Thiết kế và thi công mạch cảnh báo tốc độ và tính cước xe taxi

Luận Văn Tốt Nghiệp DẪN NHẬP I – ĐẶT VẤN ĐỀ Cùng với phát triển xã hội, nhu cầu vật chất tinh thần người ngày tăng Nắm bắt điều trên, vài năm gần để thỏa mãn nhu cầu lại ngày cao để giải số vấn đề xã hội giảm bớt lượng xe hai bánh đường phố, tăng vẻ mỹ quan cho đô thị Nhà nước đưa vào hoạt động loại hình Taxi Đây loại hình đưa đón khách tương đối mẽ nước ta lại khơng xa lạ nước Nó tỏ tiện dụng cho việc lại phần giảm bớt ô nhiễm môi trường, an tồn cho hành khách Muốn vậy, xe Taxi lưu hành phải trang bị thiết bị an tồn cho hành khách lẫn người điều khiễn phương tiện Ngồi thiết bị dây an tồn, thiết bị giảm xóc chống va đập… việc trang bị thiết bị cảnh báo nhằm cung cấp thông tin tình trạng hoạt động xe cho người điều khiển điều cần thiết Bên cạnh vấn đề quan trọng bảo đảm an tồn trình di chuyển việc tính cước xe Taxi phải đảm bảo tính xác hợp lý nhằm tạo tâm thoải mái dễ chịu cho hành khách Xuất phát từ nhu cầu thực tế khách quan đó, kiến thức trang bị trường, người thực mạnh dạn thực đề tài “THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH CẢNH BÁO TỐC ĐỘ VÀ TÍNH CƯỚC XE TAXI” II- GIỚI HẠN ĐỀ TÀI: Với đề tài mang tính thực tiễn “THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MẠCH CẢNH BÁO TỐC ĐỘ VÀ TÍNH CƯỚC XE TAXI” vấn đề thực thiết kế thi cơng mạch hồn chỉnh thật ứng dụng rộng rãi điều mà người thực mong muốn đạt Tuy nhiên thời gian kiến thức có hạn hạn chế khách quan khác ngồi ý muốn mà phạm vi đồ án người thực đề cập, sâu khảo sát tính cước xe Taxi sử dụng rộng rãi xe Taxi nước ta Dù người thực cố gắng tìm hiểu nguyên lý tính cước cảnh báo tốc độ xe ôtô để đề hướng giải Theo nội dung nghiên cứu tiến hành thực vấn đề sau: • Giới thiệu nguyên lý đo tốc độ, nguyên lý tính cước xe Taxi, nguyên lý cảnh báo tốc độ xe ơtơ • Thiết kế mạch phần cứng • Thiết kế phần mềm Về thi công, với yêu cầu đề tài đặt thiết kế thi công mạch điện gần sát với thực tế để phục vụ cho việc học tập nghiên cứu Trên sở dựa khả kiến thức thu thập nhà trường, người thực LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp cố gắng tiến hành thi công số mạch đủ để mô việc cảnh báo tốc độ tính cước xe Taxi III-MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Việc vận dụng mơn điện tử ứng dụng để giải vấn đề kỹ thuật điều khơng cịn mẽ tính mẽ đề tài thể chỗ người thực mạnh dạn nghiên cứu lĩnh vực phát triển mạnh mẽ nhằm đáp ứng nhu cầu xã hội lĩnh vực trang bị điện tử cho xe ôtô Đề tài thực phạm vi hẹp chưa thể ứng dụng thực tiễn điều mà người thực muốn hướng đến thông qua việc thực đồ án tốt nghiệp có điều kiện vận dụng lý thuyết học để giải vấn đề mang tính thực tiễn Đồng thời chừng mực tập đồ án xem tài liệu tham khảo, học tập cho sinh viên ngồi ngành LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp I-THỂ THỨC NGHIÊN CỨU: 1- Thời gian nghiên cứu: Quá trình nghiên cứu đề tài xem quy trình cơng nghệ hẳn hoi đòi hỏi phải tiến hành theo khâu bao gồm việc chọn đề tài, biên soạn đề cương, thu thập kiện, xử lý kiện, viết cơng trình nghiên cứu Luận văn tốt nghiệp tiến hành thực khoảng thời gian tuần: Tuần : Chọn đề tài, xác hóa đề tài, soạn đề cương : Thu thập kiện tài liệu liên hệ Tuần Tuần – : Viết lý thuyết thi công Tuần : Hồn tất nộp đồ án 2- Phương pháp thu thập kiện: Đây giai đoạn quan trọng, sử dụng phương pháp phương tiện nghiên cứu để thu thập kiện đề tài xác định Dữ kiện thu thập chất liệu để hình thành cơng trình nghiên cứu khoa học Vấn đề thu thập kiện đầy đủ, xác, phù hợp với nội dung nghiên cứu Trong phạm vi tập đồ án người thực sử dụng phương pháp tham khảo tài liệu thực nghiệm để thu thập kiện giải đề tài Việc tham khảo tài liệu giúp cho người thực bổ sung thêm kiến thức, lý luận phương pháp mà cơng trình nghiên cứu trước xây dựng Nhờ người nghiên cứu tập trung lực vào việc giải vấn đề tồn Tuy nhiên việc nghiên cứu tham khảo tài liệu ln bảo đảm tính kế thừa phát triển có chọn lọc 3- Xử lý kiện: Các kiện sau thu thập chưa thể sử dụng mà phải qua trình sàng lọc, sửa chữa, phân tích khái qt hóa thành lý luận Tài liệu người thực sử dụng tài liệu có chất lượng cao chủ yếu tài liệu gốc nên bảo đảm xác nội dung đề cập LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp 4- Trình bày: Tốt nghiệp trình bày theo cấu trúc tập đồ tốt nghiệp để phù hợp với nội dung thời gian nghiên cứu đồng thời đáp ứng yêu cầu chương trình đào tạo trường Trình bày thành văn cơng trình nghiên cứu hoa học giai đoạn hồn thành nghiên cứu, khơng thể xem việc nắm vững bút pháp nghiên cứu khoa học giúp người nghiên cứu làm sáng tỏ thêm kết đạt được, phát triển chúng có thêm ý kiến II-CƠ SỞ LÝ LUẬN: Tốt nghiệp thực chất trình nghiên cứu khoa học – trình nhận thức hành động Quá trình địi hỏi phải có thời gian định tương xứng với nội dung đối tượng nghiên cứu tính chất phức tạp vấn đề nghiên cứu Việc nghiên cứu khoa học giúp ta phát Cái khơng mang tính chủ quan người nghiên cứu mà cịn mang tính chất khách quan xã hội Nghiên cứu khoa học phải nhằm mục đích phục vụ xã hội, đáp ứng yêu cầu thực tiễn Hoạt động nghiên cứu khoa học muốn đạt kết tốt phải hội đủ yếu tố: phương tiện, phương pháp, sở vật chất máy móc thiết bị, hình thức tổ chức Các yếu tố có mối liên hệ hữu phù hợp với đối tượng nghiên cứu • Các sở cho việc nghiên cứu thực đề tài: 1- Kiến thức lực người nghiên cứu: Trong trình lựa chọn thực đề tài người nghiên cứu phải cân nhắc kỹ độ khó độ phức tạp đề tài cho phù hợp với khả năng, kiến thức lực người nghiên cứu - Độ phức tạp đề tài thể mặt: lĩnh vực nghiên cứu rộng hay hẹp, ngành hay liên ngành, đối tượng nghiên cứu đồng hay không đồng nhất… Tuy nhiên cần lưu ý giá trị đề tài không phụ thuộc vào độ phức tạp Đề hẹp chưa đề tài giá trị Mỗi đề tài nghiên cứu khoa học có phạm vi định, phạm vi hẹp việc nghiên cứu sâu Do độ phức tạp đề tài thường có mối liên hệ hổ tương với độ khó - Kiến thức người nghiên cứu (đây điều kiện chủ quan người nghiên cứu) Trước hết vốn liếng, kinh nghiệm người nghiên cứu Giáo sư Hà Văn Tấn nhận xét: “Trình độ học sinh, sinh viên không cho phép họ từ đầu chọn đề tài nghiên cứu Vì phải có gợi ý thầy giáo .” Mỗi đề tài nghiên cứu khoa học có yêu cầu định Người nghiên cứu cần nắm vững nội dung, phương pháp nghiên cứu phù hợp với đề tài, nói khác đề tài nghiên cứu phải mang tính vừa sức LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp - Người nghiên cứu phải thể lực nghiên cứu koa học bao gồm việc nắm vững lý thuyết khoa học lĩnh vực nghiên cứu mình, nắm mức độ định phát triển tiến thuộc lĩnh vực nghiên cứu Có chọn đề tài nghiên cứu có giá trị Trong tình hình tiến khoa học kỹ thuật ngày giới, khối lượng thông tin khoa học kỹ thuật gia tăng với qui mô lớn nhịp độ nhanh đòi hỏi người nghiên cứu khoa học phải tham khảo tài liệu nước ngồi Để thực điều người nghiên cứu khoa học cần có số vốn ngoại ngữ định Thể lòng ham mê khoa học, tâm nghiên cứu tìm tịi chân lý 2- Vấn đề thực tiễn - Người nghiên cứu phải coi thực tiễn sở, động lực nhận thức Ăng-ghen viết: “Khi xã hội có yêu cầu kỹ thuật xã hội thúc đẩy khoa học 10 trường Đại học” Mặt khác thực tiễn tiêu chuẩn để kiểm tra nhận thức - Thực tế việc có thật, tình hình cụ thể, vấn đề chưa giải sống Người nghiên cứu với kinh nghiệm thân công tác hàng ngày thường thấy mặt vấn đề, mối quan hệ phức tạp, diễn biến, phương hướng phát triển vật từ có hướng thích hợp giải đề tài - Chính thực tiễn giúp người nghiên cứu tìm thấy vấn đề cách cụ thể Người nghiên cứu phải xem thực tiễn cao nhận thức (lý luận) ưu điểm khơng tính phổ biến mà cịn tính thực trực tiếp Hồ Chủ Tịch dạy: “Học tập theo nguyên tắc: kinh nghiệm thực tiễn phải nhau” - Đề tài thực mang tính thực tiễn, nội dung đề tài có thật, phát triển từ thực tế khách quan - Có thể nói cơng trình nghiên cứu có giá trị thực tế nó, khác mức độ nhiều, phục vụ trước mắt hay lâu dài, gián tiếp hay trực tiếp 3- Tác động điều kiện khách quan đến việc thực đề tài Trong trình nghiên cứu thực đề tài người nghiên cứu yếu tố chủ quan góp phần quan trọng đến kết cịn đối tượng nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu kể phương tiện nghiên cứu, thời gian nghiên cứu người công tác nghiên cứu người hướng dẫn nghiên cứu điều kiện khách quan ảnh hưởng trực tiếp đến việc nghiên cứu kết nghiên cứu Người nghiên cứu nắm yếu tố khách quan kết nghiên cứu khẳng định nhiêu LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp A- GIỚI THIỆU I-NGUYÊN LÝ ĐO TỐC ĐỘ XE ÔTÔ 1- Mở đầu: Trong vài năm gần đây, thiết bị đo khí đèn báo có ý nghĩa mang đến thông tin cần thiết hổ trợ cho người lái xe Việc đưa xử lý điện tử vào ứng dụng xe đời góp phần thúc đẩy cơng nghiệp tơ phát triển mạnh theo hướng tiện nghi dễ sử dụng đồng thời đảm bảo an tồn cho người lái xe tình trạng hoạt động xe với yếu tố ngoại cảnh Nhưng dù thiết bị báo hay điện thiết bị xây dựng nên ba yếu tố là: đầu vào, xử lý đầu Chẳng hạn kiểm sốt hoạt động xe phận vi xử lý máy Engine ECU (Electronic Control Unit) xử lý tín hiệu nhận từ cảm biến (sensors) đưa đến phận báo 2- Nguyên lý đo tốc độ xe ôtô: Ở xe ôtô đời cũ, tốc độ xe ôtô xác định khí: dùng bánh vít trục vít gắn hộp số thơng qua dây công-tơ-mét dẫn động kim đồng hồ đo tốc độ quay Đây phương pháp cổ điển, đơn giản, hiệu kỹ thuật nhiên hạn chế độ bền chưa đạt độ xác cao Hiện nay, xe ôtô đời không dùng kiểu đo tốc độ khí mà dúng hệ thống xử lý tín hiệu điện lấy từ cảm biến tốc độ (Speed sensor) đặt trục thứ cấp hộp số đưa xử lý đưa đến đồng hồ báo tốc độ Sở dĩ xu hướng chuyển sang phương pháp yêu cầu khách quan ề điện tử hóa phận điều khiển thiết bị hổ trợ xe Phương pháp tỏ xác gọn nhẹ đồng thời thể khả mềm dẻo linh hoạt xử lý hỗ trợ tích cực cho thiết bị liên quan TRUỀN ĐỘNG HỘP SỐ Cảm biến Tốc độ (Speed Sensor) Vi xử lý (ECU) Chỉ Báo Hình A 1: Sơ đồ khối đo tốc độ * Có hai đo tốc độ thường dùng: a- Bộ cảm biến bao gồm: IC lai HIC (Hybrid Integrated Circuit) lắp MRE xuyến từ (Magnetic Ring) Tồn cảm biến lắp đặt hộp số dẫn động bánh trục thứ cấp - Hoạt động: Khi trục số quay truyền động cho trục gắn xuyến từ quay theo tạo từ thông biến thiên liên tục Kết tạo nên tín hiệu xoay chiều LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp liên tục khỏi MRE Tín hiệu xoay chiều qua so sánh (Comparator) cảm biến tốc độ chuyển đổi dạng sóng xoay chiều tín hiệu số Tín hiệu sau chuyển đổi transistor trớc gởi đến liên kết đo (Combination meter) Hình A.4a: Tín hiệu loại 20 cực từ Tần số sóng sin cho tùy theo số cực nam châm gắn xuyến từ Có hai loại xuyến từ (phụ thuộc vào đời xe ôtô): - Loại có 20 cực tư øsẽ cho 20 chu kỳ sóng sin (ứng với vịng quay xuyến từ) Trong trường hợp tần số tín hiệu chuyển đổi từ 20 xung cho vòng quay xuyến từ thành xung sau qua liên kết đo (Combination Meter) Sau tín hiệu gởi đến xử lý máy Engine ECU để xử lý sau đưa đến đồng hồ thị LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp - Loại có cực từ cho chu kỳ sóng sin Sau qua khỏi cảm biến tốc độ xung chuyển qua “Combination Meter” trước đến ECU (đến ECU xung) Sau tín hiệu gởi đến ECU máy để xử lý sau đưa đến đồng hồ thị LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp b- Mạch quang điện tử (The photoelectric circuit): Mạch quang điện tử bao gồm: đèn LED, tế bào quang điện hệ thống điện nối tiếp điều khiển Đèn LED phát tia hồng ngoại mà mắt thường khơng nhìn thấy Nếu chùm tia sáng chiếu đến tế bào quang điện trạng thái mở Tồn cảm biến gắn sau đồng hồ tốc độ hình vẽ: - Hoạt động: Khi trục quay nhờ cáp dẫn động từ hộp số đĩa có đục lỗ quay theo Khi chùm tia sáng xuyên qua lỗ đĩa đến tế bào quang điện (photocell) làm dẫn, đĩa tiếp tục quay đến vị trí mà chùm tia sáng khơng đến tế bào quang điện làm ngưng dẫn Kết ta có chuổi xung xác định ứng với vòng quay đĩa Một vi xử lý đếm số xung điện áo cho thay đổi điện áp rơi điện trở Dựa vào số xung đếm khoảng thời gian cho ta biết vận tốc xác định xe LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp II-NGUYÊN LÝ TÍNH CƯỚC – CẢNH BÁO TỐC ĐỘ XE ƠTƠ: 1- Ngun lý tính cước xe Taxi: Trên thực tế tính cước xe Taxi lưu hành nhập ngoại hồn tồn nhìn chung đáp ứng u cầu kinh tế – kỹ thuật, đảm bảo tính xác quãng đường số tiền hành khách trả cho đoạn đờng di chuyển * Việc tính cước thực sau: - Tín hiệu phục vụ cho việc tính cước tín hiệu tốc độ lấy từ đồng hồ cơng-tơ-mét xe - Một xử lý tín hiệu đếm số xung qui đổi bánh xe để tính quãng đường Số xung bánh xe = k (số xung hộp số) - Từ quãng đường có thực phép nhân với số tiền qui định cho km đầu km cho ta tổng số tiền/cuộc chạy - Khảo sát mơ hình tính cước thực tế trang bị cho loại xe Taxi lưu hành * Công dụng trạng thái nút sử dụng: - Hired : Bấm có khách - Vacant : Bấm khơng có khách - Stop : Bấm để kết thúc việc tính tiền - Extra : Bấm để xóa số tiền - MR : Khi bấm cho chọn chương trình Báo tổng số tiền Báo số km chạy có khách Báo số km chạy khơng có khách * Khung giá cước phí Taxi qui định sau: LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com uận Văn Tốt Nghiệp dùng bit chúng để nhập hay xuất liệu 8bit cảng C chia thành phần: bis cao bis thấp • Trạng thái 1: Trạng thái chia thành nhóm : Nhóm A (chủ yếu cảng A) nhóm B (chủ yếu cảng B) Đối với nhóm dùng bit cảng C điều khiển • Trạng thái 2: Nhóm A dùng tuyến chiều dùng bit cảng C điều khiển Còn lại 3bit cảng C bit cảng B dùng theo trạng thái trạng thái 3-Sơ đồ chân 8255: PA3 PA2 PA1 PAO RD CS GND A1 A0 PC7 PC6 PC5 PC4 PC0 PC1 PC2 PC3 PBO PB1 PB2 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 8255 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 PA4 PA5 PA6 PA7 WR RESET DO D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Vcc PB7 PB6 PB5 PB4 PB3 Hình II-2: Sơ đồ chân 8255 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com uận Văn Tốt Nghiệp Bộ ghép nối song song điều khiển theo chương trình 8255 gồm có: • Thanh ghi điều khiển: Đây ghi 8bis nội dung ghi điều khiển gọi từ điều khiển Từ điều khiển dùng để xác định chức vào/ra cho cảng (khở tạo cảng) ghi thâm nhập để ghi từ điều khiển địa Ao A1 mức logic Cần ý thâm nhập vào ghi để đọc liệu • Thanh ghi trạng thái : Cảng vào 8bit A, B, C bit cảng C sử dụng bit riêng (ở chế độ cài đặt bit nhóm thành nhóm độc lập chương trình: bit cao (PC4…PC7) thuộc nhóm A bis thấp (Pc0…PC3) thuộc nhóm B Bộ đếm bus liệu làm nhiệm vụ giao tiếp bus liệu ngồi với ghi điều khiển, ghi trạng thái cảng vào/ra, ngồi 8255 có đường điều khiển sau: - RD (read): Tín hiệu cho phép hoạt động đọc liệu đường liệu xuống mức thấp, CPU đọc liệu từ cảng đầu 8255 - WR (write): Tín hiệu cho phép hoạt động ghi liệu Khi đường liệu xuống mức thấp, CPU xuất cảng vào chọn ghi điều khiển 8255 - Reset: Đường tín hiệu hoạt động tích cực mức cao Khi chân mức cao, nội dung ghi điều khiển xóa đặt tất cảng kiểu vào - CS, A0, A1: Đây tín hiệu chọn, CS nối với giải mã địa chỉ; A0 A1 nối đến đường A0 A1 CPU, CS tín hiệu cho phép 8255 hoạt động việc xác định địa cho 8255 dựa vào chân tính hiệu này, cịn tín hiệu A0 A1 dùng để chọn cảng ghi điều khiển LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com uận Văn Tốt Nghiệp - Tóm lại việc chọn cảng định địa cho 8255 tóm tắt sau: Trạng thái A1 A0 RD WR CS Mô tả chuyển đổi Đọc Ghi Không hoạt động 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 x x x x x x 1 0 Cảng A=> Bus liệu Cảng B=> Bus liệu Cảng C=> Bus liệu Bus liệu=> Cảng A Bus liệu=> Cảng B Bus liệu=> Cảng C Bus liệu=> Thanh ghi điều khiển D7=1 Bus liệu trạng thái trở kháng cao Điều kiện không chấp nhận Bus liệu trạng thái trở kháng cao x: không quan tâm Bảng II.1 Bảng trạng thái 8255 c-Các chế độ làm việc 8255 Vi mạch tiếp song song lập trình 8255 có chế độ làm việc khác - Chế độ cài đặt xóa bit(BSR: Bit Set/Reset) - Chế độ vào/ra (I/O mode) 8255 làm việc chế độ phụ thuộc vào giá trị bit D7 ghi điều khiển: Trong chế độ I/O, việc xác định chế độ 0, cho nhóm B chế độ 0,1,2 cho nhóm A cịn phụ thuộc giá trị bit D2, D5, D6 ghi điều khiển Tóm lại, với 8255 việc chọn chế độ hay chế độ phụ thuộc vào người lập trình cho Với cách chọn chế độ làm việc xác, vi mạch 8255 đáp ứng yêu cầu ghép nối tinh vi Mặt khác, biết tận dụng đặc tính chế độ người thiết kế đạt kết qủa hữu hiệu Sau miêu tả chi tiết đặc điểm chế độ làm việc: a- Chế độ BSR: Chế độ BSR liên quan đến bit cảng C Các bit cài đặt xố độc lập với cách ghi từ điều khiển thích hợp vào ghi điều khiển Như phần trình bày trên, D7=0 có nhận biết từ điều khiển BSR khơng làm thay đổi từ điều khiển ghi vào trước với D7=1 Vì hoạt động cảng A B không bị ảnh hưởng từ điều khiển BSR Ở chế độ BSR, bit riêng lẽ cảng C sử dụng với ứng dụng cơng tắc đóng mở Nhờ tính chất này, chế độ 2, dùng bit cảng C để làm tín LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com uận Văn Tốt Nghiệp hiệu điều khiển ngắt Bộ 8255 cho khả lớn để lựa chọn thực ghép nối vào/ra có ngắt Điều làm đơn giản thiết kế phần cứng Từ điều khiển viết vào ghi điều khiển đặt xố bit thời điểm nhu bảng II.2 Chọn bit 000 Bit 001 Bit 010 Bit 011 Bit 100 Bit 101 Bit 110 Bit 111 Bit Bảng II.2 : Từ điều khiển lập / xố bit 8255 b- Chế độ I/O Hình II.3 mơ tả cấu trúc từ điều khiển vào / + Nếu bit D7=0, 8255 làm việc chế độ cài đặt xố bit + Nếu bit D7=1, 8255 làm việc chế độ vào/ Trong chế độ này, ghép nối 8255 chia làm chế độ bản: ∗Chế độ (mode 0): Một cảng có chức cảng vào/ra đơn giản ∗Chế độ 1(mode 1): Gọi chế độ vào / chốt Khi nhóm chế độ cảng bit (hoặc cảng A cảng B) dùng nhập xuất chân cảng C đuợc dùng cho tín hiệu bắt tay ∗Chế độ (mode 2) Chế độ áp dụng cho nhóm A gọi chế độ nhập xuất Bus hai chiều Ở chế độ cảng A cài đặt để truyền liệu hai chiều cách sử dụng chân chân cảng C làm tín hiệu bắt tay - Khi gõ vào Reset mức logic 1, 8255 bị Reset tất cảng đặt chế độ nhập(cả 24 đường port trạng thái tổng trở cao) Sau Reset 8255 chờ nhận từ điều khiển để khởi động(các cảng trì chế độ nhập) - Trong trình thi hành chương trình hệ thống mode hoạt động chọn lệnh đơn giản nên 8255 phục vụ nhiều loại ngoại vi khác chương trình đơn giản - Dù mode cảng A B định nghĩa riêng lẻ cảnng c chia làm hai phần (một nũa cao thấp) theo yêu cầu mode cảng A B LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com uận Văn Tốt Nghiệp - Tất ghi xuất bao gồm flip-flop trạng thái Reset thay đổi mode thời điểm Mỗi nhóm xác định mode hoạt động khác - Khả nhập/xố (set/reset) bit Mỗi bit cảng C set/reset riêng lẻ lệnh Out Điều cho phép khả sử dụng cảng C để điều khiển thông tin trạng thái cảng A B - Điều khiển ngắt (Interrupt) Khi 8255 hoạt động mode hay mode 2, tín hiệu điều khiển có khả yêu cầu ngắt CPU Các tín hiệu yêu cầu ngắt phát sinh từ cảng C Người lập trình cho phép hay cấm ngoại vi ngắt CPU mà khônng ảnh hưởng đến ngoại khác cấu trúc ngắt Flip-flop INTE 8255 kết hợp với khả set/reset bit cảng C thực nhiệm vụ Bit set-INTE set : cho phép ngắt Bit reset-INTE reset: cấm ngắt Tất flip-flop che(mask flip-flop) reset trình chọn mode reset 8255 a Hoạt động chế độ (Modes) ∗Chế độ 0(mode 0) : Chế độ xuất nhập cảng A,B C cảng xuất nhập, khơng có tín hiệu bắt tay liệu đơn đựơc ghi vào đọc từ 8255 (đối với cảng riêng lẻ) cảng C hoạt động hai cảng bit Khi reset tất cảng vào Đặc điểm chế độ là: - Dữ liệu chốt - Dữ liệu vào không chốt - Các cảng khơng có khả bắt tay ngắt - Có 16 khả xuất nhập mode (căn vào bit D0, D3, DZ4 từ điều khiển) TỪ ĐIỀU KHIỂN D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 NHÓM B Cảng C:PC3 PC0 1: VÀo 0: Ra Cảng B 1: VÀo 0: Ra Chọn chế độ 0:Chế độ 1:Chọn chế độ NHÓM A Cảng C:PC4 PC7 1: VÀo 0: Ra LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Cảng A uận Văn Tốt Nghiệp D7=0: Chọn chế độ I/O a HÌNH II.3 :từ điều khiển 8255 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com uận Văn Tốt Nghiệp • Chế độ (mode 1): Xuất nhập có điều khiển: Hai cảng A B có chức cảng vào 8bis chúng cấu hình cảng vào cảng xuất nhập liệu chốt Hay nửa cảng c sử dụng đề điều khiển thông tin trạng thái cho cảng A cảng B Nửa cao sử dụng cho cảng A (nhóm A), nửa thấp sử dụng cho cảng B (nhóm B) Như nhóm gồm cảng 8bis bis cảng C • Chế độ với cảng A (hoặc B): Khởi tạo vào : Trong chế độ này, cảng A sử dụng đường tín hiệu cao PC3, PC4 PC5 Cảng B sử dụng đường tín hiệu thấp cịn lại cảng C PC0 , PC1 PC2 Các chức tín hiệu sau: STB (Strobe Input) : Tín hiệu hoạt động mức thấp, tạo thiết bị ngoại vi để thông báo cho 8255 biết byte số liệu nhập sẵn sàng 8255 đáp lại tín hiệu STB cách tạo tín hiệu IBF, INTR - IBF : (Input Buffer Full) tín hiệu báo nhận 8255 để thị ngõ vào chốt 1byte liệu Tín hiệu bị Reset CPU đọc liệu - INTR (Interrput request) : Đây tín hiệu sử dụng để ngắt CPU, tín hiệu tạo STB = 1, IBF INTE = 1, tín hiệu INTE bị xóa cạnh sau tín hiệu RD - INTE (Interrput Enable) : Đây Flip-flop bên sử dụng phép không cho phép việc tạo tín hiệu INTR (tức cho phép khơng cho phép yêu cầu này) Hai Flip – flop INTEA INTEB set /reset cách sử dụng chế độ BSR, cụ thể Flip-flop INTEA điều khiển PC4 INTEB điều khiển PC2 Tóm lại : Quá trình Cpu đọc liệu từ bên ngồi vào chế độ sau: Thiết bị vào bis số liệu đến A0… A7 (hoặc B0 B7) phát sinh xung STR với mức tích cực thấp để nạp liệu vào mạch chốt Như làm tín hiệu IBF có mức logic mềm Bộ vi xử lý đọc cảng C kiểm tra tín hiệu IBF để kiểm tra số liệu sẵn sàng chưa Nếu IBF = vi xử lý đọc số liệu cảng A (hoặc B) xóa cờ IBF • Chế độ : Với cảng A B khởi tạo ra: Khi cảng A B khởi tạo từ điều khiển chức chân logic sau : - OBF (Output Buffer Full) tín hiệu điều khiển xuống thấp CPU ghi liệu vào mạch chốt ngõ 8255 Tín hiệu báo cho tín hiệu ngoại vi ngõ liệu sẵn sàng đọc Tín hiệu lên cao lần sau 8255 nhận tín hiệu ACK ngoại vi OBF set cạnh lên xung WR từ CPU bị reset ACK =0 ngoại vi (tức mức tích cực) - ACK (Acknowledge) : Đây tính hiệu vào từ ngoại vi, xuống mức thấp thiết bị ngoại vi nhận liệu từ cảng 8255 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com uận Văn Tốt Nghiệp - INTR (Interrupt Request) : Đây tín hiệu set cạnh lên tín hiệu ACK Tín hiệu lên ngõ dùng yêu cầu ngắt CPU, ngoại vị nhận liệu từ để yêu cầu byte liệu kế xuất Tín hiệu INTR set cấp tín hiệu OBF, ACK INTE tồn mức reset cạnh xuống tín hiệu WR - INTE (Interrupt Enable) Flip-flop bên dùng để tạo tín hiệu INTR Hai Flip-flop INTEA INTEB điều khiển bis PC6, PC2 nhận biết qua chế độ BSR Tương tự cảng nhập PC4 PC5 dùng cảng vào Tóm tắt trình CPU viết liệu sau; CPU ghi liệu cảng A (hoặc B) làm cho OBF ỡ mức logic Thiết bị kiểm tra OBF để xác định xem liệu sẵn sàng chưa Nếu tiếp nhận liệu, thiết bị trả lời mức đầu vào ACK đồng thời xóa cờ OBS • Chế độ (mode 2) : Xuất nhập liệu chiều bắt tay: Chế độ sử dụng ứng dụng truyền liệu hai máy vi tính giao tiếp với điều khiển đĩa mềm Ở chế độ cảng A cấu cảng hai chiều cảng B chế độ chế độ Cảng A sử dụng tín hiệu từ cảng C tín hiệu điều khiển cho việc truyền liệu Các đường bao gồm OBF, ACK, INTR, STB, IBF Với : - INTR : Mức ngõ báo cho CPU biết yêu cầu ngắt - Hoạt động xuất: ∗OBF xuống mức để báo cho thiết bị ngoại vi biết CPU ghi liệu cảng A ∗ACK xuống mức để báo cho thiết bị ngoại vi cho phép đệm trạng thái cảng A mở để phát liệu ∗INTE (liên quan với OBF)được kiểm sốt set/reset PC - Hoạt động nhập: ∗STB: Mức ngõ vào cài liệu vào mạch, cài ngõ nhập ∗IBF : Mức thông báo cho CPU biết nạp vào mạch cài nhập ∗INTE (liên quan đến IBF)được kiểm sốt set/reset PC4 Ba đường tín hiệu cịn lại PC0… PC2 sử dụng đường vào đơn giản tín hiệu bắt tay cảng B Dùng cảng C điều khiển cảng A,B Trong mode 0, cảng C chuyển số liệu từ 8255 đến ngoại vi hay từ ngoại vi đến 8255 Khi 8255 lập trình mode hay mode 2, cảng C tạo hay nhận tín hiệu điều khiển ngoại vi Đọc nội dung cảng C cho phép người lập trình kiểm tra xác định trạng thái thiết bị ngoại vi để thay đổi chương trình điều khiển cho phù hợp LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com uận Văn Tốt Nghiệp Các từ trạng thái cảng C mode: Mode : Nhập D7 D6 D5 D4 D3 I/O I/O IBFA INTEA INTRA D2 INTEB NHÓM A D0 INTRB NHÓM B Mode : Xuất D7 D6 D5 -OBF INTEA I/O D4 I/O D3 INTRA D2 INTEB NHÓM A Mode : D7 D6 OBFA INTE1 D1 IBFB D1 D0 -OBF INTRB NHÓM B D5 IBFA D4 INTÈ D3 INTRA D2 NHÓM A D1 D0 NHĨM B HÌNH II.4 : Từ trạng thái cảng C III KHẢO SÁT BỘ NHỚ 1- Bộ nhớ thảo chương xố EPROM 2764 EPROM 2764 nhớ dùng nguồn 5v, dung lượng nhớ 65.536 bit đọc xóa dễ dàng Cũng EPROM khác có hai kiểu hoạt động : bình thường chờ (Standby) Ở kiểu chờ mạch tiêu tán phần tư cơng suất bình thường, Thời gian truy xuất 250ns với tốc độ lựa chọn vào khoảng 200ns Thời gian truy xuất tương hợp với vi xử lý hoạt động tốc độ cao Một ưu điểm quan trọng 2764 kiểm sốt riêng lẻ ngõ Sơ đồ chân cấu tạo 2764 cho hình III.1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com uận Văn Tốt Nghiệp 28 A12 27 Vcc PGM A7 26 NC A6 25 A8 A5 24 A9 A4 23 A3 22 A11 OE A2 21 A1 A0 10 2764 Vpp A10 CS 20 Dữ liệu D6 -CS Cho phép chip hoạt động D5 PGM Nạp chương trình NC Khơng nối D2 12 13 18 17 16 D4 GND 14 15 D1 D0-D7 Cho phép D7 11 Địa vào -OE 19 D0 A0-A12 D3 Ghi : -OE ngõ đảo OE -OE -OE/PGM Sơ đồ khối: D0-D7 ĐIỀU ĐỆM NGÕ RA MẠCH CỦA Y MA TRẬN NHỚ 65.536BIT LOGIC KHIỂN GIẢI MÃ Y A12 A0 GIẢI MÃ X HÌNH III.1: Sơ đồ chân cấu tạo EPROM 2764 Bảng trạng thái hoạt động chân CHÂN KIỂU -CE (20) -OE (22) -PGM (27) VPP (1) VCC (28) D0 – D7 (11 – 13 15 – 19) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com uận Văn Tốt Nghiệp Đọc VIL VIL Chờ VIH Nạp chương VIL VIL trình Kiểm tra VIL VIL VIH chương trình Cấm nạp VIH chương trình X VIL VIH Bảng III.1: Bảng trạng thái 2764 VCC VCC VPP VCC VCC VCC DOUT Z cao DIN VPP VCC DOUT VPP VCC Z cao 2- Bộ nhờ tĩnh SRAM 6264 : 6264 RAM tĩnh tốc độ cao, dung lượng nhớ 8192 word x 8bit • Đặc tính 6264 : - Sử dụng nguồn 5V - Thời gian truy xuất nhanh, tối đa đạt 150 ns - Cơng suất tiêu tán trạng thái chờ thấp: 0.1mW - Ngõ vào / liệu chung, ngõ ba trạng thái - Ngõ vào, tương hợp với họ TTL - Thời gian vòng truy cập - Chân tương thích với họ EF ROM 64k - Sơ đồ khối tiêu chuẩn 28 chân * Bảng trạng thái: -WE -CS1 CS2 -OE Trạng thái Chân D X H X X Z cao Không chọn X X L X Z cao H L H H Không xuất Z cao H L H L Đọc D xuất L L H H Dnhập Ghi L L H L Dnhập X : không quan tâm Bảng III.2 Bảng trạng thái 2764 • Sơ đồ chân RAM 6264 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com uận Văn Tốt Nghiệp 28 A12 27 Vcc WE A7 26 CS A6 25 A8 A5 24 A9 A4 23 A3 22 A11 OE A2 A1 A0 10 6264 NC 21 20 A10 CS1 Dữ liệu D6 -CS1, CS2 Cho phép chip hoạt động D5 -WE Cho phép ghi NC Không nối D2 12 13 18 17 16 D4 GND 14 15 D1 D0-D7 Địa vào Cho phép D7 11 A0-A12 -OE 19 D0 D0-D7 D3 Ghi : -OE ngõ đảo OE Hình III.2 : Sơ đồ chân SRAM 6264 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com uận Văn Tốt Nghiệp IV KHẢO SÁT VI MẠCH GIẢI MÃ ĐỊA CHỈ IC giải mã thường chọn cho mạch vi xử lý IC 74LS 138 Đây giải mã đa hợp giải đường đường IC 74LS 138 gồm có đường từ Y0 -> Y7, đường liệu vào A, B, C đường điều khiển Trạng thái hoạt động IC 74LS 138 phụ thuộc vào điều kiện ba chân hai chân G2A G2B tác động mức thấp (mức 0) G1 tác động mức cao (mức 1), IC 74LS 138 thiết kế để hoạt động với tốc độ cao, thường dùng cho giải mã địa chỉ, nhớ hệ thống truyền liệu Sơ đồ chân IC 74LS 138 : A B C G2A G2B G1 Y7 GND 16 15 14 13 L S 138 12 11 10 Vcc YO Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 HÌNH IV : Sơ đồ chân IC 74 LS138 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com uận Văn Tốt Nghiệp Bảng trạng thái cuả IC74LS138 Điều khiển Dữ liệu vào Dữ liệu G1 G2 C B A Y0 Y1 Y2 X 1 X X X 1 1 X X X X 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 X: Không quan tâm Bảng IV.1 : bảng trạng thái IC 74LS138 Y3 1 1 1 1 Y4 1 1 1 1 Y5 1 1 1 1 Y6 1 1 1 1 Y7 1 1 1 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com uận Văn Tốt Nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO o0o -1- ELECTRONIC DESIGN CIRCUITS AND SYSTEMS Savant, Roden, Carpenter 1991 – The Benjamin/Cummings Publishing Company, Jnc 2- MICROPROCESSOR AND IC FAMILIES Walter H Buchsbaum, ScD 1993 – Tech Publication Pte Ltd 3- AUTOMOTIVE COMPUTER SYSTEMS AND CIRCUITS Edwardj Ralbovsky Prenlice, Englewood Cliffs, New Gersey 4- TOYOTA COMPUTER CONTROLLED SYSTEMS 1992 – Toyota Motor Corporation 5- THIẾT KẾ & LẮP RÁP MÁY VI TÍNH CPU Z-80 Tập1: Thiết kế Hồng Minh Nhật, Huỳnh Công Sanh Nhà Xuất Bản Giáo Dục – 1994 6- LẬP TRÌNH CHO CÁC HỆ VI XỬ LÝ 8080 – 80850 – Z80 Nhà Xuất Bản Thống Kê 7- GIÁO TRÌNH MẠCH SỐ (TẬP 2) Nguyễn Hữu Phương Trường ĐH, Tổng Hợp TP HCM 8- PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Châu Kim Lang Trường ĐH.Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM - 1989 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... VII -THI? ??T KẾ MẠCH TẠO TÍN HIỆU TỐC ĐỘ: Việc thi? ??t kế mạch tạo tín hiệu tốc độ phần quan trọng tồn hệ thống Nó cung cấp tín hiệu đầu vào cho vi xử lý thực việc tính cước cảnh báo tốc độ Do việc thi? ??t. .. lý đưa đến đồng hồ tốc độ, đồng thời tính cước xe Taxi sử dụng tín hiệu để thực việc tính cước Do việc thi? ??t kế mạch tạo tín hiệu tốc độ riêng cho mạch cảnh báo tính cước xe taxi khơng thực tế... đồ mạch tạo tín hiệu tốc độ Như với giá trị tính cho ta chuỗi xung vng có tần số chỉnh định từ 12.5Hz – 100Hz Xung đưa đến Pc1 vi xử lý VIII -THI? ??T KẾ MẠCH CẢNH BÁO: Mạch cảnh báo tốc độ thi? ??t kế