Ram địa chỉ hóa từng bit các thành phần trong chức năng báo lỗi part6 pptx

Điện năng kế điện tử giao tiếp máy tính
51


3/ Phân loại các hệ thống thông tin:
a/ Phân loại theo đường truyền:
Đường truyền hữu tuyến.
Đường truyền vô tuyến.
b/ Phân loại dựa theo tín hiệu trên đường truyền:
 Tín hiệu tương tự.
 Tín hiệu số.
c/ Phân loại số bit trên một đường dây:
 Mỗi bit chiếm lấy một đường truyền (song song):
Dữ liệu gồm nhiều bit sẽ xuất đồng thời trên đường truyền.
 Nhiều bit trên một đường truyền (nối tiếp):
Các bit sẽ nối tiếp nhau xuất hiện trên một đường truyền duy nhất.
d/ Dựa vào xung nhòp đồng hồ Ck của bộ phát và bộ thu:
 Truyền đồng bộ: khi xung nhòp nơi phát và nơi thu như nhau và
cùng góc pha.
Ưu điểm của cách truyền này là tốc độ truyền rất cao nhưng độ an
toàn về thông tin khá thấp (sai vài bit). Việc chi phí cho thiết kế
đường truyền khá cao.
 Truyền bất đồng bộ: khi xung nhòp nơi phát và thu không cần giống
nhau.
Theo phương pháp này, dữ liệu được truyền đi với tốc độ chậm hơn
nhưng độ an toàn cao, đặc biệt chi phí cho việc thiết kế đường truyền
tương đối thấp, thích hợp cho truyền xa.
e/ Chiều tín hiệu trên đường truyền:
 Loại đơn công: tín hiệu chỉ truyền theo một chiều duy nhất mà
không có chiều ngược lại.
 Loại song công: tín hiệu có thể truyền theo cả hai chiều một cách

đồng thời.
 Loại bán song công: tín hiệu có thể truyền theo hai chiều nhưng
không cùng lúc, tức là phải thay đổi luân phiên.
Luận văn tốt nghiệp
52


4/ Giao tiếp song song bất đồng bộ:
A/ Sơ đồ khối:



PHÁT THU








Khi truyền dữ liệu với tốc độ từ thấp đến trung bình trên khoảng
cách ngắn người ta có thể dùng đường truyền song song bất đồng bộ.
Ví dụ, như việc kết nối một máy tính với một ngoại vi như máy in.
Hệ giao tiếp song song bất đồng bộ này có đặc điểm là: mỗi bit
chiếm lấy một đường truyền và xung đồng bộ nơi phát không nhất
thiết phải bằng xung đồng bộ của nơi thu. Do đó, ngoài các đường
dây cho các bit còn cần thêm các đường tín hiệu để thực hiện việc bắt
tay giữa phần phát và phần thu.
Giả sử thực hiện việc truyền song song 8 bit thì ít nhất có 9 đường

dây (một đường mass giữa phần phát và phần thu).
Để nơi phát và thu có thể truyền và thu được chính xác dữ liệu thì
nhất thiết phải cần đến các tín hiệu bắt tay: Strobe, Ack và Busy\ .

D
O
 D
7
: là các đường dữ liệu (data bus).
Strobe, Ack, Busy\: là các đường tín hiệu bắt tay nhằm phối hợp
giữa phần phát và phần thu.
Strobe : do máy phát gửi ra nhằm báo cho máy thu biết rằng đã có
dữ liệu gửi ra trên đường truyền D
O
 D
7
.
Điện năng kế điện tử giao tiếp máy tính
53

ACK : do phần phát đưa ra nhằm báo cho phần phát biết rằng phần
thu đã thu xong một kí tự.
Busy : là tín hiệu do phần thu đưa ra nhằm báo cho phần phát biết
rằng phần thu đang bận với một tác vụ nào đó nên chưa thể thu được
kí tự tiếp theo.
Ví dụ một quá trình truyền dữ liệu giữa máy tính và máy in:
 CPU chờ cho tới khi đường tín hiệu Busy\ lên mức cao tức là máy
in đã sẵn sàng nhận dữ liệu.
 CPU xuất mã của kí tự kế tiếp ra port song song.
 Sau đó, CPU đưa xung Strobe lên 1. Tín hiệu này báo cho máy in

biết rằng đã có dữ liệu mới trên đường truyền.
 Máy in tiến hành nhận dữ liệu và khi đã hoàn tất công việc liên
quan đến kí tự cuối cùng nó sẽ trả Busy\ về mức cao. Máy in đưa
xung ACK lên cao để báo cho CPU biết nó đang sẵn sàng nhận kí
tự tiếp theo.
B/ Hoạt động của hệ thống:
Phần phát:
 Đọc giá trò của đường Busy\ cho đến khi Busy\ =1 tức là phần thu
không bận.
 Sau đó phần phát gửi data ra bus dữ liệu.
 Cho chân Strobe =1 để báo cho phần thu biết kí tự đã sẵn sàng.
Đọc chân ACK cho đến khi chân này lên 1 tức là phần thu đã thu
xong kí tự.
Cho chân Strobe = 0 để tránh trường hợp phần thu thu thêm một
lần nữa.
 Chuẩn bò dữ liệu kế tiếp theo để xuất đi nếu như chưa truyền hết.

Phần thu:
Khi cần thu một dữ liệu nó phải đưa chân Busy\ lên 1 để báo cho
phần phát biết rằng nó không bò bận và sẵn sàng nhận kí tự.
 Sau đó phần thu đọc giá trò của tín hiệu Strobe cho đến khi chân
này lên 1 tức là phần phát đã gửi dữ liệu ra đường truyền.
 Cho chân Busy\ = 0 để phần phát tạm thời ngưng lại và cho chân
ACK = 0 để khoan thay đổi data.
 Xử lí data (cất vào vùng nhớ đệm).
Luận văn tốt nghiệp
54

 Cho chân Busy\ =1.

5/ Giao tiếp nối tiếp bất đồng bộ:
Cấu trúc :

Giao tiếp nối tiếp bất đồng bộ là giao tiếp mà xung đồng hồ của
bộ phát và bộ thu được tạo ra một cách riêng rẽ và không cần phải
bằng nhau.
Các bit lần lượt chiếm lấy đường truyền, việc giao tiếp cần phải
thêm
các bit khung (thông tin khung) bao gồm:
 Bit khởi động (start).
 Bit dừng (stop).
 Bit chẵn lẻ (parity).
 Thành phần chính của hệ thống là các thanh ghi dòch.
 Tại phần phát, thanh ghi dòch là thanh ghi vào song song ra nối
tiếp.
 Tại phần thu, thanh ghi dòch là thanh ghi vào nối tiếp ra song
song.
Dữ liệu vào song song Dữ liệu ra song song
Tín hiệu
điều khiển
PHÁT THU

Thanh ghi Thanh ghi
Ck phát Ck thu Điều khiền

a/ Phát dữ liệu nối tiếp:
Khi cần phát dữ liệu, CPU phần phát sẽ gửi data tới thanh ghi phần
phát bằng cách đưa dữ liệu đến các ngõ vào song song của thanh ghi
Điện năng kế điện tử giao tiếp máy tính
55

dòch sau đó tác động mức 1 lên chân LD để cho thanh ghi nạp lấy giá
trò này.
Khi LD không còn tác động nữa thì thanh ghi dòch sẽ lưu trữ lại giá
trò này. Sau đó, dưới tác động của xung đồng hồ nơi phát, các bit của
dữ liệu cần phát sẽ lần lượt dòch đến ngõ ra nối tiếp để đưa lên đường
truyền.
b/ Thu dữ liệu nối tiếp:
Khi phần thu nhận dạng được bit khởi động, CPU phần thu sẽ phát
tín hiệu điều khiển xung Ck thu.
Lúc này dưới tác động của xung Ck thu, từng bit dữ liệu trên đường
truyền sẽ lần lượt được dòch vào thanh ghi phần thu cho đến khi xuất
hiện bit dừng thì CPU phần thu sẽ phát tín hiệu để đọc dữ liệu tại các
ngõ ra song song của thanh ghi dòch.
Bit khởi động (Start) nhằm báo cho phần thu biết thời điểm nhận
một dữ liệu mới, bit này có trạng thái ngược với trạng thái thường
xuyên của đường truyền (có trạng thái = 1).
Khi dùng bit Parity, trạng thái logic của bit này phụ thuộc vào kí tự
dữ liệu đặc trưng và việc lập phần cứng là kiểm tra parity chẵn hay
lẻ.
Bit parity là bit 0 hoặc bit 1 tùy theo việc kiểm tra chẵn hay lẻ và dữ
liệu đó như thế nào.
Chú ý rằng bit parity có dự phần vào việc tính tổng số bit 1 là chẵn
hay lẻ trong toàn dữ liệu.
Sau đó bằng cách tính tổng số bit trong mỗi kí tự, máy thu có thể
phát hiện được lỗi khi truyền. Phương pháp này tuy không đạt được
độ tin cậy 100% (vì nếu số bit lỗi là số chẵn thì máy thu không thể
phát hiện được lỗi) nhưng lại tương đối đơn giản và có hiệu quả.
Các bit Stop là khoảng cách bảo vệ tối thiểu giữa các khung kí tự.

