Luận văn Thiết kế hệ thống tự động hoá quá trình kiểm tra tham số động cơ chính AL-31F của máy bay SU27

iên cứu đƣợc ở chƣơng 2 ta thiết kế khối ghép nối trung gian nhƣ hình 2.9 với yêu cầu phải đảm bảo nhiệm vụ và chức năng sau: - Phối hợp và chuẩn mức tín hiệu đầu vào từ 6,3V sang mức TTL 5V cho vi xử lý. Với chức năng này ta dùng IC 4049 hoặc IC4050. - Thu thập, xử lý thông tin và truyền sang máy tính. Với chức năng này ta dùng ON-CHÍP 80C51. - Phối hợp chuẩn mức tín hiệu từ TTL 5V thành  12V cho cổng nối tiếp COM của máy tính PC. Với chức năng này ta dùng IC MAX 232. III.1.2. Tổ chức phần cứng cho khối ghép nối. ON-CHIP 80C51 là bộ vi điều khiển nó có đầy đủ chức năng của một hệ vi xử lý 8 bít hoạt động ở tần số 12MHz với bộ nhớ ROM: 4Kb, RAM: 128 byte cƣ trú bên trong và có thể mở rộng nhớ ra ngoài, có 4 cổng 8 bít vào ra 2 chiều Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 44 - để giao tiếp với thiết bị ngoại vi. Đặc điểm của ON-CHIP 80C51 là đƣợc điều khiển bởi 1 hệ lệnh có số lệnh đủ mạnh, cho phép lập trình bằng ngôn ngữ ASSEMBLY là ngôn ngữ mạnh trong điều khiển hệ thống. III.1.2.1. Cấu trúc của ON-CHIP 80C51. a. Cấu trúc chung của on-chip 80C51. Sơ đồ chân tín hiệu của on-chip xem hình vẽ 3.1, chức năng các chân tín hiệu nhƣ sau: RxD: Chân vào nhận tín hiệu nối tiếp. TxD: Chân ra truyền tín hiệu nối tiếp. /INT0: Ngắt ngoài có số hiệu 0. /INT1: Ngắt ngoài có số hiệu 1. T0: Chân vào 0 của bộ thời gian Timer 0. TxD RxD /INT0 /INT1 T0 T1 /WR /RD P3 X P2 X Addr 0X AD P1.X PSEN EA(Vpp) (/PROG) XTAL1 XTAL2 1 40 2 39 3 38 4 37 5 36 6 35 7 34 8 33 9 32 10 31 11 30 12 29 13 28 14 27 15 26 16 25 17 24 18 23 19 22 20 21 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RST RxD.P3.0 TxD.P3.1 /INT0.P3.2 /INT1.P3.3 T0.P3.4 T1.P3.5 /WR.P3.6 /RD.P3.7 XTAL2 XTAL2 Vss Vcc P0.0-AD0 P0.1.AD1 P0.2.AD2 P0.3.AD3 P0.4.AD4 P0.5.AD5 P0.6.AD6 P0.7.AD7 EA/Vpp ALE(/PR0) PSNE P2.7-A15 P2.6-A14 P2.5-A13 P2.4-A12 P2.3-A11 P2.2-A10 P2.1-A9 P2.0-A8 Hình 3.1. Sơ đồ chân tín hiệu của on-chíp 80C51 Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 45 - T1: Chân vào 0 của bộ thời gian Timer 1. /WR: Ghi dữ liệu vào của bộ nhớ ngoài. /RD: Đọc dữ liệu từ bộ nhớ ngoài. RST: Chân vào reset, tích cực ở mức cao trong khoảng 2 chu kỳ máy. XTAL1: Chân vào mạch khuếch đại dao động. XTAL2: Chân ra từ mạch khuếch đại dao động. /PSEN: Chân cho phép đọc bộ nhớ chƣơng trình ngoài (ROM ngoài). Khi on-chíp làm việc với bộ nhớ chƣơng trình ngoài, chân này phát ra tín hiệu kích hoạt ở mức thấp và đƣợc kích hoạt 2 lần trong mỗi chu kỳ máy. Chân /PSEN không đƣợc kích hoạt khi on-chíp làm việc với bộ nhớ chƣơng trình bên trong (ROM nội tại). ALE/PROG: Chân tín hiệu cho phép chốt địa chỉ khi on-chíp xuất ra byte thấp của địa chỉ để truy cập bộ nhớ ngoài, tín hiệu chốt kích hoạt ở mức cao, tần số xung chốt (ALE) bằng 1/6 fosc. Đây còn là chân nhận xung vào để nạp chƣơng trình cho EPROM bên trong on-chíp khi nó ở mức thấp. /EA (Vpp): Chân cho phép lựa chọn làm việc với bộ nhớ chƣơng trình, khi /EA = 1 cho phép on-chíp làm việc với bộ nhớ chƣơng trình bên trong và khi /EA = 0 thì cho phép làm việc với bộ nhớ chƣơng trình bên ngoài. Khi chân này đƣợc cấp điện áp nguồn +12v thì on-chíp đảm nhiệm chức năng nạp chƣơng trình cho EPROM bên trong nó. Vcc: Chân cấp đƣờng nguồn cho on-chíp, dùng mức nguồn +5v. Vss: Chân cấp âm nguồn, đƣợc nối mass (Chân đất). P0.X: Gồm các chân từ P0.0 đến P0.7 là chân của cổng 0. P1.X: Gồm các chân từ P1.0 đến P1.7 là chân của cổng 1. P2.X: Gồm các chân từ P2.0 đến P2.7 là chân của cổng 2. Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 46 - P3.X: Gồm các chân từ P3.0 đến P3.7 là chân của cổng 3. Các chân của cổng này ngoài nhiệm vụ xuất nhập dữ liệu qua cổng, ngoài ra còn đảm nhiệm chức năng điều khiển. b. Chức năng các thành phần của on-chíp 80C51. Cấu trúc phần cứng của on-chíp, xem hình vẽ 3.2. - Các thanh ghi chức năng đặc biệt “special function registers” (SFR). - Bộ tính toán logic và số học (ALU). - Cổng vào ra (I/O). - Bộ nhớ chƣơng trình và bộ nhớ dữ liệu (EPROM, RAM). b.1. Các thanh ghi chức năng đặc biệt. Các thanh ghi chức năng đặc biệt (SFR) là các thanh ghi đảm nhiệm các chức năng khác nhau trong on-chíp. Chúng nằm ở RAM bên trong on-chíp chiếm vùng không gian nhớ 128 byte đƣợc định địa chỉ từ 80h đến FFh. Cấu trúc của SFR xem hình vẽ 3.3, các thanh ghi chức năng đặc biệt bao gồm: + Thanh ghi tích lũy (Acc): Đây là thanh ghi quan trọng trong on-chíp dùng để lƣu trữ các toán hạng và kết quả của phép tính. Thanh ghi Acc dài 8 bits có địa chỉ là E0h trong SFR. + Thanh ghi B: Thanh ghi thƣờng sử dụng khi thực hiện các phép toán nhân, chia. Đối với các lệnh khác thanh ghi B có thể xem nhƣ là thanh ghi đệm tạm thời, trong SFR thanh ghi B dài 8 bits có địa chỉ F0h. + Con chỏ ngăn xếp (SP): Thanh ghi này dài 8 bits có địa chỉ trong SFR là 81h, giá trị của nó đƣợc tăng tự động trƣớc khi thực hiện các lệnh PUSH, CALL. Ngăn xếp có thể đặt ở bất cứ nơi nào trong RAM on-chíp nhƣng sau khi khởi động lại hệ thống thì con trỏ ngăn xếp mặc định sẽ trỏ tới địa chỉ khởi đầu là 07h, vậy ngăn xếp sẽ đƣợc tạo ra bắt đầu từ 08h. Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 47 - Thanh ghi đ/c RAM Chốt cổng 0 Chốt cổng 2 EPROM Acc TMP1 Than h ghi B TMP2 ALU PS W T.ghi lệnh T.ghi trạng thái và điều khiển T.ghi đ/c c/trìn h T.ghi đệm T.ghi tăng PC T.ghi PC DPTR Điều khiển cổng 2 Điều khiển cổng 0 P2.X P0.X Chốt cổng 1 Điều khiển cổng 0 Điều khiển cổng 3 Chốt cổng 3 P1.X P3.X Hình 3.2. Sơ đồ chức năng của on-chip 80C51 SCON PCON TMDO TCON THO TH1 TL1 SBUF IE IP Ngắt cổng nối tiếp/đồng hồ Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 48 - + Con trỏ dữ liệu (DPTR): Là thanh ghi dài 16 bits gồm 2 thanh ghi dài 8 bits hợp lại là thanh ghi byte cao (DPH) và thanh ghi byte thấp (DPL). Con trỏ dữ liệu có thể sử dụng nhƣ là thanh ghi 16 bits hoặc 2 thanh ghi 8 bits độc lập. Trong SFR thanh ghi DPH có địa chỉ 83h còn thanh ghi DPL có địa chỉ là 82h. + Từ trạng thái chƣơng trình (PSW): Là thanh ghi dài 8 bits có địa chỉ trong SFR là D0h. PSW dùng để chứa thông tin về trạng thái chƣơng trình, mỗi bits trong PSW đảm nhiệm một chức năng cụ thể, xem hình 3.4. Thanh ghi này đƣợc phép truy cập ở dạng mức bits. + Đệm dữ liệu truyền nối tiếp (SBUF): Đệm dữ liệu truyền nối tiếp gồm 2 thanh ghi một thanh ghi đệm phát và một thanh ghi đệm thu. Khi dữ liệu truyền tới SBUF nó đƣợc truyền tới thanh ghi đệm phát và đƣợc giữ ở đấy để chế biến thành dạng truyền nối tiếp. Khi dữ liệu đƣợc truyền đi từ SBUF nó sẽ chuyển đi từ thanh ghi đệm thu. Địa chỉ của SBUF trong SFR là 99h. + Thanh ghi thời gian cơ sở: Trong on-chíp 80C51 có 2 đôi thanh ghi là THO, TLO và TH1, TL1. Mỗi thanh ghi dài 16 bits dùng để làm bộ đếm trong khối thời gian/ bộ đếm tƣơng ứng. Địa chỉ của các thanh ghi này trong SFR là từ 8Ah đến 8Dh. + Thanh ghi điều khiển Mode thời gian/ bộ đếm (TMOD): Trong on-chíp sử dụng kiểu thời gian/ bộ đếm điều khiển kiểu chức năng „thời gian„ hay chức năng „bộ đếm„ bằng thanh ghi TMOD. Thanh ghi này dài 8 bits và có địa chỉ là 89h. + Thanh ghi điều khiển thời gian/ bộ đếm (TCOM): Tuy on-chíp hoạt động theo kiểu thời gian hay bộ đếm nhƣng trong mỗi kiểu lại có 4 chế độ hoạt động việc chọn hoạt động ở 1 trong 4 chế độ đƣợc thực hiện bằng thanh ghi này. Trong SFR thanh ghi TCOM có địa chỉ 88h. Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 49 - + Thanh ghi điều khiển cổng nối tiếp (SCOM): Thanh ghi này giúp on- chíp thiết lập trạng thái và điều khiển cổng thực hiện chức năng truyền thông nối tiếp. Trong SFR thanh ghi có địa chỉ 98h. F8 FF F0 B F7 E8 EF E0 Acc E7 D8 DF D0 PSW D7 C8 CF C0 C7 B8 IP BF B0 P3 B7 A8 IE AF A0 P2 A7 98 SCOM SBUF 9F 90 P1 97 88 TCOM TMOD TL0 TL1 TH0 TH1 8F 80 P0 SP DPL DPH PCOM 87 Hình 3.3. Tổ chức của ( SFR ) trong R + Thanh ghi cho phép ngắt (IE): Là thanh ghi dài một byte có địa chỉ là A8h trong SFR. On-chíp có khả năng truy cập địa chỉ mức bit tới thanh ghi IE. Trong thanh ghi này ngoài bit EA cho phép on-chíp làm việc ở chế độ ngắt còn các bit khác cho phép ngắt tƣơng ứng khác hoạt động. Khi bit có giá trị logic 0 thì ngắt tƣơng ứng bị cấm, bit có mức logic 1 sẽ cho phép ngắt hoạt động. Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 50 - b.2. Các cổng vào ra 0,1,2 và 3 của on-chíp. P0, P1, P2 và P3 là các thanh ghi đệm của các cổng 0, 1, 2 và 3 tƣơng ứng, mỗi chốt (SFR) gồm 8 bits. Khi ghi mức logic 1 vào một bit của khối thì chân ra tƣơng ứng của cổng ở mức logic cao và ghi mức logic 0 vào mỗi bit của chốt thì chân ra tƣơng ứng của cổng ở mức logic thấp. Khi các cổng đảm nhiệm chức năng nhƣ các đầu vào thì trạng thái bên ngoài của các chân cổng sẽ đƣợc giữ ở bit chốt SFR tƣơng ứng. Tất cả 4 cổng của on-chíp đều là cổng vào ra 2 chiều mỗi cổng gồm có 8 chân ra, mỗi chốt bit bên trong của nó có bộ “ pullup” do đó nâng cao khả năng nối ghép của cổng với tải (có thể giao tiếp với 4 đến 8 tải loại TTL). b.3. Bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu. CY AC F0 RS1 RS0 0V P Bít ký hiệu Chức năng 7 CY Cờ nhớ 6 AC Cờ nhớ phụ 5 F0 Cờ 0 4 RS1 Bít 1 điều khiển chọn băng thanh ghi 3 RS0 Bít 0 điều khiển chọn băng thanh ghi 2 OV Cờ tràn 1 Bít dành cho ngƣời sử dụng định nghĩa 0 P Cờ chẵn lẻ  Trạng thái của 2 bít ( RS1, RS0 ) dùng cho băng thanh ghi nhƣ sau RS1 RS0 Băng Địa chỉ 0 0 0 00h-07h 0 1 1 08h-0Fh 1 0 2 10h-17h 1 1 3 18h-1Fh Hình 3.4. Thanh ghi từ trạng thái chƣơng trình PSW Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 51 - - Bộ nhớ chƣơng trình (EPROM): có vùng không gian nhớ nhƣ hình 3.5. Không gian cực đại của bộ nhớ này chiếm tới 64 kb, đƣợc định địa chỉ từ 0000h đến FFFF trong đó 4 kb nội trú bên trong on-chip đƣợc định địa chỉ từ 0000h đến 0FFFh và mở rộng thêm 60 kb bộ nhớ chƣơng trình bên ngoài đƣợc định địa chỉ từ 1000h đến FFFFh. On-chip 80C51 cũng có thể sử dụng toàn bộ bộ nhớ chƣơng trình ngoài gồm 64 kb đƣợc định địa chỉ 0000h đến FFFFh. Việc lựa chọn bộ nhớ chƣơng trình nội trú, bộ nhớ chƣơng trình mở rộng ngoại trú hoặc toàn bộ bộ nhớ chƣơng trình ngoại trú bên ngoài on-chip đƣợc thực hiện bằng chân chọn /EA (external access). Khi chân /EA của on-chip định vị ở mức logic cao thì on-chip sử dụng vừa bộ nhớ chƣơng trình nội trú vừa bộ nhớ chƣơng trình ngoại trú. Khi /EA=1 (Ngoài /EA=0 (Ngoài /EA =1 FFFFh 1000h 0FFFh 0000h FFFFh hoặc 0000h Hình 3.5. Tổ chức không gian của bộ nhớ chƣơng trình EPROM Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 52 - chân /EA định vị ở mức logic thấp thì on-chip chỉ sử dụng bộ nhớ ngoại trú. Mỗi khi RESET on-chip sẽ truy cập bộ nhớ chƣơng trình từ địa chỉ khởi đầu là 0000h sau đó nếu cơ chế ngắt đƣợc sử dụng thì on-chip truy cập tới địa chỉ quy định trong bảng vector ngắt. Các địa chỉ cố định ngắt định vị, xem hình 3.6. Khi truy cập bộ nhớ chƣơng trình, on-chip sử dụng xung chọn /PSEN để điều khiển. Nếu on-chip làm việc với bộ nhớ chƣơng trình nội trú thì chân phát ra xung chọn /PSEN không sử dụng, còn nếu on-chip làm việc với bộ nhớ chƣơng trình ngoại trú thì chân phát ra xung chọn /PSEN đƣợc sử dụng. Khi đó nếu /PSEN = 0 thì cho phép on-chip đọc bộ nhớ chƣơng trình còn khi /PSEN = 1 thì không cho phép on-chip chọn bộ nhớ chƣơng trình. - Bộ nhớ dữ liệu (RAM): On-chip 80C51 có bộ nhớ dữ liệu RAM chiếm một không gian bộ nhớ độc lập với bộ nhớ chƣơng trình EPROM. Mô tả không gian nhớ dữ liệu của on-chip, xem hình 3.7. Bộ nhớ dữ liệu RAM có dung lƣợng là 128 byte đƣợc định vị địa chỉ từ 00h đến 7Fh và có một vùng không gian nhớ đƣợc định vị địa chỉ từ 80h đến FFh dành riêng cho các thanh ghi chức năng đặc biệt SFR. Bộ nhớ dữ liệu đƣợc định vị địa chỉ từ 80h đến FFh song song với vùng SFR. On-chip 