MỤC LỤC
Trang
A_PHẦN GIỚI THIỆU
§ TRANG TỰA
§ NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN
§ BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
§ BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
§ LỜI NÓI ĐẦU
§ LỜI CẢM ƠN
B_PHẦN NỘI DUNG 1
Chương 1: DẪN NHẬP 1
I.ĐẶT VẤN ĐỀ 1
II.GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1
III.MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 1
Chương 2: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VI ĐIỀU KHIỂN 3
I.GIỚI THIỆU 3
II.LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA VI ĐIỀU KHIỂN 3
III.KHẢO SÁT BỘ VI ĐIỀU KHIỂN 8051/8031 4
Chương 3: KHẢO SÁT IC GIAO TIẾP NGOẠI VI 8255A 38
I.CẤU TRÚC PHẦN CỨNG 38
II.CẤU TRÚC PHẦN MỀM 40
III.GIAO TIẾP GIỮA VI XỬ LÝ VỚI 8255A 42
Chương 4: KHẢO SÁT BỘ NHỚ BÁN DẪN 43
I.BỘ NHỚ CHỈ ĐỌC (ROM : READ ONLY MEMORY) 43
II.BỘ NHỚ RAM (RANDOM ACCESS MEMORY) 46
Chương 5: ĐO NHIỆT ĐỘ 48
I.HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG 48
II.CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO NHIỆT ĐỘ 49
Chương 6: CHUYỂN ĐỔI TƯƠNG TỰ SANG SỐ 51
I.KHÁI NIỆM CHUNG 51
II. NGUYÊN TẮC THỰC HIỆN CHUYỂN ĐỔI AD 51
III.CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN ĐỔI ADC 52
Chương 7: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 56
I.NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 56
II.SƠ ĐỒ KHỐI VÀ CHỨC NĂNG TỪNG KHỐI 56
III.THIẾT KẾ VÀ PHÂN TÍCH NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG TỪNG KHỐI 56
IV.SƠ ĐỒ NGUYÊN LÍ VÀ GIẢI THUẬT CHƯƠNG TRÌNH 71
V.THI CÔNG 89
CHƯƠNG KẾT LUẬN 83
C_PHỤ LỤC – TÀI LIỆU THAM KHẢO 85
I.PHỤ LỤC 85
II.TÀI LIỆU THAM KHẢO
94 trang |
Chia sẻ: banmai | Lượt xem: 1942 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Khảo sát và ứng dụng vi điều khiển - Thiết kế - thi công mạch khống chế nhiệt độ phòng, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
5
A4
A3
A2
A1
A0
D0
D1
D2
GND
·
2764
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
A0
A12
CE\
OE\
PGM\
VPP
2764
·
Hình 4.2 Sô ñoà chaân vaø sô ñoà logic EPROM 2764 – EPROM 2764 coù 13 ñöôøng ñòa chæ vaø 8 ñöôøng döõ lieäu neân dung löôïng cuûa 2764 laø 213=8192byte döõ leäu hay 8kbyte ,coù 2 nguoàn cung caápVcc vaø Vpp ngoõ vaøo Vcc luoân noái tôùi nguoàn 5v ngoõ vaøo Vpp ñöôïc noái tôùi nguoàn+5v khi EPROM ñang laøm vieäc ôû cheá ñoä ñoïc döõ lieäu vaø noái tôùi nguoàn 26v khi laäp trình cho EPROM Hai ngoõ vaøo ñieàu khieån:
OE\ ñöôïc duøng ñeå ñieàu khieån boä ñeäm cho pheùp döõ lieäu cuûa EPROM xuaát ra ngoaøi hay khoâng .
CE\ laø ngoõ vaøo cho pheùp coù hai chöùc naêng :khi hoaït ñoäng bình thöôøngCE\ laø it1n hieäu cho pheùp ñeå doïc döõ lieäu töø EPROM,CE\ phaûi ôû möùc thaáp ñeå maïch ñieän beân tronglöïa choïn döõ lieäu vaø chuyeån noù ñeán output buffer keát hôïp vôùi tín hieäu cho OE\ ôû möùc thaáp,thì döõ lieäu môùi xuaát ôû caùc ngoõ raD0-D7.Khi CE\ ôû möùc cao thì EPROM ôû traïng thaùi chôø(Standby).coâng suaát tieâu taùn luùc naøy 132mw.Baûng traïng thaùi laøm vieäc cuûa EPROM
MODE
CE\
OE\
PGM\
Vpp
Vcc
Output
READ
Vil
Vil
Vih
Vcc
Vcc
Dout
STANDBY
Vih
X
X
Vcc
Vcc
HighZ
PROGAM
Vil
X
Vil
Vpp
Vcc
Din
PROGRAM VERYFY
Vil
Vil
Vih
Vpp
Vcc
Dout
PROGRAM INHIBIT
Vih
X
X
Vpp
Vcc
HighZ
II.BOÄ NHÔÙ RAM
Address Input
CS\
Data Input
A5A4A3A2A1A0
Oo O1 O2 O3
RW\
Data Output
Selects One Register
Decoder
6 line to
64 line
INPUT BUFFER
Register 0
Register 1
Register 2
Register 62
Register 63
Output Buffer
-Ram laø boä nhôù truy xuaát ngaåu nhieân, coù nghóa laø baát kì oâ nhôù naøo cuõng deã daøng truy xuaát nhö nhöõng oâ nhôù khaùc.
-Khuyeát ñieåm cuûa Ram laø ødöõ lieäu löu tröõ trong Ram seõ maát khi maát ñieän. -Öu ñieåm chính cuûa Ram laø coù theå ñoïc vaø ghi nhanh choùng
1.Caáu Truùc Cuûa Ram
Töông töï nhö boä nhoù Rom,boä nhôù Ram cuõng goàm coù moät soá thanh ghi .moåi thanh ghi löu tröõ 1 töø döõ lieäu duy nhaát vaø moät döõ lieäu duy nhaát.Dung löôïng cuûa boâ nhôù Ram laø 1K,2K ,8K, 16K ,32K, 64K, 128K, 256K, 512K, vaø 1024K.vaø töø 72 döõ lieäu laø 8 hoaëc 4 bit.
Hình 4.3 Sô ñoà caáu truùc beân trong Ram 64x4
a.Hoaït ñoäng ñoïc döõ lieäu töø Ram
Maõ ñòa chæ cuûa oâ nhôù caàn ñoïc döõ lieäu ñöôcï ñöa ñeán ngoõ vaøo ñòa chæ cuaû Ram ñoàng thôøi ngoõ tín hieäu ñieàu khieån R/W phaûi ôû möùc logic 1 vaø ngoõ vaøo cho pheùp(CS) phaûi ôû möùc logic1.khi ñoù döõ lieäu môùi xuaát hieän ôû ngoõ ra döõ lieäu.
Khi R/W=1 seõ khoâng cho pheùp boä ñeäm ngoõ vaøo, do ñoù döõ lieäu ngoõ vaøo khoâng aûnh höôûng gì ñeán oâ nhôù ñang truy xuaát.
b. Hoaït ñoäng ghi döõ lieäu leân Ram
Ñeå ghi döõ lieäu vaøo thanh ghi ñaõ ñöôïc löïa choïn bôûi caùc ngoõ vaøo ñòa chæ cuûa boä nhôù Ram,ñoøi hoûi ngoõ vaøoR/W=0 vaø CS=1.Toå hôïp hai möùc logic naøy seõ cho pheùp boä ñeäm ngoõ vaøo ñeå ñöa töø döõ lieäu (4bit) ôû caùc ngoõ vaøo seõ ñöôïc naïp thanh ghi ñöôïc choïn KhiR/W ôû möùc thaáp seõ khoâng cho pheùp boä ñeäm ngoõ ra vaø ngoõ ra ôû traïng thaùi toång trôû cao(trong luùc ghi döõ lieäu).Khi ghi döõ lieäu vaøo oâ nhôù thì döõ lieäu tröôùc ñoù seõ maát ñi .
c.Chip selet (cs)
Haàu heát caùc boä nhôù ñeàu coù hoaët nhieàu ngoõ vaøo CS ,ñöïôc duøng ñeå cho pheùp hoacë khoâng cho pheùp boä nhôù hoaït ñoäng trong nhieàu tröôøng hôïp keát noái nhieàu boä nhôù.Khi khoâng cho taát caû caùc ngoõ vaùo döõ lieäu vaø ngoõ ra döõ lieäu ôû traïng thaùi toång trôû cao.
d.Nhöõng chaân data input-output
Ñeå giaûm soá chaân cho moät Icnhaø cheá taïo keát hôïp 2 chöùc naêng data input vaø data output thaønh moät chaân Input/output, chuùng coù chöùc naêng cuûa caùc chaân I/O.Khi hoaït ñoäng ñoïc,caù chaân I/O hoaït ñoäng nhö laù caùc chaân xuaát döõ lieäu.Khi ghi döõ lieäu, caùc chaân I/o hoaït ñoäng nhö laø caùc chaân döõ lieäu.
2.Caùc loaïi Ram
Ram ñöïôc chia laøm 2 loaïi:
-SRAM(Static RAM);laø moät loaïi linh kieän maø vieäc löu tröõ döõ lieäu döïa vaøo nguyeân taéc hoaït ñoäng cuûa flip flop D.Döõ lieäu vaøo toàn taïi ôû moät trong haitraïng thaùi logic cuûa maïch soá.
DRAM(Dynamic Ram):laø loaïi linh kieän nhôù maø döõ lieäu löu tröõ nhö ñieän tích tröõ trong tuï ñieän.
Chöông 5: ÑO NHIEÄT ÑOÄ
I. Heä Thoáng Ño Löôøng
1. Giôùi thieäu
Ñeå thöïc hieän pheùp ño cuûa moät ñaïi löôïng naøo ñoù thì tuyø thuoäc vaøo ñaëc tính cuûa ñaïi löôïng caàn ño,ñieàu kieän ño,cuõng nhö ñoä chính xaùc theo yeâu caàu cuûa moät pheùp ño maø ta coù theå thöïc hieän ño baèng nhieàu caùch khaùc nhau treân cô sôõ cuûa caùc heä thoáng ño löôøng khaùc nhau.
Sô ñoà khoái cuûa moät heä thoáng ño löôøng toång quaùt
Chuyeån ñoåi
Maïch ño
Chæ thò
_ Khoái chuyeån ñoåi: laøm nhieäm vuï nhaän tröïc tieáp caùc ñaïi löôïng vaät lyù ñaëc tröng cho ñoái töôïng caàn ño bieán ñoåi caùc ñaïi löôïng thaønh caùc ñaïi löôïng vaät lyù thoáng nhaát(doøng ñieän hay ñieän aùp) ñeå thuaän lôïi cho vieäc tính toaùn.
_ Maïch ño: coù nhieäm vuï tính toaùn bieán ñoåi tín hieäu nhaän ñöôïc töø boä chuyeån ñoåi sao cho phuø hôïp vôùi yeâu caàu theå hieän keát quaû ño cuûa boä chæ thò.
_ Khoái chæ thò:laøm nhieäm vuï bieán ñoåi tín hieäu ñieän nhaän ñöôïc töø maïch ño ñeå theå hieän keát quaû ño.
2. Heä thoáng ño löôøng soá
Heä thoáng ño löôøng soá ñöôïc nhoùm aùp duïng ñeå thöïc hieän luaän vaên naày vì coù caùc öu ñieåm:caùc tín hieäu töông töï qua bieán ñoåi thaønh caùc tín hieäu soá coù caùc xung roû raøng ôû traïng thaùi 0,1 seõ giôùi haïn ñöôïc nhieàu möùc tín hieäu gaây sai soá .Maët khaùc ,heä thoáng naøy töông thích vôùi döõ lieäu cuûa maùy tính,qua giao tieáp vôùi maùy tính öùng duïng roäng raõi trong kyõ thuaät.
Sô ñoà khoái
Ñaïi löôïng ño
Ñaïi löôïng ño
Ñieàu khieån choïn keânh
Hieånthò
Söû duïng keát quaû
Caûm
bieán
Cheá bieán
Tín hieäu ño
Doàn keânh töông töï
ADC
Cheá bieán
Tín hieäu ño
Caûm
bieán
Vi xöû lyù
Chöông trình
Hình 5.1 Sô ñoà khoái cuûa heä thoáng ño löôøng soá
b. Nguyeân lyù hoaït ñoäng
Ñoái töôïng caàn ño laø ñaïi löôïng vaät lyù,döïa vaøo caùc ñaëc tính cuûa ñoái töôïng caàn ño maø ta choïn moät loaïi caûm bieán phuø hôïp ñeå bieán ñoåi thoâng soá ñaïi löôïng vaät lyù caàn ño thaønh ñaïi löôïng ñieän ,ñöa vaøo maïch cheá bieán tín hieäu(goàm:boä caûm bieán,heä thoáng khueách ñaïi,xöû lyù tín hieäu).
Boä chuyeån ñoåi tín hieäu sang soá ADC(Analog Digital Converter) laøm nhieäm vuï chuyeån ñoåi tín hieäu töông töï sang tín hieäu soá vaø keát noái vôùi vi xöû lyù.
Boä vi xöû lyù coù nhieäm vuï thöïc hieän nhöõng pheùp tính vaø xuaát ra nhöõng leänh treân cô sôû trình töï nhöõng leänh chaáp haønh ñaõ thöïc hieän tröôùc ñoù.
Boä doàn keânh töông töï (multiplexers) vaø boä chuyeån ADC ñöôïc duøng chung taát caû caùc keânh . Döõ lieäu nhaäp vaøo vi xöû lyù seõ coù tín hieäu choïn ñuùng keânh caàn xöû lyù ñeâ ñöa vaøo boä chuyeån ñoåi ADC vaø ñoïc ñuùng giaù trò ñaëc tröng cuûa noù qua tính toaùn ñeå coù keát quaû cuûa ñaïi löôïng caàn ño.
Caùc Phöôg Phaùp Ño Nhieät Ñoä
Ño nhieät ñoä laø moät phöông thöùc ño löôøng khoâng ñieän,ño nhieät ñoä ñöôïc chia thaønh nhieàu daõi:
+ Ño nhieät ñoä thaáp
+ Ño nhieät ñoä trung bình
+ Ño nhieät ñoä cao.
Vieäc ño nhieät ñoä ñöôïc tieán haønh nhôø caùc duïng cuï hoå trôï chuyeân bieät nhö: + Caëp nhieät ñieän
+ Nhieät keá ñieän keá kim loaïi
+ Nhieät ñieän trôû kim loaïi
+ Nhieät ñieän trôû baùn daãn
+ Caûm bieán thaïch anh.
Vieäc söû duïng caùc IC caûm bieán nhieät ñeå ño nhieät ñoä laø moät phöông phaùp thoâng duïng ñöôïc nhoùm söû duïng trong taäp luaän vaên naày,neân ôû ñaây chæ giôùi thieäu veà IC caûm bieán nhieät.
Nguyeân lyù hoaït ñoäng chung cuûa IC ño nhieät ñoä
IC ño nhieät ñoä laø moät maïch tích hôïp nhaän tín hieäu nhieät ñoä chuyeån thaønh tín hieäu ñieän döôùi daïng doøng ñieän hay ñieän aùp.Döïa vaøo ñaëc tính raát nhaïy cuûa caùc baùn daãn vôùi nhieät ñoä,taïo ra ñieän aùp hoaëc doøng ñieän,tæ leä thuaän vôùi nhieät ñoä tuyeät ñoái.Ño tín hieäu ñieän ta bieát ñöôïc giaù trò cuûa nhieät ñoä caàn ño.Söï taùc ñoäng cuûa nhieät ñoä taïo ra ñieän tích töï do vaø caùc loå troáng trong chaát baùn daãn . Baèng söï phaù vôõ caùc phaân tö û, böùt caùc electron thaønh daïng töï do di chuyeån qua vuøng caáu truùc maïng tinh theå taïo söï xuaát hieän caùc loã troáng . Laøm cho tæ leä ñieän töû töï do vaø loå troáng taêng leân theo qui luaät haøm muõ vôùi nhieät ñoä .
Ñaëc tính cuûa moät soá IC ño nhieät ñoä thoâng duïng
+AÏD590
Ngoõ ra laø doøng ñieän.
Ñoä nhaïy 1A/0K.
Ñoä chính xaùc +40C.
Nguoàn cung caáp Vcc = 4 – 30V.
Phaïm vi söû duïng –55oc ñeán 150oc
+ LX5700
Ngoõ ra laø ñieän aùp.
Ñoä nhaïy –10mv/0K.
Phaïm vi söû duïng –550C – 1500C.
+ LM135,LM335
Ngoõ ra laø ñieän aùp.
Ñoä nhaïy 10mv/0C.
Sai soá cöïc ñaïi 1,50C khi nhieät ñoä lôùn hôn 1000C.
Phaïm vi söû duïng –550C – 1500C.
Chöông 6 : CHUYEÅN ÑOÅI TÖÔNG TÖÏ – SOÁ
I KHAÙI NIEÄM CHUNG
Ngaøy nay vieäc truyeàn ñaït tín hieäy cuõng nhö quaù trình ñieàu khieån vaø chæ thò phaàn lôùn ñöôïc thöïc hieän theo phöông phaùp soá. Trong khi ñoù tín hieäu töï nhieân coù daïng töông töï nhö:nhieät ñoä,aùp suaát ,cöôøng ñoä aùnh saùng,toác ñoä quay,tín hieäu aâm thanh…Ñeå keát noái giöõa nguoàn tín hieäu töôïng töï vôùi caùc heä thoáng xöû lyù soá ngöôøi ta duøng caùc maïch chuyeån ñoåi töông töï sang soá(ADC) nhaèm bieán ñoåi tín hieäu töông töï sang soá hoaëc trong tröøông hôïp ngöôïc laïi caàn bieán ñoåi tín hieäu soá sang töông töï thi duøng caùc maïch DAC (Digital Analog Converter).
II NGUYEÂN TAÉT THÖÏC HIEÄN CHUYEÅN ÑOÅI ADC
Maïch chuyeån ñoåi tin hieäu töông töï sang soá,chuyeån moät tín hieäu ngoõ vaøo töông töï (doøng ñieän hay ñieän aùp) thaønh daïng maõ soá nhò phaân coù giaù trò töông öùng.
Chuyeån ñoåi ADC coù raát nhieàu phöông phaùp.Tuy nhieân,moãi phöông phaùp ñieàu coù nhöõng thoâng soá cô baûn khaùc nhau:
+Ñoä chính xaùc cuûa chuyeån ñoåi AD.
+ Toác ñoä chuyeån ñoåi .
+ Daõi bieán ñoåi cuûa tín hieäu töông töï ngoõ vaøo
+
Startcommand
VA
V’A
Control Unit
Register
D/A
converter
Comparator
clock
Digital output
Hình 6.1 Sô ñoà khoái toång quaùt cuûa maïch ADC
Hoaït ñoäng
-Ñaàu tieân kích xung start ñeå boä ADC hoaït ñoäng
-Taïi moät taàn soá ñöôïc xaùc ñònh baèng xung clock boä ñieàu khieån laøm thay ñoåi thaønh soá nhò phaân ñöôïc löu tröõ trong thanh ghi(Register).-Soá nhò phaân trong thanh ghi ñöôïc chuyeån thaønh daïng ñieän aùp V’a baèng boä chuyeån ñoåi DA.
-Boä so saùnh,so saùnh V’a vôùi ñieän aùp ngoõ vaøo Va .Neáu V’a Va ngoõ ra cuûa boïâ so saùnh xuoáng möùc thaáp vaø quaù trình thay ñoåi soá cuûa thanh ghi ngöng. Luùc naøy V’a gaàn baèng Va , nhöõng soá trong thanh ghi laø nhöõng soá caàn chuyeån ñoåi .
III.CAÙC PHÖÔNG PHAÙP CHUYEÅN ÑOÅI AD
Phöông phaùp tích phaân (Intergration method)
Phöông phaùp tích phaân cuõng gioáng nhö phöông phaùp chuyeån ñoåi ADC duøng tín hieäu doác ñoâi (Dual-Slope-ADC). Caáu truùc maïch ñieän ñôn giaûn hôn nhöng toác ñoä chuyeån ñoåi chaäm.
