LỜI NÓI ĐẦU Trong chục năm qua , khoa học máy tính xử lý thơng tin có bước tiến vược bậc ngày có đóng góp to lớn vào cách mạng khoa học kỹ thuật đại Đặc biệt đời phát triển nhanh chóng kỹ thuật số làm cho ngành điện tử trở nên phong phú đa dạng Nó góp phần lớn việc đưa kỹ thuật đại thâm nhập rộng rãi vào lĩnh vực hoạt động sản xuất ,kinh tế đời sống xã hội Từ hệ thống máy tính lớn đến nhứng hệ thống máy tính cá nhân , từ việc điều khiển máy công nghiệp đến thiết bị phục vụ đời sống ngày người Với mong muốn tìm hiểu , ứng dụng tiến khoa học kỹ thuật đại vào phục vụ sản xuất phục vụ đời sống người Bằng kiến thức đẵ học giúp đỡ thầy cô giáo môn em hồn thành thiết kế nhiên trình độ cịn hạn chế nên khơng tránh khơi sai sót mong q thầ bảo Sau em xin trình bày thiết kế CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ 1.1 Giới thiệu chuẩn giao tiếp ISA 1.2 Giới thiệu linh kiện sử dụng sơ đồ 1.1.1 Vi mạch ADC AD574A * Các đặc điểm đặc trưng - Là biến đổi A/D 12 bit hồn chỉnh với nguồn tham chiếu tích hợp bên - Giao diện tương thích bus vi xử lý – 16 bit - Vùng nhiệt độ hoạt động 00C tới 700C với AD574AJ, K, L -550C tới 1250C với AD574AS, T, U - Thời gian biến đổi lớn 35 µ s - Các phiên khác với chân tương thích hoạt động tốc độ cao như: 15 µ s với AD674B, 10 µ s với AD1674 * Mô tả sản phẩm AD574A biến đổi ADC 12 bit hoàn chỉnh hoạt động nguyên lý xấp xỉ liên tiếp, với đệm đầu ba trạng thái cho phép ghép nối trực tiếp với bus vi xử lý 16 bit Một phát xung nhịp điện áp tham chiếu có độ xác cao tích hợp chip Sơ đồ chân vi mạch AD574A - AD574A phối ghép với hầu hết vi xử lý vi điều khiển 16 bit Bộ đệm đầu ba trạng thái đa chế độ cho phép ghép trực tiếp với bus liệu trình đọc lệnh biến đổi nhận từ bus điều khiển 12 bit liệu đầu đọc liệu 12 bit byte bit (byte đầu với bit liệu, byte lại với bit liệu bi 0) - Cung cấp dải đo: tới +10V tới +20V đơn cực, -5V tới +5V -10V tới +10V lưỡng cực * Đấu nối dải đo đơn cực cho AD574A AD574A chứa tất phần tử tích cực cần thiết để thực biến đổi A/D hồn chỉnh Vì thế, cho tất vị trí, tất cần nối với nguồn cấp (+5V, +12V/+15V, -12V/+12V), đầu vào tương tự, lệnh khởi tạo trình biến đổi, thảo luận trang Sự đấu nối đầu vào tương tự định cỡ đơn giản; chế độ hoạt động đơn cực biểu diễn hình sau Chế độ hoạt động đơn cực AD574A Đầu vào tương tự nối chân 13 chân cho phạm vi đầu vào 0V tới +10V, chân 14 chân cho phạm vi đầu vào 0V tới +20V AD574A dễ điều chỉnh để cung cấp tín hiệu đầu vào vượt cao nguồn cấp AD574A thiết kế có độ sai lệch thơng thường ½ LSB so với độ xác đầu vào tương tự * Hoạt động lưỡng cực Sự đấu nối hình vẽ Chế độ hoạt động lưỡng cực AD574A ADC nối tiếp AD7524 Sơ đồ chân AD7524 Bộ biến đổi AD7524 làm việc theo nguyên tắc mạng điện trở R – 2R, với R = 100k Ω Vi mạch AD7524 chế tạo theo công nghệ CMOS, dòng tiêu thụ nhỏ (chỉ cỡ 1mA điện áp nguồn 5V) Điện áp nguồn Vdd nằm khoảng 5V tới 15V Tất lối vào tương thích TTL Để đưa tín hiệu Analog (0 ÷ -UREF* 255 V ) ta cần đưa byte liệu 256 đến chân từ D0 đến D7, sau cần tạo xung âm chân WR để lưu byte liệu vào D/A Điện áp so sánh UREF điện áp dương điện áp âm, chí đấu với điện áp xoay chiều có biên độ thay đổi phạm vi giới hạn 1.1.2 Giới thiệu 74HC245 Bộ đệm bus chiều 74HC245 gồm có 20 chân, ,bộ đệm hoạt động có tín hiệu low chân 19.Nó có chứa vi mạch đệm với lối trạng thái để trao đổi thông tin đường dẫn bus liệu theo hướng Hướng truyền liệu xác định chân DIR: DIR = 0, liệu chuyển từ B sang A Việc chuyển hướng liệu cho phép quản lý đơn giản tín hiệu /IOR Ta nối trực tiếp chân DIR Qua đảm bảo đệm cho phép liệu đưa vào từ bên ngồi đưa lên bus liệu máy tính PC thực trình truy nhập đọc (/IOR = 0) 1.1.3 Giới thiệu 74HC688 Bộ giả mã địa 74HC688 so sánh tín hiệu từ A0-A7 xem có thống với địa tín hiệu chân tương ứng B0-B7.74HC688 so sánh hai số tám bit xem có giống khơng bit xếp kề sát đồng tạo tín hiệu Low chân19 1.1.4 Vi mạch 8255 8255A vi mạch phối ghép dùng phổ biến mạch mở rộng cổng vào song song Các chân tín hiệu 8255: - Reset: đặt trạng thái làm việc ban đầu cho 8255A.Chân phải nối với tín hiệu Reset chung tồn hệ(khi reset cổng định nghĩa cổng vào để không gây cố cho mạch điều khiển) - /CS:Chân chọn vỏ,được nối với mạch giả mã địa để đặt mạch 8255A vào địa sở A0,A1: Các chân tín hiệu địa cho phép chọn ghi bên 8255A:một ghi để ghi từ điều khiển cho hoạt động 8225A,và ghi khac tương ứng với cổng PA,PB,PC để ghi đọc liệu.Địa cổng địa sở 8255A Bảng chân lý vi mạch 8255 A1 0 0 1 X X A0 0 1 X X RD 0 1 1 X WR 1 0 0 X CS 0 0 0 Chức Đọc cổng A Đọc cổng B Đọc cổng C Ghi cổng A Ghi cổng B Ghi cổng C Ghi từ điều khiển Bus D Z cao Bus D Z thấp Có hai loại từ điều khiển cho 8255 - Từ điều khiển định nghĩa cầu hình cho cổng PA, PB, PC - Từ điều khiển lập/xóa đầu cổng PC * Từ điều khiển định nghĩa cấu hình Các cổng PA, PB, PC chia thành nhóm Nhóm A gồm cổng PA bít cao PC (gọi bit CA), nhóm B gồm cổng PB bit thấp cổng PC (gọi bit CB) Từ điều khiển dùng để điều khiển định nghĩa cấu hình cổng sau 1 MA1 MA0 A CA MB B CB Trong đó: - MA1, MA0: Là bit định chế độ cho nhóm A 00: Chế độ 01: Chế độ 1x: Chế độ - Bit A dùng để đặt cổng PA cổng (A=0) hay cổng vào (A=1) - Bit CA dùng để đặt bit cao cổng PC cổng (CA=0) hay cổng vào (CA=1) - Bit MB bit định chế độ làm việc cho nhóm B: MB=0: Chế độ MB=1: Chế độ - Bit B để đặt cổng PB cổng (B=0) hay cổng vào (B=1) - Bit CB dùng để đặt bit thấp cổng PC cổng (CB=0) hay cổng vào (CB=1) * Từ điều khiển lập/xóa bit PCi 0 0 C B A S/R Trong đó: - Các bit a, b, c dùng để chọn bit: PC0 … PC7 cổng PC Bit chọn có giá trị bit S/R ( 1) Bit S/R đặt thời điểm ghi điều khiển Các chế độ làm việc 8255A đặt cách ghi nội dung vào từ điều khiển ( thường ký hiệu CWR) 8255A có chế độ làm việc - Chế độ 0: Vào/ra sở Trong chế độ cổng PA, PB, PCH hay PCL định nghĩa cổng vào cổng - Chế độ 1: Vào có xung cho phép Trong chế độ cổng PA, PB định nghĩa cổng vào cổng với tín hiệu móc nối bit tương ứng cổng PC nhóm đảm nhiệm - Chế độ 2: Vào chiều Trong chế độ riêng cổng PA định nghĩa cổng vào/ra chiều với tín hiệu móc nối bit cổng PC đảm nhiệm Cổng PB làm việc chế độ - Lập xóa bit cổng PC CHƯƠNG THIẾT KẾ MODUL THEO YÊU CẦU 2.1 Thiết kế Modul chuẩn hóa điện áp 2.1.1 Chuyển đổi cho kênh ± 20V (-20V to +20V) Ta sử dụng mạch phân áp -2 V to + V R 300R -5 V to + V R 100R Ta có Ura = R2 U vao R1 + R Các thơng số tính tốn trình bày Sử dụng cầu điện trở đưa dải điện áp cần thiết – 5V VC C R R Ue R Ua Các thơng số tính tốn trình bày hình +5V R 100k R -5 V to + V to + V 100K R1 U e max = R U a max 2.1.2 Chuyển đổi kênh ± 10V (-10V to +10V) Sủ dụng cầu điện trở Nguyên lý thơng số tính tốn trình bày phần a Nguyên lý U h R R Ue Ua R Các thơng số tính tốn +5V R 50K R Ue 100K R 100K Ua 2.1.3 Chuyển đổi kênh ± (-5V to +5V) Sử dụng cầu phân áp phần ta có thơng số tính tốn sau +5V R 100k R -5 V to + V to + V 100K 2.1.4 Chuyển đổi kênh ± (-2V to +2V) Ta sử dụng mạch phân áp để chuyển dải 0V to +2V Các thơng số tính toán +2V R 100k R -2 V to + V to + V 100K Sau dùng mạch khuyếch đại thuật tốn để đưa dải to +5V Nguyên lý U = U vao R9 + R10 R9 U =5V U vao =0 ÷2V R 10 => R = chọn R9 =100 kΩ => R10 =150 kΩ 2.1.5 Chuyển đổi kênh ± (-1V to +1V) Ta sử dụng cầu điện trở để đưa dải to +1V +1V R 100k R -1 V to + V to + V 100K Sau dùng mạch khuyếch đại thuật tốn để đưa dải to +5V U = U vao R7 + R8 R7 U =5V U vao =0 ÷1V R => R = chọn R7 =50 kΩ => R8 =200 kΩ 2.1.6 Chuyển đổi dải -0.5V to +0.5V Sử dụng mạch phân áp chuyển dải to +0.5V + V R 100k R -0 V to + V to + V 100K 11 Sau dùng mạch khuyếch đại thuật toán để đưa dải to +5V 0-0.5V R + R U = U vao R1 + R2 R1 U =5V U vao =0 ÷ 0.5V R => R = 10 chọn R1 =10 kΩ => R2 =100 kΩ U 5A to + V 2.2 Mạch ghép nối hoàn chỉnh 2.2.1 Modul sở vào bit 2.2.2 Modul ghép nối với ADC U -2 V /+ V IN IN IN IN IN IN IN -1 V /+ V 26 27 28 +5V +5V 12 16 +5V IN -5 V /+ V C LK +5V IN IN IN IN IN IN IN IN D D D D D D D D R EF + R EF - 10 EO C C LK A0 A1 A2 IN -2 V /+ V +2V 11 + S TA R T ALE IN - -1 V /+ V 11 D K1 D K2 D K3 22 D K4 L L L L L L L L D K5 7 IN C LK + R 76 - -0 V /+ V R U 1A +2V VC C 25 24 23 11 O E D D D D D D D D 1 1 2 AD C 0809 +2V 5 U 1B R E S IS TO R C 11 + 7- IN CHƯƠNG THIẾT KẾ GIAO DIỆN VÀ PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN 3.1 Giao diện điều khiển 3.2 Phần mềm thực Dim dl(0 To 6) As Integer Dim kq(0 To 6) As Integer Dim ph(0 To 6) As Integer Dim tt(0 To 6) As Integer Dim i, j As Integer Private Sub Command1_Click() MsgBox "CHUONG TRINH DIEU KHIEN DO DIEN AP KENH" End Sub Private Sub Command2_Click() End End Sub Private Sub Command3_Click() outportb &H303, 144 For i = To outportb &H302, dl(i) dl(i) = dl(i) + outportb &H302, dl(i) dl(i) = dl(i) + 16 outportb &H302, dl(i) kq(i) = inportb(&H300) Next i ph(1) = kq(1) / 6.4 tt(1) = ph(1) - 20 Text1.Text = tt(1) ph(2) = kq(2) / 12.8 tt(2) = ph(2) - 10 Text2.Text = tt(2) ph(3) = kq(3) / 25.6 tt(3) = ph(3) - Text3.Text = tt(3) ph(4) = kq(4) / 64 tt(4) = ph(4) - Text4.Text = tt(4) ph(5) = kq(5) / 128 tt(5) = ph(5) - Text5.Text = tt(5) ph(6) = kq(6) / 256 tt(6) = ph(6) - 0.5 Text6.Text = tt(6) End Sub Private Sub Form_Load() dl(1) = dl(2) = dl(3) = dl(4) = dl(5) = dl(6) = End Sub Kết luận Sau nhiều ngày tìm hiểu làm tập lớn sụ hướng đẫn thầy bạn bè, em hoàn thành xong đề tài Sau làm xong giúp cho em có nhiều hiểu biết vi điều khiển hoạt động Mặc dù em cố gắng, xong kiến thức cịn hạn chế nên khơng thoát khỏi sai lầm thiết kế, mong thầy sai sót để em rõ vấn đề Em xin chân thành cảm ơn Tài liệu tham khảo [1] Bài giảng mơn điều khiển sản xuất tích hợp máy tinh - Thầy lưu hoàng minh , Trường ĐHHH Việt Nam [2] Kỹ thuật ghép nối máy tính – Ngô diên tập , Nhà xuất khoa học – kĩ thuật [4] Trang web: http://www.dientuvietnam.net/forums http://www.picvietnam.com/forum Ngoài cịn có số tài liệu khác ... + R 10 R9 U =5V U vao =0 ÷2V R 10 => R = chọn R9 = 10 0 kΩ => R 10 =1 50 kΩ 2 .1. 5 Chuyển đổi kênh ± (-1V to +1V) Ta sử dụng cầu điện trở để đưa dải to +1V +1V R 10 0 k R -1 V to + V to + V 10 0 K Sau. .. với cổng PA,PB ,PC để ghi đọc liệu.Địa cổng địa sở 8255A Bảng chân lý vi mạch 8255 A1 0 0 1 X X A0 0 1 X X RD 0 1 1 X WR 1 0 0 X CS 0 0 0 Chức Đọc cổng A Đọc cổng B Đọc cổng C Ghi cổng A Ghi cổng. .. Ua R Các thơng số tính tốn +5V R 50K R Ue 10 0 K R 10 0 K Ua 2 .1. 3 Chuyển đổi kênh ± (-5V to +5V) Sử dụng cầu phân áp phần ta có thơng số tính tốn sau +5V R 10 0 k R -5 V to + V to + V 10 0 K 2 .1. 4 Chuyển