Thử nghiệm thiết bị điều khiển giám sát dòng điện thông qua mạng GSM.doc

DỊCH VỤ VIẾT THUÊ ĐỀ TÀI TRỌN GÓI ZALO /
TEL: 0909.232.620
TẢI TÀI LIỆU – KẾT BẠN ZALO: 0909.232.620
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
ĐÀO NAM THÁI
THỬ NGHIỆM THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN GIÁM
SÁT DÒNG ĐIỆN THÔNG QUA MẠNG GSM
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
Hà Nội - 2012

DỊCH VỤ VIẾT THUÊ ĐỀ TÀI TRỌN GÓI ZALO /
TEL: 0909.232.620
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
ĐÀO NAM THÁI
THỬ NGHIỆM THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN GIÁM
SÁT DÒNG ĐIỆN THÔNG QUA MẠNG GSM
Ngành: Công nghệ Điện Tử Viễn Thông
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử
Mã số: 60 52 70
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGÔ DIÊN TẬP
Hà Nội - 2012

DỊCH VỤ VIẾT THUÊ ĐỀ TÀI TRỌN GÓI ZALO / TEL: 0909.232.620
4
MỤC LỤC
CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................................................ 5
LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 6
PHẦN I: LÝ THUYẾT............................................................................................... 9
CHƯƠNG I: HỌ VI ĐIỀU KHIỂN DSPIC33 VÀ DSPIC33FJ128MC804............. 9
1.1 Đặc điểm cơ bản của họ vi điều khiển dsPIC33 ............................................. 9
1.2 Đặc điểm tổng quát của vi điều khiển dsPIC33FJ128MC804 ........................ 9
1.3 Sơ đồ khối, sơ đồ chân, chức năng của các chân ......................................... 11
1.4 Mô tả chi tiết các đặc điểm chính của dsPIC33FJ128MC804 ...................... 14
CHƯƠNG II: MODEM SIM900 VÀ SMS/GPRS ................................................ 31
2.1 Giới thiệu đặc điểm của Modem GSM ........................................................ 31
2.2 Giới thiệu sơ lược về SMS, GPRS .............................................................. 36
2.3 Tập lệnh AT ................................................................................................ 40
CHƯƠNG III: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU............ 47
3.1 Nguyên tắc đo dòng ................................................................................... 47
3.2 Giới thiệu về ADE7753 .............................................................................. 50
3.3 Giới thiệu về ACS712 ................................................................................. 64
PHẦN II: THỰC NGHIỆM...................................................................................... 67
CHƯƠNG IV: CÁC BƯỚC THỰC HIỆN VÀ KẾT QUẢ ................................... 67
4.1 Sơ đồ nguyên lý, mạch in ............................................................................ 69
4.2 Phần mềm điều khiển và giám sát ............................................................... 74
4.3 Kết quả kiểm tra tích hợp hệ thống và sai số ............................................... 78
III. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI .................................... 84
Đào Nam Thái-K16Đ2 Khoa Điện tử Viễn Thông

5
CHỮ VIẾT TẮT
STT Chữ viết tắt Thuật ngữ tiếng Anh Thuật ngữ tiếng Việt
1 DC Direct Current Dòng điện một chiều
2 GPRS General Package Radio Service Dịch vụ vô tuyến
gói tin chung
3 GSM
Global System for Mobile Hệ thống truyền thông di
Communication động toàn cầu
4 ICSP In-Circuit Serial Programming
Nạp chương trình nối tiếp
ngay trên mạch
5 IC Integrated Circuit Mạch tích hợp
6 LSB Least Significant Bit Bít trọng số thấp nhất
7 MCU Micro-Controller Unit Vi điều khiển
8 RTC Real Time Clock Đồng hồ thời gian thực
9 SPI Serial Peripheral Interface Giao diện ngoại vi nối tiếp
10 SIM Subcriber Identity Module Khối nhận dạng khách hàng
11 UART
Universal Ansynchronous Khối thu phát nối tiếp bất
Receiver/Tranceiver đồng bộ đa năng
12 VDC Voltage Directly Curent Điện áp một chiều
13 CAN Controller area network Mạng điều khiển khu vực
14 SPI Serial Peripheral Interface Giao diện ngoại vi nối tiếp
15 CRC Cyclic redundancy check Kiểm tra dư thừa vòng

6
LỜI MỞ ĐẦU
Giới thiệu mô hình tổng quan của đề tài
Trong mọi thời đại, hệ thống thông tin truyền thông luôn là huyết mạch của
nền kinh tế. Chính những ứng dụng của kỹ thuật thông tin liên lạc vào các mặt của
đời sống đã làm xã hội loài người phát triển không ngừng. Đặc biệt trong những
thập niên gần đây, ngành bưu chính viễn thông phát triển mạnh mẽ tạo ra những
bước ngoặt quan trọng trong lĩnh vực thông tin để đáp ứng các nhu cầu đa dạng
của con người. Một trong những nhu cầu quan trọng của con người là việc điều
khiển giám sát từ xa một cách tập trung một hoặc nhiều thông số vật lý, lưu trữ
chúng làm cơ sở dữ liệu để đưa ra được các dự đoán về sự thay đổi của thông số
này trong tương lai và có các hành động đáp ứng hợp lý nhất, có lợi nhất và tốn ít
chi phí nhất. Bài toán đặt ra của luận văn này là “Thử nghiệm thiết bị điều khiển
và giám sát dòng điện thông qua mạng GSM”. Tất cả các thông tin về đối tượng
giám sát và điều khiển đều được truyền về một máy chủ qua hạ tầng mạng GSM
bằng SMS hoặc kết nối GPRS. Người dùng có thể sử dụng trình duyệt để truy cập,
quan sát các thông số này ở bất kỳ nơi nào có kết nối internet.
Hiện nay, khi các tài nguyên thiên nhiên ngày càng cạn kiệt, tiết kiệm năng
lượng trở thành một vấn đề bức thiết và là một trong những vấn đề quan trọng
hàng đầu của tất cả các quốc gia. Các kỹ sư đang ngày đêm tìm ra các giải pháp
nhằm giảm công suất tiêu thụ của phụ tải, tối ưu hệ thống cung cấp điện cũng như
đưa ra các phương pháp điều chỉnh thích hợp để nâng cao hiệu suất sử dụng điện.
Xuất phát từ thực tế đó, tôi quyết định thiết kế một giải pháp với chi phí thấp nhằm
thu thập tự động các thông số của dòng điện. Các số liệu này có thể được lưu trữ
và dùng làm cơ sở dữ liệu cho nhiều mục đích khác nhau như việc đưa ra những
dự đoán về công suât tiêu thụ, đưa ra những giải pháp để tối ưu hóa việc sử dụng
điện năng trong gia đình, văn phòng, nhà máy, xí nghiệp v. v... Hình 1-1 dưới đây
mô tả sơ đồ hệ thống của giải pháp này.
Thành phần cơ bản của hệ thống bao gồm:
- Thiết bị giám sát dòng điện.
- Phần mềm giám sát và cấu hình chạy trên điện thoại di động hoặc ứng
dụng web chạy trên máy tính.

7
Hình 1-1: Hệ thống giám sát dòng điện
Nguyên tắc hoạt động:
Thiết bị giám sát dòng điện thu thập các thông số về cường độ dòng điện,
điện áp, góc pha. Trước hết, các thông số này được lưu trên thẻ nhớ nằm trên thiết
bị, sau đó, thiết bị kiểm tra kết nối với mạng di động và truyền dữ liệu về máy chủ
bằng tin nhắn hoặc kết nối GPRS nếu có. Thiết bị này cũng có thể truyền dữ liệu
thông qua các chuẩn công nghiệp như RS-485, RS-232, CAN.

8
Tại máy chủ, phần mềm quản lý tổng hợp thông tin, biểu diễn các giá trị đo
được trên biểu đồ năng lượng. Ngoài ra, phần mềm trên máy chủ còn cho phép tính
toán chi phí tiêu thụ điện hàng tháng, đưa ra các dự đoán, các cảnh báo khi dòng
điện vượt quá mức cho phép và đặc biệt phần mềm này còn cho phép đặt các thông
số của thiết bị đo từ xa đồng thời thực hiện một số thao tác điều khiển đóng ngắt
một số rơle được thiết kế sẵn trên thiết bị.
Vì lý do thời gian, nên trong khuôn khổ luận văn này, tôi chỉ tập trung
nghiên cứu thiết kế phần cứng thiết bị đo và một số tính năng cơ bản của phần
mềm giám sát, cấu hình chạy trên máy tính, thực hiện việc truyền dữ liệu thông
suốt từ các đầu đo về máy chủ qua SMS và biểu diễn những thông số này trên đồ
thị của phần mềm quản lý.
Về thiết bị đo, tôi lựa chọn vi điều khiển dsPIC33FJ128MC804 làm IC xử lý
trung tâm. Đây là một vi điều khiển dòng dsPIC33 có tốc độ cao của Microchip được
bán rộng rãi trên thị trường Việt Nam. Phần giao tiếp với mạng GSM sử dụng modem
SIM900 của Simcom kích thước nhỏ gọn, hỗ trợ các băng tần 850/900/1800/1900
MHz. Ngoài ra, thiết bị còn hỗ trợ hai kênh đo dòng khác nhau:
- Đầu cắm đo dòng dựa trên hiệu ứng Hall.
- Sử dụng IC đo dòng chuyên dụng ADE7753 hoặc ACS712.

9
PHẦN I: LÝ THUYẾT
CHƯƠNG I: HỌ VI ĐIỀU KHIỂN DSPIC33 VÀ DSPIC33FJ128MC804
Vi điều khiển dsPIC33 được sử dụng trong luận văn đóng vai trò là IC điều
khiển toàn bộ thiết bị. Các tài liệu chi tiết về vi điều khiển này được nhà sản xuất
cung cấp đầy đủ trên trang chủ của hãng [5].
1.1 Đặc điểm cơ bản của họ vi điều khiển dsPIC33
Dòng dsPIC33 có rất nhiều chức năng mạnh, nhưng trong giới hạn của đề
tài, tôi chỉ tập trung tìm hiểu về:
- Đặc điểm tổng quát.
- Sơ đồ khối, sơ đồ chân, chức năng của các chân.
- Các đặc điểm nổi bật của các cổng vào ra.
- Cách tổ chức bộ nhớ, giới thiệu các thanh ghi hay dùng trong quá trình lập
trình.
- Bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số.
- Các giao tiếp truyền thông SPI, UART.
1.2 Đặc điểm tổng quát của vi điều khiển dsPIC33FJ128MC804
DsPIC33 là một trong 4 dòng vi điều khiển 16 bít của Microchip ra đời năm
2007 với những đặc điểm điển hình như sau [6]:
Vùng hoạt động:
- Điện áp nuôi thấp: từ 3,0 đến 3,6 V.
- Xung nhịp hỗ trợ từ 20 đến 40 MIPS.
- Dải nhiệt độ hoạt động từ -40 o
C đến 125
o
C. Vi điều khiển hiệu suất cao:
- Có kiến trúc Harvard.
- Tập lệnh tối ưu cho trình biên dịch ngôn ngữ C.
- 16 bít dữ liệu, 24 bít cho lệnh.
- Bộ nhớ chương trình có thể định địa chỉ lên tới bốn triệu từ lệnh.
- Bộ nhớ dữ liệu: 64 kbyte.
- 83 tập lệnh cơ sở, hầu hết xử lý trong một chu kỳ.
- Hai bộ tích lũy 40 bít.
- Hỗ trợ phép nhân chia 16 bít.
Truy cập bộ nhớ trực tiếp:
- Hỗ trợ đến tám kênh.
- 2 kbyte bộ nhớ đệm.
- Hầu hết các ngoại vi đều hỗ trợ truy nhập bộ nhớ trực
tiếp. Bộ định thời / Bộ so sánh/ Bộ điều chế độ rộng xung
- Có đến năm bộ định thời 16 bít, cho phép ghép hai bộ thành bộ định
thời 32 bít.

