Thiết kế và thi côn hệ thống báo giờ tự động ứng dụng CPU Z80, chương 2

Chia sẻ: Nguyen Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

142
lượt xem 26
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trước đây đã có một vài Hệ Thống báo Giờ Tự Động được thiết kế và thi công. Tuy nhiên, do chúng được thiết kế bằng cách dùng “erpom” nên đã vấp phải một vài hạn chế về tính năng trong sử dụng cũng như việc tính toán phức tạp trong kết nối phần cứng. Sau đây, người viết sẽ giới thiệu hai dạng mạch dùng “erpom” điển hình.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Thiết kế và thi côn hệ thống báo giờ tự động ứng dụng CPU Z80, chương 2

Chương 2: GIÔÙI THIEÄU CAÙC DAÏNG MAÏCH ÑAÕ COÙ TRONG NÖÔÙC Tröôùc ñaây ñaõ coù moät vaøi Heä Thoáng baùo Giôø Töï Ñoäng ñöôïc thieát keá vaø thi coâng. Tuy nhieân, do chuùng ñöôïc thieát keá baèng caùch duøng “Eprom” neân ñaõ vaáp phaûi moät vaøi haïn cheá veà tính naêng trong söû duïng cuõng nhö vieäc tính toaùn phöùc taïp trong keát noái phaàn cöùng. Sau ñaây, ngöôøi vieát seõ giôùi thieäu hai daïng maïch duøng “Eprom” ñieån hình. 1.1_ Ñeà taøi : “Thieát Keá Vaø Thi Coâng Maùy Baùo Tieát Cho Tröôøng ÑHSPKT” Gvhd: Traàn Minh Chaùnh. Svth : Nguyeãn Ñình Maïnh Chieán Traàn Thò Baïch Ngoïc Sô ñoà khoái chi tieát maïch: DAO ÑOÄNG CHIA 30 ÑEÁM NHÔÙ VAØ ÑEÄM 1Hz OR NGUOÀN DAO ÑOÄNG ÑIEÀU KHIEÅN CHÆ THÒ 12V.5V CHÆNH BAÙO COÂNG SUAÁT VAØ TAÛI Trình baøy sô ñoà khoái: _ Khoái dao ñoäng: taïo taàn soá chuaån 1Hz laøm taàn soá cô sôû ñeå maïch hoaït ñoäng vaø taïo xung ñieàu khieån maïch baùo giaây.
_ Khoái chia 30: taïo taàn soá 1/30 Hz töùc ½ giaây laø taàn soá ñeå maïch ñeám thay ñoåi ñòa chæ boä nhôù. _ Khoái ñeám: Laø maïch ñeám leân laøm taêng daàn ñòa chæ boä nhôù sau moãi xung ½ giaây. Coù theå ñaët laïi traïng thaùi ban ñaàu (reset) baèng tay hoaëc töø ngoõ ra cuûa boä nhôù. _ Khoái nhôù vaø ñeäm: ghi toaøn boä chöông trình baùo tieát hoïc trong 24 giôø.  Taïo xung cho maïch chæ thò (1 phuùt) .  Taïo xung reset cho maïch chæ thò sau 60 phuùt, sau 24 giôø.  Taïo xung reset toaøn maïch sau 24 giôø (baèng caùch reset maïch ñeám veà traïng thaùi ban ñaàu maø taïi ñòa chæ ñoù chöùa ñoaïn chöông trình reset toaøn maïch). _ Khoái ñieàu khieån baùo hieäu:  Taïo thôøi gian daøi (7’) cho ñaàu tieát hoïc.  Taïo thôøi gian ngaén (3’) cho cuoái tieát hoïc.  Taét môû baùo baèng tay theo yeâu caàu söû duïng (ALARM ON/OFF). _ Khoái coâng suaát: goàm transistor coâng suaát, rôle ñoùng caét taûi AC, DC (110V, 220V). _ Khoái dao ñoäng ñieàu chænh: Taïo taàn soá dao ñoäng cao hôn taàn soá dao ñoäng cô baûn ñeå ñieàu chænh laïi ñoàng hoà baùo giôø.  Chænh vôùi toác ñoä nhanh.  Chænh vôùi toác ñoä chaäm. _ Khoái nguoàn: Goàm coù maïch oån aùp, maïch baûo veä nhaèm cöïc tính nguoàn accu töø beân ngoaøi Nguyeân lyù hoaït ñoäng cô baûn cuûa heä thoáng nhö sau:
Döõ lieäu töø 0 ñeán 23 giôø vaø tín hieäu ñieàu khieån baùo chuoâng ñöôïc naïp trong moät IC ROM 2732. Döõ lieäu naøy khoâng xuaát tröïc tieáp ra led 7 ñoaïn ñeå hieån thò maø chuùng coù nhieäm vuï taïo ra xung clock cho maïch ñeám BCD vaø xung reset cho maïch ñeám sau 60 phuùt vaø sau 24 giôø. Nguyeân taéc taïo ra xung clock cho maïch ñeám BCD nhö sau : Cöù moãi phuùt ôû ngoõ ra cuûa IC ROM seõ xuaát hai 2 byte, ôû bit D0 cuûa byte thöù nhaát coù giaù trò laø 0 vaø byte thöù 2 coù giaù trò laø 1, IC ROM cöù tuaàn hoaøn xuaát ra döõ lieäu nhö theá neân ôû bit D0 ngoõ ra seõ taïo thaønh moät chuoãi xung lieân tuïc coù taàn soá laø 1/60 Hz hay 1 phuùt (daïng chuoãi xung coù ñöôïc moâ taû ôû hình phía döôùi) kích cho maïch ñeám BCD ñeå maïch ñeám naøy cöù ñeám taêng leân, sau ñoù soá ñeám BCD naøy seõ ñöôïc giaûi maõ töø BCD ra led 7 ñoaïn ñeå hieån thò. Ñòa chæ : 0h 1h 2h 3h 4h D0 0 1 0 1 0 Daïng soùng 1/60 Hz Do maïch ñeám laø maïch ñeám BCD neân ôû phuùt 60 phaûi coù xung reset maïch ñeám phuùt veà 00 vaø taêng giôø leân 1, töông töï khi giôø baèng 24 phaûi reset giôø veà 00. Nguyeân taéc reset maïch ñeám phuùt vaø giôø nhö sau:
Bit D1 duøng ñeå reset maïch ñeám phuùt. Giaû söû maïch ñeám phuùt ñöôïc reset ôû möùc 0 thì taát caû caùc byte ôû phuùt 60 phaûi ñaët bit D1 = 0 coøn caùc byte khaùc phaûi ñaët bit D1 = 1. Töông töï nhö reset maïch ñeám phuùt, bit D2 duøng ñeå reset maïch ñeám giôø. Byte töông öùng vôùi 24 giôø phaûi ñaët bit D2 = 0 (giaû söû maïch ñeám giôø coù reset taùc ñoäng möùc 0) coøn caùc byte coøn laïi phaûi ñaët bit D2 = 1. VD : Maïch reset phuùt taùc ñoäng möùc 0 thì phaûi ghi chöông trình nhö sau: Ñòa chæ : 118D 119D 102D 121D Giôø öùng : 0:59 0:59:30 1:00:00 1:00:30 D1 : 1 1 0 1 Phuùt Chuïc Giôø Chuïc phuùt giôø IC1 IC2 IC3 IC4 D0 ck CO ck CO ck CO ck Reset 60 phuùt Reset 24 giôø D1 D2
SÔ ÑOÀ MAÏCH ÑEÁM BCD CHO PHUÙT, GIÔØ Nguyeân taéc xuaát tín hieäu ñieàu khieån chuoâng: Söû duïng bit D4 ñeå phaùt tín hieäu ñieàu khieån chuoâng cho ñaàu tieát hoïc vaø bit D5 ñeå phaùt tín hieäu ñieàu khieån chuoâng ôû cuoái tieát hoïc, phaûi duøng 2 bit ñeå ñieàu khieån chuoâng laø do phaûi söû duïng 2 maïch dao ñoäng ñôn oån, moät maïch ñònh thôøi gian daøi cho ñaàu tieát vaø moät maïch ñònh thôøi gian ngaén cho cuoái tieát. 1.2 _ Ñeà taøi : “Thieát Keá Vaø Thi Coâng Maïch Ñoàng Hoà Baùo Giôø” Giaùo vieân höôùng daãn : Nguyeãn Phöông Quang Sinh vieân thöïc hieän : Voõ Ñöùc Trí : Ñoaøn Nam Sôn Lôùp : 95KÑÑ3/7 Sô ñoà khoái chi tieát maïch. KHOÁI ÑIEÀU KHIEÅN KHOÁI HIEÅN THÒ BAÙO KHOÁI GIAÛI ÑA HÔÏP, CHOÏN KEÂNH KHOÁI CHOÁT BOÄ NHÔÙ KHOÁI DAO ÑOÄNG BOÄ GIAÛI MAÕ ÑÒA CHÆ VAØ CHIA TAÀN SOÁ
Nhieäm vuï caùc khoái: _ Khoái taïo xung: khoái naøy coù chöùc naêng taïo dao ñoäng vaø chia taàn soá ñeå ñöôïc xung 1 Hz. Xung naøy ñöôïc ñöa ñeán boä ñeám vaø giaûi maõ ñòa chæ boä nhôù. _ Khoái giaûi maõ ñòa chæ boä nhôù: khoái naøy laø boä ñeám leân nhaän xung clock vôùi taàn soá 1/60 Hz (1 phuùt), 11 ngoõ ra cuûa boä ñeám ñöôïc ñöa ñeán 11 ñöôøng ñòa chæ töø A2 ñeán A12 cuûa IC nhôù 2764. _ Boä nhôù: Laø nôi löu tröõ döõ lieäu ñaõ naïp töø tröôùc. Maïch giaûi maõ ñòa chæ boä nhôù seõ laøm cho ñòa chæ boä nhôù thay ñoåi, khi ñoù döõ lieäu seõ ñöôïc xuaát ra maïch beân ngoaøi qua maïch ñeäm döõ lieäu. Boä choát döõ lieäu: coù nhieäm vuï choát döõ lieäu vaø giao tieáp vôùi boä nhôù ñeå hieån thò döõ lieäu ra led 7 ñoaïn. _ Khoái giaûi maõ vaø choïn keânh: nhaän xung töø boä dao ñoäng sau ñoù giaûi maõ ôû ngoõ ra ñeå choïn boä ñeäm. _ Khoái hieån thò: cho pheùp ngöôøi söû duïng xem ñöôïc giôø, phuùt thoâng qua led 7 ñoaïn.
_ Khoái ñieàu khieån baùo: ñaây laø khoái thöïc hieän nhieäm vuï chính, noù coù nhieäm vuï phaùt ra tín hieäu ñieàu khieån chuoâng. _ Khoái dao ñoäng ñieàu chænh: taïo taàn soá dao ñoäng cao hôn taàn soá dao ñoäng cô baûn ñeå cho pheùp ngöôøi söû duïng chænh laïi giôø, phuùt cuûa ñoàng hoà. _ Khoái nguoàn: khoái naøy ñaûm baûo cho toaøn maïch hoaït ñoäng lieân tuïc, goàm coù maïch oån aùp vaø accu döï phoøng. Nguyeân lyù hoaït ñoäng cô baûn cuûa heä thoáng nhö sau: Döõ lieäu töø 0 ñeán 23 giôø vaø tín hieäu ñieàu khieån baùo chuoâng ñöôïc löu trong Eprom. Döõ lieäu naøy seõ ñöôïc xuaát ra led 7 ñoaïn vaø maïch ñieàu khieån baùo chuoâng chæ qua boä ñeäm maø khoâng caàn giaûi maõ, moãi phuùt seõ coù 4 byte döõ lieäu goàm 2 byte cho giôø vaø 2 byte cho phuùt xuaát laàn löôït ra 2 led giôø vaø 2 led phuùt, chuùng seõ vaãn cöù xuaát ra laàn löôït nhö theá (queùt) vôùi taàn soá khaù cao ñeå ngöôøi quan saùt khoâng coøn thaáy ñöôïc söï chôùp taét cuûa noù nöõa. Döõ lieäu xuaát ra ôû boä ñeäm coù 32 ñöôøng, trong ñoù 28 ñöôøng cung caáp cho hieån thò giôø, phuùt, moät ñöôøng caáp cho hieån thò AM/PM thoâng qua 1 FF-T, moät ñöôøng caáp cho maïch ñieàu khieån chuoâng ñeå baùo giôø. Döïa vaøo nguyeân taéc hoaït ñoäng cuûa hai daïng maïch neâu treân ngöôøi vieát nhaän thaáy raèng maëc duø nguyeân taéc hoaït ñoäng cuûa chuùng khaùc nhau nhöng chuùng ñeàu coù chung nhöõng khaû naêng sau: _ Taïo ra thôøi gian thöïc goàm giôø vaø phuùt. _ Ñieàu chænh thôøi gian thöïc, caùch ñieàu chænh laø ñieàu chænh vôùi toác ñoä nhanh vaø chaäm nhöng khoâng coù khaû naêng ñieàu chænh giôø, phuùt ñoäc laäp vôùi nhau cuõng nhö khoâng coù khaû naêng ñieàu chænh theo höôùng giaûm giôø, phuùt.
_ Töï ñoäng baùo hieäu taïi nhöõng thôøi ñieåm ñaõ ñöôïc qui ñònh, nhöõng thôøi ñieåm naøy laø coá ñònh vaø ñöôïc ñaët tröôùc trong EPROM. 1.3- Öu nhöôïc ñieåm cuûa heä thoáng bao giôø töï ñoäng duøng “EPROM” vaø vi xöû lí Z80. Nhö vaäy heä thoáng baùo giôø töï ñoäng maø ngöôøi vieát thieát keá coù ñöôïc nhöõng öu, nhöôïc ñieåm so vôùi 2 daïng maïch neâu treân nhö sau: Öu ñieåm: _ Hieån thò ñöôïc theâm thöù vaø giaây. _ Ñieàu chænh thöù, giôø, phuùt ñoäc laäp vôùi nhau. Coù theå ñieàu chænh thôøi gian theo höôùng taêng hoaëc giaûm. _ Coù theå ñaët vaøo heä thoáng 10 thôøi ñieåm baùo hieäu ñoät xuaát thoâng qua baøn phím _ Coù theå ñaët vaøo heä thoáng 10 thôøi ñieåm caám baùo hieäu thoâng qua baøn phím _ Coù theå xem laïi vaø xoùa ñi caùc thôøi ñieåm baùo hieäu ñoät xuaát vaø caùc thôøi ñieåm caám baùo hieäu do ngöôøi söû duïng ñaët vaøo heä thoáng. _ Khoâng baùo hieäu vaøo ngaøy thöù baûy vaø chuû nhaät (giaûi quyeát baèng phaàn meàm). _ Tín hieäu baùo chuoâng ñöôïc ñieàu khieån baèng phaàn meàm neân raát ña daïng nhaèm muïc ñích theå hieän yù nghóa cuûa loaïi thôøi ñieåm baùo hieäu. _ Coù chöông trình baùo loãi nhaèm taêng theâm tính soáng ñoäng cuûa heä thoáng.
Nhöôïc ñieåm: _ Heä thoáng söû duïng nhieàu IC hôn, nhöng caùch keát noái caùc boä phaän nhö boä nhôù, baøn phím, hieån thò laïi ñôn giaûn hôn. _ Caùch vieát phaàn meàm cho heä thoáng khoù hôn