Thiết kế vả thi công hệ thống test time tự động ứng dụng CPUZ80 part5 pot

Luận văn tốt nghiệp
Hệ thống báo giờ tự động




DATA BUS
Q7

BDR


Hình 17: SƠ ĐỒ KHỐI MẠCH ĐIỀU KHIỂN BÁO HIỆU.

CLOCK

A0-A15 VALID ADDRESS

MERQ


BDR


D0-D7 DATA

Hình 18: CHU KÌ P XUẤT DỮ LIỆU BÁO HIỆU.
Dữ liệu báo hiệu gồm 8 bit từ D0 đến D7 của byte báo hiệu, ví dụ chọn bit
D7 để điều khiển thiết bò báo hiệu. Khi ngõ ra Q7 của mạch chốt ở mức cao sẽ
làm thiết bò báo hiệu hoạt động. Ngược lại, thiết bò báo hiệu sẽ không hoạt động
khi Q7 ở mức thấp.

D7

BDR


Q7 0 1 0 1 0
KHÔNG BÁO BÁO HIỆU
HIỆU

Hình 19: QUÁ TRÌNH ĐIỀU KHIỂN BÁO HIỆU.

MẠCH
CHỐT
8 BIT
THIẾT BỊ BÁO HIỆU
(chuông, còi)
Luận văn tốt nghiệp
Hệ thống báo giờ tự động


Thông qua tín hiệu điều khiển
BDR
kết hợp với dữ liệu báo hiệu. Chương
trình Hệ Thống có thể thay đổi được thời gian Q7 giữ ở mức cao.
Như vậy, chương trình phần mềm hoàn toàn có thể kiểm soát số hồi chuông
cũng như độ dài hồi chuông báo hiệu. Mạch điều khiển báo hiệu có cấu tạo như
sau:

Hình 20: SƠ ĐỒ CHI TIẾT MẠCH BÁO HIỆU.
IC 74LS373 được dùng làm mạch chốt 8 bit, ngõ vào của 74LS373 được nối
với Data bus. Bảng sự thật của 74LS373 như sau:

OC G DATA Q
L H H H
L H L L
L L X Q
O

Bảng 6: BẢNG SỰ THẬT CỦA 74LS373
Tín hiệu điều khiển
BDR
được cho qua mạch đảo để phù hợp với mức tác
động của chân G IC 74LS373. Ngõ ra Q7 sẽ điều khiển 1 Opto triac (hoặc relay)
đóng mạch cho chuông điện. Với cấu tạo như trên, Hệ Thống sẽ được cách li về
điện với thiết bò báo hiệu, để đảm bảo an toàn cho người sử dụng.
Ngoài ra, với 8 ngõ ra Q0…Q7 của IC 74LS373, chương trình phần mềm có
thể điều khiển các thiết bò báo hiệu để phát ra âm thanh báo hiệu có những tần
số khác nhau, tăng tính đa dạng trong cách thức báo hiệu.
Luận văn tốt nghiệp
Hệ thống báo giờ tự động

2.4.7_Mạch cung cấp điện:
Khi hệä thống bò mất điện, việc đếm thời gian thực sẽ bò gián đoạn, các thời
điểm Hottime và Skiptime trong bộ nhớ sẽ bò mất. Do đó, Hệ Thống phải được
cấp điện liên tục để việc báo hiệu thực hiện chính xác.
Để thỏûa mãn yêu cầu trên, Hệ Thống được trang bò 1 accu dự phòng cho
trường hợp mất điện lưới. Cấu tạo của mạch cấp điện sẽ có mạch ổn áp và mạch
nạp accu. Việc nạp accu sẽ bắt đầu khi điện thế accu xuống thấp hơn mức qui
đònh và ngưng nạp accu khi accu được nạp đủ điện.
Mạch cấp điện có cấu tạo như sau:
Hình 21: SƠ ĐỒ CHI TIẾT MẠCH CẤP ĐIỆN
IC 7805 làm nhiệm vụ ổn áp cung cấp điện thế 5V ổn đònh cho Hệ Thống.
Transistor H1061 và zener có Vz = 14v tạo thành mạch ổn áp nạp điện cho accu
12v. Điện thế nạp cho accu:
VA = Vz – (0,7 +0,7)=12,6V
Bình thường, IC ổn áp 7805 nhận điện từ mạch cầu nắn điện biến đổi ra 5V
cung cấp cho Hệ Thống. Khi đó, điện thế tại điểm B lớn hơn tại điểm A (VB >
VA) nên accu và mạch nạp accu được tách khỏi 7805.
Khi điện thế accu thấp hơn mức qui đònh (12,6V), transistor H1061 dẫn điện
và accu được nạp điện, trong quá trình nạp điện, điện thế accu đươcï nâng cao
dần. Khi accu đã được nạp đầy, điện thế accu có khuynh hướng vượt quá 12,6 V.
điều này làm cho transistor H1061 ngưng dẫn, việc nạp accu sẽ dừng lại tránh
hiện tượng nạp quá no gây hỏng accu. Điện thế accu duy trì ở 12,6V.
Khi điện lưới cung cấp bò gián đoạn (VA > VB) accu sẽ cấp điện cho Hệ
Thống hoạt động, khi có điện trở lại, nếu điện thế accu xuống thấp hơn 12,6V,
mạch nạp accu sẽ hoạt động và quá trình nạp diễn ra như trình bày ở trên.

Luận văn tốt nghiệp

Hệ thống báo giờ tự động




III- THIẾT KẾ PHẦN MỀM.
3.1- Tổng quát phần mềm hệ thống.
Phần mềm được thiết kế nhằm tạo cho Hệ Thống Báo Giờ Tự Động có 5
chức năng như sau:
 Chức năng tự động báo hiệu.
 Chức năng tạo thời gian thực và hiển thò thời gian thực.
 Chức năng điều chỉnh thời gian thực.
 Chức năng về Hottime gồm : Xem, xóa và đặt mới.
 Chức năng về Skiptime gồm : Xem, xóa và đặt mới.
Mỗi chức năng nêu trên được một chương trình thực hiện. Do đó, phần mềm
Hệ Thống gồm 5 chương trình thực hiện 5 chức năng chính của Hệ Thống và 3
chương trình con phục vụ chung cho các chương trình.
3.1.1- Chức năng báo hiệu tự động :
Điều kiện để báo hiệu: khi có 1 Restime hay Hottime bằng với thời gian
thực và không có Skiptime nào bằng với thời gian thực thì tiến hành việc báo
hiệu.
Việc báo hiệu phải được thực hiện tự động. Do đó, chương trình đảm nhận
việc báo hiệu tự động sẽ được đặt ở đòa chỉ 0000h trong vùng nhớ. Tên chương
trình này được đặt là MAIN.
Đây là chương trình điều khiển chính của Hệ Thống. Ngoài việc thực hiện
chức năng báo hiệu tự động, chương trình MAIN phải giúp khởi động Hệ Thống.
Khi Hệ Thống vừa được cấp điện, chương trình MAIN sẽ khởi động Hệ
Thống. Sau đó, 1 vòng lặp sẽ thực hiện quá trình so sánh thời gian thực với các
thời điểm báo hiệu (Restime, Hottime), các thời điểm cấm báo hiệu (Skiptime)
và thứ trong tuần để quyết đònh việc báo hiệu hay không đối với từng thời điểm

hiện tại. Nếu cần báo hiệu, chương trính MAIN sẽ điều khiển mạch báo hiệu …
3.1.2- Chức năng tạo thời gian thực:
Tín hiệu đònh thời gọi ngắt
NMI
có tần số 1Hz, nên thời gian thực được tạo
ra bởi chương trình phục vụ ngắt NMI đặt tại đòa chỉ 0066h có tên là RTP (Real
Time Program).
Luận văn tốt nghiệp
Hệ thống báo giờ tự động


Khi được gọi, chương trình RTP sẽ tăng thời gian thực thêm 1 giây và hiển
thò thời gian thực.
Luận văn tốt nghiệp
Hệ thống báo giờ tự động


3.1.3- Chức năng điều chỉnh thời gian thực:
Việc điều chỉnh thời gian thực do người sử dụng quyết đònh thực hiện thông
qua thiết bò gọi ngắt INT .
Chương trình Settime được đặt ở đòa chỉ 08h sẽ đáp ứng ngắt INT mode 0 để
phục vụ chức năng điều chỉnh thời gian thực cho người sử dụng.
Bằng bàn phím và đèn hiển thò, người sử dụng dễ dàng điều chỉnh thời gian
thực.
3.1.4- Chức năng về Hottime: ( Xem - Xóa - Đặt)
Các chức năng về Hottime được thực hiện bởi chương trình Hottime. Chương
trình Hottime sẽ đáp ứng ngắt INT mode 0 ở đòa chỉ 18h.
Khi người sử dụng quyết đònh thực hiện chức năng về Hottime nhờ thiết bò
gọi ngắt, chương trình sẽ được thi hành. Thông qua bàn phím và đèn hiển thò,
người sử dụng có thể thực hiện một trong các chức năng xem, xóa và đặt

Hottime.
3.1.5- Chức năng về Skiptime: (Xem - Xóa - Đặt)
Tương tự như chức năng về Hottime, chương trình Skiptime được đặt ở đòa
chỉ 28h sẽ đáp ứng ngắt
INT
mode 0.
Chương trình Skiptime được thi hành theo yêu cầu của người sử dụng và
nhận sự điều khiển từ bàn phím.
3.1.6- Các chương trình con:
 Chương trình con hiển thò (tên là DISPLAY):
Thực hiện việc biến đổi dữ liệu giờ và phút từ mã HEX sang BCD. Sau đó
thực hiện việc so sánh từ 0 - 9 rồi viết sang 8279 để hiển thò các thông tin về
thời gian.
 Chương trình xử lý bàn phím (tên là KEYPRO)
Nhận phím được ấn để phục vụ việc lựa chọn Thứ - Giờ - Phút.
 Chương trình báo lỗi (tên là ERROR):
Gởi thông báo lỗi đến người sử dụng thông qua đèn hiển thò.
Phần mềm Hệ Thống được viết bằng ngôn ngữ ASSEMBLY cho Z80,
hợp dòch bằng M80 và L80. Phần mềm Hệ Thống được nạp vào 1 vi mạch ROM
2732 có đòa chỉ từ 0000h đến 0FFFh.
Luận văn tốt nghiệp
Hệ thống báo giờ tự động


Bảng sau đây trình bày tóm tắt tên và đòa chỉ các chương trình phần
mềm.

TÊN CHƯƠNGTRÌNH
ĐỊA CHỈ
NHIỆM VỤ

MAIN 0000h Tự động báo hiệu
RTP 0066h
Tạo thời gian thực và hiển
thò thời gian thực
SETTIME 0008h Điều chỉnh thời gian thực
HOTTIME 0018h Xem, xóa và đặt Hottime
SKIPTIME 0028h Xem, xóa và đặt Skiptime

DISPLAY
Không xác
đònh
Biến đổi HEX BCD
và xuất ra mạch hiển thò
KEYPRO
Không xác
đònh
Đọc dữ liệu bàn phím và
xử lý phím ấn
ERROR
Không xác
đònh
Báo lỗi

Bảng 7: TÓM TẮT CHƯƠNG TRÌNH PHẦN MỀM
3.2- Tổ chức dữ liệu:
Dữ liệu là một thành phần rất quan trọng của phần mềm, cấu trúc của nó
quyết đònh giải thuật xử lý dữ liệu, dữ liệu có cấu trúc phù hợp làm cho giải
thuật đơn giản và chặt chẽ hơn.
Dữ liệu của phần mềm Hệ Thống Báo Giờ chủ yếu là thời gian (Thứ-Giờ-
Phút-Giây) dưới dạng số HEX có cấu trúc như sau:

3.2.1- Thời gian thực:
Gồm 4 byte cho Thứ, Giờ, Phút và Giây được đặt trong vùng nhớ RAM có
đòa chỉ là:
DATE EQU 1004H; Byte cứa thứ thực
HOUR EQU 1005H; Byte chứa Giờ thực
MIN EQU 1006H; Byte chứa Phút thực
SEC EQU 1007H; Byte chứa Giây thực
Luận văn tốt nghiệp
Hệ thống báo giờ tự động


Thời gian thực được chương trình RTP hay chương trình Settime cập nhật.
3.2.2- Restime:
Các Restime được đặt liên tiếp nhau trong một vi mạch ROM 2732 tạo thành
bảng Restime. Do đó, bảng Restime có cấu trúc là một danh sách tuần tự (còn
gọi là danh sách đặc). Đòa chỉ đầu bảng Restime là 0FA0h. Cuối bảng Restime
là byte EORT (End Of Restime). EORT có giá trò là 0FFH dùng để báo kết thúc
bảng Restime.
Mỗi Restime chiếm 3 byte, mỗi byte cho Giờ, Phút và Mã chuông. Cấu trúc
bảng Restime vẽ bởi hình như sau:

