Giáo trình Ghép nối và điều khiển thiết bị ngoại vi: Phần 1

Tài liệu môn học: Ghép nối và ñiều khiển thiết bị ngoại vi GHÉP NỐI VÀ ðIỀU KHIỂN THIẾT BỊ NGOẠI VI Người soạn: TS. Nguyễn Văn Minh Trí ThS. Lâm Tăng ðức Các sinh viên lớp 03SK Giảng viên: Nguyễn Văn Minh Trí 1 Tài liệu môn học: Ghép nối và ñiều khiển thiết bị ngoại vi TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ LỜI NÓI ðẦU Ngày nay, máy vi tính (MVT) ñã ñược cải tiến, nâng cấp và thị trường hoá ñể ñạt tốc ñộ xử lý cực nhanh, giá thành rẻ. Trong những thập niên qua, MVT ñã ñược áp dụng khắp mọi nơi, thay thế cho các hệ thống cũ nhiều nhược ñiểm. ðặc biệt, trong hệ thống ñiện, ñiện công nghiệp, MVT ñã ñược ứng dụng ngày càng nhiều, mang lại nhiều tính năng ưu việt cho hệ thống. Do ñó yêu cầu phát triển lý thuyết về hệ thống có sử dụng MVT ñã mở ra nhiều lĩnh vực học mới. Một ví dụ cụ thể của việc ứng dụng MVT trong công nghiệp là các hệ thống ño lường và ñiều khiển sử dụng MVT. Trong các hệ thống này, MVT nhận các dữ liệu ño ñạt trạng thái vật lý của hệ thống, vi dụ như nhiệt ñộ, áp suất, ñiện áp …, và tính toán ñể ñưa ra những quyết ñịnh, tín hiệu ñiều khiển trở lại hệ thống, nhằm ñạt ñược các yêu cầu ñiều khiển ñề ra của hệ thống. Muốn thiết kế, vận hành và bảo quản tốt hệ ño-ñiều khiển công nghiệp, người kỹ sư cần nắm vững về kỹ thuật máy tính, cách viết chương trình, kỹ thuật ghép nối thiết bị ngoại vi, việc xử lý số liệu, lý thuyết ñiều khiển số… Môn học ghép nối và ñiều khiển thiết bị ngoại vi (TBNV) nhằm cung cấp các kiến thức cơ bản trong việc tìm hiểu, thiết kế mạch ghép nối ngoại vi với MVT. Các mạch thiết kế phục vụ cho việc ño lường, ñiều khiển, giao tiếp giữa MVT với MVT, MVT với hệ vi ñiều khiển. Giảng viên: Nguyễn Văn Minh Trí 2 Tài liệu môn học: Ghép nối và ñiều khiển thiết bị ngoại vi MỤC LỤC CHƯƠNG 1: CƠ SỞ GHÉP NỐI THIẾT BỊ NGOẠI VI 1.1. Giới thiệu chung 1.1.1. Cấu trúc hệ thống 1.1.2. Nhiệm vụ của bộ ghép nối 1.1.3. Thủ tục trao ñổi dữ liệu của máy vi tính 1.2. Giới thiệu một số vi mạch dùng trong bộ ghép nối 1.2.1. Các mạch logic cơ bản 1.2.2. Các mạch lật 1.2.3. Các mạch thanh ghi ñệm 1.2.4. Các mạch giải mã ñịa chỉ 1.2.5. Các mạch truyền dữ liệu CHƯƠNG 2: GHÉP NỐI VÀO RA SONG SONG ðIỀU KHIỂN BẰNG CHƯƠNG TRÌNH 2.1 Các lệnh vào ra dữ liệu 2.1.1 Các lệnh vào ra bằng hợp ngữ 2.1.2 Các lệnh vào ra bằng Turbo C 2.1.3 Các lệnh vào ra bằng Turbo Pascal 2.2 Ghép nối song song ñơn giản: có hay không có ñối thoại 2.2.1 Cửa vào ñơn giản không ñối thoại 2.2.2 Cửa ra ñơn giản không ñối thoại 2.2.3 Cửa vào ñơn giản có ñối thoại 2.2.4 Cửa ra ñơn giản có ñối thoại 2.3 Ghép nối song song ñiều khiển bằng chương trình 2.3.1 Sơ ñồ khối và chức năng các khối của 8255A 2.3.2 Các chế ñộ làm việc của 8255A 2.3.3 Ghép nối với 8255A 2.3.4 Lập trình cho 8255A CHƯƠNG 3: GHÉP NỐI TRAO ðỔI DỮ LIỆU NỐI TIẾP 3.1 Giới thiệu chung về trao ñổi dữ liệu nối tiếp 3.1.1 Yêu cầu trao ñổi dữ liệu nối tiếp 3.1.2 Mạch trao ñổi dữ liệu nối tiếp Giảng viên: Nguyễn Văn Minh Trí 3 Tài liệu môn học: Ghép nối và ñiều khiển thiết bị ngoại vi 3.1.3 Thủ tục trao ñổi dữ liệu nối tiếp 3.2 Mạch thu phát dị bộ vạn năng UART 8250 3.2.1 Sơ ñồ khối và chức năng các khối của UART 8250 3.2.2 Ghép nối với UART 8250 3.2.3 Lập trình cho UART 8250 CHƯƠNG 4: GHÉP NỐI ðIỀU KHIỂN NGẮT 4.1 Khái niệm và phân loại ngắt 4.1.1 Khái niệm 4.1.2 Phân loại ngắt 4.2 Xử lý ngắt của nhiều thiết bị ngoại vi 4.2.1 Cho phép hoặc cấm ngắt 4.2.2 Sắp xếp ưu tiên ngắt 4.2.3 Xác ñịnh nguồn gây ngắt 4.2.4 Tạo vector ngắt 4.3 Vi mạch ñiều khiển ngắt 8259A 4.3.1 Sơ ñồ khối và chức năng các khối của 8259A 4.3.2 Cấu trúc hoạt ñộng của vi mạch 8259A 4.3.3 Ghép nối với 8259A 4.3.4 Lập trình cho 8259A CHƯƠNG 5: GHÉP NỐI VÀO RA ðIỀU KHIỂN BẰNG DMA 5.1 Khái niệm DMA cơ bản 5.1.1 Khái niệm DMA 5.1.2 Hoạt ñộng DMAC (DMA Controller) cơ bản 5.1.3 Các chế ñộ trao ñổi dữ liệu DMA 5.2 Bộ ñiều khiển DMA – 8237A 5.2.1 Sơ ñồ khối và chức năng các khối của DMAC 8237A 5.2.2 Ghép nối với 8237A trong hệ vi xử lý 8088 5.2.3 Lập trình cho 8237A CHƯƠNG 6: GHÉP NỐI TƯƠNG TỰ-SỐ VÀ SỐ-TƯƠNG TỰ 6.1. Giới thiệu một số mạch khuếch ñại thuật toán 6.1.1 Các tham số cơ bản của mạch khuếch ñại thuật toán 6.1.2 Các sơ ñồ cơ bản của bộ khuếch ñại thuật toán 6.2 Bộ chuyển ñổi số-tương tự DAC 6.2.1 Hoạt ñộng của DAC 6.2.2 Các tham số cơ bản của bộ chuyển ñổi của DA 6.2.3 Các mạch DAC ñiển hình 6.2.4 Ghép nối với DAC 6.2.5 Lập trình xuất dữ liệu ra DAC 6.3 Bộ biến ñổi tương tự-số ADC Giảng viên: Nguyễn Văn Minh Trí 4 Tài liệu môn học: Ghép nối và ñiều khiển thiết bị ngoại vi 6.3.1 Nguyên tắc làm việc của ADC 6.3.2 Các tham số cơ bản của bộ chuyển ñổi AD 6.3.3 Các phương pháp chuyển ñổi AD 6.3.4 Ghép nối với ADC 6.3.5 Lập trình nhận dữ liệu từ ADC CHƯƠNG 7: ỨNG DỤNG MÁY VI TÍNH TRONG ðO LƯỜNG VÀ ðIỀU KHIỂN 7.1. Giới thiệu về cấu trúc máy tính 7.2 Thiết kế mạch ghép nối giữa hệ thống tự ñộng hóa với các cổng của máy vi tính Giảng viên: Nguyễn Văn Minh Trí 5 ... - tailieumienphi.vn