Thiết kế Modul ghép nối với PC qua giao diện LPT để điều khiển và giám sát đèn tín hiệu giao thông ở ngã tư Lạch Tray - Cầu Đất - Lê Lợi - Tô Hiệu

LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kĩ thuật,máy tính trở thành công cụ vô cùng quan trọng.Sự phát triển của “Kỹ thuật ghép nối với máy tính” đã mở rộng đáng kể các lĩnh vực ứng dụng của máy tính,đặc biệt là trong đo lường và điều khiển.Các thiết bị ghép nối với máy tính theo các modul nhờ vậy mà máy tính có thể truyền nhận tín hiệu để thực hiện nhiệm vụ xử lý tín hiệu và điều khiển. Các thiết bị, hệ thống đo lường và điều khiển ghép nối máy tính có độ chính xác cao, thời gian thu thấp số liệu ngắn, nhưng còn đáng quan tâm hơn là mức độ tự động hóa trong việc thu thập và xử lý các kết quả đo, kể cả việc lập bảng thống kê cũng như in ra kết quả. LPT là một tiêu chuẩn của rãnh cắm mở rộng của máy tính,phần lớn các card ghép nối dùng trong kỹ thuật đo lường và điều khiển đều được chế tạo để đặt vào các rãnh cắm theo tiêu chuẩn LPT. Bài tập lớn này của em chỉ nêu lên một ứng dụng nhỏ của việc kết nối máy tính vào sản xuất nói chung và rãnh cắm mở rộng nói riêng. Qua một thời gian tìm hiểu, thiết kế với sự cố gắng của bản thân và sự hướng dẫn của thầy giáo bộ môn đến nay em đã hoàn thành bài tập lớn này. Tuy nhiên, do sự hiểu biết về thực tế và trình độ chuyên môn còn hạn chế nên bài tập lớn không tránh khỏi thiếu sót. Em mong nhận được sự góp ý của các thầy cô giáo và các bạn. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô! CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ 1.1. Giới thiệu về chuẩn giao tiếp LPT 1.1.1. Cấu trúc: Sau đây là chức năng của các đương dẫn tín hiệu: Strobe (1): Với một mức logic thấp ở chân này, máy tính thông báo cho máy in biết có một byte đang sẵn sàng trên các đường dẫn tín hiệu để được truyền. D0 đến D7: Các đường dẫn dữ liệu Acknowledge: với một mức logic thấp ở chân này, máy in thông báo cho máy tính biết là đã nhận được kí tự vừa gửi và có thể tiếp tục nhận. Busy (bận – 11): máy in gửi đến chân này mức logic cao trong khi đang đón nhận hoặc in ra dữ liệu để thông báo cho máy tính biết là các bộ đệm trong máy tính biết là các bộ đệm trong máy tính đã bị đầy hoặc máy in trong trạn thái Off-line. Paper empty (hết giấy – 12): Mức cao ở chân này có nghĩa là giấy đã dùng hết. Select (13): Một mức cao ở chân này, có nghĩa là máy in đang trong trạng thái kích hoạt (On-line) Auto Linefeed (tự nạp dòng): Có khi còn gọi là Auto Feed. Bằng một mức thấp ở chân này máy tính PC nhắc máy in tự động nạp một dòng mới mỗi khi kết thúc một dòng. Error (có lỗi): Bằng một mức thấp ở chân này, máy in thông báo cho máy tính là đã xuất hiện một lỗi, chẳng hạn kẹt giấy hoặc máy in đang trong trạng thái Off-Line. Reset (đặt lại): Bằng một mức thấp ở chân này, máy in được đặt lại trạng thái được xác định lúc ban đầu. Select Input: bằng một mức thấp ở chân này, máy in được lựa chọn bởi máy tính. 1.1.2. Các thanh ghi đặc biệt a.Thanh ghi dữ liệu Tám đường dẫn dữ liệu dẫn tới 8 ô nhớ trên thanh ghi dữ liệu. thanh ghi dữ liệu được chỉ rõ là hai hướng dữ liệu có thể