU IC HT12E/ HT12D .................................................................19
I. HT12E .................................................................................................19
1. Đặc điểm ..........................................................................................19
2. Ứng dụng ..........................................................................................19
3. Sơ đồ khối ..........................................................................................19
4. Sơ đồ chân ........................................................................................20
5. Bảng thông số kỹ thuật .....................................................................21
6. Nguyên lý làm việc ..........................................................................21
II. HT12D .................................................................................................25
1. Đặc điểm ...........................................................................................25
2. Ứng dụng ...........................................................................................25
3. Sơ đồ khối ..........................................................................................26
4. Sơ đồ chân ........................................................................................26
5. Bảng thông số kỹ thuật .....................................................................27
6. Nguyên lý làm việc ..........................................................................27
PHỤ LỤC B
GIỚI THIỆU MODULE THU PHÁT TLP – 434 / RLP – 434 .....................31
I. TLP – 434 .............................................................................................31
II. RLP – 434 ............................................................................................33
PHỤ LỤC C
MÃ NGUỒN CHƯƠNG TRÌNH .................................................................35
I. Chương trình mạch phát ......................................................................35
II. Chương trình mạch thu ........................................................................36

TÀI LIỆU THAM KHẢO ..............................................................................56


Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học

CHƯƠNG I:

DẪN NHẬP

1.1 Đặt vấn đề
Năm 1873 Maxwell- nhà vật lý người Anh đã đưa ra lý luận về sóng điện từ
đánh dấu bước ngoặc cho sự ra đời của vô tuyến điện. Kế thừa phát minh đó cùng với
sự phát triển như vũ bão của KHKT, ngành Điện tử nói chung và vô tuyến điện tử nói
riêng được ứng dụng một cách dễ dàng trong nhiều lónh vực.
Càng tiến đến đỉnh cao của sự phát triển thì con người ngày càng có những đòi
hỏi về việc điều khiển thiết bò sao cho tiện ích nhất đồng thời đảm bảo an toàn. Vì vậy,
điều khiển từ xa đã được nghiên cứu và ứng dụng rất nhiều trên thế giới gồm có: điều
khiển xa bằng hồng ngoại, sóng siêu âm…. Và hiện nay, điều khiển xa bằng sóng RF
rất được ưa chuộng vì nó khắc phục được những nhược điểm của các hệ thống trước đó
chẳng hạn khả năng chống nhiễu, khoảng cách điều khiển, khả năng xuyên thấu các
vật che chắn.
Tuy trên thế giới, điều khiển từ xa bằng sóng RF đã được nghiên cứu và ứng
dụng khá rộng rãi nhưng tại Việt Nam lónh vực này còn khá mới mẻ. Hiện nay, tạiViệt
Nam đã có một số thiết bò điều khiển từ xa bằng sóng vô tuyến nhưng chỉ điều khiển
được ít thiết, ít chức năng, khoảng cách. Hơn nữa, do những ưu điểm cũng như nhu cầu
trong đời sống hàng ngày nên nhóm sinh viên quyết đònh nghiên cứu đề tài “Điều
khiển từ xa thiết bò điện dân dụng ứng dụng công nghệ không dây”
1.2 Tầm quan trọng của đề tài
Ngày nay, việc điều khiển từ xa các thiết bò điện dân dụng là nhu cầu cấp thiết.
Nó giúp cho người sử dụng có thể thuận tiện trong việc điều khiển chúng. Đã có một số

thiết bò đã có chức năng điều khiển từ xa nhưng chỉ mang tính cá thể không điều khiển
nhiều thiết bò cùng một lúc gây bất tiện cũng như tốn kém.
Xuất phát từ những nhu cầu đó nhóm sinh viên thực hiện quyết đònh chọn
nghiên cứu đề tài: “Điều khiển từ xa thiết bò điện dân dụng ứng dụng công nghệ
không dây”
1.3 Giới hạn đề tài
Do khả năng về kiến thức cũng như kinh nghiệm thực tế và thời gian có hạn nên
nhóm sinh viên chỉ nghiên cứu:
• Điều khiển một chiều, không có hồi tiếp
• Điều khiển tắt mở, hẹn giờ tắt mở 8 thiết bò.
1.4 Mục đích nghiên cứu
Trong quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài này nhằm giúp người học:
– Tăng khả năng tự nghiên cứu cũng như tự học
– Bước đầu tiếp xúc với thực tế
– Vận dụng những kiến thức đã có đồng thời tìm tòi những kiến thức mới
để hiểu sâu sắc hơn trong lónh vực này
Với đề tài này có thể được ứng dụng trong việc điều khiển các thiết bò trong nhà
một cách linh hoạt. Với mục đích đó nhóm sinh viên cố gắng nghiên cứu nhằm tạo ra
một sản phẩm tương đối hoàn thiện.
GVHD: Trương Ngọc Anh

Trang 1


Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học
1.5 Thể thức nghiên cứu
1.5.1 Để thực hiện đề tài này nhóm sinh viên đã kết hợp sử dụng nhiều phương pháp
và phương tiện hỗ trợ gồm có:
– Tham khảo tài liệu
– Quan sát

– Thực nghiệm
– Tổng kết kinh nghiệm
– Phương tiện: máy vi tính, internet, thư viện
1.5.2 Cấu trúc đề tài:
Đề tài gồm có 3phần:
Phần I : Giới thiệu
Phần II : Nội dung
– Chương I : Dẫn nhập
– Chương II : Cơsở lý luận
– Chương III : Thiết kế và thi công
– Chương IV : Kết luận
Phần III: Tài liệu tham và Phụ lục
1.5.3 Kế hoạch thời gian thực hiện
– Tuần 1 đến 3 : Chọn đề tài
– Tuần 4 đến 7 : Soạn đề cương
– Tuần 8 đến 13 : thực hiện đề tài
– Tuần 14 đến 15: kiểm tra đánh giá kết quả

GVHD: Trương Ngọc Anh

Trang 2


Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học

CHƯƠNG II:

CƠ SỞ LÝ LUẬN

2.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN DỮ LIỆU BẰNG SÓNG RF

Tín hiệu số có thể được truyền hữu tuyến hoặc vô tuyến. Tuỳ theo mục đích và
yêu cầu mà người ta sẽ sử dụng phương pháp truyền hữu tuyến hoặc vô tuyến. Trong
đề tài này nhóm sinh viên thực hiện chỉ quan tâm truyền dữ liệu bằng sóng vô tuyến.
Hệ thống vô tuyến là hệ thống truyền tín hiệu từ nơi này sang nơi khác bằng
sóng điện từ. Tín hiệu thông tín hiệu thông tin được truyền đi từ nơi phát được chuyển
thành tín hiệu điện, sau đó được mã hoá để truyền đi; tại nơi thu, tín hiệu điện sẽ được
giải mã, tái tạo lại thông tin ban đầu.
Truyền tín hiệu là quá trình đặt tín hiệu thông tin vào sóng mang có tần số cao
hơn để truyền đi, đây là quá trình điều chế tín hiệu điện. Tại máy thu tín hiệu sẽ loại
bỏ thành phần sóng mang, chỉ nhận và xử lý tái tạo lại tín hiệu thông tin. Đây là quá
trình giải mã điều chế
Một tín hiệu số được truyền trong không khí cần phải được mã hoá thành một
dạng sóng sau đó được trộn với sóng mang cao tần bằng phương pháp điều biên hoặc
điều tần để truyền đi. Sóng radio còn được gọi là vô tuyến, có dạng hình sin và có tính
chu kỳ dùng làm sóng mang để truyền tín hiệu.
2.2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
Trong các thiết bò hệ thống để điều khiển từ xa người ta có thể dùng nhiều cách
khác nhau tuỳ theo mục đích sử dụng, khoảng cách, giá thành …. Có một số phương
pháp điều khiện như sau: điều khiển từ xa dùng hồng ngoại, dùng sóng vô tuyến, dùng
sóng siêu âm, dùng mạng điện thoại…
Trong mỗi phương pháp điều có những ưu và nhược điểm riêng. Tuy nhiên, dể
đáp ứng cho một nhu cầu riêng biệt nào đó thì cần phải xác đònh phương pháp nào là ưu
việc nhất cho mục đích đó.
2.2.1 Hệ thống điều khiển từ xa dùng hồng ngoại
Ưu điểm:
– Không dây dẫn
– Led thu phát nhỏ, gọn dễ thiết kế lắp đặt và có độ tin cậy cao
– Áp cung cấp thấp, công suất tiêu tán nhỏ
– Điều khiển được nhiều thiết bò
– Tính khả thi cao, linh kiện dễ tìm thấy và thi công dễ

Khuyết điểm:
– Tầm xa bò hạn chế
– Dòng điện cao tức thời
– Nhiễu hồng ngoại do các nguồn nhiệt xung quanh ta phát ra, nên gây ảnh
hưởng và hạn chế tầm phát. Do đó chỉ dùng trong phòng, hoặc kho hoặc nơi có nhiệt độ
môi trường ảnh hưởng thấp
– Hạn chế khi bò vật cản nên không thể thu phát xa được

GVHD: Trương Ngọc Anh

Trang 3


Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học
2.2.2 Hệ thống điều khiển từ xa dùng điện thoại
Ưu điểm:
– Mạng điện thoại tại VN đã phát triển và phủ sóng rộng rãi
– Điều khiển ở khoảng cách rất xa
– Tiện lợi khi sử dụng chung với điện thoại di động
Khuyết điểm:
– Tần số sóng mang bò giới hạn
– Tính bảo mật kém
– Gặp trở ngại giữa việc điều khiển với các cuộc gọi
– Nếu điều khiển nhiều thiết bò đòi hỏi băng thông lớn sẽ gay ảnh hưởng
đến dãy tần số mạng điện thoại viễn thông
– Việc thi công phức tạp tốn kém hơn
– Tốn cước điện thoại
2.2.3 Hệ thống điều khiển từ xa dùng sóng vô tuyến
Ưu điểm:
– Truyền đạt tín hiệu khoảng cách khá xa

– Tầm phát rộng nhiều hướng khác nhau nên có thể điều khiển cùng một
lúc đối với thiết bò nhận kênh đồng thời
– Không bò ảnh hưởng nhiều đối với vật cản
Khuyết điểm:
– Khi hay thu điều cần anten
– Làm cho không gian bò bão hoà, gây nhiễu vô tuyến
– Hay bò ảnh hưởng nhiễu gây méo dạng hoặc sai tín hiệu nên không điều
khiển được
– Để tránh ảnh hưởng các tần số phát sóng chuyên nghiệp nên phải tuân
theo qui đònh của Cục quản lí tần số. Do đó, vấn đề dồn kênh theo phương pháp phân
đường thì tần số bò giới hạn vì dãy tần này rất hẹp, do vậy không thể nào điều khiển
được nhiều kênh
– Vô tuyến bò nhiễu nên hệ thống mã hoá phức tạp hơn
2.2.4 Lý do chọn đề tài điều khiển xa dùng sóng vô tuyến
Dựa trên những cơ sở lý luận đã trình bày nhóm sinh viên quyết đònh chọn
phương án thiết kế dùng sóng vô tuyến. Tuy phương án này đã từng được nghiên cứu
và thiết kế nhưng còn nhiều thiếu sót. Trong đề tài nhóm sinh viên thiết kế bộ điều
khiển từ xa hoàn thiệän, đa năng và tiện ích hơn bằng việc sử dụng các IC có khả năng
tích hợp cao, các module chuyên dụng.
Tuy nhiên khi chọn phương án thiết kế điều khiển xa dùng sóng vô tuyến.
Nhóm SV đã dự kiến sẽ gặp phải một số khó khăn trong việc thiết kế và thi công như:
– Không giám sát được thiết bò điều khiển đang ở trạng thái làm việc nào
– Chọn, thiết kế và thi công trên một tần số sóng mang sao cho không ảnh
hưởng đến các thiết bò thông tin liên lạc, kênh truyền hình…
– Các linh kiện bán dẫn RF có giá thành đắt và khó tìm trên thò trường

GVHD: Trương Ngọc Anh

Trang 4



Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học

CHƯƠNG III:

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG

3. 1 CÁC YÊU CẦU PHẦN CỨNG
Với đặc trưng của việc truyền tín hiệu số như trên, điều khiển từ xa bằng sóng
vô tuyến các yêu cầu được đặt ra như sau:
– Điều khiển sử dụng Remote kết hợp với điều khiển trực tiếp bằng phím tại
khối điều khiển trung tâm.
– Tín hiệu số từ vi điều khiển ở Remote sẽ được mã hoá thông qua mạch mã
hoá và trộn với sóng cao tần để phát đi.
– Tín hiệu cao tần thu được sẽ tách sóng, giải mã thành tín hiệu đưa đến vi điều
khiển để điều khiển việc tác động các thiết bò đầu cuối và hiển thò báo giờ đồng thời
hẹn tắt mở thiết bò.
Ngày nay các mạch mã hoá, giải mã tín hiệu số, các mạch thu phát sóng cao
tần đã được tích hợp trong các IC rất tiện lợi cho việc thiết kế. Vì vậy, trong đề tài này
nhóm SV thực hiện không đi sâu vào các mạch thu phát tín hiệu cao tần mà chỉ tập
trung vào thiết kế mạch điều khiển, phần mềm, Remote …. .
3. 2 SƠ KHỐI CHI TIẾT
3. 2. 1 phần phát (remote)

Khối điều khiển

Khối mã hoá
dữ liệu

Khối điều chế và

phát sóng

Hình 1: Sơ đồ khối phần phát

thu.

– Khối điều khiển: thực hiện quét phím tạo mã lệnh điều khiển để truyền đến bộ

– Khối mã hoá: thực hiện mã hoá dữ liệu 8 bit nhận được từ khối điều khiển.
– Khối điều chế và phát sóng: thực hiện trộn tần tín hiệu vừa được mã hoá với
sóng cao tần rồi phát lên anten truyền đi.

GVHD: Trương Ngọc Anh

Trang 5


Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học
3. 2. 2 Phần thu

Khối giải mã,
hiển thò

Khối điều khiển
công suất

Khối điều khiển
trung tâm

Khối thu sóng và

tách sóng

Khối giải mã
tín hiệu

Hình 2: Sơ đồ khối phần thu
– Khối thu và tách sóng: thực hiện việc thu sóng cao tần của remote sau đó tách
sóng mang cao tần.
– Khối giải mã dữ liệu: thực hiện giải mã tín hiệu đã được điều chế thành dữ
liệu 8 bit.
– Khối điều khiển trung tâm: thực hiện việc xử lý các tín hiệu nhận từ khối giải
mã tín hiệu, khối giải mã hiển thò để thực hiện việc điều khiển khối công suất và hiển
thò.
– Khối giải mã và hiển thò: thực hiện xuất và nhập dữ liệu từ khối điều khiển
trung tâm để giải mã và hiển thò trên led 7 đoạn.
– Khối điều khiển công suất: nhận tín hiệu từ khối xử lý trung tâm điều khiển
việc tắt mở thiết bò.
3. 3 THIẾT KẾ TỪNG KHỐI
Trong mạch điều khiển từ xa bằng sóng vô tuyến thì việc thiết kế mạch tạo dao
động tạo sóng mang, điều chếvà mạch thu, tách sóng cao tần là phức tạp nhất. Vì việc
phát và thu sóng thành công thì khả năng mạch chạy là cao nhất. Do đó, khi lựa chọn
thiết kế mạch thu phát bằng các linh kiện rời gặp phải nhiều rắc rối như:
– Việc phối hợp trở kháng, độ chính xác của dây quấn trong mạch tạo dao động
do kích thước của dây quấn khác nhau, đường kích quấn khác nhau nên cảm kháng
cũng khác nhau đòi hỏi phải có các thiết bò đo chuyên dụng.
– Tính ổn đònh không cao.
– Mạch cồng kềnh không thích hợp với việc thiết kế remote.
– Khoảng cách gần.
Do đó, nhóm sinh viên thực hiện đã chọn phương án sử dụng IC thu phát chuyên
dụng đảm bảo:

GVHD: Trương Ngọc Anh

Trang 6


Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học
– Tính ổn đònh và độ chính xác cao.
– Khoảng cách xa.
– Mạch gọn nhe.ï
Vì vậy, trong phần tính toán thiết kế nhóm thực hiện không đề cập tới lónh vực

này.
3. 3. 1 khối phát
7 Chức năng: nhận dữ liệu 4 bít từ VĐK thực hiện mã hoá, điều chế và phát sóng

U5

P3.2
P3.3
P3.4
P3.7

10
11
12
13
16

VDD
AD8

AD9 DOUT
AD10
AD11
OSC1

A0
A1
A2
A3
A4
R2
A5
1.1M
A6
A7
15
14 OSC2 GND
TE

IN

VCC
ANTEN
3
4

18
17

VCC

SW17

R3
0.2M

2

5v

1

U2

GND

TLP 434

1
2
3
4
5
6
7
8
9
SW DIP-8

HT12E/DIP18


Hình 3: Sơ đồ thiết kế khối phát
7 Thiết kế:
– Phần mã hoá dữ liệu sử dụng IC mã hoá HT12E
theo datasheet RoscE =1. 1M
Tần số dao động foscE =3 KHz
Bốn đường dữ liệu từ AD8 đến AD11 kết nối với các chân của port 3 của VĐK
89c2051
Tám đường đòa chỉ từ A0 đến A7 kết nối với Switch để thiết lập đòa chỉ với các bộ
nhận khác nhau.
– Phần điều chế và tách sóng sử dụng IC chuyên dụng TLP434.
3. 3. 2 Khối thu, tách sóng và giải mã tín hiệu
7 Chức năng: thu sóng cao tần, sau đó tách sóng để lấy tín hiệu đưa đến khối
giải mã tín hiệu. Khối này giải mã tín hiệu thành dữ liệu 4 bit truyền đến khối điều
khiển trung tâm để xử lý.

GVHD: Trương Ngọc Anh

Trang 7


Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học
U14

R7
47k

A0
A1
A2
A3

A4
A5
A6
A7

R1
5k
16

14
SW1
1
2
3
4
5
6
7
8

RLP-434

VCC
GND
GND
ANTEN

U6

5V

17

5
6
7
8

D8
D9
VT
D11
D10
DIN
OSC2

GND
OUTPUT
LI-OUT
VCC

10
11
13
12
15

1
2
3
4


PA.0
PA.1
PA.2
PA.3

5V

OSC1
SW DIP-8
HT12D

Hình 4: Sơ đồ thiết kế khối thu
7 Thiết kế:
– Phần thu và tách sóng sử dụng IC thu chuyên dụng RLP434
– Phần giải mã tín hiệu sử dụng IC HT12D
Tần số dao động foscD = 50 foscE
RoscD = 51k
Bốn đường dữ liệu đưa đến PA của IC mở rộng port thuộc khối điều khiển
trung tâm để xử lý.
Tám đường đòa chỉ được nối với Switch để thiết lập đòa chỉ với các bộ phát
khác.
3. 3. 3 Khối điều khiển trung tâm
7 Chức năng: nhận dữ liệu từ khối giải mã tin hiệu để xử lý việc điều khiển hiển
thò và tắt mở, hẹn giờ tắt mở thiết bò.
7 Thiết kế:
Khối điều khiển trung tâm gồm:
– VĐK 89S51
– IC mở rộng port 8255
– IC 74HC154 giải mã từ 3

8
– IC 74HC573 chốt đòa chỉ các đường dữ liệu.
– Dallas (real time): xuất và nhập dữ liệu điều khiển giải mã và hiển thò.
– Bàn phím: điều khiển tắt mở, hẹn giờ tắt mở các thiết.
3. 3. 4 Khối giải mã và hiển thò
7 Chức năng: nhận dữ liệu 4bit từ VĐK thực hiện giải mã và hiển thò trên led 7
đoạn.
7 Thiết kế:
– IC giải mã 7447 có các thông số kỹ thuật sau:
Vo = 5V
IO = 24 mA
– Led 7 đoạn có các thông số kỹ thuật sau:
Io = 20mA
Tính toán điện trở hạn dòng cho led 7 đoạn
Rhd = Vo/ Iled
= 4.5V/ 20mA

GVHD: Trương Ngọc Anh

Trang 8


Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học
= 225
Chọn: R = 220
5v
U6

R1


3
5
4

D0
D1
D2
D3
LT
RBI
BI/RBO
U8

GND

7
1
2
6

A
B
C
D
E
F
G
VCC

13

12
11
10
9
15
14

7
6
4
2
1
9
10

A
B
C
D
E
F
G

3

3

Q1
A1015


DP

5

VCC

R2
L.0

16
5v

LED 7 DOAN
10K

8

P1.0
P1.1
P1.2
P1.3

7447

Hình 5: Sơ đồ thiết kế khối hiển thò
3. 3. 5 Khối điều khiển công suất
7 Chức năng: nhận tín hiệu điều khiển từ khối xử lý trung tâm điều khiển tắt mở
thiết bò, cách ly AC giữa khối công suất và khối điều khiển nhằm chống giật và bảo vệ
các linh kiện điện tử, đảm bảo an toàn khi kiểm tra và sửa chữa.
7 Thiết kế:

R1
PC.0

R2

ISO1
1

R3

6

HOT
C1

3

4

R4
Q2
TRIAC

TLP3022
C2
LOAD

GROUND

Hình 6: Sơ đồ thiết kế khối công suất


– Photodiac MOC3020 có các thông số kỹ thuật sau:
= 400V
VDRM
VF max = 3V
IFTmax = 30mA
ITSM
= 1A

– Triac BT134 có các thông số kỹ thuật sau:
IT (RMS) = 4A
= 600V
VDRM
IGM
= 2A
dVcom/dt = 50 μs
• Tính toán điện trở hạn dòng cho MOC3020
Ta có:
Rin = (VO - VF) / IO
= (4. 5 – 3) / 15
GVHD: Trương Ngọc Anh

Trang 9


Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học
= 10 K
VO: điện áp ngõ ra của 8255
IO : dòng điện lớn nhất ngõ ra 8255
• Tính toán điện trở hạn dòng cho MOC3020 khi cổng mở dòng điện tăng đột ngột

Khi photodiac kích cổng triac mở dẫn điện xoay chiều chạy qua thì dòng điện
qua nó sẽ tăng đột ngột. Do đó, phải có điện trở hạn dòng không cho vượt quá giá trò
đònh mức cho phép
Ta có:
R2 = VPK / ITSM
= 400 / 1
= 400 Ω
ITSM : Peak Repetitive Surge Current
VPK : Peak volt
Chọn: R2 = 390 Ω
• Tính toán RC trong mạch bảo vệ photodiac khi điện áp tăng
Khi triac được kích thì dòng và áp sẽ tăng đột ngột vượt qua giá trò đònh mức
cho phép có thể gây hỏng các linh kiện. Trong mạch trên R3, C1 sẽ giữ mức điện áp cho
phép bảo vệ Couper (photodiac) đồng thời hạn chế hiện tượng tự kích khi dòng điện
tăng. Khi dòng điện tăng tụ sẽ nạp đầy, khi dòng điện giảm tụ sẽ xả qua Couper.
Ta có:
dv/dt = Vto / R3C1
= 400 / R3C1
Với: dv/dt = 50V/μs
Vto: Instantanneous Peakline Voltage
Chọn : C1 = 0. 05 μF
Suy ra: R3 = 160 Ω
Vì dv/ dt càng lớn thì hạn chế sự cố càng lớn nên ta chọn R3 = 470 Ω
• Tính toán RC trong mạch bảo vệ triac và tải khi điện áp tăng
Tưong tự như trên khi tụ xả
Ta có:
dv/dt = 0. 63 * Vmax / RC
= 0. 63 * 400 /R4C2
= 252 /R4C2
Chọn : C2 = 0. 01 μF

Suy ra:
R4 = 54 Ω
Vậy ta chọn R4 = 47 Ω

3. 3. 6. Khối nguồn

Do mạch sử dụng IC là chủ yếu, dòng tiêu thụ thấp nên mạch nguồn yêu cầu
đơn giản
– Biến áp 1A dùng để cách ly và hạ áp lưới điện xuống khoảng 9VAC
– Cầu diode biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp 1 chiều
– Tụ lọc nguồn
– Đáp ứng 2 mức điện áp 9V và 5V do đó sử dụng IC ổn áp 7805

GVHD: Trương Ngọc Anh

Trang 10


1

Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học
D2

2
1

2

-


+

4

1
R

VIN

GND

LM7805/TO

J1

VOUT

2

5V

BRIDGE

C1

3

1.2K
C2
100uF


C3
0.1uF

2200uF

3

CON2

D3
LED

Hình 7: Sơ đồ thiết kế khối nguồn
3. 4 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TOÀN HỆ THỐNG
3. 4. 1 Sơ đồ nguyên lý mạch phát ( hình 8)
3. 4. 2 Sơ đồ nguyên lý mạch thu ( hình 9)
3. 4. 3 Sơ đồ nguyên lý mạch công suất (hình 10)

GVHD: Trương Ngọc Anh

Trang 11


Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học
3. 4. 3 Nguyên lý hoạt động của toàn hệ thống
Tín hiệu điều khiển được nhập qua bàn phím. Vi điều khiển sẽ thực hiện việc
quét phím và tạo mã từng phím. Các mã phím này chính là tín hiệu số điều khiển cần
được truyền đến khối điều khiển trung tâm để được xử lý. Tín hiệu này được truyu xuất
ra P3 đưa đến IC chuyên dụng HT12E để được mã hoá, tín hiệu sau khi được mã hoá

được đưa đến Module phát chuyên dụng TLP314 để trộn tần và phát lên anten để
truyền đi.
Remote này có thể điều khiển nhiều bộ thu khác nhau bằng cách tạo ra các
đường đòa chỉ giữa bộ phát và bộ thu. Khi muốn điều khiển bộ thu nào ta điều chỉnh
công tắt để thiết lập đường đòa chỉ trên IC HT12E của bộ phát giống với đòa chỉ mà bộ
thu cần điều khiển. Tương tự bộ thu cũng có thể nhận tín hiệu từ nhiều bộ phát khác
nhau.
Khối xử lý trung tâm gồm IC 89c51, IC mở rộng port và dallas. VĐK điều khiển
việc truy xuất dữ liệu từ dallas qua chân ALE củaVĐK với chân AS của dallas. Khi
ALE = “0” thì dallas xuất dữ liệu, khi ALE = “1” thì dallas ghi dữ liệu. Dữ liệu xuất ra
từ dallas được VĐK xử lý chuyển từ số hex sang BCD đưa đến IC 7447 thực hiện giải
mã và hiển thò trên led 7 đoạn.
Đồng thời VĐK cũng nhận dữ liệu từ IC giải mã tín hiệu truyền tới sau khi được
tách sóng và giải mã dạng sóng dữ liệu từ các chận từ AD0 đến AD7 của 8255 thông
qua P0 của VĐK khi chân Read = “0” và xuất dữ liệu điều khiển thiết bò khi chân
Write = “0”. Ta thiết lập port xuất nhập của 8255 như sau:
– PA nhập dữ liệu từ khối giải mã tín hiệu.
– PC xuất dữ liệu điều khiển khối công suất.
Khi ngõ ra PC lên mức “1” photodiac dẫn sẽ kích triac dẫn làm kín mạch: đèn
mở.
Khi ngõ ra PC xuống mức “0” photodiac ngắt triac không dẫn điện làm mạch
hở: đèn tắt.
Đồng thời thiết bò cũng có thể điều khiển bằng bàn phím tại khối xử lý trung
tâm.
Để tiết kiệm port điều khiển nhóm sinh viên thực hiện việc điều khiển các chân
CS, ALE của 89c52, 8255, dallas đồng thời thực hiện việc chốt dữ liệu gửi từ VĐK đến
8255 bằng IC 74HC573.
3.5 THI CÔNG
3.5.1 Trình tự thi công
−

Vẽ sơ đồ nguyên lý và sơ đồ mạch in
−
Thi công mạch in
−
Ráp linh kiện và cân chỉnh mạch
−
Viết chương trình chính và chương trình con
−
Test mạch và hoàn thiện sản phẩm

GVHD: Trương Ngọc Anh

Trang 12


Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học

3.5.2 Sơ đồ mạch in các khối
™ Khối phát

GVHD: Trương Ngọc Anh

Trang 13


Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học
Khối điều khiển trung tâm

GVHD: Trương Ngọc Anh


Trang 14


Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học
™ Khối hiển thò

™ Khối công suất

GVHD: Trương Ngọc Anh

Trang 15


Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học

CHƯƠNG IV:

THIẾT KẾ PHẦN MỀM

4.1 CÁC YÊU CẦU PHẦN MỀM
Một ưu điểm nổi trội của việc ứng dụng vi điều khiển trong thiết kế là việc thay
đổi một số chức năng điều khiển nhưng không làm thay dổi kết cấu phần cứng. Hơn
nữa, chương trình phần mềm dùng trình biên dòch Assembly khá đơn giản. Vì vậy,
nhóm sinh viên quyết đònh điều khiển bằng phần mềm
− Thực hiện phét phím tạo mã điều khiển để truyền đến bộ thu
− Thực hiện các chương trình con: hiển thò, nhận mã phím để điều khiển chọn
thiết bò tắt mở thiết bò, hẹn giờ tắt mở thiết bò
4.2 CÁC LƯU ĐỒ BIỂU DIỄN CHƯƠNG TRÌNH PHẦN MỀM
4.2.1 Chương trình quét phím


GVHD: Trương Ngọc Anh

Trang 16