Maïch so saùnh
Maïch tích phaân
R
Ngoõ ra soá
·
·
·
·
Start
Clock
Ñieän aùp chuaån
Vref
Vin
C
_
+
_
+
Maïch logic ñieàu khieån
Boä ñeám
Hình 6.2 Sô ñoà nguyeân lyù cô baûn cuûa maïch chuyeån ñoåi AD duøng phöông phaùp tích phaân
* Hoaït ñoäng
-Khi coù xung start maïch ñeám ñöa veà traïng thaùi reset. Maïch logic ñieàu khieån khoùa K ôû vò tri 1, ñieän aùp töông töï Vin ñöôïc naïp vaøo tuï ñieän C vôùi thôøi haèng t1 tín hieäu ngoõ ra cuûa maïch tích phaân giaûm daàn,vaø cho ñeán khi nhoû hôn 0V thì ngoõ ra cuûa boä so saùnh leân möùc 1,do ñoù maïch logic ñieàu khieån môû coång cho xung clock vaøo maïch ñeám. Sau khoaûng thôøi gian t1 maïch ñeám traøn maïch logic ñieàu khieån khoùa K ôû vò trí 0,khi ñoù ñieän aùp aâm Vref ñöôïc ñöa vaøo ngoõ vaøo cuûa maïch tích phaân,tuï ñieän C xaû ñieän vôùi toác ñoä khoâng ñoåi, sau khoaûng thôøi gian t2 tín hieäu ngoõ ra cuûa maïch tích phaân taêng daàn,do ñoù ngoõ ra cuûa maïch so saùnh xuoáng ,möùc thaáp laøm cho maïch logic ñieàu khieån ñoáng coång vaø baùo keát thuùc chuyeån ñoåi. Trong suoát khoaûng thôøi gian xaû ñieän t2 maïch ñeám vaãn tieáp tuïc ñeám keát quaû cuûa maïch ñeám cuõng chính laø tín hieäu soá caàn chuyeån ñoåi töông öùng vôùi ñieän aùp töông töï ngoõ vaøo Vin .
Moái quan heä giöõa ñieän aùp ngoõ vaøo Vin vaø ñieän aùp chuaån Vref vôùi t1,t2
t2=t1.vin/vref
t1=2n/fck :thôøi gian maïch ñeám töø 0 ñeán khi traøn
t2=N/fck : thôøi gian maïch ñeám töø khi traøn ñeán keát quaû sau cuøng
-Bieåu thöùc naày khoâng phuï thuoäc vaøo thôøi haèng RC,cuõng nhö soá xung clock(neáu maïch laøm vieäc oån ñònh).
-Caùc tín hieäu töông töï Vin qua maïch tích phaân neân caùc tín hieäu nhieåu ñeàu bò loaïi boû.
-Nhöôïc ñieåm cuûa maïch naày laø thôøi gian chuyeån ñoåi chaäm,giöøa 2n chu kyø xung clock trong laàn laáy tích phaân trong thôøi gian t1 va øN chu kyø trong laàn laáy tích phaân trong thôøi gian t2. Thôøi gian chuyeån ñoåi lôùn nhaát khi t1=t2.
Thôøi gian chuyeån ñoåi: T = t1+t2
2.Phöông phaùp ADC xaáp xæ lieân tieáp(Successive- Approximation ADC)
Ñaây laø moät trong nhöõng phöông phaùp d9uo75c söû duïng roäng raõi. Tuy nhieân,maïch ñieän coù phöùc taïp nhöng thôøi gian chuyeån ñoåi ngaén hôn. Phöông phaùp chuyeån ñoåi ADC xaáp xæ lieân tieáp coù thôøi gian chuyeån ñoåi coá ñònh khoâng phuï thuoäc vaøo ñieän aùp ngoõ vaøo.
Clock
Start
EOC
VA
V’A
+
_
DAC
Thanh ghi ñieàu khieån
Logic ñieàu khieån
MSB LSB
Hình 6.3 Sô ñoà khoái chuyeån ñoåi ADC duøng phöông phaùp xaáp xæ lieân tieáp.
* Hoaït ñoäng
Khi taùc ñoäng caïnh xuoáng cuûa xung start thì ADC baét ñaàu chuyeån ñoåi .
-Maïch logic ñieàu khieån ñaët bit coù nghóa lôùn nhaát(Most Signifi cant Bit )cuûa thanh ghi ñieàu khieån leân möùc cao vaø taát caû caùc bit coøn laïi ôû möùc thaáp.Soá nhò phaân ra ôû maïch thanh ghi ñieàu khieån ñöôï cqua maïch DAC ñeå taïo ra ñieän aùp tham chieáu V’a.
Neáu V’a >Va thì ngoõ ra boä so saùnh xuoáng möùc thaáp ,laøm cho maïch logic ñieàu khieån xoùa bit MSB xuoáng möùc thaáp.
Neáu V’a<Va thì ngoõ ra cuûa boä so saùnh vaãn ôû möùc cao vaø laøm cho maïch logic ñieàu khieån giöõ bit MSB ôû möùc cao.
Tieáp theo maïch logic ñieàu khieån ñöa bit coù nghóa keá bit MSB leân möùc cao vaø taïo ôû ngoõ ra khoái DAC moät ñieän aùp tham chieáu v’a roài ñem so saùnh töông töï nhö bit MSB ôû treân .Quaù trình naøy cöù tieáp tuïc cho ñeán bit cuoái cuøng trong thanh ghi ñieàu khieån. Luùc ñoù v’a gaàn baèng Va ngoõ ra cuûa maïch logic ñieàu khieån baùo keát thuùc chuyeån ñoåi.
Nhö vaäy maïch ñoåi ra n bit chæ maát n chu kyø xung clock neân coù theå ñaït toác ñoä raát cao. Tuy nhieân maïch ADC xaáp xæ lieân tieáp laïi khoâng theå ñaùp öùng vôùi tín hieäu töông töï vaøo bieán ñoåi cöïc nhanh .
3.Phöông phaùp song song (paralled method)
Maïch ADC duøng nguyeân taéc chuyeån ñoåi song song hay coøn goïi laø phöông phaùp ADC nhanh, coù caáu truùc maïch ñieän phöùc taïp nhöng toác ñoä chuyeån ñoåi raát cao .
Trong vaøi tröôøng hôïp ngöôøi ta caàn maïch chuyeån ñoåi ADC coù toác ñoä raát cao vì nhöõng tín hieãu bieán ñoåi nhanh neân khi chuyeån sang daïng soá ngöôøi ta caà maïch ADC coù toác ñoä cao .
7
2
ULSB
5
2
ULSB
5
2
ULSB
3
2
ULSB
1
2
ULSB
13
2
ULSB
11
2
ULSB
9
2
ULSB
R/2
R/2
X1
X7
X6
X5
X2
X4
X3
1D
C1
1D
C1
1D
C1
1D
C1
1D
C1
1D
C1
1D
C1
+
+
+
+
+
+
+
Vref
G
Vin
·
·
·
D0
D1
D2
Hình 6.4 Sô ñoà khoái maïch chuyeån ñoåi AD duøng phöông phaùp song song
* Hoaït ñoâng
Maïch bao goàm: khoái so saùnh song song vaø maïch maõ hoaù. Tín hieäu töông töï ñöôïc vaøo caùc maïch so saùnh cuøng moät luùc, caùc traïng thaùi ra cuûa maïch so saùnh ñöôïc ñöa vaøo caùc flip flop D ñeå ñöa ñeán boä maõ hoùa,ñaàu ra cuûa maïch maõ hoùa chính laø ñaàu ra cuûa maïch ADC.
Maïch so saùnh vaø maïch maõ hoùa laø loaïi maïch coù toác ñoä xöû lyù raát cao neân toång thôøi gian treã chæ vaøi chuïc ns,nhôø vaäy söï chuyeån ñoåi xaåy ra raát nhanh. Tuy nhieân vôùi maïch ADC nhanh ôû 3 bit thì noù ñoài hoûi baûy boä so saùnh khi ôû 6 bit thì caàn ñeán 63 boä so saùnh ñoù laø nhöôïc ñieåm cuûa maïch ADC duøng phöông phaùp so saùnh .
Baûng söï thaät cuûa maïch chuyeån ñoåi
Ñieän aùp vaøo
Ngoõ ra boä so saùnh
Tín hieäu soá ngoõ ra
Vin/VLSB
K7
K6
K5
K4
K3
K2
K1
D1
D2
D3
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
2
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
3
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
4
0
0
0
1
1
1
1
1
0
0
5
0
0
1
1
1
1
1
1
0
1
6
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
7
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Chöông 7: THIEÁT KEÁ-THI COÂNG
I. NHIEÄM VUÏ THIEÁT KEÁ:
Nhieäm vuï caàn thöïc hieän laø thieát keá moät maïch ño nhieät ñoä töø 0oC – 99oC vaø khoáng cheá nhieät ñoä ôû 20oC. Vaäy yeâu caàu ñaët ra ôû ñaây laø:
+ Thieát keá boä caûm bieán nhieät ñoä.
+ Thieát keá boä chuyeån ñoåi töông töï sang soá.
+ Thieát keá boä nhôù.
+ Thieát keá boä giao tieáp.
+ Vieát chöông trình ñieàu khieån.
II. SÔ ÑOÀ VAØ CHÖÙC NAÊNG TÖØNG KHOÁI:
Giao tieáp vaø taïo tín hieäu ñieàu khieån
Vi xöû lyù
ADC
Caûm bieán
Thieát bò
Hieån thò
ROM
Sô ñoà khoái maïch ño löôøng vaø khoáng cheá nhieät ñoä phoøng duøng 8051
Nhieäm vuï töøng khoái:
Khoái vi xöû lyù: ñieàu haønh moïi hoaït ñoäng cuûa heä thoáng.
Khoái ROM: löu tröõ chöông trình ñieàu haønh hoaït ñoäng.
Khoái giao tieáp vaø taïo tín hieäu ñieàu khieån:
Khoái naøy coù nhieäm vuï laø nhaän tín hieäu töø ngoaøi ñeå ñöa vaøo xöû lyù vaø nhaän tín hieäu töø vi xöû lyù ñeå ñieàu khieån ñoùng ngaét caùc thieát bò.
Khoái caûm bieán: coù nhieäm vuï laø ño löôøng nhieät ñoä töø moâi tröôøng xung quanh.
Khoái ADC: chuyeån ñoåi tín hieäu töø töông töï sang soá.
Khoái hieån thò: hieån thò nhieät ñoä moâi tröôøng.
Khoái thieát bò: laø caùc duïng cuï ñöôïc dieàu khieån nhö maùy söôûi, maùy laïnh...
III. THIEÁT KEÁ VAØ PHAÂN TÍCH NGUYEÂN LYÙ HOAÏT ÑOÄNG TÖØNG KHOÁI:
1. Boä caûm bieán:
Ñeå ño nhieät ñoä ñöôïc chính xaùc, taát nhieân caàn coù moät ñaàu doø thích hôïp. Ñaàu doø laø moät caûm bieán nhieät ñoä coù nhieäm vuï vaän chuyeån töø nhieät ñoä qua tín hieäu ñieän. Coù raát nhieàu loaïi caûm bieán nhö giôùi thieäu ôû chöông V. Nhöng döïa vaøo lyù thuyeát vaø thöïc teá cuûa maïch caàn thieát keá ta duøng phöông phaùp ño baèng IC caûm bieán nhieät ñoä. Caùc IC caûm bieán nhieät ñoä coù ñoä chính xaùc cao, deã tìm vaø giaù thaønh reõ. Moät trong soá ñoù laø IC LM35, laø loaïi thoâng duïng treân thò tröôøng hieän nay, ñoàng thôøi noù coù nhöõng ñaëc tính laøm vieäc phuø hôïp vôùi thieát keá chi tieát cuûa maïch.
Moät soá tính chaát cô baûn cuûa LM35:
LM35 coù ñoä bieán thieân theo nhieät ñoä: 10mV / 1oC.
Ñoä chính xaùc cao, tính naêng caûm bieán nhieät ñoä raát nhaïy, ôû nhieät ñoä 25oC noù coù sai soá khoâng quaù 1%. Vôùi taàm ño töø 0oC – 128oC, tín hieäu ngoõ ra tuyeán tính lieân tuïc vôùi nhöõng thay ñoåi cuûa tín hieäu ngoõ vaøo.
Thoâng soá kyõ thuaät:
Tieâu taùn coâng suaát thaáp.
Doøng laøm vieäc töø 400mA – 5mA.
Doøng ngöôïc 15mA.
Doøng thuaän 10mA.
Ñoä chính xaùc: khi laøm vieäc ôû nhieät ñoä 25oC vôùi doøng laøm vieäc 1mA thì ñieän aùp ngoõ ra töø 2,94V – 3,04V.
Ñaëc tính ñieän:
Theo thoâng soá cuûa nhaø saûn xuaát LM35, quan heä giöõa nhieät ñoä vaø ñieän aùp ngoõ ra nhö sau:
Vout = 0,01´ToK
= 2,73 + 0,01ToC.
Vaäy öùng vôùi taàm hoaït ñoäng töø 0oC – 100oC ta coù söï bieán thieân ñieän aùp ngoõ ra laø:
ÔÛ 0oC thì ñieän aùp ngoõ ra Vout = 2,73 (V).
ÔÛ 5oC thì ñieän aùp ngoõ ra Vout = 2,78 (V).
……………………………………
ÔÛ 100oC thì ñieän aùp ngoõ ra Vout = 3,73 (V).
Taàm bieán thieân ñieän aùp töông öùng vôùi nhieät ñoä töø 0oC - 100oC laø 1V.
Thieát keá cuï theå maïch caûm bieán duøng LM35:
+ Sô ñoà maïch :
Vout
VR
+5V
LM35
+ Tính toaùn vaø choïn linh kieän:
Ta coù:
400mA < IR < 5mA.
400mA < < 5 mA
< R <
Vì: 2,73V £ Vo £ 3,73
Neân: 254 < R < 5,7 k (1)
Maët khaùc, theo thoâng soá cuûa nhaø saûn xuaát ñieän aùp treân LM35 taïi Tc = 25oC, IR = 1mA thì Vo = 2,98 (V), ta coù:
400mA < < 5mA
Töø (1) vaø (2): choïn R = 2,2 kW
choïn bieán trôû chænh offset VR = 15 kW.
Thieát keá maïch khueách ñaïi:
Ñaây laø maïch trung gian giöõa boä caûm bieán vaø maïch ADC. Vôùi maïch naøy thì ñaàu vaøo laø caûm bieán cô Vo = 2,73 V + 0,01ToC. Khoaûng bieán thieân ñieän aùp trong daûi nhieät ñoä töø 0oC – 100oC laø 1 volt. Trong khi ñoù, yeâu caàu maïch duøng boä chuyeån ñoåi tín hieäu töông töï sang soá ADC 0809 coù möùc ñieän aùp töø 0V – 5V.
Ta söû duïng maïch khueách ñaïi ñeå khueách ñaïi ñieän aùp vôùi thieát keá nhö sau:
R3
+5V
R1
R5
D1
Caûm bieán
V2
VR1
V1
IF
ADC
-
+
Vo
VR2
Vcc
R4
R2
Hình 7.1 Sô ñoà maïch khueách ñaïi.
Theo hình 7.1 thì V- vaø V+ ñöôïc tính:
V+ =
V- =
Theo tính chaát cuûa Op-Amp.
V+ = V-
Suy ra :
V1 : ñieän aùp ngoõ vaøo ñaûo cuûa Op-Amp vaø V1 = 2,73 volt.
V2 : tín hieäu ra cuûa caûm bieán vaø V2 = 2,73 + 0,01ToC.
V0 : ñieän aùp ngoõ ra cuûa Op-Amp vaø V0 = K.(V2 – V1)
K : heä soá khueách ñaïi.
Ta xeùt ôû nhieät ñoä TC = 0oC thì V2 = V1; V0 = 0 volt.
(3) Þ
Ñeå ñôn giaûn choïn R2 = R3 ; R4 = R5
Nhö vaäy:
V0 =
Choïn heä soá khueách ñaïi K = R5 / R3 = 5.
Maët khaùc: doøng cuûa Op-Amp I0 < 20mA
Neân: doøng hoài tieáp IF << 20mA.
IF = << 20mA.
R3 + R5 >>
Maø V0max = 5V
V1 = 2,73V
Suy ra R3 + R5 >>
6R3 >>
R3 >> 18,40W
Choïn R3 = 1 kW; R5 = 5 kW; VR1 = 15 kW
Vz = 3V; Iz = 20 mA.
Suy ra: R1 = = 100 W
VR2 laø bieán trôû chænh offset.
Choïn VR2 = 10 kW.
2. Thieát keá boä chuyeån ñoåi ADC:
2.1 Giôùi thieäu ADC 0809:
Boä ADC 0809 laø moät thieát bò CMOS tích hôïp vôùi moät boä chuyeån ñoåi töø töông töï sang soá 8 bit, boä choïn 8 keânh vaø moät boâ logic ñieàu khieån töông thích. Boä chuyeån ñoåi AD 8 bit naøy duøng phöông phaùp chuyeån ñoåi xaáp xæ tieáp. Boä choïn keânh coù theå truy xuaát baát keành naøo trong caùc ngoõ vaøo töông töï moät caùnh ñoäc laäp.
Thieát bò naøy loaïi tröø khaû naêng caàn thieát ñieàu chænh ñieåm 0 beân ngoaøi vaø khaû naêng ñieàu chænh tæ soá laøm troøn ADC 0809 deã daøng giao tieáp vôùi caùc boä vi xöû lyù.
* Sô ñoà chaân ADC 0809:
ADC0809
28 15
1 14
IN2 IN1 IN0 A B C ALE 2-1 2-2 2-3 2-4 2-8 REF 2-6
START
IN3 IN4 IN5 IN6 IN7
EOC 2-5 OE CLK VCC REF GND 2-7
* YÙ nghóa caùc chaân:
. IN0 ñeán IN7 : 8 ngoõ vaøo töông töï.
. A, B, C : giaûi maõ choïn moät trong 8 ngoõ vaøo
. Z-1 ñeán Z-8 : ngoõ ra song song 8 bit
. ALE : cho pheùp choát ñòa chæ
. START : xung baét ñaàu chuyeån ñoåi
. CLK : xung ñoàng hoà
. REF (+) : ñieän theá tham chieáu (+)
. REF (-) : ñieän theá tham chieáu (-)
. VCC : nguoàn cung caáp
* Caùc ñaëc ñieåm cuûaADC 0809:
. Ñoä phaân giaûi 8 bit
. Toång sai soá chöa chænh ñònh ± ½ LSB; ± 1 LSB
. Thôøi gian chuyeån ñoåi: 100ms ôû taàn soá 640 kHz
. Nguoàn cung caáp + 5V
. Ñieän aùp ngoõ vaøo 0 – 5V
. Taàn soá xung clock 10kHz – 1280 kHz
. Nhieät ñoä hoaït ñoäng - 40oC ñeán 85oC
. Deã daøng giao tieáp vôùi vi xöû lyù hoaëc duøng rieâng
. Khoâng caàn ñieàu chænh zero hoaëc ñaày thang
* Nguyeân lyù hoaït ñoäng:
ADC 0809 coù 8 ngoõ vaøo töông töï, 8 ngoõ ra 8 bit coù theå choïn 1 trong 8 ngoõ vaøo töông töï ñeå chuyeån ñoåi sang soá 8 bit.
Caùc ngoõ vaøo ñöôïc choïn baèng caùch giaûi maõ. Choïn 1 trong 8 ngoõ vaøo töông töï ñöôïc thöïc hieän nhôø 3 chaân ADDA , ADDB , ADDC nhö baûng traïng thaùi sau:
A
B
C
Ngoõ vaøo ñöôïc choïn
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
IN0
IN1
IN2
IN3
IN4
IN5
IN6
IN7
Sau khi kích xung start thì boä chuyeån ñoåi baét ñaàu hoaït ñoäng ôû caïnh xuoáng cuûa xung start, ngoõ ra EOC seõ xuoáng möùc thaáp sau khoaûng 8 xung clock (tính töø caïnh xuoáng cuûa xung start). Luùc naøy bit cô troïng soá lôùn nhaát (MSB) ñöôïc ñaët leân möùc 1, taát caû caùc bit coøn laïi ôû möùc 0, ñoàng thôøi taïo ra ñieän theá coù giaù trò Vref/2, ñieän theá naøy ñöôïc so saùnh vôùi ñieän theá vaøo in.
