Thiết kế và thi công mạch cảnh báo tốc độ và tính cước taxi Nguồn, chương 6

Chia sẻ: Nguyen Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

111
lượt xem 13
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bộ tính cước xe Tãi có chức năng thông báo cho người điều khiển xe và hành khách biết kết quả số tiền cùng chiều dài quãng đường di chuyển nên mạch phải đảm bảo tính chính xác và liên tục. Hơn nữa phần hiển thị phải rõ ràng dễ quan sát dễ kiểm tra. Sau khi đã tính toán thiết kế trên cơ sở lý thuyết ở phần chương II, để kiểm chứng lại độ tin cậy và hoàn chỉnh của bản thiết kế, người thực hiện tiến hành thi công hệ thống....

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Thiết kế và thi công mạch cảnh báo tốc độ và tính cước taxi Nguồn, chương 6

Chương 6: THI COÂNG HEÄ THOÁNG Boä tính cöôùc xe Taxi coù chöùc naêng thoâng baùo cho ngöôøi ñieàu khieån xe vaø haønh khaùch bieát keát quûa soá tieàn cuøng chieàu daøi quaõng ñöôøng di chuyeån neân maïch phaûi ñaûm baûo tính chính xaùc vaø lieân tuïc. Hôn nöõa phaàn hieån thò phaûi roõ raøng deã quan saùt deã kieåm tra. Sau khi ñaõ tính toaùn thieát keá treân cô sôû lyù thuyeát ôû phaàn chöông II, ñeå kieåm chöùng laïi ñoä tin caäy vaø hoaøn chænh cuûa baûn thieát keá, ngöôøi thöïc hieän tieán haønh thi coâng heä thoáng. I-THI COÂNG HEÄ THOÁNG : Trong thöïc teá thi coâng heä thoáng ñeå taïo ñieàu kieän deã daøng cho vieäc veõ maïch vaø laép raùp linh kieän, ngöôøi thöïc hieän ñaõ coá gaéng thu nhoû kích thöôùc toaøn boä maïch trong phaïm vi cho pheùp ñoàng thôøi döïa treân ñieàu kieän thôøi gian vaø khaû naêng kinh phí coù haïn maø chia chuùng ra thaønh 3 boä phaän chính vaø thi coâng nhöõng phaàn chính yeáu theo yeâu caàu ñaõ ñeà ra.  Bo maïch chính laø maïch KIT Z-80  Bo maïch thieát keá bò ngoaïi vi bao goàm ñeøn hieån thò vaø baøn phím.  Bo maïch thieát bò ngoaïi vi bao goàm ñeøn hieån thò vaø baøn phím. II-KIEÅM TRA VAØ ÑAÙNH GIAÙ HEÄ THOÁNG: Sau khi ñaõ hoaøn taát caùc coâng ñoaïn laép raùp, tieán haønh kieåm tra hoaït ñoäng cuûa maïch.  Caáp ñieän cho maïch, môû coâng taéc POWER.  Nhaán phím START ñeå cho maïch baét ñaàu vieäc tính tieàn  Nhaán phím STOP ñeå thöû chaám döùt vieäc ñeám soá km chaïy khoâng khaùch.  Thöû choïn caùc MODE.  Ñieàu chænh nuùm “Tín hieäu toác ñoä” ñeå thay ñoåi vaän toác theo doõi söï thay ñoåi nhòp keâu cuûa loa caûnh baùo. * Ñaùnh giaù keát quaû: Vieäc ñaùnh giaù bao goàm ñaùnh giaù veà hình thöùc vaø khaû naêng hoaït ñoäng cuûa maïch.
KHAÛO SAÙT CPU Z80 Z80 CPU laø ñôn vò xöû lyù trung taâm thöïc hieän moïi quyeát ñònh vaø phaân boá thôøi gian ñieàu khieån toaøn heä thoáng.  Nhöõng ñaëc ñieåm chính yeáu cuûa CPU Z80. - 8 bít taùc ñoäng song song - 158 loaïi leänh caên baûn - Coù 52 thanh ghi beân trong - Coù tính naêng ngaét (interrupt). - Coù theå noái tröïc tieáp vôùi RAM ñoäng maø haàu nhö khoâng caàn maïch phuï trôï beân ngoaøi. - Toác ñoä cuûa leänh fetch laø 1.6s - Chæ caàn duøng moät nguoàn ñieän +5v duy nhaát. - Taát caû caùc chaân xuaát tín hieäu ra vaø nhaäp tín hieäu vaøo ñeàu thuoäc loaïi TTL. 1- Moâ taû toång quaùt : Ngöôøi ta phaân Z80 CPU laøm 3 khoái chính: - Khoái thanh ghi : Laø nhöõng oâ nhôù naèm beân trong CPU vaø ñöôïc giôùi thieäu trong leänh baèng nhöõng kyù hieäu cuï theå. Döõ lieäu töø boä nhôù ñöôïc chuyeån vaøo löu tröõ taïm thôøi, trong quaù trình tính toaùn vaø xöû lyù. - Khoái ALU (Arithmetic and Logic Unit): Khoái naøy thöïc hieän caùc pheùp toaùn luaän lyù vaø soá hoïc. - Khoái giaûi maõ leänh vaø ñieàu khieån : Coù nhieäm vuï phaân tích maõ leänh vaø hình thaønh caùc thao taùc tieáp theo töông öùng vôùi leänh ñoù. 2- Phaân tích khoái thanh ghi (Register set): Khoái thanh ghi cuûa CPU ñöôïc chia laø 3 nhoùm theo baûng sau:  Nhoùm 1 : Bao goàm caùc boä thanh ghi 16bit ñöôïc gheùp noái tieáp töø 2 thanh ghi 8bit, moät boä chính vaø moät boä hoaùn ñoåi. Caû hai boä goàm coù: - Thanh ghi tích luõy (Accumulator Register). - Thanh ghi côø (Flag Register). - Saùu thanh ghi ña duïng : B, C, D, E, H,L: coù theå duøng ñôn leû hoaëc gheùp thaønh 3 caëp BC, DE, HL. Söï chuyeån ñoåi döõ lieäu giöõa caùc boä gheùp noái cuûa caùc thanh ghi ñöôïc thöïc hieän baèng leänh chuyeån ñoåi (Exchange). Keát quaû ñöôïc ñaùp öùng nhanh vaø deã daøng ñoái vôùi caùc ngaét.
 Nhoùm 2 : Goàm 6 thanh ghi. - Thanh ghi ngaét (Interrupt Register). - Thanh ghi laøm töôi boä nhôù (register Memory Refresh). - Con troû ngaên xeáp (Stack pointer). - Thanh ghi ñeám chöông trình (program Counter). - Thanh ghi chæ soá (Index Register) : Duøng cho pheùp ñònh vò chæ soá.  Nhoùm 3 : Goàm2 Flip – flop ñeå ghi nhôù caùc traïng thaùi ngaét. 3- Moâ taû caùc nhoùm chaân Z80 – CPU: A11 A10 1 40 A12 A9 2 39 A13 A8 3 38 A14 4 37 A7 A15 5 36 A6 CK 6 35 A5 D4 7 34 A4 D3 8 33 A3 9 32 D5 A2 10 31 D6 A1 11 30 Vcc D2 12 Z80 29 A0 GND 13 28 D7 14 CPU 27 RFSH D0 MI D1 15 26 RESET INT 16 25 BUSRQ NMI 17 24 WAIT HALT 18 23 BUSAK MREQ 19 22 WR IORQ 20 21 RD HÌNH I.1 : Sô ñoà chaân cuûa CPU Z80
a- Caùc Bus ñòa chæ vaø döõ lieäu  Bus ñòa chæ (Address Bus) A0 A15 : Ngoõ ra ba traïng thaùi xuaát, taùc ñoäng ôû möùc cao, taïo thaønh tuyeán ñòa chæ 16 bit. Baèng caùch phoái hôïp giöõa caùc tính hieäu “1” vaø “0” ôû moãi chaân chuùng ta coù theå chæ ñònh ñöôïc ñòa chæ treân boä nhôù hay boä vaøo ra I/O khaùc.  Bus döõ lieäu (Data Bus) D0  D7 : Ngoõ ra ba traïng thaùi xuaát nhaäp, taùc ñoäng ôû möùc cao, taïo thaønh tuyeán döõ lieäu 8 bit, treân ñoù döõ lieäu coù theå di chuyeån theo hai chieàu, nhaän vaø giao döõ lieäu giöõa CPU vaø boä nhôù hay vaøo ra I/O. b- Caùc ngoõ ñieàu khieån nhaäp:  BUSREQ – Yeâu caàu Bus (Bus Request): Ngoõ vaøo, taùc ñoäng ôû möùc thaáp. Tín hieäu naøy coù öu tieân cao hôn so vôùi NMI (Non Maskable Interrupt), luoân ñöôïc ghi vaøo cuoái chu ky maùy hieän haønh. BUSREQ yeâu caàu CPU ñöa Bus döõ lieäu, Bus ñòa chæ vaø caùc tín hieäu ñieàu khieån MREQ, IORQ, RD vaø WR leân traïng thaùi toång trôû cao.  INT – Yeâu caàu ngaét (Interrupt request) : Yeâu caàu ngaét ñöôïc taïo bôûi thieát bò I/O. Neáu Flip – flop cho pheùp ngaét ñang ôû traïng thaùi cho pheùp thì CPU seõ thi haønh ngaét vaøo cuoái leänh haønh.  NMI – Ngaét khoâng che (Non Maskable Interrupt) : Ngoõ vaøo taùc ñoäng ôû möùc thaáp. NMI coù öu tieân cao hôn INT. NMI luoân ghi nhaän vaøo cuoái leänh hieän haønh, ñoäc laäp vôùi traïng thaùi Flip – flop cho pheùp ngaét vaø töï ñoäng baét buoäc CPU phaûi khôûi taïo laïi.  WAIT – Ñôïi: Ngoõ vaøo taùc ñoäng ôû möùc thaáp. WAIT chæ ra ñôn vò nhôù hay I/O ñaõ ñöôïc chæ ñònh khoâng saün saøng ñeå trao ñoåi döõ lieäu. CPU tieáp tuïc ñöa vaøo traïng thaùi ñôïi tín hieäu naøy coøn taùc ñoäng.  RESET – Ñaët laïi : Ngoõ vaøo taùc ñoäng ôû möùc thaáp. RESET khôûi ñoäng laïi CPU nhö sau : noù ñaët laïi Flip – flop cho pheùp ngaét, xoùa thanh ghi ñeám chöông trình, thanh ghi ngaét vaø thanh ghi phuïc hoài boä nhôù (Memory refresh register) vaø ñaët laïi cheá ñoä 0. Trong suoát thôøi gian ñaët laïi Data Bus vaø Address Bus ôû traïng thaùi toång trôû cao. c- Caùc ngoõ ñieàu khieån xuaát:
 M1 – Moät chu kyø maùy (Machine Cycle One) : Ngoõ ra taùc ñoäng ôû möùc thaáp. M1 cuøng vôùi MREQ chæ ra chu kyø maùy hieän haønh laø moät chu kyø laáy leänh.  MREQ – yeâu caàu boä nhôù (Memory Request): Ngoõ ra 3 traïng thaùi taùc ñoäng ôû möùc thaáp. Khi CPU truy xuaát boä nhôù MREQ xuoáng möùc thaáp ñeå choïn vuøng nhôù ñoù.  IORQ – yeâu caàu vaøo ra (In/Out Request): Ngoõ ra 3 traïng thaùi, taùc ñoäng ôû möùc thaáp. IORQ cuõng ñöôïc taïo ra ñoàng thôøi vôùi M1 khi CPU chaáp nhaän noù ñeå chæ ra raèng 1 vectô ñaùp öùng ngaét coù theå ñaët leân treân bus döõ lieäu.  RD- Ñoïc (Read) : Ngoõ ra 3 traïng thaùi, taùc ñoäng ôû möùc thaáp. RD chæ ra raèng CPU muoán ñoïc döõ lieäu töø ngaên nhôù vaø töø thieát bò I/O ñaõ ñöôïc chæ ñònh.  WR – vieát (write): Ngoõ ra 3 traïng thaùi, taùc ñoäng ôû möùc thaáp. WR chæ ra raèng treân bus döõ lieäu cuûa CPU coù caùc döõ lieäu seõ ñöôïc ghi vaøo ngaên nhôù hoaëc coång vaøo ra ñaõ ñöôïc chæ ñònh.  RSSH - laøm töôi (Refresh) : Ngoõ ra 3 traïng thaùi, taùc ñoäng ôû möùc thaáp RSSH cuøng vôùi MREQ chæ ra raèng 7 bis giaûm cuûa bus ñòa chæ thuoäc thoáng chöùa ñòa chæ laøm töôi boä nhôù ñoäng (phuïc hoài Ram ñoäng).  HALT – traïng thaùi döøng (Halt sate) : Ngoõ ra 3 traïng thaùi, taùc ñoäng ôû möùc thaáp. Tín hieäu 0 ôû chaân HALT chæ ra raèng CPU ñaõ thöïc hieän leänh ngöøng CPU . Luùc ñoù beân trong noäi boä CPU seõ xöû lyù leänh NOP (No Operration Instruction) coù nghóa laø khoâng laøm gì caû. Trong khoaûng thôøi gian ñoù quaù trình phuïc hoài boä nhôù ñöôïc tieán haønh. Khi coù tín hieäu 0 gôûi ñeán 1 trong 3 chaân RESET, INT, NMI cuûa CPU thì tình traïng HALT cuûa CPU seõ ñöôïc loaïi boû.  BUSACK – chaáp thuaän bus (Bus Acknowledge) : Ngoõ ra taùc ñoäng ôû möùc thaáp. Tín hieäu naøy cho bieát thieát bò ñang yeâu caàu bus bieát raèng. CPU ñaõ chaáp nhaän nguoàn bus, nghóa laø bus ñòa chæ, bus döõ lieäu caùc tín hieäu ñieàu khieån MREQ , IONQ, RD vaø WR cuûa CPU ñöôïc ñöa vaøo traïng thaùi toång trôû cao. 4- Toång quaùt veà quaù trình hoaït ñoäng caùc ngaét : Khi yeâu caàu ngaét NMI ñöôïc ghi nhaän CPU khoâng thöïc hieän leänh kieåu RESTART ôû ñòa chæ 0066H.
Ñaàu ngaét UNT coù theå cho pheùp hoaëc caém baèng phaàn meàm (leänh EI cho pheùp ngaét, leänh DI caám ngaét). Ñoái vôùi INT, Z80-CPU coù theå ghi ngaét trong 3 cheá ñoä xaùc ñònh bôûi phaàn meàm : Leänh IMO laäp cheá ñoä ngaét 0, IM1 laäp cheá ñoä ngaét 1 vaø IM2 laäp cheá ñoä ngaét 2.  Cheá ñoä ngaét 0 : Thieát bò ngoaïi vi yeâu caàu ngaét coù theå ñöa vaøo bus soá lieäu baát cöù leänh naøo khi Z80-CPU traû lôøi ngaét vaø Z80-CPU seõ thöïc hieän leänh ñoù. Thoâng thöôøng ngöôøi ta söû duïng leänh maø thöïc chaát laø leänh CALL, 1 byte vaøo trang 0 cuûa boä nhôù, hoaëc leänh CALL thoâng thöôøng 3byte ñeå goïi ñeán baát cöù vuøng naøo cuûa boä nhôù.  Cheá ñoä ngaét 1: Coâng vieäc chuû yeáu laø goïi chöông trình con phuïc vuï ngaét taïi ñòa chæ 0038H, khi nhaän ngaét ôû cheá ñoä 1, Z80-CPU töï ñoäng taïo vaø thöïc hieän leänh RST7 maø khoâng caàn thieát bò ngoaïi vi cung caáp vectô ngaét töø ngoaøi vaøo bus soá lieäu.  Cheá ñoä ngaét 2 : Laø cheá ñoä ngaét öu vieät ñaùng keå cuûa Z80-CPU so vôùi caùc hoï vi xöû lyù khaùc. Vôùi caùc vectô ngaét 1 byte do thieát bò ngoaïi vi cung caáp , Z80-CPU coù theå thöïc hieän goïi giaùn tieáp vôùi baát kyø vò trí naøo trong boä nhôù. 5- Taäp leänh cuûa Z80-CPU: Vi xöû lyù Z80 coù taäp leänh raát phong phuù so vôùi caùc vi xöû lyù 8bit khaùc. Ñaëc bieät coù caùc leänh truyeàn khoái, taïo thao taùc dòch chuyeån moät khoái döõ lieäu trong boä nhôù hay giöõa boä nhôù vaø thieát bò vaøo/ra. Caùc leänh cuûa Z80 chia thaønh caùc loaïi: - Leänh truyeàn döõ lieäu 8 bit. - Leänh truyeàn döõ lieäu 16bit. - Leänh trao ñoåi, truyeàn khoái, doø tìm. - Leänh tính toaùn 8bit. - Leänh tính toaùn 16bit. - Leänh xeâ dòch döõ lieäu (shift). - Caùc leänh nhaûy (Jump). - Leänh naïp döõ lieäu vaøo töøng bit. - Caùc leänh goïi chöông trình con, trôû veà vaø khôûi ñoäng. - Leänh ñieàu khieån CPU. - Leänh hoaùn chuyeån thanh ghi. - Leänh xuaát nhaäp döõ lieäu.