Luận văn Thiết kế mô hình thang máy sử dụng Card vào ra đa năng

Việc ứng dụng máy tính vào điều khiển các thiết bị trong đờisống của con ngời, khiến các thiết bị này hoạt động một cách linhhoạt, hiệu quả và giảm nhẹ gánh nặng cho con ngời trong việc

Lời giới thiệu

Hàng hải từ xa đã là môt nghành có nhiều đóng góp rất quantrọng trong cuộc sống, với thế mạnh hàng đầu trong việc vận tảihàng hoá và phát triển du lịch Ngày nay không ngừng phát huy sứcmạch của mình, ngành hàng hải đang và sẽ phát triển mạnh mẽ

Điều này thể hiện qua đội ngũ tàu thuyền ngày càng đông đảo,vànhu cầu vận chuyển ngày càng lớn Sự phát triển của nghành hànghải, một phần dóng góp to lớn của khoa học kĩ thuật

Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển, và luôn luôn mới mẻ

đối với phần đông nhân loại Tuy nhiên, dù có tiếp cận sớm haymuộn thì khoa hoc kỹ thuật đều có thể sử dụng phục vụ cho cuộcsống của con ngời.Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngànhcông nghiệpkhác, thì ngành công nghiệp điện tử đã phát triển rấtmạnh

Việc ứng dụng máy tính vào điều khiển các thiết bị trong đờisống của con ngời, khiến các thiết bị này hoạt động một cách linhhoạt, hiệu quả và giảm nhẹ gánh nặng cho con ngời trong việc

điều khiển vận hành máy móc

Việc ứng dụng máy vi tính vào kỹ thuật đo lờng và điềukhiển đã đem lại những kết quả đầy tính u việt Các thiết bị, hệthống đo lờng và điều khiển ghép nối với máy tính có độ chínhxác cao, thời gian thu thập số liệu ngắn, nhng điều đáng quantâm hơn là mức độ tự động hoá trong việc thu thập và xử lý cáckết quả đo, kể cả việc lập bảng thống kê, cũng nh in ra kêt quả.Đểcác hệ thống đo lờng và điều khiển ghép nối với máy tính hoạt

Em xin cảm ơn thầy giáo - Th.s Trần Xuân Việt, thầy giáo -Th.s

Lê Quốc Vợng,cùng các thầy giáo khoa điện - điện tử tàu biển, đãgiảng dạy chúng em trong suốt những năm qua

Trong phạm vi đề tài, em đã cố gắng hoàn chỉnh nội dung cũng

nh tiến độ thực hiện tuy nhiên không tránh khỏi thiếu sót do nănglực hạn chế Em mong đợc sự chỉ bảo của các thầy để đề tài đợchoàn thiện hơn

Hình 1.1 : Sơ đồ khối tổng quát của một hệ vi

xử lý

để điều khiển các khối khác thực hiện từng bớc các thao tác đó Để làm đợc việc này bên trong CPU có thanh ghi dùng để chứa

địa chỉ của lệnh sắp thực hiện gọi là thanh ghi con trỏ lệnh(instruction pointr, IP) hoặc bộ dếm chơng trình (program pointer,PC), một số thanh ghi đa năng khác cùng bộ tính toán số học và logic(ALU) để thao tác với dữ liệu Ngoài ra ở đây còn có các hệ thốngmạch điện rất phức tạp để giải mã lệnh và từ đó tạo ra các xung

điều khiển cho toàn hệ

* Bộ nhớ bán dẫn hay còn gọi là bộ nhớ trong là một bộ phậnkhác rất quan trọng của hệ vi xử lý Tại đây (trong ROM ) ta có thểchứa chơng trình điều khiển hoạt động của toàn hệ để khi bật

điện thì CPU có thể lấy lệnh từ đây mà khởi đầu hệ thống

Một phần của chơng trình điều khiển hệ thống, các chơngtrình ứng dụng, dữ liệu cùng các kết quả của chơng trình thờng đ-

ợc để trong RAM, các dữ liệu và chơng trình muốn lu lâu dài sẽ đợc

để ở bộ nhớ bên ngoài

Khối phối ghép vào /ra (I/O) tạo ra khả năng giao tiếp giữa hệ

vi xử lý với thế giới bên ngoài Các thiết bị ngoại vi chuyên dụng nhbàn phím, chuột, màn hình, máy in, chuyển đổi số tơng tự (D/Aconverter, DAC) và chuyển đổi tơng tự số (A/D converter, ADC), ổ

đĩa từ đều liên hệ với bộ vi xử lý qua bộ phận này Bộ phận phốighép cụ thể giữa bus hệ thống với thế giới bên ngoài thờng đợc gọi làcổng

Nh vậy ta sẽ có các cổng vào để lấy thông tin từ ngoài vào vàcác cổng ra để lấy thông tin từ trong ra Mạch cổng này có thể làmạch logic đơn giản hoặc là vi mạch chuyên dụng lập trình đợc

Ba khối chức năng đầu tiên liên hệ với nhau thông qua tập các

đờng dây để truyền tín hiệu gọi chung là bus hệ thống BUS hệthống bao gồm 3 bus thành phần ứng với các tín hiệu địa chỉ, dữliệu và điều khiển ta có bus địa chỉ, bus dữ liệu và bus điềukhiển

Bus địa chỉ thờng có từ 16, 20, 24 đến 32 đờng dây songsong chuyển tải thông tin của các bit địa chỉ Khi đọc/ghi bộ nhớCPU sẽ đa ra trên bus này địa chỉ của ô nhớ liên quan Khả năngphân biệt địa chỉ (số lợng địa chỉ cho ô nhớ mà CPU có khả năngphân biệt đợc) phụ thuộc vào số bit của bus địa chỉ Ví dụ nếumột CPU có số đờng dây địa chỉ là N = 16 thì nó có khả năng

địa chỉ hoá đợc 2N = 65536 = 64 (kilo) ô nhớ khác nhau (1K = 210 =1024) Khi đọc/ghi với cổng vào/ra CPU cũng đa ra trên bus địachỉ các bit địa chỉ tơng ứng của cổng Trên sơ đồ khối ta dễnhận ra tính một chiều của bus địa chỉ qua chiều của mũi tên.Chỉ có CPU mới có khả năng đa ra địa chỉ trên bus địa chỉ

Bus dữ liệu thờng có từ 8, 16, 20, 24, 32 đến 64 đờng dâytuỳ theo các bộ VXL (Vi xử lý) cụ thể Số lợng đờng dây này quyết

định số bit dữ liệu mà CPU có khả năng xử lý cùng một lúc Chiềumũi tên trên bus số liệu chỉ ra rằng đây là bus 2 chiều Các phần tử

có đầu ra nối thẳng với bus dữ liệu đều phải đợc trang bị đầu ra

3 trạng thái để có thể ghép vào đợc và hoạt động bình thờng vớibus này

Bus điều khiển thờng gồm hàng chục đờng dây tín hiệu khácnhau Mỗi tín hiệu điều khiển có một chiều nhất định Vì khi hoạt

động CPU đa ra tín hiệu điều khiển tới các khối khác trong hệ,

đồng thời nó cũng nhận các tín hiệu điều khiển từ các khối đó đểphối hợp hoạt động của toàn hệ nên các tín hiệu này đợc thể hiệnbởi các đờng có mũi tên 2 chiều( trên hình vẽ1.1), điều đó khôngphải để chỉ tính 2 chiều của một tín hiệu mà là tính 2 chiều củacả một nhóm tín hiệu

Hoạt động của hệ thống vi xử lý trên cũng có thể đợc nhìntheo một cách khác Trong khi hoạt động và tại một thời điểm nhất

định, về mặt chức năng mỗi khối trong hệ thống trên tơng đơngvới các thanh ghi trong (nằm trong CPU) hoặc các thanh ghi ngoài(nằm rải rác trong bộ nhớ ROM, RAM và trong khối phối ghép I/O).Hoạt động của toàn hệ thực chất là sự phối hợp hoạt động của các

thanh ghi trong và ngoài nói trên để thực hiện sự biến đổi dữ liệuhoặc sự trao đổi dữ liệu theo các yêu cầu đã định trớc

2 Hệ vi xử lý 8088

Đây là một bộ vi xử lý nổi tiếng một thời thuộc họ 80x86 củaIntel, nó đợc sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau,nhất là trongcác máy IBM PC/XT Các bộ vi xử lý thuộc họ này sẽ còn đợc sử dụngrộng rãi trong hàng chục năm nữa và vì tính kế thà của các sảnphẩm trong họ 80x86, các chơng trình viết cho 8088 vẫn còn cóthể chạy đợc trên các hệ thống tiên tiến sau này

Hinh 1 2 : Sơ đồ khối của bộ vi lý 8088.Trong CPU 8088 có hai khối chính : Khối phối ghép bus (businterface unit, BIU) và khối thực hiện lệnh (Execution Unit, EU) Haithành phần này làm việc đồng thời có liên hệ với nhau qua đệmlệnh làm tăng đáng kể tốc độ xử lý của CPU Các bus bên trong CPU

có nhiệm vụ chuyển tải tín hiệu của các khối khác Trong số các bus

đó có bus dữ liệu 16 bit của ALU, bus các tín hiệu điều khiển ở EU

và bus trong của hệ thống ở BIU Trớc khi đi ra bus ngoài hoặc đivào bus trong của bộ vi xử lý, các tín hiệu truyền trên bus thờng đợccho đi qua các bộ đệm để nâng cao tính tơng thích cho phốighép hoặc nâng cao khả năng phối ghép

BIU đa ra địa chỉ đọc mã lệnh từ bộ nhớ, đọc/ghi dữ liệu từ/vào cổng hoặc bộ nhớ.BIU chịu trách nhiệm đa địa chỉ ra bus vàtrao đổi dữ liệu ra bus

Bên trong khối điều khiển (control unit, CU) của EU có mạch giảimã lệnh Mã lệnh đọc vào từ bộ nhớ đợc đa đến đầu vào của bộgiải mã, các thông tin thu đợc từ đầu ra của nó sẽ đợc đa đến mạchtạo xung điều khiển , kết quả là ta thu đợc dãy các xung khác ( nhautuỳ theo mã lệnh ) để điều khiển hoạt động của các bộ phận bêntrong và bên ngoài CPU

Khối số học và Logic(arithmetic and logic unit, ALU ) trong khối

EU, dùng để thực hiện các thao tác khác nhau với các toán hạng củalệnh

Tóm lại trong quá trình hoạt động của CPU, EU sẽ cung cấpthông tin về địa chỉ cho BIU, để khối này đọc lệnh và dữ liệu,còn bản thân nó thì giải mã lệnh và thực hiện lệnh Trong BIU cómột bộ nhớ đệm lệnh với dung lợng 4 byte dùng để chứa các mã lệnh

Một lệnh có thể có một vài byte tuỳ theo bộ VXL Giả thiết một

bộ VXL nào đó dùng 1 byte để chứa các mã lệnh (opcode) của nó Ta

có thể tính đợc số lệnh lớn nhất mà 1 byte này có thể mã hoá đợc là

256 lệnh Trong thực tế việc ghi lệnh không phải hoàn toàn đơn

giản nh vậy Việc mã hóa lệnh cho bộ VXL là rất phức tạp và bị chiphối bởi nhiều yếu tố khác nữa Đối với bộ VXL 8088 một lệnh có thể

có độ dài từ 1 đến 6 byte Ta sẽ chỉ lấy trờng hợp lệnh MOV để giảithích cách ghi lệnh nói chung của 8088

Lệnh MOV đích, gốc dùng để chuyển dữ liệu giữa 2 thanhghi hoặc giữa ô nhớ và thanh ghi Chỉ nguyên với các thanh ghi của

8088, nếu ta lần lợt đặt các thanh ghi vào vị trí các toán hạng đích

và toán hạng gốc ta thấy đã phải cần tới hàng trăm mã lệnh khác nhau

để mã hoá tổ hợp các lệnh này

H 1.3 : Dạng thức các byte mã lệnhcủa MOV

Byte đầu dùng chứa mã lệnh Đối với lệnh MOV, để chuyển dữ liệu kiểu:

- Thanh ghi thanh ghi (trừ thanh ghi đoạn) hoặc

- Bộ nhớ thanh ghi (trừ thanh ghi đoạn)

thì 6 bit đầu này luôn là 100010 Với các thanh ghi đoạn thì

điều này lại khác

Bit W để chỉ rằng 1 byte (W = 0) hoặc 1 từ (W = 1) sẽ đợcchuyển Trong các thao tác chuyển dữ liệu, một toán hạng luôn bắtbuộc phải là thanh ghi

2 Mã hoá thanh ghi

Bộ VXL dùng 2 hoặc 3 bit để mã hoá các thanh ghi trong CPU nhsau:

Hình 1.4: Thanh ghi trong CPUBit D dùng để chỉ hớng đi của dữ liệu, D = 1 thì dữ liệu đi

đến thanh ghi bởi 3 bit của REG, D =0 thì dữ liệu đi từ thanh ghicho bởi 3 bit của REG Hai bit MOD (chế độ) cùng với 3 bit R/M (thanhghi/bộ nhớ) tạo ra 5 bit dùng để chỉ ra chế độ địa chỉ cho các toánhạng của lệnh

CHƯƠNG2 : Các chuẩn truyền thông trong điều

khiển

2.1 Các giao diện vào ra đợc sử dụng trong máy tính.

1 Giao diện Centronics ( cổng máy in).

Giao diện cổng máy in song song còn gọi là giao diệnCentronics Máy in liên lạc với máy tính qua giao diện này đợc mô tả

nh hình

Hình 2.1: Mô tả giao diện Centronics.

a Cấu trúc cổng máy in.

Máy in đợc nối với máy tính đợc thực hiện qua ổ cắm 25 chân ởphía sau máy tính Nhng đây không chỉ là ổ nối với máy in mà khi

sử dụng máy tính vào mục đích đo lờng và điều khiển thì việcghép nối cũng đợc thực hiện qua cổng này Qua cổng này số liệu

đợc truyền song song, nên còn gọi là cổng ghép nối song song và

tốc độ truyền số liệu cũng đạt đợc đến mức lớn đáng kể Tất cảcác đờng dẫn của cổng này đều tơng thích TTL, nghĩa là chúng

đều cung cấp một mức điện áp nằm giữa 0 và 5v Do đó ta cầnphải lu ý là ở các đờng dẫn lối vào cổng này không đợc đặt ở mức