+ Neáu Vin > Vref/2 thì bit MSB vaãn ôû möùc 1.
+ Neáu Vin < Vref/2 thì bit MSB vaãn ôû möùc 0.
Töông töï nhö vaäy bit keá tieáp MSB ñöôïc ñaët leân 1 vaø taïo ra ñieän theá coù giaù trò Vref/4 vaø cuõng so saùnh vôùi ñieän aùp ngoõ vaøo Vin. Quaù trình cöù tieáp tuïc nhö vaäy cho ñeán khi xaùc ñònh ñöôïc bit cuoái cuøng. Khi ñoù chaân EOC leân möùc 1 baùo cho bieát ñaõ keát thuùc chuyeån ñoåi.
Trong suoát quaù trình chuyeån ñoåi chaân OE ñöôïc ñaët ôû möùc 1, muoán ñoïc döõ lieäu ra chaân OE xuoáng möùc 0.
Trong suoát quaù trình chuyeån ñoåi neáu coù 1 xung start taùc ñoäng thì ADC seõ ngöng chuyeån ñoåi.
Maõ ra N cho moät ngoõ vaøo tuøy yù laø moät soá nguyeân.
Trong ñoù Vin : ñieän aùp ngoõ vaøo heä so saùnh.
Vref(+): ñieän aùp taïi chaân REF(+).
Vref(-): ñieän aùp taïi chaân REF(-).
Neáu choïn Vref(-) = 0 thì N = 256.
Vref(+) = Vcc = 5V thì ñaày thang laø 256.
Giaù trò böôùc nhoû nhaát
1 LSB = = 0,0196 V/byte
Vaäy vôùi 256 böôùc Vin = 5V.
Aùp vaøo lôùn nhaát cuûa ADC 0809 laø 5V.
Bieåu ñoà thôøi gian cuûa ADC 0809.
Hình 7.2.1 Bieåu ñoà thôøi gian cuûa ADC 0809
2.2 Maïch taïo xung clock cho ADC 0809:
Söû duïng maïch dao ñoäng duøng caùc coång not ñeå taïo dao ñoäng cho ADC nhö sau:
Vcc
560P
10K
IK
IK
Taàn soá dao ñoäng cuûa maïch laø f =
Taàn soá dao ñoäng chuaån laø 600 kHz
Suy ra 640 =
Vôùi R töø 100W ñeán vaøi kW choïn R =1 kW Þ C = 500 PF.
Sô ñoà keát noái maïch nhö sau:
Vref _
GND
Vcc
560P
10K
IK
IK
Vcc
·
PC5
PC4
PC2
PC1
PC0
PB7
PB6
PB5
PB4
PB3
PB2
PB1
PB0
OE
ALE
Start
C
B
A
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
8255
8255
0809
Vcc
Vref +
IN0
IN1
IN2
IN3
IN4
IN5
IN6
IN7
Hình 7.2.2 Sô ñoà keát noái maïch chuyeån ñoåi ADC 0809.
Ñeå thöïc hieän caùc vieäc chuyeån ñoåi nhaän döõ lieäu töø ADC ta thöïc hieän caùc böôùc sau:
Khôûi taïo 8255.
Choïn ngoõ vaøo töông töï, ví duï nhö choïn Ino baèng caùch göûi giaù trò 0000 = 00H ra 4 bit thaáp cuûa portc.
Choát ñòa chæ ñoàng thôøi kích xung clock baèng caùch göûi giaù trò 0001 = 01H ra 4 bit cao cuûa portc.
Trì hoaõn trong khoaûng thôøi gian 200ms ñeå ADC thöïc hieän xong hoaøn toaøn vieäc chuyeån ñoåi.
Nhaän döõ lieäu töø ADC vaøo port töông öùng.
3. Thieát Keá Boä Nhôù:
3.1 Giaûi ña hôïp caùc ñöôøng PA0 – PA7 cuûa 8051:
Khi söû duïng boä nhôù ngoaøi, port0 khoâng coøn laø moät port I/0 thuaàn tuùy. Noù ñöôïc keát hôïp giöõa bus ñòa chæ A7 = A0 vaø bus döõ lieäu D7 = D0 vôùi tín hieäu ALE ñeå choát byte thaát cuûa bus ñòa chæ khi baét ñaàu moãi chu kyø boä nhôù. Port2 ñöôïc duøng cho byte cao cuûa bus ñòa chæ. Do ñoù caàn phaûi giaûi ña hôïp caùc ñöôøng naøy rôøi nhau.
Hình 7.3.1 Sô ñoà keát noái giöõa 8051 vôùi IC choát 74LS373
Tín hieäu ngoõ vaøo E cuûa IC 74LS373 laø tín hieäu choát khi E ôû möùc logic 1: döõ lieäu ñeán ngoõ vaøo D ñöôïc ñöa ñeán ngoõ ra Q neáu tín hieäu ngoõ vaøo thay ñoåi thì tín hieäu ngoõ ra thay ñoåi. Khi E ôû möùc logic 0 döõ lieäu ngoõ vaøo khoâng ñöôïc ñöa ñeán ngoõ ra,döõ lieäu xuaát hieän ôû ngoõ ra Q chính laø döõ lieäu tröôùc ñoù cuûa D. Taïi thôøi ñieåm naøy döõ lieäu ngoõ vaøo D thay ñoåi cuõng khoâng aûnh höôûng ñeán döõ lieäu ngoõ ra. Do ñoù tín hieäu ALE ñöôïc laáy laøm tín hieäu choát ñöa ñeán ngoõ vaøo choát E cuûa IC choát 74LS373.
3.2 Keát noái toång quaùt Micsocontroller vôùi boä nhôù:
Boä nhôù coù moät vai troø quan troïng trong maùy tính duøng ñeå löu tröõ döõ lieäu, laø nôi ñeå Misocontroller xöû lyù döõ lieäu.
Boä nhôù cuûa maùy tính bao goàm caùc boä nhôù ROM, RAM, chuùng keát noái vôùi nhau thoâng qua caùc bus: bus ñòa chæ (Address bus), bus döõ lieäu (Databus), bus ñieàu khieån (Control bus).
Microcon-troller
Memory IC
Memory IC
Control bus
Add bus
Data bus
Hình 7.3.2 Sô ñoà keát noái toång quaùt giöõa vi ñieàu khieån vôùi boä nhôù
Hoaït ñoäng cuûa Micsocontroller ghi döõ lieäu vaøo boä nhôù vaø ñoïc döõ lieäu ra töø boä nhôù.
+ Hoaït ñoäng ghi döõ lieäu:
Vi ñieàu khieån taïo ñòa chæ cuûa oâ nhôù caàn löu tröõ döõ lieäu, ñaët ñòa chæ naøy leân bus ñòa chæ.
Vi ñieàu khieån ñaët döõ lieäu leân bus döõ lieäu.
Vi ñieàu khieån taùc ñoäng ñeán tín hieäu ñieàu khieån ghi ôû bus ñieàu khieån.
IC nhôù seõ giaûi maõ ñòa chæ naøy ñeå xaùc ñònh oâ nhôù naøo seõ löu tröõ döõ lieäu naøy.
Döõ lieäu treân bus seõ ñöôïc truyeàn vaøo oâ nhôù ñaõ ñöôïc löïa choïn.
+ Hoaït ñoäng ñoïc döõ lieäu:
Vi ñieàu khieån seõ taïo ra moät ñòa chæ cuûa oâ nhôù caàn ñoïc döõ lieäu ñaët ñòa chæ naøy leân bus ñòa chæ.
Vi ñieàu khieån taùc ñoäng ñeán tín hieäu ñieàu khieån ñoïc ôû bus ñieàu khieån.
IC nhôù seõ giaûi maõ ñòa chæ naøy ñeå xaùc ñònh oâ nhôù naøo ñöôïc löïa choïn leân bus döõ lieäu ñeå truyeàn vaøo vi ñieàu khieån.
3.3 Trình töï thieát keá boä nhôù:
8051 coù khaû naêng môû roäng boä nhôù ñeán 64 kbyte boä nhôù chöông trình vaø 64 kbyte boä nhôù döõ lieäu beân ngoaøi. Tuy nhieân ñeå phuø hôïp vôùi nhu caàu thieát keá vaø thi coâng ñoøi hoûi ñôn giaûn. Vi maïch ñöôïc söû duïng laø EPROM 2764 vaø Ram 6264 caùc coång vaøo ra duøng 8255 cuõng ñöôïc xem laø vuøng nhôù khi ôû cheá ñoä giao tieáp vaøo ra cuõng töông töï nhö ROM vaø RAM, coù 16 kbyte töø kbyte ñaàu tieân ñeán kbyte 16, vaø 16 kbyte vuøng nhôù daønh cho 2 IC 8255 nhö ñaõ trình baøy ôû treân. Coøn phaàn coøn laïi seõ boû troáng.