được xuất ra các chân D0 đến D7 hoặc đọc vào. a. Thanh ghi trạng thái bốn đường dẫn điều khiển Strobe, Auto Linefeed, Reset, Select Input dẫn tới bốn ô nhớ trên thanh ghi điều khiển b. Thanh ghi điều khiển năm đường dẫn trạng thái Acknowledge, Busy, Paper empty, Select, Error nối tới năm ô trên thanh ghi trạng thái. 1.1.3. Địa chỉ các cổn trên máy tính: 1.2. Giới thiệu về các vi mạch 1.2.1. Vi mạch ADC AD574A * Các đặc điểm đặc trưng. - Là bộ biến đổi A/D 12 bit hoàn chỉnh với nguồn tham chiếu tích hợp bên trong - Giao diện tương thích bus của các bộ vi xử lý 8 – 16 bit - Vùng nhiệt độ hoạt động 0 0 C tới 70 0 C với AD574AJ, K, L -55 0 C tới 125 0 C với AD574AS, T, U - Thời gian biến đổi lớn nhất là 35 µ s - Các phiên bản khác với chân ra tương thích có thể hoạt động ở tốc độ cao như: 15 µ s với AD674B, 10 µ s với AD1674 * Mô tả sản phẩm AD574A là một bộ biến đổi ADC 12 bit hoàn chỉnh hoạt động trên nguyên lý xấp xỉ liên tiếp, với bộ đệm đầu ra ba trạng thái cho phép ghép nối trực tiếp với bus của bộ vi xử lý 8 hoặc 16 bit. Một bộ phát xung nhịp và điện áp tham chiếu có độ chính xác cao được tích hợp trên chip. Sơ đồ chân vi mạch AD574A - AD574A có thể phối ghép với hầu hết các vi xử lý và các vi điều khiển 8 hoặc 16 bit. Bộ đệm đầu ra ba trạng thái đa chế độ cho phép ghép trực tiếp với bus dữ liệu trong quá trình đọc và các lệnh biến đổi nhận được từ bus điều khiển. 12 bit của dữ liệu đầu ra có thể được đọc như là 1 dữ liệu 12 bit hoặc như 2 byte 8 bit (byte đầu với 8 bit dữ liệu, byte còn lại với 4 bit dữ liệu và 4 bi 0) - Cung cấp 4 dải đo: 0 tới +10V và 0 tới +20V đơn cực, -5V tới +5V và -10V tới +10V lưỡng cực * Đấu nối dải đo đơn cực cho AD574A AD574A chứa tất cả phần tử tích cực cần thiết để thực hiện biến đổi A/D hoàn chỉnh. Vì thế, cho tất cả các vị trí, tất cả cần được nối với nguồn cấp (+5V, +12V/+15V, và -12V/+12V), đầu vào tương tự, và lệnh khởi tạo quá trình biến đổi, được thảo luận trong trang tiếp theo. Sự đấu nối đầu vào tương tự và định cỡ là rất đơn giản; chế độ hoạt động đơn cực được biểu diễn như hình sau. Chế độ hoạt động đơn cực của AD574A Đầu vào tương tự được nối giữa chân 13 và chân 9 cho phạm vi đầu vào 0V tới +10V, giữa chân 14 và chân 9 cho phạm vi đầu vào 0V tới +20V. AD574A rất dễ điều chỉnh để cung cấp tín hiệu đầu vào vượt cao hơn nguồn cấp. AD574A được thiết kế có độ sai lệch thông thường là ½ LSB so với độ chính xác ở đầu vào tương tự. * Hoạt động lưỡng cực. Sự đấu nối như hình vẽ. Chế độ hoạt động lưỡng cực của AD574A ADC nối tiếp AD7524 Sơ đồ chân AD7524 Bộ biến đổi AD7524 làm việc theo nguyên tắc mạng điện trở R – 2R, với R = 100k Ω . Vi mạch AD7524 được chế tạo theo công nghệ CMOS, do vậy dòng tiêu thụ rất nhỏ (chỉ cỡ 1mA khi điện áp nguồn là 5V). Điện áp nguồn V dd có thể nằm trong khoảng 5V tới 15V. Tất cả các lối vào ra đều tương thích TTL Để đưa ra một tín hiệu Analog (0 ÷ -U REF * 255 256 V ) ta cần đưa ra byte dữ liệu đến các chân từ D0 đến D7, sau đó cần tạo ra một xung âm tại chân WR để lưu byte dữ liệu đó vào D/A. Điện áp so sánh U REF có thể là điện áp dương cũng có thể là điện áp âm, thậm chí