SỬ DỤNG MÁY TÍNH PC LÀM OSCILLOSCOPE THIẾT KẾ PHẦN CỨNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BỘ MÔN VIỄN THÔNG VÀ TĐH LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài : SỬ DỤNG MÁY TÍNH PC LÀM OSCILLOSCOPE THIẾT KẾ PHẦN CỨNG Sinh viên thực hiện: NGUYỄN QUỐC BẢO MSSV : 1970561 Lớp : Điện Tử K23 Giáo viên hướng dẫn: Ths ĐOÀN HÒA MINH Ths LƯƠNG VINH QUỐC DANH Cần Thơ, Tháng 02/ 2001 http://www.ebook.edu.vn MỤC LỤC Trang Lời cảm tạ Nhận xét giáo viên hướng dẫn Nhận xét giáo viên phản biện Mục lục Lời nói đầu Phần I : GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI I.Mục tiêu đề tài II Giới hạn III III.Phương hướng giải Phần II : LÝ THUYẾT CƠ SỞ Chương I.Giao tiếp máy tính I.Các vấn đề máy tính II.Các phương pháp điều khiển vaøo III.Phương pháp giao tiếp Chương II.Giới thiệu giao động ký điện tử 12 Chương III.Biến đổi tương tự – số 13 Chương IV.Giới thiệu cấu trúc phần cứng họ MSC51(8951) 16 I.Khảo sát sơ đồ chân 8951 chức chân 16 II.Hoạt động Timer 8951 18 Phần III.THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 28 I.Toång quát phần cứng hệ thống 29 II.Bộ điều chỉnh biên độ tính hiệu 30 II.1.Sơ đồ khối .30 II.2.Nguyên tắc hoạt động 30 II.3.Sơ đồ nguyên lý 30 II.3.1.Tính chất OPAM TL082 31 II.3.2.Mạch khuếch đại đảo 31 III.Bộ biến đổi A/D .32 III.1.Sơ đồ khối .32 III.2.Nguyên tắc hoạt động 32 III.3.Sơ đồ nguyên lý 32 III.3.1.Giới thiệu chung vi mạch ADC0844 33 III.3.2.Mạch đệm ngã vào 37 III.3.3.Mạch tạo điện tham chieáu 37 http://www.ebook.edu.vn III.3.4.Nguyên tắc hoạt động 38 IV.Bộ đếm tần số 38 IV.1.Sơ đồ khối 38 IV.2.Nguyên tắc hoạt động .39 IV.3.Sơ đồ nguyên lý 39 IV.4.Sơ đồ khối đếm tần số 39 IV.5.Đoạn chương trình đếm tần số .43 V.Mạch đệm vào cổng máy tính 47 VI.Mạch nguồn cung cấp ñieän 47 VII.Sơ đồ mạch chi tiết 48 Phần IV.KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 49 I.Kết đạt .49 II.Hạn chế .49 III.Hướng dẫn sử dụng .49 IV.Hướng phát triển đề tài 49 Tài liệu tham khaûo 50 http://www.ebook.edu.vn LỜI NÓI ĐẦU Ngày với phát triển khoa học kỹ thuật công nghệ giới nhiều lãnh vực khác diễn Đặc biệt phát triển vũ bảo khoa học máy tính công cụ hỗ trợ đắc lực quan trong ngành Công nghệ thông tin tự động hoá Nó giúp người lưu trữ, xử lý thông tin, tính toán,điêu khiển … Hơn nối kết với tạo thành mạng máy tính toàn cầu để chia thông tin vùng giới Ngoài lónh vực đo lườngù dùng để đo các đ vật lý cách xác thông qua việc giao tiếp với ù thiết bị ngoại vi Đề tài “ Sử dụng máy tính PC làm Oscilloscope” thầy Đoàn Hòa Minh thầy Lương Vinh Quốc Danh đưa nhằm sử dụng máy tính vào công việc đo lường sử dụng máy tính máy Oscilloscope thật phục vụ cho việc nghiên cứu , thí nghiệm , thực tập trực tiếp hướng dẫn Công việc phải thực đề tài xây dựng thiết bị ngoại vi giao tiếp với máy tính thông qua cổng máy in(LPT) để hiển thị dạng sóng ,biên độ tần số tính hiệu bên cần khảo sát Đề tài gồm hai phần : - Thiết kế phần cứng sinh viên Nguyền Quốc Bảo thực -Thiết kế phần mềm sinh viên Võ Hữu Phước thực Luận văn tốt nghiệp :“ sử dụng máy tính PC làm Osilloscope -phần cứng” có nội dung sau: - Phần 1: Giới thiệu đề tài - Phần 2:Lý thiết sở - Phần 3:Thiết kế phần cứng - Phần 4: Kết luận hướng phát triển Trong qúa trình thực đề tài ,do thời gian hạn chế nên chúng em gặp nhiều khó khăn ,mặc dù có cố gắng ,nhưng chắn không tránh thiếu sót Mong nhận ý kiến đóng góp quý Thầy Cô bạn sinh viên Cần Thơ, ngày tháng 02 năm 2002 Nguyễn Quốc Bảo http://www.ebook.edu.vn Tiểu luận Tốt Nghiệp Giới Thiệu Đề Tài PHẦN I GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Trang http://www.ebook.edu.vn Tiểu luận Tốt Nghiệp Giới Thiệu Đề Tài I Mục tiêu đề tài: - Nghiên cứu kỹ thuật lập trình thời gian thực PC - Tìm hiểu chuẩn giao tiếp cổng song song phần cứng bên Từ thiết kế phần cứng giao tiếp với PC viết chương trình PC để điều khiển phần cứng thực chức Oscilloscope nhằm mục đích phục vụ nhu cầu học tập nghiên cứu nhà trường II Giới hạn: Do hạn chế tốc độ biến đổi A/D linh kiện, nên đề tài giới hạn xem dạng sóng tín hiệu cao 11KHz, đo biên độ tần số tín hiệu III Phương hướng giải quyết: Để thực chức hệ thống chia làm hai phần phần cứng phần mềm với giải pháp giải sau: 1) Giải pháp phần cứng: Phần cứng xây dựng sở giao tiếp qua LPT nên tốc độ truyền liệu cao.Với việc giao tiếp với LPT nên việc lắp ráp phần cứng dễ dàng thuận tiện.Phần cứng có khả biến đổi tín hiệu để xem dạng sóng, đo biên độ tần số, chức phần cứng bao gồm ba phần : - Bộ phận lấy tín hiệu cần khảo sát để khuếch đại hay hạn biên tín nhỏ hay lớn để mở rộng dải biên độ tín hiệu khảo sát - Bộ phận biến đổi A/D để đưa tín hiệu số vào cho máy tính xử lý - Bộ phận xác định tần số tín hiệu 2) Giải pháp phần mềm: Phần mềm điều khiển Oscilloscope máy tính thiết kế dựa phần cứng hệ thống cấu trúc máy vi tính tương thích IBM-PC Chương trình phần mềm thực việc tạo giao diện với người dùng, giao tiếp với phần cứng để lấy mẫu tín hiệu vẽ lại màm hình đồ hoạ máy tính đoạn thẳng liên tiếp Dạng sóng củ tín hiệu vẽ lại liên tục cách vẽ xóa vẽ với tốc độ khoảng 25 hình/giây Ngoài chương trình phần mềm thực việc điều khiển phần cứng để điều chỉnh biên độ tín hiệu ngỏ vào hiển thị màm hình giá trị trị biên độ đỉnh đối đỉnh tần số tín hiệu có yêu cầu Với chức chức quan trọng lấy mẫu tín hiệu, để khôi phục lại xác dạng sóng tín hiệu tần số lấy mẫu cần phải cao (tần số lấy mẫu phải cao hai lần tần số tín hiệu) xác Đồng thời để tín hiệu vẽ lại máy tính không bị trôi dạt tần số lấy mẫu phải đồng với tần số tín hiệu ngỏ vào Để thực điều em viết thủ tục phục vụ ngắt 08H máy tính thực việc lấy mẫu tín hiệu Ngắt gọi từ đếm vi mạch 8253 mà ta thay đổi thời gian ngắt Khi tín hiệu ngắt xảy máy tính thực việc đọc liệu lấy mẫu từ phần cứng Trang http://www.ebook.edu.vn Tiểu luận Tốt Nghiệp Giới Thiệu Đề Tài (giả sử lấy mẫu xong), ghi vào mảng tiếp tục lấu mẫu tiếp theo, lấy đủ 400 mẫu chu kỳ lập lại Tất nhiên tốc độ ngắt không cao tốc độ lấy mẫu tối đa linh kiện biến đổi ADC Chức thứ hai vẽ lại tín hiệu thăm dò tín hiệu điều khiển từ người sử dụng, chức thức vòng lập Tín hiệu điều khiển từ người dùng thông qua chuột vị trí nút giao diện Trang http://www.ebook.edu.vn Luận Văn Tốt Nghiệp Lý Thuyết Cơ Sở PHẦN II: LÝ THUYẾT CƠ SỞ Trang http://www.ebook.edu.vn Luận Văn Tốt Nghiệp Lý Thuyết Cơ Sở CHƯƠNG I GIAO TIẾP MÁY TÍNH I _ CÁC VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ MÁY TÍNH: Trải qua thời gian dài từ phát minh máy tính nay, máy tính không ngừng nâng cao phát triển qua nhiều hệ Tuy nhiên hầu hết máy tính phổ biến có nguồn gốc xuất phát từ họ PC (Personal Computer) Đầu tiên kiểu máy PCXT hãng IBM chế tạo với xử lý (CPU) 8088 hãng Intel Đây hệ thống xử lý liệu 16 bit dùng bus liệu bit Tiếp theo máy AT đời với xử lý 80286 có tính hẳn chip 8088 máy PC XT Nó có khả tạo nhớ ảo, đa nhiệm vụ, tốc độ nhanh, độ tin cậy cao dùng bus liệu 16 bit Đa nhiệm (Multitasking) khả thực lúc nhiều nhiệm vụ: Công việc thực nhờ hoán chuyển nhanh theo theo dõi CPU đến chương trình mà nắm quyền điều khiển Việc thực bên CPU cộng với vài giúp đỡ hệ điều hành.Bộ nhớ ảo (Virtull Memory) cho phép máy tính làm việc với nhớ dường lớn nhiều so với nhớ vật lý có: Công việc thực nhờ phần mềm thiết kế phần cứng tinh xảo Ngày máy AT 386, 486, Pentium dùng chip CPU 80386, 80486, P5 kết trình độ kỹ thuật công nghệ đại Chương trình nhớ lớn tổ tiên : 8088 hay 80286 với nhiều chức mới, thêm tốc độ vi xử lý không ngừng nâng cao độ rộng data bus mở rộng lên 32bit 64 bit với Pentium II _ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN VÀO RA: Vào điều khiển chương trình: Thiết bị ngoai vi điều ghép với Bus hệ thống vi xử lý thông qua phần thích ứng công nghệ chế tạo logic Thích ứng công nghệ chế tạo điều chỉnh mức công nghệ sản xuất thiết bị ngoại vi công nghệ sản xuất mạch hệ vi xử lý Thích ứng Logic nhiệm vụ tạo tín hiệu điều khiển ngoại vi tín hiệu bus hệ thống Trong hệ vi xử lý vùng nhớ dùng làm nơi chứa địa cổng vào CPU xuất nhập liệu từ cổng vào lệnh xuất nhập In/Out Lúc cổng vào xem ghi ngoài, chúng viết vào đọc ô nhớ Ram qua hai lệnh Để phân biệt hướng xuất nhập liệu từ cổng vào CPU phát tín hiệu điều khiển đọc viết Để phân biệt vùng nhớ với thiết bị vào CPU phát tín hiệu điều khiển IO/M Khi có lệnh lệnh In/Out có tác dụng Trang http://www.ebook.edu.vn Luận Văn Tốt Nghiệp Lý Thuyết Cơ Sở Ngoài lệnh qui chiếu nhớ, khả trao đổi liệu thiết bị ngoại vi hệ vi xử lý Lúc vào gán địa ô nhớ nhớ Các ghi liên quan tới cổng vào xem ngăn nhớ Khi vi xử lý gọi địa xung điều khiển đọc hay viết nhớ không cần xác định nơi gởi nhớ hay thiết bị vào Nó hỏi nơi gởi liệu vào khoảng thời gian cho phép Bộ logic bên giải mã địa kết hợp với xung MR, MW, để chọn thiết bị mà không phân biệt ngăn nhớ hay thiết bị vào Vào điều khiển ngắt: Với phương pháp điều khiển vào chương trình, CPU phải liên tục kiểm tra trạng thái thiết bị ngoại vi đến sẵn sàng, lãng phí thời gian CPU chương trình dài phức tạp Khi vi xử lý có nhiều thiết bị ngoại vi CPU không đáp ứng yêu cầu chúng Có thể đáp ứng yêu cầu ngoại vi nhanh chóng không theo trình tự định trước nhờ cấu ngắt CPU Nhờ tính chất đáp ứng tức thời vi xử lý có yêu cầu ngắt từ thiết bị ngoại vi ngắt thường dùng trường hợp yêu cầu đap ứng nhanh, thời gian trả lời ngắn, thực thời điểm Khi CPU phải chuyển đến chương trình con, yêu cầu ngắt cuối lệnh chương trình Các chương trình phục vụ ngắt lưu trữ nội dung ghi khôi phục lại thực xong chương trình phục vụ ngắt trước trở lại chương trình Giao tiếp với maý tính trao đổi kiện máy tính với hay nhiều thiết bị ngoại vi Theo tiêu chuẩn sản xuất, máy tính giao tiếp với người sử dụng hai thiết bị: - Bàn phím để nhập liệu Màn hình để hiển thị Ngoài nhà sản xuất cho ta nhiều cách giao tiếp khác thông qua port ngõ giao tiếp: - Giao tiếp qua port com (nối tiếp) - Giao tiếp qua port Parallel(song song) Tùy theo trường hợp ứng dụng cụ thể mà chọn cách giao tiếp thích hợp III _ PHƯƠNG PHÁP GIAO TIẾP Giao tiếp với máy tính thông qua slot card: Bên máy tính, khe cắm dùng cho card vào - ra, card hình, rãnh cắm để trống Để giao tiếp với máy tính, ta thiết kế card mở rộng để gắn vào khe cắm mở rộng Ở máy tính PC/XT rãnh cắm Trang http://www.ebook.edu.vn Luận Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Phần Cứng III.3.2.Mạch Đệm Ngã Vào: VCC U6B C4 5.6k + D7 V+ R12 4.7uF VCC R13 5.6k TL082 OUT D8 - V- OUT S1 1N4148 Maïch Đệm Với nguồn nuôi 5V cho dãi điện analog ngõ vào từ đến 5V, ngã khuếch đại thay đổi độ khuếch đại nên ta điều chỉnh biên độ tín hiệu (khi tín hiệu xoay chiều ) khoảng –2.5V đến +2.5V.Do ta nâng điện lên dương +2.5V cầu phân với hai điện trở R12 R13 Hai diode D7 D8 có tác dụng bảo vệ điện áp vào âm hay dương III.3.3.Mạch Tạo Điện Thế Tham Chiếu: 50 Rref Vref VCC POT Rref1 Dz TL431 R11 R Hình : Mạch tạo điện tham chiếu Mạch hoạt động chủ yếu dựa linh kiện ổn áp TL431, vi mạch ổn áp có tính tốt Điện ổn áp VZ =2.5V tinh chỉnh điện ngõ cách thay đổi trị biến trở R2 Với mạch thiết kế trên, trị Vref tính công thức: ⎛ R ⎞ Vref = ⎜⎜1 + ⎟⎟V0 R3 ⎠ ⎝ Trang 37 http://www.ebook.edu.vn Luận Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Phần Cứng Trong mạch ta chọn V0 = +5V , Rref = 50Ω , R11 = 10 KΩ , Rref = 10 KΩ Ta có khoảng thay đổi điện Vref : 2.5 ÷ 5V III.3.4.Nguyên tắc hoạt động Để thực việc biến đổi A/D, ta sử dụng vi mạch ADC0844 số linh kiện phụ trợ khác : Vi mạch ADC0844 có ngõ vào analog đường điều khiển chọn ngõ vào đa hợp với bus liệu Nên việc chọn ngõ vào thực phần mềm, tức trước thực việc biến đổi ta phải xuất từ điều khiển chọn ngõ vào lên bus liệu ngõ vào ADC0844 Một chu kỳ biến đổi A/D thực sau: - Đầu tiên, máy tính xuất từ điều khiển để khởi động trình biến đổi gồm : tín hiệu mức thấp chân CS (INIT) để chọn vi mạch ADC0844, tín hiệu mức thấp chân WR (AUTOFEED) từ điều khiển bus liệu để chọn ngõ vào Thật vậy, cạnh xuống tín hiệu WR dùng để ghi từ điều khiển vào ADC0844 đồng thời tín hiệu chân RD mức cao, cạnh lên WR bắt đầu trình biến đổi Sau thời gian biến đổi khoảng 40 μs ADC0844 cho chân INT (BUSY) xuống thấp báo hiệu biến đổi xong liệu sẵn - Khi nhận tín hiệu báo biến đổi xong, máy tính bắt đầu việc lấy liệu cách đưa tín hiệu RD (STROBE) xuống thấp Một chu kỳ đọc diễn ra, liệu máy tính đọc vào IV.BỘ ĐẾM TẦN SỐ: IV.1.Sơ Đồ Khối : S2 Đệm Đếm tần số Tín hiệu trigger DATA Sơ đồ khối đếm tần số Tín hiệu bắt tay IV.2.Nguyên Tắc Hoạt Động: Trang 38 http://www.ebook.edu.vn Giao tiếp qua LPT Luận Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Phần Cứng Tín hiệu từ ngã đệm trigger tạo thành xung vuông để đưa vào đếm tần số Sau giây tín , hiệu đếm xuất Bus liệu điều khiển tín hiệu bắt tay từ cổng máy in IV.3.Sơ Đồ Nguyên Lý: ACK + V+ U11A - V- OUT TL082 U9C 74LS14 14 30 29 P3.2/INTO P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 ALE/PROG PSEN R11 13 P3.3/INT1 15 16 17 18 C3 33p 12MHz 31 X1 XTAL1 RST 19 C2 33p C1 VCC 10uF Sơ đồ đếm tần số IV.4.Lưu Đồ Bộ Đếm Tần Số : Trang 39 http://www.ebook.edu.vn SLCTIN D5 330 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD XTAL2 P3.4/TO DATA 10 11 P3.0/RXD P3.1/TXD EA/VPP C11 39 38 37 36 35 34 33 32 P2.0/A8 P1.0 P2.1/A9 P1.1 P2.2/A10 P1.2 P2.3/A11 P1.3 P2.4/A12 P1.4 P2.5/A13 AT89C51 P1.5 P2.6/A14 P1.6 P2.7/A15 P1.7 IN C1 C2 C3 12 U4 21 22 23 24 25 26 27 28 R10 8.2k Luận Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Phần Cứng Chương trình MAIN: Bắt Đầu Khởi Động P3.0=0 N OUT_PORT Y Đọc liệu N =ACK Y N P3.0=1 Điều khiển biên độ Y Trả lời P3.2=0 DELAY N Nhận Byte điều khiển biên ñ ä =”T” Y DELAY P3.2=1 Trang 40 http://www.ebook.edu.vn Luaän Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Phần Cứng Chương trình OUT_PORT: Bắt Đầu Xuất Byte P3.2 = P3.2 = DELAY DELAY P3.2 = DELAY P3.2=0 DELAY Xuaát Byte Xuaát Byte P3.2 =1 P3.2=1 DELAY P3.2 = DELAY Xuaát Byte Trang 41 http://www.ebook.edu.vn DELAY P3.2 =0 DELAY Thoát Luận Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Phần Cứng Chương trình PULSE_1HZ: Bắt Đầu Khởi động lại Timer Giảm R4 R4=0 Y R4=20 Đảo led Dừng Counter Đọc giá trị Cho Counter chạy Thoát Trang 42 http://www.ebook.edu.vn Luận Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Phần Cứng IV.5.Đoạn Chương Trình Đếm Tần Số: $TITLE (OSCILLOS COPE PC) $MOD51 ENQ ACK EQU 05H EQU 06H ; ky tu bat tay tu PC ; ky tu tra loi Control DATA Counter1 DATA 09H Counter2 DATA 0AH Counter3 DATA 0BH Cao DATA 0CH 08H ; byte dieu khien giai ; ; cac byte dem tan so ; ORG 0000H JMP MAIN ; dia chi bat dau chuong trinh ORG 000BH JMP COUNTER ; dia chi vecter ngat cua counter ORG 001BH JMP PULSE_1HZ ; dia chi vecter ngat cua timer ************************************************** * Mot qui uoc viet chuong trinh * * P3.0=0 thi PC ghi du lieu xuong 8951 * * P3.0=1 thi PC doc du lieu tu 8951 * * * * P3.2=1 8951 bao cho PC bat dau thao tac * * P3.2=0 8951 bao cho PC ket thuc thao tac * ************************************************** ****************************************************************** * Chuong trinh chinh MAIN * * Nhiem vu: tham P1 va P3.0 * * - Khi gia tri o P1=ENQ thi goi ACK P1 * * - Khi gia tri o P1='T' thi nhan byte dieu khien dien the * * - Khi P3.0=1 thi xuat byte du lieu ve may tinh * Trang 43 http://www.ebook.edu.vn Luận Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Phần Cứng ****************************************************************** MAIN: CLR P3.2 MOV P2,#3 ; tin hieu thoa thuan voi may tinh MOV TMOD,#00010101B ; timer mode 1, counter mode MOV TL0,#0 MOV TH0,#0 SETB TR0 ; bat dau dem so xung o ngo vao T0 MOV TL1,#LOW (15541) ; 65536-(50000-5) MOV TH1,#HIGH(15541) ; timer goi ngat sau 50000 us tuc 50 ms MOV R4,#20 ; 50ms*20=1000s=1s SETB TR1 SETB ET0 SETB ET1 SETB PT1 SETB EA ; cho phep counter goi ngat ; cho phep timer goi ngat ; uu tien ngat timer ; cho phep ngat ********** Vong lap chinh cua chuong trinh ********** LOOP: JNB P3.0,INPORT ; vong lap tham ; nhay neu P3.0=0 CALL OUTPORT ; neu P3.0=1 thi goi chuong trinh xuat byte du lieu ve PC JMP LOOP INPORT: MOV A,P1 CJNE A,#ENQ,NEXT JNB P3.1,$ ; doc Port1 ; nhay neu khong phai ky tu bat tay ; doi PC doc ky tu tra loi MOV P1,#ACK MOV R6,#255 ; goi ky tu tra loi ve PC DL: CALL DELAY DJNZ R6,DL JMP LOOP Trang 44 http://www.ebook.edu.vn Luận Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Phần Cứng NEXT: CJNE A,#'T',LOOP ; nhay neu khong phai ky tu bao truyen 'T' SETB P3.2 ; bao san sang nhan CALL DELAY MOV Control,P1 ; nhan byte dieu khien bien CLR P3.2 ; bao ket thuc thao tac MOV P2,Control ; dieu khien bien JMP LOOP *************************************************************** * Chuong trinh OUTPORT * * Nhiem vu: xuat byte du lieu ve may tinh * * Toc truyen 8951 qui dinh * * May tinh tham tinh hieu ACK o ghi trang thai * * de nhan du lieu * *************************************************************** OUTPORT: MOV P1,Control SETB P3.2 CALL DELAY CLR P3.2 CALL DELAY MOV P1,Counter1 SETB P3.2 CALL DELAY CLR P3.2 CALL DELAY MOV P1,Counter2 SETB P3.2 CALL DELAY CLR P3.2 CALL DELAY MOV P1,Counter3 SETB P3.2 CALL DELAY CLR P3.2 CALL DELAY RET ; xuat byte thu nhat ; bao du lieu san sang ; xuat byte thu ; bao du lieu san sang ; xuat byte thu ; bao du lieu san sang ; Counter3 xuat byte thu ; bao du lieu san sang ******************************************************************* * Chuong trinh COUNTER * Trang 45 http://www.ebook.edu.vn Luận Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Phần Cứng * Muc dinh: dem so xung tu ngo vao T0, tan cua tin hieu vuot * * qua so 16 bit cua Counter thi byte cao se duoc cap nhat * ******************************************************************* COUNTER: CLR TF0 ; xoa co tran INC Cao ; tang byte cao RETI ******************************************************************* * Chuong trinh PULSE_1HZ * * Muc dich: tao xung 1Hz de dieu khien viec dem so xung xac dinh tan so * ******************************************************************* PULSE_1HZ: CLR TR1 MOV TL1,#LOW (15541) MOV TH1,#HIGH(15541) ; khoi dong lai timer SETB TR1 CPL P3.1 ; dao trang thai led DJNZ R4,EXIT ; nhay neu chua du 1s MOV R4,#20 CLR TR0 ; dung counter MOV Counter1,TL0 ; MOV Counter2,TH0 ; doc so xung MOV Counter3,Cao MOV TL0,#0 MOV TH0,#0 MOV Cao,#0 ; ; ; SETB TR0 ; reset counter EXIT: RETI ;************************************************ ;* Chuong trinh DELAY * ;* Muc dich: tri hoan chuong trinh 1ms * ;************************************************ DELAY: Trang 46 http://www.ebook.edu.vn Luận Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Phần Cứng DJNZ B,$ MOV B,#244 DJNZ B,$ RET END ; 256 * = 512 us ; 244 * = 488 us ; 488 + 512 = 1000 us = ms V.Mạch Đệm Vào Cổng Máy Tính: U9E 74LS14 11 Strobe DATA U2 74LS245 18 A1 B1 17 A2 B2 16 B3 A3 15 A4 B4 14 A5 B5 13 A6 B6 12 A7 B7 11 A8 B8 10 14 AF 15 INIT 16 17 18 19 DIR G 20 SLCINT 19 21 9 22 10 ACK U9D 23 11 BUSY 74LS14 24 12 25 13 VB1 U3 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 DATA B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 G DIR 18 17 16 15 14 13 12 11 SUB-D 25 19 74LS245 U9A 74LS14 Để tránh xung đột trình đọc ghi liệu từ cổng máy tính cho ADC0844 89C51 ,ta dùng hai IC đệm 74lLS245 điều khiển chọn tính hiệu chân 16(INIT) VI.Mạch Nguồn Cung Cấp Điện: Vì mạch có sử dụng opamp TL082 nên cần phải sử dụng nguồn đôi.Ở chọn nguồn đôi 5V cho tương thích với cổng máy in PC 7805 U12 C6 VIN C8 VOUT LED 104 C10 104 4007 + D6 GND JR1 12V AC VCC 1000uF - 1k C9 R17 C5 1000uF 104 Trang 47 GND D5 VIN U13 http://www.ebook.edu.vn VOUT 7905 C11 C19 104 -VCC Luận Văn Tốt Nghiệp Thiết Kế Phần Cứng VII.Sơ Đồ Mạch Chi Tiết: VCC VCC D7 DB0/MA0 DB1/MA1 DB2/MA2 DB3/MA3 DB4 DB5 DB6 DB7 INTR VREF VCC CS TL082 C12 R14 50 -VCC 14 15 16 17 18 19 DIR 20 Busy 21 U5 5k 10k 20k 100k 1M 3M 5M 10M 22 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 10 23 10k D6 TL431 11 24 U9B R16 12 25 13 X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X 13 14 15 12 3 INH 74LS14 R15 10k 11 A 10 B C ACK 14051 V+ OUT V- U9C 14 + LED D5 G C3 33p C2 33p 8.2k VCC GND VIN VOUT C8 104 10uF VCC C10 104 4007 R10 7805 C6 U9A 74LS14 74LS245 C1 U12 D6 X1 19 XTAL1 RST VCC D5 18 17 16 15 14 13 12 11 12MHz 30 29 ALE/PROG PSEN JR1 12V AC DIR 330 15 P3.5/T1 16 P3.6/WR 17 P3.7/RD 18 XTAL2 31 74LS14 R11 13 P3.3/INT1 P3.4/TO 10 11 P3.0/RXD P3.1/TXD B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 19 TL082 U12A P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 E A /V P P 39 38 37 36 35 34 33 32 + - C11 U3 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 P2.0/A8 P1.0 P2.1/A9 P1.1 P2.2/A10 P1.2 P2.3/A11 P1.3 P2.4/A12 P1.4 P2.5/A13 AT89C51 P1.5 P2.6/A14 P1.6 P2.7/A15 P1.7 P /IN TO 21 22 23 24 25 26 27 28 12 U4 1000uF C20 1k C9 C5 1000uF 104 GND - R17 C11 C19 104 48 Trang C14 http://www.ebook.edu.vn VIN VOUT U13 7905 -VCC C15 C16 AF G V- 8 17 16 15 14 13 12 11 18 19 - CH1 CH2 CH3 CH4 AGND V- OUT TL082 D8 WR + R1 100k 5.6k - V+ U6A U2 74LS245 18 A1 B1 17 A2 B2 16 A3 B3 15 A4 B4 14 A5 B5 13 A6 B6 12 A7 B7 11 A8 B8 ADC0844 U1 RD 1N4148 OUT R13 VB1 SUB-D 25 Strobe C4 5.6k + 19 VCC U6B V+ R12 4.7uF BR1 input C17 C18 C19 INIT SLCTLIN Luận Văn Tốt Nghiệp Kết Luận Hướng Phát Triển PHẦN IV KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Trang 49 http://www.ebook.edu.vn Luận Văn Tốt Nghiệp Kết Luận Hướng Phát Triển I Kết đạt được: Sau thiết kế xong phần cứng phần mềm, chúng em tiến hành thực nghiệm Qua thực nghiệm, thu số kết sau: - Tạo phần cứng gọn nhẹ có khả giao tiếp với máy tính để thực việc lấy mẫu tín hiệu vẽ lại tín hiệu hình - Tạo giao diện dễ sử dụng, người dùng điều khiển hệ thống giống điều khiển Oscilloscope thật - Đo tần số tín hiệu tương đối xác II Hạn chế: - Chỉ xem dạng sóng tín hiệu tối đa 9KHz - Chương trình điều khiển chuột - Do thiết bị nạp chương trình cho 89C2051 không ổn định nên ta sử dụng 89C51 (chỉ sử dụng số chân) - Việc chỉnh biên độ hiển thị không tinh Oscilloscope thật III Hướng dẫn sử dụng: - Bước 1: nối phần cứng với cổng song song máy tính - Bước 2: khởi động máy tính - Bước 3: cấp nguồn cho phần cứng - Bước 4: tìm gọi chương trình OSC_COPE.EXE - Bước 5: sau chạy chương trình ta click vào nút Tro Giùup để xem thông tin hướng dẫn sử dụng chi tiết IV Hướng phát triển đề tài: - Để xem dạng sóng tín hiệu có tần số cao hơn, ta dùng kỹ thuật đổi tần để dời tần tín hiệu trước đưa vào ngỏ vào linh kiện biến đổi A/D - Có thể mở rộng với nhiều kênh ngỏ vào để quan sát so sánh lúc nhiều tín hiệu hình hiển thị Trang 50 http://www.ebook.edu.vn Luận Văn Tốt Nghiệp Tài Liệu Tham Khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO [TẬP] - NGÔ DIÊN TẬP Đo lường điều khiển máy tính –NXB khoa học kỹ thuật -1999 2[GIANG] - NGUYỄN MẠNH GIANG Kỹ thuật ghép nối máy tính (t1) - NXB GIÁO DỤC PHẠM THƯNG HÀN –NGUYỄN TRỌNG QUẾ –NGUYỄN VĂN HÒA – NGUYỄN THỊ VẤN Kỹ thuật đo lường đại lượng vật lý -NXB GIÁO DỤC - 1996 [TRI.97] - DƯƠNG MINH TRÍ Sơ đồ chân linh kiện bán dẫn – NXB khoa học kỹ thuật – 1997 5.[BẢO]-NGUYỄN ĐÌNH BẢO Sổ tay tra cứu IC số IC CMOS- NXB Thống kê Trang 51 http://www.ebook.edu.vn ... tiện cho người sử dụng Giao tiếp qua Serial Port (Port COM) : IBM PC cung c? ??p c? ??ng nối tiếp: COM1 COM2 C? ?c cổng giao tiêu chuẩn RS232 Chúng nối với Modem để dùng cho mạng điện thoại, hay nối tr? ?c. .. *************************************************************** OUTPORT: MOV P1,Control SETB P3.2 CALL DELAY CLR P3.2 CALL DELAY MOV P1,Counter1 SETB P3.2 CALL DELAY CLR P3.2 CALL DELAY MOV P1,Counter2 SETB P3.2 CALL DELAY CLR P3.2 CALL DELAY MOV P1,Counter3... v? ?o đầu v? ?o Start ADC, ADC nhận biết c? ??nh lên xung Start sau k? ?o đường EOC (End of Conversion) xuống thấp (không tích c? ? ?c) L? ?c ADC th? ?c trình biến đổi, tương ứng với xung Clock đưa v? ?o ADC thực