Đồ án CNTT THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT THIẾT BỊ TỪ XA QUA MÁY TÍNH

73 281 0
  • Loading ...
1/73 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 09/10/2015, 23:02

Hiện nay với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, việc áp dụng những thành tựu của khoa học kỹ thuật vào cuộc sống là vấn đề hết sức cần thiết và quan trọng. Trong các thành tựu ấy, có thể thấy rằng phần lớn là có Điện tử Viễn thông. Đặc biệt là công nghệ sản xuất vi mạch vi xử lí – vi điện tử… đã đáp ứng được những đòi hỏi không ngừng từ các lĩnh vực công – nông – lâm – ngư nghiệp cho đến các nhu cầu cần thiết trong hoạt động đời sống hàng ngày. Một trong những ứng dụng rất quan trọng của những công nghệ ấy là kỹ thuật điều khiển từ xa. Nó đã góp phần rất lớn trong việc điều khiển các thiết bị mà không cần phải tiếp xúc trực tiếp. Từ đó, người sử dụng có thể linh hoạt hơn trong các thao tác cũng như khoảng cách điều khiển theo ý muốn của mình. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNCHƯƠNG I: DẪN NHẬP1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ.- Hiện nay với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, việc áp dụngnhững thành tựu của khoa học kỹ thuật vào cuộc sống là vấn đề hết sức cần thiếtvà quan trọng. Trong các thành tựu ấy, có thể thấy rằng phần lớn là có Điện tử Viễn thông. Đặc biệt là công nghệ sản xuất vi mạch vi xử lí – vi điện tử… đã đápứng được những đòi hỏi không ngừng từ các lĩnh vực công – nông – lâm – ngưnghiệp cho đến các nhu cầu cần thiết trong hoạt động đời sống hàng ngày. Mộttrong những ứng dụng rất quan trọng của những công nghệ ấy là kỹ thuật điềukhiển từ xa. Nó đã góp phần rất lớn trong việc điều khiển các thiết bị mà khôngcần phải tiếp xúc trực tiếp. Từ đó, người sử dụng có thể linh hoạt hơn trong cácthao tác cũng như khoảng cách điều khiển theo ý muốn của mình.- Vài năm gần đây, một nền công nghệ mới ra đời được gọi là ngôi nhà tự động.Công nghệ này đã tạo ra một số thiết bị mới để phục vụ cho người tiêu dùng. Ngôinhà được thiết kế với các thiết bị và các dịch vụ cho người sử dụng. Một vài côngty nhỏ đã giới thiệu một số hệ thống nhà tự động, các công ty lớn đang nghiên cứunhững công nghệ nổi bật để khai thác tiềm năng to lớn này. Một hệ thống mạngtrong nhà sẽ liên kết các thiết bị, các cảm biến, các bộ điều khiển, các bảng điềukhiển bên trong ngôi nhà. Các thiết bị được liên kết với nhau trong một hệ thốngbao gồm: những thiết bị giải trí, các dụng cụ cầm tay, đến những vật dụng trongnhà bếp, hệ thống điều hoà nhiệt độ, hệ thống chiếu sáng trong nhà.Hầu hết các thiết bị trong nhà ngày nay hoạt độc lập với nhau, mỗi thiết bị cócách sử dụng khác nhau. Những thiết bị trong ngôi nhà tự động có thể trao đổi dữliệu và được tập hợp thành những hệ thống nhỏ như hệ thống an ninh, hệ thốngchiếu sáng trong ngân hàng.Hệ thống nhà tự động ra đời gần đây nhất có các thiết bị có thể trao đổi thôngtin bằng cách truyền dữ liệu qua đường dây điện trong nhà. Hệ thống này khôngcần lấp đặt thêm bất cứ đường dây điều khiển nào bên ngoài. Các thiết bị có thểđược kết nối thành một hệ thống mạng đơn giản bằng cách cắm chúng lên các ổcắm điện trên tường. Điển hình một ngôi nhà tự động có các thiết bị như: các cảmbiến, hệ thống chiếu sáng, máy giặt, điện thoại, hệ thống báo động,… tất cả đượckết nối thông qua đường dây điện bằng cách sử dụng Power Line Modem.Nếu một ngôi nhà tự động phát hiện ra lửa thì nó sẽ gửi một tin cảnh báo lêntrên đường dây điện. Hệ thống điều khiển sẽ ra lệnh khóa đường ống dẫn khí, hệthống báo động sẽ báo động mọi người trong nhà và nếu có một máy điện thoại thìnó sẽ gọi điện báo cho dịch vụ chữa cháy. Với đường dây điện thoại thì hệ thốngcũng cho phép chủ nhà có thể gửi dữ liệu điều khiển các thiết bị từ bên ngoài ngôiSVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNnhà. Ví dụ, chúng ta có thể gọi điện thoại về nhà và yêu cầu hệ thống mở máy điềuhoà để làm mát một căn phòng vào một thời gian đặt trước.Để ngôi nhà chúng ta ngày càng tiện nghi và trở nên tự động nhằm phục vụnhu cầu ngày càng cao của con người với chi phí xây dựng và lấp đặt hệ thống vừaphải, hệ thống truyền dữ liệu để điều khiển đơn giản thì phương án giải quyết tốtnhất hiện nay là nên sử dụng mạng điện thoại có sẵn trong nhà. Nó có thể được lấpđặt cho những ngôi nhà đang xây dựng và cả những ngôi nhà có sẵn. Tất cả việctruyền và nhận dữ liệu để liên lạc, trao đổi thông tin giữa các thiết bị, các phòng,các khu vực khác nhau sẽ được thực hiện một cách đơn giản nhờ vào bộ truyềnnhận dữ liệu thông qua đường dây điện Power Line Modem (PLM).- Với thực tế hiện nay và xuất phát từ những nhu cầu trong cuộc sống đi cùng vớicơ sở vật chất hiện có, nhóm chúng em thực hiện đề tài: “THIẾT KẾ VÀ THICÔNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT THIẾT BỊ TỪ XA QUAMÁY TÍNH”. Qua máy tính có thể quan sát được trạng thái của các thiết bị, điềukhiển thiết bị theo ý muốn một cách chính xác.1.2 TẦM QUAN TRỌNG CỦA ĐỀ TÀI.- Hình thành từ ý tưởng nhu cầu thực tế của xã hội, để tạo ra một sản phẩm cógiá trị ứng dụng cao thì đây chính là một điều kiện tốt nhất để nhóm chúng emthực hiện đề tài.- Để điều khiển thiết bị con người không cần phải tốn nhiều thời gian nữa, màchỉ cần click chuột và quan sát màn hình máy tính. Giả sứ như muốn kiểm tra lạithiết bị tầng trên cùng của một tòa nhà cao tầng ta chỉ cần quan sát trên giao diệnmáy tính là có thể biết được trạng thái cũng như điều khiển được thiết bị đó.1.3 MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI.- Thiết kế và thi công hệ thống tương đối hoàn chỉnh, có khả năng điều khiểnđược các thiết bị điện như: đèn bàn, đèn trần, đèn ngủ, quạt trần…- Thực hiện đề tài này giúp cho chúng em có điều kiện và cơ hội làm quen vớikỹ thuật điều khiển kết hợp với máy tính. Tìm hiểu sâu hơn nữa về kỹ thuật vi điềukhiển.- Trong quá trình thực hiện đề tài, kiến thức nhóm chúng em còn rất non nớt vàhạn chế. Do đó thực hiện đề tài nhằm tích lũy thêm kiến thức và kinh nghiệm chobản thân.1.4 GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀISVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNĐề tài mà nhóm chúng em thực hiện chỉ tập trung giải quyết những vấn đềsau:- Thiết kế và thi công mạch giao tiếp với máy tính và mạch chuyển từ RS 232sang RS 485.- Thiết kế giao diện điều khiển trên máy tính.- Mạch điện tử điều khiển 8 thiết bị.- Liên tục giám sát và hiện thị trạng thái và thông số của thiết bị trên giao diệnmáy tính.- Chỉ thực hiện điều khiển thiết bị từ xa bằng máy tính, không dùng điện thoại,internet…SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNCHƯƠNG II: TRUYỀN DỮ LIỆU VÀ GIAO TIẾP MÁYTÍNH2.1. TỔNG QUÁT HỆ THỐNG TRUYỀN DỮ LIỆU.Không giống với việc truyền thông tin bằng cách phát và thu tín hiệu tương tựnhư âm thanh hình ảnh, việc truyền dữ liệu được thực hiện bằng cách phát tuần tự(liên tiếp) các mã nhị phân lên đường truyền. Các mã này được tạo ra, lưu trữ vàxử lí bởi các máy tính và các ngoại vi.Đường truyền dùng để truyền dữ liệu là các đường truyền số (digital) nghĩa làtín hiệu chỉ có thể ở một trong hai trạng thái khác biệt được biểu thị bằng mứclogic 0 hoặc 1. Trong khi đó tín hiệu tương tự có thể chiếm một trạng thái bất kìtrên một dải liên tục.2.1.1. Cấu trúc một hệ thống thông tin.Hình 2.1: Hệ thống truyền tinSơ lược các khối trong hệ thống: Nguồn tín hiệu:Là tín hiệu cần truyền đi, có thể là tín hiệu không điện hoặc tín hiệu điện.Do vậy, cần phải có một bộ chuyển đổi các tín hiệu điện thành tín hiệu không điệntrước khi đưa lên đường truyền.SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNThông thường dùng các cảm biến để dò lấy tín hiệu này và thực hiện quátrình chuyển đổi thành tín hiệu điện. Khối truyền tin:Nhận tín hiệu điện từ nguồn tín hiệu đưa đến sau đó thực hiện sự biến đổicho phù hợp với đường truyền trước khi phát lên đó.Khối này thường gồm: mạch điều chế tín hiệu, một bộ dồn kênh, bộ pháttín hiệu. Đường truyền:Có nhiều dạng như đường truyền hữu tuyến, vô tuyến, tương tự, số,…Bản chất của đường truyền có ảnh hưởng rất nhiều khối khác trong sơ đồ. Khối nhận tin:Nhận lấy tín hiệu từ đường truyền gởi xuống và thực hiện việc chuyển đổinhằm lấy lại thông tin ban đầu.Khối nhận tin thường gồm: một bộ giải điều chế tín hiệu (tách sóng mang)một bộ phân kênh tín hiệu. Cơ cấu chấp hành:Nhận tín hiệu từ khối nhận tin đưa đến sau đó biến đổi đại lượng điện đầuvào thành đại lượng đồng dạng với đại lượng vào của nguồn tín hiệu.Cơ cấu chấp hành có thể là một màn hình hiển thị hoặc loa, rơle để đóngngắt thiết bị…2.1.2. Phân loại các hệ thống thông tin.2.1.2.1 Phân loại theo đường truyền. Đường truyền hữu tuyến. Đường truyền vô tuyến.2.1.2.2 Phân loại dựa theo tín hiệu trên đường truyền. Tín hiệu tương tự. Tín hiệu số.2.1.2.3 Phân loại số bit trên đường dây. Mỗi bit chiếm lấy một đường truyền (song song): Dữ liệu gồm nhiều bit sẽxuất đồng thời trên đường truyền. Nhiều bit trên một đường truyền (nối tiếp): Các bit sẽ nối tiếp nhau xuấthiện trên một đường truyền duy nhất.2.1.2.4 Dựa vào xung nhịp đồng hồ Ck của bộ phát và bộ thu.SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂN Truyền đồng bộ: khi xung nhịp nơi phát và nơi thu như nhau và cùng gócpha. Ưu điểm của cách truyền này là tốc độ truyền rất cao nhưng độ an toànvề thông tin khá thấp (sai vài bit). Việc chi phí cho thiết kế đường truyềnkhá cao. Truyền bất đồng bộ: khi xung nhịp nơi phát và thu không cần giống nhau.Theo phương pháp này, dữ liệu được truyền đi với tốc độ chậm hơn nhưngđộ an toàn cao, đặc biệt chi phí cho việc thiết kế đường truyền thấp, thíchhợp cho truyền xa.2.1.2.5 Chiều tín hiệu trên đường truyền. Loại đơn công: tín hiệu chỉ truyền theo một chiều duy nhất mà không cóchiều ngược lại. Loại song công: tín hiệu có thể truyền theo cả hai chiều một cách đồng thời. Loại bán song công: tín hiệu có thể truyền theo hai chiều nhưng khôngcùng lúc, tức là phải thay đổi luân phiên.2.1.3. Giao tiếp song song bất đồng bộ.2.1.3.1 Sơ đồ khối.Khi truyền dữ liệu với tốc độ từ thấp đến trung bình trên khoảng cách ngắnngười ta có thể dùng đường truyền song song bất đồng bộ.Ví dụ, như việc kết nối một máy tính với một thiết bị ngoại vi như máyin.hệ thống giao tiếp song song bất đồng bộ này có đặc điểm là: mỗi bit chiếmlấy một đường truyền và xung đồng bộ nơi phát không nhất thiết phải bằng xungđồng bộ ở nơi thu. Do đó, ngoài các đường dây cho các bit còn cần thêm cácđường tín hiệu để thực hiện việc bắt tay giữ phần phát và phần thu.Giả sử thực hiện việc truyền song song 8 bit thì ít nhất có 9 đườngdây (một đường mass giữ phần phát và phần thu).Để nơi phát và thu có thể truyền và thu được chính xác dữ liệu thìnhất thiết phải cần đến các tín hiệu bắt tay: Strobe, Ack và Busy\.SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 6 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂND0 – D7: là các đường dữ liệu (data bus).Strobe, Ack va Busy\: là các đường tín hiệu bắt tay nhằm phối hợpgiữa phần phát và phần thu.Strobe: do máy phát gửi ra nhằm báo cho máy thu biết rằng đã có dữliệu gửi ra trên đường truyền D0 – D7.ACK: do phần thu đưa ra nhằm báo cho phần phát biết rằng phầnthu đã thu xong một kí tự.Busy: do phần thu đưa ra nhằm báo cho phần phát biết rằng phầnthu đang bận với một tác vụ nào đó nên chưa thể thu được kí tự tiếp theo.Ví dụ một quá trình truyền dữ liệu giữ máy tính và máy in. CPU chờ cho tới khi đường tín hiệu Busy\ lên mức cao tức là máy in đã sẵnsàng nhận dữ liệu. CPU xuất mã kí tự kế tiếp ra port song song. Sau đó, CPU đưa xung Strobe lên 1. Tín hiệu này báo cho máy in biết rằngđã có dữ liệu mới trên đường truyền. Máy in tiến hành nhận dữ liệu và khi đã hoàn tất công việc liên quan đến kítự cuối cùng nó sẽ trả Busy\ về mức cao. Máy đưa xung ACK lên cao đểbáo cho CPU biết nó đang sẵn sàng nhận kí tự tiếp theo.2.1.3.2 Hoạt động của hệ thống.Phần phát: Đọc giá trị của đường Busy\ cho đến khi Busy\ =1 tức là phần thu khôngbận. Sau đó phần phát gửi data ra đường dữ liệu. Cho chân Strobe =1 để báo cho phần thu biết kí tự đã sẵn sàng. Đọc chân ACK cho đến khi chân này lên mức 1 tức là phần thu đã thu xongkí tự. Chân Strobe = 0 để tránh trường hợp phần thu thu thêm một lần nữa. Chuẩn bị dữ liệu kế tiếp theo để xuất đi nếu như chưa truyền hết.Phần thu: Khi cần thu một dữ liệu nó phải đưa chân Busy\ lên 1 để báo cho phần phátbiết rằng nó không bị bận và sẵn sàng nhận kí tự. Sau đó phần thu đọc giá trị của tín hiệu Strobe cho đến khi chân này lên 1tức là phần phát đã gửi dữ liệu ra đường truyền. Cho chân Busy\ = 0 để phần phát tạm thời ngưng lại và cho chân ACK = 0để khoan thay đổi data. Xử lí data (cất vào vùng nhớ đệm). Cho chân Busy\ = 1.SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 7 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂN2.1.4. Giao tiếp nối tiếp bất đồng bộ. Cấu trúc:Giao tiếp nối tiếp bất đồng bộ là giao tiếp mà xung đồng hồ của bộ phátvà bộ thu được tạo ra một cách riêng rẽ và không cần phải bằng nhau.Các bit lần lượt chiếm lấy đường, việc giao tiếp cần phải thêm cácbit khung (thông tin khung) bao gồm:• Bit khởi động (start).• Bit dừng (stop).• Bit chẵn lẻ (parity). Thành phần chính của hệ thống là các thanh ghi dịch. Tại phần phát, thanh ghi dịch là thanh ghi vào song song ra nối tiếp. Tại phần thu, thanh ghi dịch là thanh ghi vào nối tiếp ra song song..2.1.4.1 Phát dữ liệu nối tiếp.Khi cần phát dữ liệu, CPU phần phát sẽ gửi data tới thanh ghi phát bằng cáchđưa dữ liệu đến các ngõ vào song song của thanh ghi dịch sau đó tác động mức 1lên chân LD để cho thanh ghi nạp lấy giá trị này.SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 8 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNKhi LD không còn tác động nữa thì thanh ghi dịch sẽ luư trữ lại giá trị này.Sau đó, dưới tác động của xung đồng hồ nơi phát, các bit của dữ liệu cần phát sẽlần lượt dịch đến ngõ ra nối tiếp để đưa lên đường truyền.2.1.4.2 Thu dữ liệu nối tiếp.Khi phần thu nhận dạng được bit khởi động, CPU phần thu sẽ phát tínhiệu điều khiển xung Ck thu.Lúc này dưới tác động của xung Ck thu, từng bit dữ liệu trên đườngtruyền sẽ lần lượt được dịch vào thanh ghi phần thu cho đến khi xuất hiện bitdừng thì CPU phần thu sẽ phát tín hiệu để đọc dữ liệu tại các ngõ ra song songcủa thanh ghi dịch.Bit khởi động (start) nhằm báo cho phần thu biết thời điểm nhận mộtdữ liệu mới, bit này có trạng thái ngược với trạng thái thường xuyên của đườngtruyền (có trạng thái = 1).Khi dùng bit parity, trạng thái logic của bit này phụ thuộc vào kí tự dữliệu đặc trưng và việc lập phần cứng là kiểm tra parity chẵn hay lẻ.Bit parity là bit 0 hoặc bit 1 tuỳ theo việc kiểm tra chẵn hay lẻ và dữ liệuđó như thế nào.Chú ý rằng bit parity có dự phần vào việc tính tổng số bit 1 là chẵnhay lẻ trong toàn dữ liệu.Sau đó bằng cách tính tổng số bit trong mỗi kí tự, máy thu có thể pháthiện được lỗi khi truyền. Phương pháp này tuy không đạt được độ tin cậy 100%(vì nếu số bit lỗi là số chẵn thì máy thu không thể phát hiện được lỗi) nhưng lạitương đối đơn giản và có hiệu quả.Các bit stop là khoảng cách bảo vệ tối thiểu giữa các khung kí tự.2.2. KỸ THUẬT GHÉP NỐI VÀ GIAO TIẾP MÁY TÍNH.Máy vi tính là thiết bị trợ giúp đắc lực cho con người đặc biệt với khoahọc kỹ thuật ngày càng phát triển thì máy vi tính trở nên rất cần thiết. Chính vìvậy, ngày nay máy vi tính được đưa vào ứng dụng rất nhiều trong cuộc sốngcũng như trong kỹ thuật. Nó có thể được dùng để quản lý, tính toán, giao tiếp,SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 9 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNhoặc giải các bài toán kỹ thuật…Nhưng ứng dụng mạnh nhất là thhu thập dữ liệutừ các thiết bị ngoại vi, xử lí và điều khiển các quá trình hoạt động của chúngmột cách tự động theo chương trình.Việc giao tiếp giữa máy tính và các thiết bị ngoại vi có thể giao tiếpbằng 3 cách: Giao tiếp qua Slot-Card. Giao tiếp qua cổng song song (máy in). Giao tiếp qua cổng nối tiếp (COM).2.2.1. Giao tiếp qua Slot-Card.Bên trong máy tính, ngoài những khe cắm dùng cho card vào-ra, cardmàn hình, vẫn còn những rãnh cắm để trống. Để giao tiếp với máy tính, ta có thểthiết kế card mở rộng để gắn vào khe cắm mở rộng này. Ở các máy tính PC thìthường có các rãnh cắm tuân theo các tiêu chuẩn như: ISA (Industry StandardArchitecture) 8 bit hoặc 16 bit, ngoài ra còn có rãnh cắm theo tiêu chuẩn PCI(Peripheral Component Interconnection) 32 bit hoặc 64 bit, qua các đường tín hiệunày máy tính có thể giao tiếp dể dàng với thiết bị bên ngoài thông qua card mởrộng.Trên rãnh cắm mở rộng, ngoài các đường địa chỉ và đường dữ liệu,còn có một số đường điều khiển như: RESET, IOR, IOW, AEN, CLK,…Do đócard giao tiếpvới máy tính qua Slot Card đơn giản, số bit có thể tăng dể dàng,giảm được nhiều linh kiện, tốc độ truyền dữ liệu nhanh (truyền song song). Tuynhiên, do khe cắm nằm bên trong máy tính nên khi muốn gắn card giao tiếp vàothì phải mở nắp ra, điều này gây bất tiện cho người sử dụng.2.2.2. Giao tiếp qua cổng song song.Đây là cách giao tiếp được dùng để truyền dữ liệu giữa máy tính vàmáy in. Khác với cách giao tiếp qua cổng COM, ở cách giao tiếp này dữ liệuđược truyền song song cùng một lúc 8 bit vì thế nó có thể truyền ở tốc độ cao.Đầu nối (Connector) của port này gồm 25 chân bao gồm 8 đường dữ liệu và cácđường bắt tay (handshaking). Tất cả các đường dữ liệu và tín hiệu điều khiển đềuSVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNở mức logic có thể hoàn toàn tương thích với mức TTL. Hơn nữa người lập trìnhcó thể điều khiển cho phép hoặc không cho phép các tín hiệu tạo ngắt (Interrupt)từ ngõ vào nên việc giao tiếp đơn giản và dể dàng hơn. Các máy tính ra đời từnăm 1995 trở lại đạy đều có trang bị giao tiếp theo chuẩn IEEE (InstitudeElectronic And Electronic Engineering). Chuẩn này ra đời vào năm 1994 quiđịnh một chuẩn giao tiếp mới giữa máy tính cá nhân với các thiết bị ngoại vi.Chuẩn giao tiếp này tương thích được với chuẩn giao tiếp song song cơ bảnnhưng có tốc độ nhanh hơn 50 – 100 lần so với giao tiếp cũ. Chuẩn IEEE 1484qui định 5 chế độ truyền dữ liệu tuỳ theo hướng truyền: Chỉ truyền ra: chế độ tương thích với chuẩn giao tiếp song song cơ bản haychuẩn “Centronic”. Chỉ truyền vào:-Chế độ Nipple: tryuền song song 4 bit dùng các đường tín hiệu trạngthái.-Chế độ byte:truyền song song 8 bit qua đường dữ liệu, chuẩn giaotiếp song song của chế độ này đươc gọi là cổng 2 chiều. truyền hai chiều:-Cổng song song cải tiến EPP (Enhanced Parallel Port) được các thiếtbị khác máy in sử dụng (ổ đĩa CD, ổ đĩa cứng, bộ điều khiểnmạng…)-Cổng song song 2 chiều dùng chế độ tương thích, chế độ Nipple vàchế độ Byte chỉ dùng phần mềm để truyền dữ liệu. Chương trìnhđiều khiển cổng song song có trách nhiệm kiểm tra tín hiệu bắt tay(Handshacking, ví dụ như busy), và trao tín hiệu điều khiển thíchhợp cho thiết bị ngoại vi (ví dụ như Strobe), và truyền byte dữ liệu.Quá trình này cần nhiều phần mềm và giới hạn tốc độ truyền dữ liệutrong khoảng 50 đến 100 Kbyte trong 1s. Chế độ EPP, ECP được càiđặt trong mọi vi mạch Supper I/O hiện đại. Hai chế độ này dùngphần cứng trợ giúp một phần truyền dữ liệu ra cổng EPP chươngSVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 11 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNtrình chỉ cần gọi lệnh OUT, phần cứng đảm nhận nhiệm vụ điềukhiển các tín hiệu bắt tay.Việc giao tiếp giữa vi điều khiển với máy tính được thực hiện qua châncắm 25 chân ở phía sau máy tính. Qua cổng này dự liệu được truyền đi song song,nên đôi khi còn được gọi là cổng ghép nối song song.Các chân và đường dẫn được mô tả như sau:1325114Bảng 2.1: bảng chức năng chân cổng LPT.SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 12 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNCHAÂNKYÙ HIEÄUVAØO/RAMOÂ TAÛ1STROBELối ra (Output)2D0Lối raĐường dữ liệu D03D1Lối raĐường dữ liệu D14D2Lối raĐường dữ liệu D25D3Lối raĐường dữ liệu D36D4Lối raĐường dữ liệu D47D5Lối raĐường dữ liệu D58D6Lối raĐường dữ liệu D69D7Lối raĐường dữ liệu D710ACKLối vào (Input)Acknowledge (xác nhận)11BUSYLối vào1 : Máy in bận12PELối vàoHết giấy13SLCTLối raSelect (Lựa chọn)14AFLối vàoAuto Feed (Tự nạp)15ERRORLối raError (Lỗi)16INITLối ra0 : Đặt lại máy in17SLCTINSelect in18GNDNối đất19GND“20GND“21GND“22GND“23GND“24GND“25GND“: Byte được in2.2.3. Giao tiếp qua cổng COM. (giao tiếp nối tiếp).Khác với cổng máy in,cổng COM là cổng truyền dữ liệu nối tiếp. Nó thườngđược dùng để giao tiếp với các thiết bị ngoại vi có tốc độ xử lý chậm, cổng nàygiao tiếp theo chuẩn RS 232.SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 13 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNDữ liệu được truyền dưới dạng nối tiếp từng bit một. Tốc độ truyền bit do ngườilập trình quyết định (thơừng là 1200bps, 2400bps, 4800bps, 9600bps…) chiều dàibit dữ liệu có thể là 5, 6, 7, 8 bit kèm theo 1, 3/2, 2 bit stop, và 1 bit start tạo thànhmột khung gọi là Frame. Cổng này gồm các đường phát, đường thu, các đường bắttay và đường mass chung. Vì giao tiếp với chuẩn RS 232 nên có khoảng cáchtruyền xa hơn so với cổng máy in nhưng có tốc độ truyền chậm.2.3. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN GIAO TIẾP.Các máy tính PC được sản xuất gần đây thường có một cổng LPT, hai cổng nốitiếp theo chuẩn RS 232, cổng thứ nhất với tên gọi COM1 thường được dùng chochuột, còn cổng thứ hai ( COM2) thường dùng cho các mục đích ghép nối khácnhư modem, máy in hoặc thiết bị đo lường. Khi cần nhiều hơn hai cổng ta có thểlắp đặt các card mở rộng trên đó có thêm 1 – 2 cổng RS 232. Một số hãng phầncứng giới thiệu các vào/ra cho phép tăng thêm hai cổng RS 232 hoặc nhiều hơn.Việc sử dụng giao diện song song thì có ưu điểm là truyền dữ liệu nhanh hơnkhi sử dụng giao diện nối tiếp nhưng khi cần truyền dữ liệu ở khoảng cách xa thìvấn đề chống nhiễu và kinh tế cần được quan tâm nhiều. Do đó khi cần truyền dữliệu ở cự ly xa với độ chính xác và ổn định cao thì sử dụng giao diện nối tiếp manglại nhiều ưu điểm, ngay cả với những mạch ghép nối đơn giản. Khả năng chống nhiễu của các cổng nối tiếp cao hơn so với cổng máy in. Thiết bị ngoại vi có thể lắp ngay cả khi máy tính đang được lắp điện. Mạch điện đơn giản có thể nhận được điện áp nguồn nuôi qua cổng nốitiếp.Thông thường thì việc sử dụng cổng nối tiếp đòi hỏi chi phí nhiều hơn vì cần cósự biến đổi dữ liệu được truyền theo kiểu nối tiếp thành dữ liệu song song. Vớinhững bài toán ghép nối không phức tạp, trong đó chỉ sử dụng một vài đường dẫnvào/ra thì ta có thể sử dụng trực tiếp các đường dẫn phụ trợ có liên quan của giaodiện. Tổng cộng có đến hai đường dẫn lối ra và bốn đường dẫn vào, có thể đượctrao đổi trực tiếp bằng các lệnh đơn giản.Bảng dưới đây chỉ ra tất cả các đường dẫn được nối với các chân trên đầu nối25 chân và 9 chân.Bảng 2.2: Bảng chức năng chân cổng COMChânChân (9Lối vào/raSVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATên gọiChức năngTrang 14 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂN(25chân)chân)1--FG, FrameGroundĐất vỏ máy.23⇐TxD, TransmitDataTruyền dữ liệu32⇒RxD, ReceiveDataNhận dữ liệu⇐RTS, Request tosendYêu cầu gửi, bộ truyền đặtđường này lên mức hoạtđộng khi sẳn sàng truyền dữliệuCTS, Clear toSendXoá để gửi, bộ nhận đặtđường này lên mức hoạtđộng để thông báo cho bộtruyền là sẳn sàng nhận dữliệu.DSR, Data SetReadyDữ liệu sẵn sàng, tính hoạtđộng giống với CTS nhưngđược kích hoạt bởi bộtruyền khi nó sẵn sàng nhậndữ liệu.SG, SignalGroundĐất của tín hiệu.DCD, DataCarrier DetectPhát hiện tín hiệu mang dữliệu.DTR, DataTerminal ReadyĐầu cuối dữ liệu sẵn sàng,tính hoạt động giống vớiRTS nhưng được kích hoạtbởi bộ nhận khi muốntruyền dữ liệu.RI, Ring IndicateBáo chuông, cho biết là bộnhận đang nhận tín hiệurung chuông4578667581202249⇒⇒⇒⇐⇒SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 15 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNViệc trao đổi dữ liệu qua cổng nối tiếp trong các trường hợp thông thường đều quađường dẫn truyền nối tiếp TxD và đường dẫn nối tiếp RxD. Tất cả các đường dẫncòn lại có chức năng phụ trợ khi thiết lập và điều khiển cuộc truyền dữ liệu. Cácđường dẫn này gọi là các đường dẫn bắt tay bởi vì chúng được sử dụng theophương pháp “ký nhận” giữa các thiết bị. Ưu điểm đặc biệt của đường dẫn bắt taylà trạng thái của chúng có thể đặt hoặc điều khiển trực tiếp.Trạng thái LOW tương ứng với mức điện áp +12V còn trạng thái HIGH tươngứng với mức điện áp -12V. Tất cả các lối ra đều có đặc tính chống chập mạch vàcó thể cung cấp dòng điện từ 10mA đến 20mA. Với các lối ra này, các LED có thểđược đấu vào hoặc được các tầng đệm điều khiển trực tiếp. Giữa hai điện ápchuyển mạch có một khoảng thời gian trể, nghĩa là trạng thái được đọc sẽ thay đổikhi điện áp lối vào nằm ở bên ngoài vùng này.Thông thường thì giao diện nối tiếp được điều khiển bằng mức tín hiệu hai cựcvới độ lớn bằng +12V và -12V. Bởi vì các mạch lối vào thông thường trong máytính PC nhận dạng một mức điện áp dưới 1V như là mức LOW, nên cổng nối tiếpcũng được phép làm việc với mức TTL (0V/5V). Một số máy tính PC, phần lớn làmáy tính xách tay làm việc với ngưỡng chuyển mạch từ -3V đến +3V và vì thếchấp nhận các tín hiệu lối vào hai cực.Điều khiển số qua cổng RS 232.Khác với kiểu truyền dữ liệu theo kiểu đồng bộ với một đường dẫn dữ liệu vàmột đường dẫn giữ nhịp, các cuộc truyền dị bộ có thể tiến hành ngay cả khi truyềntrên khoảng cách lớn. Sự trễ về thời gian và tình trạng dốc thoai thoải của sườnxung không làm nhiễu quá trình truyền dữ liệu nối tiếp. Qua đường dẫn TxD ta cóthể truyền dữ liệu, chẳng hạn với tốc độ 1200 baud, bằng một dây dẫn đơn giản,không bọc kim trên khoảng cách đến 50m. Ở đầu đường dẫn phía bên kia, có thểchuyển đổi dữ liệu bằng một bộ nhận nối tiếp để biến thành dữ liệu song song vàchuyển lên tám đường dẫn song song. Nhờ vậy về nguyên tắc ta có thể điều khiểntám tải tiêu thụ điện độc lập nhau. Bộ nhận nối tiếp có thể được thiết kế thuần tuýđiện tử với một vi mạch UART (chẳng hạn AY3-1015 hoặc 6402) hoặc bằng mộtvi điều khiển nào đấy.Đường dẫn truyền nối tiếp TxD được nối tương ứng với đường dẫn nhận nốitiếp RxD. Vì thế, qua một đường dẫn thứ hai theo hướng ngược lại các trạng thái ởtám lối vào số có thể được đọc. Việc chuyển đổi các dữ liệu được sắp sếp songsong thành một dòng dữ liệu nối tiếp lại được tiến hành bằng một mạch điện thíchhợp hoặc bằng một vi điều khiển.Ở đây xin giới thiệu một giải pháp sử dụng một bộ vi điều khiển loại 8951. Córất nhiều loại bản mạch phát triển sử dụng bộ vi điều khiển loại 8051/8031 hoặccác thế hệ tiếp của vi mạch này. Trong trường hợp này, giải pháp “một chip” cũngtỏ ra rất hấp dẫn, chẳng hạn với một vi điều khiển chớp (flash controller) 89c51trong vỏ 40 chân hoặc 89C2051 trong vỏ DIL nhỏ hơn 20 chân. Chương trình điềuSVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 16 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNkhiển trong bộ vi điều khiển hoàn toàn độc lập với kiểu được sử dụng và vì thếđược viết chung thành một chương trình hợp ngữ dòng họ 8051.2.4. TRUYỀN DỮ LIỆU QUA ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN THOẠI ( POWER LINEMODEM ).Power Line Modem (PLM) là sản phẩm được chế tạo dựa trên công nghệ mới.PLM được sử dụng để truyền dữ liệu giữa máy tính và thiết bị điện thông quamạng điện trong nhà. Sản phẩm có thể truyền dữ liệu giữa các máy tính và giữamáy tính và các thiết bị điện mà không cần lắp đặt thêm bất kì đường cáp truyềndữ liệu nào. Kỹ thuật FDM được sử dụng để có thể truyền dữ liệu với tốc độ cao,nó còn được dùng trong hệ thống mạng với tốc độ 10Mbps. Sản phẩm này chophép người sử dụng có thể truy cập mạng tại nhà mà không cần thêm hệ thốngmạng nào tại nhà. Trong một tương lai không xa sản phẩm này sẽ được sử dụngrộng rãi trên khắp các nước như nhà tự động và truy cập mạng.Những đặc điểm chủ yếu của sản phẩm: Tín hiệu truyền trên đường dây điện. Kết nối trực tiếp với hệ thống điện trong nhà mà không cần lắp đặt thêm bấtkì mạch điện nào. Cách sử dụng và bảo quản các thiết bị điện được kết nối với hệ thốngkhông ảnh hưởng. Có thể sử dụng vào hệ thống mạng. Dễ dàng sử dụng bằng cách cắm thiết bị vào các ổ cắm điện trên tường.PLM được ứng dụng rộng rãi trong hệ thống mạng, trong gia đình, trong côngnghiệp, các xí nghiệp, các toà nhà thông minh, quản lý năng lượng, truyền dữ liệuvà hình ảnh, các hệ thống quan sát và điều khiển từ xa,…Trong hệ thống mạng: nó cung cấp một giao diện kết nối đơn giản mà khôngcần lắp đặt thêm bất kì hệ thống cáp truyền nhận dữ liệu nào từ máy chủ. Người sửdụng có thể truy cập hệ thống mạng bất cứ nơi đâu và bất cứ khi nào bằng cách kếtnối máy tính với một PLM bên ngoài và cắm chúng lên ổ cắm trên tường.Hệ thống nhà tự động: rất rẻ trong thiết kế và lắp đặt bằng cách sử dụngđường dây điện để truyền dữ liệu giữa các thiết bị. Đó còn là ý tưởng để sử dụngđường dây điện để thực hiện việc truyền dữ liệu trong những điều khiển thôngminh, điều khiển từ xa, trao đổi thông tin, phân tích lỗi. Hơn nữa nó còn cho phépngười sử dụng có thể điều khiển các thiết bị trong nhà ở những nơi rất xa bằngcách kết hợp với hệ thống mạng.Trong các toà nhà thông minh: hệ thống điện cũng được dùng chung cho hệthống báo cháy, hệ thống báo động an ninh trong mỗi ga đình mà không cần lắpđặt thêm bất kì đường cáp truyền dữ liệu riêng biệt nào.2.5. TRUYỀN DỮ LIỆU QUA CHUẨN RS – 485.SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 17 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂN2.5.1. Giới thiệu.Khi hệ thống cần truyền một khối thông tin nhỏ ở khoảng cách xa, thôngthường người ta chọn RS 485.Mạng sử dụng chuẩn RS 485 rất đa dạng: ta có thể giao tiếp giữa PC vớinhau, hoạc giữa PC với vi xử lí, hoạc bất kì thiết bị nào truyền thông nối tiếp bấtđồng bộ.Theo nhận định của nhóm thực hiện đề tài (đối với truyền khối dữ liệu nhỏ)thì chuẩn RS 485 rất linh động. Ta có thể chọn số lượng bộ điều khiển (Master),bộ nhận (Slave), chiều dài cáp, tốc độ truyền, số node cần giao tiếp, và rất tiếtkiệm năng lượng.2.5.2. Đặc điểm của RS-485. Giá thành thấp:Các bộ điều khiển (Driver) và bộ nhận (Receiver) không đắt và chỉ yêu cầucung cấp nguồn đơn +5V để tạo ra mức điện áp vi sai tối thiểu 1.5V ở ngõ ra visai. Khả năng về mạng:RS-485 là một giao diện đa diểm (multi-drop), nó có thể có nhiều Driver vàReceiver, số Receiver có thể lên đến 256 nếu ngõ vào của các Receiver có trởkháng vào cao. Khả năng kết nối:RS-485 có thể truyền xa 1200m, tốc độ lên đến 10Mbps. Nhưng 2 thông sốnày không xảy ra cùng lúc. Khi khoảng cách truyền tăng thì tốc độ baud giảmxưống.Ví dụ: khi tốc độ là 90Kbps thì khoảng cách là 1200m, 1Mbps thì khoảngcách là 120m, còn với tốc độ 10Mbps thì khoảng cách chỉ còn 15m.2.5.3. Một số đặc tính RS-485. Các đường truyền cân bằng và không cân bằng.Sở dĩ RS-485 có thể truyền trên một khoảng cách lớn là do chúng sử dụngđường truyền cân bằng. Mỗi một tín hiệu sẽ truyền trên một cặp dây, với mức điệnáp trên một dây là âm hoặc điện áp bù trên dây kia. Bộ thu sẽ đáp ứng phần hiệugiữa các mức điện áp, được minh họa ở hình dưới:VAABoVBoGNDHình 2.2: Đường truyền cân bằng.SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 18 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNHình 2.3: Tín hiệu trên hai đường truyền cân bằngVinGNDHình 2.4: Đường truyền không cân bằngMột thuận lợi lớn của RS-485 là khả năng chống nhiễu tốt. TIA/EIA –485 chỉ định hai đường vi sai là A và B. Tại bộ điều khiển (Driver) nếu V A > VBthì mức logic ở đầu vào là cao, ngược lại V A < VB thì mức logic ở đầu vào là thấp.Tại bộ nhận (Receiver) nếu VA > VB thì mức logic ở đầu ra là cao và ngược lại.Đối với các bộ nhận đầu vào phải nằm trong tầm -7V ÷ +12V. Mức ápvi sai đầu vao tối đa - 6V ≤ VA – VB ≤ +6V Ưu diểm của đường truyền cân bằng:Đường truyền cân bằng có ưu điểm bởi hai đường tín hiệu mang dònggần bằng nhau nhưng ngược dấu. Điều này giúp giảm nhiễu trên đường truyền bởihầu hết các điện áp nhiễu điều tăng hay giảm đều nhau trên cả hai đường truyền.Bất kì một điện áp nhiễu nào tác động lên một dây điều bị triệt tiêu bởi điện áp bùtrên dây kia. Đường nhiễu có thể là các dây khác trong cáp hoặc ở bên ngoài. Mộtbộ thu cân bằng chỉ nhận tín hiệu cần truyền, loại bỏ tín hiệu nhiễu hoặc giảm đirất nhiều tín hiệu nhiễu.Ngược lại, trong giao tiếp không cân bằng, bộ thu phát mức điện ápgiữa dây tín hiệu và đất. Khi có nhiễu chúng sẽ tác động đến mạch, khi gặp môitrường có nhiễu lớn chúng sẽ gây sai lệch mức logic => mạch hoạt động sai.SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 19 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNMột ưu điểm khác của đường truyền cân bằng là nó có thể triệt tiêuđược phần điện áp tiềm tàng giữa bộ phát và bộ thu. Trong kết nối ở khoảng cáchlớn, điện thế ở các bộ điều khiển và bộ thu có thể khác nhau nhiều volt.Ở một đường truyền không cân bằng, điện hế đất khác nhau có thể làmcho bộ thu không đọc được đầu vào. Còn ở đường truyền cân bằng thì chúngkhông quan tâm điện thế đất vì nó chỉ đọc phần điện thế hiệu giữa hai dây truyềntín hiệu.2.5.4. Nguyên tắc hoạt động của RS-485. Mức áp yêu cầu:Giao tiếp RS-485 điển hình sử dụng nguồi cung cấp đơn +5V nhưngmức logic tại đầu phát và đầu thu không phải là mức TTL hay mức CMOS, để cómức ra thích hợp thì VA – VB ≥ 1.5VĐiện áp giữa mỗi đầu ra và đất không xác định bằng việc trừ mà modeđiện áp chung phải nằm trong tầm ±7V. Nếu như giao tiếp cân bằng một cáchhoàn hảo thì các đầu ra offset bằng một nữa với đường cung cấp. Bất cứ sự cânbằng nào cũng làm tăng hay giảm mức offset.Hình bên dưới chỉ áp ra A và B của một bộ điều khiển RS-485. Biênđộ đầu ra gần 3V thay đổi từ +1÷ +4V hoặc -1 ÷ -4V so với đất. Nguồn cung cấpcho bộ điều khiển là +5V.ABHình 2.5: tín hiệu ra của A và BHình bên dưới chỉ mức điện áp vi sai giữa dây A và B ở đầu ra của bộđiều khiển. Biên độ đỉnh đỉnh của áp ra là 6V gấp 2 lần biên độ đỉnh đỉnh của điệnáp trên mỗi đường dây.SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 20 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNHình 2.6: Điện áp vi sai của A và B.Nếu như một đầu ra đóng mở trước một đầu ra khác thì điện áp đầu ra vi sai đóngmở chậm hơn và điều này giới hạn tốc độ truyền của mạng. Thời gian lệch (Skew)là khoảng thời gian đóng mở chêch lệch giữa 2 đầu ra. Các Driver của RS-485được thiết kế sau cho tối thiểu thời gian lệch.Tại bộ thu, điện áp 2 đầu vào A và B chỉ cần chêch lệch 200mV. NếuVA – VB >0.2V thì đầu thu sẽ đọc là mức logic 1, ngược lại là mức logic 0. Nếunhư điện áp vi sai này A => mức 1, A>B => mức 0. Sử dụngđịnh nghĩa này các chip giao tiếp RS-485 thì làm ngược lại. Dòng yêu cầu.Dòng tổng trong RS-485 thay đổi theo trở kháng vào của thành phầntrong mạng gồm: các bộ phát, các đầu thu, cáp và các thành phần đầu cuối.Trở kháng ra của bộ phát thấp và trở kháng của cáp thấp cho phépviệc đóng mở được nhanh hơn và bảo đảm bộ thu sẽ nhận được tín hiệu với tốc độcao nhất có thể. Nếu trở kháng của đầu thu cao thì nó sẽ làm giảm dòng trongmạng và kéo dài tuổi thọ của bộ nguồn.Vệc sử dụng thành phần đầu cuối sẽ có lợi đối với dòng trong mạng.Khi không có các thàng phần đầu cuối thì trở kháng vào của các bộ thu sẽ ảnhhưởng lớn đối với điện trở tổng nối tiếp. Tổng trở kháng vào thay đổi theo các bộthu và trở kháng vào của chúng.Một bộ phát RS-485 tải đến 32 đơn vị tải. TIA/EIA – 485 xác địnhmột đơn vị tải dưới dạng dòng yêu cầu. Một bộ thu tương đương một đơn vị tải,mà tải này không kéo nhiều hơn một lượng dòng xác định tại đầu vào và điện ápđược xác định theo tiêu chuẩn. Khi áp tại đầu thu là 12V thì một đơn vị tải - Bộthu sẽ không kéo nhiều hơn 1mA. Để đạt được yêu cầu này thì một bộ thu phải cómột điện trở đầu vào ít nhất là 12KΩ, mắc giữa mỗi đầu vi sai với Vcc hay GNDtuỳ thuộc vào chiều dòng điện. Nếu thêm một bộ thu thì điện trở tương đương là6000Ω. Nếu có 32 đơn vị tải thì R tương đương là 375Ω.2.5.5. Chuyển đổi sang TTL.SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 21 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂN Song công (Full-Duplex).RS-485 được thiết kế để dùng cho hệ thống nhiều node (multi-drop).Hầu hết mạng RS-485 là bán song công sử dụng nhiều bộ phát và bộ thu, cùngchia sẽ một đường truyền tín hiệu. Nhưng chúng ta cũng có thể sử dụng RS-485 ởdạng song công, ở đó mỗi hướng sẽ có đường truyền tín hiệu riêng của nó. Việcchuyển đổi mạng RS-232 sang RS-485 song công dễ dàng thực hiện bằng phầnmềm.Với mạng loại này ta có thể sử dụng SN75179B ở hai đầu bộ phát vàbộ thu. Mạng này gồm 1 bộ phát dùng chuyển đổi 5V TTL sang RS-485 và mộtbộ thu dùng chuyển RS-485 sang 5V TTL.Đây là một giải pháp đơn giản khi ta muốn tạo một mạng song công,khoảng cách xa giữa các vi điều khiển. Các chip giao tiếp RS-485 nhỏ hơn, đơnNODE 0NODE 1OOONODE 2OOONODE 3OOgiản và rẻ hơn trong việc chuyển đổi sang RS-232.Hình 2.7: Kết nối song công nhiều điểm.Trong một dạng gồm có chủ và tớ, ở đó node chủ dùng để điều khiểnmạng và cho phép việc thu phát của thành phần khác. Một cặp dây dùng để nối bộphát của con chủ với bộ thu của các con tớ, còn một cặp dây khác nối bộ phát củacác con tớ với bộ thu của con chủ.Tất cả các con tớ phải được thông tin từ con chủ để biết con nào đượccho phép. Việc định địa chỉ của con tớ được xác định bằng cặp dây đối lập. Thuậnlợi của phương pháp này là tiết kiệm thời gian cho các con tớ bởi vì chúng khôngđọc thông tin trả lời của các con tớ khác. Nếu tất cả các node cùng chia sẽ mộtđường dữ liệu thì các con tớ phải đọc tất cả mọi thông tin lưu thông trên đườngmạng để lấy thông tin từ con chủ gửi tới. Bán song công:Rất nhiều mạng dùng kết nối RS-485 là bán song công với nhiều bộphát và thu cùng chia sẽ một đường tín hiệu.Khi một mạng có 3 hay nhiều node thì tại một thời điểm chỉ có 1 nodeđược thu hay phát. Việc sử dụng 2 đường truyền tín hiệu là thuận lợi khi chỉ có 2SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 22 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNthiết bị(một chủ, một tớ) vì mỗi node có thể thu phát bất kì lúc nào mà không sợcó sự xung đột. Nhưng có nhiều hơn một bộ phát trên cùng một cặp dây thì khôngcó sự đảm bảo rằng đường truyền tín hiệu là “rỗng” (free) khi bộ phát cần truyền.Trên các vi điểu khiển cho phép xây dựng các bit port như là đầu vàohay đầu ra, chúng ta có thể gởi hay nhận một bit đơn, tái tạo lại bit khi cần thiết.chúng ta cũng có thể làm điều này để sử dụng ít nhất số bit port có thể hoặc sửdụng bán song công để tiết kiệm dây.Chip SN75176B bao gồm một bộ phát dùng đổi mức logic TTL sangRS-485 và một bộ thu dùng chuyển RS-485 sang mức TTL và ở mỗi chip đều cómột đầu vào cho phép. Không giống như SN75179B chip này chỉ có một cặp chânRS-485 và chân cho phép vào, dùng xác định liệu bộ phát hay bộ thu là tích cực.Khi đầu vào cho phép của bộ phát ở mức thấp thì ngõ ra của bộ phát ởtrạng thái tổng trở cao. Khi đầu vào cho phép của bộ thu ở mức cao thì đầu ra củabộ thu ở trạng thái tổng trở cao.2.5.6. Việc cho phép bộ điều khiển (Driver).Một việc quan trọng trong sử dụng bán song công là việc điều khiển chophép các bộ điều khiển (bộ phát). Khi một bộ phát đang truyền dữ liệu thì nó vẫncòn được cho phép cho đến khi nó thực hiện xong việc truyền dữ liệu. Sau đó nókhông được cho phép trước khi các điểm khác thực hiện việc phát.Mối quan hệ giữa một byte dữ liệu và tín hiệu cho phép bộ phátCó 3 cách để điều khiển chân cho phép của RS-485. Hình trên 1 bit sẽ điều khiển cả bộ thu và bộ phát trên mỗi chip, vì chân chophép bộ phát tích cực mức cao, trong khi đó chân cho phép bộ thu tích cựcmức thấp. Do đó chỉ có một chân được cho phép tại một thời điểm. Trong nhiều mạng, đầu ra bộ thu lúc nào cũng được tích cực do đó nó cóthể được nối với đất. Bit điều khiển chỉ nối với chân Enable của bộ phát.Việc bỏ chân Enable của bộ thu cung cấp một cách đơn giản cho 1 điểm đểphát hiện khi nào thì một chuyển đổi hoàn thành, bằng cách đọc dữ liệutruyền trở lại. Để linh hoạt hơn ta có thể sử dụng các bit riêng rẻ để điều khiển các chânEnable của bộ phát và bộ thu. Kết luận về phương pháp lựa chọn:Trên đây nhóm thực hiện đề tài đã trình bày một số lý thuyết về chuẩn truyềngiao tiếp máy tính. Nhóm thực hiện đề tài thấy RS-485 khá hiệu quả, chủ yếu sẽnhờ vào khả năng lập trình của người thiết kế.Trong điều kiện cho phép về khả năng lập trình, cũng như thiết kế phầncứng, nhóm thực hiện đề tài chọn chuẩn truyền RS-485 vì chuẩn này khá thôngdụng, tương đối dễ thi công và lập trình, hiệu quả lại cao. Cách trao đổi dữ liệuSVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 23 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNnhóm thực hiện đề tài sẽ thực hiện là bán song công. Các chi tiết sẽ đượctrình bày trong phần thiết kế.CHƯƠNG III : CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH3.1: GIỚI THIỆU VI ĐIỀU KHIỂN AT89C52.IC vi điều khiển 89S52 có các đặc điểm sau : 8kbyte ROM 256 byte RAM 4 port 8bit Ba bộ định thời 16 bit Giao tiếp nối tiếp 64KB không gian bộ nhớ chương trình mở rộng 64 KB không gian bộ nhớ dữ liệu mở rộng Một bộ xử lý bít (thao tác trên các bit đơn) 210 bit được địa chỉ hóa và mỗi vị trí một bít Bộ nhân/chia 4µs.3.1.1. Cấu trúc bên trong 89C52.a. Cấu tạo chân.Tuỳ theo khả năng của từng người (về kinh tế, kỹ thuật…) mà các nhà sản xuấtcác sản phẩm ứng dụng có thể chọn 1 trong 3 kiểu chân do ATMEL đưa ra.b. Sơ đồ khối.SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 24 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNHình 3.1: Sơ đồ chânSVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 25 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNHình 3.2: Sơ đồ khốiPhần chính của vi điều khiển 89S52 là bộ xử lý trung tâm (CPU: centralprocessing unit ) bao gồm :- Các thanh ghi chức năng đặc biệt (SFR).- Đơn vị logic học (ALU : Arithmetic Logical Unit )- Cổng vào ra (I/O)- Bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu.Đơn vị xử lý trung tâm nhận trực tiếp xung từ bộ dao động, ngoài ra còn cókhả năng đưa một tín hiệu giữ nhịp từ bên ngoài.Chương trình đang chạy có thể cho dừng lại nhờ một khối điêu khiển ngắt ởbên trong. Các nguồn ngắt có thể là: các biến cố ở bên ngoài, sự tràn bộ đếm địnhthời, hoặc cũng có thể là giao diện nối tiếp. Hai bộ định thời 16 bit hoạt động nhưmột bộ đếm.Các cổng (port0, port1, port2, port3 ). Sử dụng vào mục đích điều khiển.SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 26 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNỞ cổng 3 còn có thêm các đường dẫn điều khiển dùng để trao đổi với bộ nhớbên ngoài, hoặc để đầu nối giao diện nối tiếp,cũng như các đường ngắt dẫn bênngoài.Giao diện nối tiếp cũng chứa một bộ truyền và bộ nhận không đồng bộ làmviệc độc lập với nhau.Tốc độ truyền qua cổng nối tiếp có thể đặt trong dải rộng vàđược ấn định bằng một bộ định thời.Trong vi điều khiển 89S52 có hai thành phần quan trọng khác là bộ nhớ vàthanh ghi :Bộ nhớ gồm có bộ nhớ RAM và bộ nhớ ROM dùng để lưu trữ dữ liệu và mãlệnh.Các thanh ghi sữ dụng để lưu trữ thông tin trong quá trình xữ lý. Khi CPUlàm việc nó thay đổi nội dung của các thanh ghi.c. Mô tả chức năng các chân.- port0: là port có hai chức năng ở trên chân từ chân 32 đến 39 trong các thiếtkế cỡ nhỏ ( không dùng bộ nhớ mở rộng) có hai chức năng như các đường I/O.Đối với các thiết kế cỡ lớn với bộ nhớ mở rộng nó được kết hợp kênh giữa cácbus.- port1: port1 là một port I/O trên các chân từ 1-8. Các chân có thể dùng chothiết bị ngoại vi nếu cần. Port1 không có chức năng khác vì vậy chúng chỉ đượcdùng trong giao tiếp các thiết bị ngoài.- port2: port2 là một port công dụng kép trên các chân 21 đến 28 được dùngnhư các đường xuất nhập hoặc là byte cao của bus địa chỉ 16 bit đối với các thiếtkế dùng bộ nhớ mở rộng hoặc các thiết kế có nhiều hơn 256 byte bộ nhớ dữ liệungoài.- Port3: port3 là một port công dụng kép trên các chân 10 – 17. Các chân củaport này có nhiều chức năng riêng, các công dụng chuyển đổi có liên hệ với cácđặc tính đặc biệt của 8051/89S52 như ở bảng sau:Bảng 3.1: Chức năng đặc biệt port 3- PSEN (Program Store Enable ) : 89S52 có 4 tín hiệu điều khiểnPSEN là tín hiệu trên chân 29. Nó là tín hiệu điều khiển cho phép bộ nhớchương trình mở rộng và thường được nối đến chân OE (Output Enable) của mộtEPROM để cho phép đọc các byte mã lệnh.SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 27 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNPSEN sẽ ở mức thấp trong thời gian lấy lệnh. Các mã nhị phân của chươngtrình được đọc từ EPROM qua bus và được chôt vào thanh ghi lệnh của 89S52 đểgiải mã lệnh. Khi thi hành chương trình trong ROM nội (89S52) PSEN sẽ ở mứcthụ động( mức cao).- ALE (Address Latch Enable ) :Tín hiệu ra ALE trên chân 30 tương hợp với các thiết bị làm việc vớicác xữlý 8585, 8088, 8086, 8051 dùng ALE một cách tương tự cho việc giải mã các kênhcác bus địa chỉ và dữ liệu khi port 0 được dùng trong chế độ chuyển đổi của nó:vừa là bus dữ liệu vừa là bus thấp của địa chỉ, ALE là tín hiệu để chốt địa chỉ vàomột thanh ghi bên ngoài trong nữa đầu của chu ký bộ nhớ. Sau đó các đường port0 dùng để xuất hoặc nhập dữ liệu trong nữa sau chu kỳ của bộ nhớ.Các xung tín hiệu chân ALE có tốc độ bằng 1/6 lần tần số dao động trên chipvà có thể dùng làm nguồn xung nhịp cho các hệ thống. Nếu xung trên chân 8051 là12MHz thì ALE có tần số 2MHz. Chỉ ngoại trừ khi thi hành lệnh MOVX, mộtxung ALE sẽ bị mất. Chân này cũng được làm ngõ vào cho xung lập trình choEPROM trong 8051.- EA (External Access) :Tín hiệu vào EA trên chân 31 thường được mắc lên mức cao (+5V) hoặcmức thấp (GND). Nếu ở mức cao, 8051 thi hành chương trình từ ROM nội trongkhoảng địa chỉ thấp (4K). Nếu ở mức thấp, chương trình chỉ được thi hành từ bộnhớ mở rộng. Khi dùng 8031, EA luôn được nối mức thấp vì không có bộ nhớchương trình trên chip. Nếu EA được nối mức thấp bộ nhớ bên trong chương trình89S52 sẽ bị cấm và chương trình thi hành từ EPROM mở rộng. Người ta còndùng chân EA làm chân cấp điện áp 21V khi lập trình cho EPROM trong 89S52.- SRT (Reset) :Ngõ vào RST trên chân 9 là ngõ reset của 8051. Khi tín hiệu này được đưalên múc cao (trong ít nhất 2 chu kỳ máy ), các thanh ghi trong 89S52 được tảinhưõng giá trị thích hợp để khởi động hệ thống.- Các ngõ vào bộ dao động trên chip:Như đã thấy trong các hình trên , 89S52 có một bộ dao động trên chip. Nóthường được nối với thạch anh giữa hai chân 18 và 19. Các tụ giữa cũng cần thiếtnhư đã vẽ. Tần số thạch anh thông thường là 12MHz- Các chân nguồn:89S52 vận hành với nguồn đơn +5V. V cc được nối vào chân 40 và V ss (GND)được nối vào chân 20.3.1.2. Tổ chức bộ nhớ89S52 có bộ nhớ theo cấu trúc Harvard : có những vùng cho bộ nhớ riêngbiệt cho chương trình, dữ liệu. Như đã nói ở trên, cả chương trình và dữ liệu có thểở bên trong 89S52, dù vậy chúng có thể được mở rộng bằng các thành phần ngoàilên đến tối đa 64 Kbytes bộ nhớ chương trình và 64 Kbytes bộ nhớ dữ liệu.SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 28 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNBộ nhớ bên trong bao gồm ROM (89S52) và RAM trên chip, RAM trên chipbao gồm nhiều phần : phần lưu trữ đa dụng, phần lưu trữ địa chỉ hóa từng bit, cácbank thanh ghi và các thanh ghi chức năng đặc biệtHai đặc tính cần lưu ý là :- Các thanh ghi và các port xuất nhập đã được xếp trong bộ nhớ và có thểđược truy xuất trực tiếp như các địa chỉ bộ nhớ khác.- Ngăn xếp trong RAM nội thay vì ở trong RAM ngoài như trong các bộ vixử lí khác.Chi tiết về bộ nhớ RAM trên chip :Như ta đã thấy trên hình sau, RAM bên 89S52 được phân chia giữa các bankthanh ghi (00H - 1FH), RAM địa chỉ hóa từng bit (20H - 2FH), RAM đa dụng(30H - 7FH) và các thanh ghi chức năng đặc biệt (80H - FFH).a.RAM đa dụng.Bảng 3.2: RAM đa dụngĐịa chỉ byte7F302F2E2D2C2B2A292827262524232221201F1817100F08Địa chỉ bitRAM đa dụng7F776F675F574F473F372F271F170F077E766E665E564E463E362E261E160E067D756D655D554D453D352D251D150D057C746C645C544C443C342C241C140C047B736B635B534B433B332B231B130B037A726A625A524A423A322A221A120A027971696159514941393129211911090178706860585048403830282018100800BANK 3BANK 2SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 29 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNBANK 1Default registerBank for RO÷R7Mọi địa chỉ trong vùng RAM đa dụng đều có thể được truy xuất tự do dùngcách đánh địa chỉ trực tiếp hoặc gián tiếp. Ví dụ, để đọc nội dung ở địa chỉ 5FHcủa RAM nội vào thanh ghi tích lũy lệnh sau sẽ được dùng :MOV A, 5FHLệnh này di chuyển một bus dữ liệu dùng cách đánh địa chỉ trực tiếp để xácđịnh "địa chỉ nguồn" (5FH). Ðích nhận dữ liệu được ngầm xác định trong mã lệnhlà thanh ghi tích lũy A.RAM bên trong cũng có thể được truy xuất dùng cách đánh địa chỉ gián tiếpqua RO hay R1. Ví dụ, sau khi thi hành cùng nhiệm vụ như lệnh đơn ở trên :MOV R0, #5FHMOV A, @R0Lệnh đầu dùng địa chỉ tức thời để di chuyển giá trị 5FH vào thanh ghi R0 vàlệnh thứ hai dùng địa trực tiếp để di chuyển dữ liệu "được trỏ bởi R0" vào thanhghi tích lũy.b.RAM địa chỉ hóa từng bit :89S52 chứa 210 bit được địa chỉ hóa, trong đó 128 bit là ở các địa chỉ byte20H đến 2FH, và phần còn lại trong các thanh ghi chức năng đặc biệt .