Qua thời gian lăm đồ ân tốt nghiệp, nhóm sinh viín thực hiện đê hoăn thănh cả lý thuyết lẫn thi công. Với đề tăi năy giúp cho nhóm sinh viín thực hiện học được nhiều điều bổ ích vă nắm vững hơn về lý thuyết điện tử, nhất lă trong lĩnh vực Bưu chính Viễn thông vă vi xử lý.
Trong thời gian lăm đề tăi, với sự hạn chế về tăi liệu vì vậy đòi hỏi mỗi sinh viín của nhóm phải cố gắng tìm tòi vă nhiệt tình trong công việc nghiín cứu vă cuối cùng đề tăi đê hoăn thănh 1 câch trọn vẹn. Đó lă kết quả của 1 thời gian dăi nỗ lực của mỗi sinh viín trong nhóm dưới sự hướng dẫn tận tình của giâo viín hướng dẫn Ts. Trần Thu Hă vă Thầy Nguyễn Thanh Bình, cùng với sự giúp đỡ của bạn bỉ nín đề tăi đê hoăn thănh đúng thời hạn.
Với đề tăi năy , yíu cầu chúng ta phải có câi nhìn tổng quât về nhiều mặt: kiến thức về kỹ thuật số, tương tự, xử lí tín hiệu, lí thuyết mạch, kiến thức phần cứng vă phần mềm của vi xử lý 8085, kiến thức về Bưu chính Viễn thông… Nhóm sinh viín thực hiện đê âp dụng nhuần nhuyễn giữa lí thuyết – thực hănh vă tận dụng được đường truyền có sẵn của mạng Bưu chính Viễn thông để thiết kế phần cứng vă phần mềm hợp lí cho việc điều khiển được thiết bị từ xa qua điện thoại.
Đề tăi “Thiết kế hệ thống điều khiển xa câc thiết bị điện có định
thời bằng điện thoại hữu tuyến” lă sự kết hợp giữa câi cũ vă câi mới, giữa câc khối riíng lẻ thănh 1 hệ thống hoăn chỉnh. Trong đồ ân đê trình băy khâ sđu sắc về linh kiện cũng như cấu trúc vă chức năng của mạch. Nội dung đề tăi được trình băy đầy đủ, hình thức rõ răng, từ ngữ thông dụng dễ hiểu.
Tuy nhiín trong quâ trình thiết kế vă thi công vì mạch điện khâ phức tạp, thời gian thi công ít nín đề tăi đê thể hiện được những ưu điểm vă hạn chế như sau :
Những ưu điểm :
- Hệ thống điều khiển được 2 nơi : qua điện thoại vă qua phím nhấn đặt tại mạch điều khiển, ngoăi ra tại mỗi thiết bị còn có 3 phím ON – OFF – tắt khẩn cấp 8 thiết bị rất thuận tiện trong việc điều khiển.
- Hệ thống có 10 led 7 đoạn hiển thị dữ liệu của thiết bị thuận lợi trong việc quan sât quâ trình lăm việc của thiết bị.
- Mê điều khiển (password) của hệ thống gồm 4 chữ số (đề tăi cũ chỉ có 2 chữ số) được căi đặt vă thay đổi tùy theo ý thích của người sử dụng, tăng tính bí mật cho hệ thống vì xâc suất ngẫu nhiín bấm đúng mật mê thấp.
- Hệ thống điều khiển được 8 thiết bị (đề tăi cũ chỉ có 2 thiết bị).
- Ngoăi chức năng điều khiển tắt mở thiết bị thông thường như câc đề tăi trước, hệ thống năy còn căi đặt được thời gian lăm việc cho thiết bị vă khi có trường hợp khẩn cấp có thể tắt đồng loạt 8 tải để phòng ngừa câc trường hợp đâng tiếc xảy ra.
- Hệ thống bâo trạng thâi của thiết bị bằng đm hiệu nhạc (không dùng lời nói), mạch bâo đơn giản rất kinh tế, đảm bảo tính kĩ thuật.
Sở dĩ hệ thống năy không dùng tiếng nói để bâo vì: hệ thống chuyển đổi A/D, mạch tạo tiếng nói rất phức tạp. Để bâo trạng thâi tắt hoặc mở của thiết bị chỉ cần 2 đm hiệu khâc nhau tượng trưng cho trạng thâi tắt / mở lă đạt yíu cầu về mặt kĩ thuật, cũng như rất kinh tế. Còn nếu sử dụng tiếng nói để bâo thì xĩt về mặt kinh tế không đạt yíu cầu vì như thế lă quâ dư khi chỉ để bâo thiết bị tắt hay mở mă thôi.
Hạn chế của đề tăi:
- Do tình hình nghiín cứu vă khả năng của bản thđn còn bị hạn chế trong việc lập trình vi xử lí theo kiểu ngắt nín hệ thống còn nặng về phần cứng: đếm tín hiệu chuông, điều khiển đóng – mở tải giả do phần cứng điều khiển.
- Đề tăi chưa thể hiện được câc chức năng điều khiển tự động khâc như : tự động trả lời điện thoại, tự động bâo chây, bâo trộm….
Đó chính lă giới hạn, đồng thời cũng lă hướng phât triển của đề tăi. Nhóm sinh viín thực hiện rất mong được sự chỉ dẫn của giâo viín hướng dẫn vă sự đóng góp sau năy của bạn bỉ nhằm xđy dựng nín 1 hệ thống điều khiển mới có tính qui mô cao hơn. Vì đđy lă 1 hệ thống với chức năng đa dụng, tiện ích, hiện đại, kinh tế không ngoăi mục đích nđng cao đời sống tiện ích cho con người.
IC 8253
Sơ đồ chđn - cấu trúc bín trong vă câc tín hiệu văo/ ra :
D7 - D0CLK N CLK N GATE N OUT N /RD /WR A1 - A0 Vcc GND /CS
Data bus (8) Bus
Counter Outputs Read Counter Write Counter Counter Select +5 Volts Ground
Counter Clock Inputs Counter Gate Inputs
Chip Select Block Diagram Data Bus Buffer Read Write Logic Control Word Register Counter = 2 Counter = 1 Counter = 0 /RD /WR A0 A1 /CS D7 - D0 CLK 0 CLK 1 CLK 2 OUT 2 OUT 1 OUT 0 GATE 0 GATE 1 GATE 2 Internal Bus Pin Configuration Pin Names 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 CLK 0 CLK 1 CLK 2 OUT 0 OUT 1 OUT 2 GATE 0 GATE 1 GATE 2 A0 A1 GND Vcc /WR /RD /CS 8253
Hình 5.13 : Sơ đồ khối của 8253 Mô tả hoạt động:
General
Sau khi đóng nguồn, trạng thâi của 8253 không xâc định. Mode, số đếm vă ngõ ra của tất cả câc bộ đếm đều không xâc định.
Hoạt động của mỗi bộ đếm được xâc định khi lập trình cho nó. Bộ đếm phải được lập trình trước khi sử dụng vă những bộ đếm năo không dùng đến thì không lập trình.
Programming the 82C53 (Lập trình cho 8253).
Câc bộ đếm được lập trình bằng câch ghi văo một từ điều khiển vă một số đếm.
Tất cả từ điều khiển đều ghi văo trong thanh ghi từ điều khiển, thanh ghi từ điều khiển được chọn khi A1A0 = 11 vă từ điều khiển sẽ quy định bộ đếm năo được lập trình.
Vì vậy, số đếm phải được ghi văo trong bộ đếm chứ không ghi văo thanh ghi từ điều khiển. A1A0 chọn bộ đếm cần ghi vă nếu đặt số đếm được xâc định bởi từ điều khiển.
Write Operations (Hoạt động ghi).
Hai điều cần lưu ý khi lập trình cho 8253.
1. Đối với mỗi bộ đếm, từ điều khiển phải được ghi văo trước số đếm.
2. Số đếm phải theo câch đặt trong từ điều khiển : hoặc LBS, hoặc MSB, hoặc LBS trước, MBS sau.
Sau khi thanh ghi từ điều khiển vă 3 bộ đếm chọn địa chỉ (A1A0) vă mỗi từ điều khiển qui định 1 bộ đếm lăm việc (SC1 SC0) thì không yíu cầu cấu trúc lập trình phải đúng theo trình tự mă có thể theo một trong bốn câch sau:
A1 A0 Control word - Counter 0 A1 A0 Control word - Counter 0 A1 A0
LBS of count - Counter 0 0 0 MSB of count - Counter 0 0 0 Control word - Counter 1 1 1 LBS of count - Counter 1 0 0 MBS of count - Counter 1 0 0 Control word - Coutner 2 1 1 LBS of count - Counter 2 1 0 MBS of count - Counter 2 1 0
Số đếm có thể ghi văo bộ đếm bất kỳ lúc năo mă không ảnh hưởng đến kiểu lập trình của bộ đếm. Số đếm chỉ bị ảnh hưởng khi mô tả trong định nghĩa kiểu hoạt động. Số đếm mới phải sau số đếm đê lập trình. Nếu một bộ đếm được lập trình để đọc/ghi 2 byte số đếm thì chương trình sẽ không chuyển đổi việc điều khiển giữa ghi byte thứ nhất vă byte thứ 2 lín bộ đếm khâc mă chỉ ghi trín cùng một bộ đếm. Vì vậy, số đếm sai có thể được đưa văo bộ đếm.
Real Operations (Hoạt động đọc).
Có ba phương phâp để đọc bộ đếm: đọc đơn giản, lệnh chốt bộ đếm vă lệnh đọc về.
1. Đọc đơn giản : Để đọc một bộ đếm, ngõ văo A1A0 phải được chọn vì ngõ văo xung clock của bộ đếm được chọn phải bị cấm bằng câch dùng chđn Gate hoặc mức logic ngõ văo. Khi bộ đếm đang đếm lùi số đếm, nếu đọc số đếm thì kết quả cho ra sẽ không chính xâc.
2. Lệnh chốt bộ đếm (Counter latch command)
Giống như từ điều khiển lệnh năy được ghi văo thanh ghi từ điều khiển được chọn khi A1 A0 = 11 vă bit SC1 SC0 lựa chọn 1 trong 3 bộ đếm bit D5D4
= 00 để phđn biệt lệnh năy.
Ngõ ra của bộ đếm được chọn (OL) sẽ chốt số đếm ngay khi nhận lệnh chốt vă giữ lại cho đến khi CPU đọc ra (hoặc khi bộ đếm lập trình lại), số đếm tiếp theo sẽ không được chốt tự động khi đó ngõ ra chốt của bộ đếm được chọn lặp lại để cho ra một giâ trị đếm khâc (CE) .
Điều năy cho phĩp đọc nội dung của bộ đếm trong lăm việc mă không ảnh hưởng đến tiến trình đếm. Có thể dùng lệnh chốt nhiều lần để chốt nhiều bộ đếm vă sẽ không lăm ảnh hưởng đến kiểu lập trình của bộ đếm.
Nếu một bộ đếm được chốt sau đó tiếp tục trước khi số đếm được đọc ra thì lệnh chốt lần 2 sẽ được bỏ qua vă số đếm đọc ra sẽ lă số đếm của lệnh chốt đầu tiín.
Với cả hai phương phâp số đếm đều được đọc ra sau việc lập trình đặc biệt nếu bộ đếm để đọc/ghi 2 byte số đếm thì 2 byte phải được đọc ra. Hai byte….
Một đặc điểm khâc của 82C53 lă đọc vă ghi trín cùng một bộ đếm có thể được chen văo. Ví dụ : Một bộ đếm được lập trình để đọc/ghi 2 byte thì: 1. Đọc LBS.
2. Ghi LBS mới. 3. Đọc MBS. 4. Ghi MBS mới.
Nếu một bộ đếm được lập trình để đọc/ghi 2 byte thì một chương trình không phải chuyển đổi việc điều khiển giữa đọc byte thứ nhất vă byte thứ 2 với một chương trình khâc mă chỉ đọc trín cùng một bộ đếm vă vì vậy một số đếm có thể được đọc ra.
3. Lệnh đọc về (Read - back command)
Lệnh năy cho phĩp người sử dụng kiểm tra giâ trị đếm, kiểu lập trình trạng thâi ngõ ra vă cờ đếm không hợp lệ (null count flag) của bộ đếm được chọn.
Lệnh được ghi văo thanh ghi từ điều khiển (hình 10) vă cho phĩp chọn bộ đếm tương ứng với câc bit D3, D2, D1 = 111.
Lệnh đọc về dùng để chốt ngõ ra chốt của nhiều bộ đếm (OL) bằng câch đặt COUNT D5 = 0 vă chọn bộ đếm cần đọc.
Chức năng lệnh năy cũng giống như câc lệnh chốt bộ đếm khâc. Mỗi bộ đếm chốt số đếm cho khi được đọc ra (hoặc được lập trình lại). Bộ đếm đó không tự động được chốt lại giâ trị đếm khi đọc như câc bộ đếm khâc.
Nếu dùng lệnh đọc về nhiều lần trín cùng 1 bộ đếm mă không đọc ra số đếm thì số đếm đọc ra sẽ lă giâ trị ngay khi nhận lệnh đọc về.
Lệnh đọc về cũng được dùng để chốt trạng thâi thông tin (Status in formation) của bộ đếm được chọn bằng câch đặt STATUS D5 = 0 trạng thâi được chốt để đọc ra. (Hình 11).
Bit D5 đến D0 chức kiểu lập trình giống như kiểu từ điều khiển trước đó. Ngõ ra D7 chức trạng thâi hiện thời của ngõ ra. Điều năy cho phĩp người sử dụng “giâm sât” được ngõ ra bằng phần mềm vă có thể loại bỏ được 1 văi phần cứng khỏi hệ thống.
Null Count bit D6 chỉ ra rằng : khi số đếm sau cùng ghi trong thanh ghi bộ đếm thì (Counter Register (CR)) được đưa văo trong Couting Element (CE) thời gian xảy ra phụ thuộc văo kiểu bộ đếm vă mô tả mode nhưng cho đến khi số đếm sau cùng được đưa văo trong Couting Element (CE) thì nó không thể đọc ra từ bộ đếm. Nếu số đếm được chốt hay đọc trước thời gian năy thì số đếm mới sẽ được ghi văo (hoạt động null count ở hình 12).
Nếu lệnh chốt nhiều trạng thâi của bộ đếm mă không đọc ra thì chỉ lần chốt đầu tiín bị bỏ qua vă trạng thâi đọc ra sẽ lă trạng thâi của bộ đếm ngay khi nhận lệnh.
Că 2 số đếm vă trạng thâi của bộ đếm được chọn có thể được chốt đồng thời bằng câch đặt COUNTvă STATUS D5D4 = 0, giống như khi đặt 2 lệnh đọc về cùng lúc………
Mode Definition (Định nghĩa kiểu hoạt động).
- Clk pulse : xung clock tâc động bằng cạnh xuống vă ngõ văo xung clock cho từng bộ đếm.
- TRIGGER : xung kích hoạt cạnh trín của ngõ văo gate của từng bộ đếm.