Kỹ thuật sử dụng vi mạch chuyển đổi ADC,DAC card chuyển mạch ghi đọc eprom trong mạch chủ p1 docx

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠCH TÍCH HỢP ĐỊNH NGHĨA: Mạch tích hợp là mạch điện mà các phần tử được chế tạo đồng thời trên cùng một đế, và các phần tử này không tách rời nhau, thông thường

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠCH TÍCH HỢP

ĐỊNH NGHĨA:

Mạch tích hợp là mạch điện mà các phần tử được chế tạo đồng thời trên cùng một đế, và các phần tử này không tách rời nhau, thông thường người ta gọi là IC (Intergrated Circuit)

Với sự phát triển không ngừng về kỹ thuật và công nghệ chế tạo linh kiện điện tử, đã cho ra đời những mạc` tích hợp có độ tin cậy cao, kích thước nhỏ Tính

đa dụng cũng như tính kinh tế cũng được phát huy

Theo mức độ tích hợp ta phân ra các mạch tích hợp sau:

 Loại nhỏ ( SSI ) chứa dưới 12 cổng logic cơ bản

 Loại vừa ( MSI ) tích hợp đến cả trăm cổng logic cơ bản

 Loại lớn ( LSI ) tích hợp đến cả ngàn cổng logic cơ bản

 Loại cực lớn ( VLSI ) tích hợp đến hơn một ngàn cổng logic Đây là các loại mạch vi xử lý

Theo chức năng vi mạch người ta phân ra các loại sau:

 Vi mạch tương tự ( Analog IC )

 Vi mạch số (Digital IC )

 Vi mạch chuyển đổi ADC, DAC ( Analog – Digital Converter )

 Vi mạch nhớ ( Memory IC )

 Vi mạch vi xử lý (Processor)

Và nhiều loại vi mạch chuyên dụng khác nữa

VI MẠCH SỐ:

Vi mạch số là các vi mạch mà nó chỉ làm việc đúng với các tín hiệu gián đoạn, rời rạc Các tín hiệu này chính là các giá trị có điện (High) và không có điện (Low) của điện áp

Với sự phát triển rất nhanh vað mạnh của kỹ thuật số Vi mạch số ngày nay đang được ưa chuộng và được ứng dụng trong các ngành then chốt như: máy tính điện tử,

đo lường, điều khiển… cũng như trong lĩnh vực dân dụng như quang báo…

Bằng công nghệ khác nhau mà nhà chế tạo đã sản xuất ra IC số theo 2 loại chính để tạo nên 2 loại IC phổ biến

TTL ( Transistor – Transistor logic ) làm việc ở mức điện áp 5v ± 10%

CMOS ( Complementary Mos) làm việc ở điện áp cao hơn với 1 dãy rộng

Điển hình của loại IC TTL là họ 74xx, 74Hxx, 74LSxx,… và cho CMOS là 74Cxx,74CHxx, 45xx

Mỗi loại có những ưu việt cũng như khuyết điểm riêng Tùy vào những ứng dụng cụ thể mà ta chọn cho thích hợp

VI MẠCH NHỚ:

Là vi mạch có khả năng lưu trữ dữ liệu Về mặt điện tích thì chúng được xem như nhiều ô nhớ mà ta có thể đặt vào một giá trị điện áp là High hoặc Low Và giá trị này sẽ được lưu trữ theo thời gian tùy theo từng loại Có 2 loại mạch nhớ cơ bản là ROM và RAM

III.1 Ram ( Random Access Memory):

Là bộ nhớ có thể truy xuất và ghi vào Nói cách khác RAM là bộ nhớ thay đổi, nghĩa là nó sẽ mất dữ liệu khi bị mất nguồn nuôi

Có 2 loại RAM sau:

III.1.1 SRAM ( Static RAM):

Được gọi là RAM tĩnh, là dạng RAM hoạt động theo nguyên tắc của Flip – Flop D dữ liệu ghi vào được tồn trữ theo thời gian

III.1.2 DRAM ( Dynamic RAM):

Được gọi là RAM động Là dạng RAM hoạt động như tụ điện, do đó dữ liệu có thể bị mất sau khi ngắt điện Vì thế đối với DRAM để đảm bảo không mất dữ liệu thì ta phải làm tươi RAM sau một khoảng thời gian ấn định

III.2 ROM (Real Only Memory):

Là bộ nhớ chỉ có thể đọc được dữ liệu được ghi trước từ nó Nhưng cũng có một số loại ROM ta có thể ghi vào nó với một số điều kiện đặc biệt

Hình 1: Sơ đồ logic ROM được đơn giản hóa

ROM

A3

A2

A1

A0

D7

D0

Data bus Andress Bus

Control Input

Tùy theo công nghệ chế tạo và cách thức ghi dữ liệu mà ta có các loại ROM sau:

III.2.1 PROM (Programmable ROM ):

Là loại chỉ ghi được dữ liệu một lần và không đổi được nữa Người sử dụng có thể tự lập trình trên PROM Thường gọi là ROM cầu chì, có giá thành thấp, được sử dụng trong các ứng dụng quy mô nhỏ

III.2.2 MROM (Mask – Programmed ROM):

Là loại ROM chỉ sản xuất theo đơn đặt hàng vì chỉ được lập trình một lần duy nhất và chương trình được cài sẵn trong quá trình chế tạo của nhà sản xuất



Thường gọi là ROM mặt nạ III.2.3 EPROM (Erasable ROM):

Là loại ROM lập trình được nhiều lần Mỗi lần lập trình sai có thể lập trình lại bằng cách xóa đi trước khi thực hiện chương trình mới

Xóa EPROM bằng cách chiếu tia cực tím vào cửa sổ trên thân EPROM Khi EPROM được xóa sạch có nghĩa là toàn bộ tế bào nhớ đều ở mức 1

EPROM được ký hiệu 27xxxx

III.2.4 EEROM (Electrically EPROM ):

EPROM có 2 nhược điểm sau:

Muốn thay đổi chương trình khác phải đem đi xóa và lập trình lại, việc này rất tốn thời gian

Khi ta muốn thay đổi nội dung của một bit tại một địa chỉ nào đó thì phải xóa toàn bộ EPROM

Do đó EEPROM đã ra đời để cải tiến EPROM

EEPROM có thể xóa bằng điện Và khi xóa có thể xóa toàn bộ hay từng từ (Word) trong ma trận nhớ

Ký hiệu EEPROM: 28xxx

Điện áp lập trình là 5v vì bên trong có bộ chuyển đổi DC sang DC (từ 5v÷21v)

VI MẠCH VI XỬ LÝ:

Vi xử lý là vi mạch lớn hoặc cực lớn (LSI hoặc VLSI ) có chức făng tương tự đơn

vị xử lý trung tâm ( CPU: Center Processer Unit ) của máy tính thông thường nhưng mức độ thấp hơn về tốc độ cũng như về khả năng xử lý và xuất dữ liệu

Một vi xử lý có thể thực hiện vài trăm lệnh đến hàng ngàn lệnh Do đó nó có khả năng thực hiện được rất nhiều việc khác nhau tùy theo yêu cầu của người sử dụng

Tính ưu việt của vi xử lý trong kỹ thuật điều khiển và đo lường ngày càng được khẳng định do tính mềm dẻo của phần mềm Mặc dù nó phức tạp trong hoạt động thiết kế, nhưng tính kinh tế là một ưu điểm và kích thước nhỏ

Thông thường 1 hệ vi xử lý gồm có 2 phần chính:

 Phần cứng

 Phần mềm

Phần cứng bao gồm 3 phần chủ yếu: đơn vị xử lý trung tâm (CPU), khối nhớ, khối vào ra Ngoài ra còn có các đường dẫn tín hiệu, bộ dao động …

Phần mềm: là các chương trình do người sử dụng viết để điều khiển theo yêu cầu của mình

Một số vi xử lý thông dụng hiện nay là Z80, 6800, 8085, 8031… Càng về sau thì các hệ vi xử lý càng tiến bộ về khả năng xử lý dữ liệu và tốc độ xử lý…

Sơ đồ cấu trúc 1 bộ vi xử lý:

OUT

IN Addess Bus

Data Bus Control Bus

CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU KIT PROFI – 5E

GIỚI THIỆU VỀ EPROM 2764 I.1 GIỚI THIỆU:

EPROM 2764 do hãng Intel sản xuất có các đặc điểm

Nguồn cung cấp Vcc = 5v

Dung lượng: 8k x 8 bit ( gồm 65.536 bit)

Thời gian tối đa để lập trình chọn IC 2764 là 420s

Thời gian truy xuất tối đa:

 Chế độ bình thường là 280 ns

 Chế độ nhanh là 200ns

Xung lập trình đơn

Công suất tiêu tán thấp

 Ở chế độ hoạt động: dòng tối đa 150mA

 Ở trạng thái chờ: dòng tối đa 35mA

Hoạt động dựa trên các thông số của họ TTL

Ngõ ra 3 trạng thái

Lập trình bằng điện và xóa bằng tia cực tím

I.1.1 SƠ ĐỒ CHÂN CỦA EPROM 2764:

Trong đó:

A0 đến A12 bus địa chỉ (ngõ vào)

D0 đến D7 bus dữ liệu (ngõ ra)

OE: điều khiển cho phép ngõ ra (ngõ vào)

CE: điều khiển chọn chip (ngõ vào)

Vpp: điện áp lập trình

PGM: xung lập trình với độ rộng cần thiết

I.1.2 BẢNG TRẠNG THÁI HOẠT ĐỘNG EPROM 2764:

CHÂN Chế độ

CE (20)

OE (22)

PGM (27)

VPP (1)

VCC (28)

OUTPUT (11-13,15-19) Đọc VIL VIL VIH VCC VCC Ra Chờ VIH X X VCC VCC Z cao Nạp C/T VIL X VIL VPP VCC Vào Kiểm C/T VIL VIL VIH VPP VCC Ra

Cấm nạp C/T VIH X X VPP VCC Z cao

Trong đó các điện áp:

VIH tương ứng với mức logic 1 của TTL

VIL tương ứng với mức logic 0 của TTL

X: là trạng thái không quan tâm

I.1.3 SƠ ĐỒ KHỐI EPROM 2764:

I.2 CHẾ ĐỘ ĐỌC:

Logic điều khiển Giải mã Y

Giải mã X

Đệm ngõ ra

Mạch của Y (Y gating)

Ma trận nhớ 65.536 bit

D0÷D7

Vpp

Vcc

GND

A0÷A12

OE CE/PGM

A0

A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9

A10 A11 A12

CE

OE PGM VPP

00

01 02

03

04

05

06

07

11

12

13

15

16

17

18

19

10

9

8

7

6

5

4

3

25

24

21

23

2

20

22

27

1

2764

Giản đồ xung chu kỳ đọc:

Khi các chân CE, OE ở mức logic 0 và Vpp ở +5v thì chế độ đọc được xác lập

Dữ liệu chỉ xuất ra trong một khoảng thời gian tACC, tOE

I.3 CHẾ ĐỘ CHỜ:

Từ bảng trạng thái, khi CE ở mức logic 1, Vpp ở mức +5v thì chế độ chờ được thiết lập Ở chế độ này làm giảm công suất tiêu thụ còn 75% Dòng điện tiêu thụ tối đa 35 mA Các ngõ ra ở 3 trạng thái (Hi – Z ), độc lập với ngõ vào CE

I.4 CHẾ ĐỘ LẬP TRÌNH:

Chế độ lập trình sẽ được hoàn hảo khi EPROM đã được xóa sạch Khi đó, các bit của EPROM đều ở trạng thái logic 1 Việc lập trình được tiến hành từ địa chỉ thấp nhất đến địa chỉ cao hơn và nó sẽ kết thúc khi ta hết dữ liệu đưa vào mà không đòi hỏi là phải chiếm hết các ô nhớ của EPROM

Để lập trình EPROM 2764 ta cần thực hiện các bước cơ bản sau:

Đưa địa chỉ vào bus địa chỉ của EPROM để chọn ô nhớ lập trình

Đưa dữ liệu cần nạp vào bus dữ liệu của EPROM Mỗi lần dữ liệu vào thì ô nhớ tự động tăng lên 1 đơn vị

Điện áp cần nạp EPROM 2764: Vpp =+21v hoặc =+12,5v Chân CE được nối xuống mass (mức logic 0)

Khi công việc trên đã hoàn tất nghĩa là địa chỉ và dữ liệu đã ổn định thì xung lập trình được đưa vào chân PGM

Giản đồ xung lập trình:

Khi lập trình, người lập trình có thể thâm nhập bất kỳ ô nhớ nào vào bất kỳ lúc nào Việc chọn địa chỉ có khoảng cách liên tục hay ngẩu nhiên

I.5 CHẾ ĐỘ CẤM LẬP TRÌNH:

Chế độ này sẽ thực thi khi người viết chương trình điều khiển chân CE lên mức logic 1 Lúc này các ngõ ra ở tổng trở cao Chế độ cấm lập trình nói chung và chân CE nói riêng được xem như là một công tắc chọn lựa khi mà ta lập trình song song nhiều EPROM 2764 cùng một lúc

I.6 CHẾ ĐỘ KIỂM TRA LẬP TRÌNH:

Khi ta chuyển sang chế độ này với mục đích là kiểm tra những dữ liệu vừa nhập và xem có sai sót không Khi kiểm tra các chân CE, OE ở mức logic 0, Vpp = +21v

GIỚI THIỆU VI XỬ LÝ 8085:

Vi xử lý 8085 do hãng Intel sản xuất Đó là vi xử lý 8 bit, các vi xử lý 8 bit là sự cải tiến của các vi pử lý 4 bit ra đời vào đầu thập niên 70 Có nhiều hãng sản xuất vi xử lý 8 bit như: Intel, Motorola, Zilog… Việc chọn vi xử lý 8085 làm kit có những ưu việt của nó

II.1 ĐẶC TÍNH ĐIỆN:

Nguồn cung cấp: 5v ±10%, Imax = 170 mA