Luaọn vaờn toỏt nghieọp
56




CHệễNG 2:









THIET KE

Điện năng kế điện tử giao tiếp máy tính
57





A/ MÔ HÌNH ĐIỆN NĂNG KẾ ĐIỆN TỬ GIAO TIẾP MÁY TÍNH


Điện vào 220V/
50Hz
.

Điện ra cấp cho tải.
Nhằm tạo ra cái nhìn tổng quát trước khi tìm hiểu chi tiết về các khối bên trong
mà mô hình điện năng kế điện tử giao tiếp máy tính được trình bày đầu tiên.
Mô tả chức năng hoạt động và cấu tạo:
 Chức năng hoạt động:
Điện năng kế điện tử là một thiết bò dùng cho điện lưới sinh hoạt 220V/
50Hz
có
chức năng chính là đo và hiển thò ra điện năng đã tiêu thụ trong tháng của hộ sử
dụng điện.
Đặc biệt, điện năng kế điện tử có thể thực hiện quá trình truyền số liệu trên hai
dây pha và trung tính của lưới điện khi có yêu cầu truy xuất dữ liệu từ trung tâm
điều khiển.

Ngoài ra, nhằm tăng tính hữu hiệu của thiết bò mà một số chức năng khác cũng
được thiết kế bên trong điện năng kế:
 Hiển thò thời gian như một đồng hồ số.
Luận văn tốt nghiệp
58

 Tự động ngắt nguồn khi có sự cố ngắn mạch, quá tải, điện giật nhằm bảo
đảm an toàn cho thiết bò tải và người sử dụng.



Cấu tạo :
Mặt ngoài điện năng kế điện tử có:
6 LED :
Để hiển thò điện năng tiêu thụ và một số thông tin cần thiết khác trong suốt
quá trình sử dụng như hiển thò ra thời gian, hiển thò điện áp ,dòng điện đang sử
dụng…
Hai nút điều khiển:
Nút ON/OFF nguồn : Người sử dụng có thể tác động vào nút này để đóng ngắt
nguồn tương tự như một CB nhưng nó còn bò điều khiển bởi phần mềm xử lí đóng
ngắt bên trong.
Nút Select Mode : Cho phép chọn các thông tin cần hiển thò ra các LED.
Thông tin hiển thò gồm có:
1. Giờ cao điểm trong ngày.
2. Số Kwh đã tiêu thụ trong giờ cao điểm của tháng hiện tại
3. Số Kwh đã tiêu thụ trong giờ thấp điểm của tháng hiện tại
4. Tổng số Kwh đã tiêu thụ trong tháng.
5. Điện áp đang sử dụng.
6. Dòng điện đang sử dụng.
7. Giờ đồng hồ số.

Trạng thái mặc nhiên của các led khi điện năng kế hoạt động bình thường làhiển
thò giờ thời gian.
PORT Giao Tiếp song song:
Bên trong vỏ hộp kim loại chứa các thiết bò sau:
1. Board mạch xử lí.
2. Các đầu dò điện áp, dòng điện tải, dòng điện rò.
3. Relay đóng ngắt nguồn.
4. Bộ chỉnh lưu, lọc nguồn, triệt nhiễu và bảo vệ quá áp ngõ vào.
5. Accu dự phòng khi bò mất nguồn.
6. Loa cảnh báo.
Sau khi thực hiện lắp đặt điện năng kế, nhân viên điện lực cần cài đặt các thông
số ban đầu cho điện kế trước khi đem vào sử dụng:
Thao tác điều chỉnh thông qua 3 nút nhấn nằm phía trong đồng hồ:
Điện năng kế điện tử giao tiếp máy tính
59

Nút 1 : Select
 Có chức năng chọn lựa đối tượng cần điều chỉnh là thời gian hiện tại hay các
giờ cao điểm trong ngày.
Nút 2 : Adjust
Tác động vào nút này, để điều chỉnh giá trò cho đối tượng được chọn.
Nút 3 : Enter
Để xác nhận giá trò cho từng thành phần trong mỗi đối tượng đang
được điều chỉnh và chuyển sang thành phần khác.
Trong suốt quá trình tác động, các led sẽ hiển thò ra thông tin tương ứng giúp
cho nhân viên điện lực có thể quan sát và điều chỉnh chính xác các thông số.
Các thông số sau khi đã thiết lập cho điện kế, nhân viên điện lực sẽ bấm chì
niêm phong điện kế và dán tem bảo đảm.
Kết thúc các thao tác trên thì điện năng kế điện tử đã có thể sử dụng được.

B/ SƠ ĐỒ KHỐI ĐIỆN NĂNG KẾ ĐIỆN TỬ GIAO TIẾP MÁY TÍNH:


Ngõ vào điện áp
220V/
50Hz




















Mô tả chức năng các khối trong sơ đồ:
CHỈNH LƯU
LỌC NGUỒN
CẢM BIẾN

DÒNG ĐIỆN,
ĐIỆNÁP
TRIỆT NHIỄU

BẢO VỆ QUÁ ÁP
GIAO TIẾP
DỮ LIỆU
SONG SONG,
NỐI TIẾP
HIỂN THỊ
CẢNH BÁO
TRUNG TÂM
XỬ LÍ
GIAO TIẾP
NGƯỜI SỬ DỤNG
LƯU TRỮ
DỮ LIỆU
ĐIỀU KHIỂN
ĐÓNG NGẮT
NGUỒN 20V/50Hz
HẠ ÁP

ỔN ÁP
NGÕ RA
ĐIỆN NĂNG
CẦN ĐO
NGUỒN
DỰ PHÒNG
Đ
iện áp cung

cấp cho tải
220V/
50Hz

Điện áp cung cấp

Cho thiết bò +5V

Luận văn tốt nghiệp
60

Như đã trình bày trong các phần trước, điện năng kế điện tử là thiết bò có chức
năng đo các đại lượng điện thành phần sau đó tính toán cho ra điện năng tiêu thụ và
hiển thò ra các led. Muốn thực hiện được chức năng đó điện năng kế cần phải được
thiết kế từ nhiều bộ phận nhỏ, mỗi bộ phận có nhiệm vụ riêng và thống nhất với
nhau sao cho đạt được yêu cầu chung của toàn thiết bò.
Nhằm dễ dàng hơn trong việc trình bày, sơ đồ khối được đưa ra để giúp cho
người đọc có được cái nhìn bao quát về toàn thiết bò trước khi tìm hiểu về các bộ
phận bên trong.
Sau đây là sự trình bày một cách tóm lược về chức năng hoạt động của từng
khối trong sơ đồ:
1. Khối cảm biến các đại lượng điện thành phần:
Có nhiệm vụ đo đạc giá trò điện áp, dòng điện tải, dòng điện rò sau đó chuyển
thành tín hiệu thích hợp và đưa về trung tâm xử lí. Khối này gồm có các khối nhỏ
bên trong như:
 Khối lọc, triệt nhiễu ngõ vào nhằm loại trừ các tín hiệu nhiễu trên đường
truyền tới thiết bò.
Khối cảm biến điện áp nhằm chuyển điện áp trên tải từ mức cao xuống
thấp để phù hợp với thiết bò điện tử phía sau.
Khối cảm biến dòng điện tải có nhiệm vụ biến đổi dòng điện tải đang tiêu

thụ thành một mức điện thế thích hợp cho bộ phận phía sau.
Khối cảm biến dòng điện rò cũng có chức năng tương tự như khối cảm
biến dòng điện tải nhưng để cảm biến dòng điện rò.
Khối chuyển đổi tương tự sang số (ADC) thực hiện nhiệm vụ như đúng tên
gọi của nó. Do các thiết bò phía sau đều hoạt động với tín hiệu số vì vậy
phải chuyển đổi các tín hiệu đầu vào từ tương tự sang số thì các thiết bò này
mới có thể xử lí được.
 Trong khối này ta còn thấy sự xuất hiện của bộ phận bảo vệ quá áp, bộ
phận này rất cần thiết trong việc bảo vệ các thiết bò phía sau tránh khỏi việc
hư hỏng do xung điện áp cao trên lưới điện truyền có nguyên nhân từ sự cố
sét đánh trên lưới điện hoặc do bò chập với đường dây cao thế.
2. Khối trung tâm xử lí:
Có chức năng quan trọng nhất trong toàn thiết bò, vì nó đảm đương nhiệm vụ
tính toán các số liệu đã thu nhận được từ các đầu dò bên ngoài. Ngoài ra, các thiết
bò phụ cận bên ngoài đều hoạt động dưới sự điều khiển của khối trung tâm xử lí.
3. Khối lưu trữ dữ liệu:
Là nơi mà chương trình điều khiển thiết bò được nạp vào. Trong quá trình tính
toán, khối trung tâm xử lí sẽ lưu dữ liệu vào đây.
4. Khối hiển thò cảnh báo: