ứng dụng linh kiện điện điện tử, chương 10

Chia sẻ: Nguyen Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

0
83
lượt xem
27
download

ứng dụng linh kiện điện điện tử, chương 10

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

Cung cấp một nguồn VDC cho tất cả các IC trong mạch. 2. Có nguồn dự phòng trong trường hợp gặp sự cố ở nguồn điện. 3. Có nguồn nuôi RAMback-ưp) vì tất cã các dữ liệu trong quá trình tính toán, xử lý hệ thống được lưu trữ trong RAM các dữ liệu này sẽ mất đi nếu chông có nguồn nuôi RAM. Xuất phát từ những yêu cầu trên em đưa ra mãch điện như sau, đảm bảo tốt cho hoạt động của hệ thống. Mạch nguồn bao gồm: Ổn ap7805' cung cấp điện cho toàn mạch....

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: ứng dụng linh kiện điện điện tử, chương 10

  1. Chương 10: Thieát keá boä nguoàn *Yeâu caàu: 1. Cung caáp moät nguoàn VDC cho taát caû caùc IC trong maïch. 2. Coù nguoàn döï phoøng trong tröôøng hôïp gaëp söï coá ôû nguoàn ñieän. 3. Coù nguoàn nuoâi RAM(back-up) vì taát caõ caùc döõ lieäu trong quaù trình tính toaùn, xöû lyù heä thoáng ñöôïc löu tröõ trong RAM caùc döõ lieäu naøy seõ maát ñi neáu choâng coù nguoàn nuoâi RAM. Xuaát phaùt töø nhöõng yeâu caàu treân em ñöa ra maõch ñieän nhö sau, ñaûm baûo toát cho hoaït ñoäng cuaû heä thoáng. Maïch nguoàn bao goàm:  OÅn aùp7805 cung caáp ñieän cho toaøn maïch.  Tuï choáng nhieãu.  Nguoàn nuoâi RAM 3,6 v Ta coù sô ñoà maïch nguoàn nhö sau: RAM 1k DIODE DIODE + 3.6V 10to1 1N40041N4004 78L05 + 220Vac 1N40041N4004 IN OUT COM 0.1uF + 1uF + 1uF - Hình 2.5 : Maïch Nguoàn Trong ñoù caùc DIODE taïo thaønh caàu naén ñieän Hai tuï C 10 uF : loïc nhieãu nguoàn. 16 tuï 0,1uF: caùc tuï choáng nhieãu.
  2. IC oån aùp ñöôïc choïn laø LM 7805 laø loaïi oån aùp ñöùng coù ñaëc ñieåm nhö sau: - Ñieän aùp ngoõ vaøo 8-35v - Ñieän aùp ngoõ ra oån aùp 5v - Doøng ñieän ra danh ñònh 1A Nguoàn 3,6v duøng ñeå nuoâi RAM khi coù söï coá maát ñieän. Ta bieát raèng döôùi ñieän aùp cung caáp laø 3,6 v thì döõ lieäu trong RAM seõ khoâng bò maát vôùi maïch ñieän nhö treân khi bò maát ñieän diode D6 ñöôïc phaân cöïc thuaän caáp nguoàn 3,6v baûo veä RAM khoûi bò maát döõ lieäu. 2.Thieát Keá Boä Nhôù: Khoái boä nhô ùlaø khoái quan troïng thöù hai sau khoái xöû lyù trung taâm caùc chöông trình ñieàu khieån caùc döõ lieäu nhaäp töø beân ngoaøi cuõng nhö phaùt sinh töø beân trong chöông trình ñieàu phaûi ñöôïc löu tröõ trong boä nhôù. Coù theå noùi boä nhôù laø nôi CPU thöôøng xuyeân trao ñoåi thoâng tin nhaát. Vì vaäy maø töø chi maùy tính ra ñôøi cho ñeán nay coäng vôùi söï caûi thieän khoâng ngöøng cuaû kyõ thuaät xöû lyù, boä nhôù ngaøy caøng ñöôïc toái öu hoaù khoâng chæ veà maët dung löôïng, kích thöôùc maø coøn caû veà thôøi gian truy xuaát döõ lieäu. Chuùng ta coù hai loaïi boä nhôù thoâng duïng thöù nhaát laø loaïi ñieän töø thöôøng thaáy nhaát ôû daïng baêng töø ñiaõ töø loaïi naøy coù öu ñieåm coù theå mang ñi ñöôïc dung löôïng lôùn, nhöôïc ñieåm truy xuaát chaäm. macïh ñieàu khieån döõ lieäu coàng keành. Loaïi thöù hai laø caùc loaïi maïch nhôù baùn daãn phöông thöùc nhôù döïa treân tính chaát vaät lyù cuûa chaát baùn daãn hay caùc traïng thaùi logic cuaû maïch soá. Loaïi naøy coù öu ñieåm toác ñoä truy xuaát döõ lieäu cao (haøng nano giaây-ns), kích thöôùc nhoû, ñieàu khieån deã. Nhöôïc ñieåm cuaû noù laø khoâng coù khaõ naêng tích tröõ döõ lieäu vôùi dung löôïng lôùn.
  3. Ñeå coù theå choïn ra loaïi boä nhôù thích hôïp nhaát cho heä thoáng chuùng ta xeùt ñeán ñaëc tính cuaû moãi loaïi ñeå choïn löïa cho phuø hôïp vôùi yeâu caàu cuaû maïch. a)Phaân tích yeâu caàu cuaû heä thoáng – choïn linh kieän: *Caùc yeâu caàu cuaû heä thoáng kit: 1. Maïch nhôù phaûi ñöôïc gaén cuøng baêng maïch chính. 2. Dung löôïng ñaùp öùng yeâu caàu cuûa heä thoáng 3. Chöông trình ñieåu khieån kieåm soaùt khoâng ñöôïc maát sau khi caét nguoàn cung caáp 4. Toác ñoä trao ñoåi döõ lieäu phaûi cao hôn toác ñoä truy xuaát döõ lieäu cuaõ CPU söõ ñöôïc duïng. 5. Goïn nheï khoâng chieám nhieàu dieän tích. 6. Coâng suaát tieâu thuï thaáp. Döïa vaøo yeäu caàu thöù nhaát vaø thöù sauù ta thaáy chæ coù boä nhôù baùn daån laø ñaùp öùng ñöôïc. Boä nhôù töø ñieän khoâng thích hôïp vì phaûi coù maïch ñieàu khieån trao ñoåi döõ lieäu, maïch ñieàu khieån trao ñoåi caùc chuyeån ñoäng cô khí. Hôn nöõa vieäc ñoïc ghi lieân tuïc khoâng cho pheùp söû duïng boä nhôù ñieän töø vaø cuoái cuøng laø boä nhôù ñieän töø tieâu thuï coâng suaát gaáp nhieàu laàn boä nhôù baùn daãn chính töø lyù do treân boä nhôù baùn daãn ñöôïc choïn thieát keá trong ñeà taøi naøy. b) Keát noái chi tieát: Ñeå keát noái vi ñieàu khieån vôùi boä nhôù moät caùch chi tieát phaûi ñaët ra moät soá yeâu caàu sau: - Duøng Microcontroller ñeå truy xuaát ñöôïc 64 kbyte dung löôïng boä nhôù. - Thieát keá 16 kbytes boä nhôù EPROM duøng hai IC 6264 coù dung löôïng 8kbytes/1 IC. - Thieát keá boä nhôù RAM coù dung löôïng 16 kbytes duøng 2 IC 2764 coù dung löôïng 8 kbytes cho moãi IC
  4. - Trong vuøng 64 kbyte chæ söõ duïng 32 kbytes ñaàu töø kbyte thöù 1 ñeán kbyte thöù 32. Kbyte thöù 33 ñeán kbyte thöù 64 khoâng söõ duïng cho boä nhôù maø söû duïng cho caùc muïc ñích khaùc. - Ñiaï chæ cuaû vuøng nhôù 64 kbyte laø0000H-FFFFH vì chæ söõ duïng 32 kbyte ñaàu tieân neân vuøng nhôù naøy coù ñiaï chæ töø 0000H- 7FFFH. - Trong vuøng 32 kbyte ñaàu tieân. töø kbyte thöù 1 ñeán kbyte thöù 16 ñöôïc duøng cho boä nhôù EPROM coù ñòa chó töø 0000H - 3FFFH. 16 kbyte keá tieáp theo ñuôïc söõ duïng cho boä nhôù RAM coù ñiaï chæ töø 4000H-7FFFH +Thieát keá boä nhôù EPROM: - Do EPROM trong yeâu caàu söû duïng coù dung löôïng 16 kbyte neân IC naøy phaûi coù 13 ñöôøng ñiaï chæ A12,A11,A10,A9…A0. Ñòa chæ ñaàu tieân laø0.0000.0000.00002 Vaø ñiaï chæ cuaû oâ nhôù cuoái cuøng laø 1.1111.1111.11112 neáu vieát theo soá HEXA 16 bit thì coù ñiaï chæ ñaàu tieân laø 0000H. vaø ñòa chæ cuoái cuøng laø FFFFH. Nhö vaäy neáu gaén EPROM ñaàu tieân vaøo 16 kbyte ñaàu tieân noù seõ chieám baét ñaàu töø 0000H-1FFFH vaø EPROM thöù 2 seõ chieám vuøng nhôø keá tieáp coù ñiaï chæ töø 2000H-3FFFH ta coù baûn ñoà nhö sau: IC A15A14A13 A11A10A9 A7A6A5 A3A2A1 Hex Kbyt A12 A8 A4 A0 e EFRO 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 000 1-8 M1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1FF 1 1 1 1 F EFRO 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 200 9-16 M2 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3FF 1 1 1 1 F
  5. Moãi EPROM coù 8 kbyte ñeå EPROM truy xuaát heát 8 kbyte ñoøi hoûi ngöôøi thieát keát noái 13 ñuôøng ñòa chæ A12,A11,A10,A9…A0 cuaû vi ñieàu khieån ñeán 13 ñuôøng ñòa chæ A12,A11,A10,A9…A0 cuaû boä nhôù, 8 ñöôøng döõ lieäu D7,D6,…D0 cuaû vi ñieàu khieån ñöôïc noái vôùi 8 ñöôøng döõ lieäu D7,D6…D0 cuaû 2 EPROM, ñöôøng tín hieäu EA\ ñöôïc keát noái vôùi ñöôøng OE\ cuaû 2 EPROM. Ñeán ñaây Microcontroller chæ giao tieáp vôùi boä nhôù thoâng qua ba bus laø bus ñòa chæ, bus döõ lieäu vaø bus ñieàu khieån, neáu döøng laïi ôû ñaây thì khi Microcontroller taïo ra moät ñiaï chæ ñeå truy xuaát moät oâ nhôù thì caû hai EPROM ñeàu nhaän ñöôïc ñòa chæ töø bus ñiaï chæ vaø cuøng döõ lieäu ra töø bus döõ lieäu. Khi ñoù Microcontroller nhaän vaøo ñiaï chæ khoâng bieát laø cuaû oâ nhôù naøo. Ñeå Microcontroller nhaän ñuùng döõ lieäu caàn truy xuaát cuaû oâ nhôù naøo thì phaûi thieát keá maïch giaûi maõ ñiaï chæ (seõ ñöôïc