Điều khiển và giám sát thiết bị điện dùng máy tính

Điều khiển và giám sát thiết bị điện dùng máy tính

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TPHCM KHOA DIEN-DIEN TU NGÀNH ĐIỆN CÔNG NGHIỆP BỘ MƠN TỰ ĐỘNG HĨA LUẬN VĂN TỐT NGHI} | DE TÀI: DIEU KHIEN VA GIAM SAT THIET BI DIEN DUNG MAY TINH GVHD :; TH.S NGUYEN XUAN VINH SVTH : VÕ HOÀNG CHƯƠNG LỚP : 01ITĐH MSSV : 10103017 30 /¢/ 2604 '+ ¡ — NIÊN KHĨA 2001-2006 | | Số "1 mo | LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN XUÂN VINH CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH VÀ GIAO TIẾP NỐI TIẾP 35 I Các yếu tố mạng máy tính 35 Đường truyền vật lý 35 Kiến trúc mạng 36 H Phân loại mạng máy tính 36 Mạng cục ( Local Area Networks - LAN): 36 Mạng đô thi( Metropolitan Area Networks - WAN) 37 Mạng diện rộng ( Wide Area Networks - WAN) 37 Mạng toàn cầu ( Global Area Networks — GAN ) 37 III Đường truyền va thiết bị sử đụng mạng máy tính 37 Đường truyền 37 Thiết bị mạng 38 IV Đặc điểm chuẩn truyền thông 41 Chuẩn RS-232C 41 Chuẩn RS-422A 42 Chuẩn RS-485 42 V Các phương thức truyền thông 42 Đơn công 41 Bán song công(Half-duplex Communication) 41 Song công ( Full-duplex Communication) 42 VI Truyền thông tuân tự 42 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 45 I Tổng quan đề tài 45 Giới thiệu 45 Chức khối 46 II Thiết kế phần cứng 46 Mạch giao tiếp vi xử lý máy tính 46 Mạch động lực đóng cắt thiết bị hồi tiếp 49 SVTH: Võ Hoàng Chương _ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYEN XUAN VINH CHƯƠNG IV: GIAO TIẾP MÁY TÍNH VỚI VI XỬ LÝ 5Í _ A GIỚI THIỆU 51 B VI XỬ LÝ 55 I Lưu đồ giải thuật chương trình vxÌ 55 II Chương trình vi xử lý 56 C TRUYỀN THÔNG BẰNG NGÔN NGỮ VISUAL BASIC 6.0 57 I Téng quan vé visual basic 6.0 57 II Truyén thông nối tiếp dùng visual basic 57 CHUONG V: BAO CAO KET QUA THI CONG 67 I Kết thi công phần cứng 67 Mach 67 Mơ hình 70 71 Il Két qua thi cơng phần mềm 71 Chương trình vỉ xử lý Chương trình visual basic ` HI Kết đạt hướng phát triển đề tài 72 78 Kết đạt 78 Hướng phát triển đề tài 79 SVTH: Võ Hoàng Chương Chương I Gidi Thigu VE ODK 99657 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ VI DIEU KHIỂN 89C51 I GIỚI THIỆU CẤU TRÚC PHẦN CỨNG HỌ MSC-51 (89C51) Đặc điểm chức hoạt động IC họ MSC-51 hoàn toàn tương tự Ở giới thiệu IC8951 họ IC vi điều khiển hãng Intel Mỹ sản xuất Chúng có đặc điểm chung sau: Các đặc điểm 8951 tóm tắt sau : - KB EPROM bên - 128 Byte RAM nội - Port xuất /nhập LO bit - Giao tiếp nối tiếp - 64 KB vùng nhớ mã - 64 KB vùng nhớ liệu ngoại - Xử lí Boolean (hoạt động bịt đơn) - 210 vị trí nhớ định vị bit - us cho hoạt động nhân chia Chương I địiới Giuệu (Uê (0X 89651 SƠ ĐỒ KHỐI CỦA 8951 INT1\ INTO\ SERIAL PORT TIMER TIMER ROM 128 byte RAM INTERRUPT CONTROL OTHER REGISTER 4K: 8031 8051\8052 4K: 8051 128 b yte RAM EPROM 4K: 8951 TIMERO TIMERI CPU BUS CONTROL |mmmmmml>| 1O PORT SERIAL PORT OSCILATOR aor) aL Ba aL RST — | L_» ALE\ > PSEN\ Po P; P2 P3 Address\Data k M TXD RXD + Chương I Giới Gldệu (Uê (0X 99651 Il KHAO SAT SO DO CHAN 8951, CHUC NANG TUNG CHAN 1.Sơ đồ chân 8951 5v Sv A U4 ——H1P1.0 — 90.0/AD0 —— 33 — + 63 10MF 30P SS RST —T3~ = SP0.1/AD1 P0.2/AD2 PO.3/AD3 P0.4/AD4 PO.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 — P3.2/INTO ——T-| P3.3/INT1 1| P3.4/T0 ‡a\ —y|P35T1_ ———†7~ P3.6/WR ——*+] P3.7/RD +1 ype TAL E_] `XTAL1 T ` P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P16 P1.7 -37—— Fš&£———— [-33-—— 7) }-33—— FŠS 31 10 EA/VPP [Fšg—— ———-| P3.0/RXD ALEIPROG [š————— ——z-|P3.1TXD PSEN R3 NOK C4 Ty] =] =] s| Œ4 30P = 28 P2.7/A15 FĐy P26A14F5gm P2.5/A13 ['2E P2.4/A12F9 P2.3/A11 -S _P22/A10 ——— P2.1A9 F5? © P2.0/A8 AT89C51 & Sơ đồ chân IC 8951 Chức chân 8951 VXL 89C5I có tất 40 chân có chức đường xuất nhập Trong có 24 chân có tác dụng kép (có nghĩa I chân có chức năng), đường hoạt động đường xuất nhập đường điều khiển thành phần bus đữ liệu bus địa Trang Chương I Giới Giuệu (0Š 0% 8906057 2.1 Port Port port có chức chân 32 - 39 8951 Trong thiết kế cỡ nhỏ không dùng nhớ mở rộng có chức đường IO Đối với thiết kế cỡ lớn có nhớ mở rộng, kết hợp bus địa bus đữ liệu 2.1 Port Port 14 port IO chân 1-8 Các chân ký hiệu PI.0, P1.1, P1.2, dùng cho giao tiếp với thiết bị cần Port khơng có chức khác, chúng dùng cho giao tiếp với thiết bị bên 2.2 Port Port port có tác dụng kép chân 21 - 28 dùng đường xuất nhập byte cao bus địa thiết bị dùng nhớ mở rộng 2.3 Port Port port có tác dụng kép chân 10 - 17 Các chân port nầy có nhiều chức năng, cơng dụng chuyển đổi có liên hệ với đặc tính đặc biệt 8951 bảng sau: Bit Tên Chức chuyển đổi P3.0 P3.1 RXT TXD Ngõ vào liệu nối tiếp Ngõ xuất liệu nối tiếp P3.3 INT1\ Ngõ vào ngắt cứng thứ P3.2 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 INTO\ TO Tl WR\ RD\ Ngõ vào ngắt cứng thứ Ngõ vào TIMER/COUNTER thứ Ngõ vào TIMER/COUNTER thứ Tín hiệu ghi liệu lên nhớ ngồi Tín hiệu đọc nhớ liệu ngồi Các ngõ tín hiệu điều khiển 3.1 Ngõ tín hiệu PSEN (Program store enable) PSEN tín hiệu ngõ chân 29 có tác dụng cho phép đọc nhớ chương trình mở rộng thường nói đến chân OE\ (output enable) Eprom cho phép đọc byte mã lệnh PSEN mức thấp thời gian Microcontroller 8951 lấy lệnh Các mã lệnh chương trình đọc từ Eprom qua bus liệu chốt vào ghi Chương I Giới Giuệu (0 (0% 99651 lệnh bên 8951 để giải mã lệnh Khi 8951 thi hành chương trình ROM nội PSEN mức logic 3.2 Ngõ tín hiệu điều khiển ALE (Address Latch Enable) Khi 8951 truy xuất nhớ bên ngồi, port có chức bus địa bus liệu phải tách đường đữ liệu địa Tín hiệu ALE chân thứ 30 dùng làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp đường địa liệu kết nối chúng với IC chốt Tín hiệu chân ALE xung khoảng thời gian port đóng vai trị địa thấp nên chốt địa hoàn toàn tự động Các xung tín hiệu ALE có tốc độ 1/6 lần tần số dao động chip dùng làm tín hiệu clock cho phần khác hệ thống Chân ALE dùng làm ngõ vào xung lập trình cho Eprom 8951 3.3 Ngõ tín hiệu EAV(External Access) Tín hiệu mức 1, 8951 Nếu mức 0, làm chân cấp vào EA\ chân 31 thường mắc lên mức mức Nếu thi hành chương trình từ ROM nội khoảng địa thấp Kbyte 8951 thi hành chương trình từ nhớ mở rộng Chân EA\ lấy nguồn 21V lập trình cho Eprom 8951 3.4 Ngõ tín hiệu RST (Reset) Ngõ vào RST chân ngõ vào Reset §951 Khi ngõ vào tín hiệu đưa lên cao chu kỳ máy, ghi bên nạp giá trị thích hợp để khởi động hệ thống Khi cấp điện mạch tự động Reset 3.5 Các ngõ vào dao động XI, X2 Bộ dao động tích hợp bên 89C51, sử dụng 89C51 người thiết kế cân kết nối thêm thạch anh tụ hình vẽ sơ đồ Tân số thạch anh thường sử dụng cho 89C51 12Mhz 3.6 Chân 40 (Vcc) nối lên nguồn SV Trang Chương I Givi Shigéu OE ODRK 89051 II CẤU TRÚC BÊN TRONG VI ĐIỀU KHIỂN Tổ chức nhớ FF FFFF CODE FFFF Memory DATA Memory Enable via PSEN Enable via RD & WR On — Chip Memory 00 0000 0000 External Memory Trang Chương I Gibi Thigu VE ODXK 99651 Bảng tóm tắt vùng nhớ 8951 Bản đồ nhớ Data Chip sau: Địa Địa ia chi bit byte ia chi bit byte 7F FF FO EO DO 30 B8 2F A 2E 2D A 2C 6l 2B A 59 2A 51 29 A A9 28 #41 99 27 A B9 98 26 Bl BO A8 AO 25 24 23 8D ia chi hod bit 22 8C ia chi hod bit 21 8B ia chi hoa bit 20 8A 1F 18 17 10 OF 08 07 00 90 [Bank 89 [Bank 88 87 [Bank |Bank ghi 83 82 81 {mic 80 dinh cho RO -R7 d ia chi hod bit khơng địa hố bit BE 8E khô |8D SC 8B BA 89 ia chi hod bit 88 ia chi hoa bit ia chi hod bit ia chi hoa bit {82 81 [80 Trang ... VINH CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH VÀ GIAO TIẾP NỐI TIẾP 35 I Các yếu tố mạng máy tính 35 Đường truyền vật lý 35 Kiến trúc mạng 36 H Phân loại mạng máy tính 36 Mạng cục ( Local Area Networks... Port khơng có chức khác, chúng dùng cho giao tiếp với thiết bị bên 2.2 Port Port port có tác dụng kép chân 21 - 28 dùng đường xuất nhập byte cao bus địa thiết bị dùng nhớ mở rộng 2.3 Port Port... 42 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 45 I Tổng quan đề tài 45 Giới thiệu 45 Chức khối 46 II Thiết kế phần cứng 46 Mạch giao tiếp vi xử lý máy tính 46 Mạch động lực đóng cắt thiết bị hồi tiếp 49