Đang tải... (xem toàn văn)
LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kĩ thuật,máy tính trở thành công cụ vô cùng quan trọng.Sự phát triển của “Kỹ thuật ghép nối với máy tính” đã mở rộng đáng kể các lĩnh vực ứng dụng của máy tính,đặc biệt là trong đo lường và điều khiển.Các thiết bị ghép nối với máy tính theo các modul nhờ vậy mà máy tính có thể truyền nhận tín hiệu để thực hiện nhiệm vụ xử lý tín hiệu và điều khiển. Các thiết bị, hệ thống đo lường và điều khiển ghép nối máy tính có độ chính xác cao, thời gian thu thấp số liệu ngắn, nhưng còn đáng quan tâm hơn là mức độ tự động hóa trong việc thu thập và xử lý các kết quả đo, kể cả việc lập bảng thống kê cũng như in ra kết quả. ISA là một tiêu chuẩn của rãnh cắm mở rộng của máy tính,phần lớn các card ghép nối dùng trong kỹ thuật đo lường và điều khiển đều được chế tạo để đặt vào các rãnh cắm theo tiêu chuẩn ISA. Bài tập lớn này của em chỉ nêu lên một ứng dụng nhỏ của việc kết nối máy tính vào sản xuất nói chung và rãnh cắm mở rộng nói riêng.
LỜI MỞ ĐẦU Ngày với phát triển mạnh mẽ khoa học kĩ thuật,máy tính trở thành công cụ vô quan trọng.Sự phát triển “Kỹ thuật ghép nối với máy tính” mở rộng đáng kể lĩnh vực ứng dụng máy tính,đặc biệt đo lường điều khiển.Các thiết bị ghép nối với máy tính theo modul nhờ mà máy tính truyền nhận tín hiệu để thực nhiệm vụ xử lý tín hiệu điều khiển Các thiết bị, hệ thống đo lường điều khiển ghép nối máy tính có độ xác cao, thời gian thu thấp số liệu ngắn, đáng quan tâm mức độ tự động hóa việc thu thập xử lý kết đo, kể việc lập bảng thống kê in kết ISA tiêu chuẩn rãnh cắm mở rộng máy tính,phần lớn card ghép nối dùng kỹ thuật đo lường điều khiển chế tạo để đặt vào rãnh cắm theo tiêu chuẩn ISA Bài tập lớn em nêu lên ứng dụng nhỏ việc kết nối máy tính vào sản xuất nói chung rãnh cắm mở rộng nói riêng Qua thời gian tìm hiểu, thiết kế với cố gắng thân hướng dẫn thầy giáo môn đến em hoàn thành tập lớn Tuy nhiên, hiểu biết thực tế trình độ chun mơn cịn hạn chế nên tập lớn khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận góp ý thầy cô giáo bạn Em xin chân thành cảm ơn thầy cô! CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ 1.1 Giới thiệu chuẩn giao tiếp ISA Ở máy tính PC/XT rãnh cắm máy tính có loại với độ rộng bus bit tuân theo tiêu chuẩn ISA(Industry Standard Architecture).Từ máy tính AT trở việc bố trí chân rãnh cắm trở lên phức tạp hơn,có loại rãnh cắm PS/2 với 16 bit theo tiêu chuẩn ISA.Rãnh cắm theo tiêu chẩn ISA mô tả sau: Thông thường rãnh cắm có 62 đường tín hiệu dùng cho mục đích thơng tin với card cắm vào.Về đường tín hiệu chia thành đường dẫn tín hiệu,đường dẫn địa đường dẫn điều khiển GND Reset +5 V IRQ2 -5 V DREQ2 -12 V Dự trữ +12V GND /MEMW /MEMR /IOW /IOR /DACK3 DREQ3 /DACK1 DREQ1 /DACK0 CLK IRQ7 IRQ6 IRQ5 IRQ4 IRQ3 /DACK2 TC Phía mạch in B01 B02 B03 B04 B05 B06 B07 B08 B09 B10 B11 B12 B13 B14 B15 B16 B17 B18 B19 B20 B21 B22 B23 B24 B25 B26 B27 Phía linh kiện A01 A02 A03 A04 A05 A06 A07 A08 A09 A10 A11 A12 A13 A14 A15 A16 A17 A18 A19 A20 A21 A22 A23 A24 A25 A26 A27 /IOCHCK D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 /IOCHDY AEN A19 A18 A17 A16 A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 ALE +5V OSC GND B28 A28 B29 A29 B30 A30 B31 A31 H1.Sắp xếp chân rãnh cắm mở rộng bit A3 A2 A1 A0 Kích thước lớn vủa card ISA bit là: - Chiều cao 106,7 mm(hay 4,2 inhxơ) - Chiều dài 333,5mm(hay 13,13 inhxơ) - Chiều dày –kể linh kiện -12,7(hay 0,5 inhxơ) Kích thước lớn vủa card ISA 16 bit là: - Chiều cao 121,92 mm(hay 4,8 inhxơ) - Chiều dài 333,5mm(hay 13,13 inhxơ) - Chiều dày –kể linh kiện -12,7(hay 0,5 inhxơ) Từ cách xếp chân ra,rõ ràng 62 đường tín hiệu nằm mặt hàn thiếc lẫn mặt xếp linh kiện.Do mạch (card) cắm vào card mạc in mặt Bộ giải mã địa 74HC688 so sánh đường dẫn địa từ A2 đến A9 xem có thống với địa thiết lập card mở rộng chuyển mạch DIP,74HC688 so sánh số bit xem có giống khơng bit xếp kề sát đồng tạo tín hiệu Low chân 19.Mạch lơgic mạch giải mã có chứa vi mạch 74HC00 74HC138.Ba cổng NAND làm cho đệm bú 74HC245 sau trở nên kích hoạt(/G=0)khi điều kiện sau thực hiện:Thứ card mở rộng cắm vào trao đổi được(chân 19 vi mạch 74HC688 0) thứ hai chu trình đọc hay chu trình ghi thực hiện(IRO=0 IRW=0) 1.2 Giới thiệu linh kiện sử dụng sơ đồ 1.1.1 Vi mạch 8255 8255A vi mạch phối ghép dùng phổ biến mạch mở rộng cổng vào song song Các chân tín hiệu 8255: - Reset: đặt trạng thái làm việc ban đầu cho 8255A.Chân phải nối với tín hiệu Reset chung tồn hệ(khi reset cổng định nghĩa cổng vào để không gây cố cho mạch điều khiển) - /CS:Chân chọn vỏ,được nối với mạch giả mã địa để đặt mạch 8255A vào địa sở A0,A1: Các chân tín hiệu địa cho phép chọn ghi bên 8255A:một ghi để ghi từ điều khiển cho hoạt động 8225A,và ghi khac tương ứng với cổng PA,PB,PC để ghi đọc liệu.Địa cổng địa sở 8255A Bảng chân lý vi mạch 8255 A1 0 0 1 X X A0 0 1 X X RD 0 1 1 X WR 1 0 0 X CS 0 0 0 Chức Đọc cổng A Đọc cổng B Đọc cổng C Ghi cổng A Ghi cổng B Ghi cổng C Ghi từ điều khiển Bus D Z cao Bus D Z thấp Có hai loại từ điều khiển cho 8255 - Từ điều khiển định nghĩa cầu hình cho cổng PA, PB, PC - Từ điều khiển lập/xóa đầu cổng PC * Từ điều khiển định nghĩa cấu hình Các cổng PA, PB, PC chia thành nhóm Nhóm A gồm cổng PA bít cao PC (gọi bit CA), nhóm B gồm cổng PB bit thấp cổng PC (gọi bit CB) Từ điều khiển dùng để điều khiển định nghĩa cấu hình cổng sau MA1 MA0 A CA MB B Trong đó: - MA1, MA0: Là bit định chế độ cho nhóm A 00: Chế độ 01: Chế độ 1x: Chế độ - Bit A dùng để đặt cổng PA cổng (A=0) hay cổng vào (A=1) CB - Bit CA dùng để đặt bit cao cổng PC cổng (CA=0) hay cổng vào (CA=1) - Bit MB bit định chế độ làm việc cho nhóm B: MB=0: Chế độ MB=1: Chế độ - Bit B để đặt cổng PB cổng (B=0) hay cổng vào (B=1) - Bit CB dùng để đặt bit thấp cổng PC cổng (CB=0) hay cổng vào (CB=1) * Từ điều khiển lập/xóa bit PCi 0 0 C B A S/R Trong đó: - Các bit a, b, c dùng để chọn bit: PC0 … PC7 cổng PC Bit chọn có giá trị bit S/R ( 1) Bit S/R đặt thời điểm ghi điều khiển Các chế độ làm việc 8255A đặt cách ghi nội dung vào từ điều khiển ( thường ký hiệu CWR) 8255A có chế độ làm việc - Chế độ 0: Vào/ra sở Trong chế độ cổng PA, PB, PCH hay PCL định nghĩa cổng vào cổng - Chế độ 1: Vào có xung cho phép Trong chế độ cổng PA, PB định nghĩa cổng vào cổng với tín hiệu móc nối bit tương ứng cổng PC nhóm đảm nhiệm - Chế độ 2: Vào chiều Trong chế độ riêng cổng PA định nghĩa cổng vào/ra chiều với tín hiệu móc nối bit cổng PC đảm nhiệm Cổng PB làm việc chế độ - Lập xóa bit cổng PC 1.2.2 Giới thiệu ULN2803 Vi mạch ULN 2803 để khuếch đại dòng tải đầu từ modul sở để cấp cho rơle,ULN2803 đệm đặc biệt,nó chứa bên khuếch đại darlington với điôt bảo vệ tích hợp sẵn cho trường hợp tải cảm kháng.Các khuếch đại darlington điều khiển trực tiếp tín hiệu logic TTL cung cấp dịng tải đầu đến 500mA.Các đầu đầu collector hở 1.2.3 Giới thiệu 74HC245 Bộ đệm bus chiều 74HC245 gồm có 20 chân, ,bộ đệm hoạt động có tín hiệu low chân 19.Nó có chứa vi mạch đệm với lối trạng thái để trao đổi thông tin đường dẫn bus liệu theo hướng Hướng truyền liệu xác định chân DIR: DIR = 0, liệu chuyển từ B sang A Việc chuyển hướng liệu cho phép quản lý đơn giản tín hiệu /IOR Ta nối trực tiếp chân DIR Qua đảm bảo đệm cho phép liệu đưa vào từ bên đưa lên bus liệu máy tính PC thực trình truy nhập đọc (/IOR = 0) 1.2.4 Giới thiệu 74HC688 Bộ giả mã địa 74HC688 so sánh tín hiệu từ A0-A7 xem có thống với địa tín hiệu chân tương ứng B0-B7.74HC688 so sánh hai số tám bit xem có giống khơng bit xếp kề sát đồng tạo tín hiệu Low chân19 CHƯƠNG THIẾT KẾ MODUL THEO YÊU CẦU 2.1 Sơ đồ hệ thống bơm nước bom bom bom CB4 CB3 CB2 CB1 Một bồn chứa có bơm cấp nước • u cầu hoạt động là: + Khi nước mức cảm biến hệ thống bắt đầu TTBĐ + Khi mức nước khoảng từ CB1 đến CB2 bơm hoạt động + Khi mức nước khoảng từ CB2 đến CB3 bơm bơm hoạt động + Khi mức nước khoảng từ CB3 đến CB4 bơm hoạt động + Khi mức nước chạm CB4 hệ thống ngừng hoạt động 2.2 Thiết kế mạch điều khiển ghép nối máy tính 2.2.1 Mạch vào ghép nối ISA 2.2.2 Mạch cảm biến 2.2.3 Mạch đầu role R L1 VC C Toi bom Toi bom Toi bom 3 Toi bom U 19 D D D D K K K K 4 10 IN IN IN IN IN IN IN IN O O O O O O O O U U U U U U U U T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 18 17 16 15 14 13 12 11 VC C R L3 VC C C O M U LN 2803 VC C 2.2.4 Mạch cấp nguồn U 1 D C +10V~ G N D -1 V ~ V IN VO U T L M 8 /T O +8V C U - + C V IN C VO U T L M /T O +5V C 3 U D IO D E B R ID G E _ 3 C CHƯƠNG THIẾT KẾ PHẦN MỀM V IN VO U T L M /T O -8 V C Các shape xanh bơm ngừng hoạt động đỏ bơm hoạt động 3.1 Giao diện phần mềm Dim a, b, c As Integer Private Sub Command1_Click() MsgBox "day la chuong trinh dieu khien bom nuoc qua giao dien ISA " End Sub Private Sub Command2_Click() End End Sub Private Sub Command3_Click() Timer1.Interval = 10 Outportb &H303, 144 'ghi tu dieu khien b = Inportb(&H300) If b > Then MsgBox "be dang nuoc, hay xa het nuoc" Else a=1 End If End Sub Private Sub Form_Load() Shape1.Visible = False Shape2.Visible = True Shape3.Visible = True Shape4.Visible = True Shape5.Visible = False Shape6.Visible = True End Sub Private Sub Timer1_Timer() If a = Then Outportb &H301, 'bat ca ba bom Shape1.Visible = True Shape4.Visible = True Shape5.Visible = True Shape2.Visible = False Shape3.Visible = False Shape6.Visible = False b = Inportb(&H300) If b = Then Outportb &H301, 'tat bom Shape1.Visible = False Shape2.Visible = True b = Inportb(&H300) If b = Then Outportb& H301, 'tat bom va bom Shape3.Visible = True Shape4.Visible = True b = Inportb(&H300) If b = 15 Then Shape6.Visible = True Shape5.Visible = False Outportb& H301, 'tat tat ca cac bom End If End If End If End If End Sub Kết luận Sau nhiều ngày tìm hiểu làm tập lớn sụ hướng đẫn thầy bạn bè, em hoàn thành xong đề tài Sau làm xong giúp cho em có nhiều hiểu biết vi điều khiển hoạt động Mặc dù em cố gắng, xong kiến thức hạn chế nên khơng khỏi sai lầm thiết kế, mong thầy sai sót để em rõ vấn đề Em xin chân thành cảm ơn ... Khi mức nước khoảng từ CB2 đến CB3 bơm bơm hoạt động + Khi mức nước khoảng từ CB3 đến CB4 bơm hoạt động + Khi mức nước chạm CB4 hệ thống ngừng hoạt động 2.2 Thiết kế mạch điều khiển ghép nối máy... đồ hệ thống bơm nước bom bom bom CB4 CB3 CB2 CB1 Một bồn chứa có bơm cấp nước • u cầu hoạt động là: + Khi nước mức cảm biến hệ thống bắt đầu TTBĐ + Khi mức nước khoảng từ CB1 đến CB2 bơm hoạt động. .. cổng C Ghi cổng A Ghi cổng B Ghi cổng C Ghi từ điều khiển Bus D Z cao Bus D Z thấp Có hai loại từ điều khiển cho 8255 - Từ điều khiển định nghĩa cầu hình cho cổng PA, PB, PC - Từ điều khiển lập/xóa