Thiết kế hệ thống đo và khống chế nhiệt độ bằng máy vi tính

Chia sẻ: Vo Kiem | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:35

0
351
lượt xem
195
download

Thiết kế hệ thống đo và khống chế nhiệt độ bằng máy vi tính

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

thiết kế hệ thống đo và khống chế nhiệt độ bằng máy vi tính PHẦN MỘT TÌM HIỂU VỀ 8051 Chương I BỘ VI ĐIỀU KHIỂN 8051 I/ Tổng quan về bộ vi điều khiển 8051 1)Định nghĩa : Bộ vi điều khiển 8051 hay còn gọi là bộ vi xử lý được cấu tạo là một vi mạch số mật độ cực lớn làm việc theo chương trình tức theo nguyên tắc nhận lệnh từ bên ngoài và thực hiện lệnh đó. Bộ vi xử lý là một hệ thống thao tác trên các bit 0 và 1, nhưng bản thân hệ thống không...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Thiết kế hệ thống đo và khống chế nhiệt độ bằng máy vi tính

  1. thiết kế hệ thống đo và khống chế nhiệt độ bằng máy vi tính PHẦN MỘT TÌM HIỂU VỀ 8051 Chương I BỘ VI ĐIỀU KHIỂN 8051 I/ Tổng quan về bộ vi điều khiển 8051 1)Định nghĩa : Bộ vi điều khiển 8051 hay còn gọi là bộ vi xử lý được cấu tạo là một vi mạch số mật độ cực lớn làm việc theo chương trình tức theo nguyên tắc nhận lệnh từ bên ngoài và thực hiện lệnh đó. Bộ vi xử lý là một hệ thống thao tác trên các bit 0 và 1, nhưng bản thân hệ thống không giải quyết được vấn đề gì cả, mà bài toán chỉ được giải khi bộ vi xử lý thực hiện tất cả các chương trình ứng dụng mà ngươi lập trình đưa vào. 2) Sự phát triển của bộ điều khiển 8051 Sự phát triển của kĩ thuật vi xử lý gán liền với sự phát triển của bộ vi điều khiển. Intel hãng sản xuất bộ vi sử lý đầu tiên và là hãng có bộ vi điều khiển lớn nhất và phong phú nhất. Trong các họ vi điều khiển 8 bít hàng đầu thì 8051 có số lượng lớn nhất và có nhiều hãng cung cấp nhất. Nhà cung cấp lầ nhà sản xuất bên cạnh nhà sáng chế bộ vi điều khiển đối với 8051 thì nhà sáng chế là Intel. Nhưng hiên nay có rất nhiều hãng cung sản xuất. Các hãng này gồm Intel , Atmel , Philips/ Signetics , AMD , Simens , Matra , Pallas... Năm 1981 hãng Intel cho ra mắt bộ vi điều khiển được gọi là 8051. Bộ vi điều khiển này là một vi mạch tổng quát của họ MCS – 51 , bộ vi điều khiển này có các thống số và các đặc trưng như sau. - 4KB ROM . 1
  2. thiết kế hệ thống đo và khống chế nhiệt độ bằng máy vi tính - 128 byte RAM. - 4 port xuất nhập ( 4 cổng vào/ra) 8bít . - 2bộ định thời 16 bít . - Mạch giao tiếp nối tiếp . - Không gian nhớ chương trình ( mã) ngoài 64K . - Bộ xử lý bít . - 210 vị trí nhớ được định địa chỉ , mỗi vị trí 1 bít . - Nhân / chia trong 4μs . 8051 đã trở nên rất phổ biến sau khi Intel cho phép các nhà sản xuất khác sản xuất và bán bất kì biến dạng nào của 8051 nhưng với điều kiện họ phải mã chương trình tương thích với 8051 mặc dù do các hãng sản xuất khác nhau nên tốc độ và dung lượng nhớ của ROM trên chíp là khác nhau nhưng tất cả các lệnh đó đều tương thích với 8051 ban đầu. Các thông số của 8051 Đặc tính Số lượng ROM 4K byte RAM 128 byte Bộ định thời 2 Chân vào / ra 32 Cổng nối tiếp 1 Nguồn ngắt 6 3) Sơ đồ chức năng 8051 . Bộ vi điều khiển 8051 là thành viên đầu tiên của họ 8051 nó bao gồm các thành phần sau : Bộ vi sử lý , bộ nhớ và các thiết bị vào ra ngoài ra còn các mạch phụ trợ khác tuỳ theo từng loại của bộ vi điều khiển 8051 . 2