3.3.1 Thieát keá boä nhôù chöông trình:
Do EPROM trong yeâu caàu söû duïng coù dung löôïng laø 8 kbyte, neân IC naøy coù 13 ñöôøng ñòa chæ A12 - A0. Ñòa chæ cuûa oâ nhôù ñaàu tieân laø 00004 vaø ñòa chæ cuûa oâ nhôù cuoái laø 1 FFFH. Nhö vaäy neáu gaén EPROM vaøo vuøng nhôù cuûa vi ñieàu khieån thì noù seõ chieám moät vuøng nhôù baét ñaàu töø 00004 - 1 FFFH. Ta coù baûng ñoà nhôù nhö sau:
IC
A15
A14
A13
A12
A11
A10
A9
A8
A7
A6
A5
A4
A3
A2
A1
A0
hex
ROM
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0000
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1FFF
3.3.2 Thieát keá boä nhôù döõ lieäu:
Töông töï nhö ROM, RAM cuõng coù dung löôïng 8 kbyte do phaûi thieát keá tieáp theo boä nhôù ROM neân RAM. Coù ñòa chæ ñaàu laø 2000H vaø ñòa chæ cuoái laø 3 FFF. Ta coù baûn ñoà nhôù cuûa RAM nhö sau:
IC
A15
A14
A13
A12
A11
A10
A9
A8
A7
A6
A5
A4
A3
A2
A1
A0
hex
RAM
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
2000
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
3FFF
Baûng ñoà nhôù toaøn maïch:
IC
A15
A14
A13
A12
A11
A10
A9
A7
A6
A5
A4
A3
A2
A1
A0
hex
ROM
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0000
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1FFF
RAM
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
2000
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
3FFF
8255
(I)
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
4000
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
5FFF
8255
(II)
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
6000
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
7FFF
Moãi boä nhôù ñeàu coù 8 kbyte ñeå vi ñieàu khieån ttruy xuaát heát 8 kbyte naøy thì ñoøi hoûi phaûi keát noái 13 ñöôøng ñòa chæ töø A12 ñeán A0 cuûa vi ñieàu khieån vôùi 13 ñöôøng ñòa chæ A12 - A0 cuûa boä nhôù. 8 ñöôøng döõ lieäu D7 - D0 cuûa vi ñieàu khieån keát noái vôùi 8 ñöôøng döõ lieäu D7 - D0 cuûa boä nhôù. Ñöôøng tín hieäu ñieàu khieån RDà ñöôïc keát noái vôùi ngoõ vaøo OE cuûa EPROM vaø RAM, ñöôøng WR\ñöôïc keát noáiôùi ngoõ vaøo WR\ cuûa RAM. Ñeán ñaây vi ñieàu khieån chæ giao tieáp vôùi boä nhôù thoâng qua 3 bus: bus ñòa chæ, bus döõ lieäu vaø bus ñieàu khieån. Neáu döïng laïi ôû ñaây thì khi vi ñieàu khieån taïo ra moät ñòa chæ ñeå truy xuaát moät oâ nhôù thì caû ROM, vaø RAM ñeàu nhaän ñòa chæ vì cuøng göûi döõ lieäu ra bus döõ lieäu, khi ñoù döõ lieäu vi ñieàu khieån nhaän vaøo khoâng bieát laø cuûa oâ nhôù naøo. Ñeå vi ñieàu khieån nhaän ñuùng döõ lieäu cuûa oâ nhôù caàn truy xuaát thì phaûi thieát keá theâm phaàn giaûi maõ ñòa chæ.
3.3.3 Thieát keá maïch giaûi maõ ñòa chæ:
Moãi maïch keát noái vôùi Micsocontroller caàn phaûi ñöôïc vi ñieàu khieån qui chieáu tôùi moät caùch chính xaùc. Khi thöïc hieän caùc thao taùc ghi ñoïc thì ñieàu ñoù coù nghóa laø moãi maïch nhôù phaûi ñöôïc gaùn cho moät vuøng rieâng bieät coù ñòa chæ chính xaùc naèm trong khoâng gian ñòa chæ toång theå cuûa boä nhôù. Vieäc gaùn ñòa chæ cuï theå cho maïch nhôù ñöôïc thöïc hieän nhôø moät xung choïn voû laáy töø maïch giaûi maõ ñòa chæ vuøng nhôù.
Veà nguyeân taéc moät maïch giaûi maõ ñòa chæ thöôøng coù caáu taïo nhö sau:
Maïch giaûi maõ ñòa chæ
Tín hieäu ñòa chæ
CSn\
CS2\
CS1\
Tín hieäu ñieàu khieån
Hình 7.3.3.3a. Maïch giaûi maõ ñòa chæ toång quaùt
Ñaàu vaøo cuûa maïch giaûi maõ laø caùc tín hieäu ñòa chæ vaø tín hieäu ñieàu khieån. Caùc tín hieäu ñòa chæ goàm coù caùc bit ñòa chæ coù quan heä nhaát ñònh vôùi caùc tín hieäu choïn voû ôû ñaàu ra.
Döïa theo nguyeân taéc giaûi maõ nhö treân, ta thaáy trong baûng ñoà nhôù coù 3 bit ñòa chæ A15 A14 A13 coù caùc traïng thaùi töông ñöông vôùi caùc vuøng nhôù cuûa moãi IC nhôù. IC nhôù thöù nhaát töông ñöông vôùi 0002, IC nhôù thöù hai coù traïng thaùi 0012 …
Töøng traïng thaùi cuûa 3 bit ñòa chæ A15 A14 A13 seõ cho pheùp töøng boä nhôù truy xuaát. Khi boä nhôù naøy ñöôïc pheùp truy xuaát thì boä nhôù khaùc K0 ñöôïc pheùp.
Moãi boä nhôù coù 1 ngoõ vaøo cho pheùp CS\, khi ngoõ vaøo CS\ ôû möùc 0 thì boä nhôù ñoù ñöôïc pheùp, khi ngoõ vaøo CS\ ôû möùc 1 thì boä nhôù ñoù k0 ñöôïc pheùp. Caùc ngoõ vaøo ñòa chæ vaø döõ lieäu ôû traïng thaùi toång trôû cao. Do ñoù phaûi duøng IC giaûi maõ 3 ñöôøng sang 8 ñöôøng ñeå coù theå ñieàu khieån ñöôïc 8 ngoõ vaøo CS\.
Sô ñoà maïch giaûi maõ 3 ñöôøng sang 8 ñöôøng duøng IC 74LS138.
Ñöa ñeán ngoõ vaøo CS\cuûa EFROM
Ñöa ñeán ngoõ vaøo CS\cuûa RAM
Ñöa ñeán ngoõ vaøo CS\cuûa 8255 (I)
Ñöa ñeán ngoõ vaøo CS\cuûa 8255 (II)
A13
A14
A15
O0\
O1\
O2\
O3\
O4\
O5\
O6\
O7\
A
BC
74LS138
Sô ñoà maïch keát noái giöõa boä nhôù vôùi Microcontroller.
Hình 7.3.3.3.b. Sô ñoà keát noái giöõa boä nhôù vôùi Microcontroller
4. Thieát Keá Boä Giao Tieáp:
4.1 Thieát keá baøn phím:
4.1.1 Nguyeân lyù chung:
Baøn phím laø moät thieát bò ngoaïi vi raát thoâng duïng trong caùc heä thoáng vi xöû lyù, duøng ñeå giao tieáp giöõa ngöôøi vaø maùy, ngöôøi söû duïng coù theå goõ chöông trình vaøo maùy qua caùc phím.
Giao tieáp baøn phím söû duïng vi maïch giao tieáp song song 8255A ôû vuøng oâ nhôù töø 4000 ñeán 8 FFF. Baøn phím khoâng phaûi laø moät linh kieän ñieän töû maø noù laø caùc coâng taéc nhaán, do ñoù baøn phím ñoøi hoûi coù caáu truùc vöõng vaøng, cuõng nhö khaû naêng chòu löïc toát.
Nguyeân taéc laøm vieäc cuûa baøn phím:
Caùc coâng taéc ñöôïc toå chöùc thaønh moät ma traän giöõa nhieàu haøng nhieàu coät. Caùc ñöôøng cuûa coät ñöôïc noái vôùi moät coång ra cuûa IC giao tieáp. Caùc ñöôøng cuûa haøng ñöôïc noái vôùi coång thöù 2 vaø qua moät ñieän trôû noái leân möùc logic 1 (Vcc). Duøng moät phaàn meàm tieán haønh queùt leân caùc phím, khi aán moät phím thì coù moät haøng moät coät ngaén maïch vaø phím naøy ñöôïc chuyeån ñoåi thaønh maõ töông öùng thoâng qua phaàn meàm.
Öu ñieåm cuûa loaïi baøn phím naøy laø maïch ñôn giaûn, ñoä linh hoaït cao. Tuy nhieân ñoä ñaùp öùng khoâng cao.
Hình 7.4.a Sô ñoà maïch keát noái baøn phím
Ngoaøi ra heä giao tieáp baøn phím cuõng coù theå thieát keá theo nguyeân taéc khaùc laø: caùc coâng taéc ñöôïc noái chung moät ñaàu ñöa leân möùc logic 1 qua moät ñieän trôû, caùc ñaàu coøn laïi ñöa qua maïch giaûi maõ nhò phaân. Khi moät coâng taéc ñöôïc nhaán ngoõ ra cuûa maïch giaûi maõ seõ xuaát hieän moät soá nhò phaân töông öùng. Döõ lieäu naøy seõ ñöôïc göûi ra bus data cuûa vi xöû lyù thoâng qua port I/0. Vi xöû lyù seõ xöû lyù vaø thi haønh coâng vieäc töông öùng.
Nguyeân taéc naøy tuy ñôn giaûn, ñoä tin caäy cao nhöng caáu truùc phöùc taïp.
Do trong maïch naøy chæ söû duïng coù 3 phím ñeå ñieàu khieån chöông trình neân khoâng duøng ma traän queùt phím maø chæ söû duïng nguyeân taéc naøy.
Hình 7.4.b Sô ñoà toå chöùc baøn phím
4.1.2 Caáu taïo vaø hoaït ñoäng cuûa baøn phím heä thoáng:
Giao tieáp baøn phím duøng vi maïch giao tieáp 8255A ta söû duïng port B laøm giao tieáp baøn phím.
ÔÛ traïng thaùi bình thöôøng (khoâng aán phím) giaù trò cuûa port C 8255A laø 00H, khi coù moät phím naøo ñöôïc aán thì giaù trò cuûa bit töông öùng leân möùc cao vaø giaù trò cuûa port C ñoïc vaøo khaùc 00H vaø vi xöû lyù seõ thöïc hieän chöông trình töông öùng vôùi phím ñaõ aán.
Hình 7.4.c Maïch baøn phím cho heä thoáng
4.2 Thieát keá maïch hieån thò:
Trong heä thoáng vi xöû lyù, boä hieån thò ñoùng vai troø raát quan troïng: duøng ñeå giao tieáp vôùi maùy tính vaø ngöôøi söû duïng, cho pheùp ngöôøi söû duïng quan saùt, caûm nhaän quaù trình laøm vieäc cuûa heä thoáng.
ÔÛ ñaây boä hieån thò chæ coù chöùc naêng laø hieån thò nhieät ñoä ngoaøi ra khoâng coù chöùc naêng khaùc. ..eå ñôn giaûn ñöôïc phaàn cöùng thì chæ cho pheùp nhieät ñoä hieån thò töø 00C – 990C töø port 1 cuûa vi ñieàu khieån. Boä hieån thò haèng Led 7 ñoaïn laø loaïi ñöôïc söû duïng phoå bieán.
Hình 7.4.d . a: Boä hieån thò Led 7 ñoaïn, b: Loaïi anode chung, c: Loaïi Cathod chung.
