báo cáo thực hành đo lường và điều khiển bằng máy tính

69 376 1
báo cáo thực hành đo lường và điều khiển bằng máy tính

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Mục lục 1 BÀI 1: KHẢO SÁT MỘT SỐ LOẠI CẢM BIẾN 4 1. Rơ le từ (Reed Relay) 4 2. Công tắc giới hạn hành trình (Limit Switch) 5 3. Công tắc nhiệt (Thermoswitch) 6 4. Microphone 7 4.1. Condenser Microphone 7 4.2. Dynamic Microphone 8 5. Điện trở nhiệt (Thermistor) 9 6. Cảm biến nhiệt bán dẫn (Temperature Semiconductor Sensor) 10 7. Bộ đóng ngắt quang 11

Bá Dũng( Leo ) 10/11/2018 Mục lục Mục lục BÀI 1: KHẢO SÁT MỘT SỐ LOẠI CẢM BIẾN Rơ le từ (Reed Relay) Cơng tắc giới hạn hành trình (Limit Switch) Công tắc nhiệt (Thermoswitch) Microphone 4.1 Condenser Microphone 4.2 Dynamic Microphone Điện trở nhiệt (Thermistor) Cảm biến nhiệt bán dẫn (Temperature Semiconductor Sensor) 10 Bộ đóng ngắt quang 11 Quang trở (Photo-Ressistor) 12 Cảm ứng từ kiểu hiệu ứng Hall (Hall-Effect Sensor) 13 10.Transistor quang 14 BÀI 2: LẮP ĐẶT QUẢN TRỊ MẠNG LAN 16 Giới thiệu số thiết bị phần cứng dùng cho mạng Lan 16 1.1 Kiến thức về mạng Lan 16 1.2 Hệ thống cáp mạng dùng cho LAN 17 Lắp đặt phần cứng cho mạng Lan 22 2.1 Lắp cáp mạng tạo kết nối mạng 22 Cài đặt cấu hình mạng LAN 26 c) Cài đặt thiết lập cấu hình cho giao thức mạng 28 Quản lý mạng với Windowns 2003 Server 30 4.1 Tài khoản người dùng 30 4.2 Tài khoản nhóm 32 BÀI 3: HỆ THỰC HÀNH CỔNG VÀO RA PPI 8255 33 Mạch phối ghép vào/ra song song lập trình 8255A 33 1.1 Từ điều khiển định nghĩa cấu hình 36 1.2 Từ điều khiển lập/xóa bit PCi 37 Bá Dũng( Leo ) 10/11/2018 Các chế độ hoạt động 8255 37 2.1 Chế độ 0: “Vào/ra sở” 39 2.2 Chế độ 1: “Vào/ra có xung cho phép” 43 2.3 Chế độ 2: “Bus chiều” 47 BÀI 4: ĐO NHIỆT ĐỘ BẰNG CẢM BIẾN NHIỆT BÁN DẪN, CẶP NHIỆT ĐIỆN CẢM BIẾN NHIỆT PT-100 49 Giới thiệu 49 Cảm biến nhiệt bán dẫn (Semiconductor Temperature Sensor) 50 Cảm biến cặp nhiệt điện (Thermocoupler) 52 Cảm biến nhiệt PT-100 54 BÀI : HỆ THỰC HÀNH GIAO TIẾP MÁY TÍNH 57 RS232 57 1.1 Đặc tính phần cứng 57 1.2 Các chân cổng nối tiếp 57 1.3 Chức chân 58 1.4 Khuôn mẫu khung truyền 59 1.4.1 Tốc độ Baul 59 1.4.2 Phân khoảng thời gian luồng bít 60 1.5 Truyền thông nút 61 1.5.1 Bắt tay 61 1.5.2 Xác lập thông số cho cổng RS232 62 1.5.3 Truyền thơng đơn giản khơng có bắt tay 62 1.5.4 Bắt tay phần mềm 63 1.5.5 Bắt tay phần cứng 63 1.6 Các ghi cổng nối tiếp 63 1.6.1 Các địa cổng IRQ 63 1.6.2 Bảng ghi 64 1.6.3 Thanh ghi DLAB 64 1.6.4 Các ghi cho phép ngắt (IER) 65 1.6.5 Thanh ghi xác định ngắt (IIR) 65 Giao diện song song LPT 66 2.1 Cấu trúc cổng song song 66 2.2 Giao diện hai hướng 68 Bá Dũng( Leo ) 10/11/2018 2.3 Giao diện hướng 68 Bá Dũng( Leo ) 10/11/2018 BÀI 1: KHẢO SÁT MỘT SỐ LOẠI CẢM BIẾN Rơ le từ (Reed Relay) ❖ Khái niệm chung về rơ le: Rơle là một loại thiết bị điện tự động mà tín hiệu đầu thay đổi nhảy cấp tín hiệu đầu vào đạt những giá trị xác định Rơle là thiết bị điện dùng để đóng cắt mạch điện điều khiển, bảo vệ và điều khiển sự làm việc của mạch điện Có nhiều loại rơ le với nguyên lý và chức làm việc rất khác Do có nhiều cách để phân loại rơ le, một số loại rơ le thông dụng như: rơ le từ, rơ le nhiệt, rơ le số… ❖ Đặc tính vào rơ le: Hình 1.1 Đặc tính vào rơ le Quan hệ giữa đại lượng vào và của rơle hình minh họa Khi X biến thiên từ đến X2 thì Y = Y1 đến X= X2 thì Y tăng từ Y = Y1 đến Y = Y2 (nhảy bậc) Nếu X tăng tiếp thì y không đổi Y = Y2 Khi X giảm từ X2 về lại X1 thì Y = Y2 đến X = X1 thì Y giảm từ Y2 về Y = Y1 Nếu gọi: + X = X2= Xtđ là giá trị tác động rơle + X = X1 = Xnh là giá trị nhả của rơle Thì hệ số nhả: Knh= X1/X2=Xnh/Xtđ ❖ Rơ le từ: Là công tắc với điều khiển đóng ngắt từ trường Từ trường có thể tạo nam châm cuộn cảm được cấp dòng điện ❖ Cấu tạo rơ le từ: Cấu tạo của một rơ le tiếp điểm có cực trên: Cực C gọi là cực chung (Common), cực NC là tiếp điểm thường đóng (Normal Closed) và NO là tiếp điểm Bá Dũng( Leo ) 10/11/2018 thường mở (Normal Open), một nam châm điện (cuộn cảm), mợt nam châm, lò xo Hình 1.2 Cấu tạo rơ le ❖ Nguyên lý hoạt động: Trong điều kiện bình thường, rơ le không hoạt động, lực kéo của lò xo bên trái nam châm tiếp xúc với tiếp điểm NC tạo thành một kết nối giữa C và NC, chính vì thế NC được gọi là tiếp điểm thường đóng (bình thường đóng) Khi một điện áp được áp vào hai đường kích Solenoid (cuộn dây của nam châm điện), nam châm điện tạo một lực từ kéo nam châm xuống, lúc này nam châm không tiếp xúc với tiếp điểm NC nữa mà chuyển sang tiếp xúc với tiếp điểm NO tạo thành một kết nối giữa C và NO Hoạt động này tương tự một công tắc chuyển mạch được điều khiển điện áp kích Solenoid Một đặc điểm rất quan trọng cách hoạt động “đóng – mở” của rơ le là tính “cách ly” Hai đường kích nam châm điện hoàn toàn cách li với các tiếp điểm của rơ le, và vì thế rất an toàn Trong bài thí nghiệm này có thể tạo từ trường nam châm cuộn cảm được cấp dòng điện ❖ Chú ý: Có hai thông số quan trọng cho một rơ le là điện áp kích Solenoid và dòng lớn nhất mà các tiếp điểm chịu được Điện áp kích Solenoid thường là 5V, 12V 24V, việc kích Solenoid chính là công việc của chip điều khiển (ví dụ AVR) Vì tiếp xúc giữa cực C và các tiếp điểm là dạng tiếp xúc tạm thời, không cố định nên rất dễ bị hở mạch Nếu dòng điện qua tiếp điểm quá lớn, nhiệt có thể sinh lớn và làm hở tiếp xúc Vì thế cần tính toán dòng điện tối đa ứng dụng của mình để chọn rơ le phù hợp Cơng tắc giới hạn hành trình (Limit Switch) Công tắc hành trình được dùng nhiều ngành xây dựng, khai thác mỏ, cảng, công nghiệp nặng các dây chuyền tự động, thiết bị nâng, băng tải để kiểm soát chuyển động, hành trình, tốc độ, an toàn Các công tắc hành trình có thể là các nhút nhấn (button) thường đóng, thường mở, công tắc tiếp điểm, và cả công tắc quang Các kiểu của công tắc hành trình như: kiểu gạt, nhấn, hạn vị đầu tang, kéo và treo ❖ Cấu tạo nguyên lý hoạt động: Bá Dũng( Leo ) 10/11/2018 Công tắc hành trình nhìn chung là loại công tắc có ba chân và mợt đòn bẩy điều khiển đóng ngắt các tiếp điểm Nó có cấu trúc sau: Hình 1.3 Cấu tạo cơng tắc hành trình Bình thường thì tiếp điểm 1-2 ln mở tiếp điểm 1-3 ln đóng tác đợng lực vào đòn bẩy thì làm cho tiếp điểm 1-2 đóng 1-3 và nó trở về trạng thái ban đầu nếu khơng có lực tác đợng vào đòn bẩy Hình 1.4 Hình dạng thực tế cơng tắc hành trình Công tắc nhiệt (Thermoswitch) Công tắc nhiệt cho phép tạo tín hiệu đóng ngắt tiếp điểm nhiệt độ môi trường tác động qua mặt tiếp xúc của công tắc tăng đến giá trị định trước ❖ Cấu tạo nguyên lý hoạt động: Công tắc nhiệt đơn giản có cấu trúc gồm một đế và một lương kim (T) Thanh lưỡng kim ghép từ hai kim loại có nhiệt độ dãn nở nhiệt khác Khi nhiệt độ tăng, một hai bị dãn nở nhanh hơn, làm uốn cong lưỡng kim và đó làm ngắt tiếp điểm Hình 1.5 Cấu tạo cơng tắc nhiệt ❖ Chú ý: Công tắc nhiệt hoạt động dựa sự dãn nở của lưỡng kim vì mà tính quán tính lớn tức là sự dãn nở nhiệt thay đổi dần dần theo thời gian nhiệt độ tăng chúng không thể ngắt mạch tức thời nhiệt độ tăng đột ngột vì nó được sử dụng chủ yếu bàn là, nồi cơm điện, bình nóng lạnh… nhằm mục đích đạt được nhiệt Bá Dũng( Leo ) 10/11/2018 độ nhất định nó ngắt mạch để bảo về ít được dùng các hệ thống điều khiển hay điều chỉnh nhiệt đợ Microphone Microphone (còn gọi là Mike hay Mic) là một thiết bị biến lượng âm học sang lượng điện từ Nó chuyển đổi âm sang tín hiệu điện Microphone được dùng nhiều ứng dụng điện thoại, máy thu âm, các sản phẩm điện ảnh, thu thanh, radio và TV, thu tiếng máy tính, gọi VoIP Các loại micro thường có trở kháng khác so với thiết bị mà nó kết nối Do sử dụng Micro người ta hay kết nối nó với D.I Preamp (tiền khuếch đại) có chức đồng nhất trở kháng 4.1 Condenser Microphone Condenser Microphone là cảm biến cho phép biến đổi âm thành tín hiệu điện Loại sử dụng là micro kiểu áp điện với transistor trường mắc kiểu lối ❖ Cấu tạo: Condenser Microphone có cấu trúc gồm một màng kim loại mỏng và một phiến dội tạo thành tụ điện Khi tín hiệu âm tác động vào màng kim loại, làm rung màng, dẫn đến thay đổi điện dung của tụ, cho phép sử dụng để hình thành tín hiệu ❖ Nguyên lý: Condenser Microphone vận hành theo nguyên lý chủn đợng của màng rung Condenser Microphone gọi là micro dạng tụ, màng của chúng hoạt động một cái mảng tụ điện và màng rung tạo âm khoảng cách giữa các mảng Loại micro này có độ nhạy cao và bắt chính xác âm Thích hợp cho thu các dạng tín hiệu mềm giọng hát, guitar thùng Hình 1.6 Cấu tạo Condenser Microphone Bá Dũng( Leo ) 10/11/2018 Hình 1.7 Condenser Microphone 4.2 Dynamic Microphone Dynamic Microphone là cảm biến cho phép biến đổi âm thành tín hiệu điện, loại sử dụng là micro kiểm điện động, đó cuộn dây gắn với màng mỏng có thể dao động tự từ trường của một nam châm vĩnh cửu Khi có âm tác động vào màng, làm chuyển động cuộn dây từ trường Kết quả là cuộn dây xuất hiện thế điện động cảm ứng tỷ lệ cường độ âm tác động Đây là loại micro có cường độ rộng, thích hợp cho thu các loại nhạc cụ có cường độ cao kèn trompete, trống Giá của chúng thường rẻ các dạng Condenser Microphone Hình 1.8 Cấu tạo Dynamic Microphone Bá Dũng( Leo ) 10/11/2018 Hình 1.9 Dynamic Microphone Điện trở nhiệt (Thermistor) ❖ Cấu tạo: Làm từ hỗn hợp các oxit kim loại : mangan, niken, coban ❖ Ưu điểm: Bền, rẻ, dễ chế tạo ❖ Khuyết điểm: Dãy tuyến tính hẹp ❖ Ứng dụng: Làm chức bảo vệ, ép vào mạch điện tử là thành phần cung cấp nhiệt ấm điện ❖ Nguyên lý hoạt động: Thermistor được cấu tạo từ hỗn hợp các bợt oxit Các bợt này được hòa trợn theo tỉ lệ và khối lượng nhất định sau đó được nén chặt và nung nhiệt độ cao Và mức độ dẫn điện thay đổi theo nhiệt độ Có hai loại điện trở nhiệt là hệ số nhiệt dương PTC (điện trở tăng theo nhiệt độ), hệ số nhiệt âm NTC (điện trở giảm theo nhiệt độ) Thường dùng nhất là loại NTC Thermistor tuyển tính khoảng nhiệt độ nhất định 50ºC-150ºC người ta ít dùng để dùng làm cảm biến đo nhiệt Chỉ sử dụng các mục đích bảo vệ, ngắt nhiệt Bá Dũng( Leo ) 10/11/2018 Hình 1.10 Điện trở nhiệt Cảm biến nhiệt bán dẫn (Temperature Semiconductor Sensor) ❖ Cấu tạo: Cảm biến nhiệt LM335 là loại cảm biến được chế tạo từ những chất bán dẫn Nguyên lý của chúng là dựa mức độ phân cực của các lớp P-N tuyến tính với nhiệt độ môi trường Ngày với sự phát triển của ngành công nghệ bán dẫn cho đời rất nhiều loại cảm biến nhiệt với sự tích hợp của nhiều ưu điểm: độ chính xác cao, chống nhiễu tốt, hoạt động ổn định, mạch điện xử lý đơn giản, rẻ tiền LM335 là linh kiện đo nhiệt độ Nó gồm có ba chân: một chân nguồn, một chân đất và một chân cho điện áp Nếu cấp nguồn dương thì điện áp dương, nếu cấp nguồn âm thì ngược lại ❖ Nguyên lý hoạt động: Nguyên tắc hoạt động của cảm biến dựa sự phụ tḥc của dòng qua lớp tiếp xúc bán dẫn PN vào nhiệt độ Đối với tiếp xúc PN dẫn dòng khơng đởi I: I(U) = I0.(eqU/kT – 1) Trong công thức trên, nhiệt đợ T là thừa số mũ Tuy nhiên, dòng I bão hòa của diode mắc phân cực ngược (Zener) tồn tại mối quan hệ hàm mũ trên, ta có mối quan hệ tuyến tính giữa sụt thế diode và nhiệt độ: ∆U = Eg/q = 4,6 kT/q(lnM – lnl) Trong đó: I0: Là dòng bão hòa của diode mắc phân cức ngược (Zener) q: Điện tích của electron -1,60.10-19 C (1,6.1019As) k: Hằng số Boltzman 1,38.10-23 J/K Eg: Là độ rộng vùng cấm 1,12eV Silicon LM335 là linh kiện tạo dòng chuẩn điều chỉnh được, sơ đồ nối cảm biến có đặc điểm cho thế tỷ lệ tuyến tính với nhiệt độ ~10mV/°K (ở °K thế ~0) Vì vậy, có thể sử dụng LM335 một cảm biến nhiệt độ Thông số kĩ thuật của LM335 (Datasheet): - Dải đo: -40°C đến 100°C - Độ nhạy: 0,02mV/°C - Sai số: ± 0,5°C - Dòng điện ngược: 15mA - Dòng điện thuận: 10mA - Tiêu tán công suất thấp 10 Bá Dũng( Leo ) 10/11/2018 có điện trở suất cao, chống oxy hóa, độ nhạy cao, dải nhiệt đo được rộng Thường có các loại: 100, 200, 500, 1000 Ohm tại 0°C Điện trở càng cao thì độ nhạy nhiệt càng cao Cảm biến PT-100 là loại RTD đó sử dụng điện trở thuần của đoạn dây Platinum theo dạng lò xo đặt vị trí đầu của cảm biến và có điện trở là 100Ohm tại 0°C Trong bảng giới thiệu sự thay đổi giá trị điện trở của cảm biến Platinum theo nhiệt độ Bảng 4.2 Sự thay đổi giá trị điện trở cảm biến Platinum theo nhiệt độ ❖ Nguyên lý hoạt động: Sự phụ thuộc giá trị điện trở R vào nhiệt độ T được mô tả biểu thức: R = R (1+a1 T+ a2T2) Trong đó: R0: Là giá trị điện trở R 00C A1: Hằng số = 0.00399 A2: Hằng số = -6.10-7 T: Nhiệt độ Với giá trị a2 nhỏ có thể bỏ qua các thành phần phụ thuộc bậc hai của T và có thể xem điện trở R phụ thuộc tuyến tính vào nhiệt độ T Ưu điểm của các cảm biến RTD là khoảng nhiệt độ đo rộng (-240°C đến 649°C), có độ chính xác cao, độ phi tuyến nhỏ và tính đồng nhất của các cảm biến cùng loại Tuy nhiên nó có các nhược điểm đó là đợ nhạy thấp, cần mạch kích dòng và giá thành cao 55 Bá Dũng( Leo ) 10/11/2018 Hình 4.8 Cảm biến nhiệt PT-100 Khi cấp dòng I cho cảm biến nhận được thế cảm biến U=I.R VỚi giá trị điện trở R thay đổi tuyến tính theo nhiệt độ, điện thế lối cảm biến là đại lượng phụ thuộc tuyến tính theo nhiệt độ Sơ đồ RTD đòi hỏi dòng I cấp phải rất ởn định ❖ Chú ý: - Có thể nối thêm dây cho loại cảm biến này (hàn kĩ, chất lượng dây tốt, chống nhiễu tốt) Vì là biến thiên điện trở nên không quan tâm đến chiều đấu dây 56 Bá Dũng( Leo ) 10/11/2018 BÀI : HỆ THỰC HÀNH GIAO TIẾP MÁY TÍNH RS232 1.1 Đặc tính phần cứng Các đặc tính điện cổng nới tiếp ghi EIA RS232C standanrd • A "Space" (logic 0) will be between +3 and +25 Volts • A "Mark" (Logic 1) will be between -3 and -25 Volts • Trong khoảng -3 đến +3V khơng được định nghĩa • Điện áp hở mạch không vượt quá 25V so với đất • Dòng điện ngắn mạch khơng vượt quá 500mA Hình 5.1: Logic RS232 Có hai loại Serial port, 25 chân chân Hình 5.2: Sắp xếp chân cởng nới tiếp máy tính PC 1.2 Các chân cổng nối tiếp D-Type-25 Pin No D-Type-9 Pin No 57 Abbreviation Full Name Bá Dũng( Leo ) 10/11/2018 Pin Pin TD Transmit Data Pin Pin RD Receive Data Pin Pin RTS Request To Send Pin Pin CTS Clear To Send Pin Pin DSR Data Set Ready Pin Pin SG Signal Ground Pin Pin CD Carrier Detect Pin 20 Pin DTR Data Terminal Ready Pin 22 Pin RI Ring Indicator 1.3 Chức chân Abbreviation Full Name TD Transmit Data Serial Data Output (TXD) RD Receive Data Serial Data Input (RXD) DSR Data Set Ready This tells the UART that the modem is ready to establish a link – Máy tính báo sẵn sàng nhận DTR Data Terminal This is the opposite to DSR This tells the Modem that the UART is ready to link – Modem muốn phát Ready Function CTS Clear to Send This line indicates that the Modem is ready to exchange data – Modem báo sẵn sàng nhận RTS Request to Send This line informs the Modem that the UART is ready to exchange data – Máy tính báo ḿn phát DCD Data Carrier Detect When the modem detects a "Carrier" from the modem at the other end of the phone line, this 58 Bá Dũng( Leo ) 10/11/2018 Line becomes active – Modem báo có sóng mang RI Ring Indicator Goes active when modem detects a ringing signal from the PSTN – Modem báo có gọi (chng) 1.4 Khuôn mẫu khung truyền Việc truyền dữ liệu qua cổng nối tiếp RS232 thực hiện theo kiểu không đồng bộ, khuôn mẫu dữ liệu với các bước bắt đầu và dừng, hình vẽ Ta có thể thấy rõ là tại một thời điểm có một ký tự được truyền và có một khoảng thời gian phân cách giữa chúng Khoảng thời gian trì hoãn này thực chất là khoảng thời gian hoạt động không hiệu quả và được đặt mức logic cao (-12V) hình vẽ Bộ truyền gửi một bit bắt đầu để thông báo cho bộ nhận biết một ký tự được gửi đến lần truyền bit tiếp sau Bit bắt đầu này luôn mức 0, tiếp theo là 5, ký tự được gởi đến dạng mã ASCII đến một bit chẵn lẻ, cuối cùng là 1,5 bit dừng Khoảng thời gian phân cách một bit đơn quy định tốc độ truyển Cả bộ truyền lẫn bộ nhận đều phải đặt cùng một tốc độ truyền Tín hiệu giữ nhịp của cả hai bên quy định tôc độ này Việc thiết lập đồng bộ mang tính tương đối để bộ truyền và bộ nhận có tốc độ xấp xỉ nhau, lí là tín hiệu mang dữ liệu xuất hiện khoảng thời gian tương đối ngắn Bit chẵn lẻ Thực chất của quá trình kiểm tra lỗi truyền dữ liệu là bở sung thêm dữ liệu vào dòng dữ liệu được truyền, để tìm sửa chữa một một lỗi qua trình truyền Chuẩn RS232 dùng một kỹ thuật đơn giản gọi là chẵn lẻ để phát hiện lỗi truyền Một bit chẵn lẻ bổ sung vào dữ liệu được truyền để cho thấy số các số một là chẵn (nếu kiểm tra chẵn) là lẻ (nếu kiểm tra lẻ) Đây là một phương pháp đơn giản để mã hoá lỗi và cần đến một cổng XOR để mã hoá lỗi, tạo bít chẵn lẻ Bít chẵn lẻ bổ sung vào dữ liệu được truyền cách các chèn nó vào một vị trí chính xác của bit một ghi dịch sau đếm xem có bit được gửi 1.4.1 Tốc độ Baul Một các tham số chính đặc trưng cho quá trình truyền qua cổng RS232 là tốc độ truyền và nhận dữ liệu Điều đáng ý là bộ truyền và bộ nhận đều phải làm việc cùng sấp xỉ tốc độ đó Trong khuôn mẫu của khung truyền dị bộ (không đồng bộ), các bit bắt đầu, bit dừng, bít chẵn lẻ được bổ sung vào bít dữ liệu dành cho ký tự mã ASCII Như phải cần đến tổng cộng là 10 bit để truyền một ký tự đơn Với hai bit dừng thì phải cần 59 Bá Dũng( Leo ) 10/11/2018 đến 11 bit cho một ký tự đơn Nếu giả thiết là có 10 ký tự gửi giây và nếu 11 bit sử dụng cho ký tự thì tốc độ truyền thông tin là 110 bit giây (bps) Như tổng số 10 bit có thể chia sau: Số bit Ký tự mã ASCII 7 Bit bắt đầu 1 Bit chẵn lẻ 1 Bit dừng Tổng cộng 10 11 1.4.2 Phân khoảng thời gian luồng bít Trùn thơng dị bợ là kiểu trùn thơng với các bit bắt đầu/dừng và cả bộ truyền lẫn bộ nhận phải được thiết lập cùng một khoảng thời gian trùn mợt bit hay gọi là thời gian bit Một bi bắt đầu xác định vị trí bắt đầu cuộc truyền và luôn là mức logic thấp Tiếp theo bit có ý nghĩa nhỏ nhất được gửi đi, đến phần lại của các bit ký tự ASCII bit Sau đấy bit chẵn lẽ gửi và kế tiếp là bit dừng Khoảng thời gian thực tế để truyền bit liên quan đến tốc độ baud và có thể được quy định cách sử dụng công thức sau: Khoảng thời gian của bit = 1/tốc đợ baud [s] Hình 5.3: Mã ASCII ‘V’ với mức điện áp RS-232 60 Bá Dũng( Leo ) 10/11/2018 1.5 Truyền thông nút RS232 trở thành một chuẩn không phải tất cả các nhà sản xuất trung thành với nó Một số nhà sản xuất tuân thủ đầy đủ những quy định tiêu chuẩn, số khác thì thực hiện một phần Nguyên nhân là không phải tất cả các thiết bị đều cần đến toàn bộ khả của cổng nối tiếp RS232, chẳng hạn một modem cần nhiều đường dẫn vào cổng đấu chuột vào cổng nối tiếp Tốc độ mà dữ liệu được truyền và tốc độ có thể của bộ truyền và bộ nhận quyết định có phải cần đến việc bắt tay hay không 1.5.1 Bắt tay Việc truyền dữ liệu có thể tiến hành theo ba cách: không có bắt tay, có bắt tay phần cứng, bắt tay phần mềm Nếu không sử dụng kỹ thuật bắt tay thì bộ nhận phải có khả đọc các ký tự nhận được trước bộ gửi gửi ký tự khác bộ nhận có thể đệm ký tự nhận được và cất nó một ô nhớ riêng trước nó có thể đọc được Vị trí ô nhớ này được gọi là bộ đệm nhận Đáng ý là bộ đệm này có thể giữ một kí tự đơn, nếu nó không được làm rỗng trước một ký tự khác được nhận thì bất kỳ ký tự nào trước đó bị đè lên Một ví dụ về hiện tượng này được minh họa hình Hình 5.4: Quá trình truyền nhận ký tự Trong trường hợp này bộ nhận đọc song xuôi hai ký tự đầu tiên từ bộ đệm nhân, nó chưa đọc ký tự thứ ba vì ký tự thứ tư được truyền ghi đè lên bộ 61 Bá Dũng( Leo ) 10/11/2018 đệm nhận Nếu trường hợp này sảy thì việc bắt tay phải được sử dụng để làm dừng bộ truyền gửi các ký tự để bộ nhận có thời gian sử lí các ký tự bộ đệm nhận 1.5.2 Xác lập thông số cho cổng RS232 Trước tiến hành truyền dữ liệu qua cổng RS232 ta phải hoàn thành công việc xác lập các thông số cho cổng Công việc này có thể tiến hành môi trường DOS Windows Windows 9x của Microsoft cho phép xác lập các thông số cho cổng nối tiếp cách lựa chọn Control panel/System/Device Manager/Port (COM và LPT)/Port setting Việc xác lập các thông số cho cổng truyền thông (IRQ và địa cổng) có thể được thay đổi cách lựa chọn Control panel/System/Device Manager/Port (COM và LPT)/Resources for IRQ and Address (các tài nguyên dùng cho IRQ và địa chỉ) Hình các tham số và cách thiết lập để làm ví dụ Các giá trị tốc độ baud điển hình có thể lựa chọn là: 110, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600 và 19200 cho các thiết bị dựa vi mạch 8250 Vi mạch UART loại 16650 tương thích 825 Nhưng có thể đạt đến tốc độ 33400, 56600, 132000, 230400, 460800, và 921600 baud Đáng ý là việc điều khiển dòng dữ liệu có thể tiến hành cách thiết lập việc bắt tay phần mềm (X-ON/X-OFF), bắt tay phần cứng không có gì cả Bit chẵn lẻ có thể được đặt là: không, lẻ, chẵn dấu trống Một dấu mark tuỳ chọn chẵn lẻ đặt bit chẵn lẻ thành và một dấu trống đặt bit này thành Trong trường hợp này cổng COM được đặt tôc độ 9600 baud, bit dữ liệu, không có chẵn lẻ, một bit dừng và không có sự kiểm tra chẵn lẻ 1.5.3 Truyền thông đơn giản khơng có bắt tay Trong cách trùn thơng này, người ta giả thiết bộ nhận có thể đọc giữ liệu từ bộ truyền trước ký tự khác được nhận Dữ liệu được gửi vào từ vị trí kết nối đến chân TxD của bộ truyền và được nhận vị trí nối với chân RxD của bộ nhận Khi DTE (chẳng hạn máy tính) nối với DTE khác thì đường truyền (TD) một được nối với đường nhận (RD) của thiết bị và ngược lại Hình cách kết nối giữa các nút cho hai trường hợp: chân - chân và chân - 25 chân Hình 5.5: Sơ đồ kết nới RS-232 khơng có phần cứng bắt tay 62 Bá Dũng( Leo ) 10/11/2018 1.5.4 Bắt tay phần mềm Có hai ký tự ASCII cho phép bắt đầu và làm dừng các cuộc truyền dữ liệu qua cổng truyền dữ liệu qua công nối tiếp đó là: X-ON (^S, Ctrl-S mã ASCII 11) và X-OFF (^Q, Ctrl –Q mã ASCII 13) Khi bộ truyền nhận được ký tự X-OFF nó làm ngừng quá trình truyền thông cho đến ký tự X-ON được gửi Kiểu bắt tay này thương được sử dụng bộ truyền và bộ nhận có thể xử lí dữ liệu tương đối nhanh chóng Thông thường bộ nhận có một bộ đệm dữ liệu lớn dùng cho các ký tự gửi tới bộ đệm này đầy, nó truyền mã ký tự X-OFF, sau nó đọc từ bộ đệm mã ký tự X-ON nó truyền hình mô tả 1.5.5 Bắt tay phần cứng Bắt tay phần cứng làm dừng các ký tự bộ đệm nhận để khỏi bị ghi đè lên Các đường dẫn được sử dụng đều được tích cực mức cao Như hình bên cho thấy dữ liệu được truyền giữa bộ truyền và bộ nhận diễn thế nào Khi một nút muốn truyền dữ liệu nó ấn định đường dẫn RTS trạng thái hoạt động, nghĩa là mức cao, giám sát đường dẫn CTS cho đến đường dẫn này chuyển sang trạng thái hoạt động nghĩa là mức cao Nếu CTS của bộ truyền giữ nguyên trạng thái không hoạt động thì có nghĩa là bộ nhận bận và hiện tại không thể nhận giữ liệu Khi bộ nhận đọc giữ liệu từ bộ đệm, đường dẫn RTS tự động chuyển sang trạng thái kích hoạt cách bảo cho bộ truyền là nó sẵn sàng nhận ký tự Việc nhận dữ liệu diễn tương tự với việc truyền dữ liệu, các đường dẫn DSR và DTR được sử dụng không phải là RTS và CTS Khi DCE muốn truyền dữ liệu đến DTE thì đầu vào DSR của bộ nhận chuyển sang trạng thái kích hoạt Nếu bộ nhận không thể nhận ký tự, nó đặt đường dẫn DTR trạng thái hoạt động và lúc đó và lúc đó nút xa truyền ký tự Đường dẫn DTR được đặt trạng thái không kích hoạt cho đến ký tự này được xử lý xong 1.6 Các ghi cổng nối tiếp 1.6.1 Các địa cổng IRQ Name Address IRQ COM 3F8 COM 2F8 COM 3F8 COM 2F8 63 Bá Dũng( Leo ) 10/11/2018 Các địa cổng chuẩn làm việc với hầu hết các PC’s Nếu bạn có một máy IBM P/S2 có một micro-channel bus thì một tập các địa và IRQ’s khác Cũng giống các cổng LPT, các địa sở cho cổng COM có thể được đọc từ vùng dữ liệu BIOS 1.6.2 Bảng ghi Địa sở DLAB W/R Viết tắt Tên ghi W - Bộ đệm phát R - Bộ đệm thu R/W - Byte thấp hệ số chia R/W IER Thanh ghi cho phép ngắt R/W - Byte cao hệ số chia - R IIR Thanh ghi nhận dạng ngắt - W FCR Thanh ghi điều khiển FIFO +3 - R/W LCR Thanh ghi điều khiển dòng +4 - R/W MCR Thanh ghi điều khiển modem +5 - R LSR Thanh ghi trạng thái dòng +6 - R MSR Thanh ghi trạng thái modem +7 - R/W - Thanh ghi hỗn tạp +0 +1 +2 1.6.3 Thanh ghi DLAB Trong UART này có một cái thạch anh dao động khoảng tần số 1.8432MHz Cái UART có sử dụng một bộ chia một bộ đếm 16 chia tần số tín hiệu đầu vào cho 16 Giả sử có tín hiệu xung nhịp tần số 1.8432MHz thì ta có tín hiệu tối đa là 115,200 Hezt làm cho UART có khả truyền và nhận là 115,200 bps Điều đó là tốt một số modem và thiết bị nhanh có thể xử lí được tại tốc độ đó Nhưng với tất cả các thiết bị khác thì đều không giao tiếp được Vì UART được cung cấp một bộ tạo tốc độ Baud khả trình được điều khiển hai ghi Dưới là bảng các tốc độ thông thường cùng với các byte thấp và byte cao hệ số chia của nó Chú ý là tất cả các hệ số chia đều được biểu diễn hệ hexadecimal 64 Bá Dũng( Leo ) 10/11/2018 1.6.4 Các ghi cho phép ngắt (IER) Bit Notes Bit Reserved Bit Reserved Bit Cho phép chế độ nguồn thấp Bit Cho phép chế độ nghỉ Bit Ngắt trạng thái modem phép Bit Ngắt trạng thái dòng thu phép Bit Ngắt báo rỗng ghi phát phép Bit Ngắt liệu nhận sẵn sàng phép Thanh ghi cho phép ngắt có thể nói là một những ghi dễ hiểu nhất của UART Việc thiết lập bit lên trạng thái cao cho phép “ngắt dữ liệu nhận được sẵn sàng” việc này tạo một ngắt ghi nhân/FIFO chứa dữ liệu sẵn để CPU đọc 1.6.5 Thanh ghi xác định ngắt (IIR) Chú ý Bit Bit 6-7 Bit Bit 0 Không FIFO FIFO phép không sử dụng 1 FIFO phép Bit FIFO 64 byte phép (chỉ 16750) Bit Reserved Reserved on 8250, 16450 16550 Time out interupt Pending Bit Bit Bit 65 Bá Dũng( Leo ) Bit 1:2 10/11/2018 0 Ngắt trạng thái modem Ngắt rỗng ghi đệm phát Ngắt liệu nhận sẵn sàng 1 Ngắt trạng thái dòng thu Pending ngắt Pending không ngắt Bit Giao diện song song LPT 2.1 Cấu trúc cổng song song Cổng song song có hai loại: Ổ cắm 36 chân và ổ cắm 25 chân Ngày loại ổ cắm 36 chân khơng được sử dụng hầu hết các máy tính đều trang bị ổ cắm cổng ong song 25 chân nên ta cần quan tâm đến loại 25 chân Hình 5.6: Các chân ở cắm 25 dùng cho máy in Sau là chức của các đường dẫn tín hiệu Strobe(1): Với một mức logic thấp chân này, máy tính thông báo cho máy in là có một byte sẵn sàng các đường dẫn tín hiệu để được truyền D0-D7: Các đường dẫn tín hiệu Acknowledge: Với một mức logic thấp chân này, máy in thông báo cho máy tính biết là nhận được ký tự vừa gửi và có thể tiếp tục nhận Busy: Máy in gửi tới chân này một mức logic cao đón nhận in dữ liệu để thông báo cho máy tính biết là các bộ đệm máy in bị đầy máy in trạng thái off-line Paper Empty: Mức cao chân này có nghĩa là giấy dùng hết 66 Bá Dũng( Leo ) 10/11/2018 Select: Một mức cao chân này có nghĩa là máy in trạng thái kích hoạt Auto Linefeed: Có gọi là Auto Feed Mợt mức thấp chân này có nghĩa máy tính bảo máy in tự đợng nạp mợt dòng kết thúc mợt dòng Error: Một mức thấp chân này, máy in thông báo cho máy tính biết là xuất hiện một lỗi chẳng hạn kẹt giấy máy in trạng thái off-line Reset: Bằng một mức thấp chân này máy in được đặt trở lại trạng thái xác định ban đầu Select input: Bằng một mức thấp chân này, máy in được lựa chọn máy tính ` Hình 5.7: Đường dẫn hướng truyền tín hiệu Qua các mô tả chức của tín hiệu riêng lẻ ta có thể nhận thấy là các chân có thể chia làm nhóm: • Các đường dẫn tín hiệu xuất từ máy tính điều khiển máy in gọi là các đường điều khiển • Các đường dẫn tín hiệu đưa các thông báo ngược lại từ máy in về máy tính được gọi là các đường trạng thái • Đường dẫn dữ liệu, truyền các bít riêng lẻ của các ký tự cần in Từ các mô tả các tín hiệu và mức tín hiệu ta có thể nhận thấy là các tín hiệu Acknowledge, Auto Line Feed, Error, Reset và Select Input, kích hoạt mức thấp Thông qua chức của các chân này ta hình dung được cách điều khiển máy in Đáng ý là đường dẫn song song đều được dùng để truyền dữ liệu từ máy tính sang máy in Trong những trường hợp này chuyển sang các ứng dụng để thực 67 Bá Dũng( Leo ) 10/11/2018 hiện nhiệm vụ khác ta phải chuyển dữ liệu từ mạch ngoại vi vào để thu thập và xử lí Vì ta phải tận dụng một năm đường dẫn theo hướng ngược lại, nghĩa là từ bên ngoài về máy tính để truyền số liệu cần xử lý Dưới đề cập chi tiết đến các đặc tính một hướng và hai hướng của các đường dẫn này Để có thể ghép nối các thiết bị ngoại vi, các mạch điện ứng dụng đo lường và điều khiển với cổng song song ta phải tìm hiểu cách trao đổi với các ghi thông qua cách sắp xếp và địa các ghi phần mềm tự viết cải biên từ những phần mềm có sẵn Các đường dẫn tới các chân của cổng song song được nối tới ghi khác nhau: • Thanh ghi dữ liệu • Thanh ghi trạng thái • Thanh ghi điều khiển Cởng song song (LPT) Địa ghi liệu Địa ghi trạng thái Điạ ghi điều khiển LPT 3BCh 3BDh 3Beh LPT 378h 379b 37Ah LPT 278h 279h 27Ah LPT 2BCh 2BDh 2BEh 2.2 Giao diện hai hướng Để thông báo trở lại quá trình biến đổi thực hiện - được gọi là trạng thái - cần có một thông báo trở lại Đường dẫn này cần được hỏi lại liên tục, cho đến xuất hiện tín hiệu thông báo trở lại phương pháp này gọi là hỏi vòng (polling) Việc bắt đầu quá trình biến đổi cần được thực hiện một bộ phát xung bên ngoài, vì khơng đường dẫn nào có thể được dùng nữa đường dẫn lối của ghi dữ liệu có thể được sử dụng cho một bộ biến đối số/tương tự để điều khiển một mạch điện bên ngoài theo kiểu tỷ lệ, chẳng hạn một mơ tơ mợt lò sưởi điện 2.3 Giao diện hướng Nếu có tay một giao diện hai hướng thì để tiết kiệm thời gian ta có thể bỏ qua nội dụng này Trước hết ta phải tìm hiểu xem một giao diện song song một hướng có những khả ứng dụng nào đo lường điều khiển Đáng tiếc là giao diện loại này có 68 Bá Dũng( Leo ) 10/11/2018 khả ứng dụng hạn chế, với một vài thủ thuật kỹ thuật ta có thể vượt qua sự hạn chế này Hình sau có những dòng dữ liệu có thể Hình 5.8: Mơ tả giao diện hướng dùng cho trình điều khiển Ngoài ta có thể mô qua đường dẫn lối và có thể qua đường điều khiển - và là thủ thuật mang tính kỹ thuật được nhắc tới - một bộ biến đổi tương tự /số có đó ta cần có thêm một đường thông báo trở lại, nhờ ta mô việc nhập vào dữ liệu bit 12 bit, và các phép đo các đại lượng dạng tín hiệu tương tự và độ chính xác đến bit hoăc 12 bit hoàn toàn có thể thực hiện được 69 ... độ 0: “Vào/ra sở” 39 2.2 Chế độ 1: “Vào/ra có xung cho phép” 43 2.3 Chế độ 2: “Bus chiều” 47 BÀI 4: ĐO NHIỆT ĐỘ BẰNG CẢM BIẾN NHIỆT BÁN DẪN, CẶP NHIỆT ĐIỆN VÀ CẢM... (Thermocoupler) 52 Cảm biến nhiệt PT-100 54 BÀI : HỆ THỰC HÀNH GIAO TIẾP MÁY TÍNH 57 RS232 57 1.1 Đặc tính phần cứng 57 1.2 Các chân cổng nối tiếp ... le, một số loại rơ le thông dụng như: rơ le từ, rơ le nhiệt, rơ le số… ❖ Đặc tính vào rơ le: Hình 1.1 Đặc tính vào rơ le Quan hệ giữa đại lượng vào và của rơle hình minh họa Khi X biến

Ngày đăng: 10/11/2018, 21:13

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan