Thiết kế module ghép nối với PC qua cổng ISA để điều khiển và giám sát khởi động và đảo chiều động cơ DC

LỜI NÓI ĐẦU
Trong mấy chục năm qua , khoa học máy tính và xử lý thông tin có những
bước tiến vược bậc và ngày càng có những đóng góp to lớn vào cuộc cách mạng
khoa học kỹ thuật hiện đại. Đặc biệt sự ra đời và phát triển nhanh chóng của kỹ
thuật số làm cho ngành điện tử trở nên phong phú và đa dạng hơn. Nó góp phần rất
lớn trong việc đưa kỹ thuật hiện đại thâm nhập rộng rãi vào mọi lĩnh vực của hoạt
động sản xuất ,kinh tế và đời sống xã hội. Từ những hệ thống máy tính lớn đến
nhứng hệ thống máy tính cá nhân , từ những việc điều khiển các máy công nghiệp
đến các thiết bị phục vụ đời sống hằng ngày của con người. Với mong muốn tìm
hiểu , ứng dụng những tiến bộ của khoa học kỹ thuật hiện đại vào phục vụ sản xuất
và phục vụ đời sống con người
Với sự giúp đỡ của các thầy cô giáo trong bộ môn em đã hoàn thành thiết kế
của mình. Tuy nhiên do kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi sai sót mong
quý thầy cô chỉ bảo để em có thể hoàn thiện thiết kế của mình hơn. Em xin chân
thành cảm ơn.
Sau đây em xin trình bày chi tiết về thiết kế của mình.
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ
1.1. Giới thiệu về chuẩn giao tiếp ISA
Ở máy tính PC/XT rãnh cắm trong máy tính chỉ có 1 loại với độ rộng bus là 8 bit và
tuân theo tiêu chuẩn ISA(Industry Standard Architecture).Từ máy tính AT trở đi
việc bố trí chân trên rãnh cắm trở lên phức tạp hơn,có loại rãnh cắm PS/2 với 16 bit
theo tiêu chuẩn ISA.Rãnh cắm theo tiêu chẩn ISA được mô tả như sau:
Thông thường rãnh cắm có 62 đường tín hiệu dùng cho mục đích thông tin với 1
card cắm vào.Về cơ bản các đường tín hiệu này được chia thành các đường dẫn tín
hiệu,đường dẫn địa chỉ và đường dẫn điều khiển
Phía mạch in Phía linh kiện
GND B01 A01 /IOCHCK
Reset B02 A02 D7
+5 V B03 A03 D6
IRQ2 B04 A04 D5
-5 V B05 A05 D4

DREQ2 B06 A06 D3
-12 V B07 A07 D2
Dự trữ B08 A08 D1
+12V B09 A09 D0
GND B10 A10 /IOCHDY
/MEMW B11 A11 AEN
/MEMR B12 A12 A19
/IOW B13 A13 A18
/IOR B14 A14 A17
/DACK3 B15 A15 A16
DREQ3 B16 A16 A15
/DACK1 B17 A17 A14
DREQ1 B18 A18 A13
/DACK0 B19 A19 A12
CLK B20 A20 A11
IRQ7 B21 A21 A10
IRQ6 B22 A22 A9
IRQ5 B23 A23 A8
IRQ4 B24 A24 A7
IRQ3 B25 A25 A6
/DACK2 B26 A26 A5
TC B27 A27 A4
ALE B28 A28 A3
+5V B29 A29 A2
OSC B30 A30 A1
GND B31 A31 A0
H1.Sắp xếp chân ra của rãnh cắm mở rộng 8 bit
Kích thước lớn nhất vủa các card ISA 8 bit là:
- Chiều cao 106,7 mm(hay 4,2 inhxơ)
- Chiều dài 333,5mm(hay 13,13 inhxơ)

- Chiều dày –kể cả linh kiện -12,7(hay 0,5 inhxơ)
Kích thước lớn nhất vủa các card ISA 16 bit là:
- Chiều cao 121,92 mm(hay 4,8 inhxơ)
- Chiều dài 333,5mm(hay 13,13 inhxơ)
- Chiều dày –kể cả linh kiện -12,7(hay 0,5 inhxơ)
Từ cách sắp xếp chân ra,rõ ràng 62 đường tín hiệu nằm cả ở mặt hàn thiếc lẫn mặt
sắp xếp linh kiện.Do đó các bản mạch (card) cắm vào bao giờ cũng là những card
mạc in 2 mặt.
Bộ giải mã địa chỉ 74HC688 so sánh các đường dẫn địa chỉ từ A2 đến A9 xem có
thống nhất với các địa chỉ cơ bản được thiết lập trên card mở rộng bằng chuyển
mạch DIP,74HC688 so sánh 2 trong số 8 bit xem có giống nhau không và khi các bit
xếp kề sát đồng nhất sẽ tạo ra tín hiệu Low ở chân 19.Mạch lôgic của mạch giải mã
có chứa 2 vi mạch 74HC00 và 74HC138.Ba cổng NAND làm cho bộ đệm bú
74HC245 sau đấy chỉ trở nên được kích hoạt(/G=0)khi các điều kiện sau được thực
hiện:Thứ nhất là card mở rộng cắm vào đã trao đổi được(chân 19 của vi mạch
74HC688 bằng 0) thứ hai là 1 chu trình đọc hay 1 chu trình ghi được thực
hiện(IRO=0 hoặc IRW=0)
1.2. Giới thiệu về các linh kiện sử dụng trong sơ đồ.
1.2.1. Vi mạch ADC 0804
Chip ADC0804 là bộ chuyển đổi tương tự số thuộc họ ADC800 của
hãng National Semiconductor. Chip này cũng được nhiều hãng khác sản xuất. Chip
cóđiện áp nuôi +5V và độ phân giải 8 bit. Ngoài độ phân giải thì thời gian
chuyểnđổi cũng là một tham số quan trọng khi đánh giá bộ ADC. Thời gian chuyển
đổiđược định nghĩa là thời gian mà bộ ADC cần để chuyển một đầu vào tương tự
thành một số nhị phân. Đối với ADC0804 thì thời gian chuyển đổi phụ thuộcvào tần
số đồng hồ được cấp tới chân CLK và CLK IN và không bé hơn 110μs.Các chân
khác của ADC0804 có chức năng như sau:
 CS (Chip select)
Chân số 1, là chân chọn Chip, đầu vào tích cực mức thấp được sử dụng để
kíchhoạt chip ADC0804. Để truy cập ADC0804 thì chân này phải ở mức thấp.

 RD (Read)
Chân số 2, là một tín hiệu vào, tích cực ở mức thấp. Các bộ chuyển đổi đầu
vàotương tự thành số nhị phân và giữ nó ở một thanh ghi trong. RD được sử dụngđể
có dữ liệu đã được chuyển đổi tới đầu ra của ADC0804. Khi CS = 0 nếu cómột xung
cao xuống thấp áp đến chân RD thì dữ liệu ra dạng số 8 bit được đưatới các chân dữ
liệu (DB0 – DB7).
 WR (Write)
Chân số 3, đây là chân vào tích cực mức thấp được dùng để báo cho ADC
biết bắt đầu quá trình chuyển đổi. Nếu CS = 0 khi WR tạo ra từ xung cao
xuốngxung thấp thì bộ ADC0804 bắt đầu quá trình chuyển đổi giá trị đầu vào tương
tự

Vin về số nhị phân 8 bit. Khi việc chuyển đổi hoàn tất thì chân INTR được ADChạ
xuống thấp.
 CLK IN và CLK R
CLK IN (chân số 4), là chân vào nối tới đồng hồ ngoài được sử dụng để tạo
thờigian. Tuy nhiên ADC0804 cũng có một bộ tạo xung đồng hồ riêng. Để
dùngđồng hồ riêng thì các chân CLK IN và CLK R (chân số 19) được nối với một
tụđiện và một điện trở (như hình vẽ).
 Ngắt INTR (Interupt)
Chân số 5, là chân ra tích cực mức thấp. Bình thường chân này ở trạng thái
caovà khi việc chuyển đổi hoàn tất thì nó xuống thấp để báo cho CPU biết l à dữliệu
chuyển đổi sẵn sàng để lấy đi. Sau khi INTR xuống thấp, cần đặt CS = 0 v àgửi một
xung cao xuống thấp tới chân RD để đưa dữ liệu ra.
 Vin (+) và Vin (-)
Chân số 6 và chân số 7, đây là 2 đầu vào tương tự vi sai, trong đó Vin = Vin
(+)Vin (-). Thông thường Vin (-) được nối tới đất và Vin (+) được dùng làm đầuvào
tương tự và sẽ được chuyển đổi về dạng số.
 Vcc
Chân số 20, là chân nguồn nuôi +5V. Chân này còn được dùng làm điện áp

thamchiếu khi đầu vào Vref/2 để hở.
 Vref/2
Chân số 9, là chân điện áp đầu vào được dùng làm điện áp tham chiếu. Nếu
chânnày hở thì điện áp đầu vào tương tự cho ADC0804 nằm trong dải 0 - +5V.
Tuynhiên, có nhiều ứng dụng mà đầu vào tương tự áp đến Vin khác với dải 0 -
+5V.Chân Vref/2 được dùng để thực hiện các điện áp đầu ra khác 0 - +5V.
 D0 - D7
D0 - D7, chân số 18 – 11, là các chân ra dữ liệu số (D7 là bit cao nhất MSB
vàD0 là bit thấp nhất LSB). Các chân này được đệm ba trạng thái và dữ liệu đãđược
chuyển đổi chỉ được truy cập khi chân CS = 0 và chân RD đưa xuống mức thấp
1.2.2. Giới thiệu về 74HC245
Bộ đệm bus 2 chiều 74HC245 gồm có 20 chân, ,bộ đệm chỉ hoạt động khi có tín
hiệu low ở chân 19.Nó có chứa 8 vi mạch đệm với các lối ra 3 trạng thái để trao đổi
thông tin giữa các đường dẫn bus dữ liệu theo 2 hướng. Hướng truyền dữ liệu được
xác định bằng chân DIR: DIR = 0, dữ liệu được chuyển từ B sang A. Việc chuyển
hướng dữ liệu cho phép quản lý đơn giản bằng tín hiệu /IOR. Ta có thể nối trực tiếp
ra chân DIR. Qua đó đảm bảo bộ đệm chỉ cho phép dữ liệu đưa vào từ bên ngoài
đưa lên bus dữ liệu của máy tính khi PC thực hiện một quá trình truy nhập đọc
(/IOR = 0)
1.2.3. Giới thiệu về 74HC688
Bộ giả mã địa chỉ 74HC688 so sánh các tín hiệu từ A0-A7 xem có thống nhất với
các địa chỉ của tín hiệu trên các chân tương ứng B0-B7.74HC688 so sánh hai trong
số tám bit xem có giống nhau không và khi các bit xếp kề sát đồng nhất sẽ tạo ra
một tín hiệu Low ở chân19.
1.2.4. Giới thiệu về ULN2803
Vi mạch ULN 2803 để khuếch đại dòng tải của các đầu ra từ modul cơ sở để cấp
cho các rơle,ULN2803 là một bộ đệm khá đặc biệt,nó chứa bên trong 8 bộ khuếch
đại darlington với các điôt bảo vệ đã được tích hợp sẵn cho các trường hợp tải cảm
kháng.Các bộ khuếch đại darlington này được điều khiển trực tiếp bởi các tín hiệu
logic TTL và có thể cung cấp 1 dòng tải ở đầu ra đến 500mA.Các đầu ra đều là đầu

ra collector hở.
CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ MODUL GHÉP NỐI THEO YÊU CẦU
2.1. Modul cơ sở vào ra 8 bit ghép nối ISA
2.2. Mạch ghép nối ADC0804 để giám sát tôc độ
U 1 8
A D C 0 8 0 4
+ I N
6
- I N
7
V R E F / 2
9
D B 7
1 1
D B 6
1 2
D B 5
1 3
D B 4
1 4
D B 3
1 5
D B 2
1 6
D B 1
1 7
D B 0
1 8
C L K R
1 9

V C C / V R E F
2 0
C L K I N
4
I N T R
5
C S
1
R D
2
W R
3
D L 1
D L 2
D L 3
D L 4
D L 5
D L 6
D L 7
D L 8
D K 2
D K 1
T u m a y p h a t t o c
2.3. Mạch role để đảo chiều động cơ.
R L 1
4
3
1
2
R L 2

4
3
1
2
U 1 9
U L N 2 8 0 3
C O M
1 0
I N 1
1
I N 2
2
I N 3
3
I N 4
4
I N 5
5
I N 6
6
I N 7
7
I N 8
8
O U T 1
1 8
O U T 2
1 7
O U T 3
1 6

O U T 4
1 5
O U T 5
1 4
O U T 6
1 3
O U T 7
1 2
O U T 8
1 1
V C C
V C C
q u a y t h u â n
q u a y n g h i c h
D K 3
D K 4
2.4. Mạch tạo nguồn nuôi
C 8
G N D
+ 8 V
+ 5 V
- 8 V
- +
D 1
D I O D E B R I D G E _ 4 2 1 3
1
4
3
2
+ 1 0 V ~

- 1 0 V ~
U 5
L M 7 8 0 8 / T O
V I N
1
V O U T
2
U 6
L M 7 9 0 8 / T O 3
V I N
3
V O U T
2
U 7
L M 7 8 0 5 / T O
V I N
1
V O U T
2
C 2
C 3
C 4
C 5
C 6
C 7
2.5. Mạch ghép nối hoàn chỉnh.
CHƯƠNG 3. PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN
3.1. Giao diện điều khiển
3.2. Phần mềm thực hiện
Dim A, B, C, D As Integer

Private Sub Command1_Click()
End
End Sub
Private Sub Command2_Click()
MsgBox "CHUONG TRINH GIAM SAT TOC DO DONG CO"
End Sub
Private Sub Command3_Click()
A = 1
outportb &H303, 144 'ghi tu dieu khien
Timer1.Interval = 10
If Check1.Value = 1 And Check2.Value = 1 Then
MsgBox "chi chon mot chieu toc do dong co"
End If
End Sub
Private Sub Timer1_Timer()
If A = 1 Then
If Check1.Value = 1 Then
Text2.Text = quaythuan
B = 4 'dat dong co quay thuan
Else
Text2.Text = quaynghich
B = 8 'dat dong co quay nghich
End If
B = B + 1
outportb &H301, B
For C = 0 To 20
Next C
B = B + 2
outportb& H301, B
D = inportb(&H300)

B = 0
D = D / 24 'tra lai gia tri toc do
Text1.Text = D & vg / ph
End Sub
Kết luận
Sau nhiều ngày tìm hiểu và làm bài tập lớn dưới sụ hướng đẫn của các thầy và
bạn bè, em đã hoàn thành xong được đề tài này. Sau khi làm xong đã giúp cho em có
nhiều hiểu biết hơn về vi điều khiển và hoạt động của nó. Mặc dù em đã rất cố gắng,
xong do kiến thức còn hạn chế nên không thoát khỏi những sai lầm trong khi thiết
kế, mong thầy có thể chỉ ra những sai sót đó để em có thể lắm rõ hơn nữa về vấn đề.
Em xin chân thành cảm ơn.
Tài liệu tham khảo
[1] Bài giảng môn điều khiển sản xuất và tích hợp máy tinh - Thầy lưu hoàng minh ,
Trường ĐHHH Việt Nam
[2] Kỹ thuật ghép nối máy tính – Ngô diên tập , Nhà xuất bản khoa học – kĩ thuật
[4] Trang web: /> />Ngoài ra còn có một số tài liệu khác .