MỤC LỤC Lời mở đầu………………………………………………………………2 Chương 1:Tổng quan về công nghệ…………………………………… 3 1.1 Giới thiệu về chuẩn giao tiếp LPT………………………………… 3 1.2 Giới thiệu về các linh kiện sử dụng trong bài……………………….6 1.3 Vi mạch 8255A…………………………………………………… 9 1.4 IC chốt 74LS373………………………………………………… 11 1.5ADC 0809………………………………………………………… 12 Chương 2.Chương trình điều khiển giám sát………………………… 15 2.1 Lưu đồ thuật toán………………………………………………… 15 2.2 Sơ đồ mạch………………………………………………………….16 2.3 Giao diện và code điều khiển……………………………………….17 2.4 Kết luận…………………………………………………………… 24 1 LỜI NÓI ĐẦU Trong mấy chục năm qua, khoa học máy tính và xử lý thông tin có những bước tiến vược bậc và ngày càng có những đóng góp to lớn vào cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật hiện đại. Đặc biệt sự ra đời và phát triển nhanh chóng của kỹ thuật số làm cho ngành điện tử trở nên phong phú và đa dạng hơn. Nó góp phần rất lớn trong việc đưa kỹ thuật hiện đại thâm nhập rộng rãi vào mọi lĩnh vực của hoạt động sản xuất, kinh tế và đời sống xã hội. Từ những hệ thống máy tính lớn đến nhứng hệ thống máy tính cá nhân , từ những việc điều khiển các máy công nghiệp đến các thiết bị phục vụ đời sống hằng ngày của con người. Với mong muốn tìm hiểu, ứng dụng những tiến bộ của khoa học kỹ thuật hiện đại vào phục vụ sản xuất và phục vụ đời sống con người Với sự giúp đỡ của các thầy cô giáo trong bộ môn em đã hoàn thành thiết kế của mình. Tuy nhiên do kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi sai sót mong quý thầy cô chỉ bảo để em có thể hoàn thiện thiết kế của mình hơn. Em xin chân thành cảm ơn. Sau đây em xin trình bày chi tiết về thiết kế của mình. 2 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ 1.1. Giới thiệu về chuẩn giao tiếp LPT Cổng máy in hay còn gọi là cổng LPT,cổng song song hoặc giao diện Centronic có mặt ở hầu hết các máy tính PC.Cấu trúc của cổng song song rất đơn giản với tám đường dẫn dữ liệu,một đường dẫn mass chung, bốn đường dẫn điều khiển để chuyển các dữ liệu tới máy in và năm đường dẫn trạng thái để truyền các thông tin về trạng thái của máy in ngượi trở lại máy tính.Tất cả các đường dẫn cổng này đều tương thích TLL.trên các máy tính PC thông thường các cổng máy in có địa chỉ cơ sở(Báe Address:BA ) là:3BCH,278H,2BCH… trong đó địa chỉ 378H là địa chỉ thường gặp nhất ở các máy tính 1.1.1. Cấu trúc: Hình 1: sơ đồ các chân cổng LPT 3 Bảng 1: sơ đồ các chân cổng LPT Giới thiệu các chân: - Strobe (1): Với một mức logic thấp ở chân này, máy tính thông báo cho máy in biết có một byte đang sẵn sàng trên các đường dẫn tín hiệu để được truyền. - D0 đến D7: Các đường dẫn dữ liệu - Acknowledge: với một mức logic thấp ở chân này, máy in thông báo cho máy tính biết là đã nhận được kí tự vừa gửi và có thể tiếp tục nhận. - Busy (bận – 11): máy in gửi đến chân này mức logic cao trong khi đang đón nhận hoặc in ra dữ liệu để thông báo cho máy tính biết là các bộ đệm trong máy tính biết là các bộ đệm trong máy tính đã bị đầy hoặc máy in trong trạn thái Off-line. - Paper empty (hết giấy – 12): Mức cao ở chân này có nghĩa là giấy đã dùng hết. - Select (13): Một mức cao ở chân này, có nghĩa là máy in đang trong trạng thái kích hoạt (On-line) - Auto Linefeed (tự nạp dòng): Có khi còn gọi là Auto Feed. Bằng một mức thấp ở chân này máy tính PC nhắc máy in tự động nạp một dòng mới mỗi khi kết thúc một dòng. 4 - Error (có lỗi): Bằng một mức thấp ở chân này, máy in thông báo cho máy tính là đã xuất hiện một lỗi, chẳng hạn kẹt giấy hoặc máy in đang trong trạng thái Off-Line. - Reset (đặt lại): Bằng một mức thấp ở chân này, máy in được đặt lại trạng thái được xác định lúc ban đầu. - Select Input: bằng một mức thấp ở chân này, máy in được lựa chọn bởi máy tính. 1.1.2. Các thanh ghi đặc biệt Các đường dẫn của cổng máy in được nối với ba thanh ghi 8 bit khác nhau:thanh ghi Dữ liệu(Data),thanh ghi trạng thái(Status) và thanh ghi điều khiển(Control). a. Thanh ghi dữ liệu:có địa chỉ bằng địa chỉ cơ sở,thanh ghi này có 8 đường dẫn với giao diện 2 hướng không đảo,nghĩa là có thể xuất dữ liệu từ máy tính ra bên ngoài và có thể nhận tín hiệu từ bên ngoài vào thông qua thanh ghi này,thanh ghi Data được nối với các chân từ 2-9 trên cổng máy in,tuy nhiên khi ứng dụng trong điều khiển và đo lường cần chú ý mọt đặc điểm là không phải bất kỳ thanh ghi Data trên các cổng máy in nào cũng là giao diện 2 hướng,thực tế cho thấy đa số trên các cổng máy in thanh ghi này chỉ có thể xuất dữ liệu,tức là chỉ một hướng. b. Thanh ghi trạng thái:thanh ghi trạng thái có địa chỉ bằng địa chỉ cơ sở +1 , là một thanh ghi 8 bit nhưng thực tế chỉ có 5 bit(5 bit cao) được nối với các chân của cổng bao gồm các chân 10,11,12,13,15; sơ đồ sắp xếp các chân có thể xem trên hình trên.Thanh ghi trạng thái chit có thể được truy cập theo một hướng.Trong các đường dẫn của thanh ghi này,đường dẫn S7,tức chân 11 là đường dẫn đảo. c. Thanh ghi điều khiển:địa chỉ bằng địa chỉ cơ sở +2 cũng là một thanh ghi giao diện hai hướng,có 4 bit thấp được nối với các chân 1,14,16,17 trong đó đa số là đường dẫn đảo(chỉ trừ bit C2,chân 16) 1.1.3. Địa chỉ các cổng trên máy tính: 5 Bảng 2: Địa chỉ các cổng trên máy tính 1.2. Giới thiệu về các linh kiện sử dụng trong bài. Các loại cảm biến ghép nối - Trong thực tế có rất nhiều loại cảm biến khác nhau nhưng chúng ta có thể phân làm hai loại chính đó là cảm biến kiểu số và cảm biến kiểu tương tự. 1.2.1. Cảm biến kiểu số Trong thực tế có rất nhiều loại cảm biến kiểu số chẳng hạn như cái công tắc hành trình ,các nút ấn kiểu on/off các encoder Hình 1.1 encoder kiểu xung 6 +Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động Hình 1.2. Cấu tạo của encoder Về cơ bản encoder loại đếm xung gồm có 3 bộ phận chính đó là mạch thu ,mạch phát và đĩa quay.Đĩa quay được gắn với trục của vật chuyển động cần đo vận tốc trên đĩa có khoét các lỗ hoặc được khía các bánh răng,đĩa này được đặt ở giữa đầu thu và đầu phát.Đầu thu thường là photphotranzito đầu phát thường là diot phat quang hoặc đèn laze hoặc led.Khi đĩa quay thì đĩa này liên tục chắn hoặc không chắn tín hiệu từ đầu thu về đầu phát .Trên đầu thu sẽ nhận được các xung tỉ lệ với tốc độ quay của đĩa cũng như tốc độ quay của vật cần đo tốc độ.Tín hiệu xung này được đưa về các bộ xử lý để đưa ra tộc độ thực Hình 1.3 Công tắc hành trình +Cấu tạo và nguyên tăc hoạt động Các công tắc hành trình có cấu tạo tương tự như một công tác on/off bình thường thì khác ở cơ cấu tác động làm thay đổi trạng thái của công tắc ở đây có 7 thể là con lăn thanh gạt để phát hiện hành trình của đối tượng.Nguyên tắc hoạt động:Công tắc hành trình được gắn vào vị trí nằm trên quỹ đạo chuyển động của đối tượng khi đối tượng di chuyển tới vị trí đó sẽ tác động vào cơ cấu tác động của công tắc và làm thay đổi trạng thái của tiếp điểm.Công tắc hành trình thường có hai trạng thái đóng hoặc mở tiếp điểm (on/off). Nguyên lý:Dưới tác dụng của trọng lực chất lỏng và không khí chiếc phao sẽ nổi trên bề mặt chất lỏng và dao động theo mức chất lỏng trong bình chứa.Khi mức chất lỏng thay đổi phao sẽ nâng lên hạ xuống làm thay đổi biến trở,tín hiệu áp lấy ra trên biến trở sẽ thay đổi tỷ lệ với mức chất lỏng,đo tín hiệu này sẽ suy ra mức chất lỏng. 1.2.2. Cảm biến kiểu tương tự Cảm biến kiểu tương tự rất đa dạng về chủng loại đa phần các cảm biến trong thực tế là các cảm biến kiểu tương tự.Các tín hiệu đo đưa ra sau cảm biến tương tự thường là tín hiệu dòng hoặc tín hiệu áp tiêu biểu như các loại cặp nhiệt ,các loại nhiệt kế điện trở kim loại,nhiệt điện trở,các cảm biến đo lưu lượng mức chất lưu,đo áp suất Ta có ví dụ về các loại cảm biến tương tự đo mức chất lưu Hình 1.4. Cảm biến tương tự Loại này sử dụng một cảm biến áp suất vi sai để đo mức,bằng cách đo độ chênh lệch về áp suất ở đáy bình và áp suất tĩnh (áp suất của khoảng không khí trong bình chứa). 8 Hình 1.5. Cảm biến tương tự -Cảm biến điện dung đo mức Cảm biến hoạt động dựa trên sự khác biệt hằng số điện môi giữa chất lưu và không khí. Điều kiện cần thiết để áp dụng phương pháp này là hằng số điện môi của chất lưu phải lớn hơn hằng số điện môi của không khí, thường là gấp đôi. Hằng số điện môi của không khí là khoảng 1.0,dầu có hằng số điện môi từ 1.8 đến 5; nước có hằng số điện môi ở giữa khoảng 50 đến 80. Khi mức chất lưu thay đổi thì điện dung cũng thay đổi tương ứng. C= Trong đó là hằng số điện môi của chất lỏng d: là khoảng cách giữa các điện cực hình 1.6. Cảm biến đo mức 9 1.3. vi mạch 8255A hình 1.7. Sơ đồ khối vi mạch 8255A Với tổ hợp các tín hiệu địa chỉ (A0, A1), chon vi mạch (CS), và các lệnh đọc ghi (RD, WR) của VXL, ta có các lệnh ghi đọc khác nhau cho các cửa (A, B, C ) và thanh ghi điều khiển như bảng 3.2, tạo ra sự di chuyển số liệu giữa đường dây số liệu, các cửa và thanh ghi điều khiển. Như vậy, vi mạch 8255 có đặc điểm là không có lệnh đọc thanh ghi trạng thái mà dùng lệnh đọc cửa C khi vi mạch ở chế độ 1 và 2, còn ở chế độ 0, không đọc trạng thái. 10 [...]... số Trong mạch sử dụng hai loại cảm biến chính để cập nhật trạng thái của hệ thống đó là cảm biến tương tự và cảm biến kiểu số.Cảm biến tương tự được đưa qua một bộ biến đổi tương tự số ADC Chân D0-D3 của cổng LPT làm chân phát tín hiệu điều khiển và địa chỉ để điều khiển việc đọc ghi số liệu cho 8255 2.3 .Giao diện và code điều khiển: Hình 2.3 Giao diện điều khiển Code: Add modul Public Declare Function... sub 2.4 Kết luận Sau thời gian tìm hiểu và thực hiện bài tập lớn của em đã đạt được một số vấn đề sau: - Tìm hiểu chuẩn giao tiếp TTL và cổng song song(cổng máy in) - Tìm hiểu các loại IC cần thiết cho một module ghép nối với PC qua giao diện LPT - xây dựng được modul 12 kênh ghép nối máy tính ứng dụng chuẩn này - Tìm hiểu các loại cảm biến thông dụng trên thì trường - Xây dựng được giao diện và chương... mạch Ý tưởng: Để phân loại sản phẩm có rất nhiều chỉ tiêu để phân loại như khối lượng, kích thước, chức năng của các sản phẩm, màu sắc… Giả sử ta phân loại sản phẩm theo khối lượng trong đó sử dụng các cảm biến số và cảm biến tương tự, 16 các cảm biến tương tự đưa ra các tín hiệu điện áp phù hợp sẽ được chuyển đổi về tín hiệu số và nối với Port B của vi mạch 8255, các tín hiệu cảm biến số sẽ qua Port A...Bảng 3 Các chế độ của vi mạch 8255A Các từ điều khiển Từ điều khiển thiết lập chế độ: Hình 1.8 .Điều khiển vi mạch 8255A Từ điều khiển lập xoá bit: 11 Hình 1.9 Điều khiển xóa bit vi mạch 8255A Chọn chế độ của 8255 Trong khi các cổng A, B và C được dùng để nhập và xuất dữ liệu thì hanh ghi điều khiển phải được lập trình để chọn chế độ làm việc của các cổng này Các cổng của 8255 có... 825 5qua IC 74LS373 Ngoài ra ta lấy các đường dữ liệu từ ic đệm 74HC245 để nối vào 4 pin của ic chốt 74LS373 nhằm mục đích điều khiển sự hoạt động của ic 8255 Vi mạch ghép nối 8255 có 3 port chính là A,B,C mỗi port có 8 pin.8 pin của port A được nối với 8 đường tín hiệu nhận về từ ADC0809 ,5 pin của port C được nối với 5 chân điều khiển hoạt động của ADC0809 và 4 pin của port B được nối trực tiếp với. .. thông dụng trên thì trường - Xây dựng được giao diện và chương trình giám sát và điều khiển trên phần mềm VISUAL STUDIO 2010 - Khả năng ứng dụng của module có thể áp dụng trong việc phân loại các sản phẩm theo : kích thước, khối lượng màu sắc, … Tuy nhiên bài làm còn một số hạn chế sau: -Kiến thức lập trình chưa thành thạo nên giao diện và chương trình còn đơn giản -Bài làm chỉ mang tính chất lý thuyết,mô... hoạt chân SC bằng xung cao xuống thấp để bắt đầu chuyển đổi -Hiển thị OEC để báo kết thúc chuyển đổi -Kích hoạt OE cho phép đọc dữ liệu ra của ADC Chương 2.Chương trình điều khiển giám sát 2.1 lưu đồ thuật toán +Lưu đồ thuật toán Bắt đầu Gửi địa chỉ chọn kênh 1 0 S S Kênh tương tự Kênh số 15 Đ Đ Đọc giá trị ADC Quy đổi ra số Đọc kết quả từ cảm biến số Truyền thông Kết thúc Hình 2.1 Lưu đồ thuật toán... chế độ vào/ ra cơ sở Ở chế độ này các cổng A, B, PCH hay PLH có thể được lập trình như đầu vào hoặc đầu ra - Chế độ 1 (mode1): Trong chế độ này các cổng A và B có thể được dùng như các cổng đầu vào hoặc đầu ra với các khả năng bắt tay tín hiệu bắt tay được cấp bởi các bit của cổng C - Chế độ 2 (mode2): Trong chế độ này cổng A có thể được dùng như cổng vào/ ra hai chiều với khả năng bắt tay và các... đầu vào) H:High L:Low X:Không xác định - Sơ đồ chân: Hình 1.10 Sơ đồ chân IC chốt 74LS373 1.5.ADC 0809 Bộ ADC là một thiết bị CMOS tích hợp với một bộ chuyển đổi từ tương tự sang số 8bit ,bộ chọn kênh và một bộ logic điều khiển tương thích.Bộ chuyển đổi AD 8bit này dùng phương pháp chuyển đổi xấp xỉ tiếp Ta có sơ đồ chân ADC 0809 13 Hình 1.11 Sơ đồ chân và cấu tạo ADC 0809 INo tới IN7 : 8 ngõ vào tương... hiệu bắt tay được cấp bởi các bit cổng C cổng B có thể được dùng như ở chế độ vào/ ra đơn giản hoặc ở chế độ có bắt tay mode1 1.4 IC chốt 74LS373 Chức năng :Chốt dữ liệu để mở rộng các đường dữ liệu hoặc các đường điều khiển Cấu tạo: +Đường dữ liệu có 2 cổng: 12 -D :Cổng vào 8bit (D0-D7) -O :Cổng ra 8bit (O0-O7) +Đường điều khiển : -/OE :Chân chọn chíp -LE: Cho phép chốt Bảng 4: Bảng chân lý /OE H L