I. Ý tưởng chung:
1. Trong công nghiệp ngày nay, chuẩn truyền thông RS232 không thể đáp ứng được nhu
cầu truyền thông nữa vì đường truyền không cân bằng (các tín hiệu đều lấy điểm chuẩn là đường
mass chung, bị ảnh hưởng của nhiễu tác động) do đó tốc độ truyền và khoảng cách truyền bị giới
hạn (khoảng cách truyền thông tối đa 100m). Vì vậy để đáp ứng nhu cầu truyền thông công
nghiệp, người ta sử dụng chuẩn truyền thông RS485 khi cần tăng khoảng cách và tốc độ truyền
thông (khoảng cách truyền thông tối đa 1200m và vận tốc truyền lên đến 10 Mbits/s). Nguyên
nhân mà RS 485 có thể tăng tốc độ và khoảng cách truyền thông là do RS 485 sử dụng phương
pháp truyền 2 dây vi sai (vì 2 dây có đặc tính giống nhau, tín hiệu truyền đi là hiệu số điện áp
giữa 2 dây do đó loại trừ được nhiễu chung).
Mặt khác do chuẩn truyền thông RS 232 không cho phép có hơn 2 thiết bị truyền nhận tin
trên đường dây trong khi đó với chuẩn RS 485 ta có thể nối 32 thiết bị thu phát trên 2 dây.
2. Đề tài của đồ án xuất phát từ ý tưởng kết hợp sử dụng chuẩn truyền thông RS232 và
RS485 để điểu khiển thu thập và xử lý dữ liệu, thông tin trong công nghiệp.Chúng tôi sử dụng vi
điều khiển master để xuất địa chỉ đến các vi điều khiển slave, vi điều khiển slave sẽ thu thập dữ
liệu thông tin đã được cài đặt sẵn sau đó truyền tín hiệu trả về master.
II. Linh kiện sử dụng trong mạch:
1.AT89C51:
Đây là linh kiện vi điều khiển 8 bit với 4 Kbytes bộ nhớ nội có khả năng lập trình
được và có khả năng xóa chương trình bằng điện.
* CPU 8 bit được tối ưu hóa cho các ứng dụng điều khiển
* Các khả năng xử lí các biến Boole mở rộng
* Vùng địa chỉ nhớ chương trình 64K
* Vùng địa chỉ nhớ dữ liệu 64K
* 128 byte dữ liệu Ram trên chip
* 32 đường I/O 2 chiều và có thể định địa chỉ riêng rẽ
* 2 bộ đếm,mạch định thì 16 bit
* UART song công (full duplex)
* Cấu trúc ngắt 5 vector / 6 nguồn với 2 cấp ưu tiên
* Mạch dao động xung nhịp trong chip
Sau đây là sơ đồ khối của AT89C51:
Và đây là sơ đồ chân của AT89C51:
Ý nghĩa các chân của AT89C51:
*AT89C51 có tất cả 40 chân trong đó chân 40 là chân nguồn, chân 20 là chân
mass, chân 18 và chân 19 được nối qua 1 thạch anh 11.056Mhz để tạo dao động cho vi
điều khiển. Chân 31 EA/ được dùng để chọn sử dụng Rom nội hay Rom ngoại, nếu chân
này được nối lên nguồn thì ta sử dụng Rom nội còn nếu nối xuống mass thì ta sử dụng
Rom ngoài.
* PORT 0:là 1 Port 2 chức năng ,trên các chân 32-39. Trong các thiết kế nhỏ,
nó có chức năng như các đường I/O. Đối với các thiết kế lớn với bộ nhớ mở rộng ,nó
được dồn kênh giữa bus data và bus address.
* PORT 1: là cổng dành riêng cho xuất /nhập trên các chân 1-8. Cổng
này chỉ có chức năng giao tiếp với các thiết bị ngoài.
* PORT 2:là 1 cổng công dụng kép trên các chân 21-28, được dùng như các
đường xuất nhập hoặc là Byte cao của bus địa chỉ
* PORT 3: là cổng công dụng kép trên các chân 10-17 ,.với các chức năng:
Bit Tên Đ
ịa chỉ bit
Chức năng chuyển đổi
P3.0 RXD B0H Dữ liệu nhận cho Port nt
P3.1 TXD B1H Dữ liệu phát cho Port nt
P3.2 INT0 B2H Ngắt 0 bên ngoài
P3.3 INT1 B3H Ngắt 1 bên ngoài
P3.4 T0 B4H Ngõ vào Timer/Counter 0
P3.5 T1 B5H Ngõ vào Timer/Counter 1
P3.6 WR B6H Xung ghi bộ nhớ data ngoài
P3.7 RD B7H Xung đọc bộ nhớ data ngoài
*PSEN :là TH ra trên chân 29. Nó là TH điều khiển để cho phép bộ nhớ
chương trình mở rộng và thường được nối đến chân OE của 1 EPROM .
2.IC tạo nguồn áp chuẩn dương 7805:
Đây là IC tự chỉnh định để tạo ra nguồn áp chuẩn dương +5V cung cấp cho mạch
vi điều khiển.
Sau đây là sơ đồ IC 7805.Chân 1 nối mass, chân 2 là ngõ vào của áp nguồn, chân
3 là ngõ ra +5V để cấp điện cho vi điều khiển và các linh kiện điện tử khác.
3.IC tạo nguồn áp chuẩn âm 7905:
Đây là IC có chức năng giống như IC 7805 nhưng nó tạo ra áp chuẩn âm -5V
nhằm cung cấp áp cho các linh kiện hay các module cần sử dụng nguồn áp âm hay nguồn áp
lưỡng cực.
Sau đây là 3 dạng chân cấu tạo và chức năng từng chân của IC 7905 ngoài thị
trường.
4.IC Max 232:
Max 232 dùng để chuyển tín hiệu logic +5V của vi điều khiển sang tín hiệu của
chuẩn truyền thông RS 232 và truyền đi trên đường dây RS232.
Max 232 gồm có 2 bộ phát chuyển đổi tín hiệu TTL ngõ vào thành tín hiệu RS
232 ngõ ra và có 2 bộ thu nhận tín hiệu RS 232 ngõ vào và chuyển đổi thành tín hiệu CMOS
tương ứng ngõ ra.
5.IC Max 485:
Thật ra đây đơn thuần chỉ là 1 bộ chuyển đổi từ tín hiệu của chuẩn giao tiếp RS
232 sang tín hiệu của chuẩn giao tiếp RS 485 để có thể truyền tín hiệu đi trên đường dây
RS 485 và từ đó có thể truyền tín hiệu đi xa và nhanh được.
Đây là sơ đồ chân của Max 485:
U8
MAX485
1
4
5
8
2
3
6
7RO
DI
GND
VCC
RE
DE
A
A
Max 485 gồm bộ lái và bộ thu, tín hiệu vào bộ lái D logic TTL đổi thành 2 tín
hiệu A và A\ , khi tín hiệu điều khiển DE mức thấp thì 2 chân AA\ cách ly với vi mạch. Tín hiệu
vào bộ thu là A và A\ , tín hiệu ra R logic TTL tùy thuộc hiệu điện áp giữa A và A\ , khi RE\
logic 1 thì R cách ly với vi mạch.
Mạng 485 làm việc theo chế độ master-slave, master cho DE mức 1 để truyền dữ
liệu, còn các slave có DE=0, RE\=0 chờ nhận dữ liệu. Khi master muốn nhận dữ liệu thì DE=0,
RE\=0 còn slave phát sẽ có DE=1, RE\=1. Ta điều khiển các đường DE, RE\ bằng tín hiệu RTS
hay mạch định thì.