10
- Một bộ định thời chạy với thạch anh ngoài 32,768 kHz.
- Bốn bộ FIFO cho mỗi bộ bắt tín hiệu.
- Bộ so sánh 16 bít.
Bộ điều khiển ngắt:
- Độ trễ năm chu kỳ máy.
- Hỗ trợ 53 nguồn ngắt, ba ngắt ngoài, bẩy mức ưu tiên lập trình
được. Cổng vào ra số:
- Cho phép chọn chức năng ngoại vi của từng chân.
- 31 chân cho phép đánh thức vi điều khiển khi phát hiện thay đổi điện áp.
- Các chân lối vào đều hỗ trợ đến 5 V.
- Các chân lối ra hỗ trợ ra nguồn 5 V ở chế độ cực góp hở.
Flash và SRAM:
- Flash 128 kbyte.
- SRAM: 16 kbyte.
- Bộ nhớ flash chia thành các phần Boot, Secure, General
Security. Quản lý hệ thống:
- Có nhiều chế độ lấy xung dao động.
- Bộ ổn nguồn 2,5 V được đặt ngay trên vi điều khiển.
Bộ chuyển đổi tương tự sang số:
- 10 bít: Tốc độ 1,1 Msps.
- 12 bít: Tốc độ 500 ksps.
- 9 kênh ADC, có thể nhận ADC trong chế độ tiết kiệm năng
lượng. Bộ chuyển đổi số sang tương tự:
- 16 bít, hai kênh.
- Tốc độ lấy mẫu tối đa 100 ksps.
Công nghệ CMOS:
- Tiêu thụ năng lượng thấp, công nghệ Flash tốc độ
nhanh. Các ngoại vi giao tiếp:
- SPI: 8 bit, 16 bít, hộ trợ tất cả các định dạng đồng hồ nối tiếp.
- I2
C: Cho phép định địa chỉ 7 bít, 10 bít. Khả năng dò và phân xử xung
đột đường truyền.
- UART: có hai bộ với FIFO gồm bốn ký tự.
- CAN: 32 bộ đệm nhận, 16 bộ lọc nhận, ba mặt nạ.
- PMP: Hỗ trợ tám bộ, 16 bít dữ liệu, 16 bít đường địa chỉ.
- CRC: Có 8 byte hàng đợi, 16 bit cho dữ liệu đầu vào.
Hình 1-2 thể hiện các chức năng và hiệu suất của các dòng vi điều khiển
của Microchip. Trong đó, dsPIC33 là dòng vi điều khiển 16 bít có hiệu suất cao và
nhiều chức năng nhất.

11
Hình 1-2: Biểu đồ thể hiện chức năng và hiệu suất của dòng dsPIC33 so với
các dòng vi điều khiển khác của Microchip.
1.3 Sơ đồ khối, sơ đồ chân, chức năng của các chân
1.3.1 Sơ đồ khối
Các ngoại vi được kết nối với nhân xử lý bằng đường dữ liệu 16 bít. Ngoại
trừ thanh ghi chốt địa chỉ có độ rộng đường dữ liệu là 24 bít.
Hình 1-3 dưới đây mô tả cấu trúc của một vi điều khiển dsPIC33 bao gồm
những thành phần chính như sau:
- Bộ xử lý trung tâm.
- Cấu trúc bộ nhớ.
- Bộ tạo dao động
- Các bộ ngoại vi.
- Các cổng vào ra.
- Các bus địa chỉ và dữ liệu

12
Hình 1-3: Sơ đồ khối của
DSPIC33FJ128MC804 1.3.2 Sơ đồ chân
DSPIC33FJ128MC804 được đóng gói kiểu TQFP, có tổng cộng 44 chân.
Các chân được tô đen trong hình 1-4 là các chân có thể chịu mức điện áp 5 V.

13
Hình 1-4: Sơ đồ chân của
DSPIC33FJ128MC804 1.3.3 Bảng mô tả chức năng của chân
Mỗi chân của họ vi điều khiển dsPIC33 đều kiêm nhiệm nhiều chức năng
khác nhau. Bảng dưới sẽ mô tả chức năng của các nhóm chân.
Bảng 1-1: Chức năng các chân của dsPIC33FJ128MC804
Nhóm Vị trí chân Loại Mô tả chân
7,17,28,40 VDD Cung cấp nguồn dương dải rộng <5 V
Nguồn nuôi
6,16,29 VSS Nối đất
Bộ dao động 30,31 OSCx Đầu vào của xung dao động thạch anh ngoài
Bộ nạp và
9,22,42 PGECx
Lối vào xung dao động điều khiển việc nạp và
gỡ rối gỡ rối chương trình theo chuẩn ICSP

14
8,21,41 PGEDx
Lối truyền dữ liệu để nạp và gỡ rối theo chuẩn
ICSP
19->27 ANx
Lối vào cho bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự
sang tín hiệu số
10,11,14,15 DACx
Lối ra của bộ chuyển đổi tín hiệu số sang tín
hiệu tương tự
Các ngoại vi
CNx
Các chân có khả năng tạo ngắt khi có sự thay
đổi điện áp vào tại các chân đó
PWMx Chân ra của bộ điều chế độ rộng xung
PMxx Các chân I/O của cổng song song
1.4 Mô tả chi tiết các đặc điểm chính của dsPIC33FJ128MC804
Phần này sẽ mô tả chi tiết hơn về cấu tạo, chức năng và nguyên tắc hoạt
động của họ vi điều khiển dsPIC33.
1.4.1 CPU và cầu hình dao động
1.4.1.1 Tổng quan
Cấu trúc CPU của dsPIC33 theo kiến trúc Harvard đã được sửa đổi với tập
lệnh nâng cao để hỗ trợ bộ xử lý số (DSP). CPU có tập lệnh 24 bít với độ dài
chương trình có thể thay đổi được. Thanh ghi chương trình (PC) có độ rộng 23 bít
hỗ trợ dải địa chỉ lên tới 4Mx24 bít. Cơ chế cung cấp trước các lệnh đơn hỗ trợ
việc duy trì tốc độ cũng như dự đoán trước các lệnh sắp được thực thi. Tất cả các
lệnh sẽ được thực hiện trong một chu kỳ máy, ngoại trừ các lệnh làm thay đổi
luồng của chương trình hoặc các bảng lệnh.
DsPIC33 có hai tập lênh riêng biệt dành cho MCU và DSP. Hai tập lệnh này
đều bao gồm nhiều chế độ địa chỉ và được tối ưu hóa hiệu năng của ngôn ngữ lập
trình C. Hầu hết các lệnh đều tương thích với việc đọc ghi bộ nhớ dữ liệu và
chương trình trong một chu kỳ máy.
1.4.1.2 Cách định địa chỉ dữ liệu
Khoảng không dữ liệu có thể được định địa chỉ bằng 32K words hoặc 64
kbyte và được chia làm hai khối X và Y. Mỗi khối đều có bộ phát địa chỉ (AGU)
độc lập. Các lệnh dành cho MCU hoạt động đơn nhất trên khối X và có thể truy
cập vào toàn bộ khoảng không dữ liệu. Các lệnh dành cho DSP thì hoạt động trên
cả hai khối và chia khoảng không dữ liệu thành hai phần.

15
Hơn 32 kbyte của khoảng không dữ liệu có thể ánh xạ cho bất kỳ 16 nghìn
từ của khoảng không chương trình bằng việc định nghĩa 8 bít trong thanh ghi
PSVPAG (Program Space Visibility Page). Tính năng ánh xạ khoảng không
chương trình sang khoảng không dữ liệu phục vụ cho việc truy cập khoảng không
chương trình nếu nó đã là dữ liệu.
1.4.1.3 Tổng quan về bộ xử lý tín hiệu số
Bộ xử lý tín hiệu số (DSP) cho phép thực hiện phép nhân 17 bít, 40 bít ALU,
hai bộ tích lũy 40 bít, hai bộ dịch hai hướng 40 bít. Bộ dịch này cũng cho phép dịch
sang trái hoặc phải nhiều hơn 16 bít trong một chu kỳ lệnh. Tập lệnh cho bộ DSP hoạt
động liền mạch với tất cả các lệnh khác để tối ưu hóa hiệu năng thời gian thực.
Các tính năng của bộ DSP được cấu hình bởi các bit trong thanh ghi
CORCON được liệt kê dưới đây:
- IF: Nhân DSP phân số, nguyên.
- US: Nhân DSP có dấu hoặc không dấu.
- RND: Biến đổi vòng.
- SATA
- SATB
- SATDW
1.4.2. Tổ chức bộ nhớ
1.4.2.1. Khoảng không địa chỉ chương trình
Bộ nhớ được định địa chỉ 24 bít. Các địa chỉ này được nạp vào thanh ghi PC
(Program counter) 23 bít trong quá trình thực thi chương trình. Các ứng dụng truy
cập vào vùng nhớ chương trình sẽ bị cấm trong dải từ 0x000000 đến 0x7FFFFF,
ngoại trừ lệnh cho phép truy cập các bít cấu hình và nhận diện chip
TBLRD/TBLWT.
Hình 1-5 mô tả cấu trúc của địa chỉ thanh ghi bộ đếm chương trình.
Hình 1-5: Tổ chức bộ nhớ chương trình

16
1.4.2.2 Khoảng không địa chỉ dữ liệu
Độ rộng bus dữ liệu là 16 bít. Khoảng không dữ liệu được truy cập bởi việc
sử dụng bộ AGU.
Để đọc các byte dữ liệu, CPU sẽ đọc cả một từ (word), sau đó sử dụng LSB
của thanh ghi EA để xác định byte cần đọc. Byte đó sẽ được thay thế LSB trên
đường dừ liệu. Việc ghi byte dữ liệu sẽ chỉ được viết vào mảng hoặc thanh ghi với
địa chỉ tương ứng.
Việc truy cập theo word phải được sắp thành hàng theo các địa chỉ chẵn.
Nếu dữ liệu không được sắp thành hàng thì bẫy lỗi sẽ được tạo ra và lệnh không
thể được hoàn thành.
Các thanh ghi chức năng đặc biệt được đặt từ địa chỉ 0x0000 đến 0x07FF,
các thanh ghi này được sử dụng để thiết lập ngoại vi và nhân CPU, phục vụ cho
việc điều khiển các hoạt động của vi điều khiển.
Nhân của dsPIC33 có hai vùng dữ liệu là X và Y. Hai vùng dữ liệu này có
thể được truy cập bởi bộ AGUs. Tính năng này cho phép đẩy hai từ đồng thời vào
RAM khi thực thi một lệnh giúp tăng hiệu năng của các thuật toán của bộ DSP như
FIR, FFT.
Sau vùng dữ liệu X,Y là vùng DMA RAM, vùng nhớ này có dung lượng hai
kbyte, nó có thể được truy cập đồng thời bời CPU và bộ điều khiển DMA.
Hình 1-6 mô tả chi tiết tổ chức bộ nhớ dữ liệu của dsPIC33.
Hình 1-6: Tổ chức bộ nhớ dữ liệu của dsPIC33

17
1.4.2.3 Ngăn xếp phần mềm
Con trỏ ngăn xếp luôn trỏ vào từ đầu tiên và tăng dần từ địa chỉ thấp đến địa
chỉ cao.
Hình dưới mô tả giá trị của thanh ghi PC trong mỗi lần sử dụng lệnh CALL,
MSB của thanh ghi PC luôn là không trước mỗi thao tác đẩy dữ liệu vào ngăn xếp.
Hình 1-7: Cơ chế lệnh gọi ngăn xếp
1.4.2.4 Cấu hình dao động của dsPIC33
Bộ dao động của dsPIC33 bao gồm những tính năng sau:
- Có hỗ trợ dao động nội hoặc lấy nguồn dao động từ bên ngoài.
- Tần số dao động nội sử dụng vòng bám pha.
- Bộ dao động FRC nội sử dụng vòng bám pha, cho phép hệ thống chạy với
tốc độ tối đa mà không cần phần cứng phát dao động ở bên ngoài.
- Có khả năng chuyển đổi giữa các nguồn dao động.
- Chế độ tiết kiệm điện cho phép lập trình lại thang chia tỉ lệ dao động hệ
thống.
- Giám sát và phát hiện lỗi dao động chủ.
- Thanh ghi điều khiển dao động OSCCON.
- Hỗ trợ bộ dao động thạch anh phụ cho khối chuyển đổi tín hiệu số sang
tương tự.

18
Hình 1-8: Hệ thống tạo dao động cho dsPIC33
dsPIC33 cung cấp bẩy lựa chọn dao động hệ thống:
- Bộ dao động RC nhanh (FRC).
- FRC với bộ bám pha.
- Dao động chủ (XT, HS, EC).
- Dao động chủ với bộ bám pha.
- Dao động phụ (LP).
- Dao động RC công suất thấp.
- Dao động FRC với thang chia tỷ lệ.
Bằng cách thiết lập các bít trong thanh ghi cấu hình FNOSC<2:0> và
FOSCSEL<2:0>, POSCMD<1:0>, người dùng có thể chọn các chế độ đồng hồ hệ
thống phù hợp với từng ứng dụng cụ thể.
Thông thường, sau khi xuất xưởng, các chip dsPIC33 được đặt ở chế độ sử
dụng FRC. Chế độ này, tần số là 7,37 MHz.
Bộ dao động chủ có thể sử dụng một trong các nguồn dao động sau:
- XT: Bộ cộng hưởng thạch anh trong dải từ 3 MHz đến 10 MHz.
- HS: Thạch anh trong dải từ 10 MHz đến 40 MHz.
- EC: Sử dụng tín hiệu dao động ngoại nối vào chân OSC của vi điều khiển.