trình baøy sau). Thieát keá boä nhôù RAM: Boä nhôù RAM duøng laø 16 kbyte tieáp theo boä nhôù EPROM, söû duïng 2 RAM 2764 coù dung löôïng 8 kbyte, do dung löôïng cuûa RAM 2764 EPROM 6264 laø baèng nhau neân vaán ñeà thieát keá cho RAM töông töï nhö EPROM chæ khaùc ñòa chæ xuaát phaùt vaø chaân OE\ cuaû RAM ñöôïc ñeán chaân OE\ cuaû vi ñieàu khieån. Baûn ñoà nhôù cuaû RAM: IC A15A14A13 A11A10A9 A7A6A5 A3A2A1 Hex Kbyt A12 A8 A4 A0 e RA 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 400 17-24 M1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 5FF 1 1 1 1 F RA 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 600 25-32
  6. M2 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 7FF 1 1 1 1 F Nhìn vaøo baûn ñoà nhôù ta thaáy raèng vuøng nhôù Ram coù ñòa chæ tieáp theo cuûa vuøng nhôù Rom vaø ñòa chæ ñaàu taeân 4000H keát thuùc ôû oâ nhôù cuoái cuøng taïi 7FFFH. Vaán ñeà coøn laïi laø giaûi maõ ñeå choïn oâ nhôù töông öùng vôùi töøng Ram. + Thieát keá maïch giaûi maõ ñòa chæ. Töø baûng ñoà nhôù ta thaáy coù 3 bit A15A14A13 coù taùm traïng thaùi töông ñöôfg vôùi 8 vuøng nhôù, moãi vuøng nhôù coù dung löôïng 8kbyte. EPROM töông ñöông vôùi traïng thaùi 0002, EPROM2 töông vôùi traïng thaùi 0012, Ram1 traïng thaùi 0102, RAM2 traïng thaùi 0112. Caùc coøn laïi söû duïng ñeå giaûi maõ cho caùc thieát bò khaùc caàn truy xuaát. Töøng traïng thaùi 3 bit cho pheùp truy xuaát töøng EPROM, töøng RAM. Khi moät EPROM hoaëc moät RAM ñöôïc truy xuaát thì caùc EPROM hoaëc RAM khaùc khoâng ñöôïc truy xuaát. Ñeå ñaûm baûo cho caùc öùng duïng cuûa kit, ngoaøi yeâu caàu ROM, RAM chuùng ta coøn phaûi quan taâm ñeán vieäc giao tieáp vôùi thieát bò beân ngoaøi thoâng qua IC 8255 vaø IC 8279 ñaûm nhaän hai cöïc kì quan troïng, vöøa queùt hieån thò vöøa giaûi maõ baøn phím. Nhìn chung taát caû nhöõng linh kieän xung quanh 8951 ñeàu keát noái song song vaøo Data Bus, Address Bus vaø control BUS nhö vaäy caàn phaûi coù moät A13 Y0\ CS – EPROM1 söï giaûi ña hôïp choïA14 n linh kieän Y1\ CPU– vaøo moät thôøi ñieåm naøo cho CS EPROM2 ñoù nhaèm traùnh söï xung ñoät Bus 2laøm cho- caùc hoaït ñoäng cuûa CPU Vcc A15 Y\ CS RAM1 E3 maõ ñòa Y3\ CS – RAM2 bò roái loaïn. Maïch giaói 74LS138 chæ ñöôïc thieát keá nhö sau: E2 Y4\ CS – 82551 E1 Y5\ CS - 82552 Y6\ CS- 8279 Y7\
  7. Hình 2 .6 : Giaûi Maõ Ñòa Chæ Chaân A,B, C laàn löôït noái vaøo caùc chaân A13 A14 A15 cuûa 8951. Caùc ngoõ ra cuûa 74LS138 laàn löôït noái caùc chaân CS (chip select) cuûa ROM, RAM , 8255 vaø 8279. 3.Thieát keá boä giao ieáp ngoaïi vi: Töông töï nhö boä nhôù 8255 cuõng coù ba nhoùm chaân cô baûn -Caùc chaân döõ lieäu ñoù töø Do -D7;PA0-PA7 ;PB0-PB7 ;PC 0-PC7 Caùc ñòa chæA0,A1 -Caùc chaân ñieàu khieån: CS\(chip select), WR\(write), RD\(read), RST(reset) Vì ñaây laø giao tieáp döõ lieäu giöõa heä thoáng vôùi döõ lieäu beân ngoaøi neân khaùc vôùi heä thoáng nhôù chuùng coù hai nhoùm döõ lieäu. Nhoùm döõ lieäu D0-D7 ñöôïc noái tröïc tieáp ñeán bus döõ lieäu cuûa heä thoáng. Nhoùm coång xuaát nhaäp PA, PB, PC ñöôïc ñöa ra ngoaøi qua connector ñeå giao tieáp vôùi thieát bò beân ngoaøi. Trong 8255 coù ba boä ñeäm döõ lieäu cho ba port vaø moät thanh ghi duøng cho vieäc aán ñònh cheá ñoä hoaït ñoäng (thanh ghi töø ñieàu khieån). Vieäc ñònh vò boán vuøng döõ lieäu naøy thoâng qua caùc chaân A0, A1 cuûa töøng IC 8255. Töông töï nhö boä nhôù 8255 cuõng chieám moät choã trong baûn ñoà nhôù, do coù 2 coång xuaát nhaäp neân seõ coù hai vuøøng nhôù ñöôïc choïn sao cho deã daøng trong vieäc truy xuaát. Trong heä thoáfg cuûa chuùng ta moãi IC ñöôïc choïn coù ñòa chæ nhö sau: + 8255 -1 coù ñòa chæ töø 8000H – 8003H
  8. + 8255 –2 Coù ñòa chæ töø A00H – A003H Sôû dó ta choïn ñòa chæ cuûa 8255 nhö vaäy laø do ta qui ñoàng dung löôïng cuûa moãi 82555 laø 8 Kbyte ñeå deã daøng cho vieäc giaûi maõ. Ta söû duïng phöông phaùp ñònh vò theo caùch ñònh vò boä nhôù IO(mapped memory) coù nghóa laø ñònh vò theo caùch ñònh vò boä nhôù, do ñoù ñòa chæ duøng cho vieäc ñònh vò naøy phaûi ñuû 16 bit. Ñeå thuaän tieän cho vieäc ñònh vò naøy ta taän duïng tieáp ngoõ ra keá tieáp cuûa IC giaûi maõ 74LS138 ñaõ thieát keá ôû phaàn tröôùc. Vôùi caùch lyù luaän töông töï ta choïn chaân Y4 ñeå noái ñeán chaân CS cuûa 8255 -1 vaø chaân Y5 noái ñeán chaân CS cuûa 8255 – 2. Caùc ñöôøng ñieàu khieån WR\, RD\, RST ñöôïc noái ñeán caùc ñöôøng WR\, RD\, RST cuaû vi ñieàu khieån. Caùc ñöôøng ñiaï chæ cuûa A1,Ao,cuaû 8255 ñöôïc noái ñeán caùc ñöôøng A1,Ao cuaû vi ñieàu khieån. Caùc ñöôøng döõ lieäu Do-D7 ñöôïc noái ñeán caùc ñöôøng döõ lieäu Do-D7 cuaû vi ñieàu khieån. Töø caùc lyù luaän treân ta coù sô ñoà noái keát sau: A13 A Y0\ Data bus Port1A A14 B Y1\ Vcc A15 C Y2\ Control bus 8255-1 Port1B Y3\ E3 Y4\ Address A0,A1 E2\ Port1C Y5\ bus E1\ CS\ Y6\ Y7\ Data bus Port2A Control bus 8255-2 Port2B Address A0,A1 bus Port2C CS\
  9. Hình 2 .7 : Sô ñoà keát noái hai 8255 vôùi 74138
Đồng bộ tài khoản