Thiết kế và thi công mạch giao tiếp máy tính Điều khiển máy in phun

Do thời gián có bạn nh để thức của nhóm thực hiện còn hạn chế nên nhóm thực hiện chỉ đi sâu vao một sé + Trong chương trình đ cong máy in trong cả hai Trưỡi phẩm trên băng tai cl + Mức

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRUONG DAI HOC SU’ PHAM KY THUAT

MẠCH GIAO TIẾP MÁY TÍNH

ĐIÊU KHIÊN MÁY IN PHUN

GVHD: VŨ ĐÕ CƯỜNG SVTH: NGUYÊN MINH KHA

f (Q2

TP Hồ Chí Minh, tháng 03/2001

SKLOO

FEROS LIF ODI IIF ISTP NOS LTF ESTE ES LLF ERPS LIP SSIS IS, SLO ISTF LEON TF OS SSF

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

~=~ -—.TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

DỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đà Tà: 7d KE Va The Céiug

MACH GIAO TIEP MAY TINH

DIEU KHIEN MAY IN PHUN

SVTH: Nguyễn Minh Kha

MSSV 97201331 Lớp 97KDD 3/72 GVHD : Thầy Vũ Đỗ Cường

TP HO CHI MINH 03 - 2004 mộ 000 Ø70

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam

Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM Độc Lập - Tự Do ~ Hạnh Phúc

-000- KHOA BIEN

BỘ MÔN ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT! NGHIỆP

Hộ và tên — :Nguyễn Văn Xuân

: Nguyễn Minh Kha Khoa :97KDI)

Ngành Kỹ thuật điện từ

THIET KE VÀ THỊ CÔNG MẠCH GIÁO TIẾP MÁY TÍNH

DIEU KHIEN MAY IN PHUN

Ligu Ban bau

2 Nội Dung Các Phần Thuyết Minh và Tính Toán

3 Các Bản Vẽ Đổ Thị (ghi rõ các loại bản vẽ và kích thước bản vẽ)

6 Ngày giao nhiệm vụ : Ngày .tháng năm 2001

7 Ngày hoàn thành nhiệm vụ : Ngày tháng năm 2001

Giáo viên Hướng dẫn Ký tên “Thông qua Bộ môn

Ngày Tháng năm 2001 pee Chủ nhiệm bộ môn

'VŨ ĐỖ CƯỜNG

BANG NHAN XÉT

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Họ và tên sinh viền :Nguyễn Văn Xuân

: Nguyễn Minh Kha

Lớp :97 KĐĐ

Giáo viên hướng dẫn _- :'THẨY VŨ ĐỖ CƯỜNG

Tên để tài

THIẾT KÍẾ VÀ THỊ CÔNG MẠCH GIÁO TIẾP MÁ Y TÍNH

DIU KIND Y IN PHUN

Nội dụng đồ án tốt nghiệp

‘ ee

= Cut ee ey

Giáo viên hướng dẫn

VŨ ĐỖ CƯỜNG

BANG NHAN XET

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CỦA GIÁO VIÊN PHAN BIEN

Họ và tên sinh viên :Nguyễn Văn Xuân

: Nguyễn Minh Kha

Lớp :97 KĐĐ Giáo viên phản biện

Lên dể tài :

THIẾT KẾ VA ‘THE CONG MACH GIAO TIP MAY TINH

ĐIỂ,U KHIỂN MÁ Y IN PHUN Nội dụng đổ án tốt nghiệp

Nhận xét của giáo viên phản biện : ¬

Giáo viên Phản biện

(Ký tên và ghỉ rõ họ tên )

Lot ude dau

Vào những buổi đầu phái triển của xã hội, những của cải vật chất được làm

ra là do chính ban tay con người tạo nên Những công cu lao động càng ngày

ct ang được con người cải tiến và hoàn thiện nhằm cho ra những sản phẩm tối hơn

về chất lượng và số lượng Và cứ thế quá trình cải tiến và sáng tạo của con người khủng ngừng phát triển, cho đến ngày nay, sản phẩm làm ra có thể hoàn toàn

Không Có sự gdp mal cua ban tay con người mà thay vào đó là người máy (Roboi), dây ChuyÖn sắn xuất tự động

Với vự ra dưi của máy lính diện tử đặc biệt là máy vì tính càng với việc áp

tạng man An de trực liếp điều khiến máy móc đã trở nén rộng rấi và đem lại

Các máy dược ghép nối với máy vi tính hoạt động

pd chink dc rat cao la mie dé iu động hóa về việc thu thập và xử lý dã kiện

Cúc nàng ứng dụng của máy ví tính đốt với mội số đối tượng điều kiện phụ thuộc rất nhiều vào phần mễm, vì thế đế thiết kết một đối tượng cụ thể nào đó có một

chức hãng cụ thể thì máy vỉ tính là một cong cụ luyệt vời Với mội chương trình phan mém cho may tinh va su ghép nối giữa máy vi tính với một đối tượng

nào đó thì ta có một hệ thống “được máy tính điểu khiển theo một chức năng viết

ra phân mềm

Theo cách nghỉ đó “MẠCH GIAO “TIẾP MÁY TÍNH ĐIỀU KHIỂN MÁY IN PHUN”

được thiết kế, giao tiếp với máy vi tính sẽ được chúng em trình bày trong đô án tốt

ng ep này Để thực hiện được mô hình này chúng em xin được trình bày các bước

cần thiết cho việc thiết kế, cling như việc lựa chọn tối uw hóa các phương pháp và

đựa ra chương trình cụ thể sẽ được viết dưới ngôn ngữ Pascal

Mặc dù chúng em đã cố gắn dành nhiều thời gian để thực hiện đề tài này

Nhưng do trình độ kiến thức còn có hạn, tài liệu tham khảo còn nhiều khó khăn

nên sẽ không tránh khói những thiếu sói Chúng em rất mong sự đóng góp ý kiến

của quý thây cô và các bạn để đã án tốt nghiệp của chúng em được hoàn hảo hơn

Wig het quad day tinh uu việt

Nhóm thực hiện

Nguyễn Văn Xuân

Nguyễn Minh Kha

MỤC LỤC

Phần A Giới thiệu

Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp

Đảng nhận xét đỗ án tốt nghiệp cúa giáo viên hướng dẫn

Bảng nhân xét đổ án tốt nghiệp của giáo viên phản biện

Lời nói đầu

Ú- sơ đổ khối mach giao ti

1I)- Tính toán và thiết kế c:

3.2)- Giới thiệu các linh kiện sử dung trong mạch cảm nhận sản phẩi

3:2.1)- LED hồng ngoại (IR LEDS):

3.3.1.2)- Thiết kế mạch dao độhg 10KHZ cho mạch phái

3.3.1.3)- Thiết kế mạch khuếch đại phát

3.3.2)- Thiết kế mạch thu hồng ngoại:

3.3.2.1)- Khảo sát mạch thu tỉa hỗng ngoại dùng IPC 1490HA hoặc IC CX 20106A 3.3.2.2)- Thiết kế mạch Tricgger Schmith dùng IC555

3.3.3)- Sơ đỗ nguyên lý của mạch cảm nhận sẵn phẩm

4)- Thiết kế mạch công suất để láy đầu phun của mắy in

5)- Cấu tạo đầu phun của máy in

6)- Thiết kê mạch hiển thị ký tự ¡

6.1)- Khảo sát ICLS74164 :

6.2)- Sơ đỗ nguyên lý mạch hiển thị

Chương V : Viết chương trình điều khiển

D- Giới thiệu bằng mã ký tự

1I)- Lưu đổ cấu trúc chương trình điều khiển đầu phun của máy ïn

III)- chương trình diễu khiển đầu phun của máy ¡

Phần ết luận và hướng phát triển để tài

Tài liệu tham khảo

DO AN TỐT NGHIỆP : GIÁO TIẾP MÁY TÍNH ĐIỀU KHIỂN MÁY IN PHUN Trang |

CHUONG I : DAN NHAP Lĩnh vực điện tử và tin học đang phát triển nhanh chong và bao gồm nhiều lĩnh vực

trong cách mạng khoa học kỹ thuật ngày nay Với sự phát triển của kỹ thuật Điện - Điện Tử, đặc biệt với các thành quả của vi sử lý cho phép chúng con người có thể ứng dụng máy tính một cách rộng rãi ở nhiều lĩnh vực khác nhau, mở ra nhiều triển vọng ngày càng hiện đại và tối ưu hóa Người ta có thể thông qua may tính dé diéu khiến các hoạt động của các thiết bị

máy móc cũng như xử lý các thông số của nó

The ke mach pra hiếp

Thiết kế hộ cảm biến hồng ngoại có khã năng nhận biết sắn phẩm đi từ phải

sang trất hoặc la sản phẩm đụ tự trái sang phải

Viết chướng trình điều n dùng phần mễm Pascal

Do thời gián có bạn nh để thức của nhóm thực hiện còn hạn chế nên nhóm thực hiện chỉ đi sâu vao một sé

+ Trong chương trình đ

cong máy in trong cả hai Trưỡi

phẩm trên băng tai cl

+ Mức điều chỉnh t

+ Ký tự có thể in tối đa l4 2

+ Số lần in tối đa là 32.767 lan

+ Bộ hiển thị ký tự in chỉ phủ hợp cho sản phẩm trên băng tải chạy từ phải sang trái

! và ngày càng hoàn thiện trên lĩnh vực giao tiếp giữa máy tính với các

n văn tốt nghiệp được trình bày với để tài : THIẾT KẾ VÀ THỊ CÔNG

2P MÁY TÍNH ĐIỀU KHIỂN MÁY IN PHUN Yêu câu nhiệm vụ của

thì nhớm thiết kế sẽ viết chương trình xuất dữ liệu ra

hợp la sàn phẩm chạy trên băng tải từ trái sang phải và sản

ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP : GIAO TIP MAY TINH ĐIỆU KHIỂN MÁY IN PHUN Trang 2

CHƯƠNG II : GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ MÁY TÍNH 1)- PHAN CUNG CUA MAY TINH

Máy tính là một thiết bị điện tử có khã năng xử lý thông tin, những con số và các ý

tưởng dược diễn tả ở dưới dạng biểu tượng Một số phép tính có thể được thực hiện trên dữ liệu để chuyển chứng sang một dạng thức hữu dụng hơn Các phéptính chẳng hạn như sự phân

loại, lưu trữ, truy xuất, và tái tạo đều được thực hiện qua máy tính do một chương trình điều

khicn Mot chương trình là một tập hợp các chỉ dẫn để chỉ định chính xác nội dung nào máy

phải dược thực hiện và thứ tự nào các phép tính phải tuân theo Máy tính có thể giải quyết

một loạt các vấn để nếu như một chương trình được thiết kế để giải quyết vấn để đó có sẵn tiên ích thực tiển của máy tính đó là tốc độ của nó Một máy tính có thể thực thi các chỉ dẫn

vũa chương trình với một tốc đô hàng triệu chỉ dẫn trên một giây, tức là nhanh gấp hàng triệu

lần xo với sức lãm việc của con người đẾ giải quyết tác vụ đó

Các thành phân cứ bản của máy tính chẳng hạn như bàn phím, màn hình, ổ đĩa, ban ích dược gọi là phan cứng, Phần cứng cần được phân biệt một cách cẩn thận với những chien tình làm cho máy tính hoạt đóng vốn được gọi là phần mềm Ngày nay máy tính có

và kích thước, nhưng tất cá déu có các thành phần cơ bản như nhau Một máy tính

báo gồm nấm thành phần cơ bản đước mình họa ở hình 2.1.1

Các thành phần cơ bắn của một máy vi tính

- B6 nh4p (Input Unit) được thiết kế để chuyển dữ liệu từ bên ngoài vào máy tính Dữ

liệu có thể là những con số (ví dụ : số lượng hàng hóa bán ra hoặc ngày sinh của một người

nào đó), hoặc các mẫu tự abc (ví dụ : mô tả về hạng mục hàng hóa hoặc tên của một người)

“Trong cả hai trường hợp bộ nhập sẽ chuyển dữ liệu thành các mã nhị phân (một chuối các số

0 và 1) một cách phù hợp để được máy xử lý Dữ liệu được đưa vào trong hầu hết các máy

tính đều thông qua bàn phím tương tự như máy đánh chữ và một thiết bị trỏ nhỏ được gọi là chuột Việc tiếp xúc một phím trên bàn phím sẽ chuyển một ký tự hoặc một lệnh vào hệ thống Việc di chuyển chuột rà hoặc nhấn một trong những nút trên chuột (được gọi là nhấp)

cũng có thể được dùng để nhập một lệnh vào hoặc để giao tiếp các kiểu thông tin khác nhau

trong máy tính „ >

~ Bộ xuất (Output Unit) được thiết ế để chuyển di liệu vốn đã được máy tính xử lý

thành một số dạng xuất hữu ích Màn hình ống tia Catot (CRT) và máy in là những ví dụ về

thiết bị xuất vốn đã được tìm thấy trên hầu hết các máy tính Cả hai thiết bị này tín hiệu này

đều nhận tín hiệu ở đạng nhị phân và chuyển chúng thành các ký hiệu có nghĩa trên màn hình

ũ Đã Cường SVTH : Nguyễn Văn Xuân — Nguyễn Minh Kha

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP : GIAO TIẾP MÁY TÍNH ĐIỀU KHIỂN MÁY IN PHUN Trang 3

hoặc trên giấy Dữ liệu xuất được hiển thị trên màn hình thường được gọi là bản sao mềm

(soft copy) dé phân biệt nó với tài liệu do máy ïn.ra được ,lưu trữ vĩnh viễn có tên là bản sao cứng (hard copy)

~_ Bộ nhớ (Memory Unit) được thiết kế để lưu trử các chương trình và dữ liệu trong suốt

thời gian máy tính giái quyết một vấn để Bộ nhớ được chia thành các vị trí có thể định vị

trước được; mỗi một vị trí trên bộ nhớ có thể được truy cập bằng cách xác định địa chỉ của nó

Trong máy tính hiện đại, mỗi một địa chỉ là một số, tuy nhiên bạn có thể gán các tên biểu

tượng (các từ được mô tả) vào các vị trí bộ nhớ lúc bạn viết các chương trình trong Pascal

Ngoài ra bộ nhớ có thể được truy cập ngẫu nhiên, có nghĩa là mỗi một vị trí trên bộ nhớ có thể

duise doe hoặc được viết với tốc độ như nhau Các vị trí trên bộ nhớ được sử dụng một cách

xen kế nhằm lưu trừ các chỉ dẫn của chương trình và dữ liệu, phụ thuộc vào nhu cầu của vấn

đề đặc hiệt đó, Dác trưng này của máy tính khiến cho chúng rất linh động, khái niệm này

dave pha todn hoe John von Neumann xay dung

BO sd hoe Logie (Arithmetic/ gic Unit) được dùng để thực hiện phép tính số học

nợ 1, nhàn, chia) và các phép tính E4gie chẳng hạn như so sánh các hạng mục của dữ

dưới bình thức la một máy tính dành cho hệ thống máy tính nhằm thực

mot so lic vy được yêu cầu khi dữ liên chuyển ngang qua bộ nhớ

Hộ điều khiến (Control Unit) uve dụng để thực thí các chỉ dẫn của chương trình

Một Khi một chương trình được tài vao bộ nhớ của máy tính (một bước riêng biệt trong quy

trình sử dụng máy tính để giải quyết mót vấn đề), bộ điều khiển thực thi một chỉ dẫn chương

trình một lần Các chỉ dẫn chư thể gọi để nhập, tạo ra dữ liệu xuất, thực hiện các

phép tính, mô tả các mục so sé: chỉ dẫn kế tiếp trong chương trình vốn xuất phát từ một nơi nào khác với vị trí trình tự kế tiếp (các chỉ dẫn của kiểu sau đó được gọi là các kiểu

chỉ dẫn nhánh , chúng cung © † ính khã năng chọn các hoạt động xen kẽ và khả

năng lập lại một chuỗi các chỉ ong bất cứ trường hợp nào, bộ điều khiển sao chép các

chỉ dẫn từ bộ nhớ và thực thí chỉ dẫn băng cách tạo ứn hiệu và chuyển dữ liệu được yêu cầu

vào đó Lúc chỉ dẫn được hoàn tất, bộ điều khiển tìm kiếm chỉ dẫn tiếp theo và lặp lại quy

trình này Hoạt động này được thực hiện một cách tự động, một khi một chương trình được đặt vào trong bộ nhớ và lệnh bắt đầu thực thí, người sử dụng máy tính không còn làm điều gì khác

hơn là cung cấp dữ liệu cần thiết cho chương trình

Như minh họa ở hình 2.].I, các bộ điều khiển và số học/Logic thường được tham khảo dưới hình thức là bộ xử lý trung tâm (CPU) Bộ xử lý trung tâm CPU nhỏ nhất có thể được tạo thành từ một Microchip đơn được gọi là vi xử lý Hai trong các bộ vi xử lý quen thuộc và phổi biến nhất là Intel 8086 (và 80286, 80386 và 80486) vốn được hãng IBM và nhiều nhà sản

xuất khác sử dụng, và bộ Mororala 68000 vốn được sử dụng trong các máy tính Apple

Macintosh C4c may tinh nhy IBM Value Point, IBM PS/2'va Apple Macintosh duge goi là

máy vi tính hay máy tính cá nhân, chúng là kiểu máy tính phổ biến nhất ngày nay do bởi khã

năng thực hiện nhiều chức năng hữu ích cũng như giá tương đối thấp

Máy tính thườnglà các hệ thống một người dùng, có nghĩa là chúng phù hợp cho những

hoạt động mà từng cá nhân một phải giải quyết vấn để Một sổ hệ máy tính lớn hơn được gọi

là Minicomputer, các hệ thống này cho phép nhiều người dùng được nối với nhau để có CPU

mạnh hơn, qua đó có được khã năng cưng cấp các thiết bị nhập và xuất nhanh hơn

Minicomputer được tìm thấy trong các phòng thí nghiệm khoa học và trong các trường học

Vẫn còn các hệ má tính mạnh hơn nữa gọi là Mainframes Chúng hổ trợ cho một số lượng

người sử dụng lớn, thường nằm ở những khoảng cách khác nhau Mạng giao tiếp viễn thông

được dùng để giao tiếp với máy tính trung tâm Mainframes được các nhà doanh nghiệp, các

đại lý công ty và chính phủ, cũng như các trường học sử dụng

Máy tính bao gồm nhiều thành phần minh họa như hình 2.1.2 Một bàn phím được

dùng để nhập các lệnh vào hệ thống và cung cấp dữ liệu cho chương trình Một vài hệ thống

có thiết bị trỏ chuột gắn vào Màn hình CRT (vốn có thể là màn hình đen trắng hoặc có thể là màn hình màu) được dùng để phản ảnh nội dung được nhập thông qua bàn phím và được xem

là thiết bị xuất cơ bản về dạng thông tin vốn không cần ở dạng vĩnh viễn Hầu hết các hệ thốn

đều có một máy in gắn vào Tất cả các máy in déu có khã năng in dữ liệu dưới dạng mẫu tự

+ 1o này hoat dong

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP : GIAO TIẾP MÁY TÍNH ĐIỀU KHIỂN MÁY IN PHUN Trang 4

và số cũng như các dữ liệu đổ họa Khối hệ thống chứa CPU và bộ nhớ Bộ nhớ được đo theo Byte, một byte có thể lưu trử được một ký tự, các bộ nhớ trên máy tính hiện hành có khã năng

lưu trữ ít lắm là một triệu ký tự Hai thuật ngữ được dùng thường xuyên nhất để mô tả về bộ

nhớ là Kilobyte (viết tắc là K) bằng 1024 byte và megabyte (viết tắc là M) bằng 1.024.000

byte Khối hệ thống cũng có chứa một máy biến thế để giảm điện thế từ nguồn điện 110V — 220V thành các điện thế thấp hơn nhiều phù hợp với các linh kiện điện tử và các mạch được

dùng để giao tiếp giữa CPU và các thiết bị khác trong hệ thống

chính vốn được nối trực tiếp vào CPU Các đĩa được dùng để lưu trữ dài hạn các chương trình

va dữ liệu Chúng có thể di chuyển được nếu được bảo quản một cách thận trọng, chúng không yêu cầu một nguồn điện thường xuyên để bảo quản nội trữ trên đĩa Một trong những

tác vụ cơ bản phải được thực hiện lúc bạn sử dụng một máy tính đó là lưu nội dung của bộ nhớ

chính trên thiết bị lưu trữ thứ cấp đế dùng sau này,

Đĩa mềm là một miếng Plastic vốn được phủ một lớp oxit Dữ liệu được đọc từ đó và

được viết lên đĩa mềm bằng một thiết bị điện tử được gọi là đầu đọc/viết, vốn nằm bên trong,

ổ đĩa Đĩa được giữ trong một vỏ bọc với một lỗ vốn được dùng để cho phép đầu đọc/viết truy

cập vào đĩa Lỗ tròn nằm ở tâm của đĩa được ổ đĩa dùng để quay đĩa quanh đầu đọc/viết nhằm

cho phép đầu đọc truy cập vào các phần của đĩa Thông tin được ghi trên đĩa theo một chuỗi các vết tròn đồng tâm Đầu đọc/viết được di chuyển bởi 6 dia dé đọc hoặc viết thông tin lên

các vết khác nhau Dung lựng của đĩa mễm là 720K và 1,4M phụ thuộc vào các kiểu dia va

kiểu ổ đĩa được cài đặt

Đơn vị lưu trữ dữ liệu cơ bản là file Các file có chứa dữ liệu liên quan giống hệt như

một kẹp hỗ sơ trong một văn phòng dùng để chứa các hạng mục có liên quan Một file có thể

chứa đữ liệu liên quan đến các côgn nhân của một công ty, các hạng mục trong một kho hàng,

các mục quan sát thí nghiệm, thư phải gởi đến một ai đó, một chương trình để giải quyết một

số vấn để Các file được truy cập theo tên Tên thường thường quyết định kiểu file Ví dụ,

Turbo Pascal thudng diing trong mét file có tên là Turbo Đĩa có chứa một thư mục của tất cả

các file nằm trên nó để hệ thống có thể truy xuất dữ liệu từ file khi cần thiết

Do bởi cấu trúc của chúng nên các đĩa mềm rất dễ hư Người sử dụng nên bảo quan

cẩn thận đĩa ở nhiệt độ phù hợp, tránh xa khỏi bất cứ nguồn từ tính nào Không bao giờ tiếp

xúc với bể mặt của đĩa và đĩa cũng không nên để nơi ẩm ướt hoặc bụi bặm

Tất cả các mô hình của máy tính hiện hành đều có một kiểu ổ đĩa khác được gọi là đĩa cứng Giống như đĩa mềm, một đĩa cứng là một đạng lưu trữ thứ cấp, nhưng dung lượng của

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP : GIAO TIẾP MÁY TÍNH ĐIÊU KHIỂN MÁY IN PHUN Trang 5

một đĩa cứng thì lớn hơn nhiều so với dung lượng của đĩa mêm Các đĩa cứng kiểu mẫu có thể lưu trữ từ 80.000.000 cho đến 250.000.000 ký tự dữ liệu Hầu hết các khối phần mềm có chứa các phiên bản hiện hành của Turbo Pascal để yêu cầu một đĩa cứng

I1)- SU PHAT TRIEN CỦA VI XỬ LÝ :

2.1)- VI XỬ LÝ 4BIT:

Trong năm 1971, hãng Intel đưa ra thế giới vi xử lý đầu tiên - 4004 là một vi xử lý 4

bit Nó được tích hợp trên một chip ma bộ điều khiển của nó có thể lập trình được và được

chuẩn hóa cho đến ngày nay Nó định vị 4096 ô nhớ 4 bit Tập lệnh của nó chỉ có 45 lệnh Nó

dược cÍ lo bằng kỷ thuật MOS

thu bạn đầu, các ứng dụng đã dựa vào thiết bị này Vi xử lý 4 bit được ứng dụng rộng

ở các hệ thống trò chơi diện tử và các hệ thống điều khiển dựa vào vi xử lý nhỏ Vấn đề chính

vhủ các ví xử lý mới ra la tốc đỏ, kích cổ từ, và kích cổ bộ nhớ

Sự phật triển của nó đã chấm dứt khi Intel đưa vi vi xử lý 4040, một Version lớn hơn

3001, Vest ly 4040 hoạt đồng ở tốc dé cao hơn, bởi vì nó được chế tao bing ky thuat NMOS,

©áu nọ cũng mốt kích cỡ tự vá bó nh, Các công ty khác, đặc biệt là hang TEXAS

INSTRUMENTS (IMS = 1000) cing cho ra dai một vi xử lý chậm như : viba và các hệ thống

điệu Khiển nhỏ và nó được sẵn xuất bởi các œóng ty sắn xuất vỉ xử lý lớn

.3)- VI XỬ LÝ 8 BIT:

Sau năm T971, Intel đã đưa ra vì xử lý 8 bit — 8008 Kích cổ bộ nhớ được mở rộng lên

tới 16Kb (một byte là một s 3 bít ; một Kb = 1024b) và tập lệnh được thêm vào (tổng công 48 lệnh) đã cung cế i

u yếu cầu hơn thì việc sử dụng vi xử lý8008 mà

ø những ứng dụng hữu hạn Intel đã nhận thấy

u vị xử lý 8080 là một vi xử lý 8 bit hiện đại đâu

ng giới thiệu Version của họ về vi xử lý 8 bịt 8080 có

gì đặc biệt ? Nó không chỉ có thể đánh địa chỉ bộ nhớ nhiều hơn và thực hiện lệnh nhiều hơn

mà còn thực hiện chúng nhanh gấp 10 lần 8008 Tốc độ xử lý lệnh của 8008 là 20us (tức 50.000 lệnh trong một giây), trong khí 8080 chỉ mất 2s (500.000 lệnh trong một giây) Ngoài

ra 8080 thì tương thích với TTI., còn 8008 không tương thích trực tiếp với TTL 8080 có thể

đánh địa chỉ gấp 4 lần 8008

Năm 1977, Intel đã giới thiệu một Version khác là 8085, mặc dù nó gọn nhẹ hơn 8080, nhưng 8085 lại thực hiện phần mềm ở tốc độ cao hơn Những tiện lợi của 8085 là : gắn bộ

phát xung đồng bộ bên ngoài, bộ điều khiển hệ thống bên ngoài, tần số xung đồng hổ cao

hơn Những ứng dụng có gắn 8085 vẫn được thiết kế và phổ biến ở tương lai

2.3)- VI XỬ LÝ 16 BIT: -

Năm 1978, Intel đã công bố vi xử lý 8086 và một năm sau có 8088, cả hai thiết bị này đều là vi xử lý 16 bit, mà thực hiện lệnh trong 400ns (2,5 MIPS : 2,5 triệu lệnh trong một

giây) Điều này cho thấy một cải tiến lớn trên cả tốc độ thực hiện lệnh của 8085 (1Mb có

1024Kb) Tốc độ thực hiện cao hơn và kích cổ bộ nhớ lớn hơn cho phép 8086 và 8088 thay thế các máy tính cũ để có các máy tính mới trong nhiều ứng dung

Sự tăng kích cổ bộ nhớ và tập lệnh thêm vào 8086 và 8088 đã mở ra nhiều ứng dụng

cửa vi xử lý Các cải tiến về tập lệnh, bao gồm lệnh nhân và lệnh chia đang thiếu trong các

Version khác của vi xử lý được khắc phục Số lệnh tăng lên từ 45 lệnh (4004), 246 lệnh (8085), đến 20.000 lệnh (8086 và 8088) Những lệnh thêm vào dễ làm phát triển các ứng

dụng đầy đủ và tỉnh vi hóa Vi xử lý 16 bit đã phát triển với bởi vì hệ thống có bộ nhớ lớn hơn

2.4)- VI XỬ LÝ 32 BỊT :

Các ứng dụng yêu câu có vi xử lý với tốc độ cao hơn, kích cổ bộ nhớ lớn hơn và độ

rộng dữ liệu lớn hơn Năm 1986, Intel đưa ra bộ vi xử lý 80386 và 80486 và vi xử lý 32 bít dữ liệu và 32 bit địa chỉ, được coi như là đỉnh cao của vi xử lý 80386 đánh địa chỉ bộ nhớ 4Gb

(1Gb = 1024Mb)

Các ứng dụng yêu câu bộ vi xử lý có tốc độ cao hơn là các hệ thống sử dụng GUI

(Graphic User Interface) Các bộ hiển thị hình ảnh hiện đại có 256.000 và nhiều yếu tố hình

: Thây Vũ Đỗ Cường SVTL lsuyễn Văn Xuân — Nguyễn Minh Kha

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP : GIAO TIẾP MÁY TÍNH ĐIỀU KHIỂN MÁY IN PHUN Trang 6

ảnh hơn (bộ hiển thị VGA có độ phân giải 640 điểm trên một đường và có 480 đường) Để có

một thông tin trên màn hình thì mọi yếu tế hình phải được thay đổi Điều này yêu cầu một bộ

vi xử ly, có tốc độ cao Nhiều Version phần mềm sử dụng bộ giao tiếp (card giao tiếp) Video theo kiểu này, Do đó bộ vỉ xử lý có tốc độ cao để đáp ứng cho bộ giao tiếp kiểu này,

Vi xử lý 32 biL đấm! ứng được yêu câu mới bởi vì kích cở bus dữ liệu của nó chuyển đổi

dữ liệu mà số thực yêu cầu 32 bit trong việc xử lý số thực Vi xử lý có thể lấy dữ liệu giữa

chính nó và bộ nhớ hệ thống Nếu vi xử lý cân dữ liệu 8 bit thì nó cần 4 chu kỳ đọc hoặc viết,

Trong nhiều ngôn ngữ cấp cao cần xử lý số thực 32 bit, Bên cạnh có tốc độ xung đồng hỗ cao,

vị xử lý RO3MG còn có mạch quản lý bộ nhớ nữa, cho phép tái nguyên dữ liệu (bộ nhớ) được

định vị và quần lý bởi hoạt động của hệ thống (DOS), Các vi xử lý 80386 thì có bộ quản lý bộ

nhữ bên ưong

2.5) VEXU LY 80086

"19289, litel đã công bố bộ ví xử lý 80486 Nó vượt trội bộ 80386 và bộ xử lý toán N37, ROdRG có ÉKbB hó nhé trong một chíp Mặc dù 80486 không có gì khác biệt với

NO nhưng nó có một sứ thay đối đáng kể, Cấu trúc bên trong của 80486 thì giống với

Xe AO, nhưnp mọt gửa tấp lệnh thực hiệp trang một chu ky đồng hồ Bởi vì 80486 hoạt động ở

xu MHhz, có khoảng mốt øa lệnh trong tập lệnh thực hiện trong 33,3ns (3,3 MIPS)

NUNG hoạt dộng nhanh gấp hai lán #234 trong cùng một xung đồng hồ

i

ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP : GIAO TIẾP MÁY TÍNH ĐIỀU KHIEN MAY IN PHUN Trang 7

CHUONG III : PHƯƠNG PHAP GIAO TIEP VOI

THIET BI NGOAI VI Giao tiếp trong máy tính là việc trao đổi dữ liệu giữa máy tính với một hay nhiều thiết

bị ngoại vi (với môi trường ngoài) Máy tính có nhiều cổng vào ra (I/O) để thực hiện chức

năng trên Các cổng vào ra gồm :

- _ Cổng nối tiếp RS232 (Port Com)

-_ Cổng song song (Cổng máy In)

~ Khe cấm trong máy tính (SloU -

Ð)< GIÁO TIẾP QUA CỔNG NỔI TIẾP RS232 :

Cống nói tiến S212 là giao diện phổ biến rộng rãi nhất, nó còn gọi là cổng COMI, edn cống COM2 thường dung tự do cho ứng dụng khác Cổng này truyền dữ liệu dưới dạng

ý tiếp theo một tốc do rơi lắp trình quy định (thường là 1200 ; 2400 ; 4800 ; 9600 boud )

y có khả nắng dung cho những khoảng cách lớn

Công nói tiếp RS242 khong pha la một hệ thống bus, nó cho phép để dàng tạo ra liên

Về dứeh hình thức điểm giữa hai ân trao đổi thông tin với nhau

Chiếu dài dữ liệu có thé Ja 5 6 7 hoặc 8 bịt, và kém theo cdc bit Start, Stop, Parity dé

tao thanh mot khung truyén (frame) De vite truyền dữ liệu là nối tiếp nên tốc độ truyền bị

hàn chế nên nó thường không được sử dung trong những ứng dụng cần tốc độ cao

Khung truyền đữ liệu như sau :

Pad E

TTTLIT1131ltl

Chân Chân Chức nã

đoại 9 chân) |_ đoại 25 chân) ue nang

1 8 DCD - Data Carrier Detect - Lối vào

2 3 RxD — Receive Data — Léi vao

3 2 TxD — Transmit Data — Lối ra

4 20 DTR — Data Terminal Ready - L6i ra

5 7 GND - Nối đất

6 6 DSR ~ Data Set Ready - Lối vào

7 4 RTS — Request To Send - Léira

8 5 CTS — Clear To Send - Lối vào

9 2 RI~ Ring Indicator - Lối vào

Bảng 1 : Chân của cổng nối tiếp máy tính

« _ Địa chỉ cơ bản của cổng nối tiếp Coml là 3F8 (hex)

« _ Địa chỉ cơ bản cua cổng nối tiếp Com2 là 2F8 (hex),

II)- GIAO TIEP QUA KHE CAM MAY TINH (SLOT) :

Khi một máy tính xuất xưởng thì cả người sản xuất và người dùng đều ngầm hiểu là

cấu hình chưa hẳn đã hoàn chỉnh, mà tùy vào từng mục đích sử dụng mà ta có thể đưa thêm

và các bản mạch (Card) ghép nối để mở rộng khã năng đáp ứng của máy tính Bên trong máy

GVHD : Thầy Vũ Đỗ Cường SVTH : Nguyễn Văn Xuân - Nguyễn Minh Kha

ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP : GIÁO TIẾP MÁY TÍNH ĐIỀU KHIỂN MẪY IN PHUN Trang 8

tính, ngoài các rãnh cắm dùng cho Card vào ra ao), Card màn hình, vẫn còn những rãnh

cắm để trống, các rãnh này được tiếp tục dùng để ghép nối với các bản mạch cắm thêm vào với máy PC

Giao tiếp song song có thể dùng theo hai cách : dùng các Port giao tiếp có sẩn như

cổng máy In (Port LPT), hoặc dùng các Port tự chế cắm vào các khe trong máy tính Giao tiếp qua khe cắm trong máy tinh cần có thêm một số linh kiện để giải mã địa chỉ cho Port, nó cần

nhải có phần mềm thiết kế điều khiển Port

Ở máy tính PC/XT rãnh cắm trong máy tính chỉ có một loại với độ rộng bus là 8 bit, và

tuần theo tiêu chuẩn ISA (Indus truy Stcandard Architecture) Từ máy đời AT trở đi, việc bố trì các chân trên rảnh cấm trở nên phức tạp hơn, tùy theo tiêu chuẩn được lựa chọn khi chế tạo

máy tính, có nhiều loai rành cấm theo các tiêu chuẩn sau :

~ Nãnh cầm 16 bit theo chuẩn ISA,

Ranh VPS vis $2 bit theo chu&an MCA (Micro Channel Architecture)

Ranh cfm 32 bit theo chuan LISA (Extend Industry Standard Architecture)

Bình cảm 32 bit theo chuan ViESA LIB (VESA local bus Standard)

Ranh cam $2 bit thee chuan PCE {Peripheral Componet Interconrect Standard),

trong ky thuật 2rd dung trong kỹ thuật điểu khiển thường đặt vào rãnh cắm

thêm vào những Card có chất ì

« Kích thước của các Card [SA 8 bịt là :

Chiểu cao 106,7 mm

Chiêu dài 333,5 mm

Chiểu dây (kể cả linh kiện) 12.7 mm

Tín hiệu | Vào ra Mô tả

Reset Ra Sau khi bật máy tinh hoặc sau khi ngắt điện đường dẫn Reset sẽ kích

hoạt trong thời gian ngắn để đưa Card đã được cắm vào đến một trạng

thái ban đầu xác định

‘LOW Ra Input/Output/Write

Kích hoạt ghi lên Card mở rộng Mức thấp chỉ ra rằng các dữ liệu có

giá trị đang chờ để đưa ra ở bus dữ liệu Các dữ liệu được đón nhận

bằng sườn trước

AOR Ra Input/Output/Read,

Mức thấp của đường dẫn địa chỉ này báo hiệu sự truy nhập đọc trên

một Card mở rộng Trong thời gian này đữ liệu cẩn có giá trị cẩn phải

sắp xếp sau đó được đón nhận bằng sườn trước

AEN Ra Address Enable

Cho phép địa chỉ phát ra từ bộ vi xử lý hoặc các thiết bị khác từ kênh

W/O để cho phép các chuyển đổi DMA xảy ra Ở mức cao DMA giám

sát bus hệ thống

CLK Xung đồng hồ hệ thống, xung này sử dụng cho việc đồng bộ

ALE Ra Address Latch Enable

Cho phép chố địa chỉ được cung cấp bởi bộ điểu khiển bus hệ thống

8288 và được sử dụng trên Board hệ thống để chốt địa chỉ và giải mã

bộ nhớ từ vị xử lý

5ó tả rãnh cắm theo chuẩn ISA

hiệu và được chia làm 3 nhóm : Đường dẫn tín hiệu,

e_ Vùng vào ra của máy tính PC đã chiếm giữ 64Kb của bộ nhớ Vùng vào ra của Card

mở rộng không được phép bao trầm lên vùng địa chỉ vào ra của máy tính

GVID: Thây Vũ Đỗ Cường SVTH : Nguyễn Văn Xuân - Nguyễn Minh Kha

ĐỖ ÁN TỐT NGHIỆP : GIÁO TIẾP MÁY TÍNH ĐIỀU KHIỂN MÁY IN PHUN Trang 9

s_ Trong máy tính, địa chỉ dùng để sử dụng Card mở rộng là từ 300 đến 31F(hex) Các đường địa chỉ được sử dụng đolí với vùng này là Ao đến As Thông thường các địa chỉ mà dưới

các địa chỉ này thì máy tính có thể trao đổi với Card mở rộng, có thể đặt được ở chính trên

Card Nhiệm vụ của tấm bản mạch được cài vào là so sánh các đường địa chỉ ở máy tính với”

các địa chỉ đã thiết lập xem có thống nhất không và thông báo sự đánh giá ở một bộ điểu

khiển logic Khi có sự thống nhất một cách chính xác thì mới có thể tiến hành sự trao đổi

thông tin với máy tính ở

I1)- GIAO THEP QUA CONG MAY IN:

1)- MO'TA CONG MAY IN:

Cổng máy In có tất cả 17 đường dẫn bao gồm 12 đường dẫn ra và 5 đường dẫn vào

Các đường dữ liệu tứ 12, đến I2; là những đường dẫn mét chiéu va là đường dẫn ra

© Hình dang của cổng máy In:

liệu vào dé In Xung tá

- Chan 2 dén chan 9 (Data ic é

-_ Chân I0 (ACK) : Chị o để báo cho máy tính biết là dữ liệu đã nhận được và yêu cầu máy tính gỡi dữ liệu tiếp theo

- Chan 11 (BUSY) : Chân vào để cho máy tính biết máy In đang bận không thể nhận tiếp

dữ liệu gới ra Chân này tác động ở mức cao

- Chan 12 (PE) : Chân vào báo cho máy tính biết là máy In hết giấy Chân này tác động ở mức cao,

-_ Chân 13 (SLCT) : Chân vào để báo máy tính dang ở trạng thái lựa chọn Chân này tác

động ở mức cao

- Chan 14 (AF) : Chân ra tác động ở mức thấp Khi tác động thì máy tính tự động dịch lên

một dòng sau khi in F

- Chan 15 (ERROR) : Chân vào tác động ở mức thấp để báo máy In đang bị lỗi

- _ Chân 16 (INIT) : Chân ra tác động mức thấp để đặt lại máy In

- Chan 17 (SLCTIN) : Chân ra tác động mức thấp để báo máy In đưa dữ liệu vào

- _ Chân 18 đến chân 25 : Chân nối đất (GND)

Trong 17 đường dẫn tín hệu thì có 5 đường dẫn tiqn hiệu vào, vì vậy việc bắt tay giữa

máy tính và máy In được thực hiện Chẳng hạn như khi máy In không còn đủ chổ trống trong

bộ nhớ thì nó đưa đến máy tính một trạng thái (BUSY = 1), tức là báo máy In đang bận không

nên gởi dữ liệu ra nữa

ĐÔ ÁN TỐT NGIHỆP : GIAO TIẾP MÁY TÍNH ĐIỀU KHIỂN MÁY IN PHUN Trang 10

2)- SỰ TRAO ĐỔI VỚI CÁC ĐƯỜNG DẪN TÍN HIỆU

Hình 2.2.1 : Mô tả các đường dẫn tín hiệu với các thanh ghi bên trong máy tính

c)- Thanh ghi trạng thái

Hình 2.2.1 Thanh ghi cổng máy In của máy tính PC

Các đừng dẫn tín hiệu của cổng máy In được sắp xếp thành 3 thanh ghi : Thanh ghi dữ

liệu, thanh ghi trạng thái và thanh ghi điều khiển Thông qua 3 thanh ghỉ này cho phép trao đổi thông tin giữa môi trươờg ngoài và bộ nhớ máy tính

Muốn truy xuất dữ liệu thông qua máy In thì ta phải biết được địa chỉ cơ bản của các thanh ghi, địa chỉ của thanh ghi dữ liệu gọi là địa chỉ cơ bản của cổng máy In

Địa chỉ cơ bản của cổng máy In LPTI là 378 (hex)

Địa chỉ cơ bắn của cổng máy In LPT2.là 278 (hex)

IV)- CHỌN CỔNG GIAO TIẾP CHO THIẾT BỊ

Mạch được thiết kế gồm có 7 đầu phưn chuyên dùng, 7 đầu phun này được điều khiển

bằng máy tính để In hàng hóa đặt trên băng tải, ngoài ra còn phải có một số tín hiệu bắt tay giữa máy tính với thiết bị bên ngoài '

Với các cách giao tiếp đã trình bày ở trên và qua khảo sát mạch thực tế, nhóm thực

hiện quyết định chọn cách giao tiếp giữa máy tính và mạch ngoài thông qua cổng máy In

GVHD: Thay Va Do Cường § : Nguyễn Văn Xuân — Nguyễn Minh Kha

ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP : GIAO TIẾP MÁY TÍNH ĐIỀU KHIỂN MÁY IN PHUN Trang 11

Trong các đường dẫn tín hiệu dữ liệu, các chân 2,3,4,5,6,7,8 được dùng để điều khiển

7 đầu phun chuyên dùng, chân số 16 được dùng làm chân điều khiển Clock để cho mạch hiển thị ký tự ih hoạt động, chân 16 được dùng làm chân Clear mạch hiển thị khi máy tính đã tiến

hành in hết một lần in Ngoài ra chúng ta còn phải sử dụng thêm chân số 15(Error) và chân số

13(SLCT) để máy tính nhận biết có sản phẩm cân in hay chưa

âyVũĐỗ Cường SVTH : Nguyễn Văn Xuân — Nguyễn Minh Kha

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP : GIAO TIẾP MÁY TÍNH ĐIỀU KHIỂN MAY IN PHUN Trang 12

CHUONG IV : THIET KE MACH GIAO TIEP

1)- SO ĐỒ KHỐI MẠCH GIAO TIẾP:

chuyển đổi điện áp xoay chiều (AC) này sang thành điện áp một chiểu (DC) cung cấp cho

mạch giao tiếp hoạt động Đồng thời khối nguồn còn làm nhiệm vụ giúp cho điện áp DC sau

khi chỉnh lưu được ổn định (Biên độ không đổi theo thời gian, độ gợn sóng nhỏ) để cung cấp

cho mạch hoạt động ổn định hơn

“Theo thiết kế thì để cho toàn hệ thống có thể hoạt động được đòi hỏi phải có các

nguồn điện 1 chiều 5V và 12V cung cấp Trong khi đó, nguồn cung cấp chính cho hệ thống thì được lấy từ mạng điện công nghiệp xoay chiều 220V cho nên đòi hỏi còn phải thiết kế một bộ

nguồn có khả năng chuyển đổi mức điện áp từ 220V xuống còn 9V và 12V, đồng thời chuyển đổi từ điện xoay chiều (AC) sang điện một chiều (DC) ổn định :

Các yêu cầu kỹ thuật phải có của bộ nguồn :

Điện áp vào : 220V(AC)

Dòng điện tối đa ở ngõ ra : 1 (A)

Bộ nguồn được tính toán và thiết kế như sau :

Biến áp hạ áp T1 chọn loại : 220Vac >3 9,12VaAc/1A

Diệt chỉnh lưu D1 D8 chọn loại : LN4007 với luax = 3A, Vuax = 500V

C1,C6 : Tụ loại bổ các xung nhiễu tần số cao : Cl = C6= 104

: Thây Vũ Đỗ Cường SVTH : Nguyễn Văn Xuân — Nguyễn Minh Kha

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP : GIÁO TIẾP MÁY TÍNH ĐIỀU KHIỂN MÁY IN PHUN Trang 13

C2,C5 : tụ lọc gợn sóng nguồn, giảm độ dợn sóng cho điện áp ra : C2 = C5 = 4700UE/25V

Qua các thử nghiệm ta chọn giá trị dòng điện của toàn bộ hệ thống 1a I, = 1(A)

Điện áp dợn sóng (Ripple Voltge) :

Ver = —£— (: thời gian giữa các đỉnh sin)

Với mạch chỉnh lưu dùng cầu thì ta có t= 10ms (f=50H2)

Để ổn áp cho nguồn 5 Vọc thì ta chọn IC ổn áp chuyên dùng LM7805 với lowax=0,5

: Thây Vũ Đỗ Cường Nguyễn Văn Xuân — Nguyễn Minh Kha

ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP : GIÁO TIẾP MÁY TÍNH ĐIỀU KHIỂN MÁY IN PHUN “Trang 14

Với dòng tải là lrwax = 1(A) thì ta phải mắc thêm Q1 để tăng cường dòng tải:

Imax = InMax + Max => lewAx — IsMax= 1 -0,5 = 0,5 (V)

Chọn Q1 =2§B564 với Icwax = 1,5 (A) ; B = 30

Qua các thử nghiệm ta chọn giá trị dòng điện của toàn bộ hệ tiếng là Iụ= 1(A)

Điện áp dợn sóng (Ripple Voltge) :

Vạp = — ——EE— (t:ưhờigian giữa các đỉnh sin)

Với mạch chỉnh lưu dùng cầu thì ta có t= 10ms (=50Hz)

na sa a tung: a Z

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP : GIAO TIÉP MÁY TÍNH ĐIỀU KHIỂN MÁY IN PHUN

Suy ra : Vpc = 14,51 (V)

(A)

Trang 15

Để ổn áp cho nguồn 12Vọc thì ta chọn IC ổn áp chuyên dùng LM7812 với lomax=0,5

Với dòng tải là luwax = 1(A) thi ta phải mắc thêm Q2 để tăng cường đồng ti:

Imax = Inmax # lLMAx => ÏeMax~— lnwAx= 1 ~0,5 = 0,5 (V)

Chọn Q2 = 2SB564 với IcwAx = 1,5 (A) ; B= 30

ris LƯ7L7T1°7LƯ 8ƒ E7 Lớơ

IC 74LS373 là một IC chuyên dùng để chốt dữ liệu 8 bit dùng là đệm dữ liệu ngõ ra

cống máy in dé đưa qua mạch khuếch đại láy đầu phun của máy in Đồng thời dữ liệu đưa ra

từ cổng máy in sẽ được đệm dùng làm data

đầu phun đang in trên sản phẩm

đưa vào mạch hiển thị để hiển thị những ký tự mà

đang có dữ liệu đặt vào)

Control ở mức cao thì bất chấp tín hiệu ở chân Enable thì lúc này ngõ

ở cao (Tương ứng với khóa không cho dữ liệu xuất ra ngoài, mặc dù

SVTH : Nguyễn Văn Xuân - Nguyễn Minh Kha

ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP : GIAO TIẾP MÁY TÍNH ĐIỆU KHIỂN MÁY IN PHUN Trang 16

- Khi ngõ Output Control ở mức thấp và tín hiệu ở chân Enable ở mức cao thì ngõ ra Q

sẽ được mở (Tức là nếu ta đưa dữ liệu vào D là mức 1 thì ngõ ra Q sẽ là mức I và nếu dữ liệu

vào D là mức 0 thì ngõ ra Q sẽ là mức 0),

„ Nếu tín hiệu ở chân Enable ở mức thấp và tín hiệu ở chân Output Control cũng ở mức

thấp thì sẽ bất tín hiệu ngõ vào D, ngõ ra Q lúc này sẽ bị chốt lại

Chân 3.4.7.8.13,14,17,18 : Dữ liệu ngõ vào

Chân 2.5.6,9,12,15,16,19 : Dữ liệu ngõ ra

Chin |: Output Control

Chân II :nable,

Chân 10 GND

Chân 20 ;V¿,

3.2)- SƠ ĐỒ MẠCH ĐỆM DỮ LIỆ

„— Mỗi một đâu phún của máy in được điểu khiển bởi một bịt dữ liệu từ cổng máy in gởi

tá, Ở đáy chúng trị chỉ có 7 đâu phun nền ta sẽ sử dụng 7 đường data từ cổng máy in Dữ liệu

ve hie dita vaio cae chan 3,4,7/8.13,14,17 của 2 ICL§S373 Ngoài ra chúng ta còn sử dụng

hán số [ của công máy in (Sưobe; dụng lam xung Clock cho mạch hiển thị hoạt động,

Chan Suobe nay sé duve dém qua chan 14 IC] 741.8373, Chan s6 16 cia eéng méy in (Init)

i amt xtng Clear cho mach hién thi va duse dém qua chan sO 18 IC2 74LS373, mach

biển thị sẽ Clear khi đã hiển thị xí n nội dung được nhập từ bàn phím máy tính

Từ đó ta xây dựng được mach dém dữ liệu từ cổng máy in để đưa qua mạch khuếch

đại láy đầu phun của máy in va mach hi¢n thi st dung IC 748373 như sau :

Do dữ liệu được xuất ra từ máy tính, tất cả các dữ liệu này sẽ được xuất ra dưới sự

khống chế của máy tính nén ci Enab 4 2 IC 741.8373 sé dude nối lên mức 1 Khi chan Enable ctia 2 IC 741.8373 dude nối lén mức | thi khi dữ liệu được đưa đến 2 IC này lập tức sẽ được đưa ra ngoài

- AM NHAN SAN PHAM : - _

er TM ta phải thiết kế một mạch có khã năng nhận biết được hun hay không có sản phẩm chạy an phim cl ngang qua đâu phun Từ đó máy tính đầu phun có sẵn phẩm :

eee ae TRỤ mà % gởi dữ liệu ra cho hợp lý Cụ thể là khi có sản phẩm đi ngang

ua thì máy tính sẽ gởi dữ liệu ra ngoài tương ứng cho một lẫn in và sẽ ngưng cho đến khi nào

lân phẩm di qua khôi đầu phun, máy tính sẽ không gởi dữ liệu ra khi chưa nhận biết được sự

hiện của sản phẩm trước đầu in

SVTH : Nguyễn Văn Xuân — Nguyễn Minh Kha

ee

MAY TÍNH ĐIỀU KHIỂN MÁY IN PHUN Trang 17

lệc thiết kế ra một mạch có khã năng nhận biết được sản

và đáp ứng được tầng số khá cao, không bị ảnh hưởng của

ĐÔ ÁN TỐT NGIIIÊP : GIÁO TIẾP

Với yêu câu như trên thì v

phẩm phải đảm bảo sự chính xác

nhiểu bên ngoài,

Qua khảo sát các mạch cảm nhận thực tế nhóm thiết kế đã quyết đi ết kế

mạch cảm nhận sẵn phẩm bằng cách sử dụng led hổng ngoại và Thao le Gund Bang ti hồng ngoại phát ra ánh sáng hồng ngoại chiếu vào sản phẩm Sau đó sẽ dùng photodiot thu

lại ánh sáng hong ngoai phan xa từ sản phẩm Nhóm thiết kế sẽ đùng hai bộ phát thu đặt cách

nhau 2 em dé nhận biết sản phẩm sẽ đi từ phải sang trái hay là sắn phẩm đi từ trái sang phải

từ đó nììy tính sẽ nhân tín hiệu này để đưa ra dữ liệu in thuậi thay im.ngược cho thích hợp 3.1) SU DO KHỔI MẠCH CẮM NHẬN SA " ,

66 dao dong fay J m.5 uốch đại ——| Led phát ; |

Mach phat sung, séng héng ngoai

Khối dao động: tạo ra song máng là xung vuông tẩn số I0khz để tín hiệu phát đi

không bị nhiễu có trong không gian chung quanh mỗi khi tín hiệu phát ra dưới dạng tia sáng

hồng ngoại

Khuếch đại : Nâng biên độ của sóng mang sau đó đưa vào led hồng ngoại phát ra môi trường bên ngoài

+ Khối thu tín hiệu:

Đầu thu có nhiệm vụ nhận sóng từ bộ phát truyền tới

Khuếch đại : nâng biên độ sóng, tách sóng, lọc dãy thông 1Okhz

Biến đổi tần số sang điện thế ma = fen a

Bộ tricgger Schmith : làm cho tín hiệu ngã ra biến đổi gọn và nhanh Nếu thời gian

biến đổi ngã vào quá lâu, ngã ra của một linh kiện logic chuẩn có thể bị dao động hay biến đổi thất thường, với ngã vào loại Smith đícgger sẽ tạo ra những biến đổi gọn và nhanh ở ngã

Ta Bộ tri chmith dùng làm để sửa dạng xung 7

4 Si Giới THIỆU CÁC LINH KIỆN SỬ DUNG TRONG MẠCH CẮM NHẬN SAN PHAM:

3.2.1)- LED hồng ngoại (IR LEDS): ,

Feb nine ngoại còn gọi là nguồn phát sóng, hông ngoại (Infrared emitters) vat liệu

dùng để chế tạo nó là GaAs với vùng cấm có độ rộng khoảng 1,43eV tương ứng với bức xạ

khoảng 900nm LED hồng ngoại có hiệu suất lượng tứ cao hơn so với loại LED phat ra ánh

sáng trông thấy được Hình 3.2.1.1 cho chúng ta cấu trúc của các loại ở hình bên trái (950nm)

Trong pha epitaxy lồng, một lớp tinh thể toàn hảo mọc lên từ lớp nên n-GaAs với tính chất

lưỡng tính (amphoteric) của tạp chất Silic, lớp chuyển tiếp PN được hình thành tự động trong quá trình pha epitaxy lỏng Bằng sự pha tập với Silic, ta có bức xạ với bước sóng 950nm Mặt

đưới của diết được chế tạo sao cho như một gương để phản chiếu tỉa hồng ngoại phát ra từ lớp

chuyển tiếp PN

TPP ¡s Nanun Văn Vuân - NoanvÊn Minh ha

n PR ‘ a »

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP : GIÁO TIẾP MÁY TÍNH pIỀU KHIỂN MÁY IN PHUN

Structure of the diode body of an IRED

IR (950nm) IR (900nm) ¡

IR

Trang 18 (820-880nm)

„ oe Burrus Type

Iinediigy GAG IRED -2M.s52 22A2 ED 16ng

hee wee ‘mum Oxide

= Ber we tae act ,

rộng của vùng cấm có thể được thay déi thy theo

liệu (GaAl)As Trong trường hợp

lượng nhém (Al)

Với cách này, người ta có thé tao ri

sự điều hưởng sao cho LED hồng ngơi

ctia dé nhay cdc detector

Chúng ta có xem lại lần nữa phổ tân số của sóng điện từ trong Hình 1.1.2 Sóng hổng

ngoại chiếm một khoảng rộng nhất nhưng cho đến nay chưa được ứng dụng rộng rãi như các

sóng khác có tần số thấp hơn Từ ánh sáng thấy được ta đến hồng ngoại gần, hồng ngoại trung,

bình, hổng ngoại xa và hồng ngoại rất xa Với detector làm bằng vật liệu Antimon - Indium,

người ta có thể đò được tia nóng cách hàng Km với độ chính xác 01 C Với cách này ta có thể

nhìn thấy mọi vật vào ban đêm Các vệ tỉnh cho những không ảnh về thời tiết, cây cối, tài

nguyên thiên nhiên Ai bế :

ccna te hep gồm chủ yến ảnh sáng mặt trời, thành phần hồng ngoại gần như rất ít

Hồng ngoại bị bầu khí quyển hấp thu phần lớn Hình 3.2.1.3 cho ta sự hấp thu có chọn lọc qua

bầu khí quyển Sóng hồng ngoại có độ đài (12mm ; 1,6mm ; 2,2mm va 4mm) xuyên suốt bầu khí quyển và đến mặt đất, trong khi ở các độ dài sóng khác, sóng hồng ngoại bị hấp thu gần

Phần ánh sáng trông thay dug

ý

dải sóng giữa 850 và 900nm và do đó có thể tạo

+ ra bước sóng thích hợp nhất cho điểm cực đại

c tương ứng với khoảng cực ni ain tỉa nắng mặt trời và

a i ốt du khí gi ế cho thấy sự tiến hóa của sự sống

kh đại của sự trong suốt qua bầu khí quyển Thực t ụ

2 ;

trên quả đất được phát Tiền theo các điểm cực đại này Trong các hệ thống thái dương khác

có thể có sư khác biệt Người ở ngoài trái đất ở các hành tỉnh của các hệ thống thái dương

khác có thể nhìn thấy bằng tỉa hồng ngoại hay cả tỉa cực tím, vì khoảng ánh sáng mà ta nhìn

thấy được có khả năng bị bầu khí quyển ở đấy hấp thụ hay Mặt trời” ở đấy không phát ra

và

nếu họ đến quá đất ta, họ sẽ thấy quả đất ta là tăm tối!

ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP : GIÁO TIẾP MÁY TÍNH ĐIÊU KHIỂN MÁY IN PHUN Trang 19

k—Tẩn sổâmtham

Lưới điện Tiếng nói

50Hz 60Hz

Duang cẩm ca SE aoe EEEP den

à vũ trụ ụ_— TÍa X cứng |, Tia Gamma va

Hiòng ngoài gần được ứng dụng rồng rái trong công nghệ thông tin hiện đại, trong sự tự

động hóa trong công nghiệp, [.ưdng thong tin cá thể đạt tới 3MbiUS Trong kỹ thuật truyền

một lúc T300 điện thoại hay 12 hình qua một sợi quang dẫn với đường kính

Osan với khoảng cách 10 đến 20m ' Lương thông tin được truyển đi với ánh sáng hồng ngoai Kin gap nhiều lẫn số với sóng điện từ ma người người ta vẫn dùng

Nguồn phát sóng hồng ngoại và phổ của nó

nguồn sóng nhân nụ chứa nhiều sóng hồng ngoại Hình 3.2.1.4 cho ta

quang phổ của các nguồn phát sáng n4

tạ bằng bí quang dẫn không cần

IRED : Diệt hồng ngoại

LA: Laser bén dan

LR : Đèn huỳnh quang

Q : Đến thủy ngân

Ww i Bóng đèn điện với dây tim Wolfram

Phổ của mắt con người và Phototransistor (PT) cũng được trình bày để so sánh Đèn

thủy ngân gần như không phát tia hồng ngoại Phổ của đèn huỳnh quang bao gồm các đặc tính

phổ của các loại khác Phổ của Photatransistor khá rộng Nó không nhạy trong vùng ánh sáng

thấy được, nhưng có cực đại ở đỉnh phổ của LI:D hồng ngoại

SQƯUTH - Nuuvễn Văn Xuân - Nguyễn Minh Kha

ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP : GIÁO TIẾP MAY TINH ĐIỆU KHIỂN MAY IN PHUN Trang 21

,Sóng hồng ngoại có những đặc tính quang học giống như ánh sáng (sự hội tú qua thấu

kính, tiêu cự ) Ảnh sáng và sóng hồng ngoại khác nhau rất rõ trong sự xuyên suốt qua vật

chất Có những vật mắt ta thấy “phản chiếu sáng” nhưng đối với tỉa hổng ngoại nó là những

vật “phản chiếu tối” Có những vật ta thấy nó dưới một màu xám đục nhưng với ánh sáng

hồng ngoại nó trở nên trong suốt Điều này giải thích tại sao LED cho màu xanh lá cây, màu

đỏ, Vì rằng vật liệu bán dẫn “trong suốt” đối với sóng hồng ngoại, tia hổng ngoại không bị

yếu đi khi nó phải vượt qua các lớp bán dẫn để đi ra ngoài,

Đời sống của I.?D hồng ngoại dài đến 100.000 giờ (hơn 11 năm !) LED hồng ngoại

không phát sáng cho lợi điểm trong các thiết bị kiểm soát vì không gây sự chú ý

Linh kiện hồng ngoại

Người tà có thế dùng quang trở, Phototransistor, Photodiôt để thu sóng hồng ngoại

a DE thu sóng hồng ngoại trung bình và xa phát ra từ cơ thể con người, vật nóng loại svtor với vật liệu Ƒnhitmtitanat hay tấm chất dẻo Polyviny-Lidendifluorid (PCDE) Cơ thể

tới phát ra tá hồng ngoái với đố dài sóng từ 8 L0mm

Wavelength (IF = 100mA, Tp = 20ms) & a 20 in

Spectral Bandwidth (IF = 100mA, Tp = 20ms) ọ +25 Deg

ĐỖ ÁN TỐT NGHIỆP : GIÁO TIẾP MAY Tin pif a

3.2.2 Photo transistor: BU KHIEN MAY IN PHUN Trang 22

Trên nguyên tắc tá có thể biểu Phoư2ransistor gồm một Photodiôt véi 1 transistor

Transistor lam nhiém vụ khuyếch dai Photwtransistor là một linh kiện tổ hợp quang điện đơn

giản nhất, Trong Hình 3.2.2.1 ta có cấo trúc của mót phototransistor gồm có cực phát Emitter

c (p) và cực góp (nj Cue g m có một lớp n với mật độ pha tạp thấp và một lớp

n+ với mật độ pha tạp cao Vì rằng trong vùng n+ có độ pha tạp cao, chiều dài khuyếch tán

Lp của lỗ trống tương đối ngắn do đó tốc độ tái hợp cao, cho nên phần lớn nhất của đồng

quang điện sơ cấp lcb của điốt collecsor - Basic được hình thành hầu hết ở hai lớp n và p Như

thế Phototransistor không nhạy với ánh sáng có sóng đài so với photodiốt Phần lớn ánh sáng

có bước sóng dài được hấp thu ở lớp n+ Vì cực gốc cẩn phải có điện trở khá nhỏ, cho nên nó

được chế tạo rất mỏng (10 20um) Phần lớn bể mặt của Phototansistor được phơi ra ánh

sáng là phần của cực gốc - nơi nối điện cực gốc và cực phát nằm bêrr cạnh Độ khuếch đại của

Phototransistor từ 100 đến 1000 Độ khuếch đại (dòng quang tử) không tuyến tính đối với

cường độ chiếu sáng khoảng từ 10% đến 20% Ta có dòng điện cực góp Ic bằng (1+) lần dòng quang điện ngắn mạch Ish:

le=(1+§) Ish oo a ; ;

So véi Photođiôt, Phototransistor làm việc chậm hơn vì hiệu ứng Miller (Điện dung

giữa cực gốc và cực thu) Thời gian lên và xuống của một Phototransistor có liên hệ như sau:

v i tai ta cổ thối s có thời gian lên/xuống của 1 transistor khoảng 30ps Phototransistor P

lam ete ni tn Khz tho các công việc như : quang chắn, bộ phận

doc thé đục lỗ

hay băng giấy đục lỗ

Phototransistor có t

lầm việc với tần số đến vài :

so với photodiốt Một phototransistor có th

(Hình 3.2.2.2)

thất vài trăm Khz, trong khi đó photodiốt có thể

ân cổ iéc cao nl 3

ân số làm vit ¡ chục Mhz Tuy nhỉ ên phototransistor có độ nhạy gấp vài trăm lần

ế làm việc như một photođiốt nếu bỏ trống cực phát

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP : GIAO TIẾP MÁY TÍNH ĐIỀU KHIỂN MÁY IN PHUN Trang 23

Total Power Dissipation ICD 10 nA

Collector Park Current (VCE = 20V) ICL 6 mA

Collector Light Current (VCE = 5V) dp 780 nm

Range of spectral bandwidth (90%) fe 170 Khz

Cut-off Frequency Td 1.8 HS

Rise time

Độ ÁN TỐT NGHIỆP : GIAO Tì

Ấn tới rang 2

MÁY TÍNH ĐIỆU KHIEN MAY IN PHUN

Fall time + Trang 24

Sơ đô chức năng của IC 555

Xét sơ đổ chức năng IC 555 trong ÍC có hai tầng so áp là So sánh 1 và So sánh 2

Trong IC các mức điện áp chuẩn lấy trên 3 điện trở R1 Ngõ vào C) của tầng so áp so sánh Ï

lấy qua điện áp mẫu là 2/3 Vcc, ta có thể thay đổi mức áp mẫu này qua chân số 5 Chân số 6

lấy điện vào cho tầng so sánh 1 Cổng vào (+) của tầng so ấp so sánh 2 lấy mức áp mẩu bằng

1/3 Vee Chân số 2 lấy áp vào cho tầng so áp so sánh 2 Trang thái ra của hai tẳng so áp làm

đổi trạng thái của tầng đa hài song ổn 4 Ngã ra của tang nay tác động vào tính tắt dẫn của

transistor Q Chân số 7 có thể dùng để kiểm soát tính nạp xả của tụ điện C Ngã ra của tầng

đa hài song ổn sau khi đảo pha qua tâng khuếch đại đệm 3 sẽ ra trên chân số 3 của IC IC làm việc với chân số 1 nối mass (0V), chân số 8 nối nguồn dương và chân 4 tạo chức năng Reset

đặt IC trổ lại trạng thái ban đầu a dùng để khống chế đường xã điện, nhờ vậy có ¬

, _ Do IC cé hai ting so 4p và kết quả r: ct

mach dao động, mạch đơn ổn V.v

+* Hình dạng và chức năng các chân của IC 555 :

Chan sé 1: Mass

ỹ : [6] [5] Chân số5 : Điện thế điều khiển

Chân số2 : Kích nẩy Chân số 6 : Điện thế thềm

Chân số7 : Xổ điện

Chân số4 : Reset Chân số8 : Vcc

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP : GIAO TIẾP MÁY TÍNH pIỆu

3.3.1)- Thiết kế mạch phất hổng nao; KHIỂN MAY IN PHUN Trang 25 3.3.1.1): Khảo sát mạch phi ổn dùng IC 555;

nguồn dương, R(B) nối từ chân số 7 qua ình vẽ 1 và 2.Tại thời điểm t=0 điện

Để hiểu sự vận hà: es dn Refl(5V), lic này điện áp ngã ra trên chân số

BAR 1 te +} ¡ điện fp wen chân số 2,6 vừa hơi hơn mức ấp chun Ref2(10V) thì mức áp

n: A oe

:

pO AN TOT NGHIED:: GIÁO TIẾP MÁY TÍNH ĐIỀU KHIỂN MÁY ]N PHUN nguồn dương, R(B) nối từ chân số ĐỂ neu a ein Root ade tat 96,7 qua chân số 2,6 Tụ ni hân, xuống ma 7 số ii Trang 26

R(A)+R(B) Khi điện áp trên chân số 2, 6 vừa hơi cao lên nức de cate aon

mức áp ngã ra chuyển xuống mức thấp, khóa điện tại chân số 7 đóng lại, tụ C1 chuyển sang

thời kỳ xã điện Dòng xã chảy qua R(B) Khi điện áp trên chân số 2, 6 vừa xuống mức thấp

hơn mức áp chuẩn RefI(SV) thì chu ky sau lại tiếp diễn Mạch đã chuyển vào trạng thái dao

Qua phần tích trên, chúng ta thấy:

thời ký ngà ra ở mức cao cũng là lúc tụ C1 nạp dòng qua R(A) + RC) là :

thun = 0,09 x (CA) + È)) xCI

Chet ky nya ra j mức thấp cũng la lúc tụ C71 xã đồng qua R(B) là :

"öÔÔÔÔÔ Ô

ly chu ky tin higu sé la: T= teas + ow '

0.69 x (RCA) +2 * RUB) x

Tân số tín hiệu là :f= 1/T = 1.44/‹A) +2 x R(B)) x CI

3.3,1.2)- Thiết kế mạch dao dong 1UKHz cho mạch phát

Từ sơ đồ mạch trên ta dựa xao đác tính phi ổn (đao động) của IC555 Để thiết kế mạch

dao động tạo ra tần số IOKHz dùng làm sóng mang cho mạch phát hồng ngoại :

ĐỖ ÁN TỐT NGHIỆP : GIAO TIẾP MÁY TÍNH: a E 'H Bit pgệ ẾN MA

3-3.14)- Thiết kế mạch khuếch đại phate ` “HIẾN MÁVVPHUN Trang 27

«— Chọn Led hồng ngoại LI2271

bien the cue dat Vj max = 5V

cực dai qua Led Í,„ax = 130(mA)

tiêu tán Pox = 210¢mW)

ngã ra trung binh : 6(mW/Sr) & 100(mA) Led phát hồng ngoại có công suất phát mạnh, lâu dài, chấp nhận được ta chọn dòng qua Led = 100(mA), điền áp rới trên Led Vien = 3

© Chọn nguồn cung cấp cho mạch phát là +$V

Tim điện trở RI để phan cue cho transistor

Do điện áp ngã ra chân 3 của C555 nhé hon Ver 5 V khoảng IV:

Ung vai tan s6 LOKHz):

GVIID ; Thây Vũ Đỗ Cường svi