module với 1 kênh tương tự 12 bit, dải đo từ 0→10V, 0→20V, hoặc ±5V, ±10V (dùng ADC 574A) ghép nối qua cổng LPT của PC

LỜI MỞ ĐẦU Trong năm gần công nghệ thơng tin có bước phát triển nhảy vọt, đặc biệt đời máy tính tạo cho xã hội bước phát triển mới, ảnh hưởng đến hầu hết vấn đề xã hội cơng nghiệp Máy tính phát triển vây việc kết nối điều khiển thiết bị ngày phát triển mạnh mẽ giúp điều khiển giám sát thiết bị thơng qua máy tính cách tối ưu Tiết kiêm thời gian tiền bạc Nhằm phục vụ nhu cầu trường cao đẳng, đại học đời mơn “ghép nối máy tính” Qua q trình học tập em nhận đề tài: “Xây dựng module với kênh tương tự 12 bit, dải đo từ 0→10V, 0→20V, ±5V, ±10V (dùng ADC 574A) ghép nối qua cổng LPT PC Xây dựng phần mềm đơn giản máy tính cho phép đọc hiển thị kết đầu vào tương tự Nêu khă ứng dụng Module.” Nội dung bàn đề tài: - Giới thiệu chung phần cứng - Thiết kế phần cứng module - Lập trình phần mềm máy tính - Ứng dụng module Với kiến thức học trường chưa có nhiều kiến thức thực tế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Em mong có bảo hướng dẫn thầy cô để tập lớn em hồn thiện Sinh viên thực Đỗ Tiến Dũng Chương Giới thiệu chung 1.1 Giới thiệu linh kiện sử dụng module 1.1.1 ADC 574A Thông số kỹ thuật ADC 574A: Độ phân giải 12 bit Có giao diện bus 16 bit với vi xử lý Làm việc truyến tính khoảng nhiệt độ từ 00C đến +700C (loại AD574AJ, K, L từ -550C +1250C (loại ADC574A S,T,U) Thời gian chuyển đổi 25 µs Tương thích với ADC chuyển đổi tốc độ cao AD674B Tiêu thụ lượng thấp: 390mW Hình 1.1 Cấu tạo ADC 574A ADC574A có đầu vào tương tự đẩu số 12 bit, có tạo chuẩn tạo xung nhip sẵn bên Đầu có đệm trạng thái để ghép trực tiếp vào kênh liệu vi xử lý ADC574A thiết kế với thành phần hai chíp LSI gồm hai mạch tương tự số, điều tạo cho vi mạch có đặc tính linh hoạt hiệu suất cao với lượng thấp Chíp thứ chuyển đổi ADC 12 bit AD565A hiệu suất cao tạo điện áp chuẩn Nó cịn có chuyển mạch dòng đầu tốc độ cao tập hợp điện trở màng mỏng chỉnh laser Chíp tứ hai sử dụng mạch LIS gồm ghi xấp xỉ liên tục, so sánh điều khiển logic, đệm ba trạng thái, tạo xung nhịp hiệu chỉnh đầu vào, so sánh có độ trơi thấp ADC 574A ghép nối với bus 8, 12 16 bit hệ vi xử lý không cần đệm cổng phần tử điều khiển Cả 12 bit liệu đầu đọc lần hai lần lần bit (lần đầu bit liệu lần sau bit liệu bit zero) Bảng 1.1 Bảng thật ADC 574A Các tín hiệu CE, CS R/C điều khiển chuyển đổi chuyển đổi Trạng thái R/C CE CS xác nhận chuyển đổi đọc hay chuyển đổi Khi đọc R/C = cịn chuyển đổi R/C = Các đầu vào ghi A 1218 điều khiển dạng liệu độ dài chuyển đổi Đường A 0thường nối với bit LSB bus địa Nếu việc chuyển đổi bắt đầu với A = đầu nhận đủ 12 bit Nếu A0= chuyển đổi bit thấp Trong trình thao tác đọc liệu, giá trị A0 xác định đệm trạng thái chứa MSB (với A = 0) LSB (khi A0= 1) Chân 12/8 xác định liệu đầu xếp thành word bit (12/8 nối với chân DIG COM) wond đơn 12 bit (chân 12/8 nối với vlogic) Chân 12/8 khơng tương thích với TTL nên phải ghim DIG Vlogic Bảng 1.2 Thời gian chuyển đổi kiểu chuyển đổi 1.1.2 Cấu trúc cổng song song Cổng song song gồm đường điều khiển, đường trạng thái đường liệu bao gồm chế độ hoạt động: - Chế độ tương thích - Chế độ nibble - Chế độ byte - Chế độ EPP - Chế độ ECP Chế độ sử dụng port song song chuẩn (SPP – Standard Parallel Port) chế độ 4, cần thêm phần cứng phép hoạt động tốc độ cao Sơ đồ chân máy in sau: Chân 11 Tín hiệu STR (OUT ) D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 ACK (In) BUSY(In) 12 13 14 PAPER EMPTY (In) SELECT (In) AUTOFEED(Out ) máy in; máy in trạng thái off-line Mức cao: hết giấy Mức cao: máy in trạng thái online Tự động xuống dòng; mức thấp: máy in xuống dòng tự động 15 ERROR(In) Mức thấp: hết giấy; máy in offline; máy in lỗi 16 INIT (Out ) Mức thâp: khởi động máy in 17 SELECTIN (Out ) GROUND Mức thấp: chọn máy in 10 18-25 Mơ tả Mức tín hiệu thấp, truyền liệu tới máy in Bit liệu Bit liệu Bit liệu Bit liệu Bit liệu Bit liệu Bit liệu Bit liệu Mức thấp: máy in nhận ký tự có khả nhận Mức cao: ký tự nhận; đệm máy in đầy; khởi động 0V Cổng song song có ghi truyền liệu điều khiển máy in Địa sơ sở ghi cho tất cổng LPT từ LPT1 đến LPT4 lưu trữ vùng nhớ liệu BIOS Thanh ghi liệu định vị offset 00h, ghi trạng thái 01h ghi điều khiển 02h Thông thường, địa sở LPT 378h, LPT2 278h, địa ghi trạng thái 379h 279h địa ghi điều khiển 37Ah 27Ah Tuy nhiên số trường hợp, địa cổng song song q trình khởi động BIOS BIOS lưu trữ địa sau: Địa 0000h:0408h 0000h:040Ah 0000h:040Ch Định dạng ghi sau: Chức Địa sở LPT1 Địa sở LPT2 Địa sở LPT3 - Thanh ghi liệu (hai chiều): D7 Tín hiệu máy in Chân số D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 - Thanh ghi trạng thái máy in (chỉ đọc): Tín hiệu máy in BUSY ACK PAPER SELECT ERROR IRQ x x 11 10 EMPTY 12 13 15 - - - Số chân cắm - Thanh ghi điều khiển máy in: Tín hiệu máy in x x DIR IRQ SELECTIN INIT AUTOFEED STROBE Số chân cắm - - - Enable - 17 16 14 x: không sử dụng IRQ Enable: yêu cầu ngắt cứng; = cho phép; = không cho phép Chú ý chân BUSY nối với cổng đảo trước đưa vào ghi trạng thái, bit SELECTIN , AUTOFEED STROBLE đưa qua cổng đảo trước đưa chân cổng máy in Thông thường tốc độ xử lý liệu thiết bị ngoại vi máy in chậm PC nhiều nên đường ACK , BUSY , STR sử dụng cho kỹ thuật bắt tay Khới đầu, PC đặt liệu lên bus sau kích hoạt thường STR xuống mức thấp để thông tin cho máy in biết liệu ổn định bus Khi máy in xử lý xong liệu, trả lại tín hiệu ACK xuống mức thấp để nhận PC đợi đường BUSY từ máy in xuống mức thấp đưa tiếp liệu lên bus Giao tiếp với máy tính Q trình giao tiếp với cổng song song dùng chế độ: chế độ chuẩn SPP chế độ mở rộng Việc giao tiếp chế độ mơ tả sau: Hình 1.1: Trao đổi liệu song song PC dùng chế độ chuẩn Sơ đồ kết nối mô tả sau: PC1 Chức D0 D1 D2 D3 D4 BUSY ACK PAPER EMPTY SELECT ERROR GND Chân 11 10 12 13 15 25 Chân 15 13 12 10 11 25 PC2 Chức ERROR SELECT PAPER EMPTY ACK BUSY D4 D3 D2 D1 D0 GND Ngoài ra, việc kết nối máy tính sử dụng cổng song song dùng chế độ mở rộng, chế độ cho phép giao tiếp với tốc độ cao Hình 1.2: Trao đổi liệu qua cổng song song PC dùng chế độ mở rộng Sơ đồ kết nối mô tả sau: PC1 Chức Chân D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 SELECT 13 BUSY 11 10 ACK 17 SELECTIN 16 INIT PC2 Chân Chức D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 17 SELECTIN 16 INIT STROBE 13 SELECT 11 BUSY STROBE 10 ACK CHƯƠNG THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 2.1 Cơ sở thiết kế Sau q trình tìm hiểu phân tích đề tài ta xây dựng module ghép nối có sơ đồ khối sau: LPT ADC Hình 2.1: Sơ đồ khối module ghép nối 2.2 Sơ đồ mạch thiết kế P2 TO 20V TO 10V U R /C D 14 15 16 17 18 19 20 21 22 10 23 11 24 12 25 13 /8 AD D 13 14 D D D R 15 100 D R /C D R D 100K -1 V 10VR G 20VR G +5V AC O M D C O M 12 28 B R S C C 11 PO /C TAT E S +VC C VEE VLO G D B0 D B1 D B2 D B3 D B4 D B5 D B6 D B7 D B8 D B9 D B10 D B11 R EF O U T R E F /I 1 1 2 2 2 2 D D D D D D D D D D D D 10 AD C 574A R R 100K LPT +12V Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý module chuyển đổi ADC CHƯƠNG XÂY DỰNG PHẦN MỀM ĐIÊU KHIỂN 3.1 Giao diện phần mềm máy tính 100 Hình 3.1: Giao diện phần mềm đọc hiển thị kết ADC 3.2 Code chương trình 3.2.1 Code module: Public Declare Function Inportb Lib "dlportio.dll" Alias "DlPortReadPortUchar" (ByVal Port As Long) As Byte Public Declare Function DlPortReadPortUshort Lib "dlportio.dll" (ByVal Port As Long) As Integer Public Declare Function DlPortReadPortUlong Lib "dlportio.dll" (ByVal Port As Long) As Long Public Declare Sub DlPortReadPortBufferUchar Lib "dlportio.dll" (ByVal Port As Long, Buffer As Any, ByVal Count As Long) Public Declare Sub DlPortReadPortBufferUshort Lib "dlportio.dll" (ByVal Port As Long, Buffer As Any, ByVal Count As Long) Public Declare Sub DlPortReadPortBufferUlong Lib "dlportio.dll" (ByVal Port As Long, Buffer As Any, ByVal Count As Long) Public Declare Sub Outportb Lib "dlportio.dll" Alias "DlPortWritePortUchar" (ByVal Port As Long, ByVal Value As Byte) Public Declare Sub DlPortWritePortUshort Lib "dlportio.dll" (ByVal Port As Long, ByVal Value As Integer) Public Declare Sub DlPortWritePortUlong Lib "dlportio.dll" (ByVal Port As Long, ByVal Value As Long) Public Declare Sub DlPortWritePortBufferUchar Lib "dlportio.dll" (ByVal Port As Long, Buffer As Any, ByVal Count As Long) Public Declare Sub DlPortWritePortBufferUshort Lib "dlportio.dll" (ByVal Port As Long, Buffer As Any, ByVal Count As Long) Public Declare Sub DlPortWritePortBufferUlong Lib "dlportio.dll" (ByVal Port As Long, Buffer As Any, ByVal Count As Long) 3.2.2 Code Form Dim tam_bit_thap As Integer Dim bon_bit_cao As Integer Dim du_lieu As Double Private Sub Timer1_Timer() Outportb(&H379) = tam_bit_thap = Inportb(&H378) bon_bit_cao = Inportb(&H378) du_lieu = bon_bit_cao & tam_bit_thap If Option_10V.Value = True Then dien_ap = du_lieu / 3840 * 10 End If If Option_20V.Value = True Then dien_ap = du_lieu / 3840 * 20 End If Text1.Text = dien_ap End Sub 3.3 Ứng dụng module Trong thực tế có nhiều ứng dụng từ module chuyển đổi ADC ví dụ như: đo điện áp chiều… Ngồi module kết hợp với số cảm biến tạo thành số ứng dụng như: đo mực chất lỏng, đo lưu lượng, đo đo ẩm… KẾT LUẬN Trong thời gian làm tập lớn “Xây dựng module với kênh tương tự 12 bit, dải đo từ 0→10V, 0→20V, ±5V, ±10V (dùng ADC 574A) ghép nối qua cổng LPT PC Xây dựng phần mềm đơn giản máy tính cho phép đọc hiển thị kết đầu vào tương tự Nêu khă ứng dụng Module.” với hướng dẫn nhiệt tình thầy giáo môn giúp đỡ bạn lớp em hoàn thành nội dung cuả tập lớn Bài tập lớn thực nội dung sau: - Giới thiệu chung phần cứng - Thiết kế phần cứng module - Lập trình phần mềm máy tính - Ứng dụng module Tuy nhiên hạn chế mặt thời gian kiến thức thực tế thân nên q trình tính tốn, thiết kế, lập trình khơng tránh khỏi thiếu sót Em xin chân thành cảm ơn! Hải phòng, ngày 22 tháng năm 2011 Sinh viên thực Đỗ Tiến Dũng ... đo mực chất lỏng, đo lưu lượng, đo đo ẩm… KẾT LUẬN Trong thời gian làm tập lớn “Xây dựng module với kênh tương tự 12 bit, dải đo từ 0? ?10 V, 0→20V, ±5V, ? ?10 V (dùng ADC 574A) ghép nối qua cổng LPT. .. 14 15 16 17 18 19 20 21 22 10 23 11 24 12 25 13 /8 AD D 13 14 D D D R 15 10 0 D R /C D R D 10 0K -1 V 10 VR G 20VR G +5V AC O M D C O M 12 28 B R S C C 11 PO /C TAT E S +VC C VEE VLO G D B0 D B1... Hình 1. 1: Trao đổi liệu song song PC dùng chế độ chuẩn Sơ đồ kết nối mô tả sau: PC1 Chức D0 D1 D2 D3 D4 BUSY ACK PAPER EMPTY SELECT ERROR GND Chân 11 10 12 13 15 25 Chân 15 13 12 10 11 25 PC2 Chức