có thể đấu với một điện áp xoay chiều có biên độ thay đổi trong một phạm vi giới hạn. 1.2.2. Giới thiệu về 74HC245 Bộ đệm bus 2 chiều 74HC245 gồm có 20 chân, ,bộ đệm chỉ hoạt động khi có tín hiệu low ở chân 19.Nó có chứa 8 vi mạch đệm với các lối ra 3 trạng thái để trao đổi thông tin giữa các đường dẫn bus dữ liệu theo 2 hướng. Hướng truyền dữ liệu được xác định bằng chân DIR: DIR = 0, dữ liệu được chuyển từ B sang A. Việc chuyển hướng dữ liệu cho phép quản lý đơn giản bằng tín hiệu /IOR. Ta có thể nối trực tiếp ra chân DIR. Qua đó đảm bảo bộ đệm chỉ cho phép dữ liệu đưa vào từ bên ngoài đưa lên bus dữ liệu của máy tính khi PC thực hiện một quá trình truy nhập đọc (/IOR = 0) 1.2.3. Giới thiệu về 74HC688 Bộ giả mã địa chỉ 74HC688 so sánh các tín hiệu từ A0-A7 xem có thống nhất với các địa chỉ của tín hiệu trên các chân tương ứng B0-B7.74HC688 so sánh hai trong số tám bit xem có giống nhau không và khi các bit xếp kề sát đồng nhất sẽ tạo ra một tín hiệu Low ở chân19. CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ MODUL 2.1. Vi mạch 8255A Với tổ hợp các tín hiệu địa chỉ (A0, A1), chon vi mạch (CS), và các lệnh đọc ghi (RD, WR) của VXL, ta có các lệnh ghi đọc khác nhau cho các cửa (A, B, C ) và thanh ghi điều khiển như bảng 3.2, tạo ra sự di chuyển số liệu giữa đường dây số liệu, các cửa và thanh ghi điều khiển. Như vậy, vi mạch 8255 có đặc điểm là không có lệnh đọc thanh ghi trạng thái mà dùng lệnh đọc cửa C khi vi mạch ở chế độ 1 và 2, còn ở chế độ 0, không đọc trạng thái. Các từ điều khiển [...]... bằng cách tọa địa chỉ A,B,C theo bảng trên -Kích hoạt chân ALE Nó cần xung thấp lên cao để chốt địa chỉ -Kích hoạt chân SC bằng xung cao xuống thấp để bắt đầu chuyển đổi -Hiển thị OEC để báo kết thúc chuyển đổi -Kích hoạt OE cho phép đọc dữ liệu ra của ADC 2.4 Ghép nối hoàn chỉnh CHƯƠNG 3 Giao Diện Phần Mềm 3.1 Giao diện điều khiển 3.2 Phần mềm thực hiện Add modul Public Declare Function Inportb Lib... đầu vào hoặc đầu ra - Chế độ 1 (mode1): Trong chế độ này các cổng A và B có thể được dùng như các cổng đầu vào hoặc đầu ra với các khả năng bắt tay tín hiệu bắt tay được cấp bởi các bit của cổng C - Chế độ 2 (mode2): Trong chế độ này cổng A có thể được dùng như cổng vào/ ra hai chiều với khả năng bắt tay và các tín hiệu bắt tay được cấp bởi các bit cổng C cổng B có thể được dùng như ở chế độ vào/...Từ điều khiển thiết lập chế độ: Từ điều khiển lập xoá bit: Chọn chế độ của 8255 Trong khi các cổng A, B và C được dùng để nhập và xuất dữ liệu thì hanh ghi điều khiển phải được lập trình để chọn chế độ làm việc của các cổng này Các cổng của 8255 có thể được lập trình theo một chế độ bất kỳ dưới đây - Chế độ 0 (mode0): đây là chế độ vào/ ra cơ sở Ở chế độ này các cổng A, B, PCH hay PLH có... vào/ ra đơn giản hoặc ở chế độ có bắt tay mode1 2.2 IC chốt 74LS373 Chức năng :Chốt dữ liệu để mở rộng các đường dữ liệu hoặc các đường điều khiển Cấu tạo: +Đường dữ liệu có 2 cổng: -D :Cổng vào 8bit (D0-D7) -O :Cổng ra 8bit (O0-O7) +Đường điều khiển : -/ OE :Chân chọn chíp -LE: Cho phép chốt Bảng 4: Bảng chân lý /OE H L L L LE X H H H Dn X L H X H:High L:Low X:Không xác định On Z*(Trở kháng cao) L (On=Dn)... trong 8 ngõ vào Z-1 tới Z-8 : Ngõ ra song song 8 bit ALE : Cho phép chốt địa chỉ START : Xung bắt đầu chuyển đổi CLK :Xung đồng bộ REF (+): Điện thế tham chiếu (+) REF (-) : Điện thế tham chiếu (-) VCC :Nguồn cung cấp +Các đặc điểm của ADC 0809: - ộ phân giải 8bit -Tổng sai số chưa chỉnh định ± ½ LSB;± LSB -Thời gian chuyển đổi :100µs ở tần số 640kHz -Nguồn cung cấp +5V - iện áp ngõ vào 0-5 V -Tần số xung... -Tần số xung clock 10kHz-1280kHz -Nhiệt độ hoạt động -4 0oC tới 85oC -Dễ dàng giao tiếp với vixuly hoặc dùng riêng -Không cần điều chỉnh zero hoặc đầy thang +Chọn kênh tư ng tự cho ADC 0809 Chọn kênh tư ng tự INT0 INT1 INT2 INT3 INT4 INT5 INT6 INT7 C 0 0 0 0 1 1 1 1 B 0 0 1 1 0 0 1 1 A 0 1 0 1 0 1 0 1 Bảng 5: chọn kênh tư ng tự +Các bước lập trình cho ADC0809 -Chọn một kênh tư ng tự bằng cách tọa địa... thái trước của đầu vào) - Sơ đồ chân: Hình 1.10 Sơ đồ chân IC chốt 74LS373 2.3 ADC 0809 Bộ ADC là một thiết bị CMOS tích hợp với một bộ chuyển đổi từ tư ng tự sang số 8bit ,bộ chọn kênh và một bộ logic điều khiển tư ng thích.Bộ chuyển đổi AD 8bit này dùng phương pháp chuyển đổi xấp xỉ tiếp Ta có sơ đồ chân ADC 0809 Hình 1.11 Sơ đồ chân và cấu tạo ADC 0809 INo tới IN7 : 8 ngõ vào tư ng tự A,B,C : Giải... vao End Sub Kết luận Sau nhiều ngày tìm hiểu và làm bài tập lớn dưới sụ hướng đẫn của các thầy và bạn bè, em đã hoàn thành xong được đề tài này Sau khi làm xong đã giúp cho em có nhiều hiểu biết hơn về vi điều khiển và hoạt động của nó Mặc dù em đã rất cố gắng, xong do kiến thức còn hạn chế nên không thoát khỏi những sai lầm trong khi thiết kế, mong thầy có thể chỉ ra những sai sót đó để em có thể... khi thiết kế, mong thầy có thể chỉ ra những sai sót đó để em có thể lắm rõ hơn nữa về vấn đề Em xin chân thành cảm ơn Tài liệu tham khảo [1] Bài giảng môn điều khiển sản xuất và tích hợp máy tinh - Trường ĐHHH Việt Nam [2] Kỹ thuật ghép nối máy tính – Ngô diên tập , Nhà xuất bản khoa học – kĩ thuật [4] Trang web: http://www.dientuvietnam.net/forums http://www.picvietnam.com/forum Ngoài ra còn có một... To 5) As Integer Dim cn2(1 To 5) As Integer Dim dl(1 To 5) As Integer Dim i As Integer Dim a, b, c As Integer Private Sub Command1_Click() MsgBox "day la chuong trinh dieu khien ghep noi may tinh giao dien LPT" End Sub Private Sub Command2_Click() End End Sub Private Sub Command3_Click() For i = 1 To 4 Outportb &H378, ck(i) For j = 1 To 20 Next j Outportb &H378, cn(i) a = Inportb(&H379) Outportb &H378, . quả. LPT là một tiêu chuẩn của rãnh cắm mở rộng của máy tính,phần lớn các card ghép nối dùng trong kỹ thuật đo lường và điều khiển đều được chế tạo để đặt vào các rãnh cắm theo tiêu chuẩn LPT. . chân thành cảm ơn các thầy cô! CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ 1.1. Giới thiệu về chuẩn giao tiếp LPT 1.1.1. Cấu trúc: Sau đây là chức năng của các đương dẫn tín hiệu: Strobe (1): Với một mức. -Kích hoạt OE cho phép đọc dữ liệu ra của ADC. 2.4. Ghép nối hoàn chỉnh CHƯƠNG 3. Giao Diện Phần Mềm 3.1. Giao diện điều khiển 3.2. Phần mềm thực hiện Add modul Public Declare Function Inportb