Giáo trình hướng dẫn phân tích mạch tích hợp của vi mạch chuyển đổi đo lường p3

Chia sẻ: Dgrw Eryewr | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

51
lượt xem 4
download

Giáo trình hướng dẫn phân tích mạch tích hợp của vi mạch chuyển đổi đo lường p3

Mô tả tài liệu

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'giáo trình hướng dẫn phân tích mạch tích hợp của vi mạch chuyển đổi đo lường p3', khoa học tự nhiên, vật lý phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình hướng dẫn phân tích mạch tích hợp của vi mạch chuyển đổi đo lường p3

INTRA PC 3 Control Word PA2-PA0 D3 1 0 1 1 X X X PC 7 OBFA PC 6 MODE ACKA INTE1 (PORT A) RD INTE2 PC 4 STB A PC 5 IBFA WR PC 2,1,0 I/O Caùc ñöôøng tín hieäu cuûa Port C trôû thaønh caùc ñöôøng ñieàu khieån/ döõ lieäu cuûa Port A. Bit PC7 trôû thaønh OBFA, PC6 trôû thaønh ACKA, PC4 thaønh STBA, PC5 thaønh IBFA vaø PC3 thaønh INTRA. chöùc naêng cuûa caùc ñöôøng tín hieäu gioáng nhö Mode 1, chæ khaùc laø tín hieäu ngoõ ra INTRA=1 khi OBFA = 1, INTE1 =1 hoaëc IBFA=1, INTE2 =1. Caùc bit PC2,1,0 coøn laïi coù theå laø caùc bit I/O tuøy thuoäc vaøo caùc bit ñieàu khieån cuûa nhoùm B. Chuù yù: khi nhoùm A laøm vieäc ôû Mode 2, nhoùm B chæ ñöôïc pheùp hoaït ñoäng ôû Mode 0.
Caáu hình cuûa töø ñieàu k`ieån Set/Reset bit INTE khi 8255A hoaït ñoäng ôû Mode 1 hoaëc Mode 2 ñöôïc trình baøy ôû hình veõ D D D D D D D D BIT SET/ RESET X X 1 = SET X 0 = RESET Don’t Care BIT SELECT 0 1 2 3 4 5 6 7 B0 0 1 0 1 0 1 0 1 B1 0 0 1 1 0 0 1 1 B2 0 0 0 0 1 1 1 1 BIT SET/ RESET FLAG 0 = ACTIVE Caáu hình naøy coøn cho pheùp Set/Reset töøng bit cuûa Port C. töø ñieàu khieån naøy khaùc vôùi töø ñieàu khieån caáu hình laø bit D7 = 0.  Bit D0 duøng ñeå Set/Reset bit INTE, khi D0 = 1 thì INTE = 1 (cho pheùp ngaét), khi D0 =0 thì INTE = 0 (khoâng cho pheùp ngaét). 3 bit D1D2D3 duøng ñeå choïn 1 bit cuûa Port C, gaùn möùc logic cuûa bit D0 cho bit cuûa Port ñaõ choïn. Trong thöïc teá Port A vaø Port C thöôøng ñöôïc caáu hình vôùi nhieàu Mode khaùc nhau. Ví duï: nhoùm A hoaït ñoäng ôû Mode 2, nhoùm B laøm vieäc ôû Mode 0. GIÔÙI THIEÄU KIT PROFI – 5E: IV.1. ÑAËC TÍNH KYÕ THUAÄT: CPU Vi xöû lyù 8085A Boä nhôù -8Kbyte EPROM (chöông trình heä thoáng). -2Kbyte CMOS RAM, môû roäng ñeán 22 Kbyte. Cheá ñoä laøm vieäc -Töï ñoäng, töøng böôùc, ñaët ñieåm döøng. Giao tieáp -Giao tieáp song song 8255. -6 coång 8 bit
-Ñaàu caém Centronic -Ñaàu caém noái tieáp V-24 cho pheùp thay ñoåi toác ñoä truyeàn baèng chuyeån maïch DIL. -Giao tieáp Cassette. Ngaét -Söû duïng toaøn boä ngaét. BUS -Ñaàu caém 64 chaân cho bus heä thoáng. Nhaäp döõ lieäu -16 phím nhaäp soá Hex, 9 phím chöùc naêng, 1 nuùt Reset. Hieån thò -8 led 7 ñoaïn. Nguoàn nuoâi -+5v, doøng 0,68A Kích thöôùc -297 x 210mm (DIN A4) Phaàn meàm -Choïn chöùc naêng baèng phím F, caùc chöùc naêng coù theå choïn: +Dòch chuyeån vuøng nhôù truøng laäp +Laép ñaày vuøng nhôù baèng haèng soá. +Cheøn, xoùa oâ nhôù, HEX DUMP, dòch ngöôïc Assembler. +Xuaát döõ lieäu daïng ASCII. +Nhaäp döõ lieäu daïng ASCII. Thieát bò phuï -Thieát bò nhaäp xuaát IO 8/5. -Nguoàn nuoâi NG85. IV.2. SÔ ÑOÀ KHOÁI:
IV.3. MOÂ TAÛ: Sô ñoà khoái caáu taïo maùy tính PROFI-5E ñöôïc chia laøm 4 khoái chính: A: Vi xöû lyù vaø maïch choïn ñòa chæ.
B: Boä nhôù. C: Khoái xuaát nhaäp vôùi ñaàu noái. D: Baøn phím vaø Led hieån thò. IV.3.1 VI XÖÛ LYÙ VAØ MAÏCH CHOÏN ÑÒA CHÆ: Linh kieän trung taâm cuûa heä thoáng laø vi xöû lyù 8085A lieän heä vôùi caùc linh kieän coøn laïi thoâng qua bus ñòa chæ 16 bit vaø bus döõ lieäu 8 bit, beân caïnh ñoù coøn coù caùc ñöôøng tín hieäu ñieàu khieån, caùc ñöôøng quan troïng nhaát ñöôïc trình baøy trong sô ñoà khoái. VD: tín hieäu WR\, RD\ vaø caû IO\M , traïng thaùi cuûa tín hieäu naøy cho bieát ñòa chæ hieän haønh cuûa boä fhôù hay coång I/O, vôùi 16 bit ñòa chæ vi xöû lyù coù theå truy xuaát 216 = 65.536 ñòa chæ khaùc nhau. Ñòa chæ cuûa boä nhôù hay caùc coång I/O ñöôïc giaûi maõ baèng vi maïch soá laäp trình (PAL) vôùi 8 ngoõ ra ñieàu khieån caùc chaân choïn maïch CS\ cuûa boä nhôù hoaëc coång töông öùng. Linh kieän ñöôïc choïn seõ nhaän tín hieäu ñieàu khieån treân caùc bus ñieàu khieån WR\ vaø RD\ tuøy theo yeâu caàu ghi (WR\ = 0) hoaëc ñoïc (RD\ = 0)döõ lieäu giöõa CPU vôùi linh kieän ñaõ ñöôïc choïn naøy vaø döõ lieäu seõ ñöôïc truyeàn treân bus döõ lieäu 8 bit. IV.3.2 BOÄ NHÔÙ: Boä nhôù ñöôïc chia thaønh 2 khoái: Khoái thöù nhaát laø ROM bao goàm 1 hoaëc 2 EPROM 2764 dung löôïng 8 Kbyte, chöông trình heä thoáng ñöôïc chöùa trong EPROM 1, ngoaøi ra coøn coù caùc chöông trình phuï coù nhieäm vuï tìm loãi, phuïc vuï cho caùc yeâu caàu laäp trình öùng duïng. Khoái thöù 2 laø ROM goàm 3 vi maïch nhôù 2116 dung löôïng 2K byte toång coäng laø 6K byte. IV.3.3 GIAO TIEÁP I/O: Maùy tính Profi – 5E söû duïng 3 vi maïch giao tieáp song song 8255 moãi vi maïch coù 3 coång I/O 8 bit. Moät vi maïch trong soá naøy (Port 3) laøm nhieäm vuï ñieàu khieån heä thoáng nhö: baøn phím, DIL Switch…, hai vi maïch coøn laïi laø Port 1 vaø Port 2 giao tieáp vôùi beân ngoaøi thoâng qua 6 coång 8 bit vaø ñöôïc daãn ra ngoaøi ñaàu caém 64 chaân. Khi noái 1 maùy in vôùi ngoû ra Centronic vaøo maùy tính Profit – 5E thì phaûi keát noái vôùi coång B vaø C cuûa Port 2, phaàn meàm ñieàu khieån töông öùng coù saün trong chöông trình heä thoáng. Ngoaøi ra, coøn coù theå ñöa caùc thieát bò ngoaïi vi khaùc vaøo ñaàu caém chuaån V24.
Chöông trình öùng duïng coù theå löu tröõ treân baêng Audio Cassette taïi ñaàu caém giao tieáp vôùi Cassette. Ñeå taän duïng khaû naêng cuûa heä thoáng, toaøn boä caùc bus cuûa heä thoáng ( ñòa chæ, döõ lieäu, ñieàu khieån) ñöôïc ñöa ra ñaàu ra giao tieáp SMP bus theo chuaån SMP cuûa Siemen trong caùc heä vi xöû lyù 8080/8085. IV.3.4 BAØN PHÍM VAØ HIEÅN THÒ: Leänh ñieàu khieån vaø döõ lieäu ñöôïc nhaäp töø baøn phím vôùi 9 phím chöùc naêng (maøu cam) vaø 16 phím soá thaäp luïc phaân (maøu ñen), caùc cheá ñoä hoaït ñoäng cô baûn cuûa maùy ñöôïc choïn baèng chuyeån maïch 8 vò trí (DIL Switch) traïng thaùi caùc phím chuyeån maïch ñöôïc nhaäp vaøo Port 3. Boä phaän hieån thò cuûa maùy laø 8 ñeøn Led 7 ñoaïn. Tuy nhieân, caùc ñeøn naøy coù theå ñöôïc ñieàu khieån rieâng reõ tuøy theo nhu caàu cuûa ngöôøi söû duïng. Thoâng thöôøng caùc ñeøn ñöôïc ñieàu khieån bôûi 1 vi maïch chuyeân duøng keát hôïp vôùi phaàn meàm ñieàu khieån coù trong chöông trình heä thoáng, vò trí caùc ñeøn ñöôïc tieâu chuaån hoùa gioáng nhö moät oâ nhôù. IV.4. CAÙCH SÖÛ DUÏNG: Maùy tính Profi – 5E caàn moät nguoàn nuoâi oån ñònh taïi + 5V, doøng ñieän tieâu thuï toaøn maïch vaøo khoaûng 650mA, nhöng ñeå ñaûm baûo neân duøng nguoàn 5V/ 750mA hay 5V/1A. 1 40 1 40 I 12 I 11 20 21 20 21 Ñieän aùp nguoàn nuoâi cho maùy ñöôïc ñöa vaøo ñaàu keïp 2 chaáu S1, maùy seõ saún saøng laøm vieäc ngay khi vöøa môû ñieän, luùc naøy 4 ñeøn led 7 ñoaïn phía traùi seõ hieån thò soá 0.
CHÖÔNG III: THIEÁT KEÁ PHAÀN CÖÙNG KHAÙI NIEÄM: Phaàn cöùng cuûa moät thieát bò bao goàm caùc linh kieän, phaàn töû caáu taïo neân thieát bò ñoù. Tuøy thuoäc vaøo chöùc naêng, ñoä phöùc taïp maø thieát bò ñoù coù caáu taïo ñôn giaûn hay phöùc taïp. Vôùi card giao tieáp chæ naïp ñöôïc moät loaïi EPROM 2764, cho neân caáu taïo maïch khoâng quaù khoù. Sau ñaây laø sô ñoà khoái cuûa card giao tieáp maø ñeà taøi thieát keá: A0÷A7 Döõ lieäu+dchæ thaáp 74373 Port A EPROM 8255 2764 Port B O0÷O7 A8÷A12 Ñòa chæ cao Port C Ñieàu khieån Sô ñoà khoái card ghi ñoïc EPROM Trong ñoù: Port A: duøng ñeå gôûi ñòa chæ byte thaáp vaø döõ lieäu caàn truy xuaát. Port B: duøng ñeå gôûi ñòa chæ byte cao. Port C: duøng ñeå ñieàu chænh quaù trình hoaït ñoäng cuûa maïch.  74373: duøng ñeå choát ñòa chæ bit thaáp ñeå vieäc truy xuaát döõ lieäu khoâng bò aûnh höôûng. NGUOÀN CUNG CAÁP: II.1. NGUYEÂN LYÙ THIEÁT KEÁ: Vieäc EPROM 2764 coù theå laäp trình vôùi hai nguoàn aùp +12,5v hay +21v tuøy theo loaïi. Cho neân khi thieát keá nguoàn phaûi coù hai loaïi nguoàn naøy vôùi söï chuyeån maïch baèng cô khí. Ta laøm theo caùch naøy vì khi mua EPROM ñaõ bieát ñöôïc ñieän aùp caàn naïp ghi treân löng EPROM.
Ngoaøi ra ta coøn phaûi thieát keá theâm boä nguoàn chính +5v cung caáp cho toaøn kit Profi – SE vaø caùc linh kieän söû duïng nguoàn naøy ôû card ghi ñoïc EPROM. II.2. THIEÁT KEÁ: II.2.1.Nguoàn +5V: Ñaây laø nguoàn chính cung caáp cho toaøn kit vaø card ghi ñoïc EPROM cho neân doøng tieâu thuï raát lôùn. Rieâng kit Profi – SE ñaõ tieâu thuï heát 0,68 A. Cho neân choïn doøng toaøn heä thoáng laø 1A ñeå ñaûm baûo traùnh hieän töôïng quaù doøng. Töø ñoù ta choïn bieán aùp coù doøng laø 1A, ñieän aùp ngoõ ra 12V. Vì nguoàn nuoâi maïch caàn coù ñoä chính xaùc khaù cao, cho neân ta choïn IC 7805 laøm oån aùp cho maïch. IC naøy coù caùc ñaëc tính sau: Doøng ra cöïc ñaïi: 1A Ñieän aùp ra (oån aùp): +5V  5%. Ñieän aùp vaøo: Vv: 8÷14V Vuøng ñieän aùp laøm vieäc an toaøn: VSA = V = 3÷9V. Trong IC coù heä thoáng baûo veä khi quaù doøng. Sô ñoà chaân cuûa IC 7805: V IN (+) Out +5V 7805 Sô ñoà nguyeân lyù nguoàn +5v nhö sau: Trong ñoù: C: laø tuï loïc nguoàn coù giaù trò töø 470 ÷ 4700F C1, C2: laø caùc tuï loïc nhieãu ngoõ vaøo vaø ngoõ ra. Theo tính toaùn cuûa nhaø thieát keá C1 = 0,33 F, C2= 0,1 F. II.2.2. BOÄ NGUOÀN +12,5V: Neáu duøng IC oån aùp 7812 thì ngoõ ra cuûa oån aùpchæ +12v. Ñeå coù nguoàn +12,5v ta duøng maïch ñieàu chænh ñieän aùp duøng LM 317 nhö sô ñoà boä nguoàn +21V döôùi ñaây:
II.2.3. Nguoàn +21V duøng LM 317: Boä nguoàn duøng LM 317 coù nhöõng öu ñieåm sau: Ñieän aùp ngoõ ra coù theå ñieàu chænh trong phaïm vi roäng ( 1,2 ÷37v). Doøng ñieàu khieån raát beù. Ñieän aùp vaøo lôùn ( Vv = 32v). Sô ñoà nguyeân lyù nguoàn duøng LM 317: Trong ñoù: C1 = 1 F C2 = 1 F Cref = 10 F R1 = 220  Laø caùc giaù trò do nhaø saûn xuaát cung caáp. Diode coù chöùc naêng baûo veä. R2 duøng ñieàu chænh möùc ñieän aùp ngoõ ra ñieän aùp naøy ñöôïc tính döïa vaøo coâng thöùc sau:  R V0  1,251  2   I adj R2  R1    Vì doøng Iadj coù giaù trò raát beù neân coù theå boû qua R  V0  1,251  2  (v)  220  Töø ñoù ta coù: V  R2   0  1  220  1,25 
Muoán V0 coù giaù trò 5 ÷25V thì ta phaûi choïn R2 laøm bieán trôû. 5  + Khi V0 = 5V thì R2    1  220  660 ( )  1,25   25  + Khi V0 = 25V thì R2    1  220  4180 ( )  1,25  Vaäy ta choïn R2 laø bieán trôû 5 (K ) CARD GHI ÑOÏC EPROM: III.1. GIÔÙI THIEÄU: Vôùi yeâu caàu cuûa ñeà taøi laø chæ ghi ñoïc ñöôïc loaïi EPROM 2764 cho neân card giao tieáp ñaõ ñôn giaûn ñi raát nhieàu. Ñeå card giao tieáp deã söû duïng, phaàn thieát keá chæ duøng 1 coång vi maïch giao tieáp I/O 8255 A trong soá 2 coång vi maïch giao tieáp beân ngoaøi. Phaàn thieát keá choïn linh kieän laø I11 vôùi ñòa chæ caùc port nhö sau: Linh kieän Port A Port B Port C Töø ñieàu khieån I11 10(4010) 11(4011) 12(4012) 13(4013) Ñòa chæ ñaàu (8 bit) ñöôïc duøng ôû leänh In, Out. Ñòa chæ trong ngoaëc (16 bit) phaûi ñöôïc duøng trong tröôøng hôïp Port ñöôïc ñònh ñòa chæ nhö nhöõng oâ nhôù. III.2. NGUYEÂN LYÙ HOAÏT ÑOÄNG: III.2.1. Ñoái vôùi cheá ñoä ghi: Töø ñieàu khieån coù noäi dung 80H ñeå taát caû caùc port A, port B, port C ñeàu xuaát döõ lieäu. Gôûi döõ lieäu ñieàu khieån ra port C coù noäi dung laø 06H ñeå cho 74373 ôû traïng thaùi hoaït ñoäng. Gôûi ñòa chæ thaáp ra port A. Luùc naøy ñòa chæ tôùi ñöôïc caùc ñöôøng ñòa chæ cuûa EPROM, coù maët ôû ñöôøng döõ lieäu nhöng ñòa chæ naøy khoâng naïp ñöôïc vaøo EPROM vì noù ñang ôû traïng thaùi Standby. Gôûi ñòa chæ cao ra port B. Gôûi döõ lieäu ra port A. Ñeå gôûi ñòa chæ naøy khoâng aûnh höôûng ñeán ñöôøng ñòa chæ thaáp, ta phaûi ñieàu khieån Port C ñeå 74273 ôû traïng thaùi toång trôû cao (choát) baèng caùch ñieàu khieån port C ñeå chaân Oc cuûa 74373 ôû möùc cao.
Do ñoù ñeå gôûi döõ lieäu ra port A phaûi qua hai böôùc sau: Gôûi döõ lieäu ñieàu khieån ra port C coù noäi dung 05H ñeå choát 74373 Gôûi döõ lieäu ra port A. Gôûi xung laäp trình coù ñoä roäng 50ms töø port C. Ñeå tieán haønh ghi nhöõng döõ lieäu tieáp theo thì quy trình hoaït ñoäng cuõng nhö treân sau khi ta taêng ñòa chæ leân 1. III.2.2. Ñoái vôùi cheá ñoä ñoïc: Ñeå ñoïc ñöôïc EPROM ta phaûi khôûi taïo 8255 hai laàn. Quy trình ñoïc EPROM ñöôïc trình baøy cô baûn nhö sau: Töø ñieàu khieån coù noäi dung laø 80H ñeå cho port A, port B, port C ñeàu xuaát. Gôûi döõ lieäu ñieàu khieån ra port C coù dung laø 6H ñeå cho 74373 ôû traïng thaùi hoaït ñoäng. Gôûi ñòa chæ thaáp ra port A. Gôûi döõ lieäu ñieàu khieån ra port C coù noäi dung laø 05H ñeå cho 74373 ôû traïng thaùi toång trôû cao. Töø ñieàu khieån coù noäi dung laø 90H ñeå cho port A nhaäp , port B, port C xuaát. Gôûi ñòa chæ cao ra port B. Gôûi döõ lieäu ra port C coù noäi dung laø 15 ñeå cho EPROM ôû traïng thaùi ñoïc. Luùc naøy döõ lieäu ñöôïc ñöa vaøo port A. Ñeå tieán haønh ñoïc caùc döõ lieäu tieáp theo ta chæ vieäc taêng ñòa chæ leân 1 vaø thöïc hieän laïi caùc böôùc nhö treân. III.3. SÔ ÑOÀ NGUYEÂN LYÙ: Card ghi ñoïc EPROM chæ hoaït ñoäng vôùi moät loaïi EPROM phoå bieán 2764 cho neân noù ñôn giaûn, chæ goàm1 EPROM vaø 1 IC choát 74373. IC choát 74373 coù nhieäm vuï choát ñòa chæ thaáp ñeå sau ñoù khi gôûi döõ lieäu cuøng port A thì döõ lieäu khoâng aûnh höôûng ñeán ñòa chæ naøy. Trong sô ñoà coøn coù 2 transistor laøm vieäc ôû cheá ñoä baûo hoøa vôùi chöùc naêng laø chuyeån maïch töï ñoäng ñeå ñieàu khieån chaân ñieän aùp laäp trình Vpp. Khi ôû cheá ñoä laäp trình thì chaân Vpp coù ñieän aùp laø Vpp. Khi ôû cheá ñoä chôø hoaëc ñoïc thì chaân Vpp coù ñieän aùp laø Vcc. Sau ñaây laø sô ñoà nguyeân lyù cuûa card ghi ñoïc EPROM 2764. Sô ñoà nguyeân lyù maïch ghi ñoïc EPROM.