điện áp quá lớn Sự phân bố chân cổng máy in nh hình 2.2

Ngời ta có thể trao đổi một cách riêng biệt với 17 đờng dẫn,bao gồm có 12 đờng dẫn ra và 5 đờng dẫn vào Do 8 đờng dẫn sốliệu không phải là đờng dẫn hai chiều nên chúng đợc xem nh là lối

ra Các lối ra khác nữa là: STROBE, AUTO FEED(AF), INIT, SELECT IN(SLECTIN) Khi trao đổi thông tin với máy in, các đờng dẫn này cónhững chức năng xác định Thí dụ:INT=0 thực hiện một quá trìnhkhởi động lại(RESET) ở máy in, còn STROBE có nhiệm vụ ghi các bit

số liệu đã đợc gửi đến máy in bằng một xung mức thấp(LOW) vàotrong bộ nhớ của máy in

Hình 2.2: Bố trí chân cắm cổng máy in

Hình 2.3: Bố trí chân cổng máy in

Cổng máy in cũng có những chân dẫn lối vào nhờ vậy mà sự bắt tay giữa máy in và máy tính đợc thực hiện Thí dụ khi tắt máy

in không còn đủ chỗ trong bộ nhớ thì máy in sẽ gửi đến máy tính một bit trạng thái (BUSY = 1), điều đó có nghĩa là máy tại thời diểm này đang bận, không nên gửi thêm các byte số liệu khác dến nữa Khi hết giấy ở máy in thì máy tính sẽ thông báo là Paper Empty (PE) Đờng dẫn nối vào tiếp theo là Acknowledge (ACK), Select (SLCT)

và Error Tổng cộng có 5 lối vào hớng tới máy in

b Trao đổi với các đờng dẫn tín hiệu:

Tất cả các đờng dẫn tín hiệu vừa đợc giới thiệu cho phép trao

đổi qua các địa chỉ bộ nhớ của máy tính 17 đờng dẫn của cổng máy in sắp xếp thành 3 thanh ghi là thanh ghi số liệu, thanh ghi trạng thái và thanh ghi điều khiển Hình dới đây chỉ ra các sự sắp xếp của các đờng dẫn tín hiệu tới các bit số liệu riêng biệt của thanh ghi

H×nh 2.4(a)

H×nh2.4(b)

Hình 2.4(c)

Thanh ghi ở cổng máy in của máy tính PC

Địa chỉ đầu tiên đạt đến đợc của cổng máy in đợc xem nh là

ới địa chỉ cơ bản + 2

2 Giao diện RS 232 (Cổng nối tiếp):

a Cấu trúc cổng nối tiếp:

Hình 2.5 : Bố trí rãnh cắm cổng nối tiếp

Hình 2.6 : Chức năng các chân cắmCổng nối tiếp RS 232 là giao diện phổ biến rộng rãi nhất Ngời

ta gọi các cổng này là cổng COM 1, cổng COM 2 để tự do cho cácứng dụng khác Giống nh cổng máy in, cổng nối tiếp RS 232 cũng

đợc sử dụng một cách thuận tiện cho mục đích đo lờng và điềukhiển

Việc truyền số liệu qua cổng RS 232 đợc tiến hành theo cáchnối tiếp, nghĩa là các bit số liệu đợc gửi đi nối tiếp nhau trên một

đờng dẫn Đặc điểm nổi bật của loại đờng truyền này là có khảnăng dùng cho khoảng cách xa, bởi vì các khả năng gây nhiễu lànhỏ đáng kể khi dùng một cổng song song

Việc dùng cổng song song có nhợc điểm là cáp truyền dùngnhiều sợi và mức tín hiệu trong khoảng 0 đến 5V (mức tín hiệu nàykhá nhỏ) tỏ ra không thích hợp với khoảng cách xa

Một đặc điểm khác biệt nữa giữa cổng song song và cổngnối tiếp thể hiện qua việc thiết kể kiểu giắc cắm ở cổng máy in,chỗ nối giữa máy tính PC với máy in là ổ cắm, trong khi đó ở cổngnối tiếp lại là phích cắm nhiều chân

Cổng nối tiếp RS 232 không phải là một hệ thống bus, nó chophép dễ dàng tạo ra liên kết dới hình thức điểm với điểm giữa haimáy cần trao đổi thông tin với nhau Theo hình thức này một thànhviên thứ ba không thể tham gia vào quá trình trao đổi này

Việc truyền số liệu xảy ra ở trên hai đờng dẫn Qua chân cắm

ra TxD (Transmit Data), máy tính gửi các số liệu của nó đến máykia Trong khi đó số liệu mà máy tính nhận đợc lại đựơc dẫn đếnchân nối RxD Các tín hiệu khác đóng vai trò nh là tín hiệu hỗ trợkhi trao đổi thông tin và vì thế không phải trong mọi ứng dụng

đều dùng đến

Mức tín hiệu trên chân ra RxD tuỳ thuộc voà đờng dẫn TxD vàthông thờng nằm trong khoảng –12V đến +12V Các bit số liệu đợcgửi đảo ngợc lại Mức điện áp đối với mức cao (High) nằm giữa -3V

và -12V còn mức thấp (low) nằm giữa +3V và +12V Hình vẽ dới

đây mô tả một dòng số liệu điển hình một số byte số liệu trêncổng nối tiếp RS 232

Hình 2.7 : Dòng số liệu trên cổng RC 232 với tốc độ 9.600

baud

Khi ở trạng thái trên đờng dẫn có điện áp -12V Một bit khởi

động (Start bit) sẽ mở đầu việc truyền số liệu Tiếp đó là các bit sốliệu riêng lẻ sẽ đến, trong đó những bit giá trị thấp sẽ đợc giữ trớctiên Các bit số liệu có thể thay đổi từ 5 đến 8 Cuối cùng số liệucòn có 1 bit dừng (Stop bit) để đặt lại trạng thái lối ra (-12V)

Bằng tốc độ Baund ta có thể thiết lập đợc tốc độ truyền sốliệu Thông thờng là 300, 600, 1200, 2400, 9600 và 19.200 baud Kíhiệu Baud tơng ứng với số bit đợc truyền trong một giây Chẳnghạn nh khi tốc độ baud bằng 9.600, có nghĩa là có 9.600 bít dữ liệu

đợc truyền trong một giây Nhợc điểm của cổng truyền nối tiếp làtốc độ truyền bị hạn chế và khuôn mẫu truyền số liệu cần phải đợcthiết lập nh nhau cả ở bên nhận cũng nh bên gửi.

Các thông số truyền dữ liệu nh tốc độ baud, số bit dữ liệu, sốbít dừng số bít chẵn lẻ có thể đợc thiết lập một cách đơn giản trênmáy PC bằng các câu lệnh trong môi trờng DOS, hoặc bằng các ch-

ơng trình riêng của Windows

b Trao đổi đờng dẫn tín hiệu:

Cũng nh cổng máy in, các đờng dẫn tín hiệu riêng biệt cũngcho phép trao đổi qua các địa chỉ trong máy tính PC Trong trờnghợp này, ngời ta thờng sử dụng những vi mạch có mức độ tích hợpcao để có thể tích hợp nhiều chức năng trên một chip Bên trongmáy tính thờng có bộ phát nhận không đồng bộ vạn năng (gọi tắt làUART: Universal Ansychronous Receive/Transmiter) để điều khiển

sự trao đổi thông tin giữa máy tính và thiết bị ngoại vi Phổ biếnnhất là vi mạch 8250 của hãng NSC hoặc của các thế hệ tiếp theo,chẳng hạn nh 16C550 Bộ UART có 10 thanh ghi để điều khiển tấtcả các chức năng của việc thâm nhập vào ra số liệu theo cách nốitiếp

Có hai thanh ghi đáng quan tâm là thanh ghi modem và thanhghi trạng thái modem Sự sắp xếp của các thanh ghi này nh sau:

Thanh ghi trạng thái modem (địa chỉ cơ bản +4)Bit 0 : DTR (lối ra) Giá trị 1

Bit 1 : RTC (lối ra) Giá trị 2

Thanh ghi trạng thái modem

Bit 4 : CTS (lối vào) Giá trị 16

Bit 5 : DSC (lối vào) Giá trị 32

Bit 6 : RI (lối vào) Giá trị 64

Bit 7 : DCD (lối vào) Giá trị 128

Cũng giống nh ở cổng ghép nối với máy in, các thanh ghi đợctrao đổi qua ô nhớ trong vùng vào ra (In put/Out put) Địa chỉ đầutiên có thể tới đợc của cổng nối tiếp đợc gọi là địa chỉ cơ bản Các

địa chỉ ghi tiếp theo đợc đạt tới bằng việc cộng thêm số thanh ghi

đã gặp của bộ UART vào điạ chỉ cơ bản

Địa chỉ cơ bản của cổng nói tiếp của máy tính PC có thể đợctóm tắt trong bảng địa chỉ sau:

Hình 2.8: Địa chỉ cổng Com

3 Giao diện qua Slot máy tính:

a Cấu trúc Slot máy tính:

Máy tính cung cấp các slot (rãnh cắm) đợc xem nh các cổngcào/ra ở máy tính XT rãnh cắm trong máy tính chỉ có một loại với

độ rộng bus là 8 bit và tuân theo chuẩn ISA (Industry StandardArchitecture) Từ máy tính AT trở đi việc bố trí chân trên rãnh cắmtrở lên phức tạp hơn, tuỳ theo tiêu chuẩn đợc lựa chọn khi chế tạomáy tính Các loại rãnh cắm theo những tiêu chuẩn khác nhau gồmcó:

-Rãnh cắm 16 bit : chuẩn ISA (Industry Standard Architecture) -Rãnh cắm PS/2 với 16 bit : chuẩn MCA (Micro ChannelArchhitecture)

-Rãnh cắm PS/2 với 32 bit : chuẩn MCA (Micro ChannelArchhitecture)

-Rãnh cắm PS/2 với 32 bit : chuẩn EISA (Extended Industry StandardArchitecture)

-Rãnh cắm 32 bit : chuẩn VESA VLB (VESA Local BUSStandard)

-Rãnh cắm 32 bit : chuẩn PCI (Peripheral ComponentInterconect Standard)

Khi một máy tính xuất xởng thì đơng nhiên là cấu hình chahẳn đã hoàn chỉnh Tuỳ từng mục đích sử dụng mà có thể đathêm vào các bản mạch(Card) ghép nối để mở rộng khả năng đápứng của máy tính

H×nh 2.9: Bè trÝ ch©n Card

Hình 2.10: Bố trí chân card

Cho đến nay phần lớn các card ghép nối dùng trong kỹ thuật đolờng và điều khiển đều đợc chế tạo để đặt vào rãnh cắm theotiêu chuẩn ISA Theo tiêu chuẩn này rãnh cắm có 62 đờng tín hiệudùng cho mục đích thông tin với một Card cắm vào Về cơ bản các

đờng tín hiệu này đợc chia thành các đờng dẫn tín hiệu, đờngdẫn địa chỉ và đờng dẫn điều khiển Đôi khi ngời ta gọi rãnh cắm

62 chân này là rãnh cắm 8 bit, bởi trên đó có 8 đờng dẫn dữliệu(ngay cả các máy tính PC/XT) Chỉ những Card 8 bit mới đợccắm vào rãnh này Hình dới đây cho thấy mỗi rãnh cắm gồm có 62chân chia làm 2 hàng, mỗi hàng có 31 chân đợc đánh số từ A1

đến A31 và B1 đến B31

Sau khi các máy tính PC/AT ra đời, chúng có thêm một rãnhcắm thứ hai nằm thẳng hàng với rãnh cắm 8 bit trên và có 36 chân.Trên các rãnh này có chứa các tín hiệu 16 bit, vì vậy ngời ta gọi cảhai rãnh cắm này là rãnh cắm 16 bit Ngoài ra các rãnh cắm từ 32 bit

trở nên ghép vào những card có chất lợng rất cao Rãnh cắm 16 bitbao gồm rãnh cắm 8 bit và một rãnh cắm thứ hai Hình vẽ dới đây

* OSC: Dao động có tần số 14,31818 MHz, chu kỳ xấp xỉ 70ns

* CLK : Có tần số 4,77 MHz với chu kỳ 210ns, CLK dùng cho thaotác đọc ghi, trạng thái chờ và dùng trong việc lấy mẫu

* RESET DRV: Dùng để Reset hệ thống, tín hiệu này đợc tíchcực ở mức cao

* ALE (Address Latch Enable): Dùng để kiểm tra kênh vào ra vàthông báo cho bộ vi xử lý biết về thông tin bộ nhớ hay các thiết bịI/O nhằm phát hiện ra các sai số chẵn lẻ trên Card giao tiếp

* I/O CHRDy (I/O channel ready): Khi ở mức thấp nó sẽ kéo dàichu kỳ BUS vì bộ nhớ hoặc ngoại vi không đáp ứng trong chu kỳbình thờng

* I/OR: Tín hiệu này cho biết thiết bị vào ra số liệu từ thiết bịngoại vi lên Data bus Tín hiệu này tích cực ở mức thấp

* I/OW: Tín hiệu này báo cho biết ngoại vi cần số liệu trên tuyếnData bus, tín hiệu này tích cực ở mức thấp

* MEMR: Chỉ thị bộ nhớ để đa số liệu của nó trên Data bus.Tín hiệu này tích cực ở mức thấp

* MEMW: Chỉ thị bộ nhớ chứa số liệu trên Data bus Tín hiệunày tích cực ở mức thấp

* IRQ2 – IRQ7: Các tín hiệu này tạo nên yêu cầu ngắt đối với bộ

vi xử lý, chúng trực tiếp đến bộ điều khiển ngắt 8259 theo thứ tựtín hiệu IRQ2, có mức u tiên cao nhất và IRQ7 có mức u tiên thấpnhất

* DRQ1, DRQ2, DRQ3: Các tín hiệu này dùng để báo khi thiết bịngoại vi muốn chuyển số liệu giữa chúng và bộ nhớ mà không có sựcan thiệp của bộ vi xử lý Tín hiệu này tác động ở mức cao

* DACK1, DACK2, DACK3: Để báo cho biết thiết bị ngoại vi qúatrình DMA đã chấp nhận tín hiệu này tác động ở mức thấp

* AEN (Address Enable): Tín hiệu này đợc phát ra từ bộ điềukhiển DMA, nó tác động ở mức cao.

* TC (Terminal Count): Tín hiệu này tạo ra một xung Khi bộ

đếm đếm đến cuối của một kênh DMA nào đó đạt đén giá trị

Khi đa một card mở rộng vào sử dụng,điều dáng chú ý là vùngvào ra của máy tính đã chiếm giữ 64 Kbyte của bộ nhớ tổng cộng vớidung lợng hàng vài Mbyte trở lên Vì vậy vùng vào ra của một cardkhông đợc phép bao trùm lên vùng địa chỉ vào/ra của máy tính.Bảng dới đây chỉ ra sự sắp xếp của vùng địa chỉ vào/ra của máytính PC/AT.

Hình 2.12

Các địa chỉ 300(H) đến 31F(H) đã đợc dự tính cho các card

mở rộng Các đờng dẫn địa chỉ đợc sử dụng đối với vùng này là từ

A0 đến A9 Thông thờng thì các địa chỉ, mà dới các địa chỉ nàymáy tính có thể trao đổi đợc với Card mở rộng, có thể đặt đợc ởchính trên Card Thông thờng thí một card mở rộng có nhiều khốichức năng nh bộ biến đổi A/D, bộ biến đổi D/A, khối xuất và nhậpdữ liệu số

2.2 Các chuẩn truyền thông trong điều khiển:

1 Các chuẩn điển hình

Hình 2.13

2 Các cơ quan lập tiêu chuẩn

Có 6 cơ quan xây dựng tiêu chuẩn quốc tế đã tiến hành qui

định và xây dựng các chuẩn áp dụng cho các hệ thống truyềnthông dữ liệu

4- Liên đoàn viễn thông quốc tế (ITU: InternationTelecommunications Union)

5- Viện tiêu chuẩn quốc gia Hoa Kỳ (ANSI: American NationalStandards Institute)

6- Viện các kỹ s điện và điện tử (IEEE - Institute of Electricaland Electronic Engineers)

2.3 - Các phơng pháp trao đổi dữ liệu điều khiển

1 Giới thiệu chung về các phơng pháp điều khiển vào/ra dữ liệu.

Có thể phân biệt ra làm 3 phơng pháp điều khiển vào/ra dữliệu:

 Vào /ra dữ liệu điều khiển bằng cách thăm dò trạng thái sẵnsàng của thiết bị ngoại vi

 Vào /ra dữ liệu điều khiển bằng cách ngắt bộ vi xử lý

 Vào /ra dữ liệu điều khiển bằng phần cứng phụ để thâmnhập trực tiếp vào bộ nhớ

Mỗi phơng pháp điều khiển vào/ra dữ liệu nói trên có những

đặc điểm khác nhau và sẽ đợc ứng dụng trong các hoàn cảnh khácnhau

2 Vào/ra dữ liệu bằng phơng pháp thăm dò.

Vấn đề điều khiển vào/ra dữ liệu sẽ trở thành rất đơn giảnnếu thiết bị ngoại vi lúc nào cũng sẵn sàng chờ để làm việc vớiCPU Ví dụ, bộ phận đo nhiệt số (nh là một thiết bị vào) lắp sẵntrong một hệ thống điều khiển lúc nào cũng có thể cung cấp số đo

về nhiệt độ của đối tợng cần điều chỉnh, còn một bộ đèn LED 7

đoạn (nh là một thiết bị ra) dùng để chỉ thị một giá trị nào đócủa một đại lợng vật lý nhất định trong hệ thống trong hệ thống nóitrên thì lúc nào cũng có thể biểu hiện thông tin đó Nh vậy, khiCPU muốn có thông tin về nhiệt độ của hệ thống thì nó chỉ việc

đọc cổng phối ghép với bộ đo nhiệt độ, và nếu CPU muốn biểudiễn thông tin vừa đọc đợc trên đèn LED thì nó chỉ việc đa tínhiệu điều khiển tới đó mà không phải kiểm tra xem các thiết bịnày có đang sẵn sàng làm việc hay không

Tuy nhiên trong thực tế không phải lúc nào CPU cũng làm việc vớicác đối tợng "liên tục sẵn sàng" nh trên Thông thờng khi CPU muốnlàm việc vơi một đối tợng nào đó, trớc tiên nó phải kiểm tra xemthiết bị đó có đang ở trạng thái sẵn sàng làm việc hay không , nếu

có thì nó mới thực hiện việc trao đổi dữ liệu Nh vậy, nếu làm việctheo phơng pháp thăm dò thì hệ thông thờng CPU phải đợc dànhriêng cho việc trao đổi dữ liệu vì nó phải liên tục kiểm tra trạngthái sẵn sàng của thiết bị ngoại vi thông qua các tín hiệu móc nối(handshake signal) Các tín hiệu này đợc lấy từ mạch phối ghép, dongời thiết kế tạo ra, để chơng trình thăm dò hoạt động trên đó.Một cổng vào số 0 (Có địa chỉ 00) đợc dùng để đọc trạng tháisẵn sàng của 2 thiết bị ngoại vi nói trên Tín hiệu sẵn sàng củathiết bị ngoại vi số 1 (cổng vào 01) đợc đặt vào bit D0, tín hiệusẵn sàng của thiết bị ngoại vi só 2 (cổng vào 02) đợc đặt vào bit

D1 Các thiết bị này sẽ có giá trị 1 khi thiết bị ngoại vi tơng ứng ởtrạng thái sẵn sàng làm việc với CPU và chúng sẽ đợc đa vào bus dữliệu khi CPU đọc nó bằng lệnh đọc cổng vào số 0

Mô tả hoạt động của phần mạch vào dữ liệu

Khi thiết bị vào số 1 có 1 byte số liệu cần trao đổi, nó đa raxung STB để cho phép mạch chốt 8 bit lấy byte dữ liệu đồng thờikích cho mạch lật D (mạch tạo tín hiệu sẵn sàng) làm việc CPU sẽthăm dò trạng thái sẵn sàng của thiết bị vào số 1 qua bit D0 khi nó

đọc cổng D0. Đến khi CPU đọc 1 byte dữ liệu vào thì nó đồng thời

xoá luôn mạch tạo trạng thái sẵn sàng để chuẩn bị cho lần làm việctới với 1 byte dữ liệu khác.

Hình 2.14Một ứng dụng của 8255A, phối ghép với CPU 8088 trong việc vào

ra dữ liệu theo kiểu thăm dò trạng thái sẵn sàng của thiết bị ngoại vi

Hình 2.15

3 Vào/ra dữ liệu bằng DMA:

Để trao đổi dữ liệu thật nhanh với thiết bị ngoại vi: Giả sử nhkhi cần đa dữ liệu hiển thị ra màn hình hoặc trao đổi dữ liệuvới bộ điều khiển, ta cần có đợc khả năng ghi/ đọc dữ liệu trực tiếpvới bộ nhớ (direct memory access, DMA - thâm nhập vào bộ nhớ trựctiếp không thông qua CPU) thì mới đáp ứng đợc yêu cầu về tốc độtrao đổi dữ liệu Để làm đợc điều này các hệ vi xử lý nói chung

đều phải dùng thêm mạch chuyên dụng để điều khiển việc thâmnhập trực tiếp vào bộ nhớ (direct memory access controller, DMAC)

Để hỗ trợ cho việc trao đổi dữ liệu với thiết bị ngoại vi bằngcách thâm nhập trực tiếp vào bộ nhớ, tại mỗi vi mạch CPU thờng tồntại chân yêu cầu treo HOLD để thiết bị ngoại vi, mỗi khi có yêu cầudùng bus cho việc trao đổi dữ liệu với bộ nhớ thì thông qua chânnày mà báo cho CPU biết Đến lợt CPU khi nhận đợc yêu cầu treo thì

nó tự treo lên (tự tách ra khỏi hệ thống bằng cách đa các bus vàotrạng thái trở kháng cao) và đa xung HLDA ra ngoài để thông báoCPU cho phép sử dụng bus

Hình 2.16Hình 2.3.3 - Hệ vi xử lý với DMAC

Ta nhận thấy trong hệ thống này, khi CPU tự tách ra khỏi hệthống bằng việc tự treo (ứng với vị trí hiện thời cảu công tắcchuyển mạch) để trao quyền sử dụng bus cho DMAC thì DMAC phảichịu trách nhiệm diều khiển toàn bộ hoạt động trao đổi dữ liệucủa hệ thống Để làm đợc điều đó DMAC phải có khả năng tạo ra đ-

ợc các tín hiệu điều khiển cần thiết giống nh các tín hiệu của CPU

và bản thân nó phải là một thiết bị lập trình đợc

Quá trình hoạt động của hệ thống;

Khi thiết bị ngoại vi có yêu cầu trao đổi dữ liệu kiểu DMA với bộnhớ, nó đa yêu cầu DRQ = 1 đến DMAC, DMAC sẽ đa yêu cầu trao

đổi HRQ = 1 đến chân HOLD của CPU Nhận đợc yêu cầu treo,CPU sẽ treo các bus của mình và trả lời chấp nhận treo qua tín hiệuHLDA = 1 đến chân HACK của DMAC DMAC sẽ thông báo cho thiết

bị ngoại vi thông qua tín hiệu DACK = 1 là nó cho phép thiết bịngoại vi trao đổi dữ liệu kiểu DMA Khi qúa trình DMA kết thúc thìDMAC đa ra tín hiệu HRQ = 0

Trong thực tế tồn tại 3 kiểu trao đổi dữ liệu bằng cách thâmnhập trực tiếp vào bộ nhớ nh sau:

- Treo CPU một khoảng thời gian đẻ trao đổi cả mảng dữ liệu

- Treo CPU để trao đổi từng byte

- Tận dụng thời gian không dùng bus của CPU để trao đổi dữliệu

 Trao đổi cả một mảng dữ liệu:

Trong chế độ này CPU bị treo trong suốt quá trình trao đổimảng dữ liệu Chế độ này đợc dùng khi ta có nhu cầu trao đổi dữliệu với ổ đĩa hoặc đa dữ liệu ra hiển thị Các bớc thủ tục đểchuyển một mảng dữ liệu từ bộ nhớ ra thiết bị ngoại vi:

1 CPU phải ghi từ điều khiển và từ chế độ làm việc vào DMAC

để qui định cách thức làm việc Địa chỉ đầu của mảng nhớ, độdài của mảng nhớ…

2 Khi thiết bị ngoại vi có yêu cầu trao đổi dữ liệu, nó đa DRQ

= 1 đến DMAC

3 DMAC đa ra tín hiệu HRQ đến chân HOLD của CPU để yêucầu treo CPU Tín hiệu HOLD phải ở mức cao cho đến hết quátrình trao đổi dữ liệu

4 Nhận đợc yêu cầu treo, CPU kết thúc chu kỳ bus hiện tại sau

đó nó treo các bus của mình và đa ra tín hiệu HLDA báo cho DMAC

đợc toàn quyền sử dụng bus

5 DMAC đa ra xung DACK để báo cho thiết bị ngoại vi biết là

có thẻ bắt đầu trao đổi dữ liệu

6 DMAC bắt đầu chuyển dữ liệu từ bộ nhớ ra thiết bị ngoại vibằng cách đa địa chỉ của byte đầu ra bus địa chỉ và đa ra tínhiệu = 0 để đọc 1 byte từ bộ nhớ ra bus dữ liệu Tiếp đóDMAC đa ra tín hiệu = 0 để ghi dữ liệu ra thiết bị ngoại vi,

DMAC sau đó giảm bộ đếm số byte còn phải chuyển, cập nhật địachỉ của byte cần đọc tiếp, và lặp lại các động tác trên cho tới khihết số đếm (TC).

7 Khi quá trình DMA kết thúc, DMAC cho ra tín hiệu HRQ = 0

để báo cho CPU biết để CPU giành quyền điều khiển hệ thống

 Treo CPU để trao đổi từng byte:

Trong cách trao đổi dữ liệu này CPU không bị treo lâu dàitrong một lần nhng thỉnh thoảng lại bị treo trong một khoảng thờigian rất ngắn đủ để trao đổi 1 byte dữ liệu (CPU bị lấy mất một

số chu kỳ đồng hồ) Do bị lấy đi một số chu kỳ đồng hồ nh vậy nêntốc độ thực hiện một công việc nào đó của CPU chỉ bị suy giảmchứ không bị dừng lại Cách hoạt động cũng tơng tự nh phần trớc,chỉ có điều mỗi lần DMAC yêu cầu treo CPU thì chỉ có 1 byte đợctrao đổi

 Tận dụng thời gian CPU không dùng bus để trao đổi dữ liệu:Trong cách trao đổi dữ liệu này, ta phải có các logic phụ bênngoài cần thiết để phát hiện ra các chu kỳ xử lý nội bộ của CPU(không dùng đến bus ngoài) và tận dụng các chu kỳ đó vào việctrao đổi dữ liệu giữa thiết bị ngoại vi với bộ nhớ Trong cách làmnày thì DMAC và CPU luân phiên nhau sử dụng bus và việc thâmnhập trực tiếp bộ nhớ kiểu này không ảnh hởng gì tới hoạt độngbình thờng của CPU

2.4 Ngắt và điều khiển ngắt trong điều khiển

truyền thông 1.Giới thiệu

Trong cách tổ chức trao đổi dữ liệu thông qua việc thăm dòtrạng thái sẵn sàng của thiết bị ngoại vi, trớc khi tiến hành bất kỳmột cuộc trao đổi dữ liệu nào CPU phải để toàn bộ thời gian vàoviệc xác định trạng thái sẵn sàng làm việc của thiết bị ngoại vi.Trong hệ thống vi xử lý với cách làm việc nh vậy, thông thờng CPU đ-

ợc thiết kế chủ yếu chỉ là để phục vụ cho việc vào ra dữ liệu vàthực hiện các xử lý liên quan Trong thực tế CPU luôn có nhu cầu từngời dụng là tận dụng khả năng làm việc của CPU để làm thêmnhiều công việc khác nữa.Chỉ tới khi nào có yêu cầu trao đổi dữliệu thì mới yêu cầu CPU tạm dừng công việc hiện tại để phục vụ

việc trao đổi dữ liệu Sau khi hoàn thành việc trao đổi dữ liệuCPU sẽ quay về để làm tiếp công việc hiện đang bị gián đoạn.Cách làm này gọi là ngắt CPU để trao đổi dữ liệu.

Nh vậy một hệ thống với cách hoạt động theo kiểu này có thể

đáp ứng đợc rất nhanh các yêu cầu trao đổi dữ liệu trong khi vẫn

có thể làm đợc các công việc khác Muốn đạt đợc điều này,ta phải

có cách tổ chức hệ thống sao cho có thể tận dụng đợc khả năngthực hiện các chơng trình phục vụ ngắt tại các địa chỉ xác địnhcủa CPU.Vi mạch 8088 của CPU có các yêu cầu ngắt che đợc INTR vàkhông che đợc NMI, chính các chân này sẽ đợc sử dụng vào việc đacác yêu cầu ngắt từ bên ngoài đến CPU

Ngắt cứng INTR là yêu cầu ngắt che đợc, các lệnh CLIvà STI có

ảnh hởng trực tiếp tới trạng thái của cờ IF trong bộ vi xử lý, tức là ảnhhởng tới việc CPU có nhận biết yêu cầu ngắt tại chân này haykhông Yêu cầu ngắt tại chân INTR có thể có kiểu ngắt N nằm trongkhoảng 0-FFH Kiểu ngắt này phải đợc đa vào bus dữ liệu để CPU

có thể đọc đợc khi có xung trong chu kỳ trả lời chấp nhậnngắt

Hình 2.17: Chu kỳ trả lời ngắt của CPU

8088

+ Nhóm các ngắt mềm :Khi CPU thực hiện các lệnh ngắt dạngINT N, trong đó N là số hiệu (kiểu) ngắt nằm trong khoảng 00-FFH(0-225).

+Nhóm các hiện tợng ngoại lệ đó là:các ngắt do các lỗi nảy sinhtrong quá trình hoạt động của CPU nh phép chia cho 0,xảy ra trànkhi tính toán

Yêu cầu ngắt sẽ đợc kiểm tra thờng xuyên tại chu kỳ đồng hồcuối cùng của mỗi lệnh Cách đơn giản để đa đợc số hiệu ngắt Nvào bus dữ liệu trong khi cũng tạo ra yêu cầu ngắt đa vào chânINTR của bộ vi xử lý 8088

Hình 2.18

3 Đa số hiệu ngất vào bus dữ liệu

Giả thiết trong một thời điểm nhất định chỉ có một yêu cầungắt IRi đợc tác động và khi đó ở đầu ra của mạch NAND sẽ cóxung yêu cầu ngắt đến CPU.Tín hiệu IRi đợc đồng thời đa quamạch khuếch đại đệm để tạo ra số hiệu ngắt tơng ứng, số hiệungắt này sẽ đợc CPU đọc vào khi nó đa ra tín hiệu trả lời INTA.Quan hệ giữa IRi và số hiệu ngắt N:

Hình 2.19

4 Đáp ứng của CPU khi có yêu cầu ngắt:

Khi có yêu cầu ngắt kiểu N đến chân CPU, và nếu yêu cầu đó

đợc phép, CPU thực hiện các công việc sau:

Về mặt cấu trúc chơng trình, khi có ngắt xảy ra thì chơngtrình chính (CTC) liên hệ với chơng trình con phục vụ ngắt(CTCPVN), điều này đợc mô tả trên hình dới đây

Trong thực tế các ngắt mềm INT N đã bao trùm các loại khác CPUbởi vì INTEL đã quy định một số kiểu ngắt đặc biệt đợc xếp vào

đầu dãy ngắt mềm INT N:

+INT 0 :ngắt mềm do phép chia cho số 0 gây ra

+INT 1 :Ngắt mềm để chạy từng lệnh ứng với trờng hợp cờTF=1

+INT 2 :Ngắt cứng do tín hiệu tích cực tại chân NMI gây ra.+INT 3 :Ngắt mềm để đặt điểm dừng của chơng trình tạimột địa chỉ nào đó

+INT4(hoặc lệnh INTO):Ngắt mềm ứng với trờng hợp cờ trànOF=1

Các kiểu ngắt khác còn lại thì đợc dành cho INTEL và cho ngời

sử dụng(IBM không hoàn toàn tuân thủ các quy định này khi chếtạo các máy PC/XT và PC/AT)

+INT5 – INT 1FH: Dành riêng cho INTEL trong các bộ vi xử lý caocấp khác

+INT20 – INT FFH: Dành cho ngời sử dụng

Các kiểu ngắt N trong INT N đều tơng ứng với các địa chỉ xác

định của CTCPVN mà ta có thể tra đợc trong bảng các véc tơ ngắt.INTEL quy định bảng này nằm trong RAM bắt đầu tính từ địa chỉ00000H và dài 1KB (8088 có tất cả 256 kiểu ngắt, mỗi kiểu ngắtứng với một vectơ ngắt.Mỗi véc tơ ngắt cần có 4 byte để chứa

địa chỉ đầy đủ cho CS:IP của CTCPVN

Bảng véctơ ngắt của 8088 tại 1 KB RAM đầu tiên đợc chỉ ra

nh hình dới đây:

Hình 2.20

5 Xử lý u tiên khi ngắt.

Một yêu cầu quan trọng đặt ra là, đòi hỏi CPU phải có khả năng

xử lý đợc các yêu cầu ngắt nếu tại cùng một thời điểm có nhiều yêucầu ngắt thuộc các loại ngắt khác nhau, đòi hỏi CPU thực hiện phục

vụ Vấn đề giải quyết theo cách sau: CPU sẽ xử lý các yêu cầu ngắttheo thứ thự u tiên với nguyên tắc ngắt nào có mức u tiên cao nhất sẽ

đợc CPU nhận biết và phục vụ trớc Thông thờng ngay từ khi chế tạoCPU 8088 có khả năng phân biệt các mức u tiên khác nhau cho cácloại ngắt ( theo thứ tự từ cao xuống thấp) nh sau:

Phần 2

Thiết kế và mô phỏng thang máy điều khiển bằng máy tính

Chơng I : giới thiệu cấu trúc hoạt động

của thang máy trong thực tế

1.1 Giới thiệu thang máy.

1 Cấu tạo về thang máy.

a Khái niệm cơ bản.

Thang máy là loại máy nâng chuyển đặc biệt, hiệu quả vềmặt thời gian và quãng đờng vận chuyển Thang máy có tính antoàn cao hơn rất nhiều so với các kiểu vận chuyển khác, đợc thiết

kế dùng để nâng và hạ hàng hay con ngời theo phơng thẳng đứng

từ mặt sàn này đến mặt khác (đây là loại thang kiểu lồng treo).Thang máy đợc ứng dụng rộng rãi phục vụ cho các công trờng xâydựng, trong các toà nhà cao tầng, chung c, bệnh viện hoặc kháchsạn

b Giới thiệu một số loại thang máy chuyên dụng trong thực tế.

Trong thực tế tuỳ thuộc mục đích sử dụng khác nhau mà ngời

ta thiết kế thang máy có những tính năng chuyên dụng đặc biệt,ngoài những đặc điểm cơ bản mà một thang máy cần phải có đó

là những đặc điểm về mặt tải trọng, kích thớc, và về cả màu sắctrang trí

+ Thang máy tải giờng bệnh

Thiết kế thang máy tải giờng bệnh cần phải đặc biệt chú ý

đến độ êm khi vận hành và sự êm dịu của màu sắc Với kỹ thuậtlắp đặt cao, cộng với độ chính xác của hệ thống điều khiển đảmbảo hành khách sẽ không hề có cảm giác tăng và giảm tốc độ củathang máy Thiết kế trang nhã của phòng thang cộng với màu sắc êmdịu sẽ làm cho hành khách có cảm giác dễ chịu và an toàn

+ Thang máy tải hàng

Thiết kế thang máy tải hàng cần đảm bảo đợc yêu cầu về mặtkhông gian, để tiện cho việc vận chuyển các loại hàng cồng kềnh.Một yêu cầu nữa là phải đảm bảo về tải trọng, để có thể vậnchuyển những loại hàng có trọng tải lớn Cửa có thể nhiều cánh đểtạo khoảng mở cửa rộng nhất.Về kết cấu thép đảm bảo chắc chắn

đủ có thể tải các kiện hàng với trọng tải lớn

+ Thang máy tải thực phẩm

Loại chuyên dụng này có kích thớc nhỏ gọn, tải trọng nhỏ, thờng

đợc thiết kế theo kiểu tự phục vụ Kiểu cửa hai cánh mở lên phíatrên và phía dới Hệ điều khiển phù hợp đảm bảo thức ăn không bịdao động trong quá trình vận chuyển

2 Các chức năng phục vụ việc điều khiển

Việc điều khiển thang máy thực chất là đa ra các lệnh yêu cầuphục vụ thông qua các nút điều khiển đợc gắn trên bảng điềukhiển phòng thang (gắn trong phòng thang) và bảng điều khiểncửa tầng (bố trí ở mỗi tầng) Bên cạnh các nút điều khiển có các đènchỉ báo trạng thái của thang máy và trạng thái đáp ứng yêu cầu củangời điều khiển

Thiết kế thang máy luôn hớng tới đích cuối cùng là tiện nghi và

an toàn cho ngời sử dụng Trong thực tế, khi thiết kế thang máy, cácnhà thiết kế thờng trang bị một nhóm chức năng cho tất cả cácthang máy Trong quá trình sử dụng, tuỳ mục đích và nhu cầu màngời ta đa chức năng phù hợp vào vận hành

+ Hệ thống liên lạc Interphone

Trong trờng hợp có một sự cố khẩn cấp nào đó, một hệ thốngliên lạc hai chiều đặt trong phòng thang cho phép liên lạc trực tiếpgiữa hành khách với ngời quản lý toà nhà

+ Tự động tắt đèn, quạt(Call light/Fan shut off automatic)

Để tiết kiệm điện, đèn và quạt trong phòng thang sẽ tự độngtắt nếu thang tạm ngng hoạt động quá một khoảng thời gian nhất

định nào đó

+ Nút đóng cửa sớm (Door - close button).

Sử dụng nút này để cửa phòng thang đóng ngay trong trờng hợpngời sử dụng cần đợc phục vụ sớm

+ Nút giữ cửa (Door - open buton)

Sử dụng nút này để giữ cửa mở lâu hơn trong trờng hợp cần cónhiều thời gian mở cửa trớc khi cho thang hoạt động

+ Hệ thống báo quá tải ( overload holding stop)

Khi tải trọng trong phòng thang vợt quá địng mức giới hạn,thangmáy sẽ ngừng hoạt động, cửa vẫn mở tại vị trí tầng và chuông reo.Chuông báo quá tải sẽ ngừng khi số hành khách còn lại trong phòngthang đạt đủ định mức tải trọng

+ Thiết bị an toàn phòng thang (car safety device)

Khi thang bị sự cố và vận chuyển với tốc độ nhanh hơn 25% sovới tốc độ tối đa cho phép, hệ thống hãm phanh an toàn khẩn cấp

đặt dới phòng thang sẽ hoạt động làm cho phòng thang dừng lại tạo

sự an toàn cho khách

+ Đóng cửa an toàn (Safety door closing)

Trong khi cửa đang đóng, nếu chạm nhẹ phải hành khách haymột vật cản khác cửa sẽ lập tức tự động mở ra lại

+ Đèn chiếu sáng khẩn cấp (Emergency car lighting)

Hệ thống đèn trên trần phòng thang sẽ bật sáng ngay trong trờnghợp có sự cố mất điện Trong thời gian này, hành khách có thể liênlạc với bên ngoài bằng Interphone

+ Nút dừng khẩn cấp (Emergency Stop Swich)

Trong trờng tầng mà thang đang đến gặp nguy hiểm,hànhkhách có thể cho thang dừng lại lập tức bằng cách bật nút dừng khẩncấp E.Stop

+ Điều khiển cụm nhiều thang (Group control)

Bộ điều khiển logic có thể lập trình (PLC ) đợc trang bị có thể

điều khiển đợc một lúc hai đến bốn phòng thang nhằm phục vụhành khách một cách hiệu quả nhất với thời gian gọi thang ngắnnhất

b Các chức năng lựa chọn.

+ Thiết bị dừng tầng khẩn cấp khi mất điện (Emergencylanding device)

Một nguồn điện acquy dự trữ sẽ đợc cung cấp cho thang máykhi có sự cố mất điện Lúc đó phòng tháng sẽ tự động tiếp tục dichuyển đến tầng gần nhất và mở cửa để cho hành khách ra ngoài.+ Tia an toàn (Safety ray)

Cửa thang máy sẽ đợc mở ra ngay lập tức trong lúc đang đóngkhi tia hồng ngoại của thiết bị này bị cắt ngang

+ Chuông báo đến tầng (Car arrival chime)

Khi thang máy dừng đúng tầng, một tiếng chuông điện sẽ phát

ra thông báo cho hành khách biết thang đã dừng đến tầng Tiếngchuông sẽ phát ra ở tầng thấp nhất và tầng cao nhất, hoặc phát ra ởmỗi tầng nếu đợc yêu cầu

+ Thiết bị cảm biến hồng ngoại (Passenger sensing device).Thông thờng khách sẽ gặp khó khăn khi vào phòng thang nếu

nh đang có vật nặng trên tay Chùm tia hồng ngoại của thiết bị này

đặt phía trên cửa tầng sẽ điều khiển thời gian mở cửa và đóngcửa cho phù hợp nhất

+ Hoạt động riêng biệt (Independent operation)

Thanh máy chỉ đáp ứng cho những tầng đặc biệt do nhu cầu

sử dụng độc lập

+ Điều khiển dừng tầng kế tiếp (Next landing)

Nếu vì một lý do nào đó, cửa thang máy không thể mở hoàntoàn ở tầng đến, thang máy sẽ tự động di chuyển đến tầng kếtiếp, nơi cửa có thể mở đợc hoàn toàn

PANEL ®iÒu khiÓn tÇng PANEL ®iÒu khiÓn trong CABIN.

1.2 Cấu trúc và hoạt động chung của thang máy

I Cấu tạo về thang máy:

1 Cấu hình của điều khiển nhóm:

2 Cơ cấu đóng mở cửa:

Cơ cấu đóng mở cửa thực hiện chức năng đóng mở cửa cabin

và cửa tầng khi cabin dừng lại tại các điểm dừng yêu cầu Cơ cấunày phải đảm bảo làm việc êm dịu đóng kín, mở hết trong quátrình làm việc

Hệ thống mở cửa trong thang máy gồm có mở cửa cho buồngthang (cabin), và mở cửa cho mỗi tầng Do đó đòi hỏi phải có sự ănkhớp nhịp nhàng trong việc mở đồng thời cả hai cửa Với cấu trúc mởriêng rẽ cho cửa tầng và cabin, ngoài hệ thống dây cáp cho cửacabin, cần hệ thống dây cáp để vận động cửa thứ hai Công việcthiết kế sẽ ít phức tạp hơn nếu sử dụng phơng thức mở cửa giántiếp Khi cánh cửa thứ nhất đợc mở thông qua cánh tay đòn thì cửathứ hai sẽ đợc mở thông qua hệ thông vận động cáp Phơng phápnày có u điểm làm việc dịu êm không gây tiếng ồn

II Nguyên tắc hoạt động thang máy

1 Nguyên tắc điều khiển:

- ở mỗi cabin có các công tắc điều khiển:

+ Nút yêu cầu đóng mở cửa

+ Nút chọn tầng yêu cầu

- ở mỗi tầng có:

+ Nút yêu cầu thang lên

+ Nút yêu cầu thang xuống

2 Nguyên tắc hoạt động của cabin:

- Khi cabin đang lên (hoặc xuống) cabin sẽ dừng lại ở tầng nào

có yêu cầu đi lên ( hoặc có yêu cầu xuống) mà cha đợc phục vụ

- Khi phục vụ xong các yêu cầu lên hoặc yêu cầu xuống, nếu cóyêu cầu xuống (hoặc lên) thì cabin sẽ quay xuống(hoặc lên) phục

vụ tiếp

- Các nguyên tắc trên nhằm phục vụ yêu cầu sử dụng sao cho tối

u nhất về mặt năng lợng (tăng hiêụ suất sử dụng thang) đồng thờigiảm thời gian đợi thang cho ngời sử dụng

III Cấu hình của hệ thống thang: