THIẾT KẾ CARD GIAO TIẾP MÁY TÍNH ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN BỘ NGUỒN

http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Luận Văn Tốt Nghiệp BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐỘC LẬP _ TỰ DO _ HẠNH PHÚC KHOA ĐIỆN OBO OK S CO M BỘ MÔN ĐIỆN TỬ NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Sinh viên thực hiện: Lớp: Khóa: NGUYỄN MINH TUẤN NGUYỄN LÂM VŨ 95KĐĐ 1995 – 2000 TÊN LUẬN VĂN: THIẾT KẾ CARD GIAO TIẾP MÁY TÍNH ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN BỘ NGUỒN CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU: KIL NỘI DUNG CÁC PHẦN LÝ THUYẾT & TÍNH TOÁN: CÁC BẢN VẼ & ĐỒ THỊ: SVTH : Nguyễn Minh Tuấn – Nguyễn Lâm Vũ GVHD : Lê Viết Phú http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Luận Văn Tốt Nghiệp KIL OBO OKS CO M Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: LÊ VIẾT PHÚ NGÀY NHẬN NHIỆM VỤ: 30 – 11 – 1999 NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 26 – – 2000 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN THÔNG QUA BỘ MÔN Ngày tháng năm 2000 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN SVTH : Nguyễn Minh Tuấn – Nguyễn Lâm Vũ GVHD : Lê Viết Phú http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Luận Văn Tốt Nghiệp KIL OBO OKS CO M LỜ I CÁ M ƠN Chúng em xin cảm ơn Nhà trường tạo điều kiện cho chúng em học tập nghiên cứu suốt năm qua Chúng em xin chân thành cám ơn Quý Thầy Cô tận tình truyền đạt kiến thức bổ ích cho chúng em, Quý Thầy Cô Khoa Điện giảng dạy suốt trình học tập thời gian thực luận văn tốt nghiệp Xin trân trọng cảm ơn T hầ y LêViế t Phúđã trực tiếp hướng dẫn chúng em hoàn thành tốt nhiệm vụ Xin cám ơn bạn quan tâm giúp đỡ Xin cám ơn bậc phụ huynh tạo điều kiện mặt tinh thần vật chất năm học vừa qua Nguyễn Minh Tuấn Nguyễn Lâm Vũ SVTH : Nguyễn Minh Tuấn – Nguyễn Lâm Vũ GVHD : Lê Viết Phú http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Luận Văn Tốt Nghiệp KIL OBO OKS CO M NHẬ N XÉ T CỦ A GIÁ O VIÊ N HƯỚ NG DẪ N SVTH : Nguyễn Minh Tuấn – Nguyễn Lâm Vũ GVHD : Lê Viết Phú http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Luận Văn Tốt Nghiệp KIL OBO OKS CO M NHẬ N XÉ T CỦ A GIÁ O VIÊ N DUYỆ T SVTH : Nguyễn Minh Tuấn – Nguyễn Lâm Vũ GVHD : Lê Viết Phú http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Luận Văn Tốt Nghiệp LỜ I NÓ I ĐẦ U Ngày tin học thâm nhập vào tất hoạt động xã hội KIL OBO OKS CO M máy vi tính trở thành công cụ đắc lực việc hỗ trợ người Nó không làm giảm nhẹ lao động (kể lao động trí tuệ) mà giúp cho người có lực mà trước khó hình dung Máy vi tính ngày sử dụng rộng rãi nhiều quan, trường học, ngành kinh tế gia đình Theo đà phát triển nước ta trình đại hoá, công nghiệp hoá hai mục tiêu đứng đầu Nói đến công nghiệp hoá, đại hóa không nói đến trình tự động hóa, trình mà can thiệp người tối thiểu Mà để có tự động hoá khâu, nghành thiết phải có hổ trợ tin học mà cụ thể máy tính Việc sử dụng máy vi tính lónh vực đo lường điều khiển ngày phổ biến đòi hỏi phải ghép nối máy tính với thiết bò bên tải hay yếu tố chấp hành phải điều khiển được, phần tử nhập liệu đầu đo liên tục kiểm tra để cập nhật liệu phần mềm thiết kế riêng Thông thường cách giải vấn đề cách tốt thiết kế khối ghép nối với bên máy tính để trao đổi thông tin với máy tính, khối card giao tiếp Trong thực tiễn sản xuất, việc đo lường xử lý đại lượng giới thực nhiệt độ, tốc độ, nguồn điện áp… yêu cầu cấp bách thường xuyên Để phần đáp ứng yêu cầu đó, nhóm em đònh thực đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG CARD GIAO TIẾP MÁY TÍNH ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN BỘ NGUỒN Từ vấn đề đó, nhóm em Thầy LÊ VIẾT PHÚ hướng dẫn thực đề tài theo hướng tự động hóa máy tính cá nhân (Personal Computer) đơn giản phần cứng kỹ thuật lập trình Tuy nhiên thời gian có hạn, nên trình thiết kế tập luận văn tránh khỏi sai sót, chúng em mong giúp đỡ Quý Thầy Cô bạn để Luận Văn Tốt Nghiệp hoàn thiện Ngày 20 tháng 02 năm 2000 Nhóm Sinh Viên Thực Hiện NGUYỄN MINH TUẤN – NGUYỄN LÂM VŨ SVTH : Nguyễn Minh Tuấn – Nguyễn Lâm Vũ GVHD : Lê Viết Phú http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Luận Văn Tốt Nghiệp KIL OBO OKS CO M MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU PHẦN A: GIỚI THIỆU CHUNG I MỤC ĐÍCH – YÊU CẦU MỤC ĐÍCH YÊU CẦU II Ý TƯỞNG THIẾT KẾ PHẦN B: GIỚI THIỆU SƠ LƯC VỀ HỌ MÁT TÍNH IBM I BỘ XỬ LÝ TRUNG TÂM II BỘ NHỚ BỘ NHỚ ROM BỘ NHỚ RAM III CÁC THIẾT BỊ NHẬP XUẤT NGOẠI VI CÁC THIẾT BỊ NHẬP XUẤT CƠ BẢN XUẤT NHẬP TRAO ĐỔI THÔNG TIN QUA KHE CẮM (SLOT) IV SỰ PHÂN BỐ ĐỊA CHỈ TRONG MÁY TÍNH V SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN CÁC KỸ THUẬT GIAO TIẾP KỸ THUẬT GIAO TIẾP SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN KỸ THUẬT GIAO TIẾP PHẦN C: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MODULE GIAO TIẾP I SƠ ĐỒ KHỐI CỦA MODULE GIAO TIẾP II THIẾT KẾ & THI CÔNG CÁC MODULE CON MODULE GIẢI MÃ ĐỊA CHỈ VÀ ĐỆM DỮ LIỆU (MODULE 1) MODULE NHẬN TÍN HIỆU ANALOG (MODULE 2) MODULE XUẤT TÍN HIỆU ANALOG (MODULE 3) MODULE NHẬN TÍN HIỆU DIGITAL (MODULE 4) SVTH : Nguyễn Minh Tuấn – Nguyễn Lâm Vũ GVHD : Lê Viết Phú http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Luận Văn Tốt Nghiệp MODULE XUẤT TÍN HIỆU DIGITAL (MODULE 5) PHẦN D: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ NGUỒN ỔN ÁP KIL OBO OKS CO M PHẦN E: THIẾT KẾ VÀ LẬP TRÌNH CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN BỘ NGUỒN KẾT LUẬN SVTH : Nguyễn Minh Tuấn – Nguyễn Lâm Vũ GVHD : Lê Viết Phú http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật GIỚI THIỆU KIL OBO OKS CO M PHẦN A: Luận Văn Tốt Nghiệp I Mục đích – Yêu cầu đề tài: Mục đích: Nhằm đáp ứng phần yêu cầu đo lường, khống chế điều khiển thiết bò máy móc sản xuất phục vụ cho nhu cầu học tập, thí nghiệm sinh viên Bên cạnh đề tài để minh họa nhiều ứng dụng IC chốt, giải mã thông dụng thò trường với giá thành rẻ độ tin cậy cao Ta dùng IC mạch để thay IC chuyên dùng 8255… giúp ta tiết kiệm kinh phí, khả mở rộng cao mà độ tin cậy ứng dụng vừa nhỏ Yêu cầu: Card giao tiếp phải thỏa mãn yêu cầu sau: + Dễ mở rộng, dễ phát triển + Có thể điều khiển nhiều đối tượng khác (Bộ nguồn đối tượng + Dễ thay đổi + Ghép nối với nhiều chủng loại máy tính khác họ máy vi tính IBM PC + Sử dụng linh kiện sẵn có, dễ tìm kiếm, giá thành phù hợp + Khi thay đổi đối tượng điều khiển không cần thay đổi thiết kế phần cứng mà cần thay đổi phần mềm điều khiển + Có khả quản lý nhiều kênh khác + Có độ tin cậy xác cao làm việc II Ý tưởng thiết kế: Trong đề tài em chọn máy vi tính làm nhiệm vụ xử lý điều khiển có số ưu điểm sau: SVTH : Nguyễn Minh Tuấn – Nguyễn Lâm Vũ GVHD : Lê Viết Phú http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Luận Văn Tốt Nghiệp  Về phương diện đo lường: - Hiệu chỉnh dễ dàng nhờ vào phần mềm - Tự động xử lý phần mềm KIL OBO OKS CO M - Đáp ứng yêu cầu đa dạng trình sản xuất  Về phương diện xử lý: - Ưu điểm máy tính khả lưu trữ xử lý thông tin lớn linh động (có thể lưu Memory, loại ổ đóa mềm cứng) xử lý số liệu phần mềm - Các phương pháp khác khả lưu trữ thông tin, linh động, có khả thò điều khiển mà không xử lý số liệu  Về phương diện điều khiển: - Thực phương pháp điều khiển khác nhờ phần mềm  Về phương diện kinh tế: - Giá thành thi công phải phù hợp, đảm bảo độ tin cậy cao Do đối tượng điều khiển đề tài sử dụng liệu số bit nên ta thiết kế card giao tiếp với máy tính theo dạng board cắm vào khe slot theo chuẩn ISA bit mà máy vi tính PC IBM có để truy xuất liệu từ D0 đến D7 Data Bus máy tính để điều khiển đối tượng mà cụ thể đề tài nguồn ổn áp có điện áp thay đổi khoảng từ 0V đến 25,5V Ngoài ra, dựa mục đích yêu cầu nêu trên, hệ thống thiết kế theo dạng module tháo lắp độc lập Các module gắn đế cắm có nhiều slot cắm song song đế cắm kết nối với card giao tiếp gắn trong máy tính cáp để trao đổi liệu III Các bước thiết kế: Để thuận tiện trình thiết kế phân bố đòa cho card kết nối theo dạng module nhóm chúng em thiết kế theo trình tự: - Thiết kế card giao tiếp gắn bên máy tính trước, có nhiệm vụ đệm liệu giải mã đòa SVTH : Nguyễn Minh Tuấn – Nguyễn Lâm Vũ 10 GVHD : Lê Viết Phú http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Luận Văn Tốt Nghiệp KIL OBO OKS CO M } case 2: // nút 3V { int t2,ss2,s2; dienap=3; outp(ADD,30); doi_tt(cn,5,31,chon); HideMouse(); t2=inp(ADD); while (t2[...]... nối giữa máy tính – Bộ nguồn – Các Card giao tiếp, do đó mọi biến động nhiễu của bộ nguồn hay các Card giao tiếp điều có ảnh hưởng đến máy tính và làm máy tính bò treo máy Để giảm tối thiểu các ảnh hưởng trên thì bộ nguồn và các Card giao tiếp cần phải thiết kế chống nhiễu cho thật tốt (dùng tụ, bố trí các linh kiện …) và đường Mass chung này nên nối với đất Dưới đây là sơ đồ nguyên lý của card đệm... Tốt Nghiệp Bộ đồng xử lý 80x87 Bộ điều khiển đóa cứng Cổng dùng cho trò chơi (Game) Cổng song song 2 (LPT 2) Card EGA 2 Cổng nối tiếp 4 (COM 4) Cổng nối tiếp 2 (COM 2) Dùng cho card mở rộng Bộ điều khiển đóa cứng Cổng nối mạng (LAN) 378 – 37F Cổng song song 1 (LPT1) 380 – 38F Cổng nối tiếp đồng bộ 2 3A0 – 3AF Cổng nối tiếp đồng bộ 1 3B0 – 3B7 Màn hình đơn sắc 3C0 – 3CF Card EGA 3D0 – 3DF Card CGA 3E8... III Các thiết bò xuất nhập ngoại vi : (I/O DEVICES) Thiết bò ngoại vi là những thiết bò thực hiện chức năng nhập xuất dữ liệu Các thiết bò ngoại vi thông dụng được gắn với máy tính gồm bàn phím, màn hình, các ổ đóa, máy in … Chúng được gắn vào máy tính nhờ các Card giao tiếp và thông qua các Slot gắn trên Mainboard của máy tính (trên Mainboard của máy tính bao gồm CPU, ROM, RAM, Slot và các bộ phận... dể bò nhiễu) d Giản đồ xung: Clock Analog input Compara tor input OUTPUT 2.2 Giao tiếp ADC 0809 với máy tính: ADC khi nhận vào máy tính cần phải qua mạch giao tiếp với máy tính (để đảm bảo tín hiệu nhận vào được tương thích với máy tính) Hiện nay có rất nhiều phương pháp giao tiếp giữa ADC với máy tính, tuy nhiên để việc giao SVTH : Nguyễn Minh Tuấn – Nguyễn Lâm Vũ 35 GVHD : Lê Viết Phú http://kilobooks.com... xếp của vùng đòa chỉ vào/ra của máy tính PC/AT: Đòa chỉ (Hex) vào/ra 000 – 01F 020 – 03F 040 – 04H 060 – 06F 070 – 07F 080 – 09F 0A0 – 0AF 0CH – 0CF 0E0 – 0EF Chức năng Bộ điều khiển DMA 1 (8232) Bộ điều khiển ngắt (8259) Bộ phát thời gian (8254) Bộ kiểm tra bàn phím (8242) Đồng hồ thời gian thực (MC 146818) Thanh ghi trang DMA (LS 670) Bộ điều khiển ngắt 2 (8259) Bộ điều khiển DMA 2 (8237) Dự trữ cho... chọn các kỹ thuật giao tiếp: 1 Kỹ thuật giao tiếp: KIL OBO OKS CO M Ở phần trên, nhóm em đã trình bày sơ lược về các I/O và chọn vùng đòa chỉ cho Card giao tiếp Tuy nhiên, khi giao tiếp giữa các Card I/O với máy vi tính thì có rất nhiều phương pháp khác nhau nhưng có thể chia làm 3 nhóm chính như sau: - Vào / Ra điều khiển bằng chương trình (Program – Controlled I/O) - Vào / Ra điều khiển bằng ngắt (Interrupt... các card còn lại sẽ gắn vào module bao gồm card xuất tín hiệu Digital, card nhận tín hiệu Digital, card xuất tín hiệu Analog, card nhận tín hiệu Analog KIL OBO OKS CO M - Dựa trên đòa chỉ chọn trước (nằm trong vùng đòa chỉ dành cho card cắm thêm trong máy tính) thiết kế từng module đã kể trên Các module này có thể thiết kế theo thứ tự tùy ý do đã chọn trước đòa chỉ truy xuất không trùng nhau - Thiết kế. .. - Điều khiển DMA (Direct Memory Access: Truy xuất bộ nhớ trực tiếp) (8237A) - Bộ tạo nhòp (8284) - Các cổng giao tiếp song song, nối tiếp (8255) - Điều khiển CRT (6845) Ngoài ra, còn sử dụng các logic đệm, chốt và giải mã đòa chỉ II Bộ nhớ : (Memory) CPU xử lý khối lượng lớn dữ liệu Tuy nhiên vào từng thời điểm nó chỉ ghi nhận một vài byte dữ liệu, do đó cần phải có bộ nhớ (main memory) bên trong máy. .. Nghiệp tiếp này có tính khả thi cao thì phần lớn các Card giao tiếp loại này đều có chung một sơ đồ khối sau: Các tín hiệu Analog Lấy mẫu và giữ ADC Đệm Data và giải mã chọn kênh KIL OBO OKS CO M Chọn kênh Analog  Trong mạch thiết kế của chúng em thì Card giao tiếp này có khả năng nhận vào 128 kênh ANALOG, tương ứng với hai phần độc lập, mỗi phần có thể nhận vào 64 kênh Để hiểu rõ thêm về Card giao tiếp. .. là bộ phận trung tâm điều khiển mọi hoạt động của máy vi tính Nó là một mạch tổng hợp (Chip) rất phức tạp, có nhiệm vụ sau đây : - Thu nhận dữ liệu Xử lý dữ liệu Truyền những tín hiệu điều khiển Truyền dữ liệu đến đòa điểm xác đònh Nhận chỉ thò khác Máy vi tính có 3 họ chính : IBM PC với bộ vi xử lý Intel 80xxx, MACINTOSH với bộ vi xử lý Ziglog Z8000, ATARI với bộ vi xử lý Motorola 6800 Ở đây, vì tính ... Các giá trò danh đònh: - Điện áp nguồn: Vcc Vee : +18Vdc : -1 8Vdc - p ngõ vào Digital : V5 – V12 : -1 0 Vdc  +18 Vdc - p ngõ Vo : -1 1 Vdc  +18 Vdc - Dòng chuẩn I14 : mA - p chuẩn ngõ khuếch đại... khiển) : -0 .3V  (Vcc + 0.3V) - p ngỏ vào điều khiển (Start, OE, CLOCK, ALE, A, B, C) : -0 .3V  +15V - Công suất tiêu tán: 875 mW - Nhiệt độ chân hàn 10s: 300 độ C - Tầm nhiệt độ làm việc: -5 5 ... : – 70 độ C - Khoảng nhiệt độ bảo quản : -6 5 – 150 độ C - Điện áp cao cho phép : +7 Vdc - Điện áp thấp : 0.5 Vdc - Điện áp cao ngõ vào : +5.5 Vdc - Điện áp cao ngõ đất : +5.5 Vdc - Điện áp thấp