Ý tưởng truy xuất từng bit riêng rẽ bằng mềm là một đặc tín tiện lợi của vi điềukhiển nói chung. Các bit có thể được đặt, xóa, AND,OR .với một lệnh đơn. Ða sốcác chi xử lí đòi hỏi một chuổi lệnh đọc – sữa - ghi để đạt được hiệu quả tương tự.Hơn nữa, các port I/0 cũng được địa chỉ từng bit làm đợn giản phần mềm xuấtnhập từng bit.Có 128 bit được địa chỉ hóa đa dụng ở các byte 20H đến 2FH. Các địa chỉnày được truy xuất như các byte hoặc các bit phụ thuộc vào lệnh được dùng . Vídụ, để đặt bit 67H, ta dùng lệnh sau :SETB 67HChú ý rằng "địa chỉ bit 67H" là bit có trọng số lớn nhất (MSB) ở "địa chỉbyte 2CH" lệnh trên sẽ không tác động đến các bit khác của địa chỉ này.c.Các bank thanh ghi :32 byte thấp nhất của bộ nhớ nội là dành cho các bank thanh ghi. Bộ lệnhcủa 89S52 hổ trợ 8 thanh ghi (RO đến R7) và theo mặc định (sau khi Reset hệthống) các thanh ghi này ở các địa chỉ 00H-07H. Lệnh sau đây sẽ đọc nội dung ởđịa chỉ 05H vào thanh ghi tích lũy.MOV A,R5Ðây là lệnh một byte dùng địa chỉ thanh ghi. Tất nhiên, thao tác tương tự cóthể được thi hành bằng lệnh 2 byte dùng địa chỉ trực tiếp nằm trong byte thứ hai:MOV A,05HSVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 30 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNCác lệnh dùng các thanh ghi R0 đến R7 thì sẽ ngắn hơn và nhanh hơn cáclệnh tương ứng nhưng dùng địa chỉ trực tiếp. Các giá trị dữ liệu được dùng thườngxuyên nên dùng một trong các thanh ghi này.Bank thanh ghi tích cực có thể chuyển đổi bằng cách thay đổi các bit chọnbank thanh ghi trong từ trạng thái chương trình (PSW). Giả sử rằng bank thanh ghi3 được tích cực, lệnh sau sẽ ghi nội dung của thanh ghi tích lũy vào địa chỉ 18H:MOV R0,AÝ tưởng dùng "các bank thanh ghi" cho phép "chuyển hướng" chương trìnhnhanh và hiệu qủa (từng phần riêng rẽ của phần mềm sẽ có một bộ thanh ghi riêngkhông phụ thuộc vào các phần khác).3.1.3. Các thanh ghi chức năng đặt biệtCác thanh ghi nội của 89S52 được truy xuất ngầm định bởi bộ lệnh. Ví dụlệnh "INC A" sẽ tăng nội dung của thanh ghi tích lũy A lên 1. Tác động này đượcngầm định trong mã lệnh.Các thanh ghi trong 89S52 được định dạng như một phần của RAM trênchip. Vì vậy mỗi thanh ghi sẽ có một địa chỉ (ngoại trừ thanh ghi trực tiếp, sẽkhông có lợi khi đặt chúng vào trong RAM trên chip). Ðó là lý do để 89S52 cónhiều thanh ghi. Cũng như R0 đến R7, có 21 thanh ghi chức năng đặc biệt (SFR:Special Funtion Rgister) ở vùng trên của RAM nội, từ địa chỉ 80H đến FFH. Chúý rằng hầu hết 128 địa chỉ từ 80H đến FFH không được định nghĩa. Chỉ có 21 địachỉ SFR là được định nghĩa.Ngoại trừ tích lũy (A) có thể được truy xuất ngầm như đã nói, đa số cácSFR được truy xuất dùng địa chỉ trực tiếp. chú ý rằng một vài SFR có thể được địachỉ hóa bit hoặc byte. Người thiết kế phải thận trọng khi truy xuất bit và byte. Vídụ lệnh sau:SETB 0E0HSẽ Set bit 0 trong thanh ghi tích lũy, các bit khác không thay đổi. Ta thấyrằng E0H đồng thời là địa chỉ byte của thanh ghi tích lũy và là địa chỉ bit có trọngsố nhỏ nhất trong thanh ghi tích lũy. Vì lệnh SETB chỉ tác động trên bit, nên chỉcó địa chỉ bit là có hiệu quả.a.Từ trạng thái chương trình:Từ trạng thái chương trình (PSW: Program Status Word) ở địa chỉ D0Hchứa các bit trạng thái như bảng tóm tắt sau:Bảng 3.3: Thanh ghi trạng thái chương trìnhKý hiệuĐịa chỉPSW.7CYD7HPSW.6ACD6HPSW.5F0D5HPSW.4RS1D4HPSW.3RS0D3HSVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨAÝ nghĩaCờ nhớCờ nhớ phụCờ 0Bit 1 chọn bank thanh ghiBit chọn bank thanh ghi.Trang 31 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPPSW.2PSW.1PSW.0OVPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂND2HD1HD0H00=bank 0; địa chỉ 00H-07H01=bank 1: địa chỉ 08H-0FH10=bank 2:địa chỉ 10H-17H11=bank 3:địa chỉ 18H-1FHCờ trànDự trữCờ Parity chẵn l ẻ• Cờ nhớ (CY) có công dụng kép. Thông thường nó được dùng cho các lệnh toánhọc: nó sẽ được set nếu có một số nhớ sinh ra bởi phép cộng hoặc có một sốmượn phép trừ . Ví dụ: nếu thanh ghi tích lũy chứa FFH, thì lệnh sau:ADD A,#1Sẽ trả về thanh ghi tích lũy kết qủa 00H và set cờ nhớ trong PSW.Cờ nhớ cũng có thể xem như một thanh ghi 1 bit cho các lệnh luận lý thihành trên bit. Ví dụ, lệnh sẽ AND bit 25H với cờ nhớ và đặt kết qủa trở vào cờnhớ:ANL C,25H• Cờ nhớ phụ:Khi cộng các số BCD, cờ nhớ phụ (AC) được set nếu kết qủa của 4 bit thấptrong khoảng 0AH đến 0FH. Nếu các giá trị cộng được là số BCD, thì sau lệnhcộng cần có DA A( hiệu chỉnh thập phân thanh ghi tích lũy) để mang kết qủa lớnhơn 9 trở về tâm từ 0-9.• Cờ 0 (F0) là một bit cờ đa dụng dành các ứng dụng của người dùng.• Các bit chọn bank thanh ghiCác bit chọn bank thanh ghi (RSO và RS1) xác định bank thanh ghi được tíchcực. Chúng được xóa sau khi reset hệ thống và được thay đổi bằng phần mềm nếucần. Ví dụ, ba lệnh sau cho phép bank thanh ghi 3 và di chuyển nội dung của thanhghi R7 (địa chỉ byte IFH) đến thanh ghi tích lũy::SETB RS1SETB RSOMOV A,R7Khi chương trình được hợp dịch các địa chỉ bit đúng được thay thế cho cácký hiệu "RS1" và "RS0". Vậy lệnh SETB RS1 sẽ giống như lệnh SETB 0D4H.• Cờ TrànCờ tràn (OV) được set một lệnh cộng hoặc trừ nếu có một phép toán bị tràn.Khi các số có dấu được cộng hoặc trừ với nhau, phần mềm có thể kiểm tra bit nàyđể xác định xem kết qủa của nó có nằm trong tầm xác định không. Khi các sốkhông dấu được cộng, bit OV có thể được bỏ qua. Các kết qủa lớn hơn +127 hoặcnhỏ hơn -128 sẽ set bit OV.b.Thanh ghi B:Thanh ghi B ở địa chỉ F0H được dùng cùng với thanh ghi tích lũy A cho cácphép toán nhân và chia. Lệnh MUL AB sẽ nhân các giá trị không dấu 8 bit trong Avà B rồi trả về kết qủa 16 bit trong A (byte thấp) và B (byte cao). Lệnh DIV AB sẽSVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 32 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNchia A cho B rồi trả về kết qủa nguyên trong A và phần dư trong B. Thanh ghi Bcũng có thể được xem như thanh ghi đệm đa dụng. Nó được địa chỉ hóa ttừng bitbằng các địa chỉ bit FOH đến F7H.c.Con trỏ ngăn xếp:Con trỏ ngăn xếp (SP) là một thanh ghi 8 bit ở địa chỉ 81H. Nó chứa địa chỉcủa byte dữ liệu hiện hành trên đỉnh của ngăn xếp. Các lệnh trên ngăn xếp baogồm các thao tác cất dữ liệu vào ngăn xếp và lấy dữ liệu ra khỏi ngăn xếp. Lệnhcất dữ liệu vào ngăn xếp sẽ làm tăng SP trước khi ghi dữ liệu, và lệnh lấy dữ liệura khỏi ngăn xếp sẽ dọc dữ liệu và làm giảm SP. Ngăn xếp của 89S52 được giữtrong RAM nội và được giới hạn các địa chỉ có thể truy xuất bằng địa chỉ giántiếp. chúng là 128 byte đầu của 89S52.Ðể khởi động lại SP với ngăn xếp bắt đầu tại 60H, các lệnh sau đây được dùng:MOV SP,#%FHTrên 89S52 ngăn xếp bị giới hạn 32 byte vì địa chỉ cao nhất của RAM trênchip là 7FH. Sở dĩ cùng giá trị 5FH vì SP sẽ tăng lên 60H trước khi cất byte dữ lệuđầu tiên.Người thiết kế có thể chọn không phải khởi động lại con trỏ ngăn xếp màđể nó lấy giá trị mặc định khi reset hệ thống. Giá trị măc định đó là 07H và kết qủalà ngăn đầu tiên để cất dữ liệu có địa chỉ 08H. Nếu phần mềm ứng dụng khôngkhởi động lại SP, bank thanh ghi 1 (có thể cả 2 và 3) sẽ không dùng được vì vùngRAM này đã được dùng làm ngăn xếp.Ngăn xếp được truy xuất trực tiếp bằng các lệnh PUSH và POP để lưu giữtạm thời và lấy lại dữ liệu hoặc được truy xuất ngầm bằng các lệnh gọi chươngtrình con (ACALL, LACALL) và các lệnh trở về (RET,RETI) để cất và lấy lại bộđếm chương trình.d.Con trỏ dữ liệu:Con trỏ dữ liệu (DPTR) được dùng để truy xuất bộ nhớ ngoài là một thanhghi 16 bit ở địa chỉ 82H(DPL: byte thấp) và 83H (DPH:byte cao). Ba lệnh sau sẽghi 55H vào RAM ngoài ở địa chỉ 1000H:MOV A,#55HMOV DPTR,#1000HMOVX @DPTR,ALệnh đầu tiên dùng địa chỉ tức thời để tải dữ liệu 55H vào thanh ghi tích lũy,lệnh thứ hai cũng dùng địa chỉ tức thời, lần này để tải dữ liệu 16 bit 1000H vàocon trỏ dữ liệu. Lệnh thứ ba dùng địa chỉ gián tiếp để di chuyển dữ liệu trong A(55H) đến RAM ngoài ở địa chỉ được chứa trong DPTR (1000H).e.Các thanh ghi port xuất nhâp:Các port của 89S52 bao gồm Port 0 ở địa chỉ 80H, Port 1 ở địa chỉ 90 H, Port2 ở địa chỉ A0H và Port 3 ở địa chỉ B0H. Tất cả các Port đều được địa chỉ hóatừng bit. Ðiều đó cung cấp một khả năng giao tiếp thuận lợi.f.Các thanh ghi timer:89S52 chứa 2 bộ định thời đếm 16 bit được dùng trong việc định thời hoặcđếm sự kiện. Timer 0 ở địa chỉ 8AH (TL0:byte thấp) và 8CH (TH0:byteSVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 33 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNcao).Timer 1 ở địa chỉ 8BH (TL1:byte thấp) và 8DH (TH1: byte cao). việc vậnhành timer được set bởi thanh ghi Timer Mode (TMOD) ở địa chỉ 89H và thanhghi điều khiển timer (TCON) ở địa chỉ 88H. Chỉ có TCON được địa chỉ hóa từngbit.g.Các thanh ghi port nối tiếp:89S52 chức một port nối tiếp trên chip dành cho việc trao đổi thông tin vớicác thiết bị nối tiếp như máy tính, modem hoặc cho việc giao tiếp với các IC kháccó giao tiếp nối tiếp (có bộ chuyển đổi A/D, các thanh ghi dịch..). Một thanh ghigọi là bộ đệm dữ liệu nối tiếp (SBUF) ở địa chỉ 99H ssẽ giữ cả hai giữ liệu truyềnvà nhận. Khi truyền dữ liệu thì ghi lên SBUF khi nhận dữ liệu thì đọc SBUF. Cácmode vận hành khác nhau được lập trình qua thanh ghi điều khiển port nối tiếp(SCON) (được địa chỉ hóa từng bit) ở địa chỉ 98H.3.1.4. Bộ định thời timerBảng 3.5: Thanh ghi chức năng đặc biệt dùng timerSFRMỤC ĐÍCHĐỊA CHỈTCONTMODTL0TL1TH0TH1Điều khiển timerChế độ timerByte thấp của timer 0Byte thấp của time 1Byte cao của timer 0Byte cao của timer 188H89H8AH8BH8CH8DHĐịa chỉ hóatừng bitCóKhôngKhôngKhôngKhôngKhông Thanh ghi chế độ timer (TMOD).Thanh ghi TMOD chứa 2 nhóm 4 bit dùng để đặt chế độ làm việc chotimer 0 và timer 1.Bảng 3.6: Tóm tắt thanh ghi TMOD.BitTênTimerMô tảBit (Mở) cổng, khi lên 1 timer chỉ chạy khi7GATE1INT 1 ở mức cao.6C/T154M1M011SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨABit chọn chế độ counter/timer.1=bộ đếm sự kiện.0=bộ định khoảng thời gian.Bit 1 của chế độ (mode).Bit 0 của chế độ.00: chế độ 0: timer 13 bit01: chế độ 1: timer 16 bitTrang 34 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂN3GATE0210C/TM1M000010: chế độ 2: tự động nạp lại11: chế độ 3: tách timerBit (Mở) cổng, khi lên 1 timer chỉ chạy khiINT 0 ở mức cao. Thanh điều khiển timer (TCON).Thanh ghi TCON chứa các bit trạng thái và các bit điều khiển cho timer 0và trimer 1.Bảng 3.7: Thanh ghi điều khiển timerBitKý hiệuĐịa chỉMô tảCờ báo tràn timer 1. Đặt bởi phần cứng khiTCON.7TF18FHtràn, được xoá bằng phần mềm hoặc phần cứngkhi bộ xử lí chỉ đến chương trình phục vụ ngắt.Bit điều khiển timer 1 chạy. Đặt/xoá bằng phầnTCON.6TR18EHmềm cho timer chạy/ngưng.TCON.5TF08DHCờ báo tràn timer 0.TCON.4TR08CHBit điều khiển timer 0 chạy.Cờ cạnh ngắt 1 bên ngoài, đặt bởi phần cứngkhi phát hiện một cạnh xuống (IT1=1) hoặcTCON.3IE8BHmức thấp (IT1=0) ở INT1, xoá bằng phần mềmhoặc phần cứng khi CPU chỉ đến chương trìnhphục vụ ngắt.Cờ kiểu ngắt 1 bên ngoài..TCON.2IT8AHĐặt/xoá bằng phần mềm để ngắt ngoài tích cựccạnh xuống/mức thấp.TCON.1IE089HCờ cạnh ngắt 0 bên ngoài.TCON.0IT088HCờ kiểu ngắt 0 bên ngoài.3.1.5. Tổ chức ngắtỞ 89S52 có 5 nguồn ngắt:2 ngắt ngoài2 ngắt từ timer.1 ngắt port nối tiếp.Tất cả các ngắt sẽ không được đặt sau khi reset hệ thống và cho phép ngắt riêngrẽ bởi phần mềm.a.Cho phép và không cho phép ngắt.Mỗi nguồn ngắt được cho phép hoặc không cho phép từng ngắt một quathanh ghi chức năng đặt biệt cố định địa chỉ bit IE (Interrupt Enable : cho phép-SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 35 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNngắt) ở địa chỉ A8H. Cũng như các bit cho phép mỗi nguồn ngắt, có một bit chophép hoặc cấm toàn bộ được xóa để cấm tất cả các ngắt hoặc được đặt lên 1 để chophép tất cả các ngắt.Bảng 3.8: Ngắt và cấm ngắtBitKý hiệuĐịa chỉ bitMô tả (1=cho phép,0=cấm)IE.7IE.6IE.5IE.4IE.3IE.2IE.1IE.0EAEAET5E5ET1EX1ET0EX0AFHAEHADHACHABHAAHA9H8HCho phép hoặc cấm toàn bộKhông được định nghĩaCho phép ngắt từ timer 2 (8052)Cho phép ngắt Port nối tiếpCho phép ngắt từ timer 1Cho phép ngắt ngoài 1Cho phép ngắt từ timer 0Cho phép ngắt ngoài 0b.Ưu tiên ngắt.Mỗi nguồn ngắt đuợc lập trình riêng vào một trong hai mức ưu tiên quathanh ghi chức năng đặc biệt được địa chỉ bit Ip (Interrupt priority : ưu tiên ngắt) ởđịa chỉ B8H.Bảng 3.9: Ưu tiên ngắtBitKý hiệuĐịa chỉ bitMô tả (1=mức cao,0=mức thấp)IP.7Không được định nghĩaIP.6Không được định nghĩaIP.5PT2BDHƯu tiên cho ngắt từ timer 2 (8052)IP.4PSBCHƯu tiên cho ngắt Port nối tiếpIP.3PT1BBHƯu tiên cho ngắt từ timer 1IP.2PX1BAHƯu tiên cho ngắt ngoàiIP.1PT0B9HƯu tiên cho ngắt từ timer 0IP.0PX0B8HƯu tiên cho ngắt ngoài 0Các ngắt ưu tiên được xóa sau khi reset hệ thống để đặt tất cả các ngắt ở mức ưutiên thấp hơn.c. Xử lí ngắt.Khi có một ngắn xẩy ra và được CPU chấp nhận, chương trình chính bịngắt quãng. Những hoạt động sau xẩy ra:- Thi hành hoàn chỉnh lệnh đang hiện hành.- Các DC vào ngắt xếp.- Trạng thái ngắt hiện hành được cất bên trong.- Các ngắt được chặn tại mức của ngắt.- Nap vàp DC địa chỉ Vector của ISR.SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 36 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂN-ISR thực thi.ISR thực thi và đáp ứng ngắt. ISR hoàn tất bằng lệnh RET1. Ðiều này làm lấylại giá trị cũ của PC từ ngăn xếp và lấy lại trạng thái ngắt cũ. Chương trình lại tiếptục thi hành tại nơi mà nó dừng.• Các Vector ngắt.Khi chấp nhận ngắt, giá trị được nạp vào PC được gọi là Vector ngắt. Nó là địachỉ bắt đầu của ISR cho nguồn tạo ngắt. Các Vector ngắt được cho ở bảng sau:Bảng 3.10: Các Vector ngắtNgắtReset hệ thốngBên ngoài 0Timer 0Bên ngoài 1Timer 1Port nối tiếpTimer2CờRSTIE0TF0IE1TF1TI hoặc RITF2 hoặc IE2địa chỉ Vector0000H0003H000BH0013H001BH0023H002BHVector reset hệ thống (RST ở địa chỉ 0000H) nó giống như một ngắt. Nóngắt chương trình chính và tải vào PC một giá trị mới.Khi chỉ đến một ngắt "cờ gây ngắt tự động bị xóa bởi phần cứng, trừ ra R1,T1 cho các ngắt cổng nối tiếp. Vì có hai nguồn có thể có cho ngắt này, không thựctế để CPU xóa cờ ngắt này. Các bit phải được kiểm tra trong ISR để xác địnhnguồn ngắt và cờ tạo ngắt sẽ được xóa bằng phần mềm.d. Các ngắt của 89C52 Các ngắt timer.Các ngắt timer có địa chỉ Vector ngắt là 000BH (timer 0) và 001BH (timer1). Ngắt timer xẩy ra khi các thanh ghi timer (TLx ITHx) tràn và set cờ báo tràn(TFx) lên 1. Các cờ timer (TFx) không bị xóa bằng phần mềm. Khi cho phép cácngắt, TFx tự động bị xóa bằng phần cứng khi CPU chuyển đến ngắt. Các ngắt cổng nối tiếp.Ngắt cổng nối tiếp xẩy ra khi hoặc cờ phát (TI) hoặc cờ ngắt thu (KI) được đặt lên1. Ngắt phát xẩy ra khi một ký tự đã được nhận xong và đang đợi trong SBUF đểđược đọc.Các ngắt cổng nối tiếp khác với các ngắt timer. Cờ gây ra ngắt cổng nối tiếpkhông bị xóa bằng phần cứng khi CPU chuyển tới ngắt. Do có hai nguồn ngắtcổng nối tiếp TI và RI. Nguồn ngắt phải được xác định trong ISR và cờ tạo ngắt sẽđược xóa bằng phần mềm. Các ngắt timer cờ ngắt cờ ngắt được xóa bằng phầncứng khi CPU hướng tới ISR. Các ngắt ngoài.Các ngắt ngoài xẩy ra khi có một mức thấp hoặc cạnh xuống trên chânINT0 hoặc INT1 của vi điều khiển. Ðây là chức năng chuyển đổi của các bit Port3.(Port 3.2 và Port 3.3).SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 37 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNCác cờ tạo ngắt này là các bit IE0 vá IE1 trong TCON. Khi quyền điều khiển đã chuyểnđến ISR, cờ tạo ra ngắt chỉ được xóa nếu ngắt được tích cực bằng cạnh xuống. Nếu ngắtđược tích cực theo mức, thì nguồn yêu cầu ngắt bên ngoài sẽ điều khiển mức của cờ thaycho phần cứngSự lựa chọn ngắt tích cực mức thấp hay tích cực cạnh xuống được lập trình qua các bitIT0 và IT1 trong TCON. Nếu IT1 = 0, ngắt ngoài 1 được tác động bằng múc thấp ở chânIT1. Nếu IT1 = 1 ngắt ngoài 1 sẽ được tác động bằng cạnh xuống. trong chế độ này, nếucác mẫu liên tiếp trên chân INT1 chỉ mức cao trong một chu kỳ và chỉ mức thấp trongchu kỳ kế, cờ yêu cầu ngắt IE1 trong TCON được đặt lên 1, rồi bit IÉ yêu cầu ngắt.Nếu ngắt ngoài được tác động bằng cạnh xuống thì nguồn bên ngoài phảigiữ chân tác động ở mức cao tối thiểu một chu kỳ và giữ nó ở mức thấp thêm mộtchu kỳ nữa để đảm bảo phát hiện được cạnh xuống. Nếu ngắt ngoài được tác độngtheo mức thì nguồn bên ngoài phải giữ tín hiệu yêu cầu tác động cho đến khi ngắtđược yêu cầu được thật sự tạo ra và không tác động yêu cầu ngắt trước khi ISRđược hoàn tất . Nếu không một ngắt khác sẽ được lặp lại.3.2. IC MAX 232Max 232 dùng để chuyển đổi các mức điện áp RS 232 về mức điện áp TTL vàngược lại.1110T 1 INT 2 INCCCCVV1122+-R 1O U TR 2O U TT1O U TT2O U T129147++G N D134526R 1 INR 2 INVC C13816U 115M A X232Hình 3.3: Sơ đồ chân MAX 232.+ Max 232 có 2 kênh, mỗi kênh gồm 1 cặp tín hiệu vào ra:- Kênh 1: R1in, T1in và R1 out, T1 out.- Kênh 2: R2 in, T2 in và R2 out, T2 out.+ Trong sơ đồ nguyên lý chỉ có kênh 1 được sử dụng.- Chân 14 (T1 out) được nối tới chân 2( RXD) của DB9 thực hiện chức năngthu dữ liệu từ vi điều khiển gửi xuống máy tính, ngõ vào của chân 14 là chân 11(T1 in) .- Chân 13 (R1 in) được nối tới chân 3 (TXD) của DB9 thực hiện chức năngtruyền dữ liệu từ máy tính đến vi điều khiển, ngõ ra của chân 13 là chân 12 (R1out).SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 38 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂN+ Vì nó thực hiện chức năng chuyển đổi RS 232 - TTL cho nên: áp đầu vào sẽ bịđổi mức ở đầu ra.3.3. IC SN75176BSN75176 dùng để chuyển đổi tín hiệu RS 485 sang mức logic TTL và ngược1U 2DVC C48lại.RAS N 751767R E52BD EG N D36Hình 3.4: Sơ đồ chân SN75176B+ Chân 5,8 được dùng để cấp nguồn cho SN75176B- Chân 8 nối lên Vcc (4,75V < Vcc< 5,25V)- Chân 5 nối xuống max.+ Chân 1 dùng để thu dữ liệu+ Chân 4 dùng để truyền dữ liệu+ Chân 2,3 điều khiển việc truyền, thu dữ liệu- Chân 2 nối xuống max cho phép thực hiện chức năng thu dữ liêu.- Chân 3 nối lên Vcc cho phép thực hiện chức năng truyền dữ liệu.+ Chân 6, 7 là 2 chân so sánh điện áp, mang dữ liệu theo chuẩn RS 485.Hình 3.5: Sơ đồ logic của SN75176BBảng 3.11: Các trạng thái của khối điều khiển của SN75176BSVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 39 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNBảng 3.12: Các trạng thái của khối thu SN75176B3.4. IC 74LS123IC 74LS123 có chức năng chính là tạo ra xung báo bận trên đường truyền RS16485CQQR /CS N 74LS123VC CR /CCQQC LRBG N D6547ABC LRA11111154321098123Hình 3.6: Sơ đồ chân 74LS123.+ Lối vào là chân 1 và lối ra là chân 13+ Lối vào là chân 9 và lối ra là chân 5.Bảng 3.13 : Trạng thái vào ra của 74LS123SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 40 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂN3.5. TRIAC BT134+ BT 134 dẫn điện xoay chiều khi được kích mở, trong mạch điện thiết kế nóđược dùng để điều khiển sáng, tắt của bóng đèn.+ Sơ đồ chân:T2T R IA CT1G1Hình 3.7: Sơ đồ chân Triac+ Cấu tạo: -Triac là các lớp bán dẫn P, N ghép nối tiếp nhau và được nối ra 3chân, 2 chân đầu cuối được gọi là T1 – T2 và 1 chân là cửa G.- Triac tương đương với 2 SCR mắc song song và ngược chiềunhau. Cả 2 SCR được điều khiển bằng 1 điện cực G.+ Có 2 cách thường dùng để mở Triac là:- Khi cực T2 có điện thế dương và cực G được kích xung dương thì Triacdẫn điện theo chiều từ T2 qua T1.- Khi cực T2 có điện thế âm và cực G được kích xung âm thì Triac dẫn điệntheo chiều từ T1 qua T2.- Khi Triac được dùng trong mạch điện xoay chiều công nghiệp thì: khinguồn có bán kỳ dương cực G cần được kích xung dương; nguồn có bán kỳ âmcực G cần được kích xung âm. Triac cho dòng điện chạy qua nó cả 2 chiều và khiđã dẫn thì thì điện thế trên 2 cực T1 và T2 rất nhỏ nên được coi như là công tắtbán dẫn dùng trong mạch điện xoay chiềuSau khi được kích mở Triac vẫn tiếp tục mở. Triac chỉ khóa khi dòng quanó giảm xuống bằng 0.3.6. OPTO TRIAC MOC3020Mạch sử dụng opto triac MOC3020 để điều khiển góc kích cho triac BT134.Sơ đồ chân MOC3020:1IS O 1264M O C 3020Hình 3.8: Sơ đồ chân MOC3020SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 41 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNCHƯƠNG IV: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG4.1. SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG QUÁT CỦA HỆ THỐNG.Tác độngMáy tínhRS 232↔RS 485RS 485↔TTLModun điềukhiểnChấp hànhHình 4.1: Sơ đồ khối của toàn bộ hệ thống Máy tính có nhiệm vụ khởi tạo dao diện người dùng, người dùng tác độngvào các nút nhấn để điều khiển các thiết bị chấp hành ở dưới. Khối chuyển đổi RS-232 sang RS-485 và ngược lại có nhiệm vụ chuyển đổimức tín hiệu nhằm mục đích nâng cao khoảng cách truyền. Môi trường truyền là cáp xoắn, dùng loại cáp mạng làm đường truyền cânbằng có tác dụng kháng nhiễu tốt. Khối chuyển đổi từ RS-485 sang TTL và ngược lại có tác dụng chuyển đổitín hiệu cho tương thích với TTL của vi điều khiển. Module điều khiển có nhiệm vụ nhận tín hiệu điều khiển từ máy tính đểđiều khiển tắt,mở các thiết bị bên dưới. Phần tử tác động là các công tắc có thể điều khiển tắc mở các thiết bị mộtcách độc lập với máy tính. Phần tử chấp hành là tải sử dụng điện áp 220V. Ở đây trong giới hạn của đồán, nhóm thực hiện đề tài chỉ sử dụng các đèn dây tóc loại 220V/10W làmtải.4.2. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TỪNG KHỐI.4.2.1. Sơ đồ nguyên lý khối chuyển đổi từ RS-232 sang RS-485 và ngược lại.SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 42 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNHình 4.2: Sơ đồ nguyên lý khối giao tiếp máy tính.HIVccR 40R 5HIVcc22R 11KHM AX 232VccH I1A181432RDD ER ESN 75176BAVC C10KG N DP in 1 2R 2B67R 3120B15LED1RS 485D 10VccHình 4.3: Sơ đồ nguyên lý khối phát với bộ chuyển đổi TTL sang RS-485.Chân DE nối lên Vcc cho phép thực hiện chức năng phát tín hiệu. Tín hiệu từ ngõra của MAX232 đi vào chân D của SN75176B chuyển mức tín hiệu từ TTL sangRS-485 để phát đến khối điều khiển. Mạch có led báo trạng thái phát và điện trở Rkéo lên nguồn Vcc. Jumper H có thể gắn vào hoặc tháo ra để phối hợp trở kháng.SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 43 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNHIR 40R 5HIVcc22R 11KH11RS 485D 1R 28A2M AX 2320RDD ER ESN 75176BAVC C1432G N D10KB6R 31207B25P in 1 1LED0Hình 4.4: Sơ đồ ngyên lý khối phát với bộ chuyển đổi RS-485 sang TTL.Chân RE\ nối xuống mass cho phép thực hiện chức năng thu tín hiệu. Tín hiệutừ RS-485 của đường truyền được thu vào và chuyển đổi thành TTL đi vào ngõthu của MAX232. Mạch có led báo trạng thái thu và điện trở R có nhiệm vụ kéolên nguồn Vcc. Jumper H có thể gắn vào hoặc tháo ra để phối hợp trở kháng.Xác định điện trở phân cực R4,R5:Điện trở R4 và R5 là 2 điện trở phân cực dùng để ép đường truyền lên mức caokhi đường truyền rãnh, 2 điện trở này chỉ dùng ở khối chuyển đổi giữa RS-232 vàRS-485. Chúng giúp cho sự sai biệt giữa hai đường truyền V AB > 200mV. Giá trịR4, R5 phụ thuộc vào điện trở đầu cuối và số lượng các trạm trên đường truyền.Để tiện việc mở rộng số lượng các module sau này, ta sẽ tính toán điện trở R4,R5cho một hệ thống có 32 module tương ứng với 32 trạm. Và dĩ nhiên sẽ tốt cho íthơn 32 trạm. Như vậy ta có:32 trạm RS-485, trở kháng ngõ vào là 12K cho 1 trạm, 2 điện trở đầu cuối là120ΩVcc = 5VDCChúng ta hình dung 32 trạm và 2 điện trở đầu cuối sẽ mắc song song vớinhau tạo thành 1 tải RT, và điện trở RT lại mắc nối tếp với R4,R5.32 trạm song song sẽ có giá trị điện trở tương đương là 375Ω.2 điện trở đầu cuối song song sẽ có giá trị là 60Ω.Điện trở RTRT = 375 x 60/(375+ 60) = 52Ω.Để có ít nhất VAB = 200mV dòng qua RT là:I = V/RT = 200mV/52Ω = 3,8mAVR4 = VR5 = 4,8V/2 = 2,4V.Cuối cùng ta có:R4 = R5 = 2,4V/3,8mA =SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨA631Ω.Trang 44 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNVậy trong chừng mực cho phép giá trị điện trở bé hơn 631Ω là đảm bảo. Ở đâyta chọn R4 = R5 = 620Ω là hợp lí. Thiết kế mạch bảo vệ đường truyền:Sơ đồ nguyên lý:A1N 4148HI1N 41485 .6 V5 .6 V01N 41481N 4148BHình 4.5: Mạch bảo vệ đường truyền RS-485.Việc kết nối phải đảm bảo áp trên đường truyền không quá +11,2V và thấp hơn-11,2V.Nếu áp quá cao có thể gây nhiễu hoặc hư hỏng đường truyềnHI022+H2D35D7+5VD6D511D11110129U38T 1 INT 2 INR 1O U TR 2O U TH1R31432+5VM A X232RDDEREAVCCT1O U TT2O U TR 1 INR 2 IN+5VGND4 .7 K1471384R2C3B6R8D45V65V6D807J1COMHISN 75176B5C 2R130R7HIC 2+1+++C 1-V-01234598766C 1+V+HID B9A2R6C4C1HIHI+5VU2C2+5V012345678+5V0R9+5VH3R5R J 4522HIR40R 10H4HID9+5VD 13D 121D 118SN 75176BAVCCRDDERE6R 11GND1432B7D 105V65V6D 1405HI+5V1U4D20SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 45 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNHình 4.6: Sơ đồ nguyên lý khối chuyển đổi giữa RS-232 và RS-485.4.2.2. Sơ đồ nguyên lý khối thu và chuyển đổi giữa RS-485 và TTL.Thiết kế khối chuyển đổi RS-485 và TTL:Sơ đồ nguyên lý:HIVccR 11KA1D 18S N 75176BAB6710RDD ER E21432VC C10KG N DLEDRS 4855VDKR 3120R 20B1Hình 4.7: Sơ đồ nguyên lý khối chuyển đổi từ RS-485 thành TTL.Sơ đồ nguyên lý này hoàn toàn giống như sơ đồ chuyển đổi giữa RS-485 vàRS-232.4.2.3. Sơ đồ nguyên lý khối phát và sơ đồ nguyên lý chuyển đổi TTL thànhRS-485, khối báo bận đường truyền:Ngõ ra chân số 5 của 74LS123 cho phép phát hay kiểm tra đường truyền đượcthực hiện. Bình thường chân DE, RE\ ở mức thấp cho phép thu tín hiệu từ ngoàivào cho phép nhận biết trạng thái đường truyền, việc phát bị vô hiệu hoá. Đườngtruyền rãnh, chân số 4 của 74LS123 lên mức cao, khi trên đường truyền xuất hiệncạnh xuống thì chân số 4 của 74LS123 xuống mức thấp báo bận đường truyền. Cứmột cạnh xuống thì báo bận một khoảng thời gian T W, thời gian báo bận này đượcxác định bởi điện trở và tụ điện bên ngoài.TW = K.R.CTW : thời gian đơn ổn (ns).R : điện trở ngoài (kΩ).C : tụ điện ngoài (pF).K : hệ số.SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNH IVccR 6RD 2R 7RP 3 .1LEDVccP 3 .4C 1910HIHI11CR /CVccA2R 3120C LK8R512R 9RSN 75176BAB671HIVccDD ER ER24321VC CSN 74LS123G N DH IVcc01415R 10HI3QQABCR /CC LK12HIVccSN 74LS123G N D134C 2VC CLEDVccB216D 3RS 4855VccQQHI67R 8AB8R0Hình 4.8: Sơ đồ nguyên lý chuyển đổi TTL thành RS-485, khối báo bận đườngtruyền.4.2.4. Sơ đồ nguyên lý điều khiển tải bằng triac.220VHIVcc1K47010K6LED1P0B T1342C 2T R IA C4M O C 3020DOMINOHình 4.9: Sơ đồ điều khiển tải bằng triac.SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 47 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNMạch sử dụng opto triac MOC3020 để điều khiển góc kích cho triac BT134,điện trở 1K hạn dòng cho opto, điện trở 470 và tụ 103 dùng để chống sốc cho triackhi dùng tải kháng.4.2.5. Sơ đồ nguyên lý khối chuyển đổi TTL và RS-485, module điều khiển.HI220V+5VR 26R 101HI21112+5VC8103M O C 3020S N 75176143210111213141516172H500+5V22K2C9103P 2.0 /A 8P 2.1 /A 9P 2 .2 /A 1 0P 2 .3 /A 1 1P 2 .4 /A 1 2P 2 .5 /A 1 3P 2 .6 /A 1 4P 2 .7 /A 1 5P 1 .0P 1 .1P 1 .2P 1 .3P 1 .4P 1 .5P 1 .6P 1 .7P 0 .0 /A D 0P 0 .1 /A D 1P 0 .2 /A D 2P 0 .3 /A D 3P 0 .4 /A D 4P 3 .0 /R X D P 0 .5 /A D 5P 3 .1 /T X D P 0 .6 /A D 6P 3 .2 /IN T 0 P 0 .7 /A D 7P 3 .3 /IN T 1P 3 .4 /T 0 A L E /P R O GP 3 .5 /T 1PSENP 3 .6 /W RGNDP 3 .7 /R DRST11SW 7SW 82412122232425262728R 121002LE D1K122KC 10103+5VR 37R 29LE D1K122K2R90C 11103LED+5VR 38413210u+5VSW 1R8+5V100LE D+5VC 12103167C3+5VCR /C74LS 173R7100kR 39CQ1412R 31R9100K+5VR 15100LE DC61K22K1B T1342104R 111KC 13103HID3+5VR 16100LE DLEDR 401K122KTB 7- 1B T1342C 141034HIR 1722KTB 8- 16LE DR 411K1B T1342C 151034M O C 3020Hình 4.10: Sơ đồ nguyên lý khối chuyển đổi TTL và RS-485, module điều khiển4.2.6. sơ đồ nguyên lý hiển thị led 7 đoạn.SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATB 7- 2M O C 3020+5VR 33100TB 6- 2M O C 3020R 320TB 6- 16VCCQQ123101115HI104ABC LRBC LRR /CQHI45AGND13TB 5- 2M O C 3020+5V8290TB 5- 1B T1345HI1622K1K1210kHIS N 75176H6R 30R 144BC710k8R2DRDEREHI1207AGND VCC68 .2 kHIR J 45TB 4- 2M O C 30206AT89C 51D2TB 4- 1B T1344R6TB 3- 2M O C 3020R 13100TB 3- 1B T13423029209R 36R 28203938373635343332TB 2- 2M O C 30204XTA L2+5VHIR 5 1kXTA L1SW 6T B 2 -1B T1341HI1234567816J22R 3568BGND VCCR1RDDERE5120ALE DHI1234567833pD1LED72R 271K4HI+5V06R 111006314018E A /V P PVCC1912MhzC5R 4 10kSW 52HI33pR 3 1kSW 4TB 1- 2212345678C4SW 3TB 1- 122KB T134616151413121110910k1R 341K41SW 2HI+5VSW 1LE D6100Trang 48TB 8- 2 A 1 01 53 3 03 3033 03 303 30V C CV C Cle d 4ABCDEFGHV C CABCDEFGH33 0A 10 1 5le d 3V C CV C CABCDEFGHV C Cle d 2Vcc2 .2 KV C CA 10 15le d 133 0P 3 .62 .2 KV C CA 1 0 15P 1P 3 .52 .2 KVccH IP 3 .32 .2 KVccH IVccH IH IP 3 .2GVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNABCDEFGHĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP33 012345678Hình 4.11: Sơ đồ nguyên lý hiển thị led 7 đoạnTính chọn điện trở và transistor.H IVbR bA1015LEDR c0Hình 4.12: hình thu gọn của led 7 đoạn.Để một đoạn led 7 đoạn đủ sáng thì dòng trung bình qua mỗi đoạn led từ 7 –20mA. Mà led 7 đoạn có 8 đoạn, nên dòng trung bình qua cả led là: I tb = 56 mA –160 mA, chọn dòng trung bình là 80mA. Đây cũng chính là dòng qua transistor.Vled = 1.8V là điện áp rơi trên led.Chọn A1015 là transistor loại nhỏ kéo được dòng 200mA. βbh = 45Transistor lam việc ở chế độ bão hoà, nên VCesat = 0.2VTừ hình 4.12. Ta có IC = 80mA,⇒ IB = IC/βbh = 80/45 = 1,78mAĐiện trở phân cực cho transistor là: R B = (VCC – VBE)/IB = (5 – 0,7)/1,78.10 -3 =2,4KΩSVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 49 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNTa chọn RB = 2,2KΩ, dòng thực tế IB = 1,95mAĐiện trở hạn dòng: RC = (VCC – VCesat – Vled)/ICVới IC = ICmax/8 = 1,95.45/8 = 10,9mA⇒ RC = (5 – 0,2 – 1,8)/10,9.10-3 = 275ΩTa chọn: RC = 330ΩSVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 50 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNCHƯƠNG V: GIẢI THUẬT VÀ CHƯƠNG TRÌNH5.1. XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN TRÊN CÁC MODULE.5.1.1. Lưu đồ giải thuật ngắt nối tiếp.Ngắt nối tiếpRI = 1SYĐTI = 1A = SbufXoá RIXoá TISet bit truyềnRETIHình 5.1: Lưu đồ ngắt nối tiếp.Giải thích: Hoạt động ngắt nối tiếp xảy ra khi có một dữ liệu được truyền đihoặc một dữ liệu từ các module, máy tính gởi đến. Nếu một dữ liệu được truyền đithì vi điều khiển sẽ kiểm tra việc truyền byte dữ liệu và chờ cho đến khi byte dữliệu được truyền đi hoàn tất. Ngược lại nếu một dữ liệu được nhận vào thì vi điềukhiển cũng kiểm soát việc nhận dữ liệu để đảm bảo dữ liệu được nhận vào đầy đủvà chính xác.5.1.2. Lưu đồ nhận dữ liệu điều khiển.SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 51 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNHình 5.2: Lưu đồ xử lý dữ liệu bằng công tắc.5.2. XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN TRÊN MÁY TÍNH.5.2.1. Yêu cầu chương trình điều khiển trên máy tính.Phải giao tiếp và bắt tay được với phần cứngđã thiết kế.Xử lý được các dữ liệu nhận được.Để thực hiện việc giao tiếp giữa phần mềm và phần cứng đã thiết kế, VisualBasic hỗ trợ một thành phần MSComm cho phép truyền và nhận dữ liệu qua cổngCom một cách dễ dàng.Việc truyền và nhận dữ liệu được thực hiện bằng các lệnh:MSComm.Output = “dữ liệu”(truyền dữ liệu).-SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 52 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNTạm = MSComm.Input(nhận dữ liệu).5.2.2. Lưu đồ giải thuật.BeginThiết lập các giá trị chocổngtruyền thôngMở cổng truyền thôngOpen COM1ĐSOpen COM2ĐSFlag mở cổng = FalseFlag mở cổng = TrueEndHình 5.3: Lưu đồ mở cổng truyền thông.Quá trình mở cổng truyền thông được thực hiện thông qua việc thiết lập cácthông số đường truyền: tốc độ baud, số bit dữ liệu, kiểm tra chẵn lẻ, bit Stop, cổngtruyền thông.Các thông số truyền thông đã được thiết lập, ta tiến hành mở cổng truyền thôngbắt đầu bằng cổng COM1, nếu quá trình mở cổng thành công cờ “mở cổng truyềnthông” bằng true. Ngược lại ta tiến hành mở cổng COM2, nếu quá trình mở cổngthành công cờ “mở cổng truyền thông” bằng True, ngược lại cờ “mở cổng truyềnthông” bằng False. Quá trình mở cổng kết thúc.If Open OM1 = True Then FlagOpenCom = TrueSVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 53 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNElse IfOpen COM2 = True Then FlagOpenCom = TrueElse FlagOpenCom = FalseĐể nhận giá trị truyền thông từ thiết bị phần cứng về máy tính, ta thực hiện việchỏi vòng, kiểm tra đường truyền xem có dữ liệu hay không. Nếu có sự kiện truyềndữ liệu lên máy tính, dữ liệu sẽ được phần mềm ghi nhận và xử lý trong từngtrường hợp cụ thể.BeginKo sự kiệnKiểm tra cổngtruyềnthôngCó sự kiệnGhi nhận dữ liệuXử lý dữ liệuThoátHình 5.4: Lưu đồ hỏi vòng nhận sự kiện truyền thông từ module điều khiển.5.3. CHƯƠNG TRÌNH PHẦN MỀM.5.3.1. Chương trình viết cho vi điều khiển.;-----------------chuong trinh dieu khien thiet bi-----------------------------ORG 0000HLJMP MAINSVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 54 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNORG 0023HLJMP NGATORG 0030H;-------------------------------------------------------------------------------------------MAIN:LCALLDELAYLCALLDELAYLCALLDELAYLCALLDELAYMOV SP,#35HMOV TMOD,#20HMOV TH1,#-3;----------------1200MOV SCON,#52HMOV IE,#90HCLR 09H;----------lam co phatMOV R0,#02HSETB TR1mov p1,#00hSETB 01H;-------bit so sanh de dieu khien cong tac 1SETB 02H;-------bit so sanh de dieu khien cong tac 2SETB 03H;-------bit so sanh de dieu khien cong tac 3SETB 04H;-------bit so sanh de dieu khien cong tac 4SETB 05H;-------bit so sanh de dieu khien cong tac 5SETB 06H;-------bit so sanh de dieu khien cong tac 6SETB 07H;-------bit so sanh de dieu khien cong tac 7SETB 08H;-------bit so sanh de dieu khien cong tac 8setbp3.4;===================================================TIEP: LCALLLCALLKTRACAPNHATSVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 55 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNSJMP TIEP;================================================;------kiem tra trang thai cong tac----------------------------------------KTRA:JBLCALLP2.0, KTRA1DELAYJNB 01H, SW2JBP2.0,KTRA1CPL 01HMOV C,01HMOV P0.0,CLCALLDELAYMOV 21H,#'1'MOV 22H,#'1'MOV 23H,#'A'LCALLPHATSJMP SW2KTRA1:JB01H,SW2CPL 01HMOV C,01HMOV P0.0,ClcalldelayMOV 21H,#'1'MOV 22H,#'1'MOV 23H,#'a'LCALLPHAT;-----------------------------------------------------------------------SW2: JBP2.1,KTRA2LCALLDELAYJNB 02H,SW3JBP2.1,KTRA2CPL 02HSVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 56 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNMOV C,02HMOV P0.1,ClcalldelayMOV 21H,#'1'MOV 22H,#'1'MOV 23H,#'B'LCALLPHATSJMP SW3KTRA2:JB02H,SW3CPL 02HMOV C,02HMOV P0.1,ClcalldelayMOV 21H,#'1'MOV 22H,#'1'MOV 23H,#'b'LCALLPHAT;-------------------------------------------------------------------SW3: JBP2.2,KTRA3LCALLDELAYJNB 03H,SW4JBP2.2,KTRA3CPL 03HMOV C,03HMOV P0.2,ClcalldelayMOV 21H,#'1'MOV 22H,#'1'MOV 23H,#'C'LCALLPHATSVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 57 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNSJMP SW4KTRA3:JB03H,SW4CPL 03HMOV C,03HMOV P0.2,ClcalldelayMOV 21H,#'1'MOV 22H,#'1'MOV 23H,#'c'LCALLPHAT;-------------------------------------------------------------SW4: JBP2.3,KTRA4LCALLDELAYJNB 04H,SW5JBP2.3,KTRA4CPL 04HMOV C,04HMOV P0.3,ClcalldelayMOV 21H,#'1'MOV 22H,#'1'MOV 23H,#'D'LCALLPHATSJMP SW5KTRA4:JB04H,SW5CPL 04HMOV C,04HMOV P0.3,ClcalldelayMOV 21H,#'1'MOV 22H,#'1'SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 58 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNMOV 23H,#'d'LCALLPHAT;--------------------------------------------------------------------SW5: JBP2.4,KTRA5LCALLDELAYJNB 05H,SW6JBP2.4,KTRA5CPL 05HMOV C,05HMOV P0.4,ClcalldelayMOV 21H,#'1'MOV 22H,#'1'MOV 23H,#'E'LCALLPHATSJMP SW6KTRA5:JB05H,SW6CPL 05HMOV C,05HMOV P0.4,ClcalldelayMOV 21H,#'1'MOV 22H,#'1'MOV 23H,#'e'LCALLPHAT;--------------------------------------------------SW6: JBP2.5,KTRA6LCALLDELAYJNB 06H,SW7SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 59 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPJBGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNP2.5,KTRA6CPL 06HMOV C,06HMOV P0.5,ClcalldelayMOV 21H,#'1'MOV 22H,#'1'MOV 23H,#'F'LCALLPHATSJMP SW7KTRA6:JB06H,SW7CPL 06HMOV C,06HMOV P0.5,ClcalldelayMOV 21H,#'1'MOV 22H,#'1'MOV 23H,#'f'LCALLPHAT;--------------------------------------------------SW7: JBP2.6,KTRA7LCALLDELAYJNB 07H,SW8JBP2.6,KTRA7CPL 07HMOV C,07HMOV P0.6,ClcalldelayMOV 21H,#'1'MOV 22H,#'1'MOV 23H,#'G'SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 60 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPLCALLGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNPHATSJMP SW8KTRA7:JB07H,SW8CPL 07HMOV C,07HMOV P0.6,ClcalldelayMOV 21H,#'1'MOV 22H,#'1'MOV 23H,#'g'LCALLPHAT;------------------------------------------------------------------SW8: JBP2.7,KTRA8LCALLDELAYJNB 08H,EXITJBP2.7,KTRA8CPL 08HMOV C,08HMOV P0.7,ClcalldelayMOV 21H,#'1'MOV 22H,#'1'MOV 23H,#'H'LCALLPHATSJMP EXITKTRA8:JB08H,EXITCPL 08HMOV C,08HMOV P0.7,ClcalldelayMOV 21H,#'1'SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 61 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNMOV 22H,#'1'MOV 23H,#'h'LCALLPHATEXIT: RET;------------------------------------------------------------------------------CAPNHAT:MOV 21H,R2MOV 22H,R3MOV 23H,R4LCALLDELAYLCALLPHATJBP0.0, NLCALLDELAYMOV 21H,#'1'MOV 22H,#'1'MOV 23H,#'A'LCALLPHATSJMP T2N:LCALLDELAYMOV 21H,#'1'MOV 22H,#'1'MOV 23H,#'a'LCALLT2:JBPHATP0.1,T3LCALLDELAYMOV 21H,#'1'MOV 22H,#'1'MOV 23H,#'B'LCALLPHATSJMP T4SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 62 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPT3:LCALLGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNDELAYMOV 21H,#'1'MOV 22H,#'1'MOV 23H,#'b'LCALLT4:JBPHATP0.2,T5LCALLDELAYMOV 21H,#'1'MOV 22H,#'1'MOV 23H,#'C'LCALLPHATSJMP T6T5:LCALLDELAYMOV 21H,#'1'MOV 22H,#'1'MOV 23H,#'c'LCALLT6:JBPHATP0.3,T7LCALLDELAYMOV 21H,#'1'MOV 22H,#'1'MOV 23H,#'D'LCALLPHATSJMP T8T7:LCALLDELAYMOV 21H,#'1'MOV 22H,#'1'MOV 23H,#'d'LCALLPHATSVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 63 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPT8:JBGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNP0.4,T9LCALLDELAYMOV 21H,#'1'MOV 22H,#'1'MOV 23H,#'E'LCALLPHATSJMP T10T9:LCALLDELAYMOV 21H,#'1'MOV 22H,#'1'MOV 23H,#'e'LCALLT10: JBPHATP0.5,T11LCALLDELAYMOV 21H,#'1'MOV 22H,#'1'MOV 23H,#'F'LCALLPHATSJMP T12T11: LCALLDELAYMOV 21H,#'1'MOV 22H,#'1'MOV 23H,#'f'LCALLT12: JBPHATP0.6,T13LCALLDELAYMOV 21H,#'1'MOV 22H,#'1'SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 64 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNMOV 23H,#'G'LCALLPHATSJMP T14T13: LCALLDELAYMOV 21H,#'1'MOV 22H,#'1'MOV 23H,#'g'LCALLT14: JBPHATP0.7,T15LCALLDELAYMOV 21H,#'1'MOV 22H,#'1'MOV 23H,#'H'LCALLPHATSJMP T16T15: LCALLDELAYMOV 21H,#'1'MOV 22H,#'1'MOV 23H,#'h'LCALLPHATT16: RET;----------------------------------------------------------------------------------PHAT:MOV SBUF,21HJNB 09H,$CLR 09HMOV SBUF,22HJNB 09H,$CLR 09HMOV SBUF,23HSVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 65 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNJNB 09H,$CLR 09HRET;---------------------------------------------------------------------------------NGAT:JBTI,XOACLR RIMOV @R0,SBUFINCR0CJNE R0,#05H,EXITIMOV R0,#02HLCALLRUNSJMP EXITIXOA: CLR TISETB 09HEXITI:RETI;----------------------------------------------------------------------------------RUN:CJNE R2,#'1',BOQUACJNE R3,#'1',BOQUAMOD1:CJNE R4,#'A', TATD1CLR P0.0LJMP BOQUATATD1:CJNE R4,#'a',MOD2SETB P0.0LJMP THOATMOD2:CJNE R4,#'B', TATD2CLR P0.1LJMP THOATTATD2:CJNE R4,#'b',MOD3SETB P0.1LJMP THOATSVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 66 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPMOD3:GVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNCJNE R4,#'C', TATD3CLR P0.2LJMP THOATTATD3:CJNE R4,#'c', MOD4SETB P0.2LJMP THOATMOD4:CJNE R4,#'D', TATD4CLR P0.3LJMP THOATTATD4:CJNE R4,#'d', MOD5SETB P0.3BOQUA:SJMP THOATMOD5:CJNE R4,#'E',TATD5CLR P0.4SJMP THOATTATD5:CJNE R4,#'e', MOD6SETB P0.4SJMP THOATMOD6:CJNE R4,#'F', TATD6CLR P0.5SJMP THOATTATD6:CJNE R4,#'f',MOD7SETB P0.5SJMP THOATMOD7:CJNE R4,#'G', TATD7CLR P0.6SJMP THOATTATD7:CJNE R4,#'g',MOD8SETB P0.6SJMP THOATMOD8:CJNE R4,#'H',TATD8SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 67 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNCLR P0.7SJMP THOATTATD8:CJNE R4,#'h',THOATSETB P0.7SJMP THOATTHOAT:RET;----------------------------------------------------------------------------------DELAY:MOV 29H,#50DEL: MOV 30H,#250DJNZ 30H,$DJNZ 29H,DELRET;----------------------------------------------------------------------------------END5.3.2. Chương trình viết cho máy tính.Chương trình cho Form 1, các Form khác tương tự.Private Sub cmdmalenh_Click()Timer2.Enabled = FalseTimer2.Interval = 2000Dim ml As Stringml = Val(txtml.Text)If ml = "1" ThenCOM.Output = "11A"Command2.Visible = FalseCommand1.Visible = TrueElseIf ml = "2" ThenCOM.Output = "11A"Timer2.Interval = 5000Timer2.Enabled = TrueCommand1.Visible = TrueSVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 68 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNCommand2.Visible = FalseElseIf ml = "3" ThenTimer2.Interval = 5000Timer2.Enabled = TrueEnd IfEnd SubPrivate Sub Command1_Click()COM.Output = "11a"Command1.Visible = FalseCommand2.Visible = TrueEnd SubPrivate Sub Command2_Click()COM.Output = "11A"Command2.Visible = FalseCommand1.Visible = TrueEnd SubPrivate Sub Form_Load()COM.Settings = "9600,N,8,1"COM.CommPort = 1COM.RThreshold = 1COM.PortOpen = TrueCOM.InputLen = 0Timer1.Interval = 50End SubPrivate Sub CMDTHOAT_Click()Unload MeEnd SubSVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 69 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNPrivate Sub COM_OnComm()Dim TAM As StringIf COM.CommEvent = comEvReceive ThenCOM.InputLen = 3If COM.InBufferCount >= 3 ThenTAM = COM.InputTHU.Text = TAMIf TAM = "11A" Or TAM = "A11" Or TAM = "1A1" ThenCommand1.Visible = TrueCommand2.Visible = FalseSANG1.Visible = TrueTAT1.Visible = FalseCHU1.Caption = "SANG"CHU1.ForeColor = RGB(255, 0, 0)ElseIf TAM = "11a" Or TAM = "a11" Or TAM = "1a1" ThenCommand1.Visible = FalseCommand2.Visible = TrueSANG1.Visible = FalseTAT1.Visible = TrueCHU1.Caption = "TAT"CHU1.ForeColor = RGB(0, 0, 0)End IfEnd IfEnd IfEnd SubPrivate Sub Timer1_Timer()NGAY.Text = Format(Date, "DD/MM/YY")DONGHO.Text = Format(Time, LONGTIME)SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 70 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNEnd SubPrivate Sub Timer2_Timer()If txtml.Text = "2" ThenCOM.Output = "11a"Timer2.Enabled = FalseEnd IfIf txtml.Text = "3" And CHU1.Caption = "SANG" ThenCOM.Output = "11a"ElseIf txtml.Text = "3" And CHU1.Caption = "TAT" ThenCOM.Output = "11A"End IfEnd SubSVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 71 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPGVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNCHƯƠNG VI: KẾT LUẬNSau khi thực hiện đề tài: Thiết kế và thi công hệ thống giám sát và điều khiểnthiết bị từ xa qua máy tính. Với nhiều cố gắng và nổ lực của chúng em cùng vơi sựhướng dẫn tận tình của Thầy Tống Thanh Nhân, quyển đồ án này đã hoàn thànhđúng thời gian quy định theo yêu cầu đã đặt ra là điều khiển và giám sát được támthiết bị trong nhà. Trong thời gian thực hiện đề tài đã đạt được một số kết quả nhấtđịnh:- Mạch đã được thử nghiệm và hoạt động ổn định trong thực tế.- Các module cũng đã được thử nghiệm ở hai phòng khác nhau để truyền vànhận dữ liệu.- Các phần mềm của các module cũng như phần mềm trên máy tínhcũng đã hoạtđộng ổn định.Trong đề tài nghiên cứu đã trình bày khá sâu sắc về cấu trúc và chức năng từngkhối của phần cứng, phần mềm giúp cho người đọc dễ dàng nắm bắt được cấu trúcvà chức năng của mạch.Hệ thống điều khiển và giám sát thiết bị từ xa qua máy tính là một trong nhữngphần quan trọng của hệ thống điều khiển ngôi nhà tự động. Hệ thống bao gồm cácchức năng sau:- Có thể điều khiển và giám sát thiết bị từ xa thông qua máy tính với khoảngcách xa (có thể trên 1km).- Có thể điều khiển thiết bị trực tiếp bằng tay.Để thực hiện được yêu cầu trên nhóm chúng em đã nghiên cứu, tìm hiểu nhữngvấn đề về vi điều khiển, các phương pháp giao tiếp máy tính, các phương pháptruyền tín hiệu đi xa mang tính ổn định, ít bị ảnh hưởng của môi trường (nhiễu),các phương pháp chuyển đổi từ tương tự sang số, các phương pháp giao tiếp vớitải công suất nhỏ, trung bình và lớn, các vấn đề khác có kiên quan đến đề tài.Theo nhận định chủ quan của nhóm chúng em thì quyển đồ án này đã trình bàytương đối đầy đủ các nội dung, những kiến thức liên quan, giải quyết được nhữngyêu cầu đặt ra. Tuy nhiên do thời gian cũng như kiến thức có hạn nên còn nhiềuthiếu sót. Ở đây chỉ giải quyết được các yêu cầu là: điều khiển và giám sát trạngthái hoạt động của thiết bị.Những vấn đề còn tồn tại: số lượng các thiết bị điều khiển thiết bị chưa nhiều,chưa thể phát hiện được trạng thái hư hỏng của thiết bị,…Hướng phát triển đề tài:Để đề tài này thêm phong phú và tăng hiệu quả sử dụng thì cần đáp ứng đượcnhững yêu cầu sau:- Kiểm tra và điều khiển nhiều thiết bị trong nhà một cách tự động.SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 72 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP-GVHD: Ths TỐNG THANH NHÂNKết hợp với nhiều cảm biến khác nhau (nhiệt độ, khói, độ ẩm,…) để hệ thốngnhà tự động ngày càng trở nên hoàn thiện phục vụ cho nhu cầu sử dụng củacon người.Phần cứng của hệ thống không thay đổi, chỉ cần mở rộng bằng cách kết nốithêm nhiều module và chỉnh sửa chương trình, giữ nguyên phương án giaotiếp.Đối với các toà nhà đã xây dựng, giải pháp trên của đề tài sẽ khả thi.Đối với các toà nhà xây mới ta có thể giảm giá thành bằng cách giao tiếp theochuẩn RS 485.Ngoài việc truyền nhận dữ liệu thông qua đường dây điện, hệ thống còn có thểkết hợp với mạng điện thoại và hệ thống internet để điều khiển thiết bị từ xa.SVTH: TRẦN HỮU NGHĨATHÁI VĂN NGHĨATrang 73 [...]... dụng vào hệ thống mạng  Dễ dàng sử dụng bằng cách cắm thi t bị vào các ổ cắm điện trên tường PLM được ứng dụng rộng rãi trong hệ thống mạng, trong gia đình, trong cơng nghiệp, các xí nghiệp, các tồ nhà thơng minh, quản lý năng lượng, truyền dữ liệu và hình ảnh, các hệ thống quan sát và điều khiển từ xa, … Trong hệ thống mạng: nó cung cấp một giao diện kết nối đơn giản mà khơng cần lắp đặt thêm bất kì hệ. .. dây điện để thực hiện việc truyền dữ liệu trong những điều khiển thơng minh, điều khiển từ xa, trao đổi thơng tin, phân tích lỗi Hơn nữa nó còn cho phép người sử dụng có thể điều khiển các thi t bị trong nhà ở những nơi rất xa bằng cách kết hợp với hệ thống mạng Trong các tồ nhà thơng minh: hệ thống điện cũng được dùng chung cho hệ thống báo cháy, hệ thống báo động an ninh trong mỗi ga đình mà khơng cần... giản mà khơng cần lắp đặt thêm bất kì hệ thống cáp truyền nhận dữ liệu nào từ máy chủ Người sử dụng có thể truy cập hệ thống mạng bất cứ nơi đâu và bất cứ khi nào bằng cách kết nối máy tính với một PLM bên ngồi và cắm chúng lên ổ cắm trên tường Hệ thống nhà tự động: rất rẻ trong thi t kế và lắp đặt bằng cách sử dụng đường dây điện để truyền dữ liệu giữa các thi t bị Đó còn là ý tưởng để sử dụng đường... được chế tạo dựa trên cơng nghệ mới PLM được sử dụng để truyền dữ liệu giữa máy tính và thi t bị điện thơng qua mạng điện trong nhà Sản phẩm có thể truyền dữ liệu giữa các máy tính và giữa máy tính và các thi t bị điện mà khơng cần lắp đặt thêm bất kì đường cáp truyền dữ liệu nào Kỹ thuật FDM được sử dụng để có thể truyền dữ liệu với tốc độ cao, nó còn được dùng trong hệ thống mạng với tốc độ 10Mbps... người lập trình có thể điều khiển cho phép hoặc khơng cho phép các tín hiệu tạo ngắt (Interrupt) từ ngõ vào nên việc giao tiếp đơn giản và dể dàng hơn Các máy tính ra đời từ năm 1995 trở lại đạy đều có trang bị giao tiếp theo chuẩn IEEE (Institude Electronic And Electronic Engineering) Chuẩn này ra đời vào năm 1994 qui định một chuẩn giao tiếp mới giữa máy tính cá nhân với các thi t bị ngoại vi Chuẩn giao... khơng cần thêm hệ thống mạng nào tại nhà Trong một tương lai khơng xa sản phẩm này sẽ được sử dụng rộng rãi trên khắp các nước như nhà tự động và truy cập mạng Những đặc điểm chủ yếu của sản phẩm:  Tín hiệu truyền trên đường dây điện  Kết nối trực tiếp với hệ thống điện trong nhà mà khơng cần lắp đặt thêm bất kì mạch điện nào  Cách sử dụng và bảo quản các thi t bị điện được kết nối với hệ thống khơng... từ chân 32 đến 39 trong các thi t kế cỡ nhỏ ( khơng dùng bộ nhớ mở rộng) có hai chức năng như các đường I/O Đối với các thi t kế cỡ lớn với bộ nhớ mở rộng nó được kết hợp kênh giữa các bus - port1: port1 là một port I/O trên các chân từ 1-8 Các chân có thể dùng cho thi t bị ngoại vi nếu cần Port1 khơng có chức năng khác vì vậy chúng chỉ được dùng trong giao tiếp các thi t bị ngồi - port2: port2 là một... lối vào nằm ở bên ngồi vùng này Thơng thường thì giao diện nối tiếp được điều khiển bằng mức tín hiệu hai cực với độ lớn bằng +12V và -12V Bởi vì các mạch lối vào thơng thường trong máy tính PC nhận dạng một mức điện áp dưới 1V như là mức LOW, nên cổng nối tiếp cũng được phép làm việc với mức TTL (0V/5V) Một số máy tính PC, phần lớn là máy tính xách tay làm việc với ngưỡng chuyển mạch từ -3V đến +3V và. .. đã trình bày một số lý thuyết về chuẩn truyền giao tiếp máy tính Nhóm thực hiện đề tài thấy RS-485 khá hiệu quả, chủ yếu sẽ nhờ vào khả năng lập trình của người thi t kế Trong điều kiện cho phép về khả năng lập trình, cũng như thi t kế phần cứng, nhóm thực hiện đề tài chọn chuẩn truyền RS-485 vì chuẩn này khá thơng dụng, tương đối dễ thi cơng và lập trình, hiệu quả lại cao Cách trao đổi dữ liệu SVTH:... song 2 chiều dùng chế độ tương thích, chế độ Nipple và chế độ Byte chỉ dùng phần mềm để truyền dữ liệu Chương trình điều khiển cổng song song có trách nhiệm kiểm tra tín hiệu bắt tay (Handshacking, ví dụ như busy), và trao tín hiệu điều khiển thích hợp cho thi t bị ngoại vi (ví dụ như Strobe), và truyền byte dữ liệu Q trình này cần nhiều phần mềm và giới hạn tốc độ truyền dữ liệu trong khoảng 50 đến ... đề tài: THI T KẾ VÀ THI CƠNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT THI T BỊ TỪ XA QUA MÁY TÍNH” Qua máy tính quan sát trạng thái thi t bị, điều khiển thi t bị theo ý muốn cách xác 1.2 TẦM QUAN TRỌNG... đề sau: - Thi t kế thi cơng mạch giao tiếp với máy tính mạch chuyển từ RS 232 sang RS 485 - Thi t kế giao diện điều khiển máy tính - Mạch điện tử điều khiển thi t bị - Liên tục giám sát thị trạng... nữa, mà cần click chuột quan sát hình máy tính Giả sứ muốn kiểm tra lại thi t bị tầng tòa nhà cao tầng ta cần quan sát giao diện máy tính biết trạng thái điều khiển thi t bị 1.3 MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC
- Xem thêm -

Xem thêm: Đồ án CNTT THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT THIẾT BỊ TỪ XA QUA MÁY TÍNH, Đồ án CNTT THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT THIẾT BỊ TỪ XA QUA MÁY TÍNH, Đồ án CNTT THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT THIẾT BỊ TỪ XA QUA MÁY TÍNH

Từ khóa liên quan

Mục lục

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn