1
MÔN HỌC
Thiết kếboard giao tiếp
(Interface Board Design)
By Trần Văn Hùng
Mechatronics Dept
http://www.ntu.edu.vn/
Email: tvh42th@gmail.com
Tài liệu tham khảo
1. Microprofessors and microcpmputers hardware and softwware, Ronaid
J.Tocci, Frank J.Ambrosio, Prentice Hall, 2003
2. Interfacing Sensors To The Pc, Willis J.Tompkin, Jonh G.webster,Prentice
Hall, 1998
3. Microprocessor Interfacing techniques, R. Zaks & A. Lease, Sybex
4. Micro Processor and Interfacing, D. Hall, McGraw Hill;
5. Parallel port complete, J.Axelson, LakeViewReseach
6. Mastering Serial Communication, P.W.Gofton, Sybex
2
Nội dung chương trình
nCh01: Giao thức ghép nối
nCh02: Giao diện bus
nCh03: Giao diện số
nCh04: Giao diện tương tự
nCh05: Vi điều khiển
nCh06: Bàn phím
Các bài toán
1. Thiếtkếmạch điềukhiểnánhsángtheochươngtrình địnhtrước
2. Thiếtkếmạchtrangtríbằng đènLED
3. Thiếtkếmạchnhậndạng điểmphụcvụ(thêm ít nhất 2IC)
4. Thiếtkếmạch đolượngmưa
5. Thiếtkếmạch điềukhiểnnhiệtđộ không khí
6. Thiết kếmạch điều khiển nhiệt độ dung dịch
7. Thiết kếmạch đồng hồ điện tử
8. Thiết kếmạch tính thời gian cho các môn điền kinh
9. Thiết kếbảng quang báo
10. Thiết kếmạch khoá điện tử
11. Thiết kếmạch điều khiển thiết bịbằng remote
12. Kết nối bàn phím máy tính với VXL, hiển thịký tựlên LCD
13. Thiết kếmạch điều khiển Robot chạy theo qũy đạo (sd motor bước)
14. Thiết kếmạch điều khiển tốc độ động cơ DC
15. Thiết kếmạch điều khiển góc quay của môtơ, ổn tốc cho motor.
1
Chương 1: Giao thức ghép nối
nTín hiệu
nFormat
nTốc độ In/Out
nLỗi vàkiểm soát lỗi
nBộlệnh vàtrảlời
nKịch bản
1.1 Tín hiệu
Khi thiết kế, xây dựng ghép nối máy tính, cần
chú ý đặc biệt tới các tín hiệu theo yêu cầu:
nAnalog/Digital
nDigital: Trạng thái của sựvật, hiện tượng,…
format, mức logic,…
nAnalog: Áp/dòng, dải đo, độ phân ly, thời gian
tác động, độ chính xác, độ lặp lại,…giátrị đo
nHơn một thiết bị? => bus/mạng hay không?
=> dùng bit (trường) địa chỉ-tùy từng người
2
1.1 Tín hiệu (tiếp)
nNếu dùng bus => Standard bus hay không (ISA, I2C,
USB, …hay các bus trên chuẩn RS485)?
nIDE vàLPT –Mode 0 cables làbus? Tại sao?
nKhoảng cách: Xa/gần => Serial, Parallel, có liên
quan đến tốc độ
nXa: Daisy chain cho tín hiệu hoặc nguồn cấp…
nCác tín hiệu điều khiển trạng thái
nControl signals
nStatus signals
nHandshaking sighals
1.1 Tín hiệu (tiếp)
nDaisy chain
nNối các thiết bịcókhoảng cách từvài đến vài chục m,
output của port (modul) thứi nối với input của i+1. Đặc
biệt ởcác Field Buses, cóthểlên tới km
nDùng cho cảtín hiệu \\vànối tiếp, nguồn cấp,
handshaking,…
CPU ……
……
IO_0 IO_1 IO_n
3
1.1 Tín hiệu (tiếp)
nTính chất vật lý của tín hiệu: làhàm của thời gian,
mức U/I
nDirection: In/Out, chúý vềchiều của dòng điện
nVoltage/Current/Optical/Wave
nChúý Input Voltage
nMức điện áp: Mức áp? (TTL, CMOS, …)
nSingle End (đơn cực) Differrential signal:
nSingle End signed:
nTín hiệu so với một điện thếchuẩn, thường làGND (0 Volt)
nVídụ: Các tín hiệu trên bus (data, add, control)
nCón tín hiệu => cóít nhất n+1 dây dẫn
nNhạy cảm với nhiễu, tốc độ thấp hơn so với cùng chuẩn
1.1 Tín hiệu (tiếp)
nDifferential Signal: Tín hiệu vi sai
nn tín hiệu => 2*n dây dẫn ởphía thu
n(Va –Vb)>100mV=> logic 1, tùy thuộc vào chuẩn được áp dụng
n(Va –Vb)<100mV=> logic 0
nThu: Nếu cóhai dây cócùng kích thước, độ dài, trởkháng,…vàgần
nhau, thìmọi trên h được loại trừ=> chịu được nhiễu rất tốt vìphía
thu
nUin = k(Va –Vb) => những thành phần giống nhau được loại bỏ
nKhoảng cách lớn, tốc độ cao.
nIC: SN75176 của TI làvídụ
nĐịa chỉứng dụng: USB cable, Profibus,…
+
-
AC
B
Đơn cực
Đơn cực
Vc = k(Va –Vb)