19
Bộ dao động phụ (LP) và bộ dao động tiêu thụ công suất thấp (LPRC) đều
sử dụng thạch anh 32,768 kHz.
Các thanh ghi chính được sử dụng để cấu hình dao động cho dsPIC bao gồm:
OSCCON: Oscillator control register
Trong đó:
COSC: Current oscillator selection bit - Các bít này chỉ đọc, các bít này thể
hiện dao động hiện tại của hệ thống là loại dao động nào.
+ 000: Bộ dao động RC nhanh (FRC).
+ 001: FRC với bộ bám pha.
+ 010: Dao động chủ (XT, HS, EC).
+ 011: Dao động chủ với bộ bám pha.
+ 100: Dao động phụ (LP).
+ 101: Dao động RC công suất thấp.
+ 110: Dao động FRC với thang chia tỷ lệ 16.
+ 111: Dao động FRC với thang chia tỷ lệ n.
NOSC: New oscillator selection bit – Người dùng thiết lập các bít này khi
chọn chế độ dao động mới cho hệ thống.
CLKLOCK: Clock lock enable bit - Bít này bằng một để cho phép chuyển
xung đồng hồ, bằng 0 thì không cho phép.
IOLOCK: Peripheral pin select lock bit - Nếu bít này bằng một thì các chân
ngoại vi bị khóa và ngược lại.
LOCK: PLL lock status bit – Bit này chỉ thị vòng bám pha bị khóa nếu
bằng 1 và không khóa nếu bằng 0.
CF: Clock Fail Detect bit – Nếu phát hiện lỗi đồng hồ hệ thống thì bít này sẽ
được thiết lập là 1.
LPOSCEN: Secondary Oscillator Enable bit – Cho phép sử dụng bộ dao
động phụ.
OSWEN: Oscillator Switch Enable bit – Cho phép chuyển bộ dao động. Bít
này được đặt là một để chuyển sang bộ dao động đã được thiết lập bằng các bít
NOSC.

20
CLKDIV: Clock divisor register
DOZE: Processor clock reduction select bit - Thang chia tần số Fcy
+ 000 = Fcy/1
+ 001 = Fcy/2
+ 010 = Fcy/4
+ 011 = Fcy/8 (Chế độ mặc định)
+ 100 = Fcy/16
+ 101 = Fcy/32
+ 110 = Fcy/64
+ 111 = Fcy/128
DOZEN: DOZE mode enable bit. Các bít này được điều chỉnh tỷ lệ dao
động của ngoại vi và dao động của khối xử lý trung tâm.
FRCDIV: Internal fast RC oscillator Postscaler bit. Các bít này giúp chia
dao động FRC.
+ 000 = FRC/1 (mặc định)
+ 001 = FRC/2
+ 010 = FRC/4
+ 011 = FRC/8
+ 100 = FRC/16
+ 101 = FRC/32
+ 110 = FRC/64
+ 111 = FRC/128
PLLPOST: PLL VCO output divider select bit- Bit chia dao động lối ra của
bộ PLL.
+ 00 = Chia 2
+ 01 = Chia 4
+ 11 = Chia 8
Ví dụ việc cấu hình cho hệ thống chạy với tốc độ 40 Mbps sử dụng thạch
anh ngoài 10 MHz.
Dựa vào hai công thức:
Fosc = Fin x (M/N1/N2) Formatted: French (France)
Fosc = Fcy/2

21
Trong đó:
+ Fosc là tần số lấy ra được sau bộ PLL
+ Fin: Tần số của thạch anh ngoài
+ N1: Thang chia tần của bộ PLLPRE
+ M: Thang chia tần của bộ VCO
+ N2: Thang chia tần của bộ PLLPOST
+ Fcy: Tốc độ hoạt động của hệ thống
Ta có:
+ PLLPRE<4:0> = 0, thì N1 = 2
=> Sau bộ PLLPRE tần số sẽ là 10/2 = 5 MHz.
+ Nếu PLLDIV<8:0> = 0x1E thì M = 32.
+ Tần số sau bộ VCO là 5x32 = 160 MHz.
+ PLLPOST<1:0> = 0 thì N2 = 2 => Fosc = 160/2 = 80
MHz. Tốc độ của dsPIC33 lúc này là Fcy = 80/2 = 40 Mbps.
Hình 1-9: Biểu đồ khối PLL
1.4.3 Các cổng vào ra
Tất cả các chân của VĐK (ngoại trừ VDD, VSS, MCLR, OSC/CLKI) đều
có thể được cấu hình là các chân vào ra của ngoại vi hoặc là các chân của cổng
song song.
Cổng song song
Sơ đồ nguyên lý của một chân vào ra thông thường của dsPIC33 được mô tả
như hình 1-10.
Bộ đệm dữ liệu lối ra của ngoại vi và tín hiệu điều khiển được lựa chọn bởi
hai bộ hợp kênh. Các bộ hợp kênh này sẽ quyết định chân đó là chân vào ra của
ngoại vi hay chỉ là chân vào ra thường được điều khiển bởi cổng song song.
Khi một chân được thiết lập là lối vào ra của một ngoại vi, chân đó chỉ có
chức năng nhận tín hiệu và không thể điều khiển nó như là một chân dữ liệu ra.
Một chân của cổng song song bất kỳ được điều khiển bởi 3 thanh ghi:
Formatted: French (France)

22
- TRISx: Thanh ghi này quyết định hướng vào ra của một chân. Với x tương
ứng là tên cổng các cổng của dsPIC33, ví dụ: TRISA, TRISB, TRISC v. v... Khi
các bít của thanh ghi này là một thì các chân tương ứng với từng bít là chân vào và
ngược lại.
- LATx: Dùng để đặt giá trị cho một chân khi nó là lối ra.
- PORTx: Dùng để đọc giá trị của cổng song song.
Ví dụ, khi người dùng muốn đặt giá trị của chân thứ nhất cổng A có giá trị
là mức logic cao:
_TRISA1 = 0; //Đặt hướng của chân thứ nhất cổng A là chân lối ra số.
_LATA1 = 1; //Đặt giá trị chân thứ nhất của cổng A là mức cao.
Hình 1-10: Cấu tạo một cổng vào ra của dsPIC33
Các chân đều được thiết kế kiểu cực góp hở, có khả năng tương thích với
mức điện áp cao hơn điện áp nguồn bởi việc gắn thêm một trở treo bên ngoài.
Các chân tín hiệu tương tự
Thanh ghi AD1PCFGL và TRISx sẽ điều khiển các chân nhận tín hiệu tương
tự. Ở chế độ mặc định, AD1PCFGL = 0x0000 và các chân vào ra có ký hiệu ANx
sẽ là chân nhận tín hiệu tương tự.
Các chân CNx hỗ trợ chức năng phát hiện sự thay đổi trạng thái do tác động
của bên ngoài khi VĐK chạy trong chế độ ngủ. Có bốn thanh ghi quản lý chức
năng này. Trong đó, CNEN1và CNEN2 là hai thanh ghi quản lý ngắt, khi xuất hiện
sự kiện thay đổi trạng thái ở các chân tương ứng.

23
Cách chọn chân tương ứng với ngoại vi
DsPIC33 hỗ trợ chức năng cho phép chọn lựa các chân cho từng ngoại vi.
dsPIC33FJ128MC804 có 26 chân ký hiệu RPn thực hiện chức năng này. Các chân
được nối vào một bộ hợp kênh trước khi nối với bộ nhận tín hiệu của ngoại vi nào đó.
Hình 1-11 mô tả bộ hợp kênh lối vào bộ nhận của khối truyền thông nối tiếp
bất đồng bộ vạn năng.
Hình 1-11: Bộ hợp kênh lối vào cho các ngoại vi
Có 5 bít trong thanh ghi RPINRx được sử dụng cho việc cấu hình các chân
lối vào của ngoại vi. Tên các thanh ghi tương ứng với từng ngoại vi được liệt kê
trong bảng 1-2.
Ví dụ: Việc cấu hình chân RX cho bộ UART1
Thanh ghi điều khiện bộ nhận của UART1 là thanh ghi RPINR18 với năm
bít U1RXR<4:0>. Giả sử, muốn cho chân RX của bộ nhận UART1 là chân RP10
thì:
RPINR18 = 0x0A
Tương tự như RPINRx, thanh ghi RPORx cũng gồm năm bít để xác định
các chân ra cho từng bộ ngoại vi.
Ví dụ: Muốn cấu hình chân TX của bộ UART1 là chân RP11 ta có:
RP11 được quản lý bởi thanh ghi RPOR5. Ta chỉ cần gán năm bít đầu của
thanh ghi RPOR5 bằng giá trị của ngoại vi tương ứng được mô tả trong bảng 1-3.
Như vậy ta có: Formatted: French (France)
RPOR5 = 0x05

24
Bảng 1-2: Ngoại vi và các thanh ghi cấu hình lối vào tương ứng
Do khả năng thay đổi chân vào ra của ngoại vi linh hoạt, nên các chân này
cũng có thể bị thay đổi trong quá trình hoạt động của vi điều khiển. Để ngăn chặn
việc này, nhà sản xuất chip đã tích hợp thêm ba tính năng:
- Điều khiển chuỗi khóa thanh ghi bằng bít IOLOCK trong thanh OSCCON.
- Giám sát trạng thái liên tục. Bất kỳ việc thay đổi hoặc ghi trực tiếp vào
thanh ghi RPINRx và RPORx không mong đợi đều phát ra tín hiệu reset toàn bộ
hệ thống.
- Bít cấu hình khóa chân vi điều khiển. Sử dụng một bít IOL1WAY để xác
định việc cho phép ghi trực tiếp bít IOLOCK sau khi bít này đã được đặt.

25
Bảng 1-3: Ngoại vi và các bít cấu hình lối ra tương ứng
1.4.4 Các module giao tiếp
1.4.4.1 UART
UART của dsPIC có những đặc điểm chính sau:
- Hệ thống truyền thông bất đồng bộ hai chiều có hỗ trợ điều khiển luồng
bằng phần cứng.
- Có lựa chọn kiểm tra bít chẵn lẻ.
- Một hoặc hai bít dừng.
- Điều khiển luồng sử dụng hai chân UxCTS và UxRTS.
- Tốc độ từ 38 bps đến 10 Mbps khi xung hệ thống đạt 40 MIPS.
- Hỗ trợ bộ FIFO cho bộ đệm nhận và bộ đệm truyền với độ rộng 4 Byte.
- Phát hiện tràn và lỗi khung truyền.
- Hỗ trợ ký tự đặc biệt để đồng bộ và ngắt.
Sơ đồ phần cứng cơ bản của bộ UART gồm:
- Bộ phát Baud rate.
- Bộ phát bất đồng bộ.
- Bộ nhận bất đồng bộ.

26
Hình 1-12: Sơ đồ khối của bộ UART
Các thanh ghi liên quan:
UxMODE: Dùng để cấu hình các đặc trưng của bộ UART
- UARTEN: Cho phép sử dụng bộ UART khi bít này bằng 1, không cho phép
khi bằng không.
- UEN:
+ 11: Các chân UxTX, UxRX, BCLK được cho phép và sử dụng. UxCTS
được điều khiển bởi thanh ghi chốt cổng.
+ 10: UxTX, UxRX, UxCTS, UxRTS được cho phép và được sử dụng.
+ 01: UxTX, UxRX và UxRTS được sử dụng, UxCTS được điều khiển bởi
thanh ghi chốt cổng.
+ 00: UxTX, UxRX được sử dụng, UxRTS và UxCTS được điều khiển bởi
thanh ghi chốt cổng.
- BRGH:
+ 1 : bộ BRG phát 4 xung trong một chu kỳ bít.
+ 0: bộ BRG phát 16 xung trong một chu kỳ bít.
- PDSEL:
+ 11: 9 bit dữ liệu, không kiểm tra chẵn lẻ.
+ 10: 8 bít dữ liệu, kiểm tra lẻ.
+ 01: 8 bít dữ liệu, kiểm tra chẵn.
+ 00: 8 bít dữ liệu, không kiểm tra chẵn lẻ.

