Nghiên cứu xây dựng hệ thống kết nối thông tin giữa các bộ điều khiển

LỜI NĨI ĐẦU Mạng truyền thơng cơng nghiệp nhƣ công nghệ bus trƣờng lĩnh vực kỹ thuật hoàn toàn mới, mà thực chất công nghệ đƣợc kế thừa, chắt lọc phát triển từ kỹ thuật truyền thơng nói chung cho phù hợp với yêu cầu công nghiệp Từ thập kỷ nay, công nghệ bus trƣờng trở nên thiếu hệ thống điều khiển giám sát đại Song thực tế ngƣời sử dụng công nghiệp thƣờng gặp phải hàng loạt vấn đề khác nhau, trƣớc xây dựng giải pháp tự động hóa khơng cịn nên hay không nên mà phải lựa chọn hệ thống mạng truyền thông cho phù hợp với yêu cầu nhiệm vụ ứng dụng thực tế Qua thời gian học tập trƣờng sau kết thúc khoá học em đƣợc thầy, cô truyền đạt cho kiến thức lý thuyết thực hành,để chúng em áp dụng kiến thức vào thực tế làm quen công việc độc lập ngƣời kỹ sƣ tƣơng lai, thông qua công việc cụ thể, lý mà chúng em đƣợc nhận đề tài tốt nghiệp thực tế là: "Nghiên cứu xây dựng hệ thống kết nối thông tin điều khiển" Trong trình thực đồ án chúng em đƣợc hƣớng dẫn nhiệt tình thầy giáo Ths Nguyễn Trọng Thắng giảng viên Bộ môn Điện Dân Dụng Công Nghiệp Tuy nhiên, q trình thực đồ án em cịn nhiều bỡ ngỡ, chƣa có kinh nghiệm thực tiễn nên khơng tránh khỏi sai sót Mong thầy giáo bạn giúp đỡ em trình nghiên cứu Đề tài gồm nội dung sau - Chƣơng : Tổng quan hệ thống thông tin công nghiệp, sở kỹ thuật, bus tiêu biểu - Chƣơng : Thiết kế hệ thống truyền thông vi điều khiển PIC - Chƣơng : Thiết kế sơ đồ mạch phần cứng: mạch in, mạch nguyên lý, sơ đồ khối Em xin chân thành cảm ơn ! Hải Phòng, ngày tháng năm 2010 Sinh viên Nguyễn Văn Nhất CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN CÔNG NGHIỆP,CƠ SỞ KỸ THUẬT, BUS TIÊU BIỂU A: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠNG TRUYỀN THÔNG CƠNG NGHIỆP Mạng truyền thơng cơng nghiệp thực chất dạng đặc biệt mạng máy tính, đƣợc so sánh với mạng máy tính thơng thƣờng điểm giống khác nhƣ sau: - Kỹ thuật truyền thông số hay truyền liệu dặc trƣng chung - Mạng máy tính sử dụng cơng nghiệp đƣợc coi phần (ở cấp điều khiển giám sát, điều hành sản xuất quản lý cơng ty) mơ hình phân cấp mạng cơng nghiệp -Yêu cầu tính thời gian thực, độ tin cậy khả tƣơng thích mơi trƣờng công nghiệp mạng truyền thông công nghiệp cao so với mạng máy tính thơng thƣờng, mạng máy tính thƣờng địi hỏi cao độ bảo mật thơng tin -Mạng máy tính có phạm vi trải rộng khác nhau, ví dụ nhỏ nhƣ mạng LAN cho nhóm vài máy tính , lớn nhƣ mạng Internet Trong nhiều trƣờng hợp mạng máy tính gián tiếp sử dụng dịch vụ truyền liệu mạng viễn thơng Trong hệ thống mạng cơng nghiệp thƣờng có tính chất độc lập, phạm vi hoạt động tƣơng đối hẹp 1.2 VAI TRÕ MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP - Đơn gián hoá cấu trúc lien kết thiết bị công nghiệp - GIảm đáng kể giá thành dây nối công lắp đặt hệ thống - Nâng cao độ tin cậy độ xác thơng tin nhờ truyền thông số - Nâng cao độ linh hoạt , tính mở hệ thống - Đơn giản hoá, tiện lợi hoá việc chuẩn đoán định vị lỗi cố thiết bị - Nâng cao khả tƣơng tác thành phần ( phần cúng mềm) nhờ giao diện chuẩn - Mở chức khả ứng dụng hệ thống, ví dụ hệ thống điều khiển phân tán, điều khiển giám sát chuẩn đoán lỗi từ xa qua Internet H1.1 Nối dây truyền thống(a) nối mạng công nghiệp(b) 1.3 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC TRƯNG CÁC HỆ THỐNG MẠNG CƠNG NGHIỆP Dựa vào mơ hình phân cấp quen thuộc cho cơng ty, xí nghiệp sản xuất Với loại mơ hình này, chức đƣợc phân thành nhiều cấp khác H1.2 Mơ hình phân cấp chức nhà máy công nghiệp Ở cáp dƣới chức địi hỏi u cầu cao độ nhạy thờ gian phản ứng.Cấp ko đòi hỏi thời gian phản ứng nhanh nhƣng lƣợng thông tin lại nhiều - Bus trƣờng, bus thiết bị( fieldbus): Sử dụng kỹ thuật truyền tin số để kết nối thiết bị thuộc cấp điều khỉên( PC, PLC ) với với thiết bị chấp hành, hay thiết bị trƣờng Chức đo lƣờng, dẫn động chuyển đổi tín hiệu trƣờng hợp cần thiết Các bus trƣờng chấp hành với điều khiển đƣợc gọi bus chấp hành/cảm biến.(tg phản ứng 0.1-vài miligiây) tóc độ truyền thơng Mbit/s hệ thống bus trƣờng đƣợc sử dụng rộng rãi PROFIBUS, CotrolNet, CAN, WorldFIP, Modbus, Foundation Fildbus, DeviceNet, AS-I, EIB, Bitbuslaf vài hệ thống bus cảm biến / chấp hành tiêu biểu - Bus hệ thống, bus q trình:Các hệ thống mạng cơng nghiệp đƣợc dung để kết nối máy tính cấp điều khiển giám sát với gọi bus hệ thống ( system bus ) hay bus trình ( process bus) ( tg phản ứng tiêu biểu vài trăm miligiây Tốc độvài trăm Kbit/s- vài Mbit/s kiếu bus thông dụng Ethernet , Industrial Ethernet - Mạng xí nghiệp thực mạng LAN bình thƣờng kết nối máy văn phòng thuộc cấp điều hành với cấp điều khiển giám sát , ko yêu cầu nghiêm ngặt thời gian thực loại dung phổ biến Ethernet Token-Ring sớ giao thức TCP/IP IPX/SPX - Mạng công ty nằm mơ hình phân cáp hệ thống truyền thông công ty sản xuất công nghiệp Đặc trƣng mạng công ty gần với mạng viễn thơng mạng máy tính diện rộng Chức mạng kết nối máy tính văn phịng xí nghiệp, cung cấp dịch vụ trao đổi thơng tin nội khách hang Địi hỏi tốc độ truyền thơng độ an tồn tin cậy cao B: CƠ SỞ KỸ THUẬT 1.4 CÁC KHÁI NIỆM 1.4.1 Thơng tin, liệu, tín hiệu - Thông tin: Thông tin sở cho giao tiếp, thông qua việc giao tiếp mà đối tác có thêm hiểu biết lẫn vấn đề, kiện hệ thống Thông tin thƣớc đo mức nhận thức hiểu biết đề kiện hệ thống H1.3 Vai trị thơng tin hệ thống kỹ thuật - Dữ liệu: Thơng tin đƣợc mơ tả số lƣợng hố liệu để lƣu trữ xử lý máy tính Trong trƣờng hợp thơng tin đƣợc số hố sử dụng hệ đếm nhị phân hay mã hoá nhị phân Nói ngữ cảnh cấu trúc điện liệu phần thơng tin hữu ích đƣợc biểu diễn dãy bit 1,0 Hoặc liệu phần thông tin hữu dụng ( thông tin nguồn) điện - Lƣợng thơng tin:Thơng tin xố bỏ tính bất định mức độ xố bỏ tính bất định hay nói cách khác giá trị hiểu biết nguồn thông tin mang lại đƣợc gọi lƣợng thông tin Đơn vị “bit” - Tín hiệu:Là diễn biến đại lƣợng vật lý chứa đựng tham số thông tin/ liệu truyền dẫn đƣợc tham số thƣờng đƣợc dung trực tiếp gián tiếp hay kết hợp để biểu thị nội dung thông tin: biên độ, tần số, nhịp xung, độ rrộng xung, sƣờn xung, pha Theo diễn biến thời gian tập hợp giá trị tham số dạng : tƣơng tự, rời rạc, liên tục, gián đoạn H1.4 Một số dạng tín hiệu thơng dụng 1.4.2 Truyền thơng, truyền liệu truyền tín hiệu - Giao tiếp truyền thơng: Là q trình trao đổi thông tin chủ thể với đƣợc gọi cá đối tác giao phƣơng pháp đƣợc qui định trƣớc Đối tác điều khiển đối tác quan sát trnạg thái đối tác Đối tác ngƣời hệ thống kỹ thuật Để thực giao tiếp hay truyền thơng ta cần tín hiệu thích hợp Trên sở dạng tín hiệu khác có kiểu giao tiếp sau: giao tiếp tiếng nói, hình ảnh, văn bản, liệu.Trong hệ thống truyền thông công nghiệp đại ta quan tâm tới truyền tín hiệu số truyền liệu, chuẩn giao tiếp chuẩn giao tiếp số - Mã hoá, giải mã: H1.5 Nguyên tắc truyền thông Mã hố q trình biến đổi nguồn thơng tin( liệu) cần trao đổi sang chuỗi tín hiệu thích hợp để truyền dẫn Q trình bao gồm bƣớc mã hoá nguồn mã hố đƣờng truyền Tín hiệu truyền cần có phƣơng pháp phân biệt giới hạn bit liệu nối tiếp gọi phƣơng pháp đồng hố Q trình giải mã ngƣợc lại chuyển đổi tín hiệu nhận đƣợc thành dãy bit tƣơng ứng - Điều chế điều biến tín hiệu:Điều chế tạo tín hiệu trực tiếp mang tham số thơng tin,thể qua biên độ,tần số pha,trong đótham số thơng tin thơng tin lấy giá trị bất kỳ.Điều biến q trình dung tín hiệu mang thơng tin để điều khiển biến đổi tham số thích hợp tín hiệu thứ Mục đích sử dụng tín hiệu mang có dải tần khác để thực phƣơng pháp dồn kênh phân chia tần số tránh truyền dẫn dải tần sở dễ bị nhiễu - Tốc độ truyền, tốc độ bit :Tính số bit truyền tải 1s ( baud, bps) V= f*n ( v: số bit truyền đi, f: tần số sung nhịp, n: số bit truyền nhịp ) - Thời gian bit/ chu kỳ bit :Thời gian bit thời giant rung bình cần thiết để chuyển bit hay giá trị nghịch đảo tốc độ truyền tải -Tb= 1/v , Tb= 1/f (n=1) - Thời gian lan truyền tín hiệu :Là thời gian cần để tín hiệu phát từ đầu dây lan truyền tới đầu dây khác phụ thuộc vào chiều dài cấu tạo dây dẫn.Ts= l/9(k*c) với: Ts thời gian lan truyền tín hiệu, l chiều dài dây dẫn, c tốc độ ánh sang (300.000.000)m/s , k biểu thị hệ số giảm tốc độ truyền lớp cách ly.K= 1/ ε Với ε số điện môi lớp cách ly, Polyethylen = 2.3, k= 0.66,Ts phụ thuộc chiều dài dây dẫn Ts= 1/200 000 000 1.4.3 Tính thời gian thực Là đặc trƣng quan trọng hệ thống tự động hố nói chung bus trƣờng nói riêng Sự hoạt động bình thƣờng hệ thống làm việc thời gian thực không phụ thuộc vào độ xác đắn kết đầu mà òn phụ thuộc thời điểm đƣa kết Một hệ thống có tính thời gian thực khơng thiết phải có phản ứng nhanh mà quan trọng phải có phản ứng kịp thời với yêu cầu tác động bên Nhƣ hệ thống truyền thơng có tính thời gian thực phải có khả truyền tải thơng tin cách tin cậy kịp thời với đối tác truyền thơng Tính thời gian thực hệ thống điều khiển phân tán phụ thuộc nhiều vào hệ thống bus trƣờng đƣợc dung Để đảm bảo tính thời gian thực hệ thống bus phải có đặc tính sau: - Độ nhanh nhạy: tốc độ truyền thơng hữu ích phải đủ nhanh đẻ đáp ứng nhu cầu trao đổi liệu giải pháp cụ thể - Tính tiền định : dự đoán trƣớc thời gian phản ứng tiêu biểu thời gian phản ứng chậm với yêu cầu trạm - Độ tin cậy, kịp thời: Đảm bảo tổng thời gian cần cho việc vận chuyển liệu cách tin cậy trạm nằm khoảng cáhc định - Tính bền vững : Có khả xử lý cố cách thích hợp để khơng gây hại thêm cho tồn hệ thống 1.5 CHẾ ĐỘ TRUYỀN TẢI Là phƣơng thức bit liệu đƣợc chuyển giũa đối tác truyền thơng, có nhìn nhận từ góc độ sau đây: - Truyền song song hay nối tiếp - Truyền đồng hay không đồng - Truyền chiều( simplex) hai chiều toàn phần ( duplex , fullduplex) hay hai chiều dán đoạn ( half- duplex) - Truyền tải dải sở, truyền tải dải mang truyền tải dải rộng 1.5.1 Truyền bit song song nối tiếp H1.6 Truyền bit song song truyền bit nối tiếp - Phƣơng pháp song song dùng phổ biển bus nội máy tính nhƣ bus địa chỉ,dữ liệu điều khiển ( tín hiệu truyền đồng thời nên cần đồng hoá nơi phát nhận) - Phƣơng pháp nối tiếp bit đƣợc chuyển qua đƣờng truyền ( hạn chế tốc độ nhƣng thực đơn giản tin cậy cao) H1.7 Nguyên tắc truyền bit nối tiếp 1.5.2 Truyền đồng không đồng Liên quan tới truyền bit song song - Trong chế độ đồng đối tác làm việc theo nhịp( f độ lệch pha khơng đổi) Có thể qui định trạm có vai trị tạo nhịp dung đƣờng dây riêng mang nhịp đồng cho trạm khác Biện pháp kinh tế dung phƣơng pháp mã hố bit thích hợp đẻ bên nhận có thể tái tạo nhịp đồng từ tín hiệu mang liệu 1.5.3 Truyền chiều, hai chiều toàn phần gián đoạn - Chế độ phụ thuộc vào tính chất vật lý môi trƣờng truyền dẫn, mà phụ thuộc vào phƣơng pháp truyền dẫn tín hiệu., chuẩn truyền dẫn RS-232 RS- 422 RS-485… vào cấu hình hệ thống truyền dẫn H 1.8 Truyền Simplex , half- duplex duplex - Truyền chiều: thông tin truyền theo chiều, mổt trạm bên phát thu suốt trình giao tiếp - Truyền chiều gián đoạn cho phép trạm tham gia nhận gửi thông tin nhƣng không lúc Ƣu điểm khơng cần cấu hình cao nhƣng truyền tốc độ cao Chế độ truyền đƣợc sử dụng phổ biến mạng công nghiệp vd với chuẩn RS-485 - Với chế độ truyền chiều toàn phần trạm gửi nhận thơng tin lúc Chế độ khác với chế độ hai chiều gián đoạn dung đƣờng truyền cho thu phát 1.5.4 Truyền tải sở, dải mang truyền tải dải rộng - Truyền tải dải sở:Mơt tín hiệu mang nguồn thơng tin biểu diễn tổng nhiều dao động có tần số khác nằm phạm vi hẹp gọi dải tần sở hay dải hẹp Tín hiệu truyền tín hiệu đƣợc tạo sau mã hố bit, nên có tần số cố định nằm khoảng hẹp đó, tuỳ thuộc vào phƣơng pháp mã hoá bit Phƣơng pháp dễ thực nhƣng tốc độ hạn chế Dùng chủ yếu truyền thông công nghiệp 10 - Một vài thông số Đây vi điều khiển thuộc họ PIC16Fxxx với tập lệnh gồm 35 lệnh có độ dài 14 bit.Mỗi lệnh đƣợc thực thi chu kì xung clock Tốc độ hoạt động tối đa cho phép 20 MHz với chu kì lệnh 200ns Bộ nhớ chƣơng trình 8Kx14 bit, nhớ liệu 368x8 byte RAM nhớ liệu EEPROM với dung lƣợng 256x8 byte Số PORT I/O với 33 pin I/O Các đặc tính ngoại vi bao gồmcác khối chức sau: Timer0: đếm bit với chia tần số bit Timer1: đếm 16 bit với chia tần số, thực chức đếm dựa vào xung clock ngoại vi vi điều khiển hoạt động chế độ sleep Timer2: đếm bit với chia tần số, postcaler Hai Capture/so sánh/điều chế độ rông xung Các chuẩn giao tiếp nối tiếp SSP (Synchronous Serial Port), SPI I2C Chuẩn giao tiếp nối tiếp USART với bit địa Cổng giao tiếp song song PSP (Parallel Slave Port) với chân điều khiển RD, WR, CS bên ngồi.Các đặc tính Analog: kênh chuyển đổi ADC 10 bit Hai so sánh Bên cạnh vài đặc tính khác vi điều khiển nhƣ: Bộ nhớ flash với khả ghi xóa đƣợc 100.000 lần Bộ nhớ EEPROM với khả ghi xóa đƣợc 1.000.000 lần Dữ liệu nhớ EEPROM lƣu trữ 40 năm Khả tự nạp chƣơng trình với điều khiển phần mềm Nạp đƣợc chƣơng trình mạch điện ICSP (In Circuit Serial Programming) thông qua chân Watchdog Timer với dao động Chức bảo mật mã chƣơng trình 78 Chế độ Sleep Có thể hoạt động với nhiều dạng Oscillator khác 3.2 LED THANH Led bao gồm nhiều loại led tích hợp bên led đƣợc nối chung chân Trong thực tế có loại led loại anot chung loại katot chung Trong chƣơng trình sử dụng loại anot chung , led có chung chân nguồn (chân dƣơng) chân lại a,b,c,d,e,f,g led đƣợc nối đất led sáng.Thay sử dụng loại led thị trƣờng sử dụng,ở em thiết kế led đƣợc tích hợp nhiều led đơn đó.Điện áp đƣa vào anot chung 12 VDC, Imax led khoảng 1,4A.Bảng logic nhƣ sau: a b c d e f G h 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 79 3.3 IC ĐỆM ULN 2003 APG - Sơ đồ chân sơ đồ logic - Sơ đồ nguyên lý cấu tạo ULN2003:(1cặp darlington) 80 Đặc tính ULN2003: • Dịng đầu :500 mA • Đầu điện áp cao: 50V • Thích hợp với nhiều kiểu logic • Ứng dụng điều khiển rơle Đầu vào đƣợc mở với điện áp là3.85V,dịng 1.85mA;Đầu đƣa 500mA xuống mass 3.4 LM 2576T - Sơ đồ chân - Sơ đồ nguyên lý 81 - Thông số vào 3.5 TRANSISTOR A1015 - Sơ đồ chân - Thông số vào 82 3.6 TRANSISTOR QUANG PC817 - Sơ đồ chân - Thơng số vào Ngồi cịn số linh kiện khác nhƣ: điện trở, điôt ,led, Rơle 12VDC , tụ điện, cầu chì số nút nhấn ….do khơng có điều kiện cho phép nên em nêu số linh kiện quan trọng 83 B: SƠ ĐỒ MẠCH IN VÀ MẠCH NGUYÊN LÝ V À LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN 3.7 SƠ ĐỒ MẠCH IN 84 3.8 SƠ ĐỒ MẠCH NGUYÊN LÝ 85 LƢU ĐỒ THUẬT TOÁN 86 LƢU ĐỒ THUẬT TOÁN Start Khởi tạo modul cần thiết: Timer, cổng truyền thông Đọc thông số từ cảm biến Truyền thơng số NO Có nhận liệu YES Đọc liệu nhận Hiển thị liệu NO Stop YES END 87 KẾT LUẬN Sau thời gian nguyên cứu vào thiết kế đề tài em hồn thành mơ hình nghiên cứu với lỗ lực tìm hiểu thân giúp đỡ nhiệt tình giảng viên hƣớng dẫn Th.s Nguyễn Trọng Thắng Đồ án bao gồm phần sau : - Chƣơng : Tổng quan hệ thống thông tin công nghiệp, sở kỹ thuật, bus tiêu biểu - Chƣơng : Thiết kế hệ thống truyền thông vi điều khiển PIC - Chƣơng : Thiết kế sơ đồ mạch phần cứng: mạch in, mạch nguyên lý, sơ đồ khối Trong trình nghiên cứu thực hoàn thành đồ án em gặp nhiều khó khăn việc tìm tài liệu nhƣ lựa chọn linh kiện cho phù hợp Phải tìm hiểu phần mềm chuyên ngành nhƣ Ocard, Proteus… Việc test thử mạch chạy cho nhiều thời gian… Do thời gian nguyên cứu không nhiều cộng với vốn kiến thức tích luỹ q trình học tập hạn chế nên đề tài em nguyên cứu chƣa sâu phân tích đƣợc trƣờng hợp riêng cụ thể mà xét tổng quát vấn đề quan trọng Nếu có thời gian em sâu nghiên cứu cụ thể để hoàn chỉnh đồ án Cuối em xin cảm ơn Th.s Nguyễn Trọng Thắng thầy cô môn bạn giúp em hồn thành đồ án mình! 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Hoàng Minh Sơn ( 2001) - Mạng truyền thông công nghiệp- NXB Khoa học kỹ thuât T.s Nguyễn Mạnh Giang – Các vi điều khiển PIC- NXB Khoa học kỹ thuật Ngô Diên Tập _ Lập trình ghép nối máy tính – NXB Khoa học kỹ thuật Nguyễn Kim Ánh- Nguyễn Mạnh Hà - Mạng truyền thơng cơng nghiệp- Giáo trình giảng 89 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN CÔNG NGHIỆP,CƠ SỞ KỸ THUẬT, BUS TIÊU BIỂU A: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠNG TRUYỀN THƠNG CƠNG NGHIỆP 1.2 VAI TRỊ MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP 1.3 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC TRƢNG CÁC HỆ THỐNG MẠNG CÔNG NGHIỆP B: CƠ SỞ KỸ THUẬT 1.4 CÁC KHÁI NIỆM 1.4.1 Thơng tin, liệu, tín hiệu 1.4.2 Truyền thông, truyền liệu truyền tín hiệu 1.4.3 Tính thời gian thực .7 1.5 CHẾ ĐỘ TRUYỀN TẢI 1.5.1 Truyền bit song song nối tiếp .9 1.5.2 Truyền đồng không đồng .9 1.5.3 Truyền chiều, hai chiều toàn phần gián đoạn 10 1.5.4 Truyền tải sở, dải mang truyền tải dải rộng .10 1.6 CẤU TRÚC MẠNG - TOPOLOGY 11 1.6.1 Cấu trúc bus: .11 1.6.2 Cấu trúc mạch vịng( tích cực) 12 1.6.3 Cấu trúc hình 14 1.6.4 Cấu trúc 15 1.7 KIẾN TRÚC GIAO THỨC 15 1.7.1 Dịch vụ truyền thông 15 1.7.2 Giao thức 16 1.7.3 Mơ hình lớp 16 1.7.4 Kiến trúc giao thức OSI 17 1.7.5 Kiến trúc giao thức TCP/IP 17 1.8 TRUY NHẬP BUS 17 1.8.1 Master/ Slave 18 1.8.2 TDMA( Time Division Multiple Access) Phƣơng pháp đa truy nhập phân chia thời gian 19 1.8.3 Token Passing: 19 1.8.4 CSMA/CD ( Carier Sense Multiple Access with Collision Detection) 20 1.8.5 CSMA/CA ( Carier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 20 1.9 BẢO TOÀN DỮ LIỆU 21 1.10 MÃ HOÁ BIT 24 1.10.1 Các tiêu chuẩn mã hoá bit: 24 1.10.2 NRZ, RZ ( Phƣơng pháp điều chế biên độ xung) 25 1.11 CHUẨN TRUYỀN DẪN 26 1.11.1 Phƣơng thức truyền dẫn tín hiệu : 27 1.11.2 RS-232 28 1.11.3 RS-422 : 29 1.11.4 RS-485 : Bảng thông số quan trọng 30 1.12 MÔI TRƢỜNG TRUYỀN DẪN : 30 1.13 THIẾT BỊ LIÊN KẾT MẠNG 31 C CÁC HỆ THỐNG BUS TIÊU BIỂU: .31 1.14 PROFIBUS : 31 1.15 CAN ( Controller Area Network ) 34 1.16 DIVICENET 38 1.17 MODBUS 40 1.18 INTERBUS -S 42 1.19 AS-I ( Actuator Sensor Interface ) 44 D CÁC THÀNH PHẦN HỆ THỐNG MẠNG 47 CHƢƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG TRÊN NỀN VI ĐIỀU KHIỂN PIC 50 A GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VI ĐIỀU KHIỂN PIC 50 2.1 PIC LÀ GÌ? 50 2.2 TẠI SAO CHỌN PIC MÀ KHÔNG CHỌN CÁC VI ĐIỀU KHIỂN KHÁC 50 2.3 KIẾN TRÚC PIC 51 2.4 RISC CISC 52 2.5 PIPELINING 52 2.6 CÁC DÒNG PIC VÀ CÁCH LỰA CHỌN VI ĐIỀU KHIỂN PIC 54 2.7 NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH CHO PIC 55 2.8 MẠCH NẠP PIC 55 B VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A 57 2.9 SƠ ĐỒ CHÂN VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F877A 57 2.10 MỘT VÀI THÔNG SỐ VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A 58 2.12 TỔ CHỨC BỘ NHỚ 61 2.12.1 Bộ nhớ chƣơng trình .61 2.12.2 Bộ nhớ liệu 61 2.12.3 STACK 66 2.13 CÁC CỔNG XUẤT NHẬP CỦA PIC 16F877A 66 2.13.1 Port A 67 2.13.2 Port B 67 2.13.3 Port C 68 2.13.4 Port D 68 2.13.4 Port E 68 2.14 TIMER 69 2.15 TIMER 71 2.16 TIMER 72 CHƢƠNG : THIẾT KẾ SƠ ĐỒ MẠCH PHẦN CỨNG, MẠCH IN MẠCH NGUYÊN LÝ, SƠ ĐỒ KHỐI ,NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 75 A: GIỚI THIỆU CÁC PHẦN TỬ TRONG MẠCH 75 3.1 VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A 75 3.2 LED THANH 79 3.3 IC ĐỆM ULN 2003 APG 80 3.4 LM 2576T 81 3.5 TRANSISTOR A1015 82 3.6 TRANSISTOR QUANG PC817 83 B: SƠ ĐỒ MẠCH IN VÀ MẠCH NGUYÊN LÝ V À LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN 84 3.7 SƠ ĐỒ MẠCH IN 84 3.8 SƠ ĐỒ MẠCH NGUYÊN LÝ 85 KẾT LUẬN 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89