intTypePromotion=1
ADSENSE

Giáo trình phân tích tính ưu việt của vi mạch chuyển đổi trong kỹ thuật điều khiển và đo lường p1

Chia sẻ: Dfsdf Fdsgds | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

48
lượt xem
4
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'giáo trình phân tích tính ưu việt của vi mạch chuyển đổi trong kỹ thuật điều khiển và đo lường p1', kỹ thuật - công nghệ, kĩ thuật viễn thông phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giáo trình phân tích tính ưu việt của vi mạch chuyển đổi trong kỹ thuật điều khiển và đo lường p1

  1. h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w PD PD er er ! ! W W O O N N Giáo trình phân tích tính ưu việt của vi mạch y y bu bu to to k k lic lic chuyển đổi trong kỹ thuật điều khiển và đo lường C C w w m m w w w w o o .c .c .d o .d o c u -tr a c k c u -tr a c k CHÖÔNG I: TOÅNG QUAN VEÀ MAÏCH TÍCH HÔÏP ÑÒNH NGHÓA: Maïch tích hôïp laø maïch ñieän maø caùc phaàn töû ñöôïc cheá taïo ñoàng thôøi treân cuøng moät ñeá, vaø caùc phaàn töû naøy khoâng taùch rôøi nhau, thoâng thöôøng ngöôøi ta goïi laø IC (Intergrated Circuit). Vôùi söï phaùt trieån khoâng ngöøng veà kyõ thuaät vaø coâng ngheä cheá taïo linh kieän ñieän töû, ñaõ cho ra ñôøi nhöõng maïc` tích hôïp coù ñoä tin caäy cao, kích thöôùc nhoû. Tính ña duïng cuõng nhö tính kinh teá cuõng ñöôïc phaùt huy. Theo möùc ñoä tích hôïp ta phaân ra caùc maïch tích hôïp sau:  Loaïi nhoû ( SSI ) chöùa döôùi 12 coång logic cô baûn.  Loaïi vöøa ( MSI ) tích hôïp ñeán caû traêm coång logic cô baûn.  Loaïi lôùn ( LSI ) tích hôïp ñeán caû ngaøn coång logic cô baûn.  Loaïi cöïc lôùn ( VLSI ) tích hôïp ñeán hôn moät ngaøn coång logic. Ñaây laø caùc loaïi maïch vi xöû lyù . Theo chöùc naêng vi maïch ngöôøi ta phaân ra caùc loaïi sau:  Vi maïch töông töï ( Analog IC ).  Vi maïch soá (Digital IC ).  Vi maïch chuyeån ñoåi ADC, DAC ( Analog – Digital Converter ).  Vi maïch nhôù ( Memory IC ).  Vi maïch vi xöû lyù (Processor). Vaø nhieàu loaïi vi maïch chuyeân duïng khaùc nöõa. VI MAÏCH SOÁ: Vi maïch soá laø caùc vi maïch maø noù chæ laøm vieäc ñuùng vôùi caùc tín hieäu giaùn ñoaïn, rôøi raïc. Caùc tín hieäu naøy chính laø caùc giaù trò coù ñieän (High) vaø khoâng coù ñieän (Low) cuûa ñieän aùp. Vôùi söï phaùt trieån raát nhanh vað maïnh cuûa kyõ thuaät soá. Vi maïch soá ngaøy nay ñang ñöôïc öa chuoäng vaø ñöôïc öùng duïng trong caùc ngaønh then choát nhö: maùy tính ñieän töû, ño löôøng, ñieàu khieån… cuõng nhö trong lónh vöïc daân duïng nhö quang baùo… Baèng coâng ngheä khaùc nhau maø nhaø cheá taïo ñaõ saûn xuaát ra IC soá theo 2 loaïi chính ñeå taïo neân 2 loaïi IC phoå bieán. TTL ( Transistor – Transistor logic ) laøm vieäc ôû möùc ñieän aùp 5v ± 10%. CMOS ( Complementary Mos) laøm vieäc ôû ñieän aùp cao hôn vôùi 1 daõy roäng. Ñieån hình cuûa loaïi IC TTL laø hoï 74xx, 74Hxx, 74LSxx,… vaø cho CMOS laø 74Cxx,74CHxx, 45xx.
  2. h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu to to k k lic lic C C w w m m w w w w o o .c .c .d o .d o c u -tr a c k c u -tr a c k Moãi loaïi coù nhöõng öu vieät cuõng nhö khuyeát ñieåm rieâng. Tuøy vaøo nhöõng öùng duïng cuï theå maø ta choïn cho thích hôïp. VI MAÏCH NHÔÙ: Laø vi maïch coù khaû naêng löu tröõ döõ lieäu. Veà maët ñieän tích thì chuùng ñöôïc xem nhö nhieàu oâ nhôù maø ta coù theå ñaët vaøo moät giaù trò ñieän aùp laø High hoaëc Low. Vaø giaù trò naøy seõ ñöôïc löu tröõ theo thôøi gian tuøy theo töøng loaïi. Coù 2 loaïi maïch nhôù cô baûn laø ROM vaø RAM. III.1. Ram ( Random Access Memory): Laø boä nhôù coù theå truy xuaát vaø ghi vaøo. Noùi caùch khaùc RAM laø boä nhôù thay ñoåi, nghóa laø noù seõ maát döõ lieäu khi bò maát nguoàn nuoâi. Coù 2 loaïi RAM sau: III.1.1. SRAM ( Static RAM): Ñöôïc goïi laø RAM tónh, laø daïng RAM hoaït ñoäng theo nguyeân taéc cuûa Flip – Flop D. döõ lieäu ghi vaøo ñöôïc toàn tröõ theo thôøi gian. III.1.2. DRAM ( Dynamic RAM): Ñöôïc goïi laø RAM ñoäng. Laø daïng RAM hoaït ñoäng nhö tuï ñieän, do ñoù döõ lieäu coù theå bò maát sau khi ngaét ñieän. Vì theá ñoái vôùi DRAM ñeå ñaûm baûo khoâng maát döõ lieäu thì ta phaûi laøm töôi RAM sau moät khoaûng thôøi gian aán ñònh. III.2. ROM (Real Only Memory): Laø boä nhôù chæ coù theå ñoïc ñöôïc döõ lieäu ñöôïc ghi tröôùc töø noù. Nhöng cuõng coù moät soá loaïi ROM ta coù theå ghi vaøo noù vôùi moät soá ñieàu kieän ñaëc bieät. D0 A3 ROM A2 Data bus Andress Bus A1 A0 D7 Control Input Hình 1: Sô ñoà logic ROM ñöôïc ñôn giaûn hoùa.
  3. h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu to to k k lic lic C C w w m m w w w w o o .c .c .d o .d o c u -tr a c k c u -tr a c k Tuøy theo coâng ngheä cheá taïo vaø caùch thöùc ghi döõ lieäu maø ta coù caùc loaïi ROM sau: III.2.1. PROM (Programmable ROM ): Laø loaïi chæ ghi ñöôïc döõ lieäu moät laàn vaø khoâng ñoåi ñöôïc nöõa. Ngöôøi söû duïng coù theå töï laäp trình treân PROM. Thöôøng goïi laø ROM caàu chì, coù giaù thaønh thaáp, ñöôïc söû duïng trong caùc öùng duïng quy moâ nhoû. III.2.2. MROM (Mask – Programmed ROM): Laø loaïi ROM chæ saûn xuaát theo ñôn ñaët haøng vì chæ ñöôïc laäp trình moät laàn duy nhaát vaø chöông trình ñöôïc caøi saün trong quaù trình cheá taïo cuûa nhaø saûn xuaát. Thöôøng goïi laø ROM maët naï. III.2.3. EPROM (Erasable ROM): Laø loaïi ROM laäp trình ñöôïc nhieàu laàn. Moãi laàn laäp trình sai coù theå laäp trình laïi baèng caùch xoùa ñi tröôùc khi thöïc hieän chöông trình môùi. Xoùa EPROM baèng caùch chieáu tia cöïc tím vaøo cöûa soå treân thaân EPROM. Khi EPROM ñöôïc xoùa saïch coù nghóa laø toaøn boä teá baøo nhôù ñeàu ôû möùc 1. EPROM ñöôïc kyù hieäu 27xxxx. III.2.4. EEROM (Electrically EPROM ): EPROM coù 2 nhöôïc ñieåm sau: Muoán thay ñoåi chöông trình khaùc phaûi ñem ñi xoùa vaø laäp trình laïi, vieäc naøy raát toán thôøi gian. Khi ta muoán thay ñoåi noäi dung cuûa moät bit taïi moät ñòa chæ naøo ñoù thì phaûi xoùa toaøn boä EPROM. Do ñoù EEPROM ñaõ ra ñôøi ñeå caûi tieán EPROM. EEPROM coù theå xoùa baèng ñieän. Vaø khi xoùa coù theå xoùa toaøn boä hay töøng töø (Word) trong ma traän nhôù. Kyù hieäu EEPROM: 28xxx. Ñieän aùp laäp trình laø 5v vì beân trong coù boä chuyeån ñoåi DC sang DC (töø 5v÷21v). VI MAÏCH VI XÖÛ LYÙ: Vi xöû lyù laø vi maïch lôùn hoaëc cöïc lôùn (LSI hoaëc VLSI ) coù chöùc faêng töông töï ñôn vò xöû lyù trung taâm ( CPU: Center Processer Unit ) cuûa maùy tính thoâng thöôøng nhöng möùc ñoä thaáp hôn veà toác ñoä cuõng nhö veà khaû naêng xöû lyù vaø xuaát döõ lieäu.
  4. h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu to to k k lic lic C C w w m m w w w w o o .c .c .d o .d o c u -tr a c k c u -tr a c k Moät vi xöû lyù coù theå thöïc hieän vaøi traêm leänh ñeán haøng ngaøn leänh. Do ñoù noù coù khaû naêng thöïc hieän ñöôïc raát nhieàu vieäc khaùc nhau tuøy theo yeâu caàu cuûa ngöôøi söû duïng. Tính öu vieät cuûa vi xöû lyù trong kyõ thuaät ñieàu khieån vaø ño löôøng ngaøy caøng ñöôïc khaúng ñònh do tính meàm deûo cuûa phaàn meàm. Maëc duø noù phöùc taïp trong hoaït ñoäng thieát keá, nhöng tính kinh teá laø moät öu ñieåm vaø kích thöôùc nhoû. Thoâng thöôøng 1 heä vi xöû lyù goàm coù 2 phaàn chính:  Phaàn cöùng.  Phaàn meàm. Phaàn cöùng bao goàm 3 phaàn chuû yeáu: ñôn vò xöû lyù trung taâm (CPU), khoái nhôù, khoái vaøo ra. Ngoaøi ra coøn coù caùc ñöôøng daãn tín hieäu, boä dao ñoäng … Phaàn meàm: laø caùc chöông trình do ngöôøi söû duïng vieát ñeå ñieàu khieån theo yeâu caàu cuûa mình. Moät soá vi xöû lyù thoâng duïng hieän nay laø Z80, 6800, 8085, 8031… Caøng veà sau thì caùc heä vi xöû lyù caøng tieán boä veà khaû naêng xöû lyù döõ lieäu vaø toác ñoä xöû lyù… Sô ñoà caáu truùc 1 boä vi xöû lyù: Addess Bus OUT ROM RAM I/O CPU IN Data Bus Control Bus
  5. h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu to to k k lic lic C C w w m m w w w w o o .c .c .d o .d o c u -tr a c k c u -tr a c k CHÖÔNG II: GIÔÙI THIEÄU KIT PROFI – 5E GIÔÙI THIEÄU VEÀ EPROM 2764 I.1. GIÔÙI THIEÄU: EPROM 2764 do haõng Intel saûn xuaát coù caùc ñaëc ñieåm. Nguoàn cung caáp Vcc = 5v. Dung löôïng: 8k x 8 bit ( goàm 65.536 bit). Thôøi gian toái ña ñeå laäp trình choïn IC 2764 laø 420s. Thôøi gian truy xuaát toái ña:  Cheá ñoä bình thöôøng laø 280 ns.  Cheá ñoä nhanh laø 200ns. Xung laäp trình ñôn. Coâng suaát tieâu taùn thaáp.  ÔÛ cheá ñoä hoaït ñoäng: doøng toái ña 150mA  ÔÛ traïng thaùi chôø: doøng toái ña 35mA. Hoaït ñoäng döïa treân caùc thoâng soá cuûa hoï TTL. Ngoõ ra 3 traïng thaùi. Laäp trình baèng ñieän vaø xoùa baèng tia cöïc tím. I.1.1. SÔ ÑOÀ CHAÂN CUÛA EPROM 2764: Trong ñoù: A0 ñeán A12 bus ñòa chæ (ngoõ vaøo). D0 ñeán D7 bus döõ lieäu (ngoõ ra). OE: ñieàu khieån cho pheùp ngoõ ra (ngoõ vaøo). CE: ñieàu khieån choïn chip (ngoõ vaøo). Vpp: ñieän aùp laäp trình. PGM: xung laäp trình vôùi ñoä roäng caàn thieát. I.1.2. BAÛNG TRAÏNG THAÙI HOAÏT ÑOÄNG EPROM 2764: CHAÂN CE OE PGM VPP VCC OUTPUT Cheá ñoä (20) (22) (27) (1) (28) (11-13,15-19) Ñoïc VIL VIL VIH VCC VCC Ra Chôø VIH X X VCC VCC Z cao Naïp C/T VIL X VIL VPP VCC Vaøo Kieåm C/T VIL VIL VIH VPP VCC Ra
  6. h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu to to k k lic lic C C w w m m w w w w o o .c .c .d o .d o c u -tr a c k c u -tr a c k Caám naïp C/T VIH X X VPP VCC Z cao 11 10 00 A0 12 9 01 A1 13 8 02 A2 15 7 03 A3 16 6 04 A4 17 5 05 A5 18 4 06 A6 19 3 07 A7 25 A8 24 A9 2764 21 A10 23 A11 2 A12 20 CE 22 OE 27 PGM 1 VPP Trong ñoù caùc ñieän aùp: VIH töông öùng vôùi möùc logic 1 cuûa TTL. VIL töông öùng vôùi möùc logic 0 cuûa TTL. X: laø traïng thaùi khoâng quan taâm. I.1.3. SÔ ÑOÀ KHOÁI EPROM 2764: Vpp D0÷D7 Vcc GND Logic ñieàu Ñeäm ngoõ ra OE khieån CE/PGM Maïch cuûa Y Giaûi maõ Y (Y gating) A0÷A12 Ma traän nhôù Giaûi maõ X 65.536 bit I.2. CHEÁ ÑOÄ ÑOÏC:
  7. h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu to to k k lic lic C C w w m m w w w w o o .c .c .d o .d o c u -tr a c k c u -tr a c k Giaûn ñoà xung chu kyø ñoïc: Khi caùc chaân CE, OE ôû möùc logic 0 vaø Vpp ôû +5v thì cheá ñoä ñoïc ñöôïc xaùc laäp. Döõ lieäu chæ xuaát ra trong moät khoaûng thôøi gian tACC, tOE. I.3. CHEÁ ÑOÄ CHÔØ: Töø baûng traïng thaùi, khi CE ôû möùc logic 1, Vpp ôû möùc +5v thì cheá ñoä chôø ñöôïc thieát laäp. ÔÛ cheá ñoä naøy laøm giaûm coâng suaát tieâu thuï coøn 75%. Doøng ñieän tieâu thuï toái ña 35 mA. Caùc ngoõ ra ôû 3 traïng thaùi (Hi – Z ), ñoäc laäp vôùi ngoõ vaøo CE. I.4. CHEÁ ÑOÄ LAÄP TRÌNH: Cheá ñoä laäp trình seõ ñöôïc hoaøn haûo khi EPROM ñaõ ñöôïc xoùa saïch. Khi ñoù, caùc bit cuûa EPROM ñeàu ôû traïng thaùi logic 1. Vieäc laäp trình ñöôïc tieán haønh töø ñòa chæ thaáp nhaát ñeán ñòa chæ cao hôn vaø noù seõ keát thuùc khi ta heát döõ lieäu ñöa vaøo maø khoâng ñoøi hoûi laø phaûi chieám heát caùc oâ nhôù cuûa EPROM. Ñeå laäp trình EPROM 2764 ta caàn thöïc hieän caùc böôùc cô baûn sau: Ñöa ñòa chæ vaøo bus ñòa chæ cuûa EPROM ñeå choïn oâ nhôù laäp trình. Ñöa döõ lieäu caàn naïp vaøo bus döõ lieäu cuûa EPROM. Moãi laàn döõ lieäu vaøo thì oâ nhôù töï ñoäng taêng leân 1 ñôn vò. Ñieän aùp caàn naïp EPROM 2764: Vpp =+21v hoaëc =+12,5v Chaân CE ñöôïc noái xuoáng mass (möùc logic 0). Khi coâng vieäc treân ñaõ hoaøn taát nghóa laø ñòa chæ vaø döõ lieäu ñaõ oån ñònh thì xung laäp trình ñöôïc ñöa vaøo chaân PGM. Giaûn ñoà xung laäp trình:
  8. h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu to to k k lic lic C C w w m m w w w w o o .c .c .d o .d o c u -tr a c k c u -tr a c k Khi laäp trình, ngöôøi laäp trình coù theå thaâm nhaäp baát kyø oâ nhôù naøo vaøo baát kyø luùc naøo. Vieäc choïn ñòa chæ coù khoaûng caùch lieân tuïc hay ngaåu nhieân. I.5. CHEÁ ÑOÄ CAÁM LAÄP TRÌNH: Cheá ñoä naøy seõ thöïc thi khi ngöôøi vieát chöông trình ñieàu khieån chaân CE leân möùc logic 1. Luùc naøy caùc ngoõ ra ôû toång trôû cao. Cheá ñoä caám laäp trình noùi chung vaø chaân CE noùi rieâng ñöôïc xem nhö laø moät coâng taéc choïn löïa khi maø ta laäp trình song song nhieàu EPROM 2764 cuøng moät luùc. I.6. CHEÁ ÑOÄ KIEÅM TRA LAÄP TRÌNH: Khi ta chuyeån sang cheá ñoä naøy vôùi muïc ñích laø kieåm tra nhöõng döõ lieäu vöøa nhaäp vaø xem coù sai soùt khoâng. Khi kieåm tra caùc chaân CE, OE ôû möùc logic 0, Vpp = +21v. GIÔÙI THIEÄU VI XÖÛ LYÙ 8085: Vi xöû lyù 8085 do haõng Intel saûn xuaát. Ñoù laø vi xöû lyù 8 bit, caùc vi xöû lyù 8 bit laø söï caûi tieán cuûa caùc vi pöû lyù 4 bit ra ñôøi vaøo ñaàu thaäp nieân 70. Coù nhieàu haõng saûn xuaát vi xöû lyù 8 bit nhö: Intel, Motorola, Zilog… Vieäc choïn vi xöû lyù 8085 laøm kit coù nhöõng öu vieät cuûa noù. II.1. ÑAËC TÍNH ÑIEÄN: Nguoàn cung caáp: 5v ±10%, Imax = 170 mA.
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2