27
- STSEL:
+ 1: Hai bít dừng.
+ 0: Một bít dừng.
UxSTA: Thông báo các trạng thái
- UTXISEL
+ 11: Không sử dụng.
+ 10: Ngắt khi có một ký tự được gửi đến thanh ghi dịch, sau đó bộ đệm
phát trở nên rỗng.
+ 01: Ngắt khi ký tự cuối cùng được truyền đi khỏi thanh ghi, tất cả hoạt
động truyền được hoàn thành.
+ 00: Ngắt khi có ít nhất một ký tự được gửi đến thanh ghi dịch.
- UTXEN
+ 1: Cho phép truyền dữ liệu.
+ 0: Không cho phép truyền dữ liệu.
- UTXBF
+ 1: Bộ đệm truyền bị đầy.
+ 0: Bộ đềm truyền chưa đầy và có ít nhất một ký tự trong bộ đệm.
- URXISEL
+ 11: Ngắt khi bộ đệm nhận đầy.
+ 10: Ngắt bộ đệm nhận có 3 ký tự.
+ 0x: Ngắt khi có bất kỳ ký tự nào vào bộ đệm.
- PERR: Báo lỗi kiểm tra chẵn lẻ.
- FERR: Báo lỗi khung truyền.
- OERR: Báo lỗi tràn dữ liệu bộ đệm nhận.
- URXDA:
+ 1: Bộ đệm nhận có dữ liệu, có ít nhất một ký tự có thể đọc.
+ 0: Bộ đệm nhận rỗng.
1.4.4.2 SPI
SPI được sử dụng rộng rãi trong việc truyền thông với các ngoại vi và vi điều
khiển. Cụ thể là trong đề tài này, vi điều khiển giao tiếp với thẻ nhớ và chip
ADE7753 thông qua giao thức SPI.
Khối SPI sử dụng 4 chân:
- SDIx: dữ liệu vào nối tiếp.

28
- SDOx: dữ liệu ra nối tiếp.
- SCKx: chân phát xung.
- SSx: chân chọn slave được kích hoạt mức thấp.
Nguyên tắc hoạt động cơ bản
Dữ liệu truyền đi được nạp vào thanh ghi bộ đệm chung SPIxBUF, sau đó
được chuyển đến bộ đệm truyền, từ bộ đệm truyền dữ liệu được chuyển đến thanh
ghi dịch. Sau đó được truyền đi nối tiếp bằng cách dịch từng bít của thanh ghi
SPIxSR.
Dữ liệu nhận cũng được dịch dần vào thanh ghi dịch, sau đó sẽ được truyền
đến bộ đệm nhận. Khi bộ đệm nhận đầy, sẽ có một ngắt phát ra yêu cầu đọc bộ
đệm nhận. Dữ liệu được chuyển xuống bộ đệm chung và được xử lý tiếp.
Tốc độ của SPI trích ra từ Fcy và được quyết định bởi đặt hai bộ chia trước
theo tỷ lệ xác định.
Hình 1-13: Sơ đồ khối của bộ SPI
Các thanh ghi liên quan:
SPIxSTAT: Thanh ghi trạng thái và điều khiển

29
- SPIEN:
+ 1: Cho phép SPIx hoạt động.
+ 0: Không cho phép SPIx hoạt động.
- SPITBF
+ 1: SPIxTXB bị đầy, dữ liệu chưa được truyền đi.
+ 0: Việc truyền dữ liệu bắt đầu, SPIxTBF rỗng.
- SPIRBF
+ 1: Bộ nhận đầy.
+ 0: Bộ nhận rỗng.
SPIxCON1: Thanh ghi điều khiển 1
- DISSCK:
+ 1: Không cho phép sử dụng chân SCK.
+ 0: Cho phép sử dụng chân SCK.
- DISSDO:
+ 1: Không cho phép sử dụng chân SDO.
+ 0: Cho phép sử dụng chân SDO.
- MODE16:
+ 1: Truyền thông với bộ đệm 16 bít.
+ 0: Truyền thông với bộ đệm 8 bít.
- SMP:
Chế độ chủ (master mode):
+ 1: Dữ liệu vào được lấy ở cuối luồng dữ liệu ra.
+ 0: Dữ liệu vào được lấy ở giữa luồng dữ liệu
ra. Chế độ tớ (slave mode)
+ Bít này phải được xóa trước khi sử dụng chế độ tớ.
- CKE:

30
+ 1: Chuỗi dữ liệu ra nối tiếp được chuyển đi từ trạng thái hoạt động sang
trạng thái nghỉ.
+ 0: Chuỗi dữ liệu ra nối tiếp được chuyển đi từ trạng thái nghỉ sang trạng
thái hoạt động.
- SSEN:
Bít này chỉ được sử dụng ở trong chế độ tớ, nó cho phép sử dụng chân SS
hay không.
- MSTEN:
+ 1: VĐK hoạt động ở chế độ chủ.
+ 0: VĐK hoạt động ở chế độ tớ.
- SPRE: Cấu hình bộ chia tốc độ thứ cấp.
+ 111: Tỷ lệ 1:1
+ 110: Tỷ lệ 2:1
…
+ 000: Tỷ lệ 8:1
- PPRE: Cấu hình bộ chia chính:
+ 11: Tỷ lệ 1:1
+ 10: Tỷ lệ 4:1
+ 01: Tỷ lệ 16:1
+ 00: Tỷ lệ 64:1
SPIxCON2: Thanh ghi điều khiển 2
- FRMEN:
+ 1: Cho phép hỗ trợ khung SPIx.
+ 0: Không cho phép hỗ trợ khung SPIx.
- SPIFSD
+ 1: Xung đồng bộ vào.
+ 0: Xung đồng bộ ra.
- FRMPOL
+ 1: Xung đồng bộ kích hoạt mức cao.
+ 0: Xung đồng bộ kích hoạt mức thấp.

31
CHƯƠNG II: MODEM SIM900 VÀ SMS/GPRS
Phần cứng của đề tài sử dụng MODEM SIM900 để kết nối vào mạng GSM.
Vi điều khiển trung tâm giao tiếp với SIM900 thông qua cổng truyền thông nối
tiếp để điều khiển toàn bộ hoạt động của khối này [7].
2.1 Giới thiệu đặc điểm của Modem GSM
Hình 2-1: Modem GSM/GPRS SIM900
2.1.1 Thông số, đặc tính kỹ thuật của SIM 900
Các thông số nguồn nuôi:
- Điện áp hỗ trợ: 3,4 V đến 4,5 V.
- Chế độ tiết kiệm điện tiêu thụ 1,5 mA.
Hỗ trợ 4 băng tần GSM850/EGSM 900, DCS 1800, PCS 1900. Các tần số này được
thiết lập bởi tập lệnh AT.
Công suất phát:
- 2 W ở băng GSM850 và EGSM 900.
- 1 W ở DCS 1800 và PCS 1900.
Kết nối GPRS:
- Mặc định ở chế độ đa khe GPRS lớp 10.
- Hỗ trợ chế độ đa khe GPRS lớp 8.
Dải nhiệt độ hoạt động: -30 o
C đến 80 o
C.
Dữ liệu GPRS:
- Tốc độ tối đa đường dữ liệu xuống là 85,6 kbps.
- Tốc độ tối đa đường dữ liệu lên là 42,8 kbps.
- Khung mã hóa: CS-1, CS-2, CS-3 và CS-4.
- Hỗ trợ giao thức PAP (Password Authentication Protocol).
- Tích hợp giao thức TCP/IP.
- Hỗ trợ PBCCH (Packet Switched Broadcast Control Channel).
- Tốc độ truyền dữ liệu từ 2,4 kbps đến 14,4 kbps.
SMS
- Hỗ trợ cả dạng text và PDU.

32
- Tin nhắn được lưu ở thẻ
SIM. Âm thanh:
- Có các chế độ mã hóa giọng nói ETS 06.20, ETS 06.10.
- Không có tiếng vọng.
- Có khả năng chống ồn.
Cổng giao tiếp nối tiếp và gỡ rối.
- Tốc độ hỗ trợ từ 1,2 kbps đến 11,52 kbps.
Sử dụng tập lệnh AT để giao tiếp với các ngoại vi khác.
Hỗ trợ bắt tay phần cứng và điều khiển luồng.
Cổng gỡ rối có cũng cho phép cập nhật firmware.
Hỗ trợ đồng hồ thời gian thực.
Kích thước vật lý: 24 mm x 24 mm x 3 mm.
Trọng lượng: 3,4 gram.
Hỗ trợ giao tiếp với SIM ở hai mức điện áp 1,8 V và 3,3 V.
2.1.2. Sơ đồ chức năng của SIM900
Hình 2-2: SIM900 và sơ đồ chức năng

33
Hình 2-2 mô tả các khối chức năng chính của SIM 900 bao gồm:
- Bộ xử lý băng cơ sở GSM.
- Flash và SRAM.
- Bộ xử lý tần số vô tuyến.
- Khối giao tiếp với anten.
- Các khối khác: giao tiếp nối tiếp, giao tiếp hiển thị LCD, giao tiếp bàn
phím, âm thanh.
Sơ đồ chân và hình dạng vật lý của SIM900 được mô tả như hình 2-3.
Hình 2-3: Bố trí chân của SIM900
Bảng dưới mô tả chi tiết chức năng các chân của SIM900.
Bảng 2-1: Bảng đặc điểm, chức năng các chân của SIM900
Tên chân Vào/Ra Mô tả
Đặc trưng
Chú ý
điện một chiều
Các chân nguồn
VBAT Vào Chân này được nối vào Vmax = 4,5V
nguồn điện một chiều từ Vmin = 3,4V
3,4V đến 4,5V, nguồn điện Vnorm = 4V
này phải chịu được dòng tiêu
thụ lên tới 2A khi SIM900
thực hiện khởi tạo kết nối với
mạng GSM.
VRTC Vào/Ra Cấp nguồn cho bộ RTC khi Vmax = 3,15V Phải cho
mất nguồn nuôi hệ thống Vmin = 2,0V phép sử
Vnorm= 3V dụng chức
Iout = 300uA năng RTC
Iin = 2uA
VDD_EXT Ra Hỗ trợ xuất ra điện áp 2,8V Vmax = 3,15V Không sử
Vmin = 2,0V dụng thì để

34
Vnorm= 3V ở trạng thái
Iout max = 10mA hở
GND Vào Chân nối đất
Tắt /bật nguồn
PWRKEY Vào Chân này được kéo xuống VIL= 0V Chân này
mức thấp khi tắt hoặc khởi phải được
động hệ thống =>0,15*VDD_EXT đặt ở mức
VIH=0,85*VDD_E cao trước
XT khi tác
=> VDD_EXT động
PWRKEY_OUT Ra Kết nối chân PWRKEY và
chân PWRKEY_OUT sẽ cho
phép bật nguồn hoặc tắt
nguồn của SIM900.
Giao diện âm thanh
MIC_P, MIC_N Vào Lối vào microphone
SPK_P,SPK_N Ra Lối ra loa
LINEIN_R, Vào
LINEIN_L
Các chân vào ra chung
STATUS Ra Chỉ thị trạng thái hoạt động VIL= 0V
=0,15*VDD_EXT
NETLIGHT Ra Chị thị trạng thái mạng
VIH=0,85*VDD_E
DISP_DATA Vào/Ra Giao tiếp hiển thị LCD
XT
DISP_CLK Ra
=> VDD_EXT
DISP_CS Ra
DISP_D/C Ra
VOL= 0V=>0,1V
SCL Ra Giao tiếp truyền thông nối
tiếp I2C VOH=VDD_EXT –
SDA Vào/ Ra
0,1
KBR0-KBR4 Ra Giao tiếp bàn phím
=> VDD_EXT
KBC0-KBC4 Vào
Cổng nối tiếp
RXD Vào Nhận dữ liệu VIL= 0V
TXD Ra Truyền dữ liệu
=>0,15*VDD_EXT
RTS Yêu cầu truyền
VIH=0,85*VDD_E
CTS Ra Xóa để truyền
XT
RI Ra Chỉ thị chuông báo
=> VDD_EXT
DSR Ra Báo dữ liệu sẵn sàng
DCD Ra Phát hiện tín hiệu sóng mang
VOL= 0V=>0,1V
DTR Vào Dùng để ngắt kết nối
VOH=VDD_EXT –
0,1
=> VDD_EXT
Giao diện gỡ rối qua cổng nối tiếp
DBG_TXD Ra Giúp gỡ rối và nâng cấp Tương tự cổng nối

