Đang tải... (xem toàn văn)
LỜI NÓI ĐẦUTrong mấy chục năm qua , khoa học máy tính và xử lý thông tin có những bước tiến vược bậc và ngày càng có những đóng góp to lớn vào cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật hiện đại. Đặc biệt sự ra đời và phát triển nhanh chóng của kỹ thuật số làm cho ngành điện tử trở nên phong phú và đa dạng hơn. Nó góp phần rất lớn trong việc đưa kỹ thuật hiện đại thâm nhập rộng rãi vào mọi lĩnh vực của hoạt động sản xuất ,kinh tế và đời sống xã hội. Từ những hệ thống máy tính lớn đến nhứng hệ thống máy tính cá nhân , từ những việc điều khiển các máy công nghiệp đến các thiết bị phục vụ đời sống hằng ngày của con người. Với mong muốn tìm hiểu , ứng dụng những tiến bộ của khoa học kỹ thuật hiện đại vào phục vụ sản xuất và phục vụ đời sống con người
LỜI NÓI ĐẦU Trong mấy chục năm qua , khoa học máy tính và xử lý thông tin có những bước tiến vược bậc và ngày càng có những đóng góp to lớn vào cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật hiện đại. Đặc biệt sự ra đời và phát triển nhanh chóng của kỹ thuật số làm cho ngành điện tử trở nên phong phú và đa dạng hơn. Nó góp phần rất lớn trong việc đưa kỹ thuật hiện đại thâm nhập rộng rãi vào mọi lĩnh vực của hoạt động sản xuất ,kinh tế và đời sống xã hội. Từ những hệ thống máy tính lớn đến nhứng hệ thống máy tính cá nhân , từ những việc điều khiển các máy công nghiệp đến các thiết bị phục vụ đời sống hằng ngày của con người. Với mong muốn tìm hiểu , ứng dụng những tiến bộ của khoa học kỹ thuật hiện đại vào phục vụ sản xuất và phục vụ đời sống con người Hơn nữa được sự hướng dẫn và gíúp đỡ của thầy cô trong khoa em đã hoàn thành đề tài của mình là thiết kế modul ghép nối máy tính sử dụng giao diện RS232. Do trình độ còn hạn chế nên không tránh khỏi thiếu sót mong các thầy cô chỉ bảo thêm Sau đây em xin trình bày thiết kế của mình CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ. 1.1. Giới thiệu về chuẩn giao tiếp RS232 Cổng nối tiếp RS 232 là giao diện phổ biến rộng rãi nhất. Người dùng máy tính PC còn gọi cổng này là COM 1, còn COM 2 để tự do cho các ứng dụng khác. Việc truyền dữ liệu qua cổng RS 232 được tiến hành theo cách nối tiếp, nghĩa là các bit dữ liệu được gửi đi nối tiếp nhau trên một đường dẫn. Ưu điểm của cổng nối tiếp là có khả năng truyền được đi xa, ít bị gây nhiễu so với khi sử dụng cổng song song, và tiết kiệm được dây dẫn. Ở đây ta xét loại 9 chân, có hình dáng và chức năng như hình dưới. 1.2. Giới thiệu về các linh kiện sử dụng trong bài. 1.2.1. Vi mạch UART CDP 6402 U 2 C D P 6 4 0 2 V C C 1 F E 1 4 R R C 1 7 D R 1 9 R R I 2 0 T R O 2 5 T R C 4 0 R B R 1 1 2 R B R 2 1 1 R B R 3 1 0 R B R 4 9 R B R 5 8 R B R 6 7 R B R 7 6 R B R 8 5 T B R 1 2 6 T B R 2 2 7 T B R 3 2 8 T B R 4 2 9 T B R 5 3 0 T B R 6 3 1 T B R 7 3 2 T B R 8 3 3 O E 1 5 P E 1 3 T R E 2 4 T B R E 2 2 C R L 3 4 D R R 1 8 E P E 3 9 M R 2 1 P I 3 5 R R D 4 S B S 3 6 S F D 1 6 T B R L 2 3 C L S 1 3 8 C L S 2 3 7 Bố trí chân của UART CDP6402 Những tính chất sau đây đặc trưng cho CDP6402 • Công suất tiêu thụ không đáng kể • Tốc độ baud: Đến 200kbaud khi điện áp nguồn nuôi +5V Đến 400kbaud khi điện áp nguồn nuôi +10V • Điện áp nguồn nuôi từ 4V đến 10,5 V • Đặt khuôn mẫu truyền dữ liệu bằng phần cứng. • Sử dụng đơn giản • Giá thành gần 10USD (năm 1996) Như ở trong mục trước đã đề cập đến, để chuyển dữ liệu qua giao diện nối tiếp đã có các chip được tích hợp ở mức độ cao. Một linh kiên loại này là 1 bộ UART CDP 6402 của hẵng HARIS. Bộ UART này chứa trên cùng một chip một bộ gửi và bộ nhận nối tiếp hoạt động toàn độc lập với nhau. Bộ gửi nối tiếp truyền đi sau một xung khởi động các dữ liệu xếp kề sát qua một đường dẫn tới bộ nhận và gửi kèm theo một cách tự động các bit khởi động và bit dừng. Bên ộ nhận lại có được các dữ liệu đã nối tiếp đến để sử dụng song song. Điểm đáng lưu ý ở vi mạch này là khuôn mẫu truyền dữ liệu có thể được thiết lập trước bằng phần cứng qua các mức logic ở các chân. Nhờ vậy mà vi mạch này có thể được sử dụng một cách vạn năng. Bảng dưới đây mô tả chức năng của các chân riêng biệt. Chân Ký hiệu Mô tả 1 VDD Cực dương của nguồn nuôi 2 NC Không dùng 3 GND Mass đất, 0V 4 RRD Receive Register Disable Khi tín hiệu này dẫn đến mức high thì các đường dẫn lối ra D0OUT đến D7OUT chuyển sang trạng thái điện trở cao 5 D7 OUT Các bi dữ liệu đã đến theo cách nối tiếp ở chân 20 sẽ xuất 6 D6 OUT Hiện theo cách song song ở các lối ra ba trạng thái 7 D5 OUT D7OUT đến D0OUT 8 D4 OUT 9 D3 OUT 10 D2 OUT 11 D1OUT 12 D0 OUT 13 PE Parity Error: sai số chẵn lẻ Một mức logic 1 ở chân này báo hiệu là bit chẵn lẻ đã được lập trình không đồng nhất với bit nhận được. Nếu như bit chẵn lẻ không được kích hoạt thì chân này nằm ở mức low 14 FE Sai số Framming Mức High ở chân này báo hiệu là bit dừng đầu tiên là không có giá trị. FE giữ nguyên High cho đến khi nhận được một bit dừng có giá trị 15 OE Sai số Overrun OE sau đó trở nên High, nếu như một byte mới đã nhận. Trước khi byte cũ được đọc từ thanh ghi nhận 16 SFD Status Flag Disable Một mức cao ở chân này có nghĩa là lối ra PE, FE, OE, DE, và TBRL trở nên có điện trở cao 17 RRC Receiver Register Clock ở RRC, các tín hiệu giữ nhịp của bộ nhận nối tiếp được dẫn đến. Tần số cần phải được thiết lập ở giá trị 16 lần lớn hơn tốc độ 18 DRR Data Receiver Reset Một xung low ở chân này đặt DR trở lại low 19 DR Data Receiver DR=1 báo hiệu là các dữ liệu đã được nhận một cách đầy đủ và có mặt ở các lối ra D7OUT đến D0OUT. Trước khi 1 byte dữ liệu có giá trị tiếp theo có thể được báo hiệu, tín hiệu DR cần phải được đặt lại bằng một xung âm ở DRR 20 RRI Receiver Register Input Ở chân này tín hiệu nối tiếp được dẫn đến 21 MR Master Rest Với mức Higt, việc Reset linh kiện sẽ được thực hiện. PE, FE, OE và DR được đặt lại, trong khi TRE, TBRE và TRO được đặt lên mức cao. 22 TBRE Tranmitter Bufer Register Empty Một mức cao ở chân này báo hiệu là thanh ghi của bộ gửi đang trống và sẵn sang tiếp nhận dữ liệu mới 23 TBRL Tranmitter Control Register Load Một xung low sẽ xóa để gửi đi các bit dữ liệu. Bằng sườn dương các dữ liệu xếp kề sát, song song D7IN đến D0IN sẽ được truyền vào thanh ghi của bộ gửi và sau đó được gửi đến bên nhận theo cách nối tiếp với bit khởi động và bit dừng 24 TRE Tranmitter Register Empty Một mức cao sẽ báo hiệu là linh kiện đã làm xong việc gửi 25 TRO Tranmitter Register Output Các bit dữ liệu xếp kề sát song song D0IN đến D7IN dược gửi bao gồm bit khởi động và bit dừng qua đường dẫn TRO tới bên nhận 26 D0IN Các bit dữ liệu ở các lối vào này được giửi trực tiếp đến nơi nhận 27 D1IN 28 D2IN * D0IN là LSB 29 D3IN * D7IN là MSB 30 D4IN 31 D5IN 32 D6IN 33 D7IN 34 CLR Control Register Load: nạp thanh ghi điều khiển. Một mức High nạp các bit điều khiển vào thanh ghi điều khiển. 35 PI CLS 2 0 0 0 0 0 CLS 1 0 0 0 0 0 PI 0 0 0 0 1 EP E 0 0 1 1 X SB S 0 0 0 1 0 DATA BITS 5 5 5 5 5 PARITY BITS Lẻ (old) Lẻ Chẵn Chẵn disabled STOP BITS 1 1,5 1 1,5 1 36 SBS 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 X 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Disable Lẻ Lẻ Chẵn Chẵn 1 1,5 1 1,5 1 37 CLS2 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 X X 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Disable Disable Lẻ Lẻ Chẵn Chẵn 1 1,5 1 1,5 1 1 38 CLS1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 X X 0 0 0 1 0 1 7 7 8 8 Disable Disable Lẻ Lẻ 1 1,5 1 1,5 1 1 0 1 0 8 Chẵn 1 39 EPE 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 X x 1 0 1 8 8 8 Chẵn Disable Disable 2 1 2 40 TRC Transmitter Register Clock Ở TRC có tín hiệu giữ nhịp của bộ gửi nối tiếp. Tần số cần phải được thiết lập lớn hơn tốc độ baud 16 lần 1.2.2. Vi mạch MAX232 Hầu như tất cả các thiết bị số như vi điều khiển đều sử dụng các mức logic TTL hay CMOS, trong khi điện áp truyền thông RS 232 là -25V đến 25V. Vì vậy, để kết nối một thiết bị với một kênh RS 232 ta phải thay đổi mức điện áp của RS 232 trở lại mức từ 0 đến 5V hoặc ngược lại. Bộ chuyển đổi được sử dụng rộng rãi là MAX- 232 (và tương thích với bộ vi xử lý). IC này cũng có hai luồng nhận và hai luồng gửi trên cùng một thiết bị. IC MAX232 có chân 16 với một điện thế cung cấp 5V. Pin 16 được sử dụng như điện áp đầu vào (FCC), pin 15 như mặt đất. Pin 8 và 13 được sử dụng như là đầu vào (nhận) RS-232, trong khi các chân 7 và 14 như đầu ra (gửi) RS232. Cấu hình các chân của IC MAX232 được thể hiện trong hình: Ghép nối giữa RS 232 và MAX 232: CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ MẠCH GHÉP NỐI MÁY TÍNH 2.1. Tính toán mạch chuyển đổi chuẩn điện áp 0 – 5V 2.1.1. Chuyển đổi cho kênh ± 20V (-20V to +20V) Ta sử dụng mạch phân áp R 1 3 0 0 R R 2 1 0 0 R - 2 0 V t o + 2 0 V - 5 V t o + 5 V Ta có U ra = 2 1 2 vao R U R R+ Các thông số tính toán được trình bày ở trên Sử dụng cầu điện trở đưa về dải điện áp cần thiết 0 – 5V R 2 R 3 R 1 V C C U e U a Các thông số tính toán trình bày như hình dưới R 3 1 0 0 k R 4 1 0 0 K - 5 V t o + 5 V 0 t o + 5 V + 5 V max a max 1 2 e U R R U = 2.1.2. Chuyển đổi kênh ± 10V (-10V to +10V) Sủ dụng cầu điện trở Nguyên lý và các thông số tính toán trình bày ở phần dưới a. Nguyên lý. R 2 R 3 R 1 U h U aU e Các thông số tính toán R 2 5 0 K R 3 1 0 0 K R 1 1 0 0 K U e U a + 5 V 2.1.3. Chuyển đổi kênh ± 5 (-5V to +5V) [...]...Sử dụng cầu phân áp như các phần trên ta có các thông số tính toán như sau +5V R 3 100k R 4 -5 V to + 5 V 0 to + 5 V 100K 2.1.4 Chuyển đổi kênh ± 2 (-2V to +2V) Ta sử dụng mạch phân áp để chuyển về dải 0V to +2V Các thông số tính toán được +2V R 2 100k R 1 -2 V to + 2 V 0 to + 2 V 100K Sau đó dùng mạch khuyếch đại thuật toán để đưa về dải 0 to +5V Nguyên... 1 => R2 =250 kΩ 2.2 Mạch ghép nối MAX232 U 5A 3 0 to + 5 V 2.2.2 Mạch kết nối hoàn chỉnh CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ GIAO DIỆN VÀ VIẾT PHẦN MỀM 3.1 Giao diện phần mềm Phần mềm viết trên VB6 Dim A(1 To 6) As Integer Dim b(1 To 6) As Integer Dim m1(1 To 6) As Integer Dim m2(1 To 6) As Integer Dim i, j As Integer Private Sub Command1_Click() MsgBox "day la phan mem cho card ghep noi RS2 32 7 kenh don" End Sub Private... Text6.Text = Str(b (6) ) & milivol Text6.Text = Str(b (6) ) & milivol End Sub Private Sub Command3_Click() End End Sub Private Sub Form_Load() MSComm1.Settings = " 960 0,N,8,1" MSComm1.CommPort = 1 MSComm1.PortOpen = True m1(1) = 0 'du lieu chon kenh 1 m1(2) = 1 'du lieu chon kenh 2 m1(3) = 2 'du lieu chon kenh 3 m1(4) = 3 'du lieu chon kenh 4 m1(5) = 4 'du lieu chon kenh 5 m1 (6) = 5 'du lieu chon kenh 6 m1(7)... 2 ^ 7 + A(5) * 2 ^ 7 + A (6) * 2 ^ 7 + A(7) Next j b(1) = b(1) / 6. 4 'phuc hoi gia tri thang do 1 b(2) = b(2) / 12.8 'phuc hoi gia tri thang do 2 b(3) = b(3) / 25 .6 'phuc hoi gia tri thang do 3 b(4) = b(4) / 0.128 'phuc hoi gia tri thang do 4 b(5) = b(5) / 0.2 56 'phuc hoi gia tri thang do 5 b (6) = b (6) / 0.512 'phuc hoi gia tri thang do 6 b(7) = b(7) / 1.28 'phuc hoi gia tri thang do 7 Text1.Text = Str(b(1))... MSComm1 .Input 'nhan bit cao nhat d7 tu adc For i = 2 To 7 m2(i) = m1(i) + 4 MSComm1.Output = Chr(m2(i)) 'dua chan RTS len cao MSComm1.Output = Chr(m2(i)) 'dua suon cao xuong thap A(i) = MSComm1 .Input 'nhan cac bit du lieu tu d6 toi d0 Next i MSComm1.Output = Chr(m1(i)) 'gui du lieu chon kenh thu i b(j) = A(0) * 2 ^ 7 + A(1) * 2 ^ 7 + A(2) * 2 ^ 7 + A(3) * 2 ^ 7 + A(4) * 2 ^ 7 + A(5) * 2 ^ 7 + A (6) * 2... 3 10 => R = 2 chọn R9 =100 kΩ 9 => R10 =150 kΩ 2.1.5 Chuyển đổi kênh ± 1 (-1V to +1V) Ta sử dụng cầu điện trở để đưa về dải 0 to +1V +1V R 2 100k R 1 -1 V to + 1 V 0 to + 1 V 100K Sau đó dùng mạch khuyếch đại thuật toán để đưa về dải 0 to +5V U ra = U vao R7 + R8 R7 U ra =5V U vao =0 ÷1V R 8 => R = 4 chọn R7 =50 kΩ 7 => R8 =200 kΩ 2.1 .6 Chuyển đổi dải -0.5V to +0.5V Sử dụng mạch phân áp chuyển về dải... to + 0 5 V 0 to + 0 5 V 100K 11 Sau đó dùng mạch khuyếch đại thuật toán để đưa về dải 0 to +5V 0-0.5V 2 1 7 R 1 + 0 R 2 U ra = U vao R1 + R2 R1 U ra =5V U vao =0 ÷ 0.5V R 2 => R = 10 chọn R1 =10 kΩ 1 => R2 =100 kΩ U 5A 3 0 to + 5 V 1.2.7 Chuyển đổi kênh -0.2V to +0.2V Dùng cầu điện trở chuyển về dải 0 to +0.2V + 0 2 V R 2 100k R 1 -0 2 V to + 0 2 V 0 to + 0 2 V 100K 11 Sau đó dùng mạch khuyếch đại thuật... = True m1(1) = 0 'du lieu chon kenh 1 m1(2) = 1 'du lieu chon kenh 2 m1(3) = 2 'du lieu chon kenh 3 m1(4) = 3 'du lieu chon kenh 4 m1(5) = 4 'du lieu chon kenh 5 m1 (6) = 5 'du lieu chon kenh 6 m1(7) = 6 'du lieu chon kenh 7 End Sub Private Sub Form_Unload(Cancel As Integer) MSComm1.PortOpen = False End Sub . CLS 2 0 0 0 0 0 CLS 1 0 0 0 0 0 PI 0 0 0 0 1 EP E 0 0 1 1 X SB S 0 0 0 1 0 DATA BITS 5 5 5 5 5 PARITY BITS Lẻ (old) Lẻ Chẵn Chẵn disabled STOP BITS 1 1,5 1 1,5 1 36 SBS 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 X 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Disable Lẻ Lẻ Chẵn Chẵn 1 1,5 1 1,5 1 37. 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 X 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Disable Lẻ Lẻ Chẵn Chẵn 1 1,5 1 1,5 1 37 CLS2 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 X X 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Disable Disable Lẻ Lẻ Chẵn Chẵn 1 1,5 1 1,5 1 1 38 CLS1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 X X 0 0 0 1 0 1 7 7 8 8 Disable Disable Lẻ. KẾ MẠCH GHÉP NỐI MÁY TÍNH 2.1. Tính toán mạch chuyển đổi chuẩn điện áp 0 – 5V 2.1.1. Chuyển đổi cho kênh ± 20V (-20V to +20V) Ta sử dụng mạch phân áp R 1 3 0 0 R R 2 1 0 0 R - 2 0 V t o + 2 0