Hình 7.4.e Sô ñoà nguyeân lyù maïch hieån thò Led 7 ñoaïn
4.3 Thieát keá maïch giao tieáp coâng suaát:
Maïch giao tieáp coâng suaát coù nhieäm vuï nhaän tín hieäu ñieàu khieån töø heä thoáng xuaát ra port ñieàu khieån thoâng qua 8255A ñeå ñoùng môû taûi coâng suaát.
ÔÛ ñaây port A, port B vaø port C cuûa 8255A seõ xuaát ra caùc tín hieäu ñieàu khieån ñeå ñoùng ngaét taûi.
Maïch coâng suaát coù raát nhieàu daïng nhöng ñeå coù söï caùch ly tuyeät ñoái veà phöông dieän ñieän giöõa ngoõ vaøo vaø ngoõ ra, nhoùm ñaõ söû duïng loaïi optotriac.Loaïi naøy söû duïng ñöôïc nguoàn xoay chieàu coâng xuaát lôùn, coù ñoä caùch ly cao. Maïch goàm 1 diode phaùt quang (Led) moät triac quang. Khi coù doøng ñieän chaïy qua moâi tröôøng taùc duïng leân triac quang laøm triac thoâng maïch.
Hình 7.4.f Sô ñoà keát noái maïch giao tieáp coâng suaát
Ñaëc tính cuûa OPTO.
Aùp vaøo 4 – 39 VDC
Aùp ra 230 VAC
Doøng ra 10 A
Neáu nhö taûi coù coâng suaát 500W thì doøng taûi laø I = nhoû hôn 10A.
Vôùi ñieàu kieän naøy maïch seõ hoaït ñoäng toát.
Hoaït ñoäng cuûa maïch khi caùc bit ôû port A, port B cuûa 8255A xuaát tín hieäu ôû möùc thaáp, seõ phaân cöïc thuaän cho transitor laøm Led phaùt saùng, seõ taùc ñoäng laøm triac daãn, seõ kích ñöa doøng qua caáp cho taûi. Ngöôïc laïi khi caùc bit ôû port A, port B ôû möùc cao laøm phaân cöïc nghòch transitor, led taét, triac ngöng daãn do ñoù taûi hôû maïch.
IV. Sô ñoà nguyeân lyù vaø thuaät giaûi chöông trình:
Sô ñoà nguyeân lyù:
Thuaät giaûi chöông trình:
Giôùi thieäu:
Heä thoáng vi xöû lyù hieän nay ñöôïc söû duïng roäng raõi trong moïi lónh vöïc. Tuy nhieân ñeå moät heä thoáng hoaït ñoäng ñöôïc thì heä thoáng ñoù phaûi coù chöông trình cuï theå cho noù hoaït ñoäng. Thaät vaäy trong phaàn öùng duïng naøy cuõng caàn phaûi coù moät chöông trình ñeå hoaït. Chöông trình ñöôïc trình baøy nhö sau.
Löu ñoà giaûi thuaät cho chöông trình:
Löu ñoà giaûi thuaät cho chöông trình chính:
N
Y
Y
N
N
Y
Y
N
START
Khôûi taïo 8255
Goïi chöông trình aán phím
Kieåm tra phím aán
Phím”0”
END
Goïi chöông trình phím 1
Goïi chöông trình phím 0
Phím”1”
Löu ñoà giaûi thuaät cho chöông trình kieåm tra phím aán:
Y
N
N
Y
END
Sosaùnh(portB)vôùi#01h
Start
Thöïc hieän chöông trình phím “1”
Sosaùnh(portB)vôùi#02h
Thöïc hieän chöông trình phím “0”
Löu ñoà giaûi thuaät cho chöông trình aán phím “0”:
Y
Delay
200ms
Start
Xuaát #00h ra
port c1( I )
Ñoïc noäi dung töø
port A1 (I )
Giaûi maõ hieån thò
END
N
Xuaát #10h ra
port c1( I )
Xuaát #00h ra
port c1( I )
Xuaát #20h ra
port c1( I )
Löu ñoà giaûi thuaät chöông trình aán phím “1”:
Start
Xuaát 00h ra portC1 (I)
Xuaát 10h ra portC1 (I)
(A)=
(A)<
Y
N
(A) so saùnh #14h
Delay 200ms
Xuaát 00h ra portC1 (I)
Xuaát 20h ra portC1 (I)
Ñoïc (protC1)I vaøo A
Xuaát 00h ra portB (II)
Xuaát 00h ra portA (II)
Goïi chuông trình hieån thò
END
(A)>
Chöông trình ño vaø khoáng cheá nhieät ñoä phoøng:
; Chöông trình khôûi taïo 8255
X2: MOV DPTR, # 4003 H
MOV A , # 92 H
MOV X @ DPTR, A
MOV DPTR, # 6003 H
MOV A, # 89 H
MOV X @ DPTR, A
; Chöông trình kieåm tra phím aán
MOV RO , # 01 H
MOV DPTR, # 4001 H
MOV X A, @ DPTR
ANL A, RO
JMZ X1
MOV RO , # 02 H
MOV DPTR, # 4001 H
MOV X A, @ DPTR
ANL A, RO
JZ X2
; Chöông trình khi aán phím “1”
X3: MOV A, #4002H
MOV A,#00H
MOVX @DPTR,A
MOV X @DPTR, # 4002 H
MOV A, # 10 H
MOV X @ DPTR, A
MOV DPTR, # 4002 H
MOV A, # 00 H
MOV X @ DPTR, A
LCALL Dlay 0.2 giaây
MOV DPTR, # 4002 H
MOV A, # 20 H
MOV X @ DPTR, A
MOV DPTR, # 4000 H
MOV X A, @ DPTR
CJNE A, # 14H , HOT
MOV DPTR, # 00D0 H
MOV A,@ A + DPTR
MOV 90 H , A
LCa delay 1-1
MOV 90 H, # 00 H
LCa delay 1-1
LJMP X3
HOT: JC COOL
MOV DPTR, # 6000 H
MOV A, # 00 H
MOV X @ DPTR, A
LJMP X3
COOL:MOV DPTR, # 6001 H
MOV A, # 00 H
MOV X @ DPTR, A
LJMP X3
; Chöông trình khi aán phím “0”
X1: MOV DPTR, # 4002 H
MOV A,# 00 H
MOV X @ DPTR,A
MOV DPTR, # 4002 H
MOV A, # 10 H
MOV X @ DPTR, A
MOV DPTR, # 4002 H
MOV A, # 00 H
MOV X @ DPTR, A
LCALL delay 0.2 giaây
MOV DPTR, # 4002 H
MOV A, # 20 H
MOV X @ DPTR, A
MOV DPTR, # 4000 H
MOV X A, @ DPTR
MOV DPTR, # 00D0 H
MOV C A, @ A + DPTR
MOV 90 H, A
LJMP X1
; Chöông trình delay 0.2 giaây
push 00H
push 82H
push 83H
MOV R7, # OC8
Y1: DJNZ R7, Y1
pop 83H
pop 82H
pop 00H
RET
; Chöông trình delay 1-1
push 00H
push 82H
push 83H
MOV R7, # 10H
Y4: MOV R6, # OFF h
Y3: MOV R5, # OFF h
Y2: DJNZ R5, Y2
DJNZ R6, Y3
DJNZ R7, Y4
pop 83H
pop 82H
pop 00H
RET.
Chöông trình hieån thò cho EPROM töø 0oC – 99oC xem phuï luïc 2
Giaûi thích chöông trình:
Trong chöông trình naøy söû duïng 2 IC 8255A.
Vôùi 8255 thöù nhaát coù ñòa chæ töø 4000, trong ñoù port A nhaän döõ lieäu töø 8 ñöôøng data cuûa ADC.
PB0, PB1: laøm caùc phím aán ñieàu khieån.
PC0, PC1, PC2, PC4, PC5: duøng laøm tín hieäu ñieàu khieån cho ADC.
Vôùi 8255 thöù hai coù ñòa chæ töø 6000 duøng ñeå xuaát tín hieäu ñieàu khieån thieát bò ñoùng ngaét.
Ñaàu tieân khôûi taïo 8255 baèng caùch gôûi giaù trò 92H ra thanh ghi ñieàu khieån cuûa 8255I. Coù ñòa chæ 4003H vaø göûi giaù trò 89H ra thanh ghi ñieàu khieån cuûa 8255II coù ñòa chæ 6003H, thoâng qua thanh ghi A.
Sau ñoù, kieåm tra chöông trình aán phím. Naïp giaù 01H vaøo thaønh ghi R0, ñoïc noäi dung töø PB cuûa 8255I ghi A AND vôùi noäi dung trong thanh ghi R0.
Neáu pheùp AND = 1 thì bt Zero = 0 vaø chöông thöïc hieän taïi X1 töùc laø phím “o” bò taùc ñoäng.
Neáu pheùp AND = 0 thì bit Zero = 1 vaø chöông trình seõ thöïc hieän tieáp theo, laø naïp giaù trò 02H vaøo R0 ñoàng thôøi ñoïc noäi dung töø PB vaøo thanh ghi A, duøng pheùp AND, AND noäi dung trong A vôùi noäi dung trong R0, töông töï:
Neáu pheùp AND = 0 thì chöông trình quay laïi töø ñaàu.
Neáu pheùp AND = 1 thì bit Zero = 0 töùc laø phím “1” bò taùc ñoäng vaø chöông trình thöïc hieän taïi X3.
Khi phím “1” bò taùc ñoäng vaø chöông trình thöïc hieän taïi X3.
Ñaàu tieân, naïp giaù trò 00H vaøo thanh ghi A vaø chuyeån noäi dung trong thanh ghi A ra ñòa chæ 4002 cuûa port C ñeå choïn ngoõ vaøo töông töï laø INO. Keá tieáp naïp giaù trò 10H vaøo A, chuyeån noäi dung trong A ra ñòa chæ 4002 cuûa port C, ñeå ñöa chaân Start cuûa ADC leân möùc 1. Naïp 00H vaøo A vaø ñöa noäi dung trong A ra ñòa chæ 4002 ñeå ñöa Start xuoáng möùc 0 taïo thaønh moät xung Clock. Sau ñoù goïi chöông trình delay 200ms ñeå boä ADC thöïc hieän chuyeån ñoåi.
Naïp giaù trò 20H vaøo A, chuyeån noäi dung chöùa trong A ra ñòa chæ 4002 ñeå Pc5 cuûa 8255I leân möùc 1 vaø ñoïc döõ lieäu töø PA coù ñòa chæ 4000 vaøo thanh ghi A. So saùnh noäi dung trong A vôùi giaù trò 14H:
Neáu baèng nhau thì naïp giaù trò 00D0H vaøo DPTR, sau ñoù laáy noäi dung cuûa oâ nhôù coù ñòa chæ chöùa trong A coäng vôùi trong DPTR chuyeån vaøo A. Laáy noäi dung trong A chuyeån ra port 1 cuûa vi ñieàu khieån ñeå hieån thò.
Neáu noäi dung trong A lôùn hôn thì nhaûy ñeán nhaõn HOT vaø naïp giaù trò 00H vaøo A, sau ñoù chuyeån noäi dung chöùa trong ra port A cuûa 8255II coù ñòa chæ laø 6000H ñeå ñieàu khieån thieát bò ñoùng maïch.
Neáu noäi dung trong A nhoû hôn thì nhaûy ñeán nhaõn COOL vaø naïp giaù trò 00H vaøo A, sau ñoù chuyeån noäi dung trong A ra port B cuûa 8255II coù ñòa chæ 6001H ñeå ñieàu khieån thieát bò ñoùng maïch.
Khi phím “0” bò taùc ñoäng vaø chöông trình thöïc hieän taïi X1:
Naïp giaù trò 4002H vaøo DPTR, vaø 00H vaøo thanh ghi A, sau ñoù chuyeån noäi dung trong A, vaøo oâ nhôù coù ñòa chæ chöùa trong DPTR ñeå choïn ngoõ vaøo töông töï INO. Naïp giaù trò 10H vaøo A, chuyeån noäi dung trong vaøo oâ nhôù coù ñòa chæ chöùa trong DPTR, ñeå choát ñòa chæ ngoõ vaøo vaø ñöa chaân Start leân 1. Naïp giaù trò 00H vaøo A.
Chuyeån noäi dung trong A vaøo oâ nhôù coù ñòa chæ chöùa trong DPTR, ñeå ñöa chaân START xuoáng möùc 0 vaø goïi chöông trình delay 200 ms ñeå thöïc hieän chuyeån ñoåi.
Sau khi chuyeån ñoåi xong, naïp giaù trò 20H vaøo thanh ghi A, chuyeån noäi dung trong vaøo oâ nhôù coù ñòa chæ chöùa trong DPTR, ñeå cho pheùp ADC xuaát döõ lieäu ra ñöôøng döõ lieäu. Naïp giaù trò 4000H vaøo DPTR, sau ñoù laáy noäi dung cuûa oâ nhôù coù ñòa chæ chöùa trong DPTR chuyeån vaøo thanh ghi A (töùc ñoïc döõ lieäu töø ADC vaøo A). Naïp giaù trò 00D0H vaøo DPTR, laáy noäi dung oâ nhôù coù ñòa chæ chöùa trong A + DPTR chuyeån vaøo A, ñoàng thôøi laáy noäi dung trong A chuyeån ra post 1 cuûa vi ñieàu khieån coù ñòa chæ laø 90H. Sau ñoù quay laïi nhaõn X1.
V. THI COÂNG:
Sau khi ñaõ tính toaùn thieát keá treân cô sôû lyù thuyeát, nhoùm chuùng em tieán haønh thi coâng heä thoáng. Coâng vieäc thi coâng ñöôïc thöïc hieän qua caùc böôùc sau:
Thieát keá maïch in:
Vì caáu truùc cuûa maïch khaù phöùc taïp, nhieàu ñöôøng keát noái, neân chuùng söû duïng maïch in hai lôùp ñeå thi coâng. Ñeå thieát keá maïch in ñaõ duøng phaàn meàm veõ maïch chuyeân duøng EAGLE ñeå thieát keá.
Chuaån bò:
Trong thôøi gian chôø gia coâng maïch in giaûi quyeát caùc vaán ñeà sau:
Laäp baûng lieät keâ vaø mua linh kieän.
Thieát keá hoäp ñöïng mach ñieàu khieån
Laép thöû moät soá maïch treân testboard ñeå kieåm tra moät soá linh kieän trong heä thoáng.
Vieát vaø naïp chöông trình ñieàu khieån vaøo EBROM.
Laép raùp linh kieän vaø kieåm tra.
Ñeå ñaûm baûo khoâng gaëp söï coá khi laép raùp toaøn boä linh kieän leân maïch in, nhoùm choïn phöông phaùp laép vaø kieåm tra töøng boä phaän, sau khi boä phaän ñoù hoaït ñoäng toát roài môùi tieán haønh laép raùp boä phaän keá tieáp.
Sô ñoà maïch in:
Sô ñoà maïch in
5. Sô ñoà boá trí linh kieän
CHÖÔNG KEÁT LUAÄN
Sau gaàn möôøi tuaàn thöïc hieän vôùi nhieàu coá gaéng vaø noå löïc cuûa baûn thaân cuøng vôùi söï taän tình höôùng daãn cuûa thaày Leâ Thanh Ñaïo, taäp luaän vaên naøy ñaõ hoøan thaønh ñuùng thôøi gian qui ñònh theo yeâu caàu ñaët ra laø thieát keá moät maïch ño vaø khoáng cheá nhieät ñoä phoøng duøng vi ñieàu khieån.
Ñeå thöïc hieän ñöôïc yeâu caàu treân chuùng em ñaõ nghieân cöùu, tìm hieåu nhöõng vaán ñeá veà vi ñieàu khieån, vi xöû lí, caùc phöông phaùp ño nhieät ñoä, caùc phöông phaùp chuyeån ñoåi töø töông töï sang soà vaø caùc vaán ñeà khaùc coù lieân quan ñeán ñeà taøi.
Noäi dung chính cuûa ñeà taøi naøy bao goàm nhöõng phaàn chính sau:
*Phaàn kieán thöùc.
-Khaûo saùt boä vi ñieàu khieån 8051/8031.
-Khaûo saùt IC giai tieáp ngoaïi vi 8255A.
-Khaûo saùt caùc boä nhôù thoâng duïng .
-Caùc phöông phaùp chuyeån ñoåi töø töông töï sang soá.
-Heä thoáng ño nhieät ñoä vaø caùc phöông phaùp ño nhieät ñoä.
*Phaàn thieát keá thi coâng .
-Xaây döïng sô ñoà khoái toaøn maïch .
-Xaây döng löu ñoà giaûi thuaät .
-Vieát chöông trình.
-Thi coâng laép raùp vaø kieåm tra.
Treân ñaây laø nhöõng noäi dung maø nhoùm ñaõ thöïc hieän ñöôïc trong taäp luaän vaên naøy.
Theo nhaän ñònh chuû quan cuûa nhoùm thöïc hieân thì taäp luaän vaên naøy ñaõ trình baøy töông ñoái ñaày ñuû caùc noäi dung, nhöõng kieán thöùc lieân quan, giaûi quyeát ñöôcï nhöõng yeâu caøu ñaët ra.
Tuy nhieân do thôøi gian cuõng nhö trình ñoä chuyeân moân coù haïn vaãn coøn nhieàu thieáu soùt . ÔÛ ñaây chæ giaûi quyeát ñöôïc caùc yeâu caàøu laø : ño nhieät ñoä töø 0oc ñeán 99oc vaø chæ khoáng cheá ñöôïc ôû moät möùc nhieät ñoäï coá ñònh, ñaây laø moät maët haïn cheá cuûa ñeà taøi naøy.
Ñeå ñeà taøi naøy theâm phong phuù vaø taêng hieäu quaû söû duïng thì caàn ñaùp öùng ñöôïc nhöõng yeâu caàu sau:
-Khoáng cheá ñöôïc ôû nhieàu möùc nhieät ñoä khaùc nhau.
-Coù theå ñieàuá chænh ñöôïc ôû nhieàu möùc nhieät ñoä caàùn khoáng cheá.
-Coù theå giao tieáp vôí maùy tính ñeå ñieàu khieån khoáng cheá nhieät ñoä.
Ñoù laø nhuõng yeâu caàu maø nhoùm chöa coù ñieàu kieän thöïc hieän,
Mong raèng ñeà taøi naøy seõ ñöôïc caùc baïn sinh vieân khoaù sau tieáp tuïc thöïc hieän nhöõng yeâu caàu treân vaø khaéc phuïc ñöôïc nhöõng haïn cheá cuûa ñeà taøi naøy, ñeå taïo ra moät saûn phaåm coù chaát löôïng cao phuïc vuï cho saûn xuaát vaø ñôøi soáng xaõ hoäi.
Sau cuøng moät laàn nöõa chuùng em xin chaân thaønh caûm ôn thaày Leâ Thanh Ñaïo cuøng quùi thaày coâ khoa ñieän ñaõ taän tình höôùùùøng daãn vaø daãn daét chuùng em trong suoát nhöõng naêm hoïc vöøa qua.
Xin chaân thaønh caûm ôn caùc baïn sinh vieân ñaõ ñoùng goùp nhöõng yù kieán quí baùo ñeå ñeà taøi naøy hoaøn thaønh toát ñeïp.
TAØI LIEÄU THAM KHAÛO
1.Kyõ thuaät vi ñieàu khieån-Leâ vaên Doanh -Phaïm Khaéc Chöông-NXB khoa hoïc kyõ thuaät.
2. Ño löôøng vaø ñieøu khieån baèng maùy tính –Ngoâ Dieân Taäp-NXB khoa hoïc kyõ thuaät
3.Giaùo trình vi maïch soá-Nguyeãn Höõu Phöông-Tröôøng ÑH KH Töï Nhieân TP HCM
4.The 8051 Microcontroller –University of Guelph-I.SCOTT MACKENZIE.
5.Digital Systems Principles andApplications-RONALD J. TOCCI.
6. Microcomputer for engineer and Scientists-Glenn A. Gibson,Ya Cheng Liu.
7.Electronics Course III :Modules In Micro –Electronics-Deutsche Gesellschaft-fur Technische-Zusammenarbeit(GTZ)Gmbh.
8. The TTL Data book:for Design Engineer,Texas Instrumebts.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- VI_DIEU_KHIEN_TRONG_KHONG_C.DOC