  3. thiết kế hệ thống đo và khống chế nhiệt độ bằng máy vi tính ETC Ngắt ngoài ROM Vào On chip Timer0 Bộ chương đếm Đ/khiển RAM trình ngắt on chip Timer1 CPU Bộ tạo Bus điều 4 cổng vào Cổng nối dao động khiển ra tiêp P0 P1 P2 P3 TXD RXD Địa chỉ dữ liệu sơ đồ khối bộ vi điều khiển 8051 * CPU Còn được gọi là bộ xử lý trung tâm nó đIều khiển mọi hoạt động của hệ và hoạt động theo chương trình đIều khiển có sẵn * Bộ nhớ Bộ nhớ là nơi chứa chương trình và dữ liệu nó bao gồm có bộ nhớ trong và bộ nhớ ngoài . + Bộ nhớ trong bao gồm 2 thành phần ROM và RAM 3
  4. thiết kế hệ thống đo và khống chế nhiệt độ bằng máy vi tính ROM ( Read only memory ) : Là bộ nhớ cố định có đặc điểm thông tin chỉ có thể đọc thông tin ra và thông tin không bị mất khi mất điện. Bộ nhớ ROM được dùng để chứa chương trình chính hoặc chứa chương trình điều hành hay chương trình hướng dẫn. RAM (.................) là bộ nhớ động có đặc điểm là thông tin có thể ghi hoặc đọc ra một ra một cách tuỳ ý và thông tin đó sẽ bị mất đi khi mất điện. RAM được sử dụng để nạp phần còn lại của hệ điều hành từ đĩa khởi động hoặc nạp vào các chương trình ứng dụng từ bộ nhớ ngoài, lưu trữ số liệu và trạng thái hệ thống trong quá trình làm việc. + Bộ nhớ ngoài gồm băng từ, đĩa từ... được sử dụng nhiều vì giá thành rất rẻ và được dùng để lưu trữ thông tin và dữ liệu • Cổng vào ra + Thực hiện trao đổi thông tin giữa CPU với các thiết bị ngoại vi như bàn phím, chuột máy in... + Để tránh cho CPU mất nhiều thời gian cho các cổng vào/ ra thì trong các máy tính người ta sử dụng các bộ xử lý giá thành thấp, chuyên dụng cho các cổng vào/ ra. Vì vậy khi CPU đang bận các bộ xử lý vào ra vẫn có thể làm công việc của nó. • Các Bus Các đường dây dùng để truyền song song các tín hiệu có cùng chức năng và có các loại Bus sau đây. + Bus địa chỉ: Là hệ thống các dây dẫn song song mà CPU cần tới để xác định địa chỏ của các thành phần trong qúa trình làm việc + Bus dữ liệu: Là hệ thống đường truyền song song được dùng để trao đổi dữ liệu giữa CPU với các thành phần bên ngoài và giữa các thành phần với nhau 4
