Thiết kế card giao tiếp máy tính ứng dụng điều khiển bộ nguồn

PHẦN B: GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ HỌ MÁY TÍNH IBM

• Bộ nhớ : (Memory)
• So sánh và lựa chọn các kỹ thuật giao tiếp

Các thiết bị ngoại vi thông dụng được gắn với máy tính gồm bàn phím, màn hình, các ổ đĩa, 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 hổ trợ khác). Khi một máy tính xuất xưởng thì cả nhà sản xuất và người dùng đều ngầm hiểu là cấu hình chưa hẳn đã hoàn chỉnh, mà tùy từng mục đích sử dụng có thể đưa thêm vào các bản mạch (card) ghép nối để mở rộng khả năng đáp ứng của máy.

PHẦN C: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MODULE GIAO TIẾP

Thiết kế & thi công các module con

• Module nhận tín hiệu Analog (Module 2)

Như vậy với phương trình trên khi nhận tín hiệu vào máy tính ta có thể xác định được mức Volt nhận vào của các kênh ANALOG, vấn đề còn lại là ta phải biết tín hiệu ANALOG này đặc trưng cho đại lượng đo nào và quan hệ giữa đại lượng đo này với điện áp đưa vào ADC như thế nào để đảm bảo máy tính nhận biết được chính xác các đại lượng đo của đối tượng cần đo. Cần chú ý rằng, ứng với một tín hiệu ANALOG cần lấy mẫu thì ta chỉ được sử dụng có 1 IC 4051 (IC này sẽ cố định kênh chọn, ở đây dùng kênh 1 do đó các chân A, B, C phải được nối xuống Mass) và 1 IC 74LS373 phát tín hiệu điều khiển qua 1 địa chỉ riêng biệt, do đó khi ta có 8 tín hiệu ANALOG từ mạch chọn kênh đưa đến thì hoặc là ta sử dụng 8 mạch lấy mẫu giống như vậy hoặc là sử dụng chỉ một mạch như vậy và có kết hợp công tắc từ 8 sang 1 đường (Khi chọn tín hiệu nào thì nối tín hiệu đó vào mạch lấy mẫu). Với sơ đồ mạch như trên thì ta có thể thay đổi tần số lấy mẫu bằng phần mềm, dễ dàng nhờ vào Int 8 của BIOS, đây là một ngắt mà cứ sau 18,2 giây thì nó sẽ được gọi một lần, việc lập trình cho ngắt này rất là khó khăn, với lại thời gian làm đề tài có giới hạn cho nên để đơn giản việc lấy mẫu thì ta sẽ không sử dụng 74LS373 để phát tín hiệu xung lấy mẫu mà sử dụng một xung lấy mẫu có tần số cố định, xung này được phát nhờ các IC phát xung bình thường hay dùng thạch anh, tần số xung phát này phải thỏa điều kiện Nyquist.

Như đã khảo sát ở phần đầu thì ADC 0809 này có một số điểm quan trọng sau đây: Khi chưa phát xung Start thì chân EOC luôn ở mức cao, khi phát xung Start thì ADC bắt đầu chuyển đổi, trong quá trình chuyển đổi thì chân EOC xuống mức thấp và khi chuyển đổi xong thì nó sẽ lên mức cao, khi đó ta chỉ cần cho chân OE xuống mức thấp thỡ Data sẽ được cài ra ở ngừ ra (Data sẽ cài khi OE ở mức thấp. Khi chõn này lờn mức cao trở lại thỡ ngừ ra sẽ ở trạng thỏi tổng trở cao). Như ta đã biết thì trước khi xuất ra tín hiệu ANALOG thì ta phải xuất ra các tín hiệu DIGITAL được cài ở ngã ra, mạch này hoàn toàn giống như mạch Xuất tín hiệu DIGITAL (Xin xem lại mạch xuất tín hiệu DIGITAL), sau đó cứ lấy 8 bit tương ứng này đưa vào các chân từ A1 đến A8 của DAC 0806. Để đáp ứng được nhu cầu điều khiển được nhiều đối tượng thì mạch nhận các tín hiệu DIGITAL này phải có khả năng nhận được nhiều kênh, các kênh này có hai trạng thái nhận vào là mức logic [0] tương ứng với mức 0Vdc và mức Logic [1] tương ứng với mức 5Vdc (để tương thích với các tín hiệu của máy tính).

Trong hai phương phỏp trờn thỡ phương phỏp thứ hai là hiệu quả hơn vì khi dùng 8255 thì nó có lợi điểm là đơn giản phần cứng để thiết kế, tuy nhiên khả năng mở rộng sẽ khó khăn (mỗi con 8255 có khả năng truy xuất được 3 Port tương ứng với 24 kênh) và giá thành lại cao khoảng gấp 8 lần so với IC cài bình thường. Trong các địa chỉ trên thì địa chỉ đầu 306H (hay 30EH) sẽ kết hợp với chân IOW (lấy từ Slot của mạch “Đệm và Giải Mã”) để cho phép thực hiện việc kích đổi trạng thái của IC 74LS373 đầu, đây là IC dùng để thay đổi các tín hiệu điều khiển cho việc chọn kờnh. Ngừ vào của nú là 4 bit D0 ữ D3, ngừ ra cũng là 4 bit trờn được cài tương ứng với ngừ vào khi nú được kớch chuyển đổi. Do đó cần phải qua cổng NOT để có mức logic được tương thích).

PHẦN D: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ NGUỒN ỔN ÁP

• Các bước thiết kế

+ Dùng linh kiện rời: theo cách này có 2 loại nguồn ổn áp là: ổn áp tuyến tính và ổn áp đóng cắt (xung). Vì mục đích thiết kế bộ nguồn là để minh họa cho phần chính là phần card giao tiếp và phần lập trình điều khiển cho nên để đơn giản hóa vấn đề ta chọn cách dùng IC ổn áp 3 chân. Trong các loại IC ổn áp 3 chân thì các IC: 78xx, 79xx, LM309… là các IC ổn áp cố định nên ta không chọn các IC trên, mặc dù ta vẫn có thể dùng chúng để thiết kế cho bộ nguồn thay đổi được nhưng dòng tĩnh IQ từ chân GND của các IC này ảnh hưởng đến sai số điện áp ra.

Như đó trỡnh bày ở trờn ngừ vào điều khiển là tớn hiệu số gồm 8 đường dữ liệu, nờn ta khụng thể dựng biến trở để điều chỉnh ỏp ngừ ra. Ở đây ta chọn relay là vì khi được tác động thì giá trị điện trở của nó bằng 0Ω, khác với trường hợp dùng transistor khi được tác động thì transistor có điện trở nội. Muốn vậy ta phải sử dụng hệ thống nhị phân 8 bit, trong hệ thống nhị phân thì các bit có trọng số tăng dần từ 0 đến 7.

Ngoài ra trong trường hợp chúng ta muốn sử dụng mạch này độc lập tức là không có sự điều khiển của máy tính thì ta có hệ thống các switch gạt bằng tay như trong hình sơ đồ nguyên lý. Các giá trị điện trở trên không có trên thị trường nên ta chọn các điện trở có giá trị gần với các giá trị tính toán nhưng có trên thị trường và cũng đảm bảo được sai số trong giới hạn cho phép.

BÁO CÁO KẾT QUẢ THI CÔNG PHẦN CỨNG

PHẦN E: THIẾT KẾ VÀ LẬP TRÌNH CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN BỘ NGUỒN

• Phương pháp lập trình lệnh

Tức là, ngôn ngữ có khả năng cho phép người dùng xác định các điều kiện và hành động tương ứng (thành phần thủ tục) trong khi đồng thời cho phép người dùng chỉ ra kết quả mong muốn (thành phần phi thủ tục) rồi áp dụng tri thức chuyên lĩnh vực để điền các chi tiết thủ tục. Trong tất cả các ngôn ngữ kể trên thì C là một ngôn ngữ hay được chọn cho việc phát triển hệ thống phần mềm, trong khi các ngôn ngữ như: Ada, Modula-2, Fortran hay gặp trong các ứng dụng thời gian thực. Sau khi dùng bộ số liệu thử nghiệm trong chương Phân Tích, và các thử nghiệm khác về dạng sóng, các giá trị điện áp lẻ, chức năng của các nút, thì nhận thấy kết quả rất tốt đúng như mục tiêu thiết kế đặt ra ban đầu.

Muốn xuất các các trị trong phần điện áp chuẩn ta chỉ cần dùng phím mũi tên di chuyển khung sáng tới giá trị muốn xuất và nhấn Enter, hoặc ta cũng có thể sử dụng chuột trỏ vào giá trị muốn xuất và ấn nút trái chuột. Ngoài các điện áp DC, trong chương trình còn tạo ra các dạng sóng điện áp bằng cách kết hợp các điện áp DC với các giá trị và thời gian tồn tại ở mức giá trị đó do người sử dụng đặt trước. Là dạng nấc thang với điện áp tăng dần từ giá trị min là 0V tới giá trị max là giá trị trong ô điện áp max, khoảng cách giữa 2 lần kế tiếp là giá trị được thiết lập trong ô Bước điện áp và thời gian để giá trị điện áp thay đổi là khoảng thời gian được thiết lập trong ô Tốc độ.

Là dạng nất thang với điện áp giảm dần từ giá trị max là giá trị trong ô điện áp max tới 0V, khoảng cách giữa 2 lần kế tiếp là giá trị được thiết lập trong ô Bước điện áp và thời gian để giá trị điện áp thay đổi là khoảng thời gian được thiết lập trong ô Tốc độ. Nút Thoát: khi nhấn vào nó thì sẽ thoát khỏi chương trình, ngoài ra ta còn có thể thoát khỏi chương trình bằng nút vuông ở trên góc trái phía trên màn hình hay phím ESC trên bàn phím.

PHẦN F: PHỤ LỤC