80C51 cũng có 0023h 001Bh 0013h 000B 0003h 0000h 8 byte RESET Hình 3.6. Bảng vector ngắt của ON-CHIP 80C51 Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 53 - thể làm việc với bộ nhớ RAM ngoại trú dung lƣợng cực đại 64 kb đƣợc định địa chỉ từ 1000h đến FFFFh. - Bộ nhớ dữ liệu nội trú: Bộ nhớ dữ liệu có khoảng không gian nhớ 128 byte đƣợc định địa chỉ từ 00h đến 7Fh đƣợc chia thành 3 đoạn: + Đoạn thứ nhất gồm 32 byte có địa chỉ từ 00h đến 1Fh đƣợc chia thành 4 băng thanh ghi mỗi băng gồm 8 thanh ghi dài 8 bit, địa chỉ của mỗi băng thanh ghi đƣợc xác định nhƣ hình 3.8. Các thanh ghi trong mỗi băng có tên gọi từ R0 cho đến R7. RAM gồm 128 byte phía dƣới này đều đƣợc truy cập bằng địa chỉ trực tiếp mức byte. Băng thanh ghi đƣợc quy định bởi 2 bit RS0 và RS1 của thanh ghi từ trạng thái chƣơng trình (PSW). + Đoạn thứ hai gồm 16 byte có địa chỉ từ 20h đến 2Fh đƣợc phép truy cập bằng địa chỉ trực tiếp mức bit. On-chip có các lệnh đƣợc sử dụng để truy cập tới 128 bit trong bộ nhớ này sẽ chứa địa chỉ mức bit và đƣợc đánh địa chỉ từ 00h đến 7Fh. SFR FFh 80h 7Fh RAM Trong 00h FFFF h RAM Ngoài 0000h Hình 3.7. Không gian của bộ nhớ dữ liệu RAM Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 54 - + Đoạn thứ ba gồm 80 byte có địa chỉ từ 20h đến 7Fh đƣợc dành riêng cho ngƣời sử dụng để lƣu trữ dữ liệu. Đoạn bộ nhớ này đƣợc truy cập bằng địa chỉ mức byte dạng trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua các băng thanh ghi. Bộ nhớ dữ liệu dành riêng cho các thanh ghi đặc biệt có không gian nhớ 128 byte đƣợc định địa chỉ từ 80h đến FFh. Tuỳ theo từng loại on-chip trong họ on-chip 80C51 mà chúng có thể đƣợc tổ chức thành 2 vùng nhớ có địa chỉ song song. Nguyên tắc truy cập địa chỉ của từng vùng nhớ này khác nhau. Một vùng nhớ đƣợc truy cập bằng địa chỉ trực tiếp, một vùng nhớ đƣợc truy cập bằng địa chỉ gián tiếp. Vùng nhớ đƣợc truy cập bằng địa chỉ trực tiếp là các thanh ghi chức năng đặc biệt SFR (trong on-chíp 80C51 chỉ có vùng nhớ đƣợc truy cập bằng địa chỉ trực tiếp). Vùng nhớ đƣợc truy cập bằng địa chỉ gián tiếp dành riêng cho việc ứng dụng lƣu trữ dữ liệu. 7Fh 30h 2Fh 20h 1Fh 18h 17h 10h 0Fh 08h 07h 00h Đoạn lƣu dữ liệu Đoạn địa chỉ mức bit Đoạn băng thanh ghi 128 byte thấp của RAM Băng3 Băng 2 Băng 1 Băng 0 FFh 80h 128 byte trên của RAM Hình 3.8. Phân đoạn bộ nhớ RAM trong on-chip Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 55 - - Bộ nhớ dữ liệu ngoại trú: On-chip truy nhập bộ nhớ dữ liệu ngoài bằng địa chỉ có độ dài 2 byte hoặc 1 byte. Bộ nhớ có địa chỉ dài 2 byte đƣợc on-chip truy nhập thông qua cổng 0 và cổng 2. Trƣờng hợp bộ nhớ ngoài có dung lƣợng chỉ cần truy nhập bằng địa chỉ dài 1 byte thì on-chip cấp địa chỉ thông qua cổng 0. Sơ đồ mạch của on-chíp truy nhập bộ nhớ dữ liệu ngoài, xem hình 3.9. Sơ đồ mạch này dùng với bộ nhớ chƣơng trình nội trú trong on-chip cho nên chân (/EA) đƣợc nối vào +Vcc. b.4. Bộ tạo dao động của on-chíp. On-chip có 2 chân (XTAL1) và (XTAL2) đƣợc dùng nối với bộ dao động để tạo xung đồng hồ cho on-chip. Có 2 phƣơng pháp tạo xung đồng hồ cho on- chip đó là dùng dao động trong và dùng tín hiệu dao động ngoài. On-chip sử dụng bộ dao động trong bằng cách nối 2 chân (XTAL1) và (XTAL2) với một mạch cộng hƣởng tinh thể có tụ thoát xuống đất hoặc sử dụng tín hiệu dao động ngoài đƣa vào on-chip qua chân (XTAL1), xem hình vẽ 3.10. 80C51 P1 P0 /EA ALE P2 P3 /RD /WR RAM D0-D7 A0-A7 A8-A15 /RD /WR OE +Vc c LATCH Hình 3.9. Sơ đồ tổ chức bộ nhớ dữ liệu ngoại trú XTAL1 XTAL2 XTAL1 XTAL2 X NC CL K Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 56 - b.5. Chu kỳ của on-chip. Một chu kỳ máy của on-chip 80C51 bao gồm 6 trạng thái từ S1 đến S6. Mỗi trạng thái gồm 2 nhịp và đƣợc gọi là P1, P2. Nhƣ vậy mỗi chu kỳ máy có 12 nhịp (pha). Nếu bộ dao động làm việc ở tần số 12Mhz thì 1 pha kéo dài 1às. Chu kỳ máy đƣợc minh hoạ trên hình 3.11. III.1.2.2. Bộ phối hợp chuẩn mức đầu vào. CMOS + 3v  15v +5v TTL Chu kỳ dao động S1 P1 P2 S2 P1 P2 S3 P1 P2 S4 P1 P2 S5 P1 P2 S6 P1 P2 S6 P2 S1 P1 Hình 3.11. Minh hoạ chu kỳ máy trên Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 57 - Các tín hiệu số nhận từ các chân cắm của đầu cắm luq-cpa trên máy bay là các xung mức tín hiệu 6,3V trƣớc khi đƣa vào cổng của on-chip 80C51 với mức TTL 5V ta phải hạ mức tín hiệu xung xuống sao cho phù hợp với tín hiệu TTL. Để đồng mức tín hiệu ra ở mỗi chân cắm trên đầu cắm luq-cpa với mức TTL ta dùng một IC loại 4049 hay 4050 có sơ đồ nguyên lý nhƣ hình 3.12 III.1.2.3. Bộ phối hợp chuẩn mức tín hiệu TTL 5V nối với cổng COM của máy tính PC. 1 C1+ u+ 2 3 C1- 4 C2+ 5 C2- u- 6 11 T1IN T1OUT 14 10 T2IN T2OUT 7 12 R1OUT R1IN 13 9 R2OUT R2IN 0 Đến on-chip 80C51 MAX 232 RS-232 Vcc GND Hình 3.13. Sơ đồ cấu tạo và chân cắm của MAX 232 Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 58 - Cổng nối tiếp của on-chip không thể ghép nối trực tiếp với cổng nối tiếp của máy tính PC thông qua đƣờng truyền RS-232. Lý do là các tín hiệu trên đƣờng truyền RS-232 là 2 cực và có biên độ nằm trong khoảng  12v, trong khi on-chip chỉ có thể xử lý các tín hiệu có mức tín hiệu tƣơng thích TTL 5v. Thông thƣờng thì tín hiệu xuất hiện trên đƣờng truyền RS-232 đƣợc lấy đảo. Điều đó có nghĩa là khi máy tính PC muốn một mức logic 0 thì điện áp trên đƣờng truyền RS-232 là +12v, còn khi máy tính PC một mức logic 1 thì điện áp trên đƣờng truyền là -12v. Nhƣ vậy việc trang bị một bộ nhận và đệm đƣờng truyền RS-232 đóng vai trò biến đổi mức tín hiệu RS-232 thành TTL và ngƣợc lại cũng nhƣ việc lấy đảo tín hiệu là cần thiết. Bộ nhận và đệm đƣờng truyền RS-232 ở đây ta sử dụng loại MAX-232 của công ty MAXIM. Sơ đồ cấu tạo của vi mạch MAM-232, xem hình vẽ 3.13. III.1.2.4. Mô hình thực hiện chức năng truyền tín hiệu trong khối ghép nối. Nhiệm vụ nhận và truyền dữ liệu từ đầu cắm trên máy bay đƣợc đƣa vào cổng COM máy tính thông qua chuẩn RS-232. Căn cứ và cấu trúc và chức năng của on-chip ta sử dụng On-chip 80C51 trong khối ghép nối với chức năng và nhiệm vụ nhƣ sau: - Sử dụng ROM nội trú để lƣu trữ chƣơng trình Monitor. - Sử dụng RAM nội trú với việc định cấu hình cho RAM nhƣ sau. + Sử dụng băng thanh ghi 0 có địa chỉ 00h đến 07h ở RAM với trạng thái 2 bit RS1 = 0, RS0 = 0 trong thanh ghi từ trạng thái PSR. Các thanh ghi R0 đến R7 có địa chỉ tƣơng ứng là: R0 = 00h, R1 = 01h, R2 = 02h, R3 = 03h, R4 = 04h, R5 = 05h, R6 = 06h, R7 = 07h dùng làm con trỏ nhập xuất dữ liệu. + Sử dụng 80 byte RAM nội trú làm nhiệm vụ trung chuyển dữ liệu, xuất nhập từ địa chỉ 08h đến 58h (con trỏ ngăn xếp SP đặt ở 59h). Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 59 - Tổ chức RAM trung chuyển theo kiểu hàng đợi queue. Khác với tổ chức Stack tổ chức kiểu hàng đợi queue là tổ chức theo danh sách tuyến tính trong đó phép bổ sung (nạp) đƣợc thực hiện ở một đầu gọi là lối sau (rear) và phép loại bỏ (xuất) thực hiện ở đầu khác gọi là lối trƣớc (front). Nhƣ vậy, xem cơ cấu queue giống nhƣ một hàng đợi và queue đƣợc gọi là danh sách kiểu FIFO (first-in, first-out). Cách tổ chức lƣu trữ theo kiểu queue: lƣu trữ bằng mảng (lƣu trữ kế tiếp). Có thể dùng một véc tơ lƣu trữ Q có n phần tử làm cấu trúc lƣu trữ của queue. Để truy cập vào queue ta phải dùng 2 biến trỏ R0 trỏ tới lối sau làm trỏ bổ sung (nạp) và R1 trỏ tới lối trƣớc làm trỏ loại bỏ (xuất). Nếu ta quy ƣớc dùng địa chỉ tƣơng đối thì khi queue rỗng R0 = R1 = 0, khi bổ sung (nạp) một phần tử vào queue, R0 sẽ tăng lên 1, còn khi loại bỏ (xuất) một phần tử ra khỏi queue R1 sễ tăng lên 1, xem hình 3.14. A B C D E A B C D E F F B C D E R1 R0 R1 R0 R1 R0 Sau khi bổ sung (nạp) thên phần tử F Sau khi loại bỏ (xuất) phần tử A Hình 3. 14. Quy luật bổ sung, loại bỏ của queue Q(1) Q(n ) Q(i) R1 Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 60 - Tuy nhiên với cách tổ chức này có thể xuất hiện tình huống là các phần tử queue sẽ chuyển khắp không gian nhớ khi thực hiện bổ sung (nạp) và loại bỏ (xuất), TTL +5V 0V MOS +6,3V 0V RAM nội trú P1 P2 P3 8 TRỏ nhập TRỏ xuất MAX 232 Tx D Rx D C ổ n g C O M P C Hình 3.16. Sơ đồ chức năng của khối ghép nối B0 B1 B7 B8 Bx inj ti /INT1 /INT0 80C51 Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 61 - chẳng hạn cứ tiếp tục thực hiện phép bổ sung (nạp) rồi lại (xuất) đối với queue, xem hình 3.14. Do đó ngƣời ta phải khắc phục bằng cách coi không gian nhớ dành cho queue nhƣ đƣợc tổ chức theo kiểu vòng tròn, nghĩa là với véc tơ lƣu trữ Q thì Q(1) đƣợc coi nhƣ đứng sau Q(n), xem hình 3.15. Với cách tổ chức RAM kiểu hàng đợi queue nhƣ vậy ta có thể trung chuyển dữ liệu với số lƣợng không hạn chế nhƣng chỉ sử dụng 80 byte của RAM nội chú. - Sử dụng cổng P1 để nhập dữ liệu từ bít 0 đến bit 7. Cổng P2-0 nhập bít thứ 8, P2-1 nhập bit lệnh ngắt quãng bx. Tƣơng ứng các chân ở các cổng nhƣ sau P1-0 -> bit 0 P2-0 -> bit 8 P1-1 -> bit 1 P2-1 -> bít bx P1-2 -> bit 2 P1-3 -> bit 3 P1-4 -> bit 4 P1-5 -> bit 5 P1-6 -> bit 6 P1-7 -> bit 7 - Sử dụng cổng P3 cho các tín hiệu điều khiển và truyền tín hiệu nối tiếp cho cổng COM máy tính: + P3-/INT0 nối với xung nhịp ti + P3/INT1 nối với xung bắt đầu chu kỳ nhịp inj Với mức độ ƣu tiên ngắt đƣợc xác lập trên thanh ghi ƣu tiên ngắt IP ở bit PX0 = 1, PX1 = 0 (PX0 có mức ƣu tiên cao). TxD 80C51 Internal Bus SBUF Zero Detector D S Q CL TxD +2 SMOD= 1 TB8 Write to SBUF Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 62 - + P3-TxD truyền tín hiệu nối tiếp qua đƣờng truyền RS-232 sang cổng COM máy tính PC thông qua MAX 232, quá trình truyền đƣợc thực hiện mhờ thanh ghi SBUF. Cấu hình cho truyền nối tiếp ở chế độ 2 đƣợc thể hiện trên hình vẽ 3.16. Cấu trúc khối thông tin đƣợc truyền là 11 bít: bít khởi đầu “0”, 8 bít dữ liệu đầu tiên là LSB, 1 bit dữ liệu thứ 9 (TB8 ở thanh ghi SCON) có thể gán giá trị 1 hoặc 0. Với chức năng trên, sơ đồ mô tả quá trình làm việc của bộ ghép nối nhƣ hình 3.17. III.1.3. Xây dựng phần mềm của khối ghép nối. III.1.3.1. Lưu đồ thuật toán cho card ghép nối. Với chức năng khối ghép nối làm nhiệm vụ trung chuyển dữ liệu từ đầu cắm trên máy bay với đƣờng truyền dữ liệu kiểu song song. Giá trị các tham số ghi trên từng địa chỉ đƣợc xác định bởi các xung nhịp ti và xung bắt đầu chu kỳ inj. Từ kết cấu phần cứng xây dựng nhƣ trên ta xây dựng phần mềm để hoàn thiện chức năng của khối ghép nối với lƣu đồ thuật toán nhƣ sau. LƢU ĐỒ THUẬT TOÁN CHƢƠNG TRÌNH CHÍNH CARD GHÉP NỐI START Nạp lệnh vào PSW Nạp lệnh vào SCON Con trỏ nạp RAM=8 Con trỏ xuất RAM=8 Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 63 - LƢU ĐỒ THUẬT TOÁN CHƢƠNG TRÌNH NGẮT INT1 Vạch nhịp = 1 Có ngắt INT1 Nạp mã vạch nhịp vào RAM Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 64 - III.1.3.2. Chương trình phần mềm cho card ghép nối. Chƣơng trình nguồn cho card ghép nối đƣợc viết trên ngôn ngữ ASSEMBLY nội dung của chƣơng trình nhƣ sau: ORG 0000h ; LJMP Chuong_Trinh_Chinh Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 65 - ORG 0003 H LJMP INT0 ORG 0013 H LJMP INT1 Chuong_Trinh_Chinh ; Phần khai báo các hằng , ký hiệu, biến VECTOR 0 EQU 0003h VECTOR 1 EQU 0013h PSW EQU 00D0h SCON EQU 0098h START MOV SP,#5Fh; Đỉnh ngăn xếp đƣợc đặt = 58h MOV PSW,#00h ; Đặt từ điều khiển MOV SCON,#04h; Đặt thanh ghi cổng nối tiếp truyền ở chế độ 2 CLR SMOD ; Đặt SMOD =0 trong PCON, đặt tốc độ truyền cổng nối tiếp ; 9600 baud CLR C/T SETB EX0; Cho phép ngắt ngoài IT0 đƣợc hoạt động SETB PX0 ; Lập mức ƣu tiên cho ngắt IT0 = cao nhất SETB EX1 ; Cho phép ngắt ngoài IT1 đƣợc hoạt động CLR PX1 ; Cho phép ngắt IT1 mức ƣu tiên thấp nhất CLR C ; Xoá bít cờ ; Xác lập con trỏ nạp và con trỏ xuất MOV @R0,#8 Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 66 - MOV @R1,#8 Xuat DL CMP @R1,@R0 JL Xuat Xuat MOV A,@R1 MOV SBUF,A INC @R1 MOV A,#89 