0FFFh
0FA0h + 3(N -1)+4

0FA0h + 3(N -1)+3 EORT (0FFh) End Of Restime

0FA0h + 3(N -1)+2 Mã chuông N
0FA0h + 3(N -1)+1 Phút Restime N
0FA0h + 3(N -1) Giờ Restime N

0FA5h Mã chuông 2
0FA4h Phút Restime 2
0FA3h Giờ Restime 2
0FA2h Mã chuông 1
0FA1h Phút Restime 1
0FA0h Giờ Restime 1

Hình 22: CẤU TRÚC BẢNG RESTIME
3.2.3-Hottime
Với cấu trúc tương tự như bảng Restime, bảng Hottime gồm 32 byte được
đặt trong vùng nhớ RAM từ đòa chỉ 1008h đến đòa chỉ 1027h.
Mỗi Hottime gồm 3 byte (Giờ, Phút và Mã chuông ). Bảng Hottime chứa tối
đa được 10 Hottime, 2 byte cuối của bảng Hottime luôn có giá trò là 0FEh. Byte
EOHT (End Of Hottime) là mã kết thúc bảng Hottime. Cấu trúc bảng Hottime
như sau:
Luận văn tốt nghiệp
Hệ thống báo giờ tự động



1027h 0FEh
Dùng cho xóa
Hottime
1026h EOHT (0FEh) END Of Hottime
1025h Mã chuông
1024h Phút Hottime 10
1023h Giờ Hottime 10

100Ah Mã chuông 1
1009h Phút Hottime 1

1008h Giờ Hottime 1

Hình23 : CẤU TRÚC BẢNG HOTTIME
Hottime là loại dữ liệu động. Khi khởi động Hệ Thống phải tạo bảng
Hottime gồm 10 Hottime rỗng, Hottime rỗng có giá trò là 0FEh.
Hottime được thiết kế cho mục đích báo hiệu đột xuất. Mỗi Hottime chỉ có
tác dụng cho một lần báo hiệu, do đó Hottime sẽ bò xóa sau khi báo hiệu.
3.2.4- Skiptime:
Cấu trúc bảng Hottime cũng là danh sách tuần tự gồm 22 byte trong vùng
nhớ RAM từ đòa chỉ 1028h đến đòa chỉ 103Dh.
Mỗi Skiptime gồm 2 byte, một byte cho Giờ và một byte cho Phút. Bảng
Skiptime chứa tối đa 10 Skiptime, 2 byte cuối của bảng Skiptime cũng có giá trò
0FEh dùng làm EOST (End Of Skiptime). EOST là mã báo kết thúc bảng
Skiptime. Cấu trúc bảng Skiptime như ở hình sau:
Luận văn tốt nghiệp
Hệ thống báo giờ tự động



103Dh 0FEh
103Ch EOST
End Of
Skiptime
103Bh Phút Skiptime10
103Ah Giờ Skiptime 10

1029h Phút Skiptime 1
1028h Giờ Skiptime 1
Hình 24: CẤU TRÚC BẢNG SKIPTIME
Cũng như Hottime, Skiptime là loại dữ liệu động. Vì vậy, khi Hệ Thống

mới khởi động phải tạo bảng Skiptime gồm 10 Skiptime rỗng bởi giá trò 0FEh.
Mỗi Skiptime chỉ cấm báo hiệu một thời điểm trong ngày, nên sẽ bò xóa đi
sau khi đã được sử dụng.
3.2.5-Mã chuông:
Mã chuông là số nhò phân 8 bit. Mỗi bit sẽ tác động lên mạch báo hiệu trong
một giây theo thứ tự từ bit cao đến bit thấp. Mức cao sẽ làm cho mạch điều
khiển báo hiệu hoạt động.
Các Restime có thể có mã chuông khác nhau, tùy mục đích báo hiệu của
từng thời điểm. Mã chuông cho các Hottime đều giống nhau và thể hiện mục
đích báo hiệu đột xuất. Người viết tạm thời qui đònh mã chuông như sau:
Mã chuông Restime có 2 kiểu:
 Bắt đầu tiết học: 0ABh (10101011)
 Kết thúc tiết học: 0CFh (11001111)
Mã chuông cho Hottime: 0B7h (10110111).
3.2.6- Các biến :
Ngoài các dữ liệu trên, còn sử dụng các biến để thuận lợi cho các chương
trình, tên và đòa chỉ như sau:
SPMASK EQU 1000h ; Mặt nạ che hiển thò thời gian thực.
; (1 : che )
HTSTA EQU 1001h ; Trạng thái bảng Hottime.