Các Thành Phần Của Hệ Thống Thông Tin Di Động Gsm

đổi, điều chỉnh nào. Đây là một tính năng nổi bật nhất của hệ thống GSM(dịch vụ roaming).

- Sử dụng công nghệ phân chia theo thời gian TDM (Time division multiplexing) để chia ra 8 kênh full rate hay 16 kênh haft rate.

- Công suất phát của máy điện thoại được giới hạn tối đa là 2 watts đối với băng tần GSM 850/900Mhz và tối đa là 1 watts đối với băng tần GSM 1800/1900Mhz.

- Mạng GSM sử dụng 2 kiểu mã hoá âm thanh để nén tín hiệu âm thanh 3,1khz đó là mã hoá 6 và 13kbps gọi là Full rate (13kbps) và haft rate (6kbps).

1.2.3 Cấu trúc của hệ thống thông tin di động GSM

1.2.3.1 Cấu trúc tổng quát

Hình 1.1 Cấu trúc của hệ thống thông tin di động GSM

Hệ thống GSM được chia thành nhiều hệ thống con như sau:

- Phân hệ chuyển mạch NSS (Network Switching Subsystem).

- Phân hệ trạm gốc BSS (Base Station Subsystem).

- Phân hệ bảo dưỡng và khai thác OSS (Operation Subsystem).

- Trạm di động MS (Mobile Station).

1.2.3.2 Các thành phần của hệ thống thông tin di động GSM

Hình 1.2 Các thành phần hệ thống GSM

AUC : Trung tâm nhận thực. VLR : Bộ ghi định vị tạm trú. HLR : Bộ ghi định vị thường trú. EIR : Bộ ghi nhận dạng thiết bị.

MSC : Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ mạng. BSC : Bộ điều khiển trạm gốc.

BTS : Trạm thu phát gốc. NSS : Phân hệ chuyển mạch. BSS : Phân hệ trạm gốc.

MS : Trạm di động.

OSS : Phân hệ khai thác bảo dưỡng.

PSPDN : Mạng số liệu công cộngchuyển mạch gói. CSPDN : Mạng số liệu công cộng chuyển mạch kênh. PSTN : Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng.

PLMN : Mạng di động mặt đất. ISDN : Mạng số dịch vụ tích hợp.

OMC : Trung tâm khai thác và bảo dưỡng.

1.2.4 Sử phát triển của hệ thống thông tin di động ở Việt Nam

Hệ thống GSM đã vào Việt Nam từ năm 1993. Hiện, ba nhà cung cấp di động hệ thống GSM lớn nhất của Việt Nam là VinaPhone, MobiFone và Viettel Mobile, cũng là những nhà cung cấp chiếm thị phần nhiều nhất trên thị trường với số lượng thuê bao mới tăng chóng mặt trong thời gian vừa qua.

Hiện nay có đến hơn 85% người dùng hiện nay đang là khách hàng của các nhà cung cấp dịch vụ theo hệ thống GSM.

Cho tới thời điểm này, thị trường thông tin di động của Việt Nam đã có khoảng 70 triệu thuê bao di động. Khi mà ba “đại gia” di động của Việt Nam là VinaPhone, MobiFone và Viettel đều tăng trưởng rất nóng với số lượng thuê bao mỗi ngày phát triển được lên tới hàng trăm ngàn thuê bao.

CHƯƠNG 2. VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F877A

2.1. GIỚI THIỆU PIC (Programmable Intelligent Computer ).

2.1.1. Giới thiệu về vi điều khiển PIC

Năm 1971 bộ vi xử lý đầu tiên ra đời đã mở ra một thời đại mới trong công nghệ điện tử và tin học, nó đã ảnh hưởng sâu sắc đến mọi lĩnh vực khoa học công nghệ. Các hệ thống được thiết kế dựa trên nền tảng của bộ vi xử lý (điển hình như PC) có khả năng mà các hệ thống điện tử thông thường không thể thực hiện được.

Để thúc đẩy việc nghiên cứu chế tạo vi điều khiển đó là tính đa dụng, dễ dàng lập trình và giá thành thấp. Vi điều khiển tỏ ra rất hấp dẫn trong các ứng dụng điều khiển điện tử vì có kích thước nhỏ, tuy nhỏ nhưng chức năng cũng rất đa dạng, dễ dàng tích hợp vào trong hệ thống để điều khiển toàn hệ thống.

PIC là dòng vi điều khiển do hãng MICROCHIP sản xuất với công nghệ hiện đại, phù hợp cho các ứng dụng đơn giản và hiện đại. Đang được sử dụng phổ biến trong các ứng dụng dân dụng và công nghiệp bởi những đặc tính ưu việt của nó. Hơn nữa việc lập trình cho PIC lại khá đơn giản bởi số mã lệnh ít, có nhiều công cụ hỗ trợ lập trình bằng ngôn ngữ cấp cao như C. Hiện tại PIC có các dòng 8 bits và 16 bits. Trong báo cáo này ta quan tâm đến PIC 8 bits cụ thể là PIC16F877A - một vi điều khiển với tất cả đặc trưng cơ bản của PIC.

Các đặc điểm cơ bản của PIC có thể được tóm tắt như sau :

- PIC có nhiều chủng loại như PIC 8 bits (PIC10, PIC12, PIC16), hay PIC 16 bits (PIC24F, PIC24H, …).

- PIC có thể được lập trình bằng ngôn ngữ Assembler hoặc C.

- Có 5 port I/O port A, port B, port C, port D, port E.

- Có 3 timer: Timer0 là 8 bits, Timer1 là 16 bits, Timer2 là 16 bits.

- Được tích hợp bộ chuyển đổi ADC.

- PIC có thể sử dụng Timer để tạo xung PWM.

- Phương thức cất giữ Sleep.

- Có bản lựa chọn dao động.

- Công suất tiêu thụ thấp.

- Cổng phụ song song (PSP) với 8 bit mở rộng, với RD, WR và CS điều khiển.

- Thực hiện truyền dữ liệu nối tiếp với máy tính thông qua cổng RS-232, mặt khác PIC còn có thể giao tiếp với máy tính thông qua cổng USB.

2.1.2. Ưu và nhược điểm của PIC

Ta từng sử dụng họ 8051 và thấy được tính hữu dụng của nó qua các ứng dụng cơ bản, đơn giản. Tuy nhiên đối với các ứng dụng phức tạp, đòi hỏi tốc độ cao, mức độ tích hợp cao thì bản thân 8051 khó đáp ứng được ( hoặc ta phải đầu tư thêm chi phí cho việc xử lí ngoại vi,…). PIC thì khác, hãy xem bảng so sánh sau :

Bảng 2.1 Bảng so sánh chức năng của PIC16F877A và AT89C51

STT

Chức năng	PIC16F877A	AT89C51
1	I/O	5 Ports	4 Ports
2	Flash Memory	8k	4k
3	EEPROM	256bytes	-
4	Timer	3	2
5	Interrupts	15	4
6	ADC	8 channel 10 bit	-
7	PWM	2	-
8	Comparator	2	-
9	Instruction set	35	>100
10	Truyền thông	SUART,I2C,MSSP,PSP	UART

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 104 trang tài liệu này.

Khả năng tích hợp cao của PIC mang lại sự đơn giản nhưng hiệu quả trong thiết kế và lập trình. Tuy vậy PIC không phải là tất cả, khi làm một sản phẩm, tính kinh tế là quan trọng, sử dụng loại vi điều khiển nào mang lại hiệu quả cao nhất là tùy thuộc vào người thiết kế.

2.2GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ PIC16F877A

2.2.1 Giới thiệu về PIC16F877A

Khối xử lí trung tâm mà đóng vai trò chính là Pic 16F877A sẽ làm nhiệm vụ chính là tiếp nhận và xử lí các dữ liệu đến và đi một cách tự động. Đề tài sử dụng PIC 16F877A vì những ưu điểm vượt trội của nó so với các vi điều khiển khác.Về mặt tính năng và công năng thì có thề xem PIC vượt trội hơn rất nhiều so với 89 với nhiều module được tích hợp sẵn như ADC 10 BIT, PWM 10 BIT, EEPROM 256 BYTE, COMPARATER, VERF COMPARATER…Về mặt giá cả thì có đôi chút chênh lệch như giá 1 con 89S52 khoảng 20.000 thì PIC 16F877A là 60.000 nhưng khi so sánh như thế thì ta nên xem lại phần linh kiện cho việc thiết kế mạch nếu như xài 89 muốn

có ADC bạn phải mua con ADC chẳng hạn như ADC 0808 hay 0809 với giá vài chục ngàn và bộ opamp thì khi sử dung PIC nó đã tích hợp cho ta sẵn các module đó có nghĩa là bạn ko cần mua ADC, Opam, EPPROM vì PIC đã có sẵn trong nó. Ngoài chúng ta sẽ gặp nhiều thuận lợi hơn trong thiết kế board, khi đó board mạch sẽ nhỏ gọn và đẹp hơn dễ thi công hơn rất nhiều, vì tính về giá cả tổng cộng cho đến lúc thành phẩm thì PIC có thể xem như rẻ hơn 89. Một điều đặc biệt nữa là tất cả các con PIC được sử dụng thì đều có chuẩn PI tức chuẩn công nghiệp thay vì chuẩn PC (chuẩn dân dụng).

Ngoài ra, PIC có ngôn ngữ hổ trợ cho việc lập trình ngoài ngôn ngữ Asembly còn có ngôn ngữ C thì có thề sử dung CCS, HTPIC, MirkoBasic,… và còn nhiều chương trình khác nữa để hỗ trợ cho việc lập trình bên cạnh ngôn ngữ kinh điển là asmbler thì sử dụng MPLAB IDE. Bên cạnh đó với bề dày của sự phát triển lâu đời PIC đã tạo ra rất nhiều diễn đàn sôi nổi về PIC cả trong và ngoài nước. Chính vì vậy chúng ta sẽ có nhiều thuận lợi trong việc dễ dàng tìm kiếm các thông tin lập trình cho các dòng PIC.

Dòng PIC 16F877A được chọn sử dụng trong đề tài là dòng phổ thông với các tính năng cơ bản và dễ cho việc sử dụng với:

- Tập lệnh để lập trình chỉ có 35 lệnh rất dễ nhớ và dễ học, có độ dài 16bit. Mỗi lệnh đều được thực thi trong 1 chu kỳ xung clock. Tốc độ hoạt động tối đa cho phép là 64MHz.

- 8 k Flash Rom.

- 256 Bytes EEPROM

- 4 Port điều khiển vào ra với tín hiệu điều khiển độc lập, với dòng ra cao có thề kích trực tiếp các transirtor mà ko cần wa bộ buffer.

- 3 bộ định thời Timer0, Timer1, Timer2.

- 1 bộ định thời Timer1 là 16 bit có thể lập trình được.

- 2 bộ định thời Timer0, Timer2 là 8 bit có thể hoạt động trong chế độ sleep với nguồn xung clock ngoài.

- 2 bộ module CCP ( bao gồm Capture bắt giữ, Compare so sánh, PWM điều chế xung 10 bit) và 1 bộ module ECCP.

- 1 bộ ADC với 10 kênh ADC 10 bit .

- 2 bộ so sánh tương tự hoạt động độc lập.

- Bộ giám sát định thời Watchdog timer.

- Cổng giao tiếp song song 8 bit với các tín hiệu điều khiển.

- Chuẩn giao tiếp nối tiếp MSSP (SPI/I2C)

- Chuẩn giao tiếp nối tiếp USART (AUSART/EUSART) với 9bit địa chỉ

- Hỗ trợ giao tiếp I2C.

- 15 nguồn ngắt.

- Chế độ sleep tiết kiệm năng lượng.

- Chức năng bảo mật chương trình

- Nạp chương trình bằng cổng nối tiếp ICSP( In Circuit Serial Programming) thông qua 2 chân.

- Có thể hoạt động với nhiều dạng Oscillator khác nhau.

- Tần số hoạt động tối đa là 64Mhz.

- Bộ nhớ Flash với khả năng ghi xóa được 100.000 lần

- Bộ nhớ EEPROM với khả năng ghi xóa được 1.000.000 lần

- Dữ liệu EEPROM có thể lưu trữ trên 40 năm

- Khả năng tự nạp chương trình với sự điều khiển của phần mềm.

2.2.2 Sơ đồ khối của PIC 16F877A

Hình 2.1 Sơ đồ khối Vi điều khiển Pic16F877A

2.3 KHẢO SÁT SƠ ĐỒ CHÂN, CHỨC NĂNG TỪNG CHÂN

2.3.1 Sơ đồ chân vi điều khiển PIC16F877A

Tên chân	Thứ tự chân	Hướng	Mô tả chức năng và các đặc tính.
OSC1/CLKIN	9	I	Đầu vào của thạch anh hay ngõ vào của xung clock ngoài.
OSC1/CLKOUT	10	O	Đầu ra của bộ dao động thạch anh, nối với thạch anh hay cộng hưởng trong chế độ cộng hưởng của thạch anh.
MCLR/Vpp	1	I/P	Ngõ vào Master Reset, chân này cho phép reset chip ở mức thấp.
RA0/AN0 RA1/AN1	2 3	I/O I/O	Port A là port vào ra hai chiều. RA0 có thể làm ngõ vào ADC hoặc tương tự. RA1có thể làm ngõ vào ADC hoặc

Hình 2.2 Sơ đồ chân vi điều khiển Pic16F877A Bảng 2.2 Bảng mô tả các chức năng từng chân của PIC‌

RA2/AN2/VREF- RA3/AN3/VREF+ RA4/T0CKI RA5/SS/AN4

I/O I/O I/O I/O

tương tự.

RA2 có thể làm ngõ vào ADC hoặc tương tự hoặc điện áp chuẩn âm.

RA3 có thể làm ngõ vào ADC hoặc tương tự hoặc điện áp chuẩn dương.

RA4 có thể làm ngõ vào ADC hoặc tương tự, xung clock cho bộ định thời Timer0.

RA5 có thể làm ngõ vào ADC hoặc

tương tự.

RB0/INT

RB1 RB2

RB3/PGM RB4

RB5 RB6/PGC

RB7/PGD

I/O

I/O I/O I/O I/O I/O I/O

I/O

PortB là port vào ra hai chiều.

Là chân vào ra hai chiều và có thể sử dụng làm chân ngắt ngoài.

Chân vào ra hai chiều. Chân vào ra hai chiều.

Ngõ vào được lập trình ở mức thấp. Interrup-on-change pin.

Interrup-on-change pin.

Interrup-on-change pin or In-crcuit Debugger pin.

Interrup-on-change pin or In-crcuit

Debugger pin.

RC0/T1OSO/T1CKI RC1/T1OSI/CCP2

RC2/CCP1 RC3/SCK/CSL RC4/SDI/SDA RC5/SD0

RC6/TX/CK

I/O I/O

I/O I/O I/O I/O

I/O

PORT C là cổng vào ra hai chiều.

Là ngõ ra của Timer1 hoặc là ngõ vào xung clock của Timer1.

Là ngõ ra của Timer1 hoặc ngõ vào Capture2, ngõ ra Capture hay ngõ ra PWM2.

Là ngõ vào (hoặc ra) compare2, đồng thời là ngõ vào PWM1.

Dữ liệu ngoài SPI (chế độ SPI).

Chân truyền không đồng bộ USART