CMP @R1,A JL Xuat DL MOV @R1,#8 Xuat DL ENDP INT1; Chƣơng trình khi có ngắt INT1 MOV A,#55H ; Nạp mã khi có ngắt INT1 vào PC MOV @R0,A IRET INT0 ; Chƣơng trình khi có ngắt INT0 MOV A,P1 MOV @R0,A INC @R0 MOV A,P2 MOV @R0,A INC @R0 MOV A,#89 CMP @R0,A Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 67 - JL INT0 ENDP ; Nếu nhỏ hơn thì về kết thúc ngắt MOV @R0,#8; Nếu lớn hơn hoặc bằng thì gán @R0 = #8 IRET END. Chƣơng trình nguồn sau khi lập sẽ đƣợc dịch sang mã máy để tạo ra các file dạng mã máy có đuôi .obj. Dùng máy chuyên dụng nạp vào EPROM của on- chip 80C51 ta có chƣơng trình MONITOR để duy trì quá trình làm việc của khối ghép nối theo các chức năng nhƣ đƣợc mô tả ở trên. Sơ đồ nguyên lý của khối ghép nối, xem hình vẽ 3.18 ở phụ lục. III.2. XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH KIỂM TRA THAM SỐ ĐỘNG CƠ al- 31f TRÊN MÁY TÍNH. Thông tin về các tham số của động cơ sau khi lấy từ đầu cắm kiểm tra luq- cpa trên máy bay sẽ đƣợc đƣa qua khối ghép nối (card ghép nối) và chuyển đến cổng COM của máy tính. Nhiệm vụ của máy tính là nhận các thông tin này xử lý, lƣu trữ và cho hiển thị lên màn hình dƣới các dạng chỉ thị khác nhau. Để đáp ứng đƣợc yêu cầu trên ta phải xây dựng một chƣơng trình xử lý thông tin cho máy tính, chƣơng trình này sẽ đóng vai trò trung gian giữa ngƣời điều hành và máy tính trong suốt quá trình kiểm tra tham số của động cơ nó có nhiệm vụ thực hiện các chức năng sau: - Nhận và truyền dữ liệu từ cổng COM của máy tính vào bộ nhớ trung tâm RAM (vùng nhớ này ta phải xác định trƣớc về dung lƣợng, địa chỉ cơ sở). - Xác định giá trị byte ghi xung nhịp đánh dấu bắt đầu đƣợc gửi sang từ khối ghép nối với mã (55 H). Lọc các địa chỉ theo quy định nhƣ cách truyền dữ liệu ở đầu cắm luq-cpa ở trên máy bay (xem hình 1.3) xử lý 1 chu kỳ (từ xung nhịp đánh dấu inj bắt đầu này đến xung nhịp inj đánh dấu tiếp theo) từ byte có Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 68 - mã 55H này đến byte có mã 55H tiếp theo, đọc ra mã code của các tham số theo các địa chỉ. So sánh với các tham số ghi ở file dữ liệu chuẩn để xác định giá trị thực của các tham số của động cơ. - Hiển thị các tham số của động cơ lên màn hình theo các dạng khác nhau nhƣ: Các đồng hồ nhƣ trên mặt máy của thiết bị kiểm tra pnc-99. Hiển thị các tham số theo các dạng đồ thị và đƣa ra kết luận về chất lƣợng làm việc của động cơ. - Lƣu các tham số ở dạng tín hiệu mã vào các file dữ liệu để khi cần kiểm tra lại ta có thể gọi dữ liệu ở các file đó ra. Ghi và lƣu các tham số phụ nhƣ ngày, tháng, năm, giờ mở máy kiểm tra động cơ, thời gian kiểm tra, số hiệu của động cơ và số hiệu của máy bay mà động cơ lắp trên đó... Qua phân tích chức năng, nhiệm vụ chƣơng trình xử lý thông tin của máy tính ta xây dựng lƣu đồ thuật toán chƣơng trình xử lý kiểm tra tham số động cơ al-31f khi mở máy làm việc ở mặt đất nhƣ sau: LƢU ĐỒ THUẬT TOÁN CHƢƠNG TRÌNH KIỂM TRA THAM SỐ ĐỘNG CƠ al-31f Tăng bộ đếm chu kỳ +1 START -Cấp phát vùng nhớ cho 20 phút -Tạo con trỏ quản lý RAM -Tạo bộ đếm chu kỳ Giá trị Byte = 55H ? YES S Thu 1 byte từ cổng COM Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 69 - Từ lƣu đồ thuật toán tổng quát trên để xây dựng phần mềm cho chƣơng trình kiểm tra các tham số của động cơ ta tiến hành triển khai xây dựng chi tiết các phần nhỏ mang các chức năng riêng biệt. III.2.1. Phần nhập dữ liệu vào RAM. Khi khởi động chƣơng trình ta phải thiết lập toàn bộ các xác lập ban đầu cho chƣơng trình. Nhiệm vụ này do phần chức năng nhập dữ liệu từ cổng COM máy tính đảm nhận, bao gồm: - Thiết lập cổng COM: Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 70 - + Xác lập cổng truyền COM2 với địa chỉ thanh ghi đệm truyền cổng COM2 là: 2F8H. + Gán tốc độ cho cổng COM2, ta gán tốc độ cho đƣờng truyền là 9600 baud. + Khung dữ liệu truyền với 1bít START, 8 bít dữ liệu, 1 bít STOP và 1 bít kiểm tra chẵn lẻ. - Thiết lập kích thƣớc không gian sử dụng trong RAM để lƣu dữ liệu cho quá trình kiểm tra là 20 phút /1 lần kiển tra. Không gian RAM đƣợc xác định là: 20 x 60 x 513 = 615,6 Mbyte. - Xác lập biến con trỏ để nhận và truyền số liệu từ cổng COM vào RAM. Để thực hiện đƣợc tất cả các công việc trên ta vào lớp SYSTEM của hệ thống gọi Component TCommportDriver trong hộp công cụ của giao diện lập trình ngôn ngữ Delphi. Ta xác định các thuộc tính (properties), tình huống (event) nhƣ trên. III.2.2. Phần xử lý dữ liệu. Trong quá trình trung chuyển dữ liệu vào RAM, nếu kiểm tra thấy byte có giá trị 55H máy tính phải tiến hành xử lý 512 byte dữ liệu nhập vào RAM trƣớc đó và tạo mỗi tham số cần kiểm tra của động cơ một con trỏ dữ liệu kiểu byte. Nhƣ vậy đối với các tham số liên tục của động cơ ta cần các biến sau và chỉ vào địa chỉ hay byte dữ liệu có số thứ tự bao nhiêu so với byte chuẩn 55H. - Con trỏ cho các loại tốc độ vòng quay động cơ gồm 4 con trỏ. - Con trỏ cho nhiệt độ khí phun sau tuốc bin của động cơ gồm 2 con trỏ. ..v..v. Các con trỏ này khi đọc dữ liệu luôn trỏ vào các vị trí xác định đã đƣợc gán từ trƣớc ví dụ: con trỏ dùng cho đo tốc độ vòng quay rôto tuốc bin cao áp Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 71 - động cơ trái luôn trỏ vào byte thứ 251, 252 ở mỗi chu kỳ nhịp tính từ xung nhịp bắt đầu inj xuất hiện và đƣợc ghi vào RAM với giá trị 55H. Các địa chỉ này xác định cho các tham số đƣợc xem bảng 1.1 ở phụ lục. Các con trỏ dùng cho các tham số sau khi đã đọc đƣợc byte dữ liệu của mình, tính ra giá trị code và đƣợc trỏ vào bảng dữ liệu chuẩn của mình theo quy định. Các bảng này đƣợc ghi với giá trị mã bằng giá trị đầu tiên của tham số xuất hiện trong một chu kỳ (ví dụ bảng mã của tốc độ vòng quay rô to thấp áp có bảng giá trị mã là 251). Các bảng dữ liệu chuẩn này đƣợc tạo nên theo kiểu mảng array có 2 cột, 16384 dòng cho các tham số tốc độ vòng quay, các tham số khác là 2 cột, 512 dòng. Các bảng này đƣợc xây dựng từ bảng dữ liệu đồ thị chuẩn ta đƣa vào máy tính khi ta thiết lập lần đầu tiên, hay khi ta định kỳ dựng đồ thị chuẩn, xem bảng 1.3 ở phụ lục. Khi con trỏ các tham số có các giá trị code so với byte bằng giá trị code nào tƣơng ứng trong bảng thì con trỏ giá trị thực của tham số đó có giá trị thực của tham số đó. Các giá trị này đƣợc đƣa lên xử lý trên đồng hồ và đồ thị. III.2.3. Phần xử lý đồng hồ. Bảng đồng hồ chỉ thị ta xây dựng đồng hồ hiển thị theo kiểu kim nhƣ đồng hồ mặt máy của thiết bị kiểm tra pnc-99. Khi hoạt động vị trí của kim các đồng hồ đƣợc xác định bằng giá trị của con trỏ dữ liệu giá trị thực của các tham số đƣa tới. Trên mặt đồng thồ (nhƣ thiết bị kiểm tra pnc-99) có 6 đồng hồ: - Đồng hồ chỉ vị trí góc xoay lá hƣớng dòng của máy nén thấp áp 1. - Đồng hồ chỉ vị trí góc xoay lá hƣớng dòng của máy nén cao áp 2. - Đồng hồ chỉ thị tốc độ của tuốc bin thấp áp n1. - Đồng hồ chỉ thị tốc độ của tuốc bin cao áp n2. Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 72 - - Đồng hồ chỉ đƣờng kính miệng phun động cơ dpc. - Đồng hồ chỉ độ rung động cơ. - Đồng hồ chỉ áp suất dầu nhờn bôi trơn trục động cơ. - Đồng hồ chỉ áp suất nhiên liệu sau bơm chính. Bảng hiển thị trên các đồng hồ của các tham số, xem hình 3.18 III.2.4. Phần xử lý đồ thị. Cũng nhƣ phần xử lý đồng hồ, khi giá trị của các con trỏ giá trị thực của các tham số đƣợc xử lý sẽ đƣa lên đồ thị để hiển thị giá trị thực của các tham số theo dạng đồ thị. Bảng đồ thị các tham số động cơ, xem hình 3.19 Hình 3.18. Bảng hiển thị trên các đồng hồ đo tham số Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 73 - III.2.5. Phần xử lý dữ liệu. Sử dụng thuộc tính tạo file và ghi file số liệu sau khi kiểm tra động cơ thời gian theo quy định 20 phút hoặc dừng quá trình kiểm tra, ta tạo file dữ liệu và ghi lƣu trữ dữ liệu đã thu vào trong RAM ở dạng dữ liệu mã nhị phân, đƣa thên các thông tin phụ nhƣ ngày, giờ. tháng, năm kiểm tra động cơ và số động cơ lắp trên máy bay mang nhãn hiệu. Khi cần kiểm tra lại ta đƣa file dữ liệu đó nạp vào RAM và cho trình tự xử lý nhƣ lúc kiểm tra. Bảng nhập, chỉnh sửa các dữ liệu chuẩn, xem hình 3.20. Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 74 - III.2.6. Phần xử lý đƣa ra bảng thông báo về tình trạng sự cố của động cơ khi kiểm tra. Dựa vào các lệnh đơn bx có trong thông tin nhập vào máy tính ở bít thứ 2 và byte thứ 2 của các chu kỳ xung nhịp ti, căn cứ vào vị trí xung nhịp bắt đầu chu kỳ inj khi ghi vào máy tính là 55H. Ta lọc ra 256 xung, căn cứ vào số dữ kiện dùng để báo về tình trạng của động cơ ta lập số biến con trỏ trỏ vào các địa chỉ theo quy định của chúng, xem 1.2 ở phụ lục. Hình 3.21. Bảng kết luận về tình trạng động cơ Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 75 - Ta lập các hiển thị tƣơng ứng ra bảng thông báo về các sự kiện, khi xung nhịp tại địa chỉ của nó là 1, ví dụ: biến con trỏ báo vòng quay động cơ trái giảm khi các địa chỉ 1, 65, 129, 193, 256, một trong các địa chỉ đó xuất hiện xung có giá trị 1. Các thông báo với các sự kiện khác cũng tƣơng tự. Bảng kết luận về tình trạng làm việc của động cơ, xem hình 3.21. Toàn bộ quá trình này đƣợc lập trình bằng ngôn ngữ lập trình Object PasCal hay là Delphi, là một ngôn ngữ lập trình hƣớng đối tƣợng đang đƣợc sử dụng rộng rãi dùng để lập trình chạy trên hệ điều hành đa nhiệm nhƣ Windows. Chƣơng trình kiểm tra tham số động cơ, xem hình 3.22 ở phụ lục. Hình 3.22. Chƣơng trình kiểm tra tham số động cơ Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 76 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trên cơ sở mục tiêu đặt ra, luận văn đã trình bầy những vấn đề cơ bản cần thiết để xây dựng một hệ thống ứng dụng công nghệ thông tin tự động hoá quá trình kiểm tra tham số động cơ al-31f. Luận văn nghiên cứu các tham số làm việc của động cơ al-31f ở mặt đất, đƣa ra các giải pháp tổ chức thu thập thông tin đặc trƣng cho các tham số làm việc của động cơ, từ đó đi sâu nghiên cứu cấu trúc và tổ chức dữ liệu của hệ vi xử lý và máy tính, xây dựng giao diện ghép nối giữa máy tính và thiết bị ngoại vi, thiết kế khối ghép nối làm nhiệm vụ trung chuyển dữ liệu mang thông tin về tham số động cơ từ đầu cắm kiểm tra luq-cpa đƣa vào cổng COM máy vi tính. Đồng thời xây dựng thuật toán, xây dựng giao diện cho Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 77 - chƣơng trình kiểm tra tham số động cơ trên máy tính trên cơ sở ứng dụng ngôn ngữ lập trình Delphi. Ứng dụng công nghệ thông tin, kỹ thuật vi xử lý, kỹ thuật ghép nối máy tính trong đo lƣờng, kiểm tra, giám sát có hiệu quả rất cao đối với hầu hết các ngành không chỉ riêng cho ngành hàng không. Những vấn đề trình bầy trong luận văn sẽ là hƣớng phát triển để ta có thể tiếp tục nghiên cứu và ứng dụng chúng cho các ngành khoa học khác. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên TÀI LIỆU THAM KHẢO. 1. Võ Trí An (1995), Kỹ thuật điện tử số ứng dụng, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. 2. Đặng Văn Chuyết (1995), Kỹ thuật điện tử số, Nhà xuất bản giáo dục. 3. Cục kỹ thuật - Phòng máy bay động cơ (2000), Thuyết minh kỹ thuật động cơ Al-31f, Cục kỹ thuật Phòng không - không quân. 4. Đinh Văn Đàn (1998), Thiết bị kiểm tra khách quan TECTER xeri 3 và chương trình giải mã topak, Học viện phòng không - không quân. 5. Nguyễn Mạnh Giang (1998), Kỹ thuật ghép nối máy tính, Nhà xuất bản giáo dục. 6. Nguyễn Mạnh Giang (2000), Lập trình bằng ngôn ngữ ASSEMBLY cho máy tính PC-IBM, Nhà xuất bản giáo dục. 7. Lê Phương Lan - Hoàng Đức Hải (2001), Giáo trình lý thuyết và bài tập BorLand. Delphi, Nhà xuất bản lao động - xã hội. 8. Đỗ Xuân Lôi (2004), Cấu trúc dữ liệu và thuật giải, Nhà xuất bản đại học quốc gia Hà Nội. 9. Quách Tuấn Ngọc (1998), Ngôn ngữ lập trình Pascal, Nhà xuất bản giáo dục. 10. Ngô Diễn Tập (2001), Lập trình ghép nối máy tính trong windows, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. 11. Ngô Diễn Tập (2003), Kỹ thuật vi điều khiển với AVR, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. 12. Đỗ xuân Thụ - Hồ khánh Lâm (2000), Kỹ thuật vi xử lý và máy tính, Nhà xuất bản giáo dục. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 13. Đỗ Xuân Tiến (2001), Kỹ thuật vị xử lý và lập trình ASSMBLY cho hệ vi xử lý. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. 14. Đỗ Xuân Tiến (2003), Kỹ thuật lập trình điều khiển hệ thống, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. 15. Nguyễn Thuý Vân (1999), Kỹ thuật số, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. 16. Trần Quang Vinh (2000), Cấu trúc máy tính, Nhà xuất bản giáo dục. 17. Văn Thế Vinh (1997), Kỹ thuật vi xử lý, Nhà xuất bản giáo dục. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên PHỤ LỤC Bảng 1.1. Các tham số liên tục của TECTER trên Su-27 Stt Tên tham số ghi Đơn vị đo Loại truyền cảm Cửa vào Tần số ghi Địa chỉ ghi Sai số % 1. Tín hiệu U = (0 ữ 6,3)v 1 Nhiệt độ không khí ở cửa vào động cơ 0C Crd-99b 1TB-X2/3 2 114,242 5,5 2 Lượng nhiên liệu hiện có trong thùng KG Ixtr2-1 1TB-X2/4 2 113,241  3 Vị trí tay điều khiển động cơ trái độ Mu-616 1TB-X2/5 2 54,182 1,58 4 Quá tải đứng nY G Mp-95 1TB-X2/6 8 9,14,73,105,13 7,169,201,233 3,02 5 Góc tấn độ dau-72 1TB-X2/7 8 10,42,74,106,1 38,170,202,234 0,7 6 Góc trượt độ dau-72 1TB-X2/8 4 11,75,139,203 0,7 7 Vị trí tay điều khiển góc nghiêng độ Mu-616 1TB-X2/9 4 12,76,140,204 1,58 8 Vị trí tay điều khiển góc chúc ngóc độ Mu-616 1TB-X2/10 4 13,77,141,205 1,58 9 Vị trí bàn đạp độ Mu-616 1TB-X2/11 4 46,110,174,238 1,58 10 Vị trí tay điều khiển động cơ phải độ Mu-616 1TB-X2/13 2 72,200 1,58 11 Vị trí cửa xả khí động cơ trái mm dx-11v 1TB-X2/36 2 71,199 3,36 12 Vị trí đầu cánh bên trái độ Mu-616 1TB-X2/14 4 17,81,145,209 1,58 13 Vị trí đầu cánh bên phải độ Mu-616 1TB-X2/15 4 18,82,146,201 1,58 14 Vị trí cánh ổn định bên trái độ Mu-616 1TB-X2/16 4 19,83,147,211 1,58 15 Vị trí cánh ổn định bến phải độ Mu-616 1TB-X2/17 4 20,84,148,212 1,58 16 Vị trí các tấm ngăn đường tiến khí động cơ trái độ Arv-40a 1TB-X2/18 2 69,197 1,0 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 17 Vị trí cánh lái hướng độ Mu-616 1TB-X2/19 4 22,86,150,214 1,58 18 Vị trí các tấm ngăn đường tiến khí động cơ phải độ Arb-40a 1TB-X2/20 2 65,193 1,0 19 Vị trí lá hướng dòng máy nén thấp áp động cơ trái độ crd-99b 1TB-X2/22 4 33,97,161,225 2,5 20 Vị trí lá hướng dòng máy nén cao áp động cơ trái độ crd-99b 1TB-X2/23 4 34,98,162,226 2,5 21 Vị trí lá hướng dòng máy nén thấp áp động cơ phải độ crd-99b 1TB-X2/24 4 35,99,163,227 2,5 22 Vị trí lá hướng dòng máy nén cao áp động cơ phải độ crd-99b 1TB-X2/25 4 36,100,164,228 2,5 23 Vị trí cánh tà liệng trái độ Mu-616 1TB-X2/26 4 37,101,165,229 1,58 24 Vị trí cánh tà liệng phải độ Mu-616 1TB-X2/27 4 38,102,166,230 1,58 25 Vị trí cần cơ cấu hiệu chỉnh nghiêng mm Mu-616 1TB-X2/28 4 39,103,167,231 1,58 26 Vị trí cần cơ cấu hiệu chỉnh chúc ngóc mm Mu-616 1TB-X2/29 4 40,104,168,232 1,58 27 Quá tải dọc trục nX g Mp-95-3 1TB-X2/30 8 25,57,89,121,1 53,185,217,249 3,02 28 Quá tải cạnh nZ g Mp-95 1TB-X2/32 7 27,59,91,132,1 55,187,219 3,02 29 Vị trí cần máy lái góc hướng mm Mu-616 1TB-X2/33 6 28,92,124,156, 188,220 1,58 30 Vị trí cần cơ cấu trợ lực mm Mu-616 1TB-X2/34 5 61,93,125,189, 221 1,58 31 Vị trí miệng phun động cơ phải mm dx-11v 1TB-X2/37 2 67,195 3,56 32 Áp xuất dầu sau bơm cao áp động cơ trái Kg/ cm 2 crd-99b 1TB-X2/38 2 49,177 3,0 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 33 Áp xuất dầu sau bơm cao áp động cơ phải crd-99b 1TB-X2/39 2 50,178 3,0 34 Độ rung động cơ trái mm/s crd-99b 1TB-X2/40 2 51,179 1,58 35 Độ rung động cơ phải mm/s crd-99b 1TB-X2/41 2 52,180 1,58 36 Độ cao khí áp m dvi 1TB-X2/45 3 95,191,223 2,55 37 Tốc độ đồng hồ km/h dxi 1TB-X2/48 3 96,192,224 2,55 II. Tín hiệu f = (7ữ 100) Hz hoặc (0,3 ữ 3,3)kHz 1 Tốc độ vòng quay rô to thấp áp động cơ trái % dqv2500 1TB-X3/ 36,37 1 126,127 0,4 2 Tốc độ vòng quay rô to cao áp động cơ trái % 1TB-X3/ 38,39 1 251,252 0,4 3 Tốc độ vòng quay rô to thấp áp động cơ phải % 1TB-X3/ 40,41 1 128,129 0,4 4 Tốc độ vòng quay rô to cao áp động cơ phải % 1TB-X3/ 42,43 1 253,254 0,4 III. Tín hiệu một chiều (0ữ50)mv 1 Nhiệt độ khí phun động cơ trái 0C t-99 1TB-X5/ 33,34 2 117,245 2,04 2 Nhiệt độ khí phun động cơ phải 0C t-99 1TB-X5/ 35,37 2 118,246 2,04 IV. Tín hiệu đIện áp 27V 1 Điện áp một chiều 27V thanh điện khẩn cấp trái V 1TB-X5/45 4 21,85,149,213, 1 2 Điện áp một chiều 27V thanh điện khẩn cấp phải V 1TB-X5/44 2 116,244 1 V. Tín hiệu 115V, 400Hz Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 1 Điện áp xoay chiều 115v, 400Hz thanh điện khẩn cấp trái V 1TB-X5/50 1 133 2 2 Điện áp xoay chiều 115v, 400Hz thanh điện khẩn cấp phải V 1TB-X5/51 1 134 2 VI. Tín hiệu mã nhị phân 1 Góc nghiêng độ icv 1TB-X3/19 4 14,15,16,78,79, 80,142,143,206 ,207,208 0,1 2 Góc chúc ngóc độ icv 1TB-X3/20 4 43,44,45,107,1 08,109,171,172 ,173,235,236,2 37 0,1 3 Góc hướng độ icv 1TB-X3/ 19,20 1 62,63,64 0,1 4 Tốc độ đồng hồ đo bằng CBC km/h CBC 1TB-X3/5 1 30,31,32 1 5 Độ cao khí áp đo bằng CBC m CBC 1TB-X3/6 1 157,158,159 1 VII. Các tham số phục vụ 1 ĐIện áp tự kiểm tra U = 0V V 1 1 2 Điện áp tự kiểm tra U = 6,135V V 2 2,130 3 Điện áp tự kiểm tra U = 6,4 ữ 6,9 V V 2 3,131 4 Thời gian tính bằng giây S 1 4 5 Thời gian tính bằng phút min 1 5 6 Thời gian tính bằng giờ h 1 6 7 Ngày tháng, số chuyến bay 0,25 60 (1,5,9 và 2,6,10) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Bảng 1.2. Các lệnh ngắt quãng của TECTER trên Su-27 Stt Tham số ghi Loại truyền cảm Cửa vào Tần số ghi Địa chỉ 1 Giảm vòng quay động cơ trái crd-99b 1TB-X4/1 5 1,65,129,193,256 2 Giảm vòng quay động cơ phải crd-99b 1TB-X4/2 4 2,66,430,194 3 Khởi động động cơ trái trên không Apd-99a 1TB-X4/4 4 4,68,132,196 4 Phóng khẩn cấp Bm-1011 1TB-X4/5 4 5,69,133,197 5 Khởi động động cơ phải trên không Apd-99a 1TB-X4/6 4 6,70,134,198 6 Đóng hệ thống chống đóng băng động cơ trái v-322 của 99b 1TB-X4/9 4 9,73,137,201 7 Đóng hệ thống chống đóng băng động cơ phải v-322 của 99b 1TB-X4/10 4 10,74,138,202 8 cpn động cơ trái không làm việc Mxt-6,5a 1TB-X4/11 4 11,75,139,203 9 Hóc động cơ trái crd-99b 1TB-X4/12 4 12,76,140,204 10 Hóc động cơ phải crd-99b 1TB-X4/13 4 13,77,141,206 11 cpn động cơ phải không làm việc Mxt-6,5a 1TB-X4/14 4 14,78,142,206 12 Áp xuất ôxy sau bộ giảm áp bình thường Mxt-4a 1TB-X4/15 4 15,79,143,207 13 Chế độ “ b ” Công tắc it8- 27v 1TB-X4/16 4 16,80,144,208 14 Tăng lực động cơ trái crd-99b 1TB-X4/52 4 25,89,153,217 15 Vị trí ổ chặn khi thu càng 1TB-X4/53 4 26,90,154,218 16 Tăng lực động cơ phải crd-99b 1TB-X5/55 4 28,92,156,220 17 Cửa ra đưa đến thiết bị thông tin Nút ấn 1TB-X5/29 4 31,95,159,223 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên ” rajiz” 18 Thiết bị bảo vệ đường tiến khí trái thả i1m10-1v 1TB-X5/30 3 32,96,160 19 Hỏng kênh điều khiển cánh mũi xdu 1TB-X5/10 4 42,106,170,234 20 Thả khẩn cấp buc1-04 1TB-X5/19 4 51,115,179,243 21 Đóng điều khiển tự động xau 1TB-X5/22 4 54,118,182,246 22 Hệ thống CAY tốt xau 1TB-X5/23 4 55,119,183,247 23 Thiết bị bảo vệ đường tiến khí phải thả i1m10-1v 1TB-X5/28 3 93,157,221 24 Có vật treo trên điểm treo số 3 i1m10-1v 1TB-X5/1 4 33,97,161,225 25 Có vật treo trên điểm treo số 4 i1m10-1v 1TB-X5/2 4 34,98,162,226 26 Có vật treo trên điểm treo số 5 i1m10-1v 1TB-X5/3 4 35,99,163,227 27 Có vật treo trên điểm treo số 6 i1m10-1v 1TB-X5/4 4 36,100,164,228 28 Có vật treo trên điểm treo số 7 i1m10-1v 1TB-X5/6 4 38,102,166,230 29 Đóng làm mát động cơ trái sp-99b trái 1TB-X5/7 4 39,103,167,231 33 Đóng làm mát động cơ phải sp-99b phải 1TB-X5/8 4 40,104,168,232 31 Thùng dầu số 3 hết dầu xtr7-2a 1TB-X5/9 4 41,105,169,233 32 Có vật treo trên điểm treo số 8 i1m10-1v 1TB-X5/11 4 43,107,171,235 33 Có vật treo trên điểm treo số 10 i1m10-1v 1TB-X5/12 4 44,108,172,236 34 Thùng dầu số 5 hết dầu xtr7-2a 1TB-X5/13 4 45,109,173,237 35 Áp suất nhiên liệu trước djn trái min xpt-0,35 1TB-X5/14 4 46,110,174,238 36 Áp suất nhiên liệu trước djn phải min xpt-0,35 1TB-X5/15 4 47,111,175,239 37 Cháy động cơ trái bi-06-xm 1TB-X5/16 4 48,112,176,240 38 Cháy động cơ phải bi-06-xm 1TB-X5/17 4 49,114,177,241 39 Ấn nút chiến đấu bc Bm-10i1 1TB-X5/18 4 50,114,178,242 40 Cắt bơm khẩn cấp Bm-101i-1 1TB-X5/19 4 51,115,179,243 41 Đóng phương tiện cứu hộ i1m10-1v 1TB-X5/20 4 52,116,180,244 42 Hỏng kênh điều khiển vi sai xdu 1TB-X5/21 3 117,181,245 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 43 Hỏng kênh điều khiển dọc thứ 2 xdu xdu 1TB-X5/24 3 56,120,248 44 Các thùng 1, 4 hết dầu xtr7-2a 1TB-X5/25 4 57,121,185,249 45 Hỏng kênh điều khiển dọc thứ 3 xdu xdu 1TB-X5/26 4 58,122,186,250 46 Hỏng kênh điều khiển ngang xdu xdu 1TB-X4/25 4 59,123,187,251 47 Vị trí càng trước ở vị trí thả i1m10-1v 1TB-X4/26 4 60,124,188,252 48 Càng phải ở vị thả i1m10-1v 1TB-X4/27 4 61,125,189,253 49 Càng trái ở vị trí thả i1m10-1v 1TB-X4/28 4 62,126,190,254 50 Áp suất thuỷ lực hệ thống 1 bình thường Mxt-100a 1TB-X4/29 4 63,127,191,255 51 Áp suất thuỷ lực hệ thống 2 bình thường Mxt-100a 1TB-X4/30 3 64,128,192 52 Điểm treo số 1 có vật treo i1m10-1 1TB-X4/ 1 255 53 Điểm treo số 8 có vật treo i1m10-1 1TB-X3/ 1 255 54 Thông tin giải mã “ ecran ” được đưa ra bảng tín hiệu tổng hợp uxt Khối 1e-02 1TB-X3/18 1TB-X3/ 21-27 2 132,256 55 Điểm treo số 9 có vật treo i1m10-1 1TB-X3/ 1 255 56 Thả dù giảm tốc “ tp ” Công tắc 2pig- 15c 1TB-X3/ 1 255 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Bảng 1.3. Đồ thị chuẩn của các tham số Vị trí miệng phun, mã: 67 Vi trí miệng phun, mã: 71 Vị trí lá hướng dòng máy nén cao áp đ/c phải, mã: 36 Pc npab cod Ghi chú Pc l[v cod Ghi chú 2 . npab cod 45 61 Đồ thị tuyến tính 45 61 Đồ thị tuyến tính 3 200 Đồ thị tuyến tính 60 80 60 80 20 176 80 105 80 105 40 137 102 135 102 135 60 104 80 80 110 19 Độ rung đ/c phải, mã: 52 Độ rung đ/c trái, mã: 51 Vị trí lá hướng dòng máy nén thấp áp đ/c phải, mã: 35 B npab cod Ghi chú B l[v cod Ghi chú 1. npab cod 10 21 Đồ thị tuyến tính 10 21 Đồ thị tuyến tính 3 194 Đồ thị tuyến tính 20 40 20 58 20 164 40 76 40 78 40 128 60 113 60 112 60 99 80 151 80 152 80 64 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 100 188 100 191 103 21 Nhiệt độ T4 đ/c trái, mã: 117 Nhiệt độ T4 đ/c phải, mã: 118 Áp suất dầu nhờn đ/c phải mã: 50 T4 l[v cod Ghi chú T4 npab cod Ghi chú Pm . npab cod 300 52 Đồ thị tuyến tính 300 52 Đồ thị tuyến tính 0 5 Đồ thị tuyến tính 400 69 400 70 0.5 25 500 86 500 88 1.5 70 600 104 600 106 2.0 93 700 120 700 124 2.5 117 800 138 800 142 3.0 144 900 154 900 159 3.5 168 1000 171 1000 170 4.0 194 Áp xuất dầu nhờn đ/c trái, mã: 49 Độ rung đ/c trái, mã: 51 Vị trí lá hướng dòng máy nén thấp áp đ/c trái, mã: 33 Pm l[v cod Ghi chú B l[v cod Ghi chú 1. l[v cod 0 0 Đồ thị tuyến tính 10 21 Đồ thị tuyến tính 5 200 Đồ thị tuyến tính 0.5 19 20 58 10 193 1.5 66 40 78 30 158 2.0 91 60 112 50 121 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 2.5 117 80 152 70 87 3.0 144 100 191 90 51 3.5 171 104 27 4.0 200 109 1514 1211 1211 67 109 4050 67 4050 1514 45 U1A 23 Y 1 U4 MAX232 13 8 11 10 1 3 4 5 2 6 12 9 14 7 R1IN R2IN T1IN T2IN C+ C1- C2+ C2- V+ V- R1OUT R2OUT T1OUT T2OUT U3 80C51 31 19 18 9 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 39 38 37 36 35 34 33 32 21 22 23 24 25 26 27 28 17 16 29 30 11 10 EA/VP X1 X2 RESET INT0 INT1 T0 T1 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 P2.0 P2.1 P2.2 P2.3 P2.4 P2.5 P2.6 P2.7 RD WR PSEN ALE/P TXD RXD U2A 23 1 2 3 4 5 6 7 8 9 DC2 Q1 C4 VCC VCC VCC Y 1 C1 C2 C3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 DC1 45 Sơ đồ nguyên lý khối ghép nối