35
DBG_RXD Vào Firmware cho SIM900 tiếp
Giao tiếp với SIM card
SIM_VDD Vào Cấp nguồn cho SIM card 1,8V hoặc 3,0V Chiều dài
tối đa của
SIM_DATA Vào/Ra Chân giao tiếp dữ liệu của VIL= 0V
SIM =>0,15*SIM_VDD dây nối đến
VIH=0,85*SIM_V chân này là
SIM_CLK Ra Chân xung nhịp
DD 20 cm
SIM_RST Ra Chân khởi động lại SIM
=> SIM_VDD
SIM_PRESENCE Vào Chân phát hiện SIM card
VOL= 0V=>0,1V
VOH=SIM_VDD–
0,1
=> SIM_VDD
Bộ chuyển đổi tương tự sang số
ADC Vào Chân nhận tín hiệu tương tự 0 =>3V
Các chân hỗ trợ khởi động lại từ bên ngoài
NRESET Vào Chân hỗ trợ khởi động VIL= 0V
SIM900 từ bên ngoài
=>0,15*VDD_EXT
VIH=0,85*VDD_E
XT
=> VDD_EXT
Bộ điều chế độ rộng xung
PWM1 Ra Chân cung cấp tín hiệu được VOL= 0V=>0,1V
điều chế độ rộng xung VOH=VDD_EXT –
PWM2 Ra
0,1
=> VDD_EXT
2.1.3 Các chế độ hoạt động của SIM900
SIM900 có ba chế độ hoạt động chính được miêu tả bằng bảng dưới đây:
Bảng 2-2: Các chế độ hoạt động của SIM900
Chế độ Chức năng
Chế độ thường GSM/GPRS Chân DTR được đặt ở mức cao, SIM900
(NORMAL MODE) SLEEP chuyển sang trạng thái SLEEP. Lúc này,
dòng tiêu thụ của nó là thấp nhất và vẫn
cho phép nhận SMS.
GSM IDLE SIM900 sẵn sàng nhận và gửi dữ liệu từ
mạng GSM.
GSM TALK SIM900 đang kết nối với các thành phần
khác của mạng GSM.
GPRS STANDBY SIM900 sẵn sàng truyền nhận dữ liệu
GPRS.
GPRS DATA SIM900 đang trong quá trình truyền nhận
dữ liệu GPRS
Chế độ tắt nguồn Gửi lệnh AT+CPDOWN = 1 hoặc dùng chân PWRKEY để tắt

36
(POWER DOWN) nguồn của hệ thống. Nguồn nuôi RTC vẫn hoạt động. VBAT
vẫn được kết nối
Chế độ chức năng tối thiểu Gửi lệnh AT+CFUN để chuyển trạng thái của hệ thống sang chế
(MINIMUM FUNC MODE) độ này. Khối cao tần không hoạt động, không thể truy cập vào
thẻ SIM nhưng vẫn có thể truyền thông với SIM900 thông qua
cổng nối tiếp.
Quá trình khởi động và chuyển trạng thái đơn giản của SIM 900 được mô tả
như sau:
Sau khi cấp nguồn cho SIM900, chân PWRKEY được đặt ở mức cao, SIM900
khởi động tự động và chuyển sang chế độ thường.Trong một số trường hợp cần tắt hệ
thống để khởi động lại, phần mềm gửi lệnh “AT+CPDOWN” hoặc điều khiển chân
PWRKEY xuống mức thấp trong vòng hai giây. SIM900 chuyển sang chế độ POWER
DOWN. Trong chế độ này, chúng ta chỉ có thể bật tắt nguồn hoặc giữ PWRKEY ở
mức thấp trong 2s để đưa hệ thống trở về chế độ hoạt động thường.
POWER
DOWN
PWRKEY = 0
Trong 2s
AT+CPDOWN
NORMAL
MODE
AT+CFUN =0
MINIMUM
FUNCTION
MODE
PWRKEY = 0
Trong 2s
AT+CFUN =1
Hình 2-4: Sơ đồ quá trình chuyển trạng thái hoạt động của
SIM900 2.2 Giới thiệu sơ lược về SMS, GPRS
Thiết bị sử dụng SMS để gửi dữ liệu về máy chủ thông qua mạng viễn thông.
Phần này sẽ mô tả chi tiết các đặc điểm của dịch vụ SMS [2].
2.2.1 SMS là gì?
SMS là dịch vụ gửi và nhận các tin nhắn ngắn từ điện thoại di động.
2.2.1.1 Lịch sử phát triển
Ý tưởng về việc bổ sung thêm dịch vụ nhắn tin văn bản cho điện thoại di
động đã được manh nha ở nhiều nhà cung cấp dịch vụ di động từ đầu những năm
1980. Các chuyên gia đã đóng góp ý kiến bàn luận cho các dịch vụ GSM.
Hầu hết những ý tưởng về SMS là cung cấp một phương tiện nhắc nhở cho
người dùng. Ưu điểm của SMS chính là ở từ “ngắn”. Ý tưởng chủ đạo của SMS là sử
dụng hệ thống đã được tối ưu hóa cho vẫn đề đàm thoại (GSM) để truyền tin, tín

37
hiệu điều khiển dữ liệu thoại trong khoảng thời gian không có tín hiệu. Như vậy,
hệ thống có thể truyền thông tin mà không làm tăng chi phí. Điều này cũng kèm
theo việc phải giới hạn độ dài của tin nhắn ở 128 byte (sau này được tăng lên 140
byte, hoặc 160 ký tự với 7bit/1 ký tự còn với các chữ cái kiểu Ả rập, Trung Quốc
hay tiếng Việt thì chỉ chứa được tối đa 70 từ).
Khoảng tháng hai năm 1985, sau khi đã bàn bạc trong nhóm WP3 thuộc
GSM, đứng đầu là J. Audestad, SMS đã được cân nhắc để trở thành một dịch vụ
của GSM trong hệ thống di động kỹ thuật số mới. Trong tài liệu “Dịch vụ và các
thiết bị hỗ trợ trong hệ thống GSM”, cả dịch vụ di động và dịch vụ nhắn tin ngắn
đều có mặt trong danh mục dịch vụ.
Việc thảo luận về các dịch vụ GSM cuối cùng đã được kết luận trong văn
bản GSM 02.03 “Các dịch vụ từ xa được hỗ trợ bởi GSM PLMN”. Dưới đây là
những mô tả sơ lược về 3 dịch vụ được đề cập đến:
- Short message Mobile Terminated (SMS-MT)/ Point-to-Point cung
cấp cho hệ thống khả năng chuyển một tin nhắn tới một điện thoại di động. Tin
nhắn có thể được gửi từ một thiết bị di động khác hộ trợ SMS hoặc một phần mềm
ứng dụng.
- Short message Mobile Originated (SMS-MO)/ Point-to-Point cung cấp
cho hệ thống khả năng chuyển một tin nhắn gửi đi từ một điện thoại di dộng. Tin
nhắn có thể gửi tới một điện thoại di động hoặc một phần mềm ứng dụng.
- Short message Cell Broadcast: gửi tin nhắn quảng bá từ một điện thoại
đến nhiều điện thoại di động khác.
Vấn đề này đã được bàn giao cho một bộ phận khác của GSM là IDEG
(Implementation of Data and Telematic Services Experts Group – Bộ phận triển khai
Dữ liệu và Nhóm các chuyên gia về dịch vụ từ xa). Sau đó, bộ phận này đã đưa ra các
tài liệu liên quan vào tháng 5 năm 1985, dưới sự phụ trách của Friedhelm Hillebrand.
Chuẩn công nghệ được biết đến ngày nay đã được phát triển bởi IDEG (sau này là
WP4) là GSM 03.04 (hai dịch vụ gửi tin nhắn point-to-point) và GSM
03.41 (cell broadcast).
Chuẩn MAP (Mobile Application Part) cho giao thức SS7 bao gồm việc hỗ trợ
chuyển tin nhắn qua hệ thống lõi (Core Network) ngay từ đầu. MAP giai đoạn hai mở
rộng tới hỗ trợ cho tin nhắn SMS, bằng việc giới thiệu một mã điều khiển riêng cho
việc chuyển tin nhắn Mobile Terminated Short Message. Sau giai đoạn 2, không còn
thay đổi nào đối với các gói điều khiển dịch vụ nhắn tin trong chuẩn MAP, mặc dù các
gói điều khiển khác thì đã được phát triển để hỗ trợ cho CAMEL
SMS.

38
Mặc dù SMS ban đầu được phát triển trong các dịch vụ của mạng GSM,
nhưng đến nay nó đã trở nên phổ cập với tất cả các hệ thống khác, bao gồm cả
mạng 3G. Tuy nhiên, không phải hệ thống tin nhắn nào cũng sử dụng SMS và một
số hình thức thay thế đáng lưu ý có thể kể đến SkyMail của J-Phone và Short Mail
của NTT Docomo. Tin nhắn thư điện tử gửi từ điện thoại được sử dụng khá phổ
biến với chức năng i-mode của NTT Docomo và điện thoại BlackBerry của RIM
cũng sử dụng giao thức của thư điện tử như SMTP thông qua cổng TCP/IP.
2.2.1.2 Ưu điểm của việc sử dụng SMS
So với các phương thức liên lạc khác: nó là phương thức nhanh nhất nếu
tính trên việc chuyển tải thông tin thực tế và ngay lập tức, chẳng hạn một người
không thể nhận cuộc gọi vì đang nằm ngoài vùng phủ sóng, đang bận với cuộc gọi
khác hoặc tắt máy…, thì tin nhắn gửi đến sẽ là cách thức liên lạc nhanh nhất. Thực
tế thì SMS có thể chậm hơn một số giây so với cuộc gọi trực tiếp hay gửi thư điện
tử nhưng nó là cách liên lạc tốt nhất, nhanh hơn so với các hình thức liên lạc khác
phải diễn ra trong vài giờ hoặc thậm chí vài ngày. Một tin nhắn trung bình được
đọc trong vòng 30 phút, trong khi với thư điện tử là 48 giờ.
Có thể gửi tin nhắn ở bất kỳ đâu, bất kỳ thời điểm nào. Người nhận không
nhất thiết phải đọc hoặc hồi đáp SMS ngay lập tức. Việc gửi và nhận tin nhắn thì
không có ồn như thoại.
2.2.2 Những lý do để xây dựng những ứng dụng không dây dựa trên nền SMS
Nhắn tin SMS được 100% các máy di dộng GSM hỗ trợ. Vì vậy, nếu phát
triển những ứng dụng trên nền SMS thì sẽ có một số lượng lớn người dùng có thể
sử dụng nó một cách dễ dàng.
Bên cạch việc truyền dữ liệu dạng văn bản, SMS còn hỗ trợ truyền dữ liệu
dạng nhị phân, đó có thể là nhạc chuông, hình ảnh, hình ảnh động, vcard...
Thanh toán tiện lợi bằng phương pháp thanh toán ngược. Người dùng bất kỳ
muốn sử dụng dịch vụ, chỉ cần soạn một tin và họ phải trả tiền cho những tin hồi
đáp của nhà cung cấp dịch vụ.
2.2.3 Các khái niệm cơ bản trong nhắn tin SMS
Thời gian hiệu lực : Là khoảng thời gian mà tin nhắn của ban được lưu ở
trung tâm tin nhắn khi chưa gửi được do người nhận ở ngoài vùng phủ sóng hoặc
tắt máy. Sau khoảng thời gian này, nếu người vẫn không hòa mạng, thì tin nhắn sẽ
bị xóa khỏi trung tâm tin nhắn. Khoảng thời gian này được người dùng cấu hình
trong máy di động của mình.
Tin nhắn thông báo trạng thái: Giúp người dùng biết tin nhắn đã được
chuyển đi thành công hay thất bại.

39
Tin nhắn thông báo tiến trình: Tin nhắn sau khi rời máy di động đên trung
tâm tin nhắn, trung tâm tin nhắn sẽ gửi trả về cho thuê bao di dộng biết các lỗi ví
dụ như sai định dạng, sai trung tâm tin nhắn...
Tin nhắn thông báo phân phối: Thuê bao nhận được tin nhắn sẽ gửi bản tin
này lại cho trung tâm tin nhắn.
SMS center
Tin nhắn được thuê bao di động gửi đi sẽ đến trung tâm tin nhắn đầu tiên.
Tác dụng của nó là xử lý, định tuyến, định dạng tin nhắn. Tin nhắn sẽ được chuyển
qua nhiều trung tâm tin nhắn và cũng có thể được lưu trữ ở đây nếu không được
chuyển đến người nhận. Các nhà cung cấp dịch vụ di dộng khác nhau có thể sử
dụng chung các trung tâm tin nhắn.
SMS gateway
SMSC được xây dựng bởi các công ty khác nhau với các giao thức truyền
thông khác nhau. SMS gateway sẽ đóng vai trò kết nối giữa các SMSC khác nhau
Hình 2-5: Vai trò của SMS gateway
Giả sử bạn muốn phát triển một ứng dụng dựa trên nền SMS thì bạn phải gửi tin
nhắn lên SMSC, mà SMSC lại có nhiều giao thức khác nhau. Như vậy, tin nhắn của
bạn phải hỗ trợ nhiều giao thức, điều này dẫn đến tin nhắn của bạn rất phức tạp và mất
thời gian phát triển. Vấn đề này được giải quyết một cách dễ dàng khi bạn sử dụng
SMS gateway. Bạn kết nối vào SMS gateway bằng SMPP(short message peer to peer)
và CIMD(Computer Interface to Message Distribution). SMS gateway sẽ tự động điều
chỉnh cho phù hợp với các giao thức của các SMSC khác nhau.

40
Hình 2-6: Vai trò của SMS gateway
Ngoài ra, khi muốn gửi một tin nhắn văn bản thì chúng ta cũng có thể kết
nối máy tính với một điện thoại di động hoặc modem GSM, sau đó dùng tập lệnh
AT điều khiển modem GSM gửi và nhận tin nhắn. Khi đó ta chỉ cần kết nối máy
tính đến SMSC hoặc SMS gateway của nhà cung cấp dịch vụ di động. Sau đó gửi
và nhận tin nhắn dựa trên giao thức của SMSC/SMS gateway đó.
2.3 Tập lệnh AT
2.3.1 Giới thiệu về tập lệnh AT
Một tiêu chuẩn đối với phần mềm điều khiển modem do hãng Hayes
Microcomputer Products soạn thảo và được đưa ra lần đầu tiên dùng với modem
Smartmodems của công ty đó. Gọi là tập lệnh AT (viết tắt) của ATtention vì nhiều
lệnh trong đó được bắt đầu bằng chữ AT. Tập lệnh này được các modem loại
“tương thích với Hayes” mô phỏng theo một cách rộng rãi và thực tế đã trở thành
chuẩn đối với các modem của máy tính cá nhân [2].
Hình 2-7: Vị trí sử dụng tập lệnh AT trong hệ thống
Tập lệnh AT nguyên bản được chia làm 4 nhóm lệnh:

41
+ Lệnh cơ bản: Bắt đầu bằng chữ viết hoa, sau đó là các ký tự khác, ví dụ
ATD, M1, AT+CMGR…
+ Lệnh mở rộng: Bắt đầu bằng ký tự &, sau đó là một chữ viết hoa và các
ký tự khác, đây là phần mở rộng của nhóm lệnh cơ bản.
+ Các lệnh về đặc tính: Thường bắt đầu bằng dấu / hoặc %. Các lệnh này
thay đổi tùy thuộc vào nhà sản xuất modem.
+ Các lệnh về thanh ghi: Lệnh này giúp thay đổi giá trị thanh ghi.
Ví dụ Sr = n, thanh ghi r được gán giá trị n.
Cú pháp lệnh
Cú pháp thông thường của một lệnh AT bắt đầu bằng chữ AT và kết thúc
bằng ký hiệu <CR> (phím Enter).
Mã trả về của lệnh AT
Mã trả về của các lệnh AT thường bắt đầu và kết thúc bởi <CR><LF>. Trừ
các lệnh AT cơ bản như ATV, ATQ...
Các lưu ý khác:
+ Nếu cú pháp lệnh không đúng thì modem GSM sẽ trả về chuỗi ERROR.
+ Nếu cú pháp đúng nhưng tham số sai thì sẽ trả về +CME ERROR:<Err>
hoặc +CMS ERROR :<SMSErr> phụ thuộc vào các lỗi khác nhau.
+ Nếu lệnh thực hiện thành công thì sẽ trả về chữ OK ở cuối chuỗi kết quả
trả về .
Nhóm lệnh AT cơ bản cũng gồm rất nhiều lệnh, do thời gian có hạn, nên
em chưa nghiên cứu hết mà chỉ đi sâu vào một số lệnh thường dùng và một số lệnh
phục vụ cho luận văn này. Đó là những lệnh chung và những lệnh liên quan đến
SMS.
2.3.2 Các lệnh chung
Bảng sau mô tả đáp ứng của các lệnh AT thường dùng:
Bảng 2-3: Các lệnh AT thường dùng
Cú pháp lệnh, chức năng Ví dụ đáp ứng
Xem nhà sản xuất WAVECOM MODEM
AT+CGMI OK
Xem loại modem 900P
AT+CGMM OK
Xem phiên bản phần mềm, số lần 310_G250.51 806216 032199 17:04
sửa OK
AT+CGMR1
Xem số imei 135790248939 OK
AT+CGSN +CME ERROR:22
Quy định dạng ký tự của việc gửi,
đọc tin nhắn giữa ME và TE

42
AT+CSCS= “GSM”
AT+CSCS= “PCCP437” OK
AT+CSCS= ? OK
+CSCS:(“GSM”,“PCCP437”,“CUSTOM”, “HEX”)
OK
Nhận dạng IMSI(International 208200120320598
mobile subcriber identify) Note:IMSI gồm 15 số,bắt đầu bằng MCC, hoặc MNC
AT+CIMI
Lấy CCID (Chip/Smart Card
Interface Devices)
AT+CCID +CCID :”123456789AB111213141”
AT+CCID ? OK
Một số thuật ngữ viết tắt:
1) ME (Mobile Equipment).
2) MS (Mobile Station).
3) TA (Terminal Adapter).
4) DCE (Data Communication Equipment) or facsimile DCE(FAX
modem, FAX board).
5) TE (Terminal Equipment).
6) DTE (Data Terminal Equipment) or plainly “the application” which is
running on an embedded system.
2.3.3 Các lệnh liên quan đến SMS
2.3.3.1 Các tham số liên quan
<da> : Địa chỉ đích. Ví dụ: GSM 03.10 TP-DA.
<dcs> : Khung mã dữ liệu.
<dt> : Khuôn dạng thời gian.
<fo> : Octet đầu tiên.
<index> : Vị trí lưu tin nhắn trong bộ nhớ.
<length> : Text mode (+CMGF=1) , PDU mode (+CMGF=0) ,độ dài của dữ
liệu TP trong các octet.
<mem1> : Bộ nhớ được sử dụng để viết và gửi tin 1.
<mem2> : Bộ nhớ được sử dụng để viết và gửi tin 2.
<mid> : Nhận dạng tin quảng bá (CBM : cell broadcast message).
<mr> : Tin nhắn tham chiếu.
<oa> : Địa chỉ ban đầu (Originator Address ).
<pid> : Nhận dạng giao thức.
<pdu> : Biểu diễn tin nhẵn dưới dạng hexa.
<ra> : Địa chỉ nhận.
<sca> : Địa chỉ trung tâm dịch vụ.

43
<scts> : Định dạng thơi gian của trung tâm dịch vụ.
<sn> : Số serial của CBM.
<stat> : Trạng thái của tin nhắn trong bộ nhớ.
<total1> : Số vị trí tin nhắn ở trong mem1.
<total2> : Số vị trí tin nhắn ở trong mem2.
<used1> : Tổng số tin nhắn trong mem1.
<used2> : Tổng số tin nhắn trong mem2.
<vp> : Thời gian chứng thực (Validity period of short message , giá trị mặc
định là 167, đã được giải thích phía trên ).
2.3.3.2 Các lệnh liên quan đến SMS
1. Lệnh chọn dịch vụ tin nhắn
+CSMS Cú pháp lệnh: AT+CSMS?
Đáp ứng: +CSMS: <service>,<mt>,<mo>,<bm>
Lệnh này dùng để kiểm tra loại tin nhắn mà modem hỗ trợ. Có 3 loại tin nhắn Formatted: French (France)
là:
+ Mobile-originated SMS messages (mo): tin nhắn gửi từ modem, đến
SMSC.
+ Mobile-terminated SMS messages (mt): tin nhắn gửi từ SMSC đến modem
+ Cell broadcast messages (bm): các loại tin nhắn quảng bá
Ví dụ: +CSMS:0,1,1,1
Với giá trị trả về là một thì có nghĩa là modem đó hỗ trợ loại tin nhắn ở vị
trí tương ứng.
2. Chọn vị trí lưu tin nhắn +CPMS
Kiểm tra vị trí lưu tin nhắn: AT+CPMS=? Hoặc AT+CPMS?
Đáp ứng:
+CPMS: <mem1>, <used1>,<total1>,<mem2>,<used2>,<total2>,
<mem3>,<used3>,<total3>
Cú pháp lệnh : AT+CPMS= [<mem1> ,<mem2> ,<mem3>]
Lệnh này dùng để:
+ Chọn vùng nhớ lưu tin nhắn cho các quá trình đọc, viết, gửi, nhận, xóa tin
nhắn.
+ Xác định số tin nhắn đang có trong bộ nhớ.
+ Xác định số tin nhắn tối đa có thể lưu ở trong bộ
nhớ. Ví dụ : AT+CPMS= “ME”, “SM”, “MT”
Trong đó :
ME: Nếu tin nhắn được lưu trong bộ nhớ của modem.
SM: Nếu tin nhắn được lưu trong bộ nhớ sim.
MT: Hỗ trợ lưu tin nhắn cả trong sim và
modem. 3. Định dạng tin nhắn +CMGF

44
Kiểm tra định dạng tin nhắn hiện thời: AT+CMGF? Hoặc AT+CMGF=?
Đáp ứng: +CMGF [mode]
Ví dụ: + CMGF: (0,1)
Hỗ trợ cả dạng PDU và dạng TEXT.
Cú pháp lệnh: AT+CMGF=[<mode>]
Ví dụ: AT+CMGF=1
4. Lưu cấu hình +CSAS
Cú pháp lệnh: AT+CSAS=[<profile>]
Lệnh này dùng để lưu các cấu hình của tin nhắn vào bộ nhớ, lưu các tham
số của các lệnh như CMGF, CNMI, CSDH…
5. Hiện thông số tin nhắn ở chế độ Text
+CSDH Cú pháp lệnh: AT+CSDH?
Đáp ứng: +CSDH: 0
Lệnh dùng để hiện tham số của tin nhắn ở chế độ text.
6.Đọc tin nhắn +CMGR
Đọc tin nhắn theo vị trí lưu tin trong bộ nhớ
. AT+CMGR=<vị trí tin được lưu>
Lệnh này làm thay đổi trạng thái của tin nhắn sau khi
đọc. Ví dụ:
+CMGR:"RECREAD","+84988668514",,"07/04/20,10:08:02+32",
145,4,0,0,"+85290000000",145,49,welcome to coltech
Trong đó:
+ Có 4 trạng thái tin nhắn là: REC READ (tin đã được đọc), REC
UNREAD(tin chưa được đọc), STO SENT(tin lưu trong bộ nhớ đã được gửi đi),
STO UNSENT (tin lưu trong bộ nhớ nhưng chưa được gửi đi )
+ “+84988668514” là số điện thoại đã gửi tin nhắn đến.
+ ",,"07/04/20,10:08:02+32", Thời gian nhận tin.
+ 145,4,0,0: Các thông số về loại địa chỉ của SMSC.
+ 49: Độ dài của tin nhắn.
7. Hiện danh sách tin nhắn +CMGL
Cú pháp lệnh: AT+CMGL= “status”,<mode>
Đápứng: +CMGL:<index>,<stat>,[<alpha>],<length><CR><LF>
<pdu><CR><LF>
Trong đó:
Status: là 4 trạng thái của tin nhắn đã nêu ở trên, ngoài ra còn có từ khóa
ALL, để hiện tất cả tin nhắn có trong sim.
Mode: PDU hoặc TEXT
Ví dụ: AT+CMGL= “REC UNREAD”
Sau lệnh này sẽ hiển thị các tin nhắn chưa được đọc.

45
8.Gửi tin nhắn +CMGS
Cú pháp lệnh: AT+CMGS= <da> [,<toda> ] <CR>
Ví dụ: AT+CMGS="+84988668514",145<CR>Day la tin nhan gui tu
modem GSM o che do text.<Ctrl+z>
9. Viết tin nhắn vào bộ nhớ CMGW
Cú pháp lệnh: AT+CMGW= <oa/da> [,<tooa/toda> [,<stat> ] ]
<CR> enter text <ctrl-Z / ESC>
Ví dụ:
AT+CMGW="+85291234567",145,"STO UNSENT"<CR>tin nhan nay
duoc luu trong bo nho.<Ctrl+z>
10.Gửi tin nhắn từ bộ nhớ +CMSS
Cú pháp lệnh: AT+CMSS=<index>[,<da> [,<toda>]
] Lệnh này giúp gửi tin nhắn đã lưu trong bộ nhớ. Ví
dụ: AT+CMSS=5,"+85291234567",145
Sau lệnh này, tin nhắn ở vị trí số 5 trong bộ nhớ sẽ được gửi đến số điện
thoại +85291234567, đồng thời trạng thái tin nhắn này sẽ được chuyển từ STO
UNSENT sang STO SENT.
11.Cấu hình thông số ở chế độ Text +CSMP
Cú pháp lệnh: AT+CSMP=<fo>, <vp>, <pid>,<dcs>
Ví dụ: AT+CSMP=17,0,2, 25
12.Xóa tin nhắn +CMGD
Cú pháp lệnh: AT+CMGD=<index>,<flag>
Xóa tin nhắn ở vị trí index trong bộ nhớ.
Flag được gán từ 0 đến 4 với ý nghĩa tương ứng là:
+ 0: chỉ xóa tin nhắn ở vị trí index, đây là giá trị được gán mặc định.
+ 1: bỏ qua thông số index, chỉ xóa các tin nhắn có trạng thái là received
read (đã được đọc).
+ 2: bỏ qua index, xóa các tin nhắn có trạng thái là received read và stored
sent (tin nhắn lưu trữ đã được gửi đi).
+ 3: bỏ qua index,xóa tất các tin nhắn có trạng thái là received read, stored
sent và stored unsent.
+ 4 : xóa tất cả các tin nhắn có trong bộ nhớ sim.
Ví dụ: AT+CMGD=1,4
Sau lệnh này, toàn bộ tin nhắn sẽ bị xóa.
13.Địa chỉ trung tâm dịch vụ +CSCA
Cú pháp lệnh: AT+CSCA = [<sca>[,<tosca>]]
Ví dụ: AT+CSCA= “+8498020030”
+8498020030 là số điện thoại của SMSC.
14. Chọn loại tin nhắn quảng bá +CSCB

46
Cú pháp lệnh: AT+CSCB= <mode>, [ <mids>, [ <dcss> ] ]
Ví dụ: AT+CSCB=0,”15-17,50,86”,””
Giá trị trong ví dụ dùng để chỉ ngôn ngữ mà tin nhắn quảng bá hỗ trợ.
15. Nhận dạng tin nhắn quảng bá +WCBM
Cú pháp lệnh : AT+WCBM= <mids>
Ví dụ : AT+WCBM=”10,100,1000,10000”
16. Thay đổi trạng thái tin nhắn +WMSC Cú
pháp lệnh : AT+WMSC= <loc>, <status> Ví
dụ : AT+WMSC= 1, STO SENT
Status ở đây là trạng thại sau khi thay đổi.
17. Ghi đè tin nhắn +WMGO
Cú pháp lệnh: AT+WMGO= <loc>
Ví dụ: AT+WMGO= 1
Tin nhắn ở vị trí số một sẽ bị ghi đè, sau khi lệnh này thực hiện.

47
CHƯƠNG III: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
3.1 Nguyên tắc đo dòng
3.1.1 Đặc điểm của dòng điện xoay chiều 1
pha Dòng điện
Dòng điện xoay chiều là dòng điện có chiều và cường độ biến thiên theo
thời gian. Thông thường sự biến thiên này sẽ theo chu kỳ tuần hoàn với tần số nhất
định. Ở Việt Nam, dòng điện xoay chiều có tần số 50 Hz.
Điện áp
Tương tự dòng điện, điện áp xoay chiều cũng có biên độ biến thiên theo thời
gian. Ở nước ta, điện dân dụng thường có giá trị nắm trong giải từ 180V đến 250V.
Công suất
Công suất dòng điện xoay chiều phụ thuộc vào cường độ dòng điện và điện
áp và độ lệch pha của hai đại lượng trên.
Công thức tính công suất đơn giản là : P = UIcosf
Trong đó cosf là hệ số công suất. Hệ số công suất này phản ánh chất lượng
tiêu thụ điện năng của tải.
Xét hệ thống nguồn điện một pha với nguồn áp dạng sin lý tưởng và một tải
tuyến tính, dạng dòng và áp lần lượt được biểu diễn như sau:
u(t) =
i(t) = )
Công suất tức thời p(t) là:
p(t) = u(t)i(t)
= )
= )
= = a - b
Có 3 loại công suất sau:
- Công suất hữu dụng (active power): Ký hiệu là P = UIcosf. Đây là phần
công suất được truyền đến tải
- Công suất phản kháng (reactive power): Ký hiệu là Q = UIsinf. Đây là
phần công suất không được truyền đến tải. Nó được sinh ra do các thành phần
dung kháng và cảm kháng trong tải gây lệch pha giữa dòng điện và điện áp
- Công suất toàn phần (apparent power): Ký hiệu S = P + Q. Công suất này
là công suất lớn nhất có thể truyền đến tải khi dòng điện và điện áp cùng pha.
Field Code Changed
Field Code Changed
Field Code Changed
Field Code Changed
Field Code Changed
Field Code Changed

48
3.1.2 Các phương pháp đo dòng chính
Xét về mặt tiếp xúc vật lý với đối tượng đo là dòng điện thì có 3 phương pháp
là:
- Đo trực tiếp: dùng các dụng cụ đo dòng điện như ampe kế, để đo trực tiếp
và đọc kết quả trên thang chia độ của dụng cụ đo.
- Đo gián tiếp: dùng điện áp kế đo điện áp rơi trên một điện trở chuẩn mắc
trong mạch có dòng điện chạy qua, thông qua phương pháp tính toán sẽ có được
giá trị dòng điện cần đo.
- Phương pháp so sánh: so sánh dòng điện cần đo với dòng điện mẫu, ở
trạng thái cân bằng của dòng điện cần đo và dòng điện mẫu, sẽ đọc được kết quả
trên mẫu.
Dựa vào các đặc tính của dòng điện thì ta có những loại phương pháp đo
dòng sau:
- Phương pháp đo thế sụt trên một điện trở shunt. Điện trở này thường có độ
chính xác cao. Điện áp sụt qua điện trở tỷ lệ thuận với dòng điện cần đo.
Điện trở Shunt
Dòng điện cần đo
Hình 3-1: Nguyên tắc đo dòng bằng điện trở Shunt
- Dựa vào định luật cảm ứng Faraday, từ trường biến thiên sẽ sinh ra dòng
điện biến thiên. Dòng điện này gọi là dòng điện cảm ứng. Như vậy, dòng điện cần
đo sẽ tạo ra một dòng điện cảm ứng, ta có thể đo dòng điện cảm ứng và suy ra
được giá trị của dòng điện cần đo. Các loại cảm biến sử dụng định luật này như các
biến dòng CT.

49
Hình 3-2: Các loại CT trên thị trường
- Dựa vào định luật Hall, khi có một từ trường vuông góc với dây dẫn điện,
thì hai đầu dây dẫn đó sẽ sinh ra một hiệu điện thế gọi là hiệu điện thế Hall. Hiệu
điện thế này được khuếch đại và đưa vào bộ chuyển đổi tương tự số của vi điều
khiển. Có thể kể ra đây một số loại cảm biến Hall sử dụng cho việc đo dòng điện
thông dụng như ACS712.
Hình 3-3: Nguyên tắc hoạt động của cảm biến Hall

50
3.2 Giới thiệu về ADE7753
ADE7753 là một IC đo các thông số của dòng điện xoay chiều chuyên dụng.
Nó được sử dụng rộng rãi trên thế giới với độ chính xác và tính ổn định cao [3].
3.2.1 Giới thiệu chung
ADE7753 là một chip tích hợp có độ chính xác cao, được sử dụng để đo các
thông số năng lượng điện trong mạch một pha với một giao diện nối tiếp và một
xung đầu ra. Cấu trúc bên trong bao gồm hai bộ chuyển đổi tương tự - số, một
mạch tích phân số, mạch tham chiếu, cảm biến nhiệt độ và tất cả các bộ xử lý tín
hiệu để đo các công suất như công suất hiệu dụng, công suất phản kháng, công
suất biểu kiến và tính toán thông số hiệu dụng của dòng điện và điện áp.
ADE7753 phù hợp đo các thông số điện này ở các cấu hình một pha khác
nhau. IC này cũng cung cấp các hàm kiểm tra giảm sai số cho thông số hiệu dụng
và công suất.
ADE7753 có thanh ghi mẫu dạng sóng (Waveform Sample Register) cho
phép truy cập đầu ra của bộ chuyển đổi tương tự - số, có mạch nhận biết sự biến
thiên điện áp trong một khoảng thời gian. Mức ngưỡng điện áp và khoảng thời
gian quan sát này do người sử dụng lập trình.Nó cũng tích hợp một bộ tách tín hiệu
qua điểm không. Các thông tin này có thể sử dụng để đo chu kì của điện áp đầu
vào và pha trong mạch điện.
Dữ liệu được đọc từ ADE7753 thông qua giao tiếp SPI. Đầu ra chân yêu
cầu ngắt có mức tích cực thấp sẽ được kích hoạt khi một hoặc nhiều sự kiện ngắt
xuất hiện. Trạng thái của các ngắt này được nhận biết bởi thanh ghi trạng thái.
3.2.2 Sơ đồ khối
Cấu tạo của ADE7753 gồm các phần chính sau:
- Hai kênh lối vào dòng và áp.
- Hai bộ ADC.
- Bộ tích phân.
- Giao diện nối tiếp SPI.
Hình 3-4: Kiểu đóng gói của ADE7753

51
ADE7753 được sử dụng trong đề tài được đóng gọi dạng SSOP, 20 chân, vị
trí các chân được mô tả như hình 3-4.
Hình 3-5: Sơ đồ các khối chức năng của ADE7753 Bảng
3-1 mô tả chi tiết các chức năng của từng chân của ADE7753.
Bảng 3-1: Bảng mô tả chức năng các chân của ADE7753
Chân số Tên chân Chức năng
1 RESET
Khi có một xung chuyển từ trạng thái xuống thấp
ADE7753 sẽ được reset.
Nguồn cấp dạng số. Chân này cung cấp điện áp nguồn cho
2 DVDD
mạch số trong ADE7753. Nguồn cấp phải được duy trì ở
mức 5V±5% để hệ thống hoạt động ổn định. Chân này nên
được cách ly khỏi chân DGND bởi một tụ gốm 100nF.
Nguồn cấp analog. Chân này cung cấp điện áp nguồn cho
mạch analog trong ADE7753. Nguồn cấp phải được duy
3 AVDD trì ở mức 5V±5% để hệ thống hoạt động ổn định. Cần phải
thực hiện mọi biện pháp để giảm thiểu nhiễu và gợn sóng
của nguồn cấp bằng cách sử dụng bộ cách ly thích hợp.
Đầu vào tương tự của kênh dòng điện. Kênh này được sử
dụng với bộ biến dòng và được đề cập đến trong tài liệu
này như là kênh đo dòng điện. Đây là những đầu vào có
4,5 V1P, V1N điện áp hoàn toàn khác nhau với các mức tín hiệu đầu vào
sai khác nhau tối đa là ±0,5 V, ±0,25 V, ±0,125 V, phụ
thuộc vào chọn lựa hệ số khuếch đại của khối PGA bên
trong.
Các đầu vào tương tự của kênh áp. Kênh này sử dụng biến
6,7 V2P, V2N áp. Các đầu vào này biên điện áp với mức tín hiệu lýn
nhất là ±0.5V(chú ý nhiễu điện áp). Đầu vào áp lớn nhất

52
có thể lựa chọn ở các mức là ± 0,5 V, ± 0,25 V, ± 0,125 V
phụ thuộc vào việc lựa chọn hệ số khuếch đại PGA.
8 AGND
Chân nối mass của nguồn cấp dùng cho các khổi biến đổi
tương tự
Chân này cung cấp điện áp tham chiếu trên chip. Tham
chiếu trên chip có giá trị danh định 2,4 V ± 200 mV. Ta
9 REFIN/OUT cũng có thể nối nguồn tham chiếu bên ngoài vào chân này.
Trong cả hai trương hợp trên, chân này phải được cách ly
với AGND bởi một tụ gốm 1μF.
10 DGND
Chân nối mass của nguồn cấp dùng cho các khối biến đổi
biến đổi số.
11 CF
Đầu ra logic tần số, nó đưa ra thông tin về công suất hiệu
dụng.
12 ZX Đầu ra phát hiện điểm không ở kênh vào 2
Đầu ra tích cực ở mức thấp khi không có điểm không nào
13 SAG được phát hiện, hoặc khi điện áp vào kênh 2 ở dưới mức
đặt trước.
14 IRQ
Đầu ra báo có ngắt, đầu ra này sẽ tích cực ở mức thấp khi
có bit trong thanh ghi cho phép ngắt được chọn.
Xung nhịp chính cung cấp cho các ADC và khối xử lý số
tín hiệu (DSP). Xung nhịp bên ngoài có thể được đưa vào
15 CLKIN chân này và thường ta chọn một tinh thể thạch anh kết nối
giữa CLKIN và CLKOUT để cung cấp xung nhịp cho
ADE. Tần số xung nhịp được chọn là 3,79545MHz.
Chân CLKOUT có thể điều khiển một tải CMOS khi xung
16 CLKOUT nhịp bên ngoài được cung cấp tại CLKIN hoặc thạch anh
được sử dụng.
17 CS Chân chọn chip, tích cực mức thấp.
18 SCLK Đầu vào xung nhịp của giao diện nối tiếp.
Đầu ra dữ liệu nối tiếp. Dữ liệu được dịch ra ở chân này
19 DOUT
tại sườn lên của xung SCLK. Đầu ra này thường ở trạng
thái trở kháng cao trừ khi nó truyền dữ liệu trên đường
truyền nối tiếp.
20 DIN
Đầu vào dữ liệu nối tiếp. Dữ liệu được dịch vào ở chân
này bởi sườn lên của xung clock.
3.2.3 Nguyên lý hoạt động
ADE7753 có bốn đầu vào tương tự được chia làm hai kênh: kênh dòng và
kênh áp.
Kênh dòng bao gồm hai cặp đầu vào điện áp khác nhau hoàn toàn là: V1N và
V1P. Các cặp điện áp này có mức chênh lệch tín hiệu lớn nhất là ± 0,5 V. Nhờ việc sử
dụng hai bit 0, 1 của thanh ghi hệ số khuếch đại (Gain Register), điện áp đầu vào

53
lớn nhất của ADC có thể đặt là ± 0,5 V, ± 0,25 V, ± 0,125 V. Cả hai kênh đều có
bộ khếch đại lập trình được PGA với hệ số khuếch đại được lựa là các giá trị 1, 2,
4, 8 hoặc 16.
Hệ số khuếch đại của bộ hai PGA được lựa chọn bởi các bít khác nhau của
thanh ghi hệ số khuếch đại (gain register)
Hình 3-6: Thanh ghi hệ số khuếch đại của kênh dòng và kênh áp.
Bit 5, 6, 7 của thanh ghi cho phép thiết lập hệ số khuếch đại kênh dòng và
bit 0, 1, 2 của thanh ghi cho phép đặt hệ số khuếch đại của kênh áp. Bên cạnh đó,
bít 3, 4 quy định giá điện áp vào lớn nhất đối với hai kênh này, tùy từng ứng dụng
cụ thể mà giá trị bit 3, 4 được chọn là khác nhau.
3.2.3.1 Nguyên tắc hoạt động của bộ ADC đo dòng (kênh 1)
Kênh một của ADE7753 là lối vào của cảm biến đo dòng.
Hình 3-7: Dạng tín hiệu vào của kênh 1
Trong chế độ lấy mẫu sóng, đầu ra của ADC được chứa trong thanh ghi dữ
liệu 24 bit, tốc độ tối đa là 27,9 ksps. Với đầu vào tín hiệu bằng ± 0,5 V thì đầu ra
ADC như trên hình. Sơ đồ chỉ ra rằng khi đặt tín hiệu vào ở kích thước thực thì
đầu ra ADC có dải 0xD7AE14 (-2.642.412) đến 0x2851EC (+2.642.412).

54
Các giá trị lấy mẫu ở kênh dòng có thể được chuyển tới thanh ghi dạng sóng
bằng việc đặt giá trị hai bít trong thanh ghi MODE[14:13] = 1,0.
Cảm biến dòng nhận biết được sự thay đổi của từ trường gây ra bởi dòng
điện xoay chiều. Cường độ từ trường gây ra bởi một dòng điện tỉ lệ thuận với từ
thông của dòng điện đó. Sự thay đổi cường độ từ trường do mạch kín dẫn điện phát
ra một suất điện động giữa hai đầu của vòng kín. Suất điện động là tín hiệu điện áp
tương ứng với vi phân của dòng điện. Điện áp ra từ bộ vi phân dòng được xác định
bởi độ tự cảm lẫn nhau giữa vật mang dòng và cảm biến vi phân dòng. Bộ tích
phân sẽ đóng vai trò khôi phục lại tín hiệu dòng điện từ tín hiệu di/dt. Bộ tích phân
số ở kênh một thì mặc định là không cho phép khi bật nguồn. Khi bộ tích phân này
tắt, ADE có thể sử dụng trực tiếp với cảm biến dòng CT hoặc một điện trở shunt
có giá trị thấp.
3.2.3.2. Nguyên tắc hoạt động của bộ ADC đo điện áp (kênh 2)
Kênh 2 của ADE7753 dùng để đo điện áp
Hình 3-8: Bộ ADC và bộ xử lý tín hiệu kênh 2
Hình trên chỉ ra đường ADC và khối xử lý tín hiệu cho đầu vào của kênh
áp. Để đo được năng lượng hiệu dụng hay phản kháng, đầu ra của bộ nhân được
đưa trực tiếp tới ADC không qua bộ lọc. Giải pháp này giúp bộ nhân không phải
nhân nhiều bit hơn và không ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo. Thêm nữa,
độ lệch ADC trong tính toán công suất cũng đã được bộ lọc thông cao của kênh
dòng loại bỏ.
Mẫu dạng sóng của kênh áp cũng có thể được lưu trữ trong thanh ghi
WAVEFORM. Tuy nhiên, trước khi đến thanh ghi này, đầu ra ADC phải qua một
bộ lọc thông thấp đơn cực (LPF1) với tần số cắt là 140 Hz. LPF1 không làm ảnh
hưởng đến việc tính toán năng lượng hiệu dụng và phản kháng bởi vì nó chỉ được
sử dụng trong đường dẫn tín hiệu lấy mẫu dạng sóng. Tuy nhiên, mẫu sóng được
sử dụng cho việc tính toán điện áp hiệu dụng VRMS.

55
ADE có mạch nhận biết điểm không cho kênh áp. Hình sau chỉ ra cách tạo
ra tín hiệu qua điểm không từ đầu ra ADC kênh áp. Chân ZX sẽ xuống mức logic
thấp khi tín hiệu từ sườn dương đi qua điểm không và ZX lên mức logic cao khi
tín hiệu từ sườn âm đi qua điểm không.
Hình 3-9: Sơ đồ khối của bộ dò điểm không trong kênh đo điện
áp 3.2.3.3 Đo giá trị hiệu dụng
Giá trị hiệu dụng là một thông số cơ bản của tín hiệu xoay chiều. Trong
thực tế, giá trị hiệu dụng của tín hiệu xoay chiều là lượng thành phần một chiều
cần thiết để sinh ra một công suất tương đương trên tải. Phương pháp để tính giá trị
hiệu dụng trong ADE7753 là sử dụng bộ lọc thông thấp của tín hiệu đầu vào
(LPF3) và khai căn bậc hai kết quả cuối cùng. Sơ đồ cách tính dòng hiệu dụng:
Hình 3-10: Xử lý tín hiệu tại kênh một để tính dòng hiệu dụng
Hình trên mô tả chi tiết chuỗi xử lý tín hiệu để tính dòng điện hiệu dụng của
một pha trên kênh dòng. Giá trị hiệu dụng của kênh dòng được xử lý từ các mẫu
trong chế độ lấy mẫu dòng của kênh dòng. Dòng hiệu dụng được lưu trữ trong
thanh ghi 24 bit IRMS. Với đầu vào tương tự bằng 0.5V, ADC tạo ra mã đầu ra
xấp xỉ ±2.642.412 . Giá trị hiệu dụng tương đương của tín hiệu Hình sin kích thước
thực đầu vào tại tần số 60 Hz là 1.914.753 (0x1D3781) và là 1.921.472
(0x1D51C3) với tần số là 50 Hz.

56
Hình 3-11: Xử lý giá trị hiệu dụng tại kênh 2
Điện áp hiệu dụng được tính toán nhờ ADE sử dụng giá trị tuyệt đối. Giá trị
hiệu dụng kênh áp được xử lý từ mẫu sóng sau bộ lọc thông thấp LPF1. Giá trị
điện áp hiệu dụng được đặt trong thanh ghi 24 bit VRMS.
3.2.3.4 Tính toán công suất hiệu dụng
Công suất điện được định nghĩa là dải năng lượng chạy từ nguồn tới tải. Nó
được sinh ra bởi dạng sóng của dòng điện và điện áp.
Hình 3-12: Tính toán công suất hiệu dụng
Sóng kết quả chính là tín hiệu công suất tức thời, nó bằng với năng lượng
chạy tức thời trong mọi thời điểm. Công suất hiệu dụng được kí hiệu là P, đơn vị
của công suất P là Watt hoặc Joules/s.
v(t)= 2 x Vrms x sin(wt)
i(t)= 2 x Irms x sin(wt)
p(t)= v(t) x i(t) = Irms x Vrms – Irms x Vrms x cos(2wt)
Trong đó: Irms, Vrms là dòng điện và điện áp hiệu dụng.
Công suất tức thời được là tổng của dòng và áp trên mỗi pha. Thành phần
một chiều của công suất hiệu dụng được tách ra sau bộ lọc thông thấp LPF2 để thu
được giá trị công suất hiệu dụng trung bình.
Do bộ lọc LPF2 không lý tưởng nên có gợn sóng đối với tín hiệu cộng suất hiệu
dụng tức thời. Sóng này có hình sin và có tần số bằng hai lần tần số tuyến tính.
Field Code Changed
Field Code Changed

57
Nó sẽ bị loại bỏ khi ta lấy tích phân công suất hiệu dụng theo thời gian để được
năng lượng tương ứng.
Hình 3-13: Đáp ứng tần số tín hiệu sau bộ lọc thông thấp
LPF2 Kiểm tra hệ số khuếch đại công suất hiệu dụng.
Công suất hiệu dụng trung bình được lấy từ đầu ra của bộ lọc thông thấp
LPF và được tính dựa vào thanh ghi Watt Gain Register. Thanh ghi này được dùng
để tính toán công suất hiệu dụng (hoặc năng lượng) của mỗi pha trong ADE7753.
Phương trình sau mô tả hàm toán học của thanh ghi này:
Công suất trung bình = LPF2 x (1+Watt Gain Register/212)
Độ lệch của công suất hiệu dụng: ADE cũng kết hợp một thanh ghi độ lệch
công suất Watt Offset Register (APOS). Thanh ghi này sử dụng 16 bit để loại bỏ
sai số tính toán trong công suất.
Dấu của công suất hiệu dụng: Nếu độ lệch pha giữa dạng sóng của dòng
điện và điện áp là lớn hơn 90o
thì công suất trung bình mang dấu âm. Công suất
âm chỉ ra rằng năng lượng được trả về lưới điện. Trong ADE có tích hợp mạch
phân biệt dấu này. Bit PNEG hoặc PPOS (bit 14, 13) của thanh ghi trạng thái ngắt
được thiết lập nếu công suất trung bình đổi dấu.
Ngưỡng không tải: ADE có mức ngưỡng không tải nội. Ngưỡng này hoạt
động khi thiết lập bit NOLOAD (bit 7) của thanh ghi COMPMODE. Nếu công
suất hiệu dụng nhỏ dưới 0,005% đầu vào, năng lượng sẽ không được tính đến pha
đó, vì vậy không thể đo được. Chế độ không tải chỉ hoạt động trong thanh chứa
năng lượng hiệu dụng, không có ở công suất phản kháng và biểu kiến.
Tính toán:
Công suất được định nghĩa là tỉ lệ của năng lượng chạy trên đường tải:
Công suất=d(năng lượng)/dt
Ngược lại, năng lượng là hàm tích phân của công suất theo thời gian:
Năng lượng=∫p(t) dt

58
Tính toán năng lượng hiệu dụng:
Hình 3-14: Tính toán năng lượng hiệu dụng
Hình 3-14 mô tả đường dẫn tín hiệu của thanh chứa năng lượng. Công suất
hiệu dụng trung bình được cộng vào thanh ghi năng lượng một cách liên tục. Năng
lượng âm bị trừ từ thanh ghi năng lượng. Công suất hiệu dụng trung bình được
chia nhờ nội dung của thanh ghi Watt Divider Register trước khi nó được thêm vào
thanh ghi tương ứng. Khi thanh ghi WDIV[7:0] có giá trị là 0 thì công suất được
chứa là không chia. WDIV là một thanh ghi không dấu 8 bit sử dụng để tính
khoảng thời gian trước khi thanh ghi bị tràn.
Tính khoảng thời gian xảy ra tràn:
+ Chu kỳ rời rạc hóa tín hiệu theo thời gian là 1,1us (4/CLKIN)
+ Giá trị của từ trung bình lưu trữ được là 248-1 hay 0xFFF FFF FFFF từ
trung bình sau LPF2 là 0xCCCCD.
+Vậy với WDIV = 0 thì:
Time = (0xFFF FFF FFFF/0xCCCCD)x1,12us = 375,8 (s)
+ WDIV ≠ 0 ta tính bằng công thức:
Time = Time (WDIV=0) xWDIV[7:0]
3.2.3.5. Tính toán công suất phản kháng
Trong tải thường bao gồm các thành phần tụ điện và cuộn cảm, các thành
phần phản kháng này gây ra sự khác pha giữa điện áp xoay chiều đầu vào và dòng
điện kết quả. Công suất kết hợp giữa các thành phần phản kháng này được gọi là
công suất phản kháng (được kí hiệu là Q) và có đơn vị đo là VAR. Q được định
nghĩa như sự sản sinh của dòng và áp khi một trong các tín hiệu này được dịch pha
900
.
Công suất phản kháng tức thời trong mạch xoay chiều khi kênh dòng được
dịch pha 900
:

Thử nghiệm thiết bị điều khiển giám sát dòng điện thông qua mạng GSM.doc

Thử nghiệm thiết bị điều khiển giám sát dòng điện thông qua mạng GSM.doc

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Thử nghiệm thiết bị điều khiển giám sát dòng điện thông qua mạng GSM.doc

Similar to Thử nghiệm thiết bị điều khiển giám sát dòng điện thông qua mạng GSM.doc (20)

More from Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864

More from Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864 (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (19)

Thử nghiệm thiết bị điều khiển giám sát dòng điện thông qua mạng GSM.doc