  5. thiết kế hệ thống đo và khống chế nhiệt độ bằng máy vi tính + Bus điều khiển: Gồm các đường dây dùng để truyền tín hiệu điều khiển cần thiếu giúp cho CPU điều khiển việc trao đổi dữ liệu, xử lý sự cố và đồng bộ toàn hệ thống. II/ Sơ đồ, chức năng các chân của 8051 1) Sơ đồ chân của 8051 40 Vcc 32 AD7 30pF 19 P07 33 AD6 XTAL 1 P06 34 AD5 12MHZ P05 35 AD4 P04 36 XTAL 2 P03 37 AD3 18 30pF P02 38 AD2 P01 39 AD1 8051 P00 AD0 29 PSEN P17 8 30 P16 7 ALE P15 6 31 P14 5 EA P13 4 9 3 RST P12 2 P11 1 P10 RD 17 P37 28 WR 16 P36 P27 27 AD15 T1 15 P35 P26 26 AD14 T0 14 P25 25 AD13 P34 INT1 13 P33 P24 24 AD12 P23 AD11 INT0 12 P32 P22 23 AD10 TXD 11 P31 P21 22 AD9 RXD 10 P30 Vss P20 21 AD8 20 2) Chức năng các chân của 8051 - Chíp 8051 có 40 chân trong đó có 32 chân có công dụng xuất/ nhập tuy nhiên 24 trong 32 chân này có 2 mục đích sử dụng. Mỗi một chân này có thể hoạt động xuất/nhập như một đường địa chỉ/dữ liệu của bus địa chỉ/dữ liệu đa hợp, 32 chân này hình thành 4 port 8 bít. 8 chân cho một bort và có thể sử dụng như một đơn vị giao tiếp song song như máy in, bộ biến đổi DA... - Các chân còn lại dành cho nguồn Vcc , đất GND, các chân dao động XTAL1. 5
  6. thiết kế hệ thống đo và khống chế nhiệt độ bằng máy vi tính 3) Nhóm chân cổng vào ra Bốn cổng vào ra Port0, Port1, Port2, Port3, đèu có 8 chân và tạo thành cổng 8 bít . Khi Reset thì tất cảc các cổng làm nhiệm vụ đầu ra còn để làm nhiệm vụ đầu vào thì cần phải lập trình. a) Cổng Port 0 Cổng Port0 Có 8 chân (Chân từ 32 đến 39) bình thường đây là cổng ra, vào hoặc ra nhưng nó có hai tác dụng trong các thiết kế tối thiểu thì Port 0 được sử fụng làm nhiệm vụ xuất nhập còn trong các thiết bị lớn hơn thì Port trở thành bus địa chỉ và bus dữ liệu đa hợp. b) Cổng Port 1 Cổng Port 1 cũng có các chân ( Các chân từ 1 đến 8) các chân này chỉ có một tác dụng là dùng để giao tiếp với các thiết bị ngoại vi (làm đường xuất nhập hoặc làm các ngõ vào cho các mạch dịch thời thứ 3). Để chuyển cổng port 1 thành đầu vào cần lập trình bằng cách ghi 1 đến tất cả các bít của cổng. c) Cổng port 2 Cổng Port 2 có 8 chân( từ chân 24 đến chân 28) có thể được sử dụng làm đầu vào hoặc đầu ra. Cổng này có hai chức năng là chuyển địac hỉ và dữ liệu, byte địa chỉ cao của bus địa chỉ 16 bít cho các thiết kế có bộ nhớ chương trình ngoài . d) Cổng Port 3 Cổng Port có 8 chân từ chân 10 đến chân 17. Cổng này có thể được sử dụng làm đầu vào hoặc đầu ra. Khi không làm nhiệm vụ xuất nhập thì nó sẽ có các chức năng riêng liên quan đến các đặc trung cụ thể của 8051 , tuy nhiên cổng Port3 còn có một chấc năng quan trọng khác là cung cấp một số tín hiệu đặc biệt chẳng hạn như ngắt. 6
  7. thiết kế hệ thống đo và khống chế nhiệt độ bằng máy vi tính Bảng chức năng của cổng Port3 Bít Tên Địa chỉ bít Chức năng P3.0 RXD B0H Chân nhận dữ liệu của Port nối tiếp P3.1 TXD B1H Chân phát dữ liệu của Port nối tiếp P3.2 INT0 B2H Ngõ vào ngắt ngoài 0 P3.3 INT1 B3H Ngõ vào ngắt ngoài 1 P3.4 T0 B4H Ngõ vào của bộ định thời / đếm 0 P3.5 T1 B5H Ngõ vào của bộ định thời / đếm 1 P3.6 WR B6H Điều khiển ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài P3.7 RD B7H Điều khiển đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài 4) Nhóm chân nguồn dao động và điều khiển a) Nhóm chân nguồn + Chân Vcc: Chân 40 cung cấp điện áp nguồn +5V cho chíp + Chân GND: Chân số 20 là cung cấp nguồn âm (là chân mát) b) Nhóm chân dao động Nhóm chân XTAL1 và XTAL2 là các chân 18 và 19 của chíp 8051 hiện tại đã có môt bộ dao động đồng hồ ở bên ngoài dùng để kích hoạt và hai chân này cần được nối với bộ dao động thạch anh ở ngoài va khi đó được mắc với các tụ ổn định tần số dao động cho thạch anh . Tần số danh định của thạch anh là 12 MHz cho tất cả họ vi điều khiển 8051 . Bộ dao động tạo xung đồng hồ không nhất thiết là bộ dao động dùng thạch anh mà cũng có thể dùng bộ dao động TTL khi đó dao động được nối tới chân XTAL1 còn chân XTAL2 để hở . c) Nhóm chân điều khiển . + Chân RESET ( chân số 9 ) là chân khởi động lại trạng thái ban đầu của hệ thống . Khi có xung cao đặt tới chân này thì bộ vi điều khiển 8051 sẽ kết 7
  8. thiết kế hệ thống đo và khống chế nhiệt độ bằng máy vi tính thúc mọi hoại động hiện tại và tiến hành khởi động lại . Quá trình này xảy ra hoàn toàn tương tự như khi bật nguồn và khi đó mọi giá trị trên thanh ghi đều bị xoá hết + Chân EA ( Chân số 31 ) Là chân truy xuất ngoài có thể được nối với +5V khi có mức logic1 và nối đất khi có mức logic 0 . Nếu có mức logic 1 thì nó sẽ thực thi chương trình trong ROM . Nếu có mức logic 0 và chân PSEN cũng ở mức 0 thì chương trình cần thực thi chứa ở bộ nhớ ngoài vì trong chíp không có bộ nhớ chương trình . + Chân PSEN (chân 29 ) Là chân ra có chức năng cho phép cất chương trình 1 và cho phép bộ nhớ chương trình cung cấp cho ta 4 tín hiệu điều khiển bus và là tín hiệu xuất trên chân này và đây cũng là tín hiệu cho phép truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài và được nối với OE . Tín hiệu PSEN ở mức logic 0 khi thực hiện thời gian tìm nạp lệnh . Tín hiệu PSEN ở mức logic 1 khi thực hiện 1 chương trình chứa ở ROM . + Chân chốt địa chỉ ALE ( Chân 30 ) . Là chân có mức tích cực cao và là chân xuất tín hiệu cho phép xuất địa chỉ ALE . Khi pỏt được chọn làm bus địa chỉ / dữ liệu thi chân ALE xuất tín hiệu để chốt địa chỉ và sau khi chốt các chân của port sẽ xuất / nhập dữ liệu hợp lệ trong suốt 1/2 thứ 2 của chu kì bộ nhớ . Chân ALE còn được sử dụng để phân kênh địa chỉ và dữ liệu bằng cách nối tới chân G của chíp 74LS373 . Tín hiệu ALE có tần số bằng 1/6 tần số của mạch dao động , chân ALE còn dùng làm chân nhận xung ngõ vào lập trình cho EDROM . 8
  9. thiết kế hệ thống đo và khống chế nhiệt độ bằng máy vi tính 5) Cấu trúc của port xuất nhập . sơ đồ mạch bên trong của các port xuất / nhập . 8051 internal bus Read Vcc +V Read 5V latch Pin internal Pull-up Port D Q NJFET Pin Port Write latch to latch Việc ghi đến 1 chân của port sẽ nạp dung lượng vào bộ chốt của port , ngõ ra Q của bộ chốt điều khiển 1 trạm trường và transitor này nối với chân của port . Khả năng fan out của các port 1 , 2 và 3 là 4 tải vi mạch TTL loại Schottky công suất thấp còn của 0 là 8 tải loại Shottky công suất thấp . Trong đó 8051 internal bus : Đường truyền bên trong của 8051 . Read latch : Đọc bộ chốt . Internal pull up : Kéo lên bên trong . Read pin : Đọc chân port . port pin : Chân port . Write to latch : Ghi vào bộ chốt . 9
  10. thiết kế hệ thống đo và khống chế nhiệt độ bằng máy vi tính 6) Truy suất bộ nhớ chương trình ngoài . Bộ nhớ chương trình ngoài là bộ nhớ chỉ đọc và được cho phép bởi tín hiệu PSEN . Khi có 1 EPROM ngoaì được sử lý thì cả 2 port 0 và 1 đều không còn là các port xuất nhập . Sơ đồ 8051 truy xuất với bộ nhớ ngoài . Port0 D0 ÷ D7 8051 RAM (1kbyte) D EA Q A0 ÷ A7 ALE G Port2 A18÷A15 PSEN OE Khi bộ nhớ ngoài được sử dụng thì port không làm nhiệm vụ của port xuất / nhập , port này trở thành bus địa chỉ ( A0 ÷ A7 ) và bus dữ liệu ( P0 ÷ P7 ) đa hợp . Ngõ ra ALE chốt byte thấp của địa chỉ ở thời điểm bắt đầu mỗi một chu kỳ bộ nhớ ngoài . Còn port 2 thường được dùng làm byte cao của bus địa chỉ . Sự xắp xếp đa hợp có hoạt động là 1/2 chu kỳ đầu của chu kỳ bộ nhớ , byte thấp của địa chỉ được cung cấp bởi port 0 và được chốt nhờ tín hiệu ALE . Mạch chốt 74HC374 giữ cho byte của địa chỉ ổn định trong cả chu kỳ bộ nhớ . Trong 1/2 chu ky sau của chu kỳ bộ nhớ port 0 được sử dụng làm bus dữ liệu và khi đó dữ liệu được đọc hay ghi . 7) Truy suất bộ nhớ dữ liệu ngoài . Sơ dồ cấu trúc sự truy suất của 8051 vói bộ nhớ dữ liệu ngoài 10
  11. thiết kế hệ thống đo và khống chế nhiệt độ bằng máy vi tính Port0 D0 ÷ D7 8051 RAM (1kbyte) D AE Q A0 ÷ A7 ALE G P2.0 A8 P2.1 A9 RD OE WR W PSEN CS NC Bộ nhớ dữ liệu ngoài là bộ nhớ đọc , ghi được cho phép bởi các tín hiệu RD , WR ở các chân P3.7 , P3.6 . Bộ nhớ dữ liệu ngoài có thể giao tiếp với 8051 theo cùng cách như EPROM ngoại trừ đường RD nói với cổng cho phép ( OE ) của nó và WR nối với đường ghi W của RAM các kết nối bus dữ liệu và bus địa chỉ giống như EPROM cũng bằng cách sử dụng các port ở mức cao thì dữ liệu được xuất ra ở port 0 . Ở đây port 2 giảm bớt được chức năng làm nhiệm vụ cung cấp byte cao của địa chỉ trong các hệ thống tối thiểu thành phần , hệ thống không dùng bộ nhớ chương trình ngoài và chỉ có 1 dunglượng nhỏ bộ nhớ dữ liệu ngoài. III/ Chế độ hoạt động của các port nối tiếp Chức năng của Port nối tiếp là thực hiện việc chuyển đổi dữ liệu song song thành nối tiếp khi phát và chuyển đổi dữ liệu nối tiếp thành song song khi thu. Các mạch phần cứng bên ngoài truy xuất Port nối tiếp thông qua các chân TxD (Phát dữ liệu) và RxD ( thu dữ liệu) các chân này đa hợp với hai chân 11
  12. thiết kế hệ thống đo và khống chế nhiệt độ bằng máy vi tính của bort 3 là P3.1 và P3.0 (RxD). Đặc trưng của nó là hoạt động song công (pull duplex) nghĩa là nó có khả năng thu và phát đồng thời ngoài ra nó còn có đặc trương nữa là việc đệm dữ liệu khi thu của bort này cho phép 1 ký tự được nhân và lưu giữ trong bộ đệm thu trong khi ký tự tiếp theo được nhân vào. Nếu CPU đọc ký tự thứ nhất trước khi ký tự thứ 2 được nhận đầy đủ thì dữ liệu sẽ không bị mất PHẦN II CÁC HỆ THỐNG ĐO VÀ KHỐNG CHẾ NHIỆT ĐỘ CHƯƠNG I : SƠ LƯỢC VỀ HỆ THỐNG CẦN THIẾT KẾ I/ Chỉ tiêu kĩ thuật - Thông số cần đo và khống chế là ( 300C ÷ 800C ) . - Sai số là ±10 II / Mô hình và nguyên tắc hoại động của hệ thống . a) Mô hình . Bộ cảm Nhiệt Phần tử biến độ chấp nhiệt hành K đại chuyển đổi Máy tính ADC 8051 12
  13. thiết kế hệ thống đo và khống chế nhiệt độ bằng máy vi tính b) Nguyên tắc hoạt động . Khi nhiệt độ cần khống chế thay đổi thì bộ cảm biến ( Sensor ) sẽ nhận được biến đổi thành tín hiệu điện đưa tới bộ khuyếch đại để đưa ua bộ chuyển đổi tương tự sang số và được đưa vào bộ vi điêù khiển 8051 đã có chương trình sẵn để điều khiển và được kết nối với máy tính cùng với chương trình điều khiển của máy tính thì vi điều khiển sẽ điều khiển các cơ cấu chấp hành bên ngoài làm cho các phần tử thay đổi theo đúng yêu cầu được đặt ra . III / Mục tiêu và nhiệm vụ . a) Mục tiêu Do nhu cầu sử lý thông tin của xã hội ngày càng cao việc xây dựng một hệ thống thu nhập và sử lý chuyên dụng phục vụ cho thông tin và điều khiển là một trong các vấn đề đang được đề cập đến , nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng giảm đáng kể những chi tiết không cần thiết và giảm tối đa nhân lực . Như vậy hệ thống của ta phải có các đặc tính sau . - Có tính mềm dẻo . - Có tính mở ( có tính mở rộng thêm cho hệ thống ) . - Dễ sử dụng ( càng đơn giản cho người sử dụng càng tốt ) . - Giá thành chấp nhận được . - Linh kiện dễ tìm kiếm . b) Nhiệm vụ . Qua tiếp xúc với nhiều hãng sản xuất nổi tiếng như OMRON ... thì ta thấy các hãng náy sử dụng các linh kiện rất khó thay thế , gía thành đắt . Do đó nhiệm vụ của đề tài là em phải xây dựng được một card giao tiếp với máy tính 13
  14. thiết kế hệ thống đo và khống chế nhiệt độ bằng máy vi tính qua cổng RS232 ( com 1 hoặc com 2 ) thực hiện các chức năng đo và khống chế nhiệt độ như yều cầu của đề tài đặt ra và viết chương trình điều khiển cho card bằng các ngôn ngữ sau - ASSENI BLER - C ( C thường ) . - Visual bazisc . CHƯƠNG II : THIẾT KẾ PHẦN CỨNG CỦA HỆ THỐNG I/ Sơ lược về các khối của hệ thống cần thiết kế . • Bộ cảm biến nhiệt ( Sensor ) . Bộ cảm biến là nơi tiếp nhận và sử lý thông tin trước khi đưa về trung tâm tiếp tục sử lý và phản hồi cho việc đo đặc và tự động điều khiển . Việc cảm nhận của các mạch cảm biến nhiệt rất quan trọng do đó các bộ sensor phải chịu đựng được các điều kiện khắc nghiệt và phải có độ chính xác cao . • Mạch khuyếch đại tín hiệu : Các tín hiệu ra khỏi mạch cảm biến là rất nhỏ do đó mạch khuyếch đại có tác dụng khuyếch đại tín hiệu trước khi đưa vào bộ biến đổi ADC . • Mạch biến đổi ADC : Tín hiệu đưa vào máy tính là các tín hiệu có dạng các bít 0 hoặc 1 do đó ta pải dùng mạch chuyển đổi tín hiệu từ tương tự sang số . • Mạch 8051 : Là bộ vi sử lý làm việc theo chương trình đã được lập sẵn và được điều khiển bởi máy tính . • Mạch điều khiển các phần tử chấp hành : Là mạch nhận các dữ liệu từ 8051 và máy tính sau đó điều khiển các cơ cấu chấp hành theo lệnh đã có sẵn . 14
  15. thiết kế hệ thống đo và khống chế nhiệt độ bằng máy vi tính II / Phần cứng của hệ thống . 1) Sơ lược về cấc cổng giao tiếp giữa máy tính với card cần thiết kế . • Các mạch nối ghép vào / ra gồm có hai loại phù hợp với hai phương thức truyền số liệu số song song và nối tiếp . Cổng ghép song song gồm 8 bit số liệu được truyền đồng thời, 8 bít này được chíp vào ra nhận và truyền nó tới và nó gồm có 2 cổng là cổng 9 chân và cổng 25 chân người ta gọi nó là cổng com . Cổng ghép nối tiếp cũng giống như cổng ghép nối song song nhưng 8 bít ở đây sẽ được truyền lần lượt liên tiếp nhau và nó cũng gọi là cổng com Các tiêu chuẩn của RS -232 . D25 D9 Tín hiệu Hướng truyền Mô tả 1 1 1 2 3 TD DTE DCE 3 2 RD DCE DTE 4 7 RTS DTE DCE 5 8 CTS DCE DTE 6 6 DRS DCE DTE 7 5 GND 8 1 DCO DCE DTE 20 4 DTR DTE DCE 22 9 RI DCE DTE 23 DSRD DCE DTE 15
  16. thiết kế hệ thống đo và khống chế nhiệt độ bằng máy vi tính 2 ) Một số bộ biến đổi ADC thông dụng . 2.1 ) sơ lược về bộ biến đổi ADC Analog signal Digital signal ADC Tín hiệu tương tự là các đại lượng vật lý tự nhiên thay đổi liên tục và có thể nó như là một điện áp hay dòng điện mà giá trị biên độ của nó thay đổi liên tục theo thời gian . Tín hiệu số là một điện áp hay dòng điện chứa thông tin hay vị trí các xung hay sự thay đổi biên độ đột ngột so với tín hiệu xung đồng hồ . Tín hiệu số có ưu điểm là : Tính chống nhiễu cao tốc độ xử lý cao , khả năng xử lý linh hoạt... 2.2 ) Vi mạch TLC549 Vi mạch TLC549 là bộ biến đổi A/D 8 bít nó rất hấp dẫn với những ứng dụng đơn giản . Vi mạch nay có 8 chân ra , tiêu thụ dòng không đáng kể nên thích hợp với dòng RS232 nối tiếp . Vi mạch TLC549 có chứa bộ giữ nhịp của hệ thống, khối lấy mẫu và giữ, bộ biến đổi A/D 8bít > Vi mạch này có 2 chân ra dùng để trao đổi thong tin với các khối chức năng có tên là I/O _CLK và data out, các tín hiệu ở chân này là tương thích của TTL và làm dễ dàng việc trao đổi thông tin với các thành viên khác tương ứng 16
  17. thiết kế hệ thống đo và khống chế nhiệt độ bằng máy vi tính Sơ đồ chân TTL 549 1 6 REF+ Dout 3 7 REF- Clook 8 2 Vcc AIN 4 5 GND Các thông số kĩ thuật đặc trưng cho vi mạch TLC549 Độ phân giải 8 bít Có lối vào điện áp so snhs vi phân Thời gian biến đổi 17μs Lấy mẫu và giữ trên chíp Thời gian giữ nhịp hệ thống bên trong là 4Mhz Điện áp nguồn nuôi là 5 V Dòng tiêu thụ là 1,8mA 2.3) Vi mach ADC 0804 Vi mạch 0804 là một bộ biến đổi A/D tác động nhanh đầu ra dữ liệu 8 bit song song và đều được tương thich với TTL0 qua một lối vào điều khiển, các lối ra có thể chuyển sang trạng thái điện trở cao do đó vi mach 0804 được 17
  18. thiết kế hệ thống đo và khống chế nhiệt độ bằng máy vi tính đêm vào một bít dữ liệu. Ngoài r a cac lối vào còn được dùng để điều khiển đọc ghi, lối vào Analog được vi phân điện áp ở cả hai chân + (chân 6), - (chân 7) được biến đổi. Giải điện áp đặt vào này có thể đạt đến là 5 V. Các thông số kĩ thuật của vi mạch ADC 0804 + Bus dữ liệu 8 bít + Có lối vào Analog vi phân + Dải điện áp tín hiệu Analog lối vào là 0 ÷ 5 V + Điện áp nguồn nuôi là 5 V + Dòng tiêu thụ la 1,9 mA + Bộ phát xung nằm trên chíp Sơ đồ chân của vi mạch ADC 0804 20 6 Vin(+) Vcc D0 18 7 Vin(-) D1 17 8 D2 16 AGND 15 9 D3 Vref/2 14 19 D4 CLKR D5 13 4 12 CLKin D6 D7 11 1 CS 3 2 WR RD 5 10 DGND INTR 18
  19. thiết kế hệ thống đo và khống chế nhiệt độ bằng máy vi tính Khi sử dụng vi mạch ADC0804 để đo dải nhiệt độ thì vi mạch này có thể sử dụng để tạo nên bộ biến đổi A/D 8 bít với tính năng chuyển đổi được dải đo bởi vì modul cơ sở quy định ở lối vào và lối ra tương thích TTL. Các bít dữ liệu từ D0 ÷ D7 được truyền qua cổng nối tiếp do vậy nó sẽ cần thêm 1 xung Low để khởi tạo cho các dữ liệu được gửi đi và nó được tạo ra nhờ đường dẫn dữ liệu lối ra D0 của modul. 2.4) Chíp ADC 808/809 , 8 kênh tương tự . Một chíp CMOS rất hữu ích của hãng Nationnal Semiconductor là ADC 808/809 rất giống với chíp 0804 đã nêu ở trên. Nhưng nó chỉ khác cơ bản là chíp này có 8 kênh đầu vào tương tự làm việc độc lập với nhau. Cho nên nó cho phép giám sát đồng thời 8 bộ cảm biến( Nó cũng có đầu ra dữ liệu 8 bít như 0804, 8 kênh đầu vào tương tự được đầu ra và chon nhờ 3 chân địa chỉ BC như bản dưới) Các thông số kỹ thuật của chíp ADC 808/809 Không đòi hỏi điều chỉnh mức 0 Quét động 8 kênh bằng logíc địa chỉ Tát cả các tín hiệu tương thích với TTl Dải tần số xung clock là : (10Khz ÷ 1280Khz) Dòng tiêu thụ là : 0,3 mA Thời gian chuyển đổi: 100μs Dễ dàng giao tiếp với các bộ vi xử lí hoặc dung riêng Tốc độ chuyển đổi không phụ thuộc vào tần số xung Điện áp nguồn nuôi là : +5V Điện áp ngõ vào của tín hiệu tương tự là : (0 ÷ 5V). Điện áp ngõ vào của tín hiệu tương tự là : (0 ÷ 5V). 19
  20. thiết kế hệ thống đo và khống chế nhiệt độ bằng máy vi tính Sơ đồ chân của ADC 808/809 10 26 17 IN0 GND CLOK Vcc D0 27 14 IN1 D1 28 IN2 15 D2 8 1 IN3 D3 2 IN4 D4 18 3 IN5 D5 19 4 20 IN6 D6 5 IN7 21 D7 12 7 Vref(+) EOC 16 9 Vref(-) OE Sart ALE A B C 6 22 25 24 23 Ý nghĩa các chân. - 8 chân đầu vào (IN0 ÷ IN7) cho vào các tín hiệu tương tự và được điều khiển bởi các chân địa chỉ A,B,C - 3 chân A, B, C là các chân địa chỉ dùng để chọn lọc các tín hiệu đầu vào IN0` ÷ IN7 - 8 chân đầu ra (D0÷D7) là các chân dữ liệu đầu ra 8 bít song song 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản